沈秋燕

摘 要：隨著社會(huì)不斷的迅猛發(fā)展，，城市的高層建筑數(shù)量與日俱增，隨之也帶來(lái)了巨大的建筑能源消耗，究其主要原因是在進(jìn)行建筑節(jié)能設(shè)計(jì)時(shí)存在部分缺陷和問題。擬從高層住宅建筑規(guī)劃設(shè)計(jì)、空間設(shè)計(jì)、維護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和環(huán)境設(shè)計(jì)出發(fā)，探討建筑節(jié)能綠色環(huán)保的設(shè)計(jì)方案，以期獲得良好的經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境效益和社會(huì)效益。

關(guān)鍵詞：建筑節(jié)能；高層；住宅設(shè)計(jì)

1 高層住宅建筑的能源消耗概況

目前我國(guó)在高層住宅建筑上的能源消耗達(dá)到了總能耗的三分之一，并且隨著經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展和城市化的擴(kuò)大發(fā)展，高層建筑的數(shù)目越來(lái)越多，每年新增建筑面積達(dá)到了20 億平方米。由于在建筑設(shè)計(jì)階段對(duì)可再生資源的利用考慮得不充分，所以與世界上其他國(guó)家相比能源消耗多達(dá)兩到三倍。如果不進(jìn)行高層住宅建筑的節(jié)能設(shè)計(jì)，將會(huì)在未來(lái)發(fā)展時(shí)期內(nèi)進(jìn)一步擴(kuò)大能源消耗，造成能源緊缺和能源危機(jī)。

2 常見問題

2.1 在規(guī)劃設(shè)計(jì)方面

為了追求總平面布局形式和景觀效果，往往采用周邊圍合的建筑群體組合，但是這種圍合會(huì)造成有些戶型朝向呈東西向，增加了夏季空調(diào)使用的能耗。同時(shí)建筑設(shè)計(jì)核心筒布局各個(gè)戶型，使有些戶型形成不了良好的自然通風(fēng)，需要空調(diào)制冷緩解夏季的炎熱。

2.2 合理設(shè)計(jì)建筑位置和朝向

建筑定位和朝向是建筑設(shè)計(jì)首要考慮的問題，最終目的是要保障高層建筑能夠接觸到充足的陽(yáng)光。既是為了人類健康的需要，同時(shí)也有助于建筑節(jié)能。比如在我國(guó)北方，因?yàn)榫S度較高，冬季較為寒冷，建筑物要盡可能地接觸到陽(yáng)光，才能滿足房屋采暖的需要，但是不同地區(qū)、不同緯度、不同季節(jié)的陽(yáng)光擁有不同的輻射量。因此，建筑人員在建筑設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該綜合考慮各項(xiàng)因素，設(shè)計(jì)出合理的建筑位置和朝向，針對(duì)不同地區(qū)的環(huán)境特點(diǎn)，對(duì)房屋采取不同的采暖設(shè)計(jì)。

2.3 優(yōu)化外圍墻的保溫隔熱設(shè)計(jì)

因?yàn)楦邔用娣e受光面較大，建筑的保溫隔熱性能由外圍墻決定。因此，高層建筑在外圍墻的設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)該加大保溫和隔熱技術(shù)的應(yīng)用，減少室內(nèi)對(duì)空調(diào)的使用，由此可以降低對(duì)電的消耗。在圍墻建筑材料的選用上可以使用導(dǎo)熱系數(shù)小的多孔磚，北方地區(qū)的高層建筑門窗應(yīng)采用雙層玻璃設(shè)計(jì)。

3 高層住宅建筑的節(jié)能設(shè)計(jì)策略

3.1 規(guī)劃設(shè)計(jì)

在對(duì)高層住宅建筑進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí)，要注重太陽(yáng)光輻射和空氣流通兩個(gè)方面，如果想要達(dá)到節(jié)約能耗的目的，就需要降低太陽(yáng)光的輻射和提高住宅空間的自然通風(fēng)效果。在對(duì)住宅進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí)，第一位的考慮因素是建筑的朝向，高層住宅建筑的朝向最好符合當(dāng)?shù)叵募镜闹鲗?dǎo)風(fēng)向，根據(jù)具體的氣候條件科學(xué)合理地規(guī)劃建筑與建筑之間的進(jìn)風(fēng)口和出風(fēng)口，從而形成良好的自然通風(fēng)，增加住宅房屋的舒適感。建筑與建筑在進(jìn)行排列時(shí)最好呈南北朝向，這樣在夏天受到較少的太陽(yáng)光輻射，節(jié)省了空調(diào)制冷系統(tǒng)帶來(lái)的能源消耗，冬天就會(huì)接收較多的太陽(yáng)光輻射起到保暖的作用。其次在對(duì)建筑間距規(guī)劃設(shè)計(jì)上，在保證基本距離的程度上盡可能的加大，較大的空間距離有利于自然風(fēng)的流通及與外部空氣的熱交換，促進(jìn)高層建筑及時(shí)散發(fā)出自身的溫度，從而在夏季有效達(dá)成降低能源消耗的目標(biāo)。在對(duì)高層住宅建筑平面進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，最好選擇兩垂直墻面窗戶之間實(shí)現(xiàn)通風(fēng)，并且選擇雙層玻璃來(lái)促進(jìn)夏季降溫效果的實(shí)現(xiàn)，國(guó)外很多高層建筑的設(shè)計(jì)考慮到了通風(fēng)的構(gòu)造體系而實(shí)現(xiàn)了建筑節(jié)能的目的。再者要考慮高層住宅建筑之間的布局問題，從具體的環(huán)境因素和資金情況出發(fā)，確保高層住宅建筑物的采光、通風(fēng)和防火都符合相關(guān)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)。建筑物與建筑物之間的合理遮擋能夠減少夏季太陽(yáng)光輻射帶來(lái)的溫度聚集，從而有效降低空調(diào)制冷系統(tǒng)的使用，達(dá)到降低能耗的目的。

3.2 種植屋面優(yōu)化建筑屋頂節(jié)能設(shè)計(jì)

屋頂是在建筑當(dāng)中非常重要的一部分，所以對(duì)于節(jié)能環(huán)保來(lái)說(shuō)，屋頂?shù)脑O(shè)計(jì)也是非常重要的一部分。在建筑高度日益提升的現(xiàn)代社會(huì)，如何對(duì)屋頂進(jìn)行節(jié)能設(shè)計(jì)也受到了越來(lái)越廣泛關(guān)注。經(jīng)過(guò)幾十年的研究，研究學(xué)者們也都提出了一些設(shè)計(jì)方案，比如架空隔熱屋面、蓄水屋面、種植屋面等各種優(yōu)化設(shè)計(jì)方法。但是進(jìn)過(guò)實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，種植屋面這個(gè)方案具有比較明顯的優(yōu)勢(shì)。種植屋面是最近幾年建筑界推出的“平改坡”手段。它的本質(zhì)是景觀設(shè)計(jì)，增加建筑的美觀性，也是將建筑和景觀完美的結(jié)合在一起。一方面可以優(yōu)化建筑本身的生態(tài)綠化設(shè)計(jì)，加強(qiáng)建筑的環(huán)保節(jié)能功能，又能打造城市的綠色整體美，讓身處在城市遠(yuǎn)離綠色植物的城市人民感受到綠色的清新，帶來(lái)視覺的享受；也能夠感受到自然的氣息，是一舉多得的建筑設(shè)計(jì)手段，現(xiàn)在設(shè)計(jì)界主要通過(guò)建設(shè)架空式生態(tài)屋面綠化系統(tǒng)來(lái)打造建筑的綠色屋面。架空式生態(tài)屋面綠化系統(tǒng)內(nèi)包含多種結(jié)構(gòu)，包括結(jié)構(gòu)層、保溫層、找坡找平層、隔離層、種植介質(zhì)層、微噴灌溉層等十個(gè)層次。在建設(shè)這些結(jié)構(gòu)的時(shí)候，設(shè)計(jì)師為了滿足低碳環(huán)保節(jié)能的理念，嘗試著使用輕質(zhì)的，穩(wěn)定性較強(qiáng)的生態(tài)架空體材料，根據(jù)實(shí)際的運(yùn)用顯示，這種材料確實(shí)能夠減少屋面的負(fù)荷，增強(qiáng)屋面通風(fēng)散熱的特性。在防水層的設(shè)計(jì)上，則引入了防水效果比較好的剛性防水材料，這就減少了屋面屋頂雨水存積的情況。而且微噴，滴灌系統(tǒng)的運(yùn)用，則有利于調(diào)節(jié)建筑屋頂?shù)母蔁釟夂?，能起到有效的降溫作用，如果，在適當(dāng)?shù)姆N植果樹和花草的話就能更近一步的提高屋頂?shù)挠^賞價(jià)值，給人以美的享受，現(xiàn)在，屋面種植的方式還是得到了比較良好的反饋，在今后的高層建筑設(shè)計(jì)中，是比較值得推薦和使用的。

3.3 建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)體系的節(jié)能設(shè)計(jì)

首先是建筑外墻的節(jié)能設(shè)計(jì)。我國(guó)傳統(tǒng)的外建筑外墻材料主要是燒結(jié)粘土磚，這種外墻材料對(duì)土地資源的消耗較為嚴(yán)重。而建筑外墻的承重作用較小，因此可以考慮復(fù)合墻體的設(shè)計(jì)，墻體不會(huì)過(guò)厚，又能夠起到保溫隔熱的作用。其次是建筑的門窗節(jié)能設(shè)計(jì)。門窗是風(fēng)、陽(yáng)光和空氣進(jìn)入的重要通道，因此必須具備較好的氣密性。在高層建筑的門窗節(jié)能設(shè)計(jì)中，要采用中層窗或雙層窗的設(shè)計(jì)。在高緯度較為寒冷的地區(qū)，可以采用二層窗設(shè)計(jì)。玻璃的導(dǎo)熱系數(shù)較大，因此在設(shè)計(jì)時(shí)要采用雙重或低輻射玻璃等保溫性較好的玻璃材質(zhì)。再次，墻和窗的比例節(jié)能設(shè)計(jì)。合理的墻窗比是高層建筑節(jié)能設(shè)計(jì)的主要環(huán)節(jié)，窗和墻之間熱工性能的差異是高層建筑耗能的取決因素，這種差異和耗能呈現(xiàn)正比例關(guān)系，差異越大，耗能就越大。另外，墻窗比不僅影響耗能，同時(shí)影響建筑的地面效果以及室內(nèi)的采光通風(fēng)效果。因此，合理設(shè)計(jì)窗墻比，防止東西開窗，是高層建筑節(jié)能設(shè)計(jì)應(yīng)該遵守的原則。

3.4 對(duì)樓板層進(jìn)行防噪音和節(jié)能設(shè)計(jì)

樓層板是高層建筑的一大組成結(jié)構(gòu)。一般而言，樓層強(qiáng)度、剛度會(huì)直接影響建筑的質(zhì)量。過(guò)于劣質(zhì)的樓層板還會(huì)產(chǎn)生噪音污染。故而，在節(jié)能環(huán)保理念下優(yōu)化設(shè)計(jì)高層建筑的樓層板時(shí)，要注意結(jié)合隔聲、防火、熱工等要求做好如下事項(xiàng)：在樓層板上鋪設(shè)具有彈性的橡皮、塑料或者是地毯；充分發(fā)揮彈性墊層的作用，架構(gòu)浮筑式樓板；在建筑樓板下安裝吊頂棚。這些設(shè)計(jì)優(yōu)化，可盡量滿足隔音隔熱需求。在條件允許的情況下，還可將合適的材料或構(gòu)造，如布設(shè)循環(huán)水管等引進(jìn)建筑樓板層結(jié)構(gòu)內(nèi)的中空空間，以高熱水循環(huán)利用效率，使室內(nèi)真正實(shí)現(xiàn)冬暖夏涼，既節(jié)約空調(diào)風(fēng)扇等帶來(lái)的電費(fèi)，又提高樓板層的環(huán)保節(jié)能功效。

4 結(jié)語(yǔ)

這樣才會(huì)使我們的建筑設(shè)計(jì)和城市規(guī)劃設(shè)計(jì)方面做的更好。從現(xiàn)在的情況看，建筑設(shè)計(jì)與城市建筑設(shè)計(jì)之間都有著巨大的發(fā)展前景。所以我們要盡力對(duì)其行業(yè)進(jìn)行完善。為我國(guó)的其他事業(yè)做表率，使我國(guó)綜合實(shí)力達(dá)到一個(gè)新的臺(tái)階。

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