劉曉琴

（國策眾合（北京）建筑工程設(shè)計有限公司，山西太原 030000）

社會經(jīng)濟的發(fā)展，群眾的生活品質(zhì)有所改善，建筑節(jié)能設(shè)計也成為人們關(guān)注的焦點。當前，我國建筑行業(yè)能耗有所增加，破壞了周邊的生態(tài)環(huán)境。對此，相關(guān)單位需創(chuàng)新傳統(tǒng)建筑設(shè)計理念，基于建筑節(jié)能設(shè)計，有效減少資源和能源的消耗，充分利用自然資源。

1 高層建筑能耗特點

若想加強建筑節(jié)能設(shè)計，就要準確、全面地了解高層建筑能源消耗特征。高層建筑運行中，其承載量較大，務(wù)必高度重視能量的充足供應(yīng)。工作人員需充分保證供水、供暖、照明、空調(diào)和電梯等設(shè)備的安全、穩(wěn)定運轉(zhuǎn)，而這一過程需要消耗大量能源。主要的消耗形式包括電、煤、天然氣以及集中供熱的蒸汽和熱水等。其中供暖空調(diào)系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、動力系統(tǒng)和辦公設(shè)備系統(tǒng)是建筑能耗的四個主要系統(tǒng)。供暖空調(diào)系統(tǒng)耗電量占整個建筑能耗的50%以上；照明系統(tǒng)次之，大約為20%；動力系統(tǒng)約為10%；辦公設(shè)備系統(tǒng)約為10%，另外，由于高層建筑的屬性特征，對建筑采光及通風能力也提出了較高的要求。此時氣候?qū)Ω邔幼≌ㄖa(chǎn)生了較大的影響。若僅從環(huán)境和建筑間的關(guān)系來解決節(jié)能問題，則無法有效保證節(jié)能設(shè)計的總體效果。對此，設(shè)計人員要分析建筑自身的條件和特點，尋求解決問題的有效方式。這也是可持續(xù)發(fā)展背景下，建筑行業(yè)得以前行的基本要求。

2 高層建筑節(jié)能設(shè)計的重要性

當前，我國經(jīng)濟前行速度加快，城市化水平顯著提高，高層建筑數(shù)量明顯增多，規(guī)模有所擴大，節(jié)能綠色環(huán)保理念也成為現(xiàn)代社會發(fā)展的主流趨勢，此時高層建筑節(jié)能設(shè)計也受到人們的普遍關(guān)注。但我國部分高層建筑依然采取傳統(tǒng)的能源供應(yīng)方式，夏季主要以空調(diào)降低室內(nèi)溫度，冬季主要采用人工采暖。但傳統(tǒng)的能源利用方式無法順應(yīng)城市發(fā)展的總體要求。如室內(nèi)設(shè)計節(jié)能效果不佳，則會浪費大量資源。冬季時也無法為居民提供舒適的室內(nèi)環(huán)境。而高層建筑的出現(xiàn)則有效解決了上述問題。

在高層建筑節(jié)能設(shè)計中，設(shè)計人員需采取有效措施及時解決日照問題，充足的光照是維持室內(nèi)環(huán)境舒適性的重要因素。城市高層建筑由于密度較大，不可避免地會出現(xiàn)相互遮擋的情況，進而使房間無法滿足標準日照時間的要求。光照在建筑設(shè)計中也發(fā)揮著十分重要的作用，有利于維護居民的身心健康。所以在高層建筑設(shè)計中，應(yīng)深度考慮建筑的朝向及門窗的位置，使其滿足節(jié)能建筑應(yīng)用的總體要求。

另外，在設(shè)計的過程中也要合理應(yīng)用可再生資源，替代原有的存在污染的資源，這不僅可以減少建筑工程對周邊環(huán)境的污染，還可節(jié)約大量寶貴的資源，保障工程的綜合效益。所以說，在高層建筑設(shè)計中，合理利用可再生資源尤為關(guān)鍵。

3 節(jié)能設(shè)計在高層建筑設(shè)計中的應(yīng)用策略

高層建筑設(shè)計階段，節(jié)能設(shè)計應(yīng)用于多個領(lǐng)域，該項設(shè)計的應(yīng)用顯著提高了高層建筑設(shè)計水平，降低了建筑能耗。節(jié)能設(shè)計應(yīng)用于高層建筑設(shè)計中具有十分積極的現(xiàn)實意義。

3.1 場地節(jié)能設(shè)計的應(yīng)用

高層建筑節(jié)能設(shè)計中，務(wù)必高度重視建筑的朝向問題，設(shè)計中順應(yīng)高溫季節(jié)的主導(dǎo)風向，按照工程所在地的實際情況，保證建筑物間進出風口設(shè)計的科學(xué)性與合理性。建筑排列時，需以南北朝向為首選，以避免陽光輻射過于充足給人帶來不適感，減少空調(diào)運行中產(chǎn)生的消耗。不僅如此，在建筑間距規(guī)劃設(shè)計的過程中，還要基于標準距離作適度調(diào)整，以改善自然通風的效果。同時，與外界空氣進行熱交換，有效減少能源消耗。

除此之外，在平面設(shè)計中，還要求設(shè)計人員全面改善垂直墻面窗戶的通風效果。利用雙層玻璃加強室內(nèi)溫度的舒適性。最后，全方位考量高層建筑布局的科學(xué)性與合理性。在考慮周邊環(huán)境和建筑成本的同時，也需完善建筑采光和通風設(shè)計，并采取科學(xué)有效的遮陽措施，以此有效降低空調(diào)運行中產(chǎn)生的能耗。

3.2 空間節(jié)能設(shè)計的應(yīng)用

高層住宅建筑空間設(shè)計中，設(shè)計人員需高度關(guān)注平面和立面的設(shè)計工作，注重建筑物通風和采光的效果，使其滿足建筑設(shè)計標準的總體要求。首先，在立面設(shè)計中，在建筑物中心位置設(shè)置能夠連接上下部分的垂直空間，并設(shè)置通風口，通風口的高度不得小于住宅屋面。其次，進出口高度需滿足建筑物環(huán)境要求，防止其對空間流動產(chǎn)生不必要的影響。最后，在平面設(shè)計的過程中，重視門窗的位置，尤其是窗戶的朝向設(shè)計，使其在滿足標準要求的同時，合理創(chuàng)新，擴大進出風口接觸面積，以優(yōu)化建筑物內(nèi)部空氣流通的整體效果。

3.3 圍護結(jié)構(gòu)節(jié)能設(shè)計的應(yīng)用

3.3.1 屋頂節(jié)能設(shè)計

屋面材料應(yīng)選擇節(jié)能性較好的屋面材料。在建筑屋面設(shè)計中主要采用正鋪法，這一技術(shù)是在防水層和屋面板中間設(shè)置保溫材料。而倒鋪法是顛倒保溫層及防水層的位置。保溫層主要選用吸水率較低、質(zhì)量較輕且強度較大的材料，該方式可有效保護保溫層，防止防水層受室外環(huán)境變化及人為因素的影響，延長防水材料的使用壽命。再者，淺色坡屋面節(jié)能也尤為重要，設(shè)計中選擇非金屬淺色屋面能夠充分展現(xiàn)其隔熱保溫的性能，也可減少屋面滲漏引發(fā)的各類問題。淺色屋面能夠反射近7 成的日照，可有效減少2~3 成的能耗。

3.3.2 外墻節(jié)能設(shè)計

外墻在維護結(jié)構(gòu)中扮演著重要角色，是構(gòu)成外墻結(jié)構(gòu)的主體。高層建筑主體結(jié)構(gòu)中，主要采用鋼筋混凝土框架或剪力墻結(jié)構(gòu)承受重量。維護結(jié)構(gòu)是十分重要的填充材料，為有效控制負荷，高度滿足建筑的保溫、隔熱的基本要求，可采用輕質(zhì)高效的保溫材料。高層建筑節(jié)能主要利用建筑節(jié)能改造的手段，使用性能優(yōu)良的建筑絕熱材料和復(fù)合墻體，在墻體中加入巖棉、聚乙烯塑料、聚氨酯泡沫塑料、玻璃棉等多種新型的保溫隔熱材料，嚴格把控材料的傳熱系數(shù)。

3.3.3 門窗節(jié)能設(shè)計

首先，增強門窗的密封性，有效減少冷風滲透。為減少室內(nèi)的冷空氣，設(shè)計人員可以采取有效措施，不斷加強外門窗結(jié)構(gòu)的氣密性，如采用平開門窗和大塊玻璃窗扇，有效控制扇與框、扇和玻璃間的縫隙，或者也可在縫隙中加入密封膠條。在門窗和墻體間的縫隙中，以保溫砂漿或泡沫塑料做好密封工作，有效減少從門窗內(nèi)滲入的冷空氣，保障建筑結(jié)構(gòu)的氣密性。

其次，優(yōu)化門窗的保溫性能。外窗由玻璃和窗戶等多種型材構(gòu)成，外窗設(shè)計中，應(yīng)利用雙層玻璃、三層玻璃或裝有惰性氣體腔的雙層和多層玻璃。選擇窗戶型材的過程中，要以鋁塑復(fù)合型材及斷熱橋鋁合金材料為首選，如圖1 所示，該類材料具有阻隔傳熱的作用，并優(yōu)先選擇多腔型。

3.4 合理應(yīng)用可再生能源

高層建筑節(jié)能設(shè)計主要是在建筑設(shè)計中，將太陽能和風能等清潔、可再生能源作為建筑的主要能源。在我國日常資源相對豐富的區(qū)域，可將太陽能作為高層建筑的主要能源，合理利用太陽能吸收儲存裝置。在建筑設(shè)計的過程中，可以將太陽能開發(fā)利用作為重點研究技術(shù)，在高層建筑房頂設(shè)置太陽能熱水器，如圖2所示，和一級太陽能蓄電池，這樣一方面可有效減少高層建筑運行中的能源消耗，另一方面也可增強居民的環(huán)保節(jié)能意識，節(jié)約不可再生能源。高層建筑設(shè)計階段，也要合理利用水資源，實現(xiàn)雨水的資源收集、存儲、處理及二次利用，進而達到我國高層建筑節(jié)能設(shè)計的總體目標，最大限度緩解我國淡水資源相對匱乏的現(xiàn)狀。

圖1 斷熱橋鋁合金材料門窗

圖2 在高層建筑房頂設(shè)置太陽能熱水器

4 結(jié)束語

總之，高層建筑設(shè)計中務(wù)必高度重視節(jié)能設(shè)計。設(shè)計人員需了解我國高層建筑設(shè)計中的各項問題，之后采取科學(xué)的應(yīng)對策略，引入綠色可再生能源替換原有能源，并做好門窗、外墻、屋頂?shù)墓?jié)能設(shè)計，以此維持建筑工程與自然環(huán)境的平衡發(fā)展，為我國綠色環(huán)保型社會的前行助力。