高层建筑设计中建筑节能设计的应用探究

摘要：在现代城市建设中，高层建筑比比皆是，并且随着建筑高度的增加，其结构形式也发生了一定的变化。例如目前高层建筑多采用框架结构，很多墙体都是非承重墙体，如何保证这些非承重墙体的保温性能和节能性能就成为了当前建筑设计人员最关心的问题之一。事实上，除了墙体以外，现代高层建筑设计中需要注意的节能设计事项较多，例如采光系统、遮阳系统、保温系统、照明系统等等。以下本文就来对高层建筑节能设计的相关问题进行研究探讨。

关键词：高层建筑；建筑设计；建筑节能

中图分类号：TU2 文献标识码： A

一、绿色建筑的基本内涵和设计准则

1、绿色建筑的基本内涵

绿色建筑在中国是一个新型概念。早在十九世纪中叶欧洲工业革命之际，工业化对人们的生产和生活带来了巨大便利和进步的同时，也为自然环境带来了巨大的灾难。人们逐渐在享受工业革命的狂欢中冷静下来，开始思索生活的意义和真谛。伴随着人本主义的理性回归，人们开始更加关注生活质量，热衷于环境保护，在此基础上逐渐形成了绿色建筑的概念和雏形。随着现代化的不断发展，人们对绿色建筑开始从模糊到清晰，从感性到理性，最终形成了一套系统的绿色建筑设计理论。该理念倡导在建筑物的生命周期内，尽可能减少其对自然环境和生态的影响和破坏，并通过一系列措施，如： 节约能源、节约水电、节约物料等，到达节约能源保护环境。持有该观点的理论家认为，绿色建筑设计旨在为居民打造一个生态、健康、舒适的生活环境。也就是说，虽然绿色建筑尽最大可能建设对生态环境的影响，但是，它并不能影响人们对居住舒适度的追求，体现了以人为本的设计理念。

2、绿色建筑的设计准则

二、建筑节能的现状及高层建筑节能设计的问题

随着房地产业的发展，高层建筑层出不穷，其中的问题也日益凸显。主要表现在：在设计时为了尽可能利用空间和无限制地追求外观立面效果，忽视了技能设计，楼层比较高、建筑体形及外表面积比较大、建筑之间密集、相互遮挡、采光差、不通风等，降低了建筑使用的质量，同时也导致在建设与使用的过程中耗能比较大，没有达到节能的效果。

1、在确定住宅材料的热工参数时，并没有进行合理有效的测量以及没有科学的检测方法，而仅仅单纯的采用厂家所提供的说明书上的数据。在建筑节能设计方面没有好的创意，设计手段单一，而且设计不全面，很多建筑企业仅仅在住宅建筑的外层结构中采用保温材料。

2、完全的忽视了施工成本

在住宅节能设计中，一些企业并不按照所制定的节能标准，选用一些高保温与采光好的材质。因此，严重的提高了建筑成本。很多地方的建筑企业在建筑过程中随意改动节能方案，导致我国建筑节能设计不能得到有效实施。

3、节能工作实施的力度不强

在住宅建筑节能设计开展的前期，我国政府人员没有确定的计划，总担心所使用的节能材料和节能产品不能满足人们的需求，所以，在建筑节能设计工作难以得到实施。从其他地区来看，住宅建筑节能设计的方案和实施极大的推动了建筑节能设计的发展，从而使得建筑节能市场取得很大的经济效益。促进了我国建筑节能产业的发展。在目前激烈的节能市场化竞争中，一定会使得建筑节能技术得到有效的提高，而且为制定其他的节能政策，发展住宅节能设计提供了合理的基础。

三、建筑节能设计的实践应用

1、建筑规划设计

对于建筑室内环境具有直接影响力的是太阳和空气。太阳对建筑物的影响为太阳辐射，要对建筑物规划节能，就要降低太阳辐射。良好的空气质量是居室设计效果的关键。因此，要促进居住房屋的通风效果。在建筑设计中，要从这两点出发，合理地设计建筑的朝向、间距，并安排好建筑组合。设计建筑的朝向时，要因地制宜，通常要与夏季风向一致。建筑群的风口要充分地利用自然风，以提高舒适度。在建筑物的排列上，要遵循北大南小的原则，最好是南北通透的房屋是最为适宜的。建筑的间距要能够满足房屋日照，不仅可以起到节能的作用，而且还促进了居住小区内的空气流通，加快建筑物与空气之间进行热交换的速度，降低能耗。建筑物组合的合理安排是降低能耗的关键。通过建筑物的遮挡，在确保满足日照的前提下，降低太阳辐射对建筑。

2、采用新型建筑材料进行建筑设计

新型的材料是基于环保理念设计的，科技含量较高，不仅能起到保温节能的效果，而且还能够发挥装饰效果。以墙体材料为例。目前所研制出来的墙体材料为新型板材设计，不仅能够满足人们的审美取向，而且还具有保温隔热的功能，同时还改善了房屋使用质量。与传统材料相比，新型材料质地轻，因此可以使建筑物的自重有所降低。

3、采用建筑节能新技术进行建筑设计

太阳能是目前广为利用的新型能源，其工作原理是利用太阳辐射能，将其转化为热能，以缓解不可再生能源的消耗。在生活建筑物中，太阳能热水器是较为普遍使用的，而大型的公共场所，则应用更为广泛，包括采暖、游泳馆以及畜禽养殖场等等，都可以利用太阳能提供热能。

4、通风设计

对于高层建筑而言，要实现节能通风效果，最好的方法是将自然风引入其中，而要实现这一点，就要对其进行精心设计。首先，要合理布局建筑内部空间及其结构形式，要尽可能的实现穿堂风，如果高层建筑的外部体形为条形，则穿堂风就较容易实现。但是若建筑外部体形为点式，则可以尽可能的利用窗户设计来实现良好自然通风。另外，为了能够节能保温，在设计窗户时，可以采用双层玻璃，这样就可以尽可能的增大窗户在墙体上占据的面积，为通风提供更好的条件。

5、外围护结构设计

5.1外围护结构材料。关于当前高层建筑外围护结构材料以实体围护结构和通明围护结构为主的现状，且根据高层建筑外围护结构并非承重结构，材料选择较为灵敏的特色，关于实体围护结构，应尽量选用导热系数小的多孔/ 空心砌块或加气混凝土砌块等，合作外墙外保温和合理的窗墙面积比，操控由外围护结构保温隔热带来的能耗丢失。关于处于寒冷区域与夏热冬冷区域交界的城市，应尽量减少玻璃幕墙的运用。当实体围护结构到达保温隔热要求后，通明围护结构应遵循以下办法：尽量减少运用玻璃幕墙；操控合理的窗墙面积比，操控可敞开面积以安排通风；选用节能的玻璃和窗框材料，注意操控密封功能。

5.2墙体外饰面。建筑外墙饰面是围护结构抵御外界气候影响的第一道防线，其材料的热工性能将直接影响围护结构的热工性能。建筑墙体外饰面对建筑节能设计的影响主要通过围护结构外表面对太阳辐射热的吸收系数表现出来：一是在房间制冷状态下，对房间能耗的影响；二是对墙体传热系数的直接影响；三是房间在自然通风状态下对墙体内表面最高温度的影响。《居住建筑节能设计标准》规定：建筑外墙采用“浅色外饰面”