侯波涛

摘    要：随着城市化进程的不断发展与土地资源的紧缺的不断加剧，现代高层建筑已经成为最新趋势，高层建筑也是一把双刃剑，虽然高层建筑可解决土地资源稀缺的问题，但是高层建筑尤其是超高层建筑的建筑耗能却带来的新的能源危机。为了解决这一难题，建筑节能成为了重点研究方向。本文在分析了现代高层建筑现状的基础上，提出了一些节能设计方法。

关键词：现代：高层建筑：节能

1  引言

随着城市化与城镇化进程的不断加快，高层建筑逐渐成为了建筑的发展方向，尤其是超高层建筑经常作为城市的代表性建筑。但经过试验与调研发现，传统的高层、超高层建筑都对城市风光、热、声等微环境造成光污染等负面影响。数据显示，高层建筑与超高层建筑的单位面积能耗是大型公共建筑的2～3倍，是一般公共建筑的4～10倍，这说明高层、超高层建筑在高速发展的同时，也带来了资源消耗大、环境影响大、能源消耗大的问题。因此需要坚持可持续发展的战略底线来发展高层、超高层建筑。同时，也对建筑设计人员提出了更高的要求，需要充分地了解建筑设计的特点和其内部体系结构，才能设计出安全、经济、优质、节能的建筑，才能有效的减少能源的浪费和环境的污染。

2  建筑节能设计

2.1  建筑结构设计

相关数据表明，建筑物的外部形体对太阳能与风能等能量有着较大的影响。在高层建筑中，建筑的外表形状直接影响到建筑物外露的墙体面积，而外露的墙体面积與产生的能耗是正相关的关系。在对高层建筑结构优化时，选用同面积下圆型设计结构，整体设计规划中建筑的结构形状变化应少变，减少变化越大带来耗能越大的问题。

2.2  建筑位置和朝向的设计

高层建筑设计的最终目标是保证建筑内能够接触到充足的阳光，建筑的定位和朝向即是首要考虑的问题，这不仅是人群居住的基本需求，同时也是建筑结构节能设计中必不可少的一环。比如我国北方，由于地理纬度较高，冬季非常寒冷，需要建筑物尽可能的接触到太阳光，满足房屋内的采暖需求，但是在不同的地理位置、季节更替中阳光的辐射程度是不同的，因此，建筑设计人员考虑综合的各项因素，设计出合理的建筑位置和朝向，结合不同的环境优缺，从而设计出合理的采暖系统，进而减少建筑自身的能耗。

2.3  绿色与节能设计

近几年来，经济的迅速发展，城市绿色日益减少，空调的大量使用，导致了城市“热岛效应”，给建筑带来了负效应。当相同面积的草地和沥青表面温差达到14℃以上时，阳光照射绿地，绿地通过蒸发大量水分的方法带走大量热量，为建筑物创造了十分有利的周围环境，同时美化了建筑文艺设计，给人带来美感。

3  建筑的节能途径

3.1  建筑围护结构体系

（1）建筑外墙。外墙的节能设计是建筑外围护墙体的重中之重，传统结构中普遍使用烧结黏土砖作为外墙的主要材料，它不仅造成了土地资源的过量消耗，同时还带来环境污染问题。内保温、外保温和自保温构成了外墙的节能组成。外墙内保温使用创新技术的节能材料，使用粘土性质的空心砖、各种改良后的混凝土砌块以及稻草般墙体，这些节能材料因为有许多封闭的小孔，所以具备良好的隔热保温性能。外墙外保温中使用聚苯板薄灰结构的节能技术，以挤塑聚苯板或膨胀聚苯板为保温芯材，采用聚合物粘结砂浆将苯板粘贴在外墙内侧，然后采用聚合物抹面砂浆复合耐碱玻纤布作为罩面层起到抗裂、防渗的作用，这种新型保温材料具有整体保温功能并且耐久性非常好。

（2）建筑的外内窗。高层建筑中通常采用增大建筑物门窗的面积的方法来增大采光面积与通风面积，在建筑的总热损失在40%以上，充分考虑建筑门窗周边高性能密封性，降低空气的渗透热损失，提高气密性、水密性、隔声性、保温性及隔热性。设计中需要充分考虑窗户保温与保持，第一是玻璃，由于玻璃的导热系数较大，不管是流入热量还是流出热量对单层玻璃来说都是相当容易的。设计时采用双层玻璃和低辐射玻璃等保温性良好玻璃或者采用镀膜玻璃来反射掉一部分玻璃上的阳光;其次是窗户框材料，若是采用铝型材料或者钢型材料的窗框，就必须进行材料的热处理。

3.2  确定墙窗面积比

墙窗面积比直接影响到高层建筑的能耗，因此确定好合适的墙窗比对减少建筑能耗具有重大作用，墙窗比取决于窗和外墙间热工性能差异，墙与窗之间的差异越大，影响也就越明显。墙窗面积比不仅仅影响着建筑的能耗，也影响着建筑物内立面效果、室内采光及通风等。设计者应遵循以下基本原则：尽可能使用平开窗;使用复合内开窗及多功能窗与尽量使用南北向开窗。

3.3  建筑细节

（1）遮阳。建筑遮阳可以阻断或减弱太阳光直接或间接透过玻璃进入室内，为了防止阳光直射或过分照射导致加热建筑物围护结构，通常采用各种措施进行遮阳操作。高层建筑在遮阳节能设计过程中取到了意想不到的效果，设计师要合理设置遮阳板，不仅要考虑遮阳板的构造设计，还要综合地利用建筑物的外廊、阳台等构件及垂直绿化带实现整个的遮阳效果，使得遮阳板形态设计与节能设计相互融合。这种遮阳系统通常安装在阳面的外立面或者采光屋顶上，遮阳板的角度可根据不同时间、需求进行可调与可控，从而达到遮阳目的。这种遮阳方法已广泛使用，比如上海建科院生态示范楼，采用了不同类型的遮阳系统：南立面采用可调节的铝合金水平式遮阳活动百叶，东西向采用了可调节的铝合金垂直式外遮阳活动百叶，中庭采用外遮阳蓬，节省了空调能耗。

（2）绿化。在高层建筑工程的节能设计中绿化有着重要意义，绿化不仅仅可以有效的净化空气还可以启到吸收阳光的作用，高层建筑中的绿化节能设计对建筑工程中的吸尘、噪音等方面也有作用，减少建筑工程中的吸尘能源消耗，提高建筑工程的质量控制。绿化在城市规划与建设中对建筑节能的影响越发显著。例如：福冈县立国际中心通过建立立体绿化控件的方法来满足开发商的利益和都市空间需求的平衡关系。

3.4  建筑节能设计新能源利用

使用开发和利用太阳能等再生资源已经成为现代高层房屋节能设计的新焦点在我国太阳能能源利用具有良好的条件，全年日照时间最长达到了2800小时以上，年日照时间2200小时以上的地区占国土面积2/3以上。长日照区的日照时数可达到6h/d，年总出现天数达到200d以上，更为甚者可达到30d。随着太阳能技术的成熟，典型的现代高层建筑中都会设有太阳能热水系统和光伏发电系统。太阳能热水系统可充分利用太阳能将低温水资源加热到高温，从而满足人们生活使用热水的需求，设计时结合实际情况决定使用集中供热水还是局部供热水，做到节能的最优化。

3.5  建筑能效管理技术节能设计

搭建一个集安防、消防、照明等一体的楼宇集成系统，可实现电能、用能击飞与耗能检测系统的集中管理与互相联动而且开放建筑楼宇各专业系统，可实现对建筑物体内所有用能设备的运行状态实时监测，输出各具体部位的诊断报告及优化控制策略，进行节能运行校正，提供最优质的能源管理控制，以提高节能效益。

4  结束语

在社会的不断发展过程中，现代高层建筑不仅在功能上满足了人民居住的需求，随着人们逐渐重视环保与能源消耗、节能减排等，迫切的需要建筑实现节能、环保、绿色与生态的功能。相信聪明的人类一定会在矛盾中取得最优解。

参考文献：

[1] 刘玉华.建筑外围护墙体的节能研究[J].房地产导刊，2015.

[2] 李少炎.洽谈现代高层建筑的节能设计[J].中国高新区，2018.