高层建筑的环保节能技术运用

于露

摘 要：如今，在中国建筑市场高速发展的同时，越来越多的人开始提及环保，注重绿色环保，也响应国家的可持续发展战略的号召，绿色建筑的节能技术逐渐发展成为现代化建筑技术研究的重要方向，建筑节能的标准也在不断提升。为实现可持续发展和节能建筑的目标，积极运用各类的节能技术有着重要作用。不管是高层民用建筑还是高层公共建筑在建筑行业中都处于重要位置，生态环境也随建筑事业的发展而逐步在恶化，所以将环保节能技术应用于高层建筑设计中显得尤为重要。

众所周知，近年来各项的环保节能技术层出不穷，每天都有新兴的环保节能技术得以运用，但针对于建筑中重要地位的高层建筑而言，不是所有的节能技术都是适用的，因此本文针对建筑节能中高层建筑的环保节能技术的运用，做一个简单的论述。

关键词：绿色建筑;高层建筑;建筑节能;技术运用

中图分类号：F062.4      文献标识码：B      文章编号：1008-4428（2018）12-0027-03

一、 前言

随着中国社会经济飞速发展和人们生活水平的日新月异，我国的建筑能耗也相应日益增长，建筑业对于节能的可循环建筑需求越来越强烈，我国建筑领域的节能技术又有哪些是高效适用的呢？

建筑能耗就是建筑使用后的耗能，其中主要包括日常的采暖、給水、照明等日常家电等方面的能耗。在这里边又以建筑的采暖能耗与空调耗能最多，一般约占总建筑能耗的百分之五十至七十。使能源利用率变得更高，是建筑节能的本质意义;建筑以人为本，所以建筑节能又不可以牺牲人们的健康和舒适性为代价，否则建筑节能便失去它本应有的意义。

所以通过高层建筑节能技术使有限资源与低能源消耗，来取得更好的建筑舒适性与节能性，这便是高层建筑环保节能技术运用的目的。

随着建筑行业的发展与进步，当前可持续发展与绿色环保成为行业发展的一大要素，节能环保型建筑已成为现代化建筑发展的必然方向。高层建筑又是目前建筑设计市场的一种主体建筑形式，在其实际发展中必须要适应市场与社会的节能环保可循环利用的需求。从设计方面到选材方面再到施工方面等多个层面，来进行建筑的节能环保设计，从而能够让高层建筑设计有科学性、环保性、节能性和可持续性发展。

二、 目前高层建筑节能环保动态及途径

根据现有数据粗略的估算，如果采取有效、严密的建筑节能环保技术，可以做到降低三分之二到四分之三的建筑耗能。因此在高层建筑初始的规划设计、后期的建造和使用的过程中，在满足建筑使用的环境舒适前提下，采取较为有效合理的建筑环保节能技术是很有必要的。想要实现建筑节能环保这一重要目标，一般说来，达到建筑节能绿色环保的方法是：尽量做到减少建筑内能耗的总量需求;合理地利用可再生的节能环保新技术和新能源;减少使用在建筑行业内容易引起环境破坏的老技术、旧能源。

（一）减少建筑内的能源总需求量

据不完全统计，在大多数的发达国家，空调和采暖系统的能耗占总建筑耗能的百分之六十五。而目前，我国近期的照明能耗和空调系统能耗一直在增加，它的增长速率已经渐渐高于能源的产能增长速率。因此，应该做到尽量降低建筑的冷热与照明所消耗的能耗，这是降低建筑能耗总量的根本途径。

1. 减少能源消耗，提高能源的使用效率

为了保持人们在建筑空间中的环境舒适性，在冬季室内需要供暖，在夏季室内需要制冷以降低室内的高温;在干燥的时候需要进行加湿，在潮湿的时候需要进行除湿，而这些舒适性的调节通常都需要不小的耗能才能实现。从环保节能的角度出发，我们要提高的应该是空调设备的能源转换率。它包括了设备机器自身的转换效率，还有能量管网传输的效率、用户的计量和室内环境的控制设备的总体效率等。

2. 减少建筑围护结构的能量损失

建筑物的围护结构能量损耗点是：建筑外墙;建筑门窗;建筑屋顶。这三点的节能环保技术是目前建筑业的共同焦点。其发展的大方向为，研究开发出经济、保温、隔热和能量转换率高的材料和切实可行的环保围护结构技术。

（二）节材与材料资源利用

建筑环保节能设计中的一项主要工作是提高建材的利用率，减少建筑材料的用量。因此在建筑工程动工前，有关的建筑设计人员有必要全面仔细地研究工程图。提前准备好建筑材料的使用计划以及环保节约提案，在不影响项目的整体施工进度以及施工质量的大前提下，进行综合性的考量和建筑材料有关的各项要素。此外，在选用建材的时候，不能只一味地在乎价格，同时也要考虑建筑材料本身的质量。好比钢筋的选用，应该尽量使用高强度的好钢筋，因为其具有高强度、突出的性能优点，效果要远远地优于普通的钢筋，所以相比较而言，其性价比反而会更优。

（三）利用新能源

在高层的建筑节能环保上，新型可再生能源的运用至关重要。可再生能源通常指的是环保的清洁可循环性能源，比如说太阳能、潮汐能、地热能、风能这些清洁的新型能源。人们对各种太阳能的利用方式已经有了一番探索和成果，发展方向比较清晰，使太阳能在某些领域得到了广泛应用，但从总体来说，目前太阳能在建筑方面的利用规模还不大，技术算不上完善，成本也太高，仍然需要继续尝试实验和研究。关于地热能的运用，对于节能建筑来说，一方面地热能的高温可用来进行发电或热能烧水提供采暖热能等;另一方面还可用地热能的泵与地道通风管道，达到低温地热实现供暖的目的。风能发电机常用于各大型的风力发电场和常遭受强风的超高层建筑上，在上海和北京已有不少成功的项目，在高层建筑领域，最为常见的风能利用设计还是通风管口。

三、 建筑设计在高层建筑节能设计中的作用

（一）建筑规划与设计

面对全球都在探讨的能源与环境的问题，不少前沿的环保设计概念应运而生。比如低能耗建筑、零能耗建筑和永续建筑等，它们从本质上都是要求建筑师从环保低耗能概念出发进行设计。在建筑初始的规划和设计中，根据建筑物所在经纬度的气候条件，对建筑自身所在的相应环境气候特点，注重利用自然可再生资源创造出良好的节能绿色新建筑，尽量减少人们因环境对耗能设备的使用。

所以适合的建筑选址;合理的节能外环境设计;设计有利的建筑造型。为改善建筑使用时的室内环境，合理的建筑形式是有效利用建筑外的微环境来改善室内微环境，是至关重要的一部分。减少建筑为了调整室内人体环境舒适度而产生的能量消耗，如空调照明通风等等。

（二）通风采光设计

在建筑节能的通风设计中，建筑设计人员要充分利用好风能资源，用此来自然调节室温，减少采暖和空调对建筑能源的损耗;或者是依据建筑所在地气候条件进行适当的高层建筑物间距规划，减少对周边夏季气流的阻挡;尽量在建筑的内部有穿堂风产生，确保内部气流的有效流动，达到调节室温节能减排的效果。此外，采光的设计是高层建筑节能设计的重要课题，建筑的格局、建筑的朝向和楼层不同的差异等因素，造成各建筑空间的日照强度和日照时间有所不同。因此在设计中要进行周密的日照计算与分析，合理设计绿色建筑的室内格局，合理规划各楼层的间距，确保每个空间都能获得充足的日照和日照时长。

（三）窗户节能设计

在绿色高层建筑的门窗节能设计方面，很多有效的节能技术能一定程度地起到节能减排的作用;有如下做法：在对标准的绿色高层建筑门窗设计时，要从节能性以及合理性的角度考虑，结合绿色建筑的实际现状，对容易形成热桥处的门窗，要根据节能需求仔细考虑它们的面积、朝向和传热系数。就目前的节能建筑来看，其建筑的外窗大都是采用平開窗的设计手法，然后采用塑钢门窗与中空玻璃来作为材料。

由于高层建筑物的层数增加了，因此建筑物的风力承受也随之增大了，对于建筑窗户处的防风效果、抗压效果和隔音效果等也有所增大。在具体的节能设计里，则要根据实际状况来进行节能门窗的设计，选择节能性良好的门窗材料，优化结构节能设计，降低对能源资源的消耗。同时，应该注意不同的朝向、通风和采光，针对不同的节能结构设计来挑选门窗材料的品种、类型等。门窗可以通过加贴聚酯膜，使窗户有更好的气密性、保温性，发挥更好的保温性;或者是对门窗的绝热性进行稍稍改进，从而降低窗户的能量损耗。

建筑节能的效果是建立在良好材料质量的基础上的，因此对于塑钢门窗、中空玻璃等建材的审查必须严格。保证质量有保障，只有通过合格检查之后的建材，才可以运送到施工现场去。质检人员要依据相关检测报告对建材的供应商资质进行合理的审查。同时，建筑现场施工人员也要严格检测门窗品质，确保门窗的质量达标，必须对门窗的具体安装位置和安装要求尺寸复核后，才可进行安装，否则一旦发现不合格，将会造成大量建材被浪费的情况。

四、 建筑外保温施工技术类型

在对建筑外墙保温施工中，有效利用各种保温材料与保温技术，能够非常有效地减少建筑的能耗，从而实现环保节能，整体提升建筑居住的舒适体感度，达到延长建筑使用寿命的目的。

（一）外墙节能技术

进行建筑外墙保温节能设计，能最大地降低热桥效应，实现建筑节能减排。若产生了热桥现象，至少会产生大概百分之二十五的热损。如果利用外墙保温节能技术，能够有效降低热损，可达到百分之四，便能有效减少热负荷能耗。

1. 节能施工技术方向

建筑节能中，采取的外墙保温技术，主要包括以下类型：

外墙外保温技术：这项节能技术适用于室内与室外温差较大的建筑，在炎热时能有好的隔热性能，寒冷时还能起到好的保温性，外墙保温技术成熟所以运用广泛且效果也很可观。在运用时，要适当地选择保温材料，以保证工程质量。

外墙夹心保温技术：这项节能技术是在外墙的墙片夹层放置保温材料，保温材料多采用混凝土制的空心砖作为放置的载体。玻璃棉或是聚苯乙烯都是最为常见的保温填充材料，对保温材料的要求不高。

内保温技术：内保温节能技术施工相对简单，多用聚苯板等作为主要保温的材料。施工面是在外墙的室侧，节能效果良好。

2. 具体保温技术

关于外墙节能方面，传统中用重质却单一的建材只是增加墙体厚度，想以此来达到保温的施工方法早已不能适应如今的环保节能需求。现在复合型建筑墙体已经是现代建筑墙体普遍应用;复合型墙体基于块体材料和钢筋混凝土块体来承重，保温和隔热材料复合在一起，还有在框架结构当中使用保温隔热作用的材料来作墙体。

外墙保温及饰面：这个是20世纪70年代末出现的一种建筑节能技术，最早应用在商业建筑的保温中，之后渐渐地开始在民用建筑中得到运用。先将保温材料覆盖到建筑外墙上，再涂抹上抗裂砂浆，紧接着压入纤维的网格布，最后一道工序是墙面装饰。从它的实际施工效果来看，外挂式的保温墙技术具有良好的透气性，并且还具有一定的抗震效果与防火功能，适用范围为新建的项目及建筑改造项目等。外墙保温体系使用的是多层复合的外墙，在各种建筑中都广泛运用。主要组成为：主墙体保温板为塑料的聚苯乙烯泡沫制成，大约30—120mm;通过黏合剂或者是机械挤压的固定方法，覆盖在建筑的外墙表面;中间部分由聚合物制成能长久防水的砂浆层，主要是应用在保温板上，通过玻璃纤维网来进行外力的传递;最外表的覆盖层要选用耐久且美观的材质，为了防止表层褪色和防裂。丙烯酸共聚物的涂料是一种运用广泛的外墙覆盖涂料，这种涂料可选多种颜色和质地，拥有特别好的耐久性与耐腐性。

隔热水泥模板墙：目前，复合性的墙体结构已成为现代建筑墙体的主要节能技术之一，如聚苯板复合性墙体的结构，多是采用的一次性浇筑成型的方法，能够有效地提高外墙保温节能的效率，还能起到缩短工期的效果。值得注意的是，如果采取一次性浇成型的施工方法，需要其对浇筑人员的技术有较高要求。在现场的混凝土浇筑时，要做到浇筑的混凝土的均匀，过程连续以及浇筑精准把控。已有许多的工程项目采用这项技术，较为常见并且效果良好。

聚苯颗粒制保温砂浆：聚苯颗粒制保温砂浆所制的外墙有良好的保温效果。这种外墙主要有：界面层、防水层、节能防护层和玻璃纤维网层，此外墙保温体系施工较为简单，具有施工成本低和抗裂性强的优势，在节能建筑施工中应用，已经获得了不错的成效，具有推广应用价值。

建筑保温绝热板：该绝热板材料普遍使用于各类型建筑中，具有各项高性能，均适用于内外结构的保温材料。夹心层多为聚苯乙烯泡沫所组成的保温材料，大概在120—240mm厚，该板材的表面可根据需要采用不同的材料作为表层。

（二）门窗节能技术

建筑的门窗不仅仅具备围护、采光、通风这些显而易见的功能，它们在建筑整体艺术上的表现也起着举足轻重的作用。但是门窗同时也是产生热能损失的关键位置。为了加大通风和采光的面积，也为了表现现代建筑的特异形式，当代的建筑门窗是越做越长、越做越宽，更是出现了全幕墙的建筑。这就对外围护门窗结构的节能造成了更为严峻的挑战。目前，对于窗户的节能技术来说，相较于普通玻璃，更主要的还是采用较为保温的复合型玻璃、气密性更好的保温玻璃等。从门窗流行的材料来看，近些年出现断桥铝、铝木复合型材、钢塑整体制挤出型材、塑木复合制型材以及UPVC塑料制型材这些节能技术较好的环保建材产品。

室内环境的热稳定性和舒适性主要取决于建筑外墙的组成与其保温性能，外墙保温性对高层建筑的节能作用也是至关重要的。在我们不断优化节能建筑外墙、门窗保温性的同时，还要进一步去探索屋面围护结构保温隔热材料的性能。现在我国建筑行业的普遍做法是在保温的外墙外再做一保温层，以进一步强化热工性能。纳米级透明隔热涂料就是新兴的一种玻璃夹层，既保持高透旋光性，也有较好的隔热作用。比如low-e新型节能玻璃，投入成本较高，但节能效果也是很明显的。

五、 暖通空调节能技术

关于暖通空调等节能技术的新材料、新技术不断创新发展，在将来的高层建筑节能方面都会起到重要的作用。暖通空调节能的发展核心可以概括为：节能、环保、可持续发展、符合各项国家能源新规，各种环保绿色技术创新。

（一）建筑节能与暖通空调技术现状

如今建筑的发展过程中，节能减排已成为一个世界性的课题。房地产行业欣欣向荣的发展，各种类型的高层建筑成为城市的主要形式。而当高层建筑完工时，至关重要的就是建筑里面的空调采暖制冷设备，以前所流行的中央空调被验证其能耗高得可怕。所以暖通空调行业发展潛力巨大，目前暖通空调的各项技术开发都被行业所看好。越来越多的人已经开始意识到二氧化碳的过度排放对生态环境的不利影响，二氧化碳的过度排放是全球变暖的主要原因，而节能减排正是暖通空调的最终研究目的。高性能的环保暖通空调设备也成为节能建筑的标配，因此暖通空调节能技术也应运而生。

（二）暖通空调节能技术分类

1. 高效设备技术

暖通专业很多时候又被叫作设备专业，可以看出暖通大多数时候是通过设备的形式完成的。其主要的能源消耗是在产暖制冷和能量传输的过程中。高层建筑的采暖空调能耗里，大多数的能源是被设备所消耗了，而并非转化成了调节室温的冷气或是暖气。由于现阶段设备设计水平较低和设备厂商保守，我国高层建筑大多用的采暖空调设备系统工作效率都是偏低的，能源转换率也只有百分之三十到百分之五十。

2. 优化设计技术

对于高层建筑节能技术而言，不是所有的新型节能技术都能够适用的;反而有些常规的技术可以发挥巨大的作用。在实践技术运用中，首先要经过周密的计算，其次认真地记录对比，做到把不必要的能耗降到最低。不能仅仅根据经验来判断，也不能一味地增加节能而达不到调节的作用。通常高层建筑的暖通的设计，都是以其经济和安全出发考虑的。伴随着绿色节能理念对人们的影响，很多人开始注意环保节能设计这一细节点，也会考虑到系统的能量转化效率及节能环保效果，达到节能技术与经济的统一。

3. 运行控制技术

目前国内的大多数专业人才都集中在设计或相关行业里，这使得从业运营管理的人才相对匮乏，使得其运行控制技术效率低下。多处实测结果显示，调节不当导致部分建筑过热造成的热量浪费占总供热量的20%—30%。研究出完善的自动管控系统和合适的运行形式，都是强化节能减排效果的有效方式。

六、 结束语

环保节能技术的运用是建筑发展的大趋势，主要目的还是让能源利用率变得更高，减少能源的损耗。在高层建筑环保节能方面前期投入的研究和成本虽然可能都是不小的，但那都是值得的。在这个能源危机的时代，由于占比较大，高层建筑节能环保技术的研究、发展、运用对建筑行业有着非比寻常的意义。

综上所述，环保节能在高层建筑的设计和施工中都显得尤为重要。所以在高层建筑的节能设计施工中，都必须合理运用，综合考虑各种节能技术的使用可能，按照其节能技术水平和建筑节能的可行性，注重一些细节元素的处理，如日照采暖、门窗通风、空调能耗等。可以说，高层建筑的节能技术运用与研究，为今后建筑的可持续发展铺平了道路。

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