高层住宅建筑节能设计探讨

2018-03-23钱英晋

山西建筑 2018年35期

钱英晋

(大同市二院建筑设计研究有限责任公司，山西大同 037000)

随着社会经济的持续发展，民众生活质量有了较大改变，其更为注重生活品质，在此形势下建筑节能的设计愈加重要。现阶段，我国建筑业耗能较大，对我国生态环境构成了破坏，因而必须转变建筑工程项目以往的施工理念与手法，进行建筑节能设计，以从根本层面降低各大资源能源的耗损，改善资源能源利用率。

1 高层住宅建筑能耗状况

现阶段，我国高层住宅建筑方面的能源耗损在总能耗中占比已在1/3以上，且随着社会经济的进一步发展与城市化进程的大力实施，高层建筑数量骤增，每一年都有新的建筑项目破土而出，面积约为20亿m2。但因建筑设计期间，没有对可再生资源的利用有效思考，故我国建筑能源耗损较之其他国家而言要高出几倍。在此形势下，必须确保高层住宅建筑节能设计落实到位，如若不然势必促使我国能源耗损严重，更甚者破坏生态平衡，导致能源匮乏并出现巨大危机。

2 高层住宅建筑设计中在节能方面存在的问题

2.1 规划设计

规划设计时，为探寻整体平面布局形式、景观效果，通常选择周边围合的建筑群体组合，然而此类围合可能促使部分户型朝向为东西向，在相应层面加大了热天的空调能耗，且建筑设计核心筒布局所有户型，导致部分户型自然通风效果差，在高温季节只能经由空调解热，也损耗了较多能源。

2.2 形体设计

形体设计时，形体系数愈高，耗能及单位建筑面积热损失愈大。经由研究论证，形体系数加大0.01，耗热指标将加大2%～5%。就高层住宅建筑设计而言，往往为探寻视觉效果而构造出形式新颖、特殊的建筑，加大了建筑物形体繁杂性，并拓张了建筑外表面积，增强了其与外部环境热传导的概率。

2.3 外围护结构

就外围护结构(包含外墙、屋顶等)而言，外墙、屋顶对建筑物保温、隔热效果具备直观影响。当前较多高层住宅建筑节能设计方面的效果差强人意，关键在于未注重保温材料的选取与热量的传导性，故对整个建筑的保温、隔热效果构成了影响。经由对各类高层住宅建筑的分析获知，此类建筑外围均匮乏保温层，如某大厦外墙有应用契合国家规范的加气混凝土块，然而却未配置双层玻璃保温层，促使该建筑物供暖空调系统能耗在总能耗中的占比达到了60%。并且，就算高层住宅建筑外围具备保温层，但玻璃幕墙、外挂铝塑板这一组合结构也具有较大的能耗存在，外窗导热系数高出外墙2倍，匮乏较好的保温隔热性。经由实践表明，高温季节室内热量均源于太阳辐射经由门窗进入室内的热量，当前大部分高层住宅建筑一味寻求外形效果，选择大面积的落地窗，加大了导热性，且往往高层住宅未采取遮阳措施，故高温季节必须依靠空调制冷系统，耗费了较多电能。

3 高层住宅建筑节能设计策略

3.1 规划设计

对高层住宅建筑规划设计期间，需对太阳光辐射、空气流通予以关注，要确保节能环保，便需防止太阳光过度辐射、强化住宅自然通风效果。首先，需思考的问题即建筑朝向，应契合高温季节的主导风向，依照实际情况科学规划建筑物之间的进出风口，建筑和建筑排列时需以南北朝向最为适宜，如此可防范高温季节太阳光的过度辐射，减小空调能耗。而后，对建筑间距规划设计期间，需在确保标准距离的基础上适量加大，促使自然风更好的流通，且和外界空气进行热交换，以节约能源。再者，实施平面设计期间，应确保两垂直墙面窗户间的通风效果，经由双层玻璃实现高温季节降温的目的。最后，对高层住宅建筑物间的布局予以思考，在考虑环境因素、成本等基础上，保障建筑物采光、通风等契合国家标准，且应采取适宜的遮阳措施，以在相应层面确保空调能耗减小。

3.2 空间设计

对高层住宅建筑空间设计期间，应由平面、立面两大层面入手，以保障建筑物通风、采光等契合标准。首先，对立面设计期间，应位于建筑物中心处配置可连接上下部分的垂直空间设定通风口，高度在住宅屋面以上。同时，进出口高度需契合建筑物实际环境，以避免对空气流动构成影响；其次，进行平面设计时需对门窗的设置给予高度关注，特别是窗户朝向需合理规划，能在契合标准的基础上予以创新，加大进出风口接触面，以确保建筑物内部空气流通效果。

3.3 围护结构设计

对高层住宅建筑围护结构设计期间，若想节约能源，便需经由高温季节降温、冬季保温的模式达成目的，故而对围护结构如屋顶、外墙等设计时需注重传热与空气渗透问题。具体如下：

1)屋顶。设计住宅屋顶时应合理选取保温材料，确保其密度和吸水性契合标准，通常应用膨胀珍珠岩保温芯板，在雷雨天气不会吸收大量水分影响保温性能；密度选择方面，保温材料应选择导热系数小、密度小的材料，且所选材料不会污染环境、经济适用性好。2)门窗。对门窗设计时，需防范门窗冷风渗透，强化建筑外部门窗于冬季的保温效果，从而改善热流损失问题，窗墙比设计需契合采暖居住设计规范，如应用刚塑复合窗等规避金属材料所致的冷桥，并应用多功能门等，以实现建筑围护结构节能的目的。3)墙体。设计墙体期间，应注重材料的保温效果与质量。通常，需构建保温隔热层便于冬季存热、高温季节散热，具体选取材料时应对抗氧强度、传热系数等予以思考。4)外部结构。高层住宅建筑外围护结构并非承重结构，为进行节能设计，材料选取方面通常将实体与透明围护结构当做主导。材料应用需具有灵活性，与实际建筑环境、外界条件衔接，把导热系数小的砌块与加气混凝土块使用到实体围护结构中，与墙体外部保温效果、窗墙尺寸结合，从而降低外部围护结构在保温、隔热方面的能耗。同时，外部围护结构具备的墙体外饰面是防范外界恶劣环境影响的关键，其材料传热性对围护结构传热性具有决定性作用。通常，高层住宅建筑墙体外饰面囊括涂料、石材等，选材颜色较浅，具体经由外部围护结构对太阳光辐射能的吸收系数去实施建筑节能设计。

3.4 外环境设计

对高层住宅建筑外环境设计时，可从如下几点着手：

1)进行绿化节能设计。实质上，建筑物周边良好的绿化环境可调节气温，吸收太阳光辐射与反射热量，故可经由墙体、屋面绿化等形式作用于建筑物温度，于绿化设计层面选择高大常绿乔木等绿化带，由生态层面改善高层住宅建筑节能效果与居住质量。2)外部遮阳设计。为规避高温季节阳光辐射直接经由窗户进入室内，故应实施外部遮阳设计，其可把阳光和建筑物分离开来。具体设计时，需科学合理，与立面设计衔接，依照相应规制对外部热阻计算，从而选取适宜的材料、方式进行遮阳。3)有效利用可再生能源进行节能设计。有效应用太阳能、风能等清洁型可再生能源，如为确保高层住宅自然通风效果良好，可设计出以太阳能为主吸收能源的烟囱。同时，于供热、供电系统等方面均可借助太阳能加以设计，以规避电能过度损耗，也能对周边生态环境予以保护。