超高层建筑节能设计分析

【关键词】超高层建筑；设计；节能 

　　2005年，“公共建筑节能设计标准”颁布，设计师们开始注意到建筑节能问题。但几年改善下来，超高层建筑的节能工作仍旧存在着许多不足，一些设计上的障碍还没有得到行之有效的解决。 

　　一、我国超高层建筑的节能现状 

　　（1）耗能大。据调查，当今建筑耗能的平均能耗量几乎占到了人类总耗能的一半以上，高层建筑，尤其是超高层建筑的能耗普遍为一般建筑的6～8倍。就我国而言，不少高层建筑都处于低效率、高耗能状态。（2）标准的局限性。就目前而言，许多地区并没有出台针对超高层公共建筑的节能标准，设计师们在设计时没有一个数据参数去比照，所以在设计上实施节能有一定难度。在现有的建筑节能设计标准中，像通风、遮阳等标准就显然不适应于超高层建筑。另外，能耗模拟软件的设计尚未完善，限制了建筑物在整体建模上的能耗模拟评价方法，超高层建筑更是远远超出了软件的所能计算的范围。因此，超高层建筑的节能工作在技术层面就不达标。 

　　二、利用自然条件的节能设计 

　　（1）自然通风。第一，建筑布局设计。超高层建筑多为单体建筑，因此这里主要研究单体建筑的通风设计。在设计上，单朝向、进深大与没有南北贯穿的结构难以达到穿堂风效果，可以在设计上注意这一点，进行局部调整。值得注意的是，过大的风速会影响高楼层窗户的开启与冬季的保温，因此在门窗设计上应注意可调节性。第二，形成竖井空间。中庭空间在过高时容易产生强烈絮流，形成过大热压。在设计上要尤其注意这一点，不要因为美观影响了居民的正常生活。第三，玻璃幕墙围护。高层建筑面临着过高的热压与风压问题，而双层玻璃的出现有效缓解了这一难题。玻璃层间间距在白天能够起到蓄热作用，开启内层能够实现层间的自然通风。这种设计能够使自然通风率达到70%，有效节能。（2）天然采光。据研究，自然光照在白天完全能够满足人们日常生活工作的需要，且产生的热量要远远小于人工照明，可以减少室内热环境的调节造成的能源消耗。因此，在超高层建筑的采光设计上，可以拓宽阳台或是加宽落地窗，让阳光进入室内，以减少白天照明能耗。 

　　三、建筑结构的节能设计 

　　（1）朝向设计。据研究，地球每年能够从太阳那接收60亿亿千瓦的能量，太阳能若是能够得到有效利用，可以节省许多人工能耗。在相对寒冷的城市，高层规划上若是注意朝向问题能够节约很大一部分供暖消耗。在冬至左右，太阳由于高度角的变化，房间所能接收到的热量也有所变化。因此在朝向设计上，应先调查太阳的高度角，做出合理的日照影像图，以此确定在冬季建筑得到日照的有效时间；同时在能够满足采光需求的前提下，可以尽量拓宽南向开窗面积、减少东北向面积，这样可以在获得更多日照辐射的同时避免室内热量过分流失。（2）高度设计。建筑高度的变化会影响到一些相关参数的变化，从而引起能耗的变动，当建筑高度超过百米，其受到的所有气象参数都会发生明显改变。建筑物若是设计的过高会影响居民的正常生活，导致供暖需求加大，从而加大了能量消耗。在建筑高度设计上，设计师们最好能够根据详细的、具体的参数来研究高度规划，找出一个最优值，将建筑高度控制在最优值之内。 

　　四、建筑材料的节能设计 

　　（1）高性能钢的利用。高性能钢主要有高张力钢、低屈服点钢、TMCP钢与SN钢。随着我国80年代末超高层建筑的发展，建筑材料上对钢材的性能要求也越来越高。通常表现在以下两个方面：一是钢材的强度、硬度以及窄屈服幅度的耐久性；二是钢材的可焊性，在精度深加工时的性能。于是高性能的钢材应运而生，有效保障了建筑的安全稳固性，节约建造材料与能源。（2）新RC结构。新RC结构指的是钢筋混凝土的改良。混凝土的强度能够达到78.4mpa，远远超出传统混凝土强度。这两种新材料在超高层建筑的施工中占有重要地位，在设计时，可以利用其耐久、稳固的特性修改其他建筑部位参数，减少建筑材料的使用以达到节能要求。 

　　超高层建筑的标志性强，是未来建筑的发展趋势。抓好超高层建筑的节能设计能够有效带动建筑业的发展，促进社会高层建筑节能技术的进步。 

　　参考文献 

　　[1]孙秀荣，金建勇.浅谈高层与超高层建筑的节能设计[J].中国城市经济.2010（12） 

　　[2]屈万英.超高层建筑节能的设计策略探讨[J].中国科技信息.2010（18） 

　　[3]安国文.超高层建筑节能设计若干问题浅析[J].中小企业管理与科技（上旬刊）.2009（3）