高层住宅设计中建筑节能的应用

张树斌 马洋 刘燕朋 惠雯雯

摘要：为了有效推进低碳节能发展理念，降低能源消耗率和提升能源利用率，用最少的资源投入达到最大的经济效益和社会效益，需要各行各业的人们不断努力。建筑行业的低碳节能化发展逐渐受到的大家的重视，由于高层住宅建筑是当前的重要建筑类型，深深影响着人们的生活，因此需要对这一类建筑的节能技术运用给予足够的重视，结合建筑设计工作降低建筑能源消耗，提高居民生活空间品质，推动建筑绿色节能化发展。

关键词：高层住宅；设计；建筑节能；应用

1、高层住宅建筑中能源消耗特点

要想找到针对性的节能设计，就必须要先准确了解高层住宅建筑中能源消耗的特点。对于高层住宅建筑来说，每天需要承载大量的工作，为了保证所有工作高效，顺利的开展就需要后勤有大量的能量供应。要充分保证在供水、供暖、照明、空调、电梯、以及饮食等各个方面的正常运行，就必须会消耗掉大量的能量。那么在建筑的四个必备基础系统中，其能量消耗所占的百分比如下：空调、供暖系统的耗电量达到整个建筑耗电量的百分之五十到百分之六十之间，而将会有百分之五十到百分之四十的能源会分配到照明系统及家电系统。同时由于是高层住宅建筑，所以其对建筑采光和通风能力的需求都比较高。由此可知，气候对高层住宅建筑的影响较大。因此如果单纯从环境与建筑之间的关系来找到节能问题的办法那是无法达到理想效果的，所以最主要的还是要从建筑本身的特点条件出发考虑问题，寻找解决问题的办法。在不断强调可持续化发展的今天，节能对社会的发展越来越重要。

2、高层住宅设计中建筑节能设计的必要性

现阶段我国建筑行业在新时期正处于高速发展时期，高层住宅建筑的整体数量正处于逐年递增的趋势，这是现代城市居民对高质量居住环境需求影响下的必然现状，冬季采暖、夏季空调是高层住宅建筑在运行过程中无法缺少的重要组成部分，而在能源紧张局势影响下高层住宅建筑节能设计已成为其发展中面临的主要问题。高层住宅建筑节能设计是指高层住宅建筑设计在符合居民合理的舒适要求下，通过节能技术手段来减少高层住宅建筑整体能源消耗，同时也要求高层住宅建筑在使用过程中要提高能源的使用效率，这样才能确保高层住宅建筑节能设计可以满足建筑节能的要求。高层住宅建筑在设计过程中的定位首先要考虑其对城市环境的影响，建筑容积率过高会导致部分建筑难以满足日照要求，但光照在我国北方地区建筑设计中有着不可取代的作用，同时阳光对城市居民的身体健康也会有着直接影响，所以要求高层住宅建筑设计过程中必须要充分考虑其位置和朝向，而建筑的方位设计也与建筑节能有着直接关系。

3、高层住宅设计中建筑节能的应用

3.1使用环保效果良好的绿色建筑材料

当今社会中许多高层住宅建筑建设过程中都会大量使用能耗高的建筑材料，因此建筑施工建设过程中会带来大量能源消耗，不利于建筑低碳经济的发展，同时影响到生活环境品质。高层住宅建筑通常采用钢筋混凝土框架结构，由于这種结构的断面大，通常会大量消耗砂石、水泥和水，对国土资源是一种巨大的消耗。在建筑使用寿命达到年限后需要进行钢筋混凝土的拆除工作，在拆除过程中没有拆除干净的砂石和水泥等很难再被重新利用，因此会对周围环境造成污染。在高层住宅建筑设计过程中，需要选取环保性能良好的建筑施工材料，优先考虑可以回收再利用的建筑材料，对于高能源消耗的建筑材料尽量少用，这样才能降低建筑施工建设带来的二氧化碳排放量，达到建筑节能减排的目的，提高建筑节能环保性能。

3.2建筑物整体布置的设计

（1）朝向。随着空调的普遍使用，在建筑物的朝向问题上似乎人们已经不再关注，为了达到更大的容积率以及更好的景观效果，很多高层住宅建筑都是东西向的。对于这种朝向的建筑，建筑能耗就变得更加严重，为了提高建筑的节能效率，改变建筑的朝向是十分重要的。太阳的辐射以及空气渗透引发的耗热量都容易受到建筑朝向的影响，因此在进行朝向选择问题上要注意太阳辐射以及风向等这些因素的影响。建筑物应该采用南北向进行平面布置，并且建筑物要能够进行自然通风。在建筑内部的房间分布中，主卧以及客厅等重要房间应该尽可能的面朝南，这样的设计能够降低大约40%左右的电荷需求，可见建筑朝向对节能有着重大的影响。（2）根据太阳运动轨迹提出的维度理论，建筑物的平面形式也影响着建筑的能耗。通常，拥有最小面积的是圆形平面，它的热损耗是最小的，空调等控温电器对电负荷的要求也比较小。但是从对太阳能的利用效率上看，矩形平面比圆形的要高。为了使建筑背墙的热能损失率最小，设计平面进深也是一种节能手段。对于一间面积在15m2以下的平面进深房间，它可以形成内部的穿堂风，从而将室内浑浊的气体和不需要的热量都带走。

3.3建筑外围护结构的节能设计

（1）屋顶节能设计。高层住宅建筑设计过程中针对外围护结构的节能设计，可以采用高效保温材料、倒置保温以及架空型保温等作为屋顶结构形式，这是因为这种结构形式可以为夏季高温地区、冬季低温地区的建筑物内部提供适宜的生活温度，同时也可以降低这两个地区高层住宅建筑物在运行过程中的整体能源消耗。高层住宅建筑设计过程中合理的屋顶保温和隔热设计，可以为髙层建筑在使用中减少很多能源消耗，同时也降低了高层住宅建筑在使用过程中对环境的影响，所以高层住宅建筑设计中的节能屋顶结构形式有着很大的推广性。（2）高层住宅建筑外墙、门、窗节能设计。高层住宅建筑设计过程中应采用保温或隔热效果优秀的建筑材料作为外墙，这样对实现高层住宅建筑在使用中的建筑节能有着重要作用。高层住宅建筑上的门、窗等结构是用来通行、采光和通风之用，同时也是高层住宅建筑节能设计的重点处理位置，因为高层住宅建筑室内的整体面积相对较对，这样便可以通过设计来增加通风、采光等与外界的交换项目，而大落地窗和外飘窗已成为高层住宅建筑设计过程中不可缺失的组成部分，这些对强化高层住宅建筑物的保温和隔热等功能有着重要作用。高层住宅建筑设计过程中要在门、窗以及阳台等位置进行合理的节能设计，通过增加门、窗等结构的密封性来减少通风次数，并要根据地区天气特点合理化减少门、窗的透明度以及面积，这对强化高层住宅建筑的整体能源使用效率有着重要作用。

4、结束语

综上所述，建筑节能技术的应用表现在对建筑整体布置、外围护结构的设计等几个方面，另外在建筑材料的选取上也要根据节能和建筑构造的整体要求进行统筹设计，达到建筑与环境更好融合的效果，使得建筑具有更高的生态和经济效益，符合节能的要求。随着建筑节能技术的不断提高，将会在未来的高层住宅建筑中更好的运用。

参考文献：

[1]刍议建筑节能在民用住宅建筑中的应用[J].王鑫，刘玲玲.门窗.2015（11）.

[2]低辐射玻璃窗高层住宅建筑能耗计算[J].陈兰娥，刘佳琼.山西建筑.2014（18）.

[3]住宅项目中的被动节能设计实践[J].马艳秋，刘娟.中国住宅设施.2014（05）.

（作者单位：中国建筑第八工程局有限公司西北分公司）