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【摘要】伴随着经济的快速发展与人们生活水平的不断提高，我国的能源呈现出较为紧缺的状态，能源节约是我国可持续发展战略的重要内容。建筑是能源消耗的大户，尤其是高层建筑，必须加快进行高能建筑的节能工作，深入高层建筑的节能设计研究。本文探讨了高层建筑节能设计存在的问题，分析了高层建筑整体设计对节能的影响，提出了高层建筑节能设计的具体方法。
【关键词】高层建筑 节能设计 影响因素 方法
中图分类号： TU201.5 文献标识码： A 文章编号：
引言
改革开放以后，我国经济进入了高速发展的阶段，但是并没有彻底改变高消耗高污染的经济增长模式，经济的增长很大程度上是以能源消耗及环境污染为代价的，导致了能源紧缺问题日益严重，节能减排已经成为新时期中国可持续发展的工作的重点，建筑节能是重中之重。据统计，全球能源消耗有将近40%是消耗在建筑上，是当之无愧的耗能大户。我国的建筑耗能占全国能源消费重量的三分之一左右，而且呈上升趋势。因此，为了贯彻实施可持续发展战略，高层建筑节能工作刻不容缓，要从建筑设计的理念和方法入手，提高建筑利用能源的效率，实现建筑节能的目标。
2.建筑节能的现状及高层建筑节能设计的问题
建筑节能具体是指在设计、建设和使用建筑物的过程中，使用节能型的材料和技术，提高空调系统的效率，提高隔热性和采暖供热的效果，在满足室内热环境需求的前提下，减少供热、照明、空调制冷制热及热水供应的能耗[1]。
我国的建筑耗能现状不容乐观，高耗能的建筑比例大，加剧能源危机。建筑能耗总量不断增加，占能源总消耗的大约三分之一，比改革开放前上升了一半，并且随着城市化的加快和人们可支配收入的不断增加，我国的建筑耗能比例还会继续上升，甚至会超过发达国家的水平，将会成为我国经济发展的瓶颈。发达国家在上世纪70年代已经开始了建筑节能技术的研究，并且取得了不错的效果，我们国家的建筑节能工作没有取得应有的成效，需要进一步加大资金投入、人才投入来研究建筑节能设计，否则会使能源紧缺的局面继续恶化。
随着房地产业的发展，高层建筑层出不穷，其中的问题也日益凸显。主要表现在：在设计时为了尽可能利用空间和无限制地追求外观立面效果，忽视了技能设计，楼层比较高、建筑体形及外表面积比较大、建筑之间密集、相互遮挡、采光差、不通风等，降低了建筑使用的质量，同时也导致在建设与使用的过程中耗能比较大，没有达到节能的效果。
3.高层建筑节能设计的影响因素及设计方法分析
3.1高层建筑的整体规划对节能的影响
高层建筑的整体规划对建筑与建筑物周围环境的影响很大，如何根据当地的自然条件，有效利用自然资源来进行建筑的节能设计，直接决定了该高层建筑的节能效果。如何将高层建筑的整体规划与节能减排联系在一起，主要从以下三个方面入手：
（1）优化建筑位置。高层建筑在选择建设位置时进行综合考虑，将自然环境因素考虑进去，比如场地的方位、风向风速以及水土植被等。虽说现在很多的高层建筑都在城市规划的调控之中，很难保证很好的外部自然条件，但是仍可以通过规划设计来提高节能的效率。例如，将支持建筑使用的公共设施布置在公共走廊中；选址时尽量利用现有的公共设施管网，这种合并能降低场地的破坏程度，方便建筑的检查维修，公共的场地市政设施走廊应该沿着曾经受到干扰的地区或新修的道路或人行构筑物集中的地方，减少不必要的场地清理和挖沟，维修起来也比较方便[2]。
（2）利用外界气流来组织自然通风。为了减少空调制冷的带来的能源消耗，改善室内空气环境，设计时才充分利用外界的气流来设计自然通风。自然通风要通过建筑外面的风压来实现，因此需要一个比较理想的外部，根据各城市不同的风向来进行设计。比如，建筑的小立面应该面向冬季主导风向，而大立面则应该面向夏季主导风向，这样的朝向设计能够是建筑表面有足够的风压，通过建筑的窗口形成对流。另外，还应该注意建筑的道路、景观或其他附属结构的设计来引导风向。
（3）利用植被进行气候调节。目前很多高层建筑都在建筑的楼顶设计花园或水池，一方面是为了美化建筑环境，另一方面也实现了利用植被调节微气候的目标。当夏季太阳比较强烈的时候，绿色植物可以有效减低它们所遮挡墙体的温度，立面绿化也使得建筑外表的温度比街道要低，而当冬天的时候，又可以有效减少热量的流失。绿色植物可以减少地面的热反射，给人带来舒适感，同时能够有助于改善建筑周围的微气候。
3.2高层建筑单体节能设计分析
（1）建筑体形设计。建筑体形设计的合理与否直接影响了该建筑空调节能的效果，因此，要合理设置建筑体形设计的参数。体形系数是建筑体形设计参数的重要内容，但是体形系数并不是越小越好，因为体形系数与外围护结构、平面布局、建筑造型以及采光通风等都有比较紧密的联系，如果体形系数太小，对建筑平面设计会有影响，无法发挥建筑师的创造能力，建筑也难以实现预期的效果。建筑体形的设计要寻找一个最佳的节能体系系数，比如，矩形建筑的最佳节能体形系数与建筑物的平面长宽比、建筑热工特性及当地气候有关，而与建筑物的体量、层高无关[3]。
（2）围护结构设计。提高建筑围护机构的隔热保温的能力，能够提高建筑的节能效率。在不同地区不同的气候条件下，外围护结构的设计也有所不同。例如，对于夏季比较热的地区，要求外围护的设计既要满足必须的日照，又要能起到隔热的效果，对于冬季比较寒冷地区，则要求外围护的设计既要满足必须的日照，又要能起到保温的效果。这就要求，外墙的材料具备隔热保温的性能，或者设计成双层空间。
（3）内部空间设计。建筑功能设计时可以选择开敞式空间，它强调与环境的充分渗透融合，扩大视野，通风效果好，能提供更多的室内外景观。并且采用这种空间设计方式，具有灵活性，可以根据需要调整室内的布置。但是这种空间设计方式需要根据建筑的实际空间情况来设计，也可设计成热缓冲边庭、中庭及室内花园等，有效改善室内的气候。
3.3节能设计要选用合理的节能材料
（1）蓄热材料的选用。蓄热材料主要用于圍护结构的建设，蓄热材料可以延缓室外温度对室内温度的影响，让室内的温度比较稳定。例如，冬天室外的温度一般会低于室内，这时蓄热材料会阻止室内温度向外流失，从而保证了室内的温度环境。
（2）隔热材料的选用。隔热材料是一种能够热绝缘材料，能够阻滞热量传递。其中很重要的一种材料就是玻璃材料。随着科学技术的发展，隔热材料领域相继出现了吸热玻璃、低辐射玻璃、热反射玻璃以及调光玻璃等等。将这些玻璃组合成复合的构造形式，比如吸热中空玻璃、低辐射中空玻璃、热反射中空玻璃等等，可以大幅度提高门窗的保温隔热效果[4]。
4.结语
随着建筑节能研究与实践的不断深入，建筑节能的方法得到了不断的改革，节能的理念也更加深入人心，建筑设计的内涵也得到了不断的延伸和丰富，中国的建筑节能工作取得了一定的效果。建筑节能是我国可持续发展战略的一个重要的目标，建筑节能工作复杂而艰巨，它涉及到了政府、企业甚至普通市民，它的实现需要各方面的努力，政府应该加强对高层建筑的节能设计的监督；作为设计人员，应从规划到建筑单体及材料的选择，都应综合考虑，努力提高提高建筑的节能能力，不但节省了使用成本，也改善了使用的环境，从而提高了生活的质量。
【参考文献】
[1]袁海生. 高层建筑节能设计探讨[J].建筑与规划设计,2012,2(14):36-37.
[2]王怀.关于房屋建筑设计中节能设计的探讨[J].科技风,2010,21( 13):67-68.
[3]康力伟.高层建筑节能设计对策探讨[J].2011,5(8):275.
[4]张瑞文.高层建筑节能设计研究[J].建设科技,2011,10(2):112-113.
【关键词】高层建筑 节能设计 影响因素 方法
中图分类号： TU201.5 文献标识码： A 文章编号：
引言
改革开放以后，我国经济进入了高速发展的阶段，但是并没有彻底改变高消耗高污染的经济增长模式，经济的增长很大程度上是以能源消耗及环境污染为代价的，导致了能源紧缺问题日益严重，节能减排已经成为新时期中国可持续发展的工作的重点，建筑节能是重中之重。据统计，全球能源消耗有将近40%是消耗在建筑上，是当之无愧的耗能大户。我国的建筑耗能占全国能源消费重量的三分之一左右，而且呈上升趋势。因此，为了贯彻实施可持续发展战略，高层建筑节能工作刻不容缓，要从建筑设计的理念和方法入手，提高建筑利用能源的效率，实现建筑节能的目标。
2.建筑节能的现状及高层建筑节能设计的问题
建筑节能具体是指在设计、建设和使用建筑物的过程中，使用节能型的材料和技术，提高空调系统的效率，提高隔热性和采暖供热的效果，在满足室内热环境需求的前提下，减少供热、照明、空调制冷制热及热水供应的能耗[1]。
我国的建筑耗能现状不容乐观，高耗能的建筑比例大，加剧能源危机。建筑能耗总量不断增加，占能源总消耗的大约三分之一，比改革开放前上升了一半，并且随着城市化的加快和人们可支配收入的不断增加，我国的建筑耗能比例还会继续上升，甚至会超过发达国家的水平，将会成为我国经济发展的瓶颈。发达国家在上世纪70年代已经开始了建筑节能技术的研究，并且取得了不错的效果，我们国家的建筑节能工作没有取得应有的成效，需要进一步加大资金投入、人才投入来研究建筑节能设计，否则会使能源紧缺的局面继续恶化。
随着房地产业的发展，高层建筑层出不穷，其中的问题也日益凸显。主要表现在：在设计时为了尽可能利用空间和无限制地追求外观立面效果，忽视了技能设计，楼层比较高、建筑体形及外表面积比较大、建筑之间密集、相互遮挡、采光差、不通风等，降低了建筑使用的质量，同时也导致在建设与使用的过程中耗能比较大，没有达到节能的效果。
3.高层建筑节能设计的影响因素及设计方法分析
3.1高层建筑的整体规划对节能的影响
高层建筑的整体规划对建筑与建筑物周围环境的影响很大，如何根据当地的自然条件，有效利用自然资源来进行建筑的节能设计，直接决定了该高层建筑的节能效果。如何将高层建筑的整体规划与节能减排联系在一起，主要从以下三个方面入手：
（1）优化建筑位置。高层建筑在选择建设位置时进行综合考虑，将自然环境因素考虑进去，比如场地的方位、风向风速以及水土植被等。虽说现在很多的高层建筑都在城市规划的调控之中，很难保证很好的外部自然条件，但是仍可以通过规划设计来提高节能的效率。例如，将支持建筑使用的公共设施布置在公共走廊中；选址时尽量利用现有的公共设施管网，这种合并能降低场地的破坏程度，方便建筑的检查维修，公共的场地市政设施走廊应该沿着曾经受到干扰的地区或新修的道路或人行构筑物集中的地方，减少不必要的场地清理和挖沟，维修起来也比较方便[2]。
（2）利用外界气流来组织自然通风。为了减少空调制冷的带来的能源消耗，改善室内空气环境，设计时才充分利用外界的气流来设计自然通风。自然通风要通过建筑外面的风压来实现，因此需要一个比较理想的外部，根据各城市不同的风向来进行设计。比如，建筑的小立面应该面向冬季主导风向，而大立面则应该面向夏季主导风向，这样的朝向设计能够是建筑表面有足够的风压，通过建筑的窗口形成对流。另外，还应该注意建筑的道路、景观或其他附属结构的设计来引导风向。
（3）利用植被进行气候调节。目前很多高层建筑都在建筑的楼顶设计花园或水池，一方面是为了美化建筑环境，另一方面也实现了利用植被调节微气候的目标。当夏季太阳比较强烈的时候，绿色植物可以有效减低它们所遮挡墙体的温度，立面绿化也使得建筑外表的温度比街道要低，而当冬天的时候，又可以有效减少热量的流失。绿色植物可以减少地面的热反射，给人带来舒适感，同时能够有助于改善建筑周围的微气候。
3.2高层建筑单体节能设计分析
（1）建筑体形设计。建筑体形设计的合理与否直接影响了该建筑空调节能的效果，因此，要合理设置建筑体形设计的参数。体形系数是建筑体形设计参数的重要内容，但是体形系数并不是越小越好，因为体形系数与外围护结构、平面布局、建筑造型以及采光通风等都有比较紧密的联系，如果体形系数太小，对建筑平面设计会有影响，无法发挥建筑师的创造能力，建筑也难以实现预期的效果。建筑体形的设计要寻找一个最佳的节能体系系数，比如，矩形建筑的最佳节能体形系数与建筑物的平面长宽比、建筑热工特性及当地气候有关，而与建筑物的体量、层高无关[3]。
（2）围护结构设计。提高建筑围护机构的隔热保温的能力，能够提高建筑的节能效率。在不同地区不同的气候条件下，外围护结构的设计也有所不同。例如，对于夏季比较热的地区，要求外围护的设计既要满足必须的日照，又要能起到隔热的效果，对于冬季比较寒冷地区，则要求外围护的设计既要满足必须的日照，又要能起到保温的效果。这就要求，外墙的材料具备隔热保温的性能，或者设计成双层空间。
（3）内部空间设计。建筑功能设计时可以选择开敞式空间，它强调与环境的充分渗透融合，扩大视野，通风效果好，能提供更多的室内外景观。并且采用这种空间设计方式，具有灵活性，可以根据需要调整室内的布置。但是这种空间设计方式需要根据建筑的实际空间情况来设计，也可设计成热缓冲边庭、中庭及室内花园等，有效改善室内的气候。
3.3节能设计要选用合理的节能材料
（1）蓄热材料的选用。蓄热材料主要用于圍护结构的建设，蓄热材料可以延缓室外温度对室内温度的影响，让室内的温度比较稳定。例如，冬天室外的温度一般会低于室内，这时蓄热材料会阻止室内温度向外流失，从而保证了室内的温度环境。
（2）隔热材料的选用。隔热材料是一种能够热绝缘材料，能够阻滞热量传递。其中很重要的一种材料就是玻璃材料。随着科学技术的发展，隔热材料领域相继出现了吸热玻璃、低辐射玻璃、热反射玻璃以及调光玻璃等等。将这些玻璃组合成复合的构造形式，比如吸热中空玻璃、低辐射中空玻璃、热反射中空玻璃等等，可以大幅度提高门窗的保温隔热效果[4]。
4.结语
随着建筑节能研究与实践的不断深入，建筑节能的方法得到了不断的改革，节能的理念也更加深入人心，建筑设计的内涵也得到了不断的延伸和丰富，中国的建筑节能工作取得了一定的效果。建筑节能是我国可持续发展战略的一个重要的目标，建筑节能工作复杂而艰巨，它涉及到了政府、企业甚至普通市民，它的实现需要各方面的努力，政府应该加强对高层建筑的节能设计的监督；作为设计人员，应从规划到建筑单体及材料的选择，都应综合考虑，努力提高提高建筑的节能能力，不但节省了使用成本，也改善了使用的环境，从而提高了生活的质量。
【参考文献】
[1]袁海生. 高层建筑节能设计探讨[J].建筑与规划设计,2012,2(14):36-37.
[2]王怀.关于房屋建筑设计中节能设计的探讨[J].科技风,2010,21( 13):67-68.
[3]康力伟.高层建筑节能设计对策探讨[J].2011,5(8):275.
[4]张瑞文.高层建筑节能设计研究[J].建设科技,2011,10(2):112-113.