探討建筑節(jié)能的高層住宅建筑設(shè)計(jì)

商議建筑節(jié)能的高層住處建筑設(shè)計(jì)一、高層住處建筑的能源耗資大要及常有問題能源耗資大要目前我國在高層住處建筑上的能源耗資達(dá)到了總能耗的三分之,并且隨著經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展和城市化的擴(kuò)大發(fā)展,高層建筑的數(shù)目越來越多,每年新增建筑面積達(dá)到了20億平方米。由于在建筑設(shè)計(jì)階段對可再生資源的利用考慮得不充分,所以與世界上其他國家對照能源耗資多達(dá)兩到三倍。若是不進(jìn)行高層住處建筑的節(jié)能設(shè)計(jì),將會在未來發(fā)展時(shí)期內(nèi)進(jìn)一步擴(kuò)大能源耗資,造成能源緊缺和能源危機(jī)。常有問題我國高層住處在進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)時(shí),在節(jié)能方面經(jīng)常存在以下問題。在規(guī)劃設(shè)計(jì)方面,為了追求總平面布局形式和景觀收效,經(jīng)常采用周邊圍合的建筑集體組合,但是這種圍合會造成有些戶型朝向呈東西向,增加了夏天空調(diào)使用的能耗。同時(shí)建筑設(shè)計(jì)核心筒布局各個(gè)戶型,使有些戶型形成不了優(yōu)異的自然通風(fēng),需要空調(diào)制冷緩解夏天的酷熱。在形體設(shè)計(jì)方面,形系統(tǒng)數(shù)越大,越不利于節(jié)能,單位建筑面積熱損失越大。研究表示:形系統(tǒng)數(shù)每增大0.01,耗熱指標(biāo)約增加2%~5%。在高層住處建筑設(shè)計(jì)中為了追求視覺收效,設(shè)計(jì)出造型奇特奇怪的建筑,使建筑的外輪廓線較為復(fù)雜,這樣就擴(kuò)大了建筑的表面面積,增加了與外界環(huán)境熱傳導(dǎo)的機(jī)遇。在外面護(hù)構(gòu)造方面(外面護(hù)構(gòu)造包括外墻、屋頂和門窗等),外墻和屋頂直接影響著建筑的保平易隔熱收效。目前很多高層住處建筑在節(jié)能設(shè)計(jì)上沒有獲取優(yōu)異的降低能源耗資的收效,就是由于在圍護(hù)構(gòu)造的保溫資料選擇上有所弊端,造成了建筑物的保溫隔熱能力較差。建筑物在對外墻和屋頂?shù)脑O(shè)計(jì)上沒相關(guān)注保溫資料的選擇和傳導(dǎo)熱量的能力,這些要素都影響了高層住處建筑的整體保平易隔熱能力。在節(jié)能設(shè)計(jì)中最重要的是建筑資料的選擇,特別是墻體資料的選擇,需要保證墻體資料成本的同時(shí),也要擁有較好的保溫隔熱能力。在對現(xiàn)有的各種高層住處建筑進(jìn)行解析和調(diào)研后發(fā)現(xiàn),高層建筑物的外面寬泛缺少一個(gè)保溫層,比方某地一個(gè)大廈的外墻使用了吻合國家標(biāo)準(zhǔn)要求的加氣混凝土塊,但卻沒有安裝雙層玻璃的保溫層,該大廈的供暖空調(diào)系統(tǒng)能源耗資占到整體能源耗資的60%。除此以外,在對高層住處建筑的外面采用了保溫層,但是玻璃幕墻與外掛鋁塑板的組合構(gòu)造也造成了較高的空調(diào)能源耗資。外窗的傳熱系數(shù)是外墻的2倍,保溫隔熱性能更差。大量的檢查和測試表示,夏天室內(nèi)主要熱量來自于太陽輻射經(jīng)過門窗照射入室內(nèi)的熱量。目前高層住處建筑為了追求外立面收效,采用大面積的落地窗,使建筑窗墻比過大,以致傳熱系數(shù)大和空氣浸透嚴(yán)重,并且大多數(shù)的高層住處建筑沒有遮陽措施,在夏天不能夠降低太陽光的輻射,增加了空調(diào)制冷系統(tǒng)的能源耗資。二、高層住處建筑的節(jié)能設(shè)計(jì)策略依照高層住處建筑在節(jié)能設(shè)計(jì)中出現(xiàn)的問題,現(xiàn)提出以下改進(jìn)策略。規(guī)劃設(shè)計(jì)在對高層住處建筑進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí),要側(cè)重太陽光輻射和空氣流通兩個(gè)方面,若是想要達(dá)到節(jié)約能耗的目的,就需要降低太陽光的輻射和提高住處空間的自然通風(fēng)收效。在對住處進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí),第一位的考慮要素是建筑的朝向,高層住處建筑的朝向最好吻合當(dāng)?shù)叵奶斓闹鲗?dǎo)風(fēng)向,依照詳盡的天氣條件科學(xué)合理地規(guī)劃建筑與建筑之間的進(jìn)風(fēng)口和出風(fēng)口,進(jìn)而形成優(yōu)異的自然通風(fēng),增加住處房屋的酣暢感。建筑與建筑在進(jìn)行排列時(shí)最好呈南北朝向,這樣在夏天碰到較少的太陽光輻射,節(jié)約了空調(diào)制冷系統(tǒng)帶來的能源耗資,冬天就會接收很多的太陽光輻射起到保暖的作用。其次在對建筑間距規(guī)劃設(shè)計(jì)上,在保證基本距離的程度上盡可能的加大,較大的空間距離有利于自然風(fēng)的流通及與外面空氣的熱交換,促進(jìn)高層建筑及時(shí)發(fā)散出自己的溫度,進(jìn)而在夏天有效達(dá)成降低能源耗資的目標(biāo)。在對高層住處建筑平面進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí),最好選擇兩垂直墻面窗戶之間實(shí)現(xiàn)通風(fēng),并且選擇雙層玻璃來促進(jìn)夏天降溫收效的實(shí)現(xiàn),外國很多高層建筑的設(shè)計(jì)考慮到了通風(fēng)的構(gòu)造系統(tǒng)而實(shí)現(xiàn)了建筑節(jié)能的目的。再者要考慮高層住處建筑之間的布局問題,從詳盡的環(huán)境要素和資本情況出發(fā),保證高層住處建筑物的采光、通風(fēng)和防火都吻合相關(guān)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)。建筑物與建筑物之間的合理遮擋能夠減少夏天太陽光輻射帶來的溫度齊聚,進(jìn)而有效降低空調(diào)制冷系統(tǒng)的使用,達(dá)到降低能耗的目的?？臻g設(shè)計(jì)在對高層住處建筑的空間進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí),需要從立面和平面兩個(gè)角度出發(fā)去進(jìn)行設(shè)計(jì),保證建筑物的通風(fēng)、采光和防火都滿足要求和標(biāo)準(zhǔn)。在對高層住處建筑進(jìn)行立面設(shè)計(jì)時(shí),要關(guān)注出風(fēng)口的安排,最好是在高層住處建筑的中間部位安排能夠連接上下部分的垂直空間作為通風(fēng)口,并且高出住處屋面。在進(jìn)出口的高度問題上要保證吻合建筑物的詳盡環(huán)境情況,進(jìn)出風(fēng)口的高度會直接影響到住處內(nèi)部空氣的流動(dòng)方向,進(jìn)而影響到住處內(nèi)部的空氣環(huán)境,所以進(jìn)出風(fēng)口的高度要吻合住處內(nèi)部房間的高度,不能夠太低也不能夠太高。在高層住處建筑的平面設(shè)計(jì)上要側(cè)重門窗的設(shè)置問題,住處內(nèi)部的空氣流通較好會推動(dòng)室內(nèi)空氣及時(shí)更新并形成優(yōu)異的循環(huán),對窗戶的朝向要進(jìn)行科學(xué)合理的規(guī)劃,使之有利于形成穿堂風(fēng);還可以夠?qū)Υ皯舻男问竭M(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì),提高進(jìn)出風(fēng)口的接觸面積,推動(dòng)住處內(nèi)部的空氣流通較為流暢和平均,提高升層住處空間的酣暢感和滿意度。合適的窗墻比既能夠滿足采光通風(fēng)的需求,滿足節(jié)約能源的要求,還可以夠滿足作為建筑的個(gè)性及風(fēng)格要素的要求。圍護(hù)構(gòu)造設(shè)計(jì)在對高層住處建筑的圍護(hù)構(gòu)造進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí),要達(dá)到節(jié)約能源耗資的目的能夠經(jīng)過夏天降平易冬天保溫的方式來實(shí)現(xiàn),所以對圍護(hù)構(gòu)造,包括屋頂、門窗、墻壁的設(shè)計(jì)要關(guān)注傳熱和空氣浸透問題。在對圍護(hù)構(gòu)造的傳熱阻進(jìn)行計(jì)算時(shí),內(nèi)表面換熱阻為Ri,表面面換熱阻為Re,保護(hù)構(gòu)造的熱阻用R表示,單位為:m2.k/w,計(jì)算公式為:R0=Ri+R+Re。屋頂在對住處屋頂?shù)脑O(shè)計(jì)時(shí)要關(guān)注保溫資料的選擇,特別是保證保溫資料的密度與吸水性,一般采用膨脹珍珠巖保溫芯板保溫層來填充其他保溫資料和措施的限制性,保溫資料的吸水性要較少,防范雷雨天氣時(shí)保溫層吸入大量水分而達(dá)不到理想的保溫收效。若是使用了吸水性較好的保溫資料,需要安排排氣孔將吸入的水分有效排出。在密度的選擇上,保溫資料需要使用導(dǎo)熱系數(shù)低和密度小的資料,防范屋頂重量太大、厚度太大,膨脹珍珠巖保溫芯板就是在吸水性和密度上都吻合要求的保溫資料,并且不會對施工環(huán)境產(chǎn)生影響和污染,成本較低,保溫收效又好,在高層住處建筑上使用這種資料能獲取較好的收效與舒適感。門窗在對高層住處建筑的門窗進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí),要降低門窗的冷風(fēng)浸透情況,提高建筑外面門窗在冬天的保溫收效來填充熱量損失問題,在窗墻比的設(shè)計(jì)上要吻合采暖居住設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)要求和規(guī)定,建筑物的北向、南向、東向、西向窗墻比分別小于20%、35%、30%、30%。外窗的熱量傳導(dǎo)能力和保存能力都由傳熱系數(shù)和遮陽系數(shù)所決定,遮陽系數(shù)是由建筑外遮陽系數(shù)和窗自己遮陽系數(shù)所決定的,采用可見光透過率和可見光反射率都較為合理的玻璃資料,可見光透過率大于0.5,可見光反射率小于0.2,依照南北地區(qū)的不同樣在玻璃的選擇上也略有差異,比方,在南方地區(qū)能夠使用低輻射鍍膜玻璃,具備較大的可見光透過率和遮陽系數(shù),在門窗資料的選擇上要科學(xué)合理,選擇氣密性較好的保溫資料。采用絕熱收效好的邊部密封資料來降低冬天冷空氣的浸透,在門窗的邊部和中部熱量會產(chǎn)生耗費(fèi),要提高保溫收效就需要對門窗的形狀和資料選擇進(jìn)行改進(jìn),比方,選擇鋼塑復(fù)合窗也許塑料窗來防范金屬資料惹起的冷橋,若是選擇雙玻璃也許三玻璃,使用低輻射暴力和鍍膜玻璃都能有效提高窗的保溫收效,在對門的選擇上能夠采用多功能門和夾板門,進(jìn)而達(dá)到建筑圍護(hù)構(gòu)造節(jié)約能源的目的。墻體在對高層住處建筑物墻體進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)要關(guān)注墻體資料的保溫效果和質(zhì)量,墻體是整個(gè)圍護(hù)構(gòu)造中最主要的部分,墻體的節(jié)能收效主要碰到保溫收效和熱傳導(dǎo)系數(shù)的影響,墻體的平均傳熱系數(shù)Km計(jì)算公式為:Fp為墻體的面積,Fb1、Fb2、Fb3分別為墻體周圍熱橋部位的面積,Kp為墻體主體部位的傳熱系數(shù),單位為W/(m2.k),Kb1、Kb2、Kb3為墻體周圍熱橋部分的傳熱系數(shù)。一般來說要建立一個(gè)保溫隔熱層以便冬天儲蓄熱量,夏天發(fā)散熱量,在進(jìn)行這一層的資料設(shè)計(jì)時(shí)要從抗氧強(qiáng)度、蒸汽浸透率、傳熱系數(shù)和燃燒性能等要素進(jìn)行棄取。以南方地區(qū)的高層住處建筑為例子,對墻體資料的設(shè)計(jì)上選擇了實(shí)心粘土磚和厚粘土空心磚,但是距離國家要求的墻體傳熱系數(shù)還有必然的差距,節(jié)能收效也不甚理想,國內(nèi)的保溫構(gòu)造能力有限,所以最好選擇的加氣混凝土塊作為墻體的主要資料來達(dá)到節(jié)能目的。外面構(gòu)造高層住處建筑的外面圍護(hù)構(gòu)造不是承重構(gòu)造,為了達(dá)到建筑節(jié)能的目的在資料選擇上一般以實(shí)體圍護(hù)構(gòu)造和透明圍護(hù)構(gòu)造作為主體。資料的選擇上靈便多變,結(jié)合詳盡建筑環(huán)境和外面環(huán)境條件將導(dǎo)熱系數(shù)小的砌塊和加氣混凝土砌塊應(yīng)用于實(shí)體圍護(hù)構(gòu)造中間,結(jié)合墻體外面的保溫收效和窗墻大小尺寸來減少外面圍護(hù)構(gòu)造給夏天保平易冬季隔熱帶來的能源耗資,若是高層住處建筑處于夏熱冬冷地區(qū)也許冬天極其寒冷的地方,在外墻應(yīng)該盡量防范玻璃幕墻的使用,減少窗墻面積,同時(shí)選擇合理的門窗資料,最好擁有較好的氣密性。高層住處建筑的外面圍護(hù)構(gòu)造中的墻體外飾面是阻攔外面惡劣環(huán)境影響的重要部分,墻體外飾面的資料傳熱性能直接決定了圍護(hù)構(gòu)造的傳熱性能,高層住處建筑的墻體外飾面包括涂料、石材、金屬幕墻資料、瓷磚等,并且一般選擇使用顏色較淺的資料,外飾面主要經(jīng)過外面圍護(hù)構(gòu)造面對太陽光輻射能的吸取系數(shù)來進(jìn)行建筑節(jié)能設(shè)計(jì),包括以下幾個(gè)方面:在使用空調(diào)制冷系統(tǒng)時(shí)太陽光輻射可否會增加住處屋內(nèi)溫度、墻體傳熱系數(shù)的詳盡大小和進(jìn)行自然通風(fēng)時(shí)墻體表面接收太陽光輻射的溫度,依照相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)要求和規(guī)定,太陽輻射的吸取系數(shù)必定小于0.6才能達(dá)到節(jié)能設(shè)計(jì)的要求,所以對于高層住處建筑能夠使用厚度為200mm的鋼筋混凝土。外環(huán)境設(shè)計(jì)在對高層住處建筑的周圍環(huán)境設(shè)計(jì)上,第一要側(cè)重綠化的節(jié)能設(shè)計(jì)。建筑周圍較好的綠化環(huán)境會調(diào)治冬夏兩季的溫度,優(yōu)異的樹木覆蓋面積會減少夏天太陽光輻射和地面的反射熱量,經(jīng)過檢查測試綠化環(huán)境好的建筑物會比沒有綠化環(huán)境的建筑物平均低兩到三度,在夏天下午的升溫速度上也有較為明顯的影響,經(jīng)過墻體綠化、屋面綠化、樓間綠化等方式直接作用于高層住處內(nèi)部的溫度,在綠化的設(shè)計(jì)上能夠使用高大常綠喬木與灌木結(jié)合的綠化帶,從生態(tài)環(huán)境方面來提高升層住處建筑的節(jié)能收效和住處酣暢度。其次,在高層住處建筑的外面遮陽設(shè)計(jì)上,要防范夏天太陽光輻射直接經(jīng)過窗戶照射到住處內(nèi)部,在夏天會惹起屋內(nèi)溫度高升,所以進(jìn)行這樣的建筑外面設(shè)計(jì)是一種將太陽光與建筑物分開的外面構(gòu)造設(shè)計(jì),在外面遮陽上要科學(xué)、合理,結(jié)合立面設(shè)計(jì)注意西向設(shè)計(jì)對建筑節(jié)能起到的重要作用,依照相關(guān)規(guī)定對外面的熱阻計(jì)算時(shí)要考慮到隔熱措施帶來的熱阻,特別是對于東西外墻的遮陽,比方,使用簾式遮陽、擋板式遮陽、柵格遮陽等方式,不但節(jié)約了建筑能源,還形成了較好的建筑景觀,遮陽板的設(shè)計(jì)直接會作用于屋內(nèi)空氣的流動(dòng)方向和流動(dòng)速度,所以對屋面的遮陽板也要合理安排和設(shè)置。第三,對高層住處建筑進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)要充分利用周圍的可再生資源來達(dá)到節(jié)能收效?？茖W(xué)合理地利用風(fēng)能、太陽能等無污染,綠色環(huán)保并且可再生的能源,為了促進(jìn)高層住處建筑的自然通風(fēng),能夠設(shè)計(jì)一個(gè)以太陽能為吸取能源的煙囪。在供熱系統(tǒng)上也能夠利用太陽能進(jìn)行設(shè)計(jì),使用螺旋桿水冷機(jī)組的高層住處建筑設(shè)置蓄冷裝置,進(jìn)而循環(huán)利用冷卻塔中的水,適當(dāng)選擇熱泵新式建筑節(jié)能技術(shù),高層建筑供電系統(tǒng)可以考慮以太陽能作為主要能源,不但減少了電能的能源耗資,還不會對周圍環(huán)境產(chǎn)生污染,達(dá)到建筑節(jié)能的目的。結(jié)語隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,越來越多的高層住處建筑出現(xiàn)在了城市中,這種建筑可容納人數(shù)很多,擴(kuò)大了城市對人數(shù)的包括性和信息辦理速度,可連續(xù)