高層建筑節(jié)能設計的應用研究
黃文
【摘要】高層建筑在節(jié)能設計方面存在一些如自然采光利用率低、室內(nèi)通風效果不佳、外圍護結(jié)構(gòu)保溫隔熱能力差、可再生能源的利用率不高等常見的問題。本文針對以上問題,通過對高層建筑進行能耗研究,提出了自然通風、圍護結(jié)構(gòu)、可再生能源等在節(jié)能設計中綜合運用的改進措施,以期對高層建筑生態(tài)化發(fā)展提供有益的借鑒。 【關鍵詞】高層建筑 節(jié)能 應用研究 一、高層建筑能耗特點分析 1、能耗組成及特點分析 高層建筑容納人數(shù)眾多,信息處理量大。為保持正常的運作,高層建筑在電梯、空調(diào)、供水、供暖、管理等方面要消耗大量的能源。主要的能源消耗形式包括電、煤、天然氣以及集中供熱的蒸汽和熱水等。其中供暖空調(diào)系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、動力系統(tǒng)和辦公設備系統(tǒng)是建筑能耗的4個主要系統(tǒng)。供暖空調(diào)系統(tǒng)耗電量占到整個建筑能耗的50%以上;照明系統(tǒng)次之,大約為20%;動力系統(tǒng)約為10%;辦公設備系統(tǒng)約為10%。 2、采光和通風的要求 高層建筑基本空間由主要使用房間、交通聯(lián)系空間(水平交通和垂直交通)、輔助使用房間(餐飲和衛(wèi)生間)以及設備系統(tǒng)等幾部分構(gòu)成,平面布局與空間組織相對固定,各部分功能空間對自然采光與通風的需求都不容忽視。因此,高層建筑能耗對氣候的依賴性較弱,若通過調(diào)節(jié)建筑與環(huán)境的關系來達到節(jié)約能耗的目的,效果甚微。高層建筑的節(jié)能問題應從建筑自身出發(fā)(如平面形式、進深大小、圍護構(gòu)件、設備系統(tǒng)等),進行節(jié)能措施的探討。 二、高層建筑設計常見問題 高層建筑設計中常出現(xiàn)圍護結(jié)構(gòu)保溫隔熱能力差的問題,建筑的外圍護結(jié)構(gòu)包括屋面、外墻、外窗以及地面等部位。對于高層建筑而言,由于其豎向表面面積遠大于橫向屋面面積,因此,建筑屋頂、建筑外墻及建筑外窗的保溫隔熱能力成為了衡量其圍護結(jié)構(gòu)保溫隔熱能力的決定性因素。影響建筑外墻節(jié)能的主要因素是墻體材料,以及影響墻體材料節(jié)能效果的墻體外飾面,東、西外墻遮陽,墻體構(gòu)造形式等。 在研究中發(fā)現(xiàn),高層建筑外墻應設置保溫層,采用雙層玻璃。由于西安高新區(qū)清揚國際大廈,外墻采用加氣混凝土砌塊,未設置保溫層,使得該辦公建筑供暖空調(diào)能耗占總能耗的比例高達60.27%。另外,當建筑外墻采用玻璃幕墻配合外掛鋁塑板的構(gòu)造做法時,雖然設置了聚苯板外保溫但其供暖空調(diào)能耗普遍較高,如旺座現(xiàn)代城B座和D座,供暖空調(diào)能耗高達54.62%~56.08%。在窗戶類型的選擇上,分析可知,供暖空調(diào)能耗較高的都采用了單層單玻窗,能耗高達56.8%~60.27%。除此之外,還發(fā)現(xiàn)幾乎沒有高層建筑采取遮陽手段來降低供暖空調(diào)能耗,尤其是西向遮陽的問題,值得引起專業(yè)人員的重視。