高层建筑节能设计20140827资料.doc

高层建筑节能设计 （屈新剑 江西理工大学） 摘要：本文主要讲高层建筑与节能设计的方法与案例，并强调在未来的高层建筑设计中节能设计的重要性。 关键词；高层建筑 节能设计 一．概况 在我国的社会能源消耗中主要由建筑能耗、工业能耗和交通能耗三块组成，其中建筑能耗2(XX)年已达到能源消耗总量的27.6%，并成上升的趋势。而在城市高层建筑设计中，设计者往往贪大求高，大部分精力放在追求立面形式和使用功能上，而往往忽略生态环境的保护、建筑设计节能意识淡薄，造成高能耗、低效益，浪费巨大。建筑节能具体是指节约采暖供热、空调制冷、采光照明以及调节室内空气、湿度、改变居室环境质量的能源消耗，还包括利用太阳能、地热(水)能源的综合技术工程。建筑节能不仅是建筑本身的节能，且与城市的综合环境、气候条件、总体布局有关，建筑物的形体变化、朝向；外围护结构保温隔热的性能 门窗质量等许多综合性因素构成。因此，在满足使用者舒适度的基础上，如何提高建筑对能源的利用效率、更好地利用自然能源、降低对外界热环境的影响，即建筑节能的问题显得日益重要。 二．高层建筑的能耗比 高层建筑是一种高消耗的建筑类型，它的建设费用仅占其生命周期总费用的 1／5-1／6左右，后期运营、维护所需韵费用占较大比例(图1-1)。以金茂大厦为例，其维护管理费用是建设投资的3倍，以60年使用寿命来计，大厦的每天花费丈约要在100万元人民币上下。因此在设计当中，对全寿命周期的能源评估具有重要意义。 各单项能耗分布情况根据调查整理的数据各项能耗的分布图从图可以看出办公设备、空调、照明的单位面积年平均耗电量远远大于电梯和水泵,图显示了它们的比例关系,办公设备、空调、照明三项耗电占了总耗电量的946%。因此可以得出深圳地区办公建筑节能的关键在于设备、照明和空调的节能。结合建筑功能组合，将能耗多的壁面部分形成双臂体系。 例“台北震旦国际大楼”建筑节能措施有如下： 南北朝向，减少日照面，降低空调能耗 将非空调服务空间，管道井，交通部分分放在南侧，有效遮挡日照得热 南立面利用阳台遮阳，有效减少空调负荷 西北侧圆形大厅的烟囱效应，强大的余热气流上升带走热量。 平面体型尽量方正，对受阳光干扰严重的立面设深遮阳，并强化壁面的阻热效能。 例如“台北信义大楼”采取的节能措施如下： 平面呈南北向，形状为长方形 交通、服务部分分设于平面的东西两端，减少太阳东西晒带来的热负荷 采取深遮阳方式，单元窗后退450mm 450mm后退空间作为隔热层降低传热系数 不同立面选择相适应的开窗方式，并处理好壁面装饰的选材，色彩问题，达到反射阳光的目的，减少能源传入壁内。 高层入口大门在满足交流，消防的前提下以尽量小，不设不走人的门，设门斗，提高门构建节能薄弱的节能措施。 以冬季采暖为主的高层建筑立面设计宜采用太阳能设计概念，例如“美国HooKer化学公司大楼”的可控双壁体。 高层建筑底部开放空间设计 20世纪70年代，高层建筑的设计开始重视底部空间与城市环境的关系，伴随着多种商业、服务性功能的渗入。许多高层建筑都以扩大底部公共活动空间，形成入口广场等设计手法来处理建筑空间与城市空间的过渡关系，从而增大建筑空问与城市空间的接触面。常见的底部空间设计手法如下。 （1）敞廊式 这种空间形式多用于沿街的高层建筑，做法一般为将底层维护界面内移，形 成“骑楼”式流动空间，使之与城市人行道一起承担步行功能和停留功能。此种 做法在人流密集、道路狭窄的商业区作用重要，特别在炎热多雨的地区更为常见， 这样的开放式连廊，给行人提供了遮阳和避雨的场所。 （2）内凹式 高层建筑常见于市中心或人口密集区域，通常内用地十分紧张，在总平设计 时，为避免城市街道与建筑的生硬交接，而采取“凹式”的设计方式——一种较 为被动的设计方式。实践中，常常将建筑平面向内形成凹弧或者形成凹折，从而自然在建筑入口形成缓冲空间，在这个区域内人车分流，井加以花坛、喷泉等环境小品。这样处理使底部空间易既形成视觉焦点．又具有会聚性。 架空式 这种空间形式主要利用柱子或其它支撑结构，将建筑物底部全部架空或部分架空，并在架空部分种植草木，利用台阶形成下沉空间或抬高地面，或设置某些街道设施，如铺地、行道树，自动售货机等。采用此中方法的高层建筑通常位于城市中心区或沿街转角处，一方面使人能够自由穿行于建筑底部，增加交流与停留的机会；另一方面也有利于创造丰富的街景。 （4）混合式 由于外部空间设计的复杂性与多样性，实践中的高层建筑底部空间处理方 法，并不局限于单一的某种设计方式，而是多种手法穿插组合，创造出丰富统一 的城市空间。 4.高层建筑的通风设计 高层建筑的中庭不仅仅是交流的空间，中庭对于建筑的节能设计祈祷很大的作用。通高的中庭起到了拔风的效果，即烟囱效应，实现了良好的通风换气的作用，在中庭种植绿化和