浅论基于建筑节能的高层住宅建筑设计

浅论基于建筑节能的高层住宅建筑设计

发表时间：2019-08-29T17:13:38.687Z 来源：《防护工程》2019年11期作者：冯雪娟

[导读] 本文将从当前高层住宅建筑节能的概况出发，对建筑节能视角下高层住宅建筑的设计策略进行分析与探究，希望为相关人员提供一些帮助和建议，更好地进行高层住宅建筑设计并实现建筑节能。

中恒建筑设计院（广州）有限公司广东省广州市 510310

摘要：本文将从当前高层住宅建筑节能的概况出发，对建筑节能视角下高层住宅建筑的设计策略进行分析与探究，希望为相关人员提供一些帮助和建议，更好地进行高层住宅建筑设计并实现建筑节能。

关键词：住宅建筑；高层住宅；建筑节能

引言：近年来，国内的城市化进程逐渐加快，各种高层住宅建筑层出不穷，使得城市中建筑能耗越来越大。在这一背景下，国家大力倡导节能理念，使得节能开始融入到人们生产、生活的方方面面，高层住宅建筑也开展了一系列节能设计。因此，研究建筑节能视角下高层住宅建筑的设计策略具有一定现实意义。

一、当前高层住宅建筑节能的概况

中国有很多高层住宅建筑都通过空调这类电气设备进行室内的降温与采暖，由于电气设备电耗与功率较大，我国每年要消耗大量的电能用于室温调节，而且居民长期使用空调容易出现“空调病”，不利于身体健康。相关人员曾对高层住宅建筑进行过统计，发现深圳、广州等发达地区平均每户都有一至两台空调，少量用户甚至有三台及以上空调，其耗电量在高层住宅建筑设备中所占的比例很高且持续增加。在节能环保大背景下，高层住宅建筑设计愈发注重建筑节能，据此我提出以下几点建议。

二、选取节能建筑材料

（一）隔热建筑材料

基于建筑节能，对隔热建筑材料进行选取的过程中，人们对玻璃选择更多。其原因在于玻璃的保温性能较为优越。伴随科学技术飞速发展，涌现了多种多样的新型玻璃，这使得玻璃不仅可以在高层住宅建筑中发挥隔热功能，而且还具备了许多新功能，比如低辐射玻璃、调光分光玻璃、电敏感玻璃、热量反射玻璃等。为了实现建筑节能目的，不同地区在设计高层住宅建筑时需要对不同作用的隔热玻璃进行选取（如图1所示）。与此同时，伴随高层住宅建筑楼层逐渐增高，选取高层玻璃时应更为谨慎，从多种角度对玻璃材料的选取进行考虑，比如，对于高层住宅建筑中被太阳光长时间直射的楼层需要选取热量反射玻璃、调光隔热玻璃等。利用多种功能、作用的隔热玻璃材料，可以让高层住宅建筑经济效益、节能效益更佳，尽可能地提升用户居住的舒适度。

图1 节能玻璃

（二）蓄热建筑材料

蓄热建筑材料可以让光照作用给室内温度带来的负面影响大大减少，确保室内温度稳定性。当室外的温度相对较低时，蓄热建筑材料可以借助通风降温这一方式使室内温度平衡。除此之外，设计人员还可采取其它类型的室温平衡技术，比如地下冷空气降温、冷却水降温等。

三、设计节能围护结构

（一）屋面节能设计

基于建筑节能，建筑屋面隔热设计是重要的节能设计内容。应将节能复合型墙体作为主要的屋顶材料，这种材料一般是由绝热材料、新型材料共同制成的复合型材，可以有效地发挥隔热功能。与此同时，可将植物培植的基质材料运用到屋顶，使其产生热阻与热惰性，从而降低屋顶表层的温度，使热传导大幅减少。

（二）外墙节能设计

设计外墙的过程中，需要对保温层、结构层、保护层、饰面层等构造的粘结性、安全性进行考虑。在高层住宅建筑中，外墙通常会受到较大的风荷载，使墙体承受的吸力增加，并且外墙保温材料有一定的自重，在自身承重、外部吸力的双重作用下，容易出现脱落、开裂等情况[1]。为此，应充分结合高层住宅建筑特点，展开外墙节能设计的过程中，采用无空腔的设计方式，提高建筑材料粘结性。与此同时，应通过机械对防护设计进行固定，提升外墙对于风压的抵御能力。除此之外，高层住宅建筑的饰面层尽量不要使用面砖，其原因是保温层材料通常为轻质、多孔型材，使得剪力强度相对较低。应尽量使用浅色的外墙面色，而且选取外墙建筑材料时需要确保炎热高温条件下的热量吸收性能。

（三）外窗节能设计

对于建筑节能来讲，外窗设计是隔热、隔声的一个薄弱环节。通过计算高层住宅建筑整体耗热量可以发现，外窗传热、空气渗透的耗热量在总耗热量中所占比例接近百分之五十。由此不难看出，对于外窗展开节能设计至关重要。在进行外窗节能设计时，一方面，应选取遮阳系数不高的玻璃材料，另一方面，应保证框材的隔热性、气密性，并适当让窗墙面积比缩小。

四、建筑物布置

从建筑物朝向的角度看，伴随空调在住宅中的普及，很多人都不再关注高层住宅建筑朝向的问题，要想使景观效果更佳、容积率更大，大部分高层住宅建筑都采用东西向的布置方式，这样的布置会加重高层住宅建筑的能耗。因此，为了让高层住宅建筑节能效率提升，有必要在布置建筑物时将朝向改变。通常来说，空气渗透、太阳辐射形成的耗热量都在一定程度上受高层住宅建筑朝向所影响，因此，高层住宅建筑可在平面布置过程中采用南北向，并保证建筑的自然通风[2]。与此同时，在高层住宅建筑的内部，应增强房间分布合理性，客厅、主卧这类重要的房间应朝向南面，通过这种设计，可以让高层住宅建筑电荷需求降低百分之四十左右。由此不难发现，高层住宅建筑朝向在很大程度上影响着建筑节能。

除此之外，按照太阳运动轨迹相关维度理论，能够得出高层住宅建筑能耗受其平面形式所影响。一般来说，圆形平面所占的面积最小，其热损耗也最小，空调这类控温电器的电负荷要求也较低。不过，站在利用太阳能效率的角度上看，矩形平面具有更高的利用率，因此，为了最大限度地降低背墙热能的损失率，对平面进深展开节能设计也是实现建筑节能的重要方式。例如，广东省某设计人员在2019年设计高层住宅建筑时，对该建筑进行了平面进深设计，让一个面积低于15平方米的平面进深房间产生其内部穿堂风，把室内多余热量与浑浊气体一并带走，并通过合理的朝向布置使得该高层住宅建筑能够自然采光，从而实现了建筑节能的目的。

结语：总而言之，研究建筑节能视角下高层住宅建筑的设计策略具有重要的意义。相关人员应对当前高层住宅建筑节能的概况有一个全面了解，能够科学地选取隔热建筑材料、蓄热建筑材料等节能建筑材料，对屋面、外墙、外窗等围护结构展开节能设计，并确保建筑物朝向与平面形式的合理性，从而基于建筑节能进行有效的高层住宅建筑设计，提升用户的居住质量，带来更好的社会效益及经济效益。

参考文献：

[1]张晓辰,何依琴.昆明地区高层住宅建筑阳台壁挂式太阳能热水器安装户数限值研究[J].中国水运(下半月),2019,19(01):234-236.

[2]彭飞,陈巧珍,凤鹏飞.某高层住宅建筑火灾疏散模拟分析——以合肥市高新区某高层住宅祥源城小区为例[J].江苏理工学院学报,2018,24(02):81-85.