高层建筑中建筑电气的节能设计概论

高层建筑中建筑电气的节能设计概论

发表时间：2018-07-24T11:56:45.280Z 来源：《建筑学研究前沿》2018年第6期作者：靳延开

[导读] 据不完全统计，我国的建筑能耗逐年大幅度上升，已达全社会能源消耗量的约30%，可见节能在建筑设计中的重要性。

摘要：随着近代社会的快速发展，全世界的能源在快速减少，石油、天然气、煤炭等这些能源开发过度，不仅造成能源的缺乏，还给环境带来了污染。在能源缺乏的现状下，我们国家能源利用率还很低，这就造成了能源的巨大浪费。而随着近些年我国城市化进程加快，建筑业成为我国国民经济发展的重要支柱，但是，建筑业也是能源消耗的大户，水泥、钢筋等大量的使用，加大了人们对能源的掠取。据不完全统计，我国的建筑能耗逐年大幅度上升，已达全社会能源消耗量的约30%，可见节能在建筑设计中的重要性，节能在当前建筑中的应用势在必行。

关键词：高层建筑；电气；节能

随着城市的不断发展，尤其是一线城市，人口越来越密集，而高层建筑也越来越多，依据可持续发展、环保节能原则，高层建筑电气的节能设计也受到人们的重视，将节能减排技术应用到高层建筑中成为了电气设计中的一项重要内容。

1 高层建筑电气节能设计的原则

随着人们生活水平的不断提高，对工作、居住的环境要求也就越来越高，同时也使得能耗量在急剧增加，若下图所示，基于现状，建筑电气节能降耗至关重要，应该以节能为目的、有效服务于各建筑电气中，并严格遵守建筑电气设计相关规范。

1.1 满足高层建筑的正常使用

电气仅是高层建筑设计的一部分，要与土建、水暖、通风等专业相结合，随着经济水平的提高，对住宅舒适度的要求也在提高，包括照明、温度、湿度等各方面因素，这就需要电气设计的合理化、节能化，以为人们创造舒适的居住、办公环境。

1.2 实际经济合理

建筑电气节能技术的实施应根据实际情况、并结合投资改造费用及以后的使用效果，进行经济分析，看能否在合理的期限内用节能省下来的费用进行回款，不能盲目投资改造。

1.3 合理节能分析

要做到节能就该对建筑物中的各设备能耗情况及节能潜力了如指掌，减少不必要的能源消耗，采用先进技术、节能设备，在不影响高层建筑各功能正常运转的前提下，节能降耗，节约成本。

2当前高层建筑设计中的节能设计

2.1合理选址

目前，在建筑设计中，首先涉及到的是建筑的选址，而建筑的选址很重要，建筑的选址要进行科学的勘测，根据选址地的自然因素以及周边的环境进行综合考虑，最后择优确定。建筑设计中，设计者要想在设计中达到节能，就需要让建筑在整个使用周期内保持适宜的气候环境，这样才能避免因为气候环境导致大量能源的消耗。

2.2建筑规划和设计

在进行建筑规划和设计的时候，必须要遵循当地的历史文化、风俗习惯和城市总体规划，在此基础上进行节能设计。建筑整体规划中包含建筑物的布局、建筑物的整体形态、各部分的组合、风吹、日照以及风向的转换问题等因素。在这些因素中日照和风向是针对冬季建筑物能否从自然环境中获取足够的日照并比开风向这些问题而考虑的，在夏季的考虑因素中，要考虑到风向是否符合建筑物的门窗设计保持自然通风，在日照方面要防止阳光的辐射。这些规划和设计目的就是在满足人们居住要求的时候，尽可能利用自然环境，降低建筑在后期使用中的能源消耗，因此，节能的建筑规划和设计是必须的。

2.3门窗的节能设计

门窗的保温隔热效果差，门窗的缝隙是冷风渗透的主要渠道，门窗的面积以及朝向也是影响节能设计的因素，在建筑外围护结构中，通过门窗缝隙空气渗透耗热量约占20%～25%。在进行设计的时候，根据采暖热量会随着窗墙的面积发生变化，因此门窗的朝向面积布置要合理。注意不同采光下门窗的面积比；门窗的位置以及开启方式要尽量可以形成穿堂风。还要设置遮阳棚或是自动卷帘等，避免夏季阳光辐射过大。门窗漏风的现象要从门窗的质量和门窗的施工两个方面进行控制，使用高性能的建筑门窗材料，严格控制施工质量，在施工时，门窗的金属框进行断热处理，为了增强气密性，要加设密封条。玻璃的选择上，要选择一些节能的玻璃品种，例如，热反射玻璃、吸热玻璃、低辐射玻璃等。外窗可采用塑钢中空玻璃窗（5+6A+5中空玻璃），传热系数2.70W/m2?K，自身遮阳系数0.81，气密性为6级，水密性为3级，可见光透射比0.40。楼梯间户门可采用节能保温门，传热系数2.00W/m2?K。

2.4墙体的节能设计

在建筑外围护结构中，墙体所占的比重最大，通过围护结构的传热耗热量大概占到75%～80%。墙体的节能设计是控制墙体的热损耗，做好墙体的保温：墙体的保温主要从外墙体保温和内墙体保温进行。对于建筑来说，外墙体的保温效果会更好，不仅避免热桥，还可以延长墙体的使用寿命，经济条件允许的状况下，进行外墙体保温设计建筑是最好的一种选择。做好建筑外墙体的保温设计，要采用节能的新型材料，高效能的节能材料依附在墙体内部，实现墙体的热阻。避免或是降低墙体随着温度的增加而增加，减少而减少的影响。同时还有利于消除热桥的影响，保持室内温度的平衡。在这些节能设计的时候，要注意的是，一定要考虑到气候条件的影响，做好保温、防潮、隔热措施，避免气候因素对保温隔热的效果产生影响。

2.5屋顶的节能设计

在屋顶设计中常用的技术措施要点为：

（1）采用架空隔热屋面、浅色屋面、种植屋面、通风屋面、蓄水屋面等，隔离太阳辐射热，减少阳光直射。

（2）铺设高效保温隔热材料，并适当采取其他辅助措施，减少热量传递。

（3）密度较大、导热系数较高、吸水率较大的保温材料不宜选为屋面保温材料，以免屋面重量厚度过大、保温层大量吸水而降低保

温效果。

（4）“冷屋顶”节能：利用高反射率涂料的使用，提高屋顶的日反射率，减少热量的吸收，从而达到减少空调冷负荷和空调节能的目的。

3 结语

可持续性发展是我国的基本国策，节约能源只是其中一项。把节能技术运用到高层建筑中是未来我国建筑行业发展的总趋势，也是必经之路。我国高层建筑的节能技术还处于发展中阶段，必须结合实际情况具体分析，加强国内的技术研究力度，同时也要积极借鉴国外的先进技术，走一条具有中国特色的节能减排之路，使我国的节能技术步入一个新的阶段。节能技术在高层建筑中的运用还有待发展，这就需要加快发展速度，不能松懈，要在可持续性发展的道路上继续前进。只有让节能技术实施到高层建筑中去，才能使中国的建筑行业发展的更快更迅速，也能让节能环保的理念深入到国民生活中去。中国高层建筑节能技术的未来要时刻抓住机遇，接受挑战，为实现国家政策，真正节能减排，合理利用资源，保护生态环境贡献自己的一份力量。

参考文献：

[1]丁立国.超高层办公楼建筑电气节能设计研究[J].住宅与房地产，2017，（05）：110.

[2]张帆.高层楼宇建筑电气节能技术研究[J].低碳世界，2017，（02）：151-152.