高层住宅建筑节能控制方法与技术策略研究

关键词：高层建筑；节能设计；控制方法；技术策略 

　　引言 

　　目前来讲，我国建筑能耗的现状与发达国家还存在着很大的差距，所以我国的高层住宅建筑节能控制任重道远，作为我国可持续发展战略的一部分，建筑节能要在保证和提高建筑舒适度的前提下，提高高层建筑节能控制方法，尽可能地降低建筑物在使用过程中的能耗，有效地利用资源。 

　　1 高层住宅节能采取的主要措施 

　　1.1规划方面的通风 

　　为了促进通风，建筑群布局应尽量采取行列式和自由式，从建筑防热的角度来看，行列式和自由式都能争取较好的朝向，使大多数房间能够获得良好的自然通风和日照，其中又以错列式和斜列式的布局较为好。在立体布置方面，应采取“前低后高”和有规律地“高低错落”的处理方式。 

　　1.2户型风口的布置 

　　组织良好的自然通风，对房间的门窗开口、通风构造等进行合理地设置。开口位置和面积设置恰当，可保证室内的气流达到一定速度和流畅的均匀。 

　　1.3进出口的相对高度 

　　当进风口设在高处时，气流就贴着天花板流动，吹不到人身上。只有把进风口设在较低的地方，气流才能作用到人身上。出风口的位置也会对风速产生一些影响，出风口低一些，室内的空气流动速度就会大一些。据测定，当开口宽度为开间宽度的1/3～2/3时，开口的大小为地板面积的15-25%时，室内通风效果最佳。 

　　1.4体形和平面形式 

　　体形和平面形式一般采用体形系数来描述，体形系数是建筑物外表面积与其对应部分体积的比值。体形系数越小，建筑外围护结构损失的热量就越小。但体形系数过小，会造成平面布局困难，可能严重影响建筑功能。因此，体形系数应控制在一个合理的范围内，兼顾节能与建筑设计两个方面。 

　　2 高层建筑节能设计中常见问题 

　　（1）高层建筑节能计算采用的屋面、外墙材料、玻璃材料与施工图不一致，节能审查表与计算书、施工图不一致。节能设计说明专篇属施工图的一部分，其内容需与施工图计算书一致。节能计算书和常能审查表要写明计算部分的功能。当地方标准高于国家标准时，按地方标准执行，说明、计算书中不相关的规范、计算不要列入。例如，公共建筑的设计依据不要写居住建筑节能标准。没有架空层的项目在计算书中不要出现架空层计算。商住楼下部有配套的公建、商场时，要单独按公建进行节能计算设计。 

　　（2）保温材料、加气混凝土的导热系数、蓄热系数取值不恰当，未考虑修正系数。计算书中所有材料的基本热工参数要准确。为满足外墙强度要求，加气混凝土外墙计算干密度取700kg/m3，外墙作外保温时，公在梁柱表面作保温砂浆，未考虑如何施工。来考虑保温浆料的固定、饰面材料的固定。说明、计算书中不相关的规范、计算不要列入。例如，公共建筑的设计依据不加气混凝土外墙以及挤塑保温板用于外墙或架空层板底外保温时，要有钢丝网固定，加强外饰面粘贴强度，加强加加气混凝土防水渗透。外窗材料考虑要仔细，施工图门窗详图中需注明外窗的气密性、玻璃的类型、传热系数、遮阳系数要求。 

　　（3）要注意居住建筑的外墙内表面温度限值35.6℃，居住建筑屋面K≤1.0（W/m2・K），D≥3.0，公共建筑K≤0.9（W/m2・K）。外墙K≤1.5，居住D≥3.0，当D<2.5时；要进行内表面温度验算，用规定性计算，要考虑住宅的楼板传热处理。性能化的边界条件要正确。参照建筑的外窗面积应与设计建筑一致。只有当设计建筑外面面积超标时，参照建筑才用规定的窗墙比。 

　　有集中空调的建筑不进行逐项逐时能耗计算，当审查提出时才会补。此时电气设计已完成，总用电量不能随着空调设计的变化而调整。达不到节能的目的。空调计算与建筑专业不一致，围护结构传热系数取值与建筑节能计算不一致，造成设计返工。 

　　（4）公共建筑空调设计要进行冷、热负荷逐项逐时计算。提供计算结果和冷热负荷房间编号图。计算书房问编号与图纸编号要一致（无采暖要求的建筑可不进行热负荷计算）。有些场所照度未按规范设计，照明耗电过大，要有节能控制措施。12层及12层以下住宅建筑要作太阳能热水设计，常有遗漏，待审图提出再做耽误时间。住宅小区用地面积超过15万m2，在方案或初设阶段要做气流分析。 

　　3 高层住宅的节能设计 

　　3.1控制住宅的体形系数 

　　建筑体形系数是指建筑物与室外大气接触的外表面积与其所包围的体积的比值。住宅建筑耗热量指标随体型系数增长而增加，从有利节能出发，体型系数应尽可能小。《民用建筑节能设计标准》规定“建筑物体型系数宜控制在0.30及0.30以下；若体型系数大于0.30，则屋顶和外墙应加强保温。” 

　　可从以下几个方面入手：合理扩大进深尺寸，合理利用住宅类型特征（小天井、内廊式），平面空间组合集中紧凑，尽量减少凹凸变化，合理提高层数，加大体积，加大建筑物体量，（应避免作2000m2以下的小体量，以3000-4000m2为宜），缩小建筑物长、宽、高边长比率，减少体形系数。 

　　3.2窗户的节能设计 

　　由于每平米窗面积比每平米维护砌体的总传热量大的多，所以应在保证日照、采光、通风、观景要求条件下，尽量缩小开窗洞口面积；提高窗户的气密性，减少冷风渗透；提高窗户本身的保温性能，减少窗户本身传热量均是窗户节能设计的重要方面。 

　　住宅节能设计标准规定北向窗墙面积比≤0.25，东西向≤0.30，南向≤0.35， 

　　设计中应执行标准规定，若采用新型节能窗，其窗面积可以适当增大。 

　　关于外窗，单层透明玻璃和中空玻璃很难满足遮阳系数的要求，常用单层热反射玻璃，单层Low-E中空玻璃、Low-E中空玻璃。根据窗墙比选择，在施工图中写明窗玻璃的传热系数K与遮阳系数Sw的要求。 

　　在外窗开启方面，居住建筑外窗开启面积占所在房问面积的10%，1～6层气密性3级，7～7层以上气密性4级（强条），公共建筑外墙开启面积积占窗面积的30%，气密性4级，幕墙要有可开启扇，气密性3级。阳台、外遮阳构件对外窗遮阳有很大作用，可减少外窗玻璃的自遮阳系数，降低外窗造价。 

　　3.3选用高效、合理、经济的节能围护体系 

　　包括墙体节能和屋面节能，根本出路在于发展高效保温的保外温复合外墙围护体系。 

　　常用外墙材料是加气混凝土砌块，用于外墙应采用干密度700kg/m3，λ=0.29W/m・K，（考虑1.25的修正系数）；常用外墙外保温材料是钢筋混凝土梁柱等热桥部位，钢筋混凝土剪力墙等由于传热系数大，影响外墙平均传热系数，有时需要采取外保温措施。外保温优于内保温。 

　　4 结束语 

　　随着社会经济的发展，人们对于建筑水平的要求也越来越高，并且现在节能环保是人们日常生活中最关注的的问题，所以对于高层建筑的节能控制方面需要获得更多的重视。科技在不断发展，这需要建筑企业在建筑过程中，时刻关注由于科技进步而产生的新的节能材料，并通过观察和论证，找到最合适高层建筑的材料，应用的到实际的施工过程中去，以此来促进现代化高层建筑的节能发展。