超高层建筑节能设计论文

摘要：在当前城市建设用地紧缺的新形势下，超高层建筑在城市中不断涌现。超高层建设具有自身的独特性，具有普通高层建筑所无法比拟的优势。但在超高层建设过程中，需要重视节能设计，以此来提高超高层建筑的绿色、环保性能。文章从超高层建筑的特点和优势入手，分析了当前超高层建筑节能设计的现状，并进一步对超高层节能设计进行了具体的阐述。

关键词：超高层建筑；设计；节能设计；现状；结构节能；材料节能

以前对于超高层建筑在设计时对其节能设计落实设计理念。自《公共建筑节能设计标准》颁布实施以来，对于建设提出了节能设计的要求。在具体实施过程中，部分地区虽然也按照节能标准来进行设计，但由于受制于节能设计技术水平及现行节能设计标准缺乏约束力，这就导致在建筑设计中节能设计理念并没有得到较好的落实。特别是在超高层建筑节能设计工作中还存在许多问题，当前迫切需要解决超高层节能设计上存在的一些阻碍，有效的提高超高层建筑节能设计的水平，为建筑行业的健康有序发展奠定良好的基础。

1超高层建筑的特点及优势

1.1超高层建筑的特点

在建筑设计防火规范中定义，通常将超过100米的建筑称为超高层建筑，超高层建筑由于所占地面面积不大，但其容积率却达到较高的水平。尽管超高层建筑地价不高，但其房价却居高不下。这主要是由于超高层建筑面设计和施工工艺会与普遍建筑存在较大的差异，结构和相关设施更为复杂，而且要保证结构自身的抗震性能和荷载。也就是说在超高层建筑设计时，需要考虑的因素较多，其造价成本相对也较高。

1.2超高层建筑的优势

（1）提升城市和国家形象。城市中超高层建筑的兴起，其作为现代建筑技术的结晶，标志着城市建筑的发展成就。而且超高层建筑造型较为突出，往往带给人们强烈的视觉效果，这也使超高层建筑会成为一个城市和一个国家的名片，成为当地的地标性建筑，因此超高层建筑的兴起，有效的提高了国家和城市的形象，代表着城市和国家的发展水平。（2）超高层建筑具有较好的景观效果，而且处于较高的位置，不仅湿度较小，而且远离汽车尾气和尘埃，空气的质量较好，受干扰程度较小，居住环境较为理想。而且在超高层建筑中，往往工作与生活设施实现了集约化，在建筑内部就可以有效的解决一般性工作和生活问题，给人们带来了更多的便利，有利于生活效率的提高，对缓解城市交通压力也具有积极的作用。（3）超高层建设有效实现了用地的节约。通过建造超高层建筑有效的提高了土地利用率，而且具有较大的容积率，实现了土地资源的充分利用，而且在土地紧缺的情况下还能够有充足的区域用于绿化，有效的改善了人们的生活环境，超高层建筑对于土地集约化利用水平的提升具有积极的促进作用。（4）超高层建筑的发展涉及到诸多的学科，如土木工程学、材料科学、机械工程、能源与动力、电子、通讯、自动化、计算机等诸多学科，这些学科的共同进步为超高层建筑提供了动力支撑，可以说超高层建筑的发展有效的促进了科学技术的进步。

2我国超高层建筑的节能现状

2.1耗能大

当前我国建筑耗能为总体能耗量的一半以上，而高层建筑和超高层建筑能耗又为普遍建筑能耗的几倍，这就造成当前大部分高层建筑和超高层建筑都处于低效率、高能源的状态，存在着耗能大的问题。

2.2标准的局限性

当前对于超高层公共建筑的节能问题还没有统一的标准，很大一部分地区也没有出台针对超高层建筑的节能标准，这就导致在超高层建筑设计过程中没有可参照的数据，因此给节能设计带来较大的难度。现在建筑节能标准中的许多规定对超高层建筑并不适用。另外，当前能耗模拟软件设计还不完善，对利用建模来对能耗进行评价带来了一定的制约，这就导致当前超高层建筑节能工作在技术层面还无法达到节能的标准。

3超高层建筑的节能设计分析

3.1利用自然条件的节能设计

（1）自然通风。第一，建筑布局设计。当前超高层建筑多以单体建筑为主，这就需要在具体设计时要确保单体建筑的通风设计的合理性和科学性。在具体设计时，如果单朝向、具有较大进深，无法达到穿堂风的效果；如果风速过大还会对窗户的开启和冬季保温带来影响，因此在具体设计时需要进行有效调整，确保布局的合理性，从而实现对自然风的有效利用，使建筑内部实现自然通风。第二，形成竖井空间。在实际设计时，要避免出现中庭空间过高的情况，这种情况下容易有强烈的絮流产生，从而形成过大热压，会对居民的正常生活带来较大的影响。第三，玻璃幕墙围护。在高层建筑设计时，过高的热压和风压问题是客观存在的，因此在设计时，可以采用双层玻璃来缓解这一难题。利用双层玻璃在白天能够起到蓄热效果，同时开启内层后能够实现层间的自然通风，具有较好的节能效果。（2）天然采光。在高层建筑节能设计中，需要充分的利用自然光照，在白天可以有效的满足人们日常生活工作需求，而减少室内热环境调节过程中能源消耗。在具体设计时，尽可能的将超高层建筑的阳台进行拓宽，或是加宽落地窗面积，使阳光能够充分的进入到室内。

3.2建筑结构的节能设计

（1）朝向设计。通过合理设计超高层建筑的朝向，能够有效的利用太阳能，实现人工能耗的节约。特别是对于我国北方地区，合理规划超高层的朝向，能够有效的节约取暖能耗。在具体设计时，需要先对太阳的高度角进行确定，然后设计出合理的日照影像图，以此为依据来对冬季建筑日照有效时间进行确定。在满足采光需求的基础上，还要将建筑南向的开窗面积尽量拓宽，减少东北向开窗面积，这样可以使室内获得更多的日光照射，而且室内热量流失率也能够得到有效的控制。（2）高度设计。建筑高度变化会直接导致相关的参数发生变化，使能耗发生一定的改变。特别当建筑高度超过百米时，所有气象参数都会发生改变。因此一旦建筑高度过高，必然会导致能源消耗量增加。因此在实际设计过程中，需要以具体、详细的参数作为依据来合理规划建筑的高度，确保找到一个最优值，从而实现超高层建筑的节能。3.3建筑材料的节能设计（1）高性能钢的利用。高性能钢主要有高张力钢、低屈服点钢、TMCP钢与SN钢。超高层建筑对钢材的性能具有较高的要求。如钢材的强度、硬度以及窄屈服幅度的耐久性、钢材的可焊性及在精度深加工时的性能。高性能钢的出现有效保障了超高层建筑的安全稳固性，节约建造材料与能源。（2）新RC结构。新RC结构指的是钢筋混凝土的改良。混凝土的强度能够达到78.4mpa，远远超出传统混凝土强度。这提高建筑耐久性和稳固性具有非常好的效果。

4结束语

超高层建筑是未来建筑发展的主要趋势，在当前能源严重紧缺的新形势下，需要重视超高层建筑的节能设计，有效的提高超高层建筑的节能设计水平，为建筑业的健康发展奠定良好的基础。

作者:李佳锴 单位:华润置地（赣州）有限公司

参考文献

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