高層建筑設計中降低能耗的方法

來源：建筑設計 瀏覽：- 發布日期：2022-08-30 09:52:45

為了深入貫徹落實可持續發展的戰略，高層建筑設計應加深對綠色低碳理念的理解。建筑節能設計時應充分利用可循環的資源，分析建筑能耗形成的原因，通過合理的優化設計達到降低能耗的效果。

1、注重自然采光

高層建筑的自然采光節能設計必須要足夠重視，不能僅僅依靠人工光源進行采光設計。主要是因為采用人工光源會對人們的感受產生影響，如光線溫度會產生不同的人體感受與反應。而不同季節、時間、環境下的自然采光設計不但能夠實現良好的室內照明，而且能夠獲得遠超人造光源的舒適度，在實現室內照明的同時營造良好的室內藝術空間與氛圍。同時有效進行自然采光設計可以大幅降低采光的電能消耗。自然光源屬于可再生的清潔光源，自然采光設計在降低照明消耗，實現建筑節能設計與達到綠色建筑標準方面發揮著較為重要的作用。但是自然光的有效使用需要與城市規劃相結合，在進行各個地區的規劃設計的過程中，需要對自然采光設計予以高度重視，有效平衡整體規劃與自然采光設計的需求。

2、節能參數優化

當前我國城市中的超高層建筑項目日益增多，但在前期的建筑節能優化設計階段存在一定的不足。在開展節能設計時，應當充分考慮自然條件。區別于一般的高層建筑，超高層建筑的高空往往超過100m，其高空環境下的氣象參數存在較大的不確定性與變動，但不少設計人員未對超高層建筑的高空環境與高度因素進行全面考量，未能合理預估風速影響、氣溫降低、太陽輻射等影響，導致優化設計時出現設計參數缺失或計算錯漏情況。現階段，較多的模擬軟件在測定當地自然環境參數變化曲線方面也存在不同程度的缺陷，計算結果失真、不準確現象較為常見。由此導致無法精確預估超高層建筑的表面熱交換能力，內部的能力消耗情況也存在偏差，最終造成超高層建筑的內部機電系統設計、通風與空調系統設計等存在針對性不足的問題。顧名思義，對于超高層建筑而言，高度是其區別于常規建筑的最顯著的特征。在設計時，應將高度這一核心理念作為節能設計的首要因素，充分掌握建筑當地區域高空中的溫度、濕度變化特點以及四季氣候更替規律，正確設置模擬軟件參數，從而計算得出符合客觀條件的超高層建筑環境影響曲線，以此為基礎實現超高層建筑合理的節能優化設計。

3、建筑給排水的應用

高層建筑在運營過程中所需消耗的水源以及建筑內部在配給水源過程中消耗的能源，也是綠色建筑設計中關注的諸多重點之一。供水水源為城市供水管網，其內部的供水壓力不小于0.30MPa，根據不同樓層的出水點高程和出水壓力需求，設計者采用了分區配水的原則，將整個建筑分為高、中、低三大供水體系，并在地下室內設置變頻加壓系統，對3個分區進行加壓供水。通過分區供水、變頻加壓等手段，保證了每個樓層最不利出水點的壓力不小于0.10MPa、最低用水點最大靜水壓力不大于0.45MPa，同時，還在每處供水壓力大于0.20MPa的支管上安裝了減壓閥，以避免管道內過高的水壓對管道造成破壞。為了減少建筑物衛生器具的用水量，所有的衛生器具和配件均采用節水型設備，其中，坐便器為兩檔式水箱，總沖洗水量不大于6L。另外，不同性質的給水、熱水系統分別設置計量裝置，并按照不同功能分區和用途設水表，冷卻塔補水、公共洗浴用水、廚房用水、空調集中補水等單獨設水表計量，從而實現按付費或管理單元，統計用水量。

4、建筑機電系統設計

高層建筑內涉及的機電設備較多，為達到節能與低碳環保的發展要求，應盡可能地降低機電系統運行造成的能源消耗。建筑給排水和空調設備作為重要的設備類型，使用頻率較高，建議采用變頻技術提高給排水和空調系統運行效率，降低資源消耗，比如建筑空調部分使用集中式空調系統，做好余熱的回收，合理設置PAU余熱回收系統，將余熱回收再利用。電梯是高層建筑中必不可少的機電設備，為保障居民正常出行，優化乘坐體驗感，在設計電梯部分的電氣系統時，可使用碳纖維引繩來提升電梯運行效率，同時設置自動調節模式的垂直電梯系統。針對電梯系統進行聯動設置，非聯動設置下，居民按下電梯召喚鍵時，同樓層的兩部電梯會響應并停在居民所在樓層；聯動設置下，按下召喚鍵，兩部電梯中距離居民最近的一部電梯會響應并停在該樓層。比如某小區一單元兩部電梯，共有8個單元，全部設置為聯動模式，可有效節約費用。

5、積極應用新型能源

新型能源具有環保與低能耗的應用優勢，廣泛被用于高層建筑中的新能源主要有太陽能和風能。太陽能作為清潔能源，不會對環境造成破壞，可用于高層建筑的水源加熱、保溫、供暖。風能的利用率很高，自然風可以進行降溫制冷，季節交替或者晝夜過渡時，可利用風能供冷，將自然風送入壓縮機，達到通風與蓄冷的效果，節約電能消耗，優化室內空氣質量。根據地域性特點確定能源利用方式，比如北方地區應注重建筑自身的保溫性能，探尋可用于采暖的新能源，減少煤炭燃燒造成的二氧化碳排放。