高层建筑设计中降低能耗的方法

来源：建筑设计 浏览：- 发布日期：2022-08-30 09:52:45

为了深入贯彻落实可持续发展的战略，高层建筑设计应加深对绿色低碳理念的理解。建筑节能设计时应充分利用可循环的资源，分析建筑能耗形成的原因，通过合理的优化设计达到降低能耗的效果。

1、注重自然采光

高层建筑的自然采光节能设计必须要足够重视，不能仅仅依靠人工光源进行采光设计。主要是因为采用人工光源会对人们的感受产生影响，如光线温度会产生不同的人体感受与反应。而不同季节、时间、环境下的自然采光设计不但能够实现良好的室内照明，而且能够获得远超人造光源的舒适度，在实现室内照明的同时营造良好的室内艺术空间与氛围。同时有效进行自然采光设计可以大幅降低采光的电能消耗。自然光源属于可再生的清洁光源，自然采光设计在降低照明消耗，实现建筑节能设计与达到绿色建筑标准方面发挥着较为重要的作用。但是自然光的有效使用需要与城市规划相结合，在进行各个地区的规划设计的过程中，需要对自然采光设计予以高度重视，有效平衡整体规划与自然采光设计的需求。

2、节能参数优化

当前我国城市中的超高层建筑项目日益增多，但在前期的建筑节能优化设计阶段存在一定的不足。在开展节能设计时，应当充分考虑自然条件。区别于一般的高层建筑，超高层建筑的高空往往超过100m，其高空环境下的气象参数存在较大的不确定性与变动，但不少设计人员未对超高层建筑的高空环境与高度因素进行全面考量，未能合理预估风速影响、气温降低、太阳辐射等影响，导致优化设计时出现设计参数缺失或计算错漏情况。现阶段，较多的模拟软件在测定当地自然环境参数变化曲线方面也存在不同程度的缺陷，计算结果失真、不准确现象较为常见。由此导致无法精确预估超高层建筑的表面热交换能力，内部的能力消耗情况也存在偏差，最终造成超高层建筑的内部机电系统设计、通风与空调系统设计等存在针对性不足的问题。顾名思义，对于超高层建筑而言，高度是其区别于常规建筑的最显著的特征。在设计时，应将高度这一核心理念作为节能设计的首要因素，充分掌握建筑当地区域高空中的温度、湿度变化特点以及四季气候更替规律，正确设置模拟软件参数，从而计算得出符合客观条件的超高层建筑环境影响曲线，以此为基础实现超高层建筑合理的节能优化设计。

3、建筑给排水的应用

高层建筑在运营过程中所需消耗的水源以及建筑内部在配给水源过程中消耗的能源，也是绿色建筑设计中关注的诸多重点之一。供水水源为城市供水管网，其内部的供水压力不小于0.30MPa，根据不同楼层的出水点高程和出水压力需求，设计者采用了分区配水的原则，将整个建筑分为高、中、低三大供水体系，并在地下室内设置变频加压系统，对3个分区进行加压供水。通过分区供水、变频加压等手段，保证了每个楼层最不利出水点的压力不小于0.10MPa、最低用水点最大静水压力不大于0.45MPa，同时，还在每处供水压力大于0.20MPa的支管上安装了减压阀，以避免管道内过高的水压对管道造成破坏。为了减少建筑物卫生器具的用水量，所有的卫生器具和配件均采用节水型设备，其中，坐便器为两档式水箱，总冲洗水量不大于6L。另外，不同性质的给水、热水系统分别设置计量装置，并按照不同功能分区和用途设水表，冷却塔补水、公共洗浴用水、厨房用水、空调集中补水等单独设水表计量，从而实现按付费或管理单元，统计用水量。

4、建筑机电系统设计

高层建筑内涉及的机电设备较多，为达到节能与低碳环保的发展要求，应尽可能地降低机电系统运行造成的能源消耗。建筑给排水和空调设备作为重要的设备类型，使用频率较高，建议采用变频技术提高给排水和空调系统运行效率，降低资源消耗，比如建筑空调部分使用集中式空调系统，做好余热的回收，合理设置PAU余热回收系统，将余热回收再利用。电梯是高层建筑中必不可少的机电设备，为保障居民正常出行，优化乘坐体验感，在设计电梯部分的电气系统时，可使用碳纤维引绳来提升电梯运行效率，同时设置自动调节模式的垂直电梯系统。针对电梯系统进行联动设置，非联动设置下，居民按下电梯召唤键时，同楼层的两部电梯会响应并停在居民所在楼层；联动设置下，按下召唤键，两部电梯中距离居民最近的一部电梯会响应并停在该楼层。比如某小区一单元两部电梯，共有8个单元，全部设置为联动模式，可有效节约费用。

5、积极应用新型能源

新型能源具有环保与低能耗的应用优势，广泛被用于高层建筑中的新能源主要有太阳能和风能。太阳能作为清洁能源，不会对环境造成破坏，可用于高层建筑的水源加热、保温、供暖。风能的利用率很高，自然风可以进行降温制冷，季节交替或者昼夜过渡时，可利用风能供冷，将自然风送入压缩机，达到通风与蓄冷的效果，节约电能消耗，优化室内空气质量。根据地域性特点确定能源利用方式，比如北方地区应注重建筑自身的保温性能，探寻可用于采暖的新能源，减少煤炭燃烧造成的二氧化碳排放。