高層建筑設(shè)計中降低能耗的方法

來源：建筑設(shè)計 瀏覽：- 發(fā)布日期：2022-08-30 09:52:45

為了深入貫徹落實可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略，高層建筑設(shè)計應(yīng)加深對綠色低碳理念的理解。建筑節(jié)能設(shè)計時應(yīng)充分利用可循環(huán)的資源，分析建筑能耗形成的原因，通過合理的優(yōu)化設(shè)計達(dá)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(jié)能設(shè)計必須要足夠重視，不能僅僅依靠人工光源進(jìn)行采光設(shè)計。主要是因為采用人工光源會對人們的感受產(chǎn)生影響，如光線溫度會產(chǎn)生不同的人體感受與反應(yīng)。而不同季節(jié)、時間、環(huán)境下的自然采光設(shè)計不但能夠?qū)崿F(xiàn)良好的室內(nèi)照明，而且能夠獲得遠(yuǎn)超人造光源的舒適度，在實現(xiàn)室內(nèi)照明的同時營造良好的室內(nèi)藝術(shù)空間與氛圍。同時有效進(jìn)行自然采光設(shè)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(shè)計在降低照明消耗，實現(xiàn)建筑節(jié)能設(shè)計與達(dá)到綠色建筑標(biāo)準(zhǔn)方面發(fā)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(guī)劃相結(jié)合，在進(jìn)行各個地區(qū)的規(guī)劃設(shè)計的過程中，需要對自然采光設(shè)計予以高度重視，有效平衡整體規(guī)劃與自然采光設(shè)計的需求。

2、節(jié)能參數(shù)優(yōu)化

當(dāng)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(jié)能優(yōu)化設(shè)計階段存在一定的不足。在開展節(jié)能設(shè)計時，應(yīng)當(dāng)充分考慮自然條件。區(qū)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(huán)境下的氣象參數(shù)存在較大的不確定性與變動，但不少設(shè)計人員未對超高層建筑的高空環(huán)境與高度因素進(jìn)行全面考量，未能合理預(yù)估風(fēng)速影響、氣溫降低、太陽輻射等影響，導(dǎo)致優(yōu)化設(shè)計時出現(xiàn)設(shè)計參數(shù)缺失或計算錯漏情況?，F(xiàn)階段，較多的模擬軟件在測定當(dāng)?shù)刈匀画h(huán)境參數(shù)變化曲線方面也存在不同程度的缺陷，計算結(jié)果失真、不準(zhǔn)確現(xiàn)象較為常見。由此導(dǎo)致無法精確預(yù)估超高層建筑的表面熱交換能力，內(nèi)部的能力消耗情況也存在偏差，最終造成超高層建筑的內(nèi)部機(jī)電系統(tǒng)設(shè)計、通風(fēng)與空調(diào)系統(tǒng)設(shè)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(qū)別于常規(guī)建筑的最顯著的特征。在設(shè)計時，應(yīng)將高度這一核心理念作為節(jié)能設(shè)計的首要因素，充分掌握建筑當(dāng)?shù)貐^(qū)域高空中的溫度、濕度變化特點以及四季氣候更替規(guī)律，正確設(shè)置模擬軟件參數(shù)，從而計算得出符合客觀條件的超高層建筑環(huán)境影響曲線，以此為基礎(chǔ)實現(xiàn)超高層建筑合理的節(jié)能優(yōu)化設(shè)計。

3、建筑給排水的應(yīng)用

高層建筑在運營過程中所需消耗的水源以及建筑內(nèi)部在配給水源過程中消耗的能源，也是綠色建筑設(shè)計中關(guān)注的諸多重點之一。供水水源為城市供水管網(wǎng)，其內(nèi)部的供水壓力不小于0.30MPa，根據(jù)不同樓層的出水點高程和出水壓力需求，設(shè)計者采用了分區(qū)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(nèi)設(shè)置變頻加壓系統(tǒng)，對3個分區(qū)進(jìn)行加壓供水。通過分區(qū)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(nèi)過高的水壓對管道造成破壞。為了減少建筑物衛(wèi)生器具的用水量，所有的衛(wèi)生器具和配件均采用節(jié)水型設(shè)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(zhì)的給水、熱水系統(tǒng)分別設(shè)置計量裝置，并按照不同功能分區(qū)和用途設(shè)水表，冷卻塔補(bǔ)水、公共洗浴用水、廚房用水、空調(diào)集中補(bǔ)水等單獨設(shè)水表計量，從而實現(xiàn)按付費或管理單元，統(tǒng)計用水量。

4、建筑機(jī)電系統(tǒng)設(shè)計

高層建筑內(nèi)涉及的機(jī)電設(shè)備較多，為達(dá)到節(jié)能與低碳環(huán)保的發(fā)展要求，應(yīng)盡可能地降低機(jī)電系統(tǒng)運行造成的能源消耗。建筑給排水和空調(diào)設(shè)備作為重要的設(shè)備類型，使用頻率較高，建議采用變頻技術(shù)提高給排水和空調(diào)系統(tǒng)運行效率，降低資源消耗，比如建筑空調(diào)部分使用集中式空調(diào)系統(tǒng)，做好余熱的回收，合理設(shè)置PAU余熱回收系統(tǒng)，將余熱回收再利用。電梯是高層建筑中必不可少的機(jī)電設(shè)備，為保障居民正常出行，優(yōu)化乘坐體驗感，在設(shè)計電梯部分的電氣系統(tǒng)時，可使用碳纖維引繩來提升電梯運行效率，同時設(shè)置自動調(diào)節(jié)模式的垂直電梯系統(tǒng)。針對電梯系統(tǒng)進(jìn)行聯(lián)動設(shè)置，非聯(lián)動設(shè)置下，居民按下電梯召喚鍵時，同樓層的兩部電梯會響應(yīng)并停在居民所在樓層；聯(lián)動設(shè)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(yīng)并停在該樓層。比如某小區(qū)一單元兩部電梯，共有8個單元，全部設(shè)置為聯(lián)動模式，可有效節(jié)約費用。

5、積極應(yīng)用新型能源

新型能源具有環(huán)保與低能耗的應(yīng)用優(yōu)勢，廣泛被用于高層建筑中的新能源主要有太陽能和風(fēng)能。太陽能作為清潔能源，不會對環(huán)境造成破壞，可用于高層建筑的水源加熱、保溫、供暖。風(fēng)能的利用率很高，自然風(fēng)可以進(jìn)行降溫制冷，季節(jié)交替或者晝夜過渡時，可利用風(fēng)能供冷，將自然風(fēng)送入壓縮機(jī)，達(dá)到通風(fēng)與蓄冷的效果，節(jié)約電能消耗，優(yōu)化室內(nèi)空氣質(zhì)量。根據(jù)地域性特點確定能源利用方式，比如北方地區(qū)應(yīng)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。