高层建筑节能设计
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高层建筑节能设计中的主要技术措施及效果探讨摘要:随着城市发展理念的改变和城市用地观念的完善,高层建筑已经成为城市建筑的第一选择,城市中的高层建筑也是越来越多,如何在高层建筑设计当中贯彻节能发展的理念,减少高层建筑队自然环境的影响是建筑设计师在设计过程中必须注意的一个问题。
本文根据现有的研究资料和自身在这一方面的一些经验,详细论述了高层建筑节能设计中的主要技术措施,并就这些节能技术措施的效果进行探讨,以期能够为高层建筑节能设计的发展提供一点帮助和启示。
关键词:高层建筑;节能设计;效果abstract: along with the change of city development concept and the improvement of the city land idea, high-rise building has become the first choice of the urban construction, the city high-rise building is also more and more, how in high-rise building design implementation of energy saving the principle of development, reduce the influence of the top jianzhudui natural environment is building stylist in the design process must pay attention to a problem. in this paper, according to the existing research material and their own in this area of some experience, and discusses the design of high-rise building energy saving main technical measures, and the effect of these energy-saving technical measures arediscussed, order to contribute to the development of the high-rise building energy saving design with a little help and enlightenment.keywords: high building; energy saving design; effect 中图分类号: tu97 文献标识码: a 文章编号:高层建筑是解决从城市发展过程中用地紧张问题的重要形式,也是城市建筑发展的第一选择。
高层建筑节能设计对策探讨摘要:建筑的节能总体规划方案和高层建筑的节能.阐述了高层建筑节能与气候、地理条件的关系,总体规划方案及节能材料的使用方法, 结合我国现阶段的建筑节能的实际情况分析了未来的发展趋势最后从建筑围护结构.外窗. 建筑总体规划等关键词:高层建筑;规划;节能;节能是我国的一项重大工程之一,据统计世界的全部能源消耗中约有一半是用于建筑的建造、使用和维护西方发达国家建筑能耗一般占到全国总能耗30%~40%。
近几年随着城市建设的高速发展,新建的建筑大量的涌现,建筑能耗逐年大幅度上升。
在面临能源短缺的今天,建筑能耗已是我国能源消耗的大户,能源问题与环境问题一样,都是影响中国经济和谐发展的关键因素。
1.1 建筑位置优化和朝向设计高层建筑的定位首先应考虑对城市环境的影响容积率过高很难满足日照的要求,阳光有着巨大辐射能量。
据有关资料分析,地球每年接受的能量有60 亿亿千瓦,这么大的能量弃之可惜,从某种意义上讲地球本身就是巨大的太阳能接收器,阳光不仅对人的身体健康有着很大的影响,对建筑的节能也有着十分重要的意义。
城市规划应注重应用日照原理,合理的确定建筑位置与朝向,使每幢建筑能接受更多的太阳辐射热能,因此,建筑的方位与节能有着直接关系。
从建筑设计的节能出发,应考虑将支持建筑使用的公共设施布置在公共走廊中,或在选址时尽量利用现有的公共设施管网。
这种合并能使场地的破坏实现最小化,并有利于建筑的维修和检查。
公共的场地市政设施走廊应该沿着曾经受到干扰的地区或新修的道路或人行构筑物集中的地方,这样既能尽量减少不必要的场地清理和挖沟,又为不断的维修提供方便。
1.2 利用外界气流来组织自然通风采用自然通风方式的根本目的就是减少空调制冷系统的能源消耗。
如果设计师通过与自然界充分的合作而不是对立,在过渡季节主要依靠自然通风满足工作环境的需求,不但可以节省大量的空调能耗,还能塑造一个比以往更加健康的工作环境。
2 加强多层建筑单体的标准化节能设计2.1 建筑体形设计选用建筑最佳“节能”体形设计是空调节能的先决条件,因此,建筑专业是否重视空调专业的设计是建筑业节能与否的根本,对节能而言,空调建筑物的体形系数并非愈小愈好,而是存在一个最佳节能体形系数的问题,矩形建筑的最佳节能体形系数与建筑物的平面长宽比、建筑热工特性及当地气候有关,而与建筑物的体量、层高无关。
浅谈高层建筑的电气及节能设计摘要:随着高层建筑向着自动化、节能化、信息化、智能化方向发展,给建筑电气设计也提出了更高更新的要求。
本文就高层建筑的电气设计主要内容做了初步的探讨,同时对于建筑电气中节能设计做了简要分析。
关键词:高层建筑;电气设计;节能随着城市的不断发展与进步,高层建筑在城市建筑中的比例也在逐年递增,对高层建筑电气设计的要求也越来越高,内容也越来越多。
为了适应发展的要求,国家及地方也陆续制定出一些新的规范,并且大量采用新技术的具有高性能的,满足节能要求的,安全可靠的建筑电气产品在陆续得到开发和推广应用,各种定型产品的系列也将越来越齐全。
一、高层建筑电气设计的主要内容传统建筑电气设计只包括供电和照明,而今天一般将其设计的内容形容为强电和弱电。
强电包括变配电、照明、防雷等,弱电包括消防、综合布线、电视等。
1.负荷的计算电力负荷计算是供电设计的依据参数。
计算准确与否,对合理选择变压器容量、电器设备型号及系统安全可靠与经济的运行均起到决定性作用。
一般高层建筑的负荷计算采用负荷密度法和需要系数法。
2.供电电源及电压的选择现代高层建筑的电力负荷普遍包含一、二级负荷,为了保证供电可靠性,至少应有两路独立电源。
两路独立电源运行方式,原则上为两路同时供电,互为备用。
另外,一级负荷中特别重要的负荷,除上述两路电源还须增设应急电源。
国内高层建筑的供电电压,一般采用l0kv标准电压等级,但随着城市的发展,从提高配电网的容量,降低线路上的电压损失,增大配电网的供电半径及降低线损等因素考虑,各地也陆续采用20kv电压等级,例如合肥市滨湖新区。
3.高低压配电系统的设计3.1 高压配电系统:现代高层建筑均是采用两路独立的高压电源同时供电。
一般两路电源采用单母线分段接线,设母联开关,自动切换,互为备用。
3.2 计费方式:采用高供高计。
但在低压侧,仍装设计费电度表,采用将照明与动力分开的两部电价法。
3.3为限制低压侧的短路电流,正常时变压器解列运行,中间设联络开关。
基于高层建筑节能设计的研究【摘要】伴随着经济的快速发展与人们生活水平的不断提高,我国的能源呈现出较为紧缺的状态,能源节约是我国可持续发展战略的重要内容。
建筑是能源消耗的大户,尤其是高层建筑,必须加快进行高能建筑的节能工作,深入高层建筑的节能设计研究。
本文探讨了高层建筑节能设计存在的问题,分析了高层建筑整体设计对节能的影响,提出了高层建筑节能设计的具体方法。
【关键词】高层建筑;节能设计;影响因素;方法1. 引言改革开放以后,我国经济进入了高速发展的阶段,但是并没有彻底改变高消耗高污染的经济增长模式,经济的增长很大程度上是以能源消耗及环境污染为代价的,导致了能源紧缺问题日益严重,节能减排已经成为新时期中国可持续发展的工作的重点,建筑节能是重中之重。
据统计,全球能源消耗有将近40%是消耗在建筑上,是当之无愧的耗能大户。
我国的建筑耗能占全国能源消费重量的三分之一左右,而且呈上升趋势。
因此,为了贯彻实施可持续发展战略,高层建筑节能工作刻不容缓,要从建筑设计的理念和方法入手,提高建筑利用能源的效率,实现建筑节能的目标。
2. 建筑节能的现状及高层建筑节能设计的问题建筑节能具体是指在设计、建设和使用建筑物的过程中,使用节能型的材料和技术,提高空调系统的效率,提高隔热性和采暖供热的效果,在满足室内热环境需求的前提下,减少供热、照明、空调制冷制热及热水供应的能耗[1]。
我国的建筑耗能现状不容乐观,高耗能的建筑比例大,加剧能源危机。
建筑能耗总量不断增加,占能源总消耗的大约三分之一,比改革开放前上升了一半,并且随着城市化的加快和人们可支配收入的不断增加,我国的建筑耗能比例还会继续上升,甚至会超过发达国家的水平,将会成为我国经济发展的瓶颈。
发达国家在上世纪70年代已经开始了建筑节能技术的研究,并且取得了不错的效果,我们国家的建筑节能工作没有取得应有的成效,需要进一步加大资金投入、人才投入来研究建筑节能设计,否则会使能源紧缺的局面继续恶化。
高层建筑节能设计及节能效果分析【摘要】:随着经济的快速发展,很多高层建筑在装点城市景观的同时也加速了建筑内部能源的消耗,成为建筑中的耗能大户。
因而,重视高层建筑的节能工作是建筑节能中的首要工作。
【关键词】:高层建筑节能设计效果分析中图分类号:tu97文献标识码: a 文章编号:引言很多的设计者在建设的时候只求利益和建筑的形式,其节能设计却是被忽略和不受重视的。
建筑节能不仅是建筑本身,而且与气候条件、建筑物的形式、建筑朝向、周边环境还有外围护结构等都有着密不可分的联系。
本文就高层建筑节能设计的几个要点做出几点分析。
一、高层建筑围护结构墙体节能设计适用于高层建筑的新型墙体材料主要有蒸压加气混凝土砌块、轻集料混凝土小型空心砌块和复合墙体等。
1 )蒸压加气混凝土砌块蒸压加气混凝土砌块主要将70%左右的粉煤灰与定量的水泥、生石灰胶结料、铝粉、石膏等按配比混合均匀,加入定量水,经搅拌成浆后注入模具发气成型,经静停固化后切割成坯体,再经高压蒸养固化而成制品,是一种新型多孔轻质墙体材料,其特点是热阻大、重量轻,具有良好的防火、隔热、保温、隔声性能。
蒸压加气混凝土砌块已广泛应用于高层建筑中框架结构的填充墙和部分承重墙。
2 )轻集料混凝土小型空心砌块轻集料混凝土小型空心砌块采用水泥作胶凝材料,骨料以各种陶粒、陶砂和煤矸石等加入部分炉下灰为集料,经压制振动成型。
轻集料混凝土小型空心砌块具有重量轻、力学性能好、保温隔热等特点,适用于全国不同气候区。
一般用来做高层建筑中框架结构填充的内隔墙和外填充墙。
3)复合墙体复合墙体往往采用承重材料与高效保温材料(如岩棉板或聚苯板等)组成。
复合墙体较好地发挥了2种材料的特点,既不会囚组成墙体材料的强度过低导致墙体所需尺寸过厚,又具有良好的保温隔热效果。
因此,我国新建高层建筑目前已基本上采用了复合墙体的方式。
二、高层建筑楼板、屋盖节能设计高层建筑的楼板和屋盖具有很大的平面刚度,是竖向钢柱与剪力墙或筒体的平面抗侧力构件,同时使钢柱与各竖向构件起到变形协调作用。
浅议高层建筑电气的节能设计【摘要】高层建筑的节能潜力很大, 应在设计中精心考虑。
本文分析了建筑电气设计中的节能原则,提出了高层建筑电气节能设计的措施。
【关键词】高层建筑,电气;节能设计电能是国民经济发展最主要的能源,目前在我国电能的浪费却很严重,无论是供配电系统或用电设备,都存在着节能的巨大潜力,随着城市规模的不断发展,高层建筑越来越多,因此,高层建筑电气设计就成为设计者不得不面对的问题,作为电气工程设计人员,我们有责任在工作中做好节能设计。
一、建筑电气设计中的节能原则由于人口的增加, 工业的发展, 生活水平的提高, 能源的消耗也就急剧增加, 能源危机迫在眉睫。
因此, 各行各业提出了节能的要求, 节约二次能源———电能,也就成为民用建筑电气设计的焦点。
建筑电气设计节能应坚持以下三个原则:1、满足建筑物的功能即满足照明的照度、色温、显色指数; 满足舒适性空调的温度及新风量, 也就是舒适卫生; 满足上下、左右的运输通道畅通无阻; 满足特殊工艺要求, 如娱乐场所的一些电气设施的用电, 展厅的工艺照明及电力用电等。
2、考虑实际经济效益节能应按国情考虑实际经济效益, 不能因为节能而过高地消耗投资,增加运行费用。
而是应该让增加的部分投资, 能在几年或较短的时间内用节能减少下来的运行费用进行回收。
3、节省无谓消耗的能量节能的着眼点, 应是节省无谓消耗的能量。
首先找出哪些地方的能量消耗是与发挥建筑物功能无关的, 再考虑采取什么措施节能。
如变压器的功率损耗, 传输电能线路上的有功损耗都是无用的能量损耗, 又如量大面广的照明容量, 宜采用先进技术使其能耗降低。
因此, 节能措施也应贯彻实用、经济合理、技术先进的原则。
民用建筑的节能潜力很大, 应在设计中精心考虑。
但是在选用节能的新设备上, 应具体了解其原理、性能、效果, 从技术、经济上进行比较后, 再选定节能设备, 以达到真正节能的目的。
二、高层建筑电气节能设计的措施1、变电所位置的选择高层建筑因为楼层多,负荷分散,为保证配电干线最大电压降不超过允许值,减少电能损耗,降低大截面电缆用量,变配电室的位置选择十分重要,应尽量靠近负荷中心,一般变电所的位置有以下几种设置方式:(1)将变压器设在地下室或辅助建筑物内;(2)在地下室内和最高层设置变压器;(3)分别在地下室、最高层和中间层设置变压器;(4)仅在中间层设置变压器;(5)主变压器分设在底层与上部各层。
浅论高层建筑节能设计
摘要:本文作者分析了目前高层建筑住宅设计中存在的问题,就高层建筑节能设计提出了自己的见解。
关键词:高层建筑;节能设计
1目前高层建筑住宅设计中存在的问题
随着高层建筑数量的不断增加,高层建筑中存在的一些问题也不断的凸显,例如体形庞大,容积率过高,相邻建筑互相遮挡、不通透等问题,直接导致了城市人居环境质量下降。
这与近年来一些城市建高层建筑设计者贪大求高,只重视立面形式和空间使用功能,而忽略生态环境的保护,有着直接的关系。
对建筑设计节能认识不足,没有在设计中采用节能措施,往往会造成高能耗。
所说的建筑节能,既包括建筑本身的节能,即建筑物的形体变化、朝向,外围护结构保温,隔热的性能,门窗质量,同时也包括城市的综合环境、气候条件、总体布局等因素。
关注建筑本身,采用节能设计理念是最主要的。
2 优化建筑位置及朝向设计
考虑建筑环境及朝向是高层建筑定位时首先应考虑的问题。
要满足日照的要求,就不能有过高的容积率。
巨大的阳光辐射能量,能够为建筑带来大量的能量,特别是对寒冷地区人们而言,充分的利用阳光这个自然能源显得十分的重要。
建筑的设计者,在确定建筑的方位时,必须要把建筑的朝向考虑在内,根据建筑和地理情况,通过太阳高度角做出日影响图,从而确定建筑在冬季每天的日照时
间。
因此,为了最大的扩大采光面,建筑的南向开窗面积尽可能大些,在充足采光条件下,北向、东向窗尽可能小些,从而获得更多的太阳光线,有效的减少热损失,保持室内的温度环境。
3 优化围护结构
将混凝土空心砌块用于高层建筑围护结构保温,是当前国外高层建筑节能普遍采用的方式。
外墙是围护结构的主体部分,要保证建筑的节能,就必须要在外墙设计上作出相应的调整。
砖石结构房屋是钢筋混凝土框架或剪力墙结构承重结构,所以,其围护结构都是属于填充材料。
因而为了有效的减轻荷载,满足保温、隔热的要求,通常会采用轻质高效的保温材料。
但是高层建筑的围护结构有所不同,一般来说,高层建筑的围护墙体,不应该使用外侧保温的聚苯乙烯泡沫板、舒乐板、pg板,岩棉板等轻质保温材枓。
在材料的选择和应用上,应该与建筑整体的寿命应同步。
我国长期以实心黏土砖为主要的墙体材料,用增加砌筑厚度来满足保温要求,这对能源和土地资源是一种严重浪费,因而在节能的前提下,应进一步推广复合墙体和空心砖墙技术。
复合墙体的应用越来越广泛。
其主要原理为:用砖或钢筋混凝土做承重墙,并与绝热材料复合达到增加墙体的保温隔热性能,绝热材料主要有矿棉、岩棉、聚苯乙烯、玻璃棉、膨胀珍珠岩、加气混凝土等。
目前复合墙有两种做法:①内保温,将绝热材料复合在外墙内侧。
此方法施工简易,目前应用广泛。
②中间保温,即将绝热材料设在外墙与内墙中间,可取得良好的保温性,但要填充密实,
避免内部空气对流。
③外保温,将绝热材料复合在承重墙外侧,此方法热稳定性好,居住较舒适,但外保温材料要经得起日晒雨淋和冰冻的侵袭,对外保温材料的耐久性提出了很高的要求。
窗户为薄壁的轻质构体,是耗热的薄弱环节。
普通单层玻璃窗的能量损失约占建筑物夏季降温或冬季保温能耗的50%以上。
在节能设计中不同朝向的墙窗比不同,在高能耗墙面(东西面)应避免开大窗,且应提高窗户的遮阳性能。
同时,要根据制冷采暖费用和空调设备价格的综合比较去确定合适的玻璃品种,从导热性和隔热性两个方面去综合比选。
4 控制体型系数及其他不利因素
从建筑耗能上看,高层建筑外围护墙体耗能量很大,大概占整个建筑耗能的25%左右。
影响建筑外露面积的主要因素之一,就是形体变化。
通常情况下,体形系数越大其耗能越多。
这也是国外许多高层建筑造成圆塔形的主要原因之一,比如美国洛杉矶的奸运饭店、法国戴高乐机场候机楼、纽约第二大街53号办公楼等高层建筑都是圆型或椭圆形。
因为,在相同的面积下,圆的周长最短,采用圆形就可以有效的减少建筑的外露面积。
所以,为了减少建筑的能量损耗,在设计时高层建筑的形体变化应该尽可能的简约,而不应该过于复杂。
高层建筑的“风环境”是影响建筑耗能的因素之一。
尤其是在冬季,风力是影响建筑热量损失的主要因素之一,如果增大冷空气的渗透量,那将会导致室内热损失加大。
再加上建筑某些部位处理不当,容易在墙体内部产生冷凝水。
所以,在设计时必须
要科学、可靠、正确的选择建筑保温材料。
5 住区和外部环境规划
从整体上看,高层住宅生态设计,也城市整体环境的重要组成部分。
所以在设计时,应该要从城市环境景观效果的角度出发,尽量与周边环境形成良好的关系:①构成良好的整体风环境。
在高层住宅的生态设计中,应该要注意结合当地主导风向等气象资料,不仅要在相对位置上,克服冬季“恶性风流”的滋生,还要为创造夏季良好的室外自然通风条件而努力。
②构成开敞的生态自然环境。
为了了构造更多的绿色生态环境,设计时应该尽量减少硬地,更多的利用水滨、绿地,通过绿色和流水作为小气候的降温介质,这样可以有效的应对夏季炎热状况,同时也可以扩大住宅楼的视野。
③构成“可调节”的植被体系。
在设计中,应不能把植草理解为“绿化”。
应该注意尽可能的在住区内部生态住宅的南侧广植落叶乔木。
这样可以在夏季通过茂盛的树叶起遮荫作用,在冬季又能够因为落叶枝疏,将阳光引入室内,以适应冬寒夏热的气候条件。
而为了在冬季挡风或引导风流应该在住宅北侧,植常青树。
6 内部空间
住宅内部空间的组成和布局是生态住宅设计最关键的问题。
从生态优化的角度上看,为了减少能量消耗和室内的不舒适性,住宅内部空间应具备适应冬寒夏热的能力,生态设计应注意以下几点:①建立一个通畅、直接的自然通风体系:在住宅内部空间的设计上,应该坚持连续、顺畅的原则,空间的高度和洞口位置,必须要注意
考虑自然通风的效果。
通过有效的空间设计,可以有效的提高自然通风的风力压和温度压的能力,保证每个居室都能有良好的通风效果。
②建立生态住宅的温度分区规则:所谓的温度分区,就是在设计时根据不同居室的不同温度要求,进行合理的、有效的组合。
例如,要把温度要求高的主要空间,如卧室、客厅等,设计在如住宅平面的东南角或南侧中部等受外界影响较小的位置;温度要求低的空间,则可以放在北侧或西北部,这样才能够形成抵御冬季寒风的“双层体系”,同时也可以改善室内空间的舒适效果。
7屋面节能的主要措施
①屋面保温层不宜选用吸水率较大的保温材料,以防屋面湿作业时因保温层大量吸水而降低保温效果,如选用吸水率较高的保温材料,屋面上应设置排气孔以排除保温层内不易排出的水分。
②屋面保温层不宜选用密度较大、导热系数较高的保温材料,以免屋面重量、厚度过大。
8 结束语
城市高层住宅生态设计应处理好人、建筑和自然三者之间的关系,创造一个舒适、安全的住区,同时又能很好地保护周围的城市环境,使得住宅成为人与自然沟通的界面,形成共生、节能、循环的协作体系。
在高层建筑设计中,设计工作者应该从建筑设计的实用性和环保性出发,针对具体的建筑工程及其外部环境,做出科学合理的节能设计方案。
参考文献:
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