浅析绿色超高层建筑设计的重点与难点

摘要：近年来，随着我国建筑行业的快速发展，在各个城市逐渐出现了超高层的建筑物，在践行可持续发展理念背景下，绿色超高层建筑设计逐渐成为建筑行业的发展趋势。本文介绍了超高层建筑设计，阐述了绿色超高层建筑设计的重点和难点。

关键词：绿色；超高层建筑；重点；难点

近年来，越来越多的人开始关注环境问题，面对日益紧张的能源形势，在各个行业中践行绿色环保成为重要的发展趋势。随着我国建筑行业的快速发展，绿色的生态建筑设计逐渐成为建筑行业的设计方向，绿色超高建筑设计在城市建筑设计中占据着越来越重要的位置。

一、超高层建筑设计简介

超高层建筑主要是指40层以上（建筑高度在100米以上）的建筑物[1]。近年来，我国的超高层建筑开始在各个城市兴起，超高层建筑可以集多种实用功能为一体，主要包括公寓、酒店、商场、办公区等，设计师在进行超高层建筑设计时，要首先考虑建筑物的功能需求和定位。

二、绿色超高层建筑设计的重点

1、节能

节能是绿色超高层建筑设计的重点，绿色超高层建筑设计的节能主要包括势能电梯的应用、降低照明能耗、降低空调系统能耗、优化围护结构等。

（1）势能电梯的应用

在超高层建筑中，电梯是必不可少的设备，由于超高建筑物楼层较多，电梯必须全天候不间断的运行，电梯的能耗非常大。势能电梯是一种可以将势能转化为电能的节能型电梯[2]，结合超高层建筑设计的绿色环保理念，合理使用势能电梯，可有有效地降低能耗，节能效益十分明显。

（2）降低照明能耗

照明系统是超高层建筑中重要的一部分，在整个超高层建筑中照明系统的能耗能占到20%左右，所以降低照明系统的能耗是对于超高层建筑的节能非常重要。在绿色超高层建筑设计中可以使用多种照明节能技术，例如，在超高层建筑中安装时间控制和感应控制的照明设备，照明设备的感应控制可以有效地降低照明系统能耗，提高照明系统的有效利用率。其次，在超高层建筑中可以充分利用日光照明，根据每天自然光的变化来控制调节照明系统的开启。最后，还可以减少照明系统的功率密度，在超高层建筑中要将照明系统的功率密度控制在标准范围内，尽量降低功率密度，通常超高建筑中客房内照明系统的功率密度在每平方米13瓦左右，办公区照明系统给的功率密度在每平方米14瓦左右。

（3）降低空调系统能耗

在超高层建筑中，空调系统也是不可缺少的设备，数量众多，类型各异，在整个超高层建筑设计中空调系统的能耗能够达到36%左右，降低空调系统的能耗是绿色超高层建筑设计的重点，也是超高层建筑设计节能的重要方式。

（4）优化围护结构

在超高层建筑物设计中玻璃幕墙的面积一般都较大，窗墙比通常超过0.5，在优化围护结构过程中，降低玻璃幕墙的能耗非常重要。

表1 优化围护结构的技术措施

技术措施 内容 参数要求 难易程度

1 玻璃幕墙 VT约0.5，SC约0.35 较难

2 墙体 满足公建节能标准要求，夏热冬暖或夏热冬冷地区建议取K=0.7 容易

3 屋顶 采用高反射涂料或屋顶绿化 较容易

4 自然通风口 采用幕墙通风器、低层开窗或建筑100m以下设置开窗 难

5 门窗气密性 4级以上 容易

6 外遮阳 可在双层幕墙内设置可调外遮阳，或者东、西立面设水平挡板遮阳，也可以整个立面设机翼遮阳 难

2、节材

在超高层建筑中建筑材料的消耗非常大，绿色超高层建筑设计需要重点考虑节材。

（1）装修设计一体化

在超高层建筑设计时，建筑的装修图纸要结合建筑设计图纸一起完成，在施工时减少二次装修设计对建筑物材料损害，降低建筑材料的浪费，装修设计一体化可以很好地节约建筑材料。

（2）灵活隔断

超高层办公建筑的面积通常都在10万平方米以上，采用灵活隔断可以极大地降低重新隔断造成的建筑材料浪费，节材效益明显。

（3）使用3R材料

在超高层建筑设计过程中，要尽量使用可循环利用的建筑材料，例如，玻璃、铝合金、钢等，对于非承重的建筑物部分可以使用以废弃材料为基础材料的建筑材料，充分发挥可循环建筑材料的经济效益。

3、节水

节水是绿色超高层建筑设计的另一重点问题，超高层建筑的水资源消耗比较大，通过多种措施最大程度的节约水资源，推动超高层建筑的绿色环保理念。例如，在超高层建筑中使用先进的节水设备，节约用水量。另外，超高层建筑的立体面积很大，可以充分收集雨水，用于厕所用水和日常清洁。

三、绿色超高层建筑设计的难点

1、能耗模型

在绿色超高层建筑设计过程中，要权衡考虑节能优化问题，针对超高层建筑设计的能耗问题，要由专业的技术人员对能耗模型进行分析优化，提出科学合理的意见和建议。建立准确、科学、合理的能耗模型是整个绿色超高层建筑设计中的重点，通过也是一个难点。科学有效地分析能耗模型是超高层建筑节能优化的关键，分析优化能耗模型需要大量的建筑参数，反复调整，不停实验，多个能耗模型之间相互对比分析，从而得到最佳的能耗模型，并且要具有切实的节能效果，在整个超高层建筑设计过程中，能耗模型的对比分析是一项比较难的技术。

2、改善室内环境

由于考虑到超高层建筑的安全性，不能充分利用自然通风和自然采光，因此在绿色超高层建筑设计中改善建筑物室内环境是一个比较难的问题。超高层建筑室内环境的主要问题包括：不能开窗，无法充分利用自然采光和自然通风，采光和通风效果很差；很多酒店、办公建筑物都采用风机盘管[3]，不能充分利用自然通风，容易受潮发霉；内外区的建筑问题，在超高层建筑的内区，发热量较大，由于围护结构密闭性较好，不能很好的将热量散发出去，基本不受室外环境的影响，而超高层建筑的外区受外界环境的影响很大，导致超高层建筑的整个室内环境冷热不均。

结束语

绿色超高层建筑设计是建筑行业的发展趋势，绿色超高层建筑可以有效降低建筑能耗，可以有效地节能、节材和节水，对于保护环境有着重要的作用。

参考文献：

[1] 韩继红，范宏武，孙桦.中国超高层建筑的绿色低碳之路――思考与实践[A].第六届国际绿色建筑与建筑节能大会论文集[C].2010.

[2] 楼国山.建筑平面为正多边形的旋转形体高层、超高层建筑设计研究[A].第二届结构工程新进展国际论坛论文集[C].2008.

[3] 廖瑶剑，王勇，马剑.超高层建筑中楼梯结合电梯的人员疏散策略[A].2010 超高层建筑火灾安全及综合防灾技术国际论坛论文集[C].2010.