建筑业一直是高耗能行业，而能源总量又是有限的，如何才能平衡社会发展与节能之间的关系，节能减排是整个建筑业都应当落实到位的工作，本文主要提出了高层建筑的节能措施。
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1、前言
据权威部门统计，建筑业的能耗占到全国能耗的25%以上。而目前在我国高层建筑的全年能耗中，大约50%～60%消耗于空调制冷与采暖系统，20%～30%用于照明;而在空调采暖这部分能耗中，寒冷地区大约40%由外围护结构传热所消耗。从目前情况分析，在围护结构、采暖空调系统以及照明方面，与20世纪80年代改革开放初期建造的同类建筑相比，现代建筑在节能消耗上已有较大的改观和提高。但如能在建筑设计中采用更为先进的节能措施和技术，将会有更大的节约能源降低消耗的潜力。
建筑物的节能问题是多方面耦合的结果，不仅仅体现在采暖、空调等方面，还与建筑选型、平面布置、电气系统等诸多方面有关[1-5]。如果只站在某个角度进行节能设计，其效果是十分有限的。因此，在高层建筑的节能设计中，各专业应密切合作，共同将建筑的能耗降低至最低。本文将结合北方某高层建筑工程实例，对高层建筑物的节能措施加以探讨，以期为相关地区的建筑设计提供依据。
2、工程概述
本项目为高层建筑，地上建筑高度为20层，建筑面积54499m2;地下为3层地，建筑面积10501m2，停车位1300个。项目所在地位于北温带季风区，兼备季风气候与海洋气候特点，月平均气温为25.3℃，历史极端最低气温为-16.9℃;年平均降水量为662.1mm;年平均风速为5.2 m/s。
3、节能措施
3.1 建筑选型方面的节能措施
(1)日照环境设计
本项目为高层建筑，地上建筑高度为20层。为充分利用自然光线和日照条件，本项目总平面布局上建筑主立面均朝向南向，有利于充分利用日照，以节省能源的利用，在北侧尽量减少开窗，除必要的窗口外，北侧外墙尽量少开窗。
依据相关规范对于日照规定获得日照房间在大寒日当日日照时间不得低于2小时，本项目在总体布局上充分考虑日照，部分房间面向东、南、西方向布置，可以保证建筑物全天都可以获得充足的日照。
(2)通风
本项目总平面布局保持适宜的建筑间距，以增加建筑物的采光通风面积。尽量采用自然通风方式布置主楼平面，裙楼采用以自然通风方式为主，裙房外侧房间采用自然通风，内部空间采用机械通风。
裙房外墙局部外挂玻璃幕墙部位，幕墙的开启面积不小于幕墙总面积的15%。群房的每间房间具有直接对外的可开启窗扇，可开启面积大于房间面积的1/7，大于外窗总面积的30%。
(3)体型系数。项目所在地地理环境属于寒冷地区，项目按照节能50%进行设计，体型系数不超过0.4，满足规范要求。
(4)窗墙比。建筑物的各向窗墙比均不超过0.7，主楼的南、东向窗墙比不超过0.5，东南、西南向窗墙比不超过0.35，东北、西、西北向窗墙比不超过0.3。裙房的东、南向窗墙比不超过0.7，西、北方向的窗墙比不超过0.5。
(5)外围护结构及传热系数。项目所有建筑物的外墙均采用外保温体系，墙体外贴岩棉板保温，综合传热系数K小于0.6瓦/平方米•开;屋顶均采用倒置式屋面，保温层选用岩棉板，综合传热系数K小于0.55瓦/平方米•开。非幕墙外窗均采用单框双玻中空PA断桥铝合金玻璃窗(玻璃采用辐射率≤0.25 Low-E)，窗综合传热系数K小于2.0瓦/平方米•开，遮阳系数≤0.5(东、南、西);空气渗透性能(气密性) :4级《建筑外窗气密性能分级及检测方法》。
裙房大窗采用添加惰性气体的中空玻璃，综合传热系数小于2.0瓦/平方米•开，开窗面积为幕墙面积的10%，幕墙铝型材选用隔热断桥铝型材。建筑物的非采暖空调房间与采暖空调房间的隔墙外贴岩棉板保温，综合传热系数K小于1.5瓦/平方米•开。建筑物的非采暖空调房间与采暖空调房间的楼板外贴岩棉板保温，综合传热系数K小于1.5瓦/平方米•开。
夏季利用通风降温，必要时设置机械排风装置。外窗的可开启面积不应小于窗面积的30%;透明幕墙应具有可开启部分或设有通风换气装置。主要入口处设置空气幕，隔绝室内外热损失。
3.2 给水排水方面的节能措施
(1)给水系统及分区。本项目主楼为高层建筑，为充分使用市政压力，降低二次提升能源消耗，项目给水系统分为三个区。三层以下为低区，由市政压力直接供水。四层至十层为中区，十一层以上为高区，由设在地下层的给水泵房加压供水，加压设备选用微机变频控制恒压变量设备。
(2)供水设备及管材。为使水泵在高效区运行，要根据管网水力计算进行选泵。管材选择钢塑给水管，该管材内壁光滑、不宜腐蚀，可减少供水管的水头损失，从而节能。此外可根据实际情况适当放大管径以减少管道的阻力损失和水泵扬程。
(3)节水器具、仪表。建筑内各用水点均采用节水器材、器具。给水龙头采用陶瓷芯等密封性能好、能限制出流率并经国家有关部门检测合格的节水龙头。大、小便器采用节水型产品，坐便器水箱容积不大于6L。淋浴间采用有可靠恒温混合阀或装置的供水系统;多于3个淋浴器的配水管布置成环状。公共卫生间采用红外线感应水嘴、感应式冲洗阀小便器、大便器等能消除长流水的水嘴和器具
(4)热水系统
热水供应方式为集中热水供应系统，设热水回水管和热水循环泵，并考虑不能回水热水支管加设电加热装置，确保供水温度。为使冷、热水压均衡，热水供水系统分区同冷水系统，热水循环管道采取同程布置方式，水温控制在40℃以下，并采用厚度不低于50mm的超细玻璃棉管壳保温，以减少热量损失。选择阻力损失和变化小的换热器，使所需循环泵的扬程低，且保证冷、热水系统压力的平衡，换热充分。热水循环泵的流量和扬程根据管网布置经计算后确定，为减少管道的热损耗、减少循环泵的开启时间，可根据实际情况控制循环泵的启停温度。热水系统采用薄壁不锈钢管材，热水混合龙头采用可靠的恒温混合阀。
3.3电气方面的节能措施
(1)配电系统节能。电源选用高效低耗SF10干式变压器。SF10干式变压器具有良好的防火性能，可同时兼顾大容量与高电压要求。经过负荷计算，利用最佳负载系数法确定变压器容量，对季节性负荷(如制冷机房用电负荷)设置专用变压器，过度季节停机，以降低变压器损耗。在低压侧采用并联电力电容器作为无功补偿，功率因数控制在0.92以上，降低无功损耗。采用柴油发电机作为应急电源，有自动投入装置的独立与正常电源的专用馈电线路方案为节约电能的最佳选择。
(2)建筑设备的电器节能及计量。利用楼宇自控系统对空调系统、给排水系统及电动机、电梯、门窗类等建筑设备进行监测、控制、提高节能效果。采用一套电力监控系统，控制终端设在变电所的中心控制室内，对变、配电系统进行集中检测和管理，照明、空调、动力等用电应分别计量。用能较高的设备均按照《用能单位能源计量器具配备和管理通则》的要求设置计量装置，配置比例不低于95%，精度等级需满足《准则》的要求。在提高自然功率因数的基础上，应在负荷侧合理装设集中或就地无功补偿装置，最大负荷时的功率因数不应低于0.90。主要用电设备均单独设计量电表。CT等设备设单独的补偿装置。
(3)照明系统节能。照明设计满足《建筑照明设计标准》GB50034-。2004所对应的照度标准、照明均匀度、统一眩光值、光色、照明功率密度值(LPD)、能效指标等相关标准值的综合要求。光源采用节能型光源，以节能灯替代白炽灯，以三基色TS细管荧光灯替代传统粗管荧光灯，以金卤灯替代高压汞灯。在满足眩光限制的条件下，优先选用灯具效率高的灯具以及开启式直接照明灯具，灯具效率不低于70%，在满足灯具最低允许安装高度及美观要求的前提下尽可能降低等剧的安装高度，合理选择照明方式，对照度要求高的场所，采用混合照明的方式。照明灯具采用电子镇流或节能型高功率因数电感镇流器，荧光灯单等功率因数不低于0.92，气体放电等功率因数不小于0.9。
3.4 暖通空调系统节能
根据使用时间、温度、湿度等不同要求划分为不同的空气调节风系统。空调水系统采用对二次循环水泵变频调速控制。冷水机组选用变频控制进行能量调节。过渡季利用可开窗通风或通过熵值控制程序来控制新回风的比例增加空调的新风量。空调风管、水管及保温材料均采用导热系数小、保温性能好的产品。
各水系统上设置热(流)量计，实施分别计量。冷却水系统的冷却塔设置在屋顶，冷却塔补水总管上设置水流量计量装置，有条件的地方采用自来水直接冷却后供应便器冲水用水，充分利用自来水的低温差，提高制冷机的cop值。主要风机、水泵，制冷机组及空调机组等用电施行单独计量。
4、结束语
建筑节能是今后高层建筑设计的主要控制点。因此，在建筑设计中应充分考虑建筑的功能和特点，积极研究使用新型的节能技术和节能建材，来达到建筑节能的要求，力争设计出实用、美观又符合节能要求的优秀建筑。
参考文献：
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