【學(xué)員問題】超高層建筑節(jié)能設(shè)計(jì)？

【解答】超高層建筑在城市節(jié)地、提升城市形象、拉動(dòng)社會(huì)投資、擴(kuò)大旅游和商貿(mào)活動(dòng)等方面有其獨(dú)特作用，也遠(yuǎn)非普通建筑可以比擬，因此近年來我國經(jīng)濟(jì)實(shí)力雄厚的地區(qū)竣工、在建和擬建的超高層建筑如雨后春筍，鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)的發(fā)展更是助長了建筑超高層化態(tài)勢(shì)，高度超過100米的建筑從1990年代中期的不足200棟一躍發(fā)展到目前的近900棟。但目前國內(nèi)針對(duì)超高層建筑工程所探討的關(guān)鍵技術(shù)問題多是結(jié)構(gòu)的安全，而對(duì)于所面臨的建筑節(jié)能問題研究和技術(shù)投入不夠。在2005年《公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》頒布之前，包括超高層建筑在內(nèi)的公共建筑，基本沒有開展工程建筑節(jié)能的設(shè)計(jì)和審查，標(biāo)準(zhǔn)頒布之后，盡管一些地區(qū)對(duì)照建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)約束了工程設(shè)計(jì)，但還存在諸如建筑節(jié)能模擬優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)障礙、現(xiàn)行建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)約束不及、工程設(shè)計(jì)依據(jù)的節(jié)能目標(biāo)短視等一些關(guān)鍵問題沒有得到很好解決。

首先，超高層建筑的建筑節(jié)能優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)看，建筑的高度變化導(dǎo)致相關(guān)參數(shù)的變異，進(jìn)而影響建筑能耗的變化是一個(gè)不爭(zhēng)的事實(shí)，高度超過100米以上除太陽輻射可以認(rèn)為基本不變以外，其它的氣象參數(shù)都會(huì)發(fā)生很大的變化。通常根據(jù)氣象觀測(cè)資料構(gòu)建的典型氣象年數(shù)據(jù)中，地面風(fēng)速是取自地面高度10米處，如地面風(fēng)速為2米/秒時(shí)，則在100米的高空風(fēng)速會(huì)依據(jù)指數(shù)規(guī)律提高到3米/秒，若高達(dá)400～500米時(shí)風(fēng)速可達(dá)到5米/秒以上，溫度隨高度的變化也會(huì)有明顯的降低，通常會(huì)有每百米高度的溫度下降0.6～1.0℃，僅這個(gè)變化足可以相當(dāng)于把建筑物移動(dòng)了一個(gè)2級(jí)氣候區(qū)。而依據(jù)國內(nèi)建筑節(jié)能的設(shè)計(jì)能力來看，大多數(shù)設(shè)計(jì)單位所掌握的用以優(yōu)化建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的建筑能耗模擬軟件，都不能反映氣象參數(shù)沿高度的變化規(guī)律，也不能夠反映建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)沿高度變化的表面熱交換能力的差別，這就勢(shì)必?zé)o法準(zhǔn)確地計(jì)算建筑物的能量消耗，更無從談及科學(xué)合理地設(shè)計(jì)建筑物制冷、空調(diào)、配電等一系列設(shè)備系統(tǒng)。

其次，建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)所能約束的節(jié)能技術(shù)還不能夠完全適用于超高層建筑，在現(xiàn)行建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)中涉及到遮陽、通風(fēng)等技術(shù)的規(guī)定，對(duì)超高層建筑無法適用，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的建筑能耗的權(quán)衡判斷方法也是基于建筑物全樓整體建模的一種評(píng)價(jià)方法，而受目前能耗模擬工具的計(jì)算能力所限，超高層建筑中的計(jì)算對(duì)象（如房間數(shù)量）規(guī)模遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了軟件的計(jì)算能力。從根本上說，超高層建筑的節(jié)能設(shè)計(jì)問題，實(shí)質(zhì)是一個(gè)在技術(shù)上超出了現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》所能控制的新技術(shù)問題，如果草率地執(zhí)行現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)，則工程設(shè)計(jì)的技術(shù)依據(jù)顯然不足。

再次，超高層建筑的節(jié)能設(shè)計(jì)僅僅局限于當(dāng)前建筑節(jié)能50%的目標(biāo)，不符合國家長遠(yuǎn)發(fā)展要求。應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)氐募夹g(shù)經(jīng)濟(jì)能力，結(jié)合國家建筑節(jié)能中長期發(fā)展規(guī)劃確定出工程的實(shí)際節(jié)能能目標(biāo)（即節(jié)能率），只有以此為前提做出的節(jié)能設(shè)計(jì)才能體現(xiàn)行業(yè)進(jìn)步，否則，如此重大工程，在投入使用后的不遠(yuǎn)將來，必然會(huì)面臨國家節(jié)能規(guī)劃目標(biāo)的提高而鋃鐺淪為不節(jié)能建筑。

目前我國超高層建筑的節(jié)能問題，已引起了國內(nèi)外建筑節(jié)能界的密切關(guān)注，就上述問題而言，僅憑國內(nèi)建筑設(shè)計(jì)單位的設(shè)計(jì)能力也不可能完全解決好，國內(nèi)的研究力量和設(shè)計(jì)力量聯(lián)合攻堅(jiān)的局面尚未形成，還缺乏政府的政策引導(dǎo)，于是就有大量的外國咨詢公司介入國內(nèi)的重大項(xiàng)目的節(jié)能咨詢，由于對(duì)中國建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)把握不夠，且不了解地區(qū)性的氣候資源、技術(shù)能力、經(jīng)濟(jì)水平等，屢屢導(dǎo)致圍護(hù)結(jié)構(gòu)選型上出現(xiàn)了不切實(shí)際的不合國情的錯(cuò)誤設(shè)計(jì)，如在我國南方地區(qū)超高層建筑設(shè)計(jì)時(shí)片面推介歐、美等高緯度寒冷地區(qū)所流行的雙層通風(fēng)玻璃幕墻系統(tǒng)、外墻外保溫系統(tǒng)、智能化內(nèi)遮陽系統(tǒng)等，如果對(duì)此不進(jìn)行建筑節(jié)能的專項(xiàng)技術(shù)論證，照搬國外技術(shù)必然要存在大量建成后的隱患，那么工程完工之時(shí)也就是它們面臨節(jié)能改造之日，這將在國內(nèi)乃至國際上對(duì)國家的建設(shè)形象造成極壞的長期性影響。