可持續超高層建筑的外立面設計

　　【二】可持續超高層建筑的外立面設計

　　a.外立面設計的原則

　　那么從“可持續超高層建筑”的角度來看外立面設計，我們應該怎樣把握呢?

　　以往建筑師更多地從結構角度看待外立面，通常把建筑外立面叫做圍護結構，更多地強調封閉和隔斷。但對于“可持續超高層建筑”，應該盡量多地利用建筑周圍的自然環境中的有利因素。因此我們把它看作一種能夠隨環境動態變化的半透膜，把不利的環境條件隔離掉，把有利的環境條件引入到室內。圖4是由旭格國際集團參與的莫斯科都市大樓Plot 9項目。

　　設計這種半透膜式的外立面的目的和著眼點是確保使用者的舒適，沒有了這個前提，其他任何努力都是沒有意義的。舒適完全可以用一些特定的指標來量化，而且這些指標不會因為居住者的膚色和種族不同而變化。

　　因此，我們說“可持續超高層建筑”的外立面設計應遵循的原則是：在確保舒適的前提下，使外立面動態地適應環境變化，最小化建筑能耗，也就是盡量節約由于采暖、制冷、通風和照明所消耗的能源，同時利用建筑的空閑立面來生成能源。

　　b.影響外立面設計的因素

　　影響因素：門窗保溫和控制

　　我們知道，建筑能耗中的30%是發生在門窗洞口處的。因此，提高門窗的保溫性能和氣密性能是超高層建筑節能不可或缺的措施之一，特別是針對有采暖要求的地區。隨著熱傳導系數(U值)的降低，門窗的保溫性能會相應提高，采暖能耗會相應降低，但是當門窗的熱傳導系數(U值)降至1.5W/(m2K)以下時，繼續降低熱傳導系數所帶來的益處與付出的成本之比(益本比)就會明顯下降。以上考慮的只是采暖工況，強調的是仍然是隔斷和封閉。在制冷工況或適于自然通風的工況下，門窗的保溫性能就并不顯得很重要了，相比之下，門窗的開啟方式和控制方式對于有效節約能源的作用會更大一些。將門窗的開啟方式和開閉狀態置于電控和程序控制之下，就可以利用晝夜溫差和室內空氣流向，調節室內溫度和空氣質量，其所耗費的能量要遠遠低于空調能耗。(詳見“影響因素:自然通風”)

　　影響因素：外墻保濕

　　A---沒有保溫的單層墻體和屋面

　　B---40mm保溫層的單層墻體

　　C---40mm保溫層的單層屋面

　　圖7表示的是在炎熱潮濕地區和炎熱干燥地區，單層墻體和屋面分別在有保溫和沒有保溫的情況下，降低制冷負荷的比例。在上述地區，年平均溫度大于25°C，在墻面和屋面上添加40mm的保溫層后，對降低制冷負荷的效果并不明顯(均小于5%)。而對于夏熱冬冷地區的采暖負荷的降低貢獻很大(達到20%)。因此在夏熱冬冷地區和寒冷地區的建筑墻面和屋面上敷設保溫層能夠有效提高外墻表面溫度，從而節約采暖能耗，提高室內舒適性。對于夏熱冬暖地區，則需要仔細考慮鋪設保溫層的初期投資成本和節約制冷能耗的效果。

　　在定量分析保溫層的經濟厚度時，我們發現，針對制冷負荷的保溫層經濟厚度為40mm，大于這個厚度對于繼續降低制冷負荷的作用會不明顯;針對采暖負荷時，保溫層的經濟厚度則為80mm。(見圖8)

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