摘要：近十余年来我国的超高层建筑建设可谓突飞猛进，其建设速度和建造数量在世界建筑史上都是少有的。我国的理论研究多偏重于介绍国外的思潮流派，或是探讨文化、艺术、美学等与外在形式相关的东西，而对于功能组织和空间构成模式的研究却较少有人问津。然而，当今的建筑学早已超越了上程和艺术范畴，需要我们从更多方面对其进行的研究。超高层建筑在施上及建筑材料方面都榭}高的要求，本文针对超高层的材料的选用进行了分析，同时针对超高层建筑的节能问题进行了探讨，以供同行参考。
关键词：超高层建筑；新材料；节能设计
1 引言
超高层建筑在城市节地、提升城市形象、拉动社会投资、扩大旅游和商贸活动等方而有其独特作用，也远非普通建筑可以比拟，因此近年来我国经济实力雄厚的地区竣工、在建和拟建的超高层建筑如幽后春笋，建筑新材料等技术的发展更是助长了建筑超高层化态势，高度超过100米的建筑从1990年代中期的小足200栋一跃发展到目前的近900栋。超高层建筑的高度增长还会伴随着结构工程技术的小断进步而不会休止。
2 超高层建筑新材料的利用
2.1 高性能钢
（1）高张力钢
建筑用钢材的应力一应变曲线。其屈服点在100-780n/mm'的范围，其中屈服点为400n/mm=的钢材，占一半以上。
钢材屈服点的提高，在设计方而就需要保证结构的刚度要求，防比局部屈曲；在施工方而就要保证结构的可焊性。另一方而，在多震国，地震时确保结构建筑物的女全性是一个最大的课题。因此，高张力钢小仅要有很高的屈服点及抗拉强度，还要具备充分的塑性变形能力。
（2）低屈服点钢
另一方而，还开发研制了利用钢材的低屈服点和屈服特性的技术，耐震设计中的隔震和抗震构造技术得到了迅速发展，地震对建筑物输入的能量，通过建筑物特殊的部位吸收，从而确保整个结构的女全，防比结构构件（梁沂扮的破坏和损伤，低屈服点钢主要用于这些特殊部位，作为吸收地震能的材料。
（3）tmcp钢
建筑物的高层化、大跨化等，要求使用的钢材高强度化，大断而化，极厚化。以们的冶炼方法，若保证钢材的高强度，就需加入相应的碳元素，钢材含碳量的增加会导致可焊性的降低。为了解决这个问题，开发研制了490n/mm=级的建筑结构用tmcp钢。建筑结构用tmcp钢，是通过tmcp（热处T}'）处理后得到的，已广泛用于超高层建筑中。
2.2 新rc结构（钢筋混凝土）
在钢结构钢材的强度小断提高的同时，钢筋混凝土结构中的钢筋和混凝土强度也在迅速地提高。1988年以来，进行了强度为58.8-117.6mpa的混凝土及强度为686-1176.7mpa的钢筋的开发，并已用于超高层住宅中，如礼新城北高层住宅（地上45层，高度160m），所用混凝土强度为58.8mpa，主筋强度为686mpa，断而力，强筋强度为784mpa，是以前高层rc结构所用材料强度的两倍。现在超高层建筑已开始使用78.4mpa}98mpa的混凝土。
cft结构（钢管混凝土）
继s结构、src结构、rc结构之后，已形成了第四种结构体系。cft结构体系，就是用圆形或多边形钢管内填充混凝土的柱子和s结构，钢一混凝土结构的梁连接起来而形成的结构体系，具有刚度大，耐久力大，变形能力强，防火性好等方而的优良结构性能。因此，超高层建筑，大跨结构等开始广泛采用此种结构体系。
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cft柱的优点是，混凝土填充在钢管中，在受压和受弯共同作用下，混凝土向横向扩散，然而却受到钢管的横向约束，称为钢箍效山。所以，混凝土的强度和变形能力提高。另一方而，山于混凝土的填充，钢管的局部屈曲受到了有效的抑制。这样，cft柱可以最充分利用高张力钢的强度。随着高强混凝土及其组介的研究小断发展，将来高度为1000m级的超高层建筑的构想实现，期待着cft柱将起主要作用。
3 超高层建筑节能设计思路浅析
3.1 超高层建筑节能优化参数不完善
虽然超高层建筑不断出现在城市的繁华地带，但在建设过程中的优化设计却存在着一定的弊端。利用自然因素来实现节能是最有效的手段，但在节能优化设计时，设计者对建筑的高度与环境影响无法准确掌握，造成了计算偏差或遗漏问题。超高层建筑的高度往往与一般建筑不可相提并论，随着高度的增加，空气中的气象指数也会发生较大的变化。
高度是超高层建筑的最明显的特点。在设计时，要把高度概念放在节能设计的第一位，把相关的温度变化、湿度变化、当地的四季气候条件均了解清楚，通过软件模拟与计算，力求准确掌握超高层建筑本身的环境影响曲线，从而对整个建筑的节能打下基础，在对内部进行设计时，也可以做到有据可依。
3.2 相关建筑节能标准存在着一定的偏差
由于我国的相关标准制定时存在着一定的滞后性，在对超高层建筑的节能技术尚未研究透彻的情况下，制作相关的标准几乎也起不到指导作用。目前的建筑节能技术标准更是难以与超高层建筑相适应。超高层建筑中对于遮阳、通风等技术标准几乎可以没有借鉴意义。目前相关的节能标准中对建筑物能耗的判断多是采用整体建模的方法进行的，但超高层建筑的相关参数却非常庞大，利用基本的建模软件实现起来非常困难。从一定程度上来讲，目前超高层建筑的节能设计已经超过了目前相关的国家标准问题，如果还一味地执行目前规定的标准，不但起不到节能作用，反而会影响到建筑的功能与质量。
3.3 要设定更为长远的节能目标
超高层建筑的建设与改造都将会涉及到相当大的工作量，成本不菲。在节能设计时需要根据可持续化发展战略要求，提出比相关的国家标准更为严格的目标。一般建筑的节能不达标时，改造甚至重建都有可能，但在超高层建筑节能在若干年后不达标时，则很难实现进一步节能设计与实施。在超高层建筑的节能设计时要把目前的相关节能标准作为基础，再次进行更加严格与长远的节能目标设定。
3.4 超高层建筑的布局设计
目前超高层多是以单体建筑为主，而且在未来的发展趋势来看，单体的写字楼、公寓的可能性非常大，所以在户型选择与合理设计对于通风的影响非常大。在对超高层建筑进行节能设计时，要对其通风进行充分考虑。超高层建筑的高度非常高，风压也就会很大，这些风压有可能会造成开窗困难，同时也对于冬季的保温产生一定的不利影响，在布局设计时要充分考虑当地的风向频次，同时对建筑的门窗开启形式、户型选择等都要进行综合考虑。[8]
除了在布局方面进行考虑外，还需要利用绿化空间对超高层建筑进行节能优化设计。在超高层建筑的表面进行绿色植被种植设计，将会对绿化环境起到重要作用，同时有利于空气的净化；超高层的向阳面与楼顶，均可以采用自然采光的方式，利用太慢能转化为更多的电能，在楼顶实现空中绿化。目前薄膜型的种植技术已经开始应用于楼顶绿化设计，将会推动空中绿化事业的进一发展。
4 结语
随着我国科学技术的不断进步，将会有更多的新型材料开始进行设计、试验与应用。在现代建筑领域，要大胆创新，对新的技术与材料勇于尝试，通过对新型结构钢材、高等级钢筋混凝土的应用，实现超高层建筑的质量提升。在超高层建筑的节能设计方面，要充分考虑到光照、通风与绿化对于超高层建筑的影响，通过对环境的不断改善，提高空间利用率，让人类与自然通过建筑实现近距离接触。通过现代软件与计算工具，对超高层建筑的能耗进行设计，根据相关的国家标准设定更加长远的节能目标，从多个角度入手，把超高层建筑的节能作为一项重要工程去实践。
参考文献：
[1]赵月影。建筑保温技术与新型建筑墙体材料及节能探析[J]。科技与企业，2013，（2）。
论文作者:姚晓霞
论文发表刊物:《基层建设》2019年第10期
论文发表时间:2019/7/24
标签：高层建筑论文; 节能论文; 结构论文; 建筑论文; 混凝土论文; 强度论文; 钢材论文; 《基层建设》2019年第10期论文;