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摘要：近年来，我国的建筑行业有了很大进展，高层建筑越来越多。伴随着科学技术的创新发展，我国超高层建筑工程的施工效率也在逐渐提高。虽然当前我国超高层建筑的研究大多集中在理论研究，人们大多重视外国流派思想，或者是探讨建筑文化、艺术以及建筑美学等这种建筑外表的东西，从而忽视了超高层建筑的内部结构和功能性质的研究。但是，随着建筑行业的快速发展，人们对超高层建筑材料有新的认识和要求，超高层建筑施工工作人员要对超高层建筑的节能问题进行研究，选择新型的超高层建筑材料，进行节能设计，节约自然资源，提高超高层建筑行业的发展进程。
关键词：超高层建筑；新型材料；节能设计
引言
随着建筑行业科学技术水平的提升，目前，超高层建筑的数量逐渐增多。在环境污染与资源短缺问题日益严重的今天，提高节能水平，开始成为了超高层建筑设计的主要目的之一。建筑实践经验证实，与应用常规材料相比，将建筑节能材料应用到设计及施工过程中，可有效增强建筑的保温性能、改善照明效果，对可持续发展目的的达成，具有重要意义。可见，对各建筑新材料在节能设计中的应用方法加以研究较有必要。
1应用新材料及节能技术重大意义
超高层建筑模式由于其高效聚集的特点可以大大节省土地资源，同时可以进一步加快推动城市化进程，为城市居民增添多元化优质聚集地，为了更好的将超高层建筑融入现代脚步，其本身的性能也具有严格的限制，首先第一点就是在建筑材料上保证质量的同时必须达到超于一般建筑，在整体设计上更是必须遵守以节约耗能为宗旨，只有这样才能够更稳健地走进多元社会生活，并且不被社会支流所掩埋。
2超高层建筑新材料的种类
2.1高性能的钢铁
在二十世纪八十年代末，超高层建筑开始发展，大跨结构也随之发展，同时，高层建筑的施工对建筑新材料的要求也越来越多，比如具有高强度、低区强比、窄区服等抗震性能的钢材，施工加工尺寸精确、持久性比较强的钢铁等。具体可以分为以下几种钢材：（1）高张力钢，超高建筑材料所用的高张力钢，屈服点在100N/mm2～780N/mm2的范围之内，而我国大部分的钢材屈服点在400N/mm2。屈服点的提高满足了结构刚度的要求，同时提高了抗弯能力。此外，在进行施工时，也要保证钢材结构的可焊接性。在地震发生频率比较多的国家，保证超高层建筑在地震中的安全性、适宜性是一个重要课题。因而高张力钢材的屈服点和抗压能力必须要到极致，同时还要保证一定的可塑性。（2）低屈服点钢材：低屈服点钢材的研发和技术使用，在设计耐震的建筑物中得到了很好的应用。地震对建筑物造成影响后，通过隔震、抗震技术，建筑物的特殊结构能吸收地震产生的能量，从而保证整个超高层建筑的安全，防止整个工程的结构受到损伤，因此需要把这些屈服点钢材作为吸震材料放在特殊的位置。（3）TMCP钢：建筑楼房的高层化、跨度大等主要因素要求建筑物使用的钢材必须具有较高的强度、极厚化、大断面化的性质，通过特殊的钢材冶炼方法，添加适量的碳元素，保证钢铁的强度，但是在增加钢材强度的同时，钢铁的可焊性会随之下降。为了应对这一难题，相关技术人员开发研制了490N/mm2级的结构—TMCP钢，这种TMCP钢是经过一定的热处理后形成的，而TMCP钢也已经被广泛的运用到超高层建筑中去。（4）SN钢：建设超高层建筑所需的钢材应具有良好的弹性和可塑性，并具有抵抗地震的能力，能够大范围的应用到超高层的建筑中去。SN钢的要求一般是能够保证可焊性、可塑性、保证板厚的方向、具有经济性、可加工性并能够与国际接轨。
2.2钢筋混凝土
在钢结构钢材的强度不断提高的同时，钢筋混凝土结构中的钢筋和混凝土强度也在迅速地提高。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆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，断面加强筋强度为784mpa，是以前高层钢筋混凝土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。
2.3钢管混凝土的应用
钢管混凝土，又称CFT结构。将高强度钢应用到超高层建筑设计中后，构件的截面通常会有所减小，致使局部屈曲问题产生。将CFT柱与高强度钢，联合应用到建筑设计中，能够有效解决上述问题。将混凝土填充至钢管之中。使之能够在受压的情况下，使得混凝土得以向四周扩散，增强钢管混凝土的变形能力。将该材料应用到建筑设计过程中，可有效节约材料、增强建筑外墙的保温性能，降低传热系数，提高建筑的节能性。
3我国超高层建筑新材料在节能方面的应用
3.1节能优化的技术分析
从我国超高层新材料节能设计的优化技术来看，建筑物高度的变化必然会影响相关参数的变化，从而影响到整个超高层建筑的安全性能，使得建筑物的能耗增加，这是一个不争的事实。当建筑超过一百米之后，受到的太阳基本辐射不会发生变化，但是其他的天气气象因素会发生较大的变化，从我国节能设计的方向来看，大部分的设计企业所掌握的建筑维护的技术都不能准确地反应天气变化的实际规律，从而很难看清楚建筑物周围表面的热量交换的差别，就很难进行高建筑的配电、制冷、空调等设备的安放。
3.2节能设计标准的分析
建筑节能设计标准所能约束的节能技术还不能够完全适用于超高层建筑，在现行建筑节能设计标准中涉及到遮阳、通风等技术的规定，对超高层建筑无法适用，标准规定的建筑能耗的权衡判断方法也是基于建筑物全楼整体建模的一种评价方法，而受目前能耗模拟工具的计算能力所限，超高层建筑中的计算对象（如房间数量）规模远远超出了软件的计算能力。从根本上说，超高层建筑的节能设计问题，实质是一个在技术上超出了现行国家标准《公共建筑节能设计标准》所能控制的新技术问题，如果草率地执行现行标准，则工程设计的技术依据显然不足。
3.3节能设计目标的分析
超高层建筑楼房的节能目标只达到了我国建筑结构节能目标的一半，这违背了我国长期、可持续发展的原则。根据当地高层建筑的经济水平、技术创新能力，结合国家建筑节能发展中做出的长期规划来进行工程的实际节能目标，通过以实际为前提的调查才能真正完成节能目标，提高行业的进步。
结语
综上所述，超高层建筑节能设计过程中，应将钢筋混凝土以及高性能钢等材料，分别应用到设计中。在此基础上，通过计算建筑传热系数等参数的方式，判断各材料的应用，是否能够达到节能要求。设计完成后，为确保各材料参数合理。应通过相应软件，对材料的节能效果进行检测。确保检测合格后，方可将其应用到施工中，使建筑的节能效果得以改善。
参考文献
[1]张译心.严寒地区高层宾馆类建筑供热系统的绿色建筑节能设计[J].科学技术创新,2017,(25):181-182.
[2]徐进,罗智星.超高层建筑的绿色设计对策初探——以广州及其周边地区为例[J].建筑与文化,2016,(1):65-67.
[3]李肖琳.如何选择超高层建筑新材料及其在节能设计中的使用[J].城市建设理论研究:电子版,2012(1).
[4]安国文.超高层建筑节能设计若干问题浅析[J].中小企业管理与科技(上旬刊),2012(3):158.
[5]刘杰.论新型建筑材料在现代高层建筑中的开发应用[J].建材与装饰,2013(5):149～151.
论文作者:刘广哲1,赵洪辉2
论文发表刊物:《基层建设》2018年第35期
论文发表时间:2019/3/25
标签：高层建筑论文; 节能论文; 建筑论文; 钢材论文; 强度论文; 材料论文; 混凝土论文; 《基层建设》2018年第35期论文;