分析生態(tài)節(jié)能辦公樓建筑設(shè)計要點

柳星

【摘 要】環(huán)保節(jié)能技術(shù)越來越廣泛的被應(yīng)用到建筑行業(yè)，辦公樓作為城市中的重要建筑部分，其節(jié)能、生態(tài)設(shè)計體現(xiàn)著城市的文化與發(fā)展水平，從我國綠色建筑發(fā)展現(xiàn)狀出發(fā)，分析綠色建筑生態(tài)節(jié)能設(shè)計需要遵循的原則，并在此基礎(chǔ)上提出了辦公樓生態(tài)節(jié)能設(shè)計的幾項策略，以促進(jìn)生態(tài)節(jié)能在城市辦公樓中的應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】辦公樓；生態(tài)節(jié)能；設(shè)計；要點

引言

辦公建筑是建設(shè)量很大的一種建筑類型，在數(shù)量上僅次于居住建筑；同時辦公建筑也是使用率非常高的公共建筑之一，因此如何打造綠色辦公樓，最大限度地節(jié)約資源、保護(hù)環(huán)境和減少污染，為人們提供健康、適用的辦公空間，具有非常重要的現(xiàn)實意義。

1、綠色建筑生態(tài)節(jié)能設(shè)計原則

1.1和諧原則。綠色建筑的生態(tài)節(jié)能設(shè)計不單單要符合人們的生存需要，同時也應(yīng)該與自然、社會相協(xié)調(diào)。綠色建筑拋棄了過去那種高污染高能耗的發(fā)展模式，它根據(jù)現(xiàn)代城市發(fā)展建設(shè)的實際，逐漸朝著環(huán)保節(jié)能的方向發(fā)展。綠色建筑節(jié)能設(shè)計基于舒適與健康出發(fā)，充分體現(xiàn)出人文關(guān)懷，帶給人們高品質(zhì)的生活，所以綠色建筑的生態(tài)節(jié)能設(shè)計必須遵循人類、社會以及自然三者的和諧原則。

1.2適地原則。綠色建筑生態(tài)節(jié)能設(shè)計必須堅持因地制宜的原則，其設(shè)計建設(shè)必須與當(dāng)?shù)氐淖匀粭l件、社會經(jīng)濟(jì)條件等相符合。其設(shè)計不單單要考慮到場地的特殊性，同時還必須和附近的環(huán)境相協(xié)調(diào)，所以一般綠色建筑設(shè)計都有其側(cè)重點。比如說北方偏向于采暖節(jié)能，南方則是墻體隔熱與遮陽設(shè)計。只有堅持適地原則才能夠?qū)⒕G色建筑的生態(tài)節(jié)能功能最大限度的發(fā)揮出來。

1.3經(jīng)濟(jì)原則。綠色建筑生態(tài)節(jié)能設(shè)計指的是最大程度的降低資源、能源消耗，增強能源的利用率，降低環(huán)境污染。我國已經(jīng)提出了“四節(jié)一環(huán)?！保ü?jié)約土地、節(jié)約能源、節(jié)約用水、節(jié)約材料以及環(huán)境保護(hù)）的口號，對于傳統(tǒng)建筑能耗高的實際情況，綠色建筑的生態(tài)節(jié)能設(shè)計必須要解決好這些問題，盡可能的實現(xiàn)資源的循環(huán)利用，從而降低建筑費用支出，用最少的投入來獲得最大的效益。

1.4高效原則。綠色建筑和傳統(tǒng)建筑不同，它不會以犧牲使用者的安全健康為代價，而是讓使用者的安全、健康與綠色建筑中的各項生態(tài)節(jié)能功能相協(xié)調(diào)，滿足節(jié)能環(huán)保的要求和使用者的需求。綠色建筑應(yīng)適合消費者，抵制過度的浪費，所以建筑設(shè)計人員應(yīng)該把更多的科學(xué)技術(shù)手段融入到現(xiàn)代綠色建筑系統(tǒng)之中，不斷提升資源的利用效率，實現(xiàn)高效的原則。

2、生態(tài)節(jié)能辦公樓建筑設(shè)計要點

2.1建筑體形與空間組織設(shè)計

2.1.1朝向策略。盡管辦公建筑不像居住建筑一樣對日照有嚴(yán)格的要求，但作為白天高使用率的建筑，辦公樓應(yīng)南北向布置，將辦公室等主要空間盡量朝向南北向，利于采光、通風(fēng)；將樓梯、衛(wèi)生間等輔助空間放在較為不利的東西向，可以增大東西向的熱惰性減少空調(diào)采暖的能耗。同時辦公樓群的布局盡量迎合夏季主導(dǎo)風(fēng)向的方向，與地形和綠化等結(jié)合形成風(fēng)道，引導(dǎo)自然風(fēng)的流動，產(chǎn)生對辦公樓有利的通風(fēng)環(huán)境。不能簡單的誤認(rèn)為辦公樓必須垂直于主導(dǎo)風(fēng)向才會改善辦公樓的室內(nèi)風(fēng)環(huán)境，風(fēng)向與辦公樓中的開口位置成一定角度如15°或30°，會使室內(nèi)平均風(fēng)速較大，同時建筑內(nèi)氣流分布更加均勻，可以達(dá)到比較理想的自然通風(fēng)效果。當(dāng)由于環(huán)境條件限制無法將進(jìn)風(fēng)口正對主導(dǎo)風(fēng)向時，可將建筑按階梯狀排列，改變氣流方向，引風(fēng)入室。在多種形式組合的辦公樓群中，高建筑宜布置在低建筑的夏季下風(fēng)向和冬季上風(fēng)向。

2.1.2形體策略。在節(jié)能建筑中我們往往會注重避免建筑體型過于復(fù)雜，控制體型系數(shù)過大。然而在結(jié)合建筑形態(tài)設(shè)計的過程中，有些形體的變化不僅能產(chǎn)生豐富的建筑輪廓，還有助于達(dá)到節(jié)能的目的。如建筑體量的傾斜，具有很好的建筑自遮陽效果，減少夏季多余熱量。我國的節(jié)能型辦公樓在這方面也有許多有益的嘗試。以科研、辦公為主的杭州綠色建筑科技館的建筑形態(tài)設(shè)計中，建筑整體向南傾斜15°（傾斜角度可以根據(jù)當(dāng)?shù)叵闹寥涨昂髢蓚€月的太陽高度角綜合考慮），產(chǎn)生動勢的建筑體態(tài)。夏季太陽高度角較高時，南向圍護(hù)結(jié)構(gòu)可以阻擋過多的太陽輻射，而冬季太陽高度角較低時，熱量可以進(jìn)入室內(nèi)。

2.1.3中庭策略。開放辦公的理念使大空間辦公空間大量出現(xiàn)，但過大的進(jìn)深使辦公環(huán)境的自然采光通風(fēng)不理想，必須過多依賴人工照明和機械通風(fēng)。研究表明單側(cè)采光通風(fēng)適合一個6米左右進(jìn)深的建筑平面；雙側(cè)采光通風(fēng)適合12米左右進(jìn)深的建筑平面。如果大于這些數(shù)值就可以采取中庭策略，利用這個居中調(diào)節(jié)的微型氣候區(qū)域，可以向建筑內(nèi)部引入光線、新鮮空氣和為使用者提供共享空間。因此辦公建筑采用最多的形式是居中的頂面采光中庭。在當(dāng)前的一些中庭設(shè)計中，常常注重中庭空間感的營造，往往忽視了其作為建筑的生態(tài)調(diào)節(jié)器的功能，如通風(fēng)不好的中庭采光屋頂易造成夏季的“溫室效應(yīng)”，影響使用；某些中庭的大小與高度的設(shè)計并不能很好的滿足采光的要求等等。因此中庭體量應(yīng)盡量小型化，三至六層的多層中庭建筑是很好的選擇?？刂妻k公建筑中庭的高寬比在4以內(nèi)，從而給周邊辦公空間帶來更加均勻、充足的自然光線。中庭的剖面形態(tài)除了采用常見的矩形中庭。其次，在中庭中組織好通風(fēng)的進(jìn)出風(fēng)口。在中庭底部、側(cè)面設(shè)置進(jìn)風(fēng)口，頂部設(shè)可開啟窗形成風(fēng)拔，在春秋過渡季節(jié)無空調(diào)系統(tǒng)運行時形成有效的自然通風(fēng)，營造出室內(nèi)舒適環(huán)境。另外，加大進(jìn)、出風(fēng)口的豎向距離有利于加強“煙囪效應(yīng)”；在冬季利用西北的高大建筑體量阻止冬季風(fēng)進(jìn)入南側(cè)場地。另外，為了應(yīng)對夏季過多的熱輻射，避免“溫室效應(yīng)”，頂部采光天窗應(yīng)采用可自動調(diào)節(jié)的活動外遮陽。頂部天窗操作、維護(hù)不方便，最好采用電動外遮陽。中庭內(nèi)可種植大量植物來遮擋日曬，提供新鮮氧氣，改善空氣濕度，并能調(diào)節(jié)辦公人員的心理狀態(tài)，緩解精神緊張，放松情緒。在高層辦公建筑塔樓部分常常也會引入生態(tài)中庭，而此類中庭常常由于頂部無法采光而位于建筑一側(cè)，利用側(cè)向采光通風(fēng)。

2.1.4底層架空策略。在建筑底層利用廊柱架空而形成灰空間，可以調(diào)節(jié)微氣候，在夏季炎熱氣候下降低陽光直射，減少建筑接受的輻射熱。同時由于底層外墻內(nèi)退，相當(dāng)于減少了底層的進(jìn)深，有利于穿堂風(fēng)的形成。這種方式與中庭策略結(jié)合起來可加強中庭的通風(fēng)效果。

2.1.5遮陽。夏季自然采光帶來的多余熱量給室內(nèi)帶來的不舒適，因此外窗的遮陽是一種重要的防熱方式。在當(dāng)前的設(shè)計中，建筑師容易忽視的問題，常常只是注明采用成品外遮陽，對遮陽的形式、規(guī)格沒有更多的考慮。除了之前所述的建筑形體自遮陽、架空遮陽，我們還常用到窗戶構(gòu)件遮陽、綠化遮陽等方式。當(dāng)遮陽設(shè)施放置在建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)外側(cè)時，被認(rèn)為是最理想的被動節(jié)能措施之一。外遮陽將太陽輻射直接阻擋在室外，盡早地阻止陽光進(jìn)入建筑會保證得熱產(chǎn)生的影響最小，節(jié)能效果較好。但外遮陽構(gòu)件直接暴露在室外，對材料及構(gòu)造的耐久性要求較高，因此常常采用鋁合金。窗戶構(gòu)件遮陽的設(shè)計中，在避免過多熱量引入的同時還要保證自然采光量的充足，因此優(yōu)先采用百葉?；顒油庹陉栍懈玫撵`活性，便于季節(jié)的轉(zhuǎn)換，最合適用于夏熱冬冷地區(qū)。不同朝向的遮陽應(yīng)采用不同方向，特別要注意在南偏西、南偏東這樣的方位要采用綜合遮陽。

2.2門窗節(jié)能設(shè)計

在建筑物所有的外圍結(jié)構(gòu)中，隔熱保溫性能最差的便是門窗結(jié)構(gòu)，而門窗結(jié)構(gòu)的縫隙常常是冷熱空氣進(jìn)出的通道，因此我們必須要科學(xué)的設(shè)計建筑物的門窗，這也是綠色建筑生態(tài)節(jié)能設(shè)計過程中的關(guān)鍵內(nèi)容。通常來說應(yīng)該綜合以下幾方面條件來進(jìn)行門窗設(shè)計：采暖耗熱值會隨著建筑物窗墻面積比的提升而不斷增加，因此可以在室內(nèi)采光通風(fēng)條件允許時，設(shè)計合理的窗墻面積比；另外還必須認(rèn)真考慮門窗位置，設(shè)計科學(xué)的開啟方式，從而阻

止穿堂風(fēng)通過；設(shè)計能夠自動調(diào)節(jié)的活動遮陽棚、窗簾等，避免夏季陽光直射；進(jìn)一步提升門窗制作質(zhì)量，如果是金屬窗框則應(yīng)做好斷熱處理，加裝密封條來保證門窗氣密性，使用高質(zhì)量的門窗材料以及幕墻技術(shù)，合理選擇窗戶玻璃品種，吸收和降低熱輻射

2.3建筑墻體節(jié)能設(shè)計。如果墻體的保暖效果較好，則可以有效降低建筑的損耗來節(jié)能。墻體保溫主要分為內(nèi)保溫和外保溫兩類，而一般來說外保溫是在建筑工程項目成本條件允許的前提下的最佳選擇。墻體外保溫的節(jié)能設(shè)計通常來說首選節(jié)能材料，把保溫隔熱能力較好的材料填充到墻體之中，提高墻體的熱阻，從而降低室外氣候環(huán)境變化對室內(nèi)溫度的影響，還能夠有效延長墻體的使用壽命，有助于減少冷熱橋?qū)ㄖw結(jié)構(gòu)造成的影響。

2.4建筑屋頂節(jié)能設(shè)計。

對于屋頂?shù)纳鷳B(tài)節(jié)能設(shè)計來說，首先應(yīng)該讓其具備冬保溫、夏隔熱的良好性能，其設(shè)計要點主要是：a.可以設(shè)計架空屋頂、淺色屋頂、種植屋頂以及蓄水屋頂?shù)?，有效隔離太陽輻射熱，避免陽光直射；b.可以選擇保溫隔熱材料覆蓋于屋頂上，同時通過其他輔助性隔熱保溫措施來降低能量傳遞；c.可以選擇在建筑物屋頂涂抹一層反射率較高的特殊涂料，從而減少夏季屋頂對陽光熱量的吸收，以滿足減少空調(diào)冷負(fù)荷的節(jié)能目的

結(jié)語

總而言之，抓緊發(fā)展綠色的生態(tài)節(jié)能建筑，是社會發(fā)展的緊迫要求。而辦公建筑設(shè)計提倡采用生態(tài)節(jié)能技術(shù)更是一個重要的舉措。在新的形勢下，建設(shè)高舒適、低能耗的生態(tài)節(jié)能辦公建筑，是我們進(jìn)一步研究和探索的大課題。

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