高層辦公樓節(jié)能設(shè)計(jì)在北方嚴(yán)寒地區(qū)的應(yīng)用探討

李潔

【摘要】在北方嚴(yán)寒地區(qū)，辦公樓的設(shè)計(jì)需要全面貫徹國(guó)家保護(hù)環(huán)境和節(jié)約能源的有關(guān)法律、 法規(guī)以及相關(guān)政策，慎重地考慮建筑物的布局、結(jié)構(gòu)、綠化和朝向等因素，同時(shí)在工作中更要對(duì)節(jié)能影響進(jìn)行全面分析與總結(jié)。對(duì)于節(jié)能設(shè)計(jì)而言，在工作中主要以材料的選擇、結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)以及建筑空間的采暖、通風(fēng)、照明等多個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行深入分析與處理。本文就高層辦公樓節(jié)能設(shè)計(jì)在北方嚴(yán)寒地區(qū)的應(yīng)用進(jìn)行總結(jié)與分析，提出了相應(yīng)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)。

【關(guān)鍵詞】辦公建筑；節(jié)能；嚴(yán)寒地區(qū)

新世紀(jì)，能源問(wèn)題是一個(gè)全球性問(wèn)題，也是人類面臨的主要生存問(wèn)題之一。自工業(yè)革命以來(lái)，工業(yè)化社會(huì)的發(fā)展帶來(lái)了很多生態(tài)環(huán)境問(wèn)題，臭氧空洞、酸雨、泥石流等自然災(zāi)害不斷發(fā)生，嚴(yán)重的影響了人類的正常生活與生產(chǎn)。隨著可持續(xù)發(fā)展觀的提出與落實(shí)，人類對(duì)節(jié)能和環(huán)保的呼聲也越來(lái)越高。目前，雖然各種新能源不斷的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用，但是在短期內(nèi)尚不能完全緩解能源供應(yīng)緊張的現(xiàn)狀。建筑業(yè)作為世界能源消耗大戶，致力于開(kāi)發(fā)節(jié)能、環(huán)保的施工技術(shù)與工藝已成為其未來(lái)發(fā)展的主要趨勢(shì)，也是其得以良好發(fā)展的基礎(chǔ)。辦公建筑作為建筑工程的重要組成部分，對(duì)其進(jìn)行節(jié)能環(huán)保施工設(shè)計(jì)已成為不容忽視的工作重點(diǎn)，是落實(shí)建筑節(jié)能要求的主要途徑。

一、高層辦公建筑與節(jié)能設(shè)計(jì)的關(guān)系

新世紀(jì)，節(jié)約能源是我國(guó)的基本國(guó)策，也是實(shí)現(xiàn)節(jié)約型社會(huì)的基礎(chǔ)。隨著近年來(lái)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度的不斷加快，建筑工程節(jié)能設(shè)計(jì)已成為建筑工程施工的核心觀念，同時(shí)其作為一個(gè)約束性問(wèn)題也是一項(xiàng)必須實(shí)現(xiàn)的建筑目標(biāo)。就目前分析，要想在施工中實(shí)現(xiàn)建筑節(jié)能，任務(wù)艱巨。在我國(guó)當(dāng)前社會(huì)，建筑用能已達(dá)全國(guó)總能耗的1/4以上，而且隨著人們生活水平的提高還在逐步增加。因此在建筑工程中做好節(jié)能設(shè)計(jì)與施工是十分重要的，這是社會(huì)發(fā)展的當(dāng)務(wù)之急，也是社會(huì)形勢(shì)發(fā)展的迫切需要。

1.建筑設(shè)計(jì)與節(jié)能

高層辦公建筑是目前建筑工程項(xiàng)目中的重要組成部分，對(duì)其進(jìn)行節(jié)能設(shè)計(jì)必將引起我國(guó)北方嚴(yán)寒地區(qū)熱環(huán)境系統(tǒng)的改進(jìn)。通常在設(shè)計(jì)施工的過(guò)程中都是通過(guò)提高暖通空調(diào)系統(tǒng)的能源利用效率，進(jìn)而從根本上扭轉(zhuǎn)建筑用能浪費(fèi)現(xiàn)象。就目前的建筑工程設(shè)計(jì)方案分析，主要包括平面形狀、建筑長(zhǎng)度及進(jìn)深設(shè)計(jì)幾個(gè)部分。這些環(huán)節(jié)在施工過(guò)程中均與能源消耗有直接關(guān)系，通常情況下，應(yīng)當(dāng)盡量減少圍護(hù)結(jié)構(gòu)所占據(jù)的建面，占據(jù)面積越小，則對(duì)能源的消耗也就越小。

2.建筑體型與節(jié)能

就我國(guó)建筑工程設(shè)計(jì)分析，由于我國(guó)地域廣闊，從北到南逐步分為了嚴(yán)寒地區(qū)、寒溫地區(qū)、溫帶地區(qū)、暖溫帶以及熱帶地區(qū)，而這些地區(qū)由于光照時(shí)間和氣溫的不同對(duì)建筑設(shè)計(jì)要求也不盡相同。近年來(lái)，我國(guó)北方嚴(yán)寒地區(qū)辦公建筑的設(shè)計(jì)與施工有了巨大的變化，對(duì)供暖與節(jié)能的要求也提出了新的設(shè)計(jì)流程和模式。在現(xiàn)代化建筑工程項(xiàng)目中，設(shè)計(jì)人員常常為了追求建筑體型變化而在設(shè)計(jì)中突出鮮明的個(gè)性，這種個(gè)性不再局限于過(guò)去的幾何形體，而是包括性質(zhì)、功能以及結(jié)構(gòu)體型等多個(gè)方面。在節(jié)能設(shè)計(jì)中，應(yīng)首先控制熱工參數(shù)和層高，其次要嚴(yán)格控制表面積參數(shù)。通常建筑體型與節(jié)能之間有著密切的關(guān)系，體型系數(shù)越大，則建筑空間之中的散熱面積就越大，所造成的熱能損失也越多。

3.窗戶的設(shè)計(jì)與節(jié)能

窗戶設(shè)計(jì)在目前的建筑工程項(xiàng)目中，通常都是一個(gè)獨(dú)立的存在。隨著近年來(lái)人們生活水平的提升，對(duì)窗戶的需求也變得五花八門。窗戶設(shè)計(jì)的主要目的有兩個(gè)：第一要能夠阻擋外界環(huán)境對(duì)室內(nèi)環(huán)境造成的影響，避免受到外界噪音、光輻射等因素影響而造成室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量下降；第二窗戶作為居民與自然溝通的主要渠道，是空氣、陽(yáng)光以及熱能交流的主要通道。因此在設(shè)計(jì)中更是需對(duì)其絕熱和流通進(jìn)行嚴(yán)格的控制。由于窗戶是造成建筑物室內(nèi)熱損失的主要部位之一，因此提高窗戶的隔熱性能對(duì)于降低室內(nèi)熱損耗有著重要的意義與作用。

在目前的工程項(xiàng)目中，尤其是高層辦公建筑中，對(duì)于窗戶的熱工性能通常從以下幾個(gè)方面進(jìn)行改進(jìn)與優(yōu)化：

首先，在窗戶設(shè)計(jì)工作中通過(guò)對(duì)窗戶材料和規(guī)格進(jìn)行嚴(yán)格控制，采用各種性能可靠、穩(wěn)定且密封度高的材料，避免出現(xiàn)窗戶縫隙部位較大而引起窗戶裂縫，造成室內(nèi)嚴(yán)重?zé)釗p耗；其次，在設(shè)計(jì)中對(duì)材料的選擇要嚴(yán)格控制，多選擇節(jié)能、保溫且密封性能好的材料。另外，改善窗戶保溫能力是保障屋內(nèi)熱損耗的關(guān)鍵。就目前的高層辦公樓的窗戶設(shè)計(jì)進(jìn)行分析，其多是以節(jié)能的角度出發(fā)，采用單框雙玻璃斷橋鋁合金窗，進(jìn)而做到隔絕室內(nèi)熱量損失。

二、在北方寒冷地區(qū)的應(yīng)用

由于近年來(lái)我國(guó)城市用地日趨緊張，從總體上分析，建筑施工中高層建筑越來(lái)越多，成為社會(huì)發(fā)展的主要趨勢(shì)。同時(shí)我國(guó)在目前也正面臨著一場(chǎng)真正的能源危機(jī)！隨著城市化進(jìn)程的加快和人民生活質(zhì)量的改善，我國(guó)建筑耗能比例最終還將上升至35%左右。如此龐大的比重，建筑耗能已經(jīng)成為我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的軟肋，形勢(shì)非常嚴(yán)峻。目前全球傳統(tǒng)能源儲(chǔ)量極為有限，我國(guó)人均能源可采儲(chǔ)量更是少的可憐。然而我國(guó)建筑耗能極大，尤其北方寒冷地區(qū)建筑耗能更為嚴(yán)重。我國(guó)北方寒冷地區(qū)冬季時(shí)間漫長(zhǎng)，取暖期一般長(zhǎng)達(dá)200余天，能耗和環(huán)境污染也非常嚴(yán)重。每年北方城鎮(zhèn)僅采暖一項(xiàng)就占采暖區(qū)全社會(huì)能源消費(fèi)的20%以上。在一些嚴(yán)寒地區(qū)，城鎮(zhèn)建筑能耗高達(dá)當(dāng)?shù)厣鐣?huì)能源消費(fèi)的50%左右。如此嚴(yán)重的建筑能耗威脅著國(guó)家的安全與穩(wěn)定，國(guó)家正面臨一場(chǎng)真正的能源危機(jī)！因此，在我國(guó)加快推廣節(jié)能建筑勢(shì)在必行，尤其在我國(guó)北方推廣節(jié)能建筑更是迫在眉睫。針對(duì)北方嚴(yán)寒地區(qū)的高層辦公建筑分析，如具有高大空間且有大面積玻璃門窗圍護(hù)結(jié)構(gòu)的建筑，采暖效率不高且散熱器難以布置，浪費(fèi)有效空間、影響使用效果以及影響舒適性，建議慎重使用。

總結(jié)：

建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會(huì)，是建筑業(yè)發(fā)展的主要目的，也是其義不容辭的社會(huì)責(zé)任。建筑企業(yè)要以節(jié)能減排為目的，積極開(kāi)展綠色施工，積極承擔(dān)這份社會(huì)責(zé)任。隨著有關(guān)國(guó)家立法、執(zhí)法和政策管理等方面的不斷完善，我們一定能將節(jié)能性建筑的設(shè)計(jì)與節(jié)能技術(shù)推向一個(gè)新階段，實(shí)現(xiàn)我國(guó)能源可持續(xù)利用的長(zhǎng)遠(yuǎn)目標(biāo)，到那時(shí)我國(guó)北方寒冷地區(qū)建筑也將能擺脫高耗能的局面。