生態(tài)辦公建筑設(shè)計(jì)策略分析

尚飛

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引言

辦公建筑內(nèi)部具有集約化的辦公條件，高質(zhì)量的管控模式，為人們提供優(yōu)良的辦公環(huán)境。辦公建筑設(shè)計(jì)中滲透生態(tài)理念，可從本質(zhì)始實(shí)現(xiàn)人、自然及經(jīng)濟(jì)高度統(tǒng)一，最大限度發(fā)揮生態(tài)建筑的美化和綠化功效，促進(jìn)建筑行業(yè)健康發(fā)展。

1 辦公建筑生態(tài)問題分析

辦公建筑設(shè)計(jì)過程中，因自身意識(shí)不同，設(shè)計(jì)人員、開發(fā)商過度追求短期利益，將核心置于辦公建筑高度、面積等方面，認(rèn)為高、大、奇作為凸顯辦公建筑關(guān)鍵性特征，對(duì)辦公建筑設(shè)計(jì)中生態(tài)問題并未加以重視，其生態(tài)問題主要匯總為以下幾方面：

1.1 高能耗

我國當(dāng)下能源耗損中建筑耗能占據(jù)1/3，公共建筑自身面積較大，單日使用能耗時(shí)間長(zhǎng)，相較于常規(guī)居住建筑耗損能源較多，主要體現(xiàn)在辦公設(shè)備、照明、采暖等方面。

1.2 污染嚴(yán)重

辦公建筑中存在多方面污染，主要凸顯在兩方面，如自然環(huán)境、室內(nèi)環(huán)境，前者主要體現(xiàn)在建筑應(yīng)用過程中，最終排放的二氧化碳、水污染、光污染等；后者污染主要體現(xiàn)在裝修材料、辦公設(shè)備發(fā)散的有害物質(zhì)和輻射[1]。

1.3 舒適性低

辦公建筑缺乏良好的舒適性，核心凸顯于溫度、通風(fēng)、照明風(fēng)方面，室內(nèi)外通風(fēng)差異性較大、通風(fēng)條件不佳，一定程度影響員工工作效率及質(zhì)量，促使員工工作產(chǎn)生不舒適感。

1.4 安全性低

辦公建筑其中多數(shù)為高層建筑，隨著高度不斷增加，其實(shí)際應(yīng)用耐久性及可靠性成為人們關(guān)注焦點(diǎn)，因高樓內(nèi)部煙筒助燃效應(yīng)和滅火難度較大，促使建筑防火問題成為重點(diǎn)。

2 辦公建筑生態(tài)設(shè)計(jì)基本原則

辦公建筑生態(tài)設(shè)計(jì)作為一項(xiàng)復(fù)雜性工作，需系統(tǒng)性考量多項(xiàng)因素，最大限度實(shí)現(xiàn)生態(tài)設(shè)計(jì)目標(biāo)，展示建筑節(jié)能成效。為獲取辦公建筑設(shè)計(jì)合理性，需遵循以下基本原則：

2.1 生態(tài)性

辦公建筑設(shè)計(jì)過程中，生態(tài)化作為基礎(chǔ)性原則之一，需全面將綠色、環(huán)保理念予以凸顯，節(jié)省工程建設(shè)資源、能源，積極倡導(dǎo)新技術(shù)、新材料應(yīng)用。

2.2 以人為本

辦公建筑作為人們工作核心主陣地，建筑生態(tài)化設(shè)計(jì)中，需始終堅(jiān)持以人為本原則，合理做好整體統(tǒng)籌規(guī)劃，保證建筑安全性、穩(wěn)定性。需注重建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，確保其整體安全優(yōu)良，舒適性設(shè)計(jì)需以提升人們工作舒適性為著力點(diǎn)，開展室內(nèi)環(huán)境和功能設(shè)計(jì)。

2.3 質(zhì)量經(jīng)濟(jì)統(tǒng)一原則

開展辦公建筑生態(tài)化設(shè)計(jì)，需始終遵循質(zhì)量與經(jīng)濟(jì)相統(tǒng)一，結(jié)合施工規(guī)模、條件合理化選取材料，實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)效益最大化。

3 辦公建筑生態(tài)設(shè)計(jì)策略

3.1 建筑朝向－采光和通風(fēng)

辦公建筑布局其主體難以避免東西方向接收光照，所以合理化布局辦公建筑主體朝向，作為建筑生態(tài)設(shè)計(jì)核心內(nèi)容，以此優(yōu)化改善內(nèi)部環(huán)境。除接受太陽光輻射之外，地域自身主導(dǎo)風(fēng)向作為影響建筑朝向關(guān)鍵性因素，如針對(duì)濕熱區(qū)域內(nèi)，有計(jì)劃、有組織的通風(fēng)可短周期內(nèi)將建筑表面熱量帶走，以此實(shí)現(xiàn)降溫的目的。建筑物平面形狀與其自設(shè)布局方式最終造成氣流發(fā)生不同波動(dòng)。

3.2 圍護(hù)結(jié)構(gòu)生態(tài)化設(shè)計(jì)

從我國當(dāng)下可持續(xù)發(fā)展理念引導(dǎo)下，辦公建筑外圍界面均具備較強(qiáng)的過濾裝置，其處于氣溫較低的冬季具有保暖功效，氣溫較高的夏季具有防曬作用，立面設(shè)計(jì)中需呈現(xiàn)多元化功能措施。辦公建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)生態(tài)設(shè)計(jì)中控制要素包含以下幾方面。

3.2.1 窗體。當(dāng)下辦公建筑窗體生態(tài)化設(shè)計(jì)主要可選用兩種措施，即高效化節(jié)能反射玻璃、遮陽基礎(chǔ)設(shè)施。一方面，針對(duì)各類反射玻璃可從本質(zhì)層面實(shí)現(xiàn)隔熱目標(biāo)，當(dāng)下窗體隔熱設(shè)計(jì)中使用頻次較高的玻璃包含熱反射玻璃、中空LOW-E玻璃。另一方面，遮陽設(shè)施。遮陽設(shè)計(jì)作為避免陽光持續(xù)性輻射、加強(qiáng)窗體隔熱性能最直接、最簡(jiǎn)易的舉措之一，當(dāng)下主要包含活動(dòng)式和固定式遮陽系統(tǒng)，前者可滿足冬季和夏季基本要求，以及吻合自然通風(fēng)要求；后者具有良好的經(jīng)濟(jì)性，特別針對(duì)阻擋直射陽光成效較佳。圖1為某金融中心百葉遮陽。

圖1 某金融中心百葉遮陽

3.2.2 雙層幕墻。雙層玻璃幕墻作為辦公建筑生態(tài)設(shè)計(jì)廣泛應(yīng)用技術(shù)，其核心應(yīng)用原理為有效對(duì)外部光、聲音及熱量進(jìn)行阻隔，兩層玻璃間存留一定的寬度，被不同方式分隔成相應(yīng)的緩沖空間，從室內(nèi)將部分廢氣予以抽出，同時(shí)攜帶太陽輻射熱量。依照雙層幕墻層間分隔方式，其主要?jiǎng)澐譃槿N類型，即廊道式、豎井式和窗箱式[2]。圖2為豎井式“煙囪效應(yīng)”通風(fēng)工作原理圖。

圖2 豎井式“煙囪效應(yīng)”通風(fēng)工作原理圖

3.2.3 外墻體。外墻作為圍護(hù)結(jié)構(gòu)核心主體部分，辦公建筑圍護(hù)不同于常規(guī)建筑，為實(shí)現(xiàn)減輕整體負(fù)載，獲取良好的保溫成效，通常選用輕質(zhì)高效化材料，當(dāng)下墻體保溫體系包含兩大類型，即外墻外保溫體系、外墻內(nèi)保溫體系。同時(shí)，針對(duì)高溫的夏季，通風(fēng)、遮陽是辦公建筑生態(tài)化設(shè)計(jì)重要內(nèi)容，可結(jié)合當(dāng)?shù)貧夂蜻M(jìn)行合理化布局，墻面處理保證夏、冬季需求吻合。

3.3 自然通風(fēng)設(shè)計(jì)

辦公建筑多處于密集區(qū)域內(nèi)，且高度通常較高，合理的自然通風(fēng)設(shè)計(jì)可凸顯相應(yīng)的經(jīng)濟(jì)性，節(jié)省大量能源，減少對(duì)機(jī)械通風(fēng)和空調(diào)使用，以此為職工創(chuàng)設(shè)良好的工作環(huán)境。同時(shí)，選取封閉的中央庭院吸收新鮮空氣，為建筑內(nèi)部持續(xù)性預(yù)熱，可減少內(nèi)部能耗。辦公建筑并非單一化依附自然通風(fēng)，針對(duì)寒冷區(qū)域內(nèi)處于低溫冬季下，需避免通風(fēng)過度和新鮮空氣預(yù)熱超限，造成內(nèi)部能量損失較多。從多個(gè)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表明，辦公建筑中被動(dòng)式聯(lián)合機(jī)械通風(fēng)，作為較佳的通風(fēng)模式，具有良好的通風(fēng)成效。

3.4 自然采光與人工照明

3.4.1 自然采光。當(dāng)下辦公建筑自然采光技術(shù)均以控制直射光線量為核心，從本質(zhì)層面弱化其對(duì)視覺舒適度產(chǎn)生的不利干擾，以及依托減少熱量獲取以減少建筑制冷的負(fù)擔(dān)。當(dāng)下自然光采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)，包含以下幾方面措施：首先，針對(duì)辦公建筑內(nèi)部較大區(qū)域內(nèi)，可采取相應(yīng)的措施將陽光反射、漫射至更深區(qū)域內(nèi)，不增加窗戶周圍強(qiáng)光同時(shí)，達(dá)成整個(gè)區(qū)域內(nèi)光線均勻性。其次，通過較小的進(jìn)光區(qū)域，可不對(duì)陽光輻射產(chǎn)生嚴(yán)重的制冷負(fù)荷實(shí)現(xiàn)節(jié)能目標(biāo)。最后，合理設(shè)計(jì)遮擋陽光直射系統(tǒng)，減少陽光帶來的不利影響。采光設(shè)計(jì)過程中，可在保證人工照明節(jié)能、增加少量陽光熱量間探索新的平衡點(diǎn)。

3.4.2 綠色照明。辦公建筑生態(tài)化設(shè)計(jì)，需綜合性考量各方面因素，以此保證綠色設(shè)計(jì)目標(biāo)達(dá)成。辦公建筑照明設(shè)計(jì)需積極突破原有固有設(shè)計(jì)理念，遵循設(shè)計(jì)基本原則，合理化選取燈具實(shí)現(xiàn)綠色照明。照明技術(shù)處于夜間和必要狀況下，對(duì)室內(nèi)采光做以補(bǔ)充，應(yīng)始終遵循綠色化照明原則。綠色照明主要是強(qiáng)調(diào)節(jié)約電能，其作為一項(xiàng)系統(tǒng)性工作，需積極做好以下設(shè)計(jì)工作：第一，分級(jí)設(shè)計(jì)。吻合標(biāo)準(zhǔn)背景照度基本水平，與吻合工作照度基本要求相結(jié)合，保證獲取充足垂直照度基礎(chǔ)上，最大限度減少水平照度影響。第二，分區(qū)集控。白天、靠窗區(qū)域內(nèi)自然光照充足，建議將其背景照明關(guān)閉。第三，場(chǎng)景設(shè)置。根據(jù)多元化要求和外界提供背景照明，以此防止過度設(shè)計(jì)和能源浪費(fèi)。第四，節(jié)能燈具。選用高效化燈具，以實(shí)現(xiàn)更少的電能獲取更多光能，減少熱能產(chǎn)生。

3.5 能源技術(shù)與綠色建材

3.5.1 太陽能技術(shù)。一方面，被動(dòng)式太陽能技術(shù)。特朗布壁作為新型外墻系統(tǒng)，其充分利用溫差循環(huán)基本原理，選用自然熱空氣進(jìn)行熱量持續(xù)性循環(huán)，緩解供暖系統(tǒng)整體負(fù)載。其基本應(yīng)用原理為，處于氣溫較低狀況下，熱惰性墻體可憑借自身優(yōu)勢(shì)，充分吸收陽光輻射為室內(nèi)供暖，新鮮空氣從外墻底部進(jìn)入空氣腔內(nèi)，熱惰性材料吸收輻射后進(jìn)入室內(nèi)，實(shí)現(xiàn)熱空氣充分循環(huán)。處于高溫夏季條件下，促使空氣上升并排放至室外，墻體吸收冷空氣進(jìn)入室內(nèi)，實(shí)現(xiàn)自然降溫目標(biāo)，工作原理見圖五。另一方面，主動(dòng)式太陽能采集技術(shù)。首先，太陽能光電屋面。太陽能光電板作為太陽能光電池與瓦板相融合產(chǎn)物，其不僅可獲取電能，而且可得到熱能，為避免屋頂過熱，在其底板下方存留空氣間隔層，布設(shè)回收裝置，為生產(chǎn)熱水和供暖提供驅(qū)動(dòng)力。其次，太陽能電力墻。電力墻作為太陽能光電池與材料融合，形成相應(yīng)的外墻貼面，不僅可作為良好的裝飾品，而且為建筑提供電力能源。

3.5.2 熱泵技術(shù)。處于自熱條件下，水受重力的作用從高流向低處，熱量也從高溫轉(zhuǎn)向低溫，人們可利用水泵將低處水提升至較高區(qū)域內(nèi)。從本質(zhì)層面分析，熱泵作為一種熱量提升裝置，其核心功效為吸收周圍相關(guān)熱量，將其傳輸至被加熱主體目標(biāo)，其工作基本原理。按照熱泵自身實(shí)際特征，可將其劃分為多種類型，不同類型呈現(xiàn)的成效存在差異性[3]。

4 結(jié)束語

辦公建筑生態(tài)化設(shè)計(jì)作為當(dāng)下設(shè)計(jì)主要趨勢(shì)，是實(shí)現(xiàn)建筑節(jié)能、環(huán)保關(guān)鍵舉措，可緩解各類能源耗損，減少對(duì)環(huán)境污染。實(shí)際設(shè)計(jì)過程中，需充分考量各方面因素，合理開展設(shè)計(jì)工作，保證生態(tài)化設(shè)計(jì)更具規(guī)范化、科學(xué)性。