辦公建筑可持續設計現狀及方法

張德強

摘要：在我國城市化進程的推動之下，城市之中辦公建筑的數量逐漸增多，為了同當前建設資源節約型社會相適應，因此要不斷推進辦公建筑可持續設計的應用，基于此，本文論述而來辦公建筑可持續設計的現狀以及方法。

關鍵詞：辦公建筑；可持續設計；現狀；方法

中圖分類號：S611文獻標識碼： A

引言

建筑的可持續設計理念是迎合時代發展、體現設計優越性的有效選擇，建筑的可持續設計體現在建筑能源、資源的節約化利用，自然生態能源的充分利用，節能減排功能的有效發揮，建筑能夠被長期、可持續改造、利用與使用，建筑物的安全性、牢固度與穩定性得到有效保證，總之，能夠實現建筑物多功能的發揮，創造出得到科學的可持續發展標準的建筑形狀、形態與樣式，從而打造出良好的辦公環境、居住環境與生活環境，達到建筑物與大自然、社會的和諧共生。

1、辦公建筑可持續設計存在的問題

隨著環境污染造成的能源緊缺，人們越來越意識到在生產生活的各個領域中，貫徹生態和可持續發展理論的重要性，建筑設計的節能問題儼然已經成為了建筑設計中的重要方面。目前，常用的外墻保溫形式主要是兩種，即內保溫和外保溫。大多數人認為外保溫的好處大大多于內保溫形式，提倡用外保溫取代內保溫。而內保溫主要存在的一些問題，首先就是熱橋的問題。由于目前很多的建筑設計是以現代主義一統天下的局面為主要走向的，因而在建筑外立面常用的裝飾物和掛件，就是解決某些外保溫的問題的，其中建筑的主體結構是藏在保溫材料內的，這就造成每日的冷暖循環中大能量的消耗；其次就是懸掛件的問題，包括暖氣的預埋件等，這也是室外同樣需要面對的問題；最后，在進行二次建筑裝修的時候，內保溫僅在外墻的內側，無法發揮保溫材料的作用，同時，內保溫會減少室內使用面積。再如，就是在進行建筑采用遮陽構建的時候主要是為了防止太陽輻射的，這也是一種很好的夏季防熱做法。目前，隨著建筑技術的發展，遮陽的做法也趨于多樣化了，已經擺脫了過去單一的只用混凝土板遮陽的簡單形式。

2、辦公建筑及其能耗特點分析

在進行的大量的辦公建筑的設計中，對建筑的特征、空間及常用的技術特點做了思考，并整理為如下的總結。

2.1、辦公樓的建筑特征

公共建筑相對居民建筑的最大特點就是在形式和使用功能上的區別，人們對公共建筑所寄予的審美期望值增高，這一特點就導致公共建筑的可持續設計比居住建筑要求更加復雜，設計的范圍也相對較大。相對公共建筑中最大量性建造的一類就是辦公建筑，因此，在一定程度上都體現出自己所獨有的特點。

圖1 某辦公室示意圖

2.2、辦公建筑常用技術特點

現代辦公建筑的外皮，就是建筑物的外圍護結構。外墻：目前的新建項目建筑填充墻大多都是由各種混凝土砌成的，就辦公樓外立面的裝飾來看，多采用的是涂料或瓷磚進行貼面，檔次顯得較高、但是人們通常采用幕墻作為維護和外部裝飾，雖然美觀但是熱工性能較差，在建筑設計中應謹慎使用。外窗：辦公建筑出于景觀和采光需要，開窗面積較大，這就要求設計過程中考慮窗墻比要求，同時，滿足窗的氣密性要求。屋面：作為建筑的第五立面，屋頂作用越來越受到重視，特別是近年常見辦公樓有屋面設置屋頂綠化等做法，對于建筑的保溫隔熱起到了良好的作用，但與此同時，為了避免建筑從造型到美觀而進行的設計，很多時候就會造成樓內局部空間環境質量不佳的情況出現?，F代辦公建筑的內核，主要就是指建筑物內部所有設備的構成情況。其中，辦公建筑由于混凝土熱惰性指標較大，在建筑物內部蓄能上有著明顯的作用，有利于建筑物的熱工穩定。

3、辦公建筑可持續設計方法

3.1、辦公空間的時段性使用

辦公建筑使用具有明顯時段性，主要集中在日間，日間舒適度要求及能耗需求遠遠高于夜間。利用太陽能的辦公建筑能量來源與能量使用時段具有一致性;日間太陽輻射是建筑得熱的主要來源，炎熱地區的辦公建筑則需做好遮陽、防眩光措施。重質材料可延遲建筑最熱時間的出現時段至夜間;冰蓄冷技術可利用夜間城市用電低谷時段儲存能量供日間使用。這一特征可帶來的節能優勢，我國許多辦公建筑未充分利用。僅少數項目使用了冰蓄冷技術。原因主要是目前針對該特征的冰蓄冷空調等建筑技術成本較高，與其他技術相比使用不便，節能效果也不明顯，設計者傾向使用其他技術手段達到同等節能效果。

3.2、公共空間的間歇性

使用辦公公共空間使用具間歇、不定時性。交通公共空間除上下班時段大量集中使用外，其他時段零散使用；“溝通共享”概念的廣泛傳播使得公共空間在辦公建筑內所占比例、重要性都有所上升。一方面，公共空間應及時為使用者提供舒適環境；另一方面，無人使用時，其各項環境指標應適當降低以減少能源消耗。公共空間間歇性使用的特征主要影響我國綠色辦公建筑照明、暖通系統等主動技術。使用系統感應系統調節，可根據空間占用情況及時調整設備狀態。自控系統的廣泛應用不僅要歸功于設計者對辦公建筑的充分認識，也得益于該項技術應用的較低成本。

3.2、科學的設計，提升資源利用效率

科學布局建筑物間距。為了能夠確保每一座建筑物都能夠正常采光、獲得合理的光照，就要對建筑物的間距進行科學布局，根據建筑物一天的影長、光照時長等來科學設計建筑物密度，打造出密度較高、采光條件較好、土地空間資源充分利用的建筑群。

根據地形地勢優化設計，確保生態環保。要本著全局出發、大局把握的原則，根據建筑物所在地的地形、地貌、地勢等進行設計，確保建筑設計同周圍環境有效協調、和諧共生，特別是遇到山地、丘陵等地形條件時，要科學地開挖土方，控制水土流失問題的發生，盡量避開地勢陡峭、地形復雜的地方，優選地勢平緩地方來建設施工。

合理布局建筑群，提高建筑物內外風環境質量。過于聚集的建筑群會影響風的流動，因此，必須結合當地常年的盛行風向、風力以及風場等來科學布局、安排建筑群落，實現建筑物內外通風良好，同時，又能有效抵御風力侵襲。單個建筑中不妨依靠風壓來達到自然通風的目標，使建筑物內部風力流動、空氣流通，為人們創造出自然、舒適又環保的自然環境，例如:調節窗戶的朝向、科學設置通風口尺寸、增設導風構件、設置自然通風口等等，這樣不僅能夠自然通風、也有利于建筑物中污染物的排出。

3.2、進行大面積透光設計

為了增強采光效果，可以根據幕墻系統中的方式設置大面積透光部分。這時候，最常見的外圍護結構的主要建筑材料之一就是玻璃的選擇，在使用玻璃材料的辦公室建筑而言，在進行玻璃材料選擇的時候，需要對材料進行了解。目前，主要的節能效果好的玻璃材料主要分為兩種，一是傳統的鍍膜玻璃，二是現在低能耗的玻璃。兩者都是通過鍍膜減少玻璃的熱量流的，前者雖然一定程度上反射了熱量，但是也減少了可見光的通過，后者是通過鍍膜層的性能和厚度的搭配，減少熱量的同時也增加了透光性。

3.3、遮陽設計

建筑遮陽設計種類較多，隨著我國建筑節能事業的開展，新材料、新穎的外遮陽形式，與建筑造型完美地結合起來。利用陽臺、雨棚作為水平遮陽構件是最常用的形式，結合百葉外遮陽、活動遮陽等組成綜合遮陽系統，達到更好的節能效果，豐富建筑立面效果。而計算機技術的發展為遮陽設計提供了更加科學的依據。例如我國南方夏熱冬暖地區，據研究表明，該地區居住建筑空調能耗約為7.9kW·h/m2，每年空調期從5～9月約150d，空調普及率按面積算約占70%，空調用電約占住戶用電的40%，外遮陽是建筑節能的有效途徑。良好的外遮陽設計既能節能，又能調節室內光線分布，還可以豐富建筑立面；外遮陽是夏季隔熱最有效的措施，它反射和吸收了大部分的太陽熱能，避免太陽輻射熱直接進入室內空間。有利于防止室溫升高和波動，達到節能目的。我國頒布的建筑節能設計標準中，提供了外遮陽的遮陽系數計算方法，該方法所用參數是通過多次能耗分析結果擬合而來。該方法可以通過輸入幾種常見外遮陽形式的外形尺寸，便捷地計算得到外遮陽系數。但使用該方法只能計算固定遮陽，且遮陽形式遠遠不能滿足實際工程需要。中國建筑科學研究院開發的建筑外遮陽設計分析軟件(ShadePlus)與國家標準圖集相配合，實現了活動外遮陽的動態計算。并結合DOE-2進行能耗分析，同時提供了大量的外遮陽形式，是建筑師進行外遮陽的設計、節能分析的優秀軟件工具。

圖二 遮陽板安裝方式

4、結語

可持續建筑是建筑設計的主要發展方向，也是國計民生的重要工作，必須有各方面人員的充分配合，才能達到資源的有效利用。

參考文獻

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