李芳芳

摘要：近年來(lái)，我國(guó)建筑行業(yè)快速發(fā)展，各個(gè)建筑的高層辦公建筑越來(lái)越多，與此同時(shí)高層辦公建筑巨大的能耗也引起了人們的廣泛關(guān)注。高層辦公建筑設(shè)計(jì)復(fù)雜性和功能的多樣性對(duì)于自然環(huán)境和能源都有著重要的影響，因此必須結(jié)合高層辦公建筑的實(shí)際情況，不斷完善和優(yōu)化高層辦公建筑的節(jié)能設(shè)計(jì)，推動(dòng)我國(guó)建筑行業(yè)可持續(xù)發(fā)展。本文分析了高層辦公建筑的能耗以及能耗特點(diǎn)，闡述了高層辦公建筑的節(jié)能設(shè)計(jì)分析。

關(guān)鍵詞：高層辦公建筑；節(jié)能設(shè)計(jì)

隨著現(xiàn)代化城市建設(shè)的逐漸深入，城市的土地資源日益緊張，高層建筑的占地面積小，使用價(jià)值高，逐漸成為我國(guó)建筑行業(yè)的重要發(fā)展趨勢(shì)。但是高層建筑對(duì)于資源和能源的消耗非常大，難以滿足我國(guó)可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略目標(biāo)，因此通過(guò)深入分析和研究高層辦公建筑的節(jié)能設(shè)計(jì)，正確處理經(jīng)濟(jì)發(fā)展和環(huán)境保護(hù)之間的關(guān)系，推動(dòng)高層辦公建筑的生態(tài)化和節(jié)能化發(fā)展。

一、高層辦公建筑的能耗介紹以及特點(diǎn)分析

1、高層辦公建筑的主要能耗

高層辦公建筑比同等面積的多層和地層建筑，功能更加完整，能夠容納更多的辦公人員。為了確保高層辦公建筑的穩(wěn)定運(yùn)行，高層辦公建筑在管理、供暖、供水、空調(diào)、電梯等方面都需要耗費(fèi)大量的資源，高層辦公建筑主要消耗的能源有集中供熱的熱水和蒸汽、天然氣、煤炭、電等能源，最主要的消耗系統(tǒng)是高層辦公建筑內(nèi)部的辦公設(shè)備系統(tǒng)、動(dòng)力系統(tǒng)、照明系統(tǒng)和空調(diào)供暖系統(tǒng)。有調(diào)查顯示，辦公設(shè)備系統(tǒng)占整個(gè)高層辦公建筑能耗的12%，動(dòng)力系統(tǒng)占15%，照明系統(tǒng)占23%，空調(diào)供電系統(tǒng)占50%[1]。

2、高層辦公建筑的能耗特點(diǎn)

和普通的酒店、商場(chǎng)等公共辦公建筑相比，高層辦公建筑的照明能耗雖然比商場(chǎng)照明能耗，但是明顯高于酒店辦公建筑的照明能耗，并且酒店和商場(chǎng)建筑內(nèi)部的辦公設(shè)備較少，工作人員數(shù)量相對(duì)較少，而高層辦公建筑內(nèi)部的人員密度很高，辦公設(shè)備和照明系統(tǒng)比例很大，使得高層辦公建筑內(nèi)部的發(fā)熱量很大。另外，高層辦公建筑能耗具有間歇性的特點(diǎn)，由于辦公人員具有正常的作息規(guī)律和固定的辦公時(shí)間，因此高層辦公建筑在夜間能耗較低，基本無(wú)人使用，在白天能耗很高，使用頻率也較高。

二、高層辦公建筑的節(jié)能設(shè)計(jì)分析

1、采光設(shè)計(jì)

結(jié)合高層辦公建筑地基的實(shí)際情況，高層辦公建筑可以采用交叉式和板式的標(biāo)準(zhǔn)平面層布置，提高高層辦公建筑的自然通風(fēng)采光率。其次，優(yōu)化高層辦公建筑的平面組織形式，采用中庭式或者內(nèi)院式的平面布置方式，可以有效地增加自然通風(fēng)和采光。另外，還可以采用立面邊庭的布置方式，在高層辦公建筑的不同樓層設(shè)置通高邊庭，和室外環(huán)境連通起來(lái)，充分利用邊庭位置種植綠化，不僅可以美化高層辦公建筑環(huán)境，優(yōu)化自然景觀，改善建筑內(nèi)部控制質(zhì)量，還可以獲得良好的采光條件。當(dāng)高層辦公建筑的某些區(qū)域?qū)嵲谶_(dá)不到自然采光條件時(shí)，要充分考慮到人工照明的能耗問(wèn)題，選擇和使用節(jié)能燈具，降低照明系統(tǒng)的能量損耗。例如，西安市內(nèi)部的西洋辦公大夏，其內(nèi)部照明系統(tǒng)95%都是采用節(jié)能燈具，照明系統(tǒng)的能耗僅占整個(gè)高層辦公建筑能耗的12.3%左右，具有明顯的節(jié)能效果[2]。

2、通風(fēng)設(shè)計(jì)

不同地區(qū)的高層辦公建筑在進(jìn)行節(jié)能設(shè)計(jì)時(shí)，要充分考慮到當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件，例如我國(guó)的北方地區(qū)，12月份到隔年的1月份是最寒冷的季節(jié)，7～8月份比較炎熱，高層辦公建筑在一年當(dāng)中60%左右的時(shí)間都可以在自然通風(fēng)的環(huán)境中維持舒適的室內(nèi)環(huán)境[3]，特別是在春季和秋季，可以完全利用自然通風(fēng)，提供一個(gè)舒適的辦公環(huán)境。充分利用自然通風(fēng)，一方面能夠降低高層辦公建筑空調(diào)供暖系統(tǒng)的能耗，充分利用室外空氣來(lái)通風(fēng)降溫；另一方面自然通風(fēng)有利于高層辦公建筑內(nèi)部工作人員的身心健康。

高層辦公建筑在進(jìn)行通風(fēng)設(shè)計(jì)時(shí)，要注意分析高層辦公建筑的空間形式，盡可能使然通風(fēng)形成穿堂風(fēng)。一方面，對(duì)于點(diǎn)式結(jié)構(gòu)的高層辦公建筑，可以將自然通風(fēng)引入到垂直墻面的兩面窗戶中，組織自然通風(fēng)要求高層辦公建筑具有較大的窗墻面積比，為自然通風(fēng)形成良好的通路。如果高層辦公建筑采用的多是玻璃幕墻，要盡量增加玻璃幕墻的開(kāi)啟面積。另一方面，由于高層辦公建筑能耗具有間歇性的特點(diǎn)，可以充分利用清晨和夜間的室外空氣，來(lái)改善建筑物內(nèi)部的控制質(zhì)量，降低空氣溫度，將冷量?jī)?chǔ)存在高層辦公建筑的室內(nèi)陳設(shè)和圍護(hù)結(jié)構(gòu)中。北方的高層辦公建筑可以采用雙層樓板的平面布置結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)夜間和清晨的自然通風(fēng)降溫，在建筑樓層板中填充相變材料，提高自然通風(fēng)的蓄冷量。另外，我國(guó)北方地區(qū)，夏季炎熱，晝夜溫差較大，特別是白天的溫度非常高，因此高層辦公建筑還可以充分利用清晨和夜間的自然通風(fēng)，采用雙層玻璃幕墻的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)自然通風(fēng)降溫。

3、外圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

當(dāng)前，我國(guó)高層辦公建筑多采用透明的外圍護(hù)結(jié)構(gòu)和實(shí)體的外圍護(hù)結(jié)構(gòu)，由于高層辦公建筑主要以非承重的外圍護(hù)結(jié)構(gòu)為主，可以靈活選取施工材料。對(duì)于實(shí)體的高層辦公建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)，可以采用加氣、空心砌塊、多孔并且導(dǎo)熱系數(shù)較小的混凝土結(jié)構(gòu)材料，結(jié)合合理的高層辦公家住的窗墻和外墻面積比，降低高層辦公建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的能量損耗，強(qiáng)化隔熱保溫效果，對(duì)于一些冬冷夏熱地區(qū)的城市，高層辦公建筑要盡量避免過(guò)多的使用玻璃幕墻。

當(dāng)實(shí)體的高層辦公建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)達(dá)到建筑的隔熱保溫要求之后，設(shè)置透明的外圍護(hù)結(jié)構(gòu)時(shí)，要盡量遵循以下原則：其一，高層辦公建筑中透明的外圍護(hù)結(jié)構(gòu)要盡量選擇節(jié)能的窗框材料和玻璃，嚴(yán)格控制外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的密封性能；其二，設(shè)置合理的高層辦公建筑窗墻面積比例，盡量擴(kuò)大窗戶的可開(kāi)啟面積，實(shí)現(xiàn)自然通風(fēng)；其三，避免過(guò)多的在外墻結(jié)構(gòu)中使用玻璃幕墻。

高層辦公建筑在設(shè)計(jì)外圍護(hù)結(jié)構(gòu)時(shí)，除了要選擇節(jié)能的外圍護(hù)結(jié)構(gòu)材料，還要設(shè)置必要的遮陽(yáng)措施，最大程度地降低高層辦公建筑的空調(diào)供暖能耗。高層辦公建筑可以采用綜合遮陽(yáng)、垂直遮陽(yáng)、水平遮陽(yáng)等方式，結(jié)合高層辦公建筑的立體設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，優(yōu)化遮陽(yáng)設(shè)計(jì)，重點(diǎn)注意高層辦公建筑的西向遮陽(yáng)，盡可能減少建筑能耗。充分借鑒香港、馬來(lái)西亞等熱帶城市中的高層辦公建筑設(shè)計(jì)，通過(guò)科學(xué)的遮陽(yáng)措施，不僅可以獲得良好的遮陽(yáng)效果，還可以優(yōu)化高層辦公建筑的外觀形象。

4、充分利用可再生資源

高層辦公建筑的節(jié)能設(shè)計(jì)，要充分利用可再生資源，如生物質(zhì)能、水能、風(fēng)能、地?zé)崮?、太?yáng)能等，利用沼氣發(fā)電、利用地?zé)岷吞?yáng)能熱、垃圾發(fā)電、太陽(yáng)能發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電等，來(lái)替代傳統(tǒng)的熱水、蒸汽、電等二次能源和天然氣、煤炭等自然能源。高層辦公建筑可以在夏季利用太陽(yáng)能帶動(dòng)空調(diào)制冷系統(tǒng)，在冬季使用太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)和光電系統(tǒng)，還可以采用熱泵，降低建筑能耗，如果高層辦公建筑中使用了水冷機(jī)組，可以在空調(diào)系統(tǒng)上設(shè)置蓄冷裝置，有效地降低空調(diào)供暖系統(tǒng)的能源損耗。

結(jié)束語(yǔ)

近年來(lái)，我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，各個(gè)領(lǐng)域的能源損耗越來(lái)越多，在當(dāng)前城市土地資源稀缺的背景下，各個(gè)地區(qū)的高層辦公建筑工程蓬勃發(fā)展，與此同時(shí)人們也更加關(guān)注高層辦公建筑的能耗問(wèn)題，因此必須要對(duì)高層辦公建筑進(jìn)行節(jié)能設(shè)計(jì)，結(jié)合不同地區(qū)的實(shí)際氣候特點(diǎn)，充分利用自然通風(fēng)、采光設(shè)計(jì)和可再生資源，最大程度地降低高層辦公建筑的能源損耗，為人們提供一個(gè)舒適、優(yōu)美、健康的辦公環(huán)境，推動(dòng)我國(guó)建筑行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]李雪平. 高層辦公建筑的節(jié)能設(shè)計(jì)[J]. 工業(yè)建筑，2010，12：13-15.

[2]成輝，朱新榮，劉加平，潘文彥. 高層辦公建筑節(jié)能設(shè)計(jì)常見(jiàn)問(wèn)題及對(duì)策[J]. 建筑科學(xué)，2011，04：13-18.

[3]梁珍，趙加寧，郭駿. 高層辦公建筑能耗調(diào)查與節(jié)能潛力分析[J]. 節(jié)能技術(shù)，2001，01：19-22.