办公建筑节能设计研究论文

办公建筑节能设计研究论文（精选11篇）

办公建筑节能设计研究论文 篇1

随着近些年城市化发展建设速度的提升以及建筑行业的不断发展, 使得人们对于城市建筑的相关要求也随之不断的增多, 因此, 通过智能化设计来对办公建筑进行节能化的设计, 加大对节能减排建设材料的相关研究, 减少在建设过程中对于建设资源的浪费情况, 对于保护环境、节约资源具有十分重要的作用。此外, 在建设办公建筑的过程中大量的使用节能材料还可以提升建筑施工的作业效率, 提高工程建筑的经济和社会效益。

1节能建筑智能化的设计原则

1. 1可持续设计原则

在对办公建筑进行节能的智能化设计过程中, 相关人员应该要坚持可持续的发展设计原则, 并以此来作为推动建筑节能理念全面发展重要基础。所谓的可持续发展, 就是以发展为前提, 即一些办公建筑作业都需要以促进节能环保理念的发展为依据; 以人为本是核心点, 即在进行智能化设计的过程中, 应该以人的感受作为首要考虑的因素, 在设计过程中全面的体现出人本思想和环境伦理的相关概念; 统筹兼顾属于根本方法, 即在推动建筑节能设计时, 不仅要推动建筑行业的发展, 还需要兼顾到环境保护的相关理念。此外, 进行智能化设计, 不仅可以有效的降低办公建筑物在建设过程中对于资源的浪费, 提升资源的利用率, 还可以提升办公建筑过程中对于不可再生资源的使用频率。

1. 2节约资源设计原则

对于智能化设计技术来讲, 其在设计过程中还需要全面的坚持节约资源的相关理论。对此, 在建设过程中, 相关人员应该要坚持保护环境、节约可再生资源、开发新能源等建筑理念和原则, 只有这样, 才能够降低其对于不可再生资源的使用和消耗总量, 达到节约资源的目标。 与此同时, 为了不影响办公建筑的正常使用功能, 相关人员还需要加大对可再生资源的探寻和研发力度, 将节能减排作为建设办公建筑的核心点, 不断的开发并利用新能源, 以便从根本上缓解当前世界范围内出现的能源紧缺的问题, 促进节能建筑技术的发展。

1. 3环境舒适设计原则

随着国民经济水平的提升, 使得人们对于生活和工作环境的质量要求也随之不断的提升, 所以, 在建设办公建筑的过程中, 相关人员应该以保证环境的舒适度作为设计原则之一, 尽可能的为人们提供一个舒适的工作环境, 只有这样, 才可以提高人们在工作过程中心情的愉悦度, 从而提升其工作效率。为了能够让人们可以在舒适的环境中办公, 设计者进行节能的过程中一定要坚持环境舒适的设计原则, 通过使用智能化设计技术来让办公建筑可以拥有良好的通风和采光设计, 为办公者的身心健康提供一定的保障。

2办公建筑节能的智能化设计

2. 1光伏幕墙系统百叶式的遮阳节能设计

从设计原理的角度来看, 此种智能化的设计方式, 其在设计过程中使用的是当前比较流行的一种玻璃幕墙的独特设计, 使用这种方法设计出的幕墙系统, 其不仅拥有传统玻璃幕墙具有的遮阳功能, 还对其调整了其原有遮阳功能存在的弊端, 实现了建筑节能的相关设计目标和要求[1]。与此同时, 在进行此部分的设计过程中。因为此种光伏幕墙系统上使用的玻璃采用的是将非晶瓦的光伏组件直接放入到传统玻璃幕墙结构之后, 通过翻页的设计方式将其放置在了双层玻璃的夹层之中, 所以, 设计人员可以利用智能化技术对放置的角度进行调整, 使得其可以达到最佳采光效果。此外, 对于幕墙采集到的太阳能资源, 设计人员可以将其应该到控制室内温度、维持办公建筑夜间各系统的基本运营和产生热水方面, 从而达到节能的设计要求。

2. 2屋顶采光的太阳能遮阳智能化设计

当代城市办公建筑在进行智能化节能的设计过程中除了应用上一点降解的百叶式的光伏幕墙系统完成办公建筑遮阳节能工作的智能化设计之外, 还利用了屋顶采光设计可以收集太阳能的功能达到了遮阳节能设计的智能化设计目标[2]。从设计理念上来看, 此种遮阳节能工程的智能化设计方案其主要是通过使用建筑物中的节能装置和一些能够收集太阳能的组件, 并将这些装置和组件结合到一起, 通过智能化的控制手段来调节其对于太阳能以及其他能源的利用率来完成遮阳节能设计的相关目标的。

2. 3呼吸式玻璃幕墙的自然通风节能设计

就办公建筑本身来讲, 其幕墙结构与外界环境之间并不是处于完全隔离的状态, 所以, 办公建筑在设计的过程中就会对二者的透气性提出一定的要求。然而, 由于外界环境的气压值同建筑物结构内部的气压值之间存在着一定的气压差, 受该气压差的影响, 办公建筑的使用过程中会有一定的空气进入到建筑物目前的内部, 所以, 利用呼吸式的玻璃幕墙来进行办公建筑的智能化设计, 就可以达到自然通风节能的设计目标; 并且, 使用此种设计方法还可以促进建筑物内部空气的流动性[3]。此外, 由于此种设计方式主要是通过利用呼吸式的幕墙来交换内外空气的方式来达到自然通风的目的, 所以, 在对办公建筑内部的幕墙进行设计时, 一定要采用智能化的方式来控制其内部的气压值, 保证气压差可以被控制在一个合理的范围内, 防止由于气压值过大或者是过小对自然通风设计产生的影响, 为建筑节能的智能化设计提供一定的保障。

2. 4办公建筑用电系统的节能设计

对于办公建筑节能系统的智能化设计工作来讲, 除了可以采用自然通风节能的设计方案之外, 还可以对办公建筑内部的电力系统进行节能设计, 通过利用智能化的设计方法来达到良好的办公建筑节能效果[4]。对于办公建筑来讲, 白天用电量相对较大是一个极大的特点, 对此, 可以在建筑物内部进行冰蓄冷设计, 使用智能化的控制技术和手段, 尽可能的降低办公建筑在白天的用电量, 并将其颞部太阳能设备在夜间储备的电能转移到白天, 从而降低其实际用电量。此外I, 还可以通过智能化技术控制电网峰谷之间存在的价格差, 降低办公建筑内部电力系统的用电量, 从而减少建筑运营的成本[5]。

3结束语

总而言之, 随着社会发展速度的提升、办公建筑工程数量的不断增加、以及人们节能环保意识的不断增强, 使得当前我国人民群众对于建筑工程节能程度和智能性的要求也随之不断的增加。因此, 要想推动办公建筑节能的智能化设计理念和方式在我国建筑行业的不断推广与发展, 相关人员不仅需要加大对建筑节能材料的调查和研究, 还需要增强智能化设计技术的宣传力度, 尽可能提升在工程建筑过程中节能材料的使用程度, 推动智能化设计技术和节能理念在办公建筑建设过程中的应用。

参考文献

[1]朱新荣, 刘加平, 潘文彦等.高层办公建筑节能设计常见问题及对策[J].建筑科学, 2011, 04 (04) :13-18.

[2]张仕永.重庆市建筑节能设计中建筑智能化问题探讨[J].重庆建筑, 2013, 07 (07) :37-39.

[3]余森, 顾红男.节能条件下高层办公建筑设计理念新趋势[J].山西建筑, 2010, 12 (04) :233-234.

[4]范臻.基于智能化建筑电气节能优化设计的分析[J].中国高新技术企业, 2012, 28 (10) :30-32.

[5]张学林, 王利民.绿色建筑发展背景下高层办公建筑设计理念新趋势[J].山西建筑, 2014, 01 (24) :1233-1234.

办公建筑节能设计研究论文 篇2

【关键词】超高层建筑；供电方案；供电可靠性

引言： 国民经济的不断发展带动着高层建筑不断的拔地而起。特别是超高层的建筑，一般有着竞争的模式出现，“深圳平安国际金融中心”，总高度660m，之后将可能会成为中国最高的建筑，在这其中技术的环节有着很多的因素，主要也是局限于土地资源的紧张。不过国际的会议上针对于亚洲来说，高层建筑的起步仍然是比较晚的。没有西方发达国家先进，在研究高层建筑工作的方面，近十几年才开始展开，因此，有很多的地方需要进一步学习和研究。

例如，某办公楼地上27层，地下三层，主要的地下使用是设备方面的用房。电气设备和汽车车库等都需要。而地上的各有分布，前几层是对外的服务，比如银行等。往上就是电子信息处理集中处的机房。各办公室的数据和档案库房中，14层作为避难层。建筑的面积大概是在7.5万m2，建筑总高度为134m。这个工程是个典型，无论从哪方面的特征考虑，供电的稳定都是设计的基础，也是核心内容。

1. 电气设计在超高层建筑中所受影响及原则

1.1电气设计在超高层建筑中所受影响

高层建筑在电气的设计上有一些影响，也就是建筑的密度方面，很多情况下，高层建筑如果发生诸如火灾之类的意外事故，就需要完善的安全保障。能保障供电完善的就是电气设计的可靠性。因此，超高层的建筑根据供电的时间和距离，有可能会使得压降变得较大，设备的启动不能够正常。

1.2 高层建筑电气节能设计应坚持的原则

（1） 满足建筑物的功能

即满足照明的照度、色温、显色指数；满足舒适性空调的温度及新风量，也就是舒适卫生；满足上下、左右的运输通道畅通无阻；满足特殊工艺要求，如娱乐场所的一些电气设施的用电，展厅的工艺照明及电力用电等。

（2） 考虑实际经济效益

节能应考虑实际经济效益，不能因为节能而过高地消耗投资，增加运行费用。而是应该让增加的部分投资，能在几年或较短的时间内用节能减少下来的运行费用进行回收。

（3）节省无谓消耗的能量

节能的着眼点，应是节省无谓消耗的能量。首先找出哪些地方的能量消耗是与发挥建筑物功能无关的，再考虑采取什么措施节能。如变压器的功率损耗，传输电能线路上的有功损耗都是无用的能量损耗，而量大面广的照明容量，宜采用先进技术使其能耗降低。因此，高层建筑节能设计应贯彻实用、经济合理、技术先进的原则。

2. 确定负荷的等级

用电的负荷根据供电的损失和影响来确定，因此分为不同的负荷模式。不同的级别有着不同的负荷，主要的内容可以参照《民用建筑电气设计规范》JGJ16-2008相关章节的说明。根据相关的建筑特点，表1给工程的负荷等级分类。

3.高低压供电方案

1）本工程高压部分采取双路10KV（不同区域开闭站）供电，单母线分段运行，两段母线之间设置母联开关。平时两段母线分列运行，当1路电源发生故障时，通过手/自动操作母联开关，另1路电源承担全部负荷。两路电源的主进开关与母联开关设置机械电气连锁，任何情况下只能闭合其中的两个开关。

2）工程采用的是单母线的分段运行。因此母线之间有一定的开关设置。需要根据开关设置自投自复/自投不自复/手动转换三种转换方式。在自投的情况下要求降低，因此开关之间有着较为密切的关联性，在不同的情况下能够实现其中两个开关的闭合。本工程之中，大量的符合需要采用放射的供电模式，比较分散的采取二级配电的模式。

4.照明设计

（1） 光源

大多数的场所都是采取节能光源的模式，所以荧光灯基本上都会补偿。

（2） 應急照明与疏散指示

在很多人群密集的办公场所，需要设立应急照明和疏散指示，要采用一定的应急照明装置才能够满足应急疏散的要求，比如大堂等场所设置应急照明灯，用 220V电源供电，在出现意外的情况下可以点亮，能够实现开关的控制，在走廊以及安全出口的位置，应该安置相关的疏散指示信号，采取集中照明的模式，供电的时间不能够小于三十分钟，这样才能够保证完善的应急措施稳定。

（3） 照明配电系统

采用母线配置的模式，用树干的形式进行配电，应急照明和疏散照明一般都是采用发电机供电的模式，即采用NHYJV-1KV 电缆，并在末端互投。

5.防雷措施

大气之中的雷云距离地面高度大约100 ～300m时，地面容易出现集中的电负荷情况，大多数的高层一般都已经接近了雷电，所以有可能会受到雷电的攻击，在建筑物的侧面来看，一般的避雷措施难以起到保护的作用，所以需要采取其他的模式，实现雷电的意外防范，本工程采取了一定防雷措施。

5.1 安全措施

研究的工程之中，我们采用了TN-S 系统；避免出现电压过高的情况，有其他的设施配备，各种配电箱的分类明确。按照雷区的设置，分为不同的保护装置模式。其中的关键保护地线（PE ）能够严格进行分隔，如果出现不正常的带点情况，那么电压的设备和金属外壳的模式都能够可靠接地； 防雷接地、变压器中性点接地及电气设备这些内容的保护是有着统一的装置的，配电室以及卫生间等地方需要进行电位的合理结合；在工程之中我们采用的电位联结方式实现了干线和设备进线总管的模式，建筑物的金属构件也有了联系。

5.2 接地系统

（l）强弱电联合的接地装置共用，要接地电阻应小于或等于l欧姆；

（2） 消防控制中心、电梯机房、弱电中心等设备为弱电配备，利用大楼统一接地装置。

（3）除此之外还有很多的接地干线。在竖井的模式下，能够排除同本层均压环相连接，还采用40x4的镀锌扁钢分别与共用接地装置连接。

6.防火和报警系统

现代化的高层建筑，除了设计方面有着不少的措施，在自动消防的报警系统上也需要不断加强，需要采取自动报警的模式，以便于实现合理的检测等。对于报警和灭火系统来说，疏散相关的系统引导，对于防火来说非常重要，因此需要加强报警系统的防范，实现集中控制和设备的完善等等。

报警的火灾控制和装置都需要不断加强，这样才能够促进完善的消防控制，要保证防火器材的正常使用，包括防火门、防火卷帘的控制装置，排烟系统也是很重要的一个部分，电梯的升降完善和控制装置，都需要加强诸多的回路改善，促进相关的联动和接口的控制器模式。多地址的联动情况也有可能出现，因此需要在联动的接口上进行报警控制器的安装，在防火区需要设置手动的按钮，以便于能够实现火灾距离的控制，进一步加强公共场所的出入口明确，以便于能够实现紧急的撤离。火灾报警的装置设置高度有一定的讲究，手动火灾报警按钮的安装高度为1. 3～1.5m，且有明显的标志。

7.结语

高层建筑有着多功能和建筑特征上的复杂，因此电气设计的工作有着一定的困难，随着科学技术的进步和生活水平的不断完善，电气设计的新要求也在不断递增，所以，电气工作者需要不断加强经验的总结，深入进行研究，这样才能够不断提升技术的水平。

参考文献

[1] 陈福全. 论建筑电气节能设计[J]. 科技致富向导. 2011（03）

办公建筑节能设计研究论文 篇3

关键词：超高层办公楼,建筑电气节能设计,研究

随着我国人口的增长和国民经济的发展, 资源开始日渐枯竭, 国家已经开始大力倡导甚至在某些相关方面做出了明确规定。因此, 在资源日益匮乏的今天开发并施行节能技术是非常有必要的。在我国, 电力设备与工业、交通业并成为“耗能大户”, 其中电力设备的消耗大户一般都在建筑物, 尤其是超高层建筑物中, 例如繁杂的照明装置、电梯用量、空调用电等。因此, 超高型建筑物的电气节能设施的研究就显得尤为重要了。

1 电气节约应秉持的传统理念

对于超高层建筑物来说, 电气节能设计首先要节约, 但是不能一味节约, 我们要讲究开源节流, 增加电的产生效益, 同时加强人们对于电气的节约意识;其次, 电气的节能设备一定要在保证人们日常生活工作用电合理、足够的情况下展开;最后, 节能技术应尽量选用先进、稳定的技术, 保证超高层建筑物电力系统使用的同时, 保障人们的用电足够性, 是节约更容易的进行。

2 超高层建筑节能设计的实施方案

超高层建筑物节能设计应该从电气系统所需设施、配电系统的节能设施以及供电的电压和电源入手, 在保证电力系统安全, 电力照明、电梯以及消防警报等需要用电的基本设备可以正常运转的前提下进行。

2.1 建筑物里的各项设备要具有节能性

在超高层建筑物中电气系统一般采用低压配电屏、应急发电组、高压开关柜以及电力变压器这四部分。其中, 国外的低压配电屏结构一般为抽屉式, 大容量出线一般为手车式, 我国可以做相应的效仿, 降低空间占有率。国外应急发电组的发电机采用燃气发电, 替代了不可再生的柴油, 一方面可以节约环保, 另一方面对于超高层建筑的防火安全也有一定的保障。

2.2 保证日常的电器使用

由于超高层建筑物的建筑特殊性, 其对电力也有很大的依赖性, 因此, 为了避免因为紧急停电等突发情况, 超高层建筑物的供电模式采用的是独立电源供电模式, 为了保证电路的正常运行也会设置两个独立电路以及相应的应急发电机组。

在供电设计时还要充分考虑电力的负载, 保证电力系统的荷载可以保证用电设备的正常运行。同时, 电力系统的设计还要考虑防雷和接地的问题。由于现代超高层建筑物普遍采用将钢筋砼剪力墙和建筑物楼板紧密连接的建筑方案, 因此在对电力系统的设计时要做好金属管线的接地措施。相应的避雷措施多是安装避雷针和避雷带。

而对于超高型建筑物最常用到的电梯, 建筑设计师和相应的节能设计人员应从电梯的性能、安全以及节能的角度出发, 在保证电梯正常运行的同时多注重电梯的节能效果。最后, 关于超高层建筑物的消防灭火和安全报警装置, 这些装置最好采用先进性能强而且效果好的装置, 在火灾发生时可以给人们提供正确而有效的预报。

2.3 电气系统的节能设计

电气系统的节能设计一般在配电系统和照明系统上实现节能。

(1) 独立电源的节能设计。超高层建筑物所采用的独立电源分为两路, 照明系统一路, 动力系统一路, 他们所使用的电力资源也是分开计费的。同时也对低压区和高压区的用电分开计费, 高压区供电高收费也高, 低压区用电量少则安装计费电度表计算收费, 从一定程度上抑制电力资源浪费。这是一个非常好的节约电气的方法。

(2) 配电的节能设计。在超高层建筑物的配电设备中, 干线采用放射式系统配电, 各楼层内部采用混合式配电系统。而相应的配电变压器则爱用可以节能环保的变压器, 这样使用一方面可以最大限度的延长变压器的使用寿命, 另一方面还可以减少配电变压器在配电的过程中消耗的资源。

(3) 电气照明系统的节能设计。据统计, 建筑照明用电量占建筑总用电量的30%左右。因此对大型建筑物, 如写字楼、商业大厦等建筑, 改善照明控制可以大幅度减少照明消耗。首先, 相关工作人员可以根据工作对相关的照明面积及强度有个大致的计算, 根据计算结果设置高中低三个不同梯度的照明梯度, 使灯光物尽其用;然后, 要选择高效节能型的照明灯具, 设计者要根据不同的照明需要设置不同的灯具, 以期达到照明有效, 不浪费电力的标准。

(4) 采用高效率节能性电动机。高效率节能性电动机可以减少电动机负载损耗, 还可以提高电动机的效率和功率因数。这样来说, 选择高效率节能性电动机就显得非常必要了。首先, 要根据电机的工作环境选择合适的电动机;其次, 对于需要频繁启动的电动机, 要选择正确的启动方式;最后, 对于离供电点较远的大中型电动机, 采取无功率的就地补偿。

(5) 对于节约用电的宣传。电气的节约还是要从身边做起, 加强对节约的宣传教育也是节约的一种有效方法。在先天以及冬天的用电高峰时段, 离开办公室或者作业区时, 随手关灯, 随手关空调, 在室内早明亮度足够时, 关闭部分电灯, 夏天太阳照射室内温度过高时, 可以放下窗帘, 减少温度的升高, 以上这些都是可以节约电气的方法, 只要加强相关的宣传教育, 就可以有效的达到减少电气能源的消耗。

3 电气节能中应注意的问题

电气节能的实施中也要注意相应的安全问题。例如在设置接地装置时, 要使用独立的金属外壳包装, 防止安全事故的发生;防雷措施也要做好;设计电气系统时, 校正好电气系统的灵敏度, 做好防雷和接地项目的保护措施, 尽量避免不安全因素;最重要的是要考虑安全用电, 要规范合理的设计, 对于漏电等要及时排查, 保证漏电开关级数符合系统规定。

4 结束语

超高型建筑物的结构比较复杂, 人员众多, 需要的资源也比较多, 对于电气资源的应用更是消耗巨大。本文对于这类建筑物的电气节约方面做了一些探讨, 提出了相关建议。这种超高型建筑物中包括大量的动力、电力设备, 只要设计得当, 电力的节约量是非常可观的。

参考文献

[1]周向阳.建筑电气节能设计[J].科学时代, 2012, (2) .

高层建筑节能设计的应用研究 篇4

【关键词】 高层建筑 节能 应用研究

一、高层建筑能耗特点分析

1、能耗组成及特点分析

高层建筑容纳人数众多，信息处理量大。为保持正常的运作，高层建筑在电梯、空调、供水、供暖、管理等方面要消耗大量的能源。主要的能源消耗形式包括电、煤、天然气以及集中供热的蒸汽和热水等。其中供暖空调系统、照明系统、动力系统和办公设备系统是建筑能耗的4个主要系统。供暖空调系统耗电量占到整个建筑能耗的50%以上;照明系统次之，大约为20%;动力系统约为10% ;办公设备系统约为10%。

2、采光和通风的要求

高层建筑基本空间由主要使用房间、交通联系空间(水平交通和垂直交通)、辅助使用房间(餐饮和卫生间)以及设备系统等几部分构成，平面布局与空间组织相对固定，各部分功能空间对自然采光与通风的需求都不容忽视。因此，高层建筑能耗对气候的依赖性较弱，若通过调节建筑与环境的关系来达到节约能耗的目的，效果甚微。高层建筑的节能问题应从建筑自身出发(如平面形式、进深大小、围护构件、设备系统等)，进行节能措施的探讨。

二、高层建筑设计常见问题

高层建筑设计中常出现围护结构保温隔热能力差的问题，建筑的外围护结构包括屋面、外墙、外窗以及地面等部位。对于高层建筑而言，由于其竖向表面面积远大于横向屋面面积，因此，建筑屋顶、建筑外墙及建筑外窗的保温隔热能力成为了衡量其围护结构保温隔热能力的决定性因素。影响建筑外墙节能的主要因素是墙体材料，以及影响墙体材料节能效果的墙体外饰面，东、西外墙遮阳，墙体构造形式等。

在研究中发现，高层建筑外墙应设置保温层，采用双层玻璃。由于西安高新区清扬国际大厦，外墙采用加气混凝土砌块，未设置保温层，使得该办公建筑供暖空调能耗占总能耗的比例高达60.27%。另外，当建筑外墙采用玻璃幕墙配合外挂铝塑板的构造做法时，虽然设置了聚苯板外保温但其供暖空调能耗普遍较高，如旺座现代城B座和D座，供暖空调能耗高达54.62%～56.08%。在窗户类型的选择上，分析可知，供暖空调能耗较高的都采用了单层单玻窗，能耗高达56.8%～60.27%。除此之外，还发现几乎没有高层建筑采取遮阳手段来降低供暖空调能耗，尤其是西向遮阳的问题，值得引起专业人员的重视。

三、设计对策

1、通风设计

关于自然通风的引入，一方面可以对建筑的空间形式进行组织，尽可能形成穿堂风，这一点在条形高层建筑中比较容易实现。对于点式高层，应尽可能组织两垂直墙面窗户之间的通风。自然通风的组织需要更大的窗墙面积比并形成风的通路。另外，还可以结合双层玻璃来实现降温。在国外，建筑利用通风已经成为了一种趋势，很多建筑在设计阶段均考虑了通风的构造体系，例如津巴布韦的Eastgate大楼、英国中部北安普敦近郊的巴克莱卡公司总部大楼等都采用了这种通风构造形式(见图1)。

2、外围护结构设计

(1)外围护结构材料。针对目前高层建筑外围护结构材料以实体围护结构和透明围护结构为主的现状，且基于高层建筑外围护结构并非承重结构，材料选取较为灵活的特点，对于实体围护结构，应尽量选用导热系数小的多孔/空心砌块或加气混凝土砌块等，配合外墙外保温和合理的窗墙面积比，控制由外围护结构保温隔热带来的能耗损失。对于处于寒冷地区与夏热冬冷地区交界的城市，应尽量减少玻璃幕墙的使用。

当实体围护结构达到保温隔热要求后，透明围护结构应遵循以下措施：尽量减少使用玻璃幕墙;控制合理的窗墙面积比，控制可开启面积以组织通风;选用节能的玻璃和窗框材料，注意控制密封性能。

(2)墙体外饰面。建筑外墙饰面是围护结构抵御外界气候影响的第一道防线，其材料的热工性能将直接影响围护结构的热工性能。建筑墙体外饰面对建筑节能设计的影响主要通过围护结构外表面对太阳辐射热的吸收系数表现出来：一是在房间制冷状态下，对房间能耗的影响;二是对墙体传热系数的直接影响;三是房间在自然通风状态下对墙体内表面最高温度的影响。《居住建筑节能设计标准》规定：建筑外墙采用“浅色外饰面(太阳辐射吸收系数<0.6)”节能措施时，计算外墙的总热阻时可附加“隔热措施的当量附加热阻0.2”，当外墙的传热系数由于其构成而不能达到《建筑节能设计标准》要求时，采用“浅色外饰面”的节能措施则可使每种材料包括200mm厚钢筋混凝土的传热系数值均可满足“民用建筑节能设计标准”对传热性能的规定要求。建筑的外墙饰面目前有瓷砖、涂料、石材以及金属幕墙材料等等，最典型的2类外墙饰面是瓷砖及涂料。节能设计中采用浅色外饰面或部分采用浅色外饰面显然是有利的。

(3)墙体外遮阳。除外围护结构材料的选择外，还可增加建筑遮阳，以减少供暖空调能耗。建筑遮阳包括水平遮阳、垂直遮阳、综合遮阳等方式，可结合立面设计意图进行设计，尤其应注意西向遮阳对节约建筑能耗的作用。《居住建筑节能设计标准》规定：建筑的“东、西外墙采用花格构件或爬藤植物遮阳(透射比<0.5)”的节能措施时，计算外墙的总热阻时可附加“隔热措施的当量附加热阻0.3”，节能设计中应考虑“东、西外墙遮阳”，在夏天东、西晒非常严重的地区，东、西外墙遮阳措施有待加强。这方面可以借鉴热带地区城市，如马来西亚和香港等的设计经验。在这些城市，高层建筑遮阳措施的使用在带来较好遮阳效果的同时，也丰富了建筑立面，增加了城市景观。

3、可再生能源的利用

在系统的能源使用方面，应尽量开发可再生能源的利用，如太阳能、地热能、风能、水能、生物质能等。利用风力发电、太阳能光伏发电、垃圾发电、太阳能热利用、地热利用和沼气发电等，来减少对煤和天然气等不可再生能源和电、蒸汽、热水等二次能源的依赖。例如，使用分体空调的建筑建议增设地源热泵，这样可大大降低空调系统能耗;使用螺杆式水冷机组的建筑建议增加蓄冷装置，冷却塔的废热应予以回收利用;热泵作为一种新型节能技术，也应该在办公建筑中考虑采用;关于太阳能的利用，可以在冬季利用太阳能供暖、夏季采用太阳能制冷系统，全年中都可以使用太阳能光电系统和热水系统。[论文网]

四、结论及建议

由于经济发展的需要，建筑由从前的多层为主改为以中高层为主，建筑的结构形式也发生了较大变化，由过去单纯的框架结构改变为以框剪结构为主，墙体结构形式的改变对墙体节能也提出了新的要求，框架结构中主要以填充墙为主，所以砌块是否节能就显得尤其重要。但在一般性的框剪结构体系中，填充墙往往只占墙体面积的一半，甚至更少，在这种形式下单纯靠改善砌块的热工性能来达到节能的目的可能性大大降低。因此，应加大发展适合于钢筋混凝土结构形式的复合外墙外保温体系的力度。对有利于提高节能效率的措施，如浅色外墙饰面、窗口建筑外遮阳及东西外墙遮阳等，在节能设计时未作考虑;目前68%的建筑节能设计可直接满足《居住建筑节能设计标准》规定的性能指标要求，且各相关参数都优于《节能设计标准》的限值要求。因此，单纯从建筑围护结构上说，完全有条件在现行规范要求的基础上适当提高节能率，提前实现建筑节能的目标。

在信息化、智能化高速发展的时代，高层建筑因节约城市用地、信息处理量大、容纳人数众多而应运而生，但能源消耗巨大。在可持续发展理念大力推行的今天，高层建筑生态化发展的重点是节能问题，可在设计阶段注意组织利于自然采光的平面形式，亦可采取节能灯具节约电能;通过改变空间形式、建筑角度等组织自然通风或改变围护结构构造等蓄存冷量;提高外围护结构保温隔热能力以减少供暖空调能耗;利用太阳能、风能、地热能、水能、生物质能等可再生能源供给设备系统等。以上改进措施，如：组织自然通风、改善围护结构、可再生能源利用等应在节能设计中综合运用，以有利于高层建筑生态化发展。

【参考文献】

[1] 余泳泽：我国节能减排潜力、治理效率与实施路径研究[J].中国工业经济，(5).

[2] 布朗GZ著，常志刚、刘毅军、朱宏涛译：太阳辐射·风·自然光——建筑设计策略[M].中国建筑工业出版社，.

[3] 吴聪慧：生态办公建筑设计的技术理念之初探[J].长春工程学院学报(自然科学版)，，10(1).

建筑电气照明节能设计研究 篇5

【关键词】建筑；电气照明；节能设计

1.电气照明的基本概念

电气照明技术作为一门具有基础性且综合性较强的技术，其涉及到的学科知识内容十分广泛，具体包括光学、电学、建筑学、生理学等等。并且其中包含的基本概念以及原理也各有不同，为了实现照明节能方案的设计，提高建筑电气照明的节能效果，就必须对其基本概念进行细致的分析，并对其本质原理展开深入的研究，如此才能够真正实现节能降耗的目的。关于电气照明节能设计，具体应考虑以下几方面因素：

首先是电光源。根据能量转换原理，光能是由其他形式的能量转换而得，并且利用这一原理的装置实现照明效果的装置就被称为光源。其中光源主要采用的是电能向光能转换的方式，使人类的照明需求得以满足，这类光源被称为电光源。随着科学技术的不断发展，电光源的类型越来越丰富，建筑照明的需求得到了有效满足，并且在安全性、使用寿命等方面有了很大的提升，对于节能环保的发展而言有着十分重要的意义。因此，针对电光源展开研究，寻找节能效果更好的电光源能够有效推动建筑电气照明节能技术的发展。其次是灯具。灯具的作用是对对电光源的全部组件以及与电源连接中的路线附件进行保护与固定，灯具还具有透光、分配光源以及改变光源分布的作用，因此，灯具的选择及其特性的研究也具有十分重要的意义。再者是电光源的综合能效的评价方法。站在能耗的角度来看，电光源对光效、使用寿命都应提出更高的要求。高光效能够实现电光源能量转换效率的提高，其主要受到发光效率的影响，发光效率与电光源的能量转换能力成正比。而光效越高，往往会影响到使用寿命，在使用过程中需要进行不断的更换才能够使照明需求得到满足。因此，在电光源综合能效评价中，除了要考虑光效的提高，还需要对电光源的使用寿命予以考虑，使电光源的节能降耗效果得以有效提高。

2.建筑电气照明节能设计原则

2.1保证建筑功能完善原则 由于建筑物的功能比较多，因此需要根据不同建筑的使用功能来对照明系统进行合理的布局，例如对于娱乐场所来说，其要求具有醒目的特征，这样就要求建筑物拥有足够的照明面积，而对于住宅类型类型的建筑物，对于照明的需求则倾向于温馨悦目。因此，对于建筑物的不同功能，最好为其安装针对性的照明系统，从而更好的满足建筑使用需求。

2.2符合经济发展的整体布局 目前，照明市场上各种电气设备参差不齐，而且有的价格非常高，反之有的价格非常低，因此在对电气照明进行选择时，最好坚持经济、高效的原则，在满足用户需求的同时，还可以更好的提高其使用效率和整体效益。这样就要求建筑电气照明节能设计人员掌握电气设计过程中的经济元素，对建筑电气进行合理的选择和规划，从而实现建筑电气经济发展的整体布局。

2.3坚持绿色照明，满足人类需求 绿色照明一般是指保证用户工作、生活和学习等所必备的照明，同时还需要达到节能的效果，以降低建筑物中不必要的电能消耗。但是在进行建筑电气节能设计过程中，严禁过多的追求节能效果，还需要适当的满足人类需求，只有这样才能更好达到建筑电气照明节能设计的进行。

2.4降低无谓的能源消耗 建筑电气照明节能设计的主要目的就是提高能源的使用效率，因此需要降低无谓的能源消耗。要提前查找出建筑电气中存在的无关能源，然后采取针对性的解决措施。例如，对于传输电能线路上的能源消耗、变压器的功率损耗等都属于无用的能量损耗。此外，对于大面积的照明要求，最好选择比较先进的技术，从而达到降低能耗的目的。

3.我国建筑电气照明节能的发展

上世纪末，随着能源紧缺文题日益严重，人们开始对节能降耗予以了高度重视，从美国开始进行了“绿色照明计划”的制定，并且影响着世界各国，开始针对本国实际情况开始进行照明节能计划的制定。我国受到这一概念的影响相对较早，并对照明节能环保予以了高度重视，开始围绕这一方面，着力打造具有较高节能环保效益、涉及面广、简单易行且技术手段先进的绿色照明设计方案。近几年来，我国先后颁布了一系列照明灯具的能效标准，并针对各自能效的限定值以及能效等级标准进行了制定。节能照明工程的发展势在必行，其中节能灯使用的推广起到了良好的效果，自1996年我我国节能灯生产量不断扩大，到现在已经超过了数十亿的生产量，并向世界各地出口节能灯产品，在全球市场所占份额也达到了80%，可见我国节能照明计划的执行起到了十分明显的效果与作用。此外，照明工程选择的光源也发生了变化，单一光源实现了向多元化光源的转换，大大提高了光效，并且照明控制方式也朝着智能化的方向发展，这在很大程度上推动了建筑照明节能技术的发展与进步。目前，世界各个发达国家都根据本国特色不断强化节能评估体系建设，对建筑节能技术实施过程中的一系列规范与准则进行不断的改进，并对建筑电气节能提出了越来越高的要求。相比之下，我国建筑电气节能技术评估体系建设尚不完善，这在一定程度上限制了我国建筑照明节能的发展，因此必须对此予以高度重视，并充分结合我国实际情况，对建筑电气节能技术评估体系进行不断的调整与改进，并现在一些经济发展情况较好的地区实行，以此带动一些经济相对薄弱的地区，使全国照明节能技术的发展得以有效推动。

4.建筑电气照明节能

4.1选择合理的电光源、灯具及附件

为了实现建筑电气照明的节能，就必须从电光源、灯具及其附件入手。在照明设计中，有的照明装置尽管节能品质不高，然而能够满足国家规定的照度要求，节能效果并不理想，因此要对此进行改进与调整。在光源、灯具以及附件的选择上，应尽量考虑节能效率较高的装置，使能源浪费的情况得以有效避免。首先，要选择高能效的电光源，对电光源进行调整与改进，如此能够以一个最为廉价的途径来提高节能降耗的效果，应综合考虑电光源的光效、使用寿命以及综合能效等各方面因素，使节能效果得以有效提高。其次，还要选择高效率的灯具，具体应选用直接型、开敞式的灯具，并对反射罩加以利用，使灯具效率得以有效提高。此外，还要选择节能型的灯具附件，应坚持选择节能镇流器的原则，提高照明装置的运行可靠性与寿命，降低自身功耗、减少噪音，同时还要考虑性价比，使综合能效达到最佳。

4.2合理配光提高节能效果

对于不同的功能间，为了营造出合理的光环境，就要采用科学的配光设计，提高人的舒适度，并且还可以使光污染的情况得以有效控制。提高配光设计的合理性，还可以实现对建筑物照明使用成本的有效控制，使节能降耗的目的得以有效实现。为了实现这一目标，首先要对照度计算原理加以充分利用，以此实现配光的优化，具体可以从房间减光效应的减少与灯具利用系数的提高入手。其次，还要实现各种照明的有效配合，使配光的合理性得以提高。

4.3加强控制实现节能降耗

为了充分实现节能降耗的目的，还要采用科学的控制手段，具体可以对天然光加以充分利用，采用导光系统，对太阳光进行收集并加以充分利用，其次还可以进行光伏电池的开发，使照明供电的节能效果得以有效提高。此外，还要进行智能照明控制系统的研究与应用，实现对多种照明装置的智能控制，以此提高照明效果，并降低电能消耗。

4.4选择优质的气体放电光源启动设备

不同类型的灯所使用的镇流器功耗不同，例如荧光灯使用的是电感镇流器，其功耗一般是荧光灯额定功率的五分之一左右；高强度气体放电灯的镇流器功耗大约为气体放电灯额定功率的15%左右。电感镇流器相比于电子镇流器而言，其功耗比较多。由此可见，镇流器的类型会影响其节能效果，在使用时我们应选取节能效果比较好的镇流器。通常来说，电子镇流器的节能效果比较好，但在使用电子镇流器时应注意高次谐波对供配电系统的影响，高次谐波会使得电力变压器发热，从而使得变压器的容量大大降低，还会使得电力电缆发热，埋下安全隐患。因此，要采取合理的措施减少高次谐波对供配电系统的影响。

4.5减少变压器损耗

变压器的损耗包括两种类型。第一种是铁损。铁损是由于变压器铁芯的涡流损耗和漏磁损耗导致的。铁损的大小和铁芯的制造工艺以及性能有很大的关系。因此，在选用变压器时应选用节能型的，以减少铁损；第二种是铜损。铜损的大小和变压器绕组的电阻值大小以及流经的电流大小有关。为了减少铜损，应尽量选择电阻值小的绕组。此外，如果容量比较大而不得的使用多台变压器时，应尽量选用大容量的变压器，减少变压器的台数，这样可以起到节能的作用。

4.6合理使用自然光进行节能

自然光属于大自然馈赠给人类的能源，因此需要对其进行充分的利用。在进行建筑电气照明节能设计过程中，要充分考虑自然光的利用，从而达到节能效果。此外，通过自然光的利用，还可以对照明范围进行有效的控制，从而满足用户对照明的需求。自然光可以划分为天空的散光和日光两部分，而后者属于人类可以利用的能源，加大对其的合理利用，可以降低人类对照明能源的消耗。

5.结语

综上所述，建筑电气照明节能设计对于推动环保事业的发展有着十分重要的意义。我们必须针对此展开深入的研究，认真分析建筑电气照明节能设计存在的不足，并提出有效的改进措施，使建筑电气照明的节能效果得以有效提高。

参考文献

[1]郭伟.我国建筑电气照明节能设计思路探讨[J].中国电子商务，2014，（12）：229.

[2]葛猛.建筑电气照明节能设计研究[J].房地产导刊，2014，（12）：233-233.

办公建筑节能设计思考 篇6

一、办公建筑的能耗特点及节能现状

据统计,空调采暖和照明用能目前约占我国办公建筑总能耗的70%~80%(图1),这就要求我们在办公建筑的设计中,必须充分考虑通过提高照明和空调设备的效率实现建筑节能的目的。为从根本上提高办公建筑的节能效果,建筑设计初期就应贯彻建筑节能的思想和策略方法,以做到办公建筑设计的“本源节能”。现阶段我国办公建筑的用能现状主要表现出以下几个特点:

1. 节能设计挖潜不足

办公建筑量大面广,加之人员流动频繁、活动集中、空间闲置多等特点,导致其能源消耗存在很大浪费,因而节能潜力巨大,通过应用节能设计与技术,节能效果将十分明显。同时,节能技术的成熟应用将为公共建筑的节能设计起到相当的借鉴作用。由于我国节能技术、方法的相对薄弱,迫切需要从整体上开展办公建筑的节能研究。

2. 建筑设计对节能策略重视不足

目前相当一部分办公建筑由于设计上的“先天不足”导致建筑能耗居高不下,而很难在建成使用后通过调节或简单改造进行改善,因此,在建筑设计开始阶段就应贯彻一系列节能意识与节能技术的应用体系,使建筑设计为建筑节能奠定良好的基础,为节能设计创造良好的条件和可能。

3. 注重设备节能,忽略建筑设计层面节能

基于办公建筑的使用特点,人们往往更关注高能耗的空调和照明等设备的节能研究,力求通过提高空调效率、研制节能照明工具提高建筑的整体节能效果,却忽视了建筑设计本身的作用。合理、有效的建筑节能设计完全可以最大限度地减少建筑对于设备的依赖,从根本上提高建筑整体的节能效率,而且也能塑造独特的建筑形式。

4. 过于强调节能评估结果

建筑节能工作往往十分注重节能评估,以评估的结果作为判定建筑节能优劣的唯一标准,而针对建筑评估的要求也存在“重结果、轻实际”的现象。节能评估并没有针对各类办公建筑的不同特点进行分类执行,而且为了使建筑符合国家相关节能规范的要求,往往最后还要篡改评估结果。通过所谓的“静态”及“动态”评估,任何办公建筑设计均可以通过节能评估要求,导致许多评估结果虚假成分居多,违背了建筑节能工作最根本的目的。

二、办公建筑节能设计指标控制及设计方法

基于办公建筑的能耗特点,建筑设计可以从以下几方面指标入手,采取相应的设计方法进行控制,达到建筑节能设计的要求。

1. 体形系数控制

在建筑设计中,建筑形态的塑造常被划入纯艺术的范畴,但不合理的建筑形态往往会给建筑节能设计带来很大阻碍。建筑的体形系数S是指建筑物与室外大气接触的外表面积F(不计算地面)与其所包围的建筑体积V之比(S=F/V)。体形系数越大,单位建筑空间的热散失面积越大,能耗也就越大。因此,如何减小建筑的体形系数,成为办公建筑节能设计的关键。

建筑体形系数控制具有一定的规律,因此办公建筑节能设计可以采用适宜的规律方法进行节能控制。

首先,高层办公建筑可以采用“高度反比规律”和“F/V—L/A”替代规律进行建筑体形系数控制,即S随建筑高度的增加而减小,以及通过控制建筑外墙平面长度之和与所围成的建筑面积之比值,降低建筑体型系数,实现建筑节能。

其次,多层办公建筑可以采用“正方极限律“和“联列递减律”对建筑体形系数进行控制,即越是接近正方形的建筑平面对建筑的节能越有益处,以及通过联列的方式将建筑的各个功能单元进行组合,形成外围合的建筑,在一定程度上减小建筑的体型系数。

传统的自然采光方式主要有侧窗采光、天窗采光和中庭采光几种:侧窗采光是最常见的一种采光方式,其光线具有明确的方向性,通过它可以看到室外的风景,拓展了室内使用者的视野;天窗采光的方式在办公建筑中多通过平天窗实现;中庭则可以成为一种自然光的收集器和分配器,使自然光在中庭内部得到二次或多次漫反射,为进深较大的办公空间提供自然采光的可能。

随着现代办公建筑功能及空间需求的多样化,采光需求也发生相应变化。得益于先进的现代技术和手段,当代办公建筑可以利用导光管、光导纤维、采光隔板和导光棱镜窗等实现自然照明。导光管是由采光的集光器、用于传输光的管体部分、用于控制光线在室内分布的出光部分组成(图3),适合于自然光充足的地区,但由于其采光方式并不稳定,往往需要人工光源作为补充。光导纤维的优势在于一个聚光器可以引出多个光纤,光纤截面尺寸小、可灵活弯折,而且传光效率较高。采光隔板是在侧窗上部安装一个或一组反射装置,使直射光经过一次或多次折射进入室内,以提高房间内部的照度。导光棱镜窗是利用棱镜的折射作用改变入射光的方向,使太阳光照射到房间的深处,有效减少窗户附近的眩光,提高室内照明的均匀度(图4)。自然采光是办公建筑节能设计的一个主要途径，对 人的生理和心理健康有较大的益处。影响建筑自然 采光的因素主要包括开窗的朝向、面积、倾斜角度 以及平面的进深和层高、窗户外遮阳装置的设置等。

4. 外围护结构设计

建筑的外围护结构决定了其热工性能,对建筑的能耗具有很大影响。由于不同地区气候特性的差异,建筑外围护结构的节能措施也有所不同。一般情况下,寒冷地区的建筑对外围护结构的保温隔热性能要求较高,因此我国北方地区的建筑多采用内保温的复合外墙处理方法;夏热冬冷地区为满足两季气候要求,办公建筑多采用玻璃幕墙或大开窗方式,此种虽然在冬季可以较好实现太阳得热,在夏季却成为建筑节能的障碍,很多针对玻璃幕墙的隔热方法经济性不佳,成为该地区外围护构造做法的一大难点。无论面对何种气候条件,建筑的窗墙比都会直接影响建筑的节能效果,建筑设计应该在满足建筑通风及采光基本要求的情况下,尽量少开玻璃窗或不开窗,充分论证办公建筑应用玻璃幕墙的利弊。

遮阳也是建筑节能行之有效的技术手段,建筑设计中多采用形态本身和外部构件两种遮阳方式。如英国著名建筑师Norman Foster在伦敦市政厅的设计中,将建筑体型设计为一个朝向西南的变形球体,有效减少了能够被阳光直射的外墙面积,同时层层出挑的倾斜楼板也成为下一层空间的遮阳构件(图 5)。

遮阳构件根据与外围护结构的相对位置划分,有内遮阳和外遮阳两种。内遮阳的构件不显露于室外,对材料的要求较低,缺点是虽然阻挡了一部分阳光辐射热量,储存于遮阳构件的热量仍然会导致室内温度升高。外遮阳的方式在现阶段比较经济、有效,节能收益为10%~24%,而用于遮阳的建筑投资则不足2%。

遮阳操作分为手动调节和自动调节两种。手动调节可以根据使用者需求进行控制,简单易行;自动控制相对而言较为复杂,如阿拉伯世界研究中心的智能遮阳设施会根据阳光的强弱自动调节采光遮阳窗(图6)。

对办公建筑而言,采取手动调节的外遮阳系统、严格控制窗墙比、尽量少用玻璃幕墙、采取建筑的自遮阳系统以提高围护结构的节能效果是节能设计的关键。

三、案例分析

1. 香港大学教学楼

香港大学教学楼由香港大学建筑系主持设计。建筑师充分利用自然光、通风和绿化,将建筑设计与节能技术融合统一。建筑的不同楼层设有多个空

2. 自然通风设计

建筑的自然通风是由于建筑开口处存在压力差而形成的空气流动,根据产生压力差的不同原因,自然通风可以分为风压自然通风、热压自然通风(图2)、热压和风压相结合的自然通风以及机械辅助式自然通风。

不同地区由于温度、湿度、太阳辐射量、风速等气候特点的差异,对自然通风的要求也有所不同。我国北方地区的建筑因为要同时满足气密性和保温性的需求,自然通风更多是为了达到其室内维持良好空气品质的最小换气量,因此多采用热压通风这种“烟囱效应”的方式实现“封闭式的自然通风”,进行有序换气。南方热湿地区,尤其是一些高温高湿地区(如上海),自然通风是实现直接蒸发制冷的最好方法,因此多采用扩大“新风量”的开放式自然通风设计。

在建筑的室外环境设计中,可以通过合理的朝向布局、建筑迎风面与城市街道的关系处理、绿化与水体的合理布置等方法进行自然通风的引导,避免由于建筑本身形态和不合理布局而导致的局部热空气聚集的“热岛效应”,坚持引风入城、导风过城、“留风”的室外风环境设计原则。

在建筑室内环境设计中,自然通风的效果主要取决于门窗的开口方向与大小、开间和进深的长度等因素。建筑平面的进深应不超过楼层净高的5倍,一般以小于14m为佳,以便形成穿堂风,单侧通风的建筑进深最好不超过净高的2.5倍。对平开间和进深较大的办公建筑平面,比较常用的方法是设置中庭,利用热压通风的“烟囱效应”来实现良好的通风效果,同时解决相应的自然采光问题。建议建筑底层作架空处理,通过在进风口处设置水系(如水幕、喷泉)、绿化以及空中花园的方式调节建筑的风环境。

3. 自然采光设计

随着建筑技术的进步,很多大型的办公建筑采用人工照明方式,而忽视了自然采光的作用。实际上中花园(图 7)，为建筑内部引入自然光和通风，改 善了建筑的微气候环境;建筑内部为一个通高的中 庭，发挥着拔风井的作用，形成自然通风;建筑屋顶 装有太阳能光电板和 LCP 光线折射板(图 8)，太阳 能光电板可将太阳辐射能转化为电能，LCP 折射板 的格片则根据太阳的运行轨迹设定为不同角度，以 控制不同季节和时间折射入中庭的自然光照度;建 筑中庭内墙上设有 LED 的反射型蝠眼，通过调节角 度可获得最佳采光效果。这些技术手段借助计算机 模拟分析(图 9)，可根据太阳光线轨迹和阴影的变 化实时调节，以便满足不同时段的采光及通风要求， 实现节能目标。

2.同济大学旭日楼

作为一个为迎接百年校庆而进行的历史保护建筑节能改造项目,同济大学旭日楼中庭应用顶光和激光切割面板折射自然光技术,利用计算机模拟确定通过LCP板(图10)将日光折射进一层会议室的最佳设计方案。节能课题组针对旭日楼原有中庭上方的采光天窗进行了自然采光的设计和评估分析(图11,图12),并利用自然采光天窗的开启强化楼内的自然通风效果。课题组同时在室外设立了记录气象数据的气候监测站,以便对室内环境数据进行校勘和整理,并通过不同的高性能环境测试来评估其高效性与节能性,使其成为一个节能建筑的实践基地。

实际使用验证,旭日楼内部的多项节能技术措施运行良好、节能效果明显,成为富有生态技术意义的办公建筑,广受国内外来访者的好评。

结语

上文所述节能设计指标的控制方法体现了建筑设计在办公建筑节能中的重要性。同时我们也应注意,节能设计要兼顾建筑的使用功能及艺术效果,切勿顾此失彼,建筑设计要对节能设计方法作统一考虑,以集成化、整体化的建筑设计创造一个既节能环保又健康适宜的办公环境。

参考文献

[1]李华东主编.高技术生态建筑.天津:天津大学出版社,2002

[2]英格伯格·弗拉格,托马斯·赫尔佐格.建筑+技术.北京:中国建筑工业出版社,2003

[3]林宪德.绿色建筑.台北:詹氏书局,2006

[4]吴向阳.国外著名建筑师丛书:杨经文.北京:中国建筑工业出版社,2007

[5]李海英,等编著.生态建筑节技术及案例分析.北京:中国电力出版社,2007

办公建筑节能设计浅析 篇7

1 能源消耗的影响因素

1)舒适度要求的提高。随着社会的发展,人们对办公环境舒适度的要求越来越高,这必然会增加办公建筑的能源消耗。随着社会的不断发展,人们对办公环境的要求在不断上升,相应的能耗也在增加。2)节能方法的单一。在目前的节能设计中,往往只注重围护结构的节能,而缺乏整体的节能构思。现代建筑尤其是办公建筑,影响其能耗的因素主要有三个方面:建筑设计、服务设计、人员活动。围护结构只是建筑设计中的一部分,其中建筑的选址、体形系数、平面功能、自然通风和采光等对建筑能耗有较大的影响,另外,设备性能和人员活动对建筑的能耗也有很大影响。现在的节能方法往往容易忽略对这些因素的综合考虑。3)节能的片面性。建筑的能耗在狭义上是指在建筑物建成以后,在使用过程中每年消耗能源的总和,主要包括在采暖、空调、通风、照明、电器、热水供应等方面所消耗的能源,即建筑的使用能耗;在广义上是指包括建筑材料、构配件、设备的生产和运输,以及建筑建造、使用和拆除四个环节中能耗的总和。在建筑材料、零部件和体系生产中消耗的能源,称为“潜在能源”;在建筑材料和零配件的装配和运输到建筑地点的过程中消耗的能源,称为“灰色能源”;在建筑物的建造过程中消耗的能源,称为“导出能源”;在建筑物的运转与其使用者的设施与装修中消耗的能源,称为“运行能源”;建筑物在其维修、改建与最终的解体过程中也会消耗能源。

2 办公建筑节能的总体规划

总体规划是建筑节能设计的一个重要方面,它决定了建筑与周边环境的关系。大自然为我们提供了阳光、水、风、土地等丰富的自然资源,能否有效利用这些自然资源,从而减少对传统能源的消耗,在很大程度上取决于建筑的总体规划设计。其设计原则是使建筑冬季能够获得足够的日照并避开主导风向,夏季能利用自然通风并防止太阳辐射。

1)基地的选址。基地的选择需考虑其方位、风速、风向、地表结构、植被、土壤、水体等因素的综合影响。当然,在城市中扮演重要角色的办公建筑在基地选择时,要服从整个城市规划的宏观控制。这就有可能使建筑基地周围环境不太理想。但是,为了减少建筑在建造和使用过程中的资源消耗,我们仍需计算资源利用的程度和对现有自然系统干扰的程度。好的规划设计应尽量减小对现有自然系统的干扰。并且,在基地选择时,应尽量利用现有的公共设施管网。在与市政设施联系时,应尽量减少与电力、给排水、燃气管线等市政设施的连接长度。2)充分利用太阳能。太阳能是一种取之不尽、用之不竭的可再生资源,它为我们提供光和热量。人类生存、身心健康、营养、工作效率均与太阳有着密切的联系。据有关研究显示,在办公建筑中,利用太阳光进行自然采光,人的工作效率比利用人工照明时要高很多。另外,在寒冷和严寒地区,人们需要获得更多的太阳能。入射到玻璃上的太阳辐射,直接供给室内一部分热量;入射到墙或屋顶上的太阳辐射,使围护结构温度升高,减少了房间的热损失。同时,围护结构在白天储存的太阳辐射热,到夜间可以减缓温度的下降。对于太阳能资源较为丰富的地区,还可以采用主动式利用太阳能的方式,以减少对常规能源的利用。因此,太阳辐射对建筑节能有着十分重要的意义。在进行建筑总体规划设计时,应使建筑充分利用太阳能。如建筑基地的选择应在向阳的地段上;选择合理的建筑间距,使设计的办公建筑不被其他建筑物遮挡;争取好的朝向,使建筑物能充分利用太阳辐射热。当然,选定建筑物朝向时,应综合考虑主导风向对建筑物冬季热损耗和夏季自然通风的影响。3)合理组织通风。在较冷地区,建筑总体规划应使建筑主要立面避开不利风向。如我国北方地区冬季寒流受来自西伯利亚冷空气的影响,形成主要以西北风为主要风向的冬季寒流。在建筑总体规划设计中,应封闭西北向,合理安排开口方向和位置,使建筑群的组合做到避风节能。

在较为炎热和潮湿的地区,应合理引导自然通风,从而创造一个舒适、健康的工作环境。如我们常说的穿堂风,就是利用建筑手段来引导风向,从而达到自然通风的目的。另外,在进行规划设计时,应避免风影对建筑通风的影响。所谓风影,是指当风吹向建筑物时,其背后形成的涡流区在地面上的投影。风影内,风力较弱,风向不稳定,很难形成有效的风压通风。为了避免这一情况,在进行规划设计时,可将行列式的布局形式改为错列式。风影的长度与风向投射角有一定关系。当风向投射角与建筑物纵向轴线垂直时,风影长度最长。当有一定角度时,风影会明显变小。但是,投射角大会降低室内平均风速,故在规划设计时,应综合考虑,以达到最有利的通风效果。

3 办公建筑节能设计措施

1)防晒墙体措施。如何防止西晒是办公建筑节能设计的一个重要方面。当然,可以采用遮阳的方式防止西晒。但有时候由于经济原因及围护结构形式方面的限制,往往难以应用或应用效果不佳。这时可以应用缓冲层的概念,即在建筑西侧设置防晒墙。防晒墙一般采用混凝土材料,其离开建筑主体有一段距离。这样,在夏季其可以有效的阻挡太阳光的直射,并且防晒墙与建筑之间的空隙能够形成烟囱效应,起到拔风作用,从而有利于建筑西侧的自然通风。防晒墙离开建筑一段距离,还可以保证建筑西侧室内空间的自然采光。在北方的冬季,其还能阻挡西北风的侵袭。并且,由于采用了混凝土材料,防晒墙具有较好的蓄热性,在阳光照度好的时候,其蓄积热量,在建筑西侧形成一个热保护层,可以有效缓解外部气温对室内环境的影响。例如,清华大学建筑设计研究院办公楼由于用地条件的限制,将主入口设在了西侧,因此为了防止西晒,实施方案在建筑西侧设置了一面距办公楼主体4.5 m的大尺度的防晒墙,混凝土防晒墙的吸热性能和这段距离的拔风效应,有效地阻止了西晒对建筑主体的热影响。防晒墙的工作原理与双层玻璃幕墙的工作原理很相似,可以这样说,防晒墙是双层玻璃幕墙的变体,它较双层玻璃幕墙更为经济。2)多功能遮阳构件。遮阳构件已不仅仅只是单一遮阳功能的构件,而是与通风、太阳能的利用等结合在一起的多功能构件。在双层玻璃幕墙中应用遮阳技术,不仅起到遮阳作用,还对改善和提高玻璃幕墙的隔热性能及节约能源消耗方面具有积极意义。另外,若将遮阳构件与太阳能光电和光热转换板相结合,不仅可以避免遮阳构件由于自身吸热而导致的温度升高和热传递等问题,还可以巧妙地将吸收的热量转换成对建筑有用的能源加以利用,这也是建筑遮阳构件符合多功能发展的方向。3)地面保温。对于没有地下室的办公建筑来说,由于地面下土壤温度的变化比室外空气要小很多,其冬季地面散热最大的部分是靠近外墙的地面,其宽度一般为0.5 m~2 m,这部分要采取适当的保温措施。对于有地下室的办公建筑,楼地板并未暴露在外界环境中,这已为使用空间的保温创造了条件。但若地下室没有采暖,应对一楼地板采取保温措施。通常做法是在一楼地板下面填充保温材料,并同时在地下室混凝土地坪和地基与土壤之间铺设一定厚度的刚性和半刚性的保温材料。

摘要：针对目前办公建筑能耗现状,结合实际情况,分析了能源消耗的影响因素,重点对办公建筑节能的总体规划及设计方面的措施进行了探讨,旨在营造舒适的办公环境的同时实现节能减排,降低能耗的目的。

关键词：办公建筑,建筑节能,能耗,总体规划,设计

参考文献

[1]彭一刚.建筑空间组合论[M].第2版.北京:中国建筑工业出版社,2008.

[2]潘谷西.中国建筑史[M].第4版.北京:中国建筑工业出版社,2008.

[3]王立雄.建筑节能[M].北京:中国建筑工业出版社,2009.

办公建筑的生态节能设计 篇8

1 办公建筑的空间组合设计及其能耗特点

生态节能建筑的设计主要从整体环境规划和单体建筑设计两个方面展开。在整体环境规划中, 强调的是建筑与环境的关系, 解决建筑与地貌、水土、风向、日照、植被与气候的关系。在单体建筑设计中, 由于不同的功能要求, 形成多种的空间组合, 空间类型设计不但是整个建筑设计的第一步, 而且也是建筑节能设计的关键所在。

办公建筑的空间组合类型:

1) 外廊式办公楼。多为早期建造的办公楼和低层小型的办公楼。以开敞外廊或位于建筑物一侧的封闭走道组织各个单元办公室。该类建筑体型系数大, 宜采用自然采光、通风, 一般不采用集中的空调和采暖设备, 这样易于实现设备的分区控制。2) 内廊式办公楼。这种形式的办公楼最为常见, 大都以多层建筑或小高层形式出现, 办公空间形式既有单元式, 也有在大空间中可自由分割的集中办公室。该类建筑体型系数较大, 多数采用自然采光和机械通风。在设备使用上, 大空间集中办公采用中央空调, 单元办公室常采用小型分体式空调形式。3) 中间核心筒式办公楼。常见于规模较大的高层建筑, 以中间核心筒作为管线集中设置的空间和交通枢纽, 围绕核心筒设置尺度较大的集中办公空间, 或在大空间中利用轻质隔断进行自由分割, 建筑物内一般有多种功能的组合。此类办公楼体型系数相对较小, 建筑物内设备复杂, 多采用集中系统进行通风、制冷或采暖。由于办公空间进深较大, 多是自然采光和人工照明相结合。4) 带内院空间的办公楼。多见于南方, 此类办公建筑可以说是对传统院落式建筑的回归, 形式可以多种多样, 甚至可以追求南方园林建筑的曲径通幽。在建筑中引入庭院, 不但创造了宜人的自然景观, 形成了趣味空间, 美化了办公环境, 同时利用院落空间, 可以实现自然通风, 调节室内热环境, 并为建筑内部提供充足的光线。这种空间组合对于目前倡导的“绿色建筑”、“节能建筑”来说, 都是一种有利的空间布置形式。5) 以中庭为核心空间的办公楼。此类型的办公楼是目前较为流行的办公建筑组合类型。中庭给人们创造了一个拥有绿茵流水、没有夏季酷暑和冬季严寒的空间, 但是, 要创造真正的享有宜人的中庭空间的办公楼, 还需要建筑师和其他专业技术人员的共同努力, 需要多工种的配合。通过已建办公建筑的调研证明, 中庭空间物理环境处理的好坏, 是该类建筑成功与否的基础。

以上5种常见的空间类型有着不同的体型和组合, 决定了各自不同的能耗方式和能耗程度。值得注意的是, 在节能设计过程中, 还应考虑不同的地域特征和当地的气候条件, 采用不同的策略, 营造合理的办公环境。如:以保温为主的北方地区, 办公建筑采用紧凑的组合、规整的平面较为适宜, 这样建筑热损失面积小, 同时还要考虑日照充足、通风好, 可直接节约能源;但在夏季炎热的南方, 应主要考虑自然通风和建筑遮阳的问题。

2 现代办公楼的生态设计策略

2.1 提高外围护结构的保温隔热性能

建筑外围护结构的能耗有三个方面:外墙、门窗和屋顶。在大面积的墙体做围护结构的办公建筑中, 能耗方面外墙是主要的, 现在多采用复合墙体, 主要分为外墙内保温和外墙外保温, 其中外墙外保温的做法比较好, 可防止冷热桥。另外屋顶的保温和隔热也是不容忽视的。

2.2 门窗的节能措施

在现代的办公楼中很多采用大面积的玻璃幕墙, 这种透明的围护结构容易产生冷热桥作用, 所以提高玻璃幕墙的保温隔热性能是降低建筑能耗的重点。具体的设计中可采用双层的玻璃幕墙作为主要的节能手段, 与单层玻璃幕墙相比, 双层玻璃幕墙具有更好的降低噪音干扰、隔热保温的优点。空气层在水平和垂直两个方向被划分, 使得其内部的气流循环互不干扰, 有利于防火和隔音。双层玻璃幕墙的优点在于:1) 绝热好, 利于冬季保温, 夏季隔热;2) 能更好的杜绝噪音和防火;3) 能优化选择性地利用自然采光;4) 遮阳系统可根据天气状况调节;5) 办公区可以自然通风, 因为空气间层内的对角气流使得室内办公空间的空气静压小于双层幕墙的空气间层的空气静压, 从而形成一个空气压力差值, 迫使室内不新鲜的空气被抽出;6) 办公空间的自然通风换气提高了工作空间的空气质量, 减少室内综合症的发生。

2.3 有效的遮阳系统

在大面积的玻璃幕墙的办公建筑中有效的遮阳是很重要的降低夏天能耗的措施。具体措施如下:1) 使用双层幕墙, 在双层幕墙空气间层内集成地设置一个遮阳系统, 可以全面地保护整个建筑, 防止室内办公空间失控性的被晒热。2) 空气间层内设置可拉下的金属百叶可以防止过强的阳光照射。3) 遮阳系统是灵活的, 可以单独调节。4) 考虑到人的心理因素, 与室外良好的视觉联系是很重要的, 金属遮阳百叶在被拉下的情况下也能保证内外视线的联通。

2.4 楼板水冷空调吊顶系统

在吊顶内采用水冷空调系统。带冷水管的冷却板可以对室内 (办公设备和人体发散的热量) 热空气进行降温。新鲜的空气从第二层吊顶上的空间进入, 并从吊顶灯具处的回风口 (组合灯具) 被抽出。

2.5 热能再利用

在采暖期, 使用中央空调系统采暖, 室内热空气可被循环利用对新风预热。

3 结论

如上所述, 对于办公建筑中的生态节能设计, 可以在设计初期采用合理的空间组合, 并通过增强外围护结构的保温隔热性能、绿化屋面、改善窗户及玻璃幕墙的热工性能、选择有效的遮阳系统、充分利用自然采光和自然通风等方式来实现办公生态化。当然, 我们也可以通过主动式节能方法, 如采用高能效的设备系统, 采用节能灯具、电器, 也可以运用一些如低温辐射楼板、热源地泵等新技术, 来提高整个建筑物的节能率。以上所述的要点, 是设计生态办公建筑的关键问题和降低建筑能耗的有效技术手段。

参考文献

[1]玛丽.古佐夫斯基.可持续建筑的自然光运用[M].北京:中国建筑工业出版社, 2004.

办公建筑的照明节能改造设计 篇9

办公楼的照明改造主要从光源、光源附件 (如镇流器、变压器等) 、照明配电及控制管理四方面考虑。

1. 配电线路

考虑到办公楼1994年建成, 建成后照明负荷基本没出现过超负荷运行情况, 配电线路不存在老化现象。为了减少对办公环境的影响和节约投资, 照明配电回路不进行大的改造, 尽量利用原有配电线路。

2. 照明光源及光源附件

根据应用场所条件的不同, 建筑常用的高效照明光源有以下三类:第一类是以高压钠灯、金属卤化物灯为代表的高强度气体放电灯 (HID) , 适用于高大工业厂房、体育场馆、道路、广场等。这类场所范围广, 使用光源多, 节能效果显著。第二类是直管荧光灯, 适用于较低矮的室内场所, 如办公室、教室、图书馆、商场以及高度在4.m以下的生产场所 (如仪表、电子、纺织车间等) 。第三类是以紧凑型荧光灯 (包括“H”形、“U”形、“D”形、“环”形等) 为主, 替代白炽灯, 适用于家庭住宅、旅馆、餐厅、门厅、走廊等场所。

2.1 改造措施

2.1.1 灯具更换

办公区间进行改造前, 办公室照明均采用T836W荧光灯配普通电感镇流器 (输入功率为42W) , 走道及卫生间照明采用25W白炽灯。改造后, 办公室照明采用三基色稀土T528W荧光灯配A2级低损耗电子镇流器 (输入功率为30W) , 为了便于将来做照度调光改造, 此处选用调光模块, 走道及卫生间采用2W二极管吸顶灯。换后基本保证照度不变但可实现节能30%。

2.1.2 大会议室和小会议室

大会议室与小会议室采用移动照度传感器, 当照度满足不了需求且感应器探测到有人员走动时, 自动控制灯光开启, 延时一段时间后自动关闭。与前面不同的是其控制方式为强电开关控制, 代替了原有的开关面板且不需要与主控制回路相连。同时, 在回路中串接一个普通开关面板, 在放投影时可以控制强关。大会议室不相同之处在于其有6个控制灯的开关, 现仅对原来6路灯中的1路灯进行控制。

2.1.3 楼梯间、走道及卫生间照明

办公楼共6层, 每层的楼梯间、走道及卫生间照明共有17盏吸顶灯, 改造前安装功率为2550W。改造后, 由光伏发电照明, 光伏板置于屋顶, 控制箱及蓄电池置于六层设备间内, 配电线路基本保持不变, 灯具改为2W二极管发光节能灯。总光伏发电容量为210W, 年节约电能2937k Wh。

采用光伏发电系统, 公共走道的应急照明灯具不再需要蓄电池, 而由光伏发电系统的蓄电池统一供电, 减少了分散维护的难度;光源选用二极管发光光源, 节能的同时延长了灯具使用寿命, 减少了日常维护工作量。

2.1.4 其它区域

其它区域主要包括咖啡间、网络室、档案室、其它走道 (洗手间、会议室、电梯间外) , 对于这几个区域采用与会议室相同的移动照度传感器, 当照度满足不了需求且感应器探测到有人员走动时, 自动控制灯光开启, 延时一段时间后自动关闭。但不需要串接普通开关面板。

2.2 改造前后节能效果分析

2.2.1 办公室照明。以一个标准办公室为例, 改造前后计算过程及结论见表1。

从计算结果看, 改造前照度不符合《建筑照明设计标准》 (GB50034—2004) 的要求。经计算, 为满足照度300Lx的标准要求, 若不考虑节能改造需增加一盏普通单管荧光灯。功率密度则增加为12W/m2。

每间标准办公室在同样满足照度标准要求的前提下, 改造前安装功率为180W, 改造后安装功率为112W。节能效果分析如下:

办公楼共折合155间标准办公室, 每间标准办公室面积为5m×3m=15m 2, 办公桌高度0.75m, 灯具安装高度2.0m。依据《建筑照明设计标准》 (GB50034—2004) 第5.2.2条, 普通办公室照度标准值为300lx, 办公楼改造后每间标准办公室照明安装功率减少68W。

2.2.2 节能效果

办公楼照明进行节能改造后, 每年总节约电能9787k Wh。

3. 控制管理

改造前办公室内灯光的使用情况是不论外界自然光照如何, 室内灯光始终打开, 通过对实际测量数据的分析, 发现在白天日照充足的情况下, 室内灯光完全可以关闭。

在该方案中安装照度传感器, 根据实时测量的照度控制室内灯光的开闭, 同时通过逻辑判断, 控制开启灯光的数量。照度传感器的安装位置位于南北两侧的办公区。每一个传感器控制各自划分区域。

逻辑控制方案, 以照度值为200Lux为灯光开启的标准:

传感器检测的照度值<200Lux, 全部灯光开启;250Lu x<传感器检测的照度值<350Lux, 靠近窗户区域灯光关闭, 远离窗户区域灯光开启。

传感器检测的照度值>350Lux, 全部灯光关闭。

改造前对于照明系统的时间管理是通过人工手动实现, 通过对某一区域一周用电情况的监测分析, 可以看出, 正常情况下, 在早上6∶30～7∶00时间段内灯光开启, 在晚上19∶30～20∶00时间段内灯光关闭。但是, 在这些区域, 却有部分灯光长时间开着而没有关闭。

若不进行有效的时间管理, 长此以往将造成较大的电能浪费。根据监测分析及实际情况, 时间控制方案如下:

工作日:6∶30～20∶00, 依据光照情况自动开启部分灯具;20∶00～24∶00, 所有主办公区间灯具自动关闭, 个别加班人员手动开启所需区域的灯光;24∶00之后, 再次关闭所有灯具。

节假日自动控制全部关闭, 加班员工通过HMI手动开启所需区域灯光, 晚上24∶00后控制再次关闭全部灯光。

改造前办公室照明控制均为顺窗方向, 分列控制, 能够充分依据自然光的光线强弱, 控制室内照明的开闭。本次改造不做改动。

楼梯间、走廊及卫生间照明控制, 改造前后均使用声光控延时开关控制, 满足节能要求。改造完成后, 可以通过HMI实现对各个区域的独立手动控制。多组灯座为一组接入一个配电盘内断路器以及自动控制模块。

4. 结论

高层建筑节能设计的应用研究 篇10

关键词 高层建筑 节能 应用研究

一、高层建筑能耗特点分析

1.能耗组成及特点分析。高层建筑容纳人数众多，信息处理量大。为保持正常的运作，高层建筑在电梯、空调、供水、供暖、管理等方面要消耗大量的能源。主要的能源消耗形式包括电、煤、天然气以及集中供热的蒸汽和热水等。其中供暖空调系统、照明系统、动力系统和办公设备系统是建筑能耗的4个主要系统。供暖空调系统耗电量占到整个建筑能耗的50%以上；照明系统次之，大约为20%；动力系统约为10%；办公设备系统约为10%。

2.采光和通风的要求。高层建筑基本空问由主要使用房问、交通联系空问（水平交通和垂直交通）、辅助使用房问（餐饮和卫生问）以及设备系统等几部分构成，平面布局与空问组织相对固定，各部分功能空问对自然采光与通风的需求都不容忽视。因此，高层建筑能耗对气候的依赖性较弱，若通过调节建筑与环境的关系来达到节约能耗的目的，效果甚微。高层建筑的节能问题应从建筑自身出发（如平面形式、进深大小、围护构件、设备系统等），进行节能措施的探讨。

二、高层建筑设计常见问题

高层建筑设计中常出现围护结构保温隔热能力差的问题，建筑的外围护结构包括屋面、外墙、外窗以及地面等部位。对于高层建筑而言，由于其竖向表面面积远大于横向屋面面积，因此，建筑屋顶、建筑外墙及建筑外窗的保温隔热能力成为了衡量其围护结构保温隔热能力的决定性因素。影响建筑外墙节能的主要因素是墙体材料，以及影响墙体材料节能效果的墙体外饰面，东、西外墙遮阳，墙体构造形式等。

在研究中发现，高层建筑外墙应设置保温层，采用双层玻璃。由于西安高新区清扬国际大厦，外墙采用加气混凝土砌块，未设置保温层，使得该办公建筑供暖空调能耗占总能耗的比例高达60.27%。另外，当建筑外墙采用玻璃幕墙配合外挂铝塑板的构造做法时，虽然设置了聚苯板外保温但其供暖空调能耗普遍较高，如旺座现代城B座和D座，供暖空调能耗高达54.62%～56.08%。在窗户类型的选择上，分析可知，供暖空调能耗较高的都采用了单层单玻窗，能耗高达56.8%～60.27%。除此之外，还发现几乎没有高层建筑采取遮阳手段来降低供暖空调能耗，尤其是西向遮阳的问题，值得引起专业人员的重视。

三、设计对策

1.通风设计。关于自然通风的引入，一方面可以对建筑的空问形式进行组织，尽可能形成穿堂风，这一点在条形高层建筑中比较容易实现。对于点式高层，应尽可能组织两垂直墙面窗户之问的通风。自然通风的组织需要更大的窗墙面积比并形成风的通路。另外，还可以结合双层玻璃来实现降温。在国外，建筑利用通风已经成为了一种趋势，很多建筑在设计阶段均考虑了通风的构造体系，例如津巴布韦的Eastgate大楼、英国中部北安普敦近郊的巴克莱卡公司总部大楼等都采用了这种通风构造形式。

2.外围护结构设计。（1）外围护结构材料。针对目前高层建筑外围护结构材料以实体围护结构和透明围护结构为主的现状，且基于高层建筑外围护结构并非承重结构，材料选取较为灵活的特点，对于实体围护结构，应尽量选用导热系数小的多孔，空心砌块或加气混凝土砌块等，配合外墙外保温和合理的窗墙面积比，控制由外围护结构保温隔热带来的能耗损失。对于处于寒冷地区与夏热冬冷地区交界的城市，应尽量减少玻璃幕墙的使用。

当实体围护结构达到保温隔热要求后，透明围护结构应遵循以下措施：尽量减少使用玻璃幕墙；控制合理的窗墙面积比，控制可丌启面积以组织通风；选用节能的玻璃和窗框材料，注意控制密封性能。

（2）墙体外饰面。建筑外墙饰面是围护结构抵御外界气候影响的第一道防线，其材料的热工性能将直接影响围护结构的热工性能。建筑墙体外饰面对建筑节能设计的影响主要通过围护结构外表面对太阳辐射热的吸收系数表现出来：一是在房问制冷状态下，对房问能耗的影响；二是对墙体传热系数的直接影响；三是房问在自然通风状态下对墙体内表面最高温度的影响。《居住建筑节能设计标准》规定：建筑外墙采用“浅色外饰面（太阳辐射吸收系数<0.6）”节能措施时，计算外墙的总热阻时可附加“隔热措施的当量附加热阻0.2”，当外墙的传热系数由于其构成而不能达到《建筑节能设计标准》要求时，采用“浅色外饰面”的节能措施则可使每种材料包括200mm厚钢筋混凝土的传热系数值均可满足“民用建筑节能设计标准”对传热性能的规定要求。建筑的外墙饰面目前有瓷砖、涂料、石材以及金属幕墙材料等等，最典型的2类外墙饰面是瓷砖及涂料。节能设计中采用浅色外饰面或部分采用浅色外饰面显然是有利的。

（3）墙体外遮阳。除外围护结构材料的选择外，还可增加建筑遮阳，以减少供暖空调能耗。建筑遮阳包括水平遮阳、垂直遮阳、综合遮阳等方式，可结合立面设计意图进行设计，尤其应注意西向遮陽对节约建筑能耗的作用。《居住建筑节能设计标准》规定：建筑的“东、西外墙采用花格构件或爬藤植物遮阳（透射比<0.5）”的节能措施时，计算外墙的总热阻时可附加“隔热措施的当量附加热阻0.3”，节能设计中应考虑“东、西外墙遮阳”，在夏天东、西晒非常严重的地区，东、西外墙遮阳措施有待加强。这方面可以借鉴热带地区城市，如马来西亚和香港等的设计经验。在这些城市，高层建筑遮阳措施的使用在带来较好遮阳效果的同时，也丰富了建筑立面，增加了城市景观。

3.可再生能源的利用。在系统的能源使用方面，应尽量丌发可再生能源的利用，如太阳能、地热能、风能、水能、生物质能等。利用风力发电、太阳能光伏发电、垃圾发电、太阳能热利用、地热利用和沼气发电等，来减少对煤和天然气等不可再生能源和电、蒸汽、热水等二次能源的依赖。例如，使用分体空调的建筑建议增设地源热泵，这样可大大降低空调系统能耗；使用螺杆式水冷机组的建筑建议增加蓄冷装置，冷却塔的废热应予以回收利用；热泵作为一种新型节能技术，也应该在办公建筑中考虑采用；关于太阳能的利用，可以在冬季利用太阳能供暖、夏季采用太阳能制冷系统，全年中都可以使用太阳能光电系统和热水系统。

四、结束语

由于经济发展的需要，建筑由从前的多层为主改为以中高层为主，建筑的结构形式也发生了较大变化，由过去单纯的框架结构改变为以框剪结构为主，墙体结构形式的改变对墙体节能也提出了新的要求，框架结构中主要以填充墙为主，所以砌块是否节能就显得尤其重要。但在一般性的框剪结构体系中，填充墙往往只占墙体面积的一半，甚至更少，在这种形式下单纯靠改善砌块的热工性能来达到节能目的的可能性大大降低。因此，应加大发展适合于钢筋混凝土结构形式的复合外墙外保温体系的力度。对有利于提高节能效率的措施，如浅色外墙饰面、窗口建筑外遮阳及东西外墙遮阳等，在节能设计时多作考虑；目前68%的建筑节能设计可直接满足《居住建筑节能设计标准》规定的性能指标要求，且各相关参数都优于《节能设计标准》的限值要求。因此，单纯从建筑围护结构上说，完全有条件在现行规范要求的基础上适当提高节能率，提前实现建筑节能的目标。

办公楼建筑生态节能设计理念 篇11

关键词：生态建筑,节约资源,发展趋势

1 生态建筑的设计理念

生态建筑应用的是生态节能设计理念, 可细分为7个方面:节能能源、节约资源、回归自然、舒适和健康的生活环境、生态建筑所在地的要求、绿色建筑采用的天然材料和天然生态可再生能源的选择。

1.1 节能能源

生态建筑广泛利用太阳能。广义的太阳能是指风能、化学能和水的势能等。建筑上的一些结构使用的是节能原料, 这会减少煤炭采暖或者空调等的使用, 减少废气的排放。建筑上的风冷系统, 使用的是自然通风的原理, 这样能够使建筑物更好的通风, 也让人住着更加舒适。

1.2 节约资源

建筑的设计, 建筑材料的选择, 建筑的施工, 以及建筑的装修等, 都要遵循节约资源的原则。节约资源, 要做到节约水资源, 土地资源, 以及其他的可再生不可再生资源。总之, 生态建筑遵循了节约资源的设计理念。

1.3 回归自然

回归自然, 就是在大自然中, 建筑物显得不突兀。生态建筑追求的是天然, 是绿色, 是舒服和和谐。回归自然, 建筑物与大自然的合二为一, 以达到了保护生态自然环境的目的。

1.4 更加舒适良好的生活环境

房子是用来居住的, 在考虑众多因素的时候, 还要考虑健康问题, 要选择健康无害的产品, 要根据国家标准来进行选材。同时, 生态建筑会特别注意室内的温度, 空气状况等。

1.5 对于建筑所在地点的要求

注意建筑所在地的选择, 涉及到土质、水质、矿物质等, 一定要认真的勘测当地的土地情况, 要做一个详细的勘测和记录。生态建筑在建造之前, 都会对建筑所在地做一个严格的选择。

1.6 采用天然材料

选择纯天然的材料, 对人们的身体健康有好处, 要严格筛选。

1.7 天然生态可再生能源的选择

在生态建筑的建设中, 应该选择自然环境所提供给我们的天然生态可再生能源。比如, 太阳能, 风力发电, 水力发电等可再生能源。这样, 我们将会降低能源短缺的压力。生态建筑的建设, 对我们的生态环境是一份很重要的贡献。

2. 现代办公楼的生态设计策略

2.1 提高外围护结构的保温隔热性能

建筑外围护结构的能耗有三个方面: (1) 外墙; (2) 门窗; (3) 屋顶。在大面积的墙体做围护结构的办公建筑中, 能耗方面主要是外墙, 现在多采用复合墙体, 主要分为外墙内保温和外墙外保温。其中外墙外保温的做法比较好, 可防止冷热桥。另外屋顶的保温和隔热也是不容忽视的。

2.2 门窗节能措施

现代办公楼多采用大面积的玻璃幕墙, 这种透明围护结构容易产生冷热桥作用, 所以提高玻璃幕墙的保温隔热是降低建筑能耗的重点。设计中可采用双层玻璃幕墙作为主要节能手段, 与单层玻璃幕墙相比, 双层玻璃幕墙具有更好的降低噪音干扰、隔热保温的优点。空气间层在水平和垂直两个方向上被划分, 使得其内部的气流循环互不干扰, 有利于防火和隔音。

双层玻璃幕墙的优点在于: (1) 绝热好, 利于冬季保温, 夏季隔热; (2) 能更好地杜绝噪音和防火; (3) 能优化选择性地利用自然采光; (4) 遮阳系统可根据天气状况调节; (5) 办公区可以自然通风, 因为空气间层内的对角气流使得室内办公空间的空气静压小于双层幕墙空气间层的空气静压, 从而形成一个空气压力差值, 迫使室内不新鲜的空气被抽出; (6) 办公空间的自然通风换气提高了工作空间的空气质量, 减少室内综合征的发生。

使用节能玻璃是很好的节能措施。Low-E玻璃也叫做低辐射镀膜玻璃, 是表面镀上拥有极低表面辐射率的金属或其他化合物组成的多层膜层的特种玻璃。Low-E玻璃是绿色、节能、环保的玻璃产品。普通玻璃的表面辐射率在0.84左右, Low-E玻璃的表面辐射率在0.25以下。这种不到头发丝百分之一厚度的低辐射膜层对远红外热辐射的反射率很高, 能将80%以上的远红外热辐射反射回去, 而普通透明浮法玻璃、吸热玻璃的远红外反射率仅在12%左右, 所以Low-E玻璃具有良好的阻隔热辐射透过的作用。冬季, 它对室内暖气及室内物体散发的热辐射, 可以像一面热反射镜一样, 保证室内热量不向室外散失, 从而节约取暖费用。夏季, 它可以阻止室外地面、建筑物发出的热辐射进入室内, 节约空调制冷费用。Low-E玻璃的可见光反射率一般在11%以下, 与普通白玻璃相近, 低于普通阳光控制镀膜玻璃的可见光反射率, 可避免造成反射光污染。

2.3 带室内花园的中庭空间加强通风和采光

诺曼·福斯特的法兰克福商业银行总部大厦这个世界上首座生态型高层塔楼平面呈三角形, 犹如三片“花瓣”包围着一根中心“花茎”—“花瓣”是一些办公空间, “花茎”是一个巨大的中庭, 提供了自然的通风道。四层高的空中花园沿着建筑的三边交错排列, 使每一间办公室都有能开启的窗子, 可以获得自然的通风。电梯、楼梯和设备被成组地安排在建筑的三个角上, 强化了如同村落般的办公组群和花园。中庭空间具有如下的特点: (1) 室内中庭使得其周围的办公空间得以自然通风换气, 并能将日光引进建筑内部深处。 (2) 在中庭处, 每层均可设置带通透栏杆的室内阳台, 增强了视觉效果。 (3) 中庭开口处, 每层均可设置加密喷淋保护, 防止火灾发生时大火向中庭内部蔓延扩散。

3. 发展趋势

3.1 多元化和多样化

时代的发展, 也使得人们的要求在不断的改变, 对于办公楼的要求也更加高。尤其是现在人们的要求也不尽相同, 这就要求我们在办公楼的建设方面符合多元化和多样化的要求。现代办公楼, 要能够满足人们多方面的要求。比如对于办公环境的要求, 做到通风设施好, 一年四季, 要可以满足人们对于冬暖夏凉的要求, 办公的地方要宽敞舒适。

办公建筑由初期工业化管理的附属品, 到今天信息化时代创造财富的“工厂”, 无论是从总体规划布置、外部形象处理还是内部空间营造等方面都在与时俱进。以最新的设计理念为核心, 辅助以最新的信息技术、最新的材料技术和最新的结构技术, 那么在外部形象处理方面自然呈现出日新月异地发展。利用各式各样的新型材料和各种高技术手段对办公建筑加以塑造, 使之更富有现代气息。办公空间在历经了一个由模糊到标准再到多样的发展过程之后, 内部空间分割的灵活性就成为我们设计的主题之一, 在合理有序的基础之上根据不同的使用主体变换不同规格的空间, 时而私密, 时而开放, 时而集中, 时而分散。

3.2 低碳节能化

低碳节能是现代社会非常流行的一个词语。而且, 现在已经在社会环境的很多方面普遍应用。低碳节能是造福我们以及子孙万代的一项原则。所以, 办公楼的建设的趋势更趋向于低碳节能化。低碳节能化要求我们在生态建筑建造时, 进行可持续的规划, 遵循可持续的原则。每个建筑物开始建造时就要做好一个合理的规划, 要求我们进行环保采购, 这就需要建筑材料等要环保天然, 保证建筑的低碳节能化, 也同时保障了居住人们的身体健康。生态建筑的建设更趋向于可再生能源的使用, 例如太阳能的使用, 风能、水能的使用。这样会降低建筑的能耗成本, 更有利于国民经济的发展, 节约我们的社会资源, 提高人们的居住水平。

3.3 智能化

随着科技的不断进步, 智能办公建筑、智能化办公系统成为时下的主流, 追求建筑、自然、科技的高度统一。办公建筑在以人为本的前提下, 重视高科技的可用性和普及性, 提高建筑自身的科技含量, 预留未来发展空间。利用一种智能化手段来搭建一个多元化、人性化的平台。其中, 从纵向时间轴来看, 采用一切高科技手段以达到低能耗、低运营成本、可持续发展的目的;从横向空间感来看, 采用一切高科技手段以达到室内环境 (包含声、光、热、温、湿等方面) 与人体工程学的协调统一, 创造一个回归自然、体现人性的办公环境。具体的讲, 比如智能呼吸式双层玻璃幕墙 (类似于建筑的“皮肤”) 、智能照明控制系统、高效能源系统、高效信息通讯系统、安全保障系统、办公自动化系统 (OA系统) 、火灾消防自动化系统、置换式新风系统等等。面对这些智能化的方式、方法, 我们在兼顾建筑经济性的前提下, 应当合理控制前期投入, 大力促进建筑的智能化发展。

4 结语

随着社会的不断进步, 与我们生活息息相关的建筑行业也在不断的创新与发展。生态建筑的发展, 对于我们自身的生活以及我们所居住的自然环境都有非常重大的意义。现代办公楼符合生态建筑的设计理念, 相对于原来的办公楼, 空间上有更大优势, 通风设施好, 办公环境更加优雅, 会使人们的居住环境更加舒适健康;现代办公楼的建设, 也使得环境减少很多负担, 从环境保护出发, 更符合现代的要求。现代办公楼符合生态建筑的理念, 我们相信在社会的不断发展中, 办公楼的建设也会不断创新。

参考文献

[1]徐齐帆.办公建筑设计趋势浅析[J].中国集体经济, 2007 (04) .

[2]田世河.现代办公建筑设计浅析[J].科技情报开发与经济, 2009 (7) .