对高层办公建筑设计的探究

李爱静

【摘要】高层办公建筑对于一座城市来说具备了一定的代表性及象征性，从而也反应出了一个城市所具有的经济水平及发展程度。本文主要探讨了高层办公建筑节地、节能、节水、建筑选材及室内环境设计等条文要求，分别选取几个点来进行分析，提出绿色高层办公建筑设计的部分要点。

【关键词】高层办公；建筑设计；体量朝向；围护结构

一、高层办公建筑设计现状

就当前社会经济发展形势，高层建筑已成为城市建筑的和主体，尤其是办公楼大部分是高层建筑形式，据资料统计，世界上每年建造的高层建筑有75%为办公建筑；办公建筑或综合性办公建筑几乎占据了排列前30名的最高建筑。我国一般公共建筑能耗水平（不包括采暖能耗）大约为20～60kWh/m2，大型公共建筑能耗水平大约为70～300kWh/m2，其中商场类建筑能耗水平约为200～300kWh/m2，高档办公室大约为200kWh/m2。而高层建筑随着体型的扩大，建筑高度的增加，为了实现同水平的室内环境品质，高层建筑需要消耗更多的能源，其单位面积能耗大约为大型公共建筑的1～3倍，一般公共建筑的4～10倍，因此对高层办公建筑实施绿色节能策略就显得尤为重要。

二、高层办公建筑设计要点分析

1、地下空間开发利用及室外环境设计

从绿色建筑理念出发设计的高层办公建筑，提高空间利用效率是比较容易在设计中实现的。高层建筑在规划设计方案阶段就应充分考虑将包括停车、设备、后勤、餐厅等辅助功能最大可能安置在地下空间，甚至建议中心城市重要建筑的地下室应首选考虑设计为多层地下空间来提高土地利用率。另外，可以利用地形或地势高差的特点为地下空间提供可能的自然采光或通风。

高层办公建筑的规划设计初期，除了应考虑到满足自身以及对周围环境的日照、消防影响，同时应充分考虑并通过专业软件模拟计算来分析建筑自身以及对场地的风环境影响；规划布局也应充分考虑与城市道路、停车场的距离、位置关系，使其受到噪声影响的程度最小，满足国标《声环境质量标准》的有关规定。

绿色办公建筑室外环境的设计应着眼于两点：①通过合理设计提高绿化总量，除了根据用地的实际可能保证绿地率外，同时应有意识的利用屋面、退台及设置垂直绿化等增加立体绿化的比例，改善局部环境质量。②环境设计应尽可能减少对原有地形地貌的破坏，利用场地中原有的自然水体，并合理组织屋面雨水汇集及降水的地表径流，设计为区内人工水体，减少排入市政管道的水量。

2、围护结构设计

高层办公建筑的围护结构设计直接关系着建筑的保温性、隔热性以及空调能耗等节能指标，因此应重点关注。外围护结构设计的重点是外窗（保温性、气密性）的设计，首先应明确一个概念，即窗墙比。窗墙比是建筑节能控制中最主要的指标，因为其不仅是《绿色建筑评价标准》中节能一项的一个重要指标，同时也是《公共建筑节能设计规范》中确定建筑外围护结构传热系数的依据。窗墙比是指不同朝向外墙面上的窗及幕墙的透明部分总面积与所在朝向建筑外墙的总面积之比值。确定窗墙面积比，应综合考虑地区的不同朝向、外墙日照情况、季风影响、室外温度、室内采光设计标准以及开窗面积与建筑能耗所占比率等因素，从降低能耗出发，限制建筑窗墙面积比是一个很好的方法。在一般情况下，应尽量避免在东、西朝向大面积开窗，以标准层面积2000m2的典型长方形超高层建筑为例进行分析，当窗墙比从70%变化至50%左右时，分析建筑全年能耗降低约2%，空调冷热负荷降低约4%。

高层办公建筑为减轻自重，通常采用大面积玻璃幕墙系统。玻璃幕墙的热工性能相对较差，是影响室内热环境和建筑能耗的主要因素之一。通过合理考虑玻璃幕墙透明部分与非透明部分比例，可达到较好的节能效果。对于玻璃幕墙系统，由于各方面条件所限，窗墙比不可能降到很低，但50%的比例却是完全可以实现的。

3、采光设计

天然光绿色环保并有益于人体健康，充分利用天然光是实现办公建筑照明节能的最好方法。我国大部分地区处于温带，天然光充沛，白天大部分时间都有自然光可以利用，这为建筑采光创造了非常有利的条件。①对室内围合面积的影响。当前，办公建筑常见的侧窗形态主要有水平带形窗、竖向条形窗和玻璃幕墙3种。从采光角度看，由于建筑的梁、柱会对幕墙采光产生遮挡，加之规范要求0.8m以下不计入有效采光面积，基于此，幕墙实际的采光作用与水平带形窗类似，因而，对竖向条形窗和水平带形窗进行比较。 以8.4m宽、3.6m 高的建筑立面为例，水平带形窗最大窗高可以做到2m，最大窗宽可以做到7.6m，采光窗面积为15.2m2，按办公室1/5的窗地比要求，房间的最大面积可做到76m2；对于竖向条形窗，从美学角度看，8.4m 跨距之间设计5个窗口比较合适，假定条形窗之间的短支墙宽度为500mm，扣除4堵短支墙所占空间后，5个采光窗的总宽为5.5m，总采光面积为11m2，按办公室1/5的窗地比要求，房间的最大面积可做到55m2。由此可知，在跨距、层高相同的条件下，同时满足办公室1/5的窗地比要求，采用竖向条形窗时，房间最大围合面积约为水平带形窗房间面积的80%。②采光质量。采用水平带形窗的房间，沿外墙位置照度分布均匀，近窗处工作面的采光量大于条形窗，有利于沿外墙灵活布置办公家具；而采用竖向条形窗的房间，由于条形窗之间的短支墙对光线产生遮挡，房间沿外墙位置照度均匀度较差，不利于在近窗处连续布置办公家具。固从采光质量看，水平带形窗也优于竖向条形窗。

4、自然通风设计

在高层办公建筑设计中，通风设计是其整体设计的重要组成部分，从绿色建筑理念出发，建议除超高层以外的高层办公建筑应采用自然通风的形式。自然通风是建筑界面普遍采用的一项改善室内热环境、节约空调耗能的技术，采用自然通风方式的根本目的就是取代（或部分取代）空调制冷系统。①当室外空气温湿度较低时，自然通风可降低室内温度，带走潮湿气体，达到人体热舒适的要求，即使室外空气温湿度超过舒适区，需要消耗能源进行降温处理，也可通过自然通风输送处理后的新风，有利于减少能耗、降低污染。②室内空气品质的低劣在很大程度上是由于缺少充足的新风，同时空调也使人的抵抗力不断下降，引发空调病，而自然通风具有排除室内污浊空气、满足人和大自然交往的心理需求等作用。生态高层办公建筑的自然通风设计是通过界面的形体及细部构造产生风压差，形成气流的运动，以带动和促进室内通风，其设计手法通常表现为合理引导气流方向、运用烟囱效应和风洞效应等。例如：对于开放部分楼层的走道空间，在建筑的东西立面上形成开口，将风引入走道内部，利用天井的烟囱效应，提高建筑内部的通风潜力。

三、结束语

综上所述，在高层办公建筑中，将绿色建筑的理念融入到整个设计中，能够构建低碳、实用、愉悦的办公空间，为此，应从其外部造型、维护结构、采光、通风等方面出发，优化设计，利用节能材料和结构，以降低高层办公建筑的能耗，实现其可持续发展。

参考文献：

[1]阮良通，黄彬.生态设计理念下的现代高层写字楼建筑设计的探索与思考[J].建筑知识， 2013.