生态办公建筑设计策略分析

2022-04-14尚飞

建筑与装饰 2022年7期

关键词：办公建筑遮阳生态化

尚飞

身份证号码：1323011980****3537 湖北武汉 430000

引言

办公建筑内部具有集约化的办公条件，高质量的管控模式，为人们提供优良的办公环境。办公建筑设计中渗透生态理念，可从本质始实现人、自然及经济高度统一，最大限度发挥生态建筑的美化和绿化功效，促进建筑行业健康发展。

1 办公建筑生态问题分析

办公建筑设计过程中，因自身意识不同，设计人员、开发商过度追求短期利益，将核心置于办公建筑高度、面积等方面，认为高、大、奇作为凸显办公建筑关键性特征，对办公建筑设计中生态问题并未加以重视，其生态问题主要汇总为以下几方面：

1.1 高能耗

我国当下能源耗损中建筑耗能占据1/3，公共建筑自身面积较大，单日使用能耗时间长，相较于常规居住建筑耗损能源较多，主要体现在办公设备、照明、采暖等方面。

1.2 污染严重

办公建筑中存在多方面污染，主要凸显在两方面，如自然环境、室内环境，前者主要体现在建筑应用过程中，最终排放的二氧化碳、水污染、光污染等；后者污染主要体现在装修材料、办公设备发散的有害物质和辐射[1]。

1.3 舒适性低

办公建筑缺乏良好的舒适性，核心凸显于温度、通风、照明风方面，室内外通风差异性较大、通风条件不佳，一定程度影响员工工作效率及质量，促使员工工作产生不舒适感。

1.4 安全性低

办公建筑其中多数为高层建筑，随着高度不断增加，其实际应用耐久性及可靠性成为人们关注焦点，因高楼内部烟筒助燃效应和灭火难度较大，促使建筑防火问题成为重点。

2 办公建筑生态设计基本原则

办公建筑生态设计作为一项复杂性工作，需系统性考量多项因素，最大限度实现生态设计目标，展示建筑节能成效。为获取办公建筑设计合理性，需遵循以下基本原则：

2.1 生态性

办公建筑设计过程中，生态化作为基础性原则之一，需全面将绿色、环保理念予以凸显，节省工程建设资源、能源，积极倡导新技术、新材料应用。

2.2 以人为本

办公建筑作为人们工作核心主阵地，建筑生态化设计中，需始终坚持以人为本原则，合理做好整体统筹规划，保证建筑安全性、稳定性。需注重建筑结构设计，确保其整体安全优良，舒适性设计需以提升人们工作舒适性为着力点，开展室内环境和功能设计。

2.3 质量经济统一原则

开展办公建筑生态化设计，需始终遵循质量与经济相统一，结合施工规模、条件合理化选取材料，实现项目经济效益最大化。

3 办公建筑生态设计策略

3.1 建筑朝向－采光和通风

办公建筑布局其主体难以避免东西方向接收光照，所以合理化布局办公建筑主体朝向，作为建筑生态设计核心内容，以此优化改善内部环境。除接受太阳光辐射之外，地域自身主导风向作为影响建筑朝向关键性因素，如针对湿热区域内，有计划、有组织的通风可短周期内将建筑表面热量带走，以此实现降温的目的。建筑物平面形状与其自设布局方式最终造成气流发生不同波动。

3.2 围护结构生态化设计

从我国当下可持续发展理念引导下，办公建筑外围界面均具备较强的过滤装置，其处于气温较低的冬季具有保暖功效，气温较高的夏季具有防晒作用，立面设计中需呈现多元化功能措施。办公建筑围护结构生态设计中控制要素包含以下几方面。

3.2.1 窗体。当下办公建筑窗体生态化设计主要可选用两种措施，即高效化节能反射玻璃、遮阳基础设施。一方面，针对各类反射玻璃可从本质层面实现隔热目标，当下窗体隔热设计中使用频次较高的玻璃包含热反射玻璃、中空LOW-E玻璃。另一方面，遮阳设施。遮阳设计作为避免阳光持续性辐射、加强窗体隔热性能最直接、最简易的举措之一，当下主要包含活动式和固定式遮阳系统，前者可满足冬季和夏季基本要求，以及吻合自然通风要求；后者具有良好的经济性，特别针对阻挡直射阳光成效较佳。图1为某金融中心百叶遮阳。

图1 某金融中心百叶遮阳

3.2.2 双层幕墙。双层玻璃幕墙作为办公建筑生态设计广泛应用技术，其核心应用原理为有效对外部光、声音及热量进行阻隔，两层玻璃间存留一定的宽度，被不同方式分隔成相应的缓冲空间，从室内将部分废气予以抽出，同时携带太阳辐射热量。依照双层幕墙层间分隔方式，其主要划分为三种类型，即廊道式、竖井式和窗箱式[2]。图2为竖井式“烟囱效应”通风工作原理图。

图2 竖井式“烟囱效应”通风工作原理图

3.2.3 外墙体。外墙作为围护结构核心主体部分，办公建筑围护不同于常规建筑，为实现减轻整体负载，获取良好的保温成效，通常选用轻质高效化材料，当下墙体保温体系包含两大类型，即外墙外保温体系、外墙内保温体系。同时，针对高温的夏季，通风、遮阳是办公建筑生态化设计重要内容，可结合当地气候进行合理化布局，墙面处理保证夏、冬季需求吻合。

3.3 自然通风设计

办公建筑多处于密集区域内，且高度通常较高，合理的自然通风设计可凸显相应的经济性，节省大量能源，减少对机械通风和空调使用，以此为职工创设良好的工作环境。同时，选取封闭的中央庭院吸收新鲜空气，为建筑内部持续性预热，可减少内部能耗。办公建筑并非单一化依附自然通风，针对寒冷区域内处于低温冬季下，需避免通风过度和新鲜空气预热超限，造成内部能量损失较多。从多个实践经验表明，办公建筑中被动式联合机械通风，作为较佳的通风模式，具有良好的通风成效。

3.4 自然采光与人工照明

3.4.1 自然采光。当下办公建筑自然采光技术均以控制直射光线量为核心，从本质层面弱化其对视觉舒适度产生的不利干扰，以及依托减少热量获取以减少建筑制冷的负担。当下自然光采集系统设计，包含以下几方面措施：首先，针对办公建筑内部较大区域内，可采取相应的措施将阳光反射、漫射至更深区域内，不增加窗户周围强光同时，达成整个区域内光线均匀性。其次，通过较小的进光区域，可不对阳光辐射产生严重的制冷负荷实现节能目标。最后，合理设计遮挡阳光直射系统，减少阳光带来的不利影响。采光设计过程中，可在保证人工照明节能、增加少量阳光热量间探索新的平衡点。

3.4.2 绿色照明。办公建筑生态化设计，需综合性考量各方面因素，以此保证绿色设计目标达成。办公建筑照明设计需积极突破原有固有设计理念，遵循设计基本原则，合理化选取灯具实现绿色照明。照明技术处于夜间和必要状况下，对室内采光做以补充，应始终遵循绿色化照明原则。绿色照明主要是强调节约电能，其作为一项系统性工作，需积极做好以下设计工作：第一，分级设计。吻合标准背景照度基本水平，与吻合工作照度基本要求相结合，保证获取充足垂直照度基础上，最大限度减少水平照度影响。第二，分区集控。白天、靠窗区域内自然光照充足，建议将其背景照明关闭。第三，场景设置。根据多元化要求和外界提供背景照明，以此防止过度设计和能源浪费。第四，节能灯具。选用高效化灯具，以实现更少的电能获取更多光能，减少热能产生。

3.5 能源技术与绿色建材

3.5.1 太阳能技术。一方面，被动式太阳能技术。特朗布壁作为新型外墙系统，其充分利用温差循环基本原理，选用自然热空气进行热量持续性循环，缓解供暖系统整体负载。其基本应用原理为，处于气温较低状况下，热惰性墙体可凭借自身优势，充分吸收阳光辐射为室内供暖，新鲜空气从外墙底部进入空气腔内，热惰性材料吸收辐射后进入室内，实现热空气充分循环。处于高温夏季条件下，促使空气上升并排放至室外，墙体吸收冷空气进入室内，实现自然降温目标，工作原理见图五。另一方面，主动式太阳能采集技术。首先，太阳能光电屋面。太阳能光电板作为太阳能光电池与瓦板相融合产物，其不仅可获取电能，而且可得到热能，为避免屋顶过热，在其底板下方存留空气间隔层，布设回收装置，为生产热水和供暖提供驱动力。其次，太阳能电力墙。电力墙作为太阳能光电池与材料融合，形成相应的外墙贴面，不仅可作为良好的装饰品，而且为建筑提供电力能源。

3.5.2 热泵技术。处于自热条件下，水受重力的作用从高流向低处，热量也从高温转向低温，人们可利用水泵将低处水提升至较高区域内。从本质层面分析，热泵作为一种热量提升装置，其核心功效为吸收周围相关热量，将其传输至被加热主体目标，其工作基本原理。按照热泵自身实际特征，可将其划分为多种类型，不同类型呈现的成效存在差异性[3]。