高層辦公樓在建筑節能設計研究分析

【摘 要】隨著社會的不斷發展進步，建筑業在我國不斷興起，建筑的節能設計成了人們重點關心的話題。因此，建筑節能的設計就有了更高的要求，做好建筑節能的設計工作，不僅能夠節約能源，同時對于建筑的長期使用都有著重要的意義。本文以高層辦公樓為例，簡要分析建筑節能設計的相關內容，并且提出一些方式方法以供參考。

【關鍵詞】高層辦公樓；建筑設計；節能

前言：

當前，能源問題是人們最為關注的問題之一。由于人們對能源的需求量越來越高，能源是使用成了影響人們生活的關鍵因素，而能源分為可再生能源和非可再生能源兩種，其中對不可再生能源的大量使用造成了能源的流失，人均的能源使用量就相應的減少。如何開發和合理的使用成了當前關鍵性的問題。因此，建筑節能的作用也日漸凸顯，為了更好的利用能源，我國政府對于建筑的節能也有了一定的要求，并且制定了相關的標準制度，也加大了節能技術的投入，在不斷的研發和學習新的節能技術。為此，在建筑節能上也有了新的發展目標，在建筑設計上全面的實現節能效果。

1、建筑節能的作用和意義

建筑節能的設計是建筑設計過程中不可缺少的一部分，不僅能夠節省資源，同時也利于對環境的保護。在我國，建筑節能的發展已有幾十年的歷史，經過了幾十年的沉淀，在節能技術上取得了很高的成就，然后隨著社會的不斷發展，節能技術也需要有所發展和突破，今后的發展方向是要面向全國的所有建筑工程施工，把建筑節能的工作全面的落實，從節能、綠色、環保等幾個方向來推動建筑節能技術的發展，并且采取有效的施工措施，以保證建筑節能技術的不斷發展。

2、我國的節能建筑評價指標

我國在建筑節能上也推出了相關的標準，根據建筑節能技術的相關標準，出臺了一系列的標準方案，其中《民用建筑節能設計標準（采暖居住建筑部分（JGJ26 -95）》等文件都是對節能建筑技術評價的硬性指標，在節能建筑施工過程中，需要根據相關標準來執行，技術指標必須要達到相關標準，如果不符合標準，則不能進行施工。

2.1 規定性指標

建筑用材料和建筑用的相關方案都有一定的質量要求，按照國家標準，在使用的過程中要保證符合規定的標準，以門傳結構為例，在安裝過程中，首先要確認其使用質量，同時參照相關系數確定其節能結構的標準，然后從建筑的整體來考慮，確認相關細節，凡是與節能相關的參數都要保證其使用標準，在這整個過程中，建筑設計的內容應符合規定的節能標準。而在施工過程中，設計師設計的內容往往只重視設計的樣式而忽略設計的合理性，過于片面性，而忽略了節能效果的使用，從而導致在施工中的節能系數不能夠達到相關標準，不能對高層建筑的整體進行節能效果進行更有效的把握。

2.2 性能性指標

性能性指標（ Performancelndex）不具體規定建筑局部的熱工性能，但要求在整體綜合能耗上滿足規定要求，某一節能目標可以通過各種手段和技術措施來實現。它允許設計師在某個環節上有一定的突破，這樣一來鼓勵了創新，滿足了設計師在自由設計和建筑節能規范控制兩方面的需求，從而給了設計師較大的自由發揮的空間。

3、建筑節能的途徑

現代生活和生產對能量的巨大需求與能量相對短缺之間日益尖銳的矛盾促進了世界范圍內節能運動的不斷展開。今天，“節約能源，提高能源利用率”已經成為各行各業在謀求提高勞動生產率的同時所追求的另一個目標，建筑行業也不例外。從建筑設計方面，建筑節能的途徑主要有以下幾個方面：

3.1 控制建筑物的體型系數

建筑物的體形系數（ shape coefficient of building）是指建筑物與室外大氣接觸的外表面積與其所包圍的體積的比值。外表面積中，不包括地面和不采暖樓梯間隔墻和戶門的面積。見《民用建筑節能設計標準（采暖居住建筑部分）（JGJ26 95）。它實質上是指單位建筑何種所分攤到的外表面積。建筑物外表面積越大，散熱面就越大。其耗熱量隨體型系數的增長而增加。體積小、體形復雜的建筑，以及平房和低層建筑，體形系數較大，對節能不利；體積大、體形簡單的建筑，以及多層和高層建筑，體形系數較小，對節能較為有利。因此，嚴格控制體型系數對節能建筑設計很重要。在設計中控制體型系數的方法很多，如建筑物平面空間組合集中緊湊，減少凹凸變化，可使體型系數減小；在大體量的總趨勢下，建筑物進深加大，層數加多，其體量加大，使節能愈顯著。

3.2 采用各種高效保溫的節能材料

在建筑物外圍護結構中，墻體所占的面積最大，是外圍護結構的主體，屋面作為外圍護結構的一部分，它的保溫隔熱也是不可或缺的，搞好外墻和屋頂的保溫設計十分重要。從長遠來看為了實現節能，根本出路在于發展高效保溫的外保溫復合外墻圍護體系。外墻外保溫是目前應用最廣泛的保溫做法，也是目前國家大力倡導的保溫做法。

近幾年，國內接連幾次高層建筑火災事故，引起社會各界對外墻保溫材料安全性的關注。為此，國家相關部門幾番出臺相關政策，逐漸提高了外墻保溫材料的防火性能指標。公安部于今年3 月發布了業內所稱“最嚴65 號文”，要求民用建筑外墻保溫材料一律采用燃燒性能為A 級（不燃）的材料。傳統的節能保溫市場基本僅注重保溫效果，外保溫材料市場近90%以上都使用保溫性能優異的EPS（模塑聚苯板）和XPS（擠塑聚苯板），其燃燒性能都僅達到B2 級（可燃）甚至B3 級（易燃）。雖然苯板保溫性好，但極易燃燒，蔓延速度快，且產生燃燒滴熔物和濃煙。政策的天平在墻體保溫材料防火與節能之間，正在移向前者。政策的變化顯示出對于外墻保溫行業防火安全的日漸偏重，這將外墻保溫材料的防火門檻提到了前所未有的高度。外墻保溫材料的防火安全必須保證的同時，作為擔負著建筑節能1/3 重任的外圍護結構節能保溫，其節能特性標準也不應降低。節能關系國家能源安全供應，防火涉及百姓生命財產安全，二者必須兼顧。

3.3 外門窗的節能設計

在建筑圍護結構中，外門窗是建筑能耗散失的最薄弱部位，與墻體、屋面相比，門窗的保溫隔熱能力較差。我們可以通過提高門窗的氣密性，提高窗戶本身的保溫性能.減少窗戶本身的傳熱量；在保證日照、采光、通風、觀景要求的條件下，盡量減小外門窗洞口的面積，采用適當的窗墻面積比；還可以通過提高窗戶本身的保溫性能，減少窗戶本身的傳熱量。比如增加窗扇層數和增加玻璃層數以及采用特種玻璃來實現。

3.4 加強冷橋部位的保溫構造設計

冷橋主要是指在建筑物外圍護結構與外界進行熱量傳導時，由于圍護結構中的某些部位的傳熱系數明顯大于其他部位，使得熱量集中地從這些部位快速傳遞，從而增大了建筑物的空調、采暖負荷及能耗。特別是在節能型建筑中，由于采用新型節能圍護體系，整體的大面積加強了保溫，其冷橋節點失熱比傳統非節能建筑要大得多。所以是否處理好冷橋節點部位的保溫構造設計是新型圍護體系節能技術的成敗關鍵，應引起足夠的重視。冷橋對于建筑物有著破壞作用，它會造成房間的耗冷量增加，浪費供冷的能源；會在高溫側有凝結水，影響隔熱材料的隔熱性能；還會影響高溫側房間的使用。要避免這些情況，就要盡量減少冷橋的數量和面積，對不可避免的冷橋，要用保溫材料進行包裹。所以我們在設計中，對于每一個冷橋節點均應逐個分析該節點所在部位的結構方案、構造方案及節點所在的不同節能圍護體系，選擇最佳綜合技術，以保證整體建筑物節能效果良好。當然，節能建筑設計涉及的面很廣，除上述幾方面外，還包括多方面的因素。如增大建筑物南向獲熱面積；適當減少南向陽臺的設置；在住宅中，將北陽臺的外墻外窗全部用封閉陽臺封閉起來；外門設防風門斗，防止冷風倒灌；屋頂采用坡屋頂，設置閣樓；住宅中的樓梯間設成封閉式的，對屋頂上人孔采用封閉處理；充分利用太陽能，設置各種類型的太陽能集熱設施和裝置等。建筑節能與結構、給排水、供暖、通風和電氣等各個專業均緊密相關，實現建筑節能是一項重大的系統工程，它需要各個環節、各個部門、各個專業的相互配合，共同努力，取得共識，才能實現節能目標。

結束語：

作為一個建筑設計人員，在對建筑進行節能設計的同時我們應根據當地資源條件，因地制宜，就地取材，合理利用。同時，更應重視綜合設計過程這個新觀念，在方案之初即組織相關專業工種介入，統籌考慮相互影響，尋求合理的解決方案。

參考文獻：

[1]王新，續振艷，陳濤. 我國大型公共建筑節能改造EPC模式選擇研究[J]. 建筑節能. 2011（01）

[2]盛家倫，田青. 某辦公建筑空調系統變風量改造[J]. 暖通空調. 2003（03）

[3]徐雙燕. 建筑物的建筑節能技術的發展狀況[J]. 才智. 2011（26）