高層辦公樓節能設計在北方嚴寒地區的應用探討

文/李潔　 內蒙古電力勘測設計院有限責任公司土建室　內蒙古呼和浩特　010020

高層辦公樓節能設計在北方嚴寒地區的應用探討

文/李潔 內蒙古電力勘測設計院有限責任公司土建室內蒙古呼和浩特010020

在北方嚴寒地區，辦公樓的設計需要全面貫徹國家保護環境和節約能源的有關法律、法規以及相關政策，慎重地考慮建筑物的布局、結構、綠化和朝向等因素，同時在工作中更要對節能影響進行全面分析與總結。對于節能設計而言，在工作中主要以材料的選擇、結構的設計以及建筑空間的采暖、通風、照明等多個環節進行深入分析與處理。本文就高層辦公樓節能設計在北方嚴寒地區的應用進行總結與分析，提出了相應的設計要點。

辦公建筑；節能；嚴寒地區

新世紀，能源問題是一個全球性問題，也是人類面臨的主要生存問題之一。自工業革命以來，工業化社會的發展帶來了很多生態環境問題，臭氧空洞、酸雨、泥石流等自然災害不斷發生，嚴重的影響了人類的正常生活與生產。隨著可持續發展觀的提出與落實，人類對節能和環保的呼聲也越來越高。目前，雖然各種新能源不斷的開發與應用，但是在短期內尚不能完全緩解能源供應緊張的現狀。建筑業作為世界能源消耗大戶，致力于開發節能、環保的施工技術與工藝已成為其未來發展的主要趨勢，也是其得以良好發展的基礎。辦公建筑作為建筑工程的重要組成部分，對其進行節能環保施工設計已成為不容忽視的工作重點，是落實建筑節能要求的主要途徑。

一、高層辦公建筑與節能設計的關系

新世紀，節約能源是我國的基本國策，也是實現節約型社會的基礎。隨著近年來國民經濟發展速度的不斷加快，建筑工程節能設計已成為建筑工程施工的核心觀念，同時其作為一個約束性問題也是一項必須實現的建筑目標。就目前分析，要想在施工中實現建筑節能，任務艱巨。在我國當前社會，建筑用能已達全國總能耗的1/4以上，而且隨著人們生活水平的提高還在逐步增加。因此在建筑工程中做好節能設計與施工是十分重要的，這是社會發展的當務之急，也是社會形勢發展的迫切需要。

1.建筑設計與節能

高層辦公建筑是目前建筑工程項目中的重要組成部分，對其進行節能設計必將引起我國北方嚴寒地區熱環境系統的改進。通常在設計施工的過程中都是通過提高暖通空調系統的能源利用效率，進而從根本上扭轉建筑用能浪費現象。就目前的建筑工程設計方案分析，主要包括平面形狀、建筑長度及進深設計幾個部分。這些環節在施工過程中均與能源消耗有直接關系，通常情況下，應當盡量減少圍護結構所占據的建面，占據面積越小，則對能源的消耗也就越小。

2.建筑體型與節能

就我國建筑工程設計分析，由于我國地域廣闊，從北到南逐步分為了嚴寒地區、寒溫地區、溫帶地區、暖溫帶以及熱帶地區，而這些地區由于光照時間和氣溫的不同對建筑設計要求也不盡相同。近年來，我國北方嚴寒地區辦公建筑的設計與施工有了巨大的變化，對供暖與節能的要求也提出了新的設計流程和模式。在現代化建筑工程項目中，設計人員常常為了追求建筑體型變化而在設計中突出鮮明的個性，這種個性不再局限于過去的幾何形體，而是包括性質、功能以及結構體型等多個方面。在節能設計中，應首先控制熱工參數和層高，其次要嚴格控制表面積參數。通常建筑體型與節能之間有著密切的關系，體型系數越大，則建筑空間之中的散熱面積就越大，所造成的熱能損失也越多。

3.窗戶的設計與節能

窗戶設計在目前的建筑工程項目中，通常都是一個獨立的存在。隨著近年來人們生活水平的提升，對窗戶的需求也變得五花八門。窗戶設計的主要目的有兩個：第一要能夠阻擋外界環境對室內環境造成的影響，避免受到外界噪音、光輻射等因素影響而造成室內環境質量下降；第二窗戶作為居民與自然溝通的主要渠道，是空氣、陽光以及熱能交流的主要通道。因此在設計中更是需對其絕熱和流通進行嚴格的控制。由于窗戶是造成建筑物室內熱損失的主要部位之一，因此提高窗戶的隔熱性能對于降低室內熱損耗有著重要的意義與作用。

在目前的工程項目中，尤其是高層辦公建筑中，對于窗戶的熱工性能通常從以下幾個方面進行改進與優化：

首先，在窗戶設計工作中通過對窗戶材料和規格進行嚴格控制，采用各種性能可靠、穩定且密封度高的材料，避免出現窗戶縫隙部位較大而引起窗戶裂縫，造成室內嚴重熱損耗；其次，在設計中對材料的選擇要嚴格控制，多選擇節能、保溫且密封性能好的材料。另外，改善窗戶保溫能力是保障屋內熱損耗的關鍵。就目前的高層辦公樓的窗戶設計進行分析，其多是以節能的角度出發，采用單框雙玻璃斷橋鋁合金窗，進而做到隔絕室內熱量損失。

二、在北方寒冷地區的應用

由于近年來我國城市用地日趨緊張，從總體上分析，建筑施工中高層建筑越來越多，成為社會發展的主要趨勢。同時我國在目前也正面臨著一場真正的能源危機！隨著城市化進程的加快和人民生活質量的改善，我國建筑耗能比例最終還將上升至35%左右。如此龐大的比重，建筑耗能已經成為我國經濟發展的軟肋，形勢非常嚴峻。目前全球傳統能源儲量極為有限，我國人均能源可采儲量更是少的可憐。然而我國建筑耗能極大，尤其北方寒冷地區建筑耗能更為嚴重。我國北方寒冷地區冬季時間漫長，取暖期一般長達200余天，能耗和環境污染也非常嚴重。每年北方城鎮僅采暖一項就占采暖區全社會能源消費的20%以上。在一些嚴寒地區，城鎮建筑能耗高達當地社會能源消費的50%左右。如此嚴重的建筑能耗威脅著國家的安全與穩定，國家正面臨一場真正的能源危機！因此，在我國加快推廣節能建筑勢在必行，尤其在我國北方推廣節能建筑更是迫在眉睫。針對北方嚴寒地區的高層辦公建筑分析，如具有高大空間且有大面積玻璃門窗圍護結構的建筑，采暖效率不高且散熱器難以布置，浪費有效空間、影響使用效果以及影響舒適性，建議慎重使用。

總結：

建設資源節約型、環境友好型社會，是建筑業發展的主要目的，也是其義不容辭的社會責任。建筑企業要以節能減排為目的，積極開展綠色施工，積極承擔這份社會責任。隨著有關國家立法、執法和政策管理等方面的不斷完善，我們一定能將節能性建筑的設計與節能技術推向一個新階段，實現我國能源可持續利用的長遠目標，到那時我國北方寒冷地區建筑也將能擺脫高耗能的局面。