生態辦公建筑設計策略分析

尚飛

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引言

辦公建筑內部具有集約化的辦公條件，高質量的管控模式，為人們提供優良的辦公環境。辦公建筑設計中滲透生態理念，可從本質始實現人、自然及經濟高度統一，最大限度發揮生態建筑的美化和綠化功效，促進建筑行業健康發展。

1 辦公建筑生態問題分析

辦公建筑設計過程中，因自身意識不同，設計人員、開發商過度追求短期利益，將核心置于辦公建筑高度、面積等方面，認為高、大、奇作為凸顯辦公建筑關鍵性特征，對辦公建筑設計中生態問題并未加以重視，其生態問題主要匯總為以下幾方面：

1.1 高能耗

我國當下能源耗損中建筑耗能占據1/3，公共建筑自身面積較大，單日使用能耗時間長，相較于常規居住建筑耗損能源較多，主要體現在辦公設備、照明、采暖等方面。

1.2 污染嚴重

辦公建筑中存在多方面污染，主要凸顯在兩方面，如自然環境、室內環境，前者主要體現在建筑應用過程中，最終排放的二氧化碳、水污染、光污染等；后者污染主要體現在裝修材料、辦公設備發散的有害物質和輻射[1]。

1.3 舒適性低

辦公建筑缺乏良好的舒適性，核心凸顯于溫度、通風、照明風方面，室內外通風差異性較大、通風條件不佳，一定程度影響員工工作效率及質量，促使員工工作產生不舒適感。

1.4 安全性低

辦公建筑其中多數為高層建筑，隨著高度不斷增加，其實際應用耐久性及可靠性成為人們關注焦點，因高樓內部煙筒助燃效應和滅火難度較大，促使建筑防火問題成為重點。

2 辦公建筑生態設計基本原則

辦公建筑生態設計作為一項復雜性工作，需系統性考量多項因素，最大限度實現生態設計目標，展示建筑節能成效。為獲取辦公建筑設計合理性，需遵循以下基本原則：

2.1 生態性

辦公建筑設計過程中，生態化作為基礎性原則之一，需全面將綠色、環保理念予以凸顯，節省工程建設資源、能源，積極倡導新技術、新材料應用。

2.2 以人為本

辦公建筑作為人們工作核心主陣地，建筑生態化設計中，需始終堅持以人為本原則，合理做好整體統籌規劃，保證建筑安全性、穩定性。需注重建筑結構設計，確保其整體安全優良，舒適性設計需以提升人們工作舒適性為著力點，開展室內環境和功能設計。

2.3 質量經濟統一原則

開展辦公建筑生態化設計，需始終遵循質量與經濟相統一，結合施工規模、條件合理化選取材料，實現項目經濟效益最大化。

3 辦公建筑生態設計策略

3.1 建筑朝向－采光和通風

辦公建筑布局其主體難以避免東西方向接收光照，所以合理化布局辦公建筑主體朝向，作為建筑生態設計核心內容，以此優化改善內部環境。除接受太陽光輻射之外，地域自身主導風向作為影響建筑朝向關鍵性因素，如針對濕熱區域內，有計劃、有組織的通風可短周期內將建筑表面熱量帶走，以此實現降溫的目的。建筑物平面形狀與其自設布局方式最終造成氣流發生不同波動。

3.2 圍護結構生態化設計

從我國當下可持續發展理念引導下，辦公建筑外圍界面均具備較強的過濾裝置，其處于氣溫較低的冬季具有保暖功效，氣溫較高的夏季具有防曬作用，立面設計中需呈現多元化功能措施。辦公建筑圍護結構生態設計中控制要素包含以下幾方面。

3.2.1 窗體。當下辦公建筑窗體生態化設計主要可選用兩種措施，即高效化節能反射玻璃、遮陽基礎設施。一方面，針對各類反射玻璃可從本質層面實現隔熱目標，當下窗體隔熱設計中使用頻次較高的玻璃包含熱反射玻璃、中空LOW-E玻璃。另一方面，遮陽設施。遮陽設計作為避免陽光持續性輻射、加強窗體隔熱性能最直接、最簡易的舉措之一，當下主要包含活動式和固定式遮陽系統，前者可滿足冬季和夏季基本要求，以及吻合自然通風要求；后者具有良好的經濟性，特別針對阻擋直射陽光成效較佳。圖1為某金融中心百葉遮陽。

圖1 某金融中心百葉遮陽

3.2.2 雙層幕墻。雙層玻璃幕墻作為辦公建筑生態設計廣泛應用技術，其核心應用原理為有效對外部光、聲音及熱量進行阻隔，兩層玻璃間存留一定的寬度，被不同方式分隔成相應的緩沖空間，從室內將部分廢氣予以抽出，同時攜帶太陽輻射熱量。依照雙層幕墻層間分隔方式，其主要劃分為三種類型，即廊道式、豎井式和窗箱式[2]。圖2為豎井式“煙囪效應”通風工作原理圖。

圖2 豎井式“煙囪效應”通風工作原理圖

3.2.3 外墻體。外墻作為圍護結構核心主體部分，辦公建筑圍護不同于常規建筑，為實現減輕整體負載，獲取良好的保溫成效，通常選用輕質高效化材料，當下墻體保溫體系包含兩大類型，即外墻外保溫體系、外墻內保溫體系。同時，針對高溫的夏季，通風、遮陽是辦公建筑生態化設計重要內容，可結合當地氣候進行合理化布局，墻面處理保證夏、冬季需求吻合。

3.3 自然通風設計

辦公建筑多處于密集區域內，且高度通常較高，合理的自然通風設計可凸顯相應的經濟性，節省大量能源，減少對機械通風和空調使用，以此為職工創設良好的工作環境。同時，選取封閉的中央庭院吸收新鮮空氣，為建筑內部持續性預熱，可減少內部能耗。辦公建筑并非單一化依附自然通風，針對寒冷區域內處于低溫冬季下，需避免通風過度和新鮮空氣預熱超限，造成內部能量損失較多。從多個實踐經驗表明，辦公建筑中被動式聯合機械通風，作為較佳的通風模式，具有良好的通風成效。

3.4 自然采光與人工照明

3.4.1 自然采光。當下辦公建筑自然采光技術均以控制直射光線量為核心，從本質層面弱化其對視覺舒適度產生的不利干擾，以及依托減少熱量獲取以減少建筑制冷的負擔。當下自然光采集系統設計，包含以下幾方面措施：首先，針對辦公建筑內部較大區域內，可采取相應的措施將陽光反射、漫射至更深區域內，不增加窗戶周圍強光同時，達成整個區域內光線均勻性。其次，通過較小的進光區域，可不對陽光輻射產生嚴重的制冷負荷實現節能目標。最后，合理設計遮擋陽光直射系統，減少陽光帶來的不利影響。采光設計過程中，可在保證人工照明節能、增加少量陽光熱量間探索新的平衡點。

3.4.2 綠色照明。辦公建筑生態化設計，需綜合性考量各方面因素，以此保證綠色設計目標達成。辦公建筑照明設計需積極突破原有固有設計理念，遵循設計基本原則，合理化選取燈具實現綠色照明。照明技術處于夜間和必要狀況下，對室內采光做以補充，應始終遵循綠色化照明原則。綠色照明主要是強調節約電能，其作為一項系統性工作，需積極做好以下設計工作：第一，分級設計。吻合標準背景照度基本水平，與吻合工作照度基本要求相結合，保證獲取充足垂直照度基礎上，最大限度減少水平照度影響。第二，分區集控。白天、靠窗區域內自然光照充足，建議將其背景照明關閉。第三，場景設置。根據多元化要求和外界提供背景照明，以此防止過度設計和能源浪費。第四，節能燈具。選用高效化燈具，以實現更少的電能獲取更多光能，減少熱能產生。

3.5 能源技術與綠色建材

3.5.1 太陽能技術。一方面，被動式太陽能技術。特朗布壁作為新型外墻系統，其充分利用溫差循環基本原理，選用自然熱空氣進行熱量持續性循環，緩解供暖系統整體負載。其基本應用原理為，處于氣溫較低狀況下，熱惰性墻體可憑借自身優勢，充分吸收陽光輻射為室內供暖，新鮮空氣從外墻底部進入空氣腔內，熱惰性材料吸收輻射后進入室內，實現熱空氣充分循環。處于高溫夏季條件下，促使空氣上升并排放至室外，墻體吸收冷空氣進入室內，實現自然降溫目標，工作原理見圖五。另一方面，主動式太陽能采集技術。首先，太陽能光電屋面。太陽能光電板作為太陽能光電池與瓦板相融合產物，其不僅可獲取電能，而且可得到熱能，為避免屋頂過熱，在其底板下方存留空氣間隔層，布設回收裝置，為生產熱水和供暖提供驅動力。其次，太陽能電力墻。電力墻作為太陽能光電池與材料融合，形成相應的外墻貼面，不僅可作為良好的裝飾品，而且為建筑提供電力能源。

3.5.2 熱泵技術。處于自熱條件下，水受重力的作用從高流向低處，熱量也從高溫轉向低溫，人們可利用水泵將低處水提升至較高區域內。從本質層面分析，熱泵作為一種熱量提升裝置，其核心功效為吸收周圍相關熱量，將其傳輸至被加熱主體目標，其工作基本原理。按照熱泵自身實際特征，可將其劃分為多種類型，不同類型呈現的成效存在差異性[3]。

4 結束語

辦公建筑生態化設計作為當下設計主要趨勢，是實現建筑節能、環保關鍵舉措，可緩解各類能源耗損，減少對環境污染。實際設計過程中，需充分考量各方面因素，合理開展設計工作，保證生態化設計更具規范化、科學性。