高層辦公建筑的生態化設計

摘要：高層辦公建筑為了滿足功能需求和經濟性需求，房間進深通常設計較大，而這種設計方式對建筑內部的自然采光和自然通風都會產生很大影響，因此高層辦公建筑通常都會損耗大量的能源彌補不足，小則影響辦公人員的身體健康，大則影響國家建設，所以對高層辦公建筑進行生態化設計勢在必行。本文主要通過對高層辦公建筑生態化設計現狀進行解析，進而探討其生態化設計的對策，僅供交流使用。

關鍵詞：高層辦公建筑;生態化設計

現階段我國的高層辦公建筑在設計時缺乏生態意識，這使得高層辦公建筑中的辦公人員只要能依賴人工設備進行采光、采暖、通風，為營造優良的辦公環境大打折扣。隨著生態化設計理念逐漸深入人心，針對高層辦公建筑的特點，將生態化設計理念融入其中，儼然已經成為人們的共同追求。

一、高層辦公建筑生態化設計現狀

高層辦公建筑與其它類型的辦公建筑相比，優勢明顯，能夠容納更多的辦公人員，單位時間內能夠處理更多的信息，但是高層辦公建筑的上述優勢依靠的是大量能源的消耗，為了降低這種消耗，設計人員往往會采用生態化的手段，就目前設計情況來說，高層辦公建筑生態化設計現狀不容樂觀，其主要表現在如下方面：

1、自然采光沒有得到充分利用

受到土地資源緊缺的影響以及建筑結構設計的原因，高層辦公建筑通常情況下都會設計成方形或者矩形，而這兩種形式的建筑所呈現出來的最突出的特點就是平面長度與寬度幾乎一致，即使存在偏差也不是很大，而辦公空間通常是以垂直核心筒為中心向外布置，進深尺寸在10m左右，也有高層辦公建筑的進深達到了20m，而太陽光的照度與進深呈反比，也就是說進深的尺寸越大，其照度也就越小，辦公室內所得到的陽光也就越少，因此高層辦公建筑室內需要用人工照明來采光，其耗能必然增加。

2、自然通風的利用程度不高

高層辦公建筑室內空間比較開闊，進深也比較大，但是其窗戶所能通過的風量十分有限，而且通透性不好，因此室內空氣中所形成的氣流，大多數都是由人工創造的系統來進行控制，比如空調等。即使室外的空氣完全的進入到室內，因個人的體質或者是習慣性的原因，人們依然會選擇開啟通風系統，耗能增加的同時，也對環境產生了消極的影響。

3、圍護結構沒有達到保溫隔熱的基本要求

屋面、外墻以及外窗是高層辦公建筑外圍護結構的重要組成部分，因為高層建筑的縱向表面積與橫向面積相比，前者要遠遠大于后者，所以墻體與窗戶之間的保溫隔熱水平的高低，直接影響著高層建筑圍護結構保溫隔熱的水平。現階段大多數高層建筑為了提高室內空間舒適度，都做大面積開窗，甚至全玻璃幕墻體系，即使玻璃做保溫隔熱處理也不及墻體性能，因此在比較寒冷的冬天或者在比較炎熱的夏天，建筑圍護結構根本無法滿足保溫隔熱要求，這就需要使用空調進行輔助，所以又增加了大量的能耗。

4、過度依賴傳統的能源資源

高層辦公建筑所使用的能源幾乎都是不可再生的常規能源，尤其是采暖系統，無論是地暖還是其他采暖方式，其主要使用的能源都是煤和水等。這種過度依賴傳統能源資源的方式，對我國能源節約型國家的建設十分不利。

二、高層辦公建筑生態化設計策略

1、自然采光策略

高層辦公建筑對城市環境的影響較大，容積率的大小通常與日照條件成反比。因此，確定一個好的合理的位置與朝向對吸收更多太陽能、儲備更多能源、減少自身能耗都是很有必要的。同時，在高層辦公建筑圍護結構中，窗的朝向和面積對采光的影響很大。為了獲得良好的景觀視野、滿足充足的采光需求，增強立面視覺效果，常常采用大面積開窗和成片的使用玻璃幕墻。例如可以通過窗子的形狀和室內材料表面的反射性能來提高室內采光照明，外窗開得越大，室內采光越好。

2、自然通風策略

高層辦公建筑對環境的氣流影響較大。對于高大的板式結構，可以通過設置通風走廊的手法，引導氣流走向盡量不改變原有的微觀氣候條件。在高層建筑群的設計中，要避免阻擋自然風向，否則會在局部產生大面積無風情況，夏季不利于通風、散熱。設計中通過分析該地區的主導風向，使得建筑的布局有利于夏季風的引入，以及冬季對寒風的阻擋。如果由于環境條件限制，而無法將進風口正對主導風向時，可將建筑按階梯狀排列，改變氣流方向，引風入室。

3、外圍護墻體的保溫隔熱設計

建筑外圍護結構的能耗有外墻、門窗、屋頂三個方面。在大面積墻體做圍護結構的辦公建筑中，能耗方面外墻是主要的，為了增強保溫隔熱性能現在多采用復合墻體，主要分為外墻內保溫和外墻外保溫。其中外墻外保溫的做法比較好，可防止冷熱橋。另外，在現代的辦公樓中很多采用大面積的玻璃幕墻，這種透明圍護結構容易產生冷熱橋作用，所以提高玻璃幕墻的保溫隔熱是降低建筑能耗的重點。具體的設計中可設計采用雙層玻璃幕墻作為主要節能手段，與單層玻璃幕墻相比，雙層玻璃幕墻具有更好的降低噪音干擾、隔熱保溫的優點。空氣間層在水平和垂直兩個方向上被劃分，使得其內部的氣流循環互不干擾，有利于防火和隔音。同時屋頂的保溫和隔熱也是不容忽視的。

4、可再生能源的利用

在系統的能源使用方面，應盡量開發可再生能源的利用，如太陽能、地熱能、風能、水能、生物質能等。利用風力發電、太陽能光伏發電、垃圾發電、太陽能熱利用、地熱利用和沼氣發電等，來減少對煤和天然氣等不可再生能源和電、蒸汽、熱水等二次能源的依賴。同時，使用分體空調的建筑建議增設地源熱泵，這樣可大大降低空調系統能耗;關于太陽能的利用，可以在冬季利用太陽能供暖、夏季采用太陽能制冷系統，全年中都可以使用太陽能光電系統和熱水系統;過渡季應充分利用室外空氣比較舒適的特點，盡可能利用氣候的自然調節能力。

5、綠色設計策略

在生態化辦公樓的設計中，除了要考慮到采光、通風、保暖、能源等常規方面的生態化設計，還應該考慮到一定的綠色建筑設計手法。例如可以在高層辦公建筑中設計一定的空中花園。空中花園是在當代生態文明的推動下應運而生的，被普遍認為是一種能夠很好地與生態技術相結合，體現可持續性發展理念的設計手段。在進行空中花園設計時遵循生態設計理念，目的是為使用者提供良好的空間環境，并使這種環境可以長期持續下去，促進自身與環境的可持續發展。其景觀設計是既要在運用好人工手段的情況下，充分利用并盡可能小的破壞周圍自然環境，創造優良的工作空間;又要充分發揮植物在改造環境方面的作用，營造合理的生態小環境;并努力減少能源消耗和控制成本，力求做到投入與回報之間的平衡和人與環境的可持續發展。空中花園的置入可以提升整個辦公空間的品質，恰好為員工提供了一個比較輕松的環境氛圍，有利于員工對自己的工作和企業產生積極的滿足感，增加辦公效率。

三、結語

綜上所述，高層辦公建筑因其特殊性，在對其進行生態化設計時，并不能完全的按照其它類型高層建筑進行設計，這一點設計人員應該注意，其生態化設計的重點是最大程度的利用可再生資源，比如太陽能、風能、地熱能;充分做好室內自然通風以及采光的設計;此外，還需要做好圍護結構的保溫隔熱設計等。

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