高層辦公樓節(jié)能設(shè)計在北方嚴(yán)寒地區(qū)的應(yīng)用探討

李潔

【摘要】在北方嚴(yán)寒地區(qū)，辦公樓的設(shè)計需要全面貫徹國家保護(hù)環(huán)境和節(jié)約能源的有關(guān)法律、 法規(guī)以及相關(guān)政策，慎重地考慮建筑物的布局、結(jié)構(gòu)、綠化和朝向等因素，同時在工作中更要對節(jié)能影響進(jìn)行全面分析與總結(jié)。對于節(jié)能設(shè)計而言，在工作中主要以材料的選擇、結(jié)構(gòu)的設(shè)計以及建筑空間的采暖、通風(fēng)、照明等多個環(huán)節(jié)進(jìn)行深入分析與處理。本文就高層辦公樓節(jié)能設(shè)計在北方嚴(yán)寒地區(qū)的應(yīng)用進(jìn)行總結(jié)與分析，提出了相應(yīng)的設(shè)計要點(diǎn)。

【關(guān)鍵詞】辦公建筑；節(jié)能；嚴(yán)寒地區(qū)

新世紀(jì)，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(yè)革命以來，工業(yè)化社會的發(fā)展帶來了很多生態(tài)環(huán)境問題，臭氧空洞、酸雨、泥石流等自然災(zāi)害不斷發(fā)生，嚴(yán)重的影響了人類的正常生活與生產(chǎn)。隨著可持續(xù)發(fā)展觀的提出與落實(shí)，人類對節(jié)能和環(huán)保的呼聲也越來越高。目前，雖然各種新能源不斷的開發(fā)與應(yīng)用，但是在短期內(nèi)尚不能完全緩解能源供應(yīng)緊張的現(xiàn)狀。建筑業(yè)作為世界能源消耗大戶，致力于開發(fā)節(jié)能、環(huán)保的施工技術(shù)與工藝已成為其未來發(fā)展的主要趨勢，也是其得以良好發(fā)展的基礎(chǔ)。辦公建筑作為建筑工程的重要組成部分，對其進(jìn)行節(jié)能環(huán)保施工設(shè)計已成為不容忽視的工作重點(diǎn)，是落實(shí)建筑節(jié)能要求的主要途徑。

一、高層辦公建筑與節(jié)能設(shè)計的關(guān)系

新世紀(jì)，節(jié)約能源是我國的基本國策，也是實(shí)現(xiàn)節(jié)約型社會的基礎(chǔ)。隨著近年來國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度的不斷加快，建筑工程節(jié)能設(shè)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(shí)現(xiàn)的建筑目標(biāo)。就目前分析，要想在施工中實(shí)現(xiàn)建筑節(jié)能，任務(wù)艱巨。在我國當(dāng)前社會，建筑用能已達(dá)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(jié)能設(shè)計與施工是十分重要的，這是社會發(fā)展的當(dāng)務(wù)之急，也是社會形勢發(fā)展的迫切需要。

1.建筑設(shè)計與節(jié)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(jìn)行節(jié)能設(shè)計必將引起我國北方嚴(yán)寒地區(qū)熱環(huán)境系統(tǒng)的改進(jìn)。通常在設(shè)計施工的過程中都是通過提高暖通空調(diào)系統(tǒng)的能源利用效率，進(jìn)而從根本上扭轉(zhuǎn)建筑用能浪費(fèi)現(xiàn)象。就目前的建筑工程設(shè)計方案分析，主要包括平面形狀、建筑長度及進(jìn)深設(shè)計幾個部分。這些環(huán)節(jié)在施工過程中均與能源消耗有直接關(guān)系，通常情況下，應(yīng)當(dāng)盡量減少圍護(hù)結(jié)構(gòu)所占據(jù)的建面，占據(jù)面積越小，則對能源的消耗也就越小。

2.建筑體型與節(jié)能

就我國建筑工程設(shè)計分析，由于我國地域廣闊，從北到南逐步分為了嚴(yán)寒地區(qū)、寒溫地區(qū)、溫帶地區(qū)、暖溫帶以及熱帶地區(qū)，而這些地區(qū)由于光照時間和氣溫的不同對建筑設(shè)計要求也不盡相同。近年來，我國北方嚴(yán)寒地區(qū)辦公建筑的設(shè)計與施工有了巨大的變化，對供暖與節(jié)能的要求也提出了新的設(shè)計流程和模式。在現(xiàn)代化建筑工程項目中，設(shè)計人員常常為了追求建筑體型變化而在設(shè)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(zhì)、功能以及結(jié)構(gòu)體型等多個方面。在節(jié)能設(shè)計中，應(yīng)首先控制熱工參數(shù)和層高，其次要嚴(yán)格控制表面積參數(shù)。通常建筑體型與節(jié)能之間有著密切的關(guān)系，體型系數(shù)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(shè)計與節(jié)能

窗戶設(shè)計在目前的建筑工程項目中，通常都是一個獨(dú)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(shè)計的主要目的有兩個：第一要能夠阻擋外界環(huán)境對室內(nèi)環(huán)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(nèi)環(huán)境質(zhì)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(shè)計中更是需對其絕熱和流通進(jìn)行嚴(yán)格的控制。由于窗戶是造成建筑物室內(nèi)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(nèi)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(jìn)行改進(jìn)與優(yōu)化：

首先，在窗戶設(shè)計工作中通過對窗戶材料和規(guī)格進(jìn)行嚴(yán)格控制，采用各種性能可靠、穩(wěn)定且密封度高的材料，避免出現(xiàn)窗戶縫隙部位較大而引起窗戶裂縫，造成室內(nèi)嚴(yán)重?zé)釗p耗；其次，在設(shè)計中對材料的選擇要嚴(yán)格控制，多選擇節(jié)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(nèi)熱損耗的關(guān)鍵。就目前的高層辦公樓的窗戶設(shè)計進(jìn)行分析，其多是以節(jié)能的角度出發(fā)，采用單框雙玻璃斷橋鋁合金窗，進(jìn)而做到隔絕室內(nèi)熱量損失。

二、在北方寒冷地區(qū)的應(yīng)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(fā)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(jī)！隨著城市化進(jìn)程的加快和人民生活質(zhì)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(jīng)成為我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的軟肋，形勢非常嚴(yán)峻。目前全球傳統(tǒng)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(qū)建筑耗能更為嚴(yán)重。我國北方寒冷地區(qū)冬季時間漫長，取暖期一般長達(dá)200余天，能耗和環(huán)境污染也非常嚴(yán)重。每年北方城鎮(zhèn)僅采暖一項就占采暖區(qū)全社會能源消費(fèi)的20%以上。在一些嚴(yán)寒地區(qū)，城鎮(zhèn)建筑能耗高達(dá)當(dāng)?shù)厣鐣茉聪M(fèi)的50%左右。如此嚴(yán)重的建筑能耗威脅著國家的安全與穩(wěn)定，國家正面臨一場真正的能源危機(jī)！因此，在我國加快推廣節(jié)能建筑勢在必行，尤其在我國北方推廣節(jié)能建筑更是迫在眉睫。針對北方嚴(yán)寒地區(qū)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(hù)結(jié)構(gòu)的建筑，采暖效率不高且散熱器難以布置，浪費(fèi)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(jié)：

建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會，是建筑業(yè)發(fā)展的主要目的，也是其義不容辭的社會責(zé)任。建筑企業(yè)要以節(jié)能減排為目的，積極開展綠色施工，積極承擔(dān)這份社會責(zé)任。隨著有關(guān)國家立法、執(zhí)法和政策管理等方面的不斷完善，我們一定能將節(jié)能性建筑的設(shè)計與節(jié)能技術(shù)推向一個新階段，實(shí)現(xiàn)我國能源可持續(xù)利用的長遠(yuǎn)目標(biāo)，到那時我國北方寒冷地區(qū)建筑也將能擺脫高耗能的局面。