高层办公建筑的生态节能设计

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1、合肥工业大学土木工程专业08级建筑构造论文高层办公建筑的生态节能设计合肥工业大学土木于水利工程学院土木工程08—3班2008****【摘要】:高层办公建筑在生态节能设计方面存在一些常见问题，如自然采光利用率低、人工控制室内通风效果不佳、外围护结构保温隔热能力差、可再生能源的利用率不高等。本文针对现在能源消耗巨大的现状，从生态节能建筑的角度出发，在建筑设计，围护结构设计等方面对目前的高层办公建筑生态节能技术和今后的发展进行了初步探讨。【关键词】:高层办公建筑，生态，节能，构造。1引言随着经济迅猛发展，城市中心土地资源短缺等因素的影响，办公建筑需要处

2、理的信息量剧增，其高层化发展成为了必然趋势。高层办公建筑是公共建筑中一种较为普遍的建筑类型，不但需求量大，且由于其本身功能的复杂性和设计的多样性，对能源和环境的影响较大，成为能源和资源消耗的大户。建筑能耗对我国的能源消耗有着长期影响，为处理好环境、能源与发展三者之间的关系，必须以节能和生态化作为高层办公建筑的发展导向。生态节能建筑的设计主要从整体环境规划和单体建筑设计两个方面展开。在整体环境规划中，强调的是建筑与环境的关系，解决建筑与地貌、水土、风向、日照、植被与气候的关系，在这里就不再赘述。在单体建筑设计中，由于不同的功能要求，形成多种的空间组

3、合，同时也反映出不同的建筑体型影响建筑能耗得失的基本情况，因此，空间类型设计不但是整个建筑设计的第一步，而且也是建筑节能设计的关键所在。因此，我们不仅要关注建筑本身的节能，同时也要重视建筑与周边自然环境的相互影响，做到建筑与周边环境的良好融合，使建筑本身既能满足节能的最大效果，又能够维持好与周边得生态环境稳定。下面就高层办公建筑的高能耗问题以及如何从生态节能角度解决这些问题，浅述自己的观点。2高层办公建筑高能耗问题概述相比同等面积的低层和多层办公建筑，高层办公建筑容纳人数众多，信息处理量大。为保持正常的运作，高层办公建筑在电梯、空调、供水、供暖、

4、管理等方面要消耗大量的能源。主要的能源消耗形式包括电、煤、天然气以及集中供热的蒸汽和热水等。其中供暖空调系统、照明系统、动力系统和办公设备系统是建筑能耗的4个主要系统。这四大系统的能耗分布见图表1高层办公建筑能耗分配图表1。与之相对，产生了高层办公建筑高能耗的四个大问题。2.1自然采光利用率低由于基地条件限制、结构原因以及建筑和办公空间新需要等，现代高层办公建筑多采用方形、合肥工业大学土木工程专业08级建筑构造论文合肥工业大学土木工程专业08级建筑构造论文形、矩形等形式，即标准层平面长度和宽度相差不多，办公空间围绕垂直核心筒布置(见图2)。其进深

5、(建筑外墙至核心筒体外壁距离)尺寸一般为8～12m，有的多达20m左右。照度随进深距离增加呈递减趋势，侧窗采光由于光线不足，很难满足大进深高层办公建筑的要求。由此导致室内人工照明大量增加。图表2点式高层办公建筑标准层平面示意图2.2人工控制室内通风现代高层办公建筑，一方面室内多为大进深办公空间，另一方面房间外墙可开启面积非常有限，室内空气气流组织基本依靠设备系统来实现。因此，即使在室外空气处于人体热舒适状态下，办公建筑仍然需要开启通风系统，甚至可能还需要开启制冷系统，空调能耗由此大幅增加。2.3围护结构保温隔热能力差建筑的外围护结构包括屋面、外墙

6、、外窗以及地面等部位。对于高层办公建筑而言，由于其竖向表面面积远大于横向屋面面积，因此墙体与窗户的保温隔热能力成为了衡量其围护结构保温隔热能力的决定性因素。目前高层办公建筑外墙做法基本分为2种，一是采用加气混凝土砌块或空心粘土砖+大理石或花岗岩贴面;另一种是采用玻璃幕墙+外挂铝塑板。而大量的高层办公建筑外墙仅做了维护结构，未作保温层，窗子也多数采用单层玻璃，这些都直接导致了空调系统的能耗大幅增加。此外，极少有高层办公建筑采取遮阳手段（尤其是西向遮阳）来降低空调系统的能耗。2.4缺乏对可再生能源的利用目前，高层办公建筑热源形式主要为市政蒸汽、市政蒸

7、汽+分体空调和直燃型溴化锂吸收式机组;建筑冷源主要为螺杆式水冷机组、直燃型溴化锂吸收式机组、蒸汽型溴化锂吸收式机组和分体空调。这些系统的能源消耗形式均为常规能源，缺乏对可再生能源的利用。3高层办公建筑生态节能设计针对上述问题，下面从生态节能建筑的角度出发，在建筑设计，围护结构设计等方面加以解决。3.1建筑设计上的节能3.11建筑的朝向设计高层办公建筑对城市环境的影响容积率过高很难满足日照要求。因此，确定一个好的合理的位置与朝向对吸收更多太阳能、储备更多能源、减少自身能耗都是很有必要的。3.12体形与平面布置合肥工业大学土木工程专业08级建筑构造论

8、文合肥工业大学土木工程专业08级建筑构造论文体形系数，即建筑物外表面面积与其所包围的体积之比值。对于相同体积的建筑物，其体形系数越大，说