对办公建筑的绿色建筑设计探讨

摘要：笔者结合多年建筑设计的工作经验，特别是对于现阶段的办公建筑工程项目建设中的绿色建设计，其尤为是现代化城市中的根本发展趋势。本文简要总结了办公建筑的特征：企业形象代表、地处城市环境、有差别的空间类型、空间的时段性使用、公共空间的间歇性使用、类似办公行为及工位化使用，结合我国当代绿色办公建筑实践，分析了这些特征对绿色设计的影响，以使建筑设计达到“节地、节材、节能、节水、环境保护”的绿色目标。

关键词：办公建筑工程；绿色建筑设计；设计策略

1、现阶段的城市环境

大多办公建筑坐落在繁忙喧闹的城市环境中。城市环境可为办公建筑绿色设计提供有利的外部条件：便捷的公共交通可减少建造、使用过程的运输、交通能耗；完善的基础设施可为若干建筑共用，可提高使用效率，节约建设成本。城市环境也有其不利的一面：城市热岛效应增加了建筑制冷负荷；城市绿地面积有限，街道交通粉尘污染严重，进入室内的新风需净化处理；交通噪声严重，对声环境要求高的办公建筑需做专门防噪设计；城市基地面积往往较为紧张，受城区规划、交通条件、周边建筑制约较多，建筑设计需要综合考虑较多因素，无法完全根据可持续性因素进行设计。城市环境对办公建筑带来的影响是无法回避的，对其主、被动式设计都有较大程度影响。城市环境对绿色办公建筑主动式技术的影响包括：通过空调系统实现通风换气，应选用舒适节能的健康型空调；利用太阳能、地源热泵等可再生能源；结合场地景观设置中水处理池等设施。其对被动式设计的影响包括：通过退台等形体处理在基地紧张的城市环境中争取尽量多有利朝向面和太阳能集电板铺设面；设置中庭作为建筑内间接采光通风通道；通过架空、屋顶绿化、渗水地面等方法还原城市绿化、缓解城市热岛效应；室内布局设置交通噪声缓冲区等。实例分析：某建筑工程项目3号楼改造―新增中庭。该建筑项目为厂房改造工程，原本厂房进深36m，无法满足办公空间采光通风的功能要求，改造增加了中庭以解决采光通风问题。中庭顶部为玻璃采光天井且上面布太阳能光伏电池板，使得顶棚具有良好的遮阳效果又有一定的透光率。电池板同时兼有遮阳作用，大大降低了中庭辐射热，使中庭在过渡季节可以完全依靠自然通风取得宜人温度。中庭屋面设置了6个截面为3m×3m的太阳能热压拔风烟囱，集热装置加热烟囱内空气，以用热压原理强化中庭自然通风，可延长过渡季节近两个月，每年可节省电量60万kW～80万kW。

2、有差别的空间类型

办公建筑内存有主、次空间之分。除办公、会议等主要功能空间外，还有一些次要辅助空间，包括楼梯间、收发室、档案室、储藏室、设备间等。同时，办公建筑内还有可能设置共享空间，如中庭、庭院、平台等。针对这一特征可高效划分办公建筑内各功能区。主要空间布置在最佳朝向面，以争取自然资源利用最大化；楼梯间等辅助空间可充当温度、噪声缓冲区，提高建筑整体节能性；中庭、庭院、入口空间可促进自然通风、采光。实例分析：某高新开发区工业园智能生态科研楼―中庭通风采光。中庭贯穿科研楼内的各层，是建筑内部通风系统中枢。中庭采用上小下大的剖面形式，配合中庭顶部电动可开启天窗，利用“文丘里管现象”和太阳能加热空气强化通风，缩短了全年空调系统的运行时间。中庭也是室内自然采光中心。中庭天窗顶部设计有“S”形截面构件，阳光由天窗进入后，经构件两次反射，柔和地进入中庭，再经倾斜地墙壁漫反射后进入室内，既为室内空间提供了充足的自然光又消除眩光。整个主要功能分析区域的采光分布十分均匀，采光系数达标面积比93.7%。

3、办公空间的时段性使用

办公建筑使用具有明显时段性，主要集中在日间，日间舒适度要求及能耗需求远远高于夜间。利用太阳能的办公建筑能量来源与能量使用时段具有一致性；日间太阳辐射是建筑得热的主要来源，炎热地区的办公建筑则需做好遮阳、防眩光措施。重质材料可延迟建筑最热时间的出现时段至夜间；冰蓄冷技术可利用夜间城市用电低谷时段储存能量供日间使用。这一特征可带来的节能优势，我国许多办公建筑未充分利用。仅少数项目使用了冰蓄冷技术。原因主要是目前针对该特征的冰蓄冷空调等建筑技术成本较高，与其他技术相比使用不便，节能效果也不明显，设计者倾向使用其他技术手段达到同等节能效果。

4、公共空间的间歇性使用

办公公共空间使用具间歇、不定时性。交通公共空间除上下班时段大量集中使用外，其他时段零散使用；“沟通共享”概念的广泛传播使得公共空间在办公建筑内所占比例、重要性都有所上升。一方面，公共空间应及时为使用者提供舒适环境；另一方面，无人使用时，其各项环境指标应适当降低以减少能源消耗。公共空间间歇性使用的特征主要影响我国绿色办公建筑照明、暖通系统等主动技术。使用系统感应系统调节，可根据空间占用情况及时调整设备状态。自控系统的广泛应用不仅要归功于设计者对办公建筑的充分认识，也得益于该项技术应用的较低成本。

5、遮阳设计

建筑遮阳设计种类较多，随着我国建筑节能事业的开展，新材料、新颖的外遮阳形式，与建筑造型完美地结合起来。利用阳台、雨棚作为水平遮阳构件是最常用的形式，结合百叶外遮阳、活动遮阳等组成综合遮阳系统，达到更好的节能效果，丰富建筑立面效果。而计算机技术的发展为遮阳设计提供了更加科学的依据。例如我国南方夏热冬暖地区，据研究表明，该地区居住建筑空调能耗约为7.9kW・h/m2，每年空调期从5～9月约150d，空调普及率按面积算约占70%，空调用电约占住户用电的40%，外遮阳是建筑节能的有效途径。良好的外遮阳设计既能节能，又能调节室内光线分布，还可以丰富建筑立面；外遮阳是夏季隔热最有效的措施，它反射和吸收了大部分的太阳热能，避免太阳辐射热直接进入室内空间。有利于防止室温升高和波动，达到节能目的。我国颁布的建筑节能设计标准中，提供了外遮阳的遮阳系数计算方法，该方法所用参数是通过多次能耗分析结果拟合而来。该方法可以通过输入几种常见外遮阳形式的外形尺寸，便捷地计算得到外遮阳系数。但使用该方法只能计算固定遮阳，且遮阳形式远远不能满足实际工程需要。中国建筑科学研究院开发的建筑外遮阳设计分析软件（ShadePlus）与国家标准图集相配合，实现了活动外遮阳的动态计算。并结合 DOE-2进行能耗分析，同时提供了大量的外遮阳形式，是建筑师进行外遮阳的设计、节能分析的优秀软件工具。

6、绿色环保设计

绿色环保，和谐发展是我国正全力推动的建设理念，在这么大体量的综合图书馆中应用绿色环保技术，不光带来社会效益，节约能源消耗更能实实在在的带来经济效益。图书馆根据高校的使用特点，强调了低投入，易于维护的被动节能措施的应用。首先是建筑尽量方正，减低体型系数，提高保温能力。其次开窗面积适当，避免采用大量的玻璃幕墙，阅览室办公室的开窗采用落地的大高宽比窗，增加进深方向的采光，同时阻挡东西向的直射阳光，产生柔和充足的自然采光。窗户全部可以开启，中庭天窗设置可开启通风带，夏季利用中庭的烟囱效应加强对流，实现自然通风。

7、结语

现阶段国内现代化城市的发展，对于建筑业来说，绿色建筑已成为建筑设计的必然趋势，新建与改造建筑都需考虑如何利用被动式设计与主动式技术达到建筑“节地、节材、节能、节水、环境保护”的绿色目标。办公建筑作为一个重要的建筑类型，有不同于其他建筑类型的内在特征，可归纳为企业形象代表、城市环境、有差别的空间类型、办公空间的时段性使用，公共空间的间断性使用等。针对这些特征采取适宜的绿色设计策略可更好地抓住问题本质，找到有效解决途径。根据国内建筑业的建筑设计新发展趋势，也就是绿色建筑设计。除了要提倡绿色建筑，还要以绿色建筑设计实践为基础，研究分析针对当代办公建筑特征的绿色建筑设计策略，希望能给同行业的工作人员作为参考。