绿色办公建筑设计及节能技术应用分析

摘要：办公建筑是经济繁荣、社会进步的重要标志，绿色生态设计逐渐受到人们

的重视。本文结合工程案例，主要分析了绿色办公建筑设计之中相关的技能技术。

关键词：绿色办公建筑；设计；节能技术

中图分类号：TE08 文献标识码： A

引言

近年来，节能减排以及生态环保变成社会的一大主题，作为耗能大户的建筑行业，必须贯彻节能意识，在建筑设计中采用更多的节能措施。对于办公建筑而言，由于办公建筑是供大量人群进行工作活动的大型室内建筑，其功能、技术含量较高，在建筑耗能、耗材方面具有很大的节能潜力。因此，研究办公建筑节能环保设计技术对于我国建设领域实施可持续发展战略具有重要的现实意义和工程应用价值。

一、绿色建筑的设计原则

从生态方面来讲，人类的建筑行为实质上就是一种破坏，它不但会消耗自然资源，而且还可能会造成自然资源的改变和恶化，对生态环境造成影响。在建筑设计的过程中，为了尽可能减少建筑对生态环境造成的影响，就必须采取一系列合理的建筑设计手段来保证，保证人与自然和谐相处、协调发展。这种理念也就是通常人们所说的“可持续发展”的理念，是未来建筑与设计的主导理念。在建筑设计的过程中，引入绿色建筑设计理念，将建筑和周围的环境进行综合考虑，并将它们作为一个整体进行设计。在进行设计的过程中，除了要综合考虑建筑与环境之间的关系，还要综合考虑建筑的个组成系统之间的相互关系。据调查分析，经过绿色建筑设计理念建设出来的建筑，其能耗比普通建筑的能耗能够节约50%～72%。这样，通过引入绿色建筑理念，既保证了人与自然的和谐共处，又使建筑物节约了能耗。

1、系统协同性原则

绿色建筑，是其与外界环境共同构成的系统，它自身具有的特性与功能，使得构成系统的各个相关因素就得需要我们协同作用、关联耦合，最终来实现高效、可持续以及最优化的运营与实施；绿色建筑是在建筑运行的全生命周期过程之中，是软科学与硬科学、涉及众多相关主体、跨越多层级尺度范畴以及多学科领域交叉所共同支撑的系统工程。

2、地域性原则

我们应该要从地域的实际情况来进行出发，针对其所在的地域的自然地理气候资源的人文特质与经济的状况，来分析与总结，进而吸纳地域传统的建筑，应该对环境与资源的设计、建设与运行的策略，科学、合理并且因地制宜地制订出来与地域特征密切相关的绿色建筑的技术导则与相关的设计标准，来选择与之匹配的技术。

3、高效性原则

绿色建筑设计务必要加大在建筑全生命周期之中，对于能源与资源利用率的力度，这样一来就可以有效地减少对不可再生资源、水资源、土地资源以及能源的消耗，进而就可以减小垃圾的生成量与污染的排放，降低环境的干扰。

4、自然性原则

所谓的自然性原则，就是要强调在建筑外部环境的设计、建设以及使用的过程之中强化对原生生态系统保护的力度，避免或是减少对生态系统的干扰与破坏，在最大限度上来保持原有的生态基质、板块以及廊道的连续性；对受损或是退化的生态系统，我们采用的是生态修复与重建的措施；对于在建设的过程之中所造成生的态系统破坏的现象，务必要采取相应的生态补偿措施。在建筑室内环境调控的设计之中，采用适宜的措施引入自然要素。

5、健康性原则

绿色建筑设计应该是要通过对建筑室外环境的营造与室内环境的调控与构建，有益于人的生理舒适健康的空气质量环境、建筑光、热、声以及在人的心理健康空间场所以及氛围的方面也是十分的有益。

6、经济性原则

在建筑全生命周期运行费用估算的基础之上，以及在评估设计方案投入与产出的方面，绿色建筑设计还应该得提出有利于成本控制，且具有经济运营现实可操作性的优化方案，进而我们就可以依据其具体项目要求选用的技术措施以及经济条件，在优先采用被动式技术的大前提之下，从根本上来实现被动式技术和主动式技术的协同运行与相互补偿。

二、绿色建筑的设计目标

1 、环境目标：采用更高的能源、资源和环境利用效率，削减建筑对传统能源的消耗，将建筑的环境影响控制在生态承载力水平内，实现人居环境与自然生态的和谐。

2、经济目标：在建筑全生命周期过程中，协调满足经济需求与保护生态环境之间的矛盾。

3、社会目标：将实现环境目标与人们的社会、文化、心理需求相融合，构建和谐健康的新生态文化。观念目标的特征表现为以下两方面：一是普适性，绿色建筑不应仅作为个别案例或实验性、示范性项目，而应广泛存在于人居环境中；二是系统性，绿色建筑是受多种因素影响和作用的复杂系统，需在整合的时空范畴和专业领域，由各相关主体在技术研发、经济支持、社会组织、管理决策各层面通过协同合作来实现

三、工程案例分析

1、项目概况

中国人民银行外汇储备经营场所项目，位于金融街南侧的中心地带，西邻金融大街，北临西兴盛胡同，南邻成方街，地理位置优越。项目建设用地南邻中国人民银行，北临城隍庙后殿建筑，在实现新型城市化的同时保留了北京古老建筑特色，现代又不失特色风情。交通运输四通八达，项目紧邻地铁2号线复兴门站、公交“地铁复兴门站”和“复兴门内站”，西临近西二环路；周边配套设施丰富多样，如银行、购物中心、餐厅、会所、联通营业厅、公寓等；项目用地与城市肌理达到了完美的融合。

外汇储备经营场所项目将不同业务部门和其它特殊功能等纳入统一建筑内设计，形成统一感，服务外汇储备经营及运行。项目占地面积为12578 m2，建筑规模146910 m2，其中地上建筑面积91310m2。本项目整体申报绿色建筑和美国LEED认证。

2、绿色建筑技术在本项目中的应用及关注重点

本项目作为高端办公建筑，未来运营模式主要为自用办公；基于以上项目定位、目标客户定位及项目自身特点，本项目的建设运营及绿色建筑目标定位关注以下重点：

2．1、绿色建筑定位具有前瞻性及适宜性

本项目作为办公建筑，目标定位美国LEED和中国绿色建筑双认证，因此，项目应在满足美国LEED和中国绿色建筑要求的基础上，兼顾当前国内发展绿色建筑的激励政策，从适宜性出发，选择技术措施成熟、经济效益合理的绿色建筑建设策略，提升项目品质，满足项目定位。

2.2、办公环境品质要求

本项目在建筑方案设计阶段就应注重营造良好的室内通风、声、光、热及空气品质等环境。健康舒适的办公环境对于提升员工工作效率、打造以人为本的机构文化具有关键作用。

2.2.1 、噪声：道路噪声、建筑的电梯、空调、水泵设备噪声较大，成为影响室内声环境的重要因素。本项目场址三面临街（西邻金融大街，北临西兴盛胡同，南邻成方街），其中金融大街为周边交通要道，预计交通噪声控制将成为保证舒适办公环境的重要评判指标之一。

2.2.2、采光遮阳：建筑室内采光与遮阳是相互矛盾的两个方面，如何保证室内采光均匀且防眩光，是建筑设计需要考虑的关键点。本项目设计采用大面积玻璃幕墙，若不采取采光与遮阳的可控调节，将导致室内自然光分布不均，临窗位置易产生眩目等不利情况，影响室内人员工作。因此，合理采用可调外遮阳设计，合理解决采光与遮阳的冲突，成为建筑设计的重要挑战。

2.2.3、空间僵化：很多办公建筑室内空间布置僵化、缺乏灵活性，同时缺乏绿色元素的引入，室内工作人员很难享受到绿色自然的清新美好，无法及时有效地缓解工作中的压力，影响人们的工作效率。本项目方案设计中，在建筑内设中庭，提高建筑自然采光效果，且将绿色自然引入建筑内部空间，对营造健康、舒适的办公环境非常有利。

2.2.4、室内空气品质监测：为了预防和控制办公建筑中建筑材料和装修材料产生的室内环境污染，保障建筑使用者的健康，维护公共利益，应对室内空气品质进行前期控制，中期监测及后期改善。在建筑材料采购环节，严格控制材料中甲醛、氨、苯和VOC等的含量限值；使用运营阶段，对室内空气品质进行监测，如PM2.5监测、甲醛及VOC监测等；后期对空气品质超标空间进行污染源控制，或采取其他净化方法。

3、室内能耗控制

办公类建筑由于体量大、室内环境要求高、用能量大等特征，往往成为城市的能耗消费大户。当前高级用户对于建筑的品质要求，已不仅仅局限在建造和装饰方面，转而更多的关注室内空气环境的品质。通过对北方办公类建筑实际运行能耗数据的调研可知，北京市办公类建筑单位面积年能耗指标约为110kWh/ m2，项目地上建筑面积9.131万m2，项目建成后预计每年运营能耗高达1004万度电。因此，根据办公建筑的负荷特点，以因地制宜、低投高效为原则，有针对性的实施围护结构、照明、空调等重点用能环节的节能技术，能够大大减少日常运行管理费用，减少资源消耗和环境污染。

（1）围护结构：北方建筑由于冬季采暖的需求，对墙体、外窗热工性能要求高，尤其是办公楼建筑窗墙比较大，对围护结构的节能提出了较高的要求。

（2） 照明能耗：目前很多办公建筑未全面应用节能照明技术，且照明设计主要依靠经验，未引入照明模拟优化技术。本项目采用大面积玻璃幕墙，且内设中庭，日照得热量大；因此在方案设计时结合建筑设计，在合理利用自然采光的基础上，于项目设计后期结合照明系统进行优化设计。

（3）空调采暖能耗：办公建筑常见系统设计容量过大，设备部分负荷运行时间长，运行效率低；尤其全空气系统的新风入口面积偏小，无法实现全新风运行；而且能耗监控系统缺失，无法对建筑系统运行状况监测和调控。因此，采用高性能空调机组、加强系统监测与运营管理，大大降低建筑的整体能耗。

（4）可再生能源：本项目为办公建筑，如何结合项目用能需求合理利用可再生能源，成为项目是否可以实现国家绿色建筑高星级的重要因素之一。本项目采用太阳能热水系统，为餐厅、厨房、淋浴、洗手池等提供热水需求。

4、 运营管理

根据相关建筑调研，办公类建筑运营管理通常具有以下特点：建筑用电量大，变配电所设置的数量多；机电设备多、分布广，包括空调、照明和其他功能设备的管理过程复杂，要求智能化系统为运营管理提供有效的支持。本项目作为办公建筑，定位为技术先进的现代化办公楼，智能化程度要求高，设备管理有难度。

建筑运行过程中，本身的运营成本和维护成本都较高。关注运营成本，成为本项目全过程实行绿色建筑控制的原因之一。

5、 北方地区集成绿色建筑技术体系

项目将建设成为高端办公写字楼，根据北方地区的气候特点、资源条件、生活办公习惯等条件，合理选择北方的绿色建筑技术体系，打造具有显著地域性的北方绿色办公建筑，是本项目实现绿色建筑目标的关键。

北京地区气候的主要特点是四季分明，春季干旱，夏季炎热多雨，秋季天高气爽，冬季寒冷干燥；风向有明显的季节变化，冬季盛行西北风，夏季盛行东南风；年平均气温10℃~12℃，1月-7℃~-4℃，7月25℃~26℃；年平均降雨量630mm，降雨量年际变化较大，降水量年内分配不均，全年降水主要集中在汛期的6~9月份，多年平均汛期降雨量521.1mm，占全年降雨量的82.7%；太阳能资源属于较丰富地区，地质结构适合用地下水式地源热泵系统开发利用浅层地温能资源。显著的气候和资源特征，决定了本项目可以形成北方独特的建筑技术体系：

被动式节能设计策略：自然通风、自然采光、太阳能采暖系统等多种被动式设计策略为建筑提高资源利用率，减少环境影响成为可能；

水资源的综合利用：北京属于资源性缺水城市，而且北京降雨量变化率大，所以建议本项目自建中水系统，为水资源的综合利用提供多种可能选择；

材料资源的循环利用：北京地区具有强大的建设研发和制造能力，《北京市推广、限制、禁止使用的建筑材料目录》为本项目在选材时提供了广泛的选择范围。

6、绿色建筑技术体系选择原则

本项目绿色建筑技术体系实施思路为：在充分认识绿色建筑内涵的基础上，结合项目区位、项目方案及功能使用特点等，遵循绿色建筑的实施原则，为本项目量身制定绿色建筑技术体系和实施策略，打造真正意义的绿色建筑。

本项目绿色建筑设计中，应对“建筑质量”、“环境负荷”和“成本投入”进行综合平衡，避免高科技、高投资的发展思路，避免示范、展示和技术、产品堆砌（冷拼）；尽量采用被动式、适宜技术，结合气候策略的“本土化绿色建筑”，体现技术和建筑的有机集成。绿色建筑的实施过程遵循以下原则：

第一、“因地制宜”的原则。“绿色”概念源于可持续发展思想，强调实事求是和因地制宜。因地制宜是我国绿色建筑发展的核心理念。本项目特点突出，定位高端，因此绿色建筑在技术策略上要考虑“因地制宜”，不盲目照搬国外技术和高级技术，而是根据建筑自身特点和要求合理选择技术策略，有效控制增量成本的增加。

第二、“全寿命周期分析评价（LCA）”原则。绿色建筑强调在规划设计阶段充分考虑并利用环境因素；同时还关注运营阶段能为人们提供健康、舒适、低耗、无害的活动空间。因此，绿色建筑关注建筑的全寿命周期内，全过程落实绿色建筑的需求，

能够真正从建筑的全寿命周期角度，通过合理的资源节约和高效利用的方式，有效降低后期运营成本是关键。

第三、“权衡优化（Trade-off）”和总量控制的原则。绿色建筑要求消耗最少的能源和资源，给环境和生态带来的影响最小，同时为使用者提供健康舒适的建筑环境与良好的服务，但一般而言，追求优良的建筑质量往往易导致付出较大的资源与环境负荷，并导致建设成本的增加。本项目属于办公项目，在确保绿色建筑目标实现的前提下，有效控制绿色建筑的增量成本增加，并实现项目市场、以及后期运营的双重回报，是本项目绿色建筑技术体系选择的重要原则之一。

四、结语

总而言之，绿色办公建筑设计是一项全方位的综合性的系统工程，又是一项长远而且艰巨的任务。其强调的是建筑设计与生态的完美结合，寻求的是建筑与环境、节能、经济之间的最佳平衡。

参考文献

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