導語：高層辦公建筑節(jié)能設(shè)計分析一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要：隨著時代的快速發(fā)展，現(xiàn)代大環(huán)境對高層辦公建筑被動式節(jié)能設(shè)計要求不斷地提高，人們也越來越重視被動式節(jié)能建筑方面的需求。本文首先敘述了實施被動式節(jié)能設(shè)計對高層辦公建筑的重要性以及意義；其次具體分析了被動式節(jié)能設(shè)計相關(guān)內(nèi)容，再次介紹了高層辦公建筑被動式節(jié)能的特點，并從蓄熱體的應用、建筑開窗，還有場地規(guī)劃設(shè)計等方面提出了被動式節(jié)能的解決方案；最后詳細說明了主動式方法對被動式節(jié)能設(shè)計的補充作用。

關(guān)鍵詞：建筑；被動式；節(jié)能；設(shè)計

全球能源消耗每天都在增長，其中有很大部分能源用在實施建筑上。人們對建筑室內(nèi)環(huán)境要求越來越高，想盡量減少建筑能源消耗。調(diào)和這種矛盾需要具備相關(guān)因素以及解決問題的能力，使用效率高的建筑節(jié)能方法。

1高層辦公建筑被動式節(jié)能設(shè)計概述

能源緊缺已成為全球熱門話題，能源危機給我們帶來了嚴峻的考驗。隨著人們工作環(huán)境的不斷惡化，城鎮(zhèn)化人口數(shù)量的不斷攀升，工作環(huán)境問題已經(jīng)成為了現(xiàn)階段最關(guān)心的事情。怎樣才能使資源利用率達到最優(yōu)化以及處理辦公建筑成為了設(shè)計師主要考慮的問題。節(jié)能設(shè)計對高層辦公建筑的能源規(guī)劃起到重要的作用，在對辦公建筑實行規(guī)劃時要把節(jié)能設(shè)計應用在建筑施工中。高層辦公建筑節(jié)能是指在建筑周期范圍內(nèi)運用專業(yè)的技術(shù)實現(xiàn)節(jié)能效果，整個過程包含建筑構(gòu)造、施工現(xiàn)場的操作、材料的獲取和使用、建筑的運行維護等步驟。被動式節(jié)能，是指利用非機械電氣設(shè)備干預手段，對建筑節(jié)能技術(shù)進行干預，主要體現(xiàn)在對建筑的朝向與建筑結(jié)構(gòu)的保溫隔熱技能上的節(jié)能設(shè)計，與建筑的朝向建筑的空調(diào)節(jié)能減耗和采暖通風都有關(guān)系。運用建筑設(shè)計時要特別注意這方面問題。被動式設(shè)計方法要求設(shè)計師有較高的職業(yè)素養(yǎng)，不僅專業(yè)能力要夠硬，還要設(shè)計師充分掌握建筑環(huán)境情況，要活學活用，不只是套用學科知識，更是運用自己的智慧與實際情況相結(jié)合來對建筑進行節(jié)能設(shè)計。因時代要求建筑規(guī)模不斷地巨大化，利用被動式節(jié)能設(shè)計，可以使建筑環(huán)境取得較大的改善。在設(shè)計階段建筑師一定要汲取合適的節(jié)能設(shè)計觀念，正確使用被動式節(jié)能設(shè)計的方法，讓環(huán)境對建筑影響時盡量地獲取正面因素、避免負面因素；并且設(shè)備工程師也要使用主動式節(jié)能方法，進一步補充和完善對建筑的環(huán)境協(xié)調(diào)能力。

2建筑節(jié)能的特點

2.1主動式建筑節(jié)能。主動式建筑節(jié)能以各種非常規(guī)能源的采集與儲存、使用裝置等構(gòu)成完善的強制能源系統(tǒng)來部分替代常規(guī)能源的使用[1]。但是該節(jié)能方式最主要的能量來源依然是常規(guī)能源的消耗，而且需要高投資成本、高技術(shù)含量和高維修管理水平，與現(xiàn)在的高層辦公建筑要求不符。2.2被動式建筑節(jié)能。被動式建筑節(jié)能則利用周圍的環(huán)境和建筑物的朝向的合理設(shè)計，外部形體與內(nèi)部空間、色彩的巧妙設(shè)計，及建筑材料的組合與構(gòu)造實施得當[2]，另外結(jié)合一些建筑結(jié)構(gòu)配件設(shè)計出非常規(guī)能源的采集與使用裝置以達到建筑物夏季制冷冬季采熱的效果，節(jié)約常規(guī)能源所耗費用——即體現(xiàn)在低投資、低技術(shù)傾向。

3建筑設(shè)計中被動式節(jié)能措施

3.1蓄熱體的應用。在傳統(tǒng)高層辦公建筑中，大多是對空氣的直接制冷或者加熱來調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度。為了維持室內(nèi)溫度可以利用建筑材料具有的熱隨性原理，白天因為外面溫度高室內(nèi)溫度低，利用圍護結(jié)構(gòu)存儲太陽的輻射慢慢輸送熱量向室內(nèi)，晚上再把溫度排散出去，以達到室內(nèi)一天的溫度比較恒定；冬天則與夏天的方法相反。利用這種方式調(diào)節(jié)溫度溫和穩(wěn)定，比空調(diào)更適合人們的周身體驗，這也是一種良好的被動式節(jié)能手段，可以降低甚者可以消除因用空調(diào)所消耗的能量。3.2建筑開窗。在建筑開窗方面，放在第一位的應該是出于功能的考慮，以往設(shè)計中主要有景觀、立面造型、通風采光等因素影響到開窗的選擇。在我國大部分地區(qū)往往采用朝南的大面積開窗，朝北的小面積開窗的做法，是考慮到節(jié)能與采光之間的平衡。3.3場地規(guī)劃設(shè)計。對于建筑的設(shè)計，利用場地來吸收或者是遮擋太陽的輻射，并且利用主導風向，降低或者增加溫度和濕度。為了實現(xiàn)環(huán)境利用的最優(yōu)化，可以利用地形、水體、植被以及群體建筑的布局達到目標，并產(chǎn)生節(jié)能的效果。3.4單體設(shè)計。在隸屬于建筑節(jié)能設(shè)計中的被動式節(jié)能設(shè)計中，對于單體設(shè)計，主要是通過合理的平面布局來實現(xiàn)自然的通風和采光。在一定生態(tài)學的觀念下，為了實現(xiàn)建筑的自然通風，可以從建筑相應地區(qū)的環(huán)境特點出發(fā)，對人工建筑物和自然條件的合理運用，積極地組織與順應自然風的流動，利用熱壓、自然風壓或者機械輔助等方法來達到目的。3.5圍護結(jié)構(gòu)的保溫隔熱。外墻、地面及屋頂?shù)葒o結(jié)構(gòu)的連接點是建筑熱工的軟肋，并且與建筑節(jié)能設(shè)計緊密關(guān)聯(lián)。依據(jù)建筑建筑內(nèi)部的功能要求以及所在地區(qū)的氣候環(huán)境，保溫和隔熱各有優(yōu)勢，內(nèi)部保溫效果比不上外部保溫的效果，但是對于大型建筑供暖問題，內(nèi)部保溫效果更優(yōu)于外部。選擇這兩種構(gòu)造設(shè)計都要注意水蒸氣會對建筑材料造成損壞，一定要做好防護工作以免給以后的工作留下隱患。圍護結(jié)構(gòu)是高層辦公建筑中極其重要的一項工作，設(shè)計師在設(shè)計時一定妥善安排，讓軟肋變硬，功能得以順利發(fā)揮。

4被動式節(jié)能的建筑設(shè)計注意事項

4.1保證建筑設(shè)計中自然通風。自然通風就是要依據(jù)風壓原理，設(shè)計時合理安排門窗的相對位置、辦公桌椅擺設(shè)等對風在建筑內(nèi)部的流通影響，也可擴大小亭、天井、樓梯間等建筑內(nèi)部開口面積，方便自然通風的流動[3]。進入高層辦公建筑室內(nèi)的氣流會隨著進氣口的構(gòu)造而發(fā)生改變，盡可能地控制進入室內(nèi)的氣流使它能吹向辦公區(qū)及人體高度的范圍。當風壓作用變小時，利用熱壓原理，設(shè)置中庭產(chǎn)生煙囪效應實現(xiàn)空氣的流通。4.2被動式太陽能利用。被動式太陽能具有低技術(shù)、低成本的優(yōu)點，是通過巧妙設(shè)計，合理構(gòu)造實現(xiàn)對太陽能的直接使用。（1）直接受益式系統(tǒng)。就是利用已安裝好的導光板，把光線引入到室內(nèi)，既解決了采光問題同時也搞定了取暖，一舉兩得。其原理是光線照在蓄熱墻體上把熱量存儲起來，到了晚上再釋放出來，以供室內(nèi)取暖。（2）附加日光間系統(tǒng)。在建筑南向緩沖區(qū)(走廊、陽臺等)利用透明玻璃成擴大透明空間，在此區(qū)間放置一些的貯熱體，在太陽照射的作用下，緩沖區(qū)溫度快速提高，貯存一部分，另一部分會流入辦公室內(nèi)，從而提高辦公建筑的舒適情況。4.3外墻與屋頂?shù)谋粍邮焦?jié)能設(shè)計。在外墻的隔熱中，用土壤包裹外墻的三面，或者用既有效又環(huán)保的方法是將辦公建筑的墻體掩埋于地下[4]。也可以用植被覆蓋建筑外墻或者接近外墻的區(qū)域，因為冬天室內(nèi)需要陽光的照射，夏天則要減少陽光的照射，所以可以選擇落葉形的植物冬季落葉夏季郁蔥。同樣百葉也是個不錯的選擇打開百葉就可以接受陽光的照射，不需要時就關(guān)閉，具有較強靈活性。屋頂被照射的時間最長。傳統(tǒng)的方法是用蓋板架空或者使用保溫層蓋住屋頂。但種方法有些鋪張浪費，沒有用植被覆蓋在屋頂上的方法好。

5主動式方法對被動式節(jié)能設(shè)計的補充

主動式節(jié)能即可再生能源（風能、太陽能和生物能等）被不同種類的電子機器構(gòu)成主動系統(tǒng)把能量收集、轉(zhuǎn)化與儲存起來，從而提高了傳統(tǒng)能源的使用效率。由于主動式節(jié)能自身存在很大的缺點，比如技術(shù)和設(shè)備的要求比較高、投資成本過大、使用過程中會造成巨大的能源消耗，所以國家致力于發(fā)展把燃料電池作為重要動力的建筑熱電冷聯(lián)動系統(tǒng)，研究開發(fā)燃氣空調(diào)設(shè)備主要耗能是天然氣。現(xiàn)有燃氣發(fā)動機驅(qū)動的熱泵還有太陽能為主，天然氣為輔的除濕空調(diào)再生系統(tǒng)以及燃氣輪機驅(qū)動的離心機，未來主動式節(jié)能設(shè)備一定會很好的輔助被動式設(shè)計工作。

6結(jié)束語

增加對建筑被動式節(jié)能設(shè)計的研究分析，對它取得良好的設(shè)計效果有著十分重要的意義，因此在以后的被動式節(jié)能設(shè)計應用中，要加強關(guān)注它的關(guān)鍵設(shè)計要素，并重視其具體設(shè)計實施方案的合理性。高層辦公建筑不僅需要具備有專業(yè)能力的設(shè)計師，同樣還需要設(shè)計師會具體運用主動式與被動式兩種方法，以被動式為主，主動式為輔兩者緊密結(jié)合，妥善處理。只有使兩種方法相得益彰才能進一步建造以“節(jié)能”為核心的建筑設(shè)計，合理利用一切可以利用的資源，節(jié)約一切不必要的材料、能源消耗。在條件優(yōu)越時盡量運用被動式設(shè)計，當條件惡劣時要盡可能的多使用被動式設(shè)計，如果有條件達不到的情況輔以主動式設(shè)計完成高層辦公建筑工程。

參考文獻：

[1]宋德萱.建筑環(huán)境控制學[M].南京:東南大學出版社,2015.

[2]龍惟定.辦公建筑怎樣實現(xiàn)降低20%能耗的目標[J].暖通空調(diào),2016(36).

[3]陳志亮.辦公建筑被動式節(jié)能設(shè)計[J].建筑遺產(chǎn).2015(10):60-62.

作者:李珂 單位:鄭州大學人才公寓開發(fā)與管理中心