办公楼节能环保设计探究

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　　摘要：
　　办公楼的建筑设计从最初的单一的使用功能开发到积极利用工程技术达到对自然环境的充分利用，再到追求生态和环保的理念下建筑与自然环境的和谐统一。办公楼工程设计和建筑思路的变化，正是人们不断发现自然、融入自然的过程。本文从办公楼的设计思路出发，以其内外部结构为切入点，对办公楼的节能环保设计新思路进行简单的探讨，以探究办公楼设计和建筑在未来新的发展方向。
　　关键词：办公楼；设计；节能环保设计；探究
　　一、楼体围护结构的节能设计
　　（一）外围护结构的降能耗设计
　　楼体外围结构是否合理，是降低办公楼内能耗的重要手段之一。一般来讲，在建筑设计时要充分考虑门窗和外墙的围护设计。根据现代建筑的特点，多以面积比较大的玻璃外墙为主，这种外墙虽然满足了通透和采光的要求，但也增加了办公室内的能耗，也就是我们常说的“冷热桥”效应。因此，围护结构的设计中，有效地降低冷热桥效应，增加玻璃幕墙的隔热保温作用是降低办公室能耗的有效手段。
　　热桥效应的产生，是因为外界光、热等介质在经过玻璃幕墙时受到的分解比较小，导致光热等在室内过分集中。有效缓解热桥效应的的最简洁办法是设置双层玻璃幕墙。双层玻璃幕墙较单层玻璃幕墙其抗噪音和保温隔热性能更好，双层幕墙的存在人为的创造出了一个光、热介质的缓冲和交接空间，使室内不会因外界环境变化而出现环境的剧烈改变。更值得一提的是，双层幕墙可以配合室内设置有需要的进行采光和温控，双层幕墙增加了自然通风的可控性，使室内外气流得到了通过换气口进行了有效交换，一定程度上提高了室内的空气质量，避免长期使用空调，造成的电力等能源的过量消耗。
　　（二）节能材料的应用
　　在欧美发达国家，办公室设计者在外墙建筑材料，尤其是玻璃材料的应用上，更多的考虑了节能降耗的要求。比较有代表性就是一种低辐射Low.e玻璃，这种玻璃采用了先进的表面工程技术，将具有低辐射率的金属元素和化合物用特殊工艺镀在玻璃表面形成反射层，从而达到反射红外热辐射的效果。在夏、冬两个季节，这类特种玻璃既可以起到阻止室外热辐射通过玻璃进入办公室和反射热辐射的作用，从而使得办公楼的空调和取暖费用大幅下降。另外，还可以根据需要，在楼梯表面铺装苯板，能在气候变化比较明显的地区，很好的弥补冬季供暖和夏季降温措施的不足，使办公楼内的温度更加适宜，减少供热、供冷所消耗的电能、煤炭等，从而直接或间接的起到了节能降耗的作用。
　　二、遮阳系统和采光设计的有效应用
　　（一）集成遮阳系统的使用
　　大面积的玻璃幕墙是现代办公楼的主要外墙材料，除采用双层玻璃外，还可以在外墙安装遮阳系统，可以有效地降低炎热天气中的办公室制冷能耗。一般情况下，在已有的双层幕墙隔层中间安装集成遮阳系统，遮阳集成系统利用了大气层的保温、控温原理，通过特殊的装置。这种装置可以在室外温度超过30度、地面和建筑物表面温度持续升高的午后，有效减少室内遭受过量热能辐射而急剧升温。此外，在室内还可以利用百叶窗作为简便的遮阳装置，作为遮阳系统的辅助装置。
　　（二）自然采光技术的引进
　　办公室的建筑设计能够很好的进行采光，是节约大量电能的有效手段。在建筑结构上，一些西方国家的政府办公楼就摒弃了原有的封顶式建筑方式，将穹顶的建筑材料改为节能玻璃等特殊材料，并结合了一些先进的热能回收技术。这种设计方式，使得办公楼有了健全的空气交换系统，又在很大程度上利用了自然条件，实现了高效率采光。国外某著名设计师在设计某政府机构办公大厅时，就很好的利用了自然采光，这就是比较有名的伦敦卵形办公室。卵形办公室充分利用了办公楼周边的自然环境，设计师利用太阳光的照射角度将办公楼设计成南向形成错层，这样可以起到遮挡阳光的作用。室内房间尺寸较浅，并应用了独特的柱、梁结构和具有良好彩光效用的特殊材料，可以在采光时间充分利用自然采光，除非夜幕降临和天气突变，一般情况下，使用工人照明的时间很少，从而有效地节约了电能消耗。
　　三、新能源技术和空调控温系统的应用
　　（一）太阳能和地源热泵的应用
　　在经济技术条件允许的条件下，在办公楼中可以应用太阳能和地热能两种可再生能源。在瑞士等西方发达国家，有一部分太阳能在办公楼上已经得到了应用。太阳能的采集通常通过安装在屋顶的光伏电板来进行，这些光伏电板安装和使用非常方便，且外形美观、轻巧，可以根据不同的屋顶构造自由安装。太阳能光伏电板供电比较稳定，在夏季时完全可以满足办公楼供电需求，富余电量还可以作为管网内电能的补充，一举两得。除太阳能外，地热能的利用也是办公楼节能的一个重要手段。采用地源热泵采集地热能进行冬季采暖，在比较炎热的夏季再通过转换设备使之用于制冷。要注意的是，地热系能系统一定要和中央空调系统或新风系统相互配合才能发挥其调节办公楼内温度的作用。在实际建筑施工中，由于二者所需资金以及技术难度较高，所以推广普及还需要一定的时间。
　　（二）中央空调系统的应用
　　中央空调系统的冷热源控制是中央空调系统能否实现节能的核心问题，在国家新一轮的节能规划中热泵技术成为被认可的全新节能供热供冷技术，以我国武汉地区为例，在办公楼中应用热泵系统相比传统的用电直接供热、供冷节电约60%，且可实现能源的回收利用。热泵所采用的空气源热泵系统可以减少二氧化碳排放量65-70%，一次运行设备的节能约40%。在实际运行中，空气源热泵系统的综合运行费用要比传统的水冷式设备低，其实际供冷、供暖效果却比水冷式要好的多。除此之外，在距离水源地比较近的地区还可以利用水源热泵系统，在水源稳定充足的条件下，可减少电量消耗10%左右，综合节能40%左右。更具环保意义的是，应用水源热泵还可以应用先进的可再生能源技术，实现水源的循环利用。
　　中央空调的冷热源输送装置的设置，也是直接影响节能效率的一个重要环节。在中央空调系统中应用变流量系统，根据办公楼各用户的不同要求自动调节送风量和送水量，就可以达到节能的目的。一般中等规模的办公楼，应用变流量风系统后，节能可达10%左右。根据中央空调负荷的高低，还可以在排风系统中安装交换器，可以大幅度的提高新风能量的利用率，可减少两成左右的中央空调负荷。总之，中央空调系统以及先进设备和控制技术的配合应用，是办公楼节能降耗的有效手段。
　　四、结语：
　　办公楼的建筑设计要符合节能环保的要求，需要在建筑材料、建筑设计方案和思路等多个方面做出改变。在外墙设计上，采用先进的双层玻璃幕墙结合集成遮阳系统，在办公室的框架设计上多应用便于采光的设计，尽可能的利用自然采光，减少人工照明的电能消耗。另一方面，在内部设计上，多采用智能控温的新风系统和空调系统，有效地利用新能源，最大限度的进行高科技温控。在未来的办公大楼中，其节能系统一定是立体和可控的，一定要具有人性化的关怀并满足现代化的办公要求，要在节能环保的基础上，打造真正绿色健康的办公环境。

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