高层办公建筑节能设计的问题(共3761字)

【摘要】针对高层办公建筑节能设计常见的问题，结合实际案例，做了简单的论述，提出了设计优化策略，共享给相关人员参考。经过工程实例研究发现，当前节能设计自然资源没有被充分利用、外围结构设计还需要优化等问题的存在，影响着节能设计的效果，因此提出增加自然资源的利用、提高节能技术水平等措施，进而提高建筑的节能环保水平。

【关键词】高层办公建筑；节能设计；采光率；照明系统

1建筑节能设计分析

从高层办公建筑绿色设计的角度来说，建筑节能设计为重要组成部分，通过将建筑以及设备节能相互结合，构建高效率的节能系统，充分发挥节能体系的使用优势，获得更多的节能效益。在建筑物设计中，可开展节能设计的部分很多，例如材料和门窗等，都能够采用节能设计手段，积极使用新能源，提高能源利用率。做好围护结构部分的节能设计把控，进而保证建筑节能的效果。

2高层办公建筑节能设计问题的分析

2.1自然资源未能充分开发

从建筑运行能源消耗的角度来说，照明和取暖以及通风等都是能源消耗的主要部分。依靠电灯照明或者空调取暖等，毋庸置疑会造成大量电力资源被使用和浪费。基于节能设计理念，在高层办公建筑内积极推广运用采光技术以及太阳能技术等，提高自然资源的利用率，减少照明和取暖以及通风等的能源消耗。不过当前高层办公建筑节能设计中，自然资源尚未被充分开发利用[1]。

2.2节能设计没有全面落实

目前，国家积极提倡在高层办公建筑中实施节能设计，比如照明节能设计以及通风节能设计等，不过因为节能设计理念尚未完全落实，使得电力资源被严重浪费的问题依旧存在。相比西方国家，我国建筑领域的节能设计，尤其是通风系统以及照明系统，设计水平相对来说依旧落后。

2.3外围结构设计需要优化

从建筑运行的角度来说，很多高层办公建筑都存在着外围结构性能不强的问题，即保温隔热性能不强的问题。一般来说，建筑的外围结构具体包括屋面和外墙等。建设的高层办公建筑，其横向屋面面积同竖向表面表面相比而言很小，所以墙体和建筑窗户的保温隔热能力直接影响着建筑外围结构保温隔热的能力。在建筑设计中，若没有做好外围结构设计的把控，使得结构不具有保温隔热能力，很容易增加空调供暖系统运行的能源消耗[2]。

3高层办公建筑节能设计策略的总结

3.1案例概述

以某高层办公建筑节能设计为例，地下部分2层，地上部分25层，主要房间类型包括办公室和会议室等，建筑面积大约25298.16m2，建筑高度为99.9m。现结合其能源消耗分析，总结节能设计优化策略，进行如下论述。

3.2能源消耗情况

从能源消耗的情况来说具体如下：①照明能源消耗79.324kWh/m2•a；②电器设备能源消耗81.671kWh/m2•a；③制冷能源消耗21.043kWh/m2•a；④制热能源消耗11.608kWh/m2•a；⑤风机能源消耗4.165kWh/m2•a；⑥水泵能源消耗44.7kWh/m2•a；⑦冷却塔能源消耗1.637kWh/m2•a；⑧加湿设备能源消耗0.008kWh/m2•a；⑨热回收设备能源消耗11.57kWh/m2•a（数据已经全部转换为一次能源结果，能源指标值使用的为建筑面积）。

3.3能源消耗分析

选择参照建筑进行对比分析，参照建筑依据的是我国1980年公共建筑的做法，具体包括围护结构以及暖空空调系统等。参照建筑的能源消耗情况如下（参考美国ASHRAAE90.1-2010标准要求，需要计算参照建筑经过0°、90°、180°以及270°后的全年建筑动态能源消耗，选择平均值作为能源消耗计算结果）：①旋转0°。照明能源消耗252.267kWh/m2•a；电器设备能源消耗81.671kWh/m2•a。②旋转90°。照明能源消耗252.267kWh/m2•a；电器设备能源消耗81.671kWh/m2•a。③旋转180°和270°上述两个指标没有变化。相比参照建筑能源消耗，该建筑能源消耗共计降低了266.902kWh/m2•a，降幅比较明显。从此建筑的能源消耗实际来说，水泵占比较大，其他能源消耗比较低。此建筑空调系统设计选择的冷热源为一体式直燃机，能源消耗比较小。相比参照建筑，此建筑的照明设备能源消耗大幅度降低，降低了172.943kWh/m2•a。基于此，总结出此建筑节能优化空间很大的部分主要包括照明系统和围护结构以及空调系统。

3.4节能优化设计策略的总结

3.4.1充分利用自然资源

在进行节能设计时，要注重对自然资源的开发和利用，充分利用太阳能资源和风能等，来增强建筑取暖和采光以及保温保湿效果，实现对建筑室内空气的净化。太阳能资源来源于太阳辐射，可以产生热量，引起化学反应，进而能够用于发电，为建筑运行提供能量。使用太阳集热器，能够实现太阳能的收集和转化，为供暖和供冷等提供资源。从实际应用的效果来说，使用太阳能设备不需要使用燃料，具有清洁性而且卫生，不会造成任何污染，能够达到节能环保的基本要求[3]。

3.4.2提高节能技术

若想不断降低照明系统以及通风系统运行的能源消耗，必须要不断提高节能技术水平。在具体实践中，若想优化照明系统，首要任务是提高自然采光的利用率，通过设计交叉式平面布置以及板式建筑。除此之外，通过中庭式或者内院式的建筑设计，都能够增强自然采光的效果。通过在边庭种植植物的方式，能够营造不错的采光条件，实现对环境的美化，提高空气的质量。在具体应用中，充分运用太阳能发电技术，结合使建筑•节能用三基色节能灯实现照明，节约电力资源。对于通风系统的优化设计，可选择圆管型建筑或者悬挂建筑。此类高层建筑不仅可以节约土地资源，还能够减少污染，建筑的通风条件比较好，而且抗风抗压以及抗震能力比较强。开展通风设计，必须要注重控制门窗的面积，确保能够产生对流作用，形成穿堂风，合理利用室外空气，进而降低空调系统运行的能源消耗。除此之外，科学组装以及维护暖通空调系统，能够有效降低能源消耗，可实现对室内温度与湿度的有效调节，保证环境质量，促进空气流通[4]。

3.4.3做好建筑结构的优化设计

在进行建筑空间结构的优化调整时，必须要做好建筑内部优化设计，通过控制窗墙比，做好窗户面积的把控，确保采光效果和保暖效果。一般来说，科学的窗墙比为0.3。在选择玻璃幕墙时，要从采光和隔声等方面入手，做好严格的把控。除此之外，要做好外围结构的设计把控。若想不断增强建筑外围结构的性能，提升其保温隔热整体水平，要做好围护结构方面的把控。使用具有较小导热性系数的材料，比如多孔空心砖等，结合把控门窗比等，最大程度上减少外围结构造成的能源消耗。若设计的为透明围护结构，需要控制玻璃幕墙的使用数量，同时要做好窗墙比的把控等，进而保证结构的保温性能[5]。

4结束语

综上所述，高层办公建筑节能设计的常见问题的有效应对，要结合建筑能源消耗特点，采取相应的优化措施，不断降低能源消耗。文中结合某高层办公建筑节能设计实例，分析了其能源消耗，总结了其采取的建筑节能优化措施。

参考文献

[1]李珂.高层办公建筑被动式节能设计[J].住宅与房地产，2018（19）：88+111.

[2]肖轶群，苏波.高层办公建筑绿色设计的难点与解决方法研究[J].产业与科技论坛，2017，16（19）：60-61.

[3]石杨.武汉办公建筑外窗外遮阳效果模拟及优化设计研究[D].吉林建筑大学，2017.

[4]刘立.基于能耗模拟的寒冷地区高层办公建筑节能整合设计研究[D].天津大学，2017.

[5]朱瑞海.公共办公建筑节能设计研究[D].湖北工业大学，2017.

作者：杜杰 单位：柳州市建筑设计科学研究院