办公楼的发展及其生态节能设计分析-(DOC 11页)

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1、办公楼的发展及其生态节能设计分析徐斌(东南大学建筑学院,南京210096摘要:从办公楼建筑的历史演变出发,结合典型生态办公楼案例,研究现代办公楼建筑的设计理念,生态节能策略。从办公建筑的发展历史角度,它经历了从被动适应自然环境发展到主动利用光能热能风能,促进其发展的必要途径就是生态节能技术在建筑中的利用。介绍了当代办公楼建筑的几种主要设计理念即“垂直花园式”办公楼,智能化数字科技办公楼,可持续发展的办公楼。通过案例分析和技术手法的对比,提出办公楼生态节能的切入点:外围护结构,门窗,通风,采光,遮阳,吊顶,余热回收。办公建筑的最终目标是“适应未来发展的,集办公、展示、会议于一体的生态、节能、智能

2、型办公楼”。关键词:生态;节能;设计理念中图分类号:TU243文献标志码:A 文章编号:1673-7237(200801-0019-04The Developm ent of Office Building and Eco-design AnalysisXU bin(Nanjing Southeast University of Architecture Department,Nanjing 210096,ChinaAbstract:Proceeding from the historical development of office-building,the design-concepti

3、on and the strategy for saving energy of the office-building were analyzed.From the view of historical development of office-building,it has gone through a natural development from pas-sive to active use of light-energy,thermal-energy,wind-energy and so on.It is necessary to use ecological energy-sa

4、ving technology in mod-ern office-building.The main design-concept of office-building was introduced,such as “vertical garden ”,intelligent and digital office-building.To analyze the different kinds of technical methods,the key-points of ecological energy-saving were put forward.The ultimate goal of

5、 office-building is that the ecological,energy-saving and intelligent office-building adapts to the future development,which integrates the handle official business,exhibition and conference.Key w ords:history;ecological;energy-saving;design-conception0引言作为现代工业文明产物的办公楼建筑,就其发展变化过程来看,可分如下阶段:传统办公楼立足于自然

6、通风和采光,以小空间为单位,排列组合而成,具有较小的开间和进深尺寸。传统办公室的优点是私密性强,工作者可自行控制工作环境(灯、百叶窗、家具布置等,不足之处是空间利用率低,缺乏灵活性。早期的现代办公楼其特点为大空间,这种模式的积极意义是追求实效性,消极之处便是机器化的办公环境,非人性化的工作方式。收稿日期:2007-11-21;修回日期:2007-12-03下将保温板简化成为不同模型对保温板的刚度、强度计算,其模板均能满足要求,表明该模板强度高,抵抗变形能力强。(4本为只对单独的免拆模板设计计算,未考虑它与混凝土的复合作用,所以对新型免拆模板复合剪力墙体系还有待于进一步研究。参考文献:1莫磊.新

7、型保温节能复合墙体研究D.河北工业大学,2003.(MO Lei.Study on a New Type Thermal-Insulating and Energy-Saving Complex Wall D.Hebei Univerisity of Technology,2003.2董亮,张明聚,曲俊义.免拆模板复合剪力墙体系及施工技术研究J.石家庄铁道学院学报,2004,17(2:37-40.(DONG Liang,ZHANG Ming-ju,QU Jun-yi.Research on A New Type of Composite Reinforced Concrete Shear Wa

8、lls with Stay-in-place Mould SystemJ.Journal of Shijiazhuang Railway Institute,2004,17(2:37-40.3糜嘉平.建筑模板与脚手架研究及应用M.北京:中国建筑工业出版社,2001.(MI Jia-ping.Investigation and Application of Descending Falsework andStructure FormworkM.China Architecture and Building Press,2001.作者简介:李珠(1959,男,河南开封人,教授,博导,从事结构工程与

9、力学研究(太原市迎泽西大街79号,lizhu999i。墙体与设计WALL &DESIGN建筑节能2008年第1期(总第36卷第203期No.1in 2008(Total No.203,Vol.3619后期的现代办公楼具有人情味的办公环境及优雅的周围环境,带有绿化的内庭院或中庭。其中的景观办公室可以在大空间中灵活布局,有适当的休息空间,用灵活隔断和绿化来保证私密性。随着信息时代的到来,出现了智能化的生态节能办公楼。此类型办公楼极大地改善了办公的舒适度与灵活性,提高了办公效率,有效地使用能源,是“以人为本”思想的完美体现。1现代办公楼设计理念1.1“垂直花园式”办公楼让工作成为一种享受(见图1和图

10、2图1空中花园图2会议空间以人为本、高效率、人性化的办公空间,运用先进的现代建筑设计理念,以人为中心,合理布局,充分考虑办公人员的使用功能需要和心理需求。平面设计高效、简洁,同时设计了“空中共享”的小中庭,内置大量绿色植物与大自然融为一体,成为生态的办公环境。1.2智能化数字科技办公楼现代办公楼的重要发展趋势是智能化、数字化。随着网络技术与数字化的飞速发展,传统功能的办公楼受到很大冲击,人们在网络上可以延展自己的工作空间,享受无限,感受与时俱进的时代脉搏。因此,建筑本身也应表现出卓尔不凡的数字化品质。1.3可持续发展的办公楼绿化节能,符合生态要求的高科技元素在建筑中给予充分的考虑。自然采光,有

11、效组织的自然气流,高效节能的双层幕墙体系以及节能设备的广泛应用,将极大提高办公楼的使用品质及舒适度,节约能源,体现可持续发展的思想。2现代办公楼的生态设计策略2.1提高外围护结构的保温隔热性能建筑外围护结构的能耗有三个方面:外墙;门窗;屋顶。在大面积的墙体做围护结构的办公建筑中,能耗方面外墙是主要的,现在多采用复合墙体,主要分为外墙内保温和外墙外保温。其中外墙外保温的做法比较好,可防止冷热桥。另外屋顶的保温和隔热也是不容忽视的。2.2门窗节能措施(见图3和图4图3门窗的节能措施图4门窗的节能措施在现代的办公楼中很多采用大面积的玻璃幕墙,这种透明围护结构容易产生冷热桥作用,所以提高玻璃幕墙的保温

12、隔热是降低建筑能耗的重点。具体的设计中可设计采用双层玻璃幕墙作为主要节能手段,与单层玻璃幕墙相比,双层玻璃幕墙具有更好的降低噪音干扰、隔热保温的优点。空气间层在水平和垂直两个方向上被划分,使得其内部的气流循环互不干扰,有利于防火和隔音。双层玻璃幕墙的优点在于:绝热好,利于冬季保温,夏季隔热;能更好地杜绝噪音和防火;能优化选择性地利用自然采光;遮阳系统可根据天气状况调节;办公区可以自然通风,因为空气间层内的对角气流使得室内办公空间的空气静压小于双层幕墙空气间层的空气静压,从而形成一个空气压力差值,迫使室内不新鲜的空气被抽出;办公空间的自然通风换气提高了工作空间的空气质量,减少室内综合征的发生。另

13、外使用节能的玻璃也是一种很好的节能措施。有种Low-E玻璃也叫做低辐射镀膜玻璃,是种表面镀上拥有极低表面辐射率的金属或其他化合物组成35%透射46%绝热好,有利于冬季保温,夏季隔热。透射76%100%反射7%反射24%可以通过窗户的形状和室内材料表面的反射性能来提高室内采光照明。外窗开的越大,室内照明越好。平坦浅色的地面能更好地反射光线。20的多层膜层的特种玻璃。Low-E玻璃是绿色、节能、环保的玻璃产品。普通玻璃的表面辐射率在0.84左右, Low-E玻璃的表面辐射率在0.25以下。这种不到头发丝百分之一厚度的低辐射膜层对远红外热辐射的反射率很高,能将80%以上的远红外热辐射反射回去,而普通

14、透明浮法玻璃、吸热玻璃的远红外反射率仅在12%左右,所以Low-E玻璃具有良好的阻隔热辐射透过的作用。冬季,它对室内暖气及室内物体散发的热辐射,可以像一面热反射镜一样,将绝大部分反射回室内,保证室内热量不向室外散失,从而节约取暖费用。夏季,它可以阻止室外地面、建筑物发出的热辐射进入室内,节约空调制冷费用。Low-E玻璃的可见光反射率一般在11%以下,与普通白玻璃相近,低于普通阳光控制镀膜玻璃的可见光反射率,可避免造成反射光污染(见图5。图5法兰克福商业银行总部大厦剖面图及自然通风系统示意图2.3带室内花园的中庭空间加强通风和采光(见图6和图7图6公共办公层诺曼福斯特的法兰克福商业银行总部大厦这

15、个世界上首座生态型高层塔楼平面呈三角形,犹如三片“花瓣”包围着一根中心“花茎”“花瓣”是一些办公空间,“花茎”是一个巨大的中庭,提供了自然的通风道。四层高的空中花园沿着建筑的三边交错排列,使每一间办公室都有能开启的窗子,可以获得自然的通风。电梯、楼梯和设备被成组地安排在建筑的三个角上,强化了如同村落般的办公组群和花园。建筑的中庭空间不仅加强了建筑的造型又提高了建筑的自然通风和采光效果。图7空中大厅总的说来,中庭空间具有如下的特点:室内中庭使得其周围的办公空间得以自然通风换气,并能将日光引进建筑内部深处。在中庭处,每层均可设置带通透栏杆的室内阳台,增强了视觉效果。中庭开口处,每层均可设置加密喷淋

16、保护,防止火灾发生时大火向中庭内部蔓延扩散。2.4办公室充分利用自然通风和自然采光照明如柏林议会大厦(见图8在改建的过程中,过去岁月的痕迹,如炮弹的炸痕,烧焦的木头和苏联占领时在墙上涂写的字迹,重新显露出来。改建后其上部通透的玻璃体穹顶结构同时采用了发热发电及热能回收的尖端技术,其为中央议会大厅的“呼吸”通道,它具备良好的自然通风和采光的作用,另外其内部的旋转观景平台为市民旁听议会提供了便利,这也体现了政府的新形象民主、开放和公开性。图8柏林议会大厦剖面图诺曼福斯特设计的斜置的卵型伦敦市政厅竖立于泰晤士河滨,主体结构为钢网架,外覆玻璃,既轻盈又通体透明,将室内光线与阴影精心优化,将适宜的自然光

17、和外部河景引入室内。在南边顺势形成的有节奏的错层,上层的挑出部分可以为下一层遮阳。另外,玻璃幕墙有它保温隔热性能差的一面,但21是在做好保温隔热的基础上可以发挥其正面效应:整层高度的双层玻璃幕墙以及办公区的短进深使得工作区域内都能得到良好的自然采光,只有在意外情况下才辅以人工照明。提高照度,照度不足容易使人疲惫。可以通过窗子的形状和室内材料表面的反射性能来提高室内采光照明,外窗开得越大,室内照明越好。柱子和顶棚应采用浅色明亮的材料作为装饰完成面。反射系数应该在0.5左右,即保证其表面能将50%的光线反射回房间内部。平坦浅色的地面能更好地反射光线。窗框采用浅色表面能降低室内外光线明暗对比,有利于

18、舒缓人的眼睛。2.5有效的遮阳系统(见图9和图10图9玻璃幕墙有效的遮阳系统在大面积的玻璃幕墙的办公建筑中有效的遮阳是很重要的降低夏天能耗的措施。具体措施如下:使用双层幕墙,在双层幕墙空气间层内集成地设置一个遮阳系统,可以全面地保护整个建筑,防止室内办公空间失控性的被晒热。空气间层内设置可拉下的金属百叶可以防止过强的阳光照射。遮阳系统是灵活的,可以单独调节。考虑到人的心理因素,与室外良好的视觉联系是很重要的,金属遮阳百叶在被拉下的情况下也能保证内外视线的联通。图10玻璃幕墙遮阳系统细部2.6楼板水冷空调吊顶系统(见图11图11楼板水冷空调吊顶系统在吊顶内采用水冷空调系统。带冷水管的冷却板可以对

19、室内(办公设备和人体发散的热量热空气进行降温。新鲜空气从第二层吊顶上的空间进入,并从吊顶灯具处的回风口(组合灯具被抽出。2.7热量再利用在采暖期,使用中央空调系统采暖,室内热空气可被循环利用对新风预热。3结论未来国际上对办公写字楼的普遍要求是:建筑物的物理状况和品质均是一流,建筑质量达到或超过有关建筑条例或规范的要求;建筑物具有灵活的平面布局和高使用率,具有高性能的节能设施与生态化、人性化的智能化办公环境、设施先进、功能配置完善、停车位充足、物业管理一流。因此,现在的目标就是设计一幢能“适应未来发展的,集办公、展示、会议于一体的生态、节能、智能型办公楼”。更进一步,还要能体现当地的风土人情和地

20、方文化。参考文献:1(美玛丽古佐夫斯基.可持续建筑的自然光运用M.北京:中国建筑工业出版社,2004-08.(Mary G.Daylighting for Sustainable DesignM.China Architecture& Building Press,Beijing,2004-08.2涂逢祥.建筑节能M.北京:中国建筑工业出版社.(TU feng-xiang.Energy Efficiency in BuildingsM.Beijing:China Archi-tecture&Building Press.作者简介:徐斌(1981,男,山东临清市人,东南大学建筑学院06级研究生,建筑设计及其理论专业(南京四牌楼2号东南大学010601信箱,bin6075103。空气间层内设置可拉下的金属百叶,可以防止过强的阳光照射考虑到人的心理因素,与室外良好的视觉联系是很重要的,金属遮阳百叶在被拉下的情况下也能保证内外视线的联通对于每个盒状单元,可以使用各色百叶,使建筑立面常处于一种变化的状态,形成变幻多端的景象在吊顶内采用水冷空调系统。带冷水管的冷却板可以对室内(办公设备和人体发散的热量热空气进行降温。22