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高层办公建筑节能设计问题及对策

摘要:环境保护工作对高层办公建筑节能设计提出了新的要求,即使用绿色施工技术,科学合理地制定建筑施工方案,充分利用一切资源来实现节能环保的目标,本文将浅析高层办公建筑节能设计的问题,并从充分利用自然资源、提高节能技术、调整高层办公建筑空间结构与合理设计外围结构四个方面来探讨解决对策。

关键词:高层办公建筑;节能设计;问题;对策

注重高层办公建筑的节能设计符合环境保护工作的要求,有利于提高建筑质量,有效节约资源,全面推动建筑工程建设走向集约化。但是,高层办公建筑在节能设计过程中还普遍存在一些问题,例如没有充分开发风能、太阳能等自然资源,节能设计尚未落实,建筑空间结构不合理,外围结构尚需优化等。本文将在浅析这些问题的基础上从充分利用自然资源、提高节能技术,调整高层办公建筑空间结构以及合理设计外围结构四个方面来探索节能设计方案,希望可以为高层办公建筑节能设计工作提供参考方案。

1高层办公建筑节能设计过程中存在的问题

1.1没有充分开发自然资源

高层办公建筑在照明、取暖、通风、保湿等方面的能耗比较大,只依靠电灯照明,借助空调来取暖保湿必然会消耗大量的电力资源。设计节能办公建筑可以利用采光技术、借助太阳能和风能等自然资源来达到照明、取暖、通风、保湿的作用,但是,目前的高层办公建筑节能设计方案还不是特别完善,没有充分利用清洁无污染的自然资源。

1.2节能设计尚未落实

虽然国家已经倡导在高层建筑工程建设中实施照明系统和通风系统应采用节能设计,但是该设计理念还没有完全落实,导致大量的电力资源浪费,与西方国家相比,我国建筑在通风系统与照明系统的节能技术设计相对落后。

1.3建筑空间结构不合理

如果高层办公建筑的空间结构设计的不科学,必然会影响建筑的采光效果,也不利于通风,阻碍了空气的流通。如果建筑的门窗设计不具备节能作用,不仅会浪费大量的资源,而且严重影响建筑质量。

1.4外围结构设计尚需优化

当代高层建筑普遍存在外围结构的保温隔热能力低下问题,建筑的外围结构包括屋面、外墙、外窗与地面等。对于高层办公建筑来说,其竖向表面面积远远大于横向屋面面积,因此,墙体与窗户的保温隔热能力就成了衡量其外围结构保温隔热能力的决定性因素。据调查:大多数建筑不注重提高外围结构的设计质量,导致建筑结构的保温隔热能力低下,在一定程度上增加了空调供暖所消耗的能量。

2解决对策

2.1充分利用自然资源

设计节能建筑需要合理开发并充分利用有效的自然资源,使用太阳能和风能可以提高建筑的取暖、采光与保温保湿效果,净化室内空气。太阳能是来自太阳的辐射,能够产生热,引起化学反应,可以用于发电,无穷无尽地提供能量。太阳集热器可以将太阳辐射收集起来并转换成热能,在冬天可以用来供暖,在夏季,太阳集热器可以做成空调装置,创造凉爽、舒适的室内环境。太阳能设备不用燃料,清洁卫生,不会带来任何污染,满足节能环保的要求。风能是空气流动而产生的能量,利用风能供电可以将风能作为办公建筑内充电、照明和无线电通信的电压,从而节约大量的电力资源,减少对电能、天然气、煤等不可再生资源的消耗。

2.2提高节能技术

目前,大多数高层办公建筑在照明系统上所使用的电器一般都是电灯,通风系统主要依赖空调来实现通风、取暖与保温的目的,要提高节能技术,则需要优化照明系统和通风系统。优化照明系统首先要提高自然采光利用率,可以设计趋向于交叉式平面布置和板式建筑。此外,采用中庭式和内院式的建筑设计也可以有效提高自然采光效果。另一方面,在边庭种植一些花草树木不仅可以营造更好的采光条件,而且能够美化环境,提高空气质量。当自然采光不能满足室内的照明需求,就要考虑人工照明的节能设计,可以选用节能灯作为照明电器,使用优质的暖通空调来达到保温保湿、净化室内空气质量的效果,节约大量的电力资源,可以借助太阳能发电技术,选用三基色节能灯来照明。三基色节能灯又叫三基色节能荧光灯,管径比一般的电灯细,发光能力却比普通电灯强,外观非常精美。在安装三基色节能荧光灯时要先调和好荧光粉,使这种节能灯能够发出暖白色和温白色的灯光,既可以达到节能的标准,而且柔和不刺目,能够保护人的眼睛。优化通风系统则可以考虑设计圆管型建筑与悬挂建筑,这两种高层建筑能够节约用地、减少污染,而且通风条件良好,抗风抗压能力和抗震能力很强。在进行通风设计时,应注意扩大门窗面积,使其能够产生对流作用,确保自然通风的顺利进入以形成穿堂风,充分利用室外空气,既可以降低空调的能耗,也有利于居民的身体健康。在安装空调时,应考虑空调的节能效果,目前,科学组装与维护暖通空调可以在一定程度上降低能耗,这种空调具有调节室内温度、保持合适的干湿环境、促进空气流通和净化空气质量的作用,但是空调本身的用电量很大,氟利昂制冷剂也会引起臭氧层的破坏,因此,要借助太阳能和种植绿色植物的措施来降低能耗,使用无氟空调来实现节能环保的目标。安装空调时合理设计空调的风管,有效减少噪音的危害,缩短空调的风管走线,既可以节省资源,也可以降低工程难度,还可以降低噪音。另一方面,为了防治噪音的危害,节约电力资源,需要采用有效的隔音措施,给空调安装消声器。在安装通风空调的过程中,要合理布置各条专业管线,充分利用室内空间。降低噪音,缩短风机管线,并安装隔音设备。用软管连接风机盘管与水管。冷冻水管和冷凝水管等水管设施需要采用弹簧减振吊架,吊架需要固定在屋梁上。要用套管保护在穿过楼板或者穿过墙面的水管设施,水管和套管之间需要用阻燃材料维护。此外,要避免出现气囊,安装优质的排气管以保持气体可以随时被排放。另外,要注意保持水管的清洁度,及时清除水管的污垢和锈斑,为暖通空调安装排污阀,及时排出污水,避免出现污物堵塞水管系统的现象,并定期维修暖通空调的保温材料,以确保空调保温层的严密性,这样既可以延长空调的使用寿命,还能够节约大量的资源。安装空调时最好能让空调与自然风产生相互作用,既可以节约电力资源,也能够充分利用风能资源。

2.3调整高层办公建筑空间结构

调整高层办公建筑空间结构需要正确规划建筑的内部设计,高层办公建筑的窗墙比例必须合理,窗户的面积是建筑进行采光和保暖的重要因素,正常且科学的窗墙比例应该为0.3左右。选择玻璃幕墙时要考虑采光、隔声和热性能等问题。目前,普通的中空玻璃与建筑节能的标准还有一段距离,所以在进行建筑设计时,必须要考虑中空玻璃的适应性和当地的气候特点。其次,还要提高门窗的气密性,以尽量减少冷热空气的渗透。另外,窗框的保温性能也不容忽视,在设计中应该充分认识到这一点,尽量提高窗框的密实度。

2.4合理设计建筑的外围结构

建筑企业应注重加强高层办公建筑外围结构的保温隔热能力,如果该建筑是实体围护结构,则可以通过采用导热性系数小的多孔空心砖或者加气混凝土砌块等,配合外墙保温与合理的门窗面积比,控制由外围护结构保温隔热带来的能耗损失。如果该建筑使用的是透明围护结构,则需要遵循三大原理:第一,减少玻璃幕墙的使用量;第二,加强控制窗墙的面积比;第三,使用节能的玻璃与门窗材料。这样可以全面提高建筑外围结构的保温隔热能力。

3结束语

综上所述,高层办公建筑在节能设计过程中还普遍存在没有充分开发风能、太阳能等自然资源、电气节能设计尚未落实,建筑空间结构不合理等必须解决的问题。因此,要合理开发并充分利用有效的自然资源,使用太阳能和风能可以提高建筑的取暖、采光与保温保湿效果,净化室内空气。需要提高节能技术,全面优化照明系统和通风系统以节约电力资源,要调整高层办公建筑空间结构,正确规划建筑的内部设计,严格控制窗墙比例,选择玻璃幕墙时要考虑采光、隔声和热性能等问题,注意中空玻璃的适应性和当地的气候特点,提高门窗的气密性和窗框的密实度。另外,要合理设计高层建筑的外围结构,降低由外围护结构保温隔热带来的能耗损失,全面提高建筑外围结构的保温隔热能力。

作者:秦周龙 单位:中建海峡建设发展有限公司

参考文献:

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