高层办公建筑被动式节能设计

摘要：时代的不断更替为建筑设计引进了大量的先进技术与理念，加上国内的科研力量近些年来正在不断增强，由此为高层办公建筑创造了良好的设计环境。传统的建筑设计理念已经无法满足新时代发展标准，相关工作人员针对高层办公建筑的节能设计展开了深入且全面的研究，旨在有效提升我国办公建筑的设计效率及其安全质量。
关键词：高层办公建筑；被动式建筑节能技术；节能设计
引言：20世纪的到来为我国的建筑领域与工业领域等生产制造方面带来了先进的技术理念以及可靠的经济基础，但是当前国内存在城镇中心土地资源紧缺、人均占地面积较小等问题。人均资源占有率与国家经济发展水平存在着较为密切的关联性，因此必须努力提升城镇居民的人均资源占有率，推动我国居民的收支水平与生活能力，促进小康社会的全面落实。
一、被动式建筑节能技术简介
自建筑领域跨入新的发展阶段以来，多数高层办公建筑开始试用被动式建筑节能技术，在当前社会中，被动式建筑节能技术基本上随处可见，这也是国家与社会各界对节能环保、绿色发展理念充分重视的体现。被动式建筑节能技术主要是指非机械电气设备干预手段实现建筑能耗降低的节能技术，具体而言，被动式建筑节能技术在建筑设计的过程中充分发挥着

积极效用，加强建筑室内设计中的空间布局、外围护结构、采光通风等方面的设计效率，并且进一步提升设计人员对可再生资源的利用效率[1]。
二、高层办公建筑物理环境设计常见问题
（一）自然采光率较低
截止目前，国内多数建筑施工项目在建造过程中受到地基条件影响较深，从而导致其环境、结构以及内部空间等多个方面并未达到国家提出的相关标准。现代高层建筑多以方形、圆形与矩形等形式为主，标准层平面的长度与宽度基本一致。由此可见，通常情况下，办公空间围绕着垂直核心筒进行分布，进深尺寸为8-12m，少数可以达到20m，因此按照这种层级递进的规律来看，办公空间的侧窗采光不足，无法满足整栋办公大楼的光纤需求量，人工照明所需消耗能源较多，因此无法有效解决自然采光率较低这类负面问题。
（二）室内通风率较低
众所周知，传统的多层或低层办公建筑尚未呈现出多元化的发展趋势，其设计形式仅以板型平面为主，加上各种廊道的相互联通，以此接通各使用单元并为办公空间内部提供自然通风。结合国内多数高层建筑办公大楼的自然通风现状分析，其均使用空调、换风机等机械设备进行通风，俗称主动式建筑设计技术。虽然空调与换风机等机械设备确实能为

整个办公大楼带来极大的享受以及非自然通风，但是由于机械设备对自然资源的巨大消耗，因此仍不提倡将主动式通风设计作为主要的内容。另一方面，办公空间的外墙基本上没有多少可以自由开启的面积，因此办公空间内的气体流动进一步受到了限制，基本上全部依靠设备系统实现，增加了机械设备的负担与其对能源的消耗。
（三）围护结构隔热性能差
建筑的外围护结构对建筑本身起到保护作用，从结构分析，其主要包括屋面、外墙、外窗以及地面等组成部分。随着新时代的到来，建筑领域对高层办公建筑的保温隔热性能要求有所提高，因此为了满足现代化建筑的设计需求，必须努力提升外围护结构的保温隔热能力。结合国内当前的建筑结构设计而言，设计人员较易忽视围护结构的隔热与保温设计，通常情况下只是投机取巧，利用先进的机械设备替代节能设计，因此造成了较大的能耗问题，违背了当前绿色发展、节能减排的设计理念，从而阻碍了国内建筑领域整体的创新发展进程。此外，外围护结构隔热性能与保温性能较差还会降低工作人员的积极性与主动性，从而建筑所在企业的生产经营效益将会直线下滑。
三、物理环境设计常见问题的解决对策
（一）加强建筑物采光设计

针对当前多数高层办公建筑的自然采光率不足等问题，建筑设计人员首先需要考虑的是如何提高建筑物采光设计的合理性与时效性。结合相关成功案例发现，减少进深尺寸能够显著改善这一问题，提升采光设计程度。在减少进深尺寸的前提下，基地塔式标准层的平面越发趋于板式及交叉式平面布置，增加了物理环境下高层办公建筑的自然采光与通风的几率。实际上，设计人员仅需注意一点，就是加强建筑物采光设计的合理性与时效性，传统意义上，高层办公建筑采光设计的不合理性在层级递进的设计理念，基于此，我们可以利用光的折射以及漫反射原理，随后通过被动式建筑节能技术满足现代化的办公建筑标准。
（二）加强室内外通风设计
通过室外气候的对比分析发现，国内的地域性气候差异导致不同地区的高层办公建筑的内部空间与外界环境的温差较大，因此其热湿问题显著。由此可见，除了多数地区的普通通风设计之外，还需要注意地区之间的气候差异，也就是温差问题。部分温差明显地区的办公建筑可以利用1年中14%的时间进行自然通风，以此保证室内办公空间的舒适程度。这种室内外温差在过渡季节的表现最为显著，因此设计人员可以利用互补观点来加强室内外的通风设计。过渡季时，室外空气舒适度较高，因此利用室外空气与自然通风保持室内

办公空间的空气舒适度。除此之外，室内办公空间空气的新鲜程度决定了办公人员的健康状况，能够给办公人员的健康体质带来一定程度的影响。自然通风能够有效降低办公空间的内部环境温度，从而切实降低机械通风所产生的能耗。
（三）加强外围护结构设计
针对当前办公建筑外围护结构保温及隔热性能较差的问题，设计人员应当不断加强外围护结构的设计实效性与合理性，利用科学的设计观念进行外围护结构的设计。具体而言，利用以下三点即可有效解决此类问题：首先是尽量减少玻璃幕墙的使用，其次就是控制合理的窗墙面积比，最后是选择节能的玻璃与窗框材料。如此一来，不仅能够提升高层办公建筑的保温与隔热性能，另一方面还可以有效提高可再生资源的利用率[2]。
四、结语
综上所述，本文首先阐述了被动式建筑节能技术的基本概念，并且简要的描述了当前社会发展被动式建筑节能技术的重要意义，使得读者对节能设计有一个大致的了解。其次，结合国内建筑设计的实际现状，分析其设计过程中真实存在或者潜在隐藏的问题因素，例如自然采光率低、通风效率低以及隔热性能差等等。最后，笔者结合相关文献以及建筑设计领域的以往经验，针对以上提出的问题进行深入剖析，并梳理出问题相对应的解

决对策。谨以此篇，供相关人员参考借鉴，以期为我国高层建筑的创新设计贡献一份微薄之力。
参考文献：
[1]何光清,王俊烨,黎婷,郭俊涛,唐林,陈天米.住宅建筑节能设计与经济适用性分析[J].内江科技,2019,40(5):124-125.
[2]杨剑.关于建筑节能设计中采光节能设计的思考[J].建筑与装饰,2019(16):33-34.

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