辦公建筑論文儀態(tài)原高新區(qū)某節(jié)能辦公樓項(xiàng)目設(shè)計(jì)為例淺議被動(dòng)式建

1、辦公建筑論文|儀態(tài)原高新區(qū)某節(jié)能辦公樓項(xiàng)目設(shè)計(jì)為例淺議被動(dòng)式建筑節(jié)能設(shè)計(jì)    摘要：建筑節(jié)能是我國(guó)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的重要組成部分，是改善和提高居民s 生活質(zhì)量的一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié),也是促進(jìn)行業(yè)技術(shù)進(jìn)步，進(jìn)行產(chǎn)業(yè)升級(jí)的重要措施。近年來(lái)，隨著辦公自動(dòng)化，人們辦公環(huán)境發(fā)生了根本的變化。許多原來(lái)在室外的工作，逐漸進(jìn)入室內(nèi)。如何能更有效地利用冬季的日照而得熱，減少夏季的太陽(yáng)熱輻射，減少日常耗能，充分利用自然能源，改善室內(nèi)的熱環(huán)境，是建筑節(jié)能的主要工作。本文通過(guò)對(duì)一座新建節(jié)能辦公建筑的案例分析。試析根據(jù)當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件，自然環(huán)境，嘗試通過(guò)建筑設(shè)計(jì)手段來(lái)滿(mǎn)足被動(dòng)式建筑節(jié)能的過(guò)

2、程和方法。關(guān)鍵詞：建筑節(jié)能；節(jié)能設(shè)計(jì)；設(shè)計(jì)方法0 引言隨著全面建設(shè)小康社會(huì)的逐步推進(jìn)，建設(shè)事業(yè)迅猛發(fā)展，建筑能耗迅速增長(zhǎng)。我國(guó)既有400 億平方米左右建筑，僅有1%為節(jié)能建筑；其余無(wú)論從建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)還是采暖空調(diào)系統(tǒng)來(lái)衡量，均屬于高耗能建筑。而每年的新建建筑中真正稱(chēng)得上“節(jié)能建筑”的不足1 億平方米，建筑耗能總量在我國(guó)能源消費(fèi)總量中的份額已超過(guò)27%，逐漸接近三成1。由此可見(jiàn)，建筑能耗對(duì)我國(guó)的能源消耗將帶來(lái)長(zhǎng)期的影響。因此，加強(qiáng)建筑節(jié)能，是解決我國(guó)能源緊缺問(wèn)題的基本措施之一，也是建筑界值得注意的問(wèn)題。目前國(guó)內(nèi)比較流行的，也是比較容易達(dá)到的一種建筑節(jié)能方法是通過(guò)純技術(shù)手段來(lái)減少建筑的能耗。從根本上

3、來(lái)說(shuō)，是目前國(guó)內(nèi)從事建筑節(jié)能技術(shù)的設(shè)計(jì)人員大多沒(méi)有建筑設(shè)計(jì)相關(guān)專(zhuān)業(yè)背景，單純的認(rèn)為建筑節(jié)能設(shè)計(jì)就是建筑節(jié)能材料的堆砌。誠(chéng)然，對(duì)于給建筑穿上一個(gè)由節(jié)能材料編織成的盔甲對(duì)于既有建筑改造還是有一定的成本優(yōu)勢(shì)，但是對(duì)于新建建筑來(lái)說(shuō)，這就是對(duì)建筑節(jié)能技術(shù)的曲解和誤判，是從淺層次來(lái)理解建筑節(jié)能技術(shù)。建筑節(jié)能設(shè)計(jì)與節(jié)能建筑設(shè)計(jì)是兩個(gè)有著根本區(qū)別的概念，前者主要是通過(guò)技術(shù)手段和材料手段來(lái)減少建筑物的耗熱量和耗煤量，比如在外墻和屋頂上加設(shè)保溫層，外窗使用雙層中空玻璃，LOW-E 玻璃來(lái)減小外窗的熱量流失，本身體現(xiàn)的是一種技術(shù)手段；而節(jié)能建筑設(shè)計(jì)是指在遵循地域性和氣候性要求的前提下，通過(guò)一定的設(shè)計(jì)手法，例如中庭的

4、組織，控制體形系數(shù)，設(shè)計(jì)采光井和拔風(fēng)筒，來(lái)滿(mǎn)足建筑能耗要求。這種設(shè)計(jì)手法從宏觀(guān)上來(lái)說(shuō)比前者更具有節(jié)能意義，因?yàn)樗鼘?duì)節(jié)能材料的本身沒(méi)有任何要求，而節(jié)能材料的生產(chǎn)也是一種耗能行為。隨著對(duì)建筑節(jié)能理念深入的理解和國(guó)內(nèi)外同行的實(shí)踐，通過(guò)設(shè)計(jì)手法來(lái)達(dá)到節(jié)能目的的工程實(shí)例在不斷增加，并且節(jié)能效果越來(lái)越好，節(jié)能建筑不再是一個(gè)網(wǎng)絡(luò)上虛擬的概念，而是真真切切出現(xiàn)在我們的身邊。1 項(xiàng)目概況太原高新區(qū)瑞澤實(shí)業(yè)節(jié)能辦公樓項(xiàng)目是根據(jù)甲方要求在太原市高新產(chǎn)業(yè)開(kāi)發(fā)區(qū)新建一座四千平米左右的辦公建筑，一層作為公司展廳，二三層辦公。甲方是山西省較早從事節(jié)能產(chǎn)業(yè)開(kāi)發(fā)的一家公司，有著較高節(jié)能意識(shí)和對(duì)節(jié)能產(chǎn)業(yè)的理解，因而筆者所在的設(shè)計(jì)

5、團(tuán)隊(duì)能夠與其進(jìn)行比較深入的建筑節(jié)能設(shè)計(jì)理念交流，這對(duì)方案的實(shí)施起著巨大的推動(dòng)作用。2 場(chǎng)地分析在建筑節(jié)能設(shè)計(jì)方面，筆者充分考慮周邊資源和氣候特點(diǎn)，本項(xiàng)目位于山西省太原市高新產(chǎn)業(yè)開(kāi)發(fā)區(qū)。場(chǎng)地為太原市新開(kāi)發(fā)工業(yè)用地，基礎(chǔ)設(shè)施齊備但周邊建筑物較少。根據(jù)場(chǎng)地氣候分析，太原市氣候類(lèi)型屬于溫帶大陸性季風(fēng)氣候，具體特征為：2.1 光照充足，太原市年太陽(yáng)輻射總量為5442.8 兆焦耳平方米5652.18 兆焦耳平方米，年日照總時(shí)數(shù)為2360 小時(shí)2796 小時(shí)。5 月份日照時(shí)間最多，約占全年日照時(shí)數(shù)的10.5；2 月份日照時(shí)數(shù)最少，約占全年日照時(shí)數(shù)的6.8。屬全國(guó)高照率范疇。這樣就為大規(guī)模使用太陽(yáng)能光電版和集

6、熱器創(chuàng)造了有利條件。2.2 降水集中，每年7 月8 月是降水高峰期，降水量占全年總量的60以上。冬春干燥，雨雪稀少。全市各地年降水日數(shù)，日降水量大于或等于0.1 毫米的降水日數(shù)，全年平均有80 天左右。7 月9 月雨天出現(xiàn)頻率占45。同時(shí)太原市也是嚴(yán)重缺水城市，地下水資源相對(duì)匱乏，降雨集中利用，可以在一段時(shí)間內(nèi)解決景觀(guān)綠化用水和對(duì)中水利用的補(bǔ)充。2.3 季風(fēng)環(huán)流交替明顯，冬半年（11 月次年3 月）受西伯利亞冷空氣控制，盛行偏北氣流，寒冷、干燥；夏半年(4 月10 月)受南來(lái)的太平洋副熱帶高壓侵入，盛行偏南氣流，溫高濕重。辦公建筑屬于公共建筑，對(duì)于空調(diào)設(shè)備的要求較高，空調(diào)能耗一般占建筑運(yùn)行總能

7、耗的50%左右。通過(guò)一定的設(shè)計(jì)處理，可以實(shí)現(xiàn)通過(guò)熱壓、風(fēng)壓自然通風(fēng)的手段來(lái)滿(mǎn)足室內(nèi)通風(fēng)標(biāo)準(zhǔn)。2.4 四季分明，境內(nèi)年平均氣溫7.810.3。極端最高氣溫一般出現(xiàn)在6 月上旬后期至7 月底，為36.139.4之間；極端最低氣溫大部分地區(qū)出現(xiàn)在12 月至次年1 月之間，全市月平均氣溫的年較差介于28.531.1之間。根據(jù)國(guó)2005 年七月一日實(shí)行的公共建筑節(jié)能節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)2，太原地區(qū)屬于寒冷地區(qū)，辦公建筑主要考慮冬季保溫措施，夏季兼顧建筑隔熱遮陽(yáng)。2.5 土壤溫度，太原地區(qū)土壤溫度隨土層深度增加而溫差減小。月平均土壤溫度與氣溫的比較隨季節(jié)而異，冬季土壤溫度隨深度增加而升高，夏季土壤溫度隨深度增加而

8、降低，春秋兩季為變化過(guò)渡期。這樣為使用地源熱泵創(chuàng)造了條件。因?yàn)樯顚拥卦礋岜盟鶐?lái)的回灌技術(shù)造價(jià)高，效率低，本方案在地勘適合的情況下采用了淺層地源熱泵。2.6 風(fēng)能利用價(jià)值不高，太原地區(qū)屬季風(fēng)氣候區(qū)域，冬夏受著不同的氣團(tuán)控制，產(chǎn)生了明顯的季節(jié)風(fēng)。年平均風(fēng)速為1.8 米秒2.4 米秒，太原年平均大風(fēng)日數(shù)31.5 天。與我國(guó)風(fēng)能資源豐富的地區(qū)相比，太原地區(qū)風(fēng)速偏低（小于最小可利用風(fēng)速為3 米秒）、大風(fēng)天數(shù)少、場(chǎng)地規(guī)模有限，不適合利用風(fēng)力發(fā)電。3 方案介紹在充分考慮了基地氣候條件的基礎(chǔ)上，提出了本方案所能利用的一些節(jié)能措施和技術(shù)手段：3.1 建筑形體根據(jù)辦公建筑功能和體形系數(shù)的限制，本方案采取了長(zhǎng)方形

9、，長(zhǎng)寬比為2：1（41.4 米：20.8 米）。在考慮太原地區(qū)冬季太陽(yáng)高度角的基礎(chǔ)上，南面三層玻璃幕墻呈68.5 度角向內(nèi)傾斜，以便在冬季更好的接受太陽(yáng)輻射。3.2 建筑屋面大致可分為三個(gè)部分3.2.1 在北面設(shè)置屋頂花園，在與北側(cè)的親水池塘呼應(yīng)的同時(shí)，可以通過(guò)屋頂花園的種植覆土層增加屋頂?shù)臒嶙?，減少冬季室內(nèi)熱量通過(guò)屋頂?shù)牧魇А?.2.2 南面屋頂三分之一的面積設(shè)置350 太陽(yáng)能光電板，既收集太陽(yáng)能，又與屋面形成了空氣間層來(lái)達(dá)到隔熱目的。在本方案中設(shè)置直流太陽(yáng)能光電板并不能并網(wǎng)發(fā)電，所獲得電能僅僅解決辦公樓夜間樓道照明問(wèn)題。3.2.3 中央偏西設(shè)置帶導(dǎo)光板,以此來(lái)解決大進(jìn)深建筑中不能依靠自然光

10、完全采光的問(wèn)題，同時(shí)也節(jié)約了電能。3.3 建筑外墻3.3.1 南向設(shè)置傾斜角650 的開(kāi)敞式雙層玻璃幕墻系統(tǒng)，能夠在冬季接收到更多的太陽(yáng)光輻射，滿(mǎn)足寒冷地區(qū)冬季保溫要求;夏季通過(guò)在雙層鋼化玻璃之間設(shè)置遮陽(yáng)板來(lái)阻擋一部分太陽(yáng)直射光來(lái)減少室內(nèi)獲得的熱量，滿(mǎn)足夏季隔熱要求。在雙層通風(fēng)玻璃幕墻的底端和頂端設(shè)通風(fēng)口，白天打開(kāi)，夜晚關(guān)閉；夏天打開(kāi)，冬天關(guān)閉，靠太陽(yáng)輻射形成熱壓來(lái)帶動(dòng)幕墻內(nèi)的空氣流動(dòng)，帶走熱量。（經(jīng)測(cè)算采用雙層通風(fēng)幕墻冬季采暖節(jié)省30%左右，夏季制冷節(jié)省20%左右，室內(nèi)有效使用面積減少3-5%）3。3.3.2 北向墻體設(shè)置重質(zhì)材料保溫墻，利用材料本身密度大對(duì)溫度變化不敏感的特性來(lái)達(dá)到冬季保溫

11、的目的。3.3.3 東西向設(shè)置普通隔墻加8mmEPS 保溫材料，在保證效果的同時(shí)減輕成本。3.4 建筑門(mén)窗3.4.1 根據(jù)寒冷地區(qū)冬季保溫措施，公共建筑與室外交界處的外門(mén)宜設(shè)置在冬季最小風(fēng)頻處，并設(shè)置門(mén)斗，減少冬季熱量的流失。3.4.2 南向雙層幕墻使用普通鋼化玻璃，減少成本。3.4.3 東西北三個(gè)方向設(shè)置中空雙玻外平開(kāi)窗，9 毫米空氣間層，窗框材料選用塑鋼或者斷橋鋁合金。這樣既達(dá)到保溫隔熱目的，同時(shí)又能節(jié)約成本。3.5 建筑地板低溫?zé)崴匕宀膳评?，冬季利用地源熱泵采暖，夏季利用地源熱泵制冷?.6 內(nèi)部環(huán)境3.6.1 根據(jù)辦公建筑大進(jìn)深的特點(diǎn)，利用直通三層的采光中庭，接受從天窗的光照以節(jié)約

12、電能。3.6.2 拔風(fēng)筒樓梯間，設(shè)置在建筑西向，玻璃圍護(hù)結(jié)構(gòu)。利用太陽(yáng)輻射將玻璃筒樓梯間內(nèi)空氣加熱，熱空氣從樓梯間頂部排出，以達(dá)到利用熱壓滿(mǎn)足建筑物內(nèi)通風(fēng)的目的。43.6.3 南向雙層玻璃幕墻空氣間層的氣流流動(dòng)可實(shí)現(xiàn)一部分自然通風(fēng)。雙層玻璃幕墻中遮陽(yáng)板阻擋夏季太陽(yáng)光輻射.3.6.4 屋頂花園，種植屋面提高屋面熱阻滿(mǎn)足冬季保溫，夏季隔熱。3.7 外部環(huán)境3.7.1 在建筑入口處設(shè)置噴泉，利用水霧夏季降溫。3.7.2 在南向建筑物前種植綠化喬木，阻擋夏季太陽(yáng)對(duì)建筑物的輻射，達(dá)到降溫目的;冬季隨著植物落葉，建筑物前喬木不遮擋建筑物，太陽(yáng)光可以照射到建筑物。3.8 可再生能源利用3.8.1 淺層地?zé)崮?/p>

13、利用淺層地?zé)崮苁侵冈谔?yáng)輻射和地心熱產(chǎn)生的綜合作用下，存在于地殼下近表層數(shù)百米內(nèi)恒溫帶中的土壤、砂巖和地下水里蘊(yùn)含的低品位(<25)的可再生能源。本方案擬采用土壤源熱泵作為冷熱源。該技術(shù)優(yōu)勢(shì)在于運(yùn)行過(guò)程中沒(méi)有水資源的消耗，對(duì)區(qū)域地下水狀態(tài)和地質(zhì)結(jié)構(gòu)無(wú)影響。53.8.2 太陽(yáng)能利用太陽(yáng)能光熱轉(zhuǎn)換：公共衛(wèi)生間采用分體承壓式太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)集熱面積20m2，儲(chǔ)熱水箱約2m3。太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)包括太陽(yáng)能集熱器、太陽(yáng)蓄熱水罐、循環(huán)水泵、膨脹罐等設(shè)備。系統(tǒng)所產(chǎn)生的熱水量在標(biāo)準(zhǔn)工況下大于全部建筑生活熱水消耗量為充分提高利用效率，多余的太陽(yáng)能熱水在冬季提供給空調(diào)系統(tǒng)作為熱源補(bǔ)充。太陽(yáng)能光電轉(zhuǎn)換：由于目前太陽(yáng)

14、能光電轉(zhuǎn)化效率太低，本方案所采用的太陽(yáng)能光電技術(shù)作為展示使用。滿(mǎn)足建筑物內(nèi)樓道夜間照明和室外道路照明，并采用LED 燈。3.8.3 雨水利用本方案設(shè)屋面、傾斜墻面雨水收集系統(tǒng)收集過(guò)程為屋面雨水-初期棄流裝置-沉淀池-變頻加壓泵-加藥-消毒裝置-綠化用水。室外地坪采用砂基滲水磚。綠化灌溉采用了噴灌、微灌等高效節(jié)水的灌溉方式。硬地坪材料選用透水性好的材料增加雨水就地回滲率。64 綜合效益分析4.1 節(jié)能建成后的瑞澤實(shí)業(yè)節(jié)能辦公樓項(xiàng)目預(yù)期在山西省節(jié)能規(guī)范規(guī)定的節(jié)能50的基礎(chǔ)上再上升18 個(gè)百分點(diǎn)達(dá)到節(jié)能68，實(shí)現(xiàn)“十一五”末同比規(guī)范建筑節(jié)能65的總體目標(biāo)，其中圍護(hù)節(jié)能、系統(tǒng)節(jié)能和照明節(jié)能的貢獻(xiàn)率分別

15、達(dá)到28、275和125。14.2 節(jié)水采用地源熱泵免去空調(diào)冷卻水補(bǔ)水系統(tǒng)?？晒?jié)水20m3天。雨水利用系統(tǒng)可節(jié)約總用水量的13左右。4.3 經(jīng)過(guò)以上節(jié)能措施與上世紀(jì) 80 年代的建筑相比，節(jié)能率為50的參照建筑全年能耗為177 292kWh，本項(xiàng)目采取多項(xiàng)節(jié)能措施后。全年能耗計(jì)算值約為135 283kWh圍護(hù)結(jié)構(gòu)的性能優(yōu)于公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定值節(jié)能率提高了184達(dá)到68.4。7由于方案設(shè)計(jì)中引入了綠色建筑技術(shù)，必然會(huì)帶來(lái)初期建設(shè)成本的提高。但這部分增加的費(fèi)用在工程總投資中占的比率還是較低的。按建筑面積計(jì)算每平方米增加造價(jià)合計(jì)約583元。考慮其他一些技術(shù)措施方面所增加的費(fèi)用，可控制在860

16、 元m2。而引入綠色建筑技術(shù)措施將給建設(shè)單位、使用者和社會(huì)帶來(lái)更長(zhǎng)遠(yuǎn)的益處。5 結(jié)論通過(guò)以上的節(jié)能建筑案例分析，筆者想分析一種建筑節(jié)能設(shè)計(jì)的過(guò)程和方法。不僅僅是通過(guò)節(jié)能材料的堆砌，而是通過(guò)設(shè)計(jì)手段的應(yīng)用來(lái)滿(mǎn)足建筑節(jié)能目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，同時(shí)也給業(yè)主帶來(lái)舒適的辦公和居住環(huán)境。節(jié)能建筑設(shè)計(jì)將改變對(duì)于建筑節(jié)能落后的認(rèn)識(shí)論、價(jià)值觀(guān)和方法論。引領(lǐng)節(jié)約型、可持續(xù)、重質(zhì)量、重科學(xué)、崇尚品質(zhì)的高尚的建筑發(fā)展觀(guān)，由此將引發(fā)包括建筑設(shè)計(jì)在內(nèi)的建設(shè)領(lǐng)域的根本性變化。當(dāng)然，這種根本性的變化有待時(shí)日的考驗(yàn)和磨礪，但它正在發(fā)生，我們正試目以待并由此加以應(yīng)對(duì)。b畢業(yè)論文/bb網(wǎng)提供大量/bb機(jī)電一體化畢業(yè)論文/bb，如有業(yè)務(wù)需求請(qǐng)咨詢(xún)網(wǎng)站客服人員！/b參考文獻(xiàn) (References)1 徐吉浣，壽煒煒公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)指南，同濟(jì)大學(xué)出版社2公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，GB50189-20053 李振翔.辦公建筑節(jié)能設(shè)計(jì)方法研究：碩士學(xué)位論文. 保存地點(diǎn)：浙江大學(xué)4 黃俊鵬，李崢嶸. 現(xiàn)有辦公建筑節(jié)能潛力評(píng)價(jià).2004 年全