【资讯】建筑设计｜绿色生态办公建筑的设计策略！

绿色生态办公建筑设计要点

• 减少能源、资源、材料的需求，将被动式设计融入建筑设计之中，尽可能利用可再生能源；

• 改善围护结构的热工性能，以创造相对可控的舒适的室内环境，减少能量损失；

• 合理巧妙地利用自然因素营造健康生态适宜的室内外环境；

• 提高建筑的能源利用效率；

• 减少不可再生或不可循环资源和材料的消耗。

（一）采光与遮阳塑造光环境

• 充分考虑自然采光，还要考虑自然采光与人工照明的互动

• 人工照明方式是一般照明与局部照明相结合

• 在建筑物南向和东西向设置遮阳装置，可降低空调能耗和办公室眩光

外遮阳设计流程

（二）空间与室内舒适度

（三）被动式设计与表皮

被动式设计，在凡是可以运用的地方就尽量去运用！正确的建筑围护结构和一丁点的创意，就可以使人类以最少的化石能源，在几乎任何地方居住。

——《生态建筑设计指南》[美]Sue Roaf Manuel Fuentes Stephanie Thomas

被动式设计由被动式太阳能设计起源，实际上我们可以利用一切可利用的自然因素如日照、风、温度的日变化和季节变化、地热、水温、湿度等，使得建筑通过表皮与气候相互作用、调节。

• 紧凑的建筑结构可减少建筑物的表面面积，从而降低热量损失；

• 围护结构应具有良好的绝缘性和密闭性，从而实现热桥最小化；

• 一扇窗户的设计，不单是一个立面形式的问题，而应该根据房间的尺度、对光线和热量的需求，确定它的位置、方向、大小和形式；

• 窗户既要考虑接收阳光又要考虑可以调节遮挡过量阳光，组织良好的通风系统，适当的遮阳系统可以阻止建筑在夏季里吸收过多热量；

• 自然光的使用降低了照明用电量；

• 中央控制系统自动控制各个系统的运转，优化了能源使用率；

• 种植屋面可较好地美化环境调节微气候。

双层呼吸幕墙构造层次：

• 外层皮：通常是强化的单层玻璃，而且可以全为玻璃幕墙，也可以是玻璃百叶，能够打开也可完全密闭；

• 内层皮：隔热双层中空玻璃单元（白玻、镀膜玻璃等），这层可以不完全是玻璃幕墙；

• 空气间层：可以是自然通风或机械通风，宽度根据功能而定，至少200mm，宽到可到2m以上，这个宽度会影响立面的维护；

• 内层皮的窗可开启，带动房间内的通风；

• 空气间层内设可调节的遮阳系统。

受欢迎原因：

• 美学上使建筑更加通透，办公内部空间的规律导致立面的规律，玻璃幕墙比较适合于现代办公；

• 改善了室内环境；

• 即使地处闹市也能较好地阻隔噪音；

• 降低能源消耗。

（四）系统与能源效率

办公楼建筑主要问题：

• 常规能源利用效率低，可再生能源利用不充分

• 无组织新风和不合理新风的使用导致能耗增加

• 冷热源系统方式不合理、机选型偏大维护不当

• 输配电系统运行时间长，调节效果差，电耗高

• 照明及办公设备用电存在普遍的浪费现象

无成本低成本解决措施：

在优化建筑围护结构、降低冷热负荷的基础上，应提高冷热源运行效率，降低输配电系统的电耗，使空调及通风系统合理运行，降低照明和其他设备电耗。同时，还需制定一系列指标分项约束建筑物的围护结构、采光性能、空气处理方式、冷热源方式、输配电系统、照明系统和可再生能源利用率。（下图表）

公共建筑的能耗指标汇总表

（五）挖掘水利用的潜力——净水、灰水及黑水

节水不仅要求更新节水设备，更要求每位使用者养成节水的习惯；中水的回收利用已是成熟技术，但在国内有些城市并没有中水系统，单个建筑设备中水回收不仅造价高而且效果一般，这就需要城市提供建筑节能绿色的基础设施系统。雨水经屋顶收集处理后可冲洗厕所、浇灌植被；目前，城市中由于渗透性土壤大都密封在建筑和路面下方，因此溢水和积水的发生频率越来越高，灾害性越来越大。黑水进行固液分离，干燥后可以作为有机肥料来肥沃土壤茁壮植被。

Forum Chriesbach低碳办公楼：为了净化通过绿色屋顶系统土壤的雨水，将水注入一个水池中。该水池其实是一座三隔间的生物处理厂（与建筑相邻）。取自二次沉淀室的处理水仍很混浊，通过管道回流到建筑内。池水溢出后将在邻近的地面坑内沉淀，并逐渐渗入土壤中。保持并使用雨水并使其回流到现场土壤内的过程十分简单，但却是控制溢出水的重要途径。

（六）探索材料的深度——尽量发挥资源的能量

建材材料的开发绝不是一滴半占的节能。对于材料的深度利用体现在3R上面，即：

• Reduce（减少使用）

• Re-use（再利用）

• Recycle（循环使用）

办公建筑尽可能使用可再生材料，使用的材料应经久耐用、维护成本低、减少装修，甚至管理系统、管件和电缆等均可外露，还便于检修。减少装修的另一好处就是可减少空气污染。为了保证室内环境和室外环境，在建筑内部不要使用任何施工用溶剂型化学品及含有其他有害物质的材料或产品。保证室内空气环境，应对现场达标性进行监测。现场监理人员应定期检测，收集数据表。建筑外围护材料的选择还应注意避免对周围环境的光污染。光伏玻璃作为新型材料，不仅可做外围护结构，而且可发电提供能源。

（七）整体设计

节能建筑三层面考虑的典型问题

生态设计不是建筑设计的附加物，不应把它割裂看待。目前普遍的一个误区是建筑设计完成后把生态设计作为一个组件安装上去。事实上，从建筑设计之初就应该考虑生态的因素，并以此作为出发点，衍生出一套适合当地气候特点的建筑设计方案。

（八）低碳三要素

1.减少能源需求
从设计初期就应将能源的概念引入，可大大降低整个建筑寿命周期内的各项成本。降低能源最有效的方法是“被动式设计”（下图）。如：根据太阳、风向和基地环境来调整建筑的朝向；最大限度地利用自然采光以减少使用人工照明；提高建筑保温隔热性能来减少冬季热损失和夏季多余得热；利用蓄热性能好的墙体或楼板以获得建筑内部空间的热稳定性；利用遮阳设施来控制太阳辐射；合理利用自然通风来净化室内空气并降低建筑温度；利用具有热回收性能的机械通风设置。

生态建筑设计流程

2.降低灰色能源的消耗

制造和运输建筑材料的过程中会消耗大量能源，建造过程也同样消耗大量能源，我们称之为“灰色能源”，比起建筑中使用的供热制冷能源来讲它是隐性的消耗。当上述显性能源消耗降低时，隐性能源的消耗比例自然升高。灰色能源消耗占有相当的比重，所以要想真正地实现可持续发展便不能忽视这部分能源消耗。所以，尽量使用当地材料，减少运输过程中的能源消耗；减少对于建筑材料的消费，从而减少灰色能源的消耗以及温室气体的排放。

3.可替代能源和可再生能源
太阳能可用来产生热能和电能。太阳能光电板技术发展迅速，如今成本降低，日趋高效。太阳能集热器是一种有效利用太阳能的途径；地热能不容忽视，由于地表一定深度后其温度相对恒定且土壤蓄热性能较好，所以利用水或空气与土壤的热交换既能在冬季供热也可在夏季制冷，同时冬季供热时能够为夏季蓄冷，夏季制冷时又为冬季蓄了热；此外，生物质燃料的利用能够替代传统的矿物燃料来降低二氧化碳排放量。