浅议办公建筑围护结构节能设计
时间：2020-03-30 05:14:21 来源：千叶帆 本文已影响人
【摘 要】我国是个能耗大国，建筑能耗所占比例逐年增大。在我国公共建筑数量最多，而办公建筑是公共建筑中的能耗大户。办公建筑的围护结构在建筑节能中起着重要作用，对围护结构进行合理的设计，将能极大地降低建筑能耗。本文通过分析办公建筑的能耗特点，有针对性地对其围护结构提出设计措施，以期作为节能设计的参考。
【关键词】办公建筑；能耗；围护结构；隔热；保温
０ 概述
近年来由于能源的短缺，能源问题在世界上受到了普遍的关注。我国已经面临越来越严重的能源危机。随着城市化进程的不断推进和人民生活水平的不断提高，建筑业将超过工业、交通等其他行业而成为能耗的首位，建筑节能将成为提高全社会能源使用率的首要方面。
我国是个能耗大国，建筑能耗所占比例逐年增大，在我国公共建筑数量最多，而办公建筑是公共建筑中的能耗大户。办公建筑的围护结构在建筑节能中起着重要作用，对围护结构进行合理的设计，将能极大地降低建筑能耗。通过分析办公建筑的能耗特点，有针对性的对其围护结构提出设计措施，以期作为节能设计的参考。
１ 办公建筑能耗特点
办公建筑的能耗特点主要体现在建筑设计、服务设计、人员活动三个方面：
１．１ 建筑设计
办公建筑自身的建筑特点决定了其独特的能耗特点：
（1）造型丰富，形体复杂，因此体形系数一般较大；
（2）随着办公理念的转变，大空间办公越来越多；
（3）经常会出现中庭空间；
（4）由于立面效果的要求，常出现大面积的玻璃，甚至是玻璃幕墙，窗墙比较大；
（5）人口进出量较大，大厅热环境不理想；
（6）大量办公建筑，尤其是新建办公建筑，进深较大，不能进行自然通风和采光；
１．２ 服务设计
现代办公建筑办公自动化系统发展迅速,从电脑到复印机等一系列办公设备一应俱全, 而这些设备散热量大，在给人们以巨大方便的同时带来了相当大的能耗。
为了保证足够的舒适度,办公建筑冬季需要采暖,夏季需要制冷。高档写字楼对室内环境控制要求更高。
１．３ 人员活动
办公楼使用者缺乏节能意识，在办公室里常出现这样的情况：吹着空调开门窗，无人办公仍开空调；办公设备处于无人待机状态；开水器昼夜24小时通电；任何日照条件下均开灯办公等。
大部分办公楼没有系统的节能管理制度，即使有一部分有，也无专门的管理机构或管理人员来加以落实和监督，大部分节能制度形同虚设。
２ 办公建筑围护结构节能设计策略
办公建筑的围护结构节能设计主要涉及以下五个方面的内容：实体墙面节能措施、窗户节能措施、屋面节能措施、玻璃幕墙节能措施、外围缓冲空间节能措施。
２．１ 实体墙面节能措施
在寒冷地区，建筑的保温性能主要决定于外围护结构本身材料的热特性及围护结构内外表面与室内室外空气的换热状况。减小围护结构的传热系数是提高外墙的保温性能的主要措施。
实体墙面分为单一材料墙体和复合墙体。在传统建筑中常常使用单一材料。随着人们对室内环境舒适度要求的提高和节能的需要，单一材料墙体已不能满足这些要求和需要，因此出现了复合墙体。办公建筑中较为常用的复合墙体有砌块复合墙体、现浇或预制混凝土夹心墙和外贴（挂）复合墙体。
办公建筑的外墙体应使用外墙外保温。外保温构造技术合理，比其他保温技术节能效果要好。办公建筑每天使用时间一般在10小时以上，采用外保温会提高墙体的储热性能，使办公室室内热稳定性较好。还能够有效的保护建筑的主体结构，延长建筑物的使用寿命。
２．２ 外窗节能措施
在办公建筑围护结构中，外窗对建筑物内部的舒适环境和建筑节能起着重要的作用。窗的朝向和面积对空调降温采暖能耗的影响很大。办公建筑的窗墙比较大，热损失是个较为突出的问题。
门窗的节能措施主要从减少渗透量、减少传热量和减少太阳辐射三个方面进行。
减少渗透量可以通过采用密封材料增加窗的密闭性，来减少室内外冷热气流的直接交换，起到降低设备负荷的作用；减少传热量是防止室内外温差而引起的热量传递。通过采用节能玻璃、节能型窗框来减少窗的整体传热系数以减少传热量；在太阳辐射非常强烈时，可通过遮阳设施及高遮蔽系数的镶嵌材料来减少太阳辐射热。
２．３ 屋面节能措施
屋面节能原理主要是通过改善屋面层的热工性能阻止热量的传递。在办公建筑中，屋面所占的面积不大，但是其在建筑节能中的作用却不可忽视。加强屋面保温节能对建筑造价影响不大，节能效益却非常明显。屋面节能主要措施有保温屋面、倒置式屋面、架空通风屋面、坡屋面、绿化屋面、蓄水式屋面等。下面简单介绍几种：
1）传统保温隔热屋面
传统的保温隔热式屋面就是在屋顶的结构层上，先铺设保温隔热层，在铺设防水层及保护层构造的屋面。目前广泛应用于我国大部分地区。
2）传统架空隔热式屋面
架空通风屋面是在屋顶中设置通风的空气间层，利用空气间层的流动带走一部分热量，使屋顶变成二次传热，从而降低了传至屋里内表面的温度。这种屋面一般在炎热地区中使用。
3）绿化式屋面
办公建筑实行屋面绿化，提高了屋面的热阻，起到了良好的保温隔热作用，可以大幅度降低建筑能耗，而且通过土壤的蒸发作用降低了屋面的温度，减少温室气体的排放，美化了城市。
4）蓄水式屋面
蓄水屋面是在刚性防水屋面上蓄一层水，利用水在蒸发时要吸收大量的汽化热，减少了经屋顶传入室内的热量；增大了整个屋面的热阻和热惰性，降低了屋面内表面的最高温度。
２.4 玻璃幕墙节能措施
玻璃幕墙是现代办公建筑较多采用的一种外围护结构形式，也是建筑物热交换、热传导最活跃的部位。一般情况下，它是传统墙体热损失的5-6倍，而单层玻璃幕墙的能耗将占到整个建筑能耗的40%左右。
玻璃幕墙的节能措施主要从以下几个方面考虑。
1）玻璃幕墙节能构造体系
将玻璃幕墙设计成双层结构体系，是可以调节气候的夹层，宽度由几十厘米到一米多，有的夹层中设遮阳措施，各层间上下有进、排风设施，这种构造体系就是目前比较盛行的可呼吸式玻璃幕墙体系。
2）外遮阳构造
在玻璃幕墙以外附加遮阳手段，将大幅度降低太阳热辐射。
3）高性能玻璃
在玻璃幕墙设计中采用高性能的复合玻璃比普通中空玻璃的保温性能高一到几倍。如吸热中空玻璃，其与普通玻璃组合，中间封入特殊气体做成中空玻璃。这种复合玻璃既能使太阳辐射热的进入得到适当控制，又有较好的保温性能。
２.5 外围缓冲空间节能措施
外围护缓冲空间的原理就是无论是屋面或墙面，在外界空间与主体之间增加一个灰空间作为缓冲空间。如在建筑受到强烈日照的方向设计单独的一片墙体来阻挡太阳辐射热，或在屋顶设计一个夹层，或在建筑的外围设计一些挡风、隔音、遮阳的中介型空间，利用它们降低外界对建筑内部的影响。
３ 结语
在我国，公共建筑数量较多，能耗问题非常突出。办公建筑是公共建筑中建造量最大的，其在一定程度上能表征其它类型公共建筑的特点。随着我国经济的发展,办公建筑规模越来越大、造型越来越新颖、舒适度越来越高,由此带来了巨大的能耗问题。围护结构是办公建筑应对恶劣的室外环境，创造舒适室内环境的坚实屏障。提高围护结构的自身效能被视为最行之有效的节能设计策略之一。因此，分析和研究办公建筑围护结构的能耗特点和节能措施对实施《公共建筑节能设计标准》和实现建筑节能设计的经济效益（下转第223页）（上接第220页）和社会效益具有十分重要的意义。
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［责任编辑：王静］
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