寒冷地區(qū)辦公建筑節(jié)能設(shè)計(jì)研究

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1、寒冷地區(qū)辦公建筑節(jié)能設(shè)計(jì)研究北方工業(yè)大學(xué)北京市100144摘要：辦公建筑在我國建設(shè)量最大，節(jié)能需求也最迫切，因此節(jié)能辦公建筑的設(shè)計(jì)策略在當(dāng)前情況下就顯得非常重要。根據(jù)寒冷地區(qū)的氣候特點(diǎn)及辦公建筑類型的特點(diǎn)，并根據(jù)相關(guān)理論資料的查閱及相關(guān)實(shí)際案例的調(diào)查研究，介紹常用的綠色辦公建筑的節(jié)能設(shè)計(jì)策略，總結(jié)寒冷地區(qū)的辦公建筑節(jié)能設(shè)計(jì)方法及其實(shí)際工作中的應(yīng)用。關(guān)鍵詞：寒冷地區(qū)；辦公建筑；節(jié)能設(shè)計(jì)引言：辦公建筑的功能合理性和室內(nèi)舒適性與能耗息息相關(guān)，其合理化的節(jié)能綠色設(shè)計(jì)對于能源消耗起著至關(guān)重要的作用，有效的節(jié)能設(shè)計(jì)策略可以用有限的資源和最小的

2、能源消費(fèi)代價(jià)換取最大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。建筑節(jié)能工作是國家節(jié)約能源、保護(hù)環(huán)境、實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的重要組成部分，以節(jié)約能源、減少污染為核心的可持續(xù)發(fā)展設(shè)計(jì)理論也逐漸成為當(dāng)今建筑師不懈追求的目標(biāo)。1寒冷地區(qū)辦公建筑能耗的構(gòu)成建筑物的能耗影響因素主要有兩個(gè)方面，一方面是我們無法改變的，其中包括所處地理?xiàng)l件、氣象水文條件、建筑性質(zhì)等因素；另外一方面是可以通過我們的設(shè)計(jì)優(yōu)化調(diào)整的，如外圍護(hù)結(jié)構(gòu)、設(shè)備系統(tǒng)等。在建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的體系中，外立面材料的熱工性能決定了外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱方式。在寒冷地區(qū)的辦公建筑室內(nèi)的可見光幾乎全部通過玻璃材質(zhì)來實(shí)現(xiàn)，而實(shí)

3、體墻在熱傳導(dǎo)方面有一定的影響。窗墻比在不斷加大，給建筑整體能耗帶來了巨大的問題，窗戶與玻璃的保溫隔熱性能比不透明墻體要差很多，同時(shí)釆暖與空調(diào)壓力劇增。2寒冷地區(qū)辦公建筑節(jié)能設(shè)計(jì)策略2.1合理的體形系數(shù)在寒冷地區(qū)，建筑物的能耗與其體形系數(shù)息息相關(guān)，建筑物體積一定的情況下，其外表面與室外空間的接觸面積越大，體形系數(shù)就越大，建筑與室外空間的熱能轉(zhuǎn)換量也就越大。因此建筑物耗熱量指標(biāo)的大小肓接取決于建筑體形系數(shù)，直接影響著辦公建筑的能耗指標(biāo)。當(dāng)外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù)與外墻窗墻比固定的條件下，寒冷地區(qū)的辦公建筑的熱能耗隨著體形系數(shù)的增加而快速升

4、高,而當(dāng)建筑高度超過40米以上吋，熱能耗增加速度趨于平緩。寒冷地區(qū)體形系數(shù)越大的建筑，建筑散熱量大，能量消耗也大，因此需合理確定建筑物的形狀，使體形不要太復(fù)雜，凹凸面不要過多，合理設(shè)計(jì)建筑的體形系數(shù)。2.2高效建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)建筑物的絕大部分能耗都是由外圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱消耗的，寒冷地區(qū)既有冬季采暖又有夏季制冷，需要在圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中充分考慮到兩者的不同。冬季時(shí)間長，采暖期長，需要圍護(hù)結(jié)構(gòu)能夠有效防止室內(nèi)熱量散失，同時(shí)要盡量利用太陽輻射的熱量；夏季主要是通過圍護(hù)結(jié)構(gòu)來阻擋室外的熱量進(jìn)入室內(nèi)，同時(shí)避免太陽輻射通過玻璃進(jìn)入室內(nèi)。提高建筑圍護(hù)性能包

5、括：合理的建筑體形系數(shù)、良好的建筑朝向、門窗的保溫性能、窗戶的位置及大小、圍護(hù)結(jié)構(gòu)材料的性能等等。2.3天然采光設(shè)計(jì)寒冷地區(qū)的自然采光設(shè)計(jì)，建筑形體應(yīng)該首先以進(jìn)深較淺體量最佳，建筑采用雙側(cè)開窗。當(dāng)建筑進(jìn)深控制在窗戶高度的5倍之內(nèi)，則自然采光可以滿足房間的采光要求，當(dāng)建筑物進(jìn)深過大，側(cè)窗采光無法滿足其要求吋，可以設(shè)計(jì)天窗、中庭或采光井來引入自然光線。在自然采光設(shè)計(jì)中，還要注意的是采光均勻度的問題，側(cè)窗采光的問題就是窗口附近照度大，遠(yuǎn)離窗口處照度小，增加反光板或反光天棚可以有效增加房間進(jìn)深較深區(qū)域的采光照度，增加房間的采光均勻度。設(shè)置

6、中庭采光吋，我們應(yīng)考慮透明部分圍護(hù)結(jié)構(gòu)在冬季吋的熱損失，頂部釆光的中庭由于冬季散熱量較大就不是十分適合，而在南側(cè)設(shè)置側(cè)面采光的邊庭在冬季可以充分的利用太陽輻射熱，同時(shí)根據(jù)太陽的高度角設(shè)置水平的外遮陽可以有效阻擋夏季的太陽直射。2.4自然通風(fēng)設(shè)計(jì)通過建筑空間設(shè)計(jì)，形成良好的自然通風(fēng)可以有效減少室內(nèi)空調(diào)的使用,減少能源利用。自然通風(fēng)是最有效簡單的節(jié)能設(shè)計(jì)策略，也是適合寒冷地區(qū)特點(diǎn)的有效節(jié)能方法之一，我國寒冷地區(qū)的很多傳統(tǒng)民居中的中庭、天井、邊廊等空間形式都是房屋在建造時(shí)對自然通風(fēng)需求的一種體現(xiàn)。自然通風(fēng)還可以有效減低室內(nèi)溫度，通過蒸發(fā)

7、人體表面汗液，可以有效增加散熱量，改善熱舒適性，合理的自然通風(fēng)無論是在舒適性還是在能源節(jié)約上都遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于人工機(jī)械通風(fēng)。除了建筑自身空間的通風(fēng)設(shè)計(jì)，可以結(jié)合一些機(jī)械通風(fēng)或地道風(fēng)等輔助通風(fēng)設(shè)計(jì)來增強(qiáng)建筑的自然通風(fēng)效果，例如在中庭的頂部采用高出屋面的拔高煙囪或增加鋁板等提高溫度可以增強(qiáng)中庭內(nèi)的熱壓通風(fēng)效果。2.5建筑外遮陽建筑外遮陽是夏熱冬暖及夏熱冬冷地區(qū)比較常'見的建筑節(jié)能設(shè)計(jì)策略，其實(shí)對于寒冷地區(qū)而言，在夏季對于太陽輻射的阻擋也有很好的節(jié)能效果。遮陽板應(yīng)設(shè)置在窗戶的中上部，可以起到部分反光板的作用，將室外的光線反射進(jìn)入室內(nèi)頂棚，再通過

8、漫反射的形式增加室內(nèi)采光，降低室內(nèi)采光的不均勻度，將光線引入室內(nèi)更深的空間。建筑外遮陽可以有效避免夏季太陽輻射進(jìn)入室內(nèi)，造成室內(nèi)溫度不舒適，同吋還可以有效防止眩光保證室內(nèi)的舒適性。在建筑透明玻璃部分采用了有效的外遮陽設(shè)施，可以阻擋將近80%的太陽輻