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摘要:高层办公建筑的节能设计，是现代社会环保和解决能源问题的一种有效途径。本文将对高层建筑节能设计的各种措施，进行具体探讨和研究。
关健词：高层办公建筑；节能设计；有效措施
1引言：近年来受国家城市化进程和城市土地资源紧缺的影响，办公建筑的高层化趋势越来越明显，办公建筑属于公共建筑中一种较为普遍的建筑类型。由于办公建筑的需求量较大，而且办公建筑的内部功能要求也相对复杂和多样，所以在进行办公建筑的设计时，就更应该考虑到建筑的环保和节能问题，尤其是在高层的办公建筑设计中。由于高层办公建筑在照明、取暖、供水和办公设备等方面，对能源的消耗量极大，所以应该全面而科学的进行高层办公建筑的节能设计研究。
2高层办公建筑能源消耗的特点
2.1高层办公建筑的能耗特点：和相同面积的低层和多层办公建筑比较，高层办公建筑能够容纳的人数较多，且信息的处理量也极大。高层办公建筑为了能够保证正常的工作运转，在电梯、空调、取暖和供水等方面都存在着较大的能源消耗问题。高层办公建筑主要消耗的能源有电、煤、天然气和水等。其中空调系统、动力系统、照明系统和办公设备等是主要的能源消耗体系。与其它的公共建筑相比，高层办公建筑的能源消耗特点是，照明用的电能消耗巨大，且与酒店等其它建筑相比，高层办公建筑所用的办公设备比例较大，加上人员较为密集，致使内部的热源发热量也很大；同时由于高层办公建筑中，大部分为固定上下班的办公人员，其作息时间相对固定，所以高层办公建筑一般都是白天的能耗较大，而晚上的能耗则较少。
2.2 高层办公建筑与住宅的能耗区别:一般民用建筑的功能包括人的起居、待客、睡眠、饮食等多种活动内容，由于多样化的功能需求，对空间的自然采光与通风要求也就很高，所以建筑内部与外界接触就较为紧密，这也就导致了建筑本身的能耗，受外界气候的影响较大。但这些民用建筑的能耗问题，可以通过调整建筑与环境的关系来进行缓解。而对于办公建筑来说，除了对于采光和通风的要求以外，建筑的基本空间主要由办公、电梯、卫生间，以及其它办公设备等组成，平面的布局要求基本固定，其它功能要求也相对较低。所以高层办公建筑与对外界气候的联系性较弱，如果想要通过调节建筑与环境的关系来解决能耗的问题，其效果并不明显。因此高层办公建筑的节能问题，应该从其自身的设计出发，采取科学有效的措施来进行解决。
3高层办公建筑节能设计中常见的问题
3.1自然采光问题：受地基条件、结构、和办公需求的影响和限制，现代高层办公建筑大部分采用方形、圆形和矩形等形式，所以标准层的平面长度和宽度相差很小，而办公空间布局则围绕垂直核心筒进行布置。建筑外墙到核心筒外壁的距离较长。进深距离越长照度就越小，这样一般侧窗的采光很难达到高层办公建筑的要求。这种情况下办公照明所需要的能耗就会大幅提升。
3.2人工通风问题：早期的建筑自然通风较容易实现，因为早期的办公建筑楼层较低，且大多为板型平面结构，单元使用以廊道联通为主。但是随着办公建筑楼层的增高，室内空间多为大进深办公结构，而房间外墙可开启的面积也较为有限，室内的通风问题主要依靠通风设备来实现。因此当室外空气为人体所能接受的舒适状态时，办公建筑内部的通风系统却仍然需要运转，甚至还需要开启能耗较大的空调设备。
3.3围护结构的保湿问题：高层办公建筑的外围主要包括外墙、屋面、外窗及地面等。由于高层办公建筑的横向屋面面积，要远远小于竖向表面面积，所以其围护结构的保温隔热能力，对墙体和窗户的保温隔热能力起着决定性的作用。目前高层办公建筑外墙所采用的保温隔热方法，基本上是加气混凝土砌块、空心粘土砖、大理石或者花岗岩贴面的组合形式，还有一种是采用玻璃幕墙、外挂铝塑板组合的保温方法。但在目前的高层办公建筑中，还存在一些外墙没有进行保温的现象。还有一些外墙采用玻璃幕墙加外挂铝塑板组合保湿时，虽然已经设置了聚苯板外保温，但效果还是很不理想，其原因是在窗户的结构类型上选择了单层玻璃窗。另外遮阳问题也是高层办公建筑能耗的主要问题。
3.4再生能源利用的问题：目前高层办公建筑的能源消耗大部分为常规能源，可再生能源的利用问题较难实现。建筑热源形式主要有市政蒸汽、市政蒸汽加分体空调和直燃型溴化锂吸收式机组；冷源主要为螺杆式水冷机组、直燃型溴化锂吸收式机组、蒸汽型溴化锂吸收式机组和分体空调。
4高层办公建筑节能设计的有效途径
4.1高层办公建筑围护结构的节能设计：围护结构主要采用的节能措施，是使用节能型的保温材料，它可以有效的减少围护结构导热，使保温和隔热效果达到标准。采用新型材料与复合墙体围护结构，复合墙板的构造较为复杂，但它是将材料区分使用，隔热材料应该选用具有较高热性能的材料，且新型材料的自重较轻，热性能也较好，比较适合用在高层办公建筑当中。如果考虑到经济性和可行性，可在墙体的内外侧进行敷设保温新材料。另外在设计上也可以采用多向、多层、可开可闭的外墙，以起到良好的节能效果。
4.2高层办公建筑的采光节能设计：在基础允许的情况下，塔式标准层平面可以按照于板式、交叉式的平面结构布置，来增加自然的采光的效果。但是这种设计必须保证在其它能耗小于人工采光能耗的基础之上。另外也可以在高层办公建筑平面布局中，采用内院式或者中庭式的布局方式来增加采光和通风效果。如果自然的采光还不能达到建筑要求时，就要考虑人工照明的方式，采用人工照明时更要考虑到节能的问题，节能灯是目前来讲最为有效的建筑照明节能手段，但是目前市场上的节能灯虽然节能效果较好，但普遍存在质量问题，往往在节约能源的同时，也加大了其它的经济投入尺度。所以节能灯的选用也相当重要。
4.3门窗和玻璃的节能设计：首先，高层办公建筑的窗墙比例应该合理，窗户的面积是建筑进行采光和保暖的重要因素，正常且科学的窗墙比例应该为0.3左右。选择玻璃和幕墙时要同时考虑到采光、隔声和热性能等问题。目前普通的中空玻璃与建筑节能的标准还有一段距离，所以在进行建筑设计时，必须要考虑中空玻璃的适应性和当地的气候特点。其次还要提高门窗的气密性，以尽量减少冷热空气的渗透。另外窗框的保温性能也不容忽视，在设计中应该充分认识到这一点，尽量提高窗框的密实度。
4.4对可再生能源的利用：高层办公建筑在设计时，应该尽量考虑到对可再生能源的开发和利用，现在对太阳能的利用已经取得了一定的成效，但在地热能、风能等能源的利用上还达不到预期的效果，合理有效的利用太阳能、风能等能源，就能够相應减少对电能、天然气、煤等不可再生能源的消耗。这也是高层办公建筑未来的节能设计趋势。
结论：在现代科学和技术高速发展的时代，高层办公建筑的节能设计不仅是建筑本身的需要，也是生态保护的重要措施。作为现代建筑的设计工作者必须意识到这一点，并进行深入的研究和节能措施开发，从根本上提高高层办公建筑的节能效果。
参考文献：
[1] 成辉 朱新荣 刘加平 潘文彦 高层办公建筑节能设计常见问题及对策[J] 建筑科学 2011年4月第27卷第4期.
[2] 李雪平 高层办公建筑的节能设计[J] 工业建筑 2010年第40卷第12期.
[3] 周雪帆 陈宏 李保峰 基于节能的高层办公建筑自然采光设计策略研究[J] 城市建设.
[4] 余森 顾红男 节能条件下高层办公建筑设计理念新趋势[J] 山西建筑 2010年4月第36卷第12期.
关健词：高层办公建筑；节能设计；有效措施
1引言：近年来受国家城市化进程和城市土地资源紧缺的影响，办公建筑的高层化趋势越来越明显，办公建筑属于公共建筑中一种较为普遍的建筑类型。由于办公建筑的需求量较大，而且办公建筑的内部功能要求也相对复杂和多样，所以在进行办公建筑的设计时，就更应该考虑到建筑的环保和节能问题，尤其是在高层的办公建筑设计中。由于高层办公建筑在照明、取暖、供水和办公设备等方面，对能源的消耗量极大，所以应该全面而科学的进行高层办公建筑的节能设计研究。
2高层办公建筑能源消耗的特点
2.1高层办公建筑的能耗特点：和相同面积的低层和多层办公建筑比较，高层办公建筑能够容纳的人数较多，且信息的处理量也极大。高层办公建筑为了能够保证正常的工作运转，在电梯、空调、取暖和供水等方面都存在着较大的能源消耗问题。高层办公建筑主要消耗的能源有电、煤、天然气和水等。其中空调系统、动力系统、照明系统和办公设备等是主要的能源消耗体系。与其它的公共建筑相比，高层办公建筑的能源消耗特点是，照明用的电能消耗巨大，且与酒店等其它建筑相比，高层办公建筑所用的办公设备比例较大，加上人员较为密集，致使内部的热源发热量也很大；同时由于高层办公建筑中，大部分为固定上下班的办公人员，其作息时间相对固定，所以高层办公建筑一般都是白天的能耗较大，而晚上的能耗则较少。
2.2 高层办公建筑与住宅的能耗区别:一般民用建筑的功能包括人的起居、待客、睡眠、饮食等多种活动内容，由于多样化的功能需求，对空间的自然采光与通风要求也就很高，所以建筑内部与外界接触就较为紧密，这也就导致了建筑本身的能耗，受外界气候的影响较大。但这些民用建筑的能耗问题，可以通过调整建筑与环境的关系来进行缓解。而对于办公建筑来说，除了对于采光和通风的要求以外，建筑的基本空间主要由办公、电梯、卫生间，以及其它办公设备等组成，平面的布局要求基本固定，其它功能要求也相对较低。所以高层办公建筑与对外界气候的联系性较弱，如果想要通过调节建筑与环境的关系来解决能耗的问题，其效果并不明显。因此高层办公建筑的节能问题，应该从其自身的设计出发，采取科学有效的措施来进行解决。
3高层办公建筑节能设计中常见的问题
3.1自然采光问题：受地基条件、结构、和办公需求的影响和限制，现代高层办公建筑大部分采用方形、圆形和矩形等形式，所以标准层的平面长度和宽度相差很小，而办公空间布局则围绕垂直核心筒进行布置。建筑外墙到核心筒外壁的距离较长。进深距离越长照度就越小，这样一般侧窗的采光很难达到高层办公建筑的要求。这种情况下办公照明所需要的能耗就会大幅提升。
3.2人工通风问题：早期的建筑自然通风较容易实现，因为早期的办公建筑楼层较低，且大多为板型平面结构，单元使用以廊道联通为主。但是随着办公建筑楼层的增高，室内空间多为大进深办公结构，而房间外墙可开启的面积也较为有限，室内的通风问题主要依靠通风设备来实现。因此当室外空气为人体所能接受的舒适状态时，办公建筑内部的通风系统却仍然需要运转，甚至还需要开启能耗较大的空调设备。
3.3围护结构的保湿问题：高层办公建筑的外围主要包括外墙、屋面、外窗及地面等。由于高层办公建筑的横向屋面面积，要远远小于竖向表面面积，所以其围护结构的保温隔热能力，对墙体和窗户的保温隔热能力起着决定性的作用。目前高层办公建筑外墙所采用的保温隔热方法，基本上是加气混凝土砌块、空心粘土砖、大理石或者花岗岩贴面的组合形式，还有一种是采用玻璃幕墙、外挂铝塑板组合的保温方法。但在目前的高层办公建筑中，还存在一些外墙没有进行保温的现象。还有一些外墙采用玻璃幕墙加外挂铝塑板组合保湿时，虽然已经设置了聚苯板外保温，但效果还是很不理想，其原因是在窗户的结构类型上选择了单层玻璃窗。另外遮阳问题也是高层办公建筑能耗的主要问题。
3.4再生能源利用的问题：目前高层办公建筑的能源消耗大部分为常规能源，可再生能源的利用问题较难实现。建筑热源形式主要有市政蒸汽、市政蒸汽加分体空调和直燃型溴化锂吸收式机组；冷源主要为螺杆式水冷机组、直燃型溴化锂吸收式机组、蒸汽型溴化锂吸收式机组和分体空调。
4高层办公建筑节能设计的有效途径
4.1高层办公建筑围护结构的节能设计：围护结构主要采用的节能措施，是使用节能型的保温材料，它可以有效的减少围护结构导热，使保温和隔热效果达到标准。采用新型材料与复合墙体围护结构，复合墙板的构造较为复杂，但它是将材料区分使用，隔热材料应该选用具有较高热性能的材料，且新型材料的自重较轻，热性能也较好，比较适合用在高层办公建筑当中。如果考虑到经济性和可行性，可在墙体的内外侧进行敷设保温新材料。另外在设计上也可以采用多向、多层、可开可闭的外墙，以起到良好的节能效果。
4.2高层办公建筑的采光节能设计：在基础允许的情况下，塔式标准层平面可以按照于板式、交叉式的平面结构布置，来增加自然的采光的效果。但是这种设计必须保证在其它能耗小于人工采光能耗的基础之上。另外也可以在高层办公建筑平面布局中，采用内院式或者中庭式的布局方式来增加采光和通风效果。如果自然的采光还不能达到建筑要求时，就要考虑人工照明的方式，采用人工照明时更要考虑到节能的问题，节能灯是目前来讲最为有效的建筑照明节能手段，但是目前市场上的节能灯虽然节能效果较好，但普遍存在质量问题，往往在节约能源的同时，也加大了其它的经济投入尺度。所以节能灯的选用也相当重要。
4.3门窗和玻璃的节能设计：首先，高层办公建筑的窗墙比例应该合理，窗户的面积是建筑进行采光和保暖的重要因素，正常且科学的窗墙比例应该为0.3左右。选择玻璃和幕墙时要同时考虑到采光、隔声和热性能等问题。目前普通的中空玻璃与建筑节能的标准还有一段距离，所以在进行建筑设计时，必须要考虑中空玻璃的适应性和当地的气候特点。其次还要提高门窗的气密性，以尽量减少冷热空气的渗透。另外窗框的保温性能也不容忽视，在设计中应该充分认识到这一点，尽量提高窗框的密实度。
4.4对可再生能源的利用：高层办公建筑在设计时，应该尽量考虑到对可再生能源的开发和利用，现在对太阳能的利用已经取得了一定的成效，但在地热能、风能等能源的利用上还达不到预期的效果，合理有效的利用太阳能、风能等能源，就能够相應减少对电能、天然气、煤等不可再生能源的消耗。这也是高层办公建筑未来的节能设计趋势。
结论：在现代科学和技术高速发展的时代，高层办公建筑的节能设计不仅是建筑本身的需要，也是生态保护的重要措施。作为现代建筑的设计工作者必须意识到这一点，并进行深入的研究和节能措施开发，从根本上提高高层办公建筑的节能效果。
参考文献：
[1] 成辉 朱新荣 刘加平 潘文彦 高层办公建筑节能设计常见问题及对策[J] 建筑科学 2011年4月第27卷第4期.
[2] 李雪平 高层办公建筑的节能设计[J] 工业建筑 2010年第40卷第12期.
[3] 周雪帆 陈宏 李保峰 基于节能的高层办公建筑自然采光设计策略研究[J] 城市建设.
[4] 余森 顾红男 节能条件下高层办公建筑设计理念新趋势[J] 山西建筑 2010年4月第36卷第12期.