绿色办公建筑的设计原则及发展

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  在今天这个变革的时代,全球化绿色浪潮的汹涌以及办公建筑自身发展的轨迹,使我们可以清楚地看到,办公建筑设计的确存在着一种绿色化的要求和真实的途径。这种绿色化的追求对于我们的重要性在于,它成为推动办公建筑乃至整个人类建成环境向前发展的重要动因。
  1绿色办公的设计原则
  1.1绿色建筑本土化
  由于地区自然条件,历史文化,风俗习惯等因素影响的不同,绿色建筑的设计应趋向本土化,即建筑设计应针对当地的气候特点及其他地域条件,最大限度地利用自然资源,减少能耗和污染。例如,日照充足的地区,太阳能的高效利用就显得非常重要,而对于多雨地区则效果不明显;寒冷地区的建筑应该在建筑保温方面多加考虑,而炎热地区则要更多地考虑遮阳和通风。
  绿色建筑本土化的考虑除了气候以外,人文、地理、民族、宗教、空间模式、材料和建筑形式等方面的因素也是需要综合考虑的。总之,绿色建筑本土化既是绿色建筑发展的一个根本点,也是衡量绿色建筑设计水平的—个重要标准。
  1.2设计整体节能方案
  建筑节能发展到今天,依靠单一的节能技术已经不能满足客户的需求。整体的解决方案既可以避免资源、人力的浪费。又可以取得更好的节能效果。
  节能整体解决方案的主要技术途径为:空调通风系统、智能照明系统、能源监控系统、围护结构系统、外墙体保温层、再生能源利用等。
  空调通风系统包括冷、热源系统,水泵循环系统,利用自然冷源,风机盘管系统,冷却塔系统,新风系统,中央空调余热回收,蓄能系统(冰蓄冷、水蓄冷)。空调系统节能控制包括节能控制,机组群控,变频器的应用等。
  智能照明系统则包括综合利用自然采光,合理选用高效节能灯具,智能照明系统控制,如利用调光模块、照度传感器等设备对办公室内的照度进行统一控制,在满足舒适度的前提下,起到节能效果。
  能源监控管理系统是为建筑物的能源最优化配置和各种能源的协同工作所创立的工作平台,是优化保障系统运行,实施能源管理的重要工具,它包括远程监控、数据保存、合理运行模式等内容。
  围护结构系统包括建筑窗户材料、面积与开启方式的优化。建筑外墙与屋面保温隔热方式的适宜化,建筑遮阳方式设置的合理化与节能效果分析,建筑综合节能效果分析与评价,建筑构件热工性能效果验证。
  可再生能源应用包括地源热泵系统应用,太阳能发电并网监控系统,太阳能辐射强度模拟图,太阳能应用与建筑一体化整合,太阳能热水系统。
  值得注意的是,利用自然采光和自然通风是减少能量消耗的关键之一。办公建筑由于进深和各层面积较大,因此,在很大程度上依靠机械通风和人工照明,这种过分依赖机械、电气设备的工作空间看似带来了恒定的气温、较好的工作环境,实际是在损害人们的身体健康。在生态节能理念越来越受到重视的今天,如何最大限度地利用自然采光与自然通风也逐渐受到人们的关注与重视。在办公建筑中,窗户是阳光进入室内的通道,在现代化大进深的集中型办公室里,人们选择办公桌的位置时,喜欢靠近窗户,就是希望获得阳光和新鲜的空气。然而,侧窗采光由于光线不足,很难满足大进深办公建筑的要求。为了解决这个问题,可以通过用辅助的光反射系统来补充,或是利用中庭采光。
  1.3健康化和无害化的室内装修设计
  据一项针对办公建筑空气质量的调查统计,由于缺乏自然通风,缺乏阳光,缺乏绿意,在密闭的办公室和写字楼中工作的人患呼吸系统和神经系统疾病的比例比一般人高出45%。除了身体健康问题,办公建筑内高工作强度的办公人员心里健康问题也逐渐显露。在考虑经济平衡预算前提下,将绿化引入室内,实现办公室植被化是绿色办公建筑的重要设计手段之一。同时,应尽可能选用低辐射性、低污染的绿色建筑材料、绿色办公家具,多使用可再生建筑材料,避免办公环境综合症和建筑材料的浪费。
  2国外绿色办公建筑示例
  近年来,西方发达国家凭借技术优势将生态理念在办公建筑设计中充分发挥,创造出宜人的绿色可持续办公环境。笔者以日本竹中工务店东京总部和英国诺丁汉国内税务中心为例,对设计理念和方法进行分析,以进一步探讨当今绿色办公建筑的发展趋势。
  2.1日本竹中工务店东京总部
  竹中工务店东京办公总部是由日本竹中建筑公司自行设计的。设计师把建筑作为一个动态的系统进行设计,将内部多种因素的互动与外部要素广泛关联,实现办公建筑整体的而不是要素的最优化,通过整体的创新设计建立高度可持续的建筑系统。
  在外表上,这个建筑采用了新颖的双层呼吸表皮,用较实的外墙材质替代了以往大片玻璃幕墙。此外,在建筑中间开了3个采光筒来满足建筑的采光通风和保温隔热要求,从而减少了从外墙到内部的热负荷。同时,丰富的建筑立面色彩也打破了传统办公建筑严肃和冰冷的形象,这样没有特定功能形象的设计提高了建筑在未来长期使用过程中的功能适应性,便于建筑的再利用。在建筑空间的安排上,建筑设计师把一种起源于购物中心的无核大空间引入到该公司总部大楼的设计中。这个没有限定的开敞空间通过外部支柱的结构体系来实现结构的稳定性,消除了建筑空间和结构上的刚性部分,把电梯厅、开敞楼梯间、休息室、采光井及其相关的服务设施等沿一条直线布置在工作区的中间位置,从而创造一个外部刚性骨架和内部开敞的全新办公建筑空间。
  2.2英国诺丁汉国内税务中心
  该中心由7个不连续建筑组成,采用合院体系的办公建筑组团,其中多人单体建筑的平面形式都是L形放计师巧妙地将巨大的4万平方米的综合体拆成7个不连续的建筑,这些建筑呈放射状排列。除布置在中间的职员娱乐综合体为帐篷结构外,其余6栋单体建筑都采用了红砖柱墩和木胶合板外包铅皮的屋顶,与周围维多利亚时代的老式砖房交映成趣。
  该建筑群注重节能和能源再利用,采用轻质遮阳板和自动控制的遮阳百叶,使整组建筑既能充分利用白天的自然光,又可以有效地遮挡室外的直射光线,避免室内炫光。自然通风从四周外墙处进风,然后将污浊的室内空气利用楼梯间角楼的烟囱效应向外拔风。楼板局部外露,利用混凝土的热惰性积蓄太阳热能。整个建筑群利用垃圾焚烧热量作热源管网供应。建筑物各系统运作均采用计算器最新集成技术自动控制。用户可对灯、百页窗、窗和加热系统的自控装置进行摇控,从而对局部环境拥有较高程度的控制。
  3国内绿色办公建筑发展概况
  近年来,我国在绿色办公建筑发展方面上做了大量的工作。首先,积极开展绿色建筑关键技术研究。20世纪80年代初我国学者己开始注意此领域研究,最早始于环境保护方面,后来逐渐扩展到建筑界。到20世纪90年代,在理论和实践创作上都进入了一个活跃期。理论方面以高校和一些科研机构为主进行的绿色建筑和节能建筑的相关研究,一些代表性的著作有《绿色建筑》、《生态与可持续建筑》、《建筑设计的生态策略》、《生态设计新论》、《生态建筑——而向未来的建筑》和《中国生态住宅技术评估》等。2004年9月,国家建设部启动了绿色建筑奖的评选,每两年进行一次评奖。2005年,中国首届绿色建筑创新奖经过专业评审组和评审委员会两级评审,共颁发53个奖项,其中技术与产品类28项,工程类的综合工程14项,节能工程4项、智能工程7项。2001年和2004年,还举办了两届中国绿色建筑和可持续发展建筑国际研讨会,2005年举办了国际智能与绿色建筑技术研讨会,其他关于绿色办公建筑的学术交流活动也频繁举行。
  其次,国家建设部和财政部等相关管理部门根据国情相应出台了一系列的法律法规和政策,如《关于加强大型公共建筑工程建设管理的若干意见》(建质[2007]1号)、2007年10月23日,建设部、财政部联合出台了《关于加强国家机关办公建筑和大型公共建筑节能管理工作的实施意见》。
  此外,一些绿色办公建筑建成投入使用,并出现了许多结合具体地域特点的本土化的绿色办公建筑设计理论及实践,我国在绿色办公建筑发展方面上存在一些问题。
  首先,业主和建筑师对设计绿色办公建筑缺乏动力。由于业主在经济和其他利益的驱动下,排斥绿色生态设计,认为建筑物在建造、运行等环节如果采用绿色环保措施必然会带来成本的大幅度提高。即使存在以绿色生态为目标的项目,多数也有商业炒作之嫌。由于绿色设计需付出更多工作量和更复杂的专业配合,大部分建筑师对此也没有多少兴趣。其实,虽然采用绿色环保措施会导致基建投资费用的部分提高,但能明显降低运行成本,同时,也能带来环境效益的持续提高。
  其次,缺乏系统的技术支撑。绿色办公建筑的某些设计是现有的普通建筑技术无法实现的,必须采用高新的生态技术或对现有的常规技术改良来实现。但是,目前国内绿色建筑尚无系统的理论和实践,即使业主和建筑师有这方面的想法,也常常因为苦于缺少成功的经验和有效的资料而难以实现。客观地说,这些高技术的研究开发在我国还处在初级阶段,离大规模生产、制造还很远。在建筑中应用这些高技术,如大阳能发电、风力发电、地热利用等,必然使建筑的造价聚升,也存在一定的技术风险。一般房产开发商没有能力,也不愿意承担这种可预见及那些不可预见的风险,所以,这些还不太成熟的高技术适宜在政府投资或受基金资助的实验性建筑中应用。政府投资“示范绿色办公楼”可以尝试试验和采用高新技术,从而促进技术进步。
  参考文献:
  [1]李华东主编.高技术生态建筑[M].天津:天津大学出版社,2002.
  [2]陈晓卫,杨彩虹.生态化建筑——探索21世纪生态与建筑相结合的可持续发展之路[J].建筑学报,2000,(5).
  [3]李振翔.办公建筑节能设计方法研究[D].浙江大学硕士学位论文.2004.
  [4]杨维菊,徐尧,吴薇.办公建筑的生态节能设计[J].建筑节能,2006,(2).
  
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