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【摘要】太阳能在建筑上的应用不仅可以节省能源，更重要的是有利于保护环境。利用太阳能供电、供热、供冷、照明，必将使建筑能耗大大降低，本文就办公建筑设计中太阳能的应用进行了简要探究。
【关键词】办公建筑；设计；太阳能
中图分类号：TU2文献标识码： A 文章编号：
随着国民经济的蓬勃发展，尤其是城市化进程的加速，办公建筑的建设量十分巨大，为适应目前的经济水平并满足人们的使用需求，办公建筑能耗日趋增加。因此解决办公建筑节能矛盾迫在眉睫，探索适合于办公建筑的系统的节能设计策略成为当前重要的研究课题。
一、办公建筑的能耗特点及节能现状
据统计，空调采暖和照明用能目前约占我国办公建筑总能耗的70%～80%，这就要求我们在办公建筑的设计中，必须充分考虑通过提高照明和空调设备的效率实现建筑节能的目的。为从根本上提高办公建筑的节能效果，建筑设计初期就應贯彻建筑节能的思想和策略方法，以做到办公建筑设计的“本源节能”。现阶段我国办公建筑的用能现状主要表现出以下几个特点：
1、节能设计挖潜不足
办公建筑量大面广，加之人员流动频繁、活动集中、空间闲置多等特点，导致其能源消耗存在很大浪费，因而节能潜力巨大，通过应用节能设计与技术，节能效果将十分明显。同时，节能技术的成熟应用将为公共建筑的节能设计起到相当的借鉴作用。由于我国节能技术、方法的相对薄弱，迫切需要从整体上开展办公建筑的节能研究。
2、建筑设计对节能策略重视不足
目前相当一部分办公建筑由于设计上的“先天不足”导致建筑能耗居高不下，而很难在建成使用后通过调节或简单改造进行改善，因此，在建筑设计开始阶段就应贯彻一系列节能意识与节能技术的应用体系，使建筑设计为建筑节能奠定良好的基础，为节能设计创造良好的条件和可能。
3、注重设备节能，忽略建筑设计层面节能
基于办公建筑的使用特点，人们往往更关注高能耗的空调和照明等设备的节能研究，力求通过提高空调效率、研制节能照明工具提高建筑的整体节能效果，却忽视了建筑设计本身的作用。合理、有效的建筑节能设计完全可以最大限度地减少建筑对于设备的依赖，从根本上提高建筑整体的节能效率，而且也能塑造独特的建筑形式。
4、过于强调节能评估结果
建筑节能工作往往十分注重节能评估，以评估的结果作为判定建筑节能优劣的唯一标准，而针对建筑评估的要求也存在“重结果、轻实际”的现象。节能评估并没有针对各类办公建筑的不同特点进行分类执行，而且为了使建筑符合国家相关节能规范的要求，往往最后还要篡改评估结果。通过所谓的“静态”及“动态”评估，任何办公建筑设计均可以通过节能评估要求，导致许多评估结果虚假成分居多，违背了建筑节能工作最根本的目的。
二、办公建筑设计中太阳能的应用
1、建筑总平面设计中的太阳能应用
在总平面设计中应充分重视现场的调查和分析，对用地资源进行细致的评估，了解光照条件、风玫瑰、微气候环境、排水模式、土壤成分、植被、水资源等情况，充分利用自然条件进行设计。在实际的太阳能应用设计中应考虑当地地域的气候条件，日照条件满足太阳能系统设计和安装的技术要求；办公建筑的朝向、间距及建筑形体组合，应结合场地的地形、日照和风向条件；安装集热器或光电版宜朝南，建筑组合应互不遮挡，在不影响场地利用效率的前提下，为充分接收太阳辐射创造条件。建筑间距除应满足所在气候区日照间距要求外，还应考虑满足集热器有不少于4h日照时数的要求。场地的合理设计不仅为建筑中利用太阳能提供条件同时也可以营造出宜人的环境。
2、建筑采光设计
在传统的窗户上面加开高窗，在高窗和低窗之间设置反光格板能进一步提高远窗处的照度水平，从而增加采光进深。当采用反光格板后，室内采光进深从原来的1.5H增加到2.5H。反光板可以兼作遮阳板，阻挡过多的太阳辐射。一方面可以隔热降温，同时又对采光、通风有一定影响。在很多地区，夏季需遮阳而冬季又需要有日照，因此理想的尺寸应是根据当地冬季和夏季的太阳高度角变化分别计算，使其在室内过热时有满窗遮阳，而在低温时又有足够的日照。
进深较大的建筑设置天井或中庭，变单侧采光为双侧采光，有效的增加采光量，节约人工能源。在高层办公建筑中设置采光中庭，结合光反射系统和光线自动感应系统，不仅节省能源，而且创造出宜人的室内环境。
3、太阳能空调的应用
太阳能空调是指利用太阳能作为动力源运转的空调，工作原理主要有两类:吸收式制冷技术是利用吸收剂的吸收和蒸发特性进行制冷的技术，根据吸收剂的不同，分为氨～水吸收式制冷和溴化锂～水吸收式制冷两种。它以太阳能集热器收集太阳能产生热水或热空气，再用太阳能热水或热空气代替锅炉热水输入制冷机中制冷。由于造价、工艺、效率等方面的原因，这种制冷机不宜做得太小。所以，采用这种技术的太阳能空调系统一般适用于中央空调，系统需要有一定的规模。
4、太阳能发电
光伏发电是利用半导体界面的光生伏特效应而将光能直接转变为电能的一种技术。这种技术的关键元件是太阳能电池。太阳能电池经过串联后进行封装保护可形成大面积的太阳电池组件，再配合上功率控制器等部件就形成了光伏发电装置。根据光伏工业自身的发展经验，生产量和规模每增加1倍，成本下降约20%，而价格通常比成本高30%;发电成本考虑了总系统价格、经济寿命(折旧期)、利率、运行和维护费用、保险费等因素。按照这种估算，2013年我国光伏组件年生产量将分别达到16MW和37MW，发电成本分别为1.14和0.96元，装机容量分别达到120MW和180MW。2030年光伏组件年生产量分别达到175MW和2320MW，发电成本分别为0.57和0.28元，总装机容量分别达到1700MW和11700MW。
办公建筑照明系统设计在一定程度上采用太阳能发电作为辅助电源，在减少电能消耗的同时，也减少了太阳辐射能，达到优化环境的效果。把太阳辐射能转换成热能的属于太阳能利用技术，再利用热能进行发电的称为太阳能热发电，也属于这一技术领域。
三、太阳能与办公建筑一体化的发展方向
1、建筑物室温调节
目前，办公建筑空气温度调节消耗着大量的能量。在我国，它要占到建筑物总能耗的约70%。用空调机和燃煤来控制室温不仅消耗能量，带来外界的环境污染，而且并不能给室内人员带来健康的环境。在太阳能用于采暖方面，除造价较高的被动式太阳房有一些示范建筑外，还没有大规模的采用。主动式太阳能供能由于成本更高，与我国的经济发展也是远不相适应。因此，建筑供能的主动与被动相结合的思想及太阳能与常规能源相结合的思想，按照房间的功能，采用不同方案的配合及交叉，这样可以大大降低太阳能用于建筑功能的一次投资和运行成本，使得整个方案在商业化的意义下具有可操作性。
2、办公建筑设计应考虑方向
太阳能供能设备对气象条件和辐照条件的依赖性等特点，要求我们必须对建筑用能负荷进行准确的预测，才能够在设备与建筑的匹配上做出设备投资和节能效益最佳的选择。在当代，太阳能在建筑节能上的应用发展必须有一定的策略与之相适应。主要有：①成熟的被动太阳能技术与现代的太阳能光伏光热技术的综合利用；②保温隔热的维护结构技术与自然通风采光遮阳技术的有机结合；③传统建筑构造与现代技术和理念的融合；④建筑的初投资与生命周期内投资的平衡；⑤生态驱动设计理念向常规建筑设计的渗透；⑥综合考虑区域气候特征、经济发达程度、建筑特征和人们的生活习惯等相关因素。这6个方面的综合应用是我国开发环保节能建筑产品应该有的考虑方向。
结束语
随着人们对可再生能源认识的提高以及太阳能市场的逐渐成熟，太阳能光电转换、光热转换以及太阳能热电联用等在办公建筑节能设计上的应用，其发展前景将十分广阔。毫无疑问，太阳能技术将成为新能源技术最重要的组成部分之一，为节能环保建筑产品的开发利用提供了诱人的前景。
参考文献
[1] 俞光明. 浅论太阳能应用与建筑节能[J]. 能源与环境. 2009(05)
[2] 陶娅. 关于现代办公建筑设计初探[J]. 科技创新导报. 2009(05)
[3] 宋海宁，宋晓宁. 办公建筑设计中太阳能的应用[J]. 河南水利与南水北调. 2011(08)
【关键词】办公建筑；设计；太阳能
中图分类号：TU2文献标识码： A 文章编号：
随着国民经济的蓬勃发展，尤其是城市化进程的加速，办公建筑的建设量十分巨大，为适应目前的经济水平并满足人们的使用需求，办公建筑能耗日趋增加。因此解决办公建筑节能矛盾迫在眉睫，探索适合于办公建筑的系统的节能设计策略成为当前重要的研究课题。
一、办公建筑的能耗特点及节能现状
据统计，空调采暖和照明用能目前约占我国办公建筑总能耗的70%～80%，这就要求我们在办公建筑的设计中，必须充分考虑通过提高照明和空调设备的效率实现建筑节能的目的。为从根本上提高办公建筑的节能效果，建筑设计初期就應贯彻建筑节能的思想和策略方法，以做到办公建筑设计的“本源节能”。现阶段我国办公建筑的用能现状主要表现出以下几个特点：
1、节能设计挖潜不足
办公建筑量大面广，加之人员流动频繁、活动集中、空间闲置多等特点，导致其能源消耗存在很大浪费，因而节能潜力巨大，通过应用节能设计与技术，节能效果将十分明显。同时，节能技术的成熟应用将为公共建筑的节能设计起到相当的借鉴作用。由于我国节能技术、方法的相对薄弱，迫切需要从整体上开展办公建筑的节能研究。
2、建筑设计对节能策略重视不足
目前相当一部分办公建筑由于设计上的“先天不足”导致建筑能耗居高不下，而很难在建成使用后通过调节或简单改造进行改善，因此，在建筑设计开始阶段就应贯彻一系列节能意识与节能技术的应用体系，使建筑设计为建筑节能奠定良好的基础，为节能设计创造良好的条件和可能。
3、注重设备节能，忽略建筑设计层面节能
基于办公建筑的使用特点，人们往往更关注高能耗的空调和照明等设备的节能研究，力求通过提高空调效率、研制节能照明工具提高建筑的整体节能效果，却忽视了建筑设计本身的作用。合理、有效的建筑节能设计完全可以最大限度地减少建筑对于设备的依赖，从根本上提高建筑整体的节能效率，而且也能塑造独特的建筑形式。
4、过于强调节能评估结果
建筑节能工作往往十分注重节能评估，以评估的结果作为判定建筑节能优劣的唯一标准，而针对建筑评估的要求也存在“重结果、轻实际”的现象。节能评估并没有针对各类办公建筑的不同特点进行分类执行，而且为了使建筑符合国家相关节能规范的要求，往往最后还要篡改评估结果。通过所谓的“静态”及“动态”评估，任何办公建筑设计均可以通过节能评估要求，导致许多评估结果虚假成分居多，违背了建筑节能工作最根本的目的。
二、办公建筑设计中太阳能的应用
1、建筑总平面设计中的太阳能应用
在总平面设计中应充分重视现场的调查和分析，对用地资源进行细致的评估，了解光照条件、风玫瑰、微气候环境、排水模式、土壤成分、植被、水资源等情况，充分利用自然条件进行设计。在实际的太阳能应用设计中应考虑当地地域的气候条件，日照条件满足太阳能系统设计和安装的技术要求；办公建筑的朝向、间距及建筑形体组合，应结合场地的地形、日照和风向条件；安装集热器或光电版宜朝南，建筑组合应互不遮挡，在不影响场地利用效率的前提下，为充分接收太阳辐射创造条件。建筑间距除应满足所在气候区日照间距要求外，还应考虑满足集热器有不少于4h日照时数的要求。场地的合理设计不仅为建筑中利用太阳能提供条件同时也可以营造出宜人的环境。
2、建筑采光设计
在传统的窗户上面加开高窗，在高窗和低窗之间设置反光格板能进一步提高远窗处的照度水平，从而增加采光进深。当采用反光格板后，室内采光进深从原来的1.5H增加到2.5H。反光板可以兼作遮阳板，阻挡过多的太阳辐射。一方面可以隔热降温，同时又对采光、通风有一定影响。在很多地区，夏季需遮阳而冬季又需要有日照，因此理想的尺寸应是根据当地冬季和夏季的太阳高度角变化分别计算，使其在室内过热时有满窗遮阳，而在低温时又有足够的日照。
进深较大的建筑设置天井或中庭，变单侧采光为双侧采光，有效的增加采光量，节约人工能源。在高层办公建筑中设置采光中庭，结合光反射系统和光线自动感应系统，不仅节省能源，而且创造出宜人的室内环境。
3、太阳能空调的应用
太阳能空调是指利用太阳能作为动力源运转的空调，工作原理主要有两类:吸收式制冷技术是利用吸收剂的吸收和蒸发特性进行制冷的技术，根据吸收剂的不同，分为氨～水吸收式制冷和溴化锂～水吸收式制冷两种。它以太阳能集热器收集太阳能产生热水或热空气，再用太阳能热水或热空气代替锅炉热水输入制冷机中制冷。由于造价、工艺、效率等方面的原因，这种制冷机不宜做得太小。所以，采用这种技术的太阳能空调系统一般适用于中央空调，系统需要有一定的规模。
4、太阳能发电
光伏发电是利用半导体界面的光生伏特效应而将光能直接转变为电能的一种技术。这种技术的关键元件是太阳能电池。太阳能电池经过串联后进行封装保护可形成大面积的太阳电池组件，再配合上功率控制器等部件就形成了光伏发电装置。根据光伏工业自身的发展经验，生产量和规模每增加1倍，成本下降约20%，而价格通常比成本高30%;发电成本考虑了总系统价格、经济寿命(折旧期)、利率、运行和维护费用、保险费等因素。按照这种估算，2013年我国光伏组件年生产量将分别达到16MW和37MW，发电成本分别为1.14和0.96元，装机容量分别达到120MW和180MW。2030年光伏组件年生产量分别达到175MW和2320MW，发电成本分别为0.57和0.28元，总装机容量分别达到1700MW和11700MW。
办公建筑照明系统设计在一定程度上采用太阳能发电作为辅助电源，在减少电能消耗的同时，也减少了太阳辐射能，达到优化环境的效果。把太阳辐射能转换成热能的属于太阳能利用技术，再利用热能进行发电的称为太阳能热发电，也属于这一技术领域。
三、太阳能与办公建筑一体化的发展方向
1、建筑物室温调节
目前，办公建筑空气温度调节消耗着大量的能量。在我国，它要占到建筑物总能耗的约70%。用空调机和燃煤来控制室温不仅消耗能量，带来外界的环境污染，而且并不能给室内人员带来健康的环境。在太阳能用于采暖方面，除造价较高的被动式太阳房有一些示范建筑外，还没有大规模的采用。主动式太阳能供能由于成本更高，与我国的经济发展也是远不相适应。因此，建筑供能的主动与被动相结合的思想及太阳能与常规能源相结合的思想，按照房间的功能，采用不同方案的配合及交叉，这样可以大大降低太阳能用于建筑功能的一次投资和运行成本，使得整个方案在商业化的意义下具有可操作性。
2、办公建筑设计应考虑方向
太阳能供能设备对气象条件和辐照条件的依赖性等特点，要求我们必须对建筑用能负荷进行准确的预测，才能够在设备与建筑的匹配上做出设备投资和节能效益最佳的选择。在当代，太阳能在建筑节能上的应用发展必须有一定的策略与之相适应。主要有：①成熟的被动太阳能技术与现代的太阳能光伏光热技术的综合利用；②保温隔热的维护结构技术与自然通风采光遮阳技术的有机结合；③传统建筑构造与现代技术和理念的融合；④建筑的初投资与生命周期内投资的平衡；⑤生态驱动设计理念向常规建筑设计的渗透；⑥综合考虑区域气候特征、经济发达程度、建筑特征和人们的生活习惯等相关因素。这6个方面的综合应用是我国开发环保节能建筑产品应该有的考虑方向。
结束语
随着人们对可再生能源认识的提高以及太阳能市场的逐渐成熟，太阳能光电转换、光热转换以及太阳能热电联用等在办公建筑节能设计上的应用，其发展前景将十分广阔。毫无疑问，太阳能技术将成为新能源技术最重要的组成部分之一，为节能环保建筑产品的开发利用提供了诱人的前景。
参考文献
[1] 俞光明. 浅论太阳能应用与建筑节能[J]. 能源与环境. 2009(05)
[2] 陶娅. 关于现代办公建筑设计初探[J]. 科技创新导报. 2009(05)
[3] 宋海宁，宋晓宁. 办公建筑设计中太阳能的应用[J]. 河南水利与南水北调. 2011(08)