对绿色高层办公建筑设计的研究

张国辉

【摘要】绿色建筑作为现代环保节能新型建筑，不但为人们提供了健康的居住工作环境，更能减少能源消耗，是当下发展迅速的建筑设计理念。文章笔者通过对绿色办公建筑设计理念的阐述，并提出了绿色办公建筑的设计措施，最后探讨了低碳、实用的办公空间设计。

【关键词】绿色建筑；办公；节能；耗能；措施

一、绿色高层办公建筑的概述

所谓绿色建筑是指在建筑的全寿命周期内，最大限度地节约资源（节能、节地、节水、节材）、保护环境和减少污染，为人们提供健康、适用和高效的使用空间，与自然和谐共生的建筑。高层办公建筑在建造和运行的过程中往往会消耗大量的能源和材料，因此，绿色生态设计成为了现代高层办公建筑的发展潮流和趋势。所谓绿色生态型高层建筑设计就是充分利用环境和资源所提供的条件，将生态策略应用到建筑设计中，采取相应的技术和措施，创造一种符合生态规律、健康的、富有生氣的高层建筑模式。

二、绿色生态型高层建筑的设计理念

1、舒适化的设计

与时俱进是当前社会发展的大趋势，在现代建筑发展的今天，人们越来越注重环境的舒适性，健康舒适的环境包括了优良的空气质量、温湿度环境、光环境、视线环境、声环境。绿色的高层办公建筑应该为人们创造这样优良的建筑环境，让人们健康舒适的工作。

2、运用自然体系设计

从古至今，阳光和空气一直是人类赖以生存的物质基础，高层建筑设计中运用自然的体系目的是为了最大限度自然采光和通风，自然的采光通风能改善人们长期处于人工照明和空调的环境中的一些“建筑综合症”，还能减少一部分的建筑能耗。

3、自我调节“生命体特征”

高层建筑的“生命周期”是一个从设计、建造、使用到拆除的过程，类似生命体的产生、生长、成熟和衰亡的过程。同其他生命体一样，高层建筑应当要具备自我调节和自我完善的功能，这种自我调节一方面指的是建筑应该具有调节自身采光、通风、温度和湿度的功能，另一方面又应该具有自我净化能力，尽量减少自身污染物的排放，包括污水、废气、噪音等。

二、高层办公建筑的绿色设计措施

绿色建筑作为当今建筑发展的潮流，容易给人造成表面现象，人们常常错误地认为高层建筑的局部层面做一些绿化中庭就称为绿色建筑，其实并非如此，这些设计只到达某种层次的“绿色”，而并非整体上的“绿色”，真正意义上的绿色建筑的设计不仅仪是在建筑中种植一些绿色，更重要的是要对环境尤害，降低建筑的能耗，既能充分利用环境的自然资源又不破坏环境的生态平衡。建筑的绿色节能设计包括有合理的体形设计、外嗣护结构的良好保温和隔热，自然通风与采光以及可再生能源的利用，如对太阳能的利用和雨水废水的收集利用，这些措施普遍用于多层与高层建筑。

1、高层办公建筑的交通核布置

高层建筑与普通建筑的最大区别在于它有一个将垂直交通、管道设备和结构体系结合为一体的交通核，高层办公建筑的标准层由交通核和壳体组成。交通核的布置一般有三种：中央核、单侧核和双侧核， 其中中央核为内侧核是高层建筑中最为理想的结构布置方式，但是放在平面中心的交通核基本就无法自然采光和通风，依靠人工的采光通风会带来极大的能源消耗，其次是“双侧核”和“单侧核”，它们都属于外侧核，可以直接接触室外环境，因此它们可以充当高层办公建筑的“缓冲空间”，作为室外环境到室内主要使用空间的过渡，能够缓解不良气候和地理环境对建筑产生的负面影响，从而减少建筑能耗。但由于单侧核会使建筑结构偏心大，因此只适用于不太高的建筑，应用较少。同样，双侧核也存在着造价偏高的问题 。

高层办公建筑的绿色化设计在确定交通核位置时，不仅仅要出于经济性和结构均匀性的考虑，还要考虑建筑的热工效应和环境舒适性。高层办公建筑最有效的平面布置是东西向双核，南北为主朝向的模式。 这种布置方式将两核布置在了受热较高的朝向，对室内的空间起了热工缓冲的作用，可以极大降低空调的运行费用，电梯厅、楼梯、卫生间也有了自然采光和通风及朝外的视野，节省了一部分的照明和通风能耗 。除此之外，将交通核置于建筑两侧，能使得建筑底层的大厅更加通透、宽敞，还能确保人员的双向疏散，建筑中间的使用空间也更灵活，方便形成中庭景观空间。

2、高层建筑的风环境与风能的运用

高层建筑所处的风环境也是绿色设计要考虑的一部分，一方面，风力的作用对高层建筑的影响比较大， 特别是越高的楼层，建筑所受到的风力也就越大，在气温寒冷的冬季，风力越大建筑的热损失也就越大， 从而增加了冷空气的渗透导致室内热损失的增大，这这种情况下要保持室内的温度，就需要消耗更多的能 源；另一方面，高层建筑对室外的风环境也有着不利影响，高层建筑会阻挡主要风向的流动，在高层建筑的背面形成极大的风影区，与此同时，迎风面和背风面形成的气压差又会产生高层风，换句话说，高层建筑较大程度改变了建筑物周围的风场。高层建筑方案设计时对于风环境的考虑可以有以下几点：

①考虑室外风环境：设计时充分分析建筑所处的风环境，方案根据城市的不同的风向应有不同的处理，尽量将大立面面向夏季主导风，而小立面面向冬季主导风，从而使得建筑在夏季尽可能利用风能降低温度，在冬季又使得主要建筑立面避开风以减少热损失；

②避免和减小风影区：在夏热冬冷湿热地区，要避免周围的建筑处于高层建筑的风影区内，避免下风向建筑的通风降温和除湿效果不理想，这种情况下可以将办公建筑设计成为倾斜面体形，下大上小，这样建筑物所形成的风影区的范围也会相应减小。

③削弱“边角强风”：高层建筑的边角处会产生涡旋分流的现象，造成建筑物的边角两侧有较强的风， 形成边角强风，一种方法是将高层建筑的边界处理的尽量圆润、光滑，这样建筑背风向形成的压力也就趋于稳定，边角强风影响程度也就减小，另一种方法是在转角部位的角部设置遮风板，使得转角附近的风速大幅度下降，有效地减弱边角风。

⑤对于风能的利用：风能可谓是一种很好的可再生能源，高层建筑有着丰富的风力资源，能够利用风 能进行能量转化，将风能变为其他不可再生能源。例如现在有些绿色高层办公建筑在建筑的高处安装有风力涡轮发电机，通过获取高空的风能来供建筑内的用电。

3、中庭空间与空中花园

由于高层办公建筑远离地表，空中庭院的设计也就成为高层建筑追求自然化与人性化、优化内部空间环境的重要手段。中庭空问有利于高层建筑的自然采光和通风，减少耗能，还能作为建筑内外气候环境的过渡空间，除此之外，办公建筑中的中庭还可以供人进行社交、娱乐、休闲活动，具有室外感。在中庭空 间种上一些植被能减少地面的热反射，改善环境的微观气候， 同时也大大改善了办公环境，让员工的工作环境更舒适，迎合了人们热爱自然的天性（见下图）。

三、结语

总而言之，作为大量消耗能源与资源的建筑业，抓紧发展绿色的生态节能建筑，是社会发展的紧迫要求，而办公建筑设计提倡采用生态节能技术更是一个重要的举措，绿色生态的建筑不但能给人们带来一个健康舒适的环境，还能用最少的能源消耗来取得最大的经济效益和社会效益，实现可持续发展的目标 。