研究超高层办公楼绿色建筑设计策略

研究超高层办公楼绿色建筑设计策略

郭雄想

郭雄想

东莞市南城规划管理所广东东莞523000

摘要：随着市场经济模式的改革，各行业均以实现现代化和绿色化的发展趋势。特别为建筑行业，绿色环保理念的融合，使其能够在保证传统建筑工程质量、安全的情况下，减少相关能源的消耗，是落实可持续发展战略目标的关键。对此，笔者以超高层办公楼为例，探讨其绿色建筑设计的原则和策略，以供参考。

关键词：超高层建筑；办公楼；绿色建筑设计

建筑工程设计过程中，人、自然、建筑间的和谐共处，不仅是保证环境、经济和社会效益间协调发展的前提，更是保证生态环境、国民经济持续性建设的根本。高层和超高层建筑，是现代化城市发展的“标志物”，作为城市整体实力的体现，以崭新、现代化的设计思路与理念，成为城市空间的组成核心。由此可见，在超高层建筑设计中，注重绿色建筑设计模式的融合，既是城市建设和发展的必然趋势，还是城市综合实力的展现。

一、超高层建筑办公楼绿色建筑设计的作用

（一）结构特点

众所周知，资源危机的出现，使生态环境、气候变化愈发“无常”。特别针对超高层建筑而言，无论是在项目设计，还是在节能、低碳和环保、可持续化等领域，均以受到各行业、社会公众的高度重视。即若要更好满足此目标，则可将超高层建筑绿色设计纳入城市建设的组成核心，通过对地面资源、室外环境的科学把控，使其能够在倡导能源、节能相协调的理念下，对水资源、材料资源合理使用，而这也成为超高层建筑设计的必备条件。

（二）作用

基于节能理念、环保理念、低碳理念提出，使之在市场需求和相关政策的引导下，超高层建筑绿色设计成为必然趋势。原因在于：建筑全生命周期过程中，相较于传统超高层建筑，融合绿色设计理念的超高层建筑，能够在减少相关能耗的同时，增强对室内环境、周围环境质量的管控，有利于其在满足可持续发展战略目标的同时，使之在设计、施工、运营等角度，均优于传统超高层建筑设计，以便更好达到绿色、生态建设设计的标准[1]。

二、超高层办公楼对绿色建筑设计理念的应用

（一）围护结构设计

由于超高层办公楼外墙设计中，其能耗相对较大，占据总能耗的25%，为满足节能环保的目标，最大限度上缩小外墙面积，使之在呈现圆形、椭圆形结构的同时，简化相关设计流程。原因在于：外墙是超高层办公楼建筑的核心围护结构，多以剪力墙、混凝土结构为主导，借助绿色节能建设材料、填充材料的使用，使之能够更好满足保温良好、质量轻的目的，推广内、外墙构件工厂预制化，大大减少外墙能耗。例如：若城市气温相对较低，则可使用复合墙结构，即涉及空心砌块和混凝土保温结构两种，特别为后者，是由混凝土材料、其他材料按比例配制而成。此外，若超高层办公楼使用年限过长、高度过高，外墙保温材料应禁止使用质轻材料，而是应选择聚苯板、超薄真空绝热板和YT无机活性材料等。

（三）门窗设计

据相关数据显示，相较于建筑外墙，外门窗的传热系数是其3-4倍，往往需要借助节能技术的使用，才可达到能耗降低的目的。即在建筑外门窗设计过程中，则应依据房间功能、各方位朝向，对开窗方式加以设计，以便能够在满足自然通风的前提下，对主导风向予以科学利用。例如：冬季温度较低时，为避免风过多地进入室内，则应适当缩小迎风方向的开窗范围，避免室内温度流出；夏季温度较高时，则将开窗位置放置在迎风侧，以此在加快自然风流动的同时，降低室温，减少对电扇、空调等电器的使用。简而言之，在超高层建筑外窗设计中，最大限度上使用保温效果好、隔热效果佳、质量达标的材料，特别是在密封材料选择中，更应满足胶条密封的效果；窗框材质中，应以气密性强、隔热效果佳的材料为主导，如玻璃钢型窗框、铝合金断热型窗框及塑料型窗框，但应最大限度上减少窗框面积和大小；外窗玻璃中，多以中空玻璃、镀膜玻璃为主导，因其具有保温性能佳和隔热效果强的特点[2]。

（四）屋顶设计

屋面，是超高层办公楼建设的核心，通过室内能量、外部能量间的相互交换，造成室内能量的流失。对此，为避免此类问题的出现，则可借助保温层的铺设，对建筑屋面施以有效的绿化处理，即水泥聚苯板和复合保温板的使用。近年太阳能光伏技术日渐成熟，高层屋顶周围阳光遮挡少，适合做太阳能光伏发电，将屋顶吸收的热能转化为电能，降低顶层室内温度，目前香港地区正大力推广。而在绿色植物栽植过程中，以其蒸腾作用为导向，逐步对太阳光予以吸收和转化，以便可减少屋面温度。另外，植物基质存在极强的热阻性、热惰性，以融合防水设计、透气性设计和荷载情况为基准，对其配合方式加以科学把控，用以做好植物品种和数量的选择，特别是在种植土选择中，更应以珍珠岩、蛭石和草炭腐殖土等。

（五）节水设计

随着水资源匮乏现状的出现，使诸多城市为满足居民日常用水需求，纷纷通过远距离调水。而作为需水量、用水量相对较大的超高层办公楼，则必将将绿色节水理念运用至建筑设计的领域，以便能够在减少水资源消耗的同时，提高其利用率。即在节水设计期间，应对本区域内水源现状加以考量，借助对水源供应等级的差别，拟定有效的节水方案，再融合阶梯式供水措施，达到预期效果。必要情况下，还可使用节水设备或器具，辅之雨水、污水回收处理的方案，将其在公共厕所冲洗、花草浇灌等领域加以利用。

三、案例思考

（一）工程案例

某100大厦项目为该市旧城改造项目，东侧和蔡屋围路相连，南侧和农业银行相对，西侧临近住宅楼，北侧位于红包路。总建筑面积在234050m2，共100层，包含地下3层，地上97层，（1-74层为甲级写字楼，75-97层为五星级酒店）；总建筑高度为442m。为切实城市绿色环保的理念，在办公楼设计总措施如下：

（二）绿色设计

围护设计：本工程围护结构为全玻璃幕墙，不透明区域使用岩棉板，厚度为15cm，传热系数在0.58W/m2•k；透明区域使用断热铝合金窗，透射比为0.40。总遮阳系数在0.20、传热系数在3W/m2•k，内外窗气密性为6和4级；浅色氟碳面漆，光反射系数在55-65，能够满足“热岛效应”的预防目标。而在高性能混凝土使用中，地下室区域为C50高强混凝土、地上区域使用C60-80混凝土（60层以上，为C60混凝土；30-60层，为C70混凝土；30层以下，为C80混凝土）。

空调设计：以复合蓄冰空调系统为主导，乙二醇溶液为其核心载冷剂，负荷率在29%，借助离心式冷水机组、基载主机的使用，达到空调节能的效果。例如：在酒店区域内，则是通过风冷热泵系统的使用，满足其供暖、供冷水和供热水的需求，且在蒸汽锅炉使用中，其蒸汽量和热效率分别为3000kg/h、92%，和《公共建筑节能设计标准》相吻合。

照明设计：作为本工程的“亮点”，照明设计系统主要使用LED照明灯具，即依据各建筑自然采光情况、使用条件等数据，对照明灯具予以分区、分组和定时控制，再借助EnerSystem系统的使用，对照明系统和输配系统、冷热源与办公设备等能源予以监控，以此有利于分项计量工作的施行[3]。

结束语

综上所述，现代化城市的逐步发展，使超高层建筑称为城市的必然趋势。但为预防建筑对生态环境、自然资源的破坏与消耗，则可借助绿色建筑设计理念的融合，以空间组织、结构体系等方式，施行有效的环保节能技术，以便能够在保持其多元化节能基调的情况下，将超高层建筑打造为节能、环保和绿色、使用价值、景观特色相统一的城市建筑。

参考文献

[1]杨海松,陈珏.天津于家堡金融区绿色超高层办公建筑设计要点[J].绿色建筑,2014(3):13-17.

[2]王后军,陈云琪,王川,等.适宜性绿色建筑设计策略运用——中交南方总部基地总部大厦绿色建筑设计[J].中外建筑,2016(5):134-137.

[3]金辉.绿色建筑设计在超高层建筑中的发展与运用[J].低碳世界,2016(8):157-158.