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生态设计方法在办公建筑设计中的

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摘要:本文结合珠三角中小尺度气象预警中心的设计,介绍了实现生态理念新办公环境的几种设计策略。

关键词:绿色办公建筑;绿色生态策略

前言

随着经济社会的不断发展,当今城市中,办公建筑逐渐成为城市社会经济生活中不可缺的建筑类型,而与此同时,大量现代办公环境却建立在一种不可持续的基础上:恒温恒湿的中央空调与大量的人工照明系统蚕食着自然界有限的资源;在大量消耗能源的同时也将人们隔绝于环境之外,形成有害人们健康的工作环境。上班族们似乎早已习惯了荧光灯、镇流器、风机盘管,习惯于这种浪费资源之上的“舒适感”。全面审视建筑与生态环境之间的关系,在设计中采取措施,节约能源,创造一种崭新的、健康的、富于生气的生态办公建筑模式成为了当前办公建筑设计迫切的需要。

1 工程概况

2012年6月,我们在进行广东省珠三角中小尺度气象预警中心方案设计时,提出运用生态理念进行设计的思路,目的就是为将在这里办公的员工提供一个健康、高效、舒适的工作环境,创造一个“绿色化”的办公建筑。

广东省珠三角中小尺度气象预警中心办公楼(以下简称预警中心)选址于广东省广州市天河区东莞庄280号地段范围内,基地现状为广州市气象站。基地属于台地式地形,基地内绿树成荫,果园飘香。办公楼是由办公、会议、监控、指挥调度等多种功能组合而成的高层建筑,承担着珠三角气象灾害预警、国家南海海洋气象灾害预警等重要功能。如何将这些功能组合成一个和谐整体,如何采取切实可行的设计策略来实现生态办公的理念是我们设计中面临的重要挑战。

办公楼(图1)建筑平面呈长条形,南北两主楼围合出内中庭。楼梯、卫生间等辅助设施布置在建筑的东西两侧,以减少西晒对主要功能区域的影响。主体办公区域采取大空间自由分隔形式,采用8400*10000的结构柱网,为今后使用带来极大的灵活性。八层通高的绿化中庭不仅改善了建筑的通风及采光条件,更为员工提供了一个交流与共享的空间。

2 与绿色相关的设计策略

绿色建筑的生态策略设计主要是主动式与被动式设计,这是两种本质上不同的设计方法。主动式设计即通过各种高效集成的技术手段,实现绿色建筑的功能;被动式是通过符合地域气候的建筑物本身的设计,如建筑朝向、遮阳设置、建筑围护结构的保温隔热技术、有利于自然通风的建筑开口设计等实现建筑需要的采暖、空调、通风等能耗的降低。在本项目设计过程中,我们主要通过以下几种设计策略来实现建筑的绿色生态设计目标:

2.1通风

(1)中庭设置

中庭在各类公共建筑中,均是一种广受欢迎的公共建筑空间,而中庭空间在吸收太阳能辐射、改善自然采光、促进室内通风等方面的生态效应也逐渐被人们所认识。因此本项目中,中庭空间的设计作为绿色生态建筑中的一项重要设计策略来进行演绎。

本办公楼中,中庭空间(图2)被设计成一个半开敞空间,中庭的顶部玻璃天窗侧面设智能控制的电动百叶,在不同季节,气候和时间里,均可按照需要通过电动百叶来调节通风量。这种设计有以下几项优点:①中庭内的空气通过空中花园不断与外界新鲜空气交换;②中庭的顶设计成玻璃顶加百叶,建筑内部的热空气因烟囱效被倒入顶部,顶部从最高处吸出热空气,带动空气不断循环(3)节约机械排风的能源,形成一个巨大的“空气缓冲器”。

(2)建筑开口朝向

建筑的形体组合方式对建筑的通风有很大的影响,一个好的建筑开口朝向有利于引导通风。本项目(图3)通过南北两栋楼的相互错位与形体的自然扭动,朝东南方向打开。东南方向不仅是当地的主导风向,同时也拥有保留原有果林,为建筑内部输送自然清新的空气。

2.2.遮阳

(1)立面遮阳

建筑南立面设置可调控的遮阳板,当阳光照射时,第一时间就阻挡紫外线等强烈光线,降低了空间的热负荷。水平遮阳与长条形的建筑整体形象相统一,如行云流水一般。

(2)屋顶遮阳

屋顶是建筑的第五立面,也是日照时间最长、日照强度最大的一个立面,建筑屋顶的保温效果对整个建筑的节能保温非常重要的影响。因此,为了遮挡过量的太阳辐射,本项目设计屋顶遮阳构件(图4)。这些遮阳构件不仅可以遮阳,同时在建筑立面和平面形成连续丰富的光影变化,创造了生态的屋顶空间环境。

2.3立体化绿色空间

办公室是员工的第二个家,植物绿化景观的融入无疑是最优的调味剂。它可以减轻眼部疲劳、提高工作效率;同时绿色植物还能吸收周围环境中的化学物质,并将其降解;向空气中释放出水汽,从而加大室内空间空气的湿度。因此,我们在本项目中引入立体绿化概念,利用建筑屋顶、阳台、空中连廊设计了屋顶绿化和空中绿化。

(1)屋顶绿化

在建筑屋顶布置屋顶绿化的,结合建筑功能,形成屋顶休憩花园;植被以草皮、低矮灌木为主,起到给室内降温、降低热辐射对室内的影响以及美化环境、丰富第五立面的作用。

(2)空间花园

在公共空间中适当的位置,结合休闲和讨论的功能设置空中花园,能有效地改善建筑内部环境,把绿色与自然带到建筑之中;并同时也起到隔热、遮阳、通风的作用。

2.4利用自然能源(屋顶太阳能)

太阳能作为一种绿色能源,有着化石能源如石油等无法比拟的优越性,发展前景非常广阔,研究和实践表明,太阳直接辐射到地球的能量丰富,分布广泛,可以再生,不污染环境,是国际社会工人的理想替代能源。本项目结合建筑屋顶设置有太阳能光伏电板,为大楼提供部分用电。(图5)

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2.5核心筒布置

核心筒的布置注意朝向,建筑东西山墙布置楼梯间、厕所以阻挡暴晒。因为东西向耗能高于南北向50%,故把楼梯间、厕所布置在东西山墙的位置,防止日晒,起到温度缓冲的作用。并在东西山墙面设计有供人休息的阳台,造成阴影、遮阳挡雨,并且还在阳台设置了花池种植绿化,让人接近自然。(图6)

3 结语

在全球化绿色浪潮汹涌的今天,人们越来越意识到社会的发展与自然界发展的地位是同等重要的。在可持续发展的前提下,建设生态型的绿色建筑是社会发展的必然趋势,而办公建筑设计也的确存在着一种绿色化的要求和真实的途径。作为建筑的设计者,我们应加强对生态环境的理解,在建筑设计中有意识的运用并不断创造新的生态设计方法,让建筑既为现代人造福,也为后代人留有生存的空间,预警中心办公楼经过反复讨论、修改已进入实施阶段,投入使用后一切设想将接受实践的检验,对于日后使用中暴露的由于设计自身不足的问题应予以总结。

参考文献:

[1]胡绍学,宋海林.“生态建筑”研究绿色办公建筑. 建筑学报,2000.5.

[2]黎宁.办公建筑设计中生态设计方法的尝试. 新建筑,2002.4.

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[4]杨经文.绿色设计.建筑学报,2006(9):11~13

[5]李百浩.当代高技术建筑的地域性特征.华中建筑,2004(3):29~33

[6]纪雁,(英)斯泰里奥斯・普莱尼奥斯编著.可持续建筑设计实践.北京:中国建筑工业出版社,2006.

[7]李华东主编. 高技术生态建筑. 天津:天津大学出版社,2002.9.