办公建筑外表皮与生态节能设计研究

办公建筑外表皮与生态节能设计研究

米韶莹

广州市番创建筑工程设计有限公司广东省广州市511495

摘要：当今公共建筑体积大、耗能多等问题的提出，要求建筑师在设计时更多地考虑到环保节能。建筑表皮是建筑物形象的窗口，同时也是耗能最多的部分，加强对建筑表皮的设计对于建筑节能降耗发展具有重要意义。

关键词：办公建筑;外表皮;生态节能设计

引言

随着我国城市化进程不断加深，建筑物越来越多。人们的环境保护意识不断加强，逐渐对建筑材料产生了新的认识。建筑外表皮不仅仅只是视觉上的外包装，还承载更广的意义。现今所提倡的绿色生态表皮可以在公共建筑中起到功能和视觉上的双重作用，从而达到建筑表皮的节能性，提高公共建筑的使用性能。

1.案例分析

‍祈福集团中心项目与祈福另一商业大作——祈福缤纷世界比邻而居，集商务办公、会议中心、休闲轻餐、购物等功能于一体，领创办公新格局，打造了5A级多元化的，环保而智能的商务办公大楼。祈福集团中心外墙采用双银Low-E中空玻璃，共采用两种不同的玻璃表皮。塔楼东，西向大部分幕墙因日照大，采用了反射率相对高，颜色相对深的玻璃，并采用300x450mm竖向铝合金框作为外遮阳，外观上同时强调了竖向线条，建筑表皮因处在不同的位置，方向而赋予了不同的质感和肌理，既丰富了外立面，也达到了节能的效果。

2.建筑表皮的内涵

自建筑产生以来，表皮就是建筑设计中不可避免的基本问题之一。建筑表皮从视觉特征看无疑比建筑的其它组成部分更能引起人们的关注，是建筑及其设计者的“名片”。我们在追求建筑的本身功能和形式的同时也需要考虑建筑表皮的生态设计，让建筑能够实现低耗节能，提升建筑的可持续性。

另外，生态建筑设计要体现艺术内涵，并结合多项学科知识，保证生态设计的合理性。其中根据生态设计提出了相应的表皮构建和材料创新理论。而信息时代的到来，出现了智能化的生态节能办公楼。此类型办公楼极大地改善了办公的舒适度与灵活性，提高了办公效率，有效地使用能源，是“以人为本”思想的完美体现，对于新材料的使用，需要根据其自身的特性进行相关处理。将不同的材料进行创意、合理的构建，给建筑物带来绝佳的效果，同时结合声、光以及各种技术，使得建筑的材料具有最大的利用价值。人们对建筑表皮的研究和探索依然在进行当中。一些古老的建筑材料,如木材、砖、石头,在建筑师的重新规划和塑形后,焕发出新的生命力。一些以往不被看好的材料也加入到建筑表皮的行列中来,建筑表皮生态设计，其中各种生态策略并非孤立的手法，而是综合运用于建筑设计中，运用新的设计手法和建筑材料、简单高效的维护结构和暖通系统，如生态表皮、凝聚地方人文特色的建筑表皮以及媒体表皮等被普遍应用。这其中最具代表性的是北京2008年奥运场馆的表皮设计，给人以耳目一新的震撼和启迪。

3.建筑表皮生态设计及应用

3.1双层表皮

建筑的“双层皮”幕墙系统采用可循环使用的材料，建筑速度快，对运输及施工场地要求小，同时又可创造出极具时代感的建筑风格，被公认为具有“生态”意义的建造方式。将各类可使用资源加以利用，改善了公共建筑的环境。绿色生态建筑表皮不单单在节能方面有所利用，它们也在空间上改善了传统建筑单体的厚重感，增加了建筑的透明度。在建筑与周围生态环境之间建立的一个缓冲区域，即可在一定程度上防止各种极端气候对室内影响，又可以强化各种微气候调节的效果，尽量满足各种舒适的要求，并且达到节能的指标。其实质就是有效利用双层表皮之简的空气间层。使用双层幕墙，在双层幕墙空气间层内集成地设置一个遮阳系统，可以全面地保护整个建筑，防止室内办公空间失控性的被晒热。双层玻璃幕墙具有更好的降低噪音干扰、隔热保温的优点。空气间层在水平和垂直两个方向上被划分，使得其内部的气流循环互不干扰，有利于防火和隔音。把握好生态设计的尺度，尽量使周边环境和建筑物有机的结合。但是当前的建筑设计和生态设计相融合大多偏向节能减排，对自然环境的改善不够，也缺乏多种学科的结合。

3.2变化遮阳

利用自然风压、空气温差、密度差等对建筑室内进行通风的方式。由于空气温度的差异导致空气的密度产生差异，在地球重力的作用下，高温空气向上运动，低温空气向下运动。生态建筑材料在生产过程中就考虑了能源资源的消耗、对环境产生的影响以及废物的回收利用等，使资源得到最大程度上的功能发挥。现代办公楼的重要发展趋势是智能化、数字化。随着网络技术与数字化的飞速发展，传统功能的办公楼受到很大冲击，由于平衡自然采光、冬季温室效应以及防止夏季室内过热三者的关键在于控制建筑表皮透明部分(玻璃窗墙)的“透明”状况。而透明的玻璃作为表皮，存在着使用中的两难。作为适应气候的建筑表皮，需要根据具体的气候条件，来调节进入室内的太阳光热辐射量人们在网络上可以延展自己的工作空间，享受无限，感受与时俱进的时代脉搏。

3.3复合性建筑表皮

建筑外表面是内外空间的过渡界面，具有阻隔热量流动的缓冲作用。在冬季建筑希望获得充足的阳光，而在夏季则需要阻挡直接的太阳辐射。复合性建筑表皮有三层，外层为超厚玻璃和太阳能电板，中间为密闭仓，最后为水幕玻璃，生态材料在建筑表皮中的应用可以将太阳能转换成能源为建筑使用，减少了建筑能源的消耗，同时也降低了有害物质的产生量。表皮的可变化部分就不再是各种材质的简单叠加，而是以其对光热辐射的调控为依据，将各种不同特性的材料以适应气候的方式进行优化组合，形成一个有机的系统。这使得生态材料特性得到有效发挥，进而避免资源的浪费。

3.4建筑光伏一体化

在进行生态建筑设计时，融合高科技生态技术，能够对建筑物外界通风、湿度、温度、室内照明、空气阻力、支撑结构以及光纤的导入等情况进行有效的控制。在高层建筑中“智能”光电幕墙集发电、隔音、隔热装饰功能为一体，采用光电池、光电板技术，将太阳能转换为人们利用的电能，无废气，无噪音，不污染环境。建筑物的光伏能量系统，将光伏元素与建筑集成，光电板的尺寸规格可以根据实际工程的幕墙分格方案进行量体定型制作，再把光电板安装在建筑幕墙（屋顶或其他建筑构件）相应的结构上，就组成了建筑光电系统，即建筑光伏一体化设计。

4.结语

建筑的表皮是构成建筑的重要组成部分之一。它对内围合成建筑的空间，同时又是城市环境空间的界面载体。建筑表皮不断适应生产生活活动的需要发生着功能与样式的变革。全新的建筑表皮的形态，使建筑的表皮不再单一的只是承重或装饰作用，让表皮能够在功能、视觉上都起到一定作用，同时节能、减排、可持续发展，起到一定的生态意义。作为当代的建筑设计师，必须要增强责任意识，结合时代的发展需要以及材料的新特性，进行合理的设计，在尽可能的保证建筑使用功能与质量的情况下实现人与自然的有机统一。

参考文献

[1]李保峰"双层皮"幕墙类型分析及应用展望[期刊论文]-建筑学报2001(11)

[2]李刚，建筑表皮的生态意义[J]，新建筑,2008，2：14－19。