摘要：随着低碳节能观念和技术的成熟，绿色节能设计成为建设领域的共识和必然路径，校园建筑的绿色设计也逐渐成为关注的热点之一。文章结合实际案例，分析了该校园办公建筑绿色设计的技术原则，总结了设计过程中绿色环保的节能技术，在确保建筑实用性的同时，尽可能降低了资源消耗，减少了对环境的影响，供相关设计人员参考借鉴。
关键词：办公建筑；绿色生态化；资源节约；绿色设计
全球气候环境的日益恶化以及高能耗的建设发展模式，使人类面临严峻的环境与能源危机，保护环境与节约资源已成为当今世界所关注的焦点，发展绿色建筑已成为建筑设计的必然趋势。校园建设作为全局统筹发展建设的重要组成部分，随着数量、规模的迅速扩大，其自身的绿色可持续建设逐步引起建筑师的关注，无论是新建与改造建筑都需考虑如何利用被动式设计与主动式技术达到建筑“节地、节材、节能、节水、环境保护”的绿色目标，营造出人与自然、资源与环境和谐发展的局面。
1 项目概况
某学校行政办公楼东临市政路，西侧为农田，南侧为农场，北侧为学校。行政办公楼位于校区西北侧主入口处。该建筑地下1层，地上8层，总建筑面积为12525m2。该项目内部按使用功能不同分为：1层设计学生服务中心、报告厅；2层设校史陈列展览、会议室；3层为会议中心；4层为档案室中心；5层至8层为办公室。本项目通过综合运用绿色建筑技术，在有限的投资条件下，不仅实现了四节要求，即节地、节能、节水、节材的目标，同时也创造出一个健康舒适的室内环境。
项目建设之初就确立了集健康、环保、节能于一体的绿色生态建筑目标。根据项目本身特点，遵循被动节能措施优先的原则，采用了一系列绿色建筑技术，包括地下室导光管、太阳能光伏发电、地源热泵、可调节的外遮阳、屋顶绿化、渗水地面、室内空气质量监控、非传统水源利用等。
2 设计原则
行政办公楼在设计阶段就注重绿色建筑技术与建筑方案的融合，力图打造舒适、健康、高效、环保的行政办公楼，实现国家绿色建筑三星级的建设目标。其设计的技术原则为：因地制宜、低投高效、精细化。
因地制宜原则：从地域和项目出发，分析适宜采用的绿色建筑技术类型。如：春秋过渡季优先采用自然风和机械辅助通风的模式实现室内热舒适、太阳能光电和建筑一体化设计、综合利用中水和雨水资源、在建筑的东西侧种植宽叶落叶林、利用地源热泵系统提升低品位能源为房间供暖和制冷。
低投高效原则：以低成本高效益（环境和经济）技术为亮点。
精细化原则：设计过程采用先进的计算模拟工具和精细化设计，对设计进行定量分析、优化比较、效果预测。确保设计目标、未来运行效果和全寿命周期内经济性的实现。
3 生态策略
3.1 外围护结构节能设计
本建筑体型规整，无过多凹凸变化，体型系数较小。建筑外围护结构结合保温隔热和遮阳措施，降低整个建筑体系的能耗状况。外墙采用200mm粉煤灰加气混凝土砌块和40mm岩棉保温板；屋顶采用120mm钢筋混凝土和75mm岩棉保温板；外窗采用断桥铝合金低辐射中空玻璃窗6+12A+6遮阳型；外窗设置水平和活动遮阳。
如何让外遮阳与建筑完美结合，是一个值得每位建筑师思考的问题。
经过大量的尝试，最终在行政办公楼的南北外窗使用了综合外遮阳，大部分外窗结合窗框设计了2层水平板固定遮阳，在2层板之间使用活动遮阳，可以随时调节遮阳率。东西两侧及南北少数的外窗，使用中空玻璃内置百叶的形式。此种设计不仅完全达到节能要求，而且丝毫不影响立面造型，独到的细节设计给整个建筑增加了几许新意。（图1）
3.2 采光设计
（1）地上建筑天然采光
天然采光照明相对于人工照明，不仅节约能源，室内的光照舒适度也更好。本项目为条状建筑，且房间进深不大，故根据《绿色建筑评价标准》，为保证自然光利用效果，项目保证了75%的室内空间采光系数〉2%，达到了优选条目的要求。
（2）地下空间采光
本项目地下建筑面积为3185㎡的半地下车库，可利用自然采光措施改善车库照度，节约照明电耗，除半地下车库侧窗采光外，地下室采光主要的技术方案有：①采光井采光。占地面积稍大，采光效果一般，投资较少，适用于大面积用于无地上建筑的地下室采光。②导光管采光。占地面积较小，采光效果较好，系统投资中等，比较适合部分使用在地下建筑或建筑的顶部楼层适用。③光纤采光。占地面积最小，采光效果好，系统昂贵，不适合大范围使用，一般适用于照度要求较高的功能空间。基于以上分析，由于导光管占地面积较小，易于和地上建筑布局及环境配合，其投资成本远低于光纤采光，最终在南面布置了2个导光管，北面布置了4个导光管，自然采光面积可达到328m2。（图2）
图1 外遮阳大样
图2 导光管室内外实景照片
3.3 地源热泵系统
地埋管地源热泵系统是以岩土体为热源，由水源热泵机组、建筑物内系统、地埋管换热系统组成的供热空调系统。这种系统作为一种绿色环保节能系统，在世界上已得到广泛应用，在全国很多城市被列为政府推广项目。本项目采用地源热泵系统，采用浅层地热资源营造健康舒适的办公环境，充分体现绿色建筑可再生能源利用的设计理念。（图3）
图3 地源热泵中央空调机房
3.4 非传统水源利用
该地季风影响显著，属湿润季风气候，是降雨量较丰富的缺水地区。因此，本项目充分利用非传统水源，实现非传统水源利用率40%的目标，节约市政用水，减少污水排放量。公共卫生间冲厕、室外绿化浇洒、道路冲洗等对水质要求不高的用途可采用非传统水源。
本工程中水处理工艺建议采用MBR生物膜处理工艺，因MBR生物膜处理工艺为目前较先进的中水处理工艺，能节省处理构筑物的占地，且提高活性污泥法的出水水质，膜生物反应器的出水不仅达到了中水的物理化学指标，而且卫生方面的细菌也能达标。
3.5 太阳能光伏发电系统
建筑所在地年平均日照时数2019h，属全国太阳能资源一般区，太阳能资源具备可利用的前提。行政办公楼设计太阳能光电系统为公共区域提供照明用电。太阳能光伏发电板与坡屋顶一体化设计，实现建筑美学和系统功能性的完美结合（图6）
图6 太阳能光伏发电
3.6 其他绿色建筑设计策略
本项目采用的其他绿色建筑设计策略包括：
（1）透水地面与屋顶绿化
项目采用了场地大面积渗水铺装、透水混凝土路面和屋顶绿化（图7），不仅节约土地，增加了场地雨水与地下水涵养，改善生态环境，减轻排水负荷，而且增加绿化面积，降低热岛效应，调节微气候。同时屋顶绿化还可以改善保温隔热效果。
（2）自然通风
院落式的教学楼底层，在院落的东侧，设计了部分架空层，不仅为学生提供了活动场所，而且可以使得架空层公共活动空间在过渡季节利用室外风压形成良好的通风效果，加上架空层本身具有很好的遮阳效果，可以获得良好的热舒适环境，又不需要消耗动力，节省能源，节省设备投资和运行费用。
图7 渗水铺装、透水路面、屋顶绿化实景
（3）新风热回收
办公、会议、档案室采用风机盘管加新风的形式，其中新风机采用全热交换式新风换气机；1层会议室采用全空气低速风道空调系统，组合式空调机组采用带热回收的机组来回收排风中的热量以节约新风负荷。
（4）分项计量
建筑物空调通风系统、照明系统、其他动力用能系统设置用能分项计量装置；空调系统的冷热源、水泵风机输配系统等设置用能分项计量装置；建筑物内不同区域设置用能分项计量装置，且根据计量结果进行收费。
（5）节水器具
为了更好地节约水资源，项目全部采用节水器具。
（6）高效节能灯具
项目室内照明电光源均采用高效节能灯或者T5荧光灯，整流器均采用高频电子整流器，功率因数要求补偿至0.9及以上，灯具效率大于等于75%。
要求灯具尽量单独控制或者由声光开关、光控开关控制；对于大面积照明，可采用智能照明控制器分路控制，并通过现场照度计自动接通断开某一回路；或者采用自动调光器根据现场照度计自动调光，在满足设定照度值的前提下同时达到照明节能的效果。
（7）室内空气质量监控
为了营造健康的室内环境，在建筑室内设置合理的空气监测系统：对室内主要功能空间的二氧化碳、空气污染物的浓度进行数据采集和分析，实现污染物浓度超标实时报警；检测进、排风设备的工作状态，并与室内空气污染监测系统关联，实现自动通风调节。
（8）装修与土建一体化设计与施工
针对图书馆、行政楼、食堂等建筑，在建筑施工图完成之后即着手室内装修设计，在装修时不破坏和拆除已有的建筑构件及设施，既保证了结构的安全性，又减少了建筑垃圾；既节约材料，又节省装修施工时间。
4 结语
总之，绿色建筑、可持续发展建筑是当代建筑发展的重要途径，校园建筑的绿色生态化发展是贯彻实施绿色校园建设的重要任务。办公建筑设计应当具有减少环境污染、降低能源消耗、减少污物排放以及保护生态环境等方面的思考，在设计施工过程中还应当灵活采取设计手段，根据校园建筑所在地区的自然社会环境充分进行设计创新，科学运用设计施工方法，提高资源与能源的利用效率，达到建筑实用性的同时，为师生提供健康、舒适的环境。
参考文献：
[1]姚焕荣.校园综合办公大楼建筑绿色设计思考[J].城市建设理论研究：电子版，2012（13）
[2]关幸全.基于城市综合体绿色建筑设计的思考[J].建筑工程技术与设计，2015（16）
[3]龙超梁，刘群.浅析现代办公楼建筑的绿色设计[J].城市建设理论研究：电子版，2012（9）
论文作者:田勇
论文发表刊物:《基层建设》2016年15期
论文发表时间:2016/11/17
标签：建筑论文; 采光论文; 遮阳论文; 项目论文; 系统论文; 节能论文; 太阳能论文; 《基层建设》2016年15期论文;