高新科技園辦公樓低碳設(shè)計(jì)策略

來源：建科 瀏覽：- 發(fā)布日期：2025-10-29 08:38:53

在“雙碳”目標(biāo)驅(qū)動(dòng)下，高新科技園辦公樓作為城市高能耗建筑代表，其低碳化設(shè)計(jì)成為實(shí)現(xiàn)建筑領(lǐng)域綠色轉(zhuǎn)型的重要突破口。下面廣東建科設(shè)計(jì)淺談一下高新科技園辦公樓低碳設(shè)計(jì)策略：

1、建筑節(jié)能形體與被動(dòng)式設(shè)計(jì)策略

在高新科技園辦公樓的低碳設(shè)計(jì)體系中，建筑節(jié)能形體與被動(dòng)式設(shè)計(jì)策略是奠定低碳性能的基礎(chǔ)環(huán)節(jié)，其核心在于通過建筑形態(tài)的優(yōu)化和自然能源的合理利用，降低建筑對主動(dòng)式能源系統(tǒng)的依賴，從源頭實(shí)現(xiàn)能耗的有效控制。

建筑節(jié)能形體設(shè)計(jì)需綜合考慮地域氣候特征、太陽輻射規(guī)律以及建筑功能需求。從空間形態(tài)上看，緊湊的建筑形體能夠有效減少建筑外表面積，降低建筑與外界環(huán)境的熱交換量。例如采用近似立方體的幾何形態(tài)，相較于復(fù)雜的異形建筑，可使外表面積與體積比維持在較低水平，從而減少冬季熱量散失和夏季太陽輻射得熱。在平面布局上，合理規(guī)劃建筑的長寬比例，形成利于自然通風(fēng)的狹長形平面或利于均勻采光的方形平面。對于南北向布局的辦公樓，可通過增加?xùn)|西向的遮陽構(gòu)件，減少夏季東西曬的影響，同時(shí)利用南北通透的空間設(shè)計(jì)，形成穿堂風(fēng)，改善室內(nèi)通風(fēng)條件。

被動(dòng)式設(shè)計(jì)策略主要包括自然通風(fēng)、自然采光和圍護(hù)結(jié)構(gòu)優(yōu)化。自然通風(fēng)設(shè)計(jì)通過對建筑開口位置、大小及形態(tài)的合理規(guī)劃，利用熱壓和風(fēng)壓原理實(shí)現(xiàn)室內(nèi)外空氣的自然交換。在建筑頂部設(shè)置通風(fēng)天窗，結(jié)合底部的進(jìn)風(fēng)口，可形成"煙囪效應(yīng)"，在夏季有效排出室內(nèi)熱氣；在過渡季節(jié)，通過開啟側(cè)窗，利用自然風(fēng)降低室內(nèi)溫度，減少空調(diào)使用時(shí)間。自然采光設(shè)計(jì)則通過優(yōu)化窗墻比、采用高效透光玻璃以及設(shè)置導(dǎo)光裝置等方式，將自然光引入室內(nèi)深處。例如在建筑中庭設(shè)置大面積玻璃幕墻，不僅能增加室內(nèi)采光面積，還可形成良好的視覺效果；采用光導(dǎo)管技術(shù)，將室外自然光通過管道引入地下空間或內(nèi)區(qū)房間，減少人工照明能耗。

圍護(hù)結(jié)構(gòu)作為建筑與外界環(huán)境的界面，其保溫隔熱性能直接影響建筑能耗。外墻采用高性能保溫材料，如真空絕熱板、氣凝膠保溫氈等，可顯著提高墻體的熱阻；屋頂采用倒置式保溫構(gòu)造，結(jié)合綠色屋頂技術(shù)，既能減少屋頂熱損失，又能改善建筑周邊微環(huán)境；外窗采用low-E玻璃、雙層中空玻璃等節(jié)能玻璃，搭配斷橋鋁合金窗框，可有效降低窗戶的傳熱系數(shù)和遮陽系數(shù)。此外，在建筑立面設(shè)計(jì)中，結(jié)合太陽能遮陽板、綠化遮陽等措施，可進(jìn)一步減少太陽輻射得熱，提升圍護(hù)結(jié)構(gòu)的綜合節(jié)能效果。

2、可再生能源系統(tǒng)集成應(yīng)用

可再生能源系統(tǒng)集成應(yīng)用是高新科技園辦公樓實(shí)現(xiàn)低碳目標(biāo)的重要支撐，通過將太陽能、風(fēng)能、地?zé)崮艿瓤稍偕茉崔D(zhuǎn)化為建筑所需的電能、熱能和冷能，減少對傳統(tǒng)化石能源的消耗，降低碳排放。

太陽能是建筑應(yīng)用最為廣泛的可再生能源之一。在屋頂和立面設(shè)置太陽能光伏（PV）系統(tǒng)，可將太陽能轉(zhuǎn)化為電能，用于辦公設(shè)備、照明、電梯等用電負(fù)荷。光伏組件的選擇需結(jié)合建筑外觀設(shè)計(jì)，采用與建筑一體化的光伏玻璃、光伏瓦片等，在滿足發(fā)電功能的同時(shí)，提升建筑的美觀性。太陽能熱水系統(tǒng)則通過集熱器將太陽能轉(zhuǎn)化為熱能，為辦公樓提供生活熱水。在夏季，還可結(jié)合吸收式制冷技術(shù)，利用太陽能熱水驅(qū)動(dòng)制冷機(jī)，實(shí)現(xiàn)夏季空調(diào)制冷，形成太陽能熱利用的綜合解決方案。

風(fēng)能的利用主要通過小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)實(shí)現(xiàn)。在高新科技園辦公樓周邊空曠區(qū)域或屋頂設(shè)置風(fēng)力發(fā)電機(jī)，可將風(fēng)能轉(zhuǎn)化為電能，補(bǔ)充建筑用電需求。由于風(fēng)力資源具有間歇性和不確定性，需與儲能系統(tǒng)相結(jié)合，如蓄電池組，將多余的電能儲存起來，在風(fēng)力不足時(shí)使用。同時(shí)，風(fēng)力發(fā)電機(jī)的選型和布置需考慮建筑周邊的風(fēng)環(huán)境，避免產(chǎn)生噪聲和視覺污染。

地?zé)崮芾弥饕捎玫卦礋岜孟到y(tǒng)，通過地下埋管與土壤進(jìn)行熱量交換，實(shí)現(xiàn)冬季供暖和夏季制冷。地源熱泵系統(tǒng)具有高效、穩(wěn)定、環(huán)保的特點(diǎn)，其能效比（COP）通常可達(dá)3-4，遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)的空氣源熱泵系統(tǒng)。在辦公樓設(shè)計(jì)階段，需合理規(guī)劃地下埋管的布局，確保足夠的換熱面積和良好的土壤熱傳導(dǎo)性能。此外，還可結(jié)合地下水或地表水熱源，開發(fā)水源熱泵系統(tǒng)，進(jìn)一步提高地?zé)崮艿睦眯省?

可再生能源系統(tǒng)的集成應(yīng)用需考慮不同能源之間的互補(bǔ)性和協(xié)同性。例如太陽能光伏系統(tǒng)和風(fēng)力發(fā)電機(jī)可組成風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)，提高可再生能源的供電穩(wěn)定性；地源熱泵系統(tǒng)與太陽能熱水系統(tǒng)相結(jié)合，可實(shí)現(xiàn)建筑冷熱負(fù)荷的高效供給。

3、智能控制與能效管理系統(tǒng)

智能控制與能效管理系統(tǒng)是高新科技園辦公樓實(shí)現(xiàn)精細(xì)化能耗控制和高效運(yùn)行的關(guān)鍵技術(shù)手段，通過集成傳感器、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等先進(jìn)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對建筑設(shè)備的智能化控制和能源消耗的實(shí)時(shí)監(jiān)測與優(yōu)化。

智能控制體系涵蓋建筑內(nèi)的各個(gè)設(shè)備系統(tǒng)，包括照明、空調(diào)、通風(fēng)、電梯、給排水等。在照明系統(tǒng)中，采用智能照明控制系統(tǒng)，通過光照傳感器和人體紅外傳感器，實(shí)現(xiàn)對燈具的自動(dòng)開關(guān)和亮度調(diào)節(jié)。例如在白天光照充足時(shí)，自動(dòng)調(diào)暗或關(guān)閉人工照明；在人員離開房間后，自動(dòng)關(guān)閉燈具，避免能源浪費(fèi)。空調(diào)系統(tǒng)的智能控制則通過溫度、濕度、二氧化碳濃度等傳感器，實(shí)時(shí)監(jiān)測室內(nèi)環(huán)境參數(shù)，結(jié)合室外氣象數(shù)據(jù)，自動(dòng)調(diào)整空調(diào)機(jī)組的運(yùn)行狀態(tài)，如冷凍水流量、送風(fēng)溫度和風(fēng)速等，在滿足室內(nèi)舒適環(huán)境的前提下，最大限度降低空調(diào)能耗。

能效管理系統(tǒng)以建筑能耗監(jiān)測為基礎(chǔ)，通過安裝智能電表、水表、熱量表等計(jì)量裝置，實(shí)時(shí)采集建筑各區(qū)域、各設(shè)備的能源消耗數(shù)據(jù)，并上傳至能源管理平臺。平臺利用大數(shù)據(jù)分析技術(shù)，對能耗數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、分析和對比，識別出高能耗設(shè)備和不合理的用能行為，為節(jié)能改造和運(yùn)行優(yōu)化提供依據(jù)。例如通過分析空調(diào)系統(tǒng)的能耗曲線，發(fā)現(xiàn)夜間非工作時(shí)段的異常能耗，及時(shí)調(diào)整空調(diào)機(jī)組的運(yùn)行時(shí)間和模式；通過對比不同樓層或不同部門的能耗數(shù)據(jù)，找出能耗差異的原因，采取針對性的節(jié)能措施。

4、材料選擇與碳足跡控制

材料選擇與碳足跡控制是高新科技園辦公樓低碳設(shè)計(jì)的重要環(huán)節(jié)，通過選用低碳環(huán)保材料、優(yōu)化材料使用方案以及建立全生命周期的碳足跡管理體系，減少建筑在材料生產(chǎn)、運(yùn)輸、施工、使用和廢棄處理等各個(gè)階段的碳排放。

在材料選擇上，優(yōu)先選用綠色建材，如獲得綠色建材認(rèn)證的水泥、鋼材、木材、玻璃等。綠色建材在生產(chǎn)過程中能耗低、污染少，且具有良好的性能，如高強(qiáng)度、長壽命、易回收等。例如采用高性能鋼筋和高強(qiáng)度混凝土，可減少鋼材和水泥的用量，降低材料生產(chǎn)階段的碳排放；選用可再生的竹材、木材等作為室內(nèi)裝修材料，不僅具有良好的裝飾效果，還可減少對不可再生資源的依賴。還應(yīng)注重材料的循環(huán)利用性能，選擇可回收、可再利用的材料，如鋁合金門窗、玻璃幕墻、石膏板等，在建筑拆除時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)材料的高效回收，減少建筑垃圾的產(chǎn)生。

材料的碳足跡控制需從全生命周期角度進(jìn)行考量。在材料生產(chǎn)階段，優(yōu)先選擇本地生產(chǎn)的材料，減少運(yùn)輸過程中的能源消耗和碳排放；在施工階段，優(yōu)化材料的下料方案，提高材料的利用率，減少浪費(fèi)；在使用階段，加強(qiáng)對材料的維護(hù)和保養(yǎng)，延長材料的使用壽命，避免過早更換造成的資源浪費(fèi)；在廢棄處理階段，制定合理的材料回收計(jì)劃，確?？苫厥詹牧系玫接行Щ厥蘸驮倮?。