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浅谈办公空间的生态化设计

2020-01-25王植

美与时代·上 2020年10期
关键词:照明设计节能设计

摘  要:办公空间是人们日常生活的重要场所。办公空间设计是关系人们身心健康和社会可持续发展的重要问题。隨着经济的发展和社会的进步,人们对办公环境的要求日益提高,生态化设计的理念得到越来越多的重视。基于生态化理念的办公空间设计,以节能设计、通风设计、照明设计等为角度,论述办公空间的生态化设计策略。

关键词:办公空间;生态化设计;节能设计;照明设计;通风设计

生态化设计是近年来出现的新理念,随之衍生出“绿色设计”“自然设计”“可持续发展设计”等诸多理念。生态化设计指的是应用生态学原则同时满足人类要求和对环境友好的设计方法。能够与自然环境相协调,减少对环境破坏的设计方法都可以称为生态化设计。

虽然生态化设计是新提倡的设计概念,但其实早在古代就能看到雏形。例如,古罗马万神庙在屋顶开洞,在室内形成低气压将空气引入室内;阿拉伯建筑则是设置斗形风口,便于气流进入室内;古希腊的庙宇周围为了降温和增加空气流动而设置的柱廊。而在具有天人合一思想的中国,自古就有与自然环境和谐共处的传统。中国的古代建筑园林无一不体现这一理念。随着社会的进步,更多人意识到自然环境和可持续发展的重要性,越来越多的人开始寻求传统建筑所具有的与自然共融的舒适体验。生态化设计理念越来越得到人们的认同和重视。

目前,我国的办公空间设计缺乏生态意识,很少考虑到办公环境的生态质量。对大多数设计师来说,办公空间的生态化设计无非就是在空间陈设上布置更多的绿植,这显然是对生态化设计的浅显理解。生态化设计大多还停留在理论层面,很少在设计实践中体现。现在的办公空间表面看来越来越智能化,实则问题很多。大多数办公空间缺乏充足的自然光线,人工照明几乎完全取代自然光成为办公空间的主要照明方式。现代化全封闭写字楼缺少自然通风,员工很难有机会呼吸到新鲜空气,甚至出现空调病等问题,进而严重影响了工作人员的工作效率和身心健康。可见,办公空间的生态化设计不应只是一个设计潮流,更是关系人们身心健康和社会持续发展的重要途径。办公空间的生态化设计应该贯穿整个办公空间设计之中。

一、办公空间的节能设计

众所周知,办公空间的能源消耗很大。有关研究表明,经过节能设计的办公空间可以减少75%的能耗。办公空间的生态化设计既能提高能源的使用效率、减少污染,又能保护自然环境,实现可持续发展。因此,在设计中应该尽可能采用可再生能源,提高能源的使用效率;使用再生材料,减少材料浪费,减少施工和使用过程中废物废水的排放,减轻对自然环境的污染。

在条件合适的情况下,许多清洁的可再生能源设计都可以用在办公空间中。例如,太阳辐射能利用技术、地下冷热能利用技术及其他可再生能源。对太阳能的运用可以分为主动利用和被动利用。被动式利用太阳能,包括利用太阳能采暖、采光和蓄热,可以减轻对办公空间供能系统的压力。主动利用太阳能主要有太阳能发电和太阳能热水。诸如太阳能热水系统、太阳能墙加热技术、太阳能发电系统等。以柏林新国会大厦的设计为例,设计本身就贯穿了节能环保和可持续发展的生态化设计理念。建筑避免使用常见的不可再生能源,而是用菜籽油作为替代提供建筑的能源供给,这些油料都是可再生资源,不会对环境造成不良影响。另外,用菜籽油作为能源也降低了建筑的二氧化碳排放量。建筑屋顶也设计安排了许多太阳能电池板,专门为通风辅助设备及遮阳调节系统供电。

玻璃幕墙一直是现代建筑最常见的标志性元素,但由此而来的高能耗一直为人们所诟病。因此,应采用生态化设计来降低玻璃幕墙带来的相关能耗。在设计上选用具有节能效果的特种玻璃减少热量输入。节能镀膜玻璃是在玻璃上贴多层的聚酯薄膜,起到防紫外线的作用;有保温性能的镀膜玻璃通过表面的低辐射物质和金属氧化物,吸收和反射长波红外线,能够减少室内热量损耗。选用中空玻璃可以提高办公空间的隔热、隔声的能力。为了防止炫光和紫外线射入,也可以选用陶瓷玻璃。选用自洁净玻璃则可以节省清洁玻璃幕墙所耗费的大量人力物力。自洁净玻璃表面的酶能够溶解灰尘,通过自然雨水和阳光来达到清洁的目的。

在办公空间内部,可以为玻璃幕墙设计热缓冲空间,减少室内受环境温度影响的程度。在具有大面积玻璃幕墙的写字楼,可以在幕墙和办公空间设置缓冲空间,也可以将诸如楼梯和库房等功能性空间设置在缓冲空间,这样设计能减少空调的使用。选用可调节性的玻璃幕墙也可以起到降低空调能耗的目的。比如玻璃幕墙的底部是可以自由调节,从完全封闭到完全打开。这种可调节性能够在不同条件下选择利用自然通风而减少能源的消耗。

二、办公空间的通风设计

新鲜的空气是人类生存和健康的基本要素。在空调必不可少的今天,办公空间的通风一直不为人们所重视。良好的通风设计不仅能使工作环境更加舒适健康,而且能降低能耗、保护环境。

在办公空间的设计过程中,首先在功能布局上就要考虑通风问题。空间的分隔和朝向应该利于通风。平面布局上不要设置进深过大的独立空间。在可能的情况下,可以在室内设置水景,能起到调节空气流通的作用。过堂风自古以来就是建筑室内通风降温的重要手段。尽可能利用建筑的过堂风,在门的位置选择,走廊的方向等方面都考虑促成过堂风的形成。办公空间的进出风口的安排、大小尺寸、位置引导气流的方向。设置天窗有利于增强室内热压通风,开窗的位置选择在建筑的北侧,利于进风。避免风向直吹办公人员,以免造成不适之感。

不同地域气候环境不同,加之人们对办公舒适度的要求提高,现代办公空间大多采用空调系统和机械通风,但由此也带来诸多问题。在办公空间的通风设计上,应该在机械通风和空调系统外尽可能采用自然通风。目前,国外流行的设计方法就是人工通风和自然通风的混合模式。自然通风由办公大堂的管道效应来达到通风效果。同时,在空间顶部可以设置多个通风口,使空气可以在室内更快地流通。利用热质量的作用,帮助办公空间实现日间凉爽、夜间保温的效果。

在强风、暴雨、大雪等恶劣天气的情况下,办公空间难以利用自然通风,高空强风会造成室内的紊流和噪声污染等问题。为了解决这些问题,设计上可以设置一些缓冲空间,通过缓冲空间阻隔强风直吹,达到自然通风的目的。尽可能利用最新的技术成果,如水冷天花板和地面送风系统等来实现通风效果。气候炎热区域的办公空间设计,应考虑设置架空层,增加空气流动,便于热空气的排出,减少屋顶吸收的热量,降低室内温度。

三、办公空间的照明设计

办公空间因照明需要消耗的电量非常大。据统计,照明电量平均能占到总耗电量的三分之一甚至一半。减少人工照明能有效降低能源的消耗。自然光是人们生理和心理的基本需求,也是衡量室内环境质量的重要指标。办公空间的照明首先应该考虑自然采光。

办公空间的窗户设计直接影响室内的自然光照水平。主要考虑窗户的朝向要和主要日照方向一致、窗户开口面积影响光照量、窗户遮光装置的选择要合适等因素。玻璃能直接影响光照强度,因此玻璃的选择也是重要的考量因素。反射玻璃能减少阳光的热量进入室内。要因时因地选用合适的玻璃,因地制宜的设计才能达到节能目的。办公空间的开窗位置和数量,都应该根据光照和通风的设计来决定。

遮光装置可以用来遮阳和反射光线。光线直射室内导致室内温度升高,因此可以将自然光线经过反射调整射入的位置。利用光线的反射可以实现空间进深处照明问题。遮阳装置的角度需要结合当地阳光的夏冬两季的入射角,防止不同季节光线射入量差距太大。

遮阳装置类型分为水平遮阳、垂直遮阳、综合遮阳。水平遮阳用于遮挡从窗口上方射来的阳光;垂直遮阳则用于遮挡从窗口两侧射来的低角度阳光;综合遮阳则用于遮挡东西平射到窗口的阳光。常见的遮阳装置形式分为遮阳板和遮阳百叶。遮阳百叶的优势在于空气可以穿过百叶自由流通,热气流不会被装置本身阻挡。遮阳百叶的形式更加灵活多变,可以根据气候变化和现实状况人为调节光线进入量达到空间照度的要求,也能够防止阳光直射造成室内温度过高。活动遮阳装置的形式有卷帘、百叶、遮阳篷等。遮阳装置应该只有固定点与墙体接触,其余部分则与墙体保持间隔,这样才有利于空气流通。另外,遮阳装置的材料应该以白色或浅色为主,因为深色材料会吸收热量,不利于降温。

遮阳装置材料选用应与办公空间的实际用途和所处环境直接相关。如果选用非透光材料会与自然采光采暖等方面的需求产生矛盾。所以在类似画室、美术馆、图书馆等空间可以选用玻璃遮阳装置。而竹木等非常见的遮阳材料有时也是很好的选择,既经济环保,又不会吸收过多热量,因此在气候炎热地区应该多加利用。另外,遮阳装置在考虑实际情况的前提下尽可能固定在窗外,因为在窗内和窗间的遮阳装置都不可避免地把吸收的热量传递到室内空间。

有时因为现实条件的限制,依靠窗户不能满足自然采光的需要。此时可以考虑利用中庭采光和屋顶采光。自古以来传统建筑就有利用中庭实现采光需求的例子,选用合适的中庭形式可以最大程度地利用自然光线。屋顶选用的材料和设计形式同样影响光线的利用,屋顶遮阳可以使办公空间免受阳光的暴晒,有效减少阳光对屋顶的辐射,可以利用绿化遮阳、卷帘遮阳等方式。办公空间的屋顶可以做成花园形式,顶面形式可以选用百叶造型,有利于热空气的流动。

办公空间的人工照明应该根据具体需求而定,根据不同办公区域的实际需要确定方案。不同的空间需要采取不同的照明方式。既不能光线不足,也不能照明过度,浪费能源。利用新技术可以实现自动按时按区照明,节省能源。

人工照明的设计首先应该把工作照明和非工作照明分开,进行区分控制。工作时间的不同,照明的强度也应该不同,在照明设计中应该进行分区控制,便于调节。根据光线条件,设定多种照明模式,根据工作要求设定多种光照模式。对非工作照明增设多级开关。采用光线感应式设备和人体感应式设备来控制照明开关和光线强弱,有人经过时会自动亮起灯光。光线感应器探测到光线达到预设照度时则关闭光源,或减弱光线强度。另外还可以设置定时设备配合感应器达到更精准的照明控制。

四、结语

近年来中国的经济和社会飞速发展,人们对办公环境的要求不断提高。过去只追求經济效益的办公空间已经不符合以人为本的时代要求。新型办公空间不仅要满足人们的办公需求,也要满足节能环保、可持续发展等新需求。办公空间的生态化设计已经成为办公空间发展的必然趋势。在追求功能和实现美观的基础上,办公空间设计应融入生态化理念,采用绿色环保的设计方法,才能最终实现全社会可持续性发展的共同愿景。

参考文献:

[1]罗通.办公建筑的人文关怀[D].天津:天津大学,2004.

[2]汪任平.生态办公场所的活性建构体系[D].上海:同济大学,2007.

作者简介:王植,硕士,东北大学艺术学院讲师。

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