1、寒冷地区办公建筑选址布局优化思考【摘 要】本文通过分析寒冷地区的气候特征，结合办公建筑的功能特点，总结出针对寒冷地区的办公建筑选址布局的设计原则，使建筑设计可以更加合理，减少一次能源消耗，创造出更加舒适的室内环境。 【关键词】寒冷地区；办公建筑；选址布局 1 前言 做任何建筑设计之前，要实现可持续的人居环境，必须先选择合适的场地。选择办公建筑的建设场地，用可持续发展的眼光，要求对经济因素，生态环境因素和社会环境因素给予同样的关注。 2 建筑热工分区及寒冷地区气候特点 我国地域辽阔，地理环境复杂，各地区的气候差异很大。为了区分我国不同地区气候条件对建筑设计的影响，明确各气候区的建筑设计基本要求，
2、 民用建筑热工设计规范 （GB 50176-93）对建筑热工设计进行了分区。将全国建筑热工设计划分为 5 个分区，包括严寒地区、寒冷地区、夏热冬冷地区、夏热冬暖地区和温和地区。我国的寒冷地区包括天津、山东、宁夏全境；北京、河北、山西、陕西大部分；辽宁南部；甘肃中东部以及河南、安徽、江苏北部的部分地区。地方性的气候作用于建筑外部，会对建筑室内的热环境、湿环境、风环境和空气质量等多个因素产生影响。 寒冷地区的普遍气候特点是：1 月平均气温-100，7 月平均气温 1828，年降水量 3001000mm，基本风压 0.30.5。但近些年来，大部分地区都出现夏季过热的问题。所以，这一地区的建筑设计除了
3、要考虑到冬季防寒保温之外，还应充分考虑到夏季的防热问题。 3 寒冷地区办公建筑选址布局原则 在办公建筑的总平面设计中，建筑物的朝向、形状（长宽比） 、太阳辐射角度、植被生长情况、土地平整度、场地排水、周围道路及广场铺装材料、建筑和植被占地率、自然通风的方向和被遮挡情况等都对未来建成的办公建筑的内部环境以及形态构成等具体内容产生影响。 3.1 合理确定建筑选址 被动式办公建筑选址应综合考虑自身建筑与周围自然环境（如植被、坡地、水体等）及已建成建筑之间的关系、利用有利条件，改善不利环境，在优化建筑周边小气候的同时，建立气候防护体系，形成适宜的地区微气候，以达到节能目的。 场地内的水体作为景观能够美
4、化环境，同时由于水面在蒸发过程中吸收环境中的热量，蒸发后的水蒸气融入环境中，环境中空气湿度增加并且降低环境温度。由于水面可以储存大量热量，约为同体积混凝土蓄热量的两倍，这就意味着，相同体积的水在升高相同温度时所吸收的热量将是同体积混凝土吸热量的两倍，这就使水面在冬夏季为很好的空气温度及湿度调节器。建筑周边植物对其的影响：最理想的状态是夏季可以遮阳降温，冬季不遮挡阳光直射，着重考虑树木与建筑的距离，相对位置以及树种。 3.2 合理确定建筑形态 在被动式办公建筑设计中应从建筑的整体形态上就保证其能够在夏季加强隔热（如我国大部分地区应减少西晒窗户面积，利用通风屋面等） ，冬季可接受更多的太阳辐射热（
5、如增加朝南的窗户面积） 办公建筑体形系数是一项重要的节能指标。所谓的建筑体形系数是指建筑物与室外大气接触的外表面积与外表面积所包围的建筑体积之比（外表面积中，不包括地面、不采暖楼梯间隔墙和户门的面积） 。体形系数的大小对建筑物能耗的影响非常显著。体形系数越大，说明单位建筑空间所分担的热损失面积越大，能耗就越多。有研究资料表明，体形系数每增大 0.01，耗热量指标增加 2%5%。体形系数越小，单位建筑面积对应的外表面积越小，外围护结构的传热损失越小。在其他条件相同的情况下，建筑耗热量指标随体型系数的增长而增长。从降低建筑物能耗的角度出发，应将体形系数控制在一个较低的水平。 但是，体型系数不只是影
6、响外围护结构的传热损失，它还与建筑造型、平面布局、采光通风等紧密相关，体形系数过小，将制约建筑师的创造性，造成建筑造型呆板，平面布局困难，甚至损害建筑功能。因此建筑设计应权衡利弊，兼顾不同类型的建筑造型，合理地确定办公建筑的体形系数。 3.3 合理确定建筑间距 办公建筑的建筑间距受规划部门日照间距要求和消防部门防火间距规范等条件的制约，随着人民生活水平的提高，人们对建筑环境舒适度的要求日渐提高，日照间距要求不仅在住宅设计中成为必须遵守的法规，也成为办公建筑设计中保障建筑健康品质的重要指标。 3.4 优化建筑位置与朝向设计 对于寒冷地区，首先应保证充足的日照，太阳辐射对于建筑室内热工环境有很大的
7、影响。保证室内夏天少辐射，冬天多辐射是朝向设计上的总体原则。选址时应尽量选择向阳的平地。如果受环境条件限制，选址必须在坡地时，应该首选南坡。因为冬季时太阳对南坡的照射更充足。办公建筑的定位与朝向应考虑对城市环境的影响，容积率过高很难满足日照要求。阳关有着巨大辐射能量，在寒冷地区，被动式办公建筑应尽量选择建在采暖季节日照理想的情况下，每天能获得 46 小时的有效日照的地方，以便充分利用当地太阳能为房屋提供热量，要求设计师要了解当地的太阳辐射量以及太阳辐射随季节的变化情况，包括太阳方位角以及太阳高度角：太阳方位角可以有助于选择建筑的最佳方位及朝向；太阳高度角是决定房屋出挑情况的重要参考因素。为了合
8、理确定建筑朝向，通过实际建设经验，我们得出建筑最佳方位为正南东西偏向十度以内，设计原则为冬季增加得热，夏季减少得热。在寒冷地区，为争取太阳辐射，建筑的长轴宜东西向布置。建筑南向开窗面积应尽可能大些，在满足采光条件下，北向、东西向窗应尽可能小些。 3.5 合理组织自然通风 在办公建筑总平面设计中，应重视合理地组织自然通风。空气流动是一个重要的气象因素，各地区的气象资料均可提供当地不同季节的主导风向和风速，是建筑设计的依据。在任何地段上风的流动都会影响建筑内部的冷暖和内外气候环境。寒冷地区大风天气多，风也就成了影响选址的一个重要因素。过大的风会加剧室内外的热交换，而过小的风又不利于通风，这都是被动
9、式建筑设计上的不利因素。因此在选址时要分析冬夏两季的主导风向，尽量避开过大、过小、过冷或灰尘多的风。 虽然很多办公建筑都装备了空调设备，但无论如何，自然通风都会大大有利于使用者的舒适和健康。由于自然通风可增加建筑的散热，夏天的穿堂风可使办公室凉爽舒适，但冬季则需要避风措施，因此控制气流是总平面设计中的关键点。控制气流的基本方法降低流速和分解流向。建筑在地段上的落点要充分利用自然地形条件，创造利用当地风效应的特点取得环境气候效益。在冬季，建筑体的尖角指向风力的方向，使其速度分解。利用风障也可以减弱风力，包括利用其他建筑或者植被作风障。 4 结语 建筑选址布局是建筑设计开始的第一步，也是整体建筑设
10、计的基础，因而充分的了解地形地貌、当地自然气候、场地周边现状是因地制宜设计的先决条件。只有合理充分利用当地自然资源，才能使建筑设计更加合理，减少一次能源消耗，创造出更加舒适的室内环境。 参考文献： 1麦克哈格.设计结合自然.芮经纬.中国建筑出版社，1992 2王鹏，谭刚.生态建筑中的自然通风.世界建筑，2000，4 3刘念雄，秦佑国.建筑热环境.清华大学出版社，2005：45 4李敏，杨祖贵.生态建筑中的自然通风设计探讨.四川建筑，2006，8：30 5杨维菊，徐尧，吴薇.办公建筑的生态节能设计.建筑节能，2006，2：2731 6 王肖丹.寒冷地区公共建筑被动式节能策略.天津：河北工业大学，2013. 作者简介： 王肖丹（1987.8） ，女，天津人，河北工业大学，建筑技术科学专业。
