1、毕业论文开题报告建筑学高层办公楼设计与适宜性通风技术运用一、选题的背景与意义随着经济水平的不断进步，城市用地的日趋紧张，以及现代办公对效率和效益的要求不断提高，不仅在大中城市，即使是一些新兴的小城市，对高层现代办公楼的需求也日益增长。同时，在各地中心商务区CBD的建设发展过程中，高层办公楼的设计正朝着高层化、综合性、灵活性和智能化的方向发展。对办公空间舒适度提出了更高的要求，因此空调技术不断发展，人们越来越能主动的控制室内环境，创造前所未有的室内舒适气候，从而使人们逐渐淡化对“自然通风”这种气候适宜性技术的应用，然而，在今天全球能源紧张、节能压力增大、空气品质IAO恶化以及建筑综合征SBS等发
2、生的情况下，人们不得不重新审视自然通风这一传统的气候适宜性技术。自然通风是一种比较经济的通风方式，它不消耗动力，也可获得较大的通风换气量，简单易行，节约能源，有利于环境保护，被广泛应用于工业和民用建筑中。国内外对自然通风的概念或描述不尽相同，但总体来说，所谓自然通风，其共同的特点是依靠室外风力造成的风压和室内外空气温度差造成的热压使空气流动，以达到提供给室内新鲜空气和稀释室内气味和污染物，除去余热和余湿的目的。在建筑物中，应用自然通风技术，充分体现了1节能；2排除室内废气污染物，消除余热余湿；3引入新风，维持室内良好的空气品质；4更好的满足人体热舒适等优点。二、研究的基本内容与拟解决的主要问题
3、研究基本内容为如何将传统的自然通风技术或者结合现在技术手段来运用到高层办公建筑上去。这也是设计的关键，技术的研究是为建筑服务的，原理很简单，自然通风是通过“热压”或“风压”或者二者结合所形成的压力差，从而引起的空气自然流动。把看似简单的原理运用到高层办公建筑上去，其实是一个很大的挑战。通过文献综述和调研我了解了很多国内外关于自然通风原理运用到各种建筑上的实例子。但是，真正把自然通风原理很好的结合到高层办公建筑中去的实例却很少，该设计将会为此做出一些有意义的探究。拟解决的主要问题1、设计问题（1）首先，高层办公楼的设计应遵循满足城市规划城市设计所提的各项规定，营造城市整体的和谐形象。在尚未有确且
4、的城市设计要求的地域，建筑师应自觉地将单体建筑设计融入到城市整体规划中去。单体建筑的形象和品质提高，不仅是对自身价值的注重更是提升所在地整个城市的地位。（2）要认识到高层办公楼的建造是为人们提供高质量的办公环境，解决商务办集约化的需求，或者说高层办公楼本身就是一种房产类型，要接受市场的考验。（3）最后，现代高层办公楼的设计的发展正向着可持续发展的目标前进，并目此在生态建筑构成等方面产生令人耳目一新的气象。2、技术问题1核心筒的设计核心筒作为高层办公楼的“核心”，往往成为该建筑设计好坏的重要标准。高层办公楼核心筒内有些什么内容很多设计者并不清楚这个完整统一的概念，常常在完成方案设计时在简体内随意
5、分隔，造成与实际需要相差甚远，给工程建设带来一些不必要的麻烦。电梯与平面的交接形式一般有两种基本形式插入式和直接式。对于层数多，标准层面积和人员流量均大的建筑而言，由于电梯需要量多，采用插入式较节省交通面积。另外这种方式由于可以用防火门或防火卷帘将电梯厅与公共走廊或办公空间进行防火分隔，再配合设计排烟竖井，这样可使候梯厅兼作消防前室。同时办公建筑设计规范也规定建筑高度超过75M的办公建筑电梯应分区或分层使用。根据多年的设计经验，为了有效使用电梯，一组电梯的提升高度不宜超过50M。同时每组电梯有1个通到地下室就满足地下停车者的需要了。此外核心筒还牵连到消防疏散楼梯间、卫生间、服务间及各类管道井的
6、设计。（2）消防问题由于高层建筑层高大，难于攀登扑救，内部有通高楼梯间、竖向管井多，构成了迅速燃烧、蔓延扩大的重要途径而高层办公楼内人员比较集中，少则几百人多则上千人。因而容易造成了火势迅猛、人员疏散困难，扑救困难，损失大等一系列严重的后果。完善的消防监控疏散灭火系统是高层办公楼消防安全的硬件基础。按照“高层民用建筑设计防火规范”的要求，高层民用建筑为了自身的消防安全，在大楼的整体设计中要确定专门的消防工程专篇，因为消防工程是使高层建筑本身具有抵御火灾能力的专门工程，主要包括有建筑防火设施，火灾自动报警系统，防烟排烟系统，自动喷水灭火系统，卤代烷灭火系统。高层办公楼内必须设置火灾自动报警系统、
7、应急广播和消防控制室。3自然通风在高层办公楼运用中应当注意的几个问题现在自然通风在建筑中的应用还存在待于进一步解决的主要问题1自然通风是人们易于接受的通风方式，但是其受室外气候条件和建筑物维护结构影响较大，所以如何根据室内和室外的不同热湿状况，结合楼宇自控系统，设计合理的自然通风自动控制系统成为目前急需解决的问题。在这方面，国外做了一定的尝试，我们可以借鉴。2SARS的流行和传播，对建筑中的通风空调系统提出了新的挑战。围绕防止疫情传播3和交叉感染，合理设计自然通风的气流组织形式，确保及时置换室内污浊空气，保证室内空气的新鲜程度，特别对于医院传染性病房和手术室，如何引入室外自然风才能有效降低医护
8、人员的感染率。上述问题都是自然通风技术应用中需要加以解决的问题。3太阳能利用和自然通风系统密不可分，但是太阳能利用的初投资和成本较高，限制了它在自然通风系统的使用，有必要进行进一步研究和相关设备的研发。4自然通风的优点十分明显，但是其在时间和强度方面往往不能恰到好处的满足人们的需求。三、研究的方法与技术路线目前计算自然通风主要的方法有网络法、CFD计算流体力学COMPUTATIONALFLUIDDYNAMICS方法、网络法与CFD相结合、实验方法等等。适宜性通风技术在建筑中的运用在实际高层办公建筑设计中方法有很多。建筑物中的自然通风在实现原理上由“风压”和“热压”引起的空气流动。在实践中，往往
9、由于条件所限制，单纯利用风压或热压不能满足通风需要，因此必须采用一些特殊的方法增强风压或热压，甚至采用机械辅助自然通风以达到强化自然通风的目的。一般自然通风在建筑中的应用采用以下几种方式“穿堂风”的组织“穿堂风”是自然通风中效果最好的方式。所谓“穿堂风”是指在风压作用下，室外空气从建筑物一侧进入，贯穿内部，从另一侧流出的自然通风。利用窗户和门的开口引导气流，合理的家具布局与隔断，还能让风的流速、风量更加宜人。穿堂风的具体设计要求有气流路线应流经人的活动范围；必须有必要的风速，最好达到06MS以上。对有大量余热和有害物质的生产车间，组织自然通风除保证必要通风量外，还应保证气流的稳定性和气流线路的
10、短捷性。大中型建筑中烟“囱效应”的利用。中庭是利用竖直通道所产生的“烟囱效应”以及层高所引起的热压来有效组织自然通风。中庭一般具备两种功能A让太阳射入中庭，加热中庭内的空气使得上下空气形成温差；B这种中庭一般是可开启的，在需要通风时可使空气流出。比如在冬天，阳光透过玻璃屋顶直射进来，中庭屋顶的侧窗关闭，使中庭成为一个巨大的“暖房”，到了夜晚，白天中庭储存的热量又可以向两侧的房间辐射；而夏天，中庭屋顶的侧窗开启，将从门厅引进的自然风带着热量一并排出，使建筑在夜间能冷却下来。可作为“竖井”空间的，太阳能烟囱促使自然通风在太阳能烟囱的上部一般安装有太阳能集热器。集热太阳能烟囱是自然通风和太阳能相结合
11、的产物。集热器吸收的太阳能，可加热烟囱内的空气，产生抽吸作用，使冷空气从建筑物的下部进入，热空气从上部排出，这样在建筑物内形成空气流动，达到室内通风降温作用。利用屋顶增强自然通风通风屋顶内部一般有一个空气间层，利用热压通风的原理使气流在空气间层中流动，以提高或降低屋顶内表面的温度，进而影响到室内空气的温度通风隔热屋面通常有以下两种方式A在结构层上部设置架空隔热层。这种做法把通风层设置在屋面结构层上，利用中间的空气问层带走热量，达到屋面降温的目的；B利用坡屋顶自身结构，在结构层中间设置通风隔热层，也可得到较好的隔热效果。C在屋顶安装屋顶自然通风器也可以起到自然通风的作用，其工作原理也是利用热压和
12、风压来实现换气。利用双层玻璃幕墙进行自然通风自然通风型双层玻璃幕墙又叫“呼吸式幕墙”或“热通道幕墙”，它由内外两层玻璃幕墙组成，两层幕墙中间要形成一个通道，并在外层玻璃幕墙设置进风口和出风口。自然通风型双层玻璃幕墙与传统的玻璃幕墙相比，最大的特点就在于内外两层幕墙间形成了一个通风换气层，即气流通道。在气流通道中，可根据需要设置百叶等遮阳设施。冬季时，关闭通风层两端的进风口与出风口，换气层中的空气在阳光的照射下温度升高，形成一个温室，能有效提高内层玻璃的温度，减少建筑的采暖费用；夏季时，打开换气层的进、出风口，在阳光的照射下换气层的空气温度升高而自然上浮，形成自下而上的空气流，“烟囱效应”带走换
13、气通道内的热量，降低内层玻璃表面的温度，减少空调的制冷费用。还有一些其他的外墙通风模式，谭涛的“利用自然通风技术降低建筑能耗研究”提到利用外墙通风可以使外墙传热负荷降低明显。此外，还有各种促进自然通风方法的结合运用。上述促进建筑自然通风的方法如果可以有效地结合在一起，在建筑中得到综合运用，那么无疑会使自然通风的效果很大的提高，更有效的节约能源。四、研究的总体安排与进度2010年11月2011年1月18日提交文献综述和开题报告。2011年1月19日2011年2月18日前期调研和考察，进行前期思路整理。2011年2月19日2011年3月20日一草确定理念提交外文翻译、包括总平面布置构思和基本建筑模
14、式的构思，建筑单元尺度确定。2011年3月21日2011年4月10日二草深化建筑总平面，建筑模式，单体建筑平立剖，建筑模数。2011年4月11日2011年4月22日三草深化方案，确定总平面，建筑平立剖，确定方案，进行后期制作。2011年4月25日2011年5月15日5深化方案，进行必要的修改，绘制正图、准备答辩。五、主要参考文献1民用建筑设计通则、办公楼建筑设计规范、高层民用建筑设计防火规范2付大鹏谈建筑中自然通风技术的作用原理科学论坛，20083钟山传统地方建筑通风技术浅析科技创新导报，20084诺曼福斯特的作品与思想北京中国电力出版社5孙锐浅谈通风技术对当代建筑设计的影响科技信息6朱龙先高层办公楼核心筒设计体会山西建筑，2005（20）7谭涛利用自然通风技术降低建筑能耗研究建筑节能，2007（5）8潘卫明自然通风技术在建筑节能方面的实现方法黑龙江省七建建筑工程有限责任公司9要宇高层办公建筑设计探析D太原理工大学，200410柳孝图建筑物理建筑工业出版社，200411FRANCISCOASENSIOCERVERTHEWORLDOFCONTEMPORARYARCHITECTUREKONEMANN,200012RAINERHASCHEROFFICEBUILDINGSADESIGNMANUALBIRKHUSERARCHITECTURE,1998
