某綠色建筑節(jié)水降耗應(yīng)用

吳炳信

【摘 要】濟南某綠色建筑辦公樓為達到低能耗、低排放、綠色循環(huán)利用能源，減小對周邊自然環(huán)境不利影響的設(shè)計目標(biāo)，在設(shè)計過程中采取了各項措施如：充分利用可再生能源、固體、液體廢棄物經(jīng)過集中收集處理后部分循環(huán)利用、科學(xué)分析優(yōu)化設(shè)計為建筑室內(nèi)提供舒適的熱、風(fēng)及光環(huán)境等，為以后類似項目的設(shè)計提供一些設(shè)計經(jīng)驗。

【關(guān)鍵詞】綠色建筑；低能耗；低排放；可再生能源利用

一、項目背景

濟南某綠色建筑辦公樓地處濟南西部國家濕地公園內(nèi)，本工程總用地面積2.3萬平方，分三期建成，本次設(shè)計為一期，地上2+1層，地下1層，建筑高度10.25米，總建筑面積5953.40平方米，主要功能為辦公、會議、餐飲、宿舍等。根據(jù)項目背景情況及建設(shè)單位要求，本項目需要實現(xiàn)以下設(shè)計目標(biāo)：

1.低能耗，運營維護成本低；

2.低排放，減小對周邊自然環(huán)境的不利影響；

3.綠色循環(huán)利用能源；

4.保證辦公和生活的較高舒適度。

二、項目措施

本項目在設(shè)計過程中為實現(xiàn)以上的設(shè)計目標(biāo)采用了以下的設(shè)計措施：

1.主動被動措施降低建筑夏季制冷、冬季采暖的能源消耗。（低能耗）。

2.盡可能使用可再生能源來滿足部分能源需求。（再生能源利用）。

3.固體、液體廢棄物經(jīng)過集中收集處理后，部分循環(huán)利用，達到降低廢棄物排放的目的。（綠色循環(huán)利用資源）。

4.經(jīng)過科學(xué)分析優(yōu)化設(shè)計，為建筑室內(nèi)提供舒適的熱環(huán)境、風(fēng)環(huán)境以及光環(huán)境。（提高舒適度）。

三、可再生能源利用

（一）太陽能熱水系統(tǒng)

本項目中有客房和餐飲區(qū)，需要生活熱水供應(yīng)。本項目所有生活熱水，均由集中式屋頂太陽能熱水系統(tǒng)提供，充分利用可再生能源，節(jié)能降耗。太陽能集熱板設(shè)于南向部分坡屋頂處，實現(xiàn)太陽能集熱板與屋面一體化設(shè)計，與屋面完美結(jié)合，太陽能熱水機房設(shè)于地下。

（二）太陽能光伏系統(tǒng)

本項目利用太陽能光伏系統(tǒng)為景觀、市政工程提供照明，是減少項目電能消耗的另一有效措施。太陽能燈以太陽光為能源，無需復(fù)雜昂貴的管線鋪設(shè)，可任意調(diào)整燈具的布局，安全節(jié)能無污染，無需人工操作，工作穩(wěn)定可靠。地上停車部位設(shè)置太陽能停車棚，利用太陽能為基地提供部分電能。

（三）空調(diào)冷熱源采用地埋管地源熱泵系統(tǒng)。

本工程具有以下特點：周圍有大量綠化用地、總建筑面積僅有15000m2、對周圍自然環(huán)境要求較高、要求能源消耗低等，非常適合采用地埋管地源熱泵系統(tǒng)。本工程選用兩臺制冷量為650KW制冷熱泵機組，設(shè)于地下熱泵機房內(nèi)，室外埋管面積3500m2，均埋設(shè)在室外綠化用地內(nèi)。通過采用此系統(tǒng)形式，能夠大幅降低空調(diào)系統(tǒng)運行能耗。

四、降低固體、液體廢棄物排放措施（循環(huán)利用）

本項目是集合科研辦公、餐飲、宿舍為一體的綜合辦公建筑，建筑的廢棄物排放主要來源于普通生活垃圾、餐飲垃圾以及生活污水。滿足建筑低排放要求應(yīng)遵循的兩個原則是：加強廢物的循環(huán)利用和選用合理經(jīng)濟的廢物處理措施。

（一）降低液體廢棄物排放措施

本項目周圍無市政污水管網(wǎng)，本項目設(shè)中水站一個，所有污水均經(jīng)管道收集后排至中水站，處理后中水全部回用。本項目的污水有兩種，一種是生活污水，另一種是餐廚污水。目前，比較先進的污水處理系統(tǒng)是膜處理方式，這是生物處理技術(shù)與膜分離技術(shù)相結(jié)合的一種新工藝，取代了傳統(tǒng)工藝中的二沉池，它可以高效地進行固液分離，得到直接使用的穩(wěn)定中水；能耗低，占地面積小。在本項目中，生物膜污水處理技術(shù)與中水系統(tǒng)結(jié)合使用，經(jīng)過處理的回收中水用于非飲用設(shè)備?；赜梅绞街饕ǎ盒l(wèi)生間沖廁、沖洗室外道路、室外綠化灌溉、中水洗車等。

（二）降低固體廢棄物排放措施—厭氧處理生產(chǎn)沼氣

本項目中有餐飲功能，需消耗燃氣能源，本項目周圍無市政燃氣管網(wǎng)。餐廚垃圾和部分生活垃圾是很好的沼氣產(chǎn)生源，本項目設(shè)計沼氣生產(chǎn)處理設(shè)備一套，餐廚垃圾和部分生活垃圾投入沼氣發(fā)生器，經(jīng)厭氧處理后，產(chǎn)生沼氣，設(shè)計連接廚房沼氣管線，代替部分燃氣為餐廚提供能源。本項目周圍有首農(nóng)高科農(nóng)業(yè)養(yǎng)殖示范基地一個，有牛、羊、鹿等養(yǎng)殖項目，牲畜糞便是最好的沼氣產(chǎn)氣源，設(shè)計中采用污水管道將牲畜糞便排至沼氣發(fā)生器，補充生產(chǎn)沼氣物來源。通過此措施，既減少固體廢棄物排放，又補充了部分廚房炊事用氣的來源，綠色循環(huán)利用可見一斑。

五、節(jié)水措施

為節(jié)省水資源，本項目大量使用節(jié)水型衛(wèi)生器具，選用節(jié)水型水龍頭和節(jié)水型廁所器具。水龍頭均選用陶瓷閥芯型，密閉性好、啟閉迅速、使用壽命長，而且在同一靜水壓力下，其出流量均小于普通水龍頭的出流量，具有較好的節(jié)水效果，節(jié)水量約為20%-30%。廁所沖洗設(shè)備的節(jié)水是建筑節(jié)水的重點，選用帶感應(yīng)自動沖水設(shè)備的小便器，雙沖洗水量坐便器等。

六、降低空調(diào)能耗措施

（一）被動措施

1.保證室外良好風(fēng)環(huán)境。

在本次設(shè)計中室外風(fēng)環(huán)境的要求為：室外風(fēng)環(huán)境要做到冬季防風(fēng)，夏季促進室內(nèi)自然通風(fēng)。在方案設(shè)計階段進行了充分考慮，利用數(shù)值模擬技術(shù)，模擬室外風(fēng)環(huán)境場，在建筑中增加兩個庭院的設(shè)計為夏季建筑的自然通風(fēng)創(chuàng)造了有利條件。

2. 增加建筑自然通風(fēng)。

由于本建筑體量較小，進深不大，可采用窗戶的形式對室內(nèi)進行自然通風(fēng)。根據(jù)室內(nèi)通風(fēng)模擬報告的結(jié)果對建筑開窗位置、大小、數(shù)量進行優(yōu)化設(shè)計。

3.增加綜合遮陽措施。

本工程外立面玻璃幕墻區(qū)域較多，主要采用了三種高效的外遮陽方式，分別為建筑自遮陽、南向水平遮陽以及東西向垂直遮陽。同時，在南向展廳和建筑東西向外遮陽上采用可調(diào)節(jié)遮陽葉片，在冬季設(shè)置適宜的角度，以不阻擋冬季窗戶獲得太陽輻射。

4.加強外圍護結(jié)構(gòu)的保溫隔熱性能。

本項目的建筑外圍護結(jié)構(gòu)主要包括屋面、墻體、樓板、窗戶以及玻璃幕墻。采用的保溫隔熱措施有：自保溫砌塊墻、外墻增加輕型隔熱表皮、雙層玻璃幕墻、Low-E中空保溫玻璃等。通過這些保溫隔熱措施，將會顯著降低空調(diào)能耗。

5.夜間通風(fēng)技術(shù)。

夜間通風(fēng)技術(shù)配合蓄冷蓄熱圍護結(jié)構(gòu)使用。夏季白天室外溫度較高，夜間往往比白天低很多，可以在夜間加大通風(fēng)量，利用建筑維護結(jié)構(gòu)夜間通風(fēng)的蓄冷，白天建筑圍護結(jié)構(gòu)將蓄冷釋放，滿足建筑一部分供冷需求。通風(fēng)量越大，帶走熱量愈多，降溫效果愈好。在建筑屋面開設(shè)天窗，輔助夜間通風(fēng)技術(shù)。夜間通風(fēng)技術(shù)完全是被動措施，不會額外增加建筑能耗。

（二）主動措施

1.空調(diào)冷熱源采用地埋管地源熱泵系統(tǒng)。

在前面2.3條中已經(jīng)闡述，在此不再贅述。

2.末端設(shè)計高效風(fēng)機盤管及新風(fēng)換氣系統(tǒng)。

空調(diào)末端采用風(fēng)機盤管加新風(fēng)系統(tǒng)。根據(jù)冷熱負荷計算，合理選擇室內(nèi)風(fēng)機盤管，采用新風(fēng)換氣系統(tǒng)節(jié)能降耗，空調(diào)水系統(tǒng)設(shè)靜態(tài)及動態(tài)水力平衡閥保證水力系統(tǒng)平衡。

七、總結(jié)

綜上所述，本項目采用了綠色節(jié)能降耗技術(shù)和方法，通過這些技術(shù)的使用，能夠達到低能耗、低排放、綠色循環(huán)利用的項目目標(biāo)，是一個值得推廣的案例，期待能為后來設(shè)計者提供一些幫助。

參考文獻：

[1]王旭. 建筑室外風(fēng)環(huán)境和室內(nèi)通風(fēng)的試驗和數(shù)值模擬研究[D]. 杭州：浙江大學(xué)，2011

[2]任敏. 建筑外遮陽與建筑設(shè)計[D]. 南京：東南大學(xué)，2007endprint