夏熱冬暖地區(qū)既有公共建筑綠色化改造初探

劉紅娟 尹錦艷 吳 揚(yáng)

(華藍(lán)設(shè)計(集團(tuán))有限公司,廣西 南寧 530000)

夏熱冬暖地區(qū)既有公共建筑綠色化改造初探

劉紅娟 尹錦艷 吳 揚(yáng)

(華藍(lán)設(shè)計(集團(tuán))有限公司,廣西 南寧 530000)

結(jié)合夏熱冬暖地區(qū)氣候特征，對該區(qū)既有公共建筑綠色化改造重點(diǎn)進(jìn)行論述，包括外圍護(hù)結(jié)構(gòu)改造、空調(diào)系統(tǒng)改造、可再生能源應(yīng)用以及海綿化改造。

夏熱冬暖地區(qū)，既有公共建筑，綠色化改造，可再生能源應(yīng)用

1 概述

目前我國既有建筑面積已超過580億m2，其中綠色建筑面積不足1%，滿足節(jié)能建筑標(biāo)準(zhǔn)的僅占5%左右[1]，量大面廣、高能耗的既有建筑是我國綠色建筑發(fā)展要解決的重點(diǎn)和難點(diǎn)。既有建筑中公共建筑用能總量約占全國建筑總能耗的1/3，單位面積能耗是居住建筑的10倍～15倍[2]。此外，公共建筑的能源和資源用量及密度大，技術(shù)承載能力及自發(fā)改造動力較強(qiáng)，其改造收益率遠(yuǎn)高于居住建筑，因此既有公共建筑的綠色化改造是我國綠色建筑發(fā)展的重中之重。

我國地域廣闊，從北至南氣候差異極大，既有公共建筑綠色化改造應(yīng)根據(jù)建筑所在區(qū)域的氣候特點(diǎn)，因地制宜地選取適宜技術(shù)。夏熱冬暖地區(qū)夏季炎熱漫長，高溫高濕，冬季溫暖短暫，該區(qū)建筑須滿足夏季防熱、遮陽、通風(fēng)要求，不考慮冬季保溫。該區(qū)建筑往往采用了大面積的玻璃進(jìn)行自然采光，大量太陽輻射熱通過外窗進(jìn)入室內(nèi)，空調(diào)制冷能耗不斷攀升。因此，該區(qū)既有公共建筑綠色化改造需加強(qiáng)外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的隔熱遮陽，采用低成本空調(diào)系統(tǒng)改造技術(shù)。此外，還應(yīng)結(jié)合當(dāng)?shù)刈匀毁Y源條件及國家發(fā)展政策，在既有公共建筑綠色化改造中加強(qiáng)可再生能源應(yīng)用及海綿化改造。

2 圍護(hù)結(jié)構(gòu)改造

2.1外窗隔熱與采光

研究表明，在不考慮冬季采暖的夏熱冬暖地區(qū)外窗的節(jié)能改造中，主要是考慮減少透過玻璃進(jìn)入室內(nèi)的太陽輻射熱，無需考慮降低其傳熱系數(shù)[3]。因此，該區(qū)外窗改造的重點(diǎn)在于保證自然采光的前提下提升外窗遮陽性能。普遍采用的改造措施有增設(shè)內(nèi)遮陽(如淺色窗簾、卷簾、百葉等)、更換為Low-e雙層中空玻璃、貼膜或涂隔熱涂料、加設(shè)外遮陽措施，對各項措施適宜性評價分析如表1所示。對外窗的改造可根據(jù)建筑的實(shí)際情況適當(dāng)采用外遮陽產(chǎn)品，如遮陽棚、遮陽卷簾等，而對建筑外立面要求較高的建筑主要考慮玻璃貼膜和玻璃涂膜，既可以保持原建筑外立面效果，又不影響室內(nèi)自然采光，并且其施工簡單易行，不會影響建筑的正常使用。

2.2外墻和屋面隔熱性能提升技術(shù)

由于公共建筑空調(diào)一般采用的是間歇運(yùn)行模式，白天分時段開啟，夜間關(guān)閉，若對其外墻和屋頂增加保溫措施，反而不利于建筑節(jié)能。因此，夏熱冬暖地區(qū)既有建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)隔熱性能改造不建議采取加設(shè)保溫材料的措施。主要是考慮降低建筑表面對太陽輻射熱的吸收，因此在建筑外墻和屋面采用高反射性涂料，可有效阻止建筑物表面因吸收太陽輻射導(dǎo)致的溫度升高，減少熱量向室內(nèi)的傳入。

表1 外窗改造措施適宜性評價分析

此外，夏熱冬暖地區(qū)溫潤的氣候有利于植物生長，可以有效利用立體綠化改善建筑熱環(huán)境。在西側(cè)外墻種植爬山虎、常春藤等爬藤類植物或三角梅，不僅能有效降低西曬效應(yīng)，還能美化環(huán)境。在屋頂也可設(shè)置花架種植易生長的植物，此外屋頂還可以結(jié)合太陽能集熱板、光伏板進(jìn)行遮陰。

3 空調(diào)系統(tǒng)低成本改造

常用的空調(diào)系統(tǒng)改造措施有：空調(diào)控制系統(tǒng)優(yōu)化、增設(shè)排風(fēng)熱回收、空調(diào)末端限溫控制、空調(diào)冷凝水回收、全空氣系統(tǒng)全新風(fēng)運(yùn)行改造等，可結(jié)合項目實(shí)際情況選用如表2所示低成本綠色改造技術(shù)。

表2 空調(diào)系統(tǒng)低成本改造技術(shù)匯總

4 可再生能源應(yīng)用

夏熱冬暖地區(qū)適宜采用的可再生能源技術(shù)有太陽能光熱技術(shù)、太陽能光伏技術(shù)、地埋管地源熱泵技術(shù)、地下水源熱泵技術(shù)、地表水源熱泵技術(shù)和污水源熱泵技術(shù)。

雖然該區(qū)具有較豐富的淺層地能資源，但地源熱泵系統(tǒng)需在項目場地內(nèi)開挖敷設(shè)地埋管，并要滿足土壤冷熱平衡要求，不適用于既有建筑改造；水源熱泵系統(tǒng)需要有豐富地下水，或臨近江、湖、河、污水源等水資源先決條件，在既有建筑改造中可應(yīng)用率較低。

而太陽能應(yīng)用系統(tǒng)不受資源分布地域的限制，可普遍應(yīng)用于既有建筑改造中，具體應(yīng)用措施有：

1)在學(xué)校宿舍、醫(yī)院住院樓、幼兒園等有熱水需求的建筑中采用太陽能+空氣源熱泵熱水系統(tǒng)；

2)采用太陽能光伏照明系統(tǒng)，為建筑室內(nèi)、地下車庫、景觀照明等提供照明電源。實(shí)際應(yīng)用中可將集熱板、光伏板結(jié)合建筑遮陽進(jìn)行一體化設(shè)計，達(dá)到多重改造效果。

5 海綿化改造

目前我國正大力推進(jìn)海綿城市建設(shè)，相關(guān)研究表明隨著城鎮(zhèn)化水平的不斷提高，海綿化改造應(yīng)當(dāng)從集中式轉(zhuǎn)向分布式，將每棟建筑改造為立體海綿單元[4]。因此，在夏熱冬暖地區(qū)既有公共建筑綠色化改造中應(yīng)充分結(jié)合城鎮(zhèn)發(fā)展及政策推動進(jìn)行屋頂綠化、室外場地改造、雨水回收利用等的海綿化改造。

具體措施：將既有建筑屋頂改造為綠色屋頂，墻體改造為立體綠化，增強(qiáng)建筑對雨水的吸附能力；拆除原有樹池、綠地與周邊道路、廣場之間的路沿石，降低其土壤表面高度，改造為下凹式綠地；將停車場、道路、室外活動場地的硬質(zhì)鋪裝改為植草磚、透水瀝青、透水混凝土、透水地磚等能滿足強(qiáng)度和耐久性要求的鋪裝系統(tǒng)；結(jié)合屋面雨水收集，合理布局雨水花園、透水鋪裝、雨水回用池調(diào)蓄等設(shè)施，建造雨水回用系統(tǒng)，用于景觀水體補(bǔ)水、綠化灌溉、道路及車庫地面沖洗、垃圾間沖洗、沖廁等以及冷卻水補(bǔ)水。通過對屋頂、綠地、地面鋪裝進(jìn)行系統(tǒng)性改造，可有效降低場地雨水綜合徑流系數(shù)。

6 結(jié)語

既有公共建筑的綠色化改造對我國綠色建筑發(fā)展具有重大意義，同時也是一項復(fù)雜而繁重的工作，在實(shí)際工程應(yīng)用中需結(jié)合建筑類型、使用情況、運(yùn)營管理模式等具體情況，綜合考慮外圍護(hù)結(jié)構(gòu)改造、空調(diào)系統(tǒng)改造、可再生能源應(yīng)用、海綿化改造進(jìn)行綠色化改造方案設(shè)計。

[1] 王清勤,王軍亮,范東葉,等.我國既有建筑綠色改造技術(shù)研究與應(yīng)用現(xiàn)狀[J].工程質(zhì)量,2016(8):12-16.

[2] 張 琦.既有建筑節(jié)能改造管理研究[D].天津：天津大學(xué),2010.

[3] 趙立華，李 寧，王 釗.廣州地區(qū)辦公建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱工性能與節(jié)能分析[J].建筑科學(xué)，2008(4):49-53.

[4] 郭湘閩,危聰寧.高密度城區(qū)分布式海綿化改造策略[J].規(guī)劃師,2016(5):23-28.

Researchongreentransformationforexistingpublicbuildinginhotsummerandwarmwinterarea

LiuHongjuanYinJinyanWuYang

(HualanDesign(Group)LimitedCompany,Nanning530000,China)

Based on the climatic characteristics of the hot summer and warm winter zone, the green renovation for existing public building in this area including the enclosure structure modification, the air conditioning system transformation, the renewable energy application and the sponge transformation.

hot summer and warm winter area, existing public building, green transformation, renewable energy application

1009-6825(2017)28-0202-02

2017-07-23

劉紅娟(1989- )，女，助理工程師; 尹錦艷(1982- )，女，高級工程師; 吳 揚(yáng)(1985- )，男，建筑師

TU201.5

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