基于綠色理念的建筑規(guī)劃節(jié)能設(shè)計(jì)方法研究

文/劉小平 常德城投龍馬建設(shè)項(xiàng)目管理有限公司 湖南常德 415000

建筑能耗是指建筑實(shí)際運(yùn)行中產(chǎn)生的所有能源消耗，如采暖制冷、照明、用電器等。伴隨居民生活水平不斷提高，建筑能耗明顯增加。因此，加強(qiáng)建筑節(jié)能設(shè)計(jì)，減少建筑能耗，對(duì)我國節(jié)能減排事業(yè)有重要作用和意義。另外，為實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，還出現(xiàn)了很多節(jié)能新技術(shù)，為實(shí)際的建筑節(jié)能設(shè)計(jì)提供可靠的技術(shù)支撐。

1、工程概況

某建筑項(xiàng)目總建筑面積約6100m2，南、北兩面分別為地上3層和地上5層，柱進(jìn)出口建于主體建筑南側(cè)，這一建筑的主要功能為研發(fā)實(shí)驗(yàn)及辦公?，F(xiàn)根據(jù)本建筑工程實(shí)際情況，對(duì)其綠色理念下的節(jié)能設(shè)計(jì)作如下分析。

2、建筑圍護(hù)節(jié)能設(shè)計(jì)

建筑實(shí)際能耗主要取決于其圍護(hù)結(jié)構(gòu)。本工程采用具有節(jié)能作用的圍護(hù)體系，屋頂所用保溫材料為厚度為55mm的聚氨酯泡沫，建筑外墻所用保溫材料為厚度為200mm的加氣砼砌塊，以及厚度為45mm的聚氨酯。其中，由聚氨酯制成的保溫板，其導(dǎo)熱系數(shù)在0.018-0.024W/（m·K）范圍內(nèi)，比擠塑聚苯板小很多，而且還有著更長的壽命，一般能達(dá)到至少30年；工藝本身不會(huì)受到建筑外立面等因素的影響限制，能伴隨建筑外觀發(fā)生的變化而改變，保溫厚度不會(huì)因此發(fā)生變化，能實(shí)現(xiàn)無縫連接，具有的抓墻與自凝結(jié)性能無需進(jìn)行鉚釘和掛網(wǎng)，能防止熱橋產(chǎn)生。因此，這一保溫材料是具有很高性價(jià)比的。建筑的外窗為中空玻璃，其傳熱系數(shù)在1.8W/（m2·K）左右，窗框采用鋁合金型材。建筑東向、西向、南向與北向的窗墻比分別為0.08、0.08、0.53和0.49。建筑西側(cè)平臺(tái)采用屋頂花園形式，能為居民提供自由活動(dòng)場所，并且屋頂綠化除了能有效美觀環(huán)境，對(duì)空氣質(zhì)量進(jìn)行改善，還能起到隔熱及保溫作用[1]。

3、建筑屋頂節(jié)能設(shè)計(jì)

本建筑采用回廊結(jié)構(gòu)體系，中廳屋頂采用陽光大廳，屋頂采用雙層結(jié)構(gòu)，輔以五道風(fēng)閥，這樣能使建筑在寒冷時(shí)變成一個(gè)具有良好性能的“溫室”，而在夏季通過通風(fēng)，減少制冷方面的能耗。對(duì)于雙層結(jié)構(gòu)的坡屋面，主要有以下四種功能：采光、遮陽、發(fā)電和通風(fēng)。在雙層屋頂?shù)耐獠坎捎霉夥Ａ?，在中間設(shè)置厚度為800mm左右的遮陽簾，在下層設(shè)置鋼化玻璃，于空腔兩端采用可控風(fēng)閥，以此對(duì)通風(fēng)實(shí)施有效調(diào)節(jié)。

這種屋頂形式，主要具有以下特點(diǎn)：

（1）屋頂上部設(shè)置光伏組件，除了能實(shí)現(xiàn)光伏發(fā)電，還具有良好透光性，在冬季能使光線大量進(jìn)入，形成溫室，此外也可由屋頂實(shí)現(xiàn)采光，減少建筑照明方面的能耗。

（2）屋頂下部設(shè)置遮陽設(shè)施。當(dāng)太陽輻射較強(qiáng)時(shí)，遮陽簾自動(dòng)關(guān)閉進(jìn)行遮陽，避免吸收太多的熱量，使室內(nèi)的冷負(fù)荷降低，造成能耗增加。

（3）雙層結(jié)構(gòu)屋頂上部設(shè)置光伏玻璃，其面積在300m2左右，發(fā)電功率可以達(dá)到15kW，以當(dāng)?shù)氐乩砦恢门c太陽輻射等為依據(jù)，光伏和水平面之間呈33°夾角，這樣能最大程度吸收和利用太陽能，由此產(chǎn)生的電能能滿足日常用電需要。

（4）雙層結(jié)構(gòu)的屋面，其通風(fēng)性也較好。屋頂由通風(fēng)閥和風(fēng)帽實(shí)現(xiàn)連通，對(duì)于風(fēng)帽，它是由吸熱材料加工而成的，在外部涂裝有吸熱材料，在吸收到太陽輻射以后，溫度將顯著上升。在夏季高溫時(shí)，光伏玻璃受到太陽光的照射而產(chǎn)生一定熱量，使通道部位空氣溫度上升，兩端的風(fēng)閥處在開通的狀態(tài)，產(chǎn)生熱壓通風(fēng)，使中庭和室外產(chǎn)生空氣交換，縮短室內(nèi)空調(diào)開啟時(shí)間。而在冬季低溫時(shí)，將閥門關(guān)閉，避免空氣發(fā)生流動(dòng)，由太陽輻射對(duì)空氣進(jìn)行加熱，起到保溫作用，減少采暖能耗。此外，空氣不再流通時(shí)，太陽光直接照射，能使中庭變成溫室。

4、充分利用可再生能源

4.1 太陽能熱水

在充分考慮太陽輻射基本特點(diǎn)及其與建筑相結(jié)合形式的基礎(chǔ)上，決定采用以下兩種方式實(shí)現(xiàn)太陽能熱水供應(yīng)：其一，在南側(cè)陽臺(tái)進(jìn)行掛壁式系統(tǒng)的布置；其二，在西側(cè)欄桿處進(jìn)行系統(tǒng)布置。同時(shí)，在上述部位均采用真空管，用于滿足洗浴及采暖等方面的熱水供應(yīng)[2]。

4.2 地源熱泵

本建筑在土壤中設(shè)置換熱裝置，對(duì)土壤中的熱源進(jìn)行提取和儲(chǔ)存，可將能量提供至建筑最末端，如圖1所示。在冬季溫度較低時(shí)，進(jìn)行地板輻射采暖；而在夏季高溫時(shí)，進(jìn)行風(fēng)機(jī)盤管制冷。所用換熱裝置主要采用以下?lián)Q熱方式：由埋管當(dāng)中的介質(zhì)和土壤實(shí)現(xiàn)熱交換，以此起到供暖和制冷等作用。在冬季時(shí)，吸取熱量，為建筑中的各個(gè)房間提供熱量；在夏季時(shí)，向地底排熱，為建筑中的各房間提供冷量?？梢?，土壤既是熱源又是冷源，在熱泵機(jī)組的作用下，能向建筑供熱或者是供冷。

圖1 地源熱泵

4.3 水資源利用

4.3.1 水資源收集

本建筑供排水系統(tǒng)如圖2所示。本建筑所用水資源收集系統(tǒng)主要由以下幾部分組成：采集、處理、回用與監(jiān)控子系統(tǒng)，將經(jīng)集中處理的中水作為回用水，用于衛(wèi)生間沖洗、綠化灌溉及裝飾用水。此外，在管網(wǎng)上還設(shè)有雙供雙排系統(tǒng)，即兩路排水與供水管道。其中，給水管有一路為自來水管，用于提供飲用與洗浴用水；另外一路則為中水管，用于灌溉、裝飾和衛(wèi)生間沖洗。排水管有一路為衛(wèi)生間及廚房污水管，而另外一路是雨水及洗浴用水排水管，這樣能使不同污水得到針對(duì)性處理[3]。

圖2 建筑供排水系統(tǒng)

4.3.2 節(jié)水設(shè)備

（1）衛(wèi)生器具為具有節(jié)水功能的產(chǎn)品，在公共衛(wèi)生間，小便池與洗手池應(yīng)采用感應(yīng)式，坐便器采用帶有自閉功能的沖洗閥，且其水箱容積要控制在6L以內(nèi)。

（2）管材及其連接處和閥門為優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品，避免管網(wǎng)中的水量大量損失。

（3）綠地灌溉采用噴水與滴水相結(jié)合的形式，減少灌溉水量。

（4）經(jīng)過以上設(shè)計(jì)處理，能將節(jié)水率提高到90%，而且還能實(shí)現(xiàn)污水零排放。

結(jié)語：

綜上所述，在城市不斷發(fā)展的進(jìn)程中，建筑類型越來越豐富，規(guī)模也越來越大，這樣必定使環(huán)境受到較大壓力。以上以綠色理念為基礎(chǔ)的建筑節(jié)能設(shè)計(jì)方式能起到良好的節(jié)能效果，可為所在地區(qū)綠色建筑快速發(fā)展提供參考借鑒。