淺析日喀則定日縣加措鄉(xiāng)拉布龍村工程案例

劉紅艷 劉京偉

（1.永建設計集團有限公司，貴州 貴陽 550081；2.貴州宏觀經(jīng)濟學會，貴州 貴陽 550081）

“日喀則定日縣加措鄉(xiāng)拉布龍村工程”位于日喀則定日縣加措鄉(xiāng)拉布龍村，項目于2015年3月啟動設計工作，2018年5月正式完工，包括870m2的陽光房、268m2綜合生活用房、216m2設備機房、公寓樓、溫室大棚等（圖1、圖2）。

圖1 日喀則定日縣加措鄉(xiāng)拉布龍村工程現(xiàn)狀圖

圖2 日喀則定日縣加措鄉(xiāng)拉布龍村工程總平面示意圖

加措鄉(xiāng)位于祖國西南邊境，地處喜馬拉雅山脈中段北麓珠峰腳下，東鄰定結、薩迦兩縣；西接聶拉木縣；北連昂仁縣；東北靠拉孜縣；南與尼泊爾王國接壤。經(jīng)緯跨度在東經(jīng)86.2°～87.7°北緯27.8°～29.1°之間。屬于喜馬拉雅山系，疊巒起伏，雪峰巍峨。在縣境內(nèi)8000m以上的山峰有4座，受自然地理因素制約以高原山地為主。

在當今世界能源日益短缺的情況下，可持續(xù)發(fā)展已經(jīng)成為建筑設計的主要理念。將太陽能技術應用于建筑，并與建筑一體化的新型太陽能建筑在能源、環(huán)境和經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展進程中將起到重要的平衡作用，以利用太陽能為主的綠色環(huán)保型建筑將成為未來建筑業(yè)的流行趨勢。

定日屬于高原溫帶半干旱季風氣候區(qū)，晝夜溫差大，氣候干燥，年降雨量少，蒸發(fā)量大，日照時間長，年平均日照時間達3393.3h，日照百分率77%，太陽總輻射202.9kcal/cm2年。高原紫外線強烈，項目充分考慮建筑所在地區(qū)的氣候和資源條件、使用功能等因素，對建筑的自然采光、能源、室內(nèi)氣候等進行了詳細分析，確保每天都能最大限度地利用日光和太陽能。，，

1 主動式建筑與被動式建筑概述

1.1 主動式建筑

主動式建筑注重室內(nèi)外環(huán)境及可再生能源，在不破壞環(huán)境的前提下，營造健康舒適的生活空間，為可持續(xù)發(fā)展建筑建立新框架，提高生活幸福感；主動式建筑主要從融入當?shù)丨h(huán)境充分利用各種資源、改善室內(nèi)氣候、利用可再生能源3個方面進行評估。

1.2 被動式建筑

被動式建筑通過被動式措施（隔熱處理技術、提高維護結構密封性能、充分利用太陽能資源、采用具有高效熱回收裝置的新風系統(tǒng)等），達到既能滿足使用者最佳舒適要求又環(huán)保節(jié)能；被動式建筑主要從供暖熱需求、熱負荷指標、氣密性、一次能源消耗4個方面進行評估。

2 氣候分析

2.1 溫度

定日縣氣溫偏低，年平均氣溫0.7°C，最冷月為1月份。平均氣溫－7.4°C；最熱月為7月份，平均氣溫12°C；極端最高氣溫24.8°C，極端最冷氣溫－27.7°C。因此，該項目重點在于如何解決冬季供暖需求。

2.2 空氣濕度

定日縣年降水量為319mm，年最高降水量為474.3mm，最少降水量為104.9mm，降水量95%分布在6～10月份，定日縣冬季干燥寒冷。因此，須對室內(nèi)環(huán)境進行調(diào)控，以確保較高的熱舒適性。

2.3 氧氣含量

定日縣平均海拔5000m，空氣中含氧量低，不足平原一半。因而，須加強室內(nèi)氧氣含量，以確保室內(nèi)舒適度。配備供氧智能終端機，實現(xiàn)各個用戶端供氧設備運轉(zhuǎn)無人自動關機。

3 陽光房室內(nèi)氣候

加措鄉(xiāng)陽光房是利用原有二手業(yè)務用房的墻體新建,見圖3、圖4。南北兩側(cè)為兩層辦公樓，中間部位陽光房。屋頂采用鋼制玻璃幕墻結構，材料為保溫抗沖擊的三坡二腔夾膠鋼化玻璃。房頂設置噴淋設備，平時用來清潔玻璃，大雪冰凍時噴鹽水除雪除冰。室內(nèi)種植花草樹木，流動的水系增加陽光房的空氣濕度，組成一個獨立的自然循環(huán)生態(tài)系統(tǒng)。屋頂有排風系統(tǒng)，使一、二層建筑及陽光間的廢氣向上流通，最后從屋頂排除，保障了建筑在夏季的通風。調(diào)研時間為2018年5月3日中午1點左右，室外溫度16°C，室內(nèi)溫度達到23°C，在這里室內(nèi)陽光充足，溫（濕）度適宜，加措鄉(xiāng)公務人員及村民沐浴在陽光下和含氧充足空氣中，在健康環(huán)境下工作生活。

圖3 陽光房內(nèi)部照片

圖4 陽光房屋頂照片

4 供暖

4.1 太陽能供暖系統(tǒng)

太陽能采暖系統(tǒng)是指將分散的太陽能通過太陽能集熱器把太陽能轉(zhuǎn)換成熱水，然后通過將熱水輸送到發(fā)熱末端來提供建筑供熱需求的一種采暖系統(tǒng)。項目采用太陽能供暖系統(tǒng)，充分利用太陽能資源進行供暖及供給生活熱水，針對西藏地區(qū)豐富的太陽能資源，以滿足西藏地區(qū)冬季供暖需求。

4.2 機房

機房建筑面積216m2，層高3.9m，輕鋼結構。機房是整個供暖、供氧、溫室及電力供應系統(tǒng)的控制中心，同時配置智能控制終端，對設備運轉(zhuǎn)狀態(tài)提供及時、直觀的監(jiān)控顯示。通過觸摸式人機操作系統(tǒng)，可設置溫度參數(shù)，查看設備運行情況?？刂葡到y(tǒng)具有數(shù)據(jù)采集分析、指標異常報警等功能，操作人員可通過計算機、手機等實現(xiàn)遠程監(jiān)控。

4.3 室內(nèi)供熱末端

太陽能系統(tǒng)效率與集熱器種類和工作溫度密切相關，太陽能供熱采暖系統(tǒng)的散熱部件應優(yōu)先選用低溫輻射供暖系統(tǒng)。太陽能采暖系統(tǒng)較適宜低溫輻射供熱。供水溫度不宜超過60℃，供回水溫差10℃左右為宜，太陽能供熱采暖系統(tǒng)供水溫度宜采用35℃～50℃；供熱系統(tǒng)的工作壓力不得超過0.8MPa；2018年5月7日1點左右，加措鄉(xiāng)采暖系統(tǒng)運行圖中顯示供水溫度41.9℃，回水溫度39.2℃。綜合生活用房和公寓樓終端設備采用插片散熱器，其優(yōu)點：①散熱效果好，插片散熱器最大的特點就是散熱效果比傳統(tǒng)鑄鐵暖氣片要提高供熱效率30%左右；②質(zhì)量很穩(wěn)定，插片散熱器的質(zhì)量要比傳統(tǒng)鑄鐵暖氣片穩(wěn)定得多，③美觀，無棱角，無污染，辦公樓終端設備采用空調(diào)風機（圖5、圖6），可冬季供暖，夏季供冷，亦可調(diào)節(jié)室內(nèi)空氣循環(huán)，營造舒適的辦公環(huán)境。

4.4 空調(diào)系統(tǒng)控制

所有的辦公室與各功能房間均設置了室內(nèi)溫度調(diào)節(jié)器，當室內(nèi)溫度高于設定溫度時，溫度調(diào)節(jié)器向電動閥門發(fā)出指令，切斷熱量供應。通過自動控制系統(tǒng)的邏輯設定，在工作時間開始之前及時將室內(nèi)溫度調(diào)整至設定值。

圖5 空調(diào)風機終端設備

圖6 暖氣片終端設備

4.5 經(jīng)濟性分析

以日喀則定日縣加措鄉(xiāng)拉布龍村工程268m2綜合生活用房為例，供暖面積為268m2，一年供暖期6個月。根據(jù)被動式建筑節(jié)能方案與可再生能源供熱系統(tǒng)方案，項目建成后年運行費用約為4000元。根據(jù)一般公共建筑年供暖費用在5500左右。由此可見太陽能供暖及生活用水系統(tǒng)比燃氣鍋爐和電鍋爐供暖相比更具優(yōu)勢，能夠節(jié)約能源和降低取暖費用。

5 結語

文章首先對日喀則定日縣加措鄉(xiāng)地理氣候條件進行研究，主要對項目總平規(guī)劃、建筑單體、太陽能供暖等方面進行敘述，通過中午1：00的數(shù)據(jù)測試及供暖費用分析和研究得到以下結論：

日喀則定日縣加措鄉(xiāng)拉布龍村工程在總體規(guī)劃中建筑布局合理，建筑功能有機聯(lián)系，分區(qū)明確，保證最佳朝向和日照間距，方便集中供暖管網(wǎng)的敷設。大量運用當?shù)亟ú?，建筑設計也充分考慮當?shù)氐赜蛐蕴卣?，主動式原理與被動式原理相結合，大大地提高室內(nèi)舒適度，營造健康、安全的室內(nèi)環(huán)境。

通過對日喀則定日縣加措鄉(xiāng)拉布龍村工程被動式陽光房進行室內(nèi)外溫度對比可知，被動式建筑室內(nèi)溫度明顯高于室外溫度，室內(nèi)含氧量高，通過熱壓、風壓的自然排風設計和屋頂排風系統(tǒng)相結合保證室內(nèi)空氣流通。被動式建筑在節(jié)能設計中存在明顯優(yōu)勢。

太陽能供暖及生活用水系統(tǒng)在高寒、高海拔的日喀則定日縣加措鄉(xiāng)拉布龍村工程中，室內(nèi)效果可維持在18℃，系統(tǒng)運行平穩(wěn)，具有明顯的節(jié)能效果。

定日縣加措鄉(xiāng)拉布龍村工程結合當?shù)鬲毺氐慕ㄖ闆r與人文環(huán)境在總平面規(guī)劃、建筑方案設計、太陽能集中供暖等方面均具有合理的方案措施，為日喀則市乃至西藏自治區(qū)太陽能集中供暖項目提供借鑒和參考。