新型綠色節(jié)能技術(shù)在建筑工程中的應(yīng)用

張 峰

(北京城建北方集團(tuán)有限公司 北京 103101)

新型綠色節(jié)能技術(shù)對于整個(gè)建筑行業(yè)的發(fā)展具有重要價(jià)值。在建筑工程中采用保溫隔熱技術(shù)、恒溫恒氧技術(shù)、綠色能源技術(shù)、資源循環(huán)技術(shù)以及智能控制技術(shù),對建筑工程的技術(shù)予以優(yōu)化和改進(jìn),提高整體的綠色節(jié)能水平。

1 項(xiàng)目概況

南京香港置地SA 公寓位于新街口核心商圈西南象限,總占地約3公頃,預(yù)計(jì)完工時(shí)間為2023年,是繼北京王府中環(huán)項(xiàng)目之后,香港置地打造的第2家中環(huán)系高端項(xiàng)目。南京香港置地SA 公寓A 地塊地上總建筑面積約34萬m2,由裙樓(地下4層,地上7層)和兩棟塔樓組成。一棟塔樓為44層5A 甲級寫字樓(≤268 m),一棟為36層高端酒店式公寓暨SA 公寓(≤165 m)。

2 新型綠色節(jié)能技術(shù)在建筑工程中的應(yīng)用路徑

2.1 保溫隔熱技術(shù)

現(xiàn)代建筑工程一直追尋綠色節(jié)能設(shè)計(jì),通過綠色節(jié)能技術(shù)在建筑工程中的有效應(yīng)用,提升建筑項(xiàng)目的生態(tài)環(huán)保價(jià)值,這也是現(xiàn)代建筑領(lǐng)域發(fā)展的必然方向。在南京香港置地SA 公寓項(xiàng)目中,就較好地貫徹了綠色節(jié)能理念,同時(shí)也在應(yīng)用新型技術(shù)方面取得較好進(jìn)展。建筑工程中,墻體保溫技術(shù)有廣泛的應(yīng)用空間。在該項(xiàng)目中,由于建筑規(guī)模較大,建筑采用高端設(shè)計(jì)思路,因此要注重新型綠色節(jié)能技術(shù)的結(jié)合。外墻保溫技術(shù),主要考慮到外墻結(jié)構(gòu)的熱傳遞效應(yīng),通過科學(xué)的技術(shù)措施來改善熱傳遞效果,從而實(shí)現(xiàn)外墻結(jié)構(gòu)的保溫節(jié)能目的[1]。外墻是建筑工程的重要結(jié)構(gòu),外墻整體面積較大,而且外墻屬于建筑結(jié)構(gòu)內(nèi)部和外部相連的中間結(jié)構(gòu),在節(jié)能保溫中起到關(guān)鍵作用。由于項(xiàng)目中的外墻以石材為主要材料,石材的熱傳導(dǎo)效應(yīng)較強(qiáng),也就是在外墻內(nèi)外空間的溫度差較大時(shí),外墻會(huì)基于熱傳導(dǎo)效應(yīng)來加快溫度平衡,這就不利于建筑保溫。

在新型綠色節(jié)能技術(shù)使用中,依據(jù)上述原因的分析,可以從外墻材料和結(jié)構(gòu)層面來減緩這種熱傳導(dǎo)。石材使用時(shí),可以考慮增加厚度設(shè)計(jì),并且在必要時(shí),增加保溫板層,讓建筑室內(nèi)溫度趨近于一個(gè)內(nèi)循環(huán)模式,外部溫度的影響不會(huì)很大。

通過對外墻結(jié)構(gòu)的改進(jìn),可以采用雙層結(jié)構(gòu)替代單層結(jié)構(gòu),如雙層幕墻就是一種更為科學(xué)的設(shè)計(jì)。雙層幕墻讓幕墻之間存在一個(gè)空間,這個(gè)空間可以作為熱傳導(dǎo)的一個(gè)中轉(zhuǎn),外墻內(nèi)外溫度流動(dòng)時(shí),在這個(gè)空間會(huì)形成一個(gè)緩和,溫度交互改變效應(yīng)被降低。在冬季可以提高建筑內(nèi)部保暖,夏季可以讓建筑內(nèi)部更加涼快,從而極大降低了建筑使用者對暖通空調(diào)等耗能設(shè)備的依賴[2]。

這種雙層幕墻保溫技術(shù),較之傳統(tǒng)單層幕墻可以至少節(jié)約能耗40%左右,對于節(jié)能實(shí)踐而言是十分可觀的。墻體保溫隔熱技術(shù),也適用于門窗、屋面等建筑結(jié)構(gòu),原理與墻體保溫隔熱一致。

2.2 恒溫恒氧技術(shù)

暖通空調(diào)是現(xiàn)代建筑的重要基礎(chǔ)設(shè)施,基于暖通空調(diào)系統(tǒng)來調(diào)整建筑內(nèi)部溫度、濕度等,讓建筑使用者更為舒適。暖通空調(diào)作為重要的采暖和制冷系統(tǒng),在綠色節(jié)能技術(shù)應(yīng)用中,需要重點(diǎn)考慮能耗方面的問題。在南京香港置地SA 公寓項(xiàng)目中,暖通系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用了恒溫恒氧技術(shù),這種新型綠色節(jié)能技術(shù),主要從管網(wǎng)系統(tǒng)、冷熱輻射系統(tǒng)層面予以優(yōu)化。傳統(tǒng)的暖通系統(tǒng)主要依靠冷熱水流動(dòng)方式,實(shí)現(xiàn)制冷制熱,由于冬季和夏季出現(xiàn)制冷制熱需求高峰,使得暖通系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)處于一個(gè)持續(xù)過程中,暖通系統(tǒng)需要不斷消耗電能來滿足這樣的制冷制熱要求,導(dǎo)致暖通系統(tǒng)能耗非常大。在綠色節(jié)能理念下,系統(tǒng)設(shè)計(jì)模式進(jìn)行了改進(jìn),通過以管線作為基礎(chǔ),輻射形式來提高冷熱溫度擴(kuò)散效果,讓單位冷熱溫度效能提升,這樣可以較好降低能耗水平[3]。

管網(wǎng)作為恒溫恒氧技術(shù)的基礎(chǔ),需要根據(jù)建筑工程項(xiàng)目進(jìn)行具體設(shè)計(jì),如南京香港置地SA 公寓項(xiàng)目中,裙樓有地下4 層,地上7 層,兩棟塔樓分別為44層5A 甲級寫字樓和36層高端酒店式公寓,這就需要管網(wǎng)具有較大覆蓋性。管網(wǎng)節(jié)能設(shè)計(jì)考慮到恒溫效果,可以在建筑結(jié)構(gòu)中,增加毛細(xì)管網(wǎng)布局,毛細(xì)管網(wǎng)由主管網(wǎng)分支出來,可以延伸到建筑項(xiàng)目的不同結(jié)構(gòu)邊界,如裙樓等,可以降低主管網(wǎng)供冷供熱時(shí)的耗能。毛細(xì)管網(wǎng)技術(shù)的優(yōu)勢還在于,毛細(xì)管網(wǎng)冷熱散發(fā)效率更高,能夠?qū)⑴ㄏ到y(tǒng)的水流進(jìn)行大面積和精細(xì)化分配,可以提高恒溫控制能力。

冷熱輻射系統(tǒng),則是以建筑工程的地面等結(jié)構(gòu)為載體,在冷熱輻射系統(tǒng)中,綜合考慮到恒溫和體感要求,需要通過系統(tǒng)設(shè)計(jì)與施工,在整個(gè)建筑結(jié)構(gòu)中,合理配置控溫點(diǎn)?？販攸c(diǎn)是恒溫系統(tǒng)的構(gòu)成,通過對系統(tǒng)覆蓋性和輻射性的分析,可以確定每個(gè)控溫點(diǎn)輻射的范圍,在系統(tǒng)技術(shù)方面就可以依據(jù)分析結(jié)果,合理進(jìn)行布局,避免控溫點(diǎn)距離過近造成的能耗浪費(fèi),也能夠避免控溫點(diǎn)距離過遠(yuǎn),無法實(shí)現(xiàn)建筑內(nèi)部空間的恒溫效果[4]。

通過在冷熱輻射布局中確定的控溫點(diǎn)位置,在樓板、地板等結(jié)構(gòu)中,設(shè)置恒溫管路。恒溫管路技術(shù)中,考慮到耐腐蝕等要求,可以采用聚乙烯等新型復(fù)合材料,這種管材冷熱傳遞效能更強(qiáng),可以鋪設(shè)在不同空間結(jié)構(gòu)中。恒溫系統(tǒng)還能夠基于新風(fēng)流動(dòng)方式,在換氣通風(fēng)時(shí),對室內(nèi)的冷熱空氣予以回收,經(jīng)過系統(tǒng)循環(huán)處理重新釋放,這個(gè)過程就避免了重新進(jìn)行制冷和制熱造成的能耗,采用這種新型綠色節(jié)能技術(shù),可以減少能耗消耗至少60%。

2.3 綠色能源技術(shù)

現(xiàn)代建筑技術(shù)發(fā)展中,基于綠色節(jié)能這個(gè)總目標(biāo),可以從能源角度加以研究。傳統(tǒng)的能源不僅消耗大量的資源,同時(shí)也會(huì)造成環(huán)境污染破壞,從綠色能源技術(shù)革新角度進(jìn)行改進(jìn),可以顯著提升建筑工程綠色水平。

在南京香港置地SA 公寓項(xiàng)目中,充分利用了太陽能、地?zé)崮茏鳛榫G色能源,實(shí)現(xiàn)對建筑項(xiàng)目的照明、供熱等綠色技術(shù)改善和優(yōu)化。太陽能是清潔能源,而且太陽能不會(huì)耗盡,是取之不盡的。太陽能技術(shù)逐漸成熟,從太陽能的獲取、轉(zhuǎn)化和存儲(chǔ)方面都有了較大的技術(shù)發(fā)展[5]。太陽能獲取時(shí),依靠太陽能設(shè)備將太陽光照熱量進(jìn)行吸收和導(dǎo)入,在太陽能蓄電池支持下,轉(zhuǎn)化為電能后可以直接進(jìn)行存儲(chǔ),以供建筑照明等使用。太陽能的應(yīng)用,在新型綠色節(jié)能方面得到了擴(kuò)展。通過太陽能的光照導(dǎo)入技術(shù),可以讓建筑室內(nèi)采光更加有效,如在隱蔽處也可以實(shí)現(xiàn)自然光線的照射,不僅降低了對人工照明設(shè)備的依賴,而且自然光更加健康,提高建筑體驗(yàn)水平。光導(dǎo)系統(tǒng)可以對太陽光進(jìn)行采集,并且通過系統(tǒng)傳導(dǎo)來到達(dá)指定的建筑空間位置,實(shí)現(xiàn)建筑照明的自然、均勻和有效。

圖1 太陽能技術(shù)

地?zé)崮茉匆缘責(zé)岜脼橹饕O(shè)備,通過從地?zé)嵩传@取熱量,替代傳統(tǒng)的電熱能。地?zé)峋哂谐掷m(xù)供給優(yōu)勢,在這種新型綠色技術(shù)使用時(shí),主要對地下熱量溫度與深度之間的關(guān)系予以分析,確定地?zé)岜迷O(shè)置深度,從而保證獲取的熱量與建筑使用需求相符[6]。如建筑需求溫度是20℃,在從地源熱泵獲取熱量時(shí),就要精確控制采集溫度,一般而言地?zé)岣哂诘乇淼臏囟仍谝欢ǚ秶?將熱源損耗計(jì)算在內(nèi),可以提高綠色能源技術(shù)應(yīng)用效果。

2.4 資源循環(huán)技術(shù)

綠色節(jié)能技術(shù)的優(yōu)化方面,需要注重能源的循環(huán)利用。在南京香港置地SA 公寓項(xiàng)目中,水資源消耗量是較大的,這樣建筑項(xiàng)目應(yīng)用途徑有直接關(guān)系,無論是44層5A 甲級寫字間,還是36層高端酒店式公寓,都是需要大量用水和持續(xù)用水的。新型綠色節(jié)能技術(shù),就可以從水源循環(huán)技術(shù)方面進(jìn)行突破。水源循環(huán)技術(shù)包括兩個(gè)層面,一方面是外部水資源循環(huán)到建筑之內(nèi),一方面是建筑內(nèi)部水資源的循環(huán)[7]。外部水源循環(huán),主要是通過對自然降雨的收集,將降雨作為水資源的來源渠道。雨水循環(huán)系統(tǒng),應(yīng)當(dāng)包括凈化系統(tǒng)和應(yīng)用系統(tǒng)。降雨不能直接被使用,降雨中會(huì)存在一些雜質(zhì)和污濁物,在雨水使用時(shí)應(yīng)當(dāng)進(jìn)行必要的過濾和凈化,保證雨水凈化程度與使用用途相符。雨水的循環(huán)利用不是無限制的,一般對于建筑使用方面而言,雨水凈化后只能用于對水資源要求較低的建筑空間清潔以及澆灌植物、綠地等方面,不能用于飲用水途徑。

在建筑內(nèi)部的水循環(huán)技術(shù)中,主要是根據(jù)建筑用水的情況,對一些水源進(jìn)行回收再利用。建筑中很多用水都是自來水等,如供建筑使用者洗手、沐浴等用途的水源。這些水資源在傳統(tǒng)的建筑使用中,基本都從排水系統(tǒng)排出。對于建筑使用而言,由于這些水資源使用量較大,而且水資源并未被嚴(yán)重污染,在循環(huán)技術(shù)應(yīng)用中,可以通過在排水系統(tǒng)中增加一個(gè)水資源回收管路,對特定環(huán)節(jié)的廢水加以回收、凈化和循環(huán)使用[8]。

這些水資源主要是含有化學(xué)成分,如洗手液、沐浴液的成分等,在凈化處理時(shí)可以采用膜技術(shù)和化學(xué)技術(shù),將這些成分進(jìn)行去除,經(jīng)處理后的水資源進(jìn)入到循環(huán)系統(tǒng)中,以供建筑空間清潔以及澆灌植物、綠地等需求,可以顯著降低對自來水等清潔水源的消耗量。

2.5 智能控制技術(shù)

新型綠色節(jié)能技術(shù)在建筑工程中的應(yīng)用,還要從智能控制角度進(jìn)行完善。隨著智能技術(shù)的開發(fā)和使用,為現(xiàn)代建筑節(jié)能提供了積極支持。建筑能耗主要以電能為主,消耗電能的設(shè)備、設(shè)施較多,包括照明系統(tǒng)、電梯系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)等。這些系統(tǒng)安裝在整個(gè)建筑的不同空間,在提供各種建筑功能的同時(shí),也成為能耗的關(guān)鍵點(diǎn)。通過智能控制技術(shù),可以提高能源節(jié)約效果[9]。

如在照明系統(tǒng)工作狀態(tài)下,基于智能控制技術(shù),識(shí)別建筑空間中的使用情況,當(dāng)走廊等空間無人時(shí),智能控制就可以對走廊照明設(shè)施進(jìn)行自動(dòng)關(guān)閉,有人行走時(shí)自動(dòng)開啟。智能控制技術(shù)也可以用于建筑中的所有電氣設(shè)備,如空調(diào)等。南京香港置地SA 公寓項(xiàng)目中,由于有44層5A 甲級寫字間和36層高端酒店式公寓,這就無法保證在寫字間和公寓中,空調(diào)開啟時(shí)室內(nèi)是否有人,無人狀態(tài)的空調(diào)運(yùn)行是一種較大的能源浪費(fèi)。智能控制技術(shù),基于節(jié)能目標(biāo)可以實(shí)現(xiàn)感應(yīng)和控制。

3 結(jié)語

新型綠色節(jié)能技術(shù),已經(jīng)成為建筑工程領(lǐng)域可持續(xù)發(fā)展的重要驅(qū)動(dòng)力。通過在建筑項(xiàng)目中采用不同的綠色節(jié)能技術(shù),能夠較好實(shí)現(xiàn)資源節(jié)約和生態(tài)環(huán)保目標(biāo),讓建筑工程符合社會(huì)進(jìn)步與發(fā)展的趨勢和要求,這也是建筑工程實(shí)踐中需要關(guān)注的方面。