基于綠色建造的建筑通風(fēng)空調(diào)工程設(shè)計(jì)與管理方法研究

宣志杰 宣志學(xué) 夏年波 王林 林立 宋珊

摘 要：在建筑工程通風(fēng)空調(diào)施工中，必須做好綠色設(shè)計(jì)、環(huán)保管理、節(jié)能管理等工作。以重慶廣陽(yáng)島大河文明館的通風(fēng)空調(diào)工程施工為例，分析綠色、節(jié)能、環(huán)保的通風(fēng)空調(diào)施工工作，討論通風(fēng)空調(diào)工程施工節(jié)能措施、環(huán)境保護(hù)措施等。希望通過(guò)建筑工程通風(fēng)空調(diào)工程綠色施工管理方法研究，能幫助建筑通風(fēng)空調(diào)施工建立有效和規(guī)范的施工流程，確保建筑工程通風(fēng)空調(diào)工程綠色環(huán)保的進(jìn)行。

關(guān)鍵詞：通風(fēng)空調(diào)施工；綠色設(shè)計(jì)；節(jié)能管理；綠色施工

中圖分類號(hào)：TU83? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：2096-6903（2023）05-0019-03

0 引言

隨著全球溫度逐年升高，在碳達(dá)峰、碳中和的國(guó)家戰(zhàn)略驅(qū)動(dòng)下，建筑業(yè)正向綠色、節(jié)能、環(huán)保等建造模式發(fā)展，綠色建造逐漸成為建筑行業(yè)發(fā)展的方向。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)建筑用能占總能耗的1/3 [1]，在建筑施工耗能中，通風(fēng)空調(diào)施工所占比例越來(lái)越大。

國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)綠色建筑進(jìn)行了大量研究，中建二局第三建筑工程有限公司李敏子[2]等針對(duì)高層建筑全穿插施工，研究有效利用全穿插施工，減少建筑垃圾和能源消耗，縮短工期、節(jié)約成本。中國(guó)建筑第八工程局有限公司上海分公司吳君君[3]等研究了通風(fēng)空調(diào)工程施工中常見(jiàn)的質(zhì)量問(wèn)題以及與原因分析，以避免后續(xù)出現(xiàn)施工中出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題。山西建筑工程集團(tuán)有限公司設(shè)計(jì)院朱磊[3]研究了建筑設(shè)計(jì)在綠色建造低碳發(fā)展中的作用。駱玉海[4]研究了綠色發(fā)展理念下建筑給排水及采暖通風(fēng)空調(diào)安裝問(wèn)題，為采暖通風(fēng)空調(diào)安裝達(dá)到綠色發(fā)展理念要求提供參考。因此，研究基于綠色建造的建筑工程通風(fēng)空調(diào)工程施工管理方法研究對(duì)于保護(hù)環(huán)境、降低能源消耗具有重要意義。

1 工程概況

重慶廣陽(yáng)島大河文明館項(xiàng)目，地處重慶南岸區(qū)廣陽(yáng)島東北部分，地處長(zhǎng)江中心，四周環(huán)水，島上環(huán)境生態(tài)較好，由中鐵建設(shè)集團(tuán)作為工程施工總承包方。工程項(xiàng)目需要進(jìn)行建筑工程通風(fēng)空調(diào)工程施工，工程建筑面積19 152.87 m2，其中地上面積13 108.37 m2，地下面積6 044.50 m2。為貫徹落實(shí)綠水青山就是金山銀山的指示精神，該項(xiàng)目在通風(fēng)空調(diào)工程設(shè)計(jì)時(shí)候就貫徹落實(shí)了綠色建造的理念。

2 基于綠色建造的建筑工程通風(fēng)設(shè)計(jì)

2.1 項(xiàng)目通風(fēng)環(huán)境仿真分析

項(xiàng)目通風(fēng)環(huán)境不佳，冬季風(fēng)主導(dǎo)東北偏北風(fēng)，從西北側(cè)展廳進(jìn)入，同時(shí)東北側(cè)受山體遮擋影響向下流入走廊內(nèi)。夏季風(fēng)主導(dǎo)東北偏東風(fēng)，受山體遮擋影響向下流入走廊內(nèi)部和沿廊。為此項(xiàng)目采用流通仿真工具，對(duì)項(xiàng)目冬季和夏季的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行的仿真模擬，借助自然風(fēng)仿真，確保建筑外部造型設(shè)計(jì)以最低的成本保證內(nèi)部的空氣流通。項(xiàng)目通風(fēng)環(huán)境仿真如圖1所示。廣陽(yáng)島大河文明館整體建筑造型由中心大廳、世界廳、人類命運(yùn)共同體展廳、華夏廳、長(zhǎng)江廳、重慶展區(qū)、文創(chuàng)商店、智慧廣陽(yáng)島展廳、廣陽(yáng)廳、半室外展廊組成。各個(gè)廳呈圓形造型，各個(gè)廳環(huán)抱連成一個(gè)整體。本項(xiàng)目根據(jù)主導(dǎo)風(fēng)向進(jìn)行建筑布局形成通風(fēng)廊道，北側(cè)公共服務(wù)及展覽區(qū)域通過(guò)玻璃幕墻開(kāi)啟、天窗、外門開(kāi)啟及門洞的方式促進(jìn)自然通風(fēng)。此外世界廳在頂部設(shè)置有開(kāi)啟扇，廣陽(yáng)廳在頂部設(shè)置有夾壁墻縫隙，并設(shè)置有排風(fēng)機(jī)及可全新風(fēng)運(yùn)行空調(diào)系統(tǒng)，提升通風(fēng)效果。

大河文明館所有主要功能房間可開(kāi)啟面積均可達(dá)到不小于房間地板軸線面積的4%的要求，換氣次數(shù)達(dá)到2次/h。

2.2 基于通風(fēng)仿真的內(nèi)部造型設(shè)計(jì)

項(xiàng)目采用計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)（CFD）分析方法，計(jì)算軟件采用目前較為精準(zhǔn)的FLUENT6.3，采用標(biāo)準(zhǔn)k-epsilon模型，對(duì)建筑空間的自然通風(fēng)量進(jìn)行設(shè)計(jì)。以項(xiàng)目?jī)?nèi)部空間世界廳為例，對(duì)世界廳內(nèi)部通風(fēng)做了計(jì)算。 其自然通風(fēng)仿真過(guò)程如圖2所示。

通過(guò)仿真后對(duì)項(xiàng)目?jī)?nèi)容空間世界廳進(jìn)行如下設(shè)計(jì)：世界廳設(shè)計(jì)成覆土結(jié)構(gòu)，大部分結(jié)構(gòu)是建在底下，由清水混凝土結(jié)構(gòu)整體澆筑，呈偏心圓錐體結(jié)構(gòu)，由雙層殼肋組合結(jié)構(gòu)組成。兩層殼肋結(jié)構(gòu)中間布置管線和設(shè)備。機(jī)房布置在世界廳的底部，通過(guò)風(fēng)機(jī)把外部空氣沿地道引入廣陽(yáng)廳，廣陽(yáng)廳底部有若干通風(fēng)孔，兩層混凝土殼體結(jié)構(gòu)中安裝夾壁墻排風(fēng)系統(tǒng)。世界廳頂部安裝天窗機(jī)械排風(fēng)。在過(guò)渡季節(jié)世界廳外門打開(kāi)，使其成為半室外空間。底部機(jī)械送風(fēng)+開(kāi)口自然進(jìn)風(fēng)+頂部排風(fēng)的混合通風(fēng)模式，通風(fēng)量75 000 m?/h，換氣次數(shù)約20次/h。通過(guò)覆土設(shè)置取風(fēng)井，即土壤對(duì)新風(fēng)預(yù)冷，得到其通風(fēng)設(shè)計(jì)流向圖如圖3所示。通過(guò)仿真分析后使用得項(xiàng)目通風(fēng)空調(diào)工程施工擁有綠色設(shè)計(jì)的理論依據(jù)，為項(xiàng)目的綠色施工奠定了基礎(chǔ)。

3 建筑通風(fēng)空調(diào)工程施工組織

3.1 綠色施工整體目標(biāo)

大河文明館施工堅(jiān)持“安全第一，綠色建造”理念，堅(jiān)決杜絕出現(xiàn)安全事故。施工需要滿足環(huán)保要求，堅(jiān)持做到“少破壞、多保護(hù)、多防護(hù)、少污染、多防治”。施工人員的環(huán)保培訓(xùn)率達(dá)到100%，環(huán)保要求的貫徹執(zhí)行率和覆蓋率在100%，滿足環(huán)保工作標(biāo)準(zhǔn)。

3.2 通風(fēng)空調(diào)工程特點(diǎn)及重難點(diǎn)分析

在大河文明館施工過(guò)程中，以“安全節(jié)能、綠色環(huán)保”為目標(biāo)。綜合分析實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的重難點(diǎn)，主要包括：工程量較大且工期緊、空間結(jié)構(gòu)復(fù)雜、各專業(yè)的交叉配合、質(zhì)量要求高。為此，必須做好各專業(yè)協(xié)調(diào)和管理。

4 建筑通風(fēng)空調(diào)工程綠色施工的管理方法

4.1 有害氣體、液體排放控制管理方法

第一，施工現(xiàn)場(chǎng)嚴(yán)禁焚燒各類廢棄物。

第二，工程應(yīng)選用經(jīng)過(guò)法定單位檢測(cè)合格的材料，并應(yīng)按照相關(guān)規(guī)范的要求，進(jìn)行有害物質(zhì)評(píng)價(jià)和檢驗(yàn)。

第三，使用完成的廢油漆、稀料等易揮發(fā)的材料，用一個(gè)容器進(jìn)行集中收集，集中處理，不能隨意處理。

4.2 噪聲污染控制管理方法

一般噪聲源包括空壓機(jī)、人為喊叫、水電加工、水電安裝敲擊聲等。施工時(shí)間應(yīng)安排在合理時(shí)間段進(jìn)行，周末以及國(guó)家法定節(jié)假日不得施工，避免對(duì)周邊居民造成干擾。

5 基于綠色建造的通風(fēng)空調(diào)方案設(shè)計(jì)

5.1 空調(diào)風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

各室內(nèi)展廳、中心大廳采用雙風(fēng)機(jī)全空氣定風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)，過(guò)渡季節(jié)新風(fēng)比可調(diào)，盡量利用室外新風(fēng)供冷。過(guò)渡季可根據(jù)室內(nèi)外焓值控制調(diào)節(jié)新風(fēng)比，最大新回風(fēng)比按100%考慮。并采用CO2濃度監(jiān)測(cè)控制最小新風(fēng)量，氣流組織均采用頂部或側(cè)送風(fēng)，側(cè)下回風(fēng)的方式。風(fēng)機(jī)均采用變頻風(fēng)機(jī)，在負(fù)荷變化時(shí)調(diào)節(jié)送風(fēng)量，降低運(yùn)行能耗。其中世界廳、廣陽(yáng)島廳高大空間展廳在其頂部設(shè)置局部排風(fēng)，消除頂部過(guò)多的余熱。

5.2 通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

5.2.1 自然通風(fēng)設(shè)計(jì)

除設(shè)集中空調(diào)排風(fēng)外，所有靠外墻的空調(diào)房間均可利用可開(kāi)啟外窗，各展廳頂部均設(shè)有可開(kāi)啟天窗，在室外氣候適宜時(shí)段自然通風(fēng)，消除室內(nèi)的余熱和余濕。過(guò)渡季節(jié)在滿足人員舒適性的同時(shí)降低空調(diào)通風(fēng)能耗。

半室外展廊、智慧廣陽(yáng)島展廳、主題展廳、休息區(qū)這部分半室外空間，利用天窗作為自然排風(fēng)的渠道，同時(shí)采用高氣流壁扇或吊扇增強(qiáng)此區(qū)域空氣循環(huán)流通，其余半室外空間均采用自然通風(fēng)。

5.2.2 機(jī)械通風(fēng)設(shè)計(jì)

公共衛(wèi)生間設(shè)置吊頂式排氣扇，衛(wèi)生間排風(fēng)集中排至豎井出屋面或直接外墻排出室外，排風(fēng)換氣次數(shù)不小于15次/h。

世界廳、人類命運(yùn)共同體展廳、華夏廳為半室外展廳，采用分別設(shè)置一套機(jī)械排風(fēng)與排煙風(fēng)機(jī)兼用，消除室內(nèi)余熱，增強(qiáng)室內(nèi)空氣對(duì)流，使其達(dá)到較為舒適的環(huán)境。鑒于重慶氣候特點(diǎn)，以上場(chǎng)所預(yù)留空調(diào)冷熱量、空調(diào)機(jī)房、電量及管井，便于業(yè)主日后改造。

6 結(jié)束語(yǔ)

在打好污染防治攻堅(jiān)戰(zhàn)、推進(jìn)美麗中國(guó)建設(shè)進(jìn)程中，要堅(jiān)定不移推動(dòng)綠色低碳發(fā)展，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展全面綠色轉(zhuǎn)型。建筑業(yè)是我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)，推行綠色建造是貫徹落實(shí)科學(xué)發(fā)展觀的具體體現(xiàn)，是建設(shè)可持續(xù)發(fā)展的重大戰(zhàn)略性工作。

本文以重慶廣陽(yáng)島大河文明館項(xiàng)目建筑工程通風(fēng)空調(diào)工程的綠色設(shè)計(jì)和節(jié)能施工為例，構(gòu)建了基于仿真分析的綠色建造設(shè)計(jì)方法，建立了綠色施工管理、節(jié)能施工的方法和措施，加快綠色低碳技術(shù)攻關(guān)和推廣應(yīng)用，是實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排目標(biāo)的重要環(huán)節(jié)，對(duì)造福后代具有長(zhǎng)遠(yuǎn)的重要意義。

參考文獻(xiàn)

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