綠色生態(tài)建筑的資源綜合利用研究

摘 要：當(dāng)前綠色生態(tài)建筑的資源綜合利用效果不佳，導(dǎo)致建筑效益較低。為此，本文提出綠色生態(tài)建筑的資源綜合利用研究—以蘭州新區(qū)瑞嶺錦繡家園項(xiàng)目建設(shè)為例。根據(jù)當(dāng)前的施工需求，進(jìn)行工程概況的簡述，并設(shè)計(jì)建筑定點(diǎn)及內(nèi)置框架。采用雙向生態(tài)循環(huán)的方式保障水資源的有效利用，提升給排水的效率。構(gòu)建給水+排水雙向生態(tài)循環(huán)系統(tǒng)，以此為基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)同程式高效節(jié)能采暖結(jié)構(gòu)，保障資源的有效利用。通過組合式低能耗電力系統(tǒng)接入，有效利用電力資源，并設(shè)計(jì)了其他資源的利用，實(shí)現(xiàn)綠色生態(tài)建筑的資源綜合利用。

關(guān)鍵詞：資源綜合利用；綠色生態(tài)；生態(tài)建筑；房建工程；生態(tài)綠色；資源調(diào)度

1 引言

綠色生態(tài)理念與資源綜合利用的融合，在近幾年被廣泛應(yīng)用在工程建筑中，并取得了顯著成效，一定程度上推動(dòng)了經(jīng)濟(jì)發(fā)展，符合當(dāng)今社會(huì)的發(fā)展理念，具有較強(qiáng)的時(shí)代特征[1-2]。傳統(tǒng)的生態(tài)建筑理念雖然完整，但是缺乏協(xié)調(diào)性，無法更好地滿足自然生態(tài)平衡的理想需求，較難實(shí)現(xiàn)可持續(xù)生態(tài)建筑的目標(biāo)[3]。為此，本文提出對資源綜合利用與綠色生態(tài)建筑契合的實(shí)踐探究，選定蘭州新區(qū)瑞嶺錦繡家園項(xiàng)目建設(shè)作為本文分析的案例。結(jié)合該工程當(dāng)前的建設(shè)需求及標(biāo)準(zhǔn)，明確“生態(tài)+資源”的多維建筑方向與概念，以綠色環(huán)保、生態(tài)宜居等為建筑的主要目標(biāo)，并對其內(nèi)置環(huán)境進(jìn)行合理配置，進(jìn)一步擴(kuò)大綠色生態(tài)建筑的覆蓋范圍，設(shè)計(jì)一個(gè)更為靈活、多變的建筑結(jié)構(gòu)[4]。從多個(gè)角度進(jìn)行實(shí)踐性質(zhì)建設(shè)施工，以縮短施工工期，提升“生態(tài)+資源”類型建筑的質(zhì)量，推動(dòng)相關(guān)行業(yè)與技術(shù)邁入一個(gè)新的發(fā)展臺(tái)階[5]。

2工程概況

本項(xiàng)目位于蘭州新區(qū)緯六路至緯八路，經(jīng)十路至經(jīng)十一路之間[6]，當(dāng)前設(shè)定的可使用地面積約為19萬平方米，總建筑面積約為60萬平方米。該項(xiàng)目為居民住宅類項(xiàng)目，配套酒店、小學(xué)、地下車庫等生活相關(guān)設(shè)施。遵循生態(tài)+資源的建筑理念[7]，建筑還設(shè)置了50504.28平方米的綠化區(qū)域，水源的占地面積為35.67平方米，道路及運(yùn)動(dòng)場地的面積設(shè)定為69965.6平方米。除此之外，為初始建筑的內(nèi)部空間更加飽滿，還預(yù)設(shè)在水源位置增設(shè)了水景，廊架接入12個(gè)，景墻初始預(yù)留23處。

完成對項(xiàng)目的位置標(biāo)定后，還需要對其地勢情況進(jìn)行說明：該建筑的建設(shè)場地相對較為平坦，位于蘭州新區(qū)城區(qū)相對中心位置。在進(jìn)行施工之前，相關(guān)部分針對建筑、地質(zhì)、水質(zhì)、環(huán)境、危險(xiǎn)情況進(jìn)行勘測核驗(yàn)，結(jié)果均為優(yōu)良，存在的個(gè)別不足可以后期維護(hù)治理。

3項(xiàng)目資源利用設(shè)計(jì)

3.1綠色生態(tài)建筑定點(diǎn)及內(nèi)置框架設(shè)計(jì)

明確建筑面積及總體布局，確定建筑幾何中心點(diǎn)，以此中心點(diǎn)為主支撐點(diǎn)。隨后以相同的距離向外擴(kuò)散，在達(dá)到平衡標(biāo)準(zhǔn)之后進(jìn)行點(diǎn)位標(biāo)記，作為輔助支撐定點(diǎn)。在此基礎(chǔ)之上，還需要進(jìn)行內(nèi)置支撐框架的設(shè)計(jì)。

為確保最終的施工效果，還需要在當(dāng)前的建筑中增設(shè)排水、采暖、電氣等一系列配套設(shè)施來完善建筑的內(nèi)部功能。該綠色生態(tài)建筑項(xiàng)目的定點(diǎn)及內(nèi)置框架設(shè)計(jì)采用混凝土框架-剪力墻結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)常采用框架墻、柱、梁的形式，通過定點(diǎn)和內(nèi)置框架的設(shè)計(jì)，進(jìn)行整體的支撐和穩(wěn)定等。以進(jìn)行樓（屋）面為例，其活荷載（KN/m2）的設(shè)置，具體如下表1所示：

結(jié)合表1所示，完成對樓（屋）面活荷載的設(shè)定。隨后，使用HPB300級的鋼筋作為建筑內(nèi)置框架的輔助支撐，在建筑內(nèi)部設(shè)置主結(jié)構(gòu)鋼架梁、Q345-B鋼柱以及次結(jié)構(gòu)墻梁、檁條等，搭建一個(gè)完整的支撐框架。此時(shí)HRB300鋼筋進(jìn)行框架加固，使用C20-C35混凝土進(jìn)行砌體填充墻，并使用砂漿二次加固，防止多孔問題的發(fā)生，營造一個(gè)穩(wěn)定的施工環(huán)境。

3.2水資源利用設(shè)計(jì)

項(xiàng)目中涉及水資源的利用，為了保障水資源的有效利用，構(gòu)建給水+排水雙向生態(tài)循環(huán)系統(tǒng)。傳統(tǒng)建筑的給排水系統(tǒng)多為單向形式，雖然能夠完成預(yù)期的給排水任務(wù)及目標(biāo)，但是效率較低，較難控制，如果不及時(shí)作出調(diào)整，嚴(yán)重的甚至?xí)斐山o排水系統(tǒng)崩潰。此次工程的給排水系統(tǒng)主要包括兩部分，分別是給排水管網(wǎng)設(shè)計(jì)和消防設(shè)計(jì)?；趯?shí)際的給水需求，先進(jìn)行最大時(shí)用水量的計(jì)算，如下公式1所示：

G=（1+K）2 ×■ηu- （1）

式（1）中：G表示最大時(shí)用水量，K表示最高日用水量，η表示用水定額，u表示日用水量， 表示未預(yù)見水量。將當(dāng)前得出的最大時(shí)用水量設(shè)置為單向給水的限制標(biāo)準(zhǔn)，以此為基礎(chǔ)，進(jìn)行消火栓給水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，分為消防用水量確定、室外消防栓給水系統(tǒng)和室內(nèi)消防栓給水系統(tǒng)三部分。一般情況下，該建筑的消防水池總?cè)莘e設(shè)置為540 m3。

室外消防栓給水系統(tǒng)布置為內(nèi)成環(huán)形結(jié)構(gòu)，室內(nèi)消防栓給水系統(tǒng)布置為環(huán)狀布置，最大程度確保集水坑容積不小于2.0 m3。隨后是自動(dòng)噴水滅火給水系統(tǒng)和綜合排水系統(tǒng)，此環(huán)節(jié)將兩部分結(jié)構(gòu)進(jìn)行搭接，與給水系統(tǒng)進(jìn)行連接，形成一個(gè)給水+排水的雙向生態(tài)循環(huán)水源控制系統(tǒng)，最終將總污水排放系統(tǒng)介入其中，形成一個(gè)全覆蓋的水源控制結(jié)構(gòu)。

3.3能源資源利用設(shè)計(jì)

在建筑中需要通過采暖保障室內(nèi)溫度，利用的是能源資源。為了保障能源資源在綠色生態(tài)建筑中有效利用，設(shè)計(jì)同程式高效采暖結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)分為單管同程式和雙管同程式兩種系統(tǒng)。本次使用的是單管同程式系統(tǒng)，建筑的采暖入口位置設(shè)定在小室內(nèi)，可以先進(jìn)行封堵，裝設(shè)柔性防水套管，使用熱鍍鋅鋼管進(jìn)行絲扣連接。但需要注意的是，要在管道的附近安裝散熱器，并采取落地安裝的方式。使用DN<50 mm閥門進(jìn)行采暖控制，接入TJ40-16型手動(dòng)調(diào)節(jié)閥，具體的安裝結(jié)構(gòu)如下圖1所示。

基于圖1所示，完成對同程式高效節(jié)能單管采暖結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。遵循節(jié)能原則，還需要對管道進(jìn)行保暖處理。使用巖棉實(shí)現(xiàn)管殼保溫，通過油氈玻璃布設(shè)置對應(yīng)的保護(hù)層，預(yù)設(shè)的保溫層厚度控制在DN≤40 mm。需要注意的是，建筑的內(nèi)部結(jié)構(gòu)都是一體化的，為確保當(dāng)前的采暖效果，還需要設(shè)定通風(fēng)防排煙裝置。針對本文研究項(xiàng)目的建設(shè)情況，計(jì)算排風(fēng)量和排煙量，安裝對應(yīng)的處理設(shè)備。

3.4電力資源利用設(shè)計(jì)

為了提高電力資源的利用效果，對電力資源的利用進(jìn)行設(shè)計(jì)，即接入組合式低能耗電力系統(tǒng)。當(dāng)前使用最為廣泛的電力系統(tǒng)仍然是傳統(tǒng)的電力結(jié)構(gòu)，能源耗費(fèi)量巨大，不符合可持續(xù)發(fā)展、資源綜合利用等發(fā)展目標(biāo)。所以，應(yīng)遵循綠色生態(tài)建設(shè)的原則，設(shè)計(jì)組合式低能耗的系統(tǒng)作為電力支撐進(jìn)行供電。此次工程的建筑由兩路10 kV變電站供電，采用單母線分段、帶分段開關(guān)。接入控制效果最佳的TN-S接地系統(tǒng)，基礎(chǔ)的供電容量控制在4916 kV。

在供電過程中，由于建設(shè)的為生態(tài)型建筑，所以需要安裝10KV側(cè)的電能計(jì)量柜一臺(tái)，并接入真空斷路器，便于后續(xù)進(jìn)行直流控制操作。以此為基礎(chǔ)，電力總控制與照明結(jié)構(gòu)可以遵循資源綜合利用及生態(tài)建筑的原則，采用組合式的電氣方式進(jìn)行控制。電力總控制可以與主電氣結(jié)構(gòu)相連接，確保其穩(wěn)定性，而單體照明裝置則可以使用新能源進(jìn)行節(jié)能支撐，例如：太陽能、風(fēng)能等?？梢韵扔?jì)算出建筑單獨(dú)照明裝置的功率因數(shù)，具體如下公式2所示：

M=（m-n×φ2）× +■nh+m2 （2）

式（2）中，M表示建筑獨(dú)立照明裝置的功率因數(shù)，m表示總供電容量，n表示周期供電量，φ表示預(yù)設(shè)周期， 表示照明覆蓋范圍， 表示照明裝置數(shù)量，h表示單體照明覆蓋區(qū)域?？梢砸罁?jù)不同周期的功率因數(shù)的變化，測定出節(jié)能量。防雷接地和火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警這兩部分較為特殊，屬于緊急性電力裝置，為了確保其穩(wěn)定與可靠，統(tǒng)一接入主供電電源之中，提高電力資源的利用效果，便于日常的調(diào)控與調(diào)度。組合式的低能耗供電系統(tǒng)也可以強(qiáng)化建筑的綜合照明功能，具有重要的意義。

3.5其他資源利用設(shè)計(jì)

考慮到綠色生態(tài)蘭州新區(qū)瑞嶺錦繡家園項(xiàng)目的資源還涉及樓位布局與土地利用等因素，擬對其他資源利用方面的設(shè)計(jì)方法如下：

雨水收集與利用：設(shè)計(jì)雨水收集系統(tǒng)，將雨水收集并儲(chǔ)存起來，用于灌溉綠化植物等非飲用水用途。這不僅可以減輕城市排水系統(tǒng)的負(fù)擔(dān)，還能實(shí)現(xiàn)水資源的循環(huán)利用。

能源利用與節(jié)能措施：充分利用可再生能源，如太陽能、風(fēng)能等，為建筑提供清潔能源。例如，安裝太陽能熱水系統(tǒng)，降低對傳統(tǒng)能源的依賴。同時(shí)，采用節(jié)能燈具等節(jié)能設(shè)備，減少能源消耗。

垃圾分類與資源回收：建立完善的垃圾分類制度，將生活垃圾分為可回收物、有害垃圾、廚余垃圾等，便于后續(xù)的資源回收和處理。設(shè)置專門的回收站點(diǎn)，鼓勵(lì)居民積極參與垃圾分類，提高資源利用效率。

地下空間開發(fā)與利用：充分利用地下空間，如地下停車場、地下商業(yè)空間等，增加建筑的使用面積和功能。這不僅可以提高土地利用率，還能緩解地面交通壓力，提升城市整體形象。

綠色建筑材料的應(yīng)用：優(yōu)先選用環(huán)保、節(jié)能的綠色建筑材料，如環(huán)保型涂料、節(jié)能型玻璃等。這些材料不僅具有良好的環(huán)保性能，還能提高建筑的保溫隔熱性能。同時(shí)，推廣使用預(yù)制裝配式建筑構(gòu)件，減少施工現(xiàn)場的廢棄物和污染。

4項(xiàng)目施工結(jié)果分析

針對上述項(xiàng)目建設(shè)資源的綜合利用分析，進(jìn)行項(xiàng)目投入資本前后期的比對分析，具體如下表H76ILJq+J5zJRfjZkWuAZjUvxLLIcJOmqMxYqTGS1Ug=2所示。

結(jié)合表2的實(shí)驗(yàn)結(jié)果數(shù)據(jù)，得出結(jié)論：將初始預(yù)設(shè)的工程建設(shè)費(fèi)用和實(shí)際建設(shè)費(fèi)用相比對，節(jié)省了523.6萬元，說明項(xiàng)目資源綜合利用與綠色生態(tài)建筑的實(shí)際應(yīng)用效果更佳，具有實(shí)際的應(yīng)用價(jià)值。

5結(jié)論

此次結(jié)合蘭州新區(qū)瑞嶺錦繡家園項(xiàng)目建設(shè)的實(shí)際建設(shè)需求，設(shè)計(jì)更為靈活、多變的施工結(jié)構(gòu)。從多個(gè)角度展開分析，并擴(kuò)展實(shí)際的建筑范圍，以生態(tài)+資源作為引導(dǎo)，從建筑的基底、內(nèi)置結(jié)構(gòu)、水電設(shè)置等各個(gè)階段進(jìn)行調(diào)整與處理。在施工的過程中落實(shí)整體性原則、節(jié)能降耗原則以及耐久性原則，根據(jù)區(qū)域地理環(huán)境、城市資源及環(huán)境條件，做好綜合考量與分析，科學(xué)規(guī)劃和建設(shè)，通過環(huán)保節(jié)能的理念更好地滿足現(xiàn)代人們對于住所的多元化需求，實(shí)現(xiàn)人、建筑和自然生態(tài)和諧統(tǒng)一發(fā)展。

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