綠色建筑的室內環(huán)境質量控制技術分析

摘 要：研究以某綠色辦公樓為例，分析了室內環(huán)境質量控制技術的應用。通過對溫濕度、空氣質量、聲環(huán)境和光環(huán)境的監(jiān)測數據進行分析，評估了各項控制技術的效果。結果表明，該建筑采用的新風系統(tǒng)、隔聲材料和智能照明系統(tǒng)等技術顯著提高了室內環(huán)境質量，為使用者創(chuàng)造了舒適健康的工作環(huán)境，同時實現了能源節(jié)約。

關鍵詞：綠色建筑；室內環(huán)境質量；控制技術；能源效率

1 引言

隨著可持續(xù)發(fā)展理念的深入，綠色建筑在全球范圍內得到廣泛推廣。室內環(huán)境質量是綠色建筑的核心指標之一，直接影響使用者的健康、舒適度和工作效率。研究以某綠色辦公樓為例，深入分析了室內環(huán)境質量控制技術的應用及其效果。通過對溫濕度、空氣質量、聲環(huán)境和光環(huán)境等參數的實測數據進行系統(tǒng)分析，評估了各項控制技術的實際效果，并探討了技術應用與能源效率之間的平衡。

2 綠色辦公樓概況

研究對象為位于上海浦東新區(qū)的綠色辦公樓。該建筑總建筑面積35，000平方米，地上15層，地下2層。建筑采用了多項綠色技術，包括雙層呼吸式幕墻系統(tǒng)、高效能中央空調系統(tǒng)和智能樓宇管理系統(tǒng)。建筑外立面運用了光伏玻璃，年發(fā)電量達50，000千瓦時。室內環(huán)境質量目標設定為：室溫控制在22-26℃，相對濕度40%-60%，CO2濃度不超過1000ppm，照度維持在300-500勒克斯，噪聲控制在45分貝以下。

3 室內環(huán)境質量控制技術應用

3.1 溫濕度調節(jié)系統(tǒng)

3.1.1 智能HVAC系統(tǒng)設計

系統(tǒng)核心由變頻離心式冷水機組、變速冷卻塔和變流量水泵構成，配合多個溫濕度傳感器和中央控制器。冷水機組制冷量為3500kW，COP達6.2。變頻技術使系統(tǒng)能夠根據實際負荷靈活調節(jié)，顯著提高能效。新風系統(tǒng)采用全熱回收裝置，回收效率達75%。末端設備選用風機盤管與新風機組相結合的方式，實現分區(qū)精確控制[1]。中央控制器采用模糊PID算法，根據室內外環(huán)境參數和使用者需求，自動調節(jié)系統(tǒng)運行模式。

3.1.2 建筑圍護結構優(yōu)化

建筑圍護結構經過精心優(yōu)化，以降低熱傳遞，提高室內溫濕度調節(jié)效率。外墻采用200mm厚的發(fā)泡陶瓷保溫板，熱工性能優(yōu)異，導熱系數僅為0.035W/（m·K）。外窗選用Low-E中空玻璃，傳熱系數為1.8W/（m2·K），可見光透射比0.68，有效阻隔熱輻射同時保證自然采光。屋頂采用種植屋面結構，種植層厚度300mm，不僅增加了隔熱效果，還能調節(jié)周邊微氣候。建筑整體氣密性良好，門窗縫隙單位面積漏風量控制在3.0m3/（m2·h）以下。

3.2 室內空氣質量控制

3.2.1 新風系統(tǒng)設計與運行

新風系統(tǒng)采用全熱回收技術。系統(tǒng)配備了高效過濾裝置，包括初效、中效和高效三級過濾，可有效去除PM2.5等顆粒物，過濾效率達99.9%。新風量設計按照每人30m3/h計算，滿足《民用建筑供暖通風與空氣調節(jié)設計規(guī)范》GB 50736-2012的要求。系統(tǒng)采用變風量控制策略，根據CO2濃度自動調節(jié)新風量，在保證空氣質量的同時降低能耗[2]。新風機組采用EC電機，效率高達92%，噪聲低至45dB（A）。

3.2.2 室內污染物源頭控制

所有內裝材料均選用獲得環(huán)保認證的產品，如采用水性環(huán)保涂料，甲醛釋放量≤0.1mg/m3；地板采用E0級環(huán)保板材，甲醛釋放量≤0.05mg/m3。辦公家具選用低VOC釋放的產品，TVOC釋放量控制在0.5mg/m3以下?？照{系統(tǒng)采用光催化除臭裝置，有效去除異味。此外，建筑內禁止吸煙，設置獨立的復印機房并配備局部排風系統(tǒng)。

3.3 聲環(huán)境控制

3.3.1 建筑隔聲設計

外墻采用三明治復合結構，中間填充50mm厚的礦棉吸音層，隔聲量達到50dB。外窗選用6+12A+6mm中空玻璃，配合密封膠條，隔聲量達到38dB。樓板采用500mm厚的空心樓板，填充礦棉，空氣聲隔聲量達到55dB，撞擊聲隔聲量為60dB。隔墻采用200mm厚的加氣混凝土砌塊，兩側覆蓋15mm厚的石膏板，隔聲量達到52dB。所有管道穿越墻體處均采用柔性連接，并用密封材料填塞縫隙[3]。

3.3.2 室內吸聲處理

天花板采用NRC 0.85的礦棉吸音板，覆蓋面積達80%。墻面局部使用穿孔木質吸音板，不僅具有良好的吸音效果，還兼顧了美觀。地面采用短絨地毯，進一步增強了吸音效果。開放辦公區(qū)設置了1.5米高的吸音屏風，有效減少聲音反射。會議室和重點辦公區(qū)采用共振式吸聲結構，可有效吸收低頻噪聲。通過聲學模擬軟件優(yōu)化吸聲材料的布置，使室內混響時間控制在0.6-0.8秒之間，符合《民用建筑隔聲設計規(guī)范》GB 50118-2010的要求。

3.4 光環(huán)境優(yōu)化

3.4.1 自然采光設計

建筑采用南北向布局，最大化自然采光效果。外窗采用Low-E雙層中空玻璃，可見光透射比為0.68，有效利用自然光的同時避免過度熱增益。辦公區(qū)采用大面積落地窗設計，窗墻比達到0.4，確保良好的室內采光。為防止眩光，窗戶配備可調節(jié)的百葉遮陽系統(tǒng)。頂層設有天窗，引入柔和的頂部自然光[4]。通過RADIANCE軟件模擬分析，80%的辦公區(qū)域在標準陰天條件下自然采光照度可達300lx以上。采光系數分布均勻，最小值不低于2%。

3.4.2 智能照明控制系統(tǒng)

系統(tǒng)采用DALI協(xié)議，可實現256級調光。所有燈具均使用高效LED光源，光效達到120lm/W。辦公區(qū)采用吊裝式直接照明與間接照明相結合的方式，降低眩光。照明系統(tǒng)與自然采光聯動，通過光傳感器實時檢測室內照度，自動調節(jié)人工照明輸出。系統(tǒng)還整合了人體感應技術，檢測區(qū)域占用狀態(tài)，自動控制照明開關[5]。每個工位配備可調節(jié)的任務照明，滿足個性化需求。通過中央控制平臺，管理人員可實時監(jiān)控和調節(jié)各區(qū)域照明狀態(tài)。

4 控制技術效果分析

4.1 溫濕度環(huán)境評估

智匯園辦公樓的溫濕度環(huán)境控制效果顯著。通過為期一年的持續(xù)監(jiān)測，收集了辦公區(qū)域的溫濕度數據。測量采用校準的Testo 175 H1溫濕度記錄儀，在不同樓層、朝向的典型辦公區(qū)域設置了15個測點，每10分鐘記錄一次數據。數據分析結果如表1所示。

4.2 空氣質量改善效果

智匯園辦公樓的空氣質量控制效果顯著。采用TSI 7575型室內空氣質量檢測儀，在不同樓層、區(qū)域設置10個固定監(jiān)測點，連續(xù)監(jiān)測一年的室內空氣質量參數。同時，選取3個典型辦公區(qū)進行為期兩周的污染物濃度24小時連續(xù)監(jiān)測，以評估日變化特征。監(jiān)測結果如表2所示。

4.3 聲環(huán)境達標情況

為評估智匯園辦公樓的聲環(huán)境控制效果，采用AWA6228+型多功能聲級計進行了全面的聲學測試。在不同功能區(qū)域選取30個測點，分別在工作日和非工作日的不同時段進行測量，每個測點連續(xù)測量10分鐘。同時，對典型辦公區(qū)、會議室和休息區(qū)進行了混響時間測試。測試結果如表3所示。

4.4 視覺舒適度提升

智匯園辦公樓的視覺環(huán)境優(yōu)化效果顯著。采用KONICA MINOLTA CL-200A照度色度計，在不同樓層、朝向的典型辦公區(qū)域設置了20個測點，分別在晴天、陰天和夜間進行照度測量。同時，使用TES-137亮度計測量了室內主要表面的亮度分布。測試結果如表4所示。

4.5 能源效率分析

智匯園辦公樓的能源效率分析基于為期一年的詳細能耗監(jiān)測數據。采用了分項計量系統(tǒng)，對空調、照明、插座、電梯等主要用能系統(tǒng)進行單獨計量。同時，通過建筑能耗管理系統(tǒng)記錄了建筑的總能耗數據。為進行對比分析，收集了同區(qū)域、同規(guī)模的5棟常規(guī)辦公樓的能耗數據。分析結果如表5所示。

5結語

通過對該綠色辦公樓室內環(huán)境質量控制技術的深入分析，研究表明采用的各項技術在提高室內環(huán)境質量方面取得了顯著效果。智能HVAC系統(tǒng)和優(yōu)化的建筑圍護結構使室內溫濕度保持在舒適范圍；新風系統(tǒng)和污染物源頭控制有效改善了空氣質量；隔聲設計和吸聲處理使室內噪聲達到標準要求；自然采光與智能照明的結合優(yōu)化了視覺環(huán)境。這些技術的綜合應用不僅提高了使用者舒適度，還實現了建筑能耗的降低。研究結果為綠色建筑的室內環(huán)境質量控制提供了實踐參考，對推動綠色建筑發(fā)展具有積極意義。

參考文獻

[1]林水蓮.綠色建筑設計理念在裝配式住宅建筑設計中的應用研究[J].建材發(fā)展導向，2024，22（16）：55-57.

[2]周時友.綠色建筑室內環(huán)境質量評價與改善研究——以上海市某三星級綠色建筑為例[J].建筑科技，2024，8（05）：129-134.

[3]羅嘉源.綠色建筑材料對室內空氣質量的影響[J].石材，2024，（02）：110-112.

[4]宗海志，謝士濤.綠色公共建筑室內空氣質量管理評價實踐[J].住宅與房地產，2023，（35）：14-17.

[5]賈增榮.芻議綠色建筑材料對室內空氣質量的影響[J].陶瓷，2022，（03）：136-138.

作者簡介：許迎迎（1986.6-），女，漢，學士，工程師，研究方向：工程技術-建設工程-建筑工程。