現(xiàn)代民用建筑節(jié)能新措施研究

中圖分類號：TU24 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：2095-2945(2025)20-0169-04

Abstract:WiththedevelopmentofTheTimes，people'srequirementsforarchitecturecontinuetoimprove，fromthe traditionaleconomicandpracticalgradualltohigh-qualitygreendevelopment.Thecommonlyusedbuildingenergysaving measureshavebeenunable to meettherequirementsof today'ssociety.Therefore，thispaper takestheprojectasanexample， adoptstheresearchmethodof combining theoryandpractice，discusesandanalyzes thespecificmeasuresofbuildingenergy conservationmeasuresfromtheprofesionalaspect，andtheesearchshowsthattheseveralbuildingenergyconservationmeasures proposedinthispaperplayanimportantguidingworkfortheactualbuildingenergyconservationimplementation.Residential buildings，asoneoftheimportantareasofenergyconsumptionandcarbonemisions，canhelpimplementeveryenergy-saving measure in thewhole life cycle，and truly realize the green development of the building industry.

Keywords:residential building； energy-saving measure； green development; new energy； floor layout

我國經(jīng)濟(jì)持續(xù)高速增長，城市面貌日臻更新，老舊城區(qū)經(jīng)歷著持續(xù)的改造，新興建筑如雨后春筍般涌現(xiàn)。在舊房拆遷與新房建設(shè)的過程中，重視建筑節(jié)能的當(dāng)代價(jià)值顯得尤為關(guān)鍵，這不僅能夠減少建筑廢棄物的產(chǎn)生，還能減輕對環(huán)境的壓力，有效利用資源，并有助于緩解我國面臨的環(huán)境與能源挑戰(zhàn)。民用建筑主要分為居住建筑和公共建筑兩大類2，常見的居住建筑如宿舍、住宅、公寓和別墅等34;公共建筑如辦公樓、學(xué)校、圖書館、醫(yī)院、體育館、展覽館、影劇院、旅館、商場、車站、碼頭和機(jī)場等。民用建筑與人們生活息息相關(guān)，民用建筑的全生命周期的節(jié)能顯得至關(guān)重要。本文主要從場址選擇、平面布置、建筑結(jié)構(gòu)、給排水、暖通空調(diào)、新能源的利用、海綿城市和裝配式的應(yīng)用等方面進(jìn)行論述

1建筑節(jié)能的意義

最新研究報(bào)告顯示，建筑行業(yè)消耗的電力占到了總用電量的 76% ，并且在初級能源消耗及由此產(chǎn)生的溫室氣體排放中占比達(dá)到 40% 。鑒于此，減少建筑能源消耗對于迎接我國能源及環(huán)境方面的挑戰(zhàn)、減輕業(yè)主與租戶的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)至關(guān)重要。提升能源效率的途徑五花八門，其中包括采納高效的建筑節(jié)能方案。建筑的主要耗能環(huán)節(jié)包括供暖、通風(fēng)及空調(diào)系統(tǒng)、照明、大型電氣設(shè)備(例如熱水器、冰箱、烘干機(jī))及其他如電子產(chǎn)品等輔助設(shè)備，這些都是建筑能耗的重要來源。通過運(yùn)用目前經(jīng)濟(jì)有效的節(jié)能技術(shù)，預(yù)計(jì)到2030年建筑能耗能夠減少 20% 以上，若實(shí)現(xiàn)研究目標(biāo)，則有望超過 35% ，同時(shí)也能帶來顯著的經(jīng)濟(jì)效益。因此，建筑節(jié)能設(shè)計(jì)顯得尤為重要，必須將其融入建筑建設(shè)之中。優(yōu)化建筑內(nèi)部繁雜的電氣系統(tǒng)性能或降低建設(shè)過程中的能源消耗，不僅能實(shí)現(xiàn)能源的高效利用，還能為居住和工作在其中的人們打造一個(gè)節(jié)能、舒適、安全和具有吸引力的空間。

2建筑節(jié)能面臨的主要難題

2.1建筑節(jié)能理解的局限性

目前我國對建筑節(jié)能的理解較為片面，實(shí)際上，只有將節(jié)能理念貫穿建筑從設(shè)計(jì)到拆除的整個(gè)生命周期，通過全局的規(guī)劃和有效的監(jiān)管，才能顯著增強(qiáng)節(jié)能成效。實(shí)現(xiàn)資源的最大化利用、能源的最小化消耗及將不良影響降至最低，同時(shí)確保經(jīng)濟(jì)效益的合理性。根據(jù)現(xiàn)代建筑節(jié)能的觀點(diǎn)，建筑的能源消耗存在于其生命周期內(nèi)各個(gè)階段，因此，節(jié)能措施應(yīng)從設(shè)計(jì)規(guī)劃環(huán)節(jié)著手，并延續(xù)至建筑廢棄拆除。這正是我國民用建筑在節(jié)能領(lǐng)域應(yīng)當(dāng)努力的方向。

2.2建筑能源消耗總量偏高

相較于發(fā)達(dá)國家，我國在建筑能源消耗方面的水平尚處于低位。然而，鑒于我國龐大的人口總量，隨著科技進(jìn)步和社會(huì)發(fā)展，一旦我國步人發(fā)達(dá)國家的行列，人均建筑能耗預(yù)期將顯著上升，從而導(dǎo)致全國建筑能耗的快速增長。以美國為參照，若我國人均建筑能耗達(dá)到其水平，我國在全球建筑能耗中的占比預(yù)計(jì)將達(dá) 25% 。鑒于此，必須對未來的發(fā)展給予足夠重視。即便我國的建筑節(jié)能技術(shù)達(dá)到世界領(lǐng)先水平，由于建筑能耗的基數(shù)龐大，總體能耗仍將十分可觀。這一局面無法回避，也不應(yīng)被忽視，因此，與其他國家相比，我國在建筑節(jié)能方面面臨的挑戰(zhàn)更為嚴(yán)峻和復(fù)雜，這需要更多人持續(xù)努力，以有效減少建筑過程中的總能耗。

2.3建筑節(jié)能意識的缺失

普遍觀點(diǎn)將節(jié)能與高投人視為一體，許多人內(nèi)心深處默認(rèn)建筑無法兼得節(jié)能與成本降低。然而，這一想法并不正確。2000年的一項(xiàng)美國研究指出，建筑應(yīng)用節(jié)能措施后，成本僅上升 1% 。自前，隨著技術(shù)進(jìn)步，應(yīng)用節(jié)能技術(shù)的民用建筑成本已比傳統(tǒng)建筑減少 15% 。這說明，建筑節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用不僅減少了能源消耗，提升了能效，同時(shí)也減少了建筑成本。我國建筑業(yè)界人士應(yīng)轉(zhuǎn)變觀念，理解在建筑中應(yīng)用節(jié)能技術(shù)的前沿價(jià)值。

4建筑節(jié)能措施

建筑節(jié)能措施主要從建筑專業(yè)方向出發(fā)，本文研究的建筑節(jié)能措施主要包括選址選擇節(jié)能、平面布置節(jié)能、建筑設(shè)計(jì)節(jié)能、給排水節(jié)能、暖通節(jié)能、電氣節(jié)能、裝配式節(jié)能和新能源措施的利用這8個(gè)方面。其具體思維導(dǎo)圖如圖2所示。

3研究對象概況

研究對象位于山東省市某一大型建筑群，研究對象總建筑面積 210748.2m² ，其中地上建筑面積158870.03m² ，包括 1^# 會(huì)議會(huì)展樓 51094.15m².2^# 塔樓107297.15m² 地下車庫出地面部分 478.73m² ，地下建筑面積 51878.17m² ，主要為地下車庫和設(shè)備用房。研究對象建成后地塊總地上容積率1.7，地下容積率0.82，建筑密度 57% 。研究對象具體如圖1所示。

4.1選址選擇節(jié)能

選擇交通便利，且市政給排水、供電、供熱、供氣和通信等基礎(chǔ)設(shè)施基本齊備，為建筑的順利建設(shè)、投入使用提供了保障。

4.2 平面布置節(jié)能

建筑的規(guī)劃設(shè)計(jì)，單體建筑的平、立面設(shè)計(jì)，均有利于充分利用區(qū)域的自然采光和自然通風(fēng)。建筑物采用南北朝向布置，主要功能房間盡可能利用自然采光。項(xiàng)目合理規(guī)劃總平面布置方案，其中建筑裙房采用環(huán)繞設(shè)置方式，中部設(shè)置內(nèi)庭院以便于周圍區(qū)域房間的自然采光通風(fēng)，各主要功能房間均設(shè)置可開啟外窗自然通風(fēng)。室外排水充分利用地塊高差，采用重力流排水，降低水泵能耗。水泵房、變配電室、換熱站等主要?jiǎng)恿?yīng)房間的位置應(yīng)位于負(fù)荷中心，最大程度地減少能源供應(yīng)過程中的損失。

4.3建筑設(shè)計(jì)節(jié)能

嚴(yán)格執(zhí)行GB55015—2021《建筑節(jié)能與可再生能源利用通用規(guī)范》和當(dāng)?shù)氐挠嘘P(guān)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，同時(shí)滿足GB/T50378—2019《綠色建筑評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》星級綠色建筑的相關(guān)要求。

4.4給排水節(jié)能

4.4.1 給排水節(jié)能措施

給排水節(jié)能措施主要包括制訂用水計(jì)劃，做到合理用水。加強(qiáng)節(jié)水教育和宣傳力度，在衛(wèi)生間、洗手間等用水點(diǎn)位張貼節(jié)約用水標(biāo)識。采用高效節(jié)能的給水、排水設(shè)備，以減少能耗。水泵型號選擇特性曲線隨流量增大揚(yáng)程逐漸下降的產(chǎn)品；公共衛(wèi)生間洗手盆采用感應(yīng)式水嘴，小便器采用感應(yīng)式?jīng)_洗閥，蹲式大便器采用延時(shí)自閉式?jīng)_洗閥，坐便器采用分檔的沖洗水箱。衛(wèi)生潔具選擇節(jié)水型潔具，衛(wèi)生潔具給水及排水五金配件采用與衛(wèi)生潔具配套的節(jié)水型。選用各類衛(wèi)生潔具用水效率等級不低于2級。給水系統(tǒng)根據(jù)服務(wù)范圍和壓力合理分區(qū)。有效利用市政壓力；市政不能直供的分區(qū)供應(yīng)，同時(shí)在支管設(shè)置減壓閥，確保各配水點(diǎn)的水壓應(yīng)滿足用水水壓要求，使水泵保持在高效區(qū)內(nèi)運(yùn)行。給水系統(tǒng)設(shè)置計(jì)量設(shè)備。給水接入總管設(shè)置總水表井，各用水點(diǎn)/戶設(shè)置分水表。合理利用再生水資源，綠化灑水、衛(wèi)生間沖廁、道路掃灑、車庫和車輛沖洗優(yōu)先采用再生水。合理選擇給水管材并采取保溫措施。根據(jù)壓力、流量和用途合理選擇管材和適宜管徑，對于敷設(shè)在地上和地下非供暖區(qū)域的樓梯間前室、樓梯間、設(shè)備用房及相應(yīng)走道等可能凍結(jié)區(qū)域的供水管件做防凍保溫處理。常用給水節(jié)能方式比較見表1。

4.4.2海綿城市建設(shè)措施

結(jié)合《海綿城市建設(shè)技術(shù)指南》當(dāng)?shù)睾＞d城市的相關(guān)要求，建設(shè)生態(tài)排水設(shè)施，有效地增加雨水的下滲和蓄存，減少地表徑流，從而減輕城市排水系統(tǒng)的壓力，降低城市內(nèi)澇的風(fēng)險(xiǎn)。同時(shí)還能收集和利用雨水，用于城市綠化、道路清洗、景觀水體補(bǔ)給等，減少對外部水資源的依賴，提高水資源的循環(huán)利用率。主要采用道路斷面排水控制，合理控制雨水水口布置位置，道路采用斷面雙向找坡，雨水收集口分布在道路兩側(cè)，鋪裝豎向設(shè)計(jì)排水找坡排向周邊綠地，結(jié)合綠地設(shè)計(jì)溢流雨水口，雨水優(yōu)先排入綠地，并通過溢流口進(jìn)入雨水管網(wǎng)，排入蓄水模塊，然后多余的雨水排入市政雨水管網(wǎng)。屋面雨水排放和控制，屋面女兒墻開設(shè)溢流口，屋面雨水經(jīng)過溢流口排人雨水管。屋面雨水管斷接接入綠地內(nèi)，雨水通過雨水管斷接及消能設(shè)施進(jìn)入相鄰綠地。雨水調(diào)蓄池用于收集地面徑流雨水，雨水通過雨水主管進(jìn)入調(diào)蓄池，調(diào)蓄池采用PP模塊拼裝蓄水模塊，在調(diào)蓄池后端直接設(shè)置雨水處理及回用設(shè)施。

4.5暖通節(jié)能

4.5.1計(jì)量措施

采暖設(shè)三級計(jì)量，總計(jì)量表設(shè)置在換熱站或能源站內(nèi)；建筑單體設(shè)置供暖熱力入口裝置，設(shè)置熱量總表及靜態(tài)水力平衡閥，熱量總表采用超聲波式熱量表；供暖末端采用分戶計(jì)量方式，分戶計(jì)量采用戶式熱量表，熱量表均具備數(shù)據(jù)通信和遠(yuǎn)傳功能。

4.5.2供暖系統(tǒng)節(jié)能措施

供暖系統(tǒng)的熱力入口設(shè)靜態(tài)水力平衡閥，以保證各環(huán)路的不平衡率不大于 15% 。換熱站一次熱源設(shè)電動(dòng)調(diào)節(jié)閥、氣候補(bǔ)償器、自控裝置等，換熱站二次熱源總管也設(shè)熱量表。

4.5.3 空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能

選用能效等級均達(dá)到1級的高效節(jié)能型變頻空調(diào)；空調(diào)房間均配置溫度控制器，空調(diào)可以根據(jù)室內(nèi)溫度自動(dòng)啟停?？照{(diào)室內(nèi)機(jī)選用速度可調(diào)風(fēng)機(jī)，并設(shè)置分區(qū)控制的室內(nèi)控制面板，人員可通過面板分區(qū)分別設(shè)定溫度和風(fēng)速，以實(shí)現(xiàn)節(jié)能運(yùn)行。

4.5.4通風(fēng)系統(tǒng)節(jié)能

地上主要功能房間均設(shè)置可開啟外窗自然通風(fēng)，有效消除室內(nèi)余濕余熱，減少空調(diào)能耗。地下車庫機(jī)械通風(fēng)采用雙速風(fēng)機(jī)；電梯機(jī)房排風(fēng)扇設(shè)置根據(jù)溫度自動(dòng)啟停的控制系統(tǒng)，當(dāng)機(jī)房內(nèi)溫度大于等于 37% 時(shí)開啟，小于等于 32% 時(shí)自動(dòng)關(guān)閉。廚房設(shè)聯(lián)動(dòng)裝置與屋面排油煙及補(bǔ)風(fēng)機(jī)聯(lián)動(dòng)，控制系統(tǒng)啟停。選用風(fēng)機(jī)均需滿足GB19761—2020《通風(fēng)機(jī)能效限定值及能效等級》中能效等級和評價(jià)值的要求。

4.6電氣節(jié)能

4.6.1 供配電系統(tǒng)節(jié)能

選用符合國家能效標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的電氣產(chǎn)品和節(jié)能型電氣產(chǎn)品，選用的SCB(H)或SCB系列變壓器能夠達(dá)到能效標(biāo)準(zhǔn)2級要求。各配電室要設(shè)置在供電半徑不大于 200m 的位置，并根據(jù)負(fù)荷計(jì)算結(jié)果合理配置變壓器型號、數(shù)量，合理控制變壓器運(yùn)行損耗，提升其經(jīng)濟(jì)運(yùn)行水平。

采用低壓集中自動(dòng)補(bǔ)償方式，在變配電室低壓側(cè)設(shè)功率因數(shù)自動(dòng)補(bǔ)償裝置，報(bào)據(jù)無功需要量進(jìn)行分組自動(dòng)投切，采用專用復(fù)合接觸器投切方式。采用諧波治理和抑制措施。采用多臺相數(shù)相同的整流裝置，并使整流變壓器的二次側(cè)有適當(dāng)?shù)南嘟遣睿虬粗C波次數(shù)裝設(shè)分流濾波器。

用電分級計(jì)量，電能計(jì)量裝置滿足供電、用電準(zhǔn)確計(jì)量的要求，并能根據(jù)其計(jì)量對象的重要程度和計(jì)量電能分類。結(jié)合技術(shù)條件和經(jīng)濟(jì)電流，合理選擇線路截面和敷設(shè)路由，降低線路損耗。選用和建筑物壽命相同的礦物絕緣電纜、低煙無鹵電纜代替聚氯乙烯電纜，節(jié)約資源。

4.6.2 照明節(jié)能

照明選用高效節(jié)能的燈具；LED光源和LED燈具的初始光通量不低于額定光通量的 90% ，且不應(yīng)高于額定光通量的 120% 。人員長期工作或停留場所的一般照明的LED光源和LED燈具，額定相關(guān)色溫、一般顯色指數(shù)、特殊顯色指數(shù)和照明功率密度限值均滿足GB55015—2021《建筑節(jié)能與可再生能源利用通用規(guī)范》規(guī)定。地下車庫車道與車位照明分回路控制，車位一個(gè)回路統(tǒng)一開關(guān)，車道2個(gè)回路按照隔一亮一回路設(shè)計(jì)；公共區(qū)域采用聲光控、人體控等智能照明控制系統(tǒng)。樓梯間采用自帶紅外感應(yīng)開關(guān)的燈具。智能照明控制系統(tǒng)在照明配電箱內(nèi)設(shè)置智能照明模塊，系統(tǒng)獨(dú)立，并預(yù)留與智能化專業(yè)的通信接口。

4.6.3 電氣設(shè)備節(jié)能

建筑設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)在實(shí)現(xiàn)分散控制、集中管理的前提下，利用控制和信息集成技術(shù)。通風(fēng)設(shè)施設(shè)置啟?？刂葡到y(tǒng)；地下車庫通風(fēng)設(shè)備和一氧化碳濃度檢測裝置聯(lián)動(dòng)控制，自動(dòng)控制風(fēng)機(jī)運(yùn)行，減少能耗。電梯采用變頻調(diào)速和能量回收的功能，各電梯處于空載時(shí)具有延時(shí)關(guān)閉轎廂內(nèi)照明和風(fēng)扇的功能。自動(dòng)扶梯具有在空載時(shí)暫停或低速運(yùn)行的功能?？照{(diào)設(shè)備等負(fù)荷變化較大時(shí)采用變頻調(diào)速控制。大功率設(shè)備采用軟啟動(dòng)，在啟動(dòng)大功率設(shè)備電動(dòng)機(jī)時(shí)，可通過降低加到電動(dòng)機(jī)定子繞組的電壓來減小電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)電流，在啟動(dòng)時(shí)間內(nèi)，用調(diào)壓裝置啟動(dòng)電壓，連續(xù)平穩(wěn)地上升，直至達(dá)到額定電壓。

4.7裝配式節(jié)能

裝配式建筑是在工廠加工制作好建筑構(gòu)件和配件，直接運(yùn)送到施工現(xiàn)場，通過可靠的連接方式在現(xiàn)場裝配而成的建筑。相較于傳統(tǒng)的建造方式而言，裝配式因其在節(jié)能、節(jié)材、節(jié)水和減排的優(yōu)勢，成為近年來建筑業(yè)發(fā)展的一大亮點(diǎn)，也將全面提升工程建設(shè)水平。裝配式建筑主要包括裝配式混凝土建筑、裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑、裝配式木結(jié)構(gòu)建筑及裝配式混合結(jié)構(gòu)建筑。

4.8新能源措施的利用

民用建筑中常見的新能源利用措施主要為太陽能熱水系統(tǒng)、太陽能光伏系統(tǒng)、空氣源熱泵和地源熱泵的應(yīng)用?？筛鶕?jù)當(dāng)?shù)刭Y源利用條件合理選用新能源技術(shù)。

5結(jié)束語

綜上所述，在綠色環(huán)保、節(jié)能降碳的時(shí)代背景下，需要繼續(xù)加強(qiáng)節(jié)能技術(shù)措施的應(yīng)用和落實(shí)，降低關(guān)鍵能源消耗，合理利用新能源，提高資源能源利用效率，為人們提供健康、舒適、環(huán)保和綠色的高質(zhì)量建筑。

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