谈夏热冬暖地区绿色建筑的发展与技术应用

2013-08-15甘玉凤陈铭心

山西建筑 2013年24期

甘玉凤陈铭心

(厦门市宏业工程建设技术有限公司，福建厦门 361012)

0 引言

2009年二十国集团峰会前夕，联合国环境规划署发表了一份《全球绿色新政政策概要》报告，呼吁各国实施绿色新政，为全球经济的可持续发展奠定坚实的基础［1］。2009年11月3日，温家宝总理发表了题为《让科技引领中国可持续发展》的讲话，这使得“绿色建筑”“低碳环保”等词语空前流行。2009年12月召开的哥本哈根世界气候大会更将这些词语推至风口浪尖，让人们无不关注［2］。2012年12月召开的多哈联合国气候大会让人们深刻意识到如果相关政策、技术不落实，气候变化将越来越不可控。

如今促进人与自然关系的协调、走绿色发展之路，已经成为当今世界发展的新模式。John Knott of Charleston认为绿色发展就是“回归一种结合新技术，对气候、地理、文化影响良好的发展方式”［3］，由此可见，解决当今社会的环境、气候问题的根本问题就在于在绿色建筑政策向导下，促进绿色建筑技术的发展与开拓。本文将以夏热冬暖地区典型城市——厦门为例，从技术的角度来分析夏热冬暖地区绿色建筑的技术发展动态，提出现有技术的局限性以及夏热冬暖地区绿色建筑技术的发展方向。

1 我国绿色建筑设计技术分析

绿色建筑的核心是四节(节能、节地、节水、节材)一环保(保护环境和减少污染)，注重以人为本，强调可持续。节约资源是绿色建筑的基础，因地制宜是绿色建筑的灵魂［4］。在现有绿色建筑的发展中，建筑的绿色设计，是绿色建筑实体形成的起点，是营造绿色建筑的龙头，建筑的绿色设计必须贯彻执行“节能、节水、节地、治污”的八字方针。

其绿色建筑技术主要为［5］:

1)绿色建筑的方案设计。

考虑当地气候、资源特点及该建筑的需求，因地制宜、合理选址，从提高工作人员舒适、生态节能的角度等各方面考虑充分利用自然资源、实现遮阳采光和自然通风等功能。

2)绿色建筑的体型设计。

不同地区、功能的建筑应在满足性能的基础上，控制体型系数，并与建筑朝向和风向设计联系，保证平均有效传热系数大的面积较小，平均有效传热系数小的面积较大，以及建筑物的外轮廓设计尽量避免与当地冬季的主导风向发生正交。

3)建筑的围护结构设计。

从提高热工性能、实现自然采光遮阳、自然通风、节约建筑材料等等角度来对建筑的墙体、外门窗、屋面以及地面进行节能设计。

4)自然采光、通风设计。

以当地主导风向、主要日照时段为设计依据，以改善室内空气品质、降低空调和照明能耗、创造健康舒适的采光环境为目标，优化建筑自然通风与采光设计方案。

5)暖通空调节能设计。

充分结合建筑的功能性质和当地的地理环境和自然资源，进行采暖与供热、通风、空气调节、冷热源、空调蓄能、热泵系统、太阳能供暖系统以及燃气冷热电联供分布式能源系统等的节能设计，并注意暖通空调系统与建筑的一体化。

6)绿色照明设计。

充分考虑自然光，采用高效节能照明灯具和点光源等，并实现照明的智能化，而对建筑室内照明而言，智能照明设计追求视觉舒适感与艺术性的完美结合，通过照明系统的控制，在满足室内采光需求的同时，实现照明能耗的控制，并考虑适当采用可再生能源，如太阳能光导照明系统等。

7)给水排水节能、节水设计。

在建筑的给水排水设计中采用合理的供水压力和设备，保证系统正常用水的同时实现节能、节水，同时，应充分使用雨水中水的回收利用。节水设计中秉承3R的原则:3R=Reduce(可减量使用)+Reuse(能重复使用)+Recycle(可再生使用)。

8)电气节能设计。

包括供配电系统、建筑设备的电气设计以及能耗计量与管理，对照明设备、空调系统设备、给排水系统设备和电动机、电梯、门窗等设备的监测、控制及其程序化、智能化，并对电量计量装置、冷热量计量装置及其他类型的计量装置进行有效的能量计量和运行管理。

2 厦门市绿色建筑设计技术发展分析

2.1 厦门市绿色建筑设计技术分析

厦门属南亚热带海洋性季风气候，温和多雨，年平均气温20.9℃，夏无酷暑，冬无严寒。年平均降雨量在1 200 mm左右，全年平均风速为3.4 m/s，风力一般3级～4级，常年主导风向为东北风。厦门有丰富的海水资源，淡水资源却十分匮乏。厦门平均全年日照小时数2 233 h，太阳能年辐射总量达到140 W/cm2～160 W/cm2，属光照三类区，地处中低纬度，四季阳光充足，是我国太阳能资源较为丰富的地区，在全国属中等偏上水平。

厦门市的绿色建筑技术设计始终从建筑所在地区的气候特征出发，因地制宜，结合建筑所在地域的气候、资源、自然环境、经济、文化等特点，扬长避短，重视建筑设计的优化，如围护结构热工设计、自然通风与自然采光、节材、节水系统、可再生能源系统(太阳能、海水源热泵)以及环境保护等。厦门市现有的绿色建筑技术有如下特色:

1)重视围护结构热工设计。

对热工参数进行规定性指标的计算与权衡计算;居住建筑及无采暖要求的公共建筑可忽略采暖年能耗［6］。

2)重视自然通风与自然采光遮阳设计。

建筑设计充分重视与当地环境的适应性，根据当地的风向、日照、植被等各方面的自然条件对建筑的布局、朝向等进行综合设计，并注重方案的气流和日照模拟设计。

3)重视建筑材料的使用。

厦门市属夏热冬暖地区南区，温和多雨，日照充足，墙体保温多采用内保温，外窗、幕墙、天窗等应多考虑其遮阳系数。

4)注重节水设计。

厦门是一个淡水资源缺乏的城市，在建筑设计中，充分考虑水资源的循环利用。

5)注重可再生能源的使用。

厦门市为沿海城市，属于光照三类区，海水资源和日照资源都很丰富，重视太阳能光伏发电、太阳能热水、海水源热泵等可再生能源系统的使用。

6)注重保护环境与减少污染。

作为国家园林城市、国家环境保护模范城市以及全国绿化模范城市的厦门，对环境的保护、建筑绿化以及减少污染等方面有着领先的觉悟与技术。

2.2 厦门市绿色建筑案例分析

厦门市目前已有8个绿色建筑项目，其中按星级来看为一星级4个，二星级3个，三星级1个，按建筑类型来分为居住建筑2个，公共建筑6个。下面将以居住建筑和公共建筑各取一个为案例进行分析。

2.2.1 案例一:厦门湖里万达广场购物中心(公共建筑)

厦门湖里万达购物中心所在地为厦门岛湖里区高林片区，处于厦门岛北部，项目用地面积59 095 m2，总建筑面积206 509.68 m2;其中地上建筑面积 131 896.61 m2，地下建筑面积 74 613.072 m2。项目由室内外步行街、百货楼、综合楼、娱乐楼组成，大商业共5层，地下共2层。

本项目按绿色建筑一星级标准设计，根据项目自身特点，因地制宜打造符合厦门地区发展和应用的绿色一星级建筑，主要应用技术如下:

1)节地和室外环境技术:a.环境安全、景观设计、合理规划交通组织;b.合理开发利用了地下空间，提高了土地利用率;

2)节材技术:a.采用可再循环材料，使用重量占所用建筑材料总重量的9.8%;b.采用大空间设计，增加灵活隔断采用空间，减少材料浪费;

3)节能技术:a.在大商业空调系统中采用水蓄冷空调系统，采用负荷均衡的分量蓄冷模式，蓄冷水池作为备用冷源，平时使用的时候，蓄冷水池参与供冷，降低运行费用;b.万千百货、超市及大商业和大开间场所采用全空气系统;c.公共场所和部位照明采用高效光源、高效灯具，各区域采用节能控制方式，照明设计按照GB 50034建筑照明设计标准第5.4.1条规定的照明功率密度(LPD)的现行值进行设计;

4)节水技术:a.对雨水进行综合收集、用于绿化浇洒和广场冲洗。非传统水源利用率为2.43%;b.景观灌溉采用喷灌的节水灌溉形式;

5)室内环境技术:a.3层屋顶采用玻璃顶，显著提高步行街的采光效果，约有93.64%的空间采光系数大于1.0%，且1层～3层步行街两侧功能空间将可以得到一定的日光补偿，改善其采光效果;b.空间布局降噪优化设计，建筑内部娱乐楼和综合楼中间以墙隔开，互不影响;

6)运营管理技术:智能化设计含有楼宇设备自动控制系统，建筑设备监控系统内容包括:空调机组控制系统、排风机/排风兼排烟机/送风机/风幕风机、室外温湿度检测;冷水机组的参数监测、电梯的运行状态与故障报警、对变配电子系统以状态和参数的监视为主;智能照明控制系统。

2.2.2 案例二:金帝·中洲滨海城(居住建筑)

金帝·中洲滨海城地处厦门环东海域中心湾区，占据厦漳泉核心地带，瞰山面海，地理位置优越，景观资源得天独厚。项目占地面积为763 300 m2，建筑面积共1 534 700 m2。项目整个社区容积率约2.0，规划有海景高层、电梯花园洋房、叠town住宅、阔院独栋、星级酒店、SOHO办公、商业等多元产品。

本项目按绿色建筑三星级标准设计，根据项目自身特点，因地制宜打造宜居厦门的三星级绿色建筑，主要应用技术如下:

1)节地和室外环境技术:a.采用不少于50种乡土植物，土木植物种类，丰富绿化效果，提高环境质量;b.计算机模拟技术优化小区环境;c.采用透水砖地面，下凹式绿地和渗透管加强雨水渗透量，补给地下水资源;d.施工过程中控制各种污染及对周边区域的影响。

2)节能技术:a.加强外围护结构保温隔热性能，节能60%;b.外墙采用墙体自保温，剪力墙采用外保温，提高隔热效果，节省使用成本;c.屋顶采用挤塑聚苯板保温，降低用户能耗;d.外窗采用遮阳兴Low-E中空玻璃，降低用户能耗;e.住宅的西向，西南向和南向外窗采用外遮阳措施，提升节能效果，提高居住舒适度;f.地下车库设置导光管，设小型照明智能控制系统，降低使用能耗，节约使用成本;g.50%以上的住户设置太阳能热水系统，采用集中设置及热板、分户设置集热板、分户设置储热水箱的方式;h.住宅的公共区选用高效节能灯具、节能变压器、节能电梯，节能，节省运营和使用成本;i.采用太阳能草坪灯，风光互补路灯，节能环保;j.采用先进可靠的智能化系统，节能，降低使用成本。

3)节水技术:a.主要人行区域采用透水砖等透水性铺装材料，提高透水率，扩大透水面积，补给地下水资源;b.绿化灌溉采用微喷灌形式，节约水资源;c.采用市政再生水或自建中水站，再生水或中水站用于冲厕、绿化灌溉及景观补水，循环利用，节约水资源。

4)节材技术:a.采用含粉煤灰的加气混凝土砌块等利废材料，环保、可持续发展;b.选择高强钢筋和高性能混凝土，确保结构安全，节约材料资源，给用户带来更大的使用空间;c.全部采用预拌混凝土和商品砂浆，保证质量，节约能源、资源和材料损耗，减少现场噪声和扬尘污染;d.对施工过程中产生的废弃物分类处理，并进行回收和再利用。

5)室内环境技术:卧室、起居室选用除醛涂料等环保材料，消除污染，保障室内环境质量。

6)运营管理技术:设置有机垃圾生态处理设备，保持清洁、环保。

3 夏热冬暖地区未来绿色建筑技术发展方向

1)加强太阳能相关技术的利用。

目前，国内已经大力推动太阳能资源的利用，各地相关政策也纷纷出台，夏热冬暖地区大都属于光照三类区，全年日照时间长，太阳辐照量丰富，太阳能的利用将是后期的重点开发点。主要包含太阳能光伏发电［7］、太阳能光热系统、太阳能空调、太阳能照明系统等。

2)自然采光、遮阳技术的发展。

在太阳能资源丰富的地区，如何能在充分利用自然采光的前提下采取有效的遮阳设施是一个现存的难题。建筑遮阳是一项节能效果显著的可持续技术，而不合理的遮阳技术将会严重影响室内照度，对人身心造成伤害的同时增加能耗，因此应采用合理有效的遮阳/采光技术，主要涉及到建筑构建遮阳、建筑外遮阳设施、建筑内遮阳、建筑绿化等方面。

3)节水技术的发展。

对于较缺乏淡水资源的夏热冬暖地区而言，节水对人们环境和生活都有重要意义。在节水技术的发展上，应注重用水系统的完善，雨水、中水的回收利用等。

4)运行管理。

拥有一套完善的设备不代表拥有一套完善的操作系统，在建筑的运行中，往往被人忽视的运行管理恰恰是实际形成不良效果的直接原因。在建筑的运行管理中，应提高系统的智能化，重视系统的实时监控、定期维护和及时更新，重视管理、操作人员的素质和专业培训。