基于绿色理念的建筑规划节能设计方法研究

2018-11-01刘小平常德城投龙马建设项目管理有限公司湖南常德415000

中国房地产业 2018年20期

文/刘小平常德城投龙马建设项目管理有限公司湖南常德 415000

建筑能耗是指建筑实际运行中产生的所有能源消耗，如采暖制冷、照明、用电器等。伴随居民生活水平不断提高，建筑能耗明显增加。因此，加强建筑节能设计，减少建筑能耗，对我国节能减排事业有重要作用和意义。另外，为实现这一目标，还出现了很多节能新技术，为实际的建筑节能设计提供可靠的技术支撑。

1、工程概况

某建筑项目总建筑面积约6100m2，南、北两面分别为地上3层和地上5层，柱进出口建于主体建筑南侧，这一建筑的主要功能为研发实验及办公。现根据本建筑工程实际情况，对其绿色理念下的节能设计作如下分析。

2、建筑围护节能设计

建筑实际能耗主要取决于其围护结构。本工程采用具有节能作用的围护体系，屋顶所用保温材料为厚度为55mm的聚氨酯泡沫，建筑外墙所用保温材料为厚度为200mm的加气砼砌块，以及厚度为45mm的聚氨酯。其中，由聚氨酯制成的保温板，其导热系数在0.018-0.024W/（m·K）范围内，比挤塑聚苯板小很多，而且还有着更长的寿命，一般能达到至少30年；工艺本身不会受到建筑外立面等因素的影响限制，能伴随建筑外观发生的变化而改变，保温厚度不会因此发生变化，能实现无缝连接，具有的抓墙与自凝结性能无需进行铆钉和挂网，能防止热桥产生。因此，这一保温材料是具有很高性价比的。建筑的外窗为中空玻璃，其传热系数在1.8W/（m2·K）左右，窗框采用铝合金型材。建筑东向、西向、南向与北向的窗墙比分别为0.08、0.08、0.53和0.49。建筑西侧平台采用屋顶花园形式，能为居民提供自由活动场所，并且屋顶绿化除了能有效美观环境，对空气质量进行改善，还能起到隔热及保温作用[1]。

3、建筑屋顶节能设计

本建筑采用回廊结构体系，中厅屋顶采用阳光大厅，屋顶采用双层结构，辅以五道风阀，这样能使建筑在寒冷时变成一个具有良好性能的“温室”，而在夏季通过通风，减少制冷方面的能耗。对于双层结构的坡屋面，主要有以下四种功能：采光、遮阳、发电和通风。在双层屋顶的外部采用光伏玻璃，在中间设置厚度为800mm左右的遮阳帘，在下层设置钢化玻璃，于空腔两端采用可控风阀，以此对通风实施有效调节。

这种屋顶形式，主要具有以下特点：

（1）屋顶上部设置光伏组件，除了能实现光伏发电，还具有良好透光性，在冬季能使光线大量进入，形成温室，此外也可由屋顶实现采光，减少建筑照明方面的能耗。

（2）屋顶下部设置遮阳设施。当太阳辐射较强时，遮阳帘自动关闭进行遮阳，避免吸收太多的热量，使室内的冷负荷降低，造成能耗增加。

（3）双层结构屋顶上部设置光伏玻璃，其面积在300m2左右，发电功率可以达到15kW，以当地地理位置与太阳辐射等为依据，光伏和水平面之间呈33°夹角，这样能最大程度吸收和利用太阳能，由此产生的电能能满足日常用电需要。

（4）双层结构的屋面，其通风性也较好。屋顶由通风阀和风帽实现连通，对于风帽，它是由吸热材料加工而成的，在外部涂装有吸热材料，在吸收到太阳辐射以后，温度将显著上升。在夏季高温时，光伏玻璃受到太阳光的照射而产生一定热量，使通道部位空气温度上升，两端的风阀处在开通的状态，产生热压通风，使中庭和室外产生空气交换，缩短室内空调开启时间。而在冬季低温时，将阀门关闭，避免空气发生流动，由太阳辐射对空气进行加热，起到保温作用，减少采暖能耗。此外，空气不再流通时，太阳光直接照射，能使中庭变成温室。

4、充分利用可再生能源

4.1 太阳能热水

在充分考虑太阳辐射基本特点及其与建筑相结合形式的基础上，决定采用以下两种方式实现太阳能热水供应：其一，在南侧阳台进行挂壁式系统的布置；其二，在西侧栏杆处进行系统布置。同时，在上述部位均采用真空管，用于满足洗浴及采暖等方面的热水供应[2]。

4.2 地源热泵

本建筑在土壤中设置换热装置，对土壤中的热源进行提取和储存，可将能量提供至建筑最末端，如图1所示。在冬季温度较低时，进行地板辐射采暖；而在夏季高温时，进行风机盘管制冷。所用换热装置主要采用以下换热方式：由埋管当中的介质和土壤实现热交换，以此起到供暖和制冷等作用。在冬季时，吸取热量，为建筑中的各个房间提供热量；在夏季时，向地底排热，为建筑中的各房间提供冷量。可见，土壤既是热源又是冷源，在热泵机组的作用下，能向建筑供热或者是供冷。

图1 地源热泵

4.3 水资源利用

4.3.1 水资源收集

本建筑供排水系统如图2所示。本建筑所用水资源收集系统主要由以下几部分组成：采集、处理、回用与监控子系统，将经集中处理的中水作为回用水，用于卫生间冲洗、绿化灌溉及装饰用水。此外，在管网上还设有双供双排系统，即两路排水与供水管道。其中，给水管有一路为自来水管，用于提供饮用与洗浴用水；另外一路则为中水管，用于灌溉、装饰和卫生间冲洗。排水管有一路为卫生间及厨房污水管，而另外一路是雨水及洗浴用水排水管，这样能使不同污水得到针对性处理[3]。