大型公共建筑的节能改造研究

刘婷婷 吕越

摘 要：本研究分析了大型公共建筑的节能改造，主要研究内容包括公共建筑室内通风、公共建筑的节能，该研究具有一定理论和现实指导意义。

关键词：公共建筑；节能；改造

1引言

建筑物的节能是指在相同需求或相同条件下，减少能源消耗，合理使用能源，持续改善建筑材料生产，建筑和建筑物的建造和使用中的能源利用。公共建筑能源的使用和消耗量都是巨大的，其能源消耗的主要途径是电力能源，其中中央空调，照明系统，动力设施占据绝大部分。分析其主要原因在于：

（1）建筑在使用过程中忽略了外围护结构的保温性能，例如某些公共建筑的开窗面积过大或采用大面积的玻璃幕墙使得能源流失严重；

（2）建筑在使用过程中运行管理的落后和不科学，对于建筑设施的不规范管理和使用都是间接令能源流失的重要途径；

（3）以及建筑使用人员的节能意识淡薄，没有意识到节约能源的重要性，随意使用使能源流失[1]。

2公共建筑室内通风

在冬季不宜开窗的季节，大型公建通常使用中央空调调节室内微气候即使保证了室内温度的适宜和舒适，却无法保证空气流通。

2.1公共建筑的通风现状

在适宜开窗通风的季节，内廊式建筑常利用建筑竖井式共享空间的烟囱效应增加室内的通风能力，现代的中庭在顶部大多安装得有可调节的顶棚，可以根据每日气候和温度或屋顶调整进入房间的光线强度和通风量。支撑构件在室内上部形成空气层以实现室内通风的目的。

图1 宁波高鑫广场

外廊式公建则依靠本身的特点采用自然通风的形式，其与外部相连的部分与空气实行交换进行空气流通。

图2 宁波万达广场

2.2 常见的自然通风途径

一种是风压通风，即利用风压进行换气，必须通过风速随速度方向流动。建筑物的外部风环境和建筑物的物理要素，如体积和深度，直接影响风压通风的实现；另一种方式是热压通气。该方法利用建筑物内部的热压差形成自然对流，利用“烟囱效应”实现通风[2]。但是大型公建通常体量大，进深大，占地面广，所以更倾向于使用技术手段对微气候进行人工控制，不能对自然资源进行充分利用。

2.3公建室内自然通风设计方法

2.3.1外部环境的营造

风压通风的主要影响因素是建筑物外的风环境。风吹向建筑物并在其后面形成一个涡流区域。涡旋在地面上的正投影称为“风影区”。为了避免风影区域影响建筑物的自然通风，建筑物之间必须有合适的高度比或采取错误的柱子。平面布置，为了降低形成“风影效应”的概率，建筑物的风口也应避免在建筑物的风影区域内设置[3]。

2.3.2平面布局的控制与分化

自然通风最重要的是在建筑平面设计中具有良好的通风效果。一方面，要有效控制平面布局，使足够的室内空间自然接触，营造良好的通风效果；另一方面，合理区分建筑物的布局和科學使用室内空间，使其能够进行自然通风。

2.3.3内部空间形态优化大型公建的进深和体积通常都会很大，妨碍空气流通，建筑与外界直接相连的部分十分有限，所以大型公建风压通风存在一定困难，对其内部进行优化的时候可以选用风井、水平风道、中庭等方法对大型公建的体量进行分散，这样对环节资源不足的矛盾十分有效，同时也尽可能降低了大型公建对不可再生能源的依赖。

3公共建筑的节能

3.1建筑部件与节能的关系

3.1.1屋面与节能

大型公建采用多层或高层结构，屋面面积相对较小，所以在屋面结构在合理设置保温层与节能措施，可以得到提高建筑物的保温效果，降低空调、采暖能源的损失，改善室内舒适度，对建筑节能有重要意义。

3.1.2外墙、外门、外窗与节能

外墙、外窗、外门对于建筑可以起装饰、保护、保温的作用，能够有效抵挡气候对室内的影响，如抵挡风雪，雨水，寒冷等，有效保温保暖，减少技术手段的应用。

3.2公共建筑节能改造途径

根据建筑部件与节能的关系有如下改造方法：

（1）建筑外围护结构的改造，包括外墙、屋面、外窗、外门。外墙采用薄抹灰施工后加强隔热，或是直接铺贴建筑装饰保温一体化板材进行施工，既美观耐用，又保温隔热，屋面则进行绿色屋顶改造增加保温功能，外窗和外门均采用有隔热功能的建材，从而有效降低空调的使用频率，同时也可以丰富建筑的视觉体验；

（2）空调系统的改造。空调系统分为集中空调和分体式空调，对于两种系统主要针对其老旧部分或者系统的运行进行改造；

（3）照明系统的改造。将耗能的日光灯更换为节能的 LED灯，在较为宽敞的空间充分利用自然光，减少耗能工具的使用；

（4）可再生能源的利用。公共建筑改造的一个最重要的方向就是提高可再生能源的利用率，根据建筑的本身特点、地理位置、应用条件、能源需求再确定该公建可以应用的可再生能源种类和技术；

（5）优化和完善运维管理模式。在公共建筑节能改造前需做好配套设施和相关法律法规的完善，加大改造后的审查力度和检验。实行激励政策和确立奖惩制度，以此促进建筑使用人员的节能意识。

4结论与建议

随着社会和科学技术的不断发展和进步，大型公共建筑的功能越来越多，能源需求和能耗日益复杂的类型也越来越多。因此，越来越多的能源流失，大型公共建筑的改造势在必行。总的来说，有必要合理规划未完工公共建筑的能源使用和消耗，合理改造现成的公共建筑，借鉴国内外先进技术和经验，不断创新和实践。我们将更好地推进大型公共建筑的节能改造，节约能源，消除浪费。

参考文献

[1]史勇 . 既有建筑节能改造应先行 [J] .城市开发，2005，（10）.

[2] HAWKES D. The environmental tradition：Studies in the architecture of the environmental[M]. London：E&FN; Spon，1996：21-31.

[3]吉迪恩·S·格兰尼.城市设计的环境伦理学[M].张哲，译.沈阳：辽宁人民出版社，1995：38-84.

作者简介

刘婷婷（2000—），贵州毕节人，建筑学专业，本科生。

（作者单位：绍兴文理学院土木工程学院）