基于新型绿色节能技术的房屋建筑施工研究

林 超，王梓林，肖奇锋，余学良，涂任驰

（莆田中建建设发展有限公司，福建 莆田 351100）

21 世纪以来，国家的经济已经成功地实现从“高速发展”到“高质量发展”的转型，在“五位一体”的整体战略布局中，生态文明建设已经成为国家发展的一项重要任务。新时代下，房屋建筑节能工作所面临的主要矛盾也逐渐发生了变化。目前，我国的学校、建筑物中心等办公楼建筑平均面积已接近世界先进国家的平均水准，而房屋建筑的平均面积却还没有形成规模。随着电子商务等密集型行业的持续成长，写字楼与商厦等公共建筑的面积将持续增长。在新的时代背景下，人们对生活、居住质量提出了更高的要求，由此可以看出，未来阶段房屋建筑工程将成为建筑行业发展与建设的主要方向。但在深入市场的调研中发现，大部分地区已经开发了成套、分区的房屋建筑，为发挥既有建筑的更高价值，应引进新型绿色节能技术，进行既有房屋建筑的绿色改造。

与其他类型的公共建筑相比，既有房屋建筑具有存量大、功能性突出、整体能耗高等特点。因此，探索房屋建筑的绿色节能改造策略，减少建筑物的常规能耗，是公共建筑节能减排工作中的一个重要内容，本文将以此为切入点，展开相关方面内容的研究。

1 房屋建筑负荷模拟

为满足房屋建筑施工中绿色节能技术的应用，施工中，需要对房屋建筑进行负荷模拟。为确保相关工作的顺利实施，对项目基本概况进行分析，具体内容见表1。

表1 建筑工程项目基本概况

掌握工程项目基本情况后，对建筑不同朝向下的围护结构基本信息进行分析[1]。相关内容如表2 所示。

表2 建筑围护结构基本信息

将上文相关数据作为支撑，对负荷模拟过程中的房屋建筑室内环境温度进行设置，如表3中内容所示[2]。

表3 房屋建筑室内环境温度模拟设置

考虑到原有的建筑中有曲线墙的设计，因此，在建筑能耗与负荷模拟过程中，使用DeST软件作为房屋建筑建模工具，参考极限思想，将曲线墙划分为多个线段的组合，对曲线墙进行近似简化。为便于使用软件进行建筑负荷计算的模拟，考虑到在给定窗墙比的情况下，外窗的设定会导致模型中的窗户位置和真实位置之间存在着一些偏差[3]。因此，可以将具有相同功能和朝向的邻近房屋整合到一栋房屋中。以此种方式，提高建筑负荷模拟的效率[4]。通过此种方式，得到既有建筑物的DeST3D 建模。根据当地供暖时段，进行建筑物DeST3D 中相关参数的录入，以此为依据，计算房屋建筑室温与负荷情况，统计并整理计算结果，输出报表，得到建筑全年冷热负荷模拟结果，如图1 所示。

图1 房屋建筑全年冷热负荷模拟结果

2 房屋建筑外围护结构绿色节能改造

根据上述图1 所示的房屋建筑全年冷热负荷模拟结果，初步掌握建筑耗能需求，以此为依据，在遵循低消耗、节约能源、保护环境和消除污染等原则的基础上，基于新型绿色节能技术，对房屋建筑外围护结构进行绿色节能改造。首先对房屋建筑外墙进行节能设计[5]。针对已有的建筑外墙结构，可通过增设保温层的方式，形成复合型的保温外墙[6]。其次，在施工阶段，可选用无机墙体材料，实现隔热保温的目的。图2 为外墙保温结构示意图。

图2 外墙保温结构示意图

在进行外墙保温改造时，需要对外墙进行力学分析，确定墙体的厚度。在装饰装修前将外墙上的裂痕、污渍等清理干净，确保墙体的平整度。将保温材料充分贴合在墙面上，并刷上一层胶泥。然后涂上一层薄漆，以改善外墙的外观，增加保温面板与墙壁的结合强度[7]。

在此基础上，参照建筑节能设计标准，对建筑中不同热分工区域的围护结构热工性能限值进行设定，如表4 所示。

表4 建筑中不同热分工区域的围护结构热工性能限值设定

将上表所述内容作为参照，对门窗的窗墙比调整和朝向进行优化设计。在确保房屋建筑外立面对门窗数量和造型要求的基础上，对窗墙壁进行设计。对房屋建筑单一立面外窗不同窗墙比下的传热系数有明确规定，具体见表5 所示。

表5 房屋建筑单一立面外窗不同窗墙比传热系数规定表

针对整体热工性能较差、外窗窗框及玻璃老化严重的外窗，采取全部拆除换新节能窗的措施。针对窗框保存完好，连接位置没有明显破损的外窗，在原有玻璃基础上贴热反射膜，以此减少外窗透光性。

3 房屋建筑室内环境绿色节能改造

暖通空调系统与房屋建筑室内环境的空气品质有着密切联系，合理的空调系统设置可以大大改善室内环境。对室内温度、湿度、洁净度及空气流速没有特别要求时，宜采用自然通风方式；根据污染物发生源的大小、污染物的种类和数量，来确定是选择局部送风还是全面送风[8]。例如，在产生污染气体的特殊区域（如打印机、实验操作台）中，应该设置独立的排风系统，并将其与办公室区域分离。图3 为典型房屋建筑顶部送风结构剖面图。

图3 典型房屋建筑顶部送风结构剖面图

针对房屋建筑内部结构，在条件允许的情况下，可通过加建中庭达到改变建筑内气流组织的目的，通过热压和风压的作用，有效加强房屋建筑内部空气对流。房屋建筑内部立面平整会使得进入到室内的风量较少，因此，可以通过增设导风板的方式，使窗口风压增加，并引导气流进入到室内。

对房屋建筑室内采光的改造可采用设置自感装置调节控制照明系统；更换高效节能照明设备；扩大天窗、中庭自然采光；在不造成光污染的情况下增加遮阳和反光结构等方案。除此之外，还可设置光导管照明系统。其基本工作原理是在采光罩的作用下，室外的自然光线被有效地收集起来，并被引入到系统中进行重新分配。之后，在经过专门制作的导光管的加强和有效地传输之后，在底层的扩散装置的作用下，自然光被均匀地照射到了室内的空间中。引入到室内的是经过了紫外线、红外线的自然光线，具有全光谱、无频闪、无眩光的特性，显色指数大于97%，充分满足房屋建筑内部环境需要。

4 可再生能源综合利用

引入太阳能集中供热水系统，在太阳能集热器当中设置金属——玻璃真空管，其内部没有水，而是采用单向导热管将热量导入到水箱当中，其优势在于不容易炸管，且一旦炸管不会漏水，很少出现问题，几乎不需要维修。光伏建筑一体化也是一种将太阳能发电产品集中到房屋建筑上的一种新型绿色节能技术。房屋建筑可以为太阳能光伏发电系统提供足够的面积，光伏电池阵列可以替代常规建筑材料，省去光伏太阳能发电系统的支撑结构，达到节省材料费用的目的。

针对井水回灌的问题，采取多种能源辅助的方式增加地源热泵的稳定性，如图4 所示。

图4 多能源辅助地源热泵结构图

根据地下温度场的情况，判断机组是否开启，确保地下温度场内有充足的时间恢复条件，同时强化运行过程中地埋管与土壤的传热过程，促进地热能的利用率提升。

5 节能改造方案应用效果分析

按照上述内容，完成相关参数的设计与技术方案的应用后，将国家能源局数据与当地能源使用单价作为参照，进行节能改造方案应用效果的分析。其中能源使用单价标准如表6 所示。

表6 当地能源使用单价

以此为标准，汇总绿色新型节能技术应用后，房屋建筑的综合经济效益，具体内容如表7 所示。

表7 绿色新型节能技术应用后房屋建筑的综合经济效益

6 结语

当前，国内关于房屋建筑空间改建的研究已经取得了一定成果，但是，对于改建房屋建筑的系统性和全面性还缺乏深入研究。为发挥房屋建筑更高的商业价值，应做好对房屋建筑的绿色节能改造，为我国节能减排工作提供全新的思路。为全面落实并深化此方面工作，本文开展了基于新型绿色节能技术的房屋建筑施工研究。为检验施工技术的应用效果，选择某地区大型房屋建筑工程项目作为实例后，采用构件模型的方式，进行房屋建筑温度、围护结构热工性能限值等相关参数的设定，在完成此方面内容的设计后，对应用绿色新型节能技术后的房屋建筑综合经济效益进行分析，得到表7 所示的内容。根据表7 中的内容可以看出，此项技术应用后，不仅可以有效减少房屋建筑的累计负荷需求量，还可以减少累计标煤量，以此种方式，节约房屋建筑建成后的运行费用。综合上述分析，按照规范进行新型绿色节能技术的应用，是一项十分有必要的工作。