公共建筑綠色節能減排應用探析

【摘 要】本文闡述了公共建筑綠色節能設計運行使用效果較好，現代高層公共建筑設計中應廣泛利用綠色建筑技術，指出我國公共建筑實現節能應當采取的策略，以探索有中國特色的可持續發展的綠色建筑之路。

【關鍵詞】綠色建筑；圍護結構；采光通風；節能減排

當前現代高層辦公建筑呈現出兩種趨勢：第一種是追求對資源的節約和高效利用；第二種是對人的生存狀態和使用方便性。本文結合公共建筑綠色節能減排，討論我國現代公共建筑設計中圍護結構設計、采光通風設計、節能減排設計等幾項綠色建筑技術在這兩種趨勢中的應用。

一、項目概況

深圳建科大樓是深圳市建筑科學研究院的科研辦公樓，建筑總面積 1.8 萬平方米，建筑高度為59.6 m，共 14 層，其中地上 12層，地下 2 層。建筑功能包括實驗、研發設計、辦公、學術交流、地下停車庫、休閑及生活輔助用房等。建筑設計采用功能立體疊加的方式，將各功能塊根據性質、空間需求和流線組織，分別安排在不同的豎向空間體塊中，并針對不同需求的建筑外圍護構造，形成由內而外自然生成的獨特建筑形態。

二、建筑空間布局

綠色公共建筑可以進行混合功能設計，要考慮到立體的復合功能，通過功能的復合來節約能源、材料和城市空間資源。公共建筑的規劃設計不僅要強調使用功能、交通流線等基本要素，從一開始就應融入綠色理念。將建筑采光、通風、節能和使用者參與程度等方面因素作為規劃設計的重要內容。設計除滿足常規的辦公功能、流線組織外，還設計大量的空中交流平臺、屋頂花園等設施。設計將首層架空6m，形成開放的城市共享綠化空間。

在屋頂設置整層綠化花園，標準層的垂直交通也由開放的綠化平臺相聯系，共同形成超過用地面積一倍的室外開放綠化空間，為使用者提供大量的交流活動空間，多層次的立體綠化系統也減少了環境的熱島效應。

三、建筑節能技術支撐

在綠色公共建筑設計中，不僅通過計算機模擬得到很精確的通風、陽光、噪聲指標，并不斷調整和完善設計，綜合運用豐富的技術設計手段，使建筑室內外環境達到最佳。

（一）圍護結構設計

1.外墻節能措施。在圍護結構節能方面，建科大樓綜合采用保溫墻體、節能玻璃、創新外遮陽保溫、綠化屋頂等外圍護措施，實現65%的節能設計。大樓建筑采用了水泥聚苯板加聚氨酯泡沫噴涂材料復合墻板，復合墻板和外墻保溫裝飾板（聚苯板 + 鋁板）的外墻保溫隔熱措施。外墻平均傳熱系數Km= 0.69 W / （ m2·K）。5 層及以下外墻采用擠塑混凝土外墻板 + 噴涂聚氨酯泡沫內保溫，7 層及以上外墻采用金屬飾面 + 保溫板 + 加氣混凝土砌塊，建筑的下半部墻面外掛混凝土墻板的內側噴涂聚氨酯泡沫，將梁和柱包覆起來，雖屬“外墻內保溫”，但不存在熱橋。建筑的上半部采用金屬材料飾面 + 保溫板形式的外墻外保溫，可避免一般外墻外保溫系統容易開裂的缺點。

2.外窗和幕墻節能措施。圍護結構方面要主動節能，南方的建筑外遮陽，北方的建筑直接利用太陽能。中國是一個四季分明的國家，到了春天、秋天應該讓建筑直接能夠通風，可以大幅度下降建筑能耗。建科大樓外窗采用中空玻璃鋁合金窗（內設遮陽百葉），以及中空玻璃斷熱鋁合金窗。南立面和東立面部分采用透光比為 20% 的光電幕墻，同時，東立面和南立面均設計遮陽反光板等外遮陽措施。東、南、北三個朝向在距窗頂部下方的 500 mm 處設置反光遮陽板，既起到增強室內自然采光的效果，同時起外遮陽的作用。西向采用雙通道幕墻的隔熱構造做法，雙通道幕墻的外側幕墻采用太陽能光電幕墻，通道寬度 0.8 m，通道內自然通風良好。

3.屋頂和架空層節能措施。建科大樓的屋頂根據位置及具體情況采用倒置式屋頂、降溫屋面、種植屋面和屋面遮陽等多種節能技術是聯合國開發計劃署低能耗和綠色建筑集成技術示范和國家“十一五”科技支撐計劃的 “華南地區綠色辦公建筑室內外綜合環境改建”的示范工程。屋頂采用 30 mm 厚倒置式隔熱構造，同時部分采用種植屋面，屋頂花架安裝光伏電池板和平板式太陽熱水集熱板可對屋面遮陽。采用倒置式屋面可使防水層和基層免遭熱變形擾動，延長防水層的壽命。30mm 厚隔熱層再加上種植屋面以及屋頂花架安裝的光伏電池板和集熱板的遮陽，隔熱效果顯著。

（二）自然通風設計

1.平面布局。建科院夏季主導風向為東南偏南風，冬季主導風向為東北偏北風，另外結合前面對建筑場地的自然通風環境的研究，通過計算機進行通風模擬，分析建筑空間布局情況下的自然通風設計。

2.根據風壓分布優化各立面開窗方式。建筑設計者通過實地調研和分析， 根據室外風場規律，進行了精細化設計，根據所在樓層不同結合立面的做法分別采用平開窗、中懸窗、上懸窗等開窗方式。建科院建筑的窗戶有很大一部分采用中懸窗形式，這種開窗形式通風性、打開方式、開啟角度和防噪音等方面具有很大的優勢。結合采用遮陽導風板，同時外窗朝向和形式也考慮了外部噪聲影響。基地周圍有兩條道路，立面及開窗設計必須考慮噪聲環境影響。通過對周邊噪聲環境的實測和模擬分析，有針對性地對噪聲給建筑帶來的影響作專項處理，如門窗、樓板、地面、天花、室內隔墻均采用構造措施，并做隔音降噪處理。同時適度減少某些特殊位置的開窗面積，做到噪音防治處理的有的放矢。另外在建筑平面上，采用大空間和多通風面設計，實現室內舒適通風環境。

3. 建筑空間采用大空間和多通風面設計。如報告廳采用可開啟的外墻，當外墻開啟時，室內通風效果良好，可感覺較為明顯的自然風拂過； 當需要引導風向或則關閉時，電動按鈕控制關閉角度。另外還有自然通風的休閑平臺和可通風樓梯間等。

（三）天然采光利用

平面布局使建筑進深控制在合適的尺度，以提高室內可利用天然采光比例。在外窗的窗臺設置遮陽反光板適度降低過高照度的同時，將多余的日光通過反光板和淺色頂棚反射向縱深照域。室內面積采光得到改善，理想情況下可節約用電約6萬度電。在地下室設置光導照明系統，光導照明系統包含采光器、導光管和漫射器三部分。通過屋頂的采光器捕獲陽光，然后通過導光管的反射管道向下改道，透過不同的反射面，將自然光分布到建筑內部的區域。該系統基本不涉及能耗，符合建筑節能概念。管道設計采取可調設計，通過建筑結構的較小改變，使之滿足安裝需要。漫射器的反光鏡面及擴散面可安裝于天花板上，用作調整光線及控制室內光的傳播。將光線引入均勻地向室內投射，而且將過多的紫外線、冗余的熱量及粉塵阻擋在外。

四、公共綠色建筑節能物業管理

中央財政三年前就確定對建立公共建筑節能監管系統的示范城市給予補貼，對所有大型公共建筑進行在線監測。再加上節能物業管理、節能服務公司已經成為我國發展最快的兩個建筑系統服務商，服務業的發展在建筑領域方興未艾。

五、結語

由于政府節能補貼大幅度增加，適用的關鍵技術正在快速涌現，以及國際合作正在蓬勃發展，綠色公共節能建筑面臨前所未有的機遇。綠色公共建筑設計從開始所遵循的思考方法就不同于以往，其中因大量新技術的應用所表達出來的形態也不同于以前。當然，綠色建筑也不僅僅是做技術的簡單拼接，而是建筑技術與建筑形態的有機結合。遵循公共建筑的綠色節能應該首先應著眼于建筑的全生命周期進行技術創新和精心設計，而且盡可能延長生命周期。綠色生活永不止步，設計也不會因大樓建成而停止，堅持使用中再設計的原則，建筑才能真正成為“既有建筑改造更新和可持續發展”的綠色建筑技術應用典范。

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