某綠色建筑節水降耗應用

吳炳信

【摘 要】濟南某綠色建筑辦公樓為達到低能耗、低排放、綠色循環利用能源，減小對周邊自然環境不利影響的設計目標，在設計過程中采取了各項措施如：充分利用可再生能源、固體、液體廢棄物經過集中收集處理后部分循環利用、科學分析優化設計為建筑室內提供舒適的熱、風及光環境等，為以后類似項目的設計提供一些設計經驗。

【關鍵詞】綠色建筑；低能耗；低排放；可再生能源利用

一、項目背景

濟南某綠色建筑辦公樓地處濟南西部國家濕地公園內，本工程總用地面積2.3萬平方，分三期建成，本次設計為一期，地上2+1層，地下1層，建筑高度10.25米，總建筑面積5953.40平方米，主要功能為辦公、會議、餐飲、宿舍等。根據項目背景情況及建設單位要求，本項目需要實現以下設計目標：

1.低能耗，運營維護成本低；

2.低排放，減小對周邊自然環境的不利影響；

3.綠色循環利用能源；

4.保證辦公和生活的較高舒適度。

二、項目措施

本項目在設計過程中為實現以上的設計目標采用了以下的設計措施：

1.主動被動措施降低建筑夏季制冷、冬季采暖的能源消耗。（低能耗）。

2.盡可能使用可再生能源來滿足部分能源需求。（再生能源利用）。

3.固體、液體廢棄物經過集中收集處理后，部分循環利用，達到降低廢棄物排放的目的。（綠色循環利用資源）。

4.經過科學分析優化設計，為建筑室內提供舒適的熱環境、風環境以及光環境。（提高舒適度）。

三、可再生能源利用

（一）太陽能熱水系統

本項目中有客房和餐飲區，需要生活熱水供應。本項目所有生活熱水，均由集中式屋頂太陽能熱水系統提供，充分利用可再生能源，節能降耗。太陽能集熱板設于南向部分坡屋頂處，實現太陽能集熱板與屋面一體化設計，與屋面完美結合，太陽能熱水機房設于地下。

（二）太陽能光伏系統

本項目利用太陽能光伏系統為景觀、市政工程提供照明，是減少項目電能消耗的另一有效措施。太陽能燈以太陽光為能源，無需復雜昂貴的管線鋪設，可任意調整燈具的布局，安全節能無污染，無需人工操作，工作穩定可靠。地上停車部位設置太陽能停車棚，利用太陽能為基地提供部分電能。

（三）空調冷熱源采用地埋管地源熱泵系統。

本工程具有以下特點：周圍有大量綠化用地、總建筑面積僅有15000m2、對周圍自然環境要求較高、要求能源消耗低等，非常適合采用地埋管地源熱泵系統。本工程選用兩臺制冷量為650KW制冷熱泵機組，設于地下熱泵機房內，室外埋管面積3500m2，均埋設在室外綠化用地內。通過采用此系統形式，能夠大幅降低空調系統運行能耗。

四、降低固體、液體廢棄物排放措施（循環利用）

本項目是集合科研辦公、餐飲、宿舍為一體的綜合辦公建筑，建筑的廢棄物排放主要來源于普通生活垃圾、餐飲垃圾以及生活污水。滿足建筑低排放要求應遵循的兩個原則是：加強廢物的循環利用和選用合理經濟的廢物處理措施。

（一）降低液體廢棄物排放措施

本項目周圍無市政污水管網，本項目設中水站一個，所有污水均經管道收集后排至中水站，處理后中水全部回用。本項目的污水有兩種，一種是生活污水，另一種是餐廚污水。目前，比較先進的污水處理系統是膜處理方式，這是生物處理技術與膜分離技術相結合的一種新工藝，取代了傳統工藝中的二沉池，它可以高效地進行固液分離，得到直接使用的穩定中水；能耗低，占地面積小。在本項目中，生物膜污水處理技術與中水系統結合使用，經過處理的回收中水用于非飲用設備。回用方式主要包括：衛生間沖廁、沖洗室外道路、室外綠化灌溉、中水洗車等。

（二）降低固體廢棄物排放措施—厭氧處理生產沼氣

本項目中有餐飲功能，需消耗燃氣能源，本項目周圍無市政燃氣管網。餐廚垃圾和部分生活垃圾是很好的沼氣產生源，本項目設計沼氣生產處理設備一套，餐廚垃圾和部分生活垃圾投入沼氣發生器，經厭氧處理后，產生沼氣，設計連接廚房沼氣管線，代替部分燃氣為餐廚提供能源。本項目周圍有首農高科農業養殖示范基地一個，有牛、羊、鹿等養殖項目，牲畜糞便是最好的沼氣產氣源，設計中采用污水管道將牲畜糞便排至沼氣發生器，補充生產沼氣物來源。通過此措施，既減少固體廢棄物排放，又補充了部分廚房炊事用氣的來源，綠色循環利用可見一斑。

五、節水措施

為節省水資源，本項目大量使用節水型衛生器具，選用節水型水龍頭和節水型廁所器具。水龍頭均選用陶瓷閥芯型，密閉性好、啟閉迅速、使用壽命長，而且在同一靜水壓力下，其出流量均小于普通水龍頭的出流量，具有較好的節水效果，節水量約為20%-30%。廁所沖洗設備的節水是建筑節水的重點，選用帶感應自動沖水設備的小便器，雙沖洗水量坐便器等。

六、降低空調能耗措施

（一）被動措施

1.保證室外良好風環境。

在本次設計中室外風環境的要求為：室外風環境要做到冬季防風，夏季促進室內自然通風。在方案設計階段進行了充分考慮，利用數值模擬技術，模擬室外風環境場，在建筑中增加兩個庭院的設計為夏季建筑的自然通風創造了有利條件。

2. 增加建筑自然通風。

由于本建筑體量較小，進深不大，可采用窗戶的形式對室內進行自然通風。根據室內通風模擬報告的結果對建筑開窗位置、大小、數量進行優化設計。

3.增加綜合遮陽措施。

本工程外立面玻璃幕墻區域較多，主要采用了三種高效的外遮陽方式，分別為建筑自遮陽、南向水平遮陽以及東西向垂直遮陽。同時，在南向展廳和建筑東西向外遮陽上采用可調節遮陽葉片，在冬季設置適宜的角度，以不阻擋冬季窗戶獲得太陽輻射。

4.加強外圍護結構的保溫隔熱性能。

本項目的建筑外圍護結構主要包括屋面、墻體、樓板、窗戶以及玻璃幕墻。采用的保溫隔熱措施有：自保溫砌塊墻、外墻增加輕型隔熱表皮、雙層玻璃幕墻、Low-E中空保溫玻璃等。通過這些保溫隔熱措施，將會顯著降低空調能耗。

5.夜間通風技術。

夜間通風技術配合蓄冷蓄熱圍護結構使用。夏季白天室外溫度較高，夜間往往比白天低很多，可以在夜間加大通風量，利用建筑維護結構夜間通風的蓄冷，白天建筑圍護結構將蓄冷釋放，滿足建筑一部分供冷需求。通風量越大，帶走熱量愈多，降溫效果愈好。在建筑屋面開設天窗，輔助夜間通風技術。夜間通風技術完全是被動措施，不會額外增加建筑能耗。

（二）主動措施

1.空調冷熱源采用地埋管地源熱泵系統。

在前面2.3條中已經闡述，在此不再贅述。

2.末端設計高效風機盤管及新風換氣系統。

空調末端采用風機盤管加新風系統。根據冷熱負荷計算，合理選擇室內風機盤管，采用新風換氣系統節能降耗，空調水系統設靜態及動態水力平衡閥保證水力系統平衡。

七、總結

綜上所述，本項目采用了綠色節能降耗技術和方法，通過這些技術的使用，能夠達到低能耗、低排放、綠色循環利用的項目目標，是一個值得推廣的案例，期待能為后來設計者提供一些幫助。

參考文獻：

[1]王旭. 建筑室外風環境和室內通風的試驗和數值模擬研究[D]. 杭州：浙江大學，2011

[2]任敏. 建筑外遮陽與建筑設計[D]. 南京：東南大學，2007endprint