基于綠色理念的建筑規劃節能設計方法研究

文/劉小平 常德城投龍馬建設項目管理有限公司 湖南常德 415000

建筑能耗是指建筑實際運行中產生的所有能源消耗，如采暖制冷、照明、用電器等。伴隨居民生活水平不斷提高，建筑能耗明顯增加。因此，加強建筑節能設計，減少建筑能耗，對我國節能減排事業有重要作用和意義。另外，為實現這一目標，還出現了很多節能新技術，為實際的建筑節能設計提供可靠的技術支撐。

1、工程概況

某建筑項目總建筑面積約6100m2，南、北兩面分別為地上3層和地上5層，柱進出口建于主體建筑南側，這一建筑的主要功能為研發實驗及辦公。現根據本建筑工程實際情況，對其綠色理念下的節能設計作如下分析。

2、建筑圍護節能設計

建筑實際能耗主要取決于其圍護結構。本工程采用具有節能作用的圍護體系，屋頂所用保溫材料為厚度為55mm的聚氨酯泡沫，建筑外墻所用保溫材料為厚度為200mm的加氣砼砌塊，以及厚度為45mm的聚氨酯。其中，由聚氨酯制成的保溫板，其導熱系數在0.018-0.024W/（m·K）范圍內，比擠塑聚苯板小很多，而且還有著更長的壽命，一般能達到至少30年；工藝本身不會受到建筑外立面等因素的影響限制，能伴隨建筑外觀發生的變化而改變，保溫厚度不會因此發生變化，能實現無縫連接，具有的抓墻與自凝結性能無需進行鉚釘和掛網，能防止熱橋產生。因此，這一保溫材料是具有很高性價比的。建筑的外窗為中空玻璃，其傳熱系數在1.8W/（m2·K）左右，窗框采用鋁合金型材。建筑東向、西向、南向與北向的窗墻比分別為0.08、0.08、0.53和0.49。建筑西側平臺采用屋頂花園形式，能為居民提供自由活動場所，并且屋頂綠化除了能有效美觀環境，對空氣質量進行改善，還能起到隔熱及保溫作用[1]。

3、建筑屋頂節能設計

本建筑采用回廊結構體系，中廳屋頂采用陽光大廳，屋頂采用雙層結構，輔以五道風閥，這樣能使建筑在寒冷時變成一個具有良好性能的“溫室”，而在夏季通過通風，減少制冷方面的能耗。對于雙層結構的坡屋面，主要有以下四種功能：采光、遮陽、發電和通風。在雙層屋頂的外部采用光伏玻璃，在中間設置厚度為800mm左右的遮陽簾，在下層設置鋼化玻璃，于空腔兩端采用可控風閥，以此對通風實施有效調節。

這種屋頂形式，主要具有以下特點：

（1）屋頂上部設置光伏組件，除了能實現光伏發電，還具有良好透光性，在冬季能使光線大量進入，形成溫室，此外也可由屋頂實現采光，減少建筑照明方面的能耗。

（2）屋頂下部設置遮陽設施。當太陽輻射較強時，遮陽簾自動關閉進行遮陽，避免吸收太多的熱量，使室內的冷負荷降低，造成能耗增加。

（3）雙層結構屋頂上部設置光伏玻璃，其面積在300m2左右，發電功率可以達到15kW，以當地地理位置與太陽輻射等為依據，光伏和水平面之間呈33°夾角，這樣能最大程度吸收和利用太陽能，由此產生的電能能滿足日常用電需要。

（4）雙層結構的屋面，其通風性也較好。屋頂由通風閥和風帽實現連通，對于風帽，它是由吸熱材料加工而成的，在外部涂裝有吸熱材料，在吸收到太陽輻射以后，溫度將顯著上升。在夏季高溫時，光伏玻璃受到太陽光的照射而產生一定熱量，使通道部位空氣溫度上升，兩端的風閥處在開通的狀態，產生熱壓通風，使中庭和室外產生空氣交換，縮短室內空調開啟時間。而在冬季低溫時，將閥門關閉，避免空氣發生流動，由太陽輻射對空氣進行加熱，起到保溫作用，減少采暖能耗。此外，空氣不再流通時，太陽光直接照射，能使中庭變成溫室。

4、充分利用可再生能源

4.1 太陽能熱水

在充分考慮太陽輻射基本特點及其與建筑相結合形式的基礎上，決定采用以下兩種方式實現太陽能熱水供應：其一，在南側陽臺進行掛壁式系統的布置；其二，在西側欄桿處進行系統布置。同時，在上述部位均采用真空管，用于滿足洗浴及采暖等方面的熱水供應[2]。

4.2 地源熱泵

本建筑在土壤中設置換熱裝置，對土壤中的熱源進行提取和儲存，可將能量提供至建筑最末端，如圖1所示。在冬季溫度較低時，進行地板輻射采暖；而在夏季高溫時，進行風機盤管制冷。所用換熱裝置主要采用以下換熱方式：由埋管當中的介質和土壤實現熱交換，以此起到供暖和制冷等作用。在冬季時，吸取熱量，為建筑中的各個房間提供熱量；在夏季時，向地底排熱，為建筑中的各房間提供冷量。可見，土壤既是熱源又是冷源，在熱泵機組的作用下，能向建筑供熱或者是供冷。

圖1 地源熱泵

4.3 水資源利用

4.3.1 水資源收集

本建筑供排水系統如圖2所示。本建筑所用水資源收集系統主要由以下幾部分組成：采集、處理、回用與監控子系統，將經集中處理的中水作為回用水，用于衛生間沖洗、綠化灌溉及裝飾用水。此外，在管網上還設有雙供雙排系統，即兩路排水與供水管道。其中，給水管有一路為自來水管，用于提供飲用與洗浴用水；另外一路則為中水管，用于灌溉、裝飾和衛生間沖洗。排水管有一路為衛生間及廚房污水管，而另外一路是雨水及洗浴用水排水管，這樣能使不同污水得到針對性處理[3]。

圖2 建筑供排水系統

4.3.2 節水設備

（1）衛生器具為具有節水功能的產品，在公共衛生間，小便池與洗手池應采用感應式，坐便器采用帶有自閉功能的沖洗閥，且其水箱容積要控制在6L以內。

（2）管材及其連接處和閥門為優質產品，避免管網中的水量大量損失。

（3）綠地灌溉采用噴水與滴水相結合的形式，減少灌溉水量。

（4）經過以上設計處理，能將節水率提高到90%，而且還能實現污水零排放。

結語：

綜上所述，在城市不斷發展的進程中，建筑類型越來越豐富，規模也越來越大，這樣必定使環境受到較大壓力。以上以綠色理念為基礎的建筑節能設計方式能起到良好的節能效果，可為所在地區綠色建筑快速發展提供參考借鑒。