被動式綠色建筑設(shè)計的實(shí)踐及能耗簡析

文/廖卓嘉 廣州珠江外資建筑設(shè)計院有限公司 廣東廣州 510060

如今，在我國社會經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展的背景下，人們逐漸認(rèn)識到了環(huán)境保護(hù)工作的重要性，從而對建筑行業(yè)中的綠色建筑理念引起了高度的重視。由于被動式設(shè)計在使用過程中可以有效減少對能源的消耗，甚至可以實(shí)現(xiàn)零能耗，所以在整個設(shè)計工作中應(yīng)將重點(diǎn)放在建筑對社會發(fā)展以及經(jīng)濟(jì)發(fā)展的協(xié)調(diào)方面，而不是放在短期的效益上，這對于建筑行業(yè)長期發(fā)展有著非常重要的作用。本文結(jié)合某學(xué)校項(xiàng)目為例，針對被動式綠色建筑設(shè)計的實(shí)踐和能耗進(jìn)行了深入分析，希望能為相關(guān)人員提供合理的參考依據(jù)。

1、設(shè)計實(shí)踐

鑒于學(xué)校建筑與其他辦公建筑相比具有一定的差異，主要是在建筑運(yùn)行方面體現(xiàn)出了一定的間歇性，所以，在設(shè)計開發(fā)工作中，對于被動式設(shè)計方法進(jìn)行了合理使用。該工程項(xiàng)目在使用過程中，除去暑假兩個月以及寒假一個半月之后，空調(diào)季的時間為一個月，采暖季的時間為三個月，大部分時間都比較適合采用被動式技術(shù)方法為學(xué)生營造出良好的室內(nèi)環(huán)境。

1.1 降低圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱傳導(dǎo)系數(shù)

表1 圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)表

針對建筑外墻體開展相應(yīng)的節(jié)能設(shè)計工作時，主要是將外墻體的熱傳導(dǎo)系數(shù)控制在合理的范圍之內(nèi)，若需有效降低墻體保溫隔熱性能，熱橋效應(yīng)屬于其中的重要控制內(nèi)容，將保溫層設(shè)置在外墻結(jié)構(gòu)層的外面，可以對建筑起到非常重要的保溫作用，從而有效避免受到外界氣候條件的影響，使整個墻體的保溫隔熱性能實(shí)現(xiàn)明顯的提升，其中傳熱系數(shù)如表1所示。

1.2 空調(diào)設(shè)計采用多聯(lián)機(jī)系統(tǒng)

在對空調(diào)開展相應(yīng)的設(shè)計工作時，因?yàn)榻淌摇⑥k公室以及食堂都具有非常明顯的間歇性、及時性等特征，為此，在對這些特點(diǎn)進(jìn)行充分考慮的基礎(chǔ)上，在夏季的時候可以對可靈活控制的多聯(lián)機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行合理使用。這種系統(tǒng)室外機(jī)不會占用太多的空間，并且，可以一臺或者是多臺同時運(yùn)行，在整個控制過程中具有非常明顯的靈活性。

1.3 建筑照明采用光伏發(fā)電系統(tǒng)

光伏發(fā)電屬于一種無污染的綠色技術(shù)，可以對太陽能進(jìn)行有效吸收，從而轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的電能，這就在很大程度上降低了室外綜合溫度，同時室內(nèi)空調(diào)冷負(fù)荷也會進(jìn)一步降低。另外，在對太陽能光伏建筑一體技術(shù)使用的基礎(chǔ)上，不需要使用相應(yīng)的蓄電池，這不但可以減少資金投入，同時在運(yùn)行過程中也不會受到蓄電池荷電狀態(tài)的約束，為此，在整個使用過程中可以發(fā)揮出良好的使用性能。

2、能耗評估分析

2.1 建筑冷熱負(fù)荷統(tǒng)計

在對動態(tài)能耗軟件DEST充分利用的基礎(chǔ)上，對相應(yīng)的模型進(jìn)行合理構(gòu)建，以此為基礎(chǔ)，對建筑能耗負(fù)荷計算結(jié)果進(jìn)行了深入的分析，實(shí)際設(shè)計建筑與建筑在冷熱負(fù)荷想發(fā)生了相應(yīng)的變化。

2.2 建筑節(jié)能率的統(tǒng)計分析

針對以上對建筑負(fù)荷所計算的結(jié)果進(jìn)行比對、分析，同時嚴(yán)格按照暖通與電氣設(shè)計圖紙中的相關(guān)要求，最終計算出建筑空調(diào)以及照明系統(tǒng)一年運(yùn)行中所產(chǎn)生的能源消耗現(xiàn)象。對于兩個方面進(jìn)行了對比分析，最終計算出了實(shí)際設(shè)計建筑的節(jié)能率。結(jié)合設(shè)計方案中的相關(guān)內(nèi)容，本文主要針對外窗k值為1.3的計算結(jié)果進(jìn)行了深入的分析。

實(shí)際建筑主要是對高效多聯(lián)機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行了合理的使用，與參照建筑空調(diào)系統(tǒng)之間進(jìn)行對比分析，參照建筑單位平方米，暖通空調(diào)在一次運(yùn)行過程中所形成的能源消耗為6.6gce/㎡.a，在進(jìn)行綜合的對比分析之后，其節(jié)能率為63.37%。針對于該學(xué)校建筑工程而言，在對主要功能房間的照明功率進(jìn)行設(shè)置時，主要是參照“建筑照明設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)”中的相關(guān)內(nèi)容來進(jìn)行。結(jié)合功率實(shí)際密度，對每一個功能方面的實(shí)際面積進(jìn)行了明確，每一天的運(yùn)行時間為九個小時，最終計算出的平均照明使用效率為40%，統(tǒng)計出每年的運(yùn)行總時間為二百天，在對以上數(shù)據(jù)進(jìn)行有效獲取之后，可直接計算出設(shè)計建筑以及參照建筑在一年當(dāng)中所產(chǎn)生的照明能源消耗現(xiàn)象。

針對于該建筑工程，節(jié)能在內(nèi)容上主要涉及到了被動式建筑設(shè)計、高效率機(jī)電系統(tǒng)以及可再生能源發(fā)電等幾個方面，在對可再生能源發(fā)電量進(jìn)行計算的過程中，需要對節(jié)能率目標(biāo)進(jìn)行全面了解，并采取單獨(dú)計算方式來進(jìn)行。

結(jié)語：

本文主要結(jié)合某學(xué)校建筑，然后對圍護(hù)結(jié)構(gòu)優(yōu)化、被動式設(shè)計、多聯(lián)機(jī)空調(diào)系統(tǒng)以及光伏發(fā)電系統(tǒng)等多方面進(jìn)行了深入的分析。結(jié)合相關(guān)的統(tǒng)計結(jié)果來看，該學(xué)校建筑一年中的采暖空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能率為17.6%，而所計算出的照明系統(tǒng)的節(jié)能率為22.4%。在經(jīng)過系統(tǒng)的分析之后，若需有效減少該建筑采暖空調(diào)能耗以及照明能耗，如果只是采取采暖空調(diào)與照明節(jié)能等方法，該建筑在一年當(dāng)中所產(chǎn)生的能源消耗現(xiàn)象為國家標(biāo)準(zhǔn)參照建筑物的45.79%，在對比分析之后，其節(jié)能率為54.21%。如果光伏系統(tǒng)在使用過程中所發(fā)揮出的電量為10800KW.h，那么節(jié)能率將可以達(dá)到65%，由此可以看出，已經(jīng)超出了被動式超低能耗示范項(xiàng)目的節(jié)能率。