綠色建筑的特點及設(shè)計——以某生態(tài)小區(qū)綠色建筑為例

黃東亮 （天津經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)管理委員會建設(shè)和交通局 天津 300457)

0 引言

隨著空氣中二氧化碳含量日益升高，環(huán)境的改變對人類的生存產(chǎn)生了巨大的威脅，低碳經(jīng)濟(jì)成為全球共同追求的目標(biāo)。低碳經(jīng)濟(jì)旨在構(gòu)筑以低能耗、低污染為基礎(chǔ)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展體系，以減少溫室氣體排放為目標(biāo)。其實質(zhì)就是能源的高效利用、清潔能源的開發(fā)以及追求綠色GDP的增長。在2009年9月聯(lián)合國氣候變化峰會上，胡錦濤主席向世界承諾，我國未來在應(yīng)對氣候變化方面將采取一系列強有力的節(jié)能減排措施，并把應(yīng)對氣候變化納入經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展規(guī)劃，對減排目標(biāo)提出明確規(guī)定：到2020年實現(xiàn)我國單位國內(nèi)生產(chǎn)總值二氧化碳排放比2005年下降40%～45%。

近年來，我國經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，其中建筑業(yè)的發(fā)展尤其迅速。然而建筑業(yè)的發(fā)展在為我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展做出巨大貢獻(xiàn)的同時，也帶來了嚴(yán)重的能源浪費和環(huán)境污染。經(jīng)研究表明，導(dǎo)致全球性氣候變暖的有害物質(zhì)中，建筑施工和運營過程中所產(chǎn)生的有害物質(zhì)竟占過半，其中能源消耗總值的35%為建設(shè)過程中產(chǎn)生的能源消耗。因此，要實現(xiàn)國家和社會的可持續(xù)發(fā)展，必須解決建筑業(yè)高能耗的問題。以節(jié)能減排、生態(tài)環(huán)保、可持續(xù)發(fā)展為目標(biāo)的綠色建筑成為國家大力推進(jìn)的建筑新形式。

1 綠色建筑的特點

綠色建筑以人、建筑和自然環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展為目標(biāo)，減輕建筑對環(huán)境的負(fù)荷。在利用天然條件和人工手段創(chuàng)造安全、健康、舒適性良好的居住環(huán)境的同時，盡可能地控制和減少對自然環(huán)境的使用和破壞，充分體現(xiàn)向大自然索取和回報之間的平衡，做到人及建筑與環(huán)境的和諧共處、永續(xù)發(fā)展。

綠色建筑不是簡單的綠化和美化環(huán)境，而是在建筑與環(huán)境之間建立起良性通道，提高對能源的利用效率，實現(xiàn)高效和諧發(fā)展。綠色建筑以建立生態(tài)系統(tǒng)、實現(xiàn)良性循環(huán)為原則；以人、建筑和自然三者的平衡發(fā)展為目標(biāo)；以設(shè)計追隨自然為方法。綠色建筑選用天然無污染的材料，采用高效的節(jié)能環(huán)保技術(shù)。綠色建筑的建筑模式是智能的、生態(tài)的、可持續(xù)發(fā)展的，是建筑業(yè)的創(chuàng)新。綠色建筑的發(fā)展是低碳經(jīng)濟(jì)的必然產(chǎn)物，是人類發(fā)展的必然需求。

綠色建筑在設(shè)計方面重點關(guān)注如下幾點：

1.1 以節(jié)約能源為重點

節(jié)能是綠色建筑設(shè)計的重中之重。從樓宇的布局規(guī)劃、建筑選型，到建筑的圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計、建筑材料的選擇、設(shè)備的選用等方面都要充分考慮節(jié)能效果。多利用自然通風(fēng)及自然采光的原理，減少建筑的未來使用能耗。在設(shè)計時應(yīng)通過充分、系統(tǒng)的計算和考慮，減少建筑在整個壽命周期內(nèi)的成本，實現(xiàn)節(jié)能與環(huán)保。

1.2 節(jié)約資源，提倡使用可再生資源

資源是有限的，特別是在當(dāng)今的背景之下，人類的快速發(fā)展已經(jīng)使資源儲備出現(xiàn)嚴(yán)重不足。尤其是建筑行業(yè)對不可再生資源的消耗量極大，更是加劇了資源的損耗。綠色建筑的實質(zhì)是為了實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，因此，節(jié)約資源和提倡使用可再生資源是必然選擇。在設(shè)計過程中應(yīng)關(guān)注建筑材料的正確選用，考慮節(jié)水、節(jié)電措施。更多地利用太陽能、風(fēng)能、地源熱能等綠色能源，做到合理使用資源，減少資源浪費。

1.3 做到與自然環(huán)境和諧共處

綠色建筑又稱為生態(tài)建筑、回歸大自然建筑等。發(fā)展綠色建筑就是要減少對自然的破壞，做到人與自然之間的平衡和健康發(fā)展。因此在設(shè)計時要注重回歸自然，充分考慮景觀綠化，建立和諧的生態(tài)系統(tǒng)。建筑外觀要與周邊的環(huán)境相協(xié)調(diào)和融合。建筑要做到與自然環(huán)境互補，而不是破壞。

2 某生態(tài)小區(qū)綠色建筑設(shè)計案例

本項目為天津市濱海新區(qū)中新生態(tài)城內(nèi)，項目規(guī)劃為多、高層住宅和項目公建，總建筑面積約10萬m2。該小區(qū)以節(jié)水、節(jié)能、節(jié)材為重點，重點實施建筑節(jié)能。

2.1 綠色建筑設(shè)計

2.1.1 綠色規(guī)劃 住宅樓規(guī)劃布局力爭最大化南向采光，利于自然通風(fēng)；全地下停車系統(tǒng)，人車分流，建立地面生態(tài)慢行系統(tǒng)。

2.1.2 綠色環(huán)境 采用大面積多層次景觀綠化改善小氣候，提升生活品質(zhì)；采用滲水磚等綠色材料利于水土保持，結(jié)合雨水收集系統(tǒng)解決景觀灌溉；綠化樹種因地制宜選用抗鹽堿性強的植物，并逐步系統(tǒng)改良現(xiàn)狀鹽堿土質(zhì)，降低維護(hù)成本。

2.1.3 綠色建筑 戶型南北通透，管線集中布置，可持續(xù)發(fā)展戶型；利用簡潔的形體降低體型系數(shù)，以減少散熱面積；通過控制窗墻比，加強加厚保溫層，選用蓄熱型墻體材料，使用雙層中空玻璃窗等降低能耗。

選用綠色建材，如再生木、石膏制品、鋼材等可再循環(huán)材料；用耐久性材料，應(yīng)用防鹽堿混凝土外加劑提高混凝土抗腐蝕能力；選用高強度鋼筋、高強混凝土、高耐久性混凝土達(dá)到有效節(jié)能。

2.1.4 綠色能源 設(shè)計考慮60%用戶使用太陽能熱水器供應(yīng)生活熱水，高于國家及中新生態(tài)城綠色建筑評價標(biāo)準(zhǔn)中25%用戶使用太陽能熱水器供應(yīng)生活熱水的基準(zhǔn)要求。

2.1.5 圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計 為貫徹國家有關(guān)節(jié)約能源、保護(hù)環(huán)境的法律、法規(guī)和政策，改善居住建筑熱環(huán)境，在實施建筑節(jié)能第三階段目標(biāo)的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步降低建筑能耗，住宅樓設(shè)計節(jié)能率為70%，高于國家及中新生態(tài)城綠色建筑評價標(biāo)準(zhǔn)節(jié)能率65%，具體采用加厚外墻保溫、中空玻璃外窗、屋面保溫等方式提高圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫性能。

①墻體、屋面保溫材料。EPS保溫板是目前在我國使用最多的一種外保溫墻體。EPS體系是膨脹聚苯乙烯板加薄層抹灰并用玻璃纖維加強的做法，缺點是耐候性較差，易開裂，對外墻防滲漏不利。XPS擠塑聚苯乙烯板各項性能較EPS優(yōu)越，其與基層墻體的固定方式主要采用機械錨固。因此推薦選用XPS擠塑聚苯乙烯保溫板。

②窗的選用。選用內(nèi)平開塑鋼窗，其多腔的結(jié)構(gòu)滿足排水、增強保溫、隔聲的效果。交錯的水槽位置，提高了氣密性和水密性。寬大的內(nèi)襯鋼腔體，提高了塑窗的強度。安裝玻璃可以在室內(nèi)進(jìn)行。玻璃安裝槽的深度達(dá)21mm，提高了安全性。特殊的雙層玻璃片，便于安裝、排水和門窗下垂量的調(diào)整。

2.1.6 新風(fēng)自平衡換氣系統(tǒng) 在污染區(qū)域，即廚房、衛(wèi)生間、走廊過道等地方的吊頂或側(cè)墻上安裝排風(fēng)口，并通過風(fēng)管與機械風(fēng)機相連，以此為核心區(qū)排出污染空氣。

在潔凈區(qū)域，即臥室、客廳、書房等地方的窗戶上安裝進(jìn)風(fēng)口，通過室內(nèi)外壓差原理，導(dǎo)入室外新鮮空氣。

2.2 主要節(jié)能措施

2.2.1 建筑主體

①建筑造型既要美觀適用又要盡可能規(guī)整，外圍墻體采用隔熱性能好的材料，以減少外墻傳熱面積。

②建筑物的朝向選擇，應(yīng)充分利用自然光和自然通風(fēng)，使各房間冬季充分利用陽光熱能，炎熱季節(jié)減少陽光直射室內(nèi)。

③屋頂保溫層選用容重較小、導(dǎo)熱系數(shù)較低的材料，以防止屋頂重量、厚度過大。

④不同朝向的窗墻面積比要符合節(jié)能規(guī)范要求。

⑤外窗采用塑鋼門窗，有良好的密閉性和隔熱性。玻璃為低反射鋁合金型，用熱惰性比較好的材料阻斷熱橋。

2.2.2 空調(diào)、制冷與采暖系統(tǒng)

優(yōu)化配置熱源水泵及換熱機組，避免低負(fù)載運行，提高采暖、空調(diào)系統(tǒng)運行時的實際能效比。熱交換裝置采用國際先進(jìn)設(shè)備，換熱效率高。同時換熱機房內(nèi)配備了熱計量裝置。利用自然通風(fēng)技術(shù)，合理組織建筑物室內(nèi)氣流路徑。熱源系統(tǒng)以及通風(fēng)系統(tǒng)采用直接數(shù)字控制系統(tǒng)進(jìn)行實時監(jiān)測與控制。機組或熱交換器、水泵等設(shè)備實現(xiàn)連鎖啟停，對供、回水溫度及壓差進(jìn)行控制或監(jiān)測，對設(shè)備運行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測及故障報警等。

2.2.3 電力、照明系統(tǒng)

①供、變電系統(tǒng)的主要節(jié)能措施。主變電站應(yīng)靠近本項目的負(fù)荷中心，盡量減少電纜長度，合理確定電纜斷面，降低線路損耗，節(jié)約電能。選擇低損耗效率節(jié)能型變壓器，其空載損耗低于國家規(guī)范（GB/T10228-1997）標(biāo)準(zhǔn)值14%～18%。變壓器選用無功功率自動補償裝置，并保證配電的功率因數(shù)均在0.95；凡大于100kW的電動設(shè)備，應(yīng)分別獨立就地安裝無功功率補償裝置。變電站設(shè)置濾波裝置，確保供配電系統(tǒng)不受諧波干擾。

②照明系統(tǒng)節(jié)能措施。建筑內(nèi)部照明系統(tǒng)選用高光效、長壽命、顯色性好的電光源、各種節(jié)能燈管、綠色燈管、緊湊型電子節(jié)能燈等高效節(jié)能光源及電子鎮(zhèn)流器，不用普通白熾燈。提高燈具（燈罩）反光效率，不僅可以提高照明度，還可以有效地降低燈管的功率，從而節(jié)約電能。建筑物泛光照明和區(qū)域場所照明采用金屬鹵化物燈和高壓鈉燈等節(jié)能型電光源，并嚴(yán)格控制裝飾性景觀照的能耗。各照明燈具采用高效率燈具，單燈就地補償。根據(jù)功能分區(qū)和使用要求的不同，照明系統(tǒng)采用集中控制、分散控制和自動控制相結(jié)合。合理選用燈具及開關(guān)數(shù)量，并采用分區(qū)域控制、避免單個開關(guān)控制燈具過多、便于開關(guān)燈數(shù)控制的節(jié)能。

2.2.4 設(shè)備選用

選用節(jié)能型電動設(shè)備節(jié)能。采暖系統(tǒng)的水泵，通過安裝變頻調(diào)節(jié)裝置調(diào)節(jié)水泵的轉(zhuǎn)速，實現(xiàn)水泵機組實際運行效率不低于85%。通風(fēng)系統(tǒng)中配置的風(fēng)機同樣應(yīng)用變頻技術(shù)，一方面降低系統(tǒng)的開關(guān)損耗，另一方面也提高了系統(tǒng)低頻運轉(zhuǎn)時的能耗。

2.2.5 能耗計量與節(jié)能培訓(xùn)管理

①能耗計量措施。根據(jù)《用能單位能源計量器具配備和管理通則》規(guī)定的配備率，并按主級（進(jìn)戶）、次級、重點能耗設(shè)備為建筑內(nèi)的電氣配備計量器具，配設(shè)專人負(fù)載計量管理工作。

②節(jié)能培訓(xùn)管理措施。項目建設(shè)及管理部門建立并逐步完善建筑運營的節(jié)能監(jiān)管體系；研究制定建筑用能設(shè)備運行標(biāo)準(zhǔn)及采暖、熱水供應(yīng)、照明、設(shè)備等的能耗統(tǒng)計制度；建立健全建筑能源供應(yīng)、計量、消費統(tǒng)計和節(jié)能技術(shù)改造項目等管理制度，并建立能源利用狀況分析報告制度。

定期開展節(jié)能宣傳教育與節(jié)能管理技術(shù)人員的培訓(xùn)工作，并設(shè)專人對耗能設(shè)備定期維修、保養(yǎng)。建立獎懲制度，調(diào)動全體員工的節(jié)能降耗積極性，提高全體員工的節(jié)能意識。在夏季用電高峰，積極開展節(jié)能宣傳周活動。通過形式多樣的宣傳教育活動，實施節(jié)能監(jiān)督與管理，保證國家節(jié)能方針政策得到有效落實。

2.3 項目能耗計算

項目主要為居民住宅及配套公建，其建成后的主要能源消耗為電力、熱力和天然氣。經(jīng)測算，項目年能耗折合標(biāo)準(zhǔn)煤1393.37t，單位面積能耗指標(biāo)13.01kg標(biāo)準(zhǔn)煤（見表1）。

表1 項目測算表

3 結(jié)語

綠色建筑是基于可持續(xù)發(fā)展的理念發(fā)展起來的，重點在于做到人與自然之間的和諧，通過節(jié)能減排、保護(hù)環(huán)境實現(xiàn)良性共存。利用可再生能源、自然采光技術(shù)、自然通風(fēng)技術(shù)、分項計量等綠色建筑技術(shù)，可降低能耗、減少污染，結(jié)合綠色施工及后期的合理運營管理，綠色建筑能夠更好地為我們創(chuàng)造出生態(tài)健康的環(huán)境，促進(jìn)低碳經(jīng)濟(jì)的發(fā)展?！?/p>