綠色建筑的節(jié)能設(shè)計(jì)與前景

孔德信

綠色建筑的節(jié)能設(shè)計(jì)與前景

孔德信

通過對(duì)南京河西地區(qū)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研和收集相關(guān)的綠色建筑節(jié)能設(shè)計(jì)和施工方面的資料，完成相關(guān)方案、數(shù)據(jù)的采集和了解，建立基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)和資料庫(kù)，并根據(jù)自身的經(jīng)驗(yàn)以及現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查、咨詢和查閱相關(guān)書刊資料，結(jié)合我國(guó)綠色建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，選擇適合的綠色建筑評(píng)價(jià)模型，研究綠色建筑節(jié)能設(shè)計(jì)與相關(guān)要素的關(guān)系，對(duì)綠色建筑節(jié)能運(yùn)用的合理性、經(jīng)濟(jì)行等方面進(jìn)行分析研究。

綠色建筑；節(jié)能；設(shè)計(jì)

自1990年世界首個(gè)綠色建筑標(biāo)準(zhǔn)在英國(guó)發(fā)布以來，隨著可持續(xù)發(fā)展思想普遍獲得認(rèn)可，綠色建筑理念以及標(biāo)準(zhǔn)，特別是相關(guān)節(jié)能方案和設(shè)計(jì)在世界各國(guó)逐漸推行和運(yùn)用。我國(guó)政府及住建部門于2006年頒布《綠色建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》后，多次頒行相關(guān)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。近年來，隨著“創(chuàng)新、協(xié)調(diào)、綠色、開放、共享”發(fā)展理念的確定，綠色建筑已越來越引起重視。從新環(huán)境、新材料、新技術(shù)、新工藝的運(yùn)用，到人工智能、維護(hù)保養(yǎng)、建筑垃圾開發(fā)或處理，都在不斷的更新迭代。另一方面，我國(guó)傳統(tǒng)建筑中各種節(jié)能、節(jié)地、節(jié)水、節(jié)材等處理方法，以及與環(huán)境自然的和諧關(guān)系，是勞動(dòng)人民智慧的結(jié)晶，也具有一定的現(xiàn)實(shí)意義，并值得借鑒、傳承，特別是在現(xiàn)當(dāng)代綠色建筑結(jié)構(gòu)中加以運(yùn)用，既是綠色理念的發(fā)展，也是中國(guó)元素的最好體現(xiàn)。

一、南京河西新城相關(guān)概況及其他

南京河西新城省級(jí)建筑節(jié)能和綠色建筑示范區(qū)，高分通過省級(jí)評(píng)估驗(yàn)收，成為江蘇省綠色建筑示范區(qū)。南京河西新城位于南京主城西南，總面積約94平方公里，其中，陸地面積56平方公里，江心洲、潛洲及江面38平方公里。現(xiàn)有人口35萬，規(guī)劃人口60萬。近年來，建成了一批高星級(jí)的綠色建筑示范項(xiàng)目。

南京河西地區(qū)的資源環(huán)境現(xiàn)狀包括：1.土地資源現(xiàn)狀：地形地貌，河西南部地區(qū)四周環(huán)水，屬長(zhǎng)江河漫灘地，地面平均標(biāo)高在7米左右，江心洲為沖積而形成的江島灘涂；2.水資源現(xiàn)狀：基地內(nèi)外水資源豐富，長(zhǎng)江位于基地以西，位于新城區(qū)與江心洲之間的夾江長(zhǎng)15.5公里，占主城長(zhǎng)江岸線總長(zhǎng)的50%以上，寬250～420米之間，區(qū)內(nèi)水網(wǎng)密布，有秦淮河等31條水系，區(qū)內(nèi)水廠均以長(zhǎng)江（夾江）為供水水源；3.能源利用現(xiàn)狀：基地內(nèi)現(xiàn)狀常規(guī)能源為電力、燃?xì)獾?，采用熱電廠余熱為河西青奧城、兒童醫(yī)院供熱供冷，新建項(xiàng)目多采用地源熱泵、太陽能等可再生能源。在此基礎(chǔ)上，結(jié)合河西的資源環(huán)境，對(duì)于可再生能源評(píng)估如下：

1.太陽能資源：屬于太陽能資源一般地區(qū)，平均日照時(shí)數(shù)為2020小時(shí),平均每天為5.6小時(shí),其中大于6小時(shí)天數(shù)為180天,全年總輻射量還是相對(duì)較大,但全年輻射變化量較大,太陽能資源具有一定可利用價(jià)值，在利用方面需考慮不穩(wěn)定性因素，采取相應(yīng)的解決措施。

2.淺層地?zé)崮埽哼m宜應(yīng)用地埋管地源熱泵工程。經(jīng)初步估算，100m以內(nèi)的淺層地?zé)崮芟募究砷_采資源量12.3×104k W，冬季可開采資源量10.7×104k W，該區(qū)域內(nèi)大多數(shù)具體項(xiàng)目場(chǎng)地采用雙U或單U型地埋管，孔深80～100m，孔距5×5m，用中粗砂回填的方案。

3.江水源：長(zhǎng)江南京段流量可達(dá)到3萬立方米/秒,歷史上最小流量為6930立方米/秒,江水溫差適宜，江水源熱泵的可利用量十分可觀。

4.污水源：污水源豐富，可利用污水處理廠污水或污水提升泵污水源水,江心洲污水處理廠處理能力達(dá)到64萬噸/日，可供暖面積近400萬平米。

這些資源現(xiàn)狀及評(píng)估，對(duì)南京河西南京兒童醫(yī)院河西分院、南京外國(guó)語學(xué)校河西分校、南京青奧能源中心、天保街生態(tài)路示范段、南京匯金中心等多座民用建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供依據(jù)，并更好實(shí)現(xiàn)節(jié)地、節(jié)能、節(jié)水、節(jié)材，這些建筑節(jié)能設(shè)計(jì)包括復(fù)層綠化，在裙樓屋頂建造屋頂綠化與生態(tài)廊道，為城市熱島效應(yīng)提供綠洲，減輕建筑本身供熱供冷負(fù)擔(dān)；中水、雨水收集回用系統(tǒng)，將從屋頂回收得到的雨水儲(chǔ)存起來重新利用，例如南京匯金中心每年預(yù)計(jì)可獲得的雨水收集量約13000m3，用于景觀植被的灌溉；太陽能集中熱水系統(tǒng)，把從太陽處積聚的熱力轉(zhuǎn)到水中，達(dá)到加熱效果，供生活用水使用；此外，還有高氣密性外窗、太陽能光伏發(fā)電、高性能集中空調(diào)系統(tǒng)等。

綠色建筑的節(jié)能和智能化方案及設(shè)計(jì)和運(yùn)用，將為南京河西以及其他地區(qū)實(shí)現(xiàn)綠色具有較強(qiáng)的標(biāo)桿性、實(shí)用性和借鑒意義。

二、綠色建筑相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的三大方面

綠色建筑是在建筑的全壽命期內(nèi)，最大限度地節(jié)約資源（節(jié)能、節(jié)地、節(jié)水、節(jié)材）、保護(hù)環(huán)境和減少污染，為人們提供健康、適用和高效的使用空間，與自然和諧共生的建筑。我國(guó)政府及住建部門于多次頒行相關(guān)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。近年來，隨著“創(chuàng)新、協(xié)調(diào)、綠色、開放、共享”發(fā)展理念的確定，綠色建筑已被大量運(yùn)用，特別是在城市新區(qū)的建設(shè)中，新建建筑按照綠色建筑標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行相關(guān)設(shè)計(jì)和施工，具有重要的歷史意義和現(xiàn)實(shí)意義。

（一）綠色建筑設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)具有多樣性

多個(gè)國(guó)家都對(duì)綠色建筑的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了制定，我國(guó)早在2006年就對(duì)此項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行制定實(shí)施，并在實(shí)踐中進(jìn)行調(diào)整。國(guó)與國(guó)的差異，地區(qū)與地區(qū)的差異，使得綠色建筑的節(jié)能設(shè)計(jì)具有多樣性。由于綠色建筑最適宜的地理?xiàng)l件，要求土壤不存在有毒有害物質(zhì)，地溫適宜，地下水無污染等條件，這也是規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí)的必要條件，減少資源使用的同時(shí)，力求資源可再生利用，使建筑本身與周邊和諧、融合。

同時(shí)，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)還應(yīng)充分考慮新材料的運(yùn)用。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，越多越多的新材料被廣泛使用，對(duì)綠色建筑尤為如此。新材料的運(yùn)用可以為建筑本身帶來節(jié)能效益，比如運(yùn)用太陽能的技術(shù)材料等，所以，在綠色建筑結(jié)構(gòu)中要注重節(jié)能新材料的運(yùn)用。

（二）施工過程預(yù)決算應(yīng)注重本土化

不可否認(rèn)，傳統(tǒng)建筑中使用天然材料的成功之處，值得綠色建筑更加廣泛的使用。建筑中采用的木材、樹皮、竹材、石塊、石灰、油漆等，要經(jīng)過檢驗(yàn)處理，確保對(duì)人體無害。所以，使用本土特色材料有利于施工工期、材料運(yùn)輸?shù)?。同時(shí)，綠色建筑的預(yù)決算不能過高，因?yàn)椋G色并不是高價(jià)和高成本的代言詞，并是價(jià)位高端的建筑就是綠色建筑。適用于普通老百姓、技術(shù)適用廣泛的綠色建筑，才有生命力。

在這方面，可以從傳統(tǒng)建筑中存在綠色建筑或相關(guān)節(jié)能設(shè)計(jì)及材料中，吸收好的經(jīng)驗(yàn)，中國(guó)傳統(tǒng)建筑中存在大量的節(jié)能設(shè)施，比如對(duì)于采光、通風(fēng)、保溫等方面的設(shè)計(jì)以及運(yùn)用，如江南的徽派建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)施工中就大量運(yùn)用。

（三）節(jié)能智能設(shè)計(jì)越來越不容忽視

由于綠色建筑節(jié)能設(shè)計(jì)是結(jié)合了結(jié)構(gòu)力學(xué)、土力學(xué)、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、材料力學(xué)等等多門學(xué)科為一體的綜合性學(xué)科，還要特別注重太陽能、地?zé)?、土壤、水利、環(huán)境等方面具有豐富的工程經(jīng)驗(yàn)，還要對(duì)現(xiàn)場(chǎng)施工工藝有一定了解，才能將節(jié)能設(shè)計(jì)達(dá)到最佳的水平。同時(shí)，在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)，要考慮多種因素和計(jì)算公式，使得復(fù)雜程度大大提升。不僅如此，綠色建筑周邊的配套設(shè)計(jì)應(yīng)該特別注意，綠色建筑特別注重與周圍環(huán)境的相融共生。在綠色建筑節(jié)能設(shè)計(jì)之外，對(duì)于配套設(shè)施的節(jié)能設(shè)計(jì)，與周邊綠色對(duì)接，不容忽視。對(duì)于節(jié)能結(jié)構(gòu)的施工、管理與改造更新中，在節(jié)能結(jié)構(gòu)施工、管理與改造更新中要充分避免二次污染，并盡量減少我國(guó)建筑在使用階段的碳排放量基本占自身全生命周期碳排放量的80～90%的現(xiàn)狀

三、項(xiàng)目建設(shè)中的實(shí)踐運(yùn)用和前景

隨著綠色建筑不斷的發(fā)展，以及各種新材料、新技術(shù)的運(yùn)用，給綠色建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、施工工藝等方面提出更高的目標(biāo)和要求，同時(shí)也強(qiáng)調(diào)對(duì)周邊環(huán)境的運(yùn)用。

節(jié)能和智能的方案與設(shè)計(jì)在綠色建筑中具有舉足輕重的作用，做好節(jié)能、智能化方面的設(shè)計(jì)和施工，結(jié)合項(xiàng)目所在地特點(diǎn)，能增加綠色建筑的實(shí)用性、適用性以及普及性，可以在滿足需求的同時(shí)，又能取得良好的經(jīng)濟(jì)效益等方面的特點(diǎn)，所以，綠色建筑的節(jié)能設(shè)計(jì)，對(duì)充分利用可再生能源有關(guān)鍵作用，越來越受到重視和應(yīng)用。

但是，目前對(duì)于節(jié)能設(shè)計(jì)和智能方案的綜合研究卻并不多，以及節(jié)能、智能與節(jié)地、節(jié)水、節(jié)材等因素之間的關(guān)系，如何運(yùn)用項(xiàng)目的其他可再生資源等，特別是綠色建筑中的智能建筑元素的合理使用還比較少。另一方面，我國(guó)傳統(tǒng)建筑中各種節(jié)能、節(jié)地、節(jié)水、節(jié)材等處理方法，以及與環(huán)境自然的和諧關(guān)系，比如徽派建筑中的天井門窗設(shè)計(jì)，不僅涉及通風(fēng)、采光、給排水等設(shè)計(jì)，還更涉及綠色人文的體現(xiàn)，這都是是勞動(dòng)人民智慧的結(jié)晶，也具有一定的現(xiàn)實(shí)意義，并值得借鑒、傳承，特別是在現(xiàn)當(dāng)代綠色建筑結(jié)構(gòu)中加以運(yùn)用，既是綠色理念的發(fā)展，也是中國(guó)元素的最好體現(xiàn)。為了讓綠色建筑的節(jié)能與智能設(shè)計(jì)能更好的應(yīng)用于工程建設(shè)中，確實(shí)有必要對(duì)其進(jìn)行深入的研究。

同時(shí)，通過綠色建筑的節(jié)能和智能設(shè)計(jì)這一研究，還可關(guān)注到經(jīng)濟(jì)適用、與周邊環(huán)境相融，為更多地方建設(shè)、維護(hù)綠色建筑提供更好的思路和維度。

“綠地、陽光、新鮮空氣”，這是現(xiàn)代人對(duì)居住環(huán)境的三大追求，隨著綠色建筑的大力發(fā)展和生態(tài)城市的打造，南京河西綠色建筑已經(jīng)做了很好的運(yùn)用。例如，南京河西兒童醫(yī)院的綠化總面積達(dá)到了63.45%，高溫時(shí)節(jié)，能凈化空氣，能阻擋光熱，可謂多重功用。但是，澆灌這些綠色植物時(shí)，需要大量用水，河西兒童醫(yī)院設(shè)有設(shè)有250立方的雨水回收池項(xiàng)目，使得屋頂和地面的雨水，通過透水混凝土和窨井，十分通暢的進(jìn)入地下管道，再進(jìn)入蓄水池。然后，經(jīng)過水泵抽取，輸達(dá)各管口，成為十分優(yōu)良的灌溉供水。每次集滿灌溉供水，可以確保10天左右的灌溉用水。

不僅是節(jié)水，在節(jié)電方面，也充分體現(xiàn)綠色建筑特點(diǎn)。南京河西的綠色建筑大多采用玻璃幕墻。以河西兒童醫(yī)院為例，有人形容，從空中看，整個(gè)醫(yī)院像是一個(gè)水晶盒子。從內(nèi)部看，室外的一切風(fēng)景得以盡收眼底。通過節(jié)能設(shè)計(jì)，室外光充足的白天，醫(yī)院內(nèi)幾乎不用照明電燈。以門診大廳四樓為例，60多盞光導(dǎo)管的采用，在室外有兩米多高的導(dǎo)管連接著面板，日光通過導(dǎo)管射進(jìn)室內(nèi)，散發(fā)出了燈光類的光線，從而取代了照明燈，總體來說，節(jié)能設(shè)計(jì)為這所醫(yī)院每天可節(jié)省數(shù)千元電費(fèi)。

通過對(duì)南京河西綠色建筑的調(diào)研表明，著力于建立節(jié)約型城鄉(xiāng)建設(shè)長(zhǎng)效機(jī)制、綠色建筑健康發(fā)展長(zhǎng)效機(jī)制、健全后評(píng)估系統(tǒng)及后期運(yùn)營(yíng)管理制度，監(jiān)督并加快已批準(zhǔn)示范區(qū)內(nèi)綠色建筑項(xiàng)目的實(shí)施進(jìn)度，成為當(dāng)下的綠色建筑的發(fā)展的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，具體包括：1.運(yùn)用綠色建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，建立對(duì)綠色建筑節(jié)能設(shè)計(jì)和施工、新材料和天然材料的評(píng)價(jià)體系以及相關(guān)規(guī)范；2.將城市新區(qū)綠色建筑的評(píng)價(jià)模型與節(jié)能設(shè)計(jì)結(jié)合，建立了基于節(jié)能設(shè)計(jì)的綠色建筑評(píng)價(jià)模式系統(tǒng)；3.通過對(duì)綠色建筑中的智能化設(shè)計(jì)研究，分析節(jié)能與智能之間的關(guān)系；4.建立節(jié)能與節(jié)地、節(jié)水、節(jié)材等方面的關(guān)系公式；5.進(jìn)一步厘清綠色建筑與傳統(tǒng)建筑的相同和不同點(diǎn)；6.通過對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行研究，經(jīng)過實(shí)地考察收集大量的一手綠色建筑資料，建立專門的綠色建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)，并可在實(shí)際的設(shè)計(jì)施工中利用這項(xiàng)數(shù)據(jù)庫(kù)等方面，成為未來決定綠色建筑發(fā)展的重要方面。

F062.4

A

1008-4428（2017）10-152-02

孔德信，湖北工業(yè)大學(xué)。