某大型博覽建筑綠色節(jié)能技術(shù)研究

陳錦華

（福建省合道建筑設(shè)計(jì)有限公司，福州 350003）

1 項(xiàng)目概況

大型科技館（以下簡(jiǎn)稱“科技館”）是位于某省的一座新的大型博覽建筑。自成立以來(lái)，該項(xiàng)目一直致力于國(guó)內(nèi)綠色建筑的三星級(jí)認(rèn)證，并致力于建筑設(shè)計(jì)與綠色技術(shù)的高度融合。這棟建筑1 樓以上4 層，1 樓以下1 層。建筑高度約43.0 m，建筑總面積約1.05×105m2。該建筑的主要功能是展覽廳、電影院、辦公室和停車場(chǎng)。項(xiàng)目建筑效果圖如圖1 所示。

2 綠色節(jié)能技術(shù)應(yīng)用原則

2.1 針對(duì)性原則

目前，在工業(yè)、建筑和交通3 個(gè)傳統(tǒng)的高能耗領(lǐng)域，建筑能耗所占的份額逐年增加。在政治層面，節(jié)能已成為“十二五”規(guī)劃的核心問(wèn)題。在應(yīng)用新的綠色節(jié)能技術(shù)時(shí)，必須尊重相關(guān)性原則。

圖1 項(xiàng)目建筑效果圖

1）使用新的綠色節(jié)能技術(shù)需分析項(xiàng)目的特點(diǎn)和需求，大型博覽建筑的建設(shè)過(guò)程必須更好地融入人文社會(huì)和自然環(huán)境，才能保持彼此的和諧狀態(tài)。因此，使用新的綠色節(jié)能技術(shù)決不能偏離這一方向，要對(duì)各項(xiàng)內(nèi)容進(jìn)行有效監(jiān)控，使今后工作的發(fā)展不斷增加。

2）綠色節(jié)能新技術(shù)的實(shí)施必須符合有效制度的制定，綠色節(jié)能新技術(shù)方案的穩(wěn)健性直接決定了項(xiàng)目能否達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。

2.2 生態(tài)性原則

綠色節(jié)能技術(shù)下的建筑是指“能夠節(jié)約資源（能源、土地、水和材料），保護(hù)環(huán)境，減少污染，為人們提供健康、適用、高效的使用空間，并在建筑的整個(gè)生命周期內(nèi)與自然和諧相處的建筑”。就綠色能源的節(jié)能而言，其自身的生態(tài)類型是人們關(guān)注的焦點(diǎn)，所謂綠色節(jié)能技術(shù)的生態(tài)性，是指在建設(shè)、設(shè)計(jì)過(guò)程中尊重周圍環(huán)境的環(huán)境規(guī)律，加強(qiáng)對(duì)生態(tài)環(huán)境的保護(hù)，并根據(jù)不同情況選擇不同的設(shè)計(jì)方法[1]。

2.3 多元化原則

1）綠色節(jié)能新技術(shù)要隨著內(nèi)容與概念的更新而變化，隨著相關(guān)行業(yè)科研成果的不斷豐富，與綠色節(jié)能新技術(shù)相關(guān)的大型博覽建筑的施工技術(shù)也在不斷改進(jìn)。在這種情況下，新型綠色節(jié)能技術(shù)的運(yùn)行必須合理化，不同技術(shù)的服務(wù)領(lǐng)域存在一定的差異，應(yīng)努力實(shí)現(xiàn)這一共同目標(biāo)，以便為今后工作制度的進(jìn)步做出突出貢獻(xiàn)。

2）綠色節(jié)能新技術(shù)必須隨著技術(shù)與建筑范圍而變化。

3）實(shí)施綠色節(jié)能新技術(shù)要隨著施工進(jìn)程進(jìn)行檢查，及時(shí)調(diào)整方案，可提前做出估計(jì)，并定期進(jìn)行檢查和觀察，以便及時(shí)改進(jìn)技術(shù)方向和技術(shù)缺陷。

2.4 嚴(yán)格施工原則

嚴(yán)格執(zhí)行綠色節(jié)能建筑規(guī)范是為項(xiàng)目節(jié)能創(chuàng)造良好條件的重要保證。在具體的施工過(guò)程中，應(yīng)科學(xué)合理利用資源，盡可能利用可再生資源，減少不可再生資源的使用，有效降低建設(shè)項(xiàng)目的能耗。

3 綠色節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

3.1 環(huán)保優(yōu)勢(shì)

在目前的施工階段，主要污染包括：水污染、噪聲污染和粉塵污染。因此，在綠色建筑背景下，必須重視粉塵和廢水管理，科學(xué)地控制粉塵非常必要，同時(shí)，必須制定相關(guān)規(guī)章制度，明確施工時(shí)間和進(jìn)度，以保護(hù)環(huán)境免受嚴(yán)重的粉塵污染[2]。

3.2 材料優(yōu)勢(shì)

在實(shí)際施工過(guò)程中，材料是施工成本的重要組成部分，因此，在施工過(guò)程中節(jié)約使用建筑材料非常必要，通過(guò)使用能夠節(jié)約材料的技術(shù)，可合理規(guī)劃和使用建筑材料，并減少建筑項(xiàng)目的材料投資。在節(jié)約建筑材料的同時(shí)，需注意不應(yīng)過(guò)度節(jié)約建筑材料，從而導(dǎo)致工程質(zhì)量的惡化和廢物工程的出現(xiàn)。既要節(jié)約材料，又要確保施工過(guò)程中材料的合理使用和施工項(xiàng)目的高質(zhì)量，因此，在實(shí)際施工過(guò)程中，應(yīng)具有高水平的技術(shù)，使其既能合理利用材料又不浪費(fèi)，提高工程效率，使綠色節(jié)能技術(shù)充分發(fā)揮節(jié)約材料的效益。

4 某大型博覽建筑綠色節(jié)能技術(shù)的具體應(yīng)用

4.1 圍護(hù)結(jié)構(gòu)節(jié)能技術(shù)

建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)節(jié)能的實(shí)現(xiàn)主要是通過(guò)減少其傳熱來(lái)降低冬季的熱量損失和夏季的冷損失，從而降低建筑的熱量和冷卻能耗。影響圍護(hù)結(jié)構(gòu)節(jié)能效果的主要結(jié)構(gòu)是屋頂、外墻和窗戶。主要的影響因素是傳熱系數(shù)、窗平衡比、屋頂透明面積、遮陽(yáng)等。為改善建筑物的滲透性和立面設(shè)計(jì)，建筑外立面采用金屬幕墻與玻璃幕墻相結(jié)合的形式，玻璃幕墻各方向的墻體與立面的距離大于30 mm，屋頂采用金屬隔熱材料，外墻增加保溫材料厚度，選用150 mm 巖棉板，科技館采用Low-E 三玻璃雙中空低透光玻璃，節(jié)能率可達(dá)到15%以上，見(jiàn)表1。

4.2 門窗建筑設(shè)計(jì)

塑鋼門窗的選擇是節(jié)能門窗的首選，中空玻璃是節(jié)能玻璃的首選，因?yàn)橹锌詹Ａё鳛橐环N應(yīng)用廣泛的建筑材料，具有自身獨(dú)特的隔熱、隔音、美化建筑、減輕建筑重量等性能。與普通雙層玻璃相比，中空玻璃具有優(yōu)異的性能。與單層玻璃相比，它可以顯著降低窗戶的傳熱系數(shù)，通過(guò)溫差產(chǎn)生的熱量損失也比單層玻璃減少50%。

表1 圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

4.3 墻體外保溫節(jié)能技術(shù)

進(jìn)行墻體施工時(shí)，工作人員可通過(guò)外墻外保溫技術(shù)有效提高墻體的保溫隔熱能力。采用新型節(jié)能墻體材料，可提高墻體的承載力和保溫效果。外墻外保溫技術(shù)，即在建筑外墻加設(shè)保溫材料，達(dá)到節(jié)能的目的。外墻保溫技術(shù)的節(jié)能設(shè)計(jì)是合理的，它不僅適用于新建建筑，也適用于現(xiàn)有建筑的節(jié)能改造，還能有效保護(hù)建筑物主體結(jié)構(gòu)，延長(zhǎng)建筑物的使用壽命，有效減少建筑結(jié)構(gòu)的“熱橋”，增加建筑物的有效使用空間，提高室內(nèi)環(huán)境的舒適性。

4.4 水資源循環(huán)利用及節(jié)水措施

根據(jù)目前中國(guó)世博會(huì)建筑的高用水效率原則，應(yīng)按照“扼殺優(yōu)先”的原則，大力推廣高效節(jié)水器具，加強(qiáng)節(jié)水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和使用，提高博覽建筑的用水效率，減少博覽建筑水資源浪費(fèi)，優(yōu)化博覽建筑節(jié)水管理，落實(shí)博覽建筑的可持續(xù)發(fā)展理念。環(huán)境景觀規(guī)劃必須尊重完整性、水資源可持續(xù)利用和水資源循環(huán)利用的原則，為節(jié)約用水和防止環(huán)境污染，可收集和利用雪、雨水資源，經(jīng)過(guò)雨水收集系統(tǒng)處理后，全部用于補(bǔ)充景觀。

4.5 新能源技術(shù)應(yīng)用

目前，在建筑供能系統(tǒng)中，應(yīng)用較多且技術(shù)相對(duì)成熟的可再生能源主要為太陽(yáng)能、地?zé)崮芎惋L(fēng)能。其中，太陽(yáng)能技術(shù)是新能源技術(shù)領(lǐng)域應(yīng)用最早、最廣泛的綠色節(jié)能建筑技術(shù)之一。

4.6 暖通空調(diào)系統(tǒng)優(yōu)化應(yīng)用

暖通空調(diào)系統(tǒng)的能耗一般占建筑總能耗的60%以上。目前，較成熟可靠的技術(shù)為以下幾方面：

1）采用高效冷熱源機(jī)組：提高冷熱源機(jī)組能效比，有效節(jié)約制冷、供暖主機(jī)能耗，如采用高效率的磁懸浮機(jī)組。

2）風(fēng)機(jī)、水泵變頻控制：空調(diào)風(fēng)系統(tǒng)、水系統(tǒng)均采用變頻技術(shù)，可根據(jù)客戶需求負(fù)荷高效變頻率調(diào)節(jié)，從而節(jié)約水泵及風(fēng)機(jī)的能耗。

3）采用排風(fēng)熱回收裝置：可在組合式空調(diào)箱設(shè)置排風(fēng)熱回收裝置，該裝置內(nèi)可設(shè)置冷凝熱回收、熱管等裝置，利用排風(fēng)預(yù)冷、預(yù)熱新風(fēng)，降低新風(fēng)負(fù)荷，從而降低空調(diào)主機(jī)能耗。

4）過(guò)渡季節(jié)可調(diào)新風(fēng)：整個(gè)風(fēng)系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)過(guò)渡季節(jié)新風(fēng)運(yùn)行或70%以上滿負(fù)荷運(yùn)行。

5）冷卻塔自由冷卻：對(duì)于過(guò)渡期和冬季需要冷卻的區(qū)域，冷卻塔使用室外低溫濕空氣進(jìn)行自由冷卻，以降低主機(jī)的功耗。

6）溫濕度獨(dú)立控制系統(tǒng)應(yīng)用：系統(tǒng)采用高溫冷水機(jī)組，降低了冷水機(jī)組能耗，同時(shí)降低輸配系統(tǒng)以及空調(diào)末端的能耗，濕度通過(guò)獨(dú)立新風(fēng)機(jī)組控制調(diào)節(jié)，從而提高了功能房間的舒適性。

7）智慧節(jié)能運(yùn)行控制系統(tǒng)：根據(jù)全年負(fù)荷的變化規(guī)律，并結(jié)合主機(jī)設(shè)備、水泵、冷卻塔等設(shè)備高效運(yùn)行性能曲線制定出一套運(yùn)行控制策略以達(dá)到系統(tǒng)最低能耗。

8）節(jié)能技術(shù)綜合應(yīng)用：根據(jù)博覽建筑特點(diǎn)及地理氣候條件的情況綜合應(yīng)用地源熱泵系統(tǒng)+溫濕度獨(dú)立控制系統(tǒng)+大溫差+變工況（變出水溫度+變水流量+變風(fēng)量）+免費(fèi)冷源等綜合技術(shù)。

4.7 資源合理利用

在建筑施工中，通過(guò)回收舊材料減少?gòu)U物和污染物的產(chǎn)生。例如，在拆除建筑物的情況下，某些木材制品、混凝土預(yù)制構(gòu)件、鋼材和保溫材料可在符合規(guī)范和設(shè)計(jì)要求的基礎(chǔ)上，經(jīng)過(guò)二次加工和改造后，在新建筑物中回收再利用[3]。

5 結(jié)語(yǔ)

大型博覽建筑的公眾參與度高，合理使用綠色節(jié)能技術(shù)有助于樹(shù)立綠色建筑典范，通過(guò)圍護(hù)結(jié)構(gòu)節(jié)能技術(shù)、門窗建筑設(shè)計(jì)、墻體外保溫施工節(jié)能技術(shù)、水資源循環(huán)利用及節(jié)水措施、新能源技術(shù)應(yīng)用、暖通空調(diào)系統(tǒng)優(yōu)化等方面的應(yīng)用進(jìn)行有效節(jié)能，保護(hù)生態(tài)環(huán)境，減少建筑施工對(duì)環(huán)境造成的不利影響，提高國(guó)民經(jīng)濟(jì)、生態(tài)環(huán)境與建筑業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。但在設(shè)計(jì)過(guò)程中采用綠色節(jié)能技術(shù)只是基礎(chǔ)工作，在后續(xù)工作中，還必須做好建筑物的運(yùn)營(yíng)和維護(hù)工作，并制定合理的節(jié)能策略，以實(shí)現(xiàn)建筑物整個(gè)使用壽命的節(jié)能，為同行人員提供參考借鑒。