绿色建筑技术在建筑设计中的优化与结合 刘杰

发表时间:2021/6/15   来源:《基层建设》2021年第5期   作者:刘杰
[导读] 摘要:绿色建筑是在全寿命周期内,节约资源、保护环境、减少污染、为人们提供健康、适用、高效的使用空间,最大限度地实现人与自然和谐共生的高质量建筑,又称可持续建筑或生态建筑,由西方发达国家于20世纪60年代率先提出的一种建筑理念。
        舟山新邑东汸建筑设计事务所  浙江省舟山市  316000
        摘要:绿色建筑是在全寿命周期内,节约资源、保护环境、减少污染、为人们提供健康、适用、高效的使用空间,最大限度地实现人与自然和谐共生的高质量建筑,又称可持续建筑或生态建筑,由西方发达国家于20世纪60年代率先提出的一种建筑理念。我国最新版《绿色建筑评价标准》中,将绿色建筑明确定义为“在全寿命周期内,节约资源、保护环境、减少污染,为人们提供健康、适用和高效的使用空间,最大限度地实现人与自然和谐共生的高质量建筑”。新标准的评价技术指标体系从“以人为本”的建筑性能出发,以增进建筑使用者对绿色建筑的体验感和获得感为目标。
        关键词:绿色建筑技术;建筑设计;优化;结合
        引言
        绿色建筑的设计是综合设计与动态设计,有5条设计原则:1)健康的室内环境。2)合理用能。3)有利生态的材料。4)环保形态。5)设计精良[2]。因此,在新时代绿色建筑设计中,通过各种措施以尽可能少的能耗且不破坏环境的方式,创造健康、舒适的室内环境,实现可持续发展为主题的绿色建筑设计是暖通空调专业的设计基础目标。
        1自然通风设计
        对自然资源的利用程度在很大程度上体现暖通空调设计的优劣,在绿色建筑设计中,自然通风的利用是降低空调能耗、改善室内空气品质的重要技术措施。日本松下电器情报大楼,高崎市政府大楼和大阪市中央体育馆等都利用了有组织的自然通风对中庭或办公室通风,过渡季节免开空调。夏季晚间空调停运后,组织夜间温度降低的空气进入室内冷却建筑结构,减少翌日启动负荷。现在的自然通风设计已不是传统意义上的设计,而是借助于计算流体力学软件和能耗分析软件等先进的设计工具,并有了自动控制系统等现代手段。
        2自动控制
        绿色建筑自然应该是智能建筑。绿色建筑的BA系统重点在能源管理和环境管理,而且应该是综合控制。例如,将照明控制、空调控制、甚至窗帘开闭控制结合到一起,实现节能和室内环境品质的最佳状态。因为暖通空调的运行参数是随着全年气候的变化而变化的,尤其是全年全过程中系统的运行方式,因此自动控制对于建筑暖通空调系统运行的节能,起着越来越大的作用。1)空调末端设备回水管上装设由房间温度控制调节的动态流量电动调节阀或动态流量平衡电动二通阀,冷源侧和负荷侧之间的供/回水管上设旁通管,旁通管上设电动二通阀。空调水循环泵及冷、热水机组通过负荷侧的能量积算器控制开启的台数。2)空气处理机组由房间温度通过控制模块进行自动调节。控制参数包括:送风温度,新风及回风比等。3)风机盘管机组通过设在房间的温度控制器实现水量和风量的自动控制。4)各环路、各办公室空调冷、热水系统设计按热量积算的空调计费系统。5)根据要求本工程对重要的房间设计空气质量自动控制系统(CO等浓度控制)。6)所有空调系统的运行管理控制均由BAS系统来实现。
        3门窗节能环保设计
        在整个建筑设计流程中,要充分重视门窗的实用价值以及质量保障,通过选取一些环保材料来进行门窗施工,可以起到更好的节能效果。在进行环保材料应用的过程中,能够起到良好的导热性,同时减少对周边环境的危害。在当前社会快速发展的过程中,低碳环保建材的应用已经成为一种必然趋势,通过发挥出其自身优势,可以有效降低对环境产生的污染,实现建筑项目环保水平的提升。与此同时,需要对外窗的面积进行合理的安排,保证建筑朝向的窗墙面积比维持在0.4的水平,从而实现节能水平的提升。除此之外,还需要对外窗传热系数进行有效的控制与管理,尽可能将太阳能的优势发挥出来,降低传统能源消耗,满足节能环保的要求。

在当前的建筑材料市场中,目前生产的建筑材料大多为高品质低碳,相较于以往的建筑材料来说,低碳环保建材的性能相对较高,这就要求在开展建筑材料设计的过程中,要选取一些低碳环保的材料,从而满足可持续低碳发展的目标。
        4建筑能耗
        空调和照明系统是建筑的主要能耗,在预评价阶段通过建筑能耗模拟分析软件PKPM-Energy,对主要空间的空调使用情况和照明功率密度进行评估分析。空调能耗与全年负荷变化情况有关,对建筑全年空调负荷分布规律进行分析,为空调设备的优化配置提供依据。照明能耗与人员在室率和电器、照明逐时使用率有关,对主要使用房间的照明功率密度和电器设备散热量进行模拟分析,为主要功能房间的照明能耗优化提供依据。对建筑照明进行设计优化,以最大限度利用自然采光为原则,采用办公智能照明控制系统和分区控制等技术手段,如:根据不同场所状态自动感应调节照度,在走廊、卫生间通过人体红外感应自动打开、关闭灯光等。冷热源为水源热泵,统筹设置在地下厂房内,水泵能耗不计入综合楼能耗。采用自然通风,未设置新风系统,风机能耗可以忽略不计。从经济性和技术角度出发,合理选择和优化空调、照明系统,优化设计后的建筑能耗降低幅度达到了10.7%。
        5建筑室内光环境与视野
        预评价阶段采用绿色建筑天然采光模拟分析软件PKPM-Daylight进行建模和室内采光计算,分析判断室内主要功能空间的天然采光效果是否达到GB/T50378—2019的要求。确定室内结构构造的材料光学性能参数,计算主要功能房间的窗地面积比,模拟分析主要测试房间达到照度标准值的平均小时数。经模拟评估,室内主要功能空间91.4%面积比例区域的采光照度值不低于采光要求的小时数平均不少于4h/d,主要功能房间有合理的控制眩光的措施。在优化设计方案中,核心是最大限度利用天然采光。在外墙上开窗均匀,提高侧窗上沿高度,在部分外墙采用玻璃幕墙,对改善室内照度的均匀性效果显著,减少照明能耗。不舒适眩光对电脑办公有很大的影响,电脑屏幕反光极大影响了正常办公,因此,优化设计方案主要是降低不舒适眩光的影响,房间窗前设置可调节的窗帘类织物遮阳帘,窗结构内表面采用浅色饰面,办公作业面避免直射阳光,工作人员的视觉背景不宜为窗口。对于照明眩光的优化设计,包括室内照明采用间接照明,达到柔和自然的采光效果,室内均匀布置灯具,使空间内光的分布与室内背景环境的亮度差降低。
        6墙体的隔声方案和措施
        不同类型的墙体应采取不同的隔声方案和措施。在湿作业下构筑的墙体,墙体质量、开关放置以及管槽位置等均会影响墙体的隔声性能。提高墙体隔声性能的措施如下:(1)墙体质量改进。确保砌筑砂浆的饱满度以及抹灰的厚度和质量;采用隔声毡包裹开关盒并作密封处理,在施工过程中避免开关盒背靠背放置;减少墙体的孔洞和缝隙从而减少声学通道的形成。(2)穿墙管道改进。穿墙管道周边处理也是提升墙体隔声性能的关键。所有的穿墙管道必须采用套筒,且套筒与管道之间必须填实并用胶条封闭;套筒与墙体之间采用玻璃棉等材料严密嵌填,并用水泥砂浆密封。(3)在结构允许的情况下,尽量采用承重墙作为分户墙。若分户墙是填充墙,可使用陶粒混凝土或密度较大的增强石膏砌筑。(4)墙体中的嵌槽和管路避免贯通。
        结语
        绿色建筑在我国是一个全新的命题,暖通设计师要主动从这个角度出发,在节能环保的同时创建健康舒适的室内环境。
        参考文献:
        [1]绿色建筑评价标准(GB/T50378-2019)[S].北京:中国建筑工业出版社,2019
        [2]仇保兴.我国绿色建筑发展和建筑节能的形势与任务[J].城市发展研究,2012,(5):1-7
 
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