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0.引言
隨著全世界人口的不斷增多,大量的資源被開發利用,導致了全球范圍的能源危機和環境污染。人類想要長久生存下去,必須堅持與環境和諧共生,節約能源、合理開發資源成為當今時代世界共同的話題,世界人民共同肩負著保護環境和節約能源的責任。經濟的發展,為人類創造了文明,同時建筑也在經濟發展中實現了規??涨皵U大。建筑工程的發展離不開地球能源和資源的支持,但建筑的開發給自然環境和社會環境帶來了巨大影響。面臨資源過度開發,建筑產業對資源消耗還在進一步的惡化,尋找既能實現人類居住需求又能節約資源的新的建筑類型刻不容緩。綠色節能建筑的誕生為新時代建筑開發和能源利用指明了方向。
1.綠色建筑與節能設計概述
1.1綠色建筑界定方法
目前,國內外對綠色建筑的界定標準不盡相同,如美國采用的LEED標準、日本采用的CASBEE標準,澳大利亞運用的NABERS綠色建筑評價標準,根據國家技術水平、戰略目標等的不同,各有各的特點。我國在綠色建筑界定方法上,依據國家相關綠色建筑的標準評定,將綠色建筑核心定義為建筑全生命周期內最大限度地節約資源、保護環境、減少污染,為人們提供健康、適用、高效的使用空間、與自然和諧共生的建筑。
1.2建筑節能設計發展概況
據前瞻性產業研究院《2013-2017年中國智能建筑行業市場前景與投資戰略規劃分析報告》中數據顯示:我國建筑能耗約占社會總能耗的33%,建筑能耗已成為我國經濟發展的軟肋。高耗能建筑比例大,加劇能源危機。我國目前處于建設鼎旺時期,每年建成的房屋面積高達16~20億平方米,超過所有發達國家年建成建筑面積的總和,而97%以上是高能耗建筑,單位建筑面積采暖能耗相當于氣候條件相近發達國家的2~3倍。如此高速建設,如不開始注重建筑節能將直接加劇能源危機。我國的節能狀況落后,急需改革。相比70年代就已開始研究推行建筑節能技術的發達國家,我國建筑節能水平遠遠落后。因此建筑節能是我國建筑發展的必然趨勢,綠色建筑的發展,建筑節能設計的推進也迫在眉睫。
2.綠色建筑節能設計幾項原則
2.1節約能源,提高資源利用率
綠色建筑從其誕生的意義上來講,作為保護環境、節約資源的新時代產物,必須要達到高效利用資源,或開發新型可再生能源,因此引導設計師樹立生態節能的理念,合理節省和利用能源顯得尤為重要。
2.2尊重自然,保護環境
建筑的開發和使用會直接對周圍環境產生影響,綠色建筑設計應尊重自然、重視節能環保,從初始階段就開始全方位的考慮建筑與外部環境的關系,充分利用自然資源,根據地域的氣候和自然特點進行設計,并在設計中重點加強節能設計。
2.3以人為本,和諧發展
現代建筑設計追求使用舒適、無危害健康元素。綠色建筑的設計在保護環境,與環境相融合的同時要兼顧使用舒適度,比如考慮建筑的規模、通風、采光、隔聲、保溫、隔熱等因素,同時在視覺舒適感方面也要合理設計,并且應該具有較強的適應性、可變性,可持續發展,達到以人為本、和諧發展,健康、適用、高效的目的。
3.主要節能設計方法
在當前綠色建筑設計工作中存在一些現象,設計只是按規范條款逐項逐條的常規設計,或是邊做設計邊貼綠色標簽,甚至是先設計后貼標簽的機械式設計,這違背了綠色建筑設計的初衷。綠色建筑應是在設計的起始階段就植入綠色基因,簡言之就是“策略大于指標,內在優于外在,系統優于片段”2015年9月,在“綠色建筑設計與運營技術”論壇上,中國建設科技集團董事長修龍提出:“尋找適合當地自然和人文環境的建筑特色為追求,以自然節儉為設計策略,以常識為設計基點,以適宜的先進技術應用為手段,創造環境友好型的人居環境”是綠色建筑性能設計的重要體現。綠色建筑關鍵是節能,節能設計方法應遵循以下方法:
3.1綠色建筑整體設計
整體設計是綠色建筑設計的重要設計方法,該設計方法考慮到各個階段建筑所需要考慮的外在環境、內在環境的影響,以使得建筑實現延長建筑壽命的目的。整體設計法通過建筑選址、周圍環境布置和整體設計等方面來完成的。具體如下:
(1)合理的選址
隨著人口眾多,人均面積的減少,土地資源越來越珍貴,建筑要合理利用每一寸土地。建筑選址時要考慮當地的氣候情況、交通狀況、人文地理情況等,做到合理布局,同時又能使得建筑物通風和光線充足。
(2)周圍環境布置
建筑設計時要考慮到周圍環境,周圍環境對節能有著很大的影響,合理的布置周圍環境能夠避免能源浪費。比如合理的種植樹木、花草能夠有效保持土壤的濕潤和空氣的清新。合理的調配環境,能夠使得水資源合理循環利用,降低水的消耗,達到節約能源的作用。
(3)合理的整體設計
通常合理的整體設計能夠有效利用大自然能源如陽光、風、雨等來服務綠色建筑。整體設計在我國綠建上使用比較豐富,如我國南方地區夏熱多雨且風向為東南風,冬常常伴有有西北風,南方許多住宅小區層數較低的通常建于城市的南面,對于層高較高的高程建筑通常置于北面,這樣布置能夠實現冬季保溫和夏季清涼,有效的節約了能源。
3.2建筑圍護結構設計
建筑圍護結構是指建筑外圍的屋面、外墻、門窗等,通常圍護結構能夠對建筑內的空氣質量、溫度變化、光線質量、舒適程度等有一定影響,大量檢測結果證實,建筑圍護消耗能源占到建筑總能耗60%以上,對圍護結構實施保溫防護處理,投資約占能源價格的6%左右,但可節約能源達到35%。所以,合理的圍護結構節能設計能夠有效的提高綠色建筑節能效率。圍護結構的節能設計可以通過提高和改善圍護結構的熱工性能來實現,例如通過真空玻璃技術或外墻內、外保溫、復合保溫和外墻自保溫等形式提高外墻面的熱工性能;采用新型的屋面保溫材料和利用種植屋面來提高屋面的保溫隔熱性能;外遮陽對降低建筑能耗、提高室內居住舒適性有顯著的效果,遮陽方案的設計應該考慮太陽輻射強度隨地點、日期、時間變化的特點選擇最佳方案,調整遮陽的效果。另外,地面的熱工性能對室內氣溫也有較大的影響。良好的建筑樓地面構造設計,不但可以提高舒適度,還有利于建筑的節能。窗墻面積比也是影響建筑能耗的重要因素,其設定要兼顧保溫隔熱及采光等方面。
3.3綠色能源、綠色建材的應用
太陽能、地熱能、風能等作為無污染、可再生的清潔能源,不僅分布廣泛,而且對環境危害極小,是綠色建筑能源的最佳選擇,充分利用這些資源不僅可以保護環境,還能避免對不可再生能源的過度開發。例如,目前國內外經常采用的被動式采暖、太陽能熱水器、太陽能pv系統等都是充分利用這種綠色能源的結果。通過實現建筑自然通風、自然采光、土壤蓄熱蓄冷等來減少建筑制冷、采暖和照明的能耗量。綠色建筑設計應盡量做到建筑造型要素簡約,無大量裝飾性構件;建筑室內采用靈活隔斷,盡量減少重新裝修時的材料浪費和垃圾產生;同時盡量采用資源消耗低和環境影響小的建筑結構體系;建筑結構材料合理采用高性能綠色建筑材料。目前國內利用工業廢渣研制出來的高性能水泥,具有強度高、耐久性優異、環境負荷低等特點,且能大幅降低水泥熟料的用量。利用廢橡膠制成的橡膠混凝土也是一種新型的綠色建材,不僅具有良好的減震降噪、隔熱隔聲效果,還具有良好的延性與韌性。國內外綠色建材品種還有混凝土砌塊、加氣混凝土、紙面石膏板、GRC條板、硅鈣秸稈輕體墻板、噴涂聚脲彈性體、紙蜂窩石膏板隔斷墻等,設計師在進行設計時應該靈活采用。愷正如崔院士所說:1少拆除多利用,延長建筑使用壽命是最大的節能環保。2.少人工多天然,適宜技術的應用是應推廣的節能標準。3.少擴張多省地,節地是最長久的節能環保。4.少裝飾多生態:引導健康的生活方式是最人性化的節能環保。這幾句話總結了綠色建筑節能設計的關鍵所在。
4.綠色建筑案例
清華大學節能樓是我國首座節能樓,該節能樓運用了國內先進的節能設計,多項設計在國際上都占有領先地位。比如,該節能樓內部的水循環系統,布置科學合理,不僅供給了水源,更巧妙的降低室內溫度,起到了空調的作用效果,實現節約能源30%以上;該節能樓運用的綠色建筑整體設計、圍護結構合理設計、綠色能源利用設計等,綜合體現了節能環保的主題。同時該節能樓的人性化設計,如自動開關電源感應、雨水自動收集系統等,有效地利用了現代高科技和自然資源,該節能示范樓是綠色建筑節能設計的典范,有待后人觀摩學習并改進。
5.結語
綠色節能設計為建筑設計增添了新的設計理念,它以節能、環保的雙重概念重新定義了建筑類型。綠色節能設計遵循著低環境效應、以人為本、和諧發展和舒適清新的可持續發展原則,對建筑進行設計,本論文結合了整體設計方法、建筑圍護結構設計法和充分利用可再生能源設計法,闡述了綠色建筑設計的實現途徑,并引用綠色建筑實例,體現了當今綠色節能建筑的優越性。綠色節能設計作為一種新的設計思維,必將在未來建筑設計中廣泛運用,同時綠色節能設計還需要進一步拓展,以實現為人類社會創建美好的生存空間。
作者:秦曉梅 單位:山西省晉中市建筑勘察設計院
第二篇:綠色建筑與建筑節能設計
隨著社會經濟的快速發展和城市化建設水平的不斷提高,我國的建筑行業發展迅速,取得了輝煌的成就,但與此同時,建筑行業面臨的市場競爭越來越激烈,如何提高自身的競爭力,已經成為建筑企業關系的重要問題,而發展綠色節能建筑是提高市場競爭力的一個重要手段,并且隨著人們生活水平的不斷提高,人們對生活環境提出了更高的要求,再加上國家建設資源節約型和環境友好型社會的號召,發展綠色節能建筑也是建筑行業順應時展潮流的必然選擇。鑒于此,本文對這一課題的研究具有十分重要的現實意義。
一、綠色建筑與建筑節能綜述
建筑行業屬于一個高耗能的行業,并且建筑業消耗的能源大部分都是不可再生的。目前建筑業的快速發展,進一步加劇了我國資源緊張的情況,并且對環境的污染程度也非常嚴重,因此,發展綠色節能建筑勢在必行。在進行綠色建筑與建筑節能設計這個課題研究之前,我們首先來看一下兩者的具體含義。所謂的綠色建筑就是指在建筑全壽命周期內,將資源的耗用量降到最低,并可以減少污染,保護環境,為人們提供舒適、便捷、高質量的居住空間的建筑物,綠色建筑建設的最終目的就是實現經濟效益、生態效益和社會效益的統一。建筑節能就是指在建筑全壽命周期內,通過各種有效的節能技術和措施將建筑的耗能量降到最低。總之,在當前的社會發展形勢下,發展綠色節能建筑是建筑行業發展的必然趨勢。
二、綠色建筑的評價標準和要求
(一)綠色建筑的評價標準
綠色建筑和節能建筑是一個不同的概念,綠色建筑是節能建筑的發展和進步,意義遠遠大于節能建筑。《綠色建筑評價標準》是以綠色建筑作為評價對象,用星級綠色建筑評價標識來評估建筑物綠色節能性的一個評價體系,這一標準體系的實施,將綠色建筑的概念具體化,推動了綠色建筑真正的走入實踐,對綠色建筑的發展起著非常重要的作用。
(二)綠色建筑評價的要求
綠色建筑評價包括以下幾個方面的要求:1.節地與室外環境。節約土地資源是綠色節能建筑的基本要求,對于這部分的要求主要包括建筑對自然環境的影響、建筑場地的選著、廢棄場地的利用等方面。2.節能和能源利用。這部分的要求是最大限度的提高建筑物的綜合節能效率和可再生資源的利用率。3.節水和水資源的利用。這一點要求建筑單位要綜合利用各種有效的措施來提高水資源的利用效率,如雨水收集裝置、廢水再利用裝置等。4.節材和材料資源的利用。這一點要求主要是指提高建筑材料的使用效率,充分利用可再生的建筑材料,減少高能耗建筑材料的使用的比例等。5.室內環境質量的要求。建筑的主要目的就是為人們提供一個良好的居住環境,特別是優質的室內居住環境,對于室內環境的要求主要是采光、通風、抗噪聲能力等。6.運營管理的要求。對于這個方面的要求就是指正確處理用戶、建筑和自然環境這三者之間的關系,達到人與自然的和諧統一,提高用戶的滿意度。
三、建筑節能的主要方式和基本特征
在狹義上來說,建筑節能設計的方式主要分為兩個方面:一方面,主動式節能設計方式。主動式的節能方式就是指在建筑的運營階段由于使用了高能效的設備而使建筑用能減少。另一方面,被動式節能設計方式。這種方式是指將建設設備之間去除,而是利用現有的自然環境來達到降低建筑耗能目的的節能方式。這兩種節能方式都可以有效的減低建筑耗能量,但各自所使用的措施有所不同。另外,在建筑節能設計時,還需要特別注意兩個方面的特征:一是充分考慮地域性差異,二是提高對過程控制的重視程度。在建筑節能設計中需要充分考慮地域性差異,主要是因為在不同的地區,由于各種外在環境的不同,使認人們的生活方式也存在很大的不同,從而對建筑的形式也提出了不一樣的要求。過程控制的主要目的是在滿足人們基本要求的基礎上盡量將耗能控制到最低的水平。
四、綠色建筑節能設計存在的問題以及建筑節能技術措施
(一)綠色建筑節能設計中存在的主要問題
目前,雖然建筑行業已經認識到發展綠色節能建筑的重要性,但是,在實際的建筑節能設計中還存在很多問題,嚴重降低了建筑節能的水平,這些問題主要表現在以下幾個方面:
1.很多設計師缺乏良好的設計習慣,仍然沿用傳統的建筑設計理念和思路,缺乏對綠色建筑節能設計的主動性,只是硬性的將綠色建筑節能技術進行拼接,而沒能很好的考慮各種技術的實用性和可行性,從而導致整體的建筑節能設計質量較差。
2.在設計綠色節能建筑時,很多設計師存在對高效能設備盲目疊加的問題,導致設備投入的數量和建筑實際所需要的服務不相匹配,甚至還會出現耗能增加的情況。
3.很多設計師在設計的過程中缺乏對當地地域特色和氣候環境等因素的思考,導致建筑物出現千篇一律的情況,并且和當地的氣候條件不協調,在這種情況下,根本不可能出現高質量的綠色節能建筑。
(二)綠色建筑節能技術措施
1.重視對太陽能的利用。將太陽能資源運用在建筑當中,具有十分重要的意義,可以有效提高建筑的節能性。太陽能是一種清潔可再生的能源,不僅資源豐富,并且對環境不會產生任何污染。目前,對太陽能的利用主要有兩種形式,即太陽能集熱板集熱和太陽能光伏發電,隨著技術的不斷發展和進步,這兩種技術都得到了一定的應用。
2.冰蓄冷中央空調系統。這種技術主要是在用電低峰期將冷量以冰的形式儲存起來,這樣可以減少在用電高峰期的用電量,從而可以節省大量的電費。另外,變頻技術的應用也十分重要,變頻技術的應用可以將建筑物的整體節能效果提升到35%左右,應用在空調系統當中具有重要意義。同時,還可以考慮使用輻射制冷供暖系統加置換式通風系統,這個系統屬于一種全新的空調方式,不僅可以為人們提供更加的舒適的居住環境,使室內空氣清潔,并且還具有良好的節能效果。
3.利用地源熱泵技術。在綠色節能建筑當中,地源熱泵技術的應用非常重要,這個系統不僅為整個建筑制冷供暖,而且還要為用戶提供熱水,如果使用常規系統的話,會消耗大量的能源,但是使用地源熱泵所消耗的能源僅為常規系統的30%左右,因此,重視對地源熱泵技術的應用是十分必要的。
五、結語:
總而言之,建筑行業作為一個高耗能、高污染的行業,加強綠色節能設計至關重要,不僅有利于為人們提供一個優質的生活環境,而且有利于推動建筑行業的可持續發展。因此,建筑行業應該進一步提高對綠色節能建筑的重視程度,積極利用各種先進的技術手段和措施來提高建筑的使用效能,只有這樣,才能實現三個效益的統一,促進我國建筑行業更快更好的發展。
作者:王宵陽 單位:長春建筑學院
第三篇:綠色建筑節能設計發展與應用
1綠色建筑及綠色建筑節能設計的內涵
綠色節能建筑不僅具有綠色建筑的特征,還有節約能源、節約資源的功能。綠色建筑節能設計是一種嶄新的設計理念,它強調使用本地材料,符合當地自然環境,體現地域文化特色。隨著資源環境問題的日益突出,綠色建筑節能設計是現代建筑設計的發展趨勢,被廣泛應用于建筑設計的各個領域。綠色建筑有三大要素及三大益。
2綠色建筑節能設計的基本原則
2.1和諧原則
這是進行綠色建筑設計的首要原則,在進行綠色建筑節能設計的時候要全面的考慮到施工對于四周環境的影響,在詳細把握和了解施工場地各種自然條件、社會條件的基礎上開展綠色節能設計,保證建筑物的性能固然重要,但是同時不能忽略施工場地的生態環境,要對其進行保護,謀求工程施工與自然環境的和諧統一。
2.2節約原則
節約原則力求通過最少的成本投入換取工程施工的最大回報,具體來說就是在進行綠色建筑設計的時候盡可能就地取材,建筑材料最好要從施工當地選取,將建筑材料的功效發揮到最大,節約能源資源,降低能源消耗,實現建筑施工各方面的效益。
2.3舒適性原則
人們的收入水平實現了質的飛躍,無論是生活環境,還是工作場所,人們都希望它們是舒適的,這樣會愉悅人們的身心,提高工作效率,因此,高層建筑在建造的時候要想到這一點,提高室內和室外環境的舒適程度,這就需要利用發達的科學技術,在高層建筑的通風、采光、供暖等各個方面下足功夫,為居民提供一個舒適的生活環境,在正式的施工過程中要使用無污染的施工材料,不要使用那些沒有質量標準的材料,這樣會造成大量的浪費和污染。
3綠色建筑節能設計的方法策略
3.1綠色建筑整體設計
對于綠色建筑設計來說,其最為關鍵的一個環節就是對建筑的整體設計,而且實現建筑節能環保的重要切入點也是做好對建筑物整體的設計,一旦在進行建筑選址的時候發生些許的錯誤,當建筑物建成之后就會帶來諸多的麻煩甚至是難以估量的損失和后果,所以,在進行綠色建筑整體設計的時候要遵循科學合理的原則,從建筑物的選址、外部環境設計以及建筑整體設計等幾個方面著手,力求實現建筑物的節能環保。
3.1.1選擇合理的建筑地址。
雖然我國幅員遼闊,土地資源總量在世界范圍內屈指可數,但是由于我國的人口數量較多,所以人均土地資源占有量是很少的,同時,農業用地和工業用地之間的矛盾也越來越突出和尖銳,對此,在進行建筑選址的時候要注意到對土地資源的合理利用,加大對自然資源的最大化利用,對建筑物的朝向和規模進行合理的安排,在采光、通風方面做到最好。
3.1.2合理進行外部環境設計。
影響建筑物能源消耗量的不僅僅是建筑本身及其構件,附近的環境也是不容忽視的影響因素,舉例來說,如果能夠將一定數量的植被、花草或者水體布置在建筑周遭,將會實現對環境的美化,減輕熱島效應帶來的不利影響,對此,設計單位應該加大建筑施工區域的植被覆蓋率,為了加大對雨水的回收利用,應該設置儲水池,實現人與自然的和諧發展,為居民創造一個宜家宜居的生存環境。
3.1.3科學進行建筑整體設計。
在綠色建筑設計時,要充分利用夏季主導風向、避免冬季不利風向。
3.2綠色建筑圍護結構設計
門窗、屋頂以及墻壁是建筑物圍護結構的主要組成部分,圍護結構主要負責對建筑物的保溫與隔熱,并且對建筑物的能源消耗量、室內的環境質量、房屋的舒適程度等各個方面有著直接的影響。實際數據證明,建筑物外墻的能源消耗量占到整個建筑物能源消耗量的百分之四十,而改善各種維護結構的節能性能占總投資額的百分之五,節約能源可以占到百分之三十的比例。不難發現,綠色建筑設計中,對圍護結構保溫隔熱性能的投資,完全可以從節約能源所獲收益中得以補償??梢愿鶕ㄖ墓δ堋⒌乩砦恢玫冗x擇圍護結構隔熱,利用材料的熱惰性加強墻體的蓄熱性,以增加圍護結構向室內傳熱的延遲時間,將室內表面最高溫度出現時間與建筑使用時間錯開。
3.3充分利用可再生能源
實現對可再生資源的最大化利用是建筑綠色設計中重要措施之一,在以太陽能、風能和潮汐能為代表的各種清潔無污染能源的利用之下,建筑就自然而然的實現了節能減排的目的,最近幾年,隨著科學技術的進步,太陽能的功能得到了更為普遍的應用和推廣,這種能源集美觀性、實用性、成本低、無污染等各種優點于一身,光和熱在太陽能的使用之下都不成問題。人們的日常生產生活離不開電力,我們可以利用太陽能發電,為發電機提供動力,將太陽能的自然光用來室內照明和路面照明,可以實現對冷水的加熱,所以自然能源可以更好地節約資源,保護環境。例如:太陽能供暖利用太陽能轉化為熱能,通過集熱設備采集太陽光的熱量,再通過熱導循環系統將熱量導入至換熱中心,然后將熱水導入地板采暖系統,通過電子控制儀器控制室內水溫。在陰雨雪天氣系統自動切換至燃氣鍋爐輔助加熱讓冬天的太陽能供暖得以完美的實現。春夏秋季可以利用太陽能集熱裝置生產大量的免費熱水。
3.4立體綠化和建筑設計相結合
就目前來講,城市發展中面臨的主要問題之一就是人均土地資源占有量不足,建筑物的密度過大超出了城市的承受能力,這不僅不能夠促進城市的發展與進步,反而會阻礙城市的持續性發展和快速進步,對此,將立體綠化與建筑設計相結合是改變這種現狀的根本舉措,例如,可以在建筑物的頂部建造花園,并種植花草等具有觀賞性的植被,一方面緩解了熱島效應,另一方面可以發揮欣賞價值。
4結束語
總結全文,綠色建筑旨在引導人在日常生活中時時刻刻與自然和諧相處,與自然共同發展,建筑行業賦予建筑設計以綠色、環保理念也是大勢所趨,因為綠色設計不但能節約能源資源,而且能夠保護自然生態環境,順應了低碳環保理念,在我國推廣建筑綠色設計更是勢在必行。因此,在建筑的實際設計與施工中,我們要加強對綠色設計的重視,不斷提升綠色設計在建筑設計中的地位和比例,創新設計,實現建筑工程與自然的和諧與統一,做好建筑的結構設計,使用先進的無污染的施工材料,保證建筑的設計與施工質量,并促進建筑行業的可持續發展。
作者:黃帆 單位:秦皇島市建筑設計院
第四篇:建筑整體節能設計與綠色建筑分析
據統計,我國是每年建筑數量增長速度最快的國家,同時也是碳排放比重較高的國家之一,我國每年新增建筑能源年消耗量占據總能耗的三分之一左右。具體到大型商業建筑,其用電量及能耗消耗量是普通建筑的十幾倍。因此,大型商業建筑整體節能設計普遍受到社會各界關注。
一、大型商業建筑能耗基本概況
進入新的發展時期后,我國大型商業建筑,如商場、寫字樓、大型酒店賓館等在規模上不斷增加,商業建筑在面積上已經占據了我國建筑總面積的30%。大型商業建筑的能耗來源主要是動力系統、空調系統、供水系統及照明系統等,結合2010年我國建筑節能的相關研究報告顯示,商業建筑中空調系統能源消耗占據其總能耗的50%-60%,而其運轉設施設備,如電梯、照明等環節的能耗也占據了近50%左右的比例。從中可以看出,大型商業建筑如開展整體節能設計,具有極為廣闊的節能前景。
二、大型商業建筑整體節能設計的方法措施
大型商業建筑節能應貫徹從里到外的節能設計,在外墻節能上可以采用輕集料材質的混凝土,設置棉保溫層;在天窗及玻璃幕墻上,可以選用雙層中空的玻璃;在建筑物的屋頂上,可以采用玻璃與保溫金屬板結合的方式,在玻璃天窗上設置釉點吸收太陽輻射。此外,需要注意的是,大型商業建筑的節能設計不能僅僅局限于建筑物外墻及其保溫層的處理,而要涵蓋建筑物內部及外部系統、地上及地下空間,實現大型商業建筑的整體節能設計。
(一)大型商業建筑空調系統的節能設計方法
1.空調系統自動控制
大型商業建筑空調系統的自動控制指的是建筑物的中央空調,通過將商業建筑的空調控制與建筑物的運行狀況加以計算機聯網,能夠實現建筑物空調系統與其他建筑物設備的同步運行,在確保建筑物溫濕度平衡的基礎上,可以通過空調系統的自動控制,做到對能源的有效節約。大型商業建筑中央空調系統的自動控制涵蓋了制冷供暖的主機控制、冷熱水泵的控制、冷卻井、塔的控制、附屬設施,如空調機組及風機機組的控制等。
2.模糊變頻控制
大型商業建筑模糊變頻控制系統主要是針對建筑物的主機房及其各種能耗設施的節能控制。在商業建筑的空調系統能源消耗中,冷凍機房的能耗占比達到50%左右,因此,模糊變頻控制技術應用于大型商業建筑節能設計中,其節能效果十分突出。
(二)大型商業建筑照明系統節能設計方法
1.照明自動控制
在建筑物能源消耗中,照明環節的能耗在建筑物電能總能耗中占比30%,因此,優化設計大型商業建筑的照明系統,可以很大程度上減少照明電能消耗。在照明自動控制上,主要是對建筑物的燈光啟停進行智能調控,一方面保障建筑物照明滿足照度要求,另一方面又能使建筑物燈光照明系統更加節能。在照明自動控制的實現方式上,主要是根據建筑物的照度需求,對建筑物燈光進行自動啟閉,并合理調整照度強弱。
2.使用節能燈具
在建筑節能設計實踐中證實,在不構成對建筑物照明效果影響的基礎上,對建筑物燈具進行更換,選用節能燈具,能夠極大地提升建筑物節能效果。涉及到大型商業建筑時,可以選用LED燈,熒光燈、T5燈具等,促進建筑物電能節約。此外,在商業建筑節能燈具的選擇上,一定要嚴格挑選質量及安全性較好的燈具類型,以便減少燈具后期維保成本。
(三)大型商業建筑電氣系統節能設計方法
1.提高建筑電力設備的質量
大型商業建筑中存在的無功功率較大的設施設備,外加各種諧波影響,會使大型商業建筑出現電能損耗現象。通過實踐檢驗證明,提高建筑物電力設備質量,加裝電力設備的改進裝備,能夠達到10-15%左右的節能率。而相應的建筑物電力的改進設備,可以在配電房中設置,安裝便捷,不會對商業建筑各項功能的使用構成影響。
2.扶梯自控技術
大型商業建筑中扶梯眾多,在扶梯的入口可以借助安裝客流感應設備的形式對扶梯荷載進行感應,無人搭乘時可以自動停運。在扶梯的運輸周期完成時,如無顧客搭乘,也可以進行自動停運。在扶梯的啟動及停止過程中,要保持勻速,啟動時緩慢增加速度,停止時逐漸減緩速度,以有效地保持電能,通過對扶梯采用自控技術,可以使建筑物達到20%-50%左右的節能效率。
3.電梯節能技術
在大型商業建筑節能設計中,電梯節能技術也是提高建筑物電能使用效率的重要技術措施,電梯節能主要借助變頻調速器,對電梯的速度進行有效調節。此外,由于電梯在運行過程中,其對稱重物塊和電梯轎廂之間會產生機械能,通過將機械能收集儲存到電梯變頻電容中,可以借助能量轉換器將這部分電能返回到電網系統中,從而達到電能節約的效果。經相關研究證實,大型商業建筑中電梯的運行速度設置的越快,建筑的樓層數量越多時,電梯的電能消耗就越少,相應的返回電量就越多。
三、大型商業建筑的發展趨勢——綠色建筑
現階段,在綠色建筑建設領域,我國中央及地方政府陸續出臺了一些政策及法規,如《綠色建筑設計規范》等,對綠色建筑的設計重點、評價指標等進行了細化。作為大型商業建筑而言,由于其占據較大的占地面積,在建筑功能上趨于多樣,各項能源消耗數量龐大,在建造大型商業建筑時,采用綠色建筑理念及設計方法勢在必行。大型商業綠色建筑的基本要求包括以下幾點:
(一)將建筑節能作為設計核心
在“四節一環?!崩砟钐岢龊螅G色建筑設計得以較快發展,其突出特點就是更加強調土地、水源、材料及能源方面的合理優化,將節能設計作為綠色建筑的主要特征。大型商業建筑應在天窗、幕墻、采暖制冷系統等方面貫徹節能這一基本前提,將節能作為大型商業綠色建筑的設計核心。
(二)將低耗系統作為設計關鍵
大型商業綠色建筑是將可再生能源作為能耗系統設計的關鍵,如充分借助風能、地能及太陽能等,結合商業建筑的具體位置及功能,合理選用綠色建筑技術。在綠色建筑設計環節,各類能源循環系統的低耗設計是重中之重?,F階段研發使用的變頻技術。變風量系統、節能照明燈具等,既有效降低了建筑能耗量,由改善了建筑的舒適程度。
(三)將綠色材料作為設計手段
綠色建筑秉承了促進能源、環境、居住者等各方的和諧持續發展理念,因此,在設計手段上通常采用綠色節能環保材料,以有效減少能源消耗。例如,選用具有防水、隔熱、保溫等多種功能于一體的建筑墻體材料,使用強度及標號較高的混凝土、安裝具備溫濕度調節及毒害射線屏蔽能力的新型玻璃等。
四、結語
大型商業建筑在我國建筑類型中的占比越來越高,在我國提倡節能減排的新的建筑發展階段,作為大型商業建筑設計而言,一方面要分析其具體的能耗消耗占比情況,找出能源耗費較多的部位,另一方面要著重采用整體節能設計的方式,從建筑物的外觀,到內部各個系統進行全方位的節能設計,使大型商業建筑逐步向綠色建筑轉化發展。
作者:杜加明 單位:長春建筑學院