楊 波
(山西省交通規(guī)劃勘察設(shè)計院,山西 太原 030012)
目前我國綠色建筑評價標(biāo)準(zhǔn)針對居住建筑和公共建筑,雖然地下商場在功能應(yīng)用方面與地面商場有相同的特點,但由于其處在地下,人流量大,對室內(nèi)空氣質(zhì)量以及采光條件等方面要求較地面商場更高,通常評價標(biāo)準(zhǔn)中所規(guī)定的日照、遮陽、植被綠化、雨水滲透等與室外環(huán)境相關(guān)的指標(biāo)并不適用于地下商場的評價,由于地下商場所處位置被巖石土壤所圍,這一特征決定了其內(nèi)部相較于地面商場在通風(fēng)、采光、余熱余濕及空氣污染物的排除等方面存在著一定的困難,需要對這些問題采取針對性的處理,設(shè)置相應(yīng)的暖通空調(diào)系統(tǒng)、照明采光系統(tǒng)等一些人工手段來保障室內(nèi)環(huán)境的舒適。又因其所處環(huán)境被土壤所包圍,可以利用土壤巨大的蓄能特性實現(xiàn)冬暖夏涼,這也是地面商場所不能比擬的優(yōu)勢。當(dāng)前地下商場規(guī)模日益擴大,為了保障地下商場能夠達到綠色建筑的標(biāo)準(zhǔn),因此應(yīng)當(dāng)針對地下商場進行綠色建筑評價分析。
地面商場與地下商場的空調(diào)負荷的構(gòu)成是相同的,都是由圍護結(jié)構(gòu)負荷、設(shè)備負荷、人員散熱與散濕負荷以及新風(fēng)負荷組成。但是其各自所占的比例卻與地面商場有所差異。由于土壤具有一定的蓄熱性,使得土壤全年溫度都較為恒定,根據(jù)測定10 cm深的土壤溫度比該地區(qū)的全年平均氣溫高1 ℃~2 ℃,且不受季節(jié)影響[2],地下商場空調(diào)負荷比地面商場要小。
地下商場圍護結(jié)構(gòu)不受太陽輻射影響,所處土壤環(huán)境溫度也較為穩(wěn)定,由于土壤具有一定的蓄熱作用,使得夏季地下商場所處地溫要低于同期室外空氣溫度,冬季地下商場所處地溫要高于同期室外空氣溫度。而地下商場保溫隔熱特性強于地面商場,所以圍護結(jié)構(gòu)所占負荷比重較小。
地下商場主要能耗包括:采光能耗、空調(diào)能耗、動力能耗。根據(jù)徐州時尚大道地下商業(yè)街的能耗進行了測量,年耗能的最大份額是照明,占45%;第二位是空調(diào)能耗,占44%;電梯及其他能耗占11%[3]。對于地下商場,無論室外氣候如何,只要正常營業(yè),室內(nèi)就必須開燈,因此其照明負荷要明顯大于地面的同類建筑,且照明負荷相對穩(wěn)定。
地下商場中,人流密度較大,人體散熱散濕量也較大,而地下商場的自然通風(fēng)量要明顯小于地面商場,地下商場外圍護結(jié)構(gòu)不直接受太陽輻射的影響,以致其內(nèi)部環(huán)境相對潮濕。夏季室外空氣溫度高于地下商場空間溫度,室外空氣進入后,溫度下降室內(nèi)相對濕度升高,若此時壁面溫度低于室外空氣露點溫度,壁面還會發(fā)生結(jié)露現(xiàn)象,加之夏天雨季來臨,室外空氣相對濕度較大,地下商場的封閉性強,通風(fēng)率較低,室內(nèi)空氣流動性差,使得地下商場的潮濕現(xiàn)象更為嚴(yán)重。為使地下商場空氣流動性好,不給顧客造成憋悶、潮濕的感受。所以地下商場需增加新風(fēng)量,新風(fēng)承擔(dān)的負荷也較大。
綜上所述,地下商場相較于地面商場而言,內(nèi)擾對負荷的影響要明顯大于外擾對負荷的影響。圍護結(jié)構(gòu)所占負荷較小,照明采光,新風(fēng)負荷所占比重較大。
對地下商場與土壤直接相接觸的部分采取保溫隔熱措施,防止壁面出現(xiàn)結(jié)露現(xiàn)象以及熱量的損失。在淺埋地下商場的頂板及墻面設(shè)高效保溫隔熱層(如聚苯乙烯、巖棉板等),或在地面覆土種植以增強圍護結(jié)構(gòu)的保溫隔熱性能[4];采暖與非采暖區(qū)域的隔墻也要采取一定措施進行保溫隔熱。
1)首先確保各房間場所照明采光功率密度值不能低于國家現(xiàn)行要求,由于顧客從自然光的環(huán)境進入到處于人工光環(huán)境的地下商場后,會在視覺上產(chǎn)生明顯的反差,為了不使顧客產(chǎn)生陰暗的感覺同時為了烘托氣氛[5],地下商場的平均照度可適當(dāng)提高??梢詫Φ叵律虉鋈炜土髁糠謺r段進行統(tǒng)計,根據(jù)統(tǒng)計結(jié)果,對照明采光系統(tǒng)采取分時段分區(qū)域控制,在保證不同區(qū)域使用要求的照度和宜人的光照環(huán)境下達到節(jié)能要求。
2)合理設(shè)計建筑形式,盡可能采取一些能使地上與地下空間進行光環(huán)境過渡的建筑形式,諸如半地下建筑開窗、地下建筑采光井、天窗、采光廊、采光中庭、下沉式廣場或庭院等,運用先進采光技術(shù)以及各種高效導(dǎo)光系統(tǒng)設(shè)施,實現(xiàn)照明系統(tǒng)人工智能化,充分利用自然光,將天然光線引入地下,改善地下空間光照環(huán)境。
1)由于地下商場終年不見陽光,季節(jié)感和時刻感較為淡薄[6],應(yīng)重視地下商場物理環(huán)境和生理環(huán)境品質(zhì)的改善,適當(dāng)提高溫濕度標(biāo)準(zhǔn)。在空氣品質(zhì)方面,應(yīng)根據(jù)地下商場功能要求,采取自然與人工手段相結(jié)合的方法和措施,達到商場內(nèi)的溫度、濕度要求,保證空氣環(huán)境的清潔度和氧含量,控制二氧化碳、一氧化碳、氡濃度以及細菌含量和其他有害化學(xué)物質(zhì)在允許范圍內(nèi),消除異味,并適當(dāng)提高空氣中負離子濃度。
2)采取防潮除濕措施。由于地下商場墻體結(jié)構(gòu)表面的水分散濕和滲透,室外潮濕空氣進入以及室內(nèi)環(huán)境及濕源形成的水分蒸發(fā),應(yīng)特別做好內(nèi)外防排水,對圍護結(jié)構(gòu)采用防水材料,如采用防水混凝土自防水結(jié)構(gòu)。而對于室內(nèi)濕源及通風(fēng)帶入的散濕問題,可以對外出入口設(shè)置空氣幕[7],抵擋室外空氣進入商場。對于封閉開放性水源,采取加強水源管理等措施[8]。根據(jù)地下商場的特點利用自然通風(fēng)和機械通風(fēng)的方式,使新風(fēng)承擔(dān)部分濕負荷,選擇合適的冷卻除濕設(shè)備達到降低濕度的目的。
3)地下商場內(nèi)的公共小空間,由于環(huán)境密閉,無法像地面建筑通過自然滲流等方式達到通風(fēng)效果,因此需設(shè)置獨立的進排風(fēng)系統(tǒng)[9]。
4)合理設(shè)計建筑形式,優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu),實現(xiàn)地下建筑的自然通風(fēng)。
對于地下商場所處環(huán)境封閉性的特點,其不易受到外界噪聲影響,但是自身產(chǎn)生的噪聲也不易傳播出去,建筑材料的吸聲效果較差,這些因素直接導(dǎo)致地下商場中的噪聲較大。這就要求采取適合地下商場的方式來控制和消除噪聲。
1)加強余熱回收技術(shù)的使用。地下商場即使在冬季室內(nèi)余熱也較大,由于其新風(fēng)引入量較大,所以其排風(fēng)量也大,排風(fēng)中包含的熱量較多。在發(fā)揮地下結(jié)構(gòu)保溫隔熱性能的同時,利用轉(zhuǎn)輪換熱器,中間熱媒式換熱器及熱管換熱器等熱回收器進行排風(fēng)熱回收,采用余熱回收技術(shù)夏季回收冷量,冬季回收熱量,充分利用能源。利用地下空間內(nèi)照明電器、人體和機械設(shè)備運轉(zhuǎn)散發(fā)的熱量取暖,能夠有效降低空調(diào)系統(tǒng)供暖負荷。
2)地下商場采用地源熱泵系統(tǒng)進行空氣調(diào)節(jié)。應(yīng)充分利用土壤蓄熱能力,且地下商場有足夠深的空間可以滿足地埋管的敷設(shè),相較于傳統(tǒng)空調(diào)系統(tǒng)需要冷卻塔、鍋爐、機房等占用大量空間的設(shè)施,地源熱泵系統(tǒng)更適合地下商場[10]。
3)地下商場處在一個相對恒溫恒濕的環(huán)境中,負荷比地面商場小,內(nèi)部環(huán)境穩(wěn)定,空調(diào)過渡季較長,空調(diào)系統(tǒng)宜采用全新風(fēng)狀態(tài),以達到節(jié)能目的。
由于地下商場本身具有節(jié)約土地資源的特性,但是由于地下商場構(gòu)造方面的特殊性,使得其具有不可逆性的特點,加之其建筑構(gòu)造對于采光通風(fēng)方面的影響巨大,因此,在地下商場的建筑設(shè)計規(guī)劃方面應(yīng)予更嚴(yán)格的要求。也因其所用材料具有永久性和不易拆卸性,這就要求材料質(zhì)量的強度方面要優(yōu)于地面商場。
針對地下商場特點做出的綠色建筑評價分析,將有助于解決地下商場在規(guī)劃、設(shè)計、施工、運營等階段出現(xiàn)的問題,提出的一些針對性的建議比一般性的綠色建筑評價標(biāo)準(zhǔn)在更明確的環(huán)境角度下為地下商場的設(shè)計運行設(shè)立了目標(biāo)和標(biāo)準(zhǔn),使得地下商場能在現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)的節(jié)地、節(jié)水、節(jié)材、節(jié)能、環(huán)境保護等方面進行更合適準(zhǔn)確的設(shè)計,以此達到真正意義上“綠色”的地下商場。