張惠玲,蘆麒元
(1.中國(guó)市政工程?hào)|北設(shè)計(jì)研究總院有限公司,吉林 長(zhǎng)春 130021;2.吉林省城鄉(xiāng)規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院,吉林 長(zhǎng)春 130000)
隨著綠色建筑節(jié)能減排理念的進(jìn)一步深入,衍生出了被動(dòng)式超低能耗綠色建筑關(guān)鍵技術(shù),該技術(shù)的提出,順應(yīng)了嚴(yán)寒地區(qū)建筑節(jié)能發(fā)展的新思路與新方法。被動(dòng)式超低能耗綠色建筑關(guān)鍵技術(shù)的應(yīng)用,可在沒(méi)有主動(dòng)的采暖與空調(diào)系統(tǒng)的條件下,就能夠維持室內(nèi)舒適的環(huán)境。具體是對(duì)當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件與自然特征進(jìn)行利用,結(jié)合具有良好性能的圍護(hù)結(jié)構(gòu),及高效的新風(fēng)系統(tǒng),對(duì)可再生能源進(jìn)行充分利用,從而建造出低能耗的建筑,這樣的建筑物不僅具備良好的質(zhì)量,還具備較長(zhǎng)的使用壽命。
被動(dòng)式超低能耗綠色建筑關(guān)鍵技術(shù)的設(shè)計(jì)建造基本原則為:被動(dòng)優(yōu)先,主動(dòng)優(yōu)化。關(guān)于設(shè)計(jì)工作的開展,需要堅(jiān)持性能化與一體化的原則,立足于不一樣的氣候環(huán)境與地理環(huán)境,在不一樣的氣候地區(qū),在符合建筑美學(xué)、建筑使用功能、建設(shè)成本等基礎(chǔ)上,結(jié)合不一樣的自然資源、氣候條件等,來(lái)科學(xué)合理地設(shè)計(jì)建筑,以此減輕建筑對(duì)能源設(shè)備與環(huán)境的依賴程度,達(dá)到節(jié)能降耗的目的。當(dāng)前關(guān)于嚴(yán)寒地區(qū)被動(dòng)式超低能耗綠色節(jié)能新技術(shù)的應(yīng)用主要應(yīng)注意以下幾點(diǎn):
(1)對(duì)建筑的外墻外圍機(jī)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì),例如吉林建筑大學(xué)城建學(xué)院,該建筑就應(yīng)用了被此項(xiàng)技術(shù),借助外墻外保溫、外遮陽(yáng)、中空Low-e 玻璃外窗保溫等方式,以此來(lái)將氣候環(huán)境對(duì)建筑室內(nèi)生活居住造成的影響進(jìn)行大大降低,使其在無(wú)其他供暖與制冷措施的情況下,依舊保持人體感知舒適的溫度,從而在極大程度上降低建筑物供暖與制冷方面的能源消耗。
(2)有效地利用了太陽(yáng)光、植被、風(fēng)力等自然條件,借助一系列優(yōu)化設(shè)計(jì)與規(guī)劃,使建筑物能夠減少機(jī)械設(shè)備的使用,降低能耗,還能夠符合建筑物降溫、采光及供暖的需求。
(3)充分利用地源熱泵,土壤源作為一種最為生態(tài)和清潔的能源,建筑企業(yè)可對(duì)地球表面淺層的地?zé)崮茉促Y源進(jìn)行充分利用,從而實(shí)現(xiàn)建筑物的制冷與供暖,大大降低建筑的能源消耗。
(4)有效地監(jiān)測(cè)與控制建筑物的各項(xiàng)指標(biāo),待建筑物建設(shè)完成后,被動(dòng)式超低能耗綠色建筑關(guān)鍵技術(shù)可對(duì)建筑物的舒適性、運(yùn)行過(guò)程中的能源消耗、土壤溫度變化情況、太陽(yáng)能系統(tǒng)參數(shù)等進(jìn)行監(jiān)測(cè),從而有利于相關(guān)部門進(jìn)一步優(yōu)化建筑的功能系統(tǒng)能效,從而確保建筑物的節(jié)能優(yōu)勢(shì)。
對(duì)于嚴(yán)寒地區(qū)建筑的節(jié)地措施,建筑企業(yè)需要結(jié)合建筑工程的具體情況及專業(yè)人員的經(jīng)驗(yàn),對(duì)室外道路、停車場(chǎng)及廣場(chǎng)的占地面積進(jìn)行合理規(guī)劃,通常透水混凝土面積占整個(gè)建筑工程總面積的10%,植草磚面積占5%,綠地面積占35%。因?yàn)閲?yán)寒地區(qū)氣候寒冷,且全年有一半為冬季,所以不建議選擇屋頂綠化措施,應(yīng)選擇鋪貼式墻體綠化、植物攀爬式墻體綠化。
(1)建筑規(guī)劃與設(shè)計(jì)。對(duì)于這一環(huán)節(jié),建筑企業(yè)應(yīng)結(jié)合當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件和建筑工程現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境特征,對(duì)自然環(huán)境進(jìn)行有效的利用,營(yíng)造出舒適的建筑室內(nèi)氣候,在極大程度上減少各種電子設(shè)備的使用率;同時(shí),建筑的設(shè)計(jì)與規(guī)劃應(yīng)滿足恰當(dāng)?shù)慕ㄖ误w設(shè)計(jì),通過(guò)對(duì)室外微環(huán)境進(jìn)行有效的利用,即借助建筑構(gòu)件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與建設(shè)內(nèi)部的恰當(dāng)分隔設(shè)計(jì),從而對(duì)室內(nèi)的微環(huán)境進(jìn)行有效的改善。
(2)建筑物圍護(hù)結(jié)構(gòu)保溫隔熱系統(tǒng)。建筑物圍護(hù)結(jié)構(gòu)的組成部分為屋頂隔熱材料、墻體隔熱材料、地基隔熱材料、密封材料、遮陽(yáng)設(shè)施、門及窗。對(duì)于建筑物而言,最佳的保溫隔熱措施為建立保溫隔熱系統(tǒng),外墻外保溫作為嚴(yán)寒地區(qū)普及率最好、保溫效果最佳的建筑保溫形式之一,將導(dǎo)熱率和燃燒特性納入保溫材料的選擇中,國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家研究發(fā)現(xiàn):?jiǎn)畏较騻鳠岬臒岫O管墻體能夠具備理想的隔熱效果,能夠在性價(jià)比較高的熱工性能玻璃進(jìn)行有效的應(yīng)用。建筑物所在地區(qū)的一級(jí)基層墻體材料直接影響到外墻保溫厚度,所以,建筑單位應(yīng)做好建筑物的保溫層與氣密層的設(shè)置,其中氣密層位于保溫層內(nèi)側(cè),并未穿過(guò)保溫層,通過(guò)簡(jiǎn)潔的設(shè)計(jì)建筑物保溫層與氣密層,能夠大大降低建筑物的幾何形體變化,具體如圖1 所示。
圖1 建筑物保溫層與氣密層的設(shè)計(jì)原理
(3)節(jié)能窗戶。在建筑中門窗起著采光、通風(fēng)、圍護(hù)的作用,所以該構(gòu)件極易出現(xiàn)熱損失情況,為能夠增大建筑物采光通風(fēng)面積,通常需要適當(dāng)增大門窗所占面積,但這也進(jìn)一步加大熱量的散失。為了降低這方面帶來(lái)的影響,提升建筑的節(jié)能性,通常需要從材料和密閉性上入手,門窗材料采用具有較高技術(shù)含量的節(jié)能產(chǎn)品,且在施工過(guò)程中注重其密封性,從而實(shí)現(xiàn)門窗構(gòu)建的節(jié)能。
(4)高效能暖通系統(tǒng)。為能夠?qū)ㄖ锸覂?nèi)冷熱負(fù)荷進(jìn)行有效的調(diào)節(jié),建筑企業(yè)需要積極應(yīng)用高效能的暖通空調(diào)系統(tǒng),如新風(fēng)系統(tǒng)、蓄能系統(tǒng)及熱泵系統(tǒng)等。對(duì)于高效能暖通系統(tǒng)的具體應(yīng)有,可通過(guò)能源管理和監(jiān)控系統(tǒng)雙輪驅(qū)動(dòng)來(lái)對(duì)建筑物室內(nèi)的空氣質(zhì)量、能源消耗情況及舒適度進(jìn)行監(jiān)控與調(diào)控,如國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家就借助傳感器來(lái)對(duì)建筑物附近的日照強(qiáng)度與溫濕度加以利用,再立足于建筑動(dòng)態(tài)模型來(lái)對(duì)建筑物的采暖和空調(diào)負(fù)荷進(jìn)行預(yù)測(cè),以此對(duì)建筑物中暖通空調(diào)系統(tǒng)的工作狀態(tài)進(jìn)行有效地控制。對(duì)于嚴(yán)寒地區(qū)而言,需要將濕潤(rùn)度功能加入到暖通系統(tǒng)之中,讓建筑物室內(nèi)濕度滿足舒適度;同時(shí),在冬季時(shí)期,嚴(yán)寒地區(qū)的采暖能耗會(huì)增大,這就需要借助被動(dòng)式超低能耗綠色建筑技術(shù),選擇集中與分散供熱的方式,對(duì)一系列高效能暖通供熱系統(tǒng)進(jìn)行恰當(dāng)應(yīng)用,將溫度監(jiān)測(cè)設(shè)備接入其中,結(jié)合當(dāng)?shù)氐木唧w情況來(lái)選擇恰當(dāng)?shù)墓峥照{(diào)方式,以此來(lái)實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗。
(5)建筑遮陽(yáng)系統(tǒng)。對(duì)于嚴(yán)寒地區(qū)而言,內(nèi)遮陽(yáng)應(yīng)以防眩為主,以遮陽(yáng)為輔,這樣做不僅能夠防止陽(yáng)光直射,還能夠提高建筑物的室內(nèi)溫度。外遮陽(yáng)主要應(yīng)用到朝西、東、南的大面積窗戶處,從而避免陽(yáng)光直射,對(duì)建筑物室內(nèi)溫度的升高加以有效地阻止;中置遮陽(yáng)的優(yōu)勢(shì)在于內(nèi)外遮陽(yáng)、較強(qiáng)的一體性、難以損壞。在具體的建筑工程節(jié)能設(shè)計(jì)中,可借助多種遮陽(yáng)裝置的組合應(yīng)用,以此降低夏季室內(nèi)空調(diào)的負(fù)荷,節(jié)省冬季室內(nèi)的供暖能源。
由于嚴(yán)寒地區(qū)的水資源比較匱乏,所以該地區(qū)的建筑節(jié)能設(shè)計(jì),應(yīng)對(duì)雨水收集系統(tǒng)進(jìn)行合理設(shè)計(jì),以此對(duì)地面、綠地、屋面的雨水進(jìn)行收集,再將其用于道路澆灑和綠化灌溉之中,從而大大節(jié)約水資源的使用。
總而言之,由于嚴(yán)寒地區(qū)的氣候條件與地理環(huán)境比較特殊,為能夠積極響應(yīng)國(guó)家提出節(jié)能減排的號(hào)召,建筑企業(yè)必須積極應(yīng)用建筑技能新技術(shù),也就是被動(dòng)式超低能耗綠色建筑關(guān)鍵技術(shù),以此對(duì)嚴(yán)寒地區(qū)的自然資源加以充分利用,有效地降低各種能源的消耗。