體驗公共建筑節(jié)能設計

一、公共建筑節(jié)能現(xiàn)狀

　  　夏夜時涼風習習,冬日里暖意融融，縷縷清新的空氣拂過，似乎又間而飄過一絲清香。如詩的意境是你我都孜孜以求的;舒適、合理的使用空間;和諧、共融的辦公氛圍，也是我們都向往的，當處在這樣的環(huán)境下，您是否會想這些是如何實現(xiàn)的呢?

　　  當下，國家大力貫徹建設節(jié)約性社會的政策，建筑設計上提沉恕敖諛?、街]、節(jié)地、節(jié)材”的四節(jié)環(huán)保方針。這些為我們擁有一個好的工作環(huán)境、一個生態(tài)的節(jié)能辦公場所做出了前瞻性考慮;也為我們能擁有文章開頭描述的意境，為我們的節(jié)能建設邁出了可喜的一步。在我國建筑中，公共建筑總面積約占居住建筑總面積的1/4，單位建筑面積能耗卻塵幼〗ㄖ的10倍左右，其節(jié)能推行的力度和深度，在很大程度上決定著建筑節(jié)能整體目標的實現(xiàn)。截至2004年底，沈陽市累計建成節(jié)能建筑2619萬平方米，其中節(jié)能住宅2509萬平方米，節(jié)能公共建筑110萬平方米，后者僅占總量的4.2%，且大部分是近年來一些大專院校和醫(yī)療機構(gòu)新建的科教文衛(wèi)建筑。為此，沈陽市除從2006年開始將居住建筑節(jié)能率調(diào)高至65%外，2006年7月1日起還與國家同步開展公共建筑節(jié)能50%的建設工作。如今，遼寧省已出臺公共建筑節(jié)能(65%)設計標準，更將公建節(jié)能提升到一個新的高度。

二、節(jié)能設計實踐——“四節(jié)”、環(huán)保方針的貫徹

　　  沈陽市人民檢察院綜合業(yè)務樓與沈陽市人民防空辦公室204工程的建筑節(jié)能設計，是在節(jié)能率50%政策出臺的背景下實行的，設計中嚴格按照《公共建筑節(jié)能設計標準》且超過標準進行設計。兩工程東西毗鄰，坐落于和平區(qū)市府大路與南京北街交匯處的東南側(cè)，地理位置優(yōu)越，是沈陽市政府重點工程項目，項目主要功能為辦公。兩工程皆為一類高層，檢察院地下一層、地上十五層，主樓建筑高度70.9m，總用地面積10200m2，總建筑面積30221.84m2，容積率2.307;204工程地下二層、地上二十二層，主樓建筑高度99.95m，總用地面積6300m2，總建筑面積28045.82m2，容積率3.77。

　　(一)節(jié)能：

　  　1、賦予建筑一個合理、優(yōu)美的身材——控制體形系數(shù)

　　  體形系數(shù)是建筑物與室外大氣接觸的外表面積與建筑物體積的比值，是衡量一個建筑物是否節(jié)能的前提指標，體形系數(shù)越小，對建筑物的節(jié)能就越有利;反之， 越不利。新出臺的《公共建筑節(jié)能設計標準》中規(guī)定：沈陽市公共建筑的體形系數(shù)不得大于0.40。檢察院工程的體形系數(shù)為0.288，204工程的體形系數(shù)為0.16，都為后期節(jié)能設計創(chuàng)造了良好的基本條件。

　  　2、為建筑穿上冬暖夏涼的新款服裝——嚴格控制外維護結(jié)構(gòu)的傳熱

　　  首先是外墻砌塊要有好的保溫隔熱性能，外墻設計采用火山渣空心砌塊，火山渣是火山爆發(fā)噴溢而成，是開發(fā)生產(chǎn)新型墻體材料的理想原料，但由于產(chǎn)量較少，目前實際運用不多。另外最重要的是外墻需要外貼一層高效保溫材料，我們在建筑物的外墻面采用120厚的巖棉板作為墻體的保溫材料，巖棉板是一種巖棉制品，是以優(yōu)質(zhì)的玄武巖為主要原料，加入適量的酚醛樹脂，經(jīng)高溫溶融固化加工而成，具有不燃、導熱系數(shù)低、隔音、化學穩(wěn)定性好等特點，設計采用的巖棉板導熱系數(shù)為0.045W/(m稫)，導熱系數(shù)計算值為0.054W/(m稫)。綜合計算后，外墻的平均傳熱系數(shù)值為0.33W/(m2稫)，小于標準規(guī)定的傳熱系數(shù)值0.5W/(m2稫)。此外，建筑物的熱橋部位和保溫不利部位也進行了充分的節(jié)能設計。底面接觸室外空氣的外挑樓板采用100厚巖棉板保溫，平均傳熱系數(shù)為0.48W/(m2稫);凡外露混凝土構(gòu)件等熱橋部位(如女兒墻)均采用30厚擠塑聚苯板保溫處理,導熱系數(shù)計算值為0.036W/(m2稫);室外地坪以下兩米范圍內(nèi)增設擠塑聚苯保溫層,保溫層室外地坪下1米范圍內(nèi)為2?0厚,室外地坪下1米-2米范圍內(nèi)為50厚。平均熱阻值為3.17(m2稫)/W，大于標準規(guī)定的熱阻值1.8(m2稫);主樓兩側(cè)角形玻璃體對應的主體墻面外部采用30厚膠粉聚苯顆粒保溫，以盡量減少主體向大空間的熱量損耗。

　  　3、外窗與玻璃幕墻是建筑物的怕冷部位——應設計選擇合理的窗墻比與低傳熱系數(shù)的外窗與玻璃幕墻

　  　合理的窗墻比是降低建筑物能量損耗的重要條件，檢察院工程的窗墻比為：東向0.49(東南向按東向考慮)，西向-0.24，南向-0.33，北向-0.42(東南向按東向考慮，西北向按北向考慮)，204工程的窗墻比與之相近，都小于規(guī)范規(guī)定的相應限值。另外，普通優(yōu)質(zhì)的雙玻中空塑鋼窗的傳熱系數(shù)為2.7W/(m2稫)，其傳熱系數(shù)是上述工程外墻傳熱系數(shù)的8倍，即要使窗戶達到外墻的保溫效果，需要設置8道雙玻中空塑鋼窗。由于玻璃材料易導熱的局限性，就需要采用新技術產(chǎn)品來盡量降低外窗與玻璃幕墻的傳熱系數(shù)。

　  　在檢察院工程中，使用了三玻兩中空Low-E窗戶與幕墻(空氣間層充惰性氣體)，204工程使用了雙玻兩中空的Low-E窗戶與幕墻(空氣間層充惰性氣體)，下面就普通t璃與Low-E玻璃做一下比較：3mm厚的普通透明玻璃對太陽輻射能具有87%的透過率，白天來自室外的輻射能量可大部分透過;但夜晚或陰雨天氣，來自室內(nèi)物體熱輻射能量的89%被其吸收，使玻璃溫度升高，然后再通過向室內(nèi)、外輻射和對流交換散發(fā)其熱量，故無法有效地阻擋室內(nèi)熱量泄向室外。Low-E中空玻璃對0.3-2.5um的太陽能輻射具有60%以上的透過率，白天來自室外的輻射能量可大部分透過，但夜晚和陰雨天氣，來自室內(nèi)物體的熱輻射約有50%以上被其反射回室內(nèi)，僅有少于15%的熱幅射被其吸收后通過再輻射和對流交換散失，故可有效地阻止室內(nèi)的熱量泄向室外。Low-E玻璃的這一特性，使其控制熱能單向流向室內(nèi)的作用。太陽光短波透過窗玻璃后，照射到室內(nèi)的物品上。這些物品被加熱后，將以長波的形式再次輻射。這些長波被Low-E窗玻璃阻擋，返回到室內(nèi)。事實上通過窗玻璃再次輻射被減少到85%，極大地改善了窗玻璃的絕熱性能。通過運用Low-E-璃，使傳熱系數(shù)降低到1.8-2.0W/(m2稫)，從而在現(xiàn)有條件下，使建筑物的通過玻璃損耗的能量降低到最小水平。兩工程在本地區(qū)率先使用，必將為以后的公共建筑節(jié)能建設起到更好的節(jié)能示范作用。

　  　4、向太陽“借光兒”——太陽能技術的運用

　  　在北方地區(qū)，因氣候原因，太陽能熱水器運用量較少，經(jīng)綜合考慮，檢察院工程生活熱水的熱源采用太陽能熱水器，完全滿足正常洗浴與廚房用熱水的需求，從而更有效的節(jié)約電能。

　  　5、取之自然，還于自然——水源熱泵技術的運用

　　  水源熱泵是在制冷模式時，高壓高溫的制冷劑氣體從壓縮機出來后進入水/制冷劑的冷凝器，向水中排放熱量而冷卻成高壓液體，并使水溫升高。到熱膨脹閥進行節(jié)流膨脹成低壓液體后進入蒸發(fā)器蒸發(fā)成低壓l汽，同時吸收空氣(水)的熱量。低壓制冷劑蒸汽又進入壓縮機壓縮成高壓氣體，如此循環(huán)不已。此時，制冷環(huán)境需要的冷凍水在蒸發(fā)器中獲得。在供熱模式時，高壓高溫制冷劑氣體從壓縮機壓出后進入冷凝器同時排放熱量而冷卻成高壓液體，到熱膨脹閥進行節(jié)流膨脹成低壓液體進入蒸發(fā)器l發(fā)成低壓蒸汽，蒸發(fā)過程中吸收水中的熱量將水冷卻。低壓制冷劑蒸汽又進入壓縮機壓縮成高壓氣體，如此循環(huán)不已。此時，供熱環(huán)境需要的熱水在冷凝器中獲得。

　    熱泵系統(tǒng)是一種高效、節(jié)能、節(jié)資、冷暖兩用、運行靈活且無污染的新型中央空調(diào)系統(tǒng)。它利用空氣、地表水、地下水、工業(yè)廢水及地下常溫土壤資源，借助壓縮機系統(tǒng)，完成制冷(制熱)。它無須任何人工資源，徹底取代了鍋爐或市政管網(wǎng)等傳統(tǒng)的供暖方式和中央空調(diào)系統(tǒng)。它不向外界排放任何廢氣、廢水、廢渣，使人們遠離粉塵、廢氣和霉菌，是一種理想的綠色技術。

　　  根據(jù)現(xiàn)場地質(zhì)情況，經(jīng)多次綜合調(diào)研、論證，204工程將水源熱泵作為中央空調(diào)系統(tǒng)，成為工程節(jié)能示范的一大亮點。

　　  6、地熱技術的運用

　  　檢察院工程采暖方式為低溫熱水地板輻射供暖，熱源為區(qū)域集中供熱提供，并在換熱站內(nèi)設置控制器、電動調(diào)節(jié)閥、熱量表來調(diào)節(jié)供暖熱量，該采暖方式既能進行分室調(diào)節(jié)又能節(jié)省能量，對于共享大廳、餐廳、報告廳等高大空間，可以比對流采暖減少15%左右的能耗。

　  　7、電氣節(jié)能

　　  主要包括照明節(jié)能和空調(diào)電能的節(jié)能。照明節(jié)能采用高效燈具和高效光源，從而達到既能滿足辦公室對照度值的要求，又能實現(xiàn)對功率密度值的控制，高效光源目前應用最廣泛的是T5高效節(jié)能熒光燈，它主要i特點是壽命長、顯色度高，比普通熒光燈亮度提高30%，高光效、高亮度，省電80%;壽命長至普通白熾燈的6倍，性能更穩(wěn)定，再配以功耗低、發(fā)熱少的T5系列電子鎮(zhèn)流器，真正做到既環(huán)保，又節(jié)能。

　  　空調(diào)電負荷的節(jié)能主要是通過采用數(shù)碼變?nèi)萘慷嗦?lián)中央空調(diào)的形式來實現(xiàn)的。它主要的特點是機組為數(shù)字化無能量調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)范圍寬，機組啟停次數(shù)少，啟動電流小，機組在進行容量調(diào)節(jié)時f變換損耗小，卸載期功率消耗僅為滿載功率的10%。

　　(二)節(jié)水：

　　  1、通過采用感應性水龍頭等節(jié)水型器具，有效避免資源的浪費。

　　  2、檢察院工程采用中水處理系統(tǒng)，回用的中水用于衛(wèi)生間沖廁、洗車、綠化、洗刷道路，使水資源得到充分、有效的利用，推動中水技術在

　　  本地區(qū)公建項目中的應用和發(fā)展。

　　(三)節(jié)地：

　　  1、有效利用土地資源，節(jié)約土地，檢察院容積率達到2.307，204工程容積率達到3.77，盡可能多的留出綠化空間。

　  　2、結(jié)合使用功能，充分利用地下空間作為停車場和設備用房。檢察院地下建筑面積6695.19平方米，占總建筑面積的22.15%;204工程地下建筑面積4599.76平方米，占總建筑面積的16.4%。

　　(四)綠色建材、環(huán)保措施：

　  　1、檢察院外墻飾面采用的微晶玻璃外掛板材是可再生的新型環(huán)保材料。

　  l2、巖棉板是環(huán)保無污染的可靠保溫材料，歷經(jīng)許多工程實踐的考驗。

　  　3、除在地面進行大量綠化之外，檢察院工程也在裙房屋面設計了種植屋面，不僅豐富了景觀，同時將綠化由二維變?yōu)槿S空間。

　  　4、滲水路面與廣場的設計：設計中不允許滲入到碎石基礎中的水排到地基土，60mm厚(厚度可根據(jù)設計要求變動)滲水性地磚鋪設在平整好的50mm均勻厚干凈的碎(卵)石墊層(最好采用直徑為5mm單級配石子)上面。墊層下面鋪設土工布，再下面為壓實好的350mm厚級配碎石基礎(厚度可根據(jù);地的降雨強度適當變動)。為了不讓水滲到地基土，整個鋪面系統(tǒng)用土工布包圍起來。排水可采用110mmU型PVC打孔滲水管。

　　三、結(jié)構(gòu)技術難點的處理

　　  檢察院：工程建筑物總長度84.35米未設置伸縮r，減少了伸縮縫處的雙柱雙墻和剪力墻的數(shù)量，即節(jié)約了材料，同時也保證了立面效果。而不設伸縮縫可能會帶來建筑物局部裂縫增大的情況。故在設計中采取一些構(gòu)造措施減少結(jié)構(gòu)構(gòu)件及維護墻體出現(xiàn)的裂縫，同時在梁、板混凝土中適當摻加HA型膨脹劑，此措施可減少一部分縱向加強鋼r的用量。

　　  204工程：結(jié)構(gòu)設計的難點是在主樓屋面以上7米多高處直徑26m的直升機停機坪，由于停r坪四周懸挑10多米，又有一面懸挑在建筑外(懸空處距地面107m高)，采用常規(guī)的設計和施工方法有很大的困難，我們采用了鋼結(jié)構(gòu)主體和組合屋蓋設計，既滿足了使用功能要求，同時也方便了施工。

　　四、建筑節(jié)能的實現(xiàn)與進步不僅需要政策的支持，也需要主管部門的支持，更需要大眾的了解和支持

　　  在既有政策的大前提下，一個合理的、優(yōu)秀的節(jié)能公共建筑的生成，與各個相關部門的積極支持與密切協(xié)助是密不可分的。上述兩工程從立項之初，便從節(jié)能、節(jié)水、節(jié)地、節(jié)材與環(huán)保的n節(jié)方針入手，進行大量的調(diào)研工作，并邀請建筑節(jié)能方面的專家進行多次論證、修改與完善。在設計當中采取的節(jié)能措施，充分考慮和滿足了國家和地方建筑的節(jié)能標準，得到省、市專家的一致認可，并先后獲得沈陽市、遼寧省建筑節(jié)能示范試點工程稱號。

　  　從工程資金運作上，以節(jié)能為先，首先滿足節(jié)能需要,為了將節(jié)能措施做好、做精，在施工過程中，各建筑節(jié)能專家經(jīng)常親往現(xiàn)場指導施工，發(fā)現(xiàn)問題，解決問題;同時，施工與監(jiān)理各部門也嚴格按照設計及相關標準進行實施。

　    沈陽市人民檢察院綜合業(yè)務樓與沈陽市204工程在市政府與建筑節(jié)能管理部門的積極支持與大力協(xié)助下，為貫徹落實國家節(jié)約能源、保護環(huán)境的政策，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，建立節(jié)約型社會的戰(zhàn)略方針，達到節(jié)能、節(jié)水、節(jié)地、節(jié)材、環(huán)保的要求,在設計、施工等各環(huán)節(jié)綜合考慮各種因素，努s追求以人為本、節(jié)能環(huán)保的原則，以期望為我們的節(jié)能建設起到示范作用。