建筑業(yè)一直是高耗能行業(yè)，而能源總量又是有限的，如何才能平衡社會(huì)發(fā)展與節(jié)能之間的關(guān)系，節(jié)能減排是整個(gè)建筑業(yè)都應(yīng)當(dāng)落實(shí)到位的工作，本文主要提出了高層建筑的節(jié)能措施。

　　《建筑技術(shù)開發(fā)》重點(diǎn)報(bào)道混凝土制品、防水與裝飾材料、建筑施工技術(shù)、建筑施工機(jī)械、工程監(jiān)理、測(cè)試技術(shù)、試驗(yàn)儀器等。設(shè)有技術(shù)開發(fā)報(bào)道、專題開發(fā)綜述、國(guó)外技術(shù)開發(fā)、技術(shù)講座、技術(shù)開發(fā)專欄、短文薈萃、開發(fā)信息集錦等欄目。

　　1、前言

　　據(jù)權(quán)威部門統(tǒng)計(jì)，建筑業(yè)的能耗占到全國(guó)能耗的25%以上。而目前在我國(guó)高層建筑的全年能耗中，大約50%～60%消耗于空調(diào)制冷與采暖系統(tǒng)，20%～30%用于照明;而在空調(diào)采暖這部分能耗中，寒冷地區(qū)大約40%由外圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱所消耗。從目前情況分析，在圍護(hù)結(jié)構(gòu)、采暖空調(diào)系統(tǒng)以及照明方面，與20世紀(jì)80年代改革開放初期建造的同類建筑相比，現(xiàn)代建筑在節(jié)能消耗上已有較大的改觀和提高。但如能在建筑設(shè)計(jì)中采用更為先進(jìn)的節(jié)能措施和技術(shù)，將會(huì)有更大的節(jié)約能源降低消耗的潛力。

　　建筑物的節(jié)能問題是多方面耦合的結(jié)果，不僅僅體現(xiàn)在采暖、空調(diào)等方面，還與建筑選型、平面布置、電氣系統(tǒng)等諸多方面有關(guān)[1-5]。如果只站在某個(gè)角度進(jìn)行節(jié)能設(shè)計(jì)，其效果是十分有限的。因此，在高層建筑的節(jié)能設(shè)計(jì)中，各專業(yè)應(yīng)密切合作，共同將建筑的能耗降低至最低。本文將結(jié)合北方某高層建筑工程實(shí)例，對(duì)高層建筑物的節(jié)能措施加以探討，以期為相關(guān)地區(qū)的建筑設(shè)計(jì)提供依據(jù)。

　　2、工程概述

　　本項(xiàng)目為高層建筑，地上建筑高度為20層，建筑面積54499m2;地下為3層地，建筑面積10501m2，停車位1300個(gè)。項(xiàng)目所在地位于北溫帶季風(fēng)區(qū)，兼?zhèn)浼撅L(fēng)氣候與海洋氣候特點(diǎn)，月平均氣溫為25.3℃，歷史極端最低氣溫為-16.9℃;年平均降水量為662.1mm;年平均風(fēng)速為5.2 m/s。

　　3、節(jié)能措施

　　3.1 建筑選型方面的節(jié)能措施

　　(1)日照環(huán)境設(shè)計(jì)

　　本項(xiàng)目為高層建筑，地上建筑高度為20層。為充分利用自然光線和日照條件，本項(xiàng)目總平面布局上建筑主立面均朝向南向，有利于充分利用日照，以節(jié)省能源的利用，在北側(cè)盡量減少開窗，除必要的窗口外，北側(cè)外墻盡量少開窗。

　　依據(jù)相關(guān)規(guī)范對(duì)于日照規(guī)定獲得日照房間在大寒日當(dāng)日日照時(shí)間不得低于2小時(shí)，本項(xiàng)目在總體布局上充分考慮日照，部分房間面向東、南、西方向布置，可以保證建筑物全天都可以獲得充足的日照。

　　(2)通風(fēng)

　　本項(xiàng)目總平面布局保持適宜的建筑間距，以增加建筑物的采光通風(fēng)面積。盡量采用自然通風(fēng)方式布置主樓平面，裙樓采用以自然通風(fēng)方式為主，裙房外側(cè)房間采用自然通風(fēng)，內(nèi)部空間采用機(jī)械通風(fēng)。

　　裙房外墻局部外掛玻璃幕墻部位，幕墻的開啟面積不小于幕墻總面積的15%。群房的每間房間具有直接對(duì)外的可開啟窗扇，可開啟面積大于房間面積的1/7，大于外窗總面積的30%。

　　(3)體型系數(shù)。項(xiàng)目所在地地理環(huán)境屬于寒冷地區(qū)，項(xiàng)目按照節(jié)能50%進(jìn)行設(shè)計(jì)，體型系數(shù)不超過0.4，滿足規(guī)范要求。

　　(4)窗墻比。建筑物的各向窗墻比均不超過0.7，主樓的南、東向窗墻比不超過0.5，東南、西南向窗墻比不超過0.35，東北、西、西北向窗墻比不超過0.3。裙房的東、南向窗墻比不超過0.7，西、北方向的窗墻比不超過0.5。

　　(5)外圍護(hù)結(jié)構(gòu)及傳熱系數(shù)。項(xiàng)目所有建筑物的外墻均采用外保溫體系，墻體外貼巖棉板保溫，綜合傳熱系數(shù)K小于0.6瓦/平方米•開;屋頂均采用倒置式屋面，保溫層選用巖棉板，綜合傳熱系數(shù)K小于0.55瓦/平方米•開。非幕墻外窗均采用單框雙玻中空PA斷橋鋁合金玻璃窗(玻璃采用輻射率≤0.25 Low-E)，窗綜合傳熱系數(shù)K小于2.0瓦/平方米•開，遮陽(yáng)系數(shù)≤0.5(東、南、西);空氣滲透性能(氣密性) :4級(jí)《建筑外窗氣密性能分級(jí)及檢測(cè)方法》。

　　裙房大窗采用添加惰性氣體的中空玻璃，綜合傳熱系數(shù)小于2.0瓦/平方米•開，開窗面積為幕墻面積的10%，幕墻鋁型材選用隔熱斷橋鋁型材。建筑物的非采暖空調(diào)房間與采暖空調(diào)房間的隔墻外貼巖棉板保溫，綜合傳熱系數(shù)K小于1.5瓦/平方米•開。建筑物的非采暖空調(diào)房間與采暖空調(diào)房間的樓板外貼巖棉板保溫，綜合傳熱系數(shù)K小于1.5瓦/平方米•開。

　　夏季利用通風(fēng)降溫，必要時(shí)設(shè)置機(jī)械排風(fēng)裝置。外窗的可開啟面積不應(yīng)小于窗面積的30%;透明幕墻應(yīng)具有可開啟部分或設(shè)有通風(fēng)換氣裝置。主要入口處設(shè)置空氣幕，隔絕室內(nèi)外熱損失。

　　3.2 給水排水方面的節(jié)能措施

　　(1)給水系統(tǒng)及分區(qū)。本項(xiàng)目主樓為高層建筑，為充分使用市政壓力，降低二次提升能源消耗，項(xiàng)目給水系統(tǒng)分為三個(gè)區(qū)。三層以下為低區(qū)，由市政壓力直接供水。四層至十層為中區(qū)，十一層以上為高區(qū)，由設(shè)在地下層的給水泵房加壓供水，加壓設(shè)備選用微機(jī)變頻控制恒壓變量設(shè)備。

　　(2)供水設(shè)備及管材。為使水泵在高效區(qū)運(yùn)行，要根據(jù)管網(wǎng)水力計(jì)算進(jìn)行選泵。管材選擇鋼塑給水管，該管材內(nèi)壁光滑、不宜腐蝕，可減少供水管的水頭損失，從而節(jié)能。此外可根據(jù)實(shí)際情況適當(dāng)放大管徑以減少管道的阻力損失和水泵揚(yáng)程。

　　(3)節(jié)水器具、儀表。建筑內(nèi)各用水點(diǎn)均采用節(jié)水器材、器具。給水龍頭采用陶瓷芯等密封性能好、能限制出流率并經(jīng)國(guó)家有關(guān)部門檢測(cè)合格的節(jié)水龍頭。大、小便器采用節(jié)水型產(chǎn)品，坐便器水箱容積不大于6L。淋浴間采用有可靠恒溫混合閥或裝置的供水系統(tǒng);多于3個(gè)淋浴器的配水管布置成環(huán)狀。公共衛(wèi)生間采用紅外線感應(yīng)水嘴、感應(yīng)式?jīng)_洗閥小便器、大便器等能消除長(zhǎng)流水的水嘴和器具

　　(4)熱水系統(tǒng)

　　熱水供應(yīng)方式為集中熱水供應(yīng)系統(tǒng)，設(shè)熱水回水管和熱水循環(huán)泵，并考慮不能回水熱水支管加設(shè)電加熱裝置，確保供水溫度。為使冷、熱水壓均衡，熱水供水系統(tǒng)分區(qū)同冷水系統(tǒng)，熱水循環(huán)管道采取同程布置方式，水溫控制在40℃以下，并采用厚度不低于50mm的超細(xì)玻璃棉管殼保溫，以減少熱量損失。選擇阻力損失和變化小的換熱器，使所需循環(huán)泵的揚(yáng)程低，且保證冷、熱水系統(tǒng)壓力的平衡，換熱充分。熱水循環(huán)泵的流量和揚(yáng)程根據(jù)管網(wǎng)布置經(jīng)計(jì)算后確定，為減少管道的熱損耗、減少循環(huán)泵的開啟時(shí)間，可根據(jù)實(shí)際情況控制循環(huán)泵的啟停溫度。熱水系統(tǒng)采用薄壁不銹鋼管材，熱水混合龍頭采用可靠的恒溫混合閥。

　　3.3電氣方面的節(jié)能措施

　　(1)配電系統(tǒng)節(jié)能。電源選用高效低耗SF10干式變壓器。SF10干式變壓器具有良好的防火性能，可同時(shí)兼顧大容量與高電壓要求。經(jīng)過負(fù)荷計(jì)算，利用最佳負(fù)載系數(shù)法確定變壓器容量，對(duì)季節(jié)性負(fù)荷(如制冷機(jī)房用電負(fù)荷)設(shè)置專用變壓器，過度季節(jié)停機(jī)，以降低變壓器損耗。在低壓側(cè)采用并聯(lián)電力電容器作為無(wú)功補(bǔ)償，功率因數(shù)控制在0.92以上，降低無(wú)功損耗。采用柴油發(fā)電機(jī)作為應(yīng)急電源，有自動(dòng)投入裝置的獨(dú)立與正常電源的專用饋電線路方案為節(jié)約電能的最佳選擇。

　　(2)建筑設(shè)備的電器節(jié)能及計(jì)量。利用樓宇自控系統(tǒng)對(duì)空調(diào)系統(tǒng)、給排水系統(tǒng)及電動(dòng)機(jī)、電梯、門窗類等建筑設(shè)備進(jìn)行監(jiān)測(cè)、控制、提高節(jié)能效果。采用一套電力監(jiān)控系統(tǒng)，控制終端設(shè)在變電所的中心控制室內(nèi)，對(duì)變、配電系統(tǒng)進(jìn)行集中檢測(cè)和管理，照明、空調(diào)、動(dòng)力等用電應(yīng)分別計(jì)量。用能較高的設(shè)備均按照《用能單位能源計(jì)量器具配備和管理通則》的要求設(shè)置計(jì)量裝置，配置比例不低于95%，精度等級(jí)需滿足《準(zhǔn)則》的要求。在提高自然功率因數(shù)的基礎(chǔ)上，應(yīng)在負(fù)荷側(cè)合理裝設(shè)集中或就地?zé)o功補(bǔ)償裝置，最大負(fù)荷時(shí)的功率因數(shù)不應(yīng)低于0.90。主要用電設(shè)備均單獨(dú)設(shè)計(jì)量電表。CT等設(shè)備設(shè)單獨(dú)的補(bǔ)償裝置。

　　(3)照明系統(tǒng)節(jié)能。照明設(shè)計(jì)滿足《建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》GB50034-。2004所對(duì)應(yīng)的照度標(biāo)準(zhǔn)、照明均勻度、統(tǒng)一眩光值、光色、照明功率密度值(LPD)、能效指標(biāo)等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)值的綜合要求。光源采用節(jié)能型光源，以節(jié)能燈替代白熾燈，以三基色TS細(xì)管熒光燈替代傳統(tǒng)粗管熒光燈，以金鹵燈替代高壓汞燈。在滿足眩光限制的條件下，優(yōu)先選用燈具效率高的燈具以及開啟式直接照明燈具，燈具效率不低于70%，在滿足燈具最低允許安裝高度及美觀要求的前提下盡可能降低等劇的安裝高度，合理選擇照明方式，對(duì)照度要求高的場(chǎng)所，采用混合照明的方式。照明燈具采用電子鎮(zhèn)流或節(jié)能型高功率因數(shù)電感鎮(zhèn)流器，熒光燈單等功率因數(shù)不低于0.92，氣體放電等功率因數(shù)不小于0.9。

　　3.4 暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能

　　根據(jù)使用時(shí)間、溫度、濕度等不同要求劃分為不同的空氣調(diào)節(jié)風(fēng)系統(tǒng)。空調(diào)水系統(tǒng)采用對(duì)二次循環(huán)水泵變頻調(diào)速控制。冷水機(jī)組選用變頻控制進(jìn)行能量調(diào)節(jié)。過渡季利用可開窗通風(fēng)或通過熵值控制程序來(lái)控制新回風(fēng)的比例增加空調(diào)的新風(fēng)量。空調(diào)風(fēng)管、水管及保溫材料均采用導(dǎo)熱系數(shù)小、保溫性能好的產(chǎn)品。

　　各水系統(tǒng)上設(shè)置熱(流)量計(jì)，實(shí)施分別計(jì)量。冷卻水系統(tǒng)的冷卻塔設(shè)置在屋頂，冷卻塔補(bǔ)水總管上設(shè)置水流量計(jì)量裝置，有條件的地方采用自來(lái)水直接冷卻后供應(yīng)便器沖水用水，充分利用自來(lái)水的低溫差，提高制冷機(jī)的cop值。主要風(fēng)機(jī)、水泵，制冷機(jī)組及空調(diào)機(jī)組等用電施行單獨(dú)計(jì)量。

　　4、結(jié)束語(yǔ)

　　建筑節(jié)能是今后高層建筑設(shè)計(jì)的主要控制點(diǎn)。因此，在建筑設(shè)計(jì)中應(yīng)充分考慮建筑的功能和特點(diǎn)，積極研究使用新型的節(jié)能技術(shù)和節(jié)能建材，來(lái)達(dá)到建筑節(jié)能的要求，力爭(zhēng)設(shè)計(jì)出實(shí)用、美觀又符合節(jié)能要求的優(yōu)秀建筑。

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