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綠建科普 │ 綠色建筑“經(jīng)典”要素與技術(shù)解析匯總

時(shí)間：2022-12-14 09:59:45 作者：GBWindows 來(lái)源：行業(yè)網(wǎng)站閱讀：2241

內(nèi)容摘要：綠色建筑即在建筑的全壽命周期內(nèi)最大節(jié)約資源，保護(hù)環(huán)境與減少污染，給人們提供健康、適用與使用空間和自然和諧的建筑。從綠色建筑的定義上來(lái)看看綠色建筑的基本要素，總結(jié)下來(lái)就是五個(gè)字：四節(jié)一環(huán)保，5個(gè)關(guān)鍵詞：節(jié)能、節(jié)水、節(jié)地、節(jié)材、保護(hù)環(huán)境。其中，節(jié)約能源，即充分利用太陽(yáng)能，采用節(jié)能的結(jié)構(gòu)及采暖與空調(diào)，減少采暖與空調(diào)的使用?？?..

綠色建筑即在建筑的全壽命周期內(nèi)最大節(jié)約資源，保護(hù)環(huán)境與減少污染，給人們提供健康、適用與使用空間和自然和諧的建筑。

從綠色建筑的定義上來(lái)看看綠色建筑的基本要素，總結(jié)下來(lái)就是五個(gè)字：四節(jié)一環(huán)保，5個(gè)關(guān)鍵詞：節(jié)能、節(jié)水、節(jié)地、節(jié)材、保護(hù)環(huán)境。其中，節(jié)約能源，即充分利用太陽(yáng)能，采用節(jié)能的結(jié)構(gòu)及采暖與空調(diào)，減少采暖與空調(diào)的使用?？梢园凑兆匀煌L(fēng)的原理來(lái)設(shè)置風(fēng)冷系統(tǒng)，能夠有效地利用夏季的主導(dǎo)風(fēng)向。節(jié)約資源，即在建筑設(shè)計(jì)、建造與建筑材料的選擇中，需考慮資源的合理使用與處置。

綠色建筑“經(jīng)典”要素包括但不僅限于這七方面技術(shù)：

1.建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)節(jié)能優(yōu)化；

2.建筑物理環(huán)境模擬優(yōu)化；

3.高效空調(diào)機(jī)組和高效光源；

4.雨水收集系統(tǒng)；

5.節(jié)水器具和噴淋系統(tǒng)；

6.地表水地源熱泵系統(tǒng)；

7.結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)。

構(gòu)傳熱系數(shù)、保溫層厚度門(mén)窗性能、遮陽(yáng)度等。

（1）墻體節(jié)能：墻體節(jié)能的主要技術(shù)是保溫隔熱，根據(jù)保溫隔熱的構(gòu)造形式，一般可分為外墻外保溫、外墻自保溫、外墻內(nèi)保溫和夾芯保溫外墻4種形式。

Tips1：外墻外保溫是指保溫材料置于墻體的外側(cè)，外墻內(nèi)保溫是將保溫材料置于墻體的內(nèi)側(cè)，外墻自保溫主要是以具有保溫效果材料作為填充墻，夾芯保溫外墻是在墻體中間填充保溫材料構(gòu)成復(fù)合墻體。目前用于外墻外保溫的材料主要是膨脹聚苯乙烯（EPS）板、擠塑聚苯乙烯（XPS）板。外墻內(nèi)保溫材料應(yīng)用較多的是貼掛聚苯板、內(nèi)刷保溫砂漿（如聚苯顆粒砂漿）。外墻自保溫常用材料一類(lèi)是輕質(zhì)混凝土，如輕集料混凝土、大孔混凝土或多孔混凝土；另一類(lèi)是保溫砌塊，如陶?；炷量招钠鰤K、蒸壓加氣混凝土砌塊、硅藻土燒結(jié)多孔磚。這幾種保溫方式各有不足，例如外墻外保溫存在保溫層剝離的安全隱患，外墻內(nèi)保溫存在熱橋現(xiàn)象，外墻內(nèi)保溫隔熱效果較差，夾芯保溫外墻冷熱橋現(xiàn)象嚴(yán)重。嶺南地區(qū)大部分屬于夏熱冬暖地區(qū)，對(duì)保溫的要求不如夏熱冬冷地區(qū)、寒冷地區(qū)高，所以多采用外墻自保溫措施。但高層建筑有不少使用剪力墻結(jié)構(gòu)，這種情況下為了達(dá)到保溫效果可采用復(fù)合墻體，在承重墻內(nèi)做保溫層，施工容易，造價(jià)較低。

（2）屋面節(jié)能：屋面能耗占圍護(hù)結(jié)構(gòu)能耗的5%～10%，屋面節(jié)能是不可忽視的。屋面節(jié)能主要是通過(guò)構(gòu)造與材料選擇、造型設(shè)計(jì)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。

Tips2：相比墻體節(jié)能技術(shù)，屋面節(jié)能需考慮溫度驟變引起的防水問(wèn)題。屋面保溫材料主要采用聚苯板、珍珠巖、巖棉等。除了這兩種常規(guī)保溫做法，還有綠化屋面、蓄水屋面、通風(fēng)屋面和冷屋面等保溫形式。綠化屋面是在屋面種植植物，利用植物的蒸騰、隔離太陽(yáng)輻射作用避免房間過(guò)熱。蓄水屋面通過(guò)水的蒸發(fā)散熱，減少屋面太陽(yáng)輻射得熱。通風(fēng)屋面是在屋面設(shè)置通風(fēng)層，利用空氣層進(jìn)行保溫隔熱。冷屋面是在屋面涂刷熱反射涂料提高屋面太陽(yáng)光的反射率，減少屋面對(duì)太陽(yáng)輻射熱的吸收率。

（3）門(mén)窗節(jié)能：在圍護(hù)結(jié)構(gòu)中，大約70%的能耗是通過(guò)門(mén)窗散失的，另外30%才是通過(guò)外墻和屋面散失的，可見(jiàn)門(mén)窗是圍護(hù)結(jié)構(gòu)節(jié)能中的薄弱環(huán)節(jié)，加強(qiáng)門(mén)窗節(jié)能意義重大。門(mén)窗節(jié)能的主要措施包括控制窗墻面積比、采用節(jié)能門(mén)窗、提高門(mén)窗氣密性等。Tips3：窗口遮陽(yáng)以及盡量減少東、西向開(kāi)窗是降低門(mén)窗太陽(yáng)輻射得熱的關(guān)鍵措施。節(jié)能門(mén)窗可采用帶隔熱條的鋁合金窗框、PVC塑料窗框、玻璃鋼窗框等，窗玻璃采用Low-E中空玻璃、鍍膜中空玻璃等。

（4）建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)節(jié)能優(yōu)化方法：對(duì)于多目標(biāo)約束、多因素組合的優(yōu)化可通過(guò)仿真模擬軟件結(jié)合優(yōu)化算法來(lái)實(shí)現(xiàn)。例如采用PKPM軟件建模，利用PBECA進(jìn)行節(jié)能計(jì)算。優(yōu)化算法主要有正交法、遺傳算法等。正交法是應(yīng)用正交原理從多因素組合中篩選有代表性的因素組合進(jìn)行試驗(yàn)，從而找到最優(yōu)因素組合結(jié)果，例如三因素三水平全面試驗(yàn)要做27次，但利用正交原理只需做9次。但正交法處理連續(xù)變量存在缺陷，而且精確性稍差。遺傳算法處理多目標(biāo)約束、連續(xù)變量較好，精確性也較高。

2. 建筑物理環(huán)境模擬優(yōu)化

包括但不僅限于建筑節(jié)能設(shè)計(jì)、室內(nèi)外風(fēng)環(huán)境模擬分析、場(chǎng)地日照計(jì)算、室內(nèi)采光模擬、場(chǎng)地噪音模擬、熱島模擬、建筑能耗模擬、結(jié)露及隔熱計(jì)算等。

（1）場(chǎng)地風(fēng)環(huán)境模擬：內(nèi)容包括但不限于冬季、夏季、過(guò)渡季節(jié)下的場(chǎng)地風(fēng)速云圖、風(fēng)速矢量圖、風(fēng)速放大系數(shù)云圖及矢量圖、場(chǎng)地風(fēng)壓圖及建筑表面風(fēng)壓圖及模擬結(jié)果針對(duì)新綠標(biāo)要求的判斷結(jié)論。

（2）室內(nèi)自然通風(fēng)模擬：輸出各戶(hù)型的室內(nèi)自然通風(fēng)模擬報(bào)告，內(nèi)容包括但不限于冬季、夏季、過(guò)渡季節(jié)下的室內(nèi)風(fēng)速云圖、風(fēng)速矢量圖、空氣齡云圖、門(mén)窗風(fēng)壓表及各房間的換氣次數(shù)結(jié)果。

（3）室內(nèi)自然采光模擬：內(nèi)容包括但不限于建筑各平面采光系數(shù)的分析彩圖、室內(nèi)三維采光效果圖、室內(nèi)各房間的平均采光系數(shù)及采光品質(zhì)判定、達(dá)標(biāo)率判定等。

（4）場(chǎng)地日照模擬：日照計(jì)算一般由方案設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)完成。內(nèi)容包括但不限于日照分析圖、地形日照時(shí)長(zhǎng)分析、地形日照陰影分析、地形日照輻射分析建筑空間日照陰影分析、建筑空間日照輻射量分析等。

（5）全年能耗模擬：內(nèi)容主要包括建筑各分項(xiàng)能耗值及建筑整體全年能耗值、維護(hù)結(jié)構(gòu)節(jié)能率、空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能率等。

3.高效空調(diào)機(jī)組和高效光源

（1）高效空調(diào)機(jī)組：目前高效節(jié)能空調(diào)機(jī)組控制方法和控制裝置、空調(diào)機(jī)組主要由空調(diào)壓縮機(jī)、熱回收氟利昂—水換熱器、空氣換熱器、空調(diào)水氟利昂—水換熱器、電磁四通換向閥、節(jié)流元件、控制器、外殼鈑金件等組成，該系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)夏天風(fēng)冷制冷，冬季空氣源熱泵采暖，夏季采用全熱回收空調(diào)制冷產(chǎn)生的熱量制取衛(wèi)生熱水，過(guò)渡季節(jié)及冬季采用空氣源熱泵原理制取衛(wèi)生熱水等。

（2）高效光源：高效燈具指效率高、壽命長(zhǎng)、安全和性能穩(wěn)定的照明電器產(chǎn)品。包括電光源，燈用電器附件，燈具，配線(xiàn)器材，調(diào)光控制裝置和光控器件。主要有緊湊型熒光燈、細(xì)管熒光燈（直徑26mm的T8和16mm的T5）、鹵鎢燈、高壓鈉燈、金屬鹵化物燈。高效燈用電器附件主要是電子鎮(zhèn)流器和高效電感鎮(zhèn)流器。高效燈具主要是反射效率高的鍍膜反射器、深拋物面熒光燈燈具、折射式燈具等?？刂破骷ㄗ钥亻_(kāi)關(guān)（聲控、超聲波、紅外線(xiàn)、微波控制等）、時(shí)間程序控制、遙控調(diào)光等。

4.雨水收集系統(tǒng)

雨水回收利用系統(tǒng)可集中收集屋面、道路、等處的雨水等，收集的雨水經(jīng)過(guò)過(guò)濾、消毒等技術(shù)凈化后達(dá)到一定的潔凈要求，可以用于結(jié)合人工濕地景觀補(bǔ)水、沖洗道路，綠化用水、生活雜用水、冷卻循環(huán)等用途，充分利用雨水資源，可以大大減輕城市的需水壓力，緩解地下水的資源緊張狀況，是改善城市生態(tài)環(huán)境的重要部分，將會(huì)產(chǎn)生巨大的社會(huì)、環(huán)境及經(jīng)濟(jì)效益。

Tips3：建筑雨水的水質(zhì)不僅好于建筑污水，而且雨水是免費(fèi)的。一般而言，經(jīng)過(guò)處理后現(xiàn)場(chǎng)收集的雨水井的質(zhì)量要比建筑用水好，其經(jīng)濟(jì)性也要比建筑用水好。一方面可以有效利用建筑雨水，另一方面合理利用建筑雨水可以改善城市局部生態(tài)環(huán)境。例如，建筑雨水可用于綠地灌溉，路面濕潤(rùn)噴灑，廁所蓄水和其他特定的城市公共供水項(xiàng)目；對(duì)于住宅小區(qū)，收集和合理使用雨水可以大大提高居住區(qū)的土壤水分含量，節(jié)約水源，調(diào)節(jié)當(dāng)?shù)貧夂颍M(jìn)一步減輕雨水管理系統(tǒng)的負(fù)荷，并節(jié)省雨水排放系統(tǒng)的運(yùn)營(yíng)成本。建筑雨水利用是指通過(guò)人工或自然地形收集的自然水循環(huán)過(guò)程中的雨水，并加以收集、儲(chǔ)存和利用。根據(jù)雨水利用的不同，可分為直接利用和間接利用。直接利用是指收集雨水，直接用于城市綠化、停車(chē)場(chǎng)洗車(chē)、道路清潔等工程。間接利用是對(duì)雨水進(jìn)行簡(jiǎn)單的處理后，通過(guò)人工干預(yù)使雨水滲入或返回地下，起到補(bǔ)充地下水的作用。

中水，主要是指城市污水或生活污水經(jīng)處理后達(dá)到一定的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)、可在一定范圍內(nèi)重復(fù)使用的非飲用雜用水，其水質(zhì)介于水與下水之間，是水資源有效利用的一種形式。

Tips4：中水回用是指回收污染程度較低的生活污水或雜排水，，經(jīng)處理后用于沖廁、綠化灌溉、洗車(chē)、道路沖洗等非飲用水要求的生活用水。污染程度較低的生活污水是指沐浴排水、盥洗排水、洗衣排水、空調(diào)冷凝水、游泳池排水等；雜排水指建筑中除糞便污水外的各種排水。在住宅中，中水回收再利用分兩種形式：一種是小區(qū)統(tǒng)一收集污水，統(tǒng)一處理后，再統(tǒng)一規(guī)劃再利用；一種形式是住戶(hù)分戶(hù)自行進(jìn)行中水回收和再利用。從目前的發(fā)展?fàn)顩r來(lái)看，中水回用勢(shì)必將成為建筑業(yè)的一個(gè)發(fā)展趨勢(shì)。中水回用不僅可以解決城市缺水問(wèn)題，而且為水資源的長(zhǎng)期可持續(xù)發(fā)展提供了有效的途徑

5.節(jié)水器具和噴淋系統(tǒng)

綠色建筑設(shè)計(jì)中供水設(shè)施宜采用節(jié)能節(jié)水型，要強(qiáng)調(diào)淘汰耗水型室內(nèi)水器具，推行節(jié)水型器具。根據(jù)實(shí)際情況合理設(shè)置綠色建筑給排水系統(tǒng)的壓力限值；為了滿(mǎn)足節(jié)水標(biāo)準(zhǔn)，就有必要控制超壓流量；優(yōu)化給排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)，選擇減壓裝置和合理選擇供水附件。

主要的有效節(jié)水措施包括避免供水管網(wǎng)滲漏、減壓限流措施、采用節(jié)水器具和設(shè)備、分類(lèi)設(shè)置用水計(jì)量水表、節(jié)水灌溉，具體而言：

（1）在給排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，配水點(diǎn)的水壓需要合理限制；

（2）為以減少超壓出流流量，配置卸壓裝置降低異常區(qū)的水壓；

（3）在給排水系統(tǒng)中優(yōu)先配置節(jié)水龍頭。建立相應(yīng)的給排水系統(tǒng)進(jìn)行分質(zhì)排水分類(lèi)，主要包括優(yōu)質(zhì)雜排水、雜排水和生活污水等三種，以達(dá)到收集，再生和排放的目的，節(jié)約水資源。

（4）使用節(jié)水型衛(wèi)生器具，減少用水量及加壓能。

目前我國(guó)廁所的沖廁能力普遍大于9L，有的甚至大于11L，這是非常耗水的。如果所有坐便器都采用節(jié)水型坐便器，住宅節(jié)水可達(dá)14%，酒店、餐廳節(jié)水可達(dá)4%，寫(xiě)字樓節(jié)水可達(dá)27%。例如，一些采用噴射虹吸沖洗方式的馬桶，可以分為3L和6L兩種，既節(jié)水又節(jié)能。

Tips5：節(jié)水云科普。節(jié)水型生活用水器具：滿(mǎn)足相同的飲用、廚用、潔廁、洗浴、洗衣用水功能，較同類(lèi)常規(guī)產(chǎn)品能減少用水量的器件、用具。節(jié)水型水嘴：具有手動(dòng)或自動(dòng)啟閉和控制出水口水流量功能，使用中能實(shí)現(xiàn)節(jié)水效果的閥類(lèi)產(chǎn)品。節(jié)水型便器：在保證衛(wèi)生要求、使用功能和排水管道輸送能力的條件下，不泄漏，一次沖洗水量不大于6升水的便器。節(jié)水型便器系統(tǒng)：由便器和與其配套使用的水箱及配件、管材、管件、接口和安裝施工技術(shù)組成，每次沖洗周期的用水量水不大6L。

6.地表水地源熱泵系統(tǒng)

地表水地源熱泵系統(tǒng)使用大地作為熱源（在冬季）或散熱器（在夏天）。

地源熱泵系統(tǒng)的能量來(lái)源于自然能源。地源熱泵系統(tǒng)以巖土體、地下水或地表水為低溫?zé)嵩?，由水源熱泵機(jī)組、地?zé)崮芙粨Q系統(tǒng)、建筑物內(nèi)系統(tǒng)組成的供熱空調(diào)系統(tǒng)。根據(jù)地?zé)崮芙粨Q系統(tǒng)形式的不同，地源熱泵系統(tǒng)分為地埋管地源熱泵系統(tǒng)、地下水地源熱泵系統(tǒng)和地表水地源熱泵系統(tǒng)。

它不向外界排放任何廢氣、廢水、廢渣、是一種理想的“綠色空調(diào)”。被認(rèn)為是目前可使用的對(duì)環(huán)境最友好和最有效的供熱、供冷系統(tǒng)。該系統(tǒng)無(wú)論嚴(yán)寒地區(qū)或熱帶地區(qū)均可應(yīng)用?？蓮V闊應(yīng)用在辦公樓、賓館、學(xué)校、宿舍、醫(yī)院、飯店、商場(chǎng)、別墅、住宅等領(lǐng)域。

7.結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)

與社會(huì)平均水平相比，經(jīng)過(guò)結(jié)構(gòu)優(yōu)化的住宅和公建的鋼筋混凝土工程項(xiàng)目，一般每平方米工程造價(jià)可以節(jié)省60到170元，鋼結(jié)構(gòu)或城市綜合體潛力更大。結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)在降低建筑鋼筋、混凝土消耗具有關(guān)鍵作用。在國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)新版《綠色建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T50378-2014）中，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化被提升為綠色建筑節(jié)材部分的最重要的內(nèi)容。結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)包括：對(duì)地基基礎(chǔ)、結(jié)構(gòu)體系、結(jié)構(gòu)構(gòu)件三個(gè)方面進(jìn)行優(yōu)化達(dá)到節(jié)材效果。

（1）地基基礎(chǔ)優(yōu)化方面。地基基礎(chǔ)是建筑結(jié)構(gòu)主要的組成部分，關(guān)系到整個(gè)建筑結(jié)構(gòu)安全性與經(jīng)濟(jì)性，多高層建筑下的基礎(chǔ)厚重、混凝土和鋼筋用量都很大，優(yōu)化空間也很大，通過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)在建筑基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的安全性和經(jīng)濟(jì)性之間尋求一個(gè)合理的平衡點(diǎn)是結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)優(yōu)化的目的。首先從基礎(chǔ)造型和布置開(kāi)始，通過(guò)結(jié)構(gòu)計(jì)算來(lái)驗(yàn)證基礎(chǔ)方案的準(zhǔn)確性和可行性，再根據(jù)規(guī)范和實(shí)際工程經(jīng)驗(yàn)對(duì)建筑材料的選用進(jìn)行合理的分析，使其得到充分的利用。

（2）結(jié)構(gòu)體系優(yōu)化方面。優(yōu)先采用橫墻承重或縱橫共同承重；縱橫墻的布置應(yīng)均勻?qū)ΨQ(chēng)；縱橫墻豎向應(yīng)上、下連續(xù)，不宜采用上剛下柔的結(jié)構(gòu)；鋼結(jié)構(gòu)以鋼材制作為主的結(jié)構(gòu)，屬于綠色建筑結(jié)構(gòu)體系，未來(lái)發(fā)展前景廣闊。鋼結(jié)構(gòu)優(yōu)化可遵循以下原則：選擇結(jié)構(gòu)平面布置合理的鋼結(jié)構(gòu)方案，方案結(jié)構(gòu)的傳力途徑與受力盡可能簡(jiǎn)單、明確；加強(qiáng)設(shè)計(jì)連接節(jié)點(diǎn)優(yōu)化；完善整體布置和構(gòu)件設(shè)計(jì)。

（3）結(jié)構(gòu)構(gòu)件優(yōu)化方面。結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計(jì)比較具體，可定量分析，把握單體構(gòu)件的設(shè)計(jì)也是實(shí)現(xiàn)總體優(yōu)化設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)環(huán)節(jié)。鋼筋的強(qiáng)度、混凝土的性能、構(gòu)件的高度和寬度、箍筋的間距等方面的設(shè)計(jì)都影響結(jié)構(gòu)構(gòu)件的性能。不具備實(shí)用功能裝飾性構(gòu)件在建筑中大量應(yīng)用，在施工中較少采用工業(yè)化生產(chǎn)的預(yù)制構(gòu)件，都影響工程的造價(jià)。建筑功能、柱網(wǎng)跨度、荷載大小等因素對(duì)整體結(jié)構(gòu)的優(yōu)化具有影響。最后，需要重點(diǎn)查看結(jié)構(gòu)優(yōu)化文件中構(gòu)件的應(yīng)力比或柱軸壓比、層間位移角等是否合理。

結(jié)語(yǔ)

本期系統(tǒng)梳理綠色建筑“經(jīng)典”要素，旨在科普綠色建筑的“綠色”，并不是指一般意義的立體綠化、屋頂綠色建筑花園，而是代表一種概念或象征，指建筑對(duì)環(huán)境無(wú)害，能充分利用環(huán)境自然資源，并且在不破壞環(huán)境基本生態(tài)平衡條件下建造的一種建筑，又稱(chēng)為可持續(xù)發(fā)展建筑、生態(tài)建筑、回歸大自然建筑、節(jié)能環(huán)保建筑。

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