某绿色建筑节水降耗应用

吴炳信

【摘 要】济南某绿色建筑办公楼为达到低能耗、低排放、绿色循环利用能源，减小对周边自然环境不利影响的设计目标，在设计过程中采取了各项措施如：充分利用可再生能源、固体、液体废弃物经过集中收集处理后部分循环利用、科学分析优化设计为建筑室内提供舒适的热、风及光环境等，为以后类似项目的设计提供一些设计经验。

【关键词】绿色建筑；低能耗；低排放；可再生能源利用

一、项目背景

济南某绿色建筑办公楼地处济南西部国家湿地公园内，本工程总用地面积2.3万平方，分三期建成，本次设计为一期，地上2+1层，地下1层，建筑高度10.25米，总建筑面积5953.40平方米，主要功能为办公、会议、餐饮、宿舍等。根据项目背景情况及建设单位要求，本项目需要实现以下设计目标：

1.低能耗，运营维护成本低；

2.低排放，减小对周边自然环境的不利影响；

3.绿色循环利用能源；

4.保证办公和生活的较高舒适度。

二、项目措施

本项目在设计过程中为实现以上的设计目标采用了以下的设计措施：

1.主动被动措施降低建筑夏季制冷、冬季采暖的能源消耗。（低能耗）。

2.尽可能使用可再生能源来满足部分能源需求。（再生能源利用）。

3.固体、液体废弃物经过集中收集处理后，部分循环利用，达到降低废弃物排放的目的。（绿色循环利用资源）。

4.经过科学分析优化设计，为建筑室内提供舒适的热环境、风环境以及光环境。（提高舒适度）。

三、可再生能源利用

（一）太阳能热水系统

本项目中有客房和餐饮区，需要生活热水供应。本项目所有生活热水，均由集中式屋顶太阳能热水系统提供，充分利用可再生能源，节能降耗。太阳能集热板设于南向部分坡屋顶处，实现太阳能集热板与屋面一体化设计，与屋面完美结合，太阳能热水机房设于地下。

（二）太阳能光伏系统

本项目利用太阳能光伏系统为景观、市政工程提供照明，是减少项目电能消耗的另一有效措施。太阳能灯以太阳光为能源，无需复杂昂贵的管线铺设，可任意调整灯具的布局，安全节能无污染，无需人工操作，工作稳定可靠。地上停车部位设置太阳能停车棚，利用太阳能为基地提供部分电能。

（三）空调冷热源采用地埋管地源热泵系统。

本工程具有以下特点：周围有大量绿化用地、总建筑面积仅有15000m2、对周围自然环境要求较高、要求能源消耗低等，非常适合采用地埋管地源热泵系统。本工程选用两台制冷量为650KW制冷热泵机组，设于地下热泵机房内，室外埋管面积3500m2，均埋设在室外绿化用地内。通过采用此系统形式，能够大幅降低空调系统运行能耗。

四、降低固体、液体废弃物排放措施（循环利用）

本项目是集合科研办公、餐饮、宿舍为一体的综合办公建筑，建筑的废弃物排放主要来源于普通生活垃圾、餐饮垃圾以及生活污水。满足建筑低排放要求应遵循的两个原则是：加强废物的循环利用和选用合理经济的废物处理措施。

（一）降低液体废弃物排放措施

本项目周围无市政污水管网，本项目设中水站一个，所有污水均经管道收集后排至中水站，处理后中水全部回用。本项目的污水有两种，一种是生活污水，另一种是餐厨污水。目前，比较先进的污水处理系统是膜处理方式，这是生物处理技术与膜分离技术相结合的一种新工艺，取代了传统工艺中的二沉池，它可以高效地进行固液分离，得到直接使用的稳定中水；能耗低，占地面积小。在本项目中，生物膜污水处理技术与中水系统结合使用，经过处理的回收中水用于非饮用设备。回用方式主要包括：卫生间冲厕、冲洗室外道路、室外绿化灌溉、中水洗车等。

（二）降低固体废弃物排放措施—厌氧处理生产沼气

本项目中有餐饮功能，需消耗燃气能源，本项目周围无市政燃气管网。餐厨垃圾和部分生活垃圾是很好的沼气产生源，本项目设计沼气生产处理设备一套，餐厨垃圾和部分生活垃圾投入沼气发生器，经厌氧处理后，产生沼气，设计连接厨房沼气管线，代替部分燃气为餐厨提供能源。本项目周围有首农高科农业养殖示范基地一个，有牛、羊、鹿等养殖项目，牲畜粪便是最好的沼气产气源，设计中采用污水管道将牲畜粪便排至沼气发生器，补充生产沼气物来源。通过此措施，既减少固体废弃物排放，又补充了部分厨房炊事用气的来源，绿色循环利用可见一斑。

五、节水措施

为节省水资源，本项目大量使用节水型卫生器具，选用节水型水龙头和节水型厕所器具。水龙头均选用陶瓷阀芯型，密闭性好、启闭迅速、使用寿命长，而且在同一静水压力下，其出流量均小于普通水龙头的出流量，具有较好的节水效果，节水量约为20%-30%。厕所冲洗设备的节水是建筑节水的重点，选用带感应自动冲水设备的小便器，双冲洗水量坐便器等。

六、降低空调能耗措施

（一）被动措施

1.保证室外良好风环境。

在本次设计中室外风环境的要求为：室外风环境要做到冬季防风，夏季促进室内自然通风。在方案设计阶段进行了充分考虑，利用数值模拟技术，模拟室外风环境场，在建筑中增加两个庭院的设计为夏季建筑的自然通风创造了有利条件。

2. 增加建筑自然通风。

由于本建筑体量较小，进深不大，可采用窗户的形式对室内进行自然通风。根据室内通风模拟报告的结果对建筑开窗位置、大小、数量进行优化设计。

3.增加综合遮阳措施。

本工程外立面玻璃幕墙区域较多，主要采用了三种高效的外遮阳方式，分别为建筑自遮阳、南向水平遮阳以及东西向垂直遮阳。同时，在南向展厅和建筑东西向外遮阳上采用可调节遮阳叶片，在冬季设置适宜的角度，以不阻挡冬季窗户获得太阳辐射。

4.加强外围护结构的保温隔热性能。

本项目的建筑外围护结构主要包括屋面、墙体、楼板、窗户以及玻璃幕墙。采用的保温隔热措施有：自保温砌块墙、外墙增加轻型隔热表皮、双层玻璃幕墙、Low-E中空保温玻璃等。通过这些保温隔热措施，将会显著降低空调能耗。

5.夜间通风技术。

夜间通风技术配合蓄冷蓄热围护结构使用。夏季白天室外温度较高，夜间往往比白天低很多，可以在夜间加大通风量，利用建筑维护结构夜间通风的蓄冷，白天建筑围护结构将蓄冷释放，满足建筑一部分供冷需求。通风量越大，带走热量愈多，降温效果愈好。在建筑屋面开设天窗，辅助夜间通风技术。夜间通风技术完全是被动措施，不会额外增加建筑能耗。

（二）主动措施

1.空调冷热源采用地埋管地源热泵系统。

在前面2.3条中已经阐述，在此不再赘述。

2.末端设计高效风机盘管及新风换气系统。

空调末端采用风机盘管加新风系统。根据冷热负荷计算，合理选择室内风机盘管，采用新风换气系统节能降耗，空调水系统设静态及动态水力平衡阀保证水力系统平衡。

七、总结

综上所述，本项目采用了绿色节能降耗技术和方法，通过这些技术的使用，能够达到低能耗、低排放、绿色循环利用的項目目标，是一个值得推广的案例，期待能为后来设计者提供一些帮助。

参考文献：

[1]王旭. 建筑室外风环境和室内通风的试验和数值模拟研究[D]. 杭州：浙江大学，2011

[2]任敏. 建筑外遮阳与建筑设计[D]. 南京：东南大学，2007endprint