绿色建筑的探究与实践

1、 Evaluation Warning: The document was created with Spire.Doc for .NET.绿色建筑的探究与实践天津市建筑设计院科技档案楼设计 作者： 张津奕 刘军 刘祖玲 曹宇 作者单位：天津市市建筑设设计院(天津，300074)收稿日期：20110-111-115天津市建筑筑设计院院科技档档案楼是是天津市市建筑设设计院自自主开发发的建筑筑项目，借“开发、设设计、运运营使用用及研究究实践”四位一一体的优优势，在在建筑设设计、施施工和运运营中积积累了大量生生态技术术的数据据和经验验，并以以此检验验所使用用的各项项生态技技术、设设备在建建筑中的的实

2、际运运行效果果，以达达到生态态建筑的的“可推广广、可借借鉴、可可示范、可可复制”的目的的。项目目在设计计之初就就以国家家绿色建建筑两星星级为设设计目标标，严格格执行绿绿色建筑筑评价标标准(GB/T5003788-20006)的各项项条文规规定，并并于20009年年12月月10日日获得建建设部审审查通过过的国家家绿色建建筑两星星级标准准。科技档案楼楼项目规规划用地地面积112633m2，可用用地面积积12663 mm2，建筑筑基底面面积8009.449 mm2，总建建筑面积积45885 mm2，地上上6层，建建筑总高高度233.855m。其其中：一一层为展展厅及科科技档案案库；二二层为绿色建建筑

3、机电电技术研研发中心心及绿色色建筑数数据展示示中心；三六层均为为机电设设计所办办公室。1 建筑筑设计1） 对周周边环境境的保护护与利用用 项目基地范范围相当当局促，原原址为三三层旧有有库房。北北侧与文文体中心心相距仅仅6m之遥遥，与南南侧围墙墙相距44m，围围墙之外外是华北北院自建建宿舍，总总高约118m。绿绿色建筑筑要求的的“节地”原则成成为我们们首先要遵守守的原则则：不利的的设计条条件迫使使我们最最大限度度地协调调与周边边建筑的的空间关关系，最最终选择择与原有有文体中中心贴建建的设计计方案。新新建筑与与原文体体中心贴贴建至少少带来三三大好处处：首先先，新老老建筑整整合为一一体，建建筑内外外

4、空间更更易达到到和谐统统一；其次，贴贴建使得得新建筑筑北移，让让出更多多的室外外可用地地面积，更更符合绿绿色建筑筑要求的的“节地”原则；再次，建建筑的北北移为建建筑争取取了更多多的日照照和自然然通风，也也符合绿绿色建筑筑要求的的“节能”原则。建建设过程程中尽可可能维持持原有场场地的地地形地貌貌，这样样既减少少由于场场地平整整所带来来建设投投资的增增加，减减少施工工工程量量，也避避免了因因场地建建设造成成对原有有生态环环境景观观的破坏坏。2）体形系系数的控控制体型系数是是控制建建筑能耗耗的重要要参数，尤尤其是北北方建筑筑。体型系系数越小小，对节节约采暖暖能耗越越有利，但是体体型系数数过小有有可能

5、制制约平面面功能的的布置，造造成进深深过大，影影响建筑筑自然通通风，采采光，变变向的增增加了建建筑通风风、照明明能耗的的增加。在在设计方方案中我我们通过过模拟计计算分析析，反复复推敲，最最终抛弃弃了复杂杂及标新新立异的的几何形形体，选选择了简简单规则则的形体体，最大大限度的的控制体体形系数数。3）屋顶设设计屋面做法选选用800mm厚厚挤塑聚聚苯板，在在保温层层上做1150mmm厚的的佛甲草草种植屋屋面，屋屋面传热热系数达达到了00.422W/（mm2K），远远远低于于现行节节能标准准的0.55WW/（mm2K）。屋屋顶绿化化面积为为5688 m22，占屋屋顶可绿绿化总面面积的比比例为880.9

6、9%。佛佛甲草种种植屋面面属半自自动半人人工养护护的屋顶顶绿化系系统，其其保温性性能的优优越性在在我们设设置的屋屋面楼板板温度监监测中得得到了充充分的证证实。一一方面佛佛甲草对对于生存存环境要要求较低低，养护护成本低低廉，另另一方面面饱水状状态下的的荷重仅仅为1550kgg/m22，减轻轻了建筑筑结构的的荷载，有有利于节节省建筑筑造价。4）建筑外外墙设计计维护结构采采用砂加加气砌块块保温墙墙，局部采采用外墙墙外保温温体系。砂砂加气砌砌块保温温墙这种种新材料料不仅具具有传统统墙体材材料的基基本功能能，更具具有节能能、轻质质、防火火、隔音音、环保保、施工工便捷、节节省投资资等诸多多优点。同同时其主

7、要原料来自于于平板玻玻璃生产产提取过过程中产产生的废废弃物硅矿矿尾矿砂砂，利用硅硅尾矿砂砂元素含含量较高高的特点点，变废废为宝，进进行掺加加再生产产。硅矿尾尾矿用量量占整个个砂加气气原材料料用量的的30%以上，大大大提高高了产品品的强度度，使产产品质量量达到并并超过了了国家标标准的要要求。科科技档案案楼的外外墙主要要为20003350mmm厚砂砂加气砌砌块保温温墙，局局部贴550mmm厚挤塑塑保温板板和窗口口部位330mmm厚胶粉粉聚苯保保温浆料料。整个个建筑外外墙的平平均传热热系数仅仅为0.39WW/（mm2K），远远低于现现行节能能标准的的0.660W/（m22K）。5）建筑外外窗设计计较

8、小的窗墙墙比有利利于冬季季节能，而而通透的的表皮则则利于夏夏季自然然风的流流通以及及自然光光的采集集。如何何合理解解决这一一矛盾，成成为方案案设计中中必须考考虑的要要素。因因此，在在立面设设计上反反复比对对，根据据天津地地区的全全年主导导风向及及冬夏两两季的主主导风向向，在不不同朝向向的外墙墙形成不不同的窗窗墙比系系数（南南向：00.322；东向向：0.25；西向：0.229；北北向：00.111），均均衡了各各个考量量因素，实实现了建建筑功能能、建筑筑立面与与建筑节节能的兼兼得。外外窗的材材料为PPA断桥桥铝合金金Loww-E中中空玻璃璃，平均均传热系系数达到到了2.0W/（m22K）。6）

9、建筑外外遮阳设设计外遮阳对于于减少太太阳辐射射热进入入室内，降降低空调调负荷具具有很大大作用。建建筑东向向设置固固定外遮遮阳百叶叶，西向采采用机翼翼型电动动智能外外遮阳百百叶，可可根据太太阳入射射角度的的变化，自自动进行行调节。7）绿植系系统的设设计项目采用综综合绿化化方案，除除屋面种植植之外还还包括垂直直及室外外绿化的设设置。建建筑首层层设基槽槽（利用用传统花花坛）种种植爬墙墙植物，夏天可可以遮挡挡太阳辐辐射，提提高建筑筑的隔热热性能。景观设计采用复层绿化，优化乔、灌木的种植位置及灵活搭配，选择乡土植物作为主要绿化物种，主要以乔灌木为主，适当种植宿根花卉及草坪。8）节能电电梯的选选用所选用的

10、蝶蝶式马达达（无齿齿轮）电电梯比较较传统有有齿轮电电梯节能能达400%以上上；噪声声方面，普普通有齿齿曳引机机的电机机转速在在15000转/分左右右，而蝶蝶式马达达电机最最高转速速只有995转/分，取取消了齿齿轮减速速箱，因因此环境境噪音降降低，且且不再使使用润滑滑油，使使得即节节省每年年的换油油成本，又又减少了了对环境境的污染染。8）装修一一体化设设计：本项目的内内、外装修修设计做做到和土土建设计计、机电电设备设设计、施施工同步步且匹配配，避免免了在装装修施工工阶段对对已有建建筑构件件的打凿凿、穿孔孔、拆改改。既保证证了建筑筑结构的的安全性性，又减减少了建建筑垃圾圾、装修修施工中中的噪声声污

11、染以以及装修修施工的的工作量量。2 结构设设计1）消能减减震支撑撑主体结构采采用钢筋筋混凝土土框架结结构，并并设置223品消消能减震震支撑。该该消能减减震支撑撑为我院院自主研研发，现现已获得得国家两两项专利利认证。消消能减震震支撑一一方面可可以减少少地震对对于建筑筑的破坏坏，另一一方面可可以减少少框架柱柱的截面面尺寸以以及楼板板钢筋含含量，从从而来达达到节材材的目的的。2）高性能能混凝土土和高强强度钢的的采用使用高性能能混凝土土可以尽尽可能的的减小建建筑结构构中梁柱柱截面尺尺寸，并并且提高高结构的的耐久性性，同时时采用高高强度钢钢，以达达到减少少用钢量量的目的的，故本本工程受受力钢筋筋均采用用

12、HRBB4000高强度度钢，比比HRBB3355钢节省省用钢量量20%。3 给排排水设计计1）节水型型洁具的的选用洁具选用节节水型水水龙头和和节水型型坐便器器，比同同类产品品节水225%。同时还选选用了无无水型小小便器，普普通节水水型小便便器一次次用水量量3L，按按办公人人数计算算小便器器一天用用水量为为1m3，一年年耗水量量为3000m33，而感感应式小小便器在在使用一一段时间间后，又又易造成成感应器器损坏，无无水型小小便器的的采用可可以减少少维修量量，只需需每年更更换一次次排水部部分的薄薄膜套即即可。2）太阳能能热水系系统天津地区属属于二类类地区，太太阳能资资源丰富富，充分分利用太太阳能是

13、是节能的的一项重重要措施施。档案案楼共有有14个个洗手盆盆冬季需需提供热热水，由由于洗手手盆分层层设置比比较分散散，如果果每两个个手盆下下设小型型电热水水器则需设77个电热热水器，且且每个热热水器冬冬季需224小时时运行，很很不利于于节能，因因此考虑虑使用太太阳能热热水系统统：在屋顶顶设置太太阳能集集热板，屋屋顶水箱箱间内设设置太阳阳能热水水箱及热热水循环环泵。本本项目选选用的是是专利真真空管，克克服了普普通真空空管真空空度低，保保温性能能差的缺缺点，同同时价格格适中，并并且发射射比降低低50%，集热热器内胆胆于其他他部分实实现无焊焊连接，密密封性好好。经计算，114个洗洗手盆一一天热水水量为

14、11m3，太阳阳能集热热板面积积为211m2，整个个太阳能能热水系系统投资资5万元元左右，使使用年限限为155年，而而如果使使用电热热水器，初初期投资资为35500元元，按每每年运行行1800天考虑虑，每天天8小时时运行，年年耗电量量1万度度左右，全全年运行行费为776000元，可可见使用用太阳能能热水器器6年即即可收回回成本，并并符合节节能的要要求。3）非传统统水源利利用根据项目占占地面积积小、可回收收利用的的污废水水量少的的特点，如如单独设设置中水水处理系系统，则则投资大大、不经经济。考考虑项目目所在的的气象台台路附近近有中水水处理厂厂，可以以方便地地从其引引用市政政中水，且且天津市市建委

15、明明确规定定，建筑筑室内冲冲厕级室室外绿化化用水必必须采用用中水，为为此，项项目由气气象台路路引入一一根DNN1500市政中中水管，供供建筑的的冲厕、庭庭院绿化化用水及及洗车之之用。4）雨水的的收集与与利用对于非传统统水源的的雨水利利用因降降雨量小小，可回回收雨水水量少，因因此本项项目设计计收集屋屋面雨水水，对建建筑的屋屋面雨水水进行有有组织的的收集，有有组织的的排入附附近绿地地。通过过管网末末端的渗渗井排入入地下，可可灌溉绿绿地及补补充地下下水，从从而节约约绿化用用水，达达到节水水的目的的。5）高效的的灌溉方方式本项目绿化化用水采采用滴灌灌的方式式，由中中水管道道引入供供水，在在绿地内内设置

16、阀阀门井，沿沿绿地敷敷设滴灌灌管，通通过滴灌灌浇洒绿绿地，即即可达到到节水的的目的，又又可避免免中水在在空气的的弥散。4 暖通通设计由于采暖空空调能耗耗在建筑筑总体能能耗中占占有很大大比例，因因此空调调系统的的节能减减排在建建筑节能能中越来来越受到到重视。本本项目在在改善维维护结构构性能的的基础上上,采用用了一系系列能够够提高暖暖通系统统能效、实实现可再再生能源源利用的的新技术术,其中中包括:利用浅浅层地能能的地源源热泵系系统、蒸蒸发冷凝凝式冷水水机组和和温湿度度独立控控制的空空调系统统。1.系统的的冷热源源介绍：经过技技术比较较，确定定了利用用浅层地地能的地地源热泵泵系统。由由于空调调末端采

17、采用了温温湿度分分控技术术，夏季季提高供供水温度度，冬季季降低供供水温度度，可以以提高冷冷机的CCOP值值。通过过对地源源热泵的的地源侧侧吸、放放热量平平衡计算算，夏季季增设了了一台蒸蒸发冷凝凝式冷水水机组作作为补充充冷源。采用地源热热泵系统统与传统统的夏季季电制冷冷冬季市市政热网网加换热热的能源源供给方方式相比比较，具具有以下下优点：利用了可可再生能能源。因因深度在在15mm以下的的土壤温温度一年年四季相相对稳定定，土壤壤与空气气温差一一般为117，冬季季比环境境空气温温度高，夏夏季比环环境空气气温度低低，同时时充分利利用了土土壤“夏储冬冬用”的特性性。地源热泵泵系统比比传统的的直接燃燃烧一

18、次次能源的的制冷供供热系统统运行效效率高。地源热泵泵系统自自身无污污染物排排放，真真正的实实现了节节能减排排。 节省建筑筑空间，省省去了锅锅炉房、冷冷却塔占占用的建建筑面积积，产生生附加经经济效益益，并改改善了环环境外部部形象。2.温湿度度独立控控制的空空调末端端系统：本工程程采用了了温湿度度独立控控制的空空调末端端系统，包包括具有有热回收收功能的的溶液调调湿新风风机组与与全热回回收型风风冷式双双温新风风机组，干干式风机机盘管与与毛细管管辐射两两种干式式末端。1）温湿度度独立控控制空调调系统优优势空调系统统中，冷冷水水温温由常规规的7/12提高到到17/20，制冷冷机制冷冷COPP提高了了约1

19、00115%。辐射空调调末端与与独立新新风输送送系统，使使得维持持室内冷冷热的任任务与空空气清新新的任务务分开，温温湿度解解耦控制制相对于于关联性性很强的的温湿度度耦合控控制湿度度解耦控控制相对对于关联联性很强强的耦合合控制，更更容易保保证室内内的温湿湿度控制制精度，使使室内实实现更好好的热舒舒适环境境。无论是溶溶液调湿湿新风机机组还是是风冷式式双温新新风机组组都具有有全热回回收的功功能。以以溶液调调湿新风风机组为为例，其其内置溶溶液全热热回收装装置，可可高效回回收排风风能量，全全热回收收效率大大于600%，有有效减少少新风处处理能耗耗，而且且机组内内新、排排风风道道独立，不不存在交交叉污染染

20、。毛细管辐辐射干末末端，因因为其水水系统温温差只能能做到33左右，故故水输送送能耗较较高，但但由于水水传递能能量的密密度大于于空气，而而且末端端利用长长波辐射射和自然然对流的的机理进进行能量量交换，与与全空气气系统或或风机盘盘管系统统相比，减减少了风风机输送送能耗，因因此本系系统的综综合输送送能耗较较常规系系统减少少10155。健康舒适适，新风风机组独独立运行行，即可可满足对对新风的的降温、除除湿、加加热和加加湿的处处理，又又 可有有效去除除细菌和和可吸入入颗粒物物，净化化空气，避避免了送送风的二二次污染染，而且且除湿过过程完全全取消潮潮湿表面面，杜绝绝霉菌滋滋生，保保证室内内人员健健康舒适适

21、。空调调末端采采用毛细细管辐射射系统辐辐射供冷冷、供暖暖方式彻彻底解决决了人员员“既怕吹吹冷风、又又怕吹热热风”的问题题，而且且无噪音音。毛细细管辐射射末端装装置，使使得室内内热环境境更自然然、均匀匀、舒适适。5 电气气设计电气专业在在节电与与对用电电设备的的节能控控制方面面作了深深入细化化的设计计，设置置合理的的供配电电系统，合合理选用用节能光光源并对对照明系系统进行行节能控控制，充充分利用用太阳能能，为绿绿色建筑筑的实践践作出了了有益的的尝试，并并收到可可喜的效效果。同同时，建建筑物内内设置的的建筑物物综合信信息展示示系统，简简单明了了的展示示了本建建筑物所所采取的的节能措措施，系系统内所

22、所采集的的楼内各各系统综综合数据据也为今今后的科科研工作作提供了了必要的的数据支支持。1）节能灯灯具与节节能光源源的选用用。在灯具具选择上上，选用用为无眩眩光高效效格栅灯灯具，灯灯具效率率达到770%，该该灯具采采用OLLC反射射器，确确保全方方位持久久亮度控控制，格格栅片提提供有效效的眩光光控制，把把舒适和和节能有有效的结结合了起起来。此此外该灯灯具光源源为T55三基色色荧光灯灯，,比比传统灯灯具减少少了255%的能能量消耗耗。2）光导照照明系统统。本工程程在6层卫生生间前厅厅设置光光导照明明装置，将将室外的的自然光光线均匀匀漫射到到室内每每一个角角落。本本系统具具有节能能、环保保、安全全等

23、诸多多优点。3）照明控控制系统统。在照明明控制方方面，采采用智能能照明控控制系统统，对走走廊、楼楼梯间、门门厅等公公共场所所及敞开开式办公公室进行行集中控控制。对对敞开式式办公室室，我们们设置红红外传感感器与照照度传感感器结合合的方式式进行控控制。红红外传感感器探测测室内人人员情况况，照度度传感器器探测办办公室内内工作照照度，在在不满足足工作照照度且办办公室内内有人的的情况下下，灯具具点燃；否则，灯灯具熄灭灭。这样样充分把把设计人人性化与与节能要要求有机机的结合合了起来来。4）电能管管理系统统。本工程程办公室室内照明明及插座座分别采采用不同同干线供供电并进进行分层层计量，既既能满足足各部门门成本结结算的要要求也能能综合统统计电能能使用情情况，便便于日后后的管理理。所有有计量电电表均为为数字多多功能仪仪表，可可将数据据远传至至变电站站电能管管理系统统，对电电能情况况进行综综合统计计，便于于管理部部门针对对用电使使用情况况作出有有效的节节能调整整方案，使使用电设设备达到到最佳运运行状态态，并实实现节能能效果。5）太阳能能光伏发发电系统统。太阳能能光伏技技术，其其基本工工作原理理是：以以太阳能能电池板板接收太太阳光并并产生电