2009全国一级建筑师考试考前辅导：建筑节能的应用（09/2/13）

目前“节能、环保、舒适”型建筑越来越受到国家和老百姓的重视，建设部也发布了建筑节能“十五”计划纲要，但在上海地区实际应用还不多，较大规模、较大面积地同时使用多项节能措施更加少了，许多节能项目还处在试验阶段。特别是地源热泵空调系统，上海地区只有小别墅中开始试验使用，目前我公司在上海金山投资了一个新金山国际幼稚园，总建筑面积21000平方米，三层建筑，共十一个单体，委托德国本哈特温克教授建筑设计事务所进行方案设计，本项目设计理念先进，设计充分考虑了中国特有的生态环境条件、可持续发展以及无障碍理念，采用了德国技术的环保节能标准，建造时采用国际最先进环保节能措施及新型材料设备，并实际应用于该项目。如：地源热泵空调系统、外墙保温系统、无梁楼盖的应用、外遮阳系统、太阳能的应用、门窗断桥隔热的应用、雨水收集系统、低压照明节能系统、外墙装饰材料采用绿色材料等，目前该项目已正式运行。可以说本建筑是目前上海地区已建成的建筑项目中最全面、最集中地体现了节能、环保、舒适、可持续发展概念的实例之一。现就本项目所采用的环保节能技术作一下交流介绍：
　　一、地源热泵空调系统
　　地源热泵是一种利用地下浅层地热资源(也称地能，包括地下水、土壤或地表水等)的既可供热又可制冷的高效节能空调系统。地源热泵通过输入少量的高品位能源（如电能），实现低温热源向高温热源的转移，地能分别在冬季和夏季作为低温热源和高温热源：即在冬季，把地能中的热量“取”出来，提高温度后，供给室内的用户；在夏季，把室内的热量取出来，释放到地能中去。它的封闭环路部分由埋藏在地表以下的一长段塑料管道组成，该塑料管道埋在地下与土壤接触，因而热量在管道里的液体和土壤之间进行传递。环路中循环的水或防冻剂水溶液，在冬季热量传递给热泵，在夏季将热量传出热泵。地下换热器中循环的液体和热泵之间的热交换，发生在热泵的水-制冷剂换热器里。
　　热泵系统使用储存在地壳中的太阳能，能量每天都通过太阳辐射、降水、风等方式传递到或从地表传出，由于土壤的绝热性，它的温度要比外部空气温度更稳定些。由此地表30英寸以下的土壤温度接近于年平均大气温度。并且冬、夏季时，土壤温度达到最低和最高的时间要比土壤表面温度延迟4周，这是土壤的一个最大优点。正是由于这个优点，地源热泵在年大气温度波动较大的地区具有最大的优点。
　　本项目由于建筑密度比较低，有较大的草坪面积，上海地区地下水比较丰富，适合做地源热泵空调，设计采用了近300根EP埋地竖管，埋地深度为60米，间距4.5×4.5米，设计时根据建筑物的使用功能状况，把系统设计成多个独立的系统，方便使用时各系统能够独立运行。避免像中央空调集中制冷制热，不方便分成多个系统，某一区域需要使用空调时就要一起开，能量消耗大。地源热泵的优点是冷热源来自地下，不需要制冷机组和锅炉，机房只需很小的水泵房，热泵交换器很小，可安装在卫生间或走廊的吊顶内。可增加建筑物实际的使用面积，减少土建投入，同时地源热泵系统可独立设置运行，可根据需要单独开机，不会影响总体的使用和维护，最大的优点是地源取之不尽、用之不竭。虽然一次性投入比普通中央空调大一些，但运行成本比普通中央空调低很多，经测算，一个夏天的使用成本比普通中央空调降低30%左右。
　　二、外墙保温系统
　　外墙保温目前有两种做法：保温砂浆和保温板材。
　　本工程所有外墙选用了“挤塑型聚苯乙烯保温板”作为外墙保温材料。挤塑型聚苯乙烯保温板是经特殊工艺，连续挤压发泡成的新型高品质的保温板材，连续均质的表层及紧密的闭孔式蜂窝结构能够完全确保其优异的保温隔热性能，超强的高抗压性能和抗老化性及极好的抗水性能。与传统的建筑保温材料相比较，其性能的优越性更能体现，挤塑型聚苯乙烯保温板的导热系数为0.03W/(M.K)，抗压强度为大于250KPA，热阻值保留率10年大于80%，而“普通的聚苯板”的导热系数为大于0.041 W/(M.K)，抗压强度为小于50KPA，热阻值保留率10年大于60%。同时它易于应用，施工简单、施工工期短。本工程采用外墙保温系统后，夏天室内温度比没有外保温的建筑物低3-5度，节约能源的消耗，实现了宜人的室内温度，并有效改善了居住的舒适性，同时具有良好的防水、防潮、防晒、防风、防火等效果及外墙的抗老化。
　　三、无梁楼盖
　　本工程设计积极引进国外的先进设计理念，改变国内传统建筑结构设计一般为有梁建筑的观念，本工程全部建筑物设计采用了无梁楼盖结构，所有主要室内空间不做吊顶，只有走廊和设备部位采用吊顶用于布置设备。无梁楼盖结构有两大优点：第一，整个建筑物的层高可以比有梁的建筑要降低200-300毫米，同时无梁楼盖建筑施工工艺比较简单，模板损耗少，劳动人力投入少，还可缩短施工工期，并且不做吊顶后期装修也相应简单方便，可大大节约建造成本。第二，由于层高的降低，室内空间体积也相应减小，吊顶内的这部分空间为无用空间，但实际使用时它所吸收的能量却很大。当空调运行时，吊顶内的空间温度随房间温度上升下降，这时这部分空间所消耗的能量浪费就很严重，采用无梁楼盖的建筑物空间得到了合理的利用，空调的运行成本也相对比有吊顶的建筑物节约，同时我们经过测算，无梁楼盖同有梁楼盖的建造成本基本相同。

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