大型公共建筑的節(jié)能改造研究

劉婷婷 呂越

摘 要：本研究分析了大型公共建筑的節(jié)能改造，主要研究內(nèi)容包括公共建筑室內(nèi)通風、公共建筑的節(jié)能，該研究具有一定理論和現(xiàn)實指導意義。

關鍵詞：公共建筑；節(jié)能；改造

1引言

建筑物的節(jié)能是指在相同需求或相同條件下，減少能源消耗，合理使用能源，持續(xù)改善建筑材料生產(chǎn)，建筑和建筑物的建造和使用中的能源利用。公共建筑能源的使用和消耗量都是巨大的，其能源消耗的主要途徑是電力能源，其中中央空調(diào)，照明系統(tǒng)，動力設施占據(jù)絕大部分。分析其主要原因在于：

（1）建筑在使用過程中忽略了外圍護結(jié)構(gòu)的保溫性能，例如某些公共建筑的開窗面積過大或采用大面積的玻璃幕墻使得能源流失嚴重；

（2）建筑在使用過程中運行管理的落后和不科學，對于建筑設施的不規(guī)范管理和使用都是間接令能源流失的重要途徑；

（3）以及建筑使用人員的節(jié)能意識淡薄，沒有意識到節(jié)約能源的重要性，隨意使用使能源流失[1]。

2公共建筑室內(nèi)通風

在冬季不宜開窗的季節(jié)，大型公建通常使用中央空調(diào)調(diào)節(jié)室內(nèi)微氣候即使保證了室內(nèi)溫度的適宜和舒適，卻無法保證空氣流通。

2.1公共建筑的通風現(xiàn)狀

在適宜開窗通風的季節(jié)，內(nèi)廊式建筑常利用建筑豎井式共享空間的煙囪效應增加室內(nèi)的通風能力，現(xiàn)代的中庭在頂部大多安裝得有可調(diào)節(jié)的頂棚，可以根據(jù)每日氣候和溫度或屋頂調(diào)整進入房間的光線強度和通風量。支撐構(gòu)件在室內(nèi)上部形成空氣層以實現(xiàn)室內(nèi)通風的目的。

圖1 寧波高鑫廣場

外廊式公建則依靠本身的特點采用自然通風的形式，其與外部相連的部分與空氣實行交換進行空氣流通。

圖2 寧波萬達廣場

2.2 常見的自然通風途徑

一種是風壓通風，即利用風壓進行換氣，必須通過風速隨速度方向流動。建筑物的外部風環(huán)境和建筑物的物理要素，如體積和深度，直接影響風壓通風的實現(xiàn)；另一種方式是熱壓通氣。該方法利用建筑物內(nèi)部的熱壓差形成自然對流，利用“煙囪效應”實現(xiàn)通風[2]。但是大型公建通常體量大，進深大，占地面廣，所以更傾向于使用技術手段對微氣候進行人工控制，不能對自然資源進行充分利用。

2.3公建室內(nèi)自然通風設計方法

2.3.1外部環(huán)境的營造

風壓通風的主要影響因素是建筑物外的風環(huán)境。風吹向建筑物并在其后面形成一個渦流區(qū)域。渦旋在地面上的正投影稱為“風影區(qū)”。為了避免風影區(qū)域影響建筑物的自然通風，建筑物之間必須有合適的高度比或采取錯誤的柱子。平面布置，為了降低形成“風影效應”的概率，建筑物的風口也應避免在建筑物的風影區(qū)域內(nèi)設置[3]。

2.3.2平面布局的控制與分化

自然通風最重要的是在建筑平面設計中具有良好的通風效果。一方面，要有效控制平面布局，使足夠的室內(nèi)空間自然接觸，營造良好的通風效果；另一方面，合理區(qū)分建筑物的布局和科學使用室內(nèi)空間，使其能夠進行自然通風。

2.3.3內(nèi)部空間形態(tài)優(yōu)化大型公建的進深和體積通常都會很大，妨礙空氣流通，建筑與外界直接相連的部分十分有限，所以大型公建風壓通風存在一定困難，對其內(nèi)部進行優(yōu)化的時候可以選用風井、水平風道、中庭等方法對大型公建的體量進行分散，這樣對環(huán)節(jié)資源不足的矛盾十分有效，同時也盡可能降低了大型公建對不可再生能源的依賴。

3公共建筑的節(jié)能

3.1建筑部件與節(jié)能的關系

3.1.1屋面與節(jié)能

大型公建采用多層或高層結(jié)構(gòu)，屋面面積相對較小，所以在屋面結(jié)構(gòu)在合理設置保溫層與節(jié)能措施，可以得到提高建筑物的保溫效果，降低空調(diào)、采暖能源的損失，改善室內(nèi)舒適度，對建筑節(jié)能有重要意義。

3.1.2外墻、外門、外窗與節(jié)能

外墻、外窗、外門對于建筑可以起裝飾、保護、保溫的作用，能夠有效抵擋氣候?qū)κ覂?nèi)的影響，如抵擋風雪，雨水，寒冷等，有效保溫保暖，減少技術手段的應用。

3.2公共建筑節(jié)能改造途徑

根據(jù)建筑部件與節(jié)能的關系有如下改造方法：

（1）建筑外圍護結(jié)構(gòu)的改造，包括外墻、屋面、外窗、外門。外墻采用薄抹灰施工后加強隔熱，或是直接鋪貼建筑裝飾保溫一體化板材進行施工，既美觀耐用，又保溫隔熱，屋面則進行綠色屋頂改造增加保溫功能，外窗和外門均采用有隔熱功能的建材，從而有效降低空調(diào)的使用頻率，同時也可以豐富建筑的視覺體驗；

（2）空調(diào)系統(tǒng)的改造。空調(diào)系統(tǒng)分為集中空調(diào)和分體式空調(diào)，對于兩種系統(tǒng)主要針對其老舊部分或者系統(tǒng)的運行進行改造；

（3）照明系統(tǒng)的改造。將耗能的日光燈更換為節(jié)能的 LED燈，在較為寬敞的空間充分利用自然光，減少耗能工具的使用；

（4）可再生能源的利用。公共建筑改造的一個最重要的方向就是提高可再生能源的利用率，根據(jù)建筑的本身特點、地理位置、應用條件、能源需求再確定該公建可以應用的可再生能源種類和技術；

（5）優(yōu)化和完善運維管理模式。在公共建筑節(jié)能改造前需做好配套設施和相關法律法規(guī)的完善，加大改造后的審查力度和檢驗。實行激勵政策和確立獎懲制度，以此促進建筑使用人員的節(jié)能意識。

4結(jié)論與建議

隨著社會和科學技術的不斷發(fā)展和進步，大型公共建筑的功能越來越多，能源需求和能耗日益復雜的類型也越來越多。因此，越來越多的能源流失，大型公共建筑的改造勢在必行。總的來說，有必要合理規(guī)劃未完工公共建筑的能源使用和消耗，合理改造現(xiàn)成的公共建筑，借鑒國內(nèi)外先進技術和經(jīng)驗，不斷創(chuàng)新和實踐。我們將更好地推進大型公共建筑的節(jié)能改造，節(jié)約能源，消除浪費。

參考文獻

[1]史勇 . 既有建筑節(jié)能改造應先行 [J] .城市開發(fā)，2005，（10）.

[2] HAWKES D. The environmental tradition：Studies in the architecture of the environmental[M]. London：E&FN; Spon，1996：21-31.

[3]吉迪恩·S·格蘭尼.城市設計的環(huán)境倫理學[M].張哲，譯.沈陽：遼寧人民出版社，1995：38-84.

作者簡介

劉婷婷（2000—），貴州畢節(jié)人，建筑學專業(yè)，本科生。

（作者單位：紹興文理學院土木工程學院）