節(jié)能技術(shù)在工民建施工中的應用

田福勝

目前，以節(jié)能為主要目標進行建筑設計逐漸成為發(fā)展的主要方向，設計人員需積極融合先進節(jié)能工藝，加強對材料工藝的研究，降低工程能耗量，確保能源利用的合理性，充分發(fā)揮節(jié)能工藝的價值，從而實現(xiàn)節(jié)能目標。目前，部分工程在設計過程中依然存在節(jié)能技術(shù)運用不完善的問題，需針對相關(guān)節(jié)能技術(shù)進行研究，確保其能夠在施工中充分運用。本文以天麟龍鑫苑地下車庫為實例分析節(jié)能技術(shù)在工民建施工中的應用。

1 工民建融合節(jié)能技術(shù)的必要之處

工民建項目具有規(guī)模大、能耗高等特點，將節(jié)能技術(shù)運用到工程中能夠有效減少資源消耗。多數(shù)情況下工程設計內(nèi)容較為粗放，忽略了材料資源、各類能源的消耗量。目前，國家對工民建節(jié)能性的要求也在逐步提升，運用節(jié)能技術(shù)能夠合理分配資源，減少能耗量，確保資源配置的合理性，提升建筑資源、各項能源的利用率，進而推動國內(nèi)建筑行業(yè)發(fā)展，以此來緩解建筑能耗較高的行業(yè)問題[1]。

2 工民建使用節(jié)能技術(shù)的具體路徑

2.1 采光節(jié)能

工民建項目進行中可在照明、采光方面融合節(jié)能工藝，積極發(fā)揮太陽能的優(yōu)勢，構(gòu)建光伏發(fā)電體系。以往工民建施工期間多使用側(cè)面采光工藝，導致采光具有局限性。將節(jié)能技術(shù)運用在工程中能夠有效改善建筑采光效果，減少能耗總量，從而實現(xiàn)綠色施工的目標。

2.2 墻體節(jié)能

雙層幕墻主要由點式幕墻和玻璃幕墻組成。在溫度較高時，玻璃幕墻能夠有效減少熱量進入室內(nèi)，保證室內(nèi)的溫控效果；在溫度較低時，點式幕墻能夠保持室內(nèi)溫度穩(wěn)定，減少室外因素帶來的溫度變化。

2.3 門窗節(jié)能

首先，在工民建項目中需要保證門窗結(jié)構(gòu)各處密封的處理質(zhì)量，減少門窗縫隙，防止漏風。門窗結(jié)構(gòu)安裝時，需先清除門窗處沉積的灰塵，并對安裝位置進行多次核對，避免出現(xiàn)偏差，從而提高門窗安裝的規(guī)范性。其次，門窗選材時要選擇性能優(yōu)異的材料，提高門窗整體結(jié)構(gòu)的質(zhì)量，滿足業(yè)主對門窗結(jié)構(gòu)嚴密性、美觀性的需求。若門窗位置嚴密性處理不好，會導致室內(nèi)溫度散失，熱損值增高，散失的熱量嚴重時甚至可達室內(nèi)熱量的40%[2]。

2.4 使用節(jié)能技術(shù)

第一，遮陽節(jié)能工藝。結(jié)合建筑自身情況獲取陽光照射量與照射強度等信息來開展遮陽設計，以此降低陽光照射的光線強度，減少空調(diào)制冷能耗。第二，漂浮屋頂節(jié)能法。此工藝是對屋頂進行熱量控制的關(guān)鍵，具有較高的熱量保持能力。屋頂施工時，運用上述工藝可提升屋頂?shù)母魺崮芰?，防止室?nèi)熱量聚積，從而減少空調(diào)的使用。第三，屋頂種植節(jié)能方案。此工藝與太陽能板聯(lián)合使用，打造全新的屋頂結(jié)構(gòu)，具有較強的輻射防護、熱量隔絕能力，節(jié)能性優(yōu)異。

例如，在實踐中可以采取屋頂種植方式達到節(jié)能目的。借助植物的蒸騰作用吸收環(huán)境熱量，調(diào)整屋頂溫度，具有較高的節(jié)能性。另外，在屋頂種植植物還可以提高屋頂?shù)谋啬芰ΑＬ祺?鑫苑建筑種植屋面共包括8 層，由下至上依次為結(jié)構(gòu)層、排水層、防護層、隔離層、防水層、防水層、防火層及保溫層。第3層混凝土鋪設厚度應該控制在40 mm，第5 層、第6 層防水卷材鋪設厚度分別為4 mm、3 mm，第8 層使用擠塑板進行保溫施工。

3 天麟龍鑫苑地下車庫項目的光照節(jié)能實例分析

3.1 天麟龍鑫苑地下車庫概述

本工程位于平?jīng)?崆峒區(qū)原水泥?家屬院北側(cè)，太統(tǒng)路以東，屬于框架剪力墻結(jié)構(gòu)，項目的總建筑面積合計為14.8 萬m2，地下區(qū)域面積2.3 萬m2，車庫共一層，照明面積為13 987.08 m2，建筑設計耐火等級為一級。

該項目共3 個地下車庫，選擇其中一個地下車庫開展節(jié)能設計。進行節(jié)能設計的地下車庫區(qū)域面積約0.93 萬m2，車庫內(nèi)總共設計了550 個停車位。依據(jù)這一情況，在車庫內(nèi)安裝了580套照明燈具，以改善地下車場的整體照明效果為主要目標?？紤]到天麟?鑫苑地下車庫的整個照明系統(tǒng)分為車位燈、車道燈以及應急照明燈，且需要提供24 h 的照明，需要在不增加功耗的基礎上，用發(fā)光二極管（Light-Emitting Diode，LED） 地 庫專用日光燈來代替以往應用的三基色日光燈，同時對部分車位燈和連道燈布局進行調(diào)整。

項目改造完成后，應用LED 日光燈的功率總和為16 W，在日光燈數(shù)量相同、使用時間相同的情況下，項目的年電耗能夠從原來的80 381.76 kW·h 降低至于41 487.36 kW·h，能夠有效達到節(jié)能目的。

3.2 節(jié)能分析

3.2.1 節(jié)能燈具選擇

（1）3 種燈具綜合對比。根據(jù)節(jié)能照明設計規(guī)范，有3 種照明設施可供選擇：一是T8 熒光燈，二是T5 熒光燈，三是發(fā)光二極管（Light-Emitting Diode，LED）日光燈。3 種照明燈具的性能對比如表1 所示。表1 中的光效是指每瓦用電通過的光通量，用于衡量照明能力。T8 熒光燈的成本為6 元/個，T5 熒光燈的成本為10 元/個，LED 日光燈的成本為20 元/個。由表1 可知，LED 日光燈可用60 000 h，使用時間幾乎是T8 熒光燈、T5 熒光燈的4.6 倍，照明功率最低，用電量較小，使用時間較長。

表1 3 種照明燈具的性能對比

（2）綜合光效對比。使用P=光效x 使用時間計算各類照明燈具在生命周期內(nèi)的照明能力，計算結(jié)果為：PT8=782，PT5=1 365，PLED=6 300。由此發(fā)現(xiàn)：LED日光燈的全生命周期內(nèi)照明能力最高，是T5熒光燈的4.6倍，是T8熒光燈的8.05倍，可見其具有較高的照明能力，可作為節(jié)能照明設備使用[3]。

3.2.2 燈具節(jié)能設計

以節(jié)能思想為出發(fā)點給出兩個燈具設計方案。燈具設計方案一：車輛通行區(qū)域內(nèi)燈具間距設計為4 m，停車區(qū)以3個車位為1個單元，每單元添加2個燈具。燈具設計方案二：車輛通行區(qū)域內(nèi)燈具間隔為3.3 m，停車位的每個單元使用1個燈具。以H 車庫為項目原型，使用線上平臺進行照明仿真分析，系統(tǒng)建模如圖1 所示。

圖1 天麟?鑫苑地下車庫燈具節(jié)能布設的DIALux 仿真模型

將兩組燈具方案導入模型進行分析，平臺以照度計測量方法對兩個方案的行車區(qū)、停車位逐一進行照明度測量，來對比兩個方案的照明效果。將數(shù)據(jù)導入模型后發(fā)現(xiàn)，方案一行車區(qū)照明度的系統(tǒng)測定結(jié)果最大值為70 Lux，停車區(qū)照明度為50 ～70 Lux；方案二行車區(qū)照明度的系統(tǒng)反饋結(jié)果大于70 Lux，停車區(qū)照明度為40 ～60 Lux?？梢?，方案二符合H 車庫的照明設計要求，相比方案一更具節(jié)能性。

3.2.3 智能照明

天麟?鑫苑地下車庫內(nèi)引入智能照明控制系統(tǒng)，以保證車輛安全，降低照明能耗。智能照明設計時對車庫進行有效分區(qū)，共劃分16 個智控單元，并添加7 個智控箱，照明節(jié)能控制策略如下。

（1）車庫門口感應到車輛、人員時，利用感應器捕捉通行情況，并開啟行車區(qū)的燈具，保證行車區(qū)域照明良好，從而給予通行人員更好的照明效果。在感應器捕捉到車輛停車動作時，開啟車輛停放位置的照明燈。

（2）車主車輛停放完成離開車位后，需要關(guān)閉車位區(qū)的照明燈具。在停車場無人駕駛、無人行走時，行車區(qū)的照明方式需要更改為節(jié)能型，采取間隔照明的方式，減少能耗，延長燈具的可用時間。

（3）智能照明可聯(lián)合安全監(jiān)控進行設計，車庫內(nèi)可裝設約200 個紅外感應設備。當感應器捕捉到異常行為時會及時開啟燈具，將捕捉畫面反饋給監(jiān)控平臺，有助于提高停車場內(nèi)的安全性。例如，當車主忘記停車位置時，在尋找過程中若有其他車輛駛?cè)胪＼噲?，會在一定程度上對其安全造成影響。此時，感應器會捕獲車主的找車行為并將車庫異常行為的檢測結(jié)果反饋給天麟龍鑫苑地下車庫管理人員，工作人員可及時調(diào)取停車場畫面，快速幫助車主找車。此外，還可以采取播放車庫廣播的方式使行駛車輛減緩速度，避免車庫行車撞人；還可以使用后臺監(jiān)控及時鎖定車輛位置，提高找車效率。

3.2.4 天麟龍鑫苑地下車庫項目照明的節(jié)能分析

在天麟龍鑫苑地下車庫項目原本燈具布局不合理和光源光通量不足的情況下，車庫現(xiàn)場容易出現(xiàn)明顯的光斑現(xiàn)象。基于這一情況，項目在經(jīng)過系統(tǒng)設計之后，以定制光源發(fā)光角度的方式調(diào)整燈具布局，在地下一層保留150套照明燈具，其中67 套為常明燈，地下二層保留146套，其中54 套為照明燈，有效提高了實際照明效果。天麟龍鑫苑地下車庫引入智能照明控制技術(shù)后，采取智能分析用電和車庫智能管理等措施積極降低用電量，每年照明支出減少了8 萬元，而智能控制技術(shù)的投入資金為24 萬元，需3 年回收投入資金，此后的照明支出節(jié)約量均為節(jié)能照明收益。同時，節(jié)能照明具有較強的實踐性，可減少電力資源消耗[4]。

4 節(jié)能工藝的運用思路

4.1 加強節(jié)能研究人才建設

人才資源是保證節(jié)能工藝順利使用的關(guān)鍵因素，工民建施工中運用節(jié)能技術(shù)時應做好人才培養(yǎng)工作，從多個層面明確節(jié)能工藝的使用路徑，同時開發(fā)全新的節(jié)能工藝，進一步提高建筑的節(jié)能性，減少電能、水資源的消耗。同時，在材料節(jié)能方面可設計相關(guān)節(jié)能方案，減少用料消耗，循環(huán)使用廢棄用料，提高材料成本的控制水平[5]。另外，在培養(yǎng)節(jié)能技術(shù)人才的過程中，可通過技術(shù)比賽等方式逐步提高人才的綜合素質(zhì)。

4.2 做好退場處理工作

第一，采取封閉性退場機制，引入建筑垃圾的循環(huán)工藝，增加可用建材數(shù)量，減少材料資源消耗。第二，材料到廠后積極開展性能檢測，分析其能耗量。針對能耗較高的材料進行退場處理，以此保障工藝方案的節(jié)能性，逐步優(yōu)化工民建項目的工藝方案。

4.3 構(gòu)建節(jié)能研發(fā)聯(lián)合小組

（1）建立新型節(jié)能研發(fā)項目。在后續(xù)項目任務進行中，工民建相關(guān)單位需積極利用節(jié)能科技，開展各項建筑施工活動[6]。例如，在天麟龍鑫苑地下車庫項目中使用了節(jié)能燈具，有效引入了智能控制技術(shù)，提高了照明管理的水平。后續(xù)又成立了節(jié)能研究小組，建立了太陽能聯(lián)合發(fā)電的節(jié)能項目，再次減少了天麟龍鑫苑地下車庫的電能消耗量。由此可見，多項節(jié)能工藝的聯(lián)合使用能夠切實減少能源消耗。

（2）組建多專業(yè)聯(lián)合的節(jié)能研發(fā)小組。項目可以構(gòu)建聯(lián)合節(jié)能研究小組，嘗試從多個角度出發(fā)設計節(jié)能方案，全方位融合智能科技，積極完善節(jié)能方案。小組成員可劃分節(jié)能研究任務，設定節(jié)能研究目標，開展節(jié)能效果分析，最終保障建筑節(jié)能效果。

4.4 加強政策支持

政策支持。節(jié)能技術(shù)的融合需獲得政策支持，以改善節(jié)能工藝的使用效果。節(jié)能鼓勵。政府需要針對工民建項目制定節(jié)能鼓勵政策，開展建筑節(jié)能評價，設定建筑節(jié)能標準，對節(jié)能任務完成較好的項目給予一定的鼓勵及支持，以此推動工民建項目快速發(fā)展，展現(xiàn)出政策支持的積極作用。

5 結(jié)語

工民建融合節(jié)能工藝具有較高的技術(shù)價值，可減少建筑能耗，提升照明、采光的有效性，發(fā)揮出墻體節(jié)能的積極作用，展現(xiàn)出門窗與遮陽節(jié)能的技術(shù)優(yōu)勢。本項目主要從屋頂、地下室兩個方面進行節(jié)能設計。屋頂節(jié)能采用種植保溫層方案，屋面層共設8 層，以增強屋頂?shù)姆浪院捅匦?；地下室?jié)能設計中，以照明節(jié)能為主要方向，強調(diào)選用節(jié)能燈具，引入智能照明控制技術(shù)，有效節(jié)約照明成本。