基于綠色建筑技術的民用建筑節能改造的探討

駱雁

摘 要：對國內外綠色建筑技術研究的概況進行分析，在此基礎上，分析了我國綠色建筑發展現狀與未來政策規劃，然后對現有建筑節能改造的五個重點過程進行了總結，最后結合工程的實際情況，以鎮江老市政府改造項目為案例，從建筑部分、環境部分等方面探討了民用建筑節能改造技術，并提出主要的技術指標、經濟效益以及社會效益，旨在為我國實施建筑節能改造提供參考。

關鍵詞：綠色建筑；民用建筑；節能改造；效益

中圖分類號：TU201.5 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：2096-6903（2023）02-0104-03

0 引言

隨著全球農業、工業的快速發展，伴隨而來的是耕地面積與森林面積的逐漸減少，全球氣溫回暖，溫室效應也日益加劇，人類賴以生存的生態環境已經被破壞。于是，人類開始關注綠色生態的保護。因此，協調好生態保護與經濟的發展之間的關系十分重要，而綠色建筑可以解決一些問題，所以研究綠色建筑的發展就變得尤為重要。

我國現有的建筑存在高能源消耗、高資源耗費以及高污染的特點，這些建筑存在保溫性能差、暖通空調系統存在運行效率低的問題。目前，全國有相當大數量的非節能建筑，考慮到成本因素，不可能大量的拆除現有的建筑物，所以需要對該類建筑進行節能改造，從而實現能耗的降低。

研究既有非節能建筑存在的問題，設計合理的綠色建筑節能改造方案，一方面可以緩解我國資源短缺的的現狀，另一方面還可以節約資源，提高資源的利用效率，從而推動城市綠色化發展，促進社會經濟與環境的協調發展。

1 國內外綠色建筑技術研究的概況

國外對綠色建筑的研究始于20世紀60年代，并產生了“生態建筑學”的理念，該理念首次將建筑學與生態學相結合。20世紀70年代因為石油危機的蔓延，歐美等發達國家開始重視建筑的能耗與綠色環保方面，該影響逐漸擴散到發展中國家。與此同時風能、太陽能化及保溫結構類的新技術應時而生。在這些新技術中，綠色建筑研究的研究占了相當大的比例。20世紀80年代，國際上綠色節能建筑的體系逐步改善，并逐漸在歐洲的發達國家中開始商業化運用，然而由于建筑物存在一定的封閉性，建筑物內部的環境問題并未得到及時的解決。20世紀90年代，羅伯特威爾通過研究，提出綠色建筑需要在注重綠色結構的創造的基礎上，還需要注重經濟、文化以及精神等更深層次的訴求[1]。

德國在綠色建筑方面發展是比較快的，德國一家公司設計了一種R129住宅。該住宅具有非常優異的功能，在綠色建筑行業非常具有代表性。美國的綠色建筑發展的比較早，而且發展的速度也非常快，美國相關政府機構發布了一系列的綠色建筑方面的標準。這些標準陸續發展成為了綠色建筑行業的行業標準。例如美國曾經建立公共建筑方面的行業標準，該標準規定如果私有建筑可以達到這些行業標準，那么政府結構將會對這些建筑的戶主給予相關的優惠。加拿大則實行綠色建筑行動，在該行動中，需要采用綠色建筑行業標準對建筑物進行設計，其中建筑物使用的材料、制造的工藝也需要符合綠色環保的標準，從而使該類建筑比傳統建筑消耗的能源更少，同時也保護了環境[2]。

大量發展綠色建筑，一方面可以提升能源的使用效率，另一方又可以減少能源的消耗。2004年，我國設立“全國綠色建筑創新獎”，并陸續頒布了一系列的政策與實施細則。2006年，政府頒布了《綠色建筑評價標準》，該標準的頒布符合我國綠色建筑行業的發展需求。2014年，住建部頒布綠色建筑的評價標準。這個新的標準說明我國的綠色建筑方面有了巨大進步。許多省市結合自身特點頒布了適合當地的綠色建筑評價標準。2022年，住建部發布了《“十四五”建筑節能與綠色建筑發展規劃》，并提出到2025年，新建立的建筑物需要全部符合綠色建筑的標準，提升建筑能源利用效率，并對建筑物的耗能結構進行優化，有效控制住建筑物的碳排放量與能耗的增長，最終建立成綠色低碳的綠色建筑發展方式，從而為我國建筑行業“2030碳達峰”打好堅實的基礎[3]。

2 建筑節能改造的研究

現有建筑進行節能改造主要分為兩個部分：建筑部分，包括材料、門窗、暖通等；環境部分包括雨水改造、澆灌、透水鋪裝，雨水花園等。具體有以下5個要點。

2.1 針對需要修復的建筑現狀進行調研

對需要修復的民用建筑現狀進行調研，對現有建筑情況進行調查分析，探討現有結構對室內舒適度和建筑耗能的影響，并對建筑物中所含的節能技術進行分析。在建筑的節能方面，保溫與隔熱占了非常重要的地位，分析建筑物中的保溫與隔熱，需要從建筑物的墻體與門窗方面著手進行分析，通過調查門窗與幕墻，分析各種保溫隔熱材料的性能。

通過調研發現，需要在建筑物設計、建設以及使用過程中，按照建筑物的節能與減耗標準，采用節能的建筑材料與節能的建造工藝，在建筑物建造時需要充分利用好可再生能源，減少空調、照明以及供暖等方面的能耗，從而提高建筑物的保溫與隔熱性能，提升建筑物的用能系統效率[4]。

2.2 結合經典案例，提出節能方案

在調研過的建筑中，選取資料詳實齊全且有代表性的建筑進行個案對比研究，并提出節能的設計方案。

分析國內外知名典型的建筑設計案例，吸納這些典型案例的優點。在分析室內空間設計需求的基礎上，注重建筑的節能設計，在利用自然光的同時阻隔熱量，建筑師和室內設計團隊需在此基礎上打磨繪制出構造圖。

2.3 節能模擬

將現有建筑與優秀案例有機結合，對建筑物進行節能設計，將參數導入軟件模型中。隨后進行節能模擬，根據軟件分析得出的節能分析結果提出建筑物的節能設計的策略。通過檢查建筑物節能設計，判斷建筑物是否滿足節能環保的要求，檢查的方式主要是通過模擬室內的空氣溫度、濕度、風速、CO2濃度、熱輻射、光環境、熱輻射、空氣污染物濃度等環境因素，評價人的熱舒適程度，得到PMV值，從而得到準確、可實踐和復原的環境評價分析結果。

采暖居住建筑節能設計的控制指標有建筑物耗熱量指標和采暖耗煤量指標兩項。在節能模擬過程中列出了采暖地區各個城市控制指標的具體數值，建筑節能達標評審也圍繞著控制指標展開，核算控制指標的計算值是否小于節能設計標準規定的數值[5]。

2.4 綠色建筑設計要點

室外環境設計中，幕墻的設置需著重考慮其光學性能，避免對周邊帶來光污染。周邊場地綠化物種選用適宜當地氣候和土壤條件的鄉土植物，并采用包含喬、灌木的復層綠化。

屋面、外墻、外窗需要采用保溫性能好的材料。建筑朝向夏季主導風向，需要設置合理外窗可開啟面積。建筑各層需要分區域獨立設置中央空調系統，采用環保材料作冷媒。建筑室內走廊、樓梯間、門廳等公共場所的照明，采用集中控制，并按建筑使用條件需要采取不同的控制措施。不經常使用的場所采用自熄開關。

污水系統采用合理處理方式、雨水系統采用雨水回收利用系統，收集屋面雨水，主要用于綠化灌溉、道路沖洗等。采用節水型衛生器具提高節水率。

建筑造型要減少使用裝飾性構件，多使用可再循環材料。對噪聲敏感的主要房間采取降噪措施。建筑內需要建設完善的智能化系統，火災自動報警及聯動控制系統、漏電火災報警系統、有線電視系統、閉路電視監控系統、殘疾人衛生間救助系統等[6]。

2.5 雨水回收利用工程

在設計雨水回收利用工程時需要遵循以下3個原則。

第一，安全性原則。需要根據雨水回收工程的實際情況，設計棄流系統，以防在暴雨時雨水倒灌，并實現雨水的收集功能。

第二，經濟性原則。需要設計合理的雨水棄流與雨水處理的方式，實現雨水處理的智能控制，減少雨水處理的一次性投入與系統的運行成本，從而最大限度的體現雨水利用的經濟性。

第三，可靠性原則。需要選擇穩定可靠的雨水回收方式，確保雨水處理后的水質達到標準的要求。

3 實例應用分析

本文以鎮江老市政府改造項目（6號樓）作為案例進行分析。

3.1 案例的技術分析

3.1.1 建筑部分

建筑部分需滿足《綠色建筑評價標準》中規定的標準條文。

墻體：室內墻、柱面、門窗的陽角，在2 m高度時均做1：2水泥砂漿護角線。廁所內墻、外墻均在室內地坪標高以下60 mm處做墻身防潮層，做法為60厚C20細石混凝土（內配3￠6，箍筋為￠4＠300）。

地面：混凝土標號C20，水泥砂漿地上標號M5，地下7.5。

門窗：門窗材料為斷橋隔熱鋁合金，中空玻璃5+9A+5，在有安全要求處采用鋼化玻璃。加工安裝應嚴格按照國家現行的施工及驗收規范執行。門窗需要現場足尺放樣，放樣圖紙需要得到設計院的認可，其強度、剛度以及平整度等技術指標均應滿足國家標準的要求[7]。

屋面：本工程屋面防水等級為Ⅱ級，坡屋面有組織排水。

建筑色彩：建筑立面整體效果的顏色，可由施工單位先做試塊，經業主及設計單位確認后，方可施工。

3.1.2 雨水回收利用系統

雨水回收利用系統需滿足《雨水利用工程技術規范》、《建筑與小區雨水利用工程技術規范》等工程技術規范。

雨水處理系統需采用全自動過濾器對雨水進行處理，處理能力為10 t/h，該過濾器處理精度達到100 um。

處理后雨水水質的要求要根據水的用途從而確定。

景觀補水：CODcr≤30 mg/L；SS≤10 mg/L。

道路澆灑：CODcr≤30 mg/L；SS≤10 mg/L 。

綠化：CODcr≤30 mg/L； SS≤10 mg/L。

車輛沖洗：CODcr≤30 mg/L；SS≤5 mg/L ?。

娛樂水景：CODcr≤30 mg/L；SS≤5 mg/L ?。

雨水年利用量為3 212.10 m?，非傳統水源利用率為9.02%。用水量估算為23.75 m?/d。

3.2 案例的經濟效益分析

在考慮成本帶來的效益時，使用綠色建筑技術改造后的建筑項目的總節電量每年約6 000～15 000 kW·h， CO2的排放量每年可以減少50 t～480 t，每年可以節約用水946～1970 m3。經濟效率按照每1元的節能增量成本，可以節省電費0.21～0.37元，每1元節水增量成本，可以節省水費 0.19～0.42元。通過分析靜態回報回收期，單位增量成本節省電費的靜態回收期為2～4年，而節水的靜態回收期為2～5年，可以在一個比較合理的周期內收回節能與節水方面的投資，進一步奠定了節能建筑的市場可行性[8]。

3.3 社會效益分析

通過對建筑進行節能改造，能夠在應對溫室效應、節能建筑材料發展以及調整經濟的結構等方面具有積極的促進作用，在我國城鎮化發展的道路上也有非常重要的意義。

綠色建筑正處在快速更新發展中，通過研究綠色建筑當前存在的問題，有助于轉變一貫的城市建筑建設模式，提高資源利用效率，推動城市不斷的綠色化。在理論上分析建筑節能改造設計的特點和控制環節，提高企業在節能建筑設計領域的經濟效益與市場競爭力。

4 結語

針對民用建筑節能改造的研究問題，運用綠色建筑技術，在原案例的基礎上，繪制構造圖、建立節能模擬、分析綠色建筑設計要點、歸納出設計雨水回收利用工程的注意點等，并依據實例分析的技術數據，闡述了基于綠色建筑技術的建筑節能改造工程的經濟效益和社會效益，為我國民用建筑節能改造工程提供技術支撐。

參考文獻

[1] 李雨柔.基于成本控制的既有居住建筑節能改造策略研究[J].建筑與文化，2022（3）：57-58.

[2] 李冰，許劍峰，劉峰.山東某住宅小區既有建筑節能改造評價研究[J].城市建筑，2022，19（3）：26-28.

[3] 董璐，陳立剛，黃偉東，等.唐山市某小區既有居住建筑節能改造項目效果分析[J].建設科技，2022（2）：38-43.

[4] 陳斌，鮑宇清，周寧，等.北京市某既有居住建筑節能改造后的效果分析[J].綠色建筑，2022，14（1）：44-48.

[5] 杜壯，郭漢丁，杜鵬暉，等.既有建筑節能改造市場運行實踐分析與對策研究[J].再生資源與循環經濟，2021，14（9）：9-13.

[6] 黃波.既有居住建筑節能改造研究[J].節能，2020，39（10）：13-14.

[7] 紀偉東，袁振皓.寒冷地區既有辦公建筑節能改造設計探究——以濟南市某舊辦公樓節能改造為例[C].2020國際綠色建筑與建筑節能大會論文集，2020：296-300.

[8] 鄭英，王利利.甘肅傳統民居建筑節能改造研究[J].粘接，2020， 43（8）：41-45.