绿色建筑节能设计

绿色建筑节能设计

东营市建筑设计研究院 王爱清 韩涛

山东城市建设职业学院 王冰

摘要：介绍了申报二星级绿色建筑需要完成的节能项目，列出了主要的节能设计指标，可以对其它绿色建筑提供设计、施工参考。

关键词：绿色建筑、绿色、环保、无害、低碳、可持续发展。 1 项目设计背景

为加快建设资源节约型、环境友好型社会，实现建筑节能、节地、节水、节材、保护环境的目的。经项目

申请及其上级主管部门批准，东营市建筑设计研究院对“生态谷”12号楼按照国家“绿色建筑”标准进行建设。建成后的12号楼将成为东营市第一栋“绿色建筑”，山东省第二栋二星级“绿色建筑”。

该建筑的建成与使用将对东营市低碳城市建设，建筑节能技术的推广与应用具有良好的示范效应和积极的社会效益。同时极大地提高东营市建筑节能设计和节能技术应用水平，为建筑节能技术的普及推广与应用打下良好的基础。

2 总体规划与建筑设计

“生态谷”项目是以中国石油大学国家大学科技园为基础，包括黄河三角洲可持续发展研究院、企业研发总部、院所合作基地、企业孵化社区等内容的高新科技园区。“生态谷”总建筑面积21万平方米，容积率1.03左右，建筑密度21.6%，绿地率36.7%，基建投资5.4亿元。园区规划合理，建筑造型优美。场地建设与选址完全符合《绿色建筑评价标准》控制项要求。室外绿化物种选择了适宜当地气候和土壤条件的乡土植物。总体规划秉持“自然、生态、可持续”的设计理念，为本建筑申报绿色建筑奠定了坚实的基础。 规划平面图与鸟瞰图如下： 王爱清

1963.4，本科，高工 邮编：257091 东营市府前街98# 东营市建筑设计研究院

Wangaiqing618@163.com

联系电话：06-8332370-630

12#楼坐落在“生态谷”，三面环水，绿色萦绕，环境优美。建筑面积为1843平方米，建筑层数3层，高度11.65m。建筑主要功能为：建筑科技论坛、建筑技术与节能技术研发和推广。12#楼在设计过程中，延续人与自然、社会和谐的理念，科学有效地利用自然资源，为使用者营造出自然、舒适、环保、健康、优美、便捷的研发、办公与展览空间。建筑物兼做节能展示大厅、会议室等，凸现建筑主要功能与美观的统一，同时具备建筑物自然通风、自然采光和太阳能利用的功能。室内房间采用大空间设计，分割灵活，避免因功能改变造成二次拆建。

外围护结构、暖通设计严格执行国家现行节能标准。建筑节能设计达到国家标准《公共建筑节能设计标准》GB 501-2005与山东省《公共建筑节能设计标准》DBJ14-036-2006的设计要求。

3 新技术、新设备应用

为推广和展示节能领域的高新技术研究成果，减少建筑物对资源的消耗，将建筑物对环境的污染降到最低限度，本建筑采用了大量的节能高新技术产品及设备。现将建筑物建设过程中采用技术介绍如下：

3.1 光伏太阳能发电

本建筑光伏太阳能发电系统总装机容量为13.02kW，可供整栋建筑的照明及部分设备用电。系统由两部分组成。一部分为固定系统，设于屋顶，安装CNPV-195M 型高效多晶硅组件40 块，装机容量为7.8kW；另一部分为逐日系统，设于楼前绿地，安装一组双轴跟踪支架，采用CNPV-290W 组件18 块，装机容量为5.22kW。 电池方阵采

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用固定倾角安装，使用三台小型光伏并网逆变器，将直流电逆变成交流电后接入用户侧低压电网。本项目年均发电量约1.2 万度，年均节约标煤约6.23 吨，年均减排CO2 约22.1 吨。

地面逐日光伏太阳能发电系统 屋顶固定光伏太阳能发电系统

3.2太阳能辐射板建筑一体化及跨季节蓄能

太阳能辐射板建筑一体化技术，综合利用太阳能、空气能和太空低温源及跨季节蓄能技术，采用室内一体化低温差辐射供能系统，实现建筑物的制冷、供暖及热水供应。辐射板技术原理的应用，改变了传统应用太阳能的观念。源端的太阳能辐射板系统，可根据需要设在屋顶或墙面，不改变建筑外观，与建筑真正形成一体化；本项目通过与地源热泵地源端的结合实现跨季节蓄能。跨季节蓄能技术是利用辐射板夏季收集热量，冬季收集冷量，同时将收集的能量储存进入地下，利用土壤恒温层的蓄热和保温能力，将储存的冷热量跨季节交替使用，用于制冷和制热。本技术的应用实施能有效提高能量收集效率，实现低位环境热能的高效利用，避免地源热泵系统出现效率衰减状况，减少热泵的运行，降低系统运行费用。可实现整栋建筑全年供暖制冷及生活用热水年总耗电量低于30kWh/㎡。

3.3 地源热泵技术

地源热泵技术是将利用热泵技术将浅层地下恒温层的低位能源变成可供建筑物使用的高位能源，进而对建筑物进行采暖、制冷的技术。跨季节蓄能技术的应用可很好地解决地源热泵系统的总释放量与总吸收量相平衡的问题，与传统空气源热泵相比采用地源热泵技术可节能50%以上。本建筑采用了效率较高的满液式机组一台，地源井28口，井深120米，水泵采用变频调速运行。

3.4 排风热回收技术

通风热回收技术的原理是利用排风中的热量和新鲜空气进行热交换，对新鲜空气进行预热预冷，使新鲜空气接近室内温度，从而减少对新风系统加热或制冷的能源需求。本建筑每层采用一台新风热交换机组，风量为2600立方/小时（三层），3000立方/小时（二层），3000立方/小时（一层）。热回收的效率可达60%以上。

3.5 中水回用

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中水回用技术是通过收集建筑中的优质杂排水，并将其处理达标后，再回用到建筑中去的供水技术。本建筑中水源为盥洗废水、空调冷凝水，并辅以雨水作为补充。水处理是采用高分子膜材料（MBR中水处理设备）对污水中有机物和杂质进行生化处理和膜过滤。处理后的中水用于冲厕，使建筑物非传统水源利用率达50 %以上。实现废水资源化，达到节约用水，治理污染，保护环境之目的。

中水回用处理设备安装图 3.6 雨水利用

一是通过室外增置透水砖、绿地和室外渗井的做法，可有效地补充地下水，实现地下水的自我平衡。二是多余雨水经收集后排入景观水系用作景观用水和绿化用水。充分利用和保护自然资源，实现用水的可持续利用和自然循环。

3.7 节能、节水设备

楼内所有卫生器具均采用节水型器具。坐式大便采用冲洗水箱不大于6升的大小两档式冲洗水箱。蹲式大便器采用感应式高效节水型延时自闭冲洗阀。公共洗手间延时自闭水龙头。淋浴采用带水温调节器的节水型淋浴喷头。本建筑洗浴用热水全部通过屋顶太阳能装置供给。本建筑公共部位及部分房间采用了LED灯照明技术。 LED灯照明比现有节能灯具可节约用电70%以上。

3.8 楼宇能源智能监控

安装在建筑物内的探头会自动检测建筑物室内的环境明暗程度，并根据时间要求和声音来判断是否需要开启或关闭灯具，从而避免因人为因素造成用电浪费。用于制冷制热和通风的探头可感知建筑物室内温度、CO2浓度，从而控制制冷制热设备和通风换气设备开闭，并根据需要量的大小合理调整设备运行，以达到节约能源改善室内空气质量，创造舒适的办公、居住环境之目的。

4 绿色建筑评审条文达标分析

节地与室外环境 控 5.1.1 场地建设不破坏当地文物、自然水系、湿地、基本农田、森林和其他保护区。 制 建筑场地选址无洪灾、泥石流及含氡土壤的威胁， 5.1.2 项 建筑场地安全范围内无电磁辐射危害和火、爆、有毒物质等危险源。 √ √ 3 5.1.3 不对周边建筑物带来光污染，不影响周围居住建筑的日照要求。 5.1.4 场地内无排放超标的污染源。 5.1.6 场地环境噪声符合现行国家标准《城市区域环境噪声标准》GB 3096的规定。 5.1.7 建筑物周围人行区风速低于5m／s，不影响室外活动的舒适性和建筑通风。 一 5.1.8 合理采用屋顶绿化、垂直绿化等方式。 绿化物种选择适宜当地气候和土壤条件的乡土植物，且采用包含乔、 般 5.1.9 灌木的复层绿化。 项 5.1.10 场地交通组织合理，到达公共交通站点步行距离不超过500m。 5.1.11 合理开发利用地下空间。 优 5.1.12 合理选用废弃场地进行建设。对已被污染的废弃地，进行处理并达到有关标准。 选 5.1.13 充分利用尚可使用的旧建筑，并纳入规划项目。 项 5.1.14 室外透水地面面积比大于等于40%。 5.2.1 围护结构热工性能指标符合国家批准或备案的公共建筑节能标准的规定。 控 制 5.2.3 不采用电热锅炉、电热水器作为直接采暖和空气调节系统的热源。 项 各房间或场所的照明功率密度值不高于现行国家标准 5.2.4 《建筑照明设计标准》GB 50034：规定的现行值。 5.2.2 √ √ √ — × √ √ √ √ × √ √ 空调采暖系统的冷热源机组能效比符合现行国家标准《公共建筑节能设计标准》GB501-2005√ 第5.4.5、5.4.8及5.4.9条规定，锅炉热效率符合第5.4.3条规定。 √ √ √ √ √ √ √ √ / √ 5.2.5 新建的公共建筑，冷热源、输配系统和照明等各部分能耗进行分项计量。 5.2.6 建筑总平面设计有利于冬季日照并避开冬季主导风向，夏季利于自然通风。 5.2.7 5.2.8 建筑外窗可开启面积不小于外窗总面积的30％， 建筑幕墙具有可开启部分或设有通风换气装置。 建筑外窗的气密性不低于现行国家标准 《建筑外窗气密性能分级及其检测方法》GB 7107规定的4级要求。 5.2.9 合理采用蓄冷蓄热技术。 一 5.2.10 利用排风对新风进行预热或预冷处理，降低新风负荷。 般 5.2.11 全空气调节系统采取实现全新风运行或可调新风比的措施。 项 建筑物处于部分冷热负荷时和仅部分空间使用时， 5.2.12 采取有效措施节约通风空调系统能耗。 采用节能设备与系统。通风空调系统风机的单位风量 5.2.13 耗功率和冷热水系统的输送能效比符合现行国家标准 《公共建筑节能设计标准》GB 501-2005第5.3.26、5.3.27条的规定。 5.2.14 选用余热或废热利用等方式提供建筑所需蒸汽或生活热水。 5.2.15 改建和扩建的公共建筑，冷热源、输配系统和照明等分项计量。 5.2.16 建筑设计总能耗低于国家批准或备案的节能标准规定值的80％。 5.2.17 采用分布式热电冷联供技术，提高能源的综合利用率。 √ × / × × 优 根据当地气候和自然资源条件，充分利用太阳能、地热能等可再生能源，可再生能源产生的热选 5.2.18 √ 水量不低于建筑生活热水消耗量的l0％，或可再生能源发电量不低于建筑用电量的2％。 项 各房间或场所的照明功率密度值不高于现行国家标准 5.2.19 √ 《建筑照明设计标准》GB 50034规定的目标值。 控 5.3.1 在方案、规划阶段制定水系统规划方案，统筹、综合利用各种水资源。 制 5.3.2 设置合理、完善的供水、排水系统。

√ √ 4

项 5.3.3 采取有效措施避免管网漏损。 5.3.4 建筑内卫生器具合理选用节水器具。 5.3.5 使用非传统水源时，采取用水安全保障措施， 且不对人体健康与周围环境产生不良影响。 √ √ √ √ × √ √ √ √ √ 5.3.6 通过技术经济比较，合理确定雨水积蓄、处理及利用方案。 5.3.7 绿化、景观、洗车等用水采用非传统水源。 一 5.3.8 绿化灌溉采用喷灌、微灌等高效节水灌溉方式。 般 饮用水采用再生水时，利用附近集中再生水厂的再生水， 5.3.9 项 或通过技术经济比较，合理选择其他再生水水源和处理技术。 5.3.10 按用途设置用水计量水表。 5.3.11 办公楼、商场类建筑非传统水源利用率不低于20％，旅馆类建筑不低于15％。 优选5.3.12 办公楼、商场类建筑非传统水源利用率不低于40％，旅馆类建筑不低于25％。 项 节材与材料资源利用 控制5.4.2 建筑造型要素简约，无大量装饰性构件。 项 5.4.4 现浇混凝土采用预拌混凝土。 5.4.5 建筑结构材料合理采用高性能混凝土、高强度钢。 √ √ / 一在建筑设计选材时考虑材料的可循环使用性能。在保证安全和不污染环境的情况下，可再循环5.4.7 × 般材料使用重量占所用建筑材料总重量的10％以上。 项 土建与装修工程一体化设计施工，不破坏和拆除已有的建筑构件及设施， 5.4.8 √ 避免重复装修。 5.4.9 办公、商场类建筑室内采用灵活隔断，减少重新装修时的材料浪费和垃圾产生。 优选5.4.11 采用资源消耗和环境影响小的建筑结构体系。 项 控 采用集中空调的建筑，房间内的温度、湿度、风速等参数符合现行国家标准 制 5.5.1 《公共建筑节能设计标准》GB 501中的设计计算要求。 项 5.5.2 建筑围护结构内部和表面无结露、发霉现象。 5.5.3 采用集中空调的建筑，新风量符合现行国家标准 《公共建筑节能设计标准》GB 501的设计要求。 √ × √ √ √ 宾馆和办公建筑室内背景噪声符合现行国家标准《民用建筑隔声设计规范》GBJ 118中室内允许5.5.5 噪声标准中的二级要求；商场类建筑室内背景噪声水平满足现行国家标准《商场(店)、书店卫√ 生标准》GB 9670的相关要求。 5.5.6 建筑室内照度、统一眩光值、一般显色指数等指标满足现行国家标准 《建筑照明设计标准》GB 50034中的有关要求。 √ 一 般 5.5.7 建筑设计和构造设计有促进自然通风的措施。 项

√ √ 5

5.5.8 室内采用调节方便、可提高人员舒适性的空调末端。 5.5.9 5.5.10 5.5.11 宾馆类建筑围护结构构件隔声性能满足现行国家标准 《民用建筑隔声设计规范》GBJ 118中的一级要求。 建筑平面布局和空问功能安排合理， 减少相邻空间的噪声干扰以及外界噪声对室内的影响。 办公、宾馆类建筑75％以上的主要功能空间室内采光系数满足现行国家标准 《建筑采光设计标准》GB／T 50033的要求。 / √ × √ × √ × √ √ √ 5.5.12 建筑入口和主要活动空间设有无障碍设施。 优 选 5.5.13 采用可调节外遮阳，改善室内热环境。 项 5.5.14 设置室内空气质量监控系统，保证健康舒适的室内环境。 5.5.15 采用合理措施改善室内或地下空间的自然采光效果。 运营管理 一 5.6.6 设备、管道的设置便于维修、改造和更换。 般 5.6.8 建筑智能化系统定位合理，信息网络系统功能完善。 项 5.6.9 建筑通风、空调、照明等设备自动监控系统技术合理。 5 最终评价结果

2011年1月7日，经11位来自省、国家有关专家对本建筑进行现场勘察、评估，分六大项共83个子项逐项进行资料核对、现场复核，最终取得一致意见。 5.1 节地

A. 控制项全部达标。

B. 二星级一般项需要达标四项，5.1.6、5.1.9、5.1.10、5.1.11条共五条达标。 5.2 节能

A. 控制项全部达标。

B. 二星级一般项需要达标六项，5.2.7、5.2.8、5.2.9、5.2.10、5.2.12、5.2.13条共六项达标。 5.3 节水

A. 控制项全部达标。

B. 二星级一般项需要达标四项，5.3.6、5.3.8、5.3.9、5.3.10、5.3.11条共五项达标。 5.4 节材

A. 控制项全部达标。

B. 二星级一般项需要达标三项，5.4.4、5.4.8、5.4.9条共三项达标。 5.5 室内环境 A.控制项全部达标。

B. 二星级一般项5.5.9项不参评，需要达标三项，5.5.7、5.5.8、 5.5.10、5.5.12条共四项达标。 5.6 运营管理

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A. 控制项全部达标。

B.二星级一般项需要达标两项，5.6.6、5.6.8和5.6.9条共四项达标。 5.7 优选项

A.二星级优选项目要达标五项， 5.1.12、5.1.14、5.2.18、5.2.19、5.3.12、5.5.14共六项达标。 总上所述，该项目自评结果为绿色建筑二星级。但需要补充的其它材料：

A．建筑物周围人行区风速微机模拟资料。B．建筑物所在小区区域降水量、蒸发水量计算资料。 6 总结

本建筑已于2011年1月7号通过“绿色建筑”设计二星级评价。是东营市第一栋“绿色建筑”，山东省第二栋二星级“绿色建筑”。经过技术经济分析可以看出，太阳能辐射板建筑一体化与跨季节蓄能技术、地源热泵技术、LED灯具、排风热（冷）回收系统的投资效果好，节能明显，是值得重点推广的项目。雨水与中水回用是具有规模效应的项目，由于该建筑面积较小，设备投资所占比重较大，效率不高，但减排效果明显，社会效益好，如果能从排污费返还等上加以扶持可以基本持平，对于用水量大户效益明显。光伏太阳能发电节能减排效果明显，但由于目前造价昂贵，大面积推广有难度。雨水利用、节水器具应用等，节能减排的效果难以量化，但具有的社会效益显而易见。

综上所述本建筑所采用的节能减排技术均符合国家产业和“绿色建筑”的要求，且具有运行费用超低的特点，随着科技的进步和设备大规模的应用，设备造价会逐渐降低，能源价格会逐渐提高，再加上的扶持，节能减排技术会逐渐推广到每一栋建筑。真正实现建筑的绿色、环保、无害、低碳、可持续发展。

本项目的各项设计指标，设计方法与思路可以为其它绿色建筑提供设计、施工参考。

王爱清

1963.4，本科，高工

邮编：257091 东营市府前街98# 东营市建筑设计研究院

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