基于新型綠色節能技術的房屋建筑施工研究

林 超，王梓林，肖奇鋒，余學良，涂任馳

（莆田中建建設發展有限公司，福建 莆田 351100）

21 世紀以來，國家的經濟已經成功地實現從“高速發展”到“高質量發展”的轉型，在“五位一體”的整體戰略布局中，生態文明建設已經成為國家發展的一項重要任務。新時代下，房屋建筑節能工作所面臨的主要矛盾也逐漸發生了變化。目前，我國的學校、建筑物中心等辦公樓建筑平均面積已接近世界先進國家的平均水準，而房屋建筑的平均面積卻還沒有形成規模。隨著電子商務等密集型行業的持續成長，寫字樓與商廈等公共建筑的面積將持續增長。在新的時代背景下，人們對生活、居住質量提出了更高的要求，由此可以看出，未來階段房屋建筑工程將成為建筑行業發展與建設的主要方向。但在深入市場的調研中發現，大部分地區已經開發了成套、分區的房屋建筑，為發揮既有建筑的更高價值，應引進新型綠色節能技術，進行既有房屋建筑的綠色改造。

與其他類型的公共建筑相比，既有房屋建筑具有存量大、功能性突出、整體能耗高等特點。因此，探索房屋建筑的綠色節能改造策略，減少建筑物的常規能耗，是公共建筑節能減排工作中的一個重要內容，本文將以此為切入點，展開相關方面內容的研究。

1 房屋建筑負荷模擬

為滿足房屋建筑施工中綠色節能技術的應用，施工中，需要對房屋建筑進行負荷模擬。為確保相關工作的順利實施，對項目基本概況進行分析，具體內容見表1。

表1 建筑工程項目基本概況

掌握工程項目基本情況后，對建筑不同朝向下的圍護結構基本信息進行分析[1]。相關內容如表2 所示。

表2 建筑圍護結構基本信息

將上文相關數據作為支撐，對負荷模擬過程中的房屋建筑室內環境溫度進行設置，如表3中內容所示[2]。

表3 房屋建筑室內環境溫度模擬設置

考慮到原有的建筑中有曲線墻的設計，因此，在建筑能耗與負荷模擬過程中，使用DeST軟件作為房屋建筑建模工具，參考極限思想，將曲線墻劃分為多個線段的組合，對曲線墻進行近似簡化。為便于使用軟件進行建筑負荷計算的模擬，考慮到在給定窗墻比的情況下，外窗的設定會導致模型中的窗戶位置和真實位置之間存在著一些偏差[3]。因此，可以將具有相同功能和朝向的鄰近房屋整合到一棟房屋中。以此種方式，提高建筑負荷模擬的效率[4]。通過此種方式，得到既有建筑物的DeST3D 建模。根據當地供暖時段，進行建筑物DeST3D 中相關參數的錄入，以此為依據，計算房屋建筑室溫與負荷情況，統計并整理計算結果，輸出報表，得到建筑全年冷熱負荷模擬結果，如圖1 所示。

圖1 房屋建筑全年冷熱負荷模擬結果

2 房屋建筑外圍護結構綠色節能改造

根據上述圖1 所示的房屋建筑全年冷熱負荷模擬結果，初步掌握建筑耗能需求，以此為依據，在遵循低消耗、節約能源、保護環境和消除污染等原則的基礎上，基于新型綠色節能技術，對房屋建筑外圍護結構進行綠色節能改造。首先對房屋建筑外墻進行節能設計[5]。針對已有的建筑外墻結構，可通過增設保溫層的方式，形成復合型的保溫外墻[6]。其次，在施工階段，可選用無機墻體材料，實現隔熱保溫的目的。圖2 為外墻保溫結構示意圖。

圖2 外墻保溫結構示意圖

在進行外墻保溫改造時，需要對外墻進行力學分析，確定墻體的厚度。在裝飾裝修前將外墻上的裂痕、污漬等清理干凈，確保墻體的平整度。將保溫材料充分貼合在墻面上，并刷上一層膠泥。然后涂上一層薄漆，以改善外墻的外觀，增加保溫面板與墻壁的結合強度[7]。

在此基礎上，參照建筑節能設計標準，對建筑中不同熱分工區域的圍護結構熱工性能限值進行設定，如表4 所示。

表4 建筑中不同熱分工區域的圍護結構熱工性能限值設定

將上表所述內容作為參照，對門窗的窗墻比調整和朝向進行優化設計。在確保房屋建筑外立面對門窗數量和造型要求的基礎上，對窗墻壁進行設計。對房屋建筑單一立面外窗不同窗墻比下的傳熱系數有明確規定，具體見表5 所示。

表5 房屋建筑單一立面外窗不同窗墻比傳熱系數規定表

針對整體熱工性能較差、外窗窗框及玻璃老化嚴重的外窗，采取全部拆除換新節能窗的措施。針對窗框保存完好，連接位置沒有明顯破損的外窗，在原有玻璃基礎上貼熱反射膜，以此減少外窗透光性。

3 房屋建筑室內環境綠色節能改造

暖通空調系統與房屋建筑室內環境的空氣品質有著密切聯系，合理的空調系統設置可以大大改善室內環境。對室內溫度、濕度、潔凈度及空氣流速沒有特別要求時，宜采用自然通風方式；根據污染物發生源的大小、污染物的種類和數量，來確定是選擇局部送風還是全面送風[8]。例如，在產生污染氣體的特殊區域（如打印機、實驗操作臺）中，應該設置獨立的排風系統，并將其與辦公室區域分離。圖3 為典型房屋建筑頂部送風結構剖面圖。

圖3 典型房屋建筑頂部送風結構剖面圖

針對房屋建筑內部結構，在條件允許的情況下，可通過加建中庭達到改變建筑內氣流組織的目的，通過熱壓和風壓的作用，有效加強房屋建筑內部空氣對流。房屋建筑內部立面平整會使得進入到室內的風量較少，因此，可以通過增設導風板的方式，使窗口風壓增加，并引導氣流進入到室內。

對房屋建筑室內采光的改造可采用設置自感裝置調節控制照明系統；更換高效節能照明設備；擴大天窗、中庭自然采光；在不造成光污染的情況下增加遮陽和反光結構等方案。除此之外，還可設置光導管照明系統。其基本工作原理是在采光罩的作用下，室外的自然光線被有效地收集起來，并被引入到系統中進行重新分配。之后，在經過專門制作的導光管的加強和有效地傳輸之后，在底層的擴散裝置的作用下，自然光被均勻地照射到了室內的空間中。引入到室內的是經過了紫外線、紅外線的自然光線，具有全光譜、無頻閃、無眩光的特性，顯色指數大于97%，充分滿足房屋建筑內部環境需要。

4 可再生能源綜合利用

引入太陽能集中供熱水系統，在太陽能集熱器當中設置金屬——玻璃真空管，其內部沒有水，而是采用單向導熱管將熱量導入到水箱當中，其優勢在于不容易炸管，且一旦炸管不會漏水，很少出現問題，幾乎不需要維修。光伏建筑一體化也是一種將太陽能發電產品集中到房屋建筑上的一種新型綠色節能技術。房屋建筑可以為太陽能光伏發電系統提供足夠的面積，光伏電池陣列可以替代常規建筑材料，省去光伏太陽能發電系統的支撐結構，達到節省材料費用的目的。

針對井水回灌的問題，采取多種能源輔助的方式增加地源熱泵的穩定性，如圖4 所示。

圖4 多能源輔助地源熱泵結構圖

根據地下溫度場的情況，判斷機組是否開啟，確保地下溫度場內有充足的時間恢復條件，同時強化運行過程中地埋管與土壤的傳熱過程，促進地熱能的利用率提升。

5 節能改造方案應用效果分析

按照上述內容，完成相關參數的設計與技術方案的應用后，將國家能源局數據與當地能源使用單價作為參照，進行節能改造方案應用效果的分析。其中能源使用單價標準如表6 所示。

表6 當地能源使用單價

以此為標準，匯總綠色新型節能技術應用后，房屋建筑的綜合經濟效益，具體內容如表7 所示。

表7 綠色新型節能技術應用后房屋建筑的綜合經濟效益

6 結語

當前，國內關于房屋建筑空間改建的研究已經取得了一定成果，但是，對于改建房屋建筑的系統性和全面性還缺乏深入研究。為發揮房屋建筑更高的商業價值，應做好對房屋建筑的綠色節能改造，為我國節能減排工作提供全新的思路。為全面落實并深化此方面工作，本文開展了基于新型綠色節能技術的房屋建筑施工研究。為檢驗施工技術的應用效果，選擇某地區大型房屋建筑工程項目作為實例后，采用構件模型的方式，進行房屋建筑溫度、圍護結構熱工性能限值等相關參數的設定，在完成此方面內容的設計后，對應用綠色新型節能技術后的房屋建筑綜合經濟效益進行分析，得到表7 所示的內容。根據表7 中的內容可以看出，此項技術應用后，不僅可以有效減少房屋建筑的累計負荷需求量，還可以減少累計標煤量，以此種方式，節約房屋建筑建成后的運行費用。綜合上述分析，按照規范進行新型綠色節能技術的應用，是一項十分有必要的工作。