针对大型商业建筑整体节能设计与绿色建筑分析

时间：2024-07-28

杜加明

（长春建筑学院，130607）

杜加明

（长春建筑学院，130607）

现阶段，随着社会经济的发展，能源与需求之间的矛盾逐渐凸显，在此背景下，节能减排等绿色发展理念得以形成，并逐步应用到我国建筑实践中。大型商业建筑是我国公共建筑的主要形式，一方面其能源消耗极大，另一方面其能源节约也具备较高的潜力。本文针对大型商业建筑，对其整体节能设计加以探究，并对近些年广为盛行的绿色建筑进行简单分析。

大型商业建筑节能设计绿色建筑

据统计，我国是每年建筑数量增长速度最快的国家，同时也是碳排放比重较高的国家之一，我国每年新增建筑能源年消耗量占据总能耗的三分之一左右。具体到大型商业建筑，其用电量及能耗消耗量是普通建筑的十几倍。因此，大型商业建筑整体节能设计普遍受到社会各界关注。

一、大型商业建筑能耗基本概况

进入新的发展时期后，我国大型商业建筑，如商场、写字楼、大型酒店宾馆等在规模上不断增加，商业建筑在面积上已经占据了我国建筑总面积的30%[1]。大型商业建筑的能耗来源主要是动力系统、空调系统、供水系统及照明系统等，结合2010年我国建筑节能的相关研究报告显示，商业建筑中空调系统能源消耗占据其总能耗的50%-60%，而其运转设施设备，如电梯、照明等环节的能耗也占据了近50%左右的比例。从中可以看出，大型商业建筑如开展整体节能设计，具有极为广阔的节能前景。

二、大型商业建筑整体节能设计的方法措施

大型商业建筑节能应贯彻从里到外的节能设计，在外墙节能上可以采用轻集料材质的混凝土，设置棉保温层；在天窗及玻璃幕墙上，可以选用双层中空的玻璃；在建筑物的屋顶上，可以采用玻璃与保温金属板结合的方式，在玻璃天窗上设置釉点吸收太阳辐射。此外，需要注意的是，大型商业建筑的节能设计不能仅仅局限于建筑物外墙及其保温层的处理，而要涵盖建筑物内部及外部系统、地上及地下空间，实现大型商业建筑的整体节能设计。

（一）大型商业建筑空调系统的节能设计方法

1.空调系统自动控制

大型商业建筑空调系统的自动控制指的是建筑物的中央空调，通过将商业建筑的空调控制与建筑物的运行状况加以计算机联网，能够实现建筑物空调系统与其他建筑物设备的同步运行，在确保建筑物温湿度平衡的基础上，可以通过空调系统的自动控制，做到对能源的有效节约。大型商业建筑中央空调系统的自动控制涵盖了制冷供暖的主机控制、冷热水泵的控制、冷却井、塔的控制、附属设施，如空调机组及风机机组的控制等。

2.模糊变频控制

大型商业建筑模糊变频控制系统主要是针对建筑物的主机房及其各种能耗设施的节能控制。在商业建筑的空调系统能源消耗中，冷冻机房的能耗占比达到50%左右，因此，模糊变频控制技术应用于大型商业建筑节能设计中，其节能效果十分突出[2]。

（二）大型商业建筑照明系统节能设计方法

1.照明自动控制

在建筑物能源消耗中，照明环节的能耗在建筑物电能总能耗中占比30%，因此，优化设计大型商业建筑的照明系统，可以很大程度上减少照明电能消耗。在照明自动控制上，主要是对建筑物的灯光启停进行智能调控，一方面保障建筑物照明满足照度要求，另一方面又能使建筑物灯光照明系统更加节能。在照明自动控制的实现方式上，主要是根据建筑物的照度需求，对建筑物灯光进行自动启闭，并合理调整照度强弱。

2.使用节能灯具

在建筑节能设计实践中证实，在不构成对建筑物照明效果影响的基础上，对建筑物灯具进行更换，选用节能灯具，能够极大地提升建筑物节能效果[3]。涉及到大型商业建筑时，可以选用LED灯，荧光灯、T5灯具等，促进建筑物电能节约。此外，在商业建筑节能灯具的选择上，一定要严格挑选质量及安全性较好的灯具类型，以便减少灯具后期维保成本。

（三）大型商业建筑电气系统节能设计方法

1.提高建筑电力设备的质量

大型商业建筑中存在的无功功率较大的设施设备，外加各种谐波影响，会使大型商业建筑出现电能损耗现象。通过实践检验证明，提高建筑物电力设备质量，加装电力设备的改进装备，能够达到10-15%左右的节能率。而相应的建筑物电力的改进设备，可以在配电房中设置，安装便捷，不会对商业建筑各项功能的使用构成影响。

2.扶梯自控技术

大型商业建筑中扶梯众多，在扶梯的入口可以借助安装客流感应设备的形式对扶梯荷载进行感应，无人搭乘时可以自动停运。在扶梯的运输周期完成时，如无顾客搭乘，也可以进行自动停运。在扶梯的启动及停止过程中，要保持匀速，启动时缓慢增加速度，停止时逐渐减缓速度，以有效地保持电能，通过对扶梯采用自控技术，可以使建筑物达到20%-50%左右的节能效率。

3.电梯节能技术

在大型商业建筑节能设计中，电梯节能技术也是提高建筑物电能使用效率的重要技术措施，电梯节能主要借助变频调速器，对电梯的速度进行有效调节。此外，由于电梯在运行过程中，其对称重物块和电梯轿厢之间会产生机械能，通过将机械能收集储存到电梯变频电容中，可以借助能量转换器将这部分电能返回到电网系统中，从而达到电能节约的效果。经相关研究证实，大型商业建筑中电梯的运行速度设置的越快，建筑的楼层数量越多时，电梯的电能消耗就越少，相应的返回电量就越多。

三、大型商业建筑的发展趋势——绿色建筑

现阶段，在绿色建筑建设领域，我国中央及地方政府陆续出台了一些政策及法规，如《绿色建筑设计规范》等，对绿色建筑的设计重点、评价指标等进行了细化。作为大型商业建筑而言，由于其占据较大的占地面积，在建筑功能上趋于多样，各项能源消耗数量庞大，在建造大型商业建筑时，采用绿色建筑理念及设计方法势在必行[4]。大型商业绿色建筑的基本要求包括以下几点：

（一）将建筑节能作为设计核心

在“四节一环保”理念提出后，绿色建筑设计得以较快发展，其突出特点就是更加强调土地、水源、材料及能源方面的合理优化，将节能设计作为绿色建筑的主要特征。大型商业建筑应在天窗、幕墙、采暖制冷系统等方面贯彻节能这一基本前提，将节能作为大型商业绿色建筑的设计核心。

（二）将低耗系统作为设计关键

大型商业绿色建筑是将可再生能源作为能耗系统设计的关键，如充分借助风能、地能及太阳能等，结合商业建筑的具体位置及功能，合理选用绿色建筑技术。在绿色建筑设计环节，各类能源循环系统的低耗设计是重中之重。现阶段研发使用的变频技术。变风量系统、节能照明灯具等，既有效降低了建筑能耗量，由改善了建筑的舒适程度。

（三）将绿色材料作为设计手段

绿色建筑秉承了促进能源、环境、居住者等各方的和谐持续发展理念，因此，在设计手段上通常采用绿色节能环保材料，以有效减少能源消耗。例如，选用具有防水、隔热、保温等多种功能于一体的建筑墙体材料，使用强度及标号较高的混凝土、安装具备温湿度调节及毒害射线屏蔽能力的新型玻璃等。