随着人口不断增长,资源消耗日益增加,导致了资源能源短缺、环境气候恶化等一系列问题, “绿色”、“环保”、“低碳”、“可持续”已成为社会普遍的共识和追求目标。由于建筑能耗占全球总能耗的40%左右,建筑的可持续化发展势在必行"。如何实现“四节一环保”的绿色建筑评价目标,这就需要从绿色建筑集成技术上去加以引导并实施,更需要根据建筑当地的环境条件、功能使用要求创新性地选择适宜的技术策略去建设。在建筑可持续发展理念的指引下,我们对后勤工程学院绿色建筑示范楼的技术集成创新做了一些有益的尝试,并取得了一定的成效。
1 项目概况
后勤工程学院绿色建筑示范楼位于重庆市大学城后勤工程学院新校区西南角,是一栋集住宿、餐饮、教学、办公、会议等功能于—体的综合体建筑。该建筑地上五层,地下一层,建筑平面采用“T” 字形布局(图1),钢筋混凝土（词条“钢筋混凝土”由行业大百科提供）框架结构。项目用地面积13851m2、总建筑面积为11609m2、建筑占地面积为2496m2。已于2011年8月整体竣工并投入使用(图2)。
该顼目按美国绿色建筑LEED-NC(2.2版)的金奖标准要求和我国绿色建筑“三星级”认证标准进行设计和施工建造,是全军和重庆市第一个获得“三星级”绿色建筑设计评价标志认证的实际建成项目,并荣获了军队优秀工程设计一等奖,全国绿色建筑创新奖一等奖。
2场地环境的生态补偿
2.1 中水处理系统的生态设计
为了提高建筑周边的环境质量\调节建筑微气候,该项目利用西北角的场地设计了地上和地下的中水处理系统,既不占用绿化场地，又结合潜流湿地、生态塘和景观池来补充场地生态景观。顼目处理达标后的中水一部分回灌于潜流湿地和生态塘进行二级处理,达到景观用水标准后补入景观湖面。同时,景观湖内设置循环泵提升湖水至人工湿地,实现湖水的循环,使湖水的水质保持良好。湿地以芦苇为主,生态塘内种植本土产挺水植物、沉水植物及浮生植物,并放养具有良好水质净化功能的鱼类,形成良好的水笠食物链生态环境(图3)。
2.2无土种植屋顶绿化及垂直绿化技术
该项目采取了退台式屋顶绿化,由主屋顶和3个退台式屋顶组成。屋顶绿化面积为1310m2 占屋顶可绿化面积的6823%。屋顶绿化以灌木与地被植物为主,配合小乔木,减轻屋顶荷载与风力影晌。同时,屋顶绿化采用新型无机轻质栽培基质—— “宝绿素”种植介质。该种植介质具有无土、环保、超轻等特点,无需后期养护;既大大减轻了屋顶荷载,又保证了屋顶排出雨水的清澈透亮。在建筑南立面外墙上结台水平和垂直的固定遮阳板,巧妙地设置了80个容器式垂直绿化系统作为墙面垂直绿化体系,并种植了爬山虎和迎春两种藤蔓植物,形成一种上与下、前与后的立体绿化景观。同时采取节水型自动滴灌技术,保证了植物的存活率。
3建筑被动式节能体系
3.1 自然采光与自然通风设计
该顼目结合地形条件将建筑主体坐北朝南布置,房间尽可能做到了自然采光和自然通风。地下室为车库和设备用房。为了改善地下室的采光情况,项目在建筑南侧地下室墙外设置了10个垂直采光通风井,东侧与北侧地下室墙外设置斜坡绿化,地下车库屋顶设置了2个玻璃采光通风顶,有效地改善地下室的自然采光通风(图4)。
在南立面中部设置了“可呼吸”玻璃幕墙系统(图5)。
该技术较好解决了采光、节能和立面造型相统一的技术难题。它由两层透明的表皮组成,两层表皮之间形成可实现通风的腔体。空腔两侧及上、下部位设有10个大小不同的通风口,可根据季节变化,适时开闭百叶,合理组织通风换气,达到节能和改善室内环境的目的。夏季可利用腔体内自然的热压（词条“热压”由行业大百科提供）通风来有效降低室外得热;冬季则可以关闭通风口,腔体就起到温室保温作用。
建筑中部设计了通风采光中庭,加大了公共部分的空气循环（词条“空气循环”由行业大百科提供）速度(图6)。中庭伸出屋面并加高,上部为中空玻璃盖板,一层门厅为两层高的共享空间,与中庭形成了一个“流动空间”,室内的空气能够产生有序的流动,实现“热压通风”,提高公共空间的舒适性。
3.2墙体复合保温技术
外围护结构墙体选用240 mm厚的加气混凝土砌块,砌筑时外挑40 mm,使钢筋混凝土梁柱与砌体墙面形成4Omm的凹槽,在该部位喷涂发泡聚氨酯,再在墙体外侧抹了3O mm厚胶粉聚苯颗粒有机保温砂浆,在墙体内抹了20mm厚膨胀珍珠岩无机保温砂浆,形成一种复合保温墙体。
本项目窗户采用新型专利产品—— “暖边槽式隔热铝合金（词条“隔热铝合金”由行业大百科提供）窗框”和优质LOw-E玻璃,南面窗户玻璃为双Low-E、双中空（词条“中空”由行业大百科提供）三层玻璃(6+12+6+12+6),整窗传热系数达到14W/(m2 K)。其他窗户玻璃采用单LOw-E、单中空双层玻璃(6+12+6),整窗传热系数达到18W/(m K)。在夏热冬冷地区,可显著提高建筑的保温隔热效果。
3.4遮阳系统
结台建筑使用功能和房间朝向的不同,该项目采用了4种不同形式的遮阳技术:
(1)建筑构件遮阳:结台建筑南立面的造型设计,在窗户边设置了水平和垂直遮阳板,其出挑长度根据计算机遮阳模拟计算而定。
(2)固定百叶遮阳:在建筑东、西立面上的窗户外采用固定铝合金百叶,达到“遮阳不遮景”的效果。
(3)活动百叶遮阳:建筑南立面中部带形窗户外安装采用活动百叶,既保证建筑美观,又实现南向遮阳回。
(4)布卷帘式遮阳:位于建筑中部的采光、通风天井,从二层直通屋顶,在玻璃屋顶下面设有卷帘式内遮阳,可以有效地防止夏季阳光直射室内。
4建筑主动忒节能体系
4.1 直流变频风机盘管和新风系统
建筑内的新风机组采用变频技术,可根据负荷变化进行无级调速,降低空调能耗。客房、宿舍等小空间空调系统末端采用无刷直流变频风机盘管,人员密集的大空间安装有热回收装置，减少能源损耗。
4.2客房智能控制系统
智能化控制的目标是保证技术效果 ，控制设备的合适动作及维持良好的室内环境(2)。建筑客房和宿舍的可开启门窗设置了门磁和窗磁，分别用来控制入口灯光和和窗扇的开闭。在房间空调开启时，如人为为打开门窗,2min(可设置)后空调末端将自动停止运行。本篇文章内容由[中国幕墙网]编辑部整理发布：
教室、会议室和学术报告厅等人员集中的室内进行Co2浓度监控,通过动态调节新风机组送风量来控制室内Co2浓度,以满足室内空气品质要求。
4.3智能化设备控制技术
在电力线路上采用了分相分散无功补偿技术;减少了线路无功电流,降低了电能损耗,从而有效地实现电能的节约。
在空调循环水系统设计上,采用高效节能设备。热泵机房内的热泵机组与水泵采用群控和变频变流量方式,对空调冷热源系统进行节能运行。
4.4模式化照明技术
建筑过道、楼梯间、客房卫生间照明采用被动红外加光感综合控制模式,教室、办公室照明采用被动红外控制模式。这样既满足场景设置、定时控制、主动照明等要求,还可根据照度需要进行精细调节,具有安全、节能、舒适、高效的特点。
在节能灯具的应用方面,电光源主要采用高效节能的T5节能型灯管,走道、楼梯间、景观照明、路灯均采用LED照明,教室、会议室、办公室采用LED平板（词条“平板”由行业大百科提供）灯;灯具选用高反射率灯具,并选择合适的保护角,提高了光线的使用率。
5可再生能源综合利用技术
5.1 地源热泵空调系统
本项目采用地源热泵系统（词条“地源热泵系统”由行业大百科提供）作为建筑空调冷、热源和建筑卫生热水热源之一。地源热泵系统有两台为空调系统热泵机组,一台为热水热泵机组。工质均采环保制冷剂R134a。地源热泵采用垂直埋管土壤换热方式，有120个深100m的换热井。经测试,全年向地下排出和提取的热量可以保持平衡。
(1)太阳能集热器。本项目采用复合热水系统由地源热泵机组、太阳能集热系统以及恒温热水箱等组成。热泵机组与屋顶太阳能集热系绞联合运行，由屋顶恒温热水箱内设定的温度控制(图7)。该系统优先使用太阳能的热水，当其不能满足使用要求时，则由热泵机组承担所需负荷，最大限度地利用可再生能源并满足节能要求。
(2)太阳能光伏发电。屋顶设置有3kW的太阳能光伏发电装置,采用45块单晶硅太阳能光伏电池,所发电能直接逆变成市电进入楼内市电网。运行一年来(2011年9月1日至2O12年8月31日期间),发电量为2137kWh,相当于节约燃煤863.35kg,减少SO2排放2265.22kg,减少SO2排放7.27kg。
(3)太阳能路灯。本项目室外照明灯具包括:太阳能路灯、太阳能庭院灯和太阳能草坪灯。采用适应重庆地区气候特点的发电、蓄电、照明方式,对连续阴雨天能够做到通宵亮灯;采用了最大功率点跟踪专利技术(MPPT控制技术),显著提高低日照地区或阴雨天气的光电转换效率;
(4)光导、光纤技术。光导照明系统是将室外自然光线通过采光罩、高反射率的光导管将阳光传输至室内的漫射装置。能在睛好天气充分利用阳光照明,减少室内照明对电力的依赖。
光纤照明系统是采用光纤把阳光传送到室内或地下室等地方的一种高科技产品。能将紫外线、红外线过滤得到的绿色、环保、清洁的新型健康光源,是太阳能利用的新方式。
在建筑的4,5层两个不能直接采光的小卫生间分别设置了光导和光纤照明。
6水资源综台利用技术
6.1 中水处理系统
本项目采用流离生化中水处理工艺将所有生活污水处理为中水进行回用,一部分回用于冲厕、洗车和绿化用水,另一部分经潜流湿地和生态塘处理后,作为景观池用水。中水处理设施采取全地埋式,不产生淤泥,低成本运行。
6.2雨水收集系统
本项目雨水收集分屋面与场地雨水两个部分,总收集面积约为13458m2。所有屋面采用内排水方式,通过管道收集屋面雨水;场地雨水通过地下雨水池收集,二者均经中水处理后回用。
6.3节水型墙面及屋顶绿化系统
本项目屋顶绿化采用中水自动微喷灌系统。通过传感器进行土壤湿度的数据采集,当土壤湿度不能满足植物生长需要时,该系统就分7个区域控制喷灌阀门开启,进行微喷灌;当浇灌水量达到要求时,该系统控制喷灌阀门闭合。通过智能技术充分实现了节水目标。
节水型容器式垂直绿化滴灌系统为我院自主研发的实用新型专利技术。控制器根据土壤湿度,控制电磁阀启闭,从而实现了容器式垂直绿化的自动灌溉,大大减少了管理人员的工作量。
6.4节水器具
在宿舍、窖房卫生间安装有4.8L节水型坐便器,在公共卫笠间安装无水小便器,在淋浴间安装恒温控制阀,在公共洗手盆安装感应式水龙头,厨房安装节水型水龙头,最大限度实现水资源的节约。
7 结语
后勤工程学院绿色建筑示范楼于2011年9月建成投入使用,主要承担外训教学、办公与学员住宿,会议以及内部接待等活动。根据2011年9月到2012年8月的一年实际运营数据显示,总耗电量为541670kWh,年单位面积电耗为46.65kWh,相对基准建筑平均节能率为79.56%;平均节水率为50.19%。年节约运行费用约123万元,成功实现了预期目标。该顼目绿色建筑集成技术的创新实践,能够对绿色建筑技术起到一定的示范作用,将有力推动绿色建筑在夏热冬冷地区的健康发展。
参考文献：
【1】 许军.绿色可持续建筑设计理念探讨[J].建筑.建材.装饰,2008，9(6)：6-8。
【2】 黄一翔,王富平,栗德祥可持续建筑实践:南方绿色建筑与节能技术研究展示中心设计[J]华中建筑,2009(2)：53-58
基金项目：2013年重庆高校创新团队建设计划资助(编号KJTD201340)
作者简介：胡望社，男，解放军后勤工程学院工程技术应用研究院副 院长，教授，国家一级注册建筑师。作者通讯地址：重庆市渝州路79号，邮编：401311
