摘要：低能耗建筑就是综合的节能技术和可再生能源的合理利用，使建筑产生的能源能够自给自足。本项目从建筑围护结构、照明、暖通空调等多方面着手，合理分析被动式节能技术（冬季保温、夏季隔热）和主动式节能技术（可再生能源建筑应用、采暖空调设备能效提升、采暖空调系统的优化设计）。从而实现低能耗建筑，甚至零能耗建筑。
关键词：低能耗建筑；被动式节能；主动式节能；可再生能源热回收
一、低能耗建筑介绍
建筑能耗是指在建造和使用过程中，热能通过热导、对流和辐射等方式对能源的消耗。按照国际通行的分类，建筑能耗专指民用建筑（包括居住建筑和公共建筑）使用过程中对能源的消耗，主要包括采暖、通风、空气调节和照明所消耗的总能量，不包括生产和经营性的能量消耗。
低能耗建筑的定义是建筑本身对于不可再生能源的消耗为零，并非建筑物不消耗能源，而是最大限度的应用可再生能源。现在国际通行的“低能耗”建筑主要是指通过最佳整体设计、利用先进的建筑材料以及节能设备，达到房屋所需能源或电力100%自产的目标。简单的说，零能耗建筑就是综合的节能技术和可再生能源的合理利用，使建筑产生的能源能够自给自足。
二、低能耗建筑主要技术
低能耗建筑以节约使用能源作为目标，其内部必然涉及到建筑节能技术的集成。随着建筑节能理念的推广，人们对建筑节能研究工作的重视，节能技术也日新月异。现代建筑设计中的各项节能技术和设备发展很快，种类也越来越多，这些技术根据工作中的能源消耗可以分为两大类，即被动式节能技术和主动式节能技术。
“被动式”的称谓最早用于太阳能技术在建筑中的应用，即被动式太阳能建筑，它是指的不使用外部能源的太阳能利用技术，如太能烟囱、阳光房等；而与之相对应的“主动式”技术则是指采用太阳能光伏电池，或使用热泵、风扇等耗能机械设备来提高系统效能的技术手段。随着节能技术的丰富，其它可再生能源在建筑中也得到了广泛的应用，被动式和主动式也可用来对这些建筑节能技术进行称谓，即将不使用外部能源的建筑节能技术称为被动式节能技术，将使用外部能源来提高建筑效能的建筑节能技术称为主动式节能技术。被动式建筑节能技术如自然采光、自然通风、被动式太阳能技术、新型墙体保温隔热构造形式等；主动式建筑节能技术如光伏发电、太阳能热水、地源热泵、空调热回收等。
三、本项目低能耗建筑设计
1.项目概况
四川烟草工业有限责任公司什邡分厂（新厂）工程建筑总面积239807.1m^2，联合工房建筑面积109208.5m^2，生产管理及后勤服务用房建筑面积19966.0m^2，动力中心建筑面积9184m^2。
本项目动力中心按低能耗建筑空调系统设计。
2.建筑围护结构
动力中心围护结构严格按照《公共建筑节能设计标准》GB50189-2015进行，动力中心采暖空调区域的节能设计屋面传热系数小于0.7W/（m2.K），外墙传热系数小于1.0W/（m2.K），外窗采用断热桥铝合金LOW-E中空玻璃，外窗传热系数小于1.8W/（m2.K）。照明功率密度在满足照度要求的前提下将照明功率密度控制在6W/m2。动力中心空调系统综合最大冷负荷为338kW，最大热负荷为123kW。
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3.空调冷热源
本项目空调系统充分利用自然冷源和自然热源，夏季制冷：室外蓄冷水池+水源循环泵+螺杆式水源热泵机组＋冷热水循环泵+室内末端装置+余热回收循环泵+冷却塔，冬冷夏用，将冬季或夏季提前一周或晚上气温较低时的自然冷却塔出水（18-21℃）存储到埋在地下土壤的跨月蓄冷水箱里，夏季用于毛细管去除显热，去除显热后升温至25℃左右至水冷冷风新风机组冷却制冷除湿去除潜热负荷，（自然蓄冷温差5～7℃）；跨月蓄冷水池容积为800m^3。冬季采暖：室外蓄热水池+水源循环泵+螺杆式水源热泵机组＋冷热水循环泵+室内末端装置+太阳能光热系统，将夏季或提前1个月的太阳能或空调系统余热（30-80℃）存储到埋在地下土壤的跨月蓄热水池里，冬季用于采暖（蓄热温差15℃）；
4.空调系统
夏季，螺杆式水源热泵机组(毛细管用)由室外蓄冷水池中的循环水冷却，制取18℃的冷冻水送到各空调区域毛细管末端向房间散冷，当生活热水水箱水温低于55度时，房间的热量用于制取免费的卫生热水，当生活热水水箱水温高于55度时，房间的热量排到蓄冷水池中。螺杆式水源热泵机组(风机盘管用)由室外蓄冷水池中的循环水冷却，制取7℃的冷冻水送到各空调区域风机盘管末端向房间散冷，当生活热水水箱水温低于55度时，房间的热量用于制取免费的卫生热水，当生活热水水箱水温高于55度时，房间的热量排到蓄冷水池中。当蓄冷水池水温低于18℃时，蓄热水池低温水直接进入毛细管末端向房间散冷，毛细管回水再进入风机盘管螺杆式水源热泵主机，吸取风机盘管负担热量后回到蓄冷水池。冬季，螺杆式水源热泵机组(毛细管用)从室外蓄热水池中吸热，制取35℃的热水送到各空调区域毛细管末端向房间散热，螺杆式水源热泵机组(风机盘管用)制取45℃的热水送到各空调区域风机盘管末端向房间散热。
5.卫生热水
本项目全部采用集中热水系统，夏天优先利用太阳能制取卫生热水，当时间到每天下午4点时，蓄热水箱水温低于50℃时，全热回收空调系统废热制取55℃～60℃的热水，冬天及过渡季节由1台独立的高温型水源热泵机组制取55℃的卫生热水。本项目55℃热水用水量为24吨/天。热水箱内热水水温呈分层分布，上热下冷；在设计工况下，底部冷水经高温水源热泵热水机组提取空调排出废热或蓄热水箱中的免费热量加热，夏天当热水箱中底部平均温度低于45℃时，则启动全热回收制热，所有运行中的空调机组均参与高温热回收，热水箱温度高于55℃后停止热回收；
冬天当热水箱中底部平均温度低于45℃时，则启动1台高温型水源热泵机组全力制热，当热水箱温度中底部平均水温高于55℃后停止制热；
过渡季节制热水时将水箱中底部的平均水温控制在45℃～50℃之间，保证热水机组处于高效运转工况。加热设备从热水箱底部取水，加热后进入蓄热水箱，如此循环加热到50℃～55℃后供用户使用。
6.高低压配电室通风
高低压配电室采用通风与空调结合的模式，根据室内温度控制轴流风机或制冷风柜的和水路电动阀门的启停。当室内温度低于28度时，采用自然通风散热，当室内温度高于28度时，开启轴流风机启动强制排风。当室内温度高于32度时，切换风管电动阀门，轴流风机停机，制冷风柜启动，回水管上二通阀打开，当室内温度低于28度时切换到自然排风工况。在高低压配电室靠外墙处设置进风百叶。
四、总结
目前，我国经济社会正在飞速发展，能源问题已成为我国可持续发展的巨大影响因素。低能耗建筑乃至零能耗建筑技术的开发利用不是简单的一个技术创新，而是一种建筑集成设计的思想；对建筑设计要运用系统的思维，从交叉学科的视角将多种技术综合起来进行研究，合理分析采用被动式以及主动式建筑节能技术，从而实现低能耗建筑，甚至零能耗建筑。
同时，再先进的技术、再优化的管理，执行者、使用者都是我们人本身；如前所述，无论建筑师在设计过程中采用了何种技术手段，建筑本身达到了多高的可持续标准，最终还是建筑使用者的意识和行为决定了建筑实际能够取得的节能、废物循环和CO2减排效果。
所以建筑节能不仅仅是技术的节能，也是使用者行为的节能，只有先进的技术、完善的运营、良好的行为才能将建筑节能事业持续发展，不断壮大，实现我国低碳经济社会的建设目标。
论文作者:朱方清
论文发表刊物:《基层建设》2019年第19期
论文发表时间:2019/9/19
标签：建筑论文; 水箱论文; 被动式论文; 节能技术论文; 水源论文; 蓄热论文; 热水论文; 《基层建设》2019年第19期论文;