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基于可持续理念的超高层绿色建筑方法分析

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【摘要】超高层建筑工程量巨大、能耗大,对环境影响严重,特别是随着城市化进程加快,为节约土地资源,出现了越来越多的超高层建筑,给社会带来了很大的环境压力、污染压力。可持续理念、绿色建筑理念在超高层建筑中逐渐成为必须考虑的因素,并在超高层实践中得到应用。本文分析超高层建筑,开发和完善第二水源、热水供应系统,并推广节水设备,积极探讨给排水节能新技术,实现可持续目标和绿色设计的优化整合。

【关键词】可持续理念;超高层;绿色建筑

1、引言

超高层建筑具有大的建筑尺度和规模,是城市集约化发展的产物,对环境影响力巨大,消耗大量的自然资源,给环境带来了巨大负担。在快速发展的城市化进程中,超高层建筑数量迅速上升,建筑群体规模向着更高、更大的方向发展,特别是沿海地区和一线大城市地区发展速度惊人。建筑的可持续化、绿色化发展是今后建筑业发展的主要方向,且建筑节能和可持续在全球范围内得到人们重视。可见,实现超高层建筑的可持续性和绿色发展对全球环境发展具有重要意义。

2、基于可持续理念超高层建筑给排水内容

为实现健康环保的办公环境为设计目标,追求高品质的建筑环境质量,在当地自然资源下实现建筑的可持续性和绿色化,则必须在建筑方法中融入绿色建筑和可持续发展理念,降低建筑能耗,共同实现环境舒适和节能环保。因此,基于可持续理念的超高层建筑给排水内容包括居民的生活用水、生产、环境卫生、工艺、水景和绿化等给排水,还有消防用水、回用水、热水等,这些都将增加建筑能耗,是节能、绿色建筑的重要部分之一,实现建筑给排水降能可以进一步体现绿色建筑内涵。

从事给排水工作的人员,必须正确认识可持续理念的超高层绿色建筑中给排水节能技术应用,有效降低我国超高层建筑能耗,促进建筑的可持续发展。

3、开发第二水源

3.1 中水回收利用

建筑生活排水是中水的主要来源,通常是日常生活中,人们排放的一些生活污水、废水等。常见的生活废水有冷却排水、厨房排水、洗衣排水、沐浴排水和盥洗排水等,除去厨房排水的剩余排水综合为优质杂排水。在《生活杂用水水质标准》下,通过净化处理的部分生活优质杂排水达到了规定的水质标准要求,可广泛应用与生活、环境、市政等范围的一种不可饮用水。据统计,在我国各种建筑的排水量中,住宅生活废水占69%,办公楼生活废水占40%,将这些生活废水进行收集和净化处理,就可以变为中水而广泛应用在日常的建筑施工、绿地浇灌、车辆冲洗、道路清洁、冲厕等用水,以代替紧缺的自来水资源,从而降低城市的总体供水总量。

3.2 雨水收集利用

通过收集建筑物屋顶、小区地面雨水等,在经过净化处理后符合规定用水水质要求,实现雨水收集利用。根据雨水的水质、水量和地区的水质规定标准来选取相应的雨水净化处理工艺,如根据《污水再生利用城镇杂用水水质指标要求》(GB / T 18920-2002)来处理使用于消防、车辆清洗、绿化、道路清扫、建筑施工、冲厕等的雨水;如根据《污水再生利用景观环境用水的水质指标要求》(GB/ T 18921-2002)来处理应用于景观环境的雨水。

雨水经过收集处理后,一般大都数应用在车辆清洗、绿化、道路清扫、建筑施工等,处理技术效果好的也可以应用在消防、冲厕、洗衣、冷却循环等补充用水中。若城市严重缺乏饮用水源,雨水处理后也可以作为城市的饮用水。

4、超高层绿色建筑热水供应系统节能

(1)应用空气源热泵

空气源热泵作为一种热量提升装置,可以有效实现热量吸取作用,并将吸取的热量传递给需要加热的物体,同制冷机的工作原理相同,一般是根据逆卡诺循环实施的,唯一不同的是两者在工作温度范围上的差异。空气源热泵在实际绿色建筑应用中的热水机组由几部分组成,有压缩机、冷凝器、蒸发器、过滤器、膨胀阀、储液罐、储水箱等,其媒介为制冷剂,基本上在零下40度时制冷剂汽化,从而与外界环境之间形成温度差,吸收外界温度后的冷媒汽化,后在压缩机作用下被压缩而产生热量,从而转变为一种高温高压气体,通过水、热交换器进行热量交换后释放压力,重新变为低温低压状态。在不断循环的制冷剂、水之间的能量交换,逐渐加热水罐中水,从而产生热水和节能目的。

(2)太阳能利用

超高层建筑由于高度优势,将带来大面积的接受太阳能辐射表面,且比低层建筑受到的遮挡少,更好的体现出利用太阳能的优势,降低建筑能耗,实现超高层绿色建筑的可持续发展。利用太阳能这种取之不尽的清洁能源,通常选用光伏太阳能板将太阳能转化为电能为建筑提供能量,同时可以直接应用太阳能热辐射为建筑供能,广泛应用于热水供应系统。由于光伏太阳能需要较高的设备支持,且需要较高的建筑集成度,在设计光伏太阳能板时根据建筑日照条件优化设计太阳能板位置,实现高效、最大化收集太阳能。

收集后的太阳能可直接加热真空管式和热管式设备,具有良好的保温性能、高效率性、全自动运行,操作简单、外界环境影响小、全年使用等优点。

(3)完善热水供应循环系统

高层建筑普遍采用集中热水供应系统,这要求完善热水循环系统,提高建筑系统质量,避免较大的能源浪费现象。特别是当热水装置开启后,产生的热水不满足温度使用要求,必须将部分冷水放掉后才能使用热水。这使得这部分冷水在没有产生应有的使用效益之前就被浪费掉,形成无效冷水。产生无效冷水的主要原因有设计、管理、施工等方面,如未合理设计或布置热水管网,使混合配水装置冷热水存在悬殊的进水压力差,当热水压力比冷水小时,基本上要浪费很多冷水之后才可以使配水装置流出适宜的温度;如热水循环系统存在的多环路阻力问题在设计时没有充分实现平衡,造成接近加热设备环路时,循环流量出现了短流现象,从而造成远离加热设备的环路温度急剧下降。

超高层建筑中使用循环节水方式不同,具有不同的节水效果,其优劣排序为支管循环、立管循环、干管循环,且工程成本也从高到低依次下降。《建筑给水排水设计规范》(GB50015-2009)明确指出支管、立管、干管循环和立管、干管循环两种方式,实现节能、节水。因此,在超高层绿色建筑中,选择热水供应循环系统应综合考虑成本、节水效果,选取合适的循环方式,降低无效冷水浪费。

5、结语

在可持续发展理念下,实现超高层建筑第二水源开发,完善热水供应系统,实现可再生能源利用与节能环保共举。在建筑方法设计过程中,通过运用可持续理念,促进超高层建筑对太阳能、天然雨水等的利用,实现建筑的精细化设计和给排水设计,促进超高层绿色建筑发展。

参考文献:

[1] 韩继红;范宏武.中国超高层建筑的绿色低碳之路――思考与实践[C]. 第六届国际绿色建筑与建筑节能大会论文集.2010年.

[2] 胡望社;王健琪;李蒙.基于可持续理念的建筑创作――后勤工程学院绿色建筑示范楼[J].动感(生态城市与绿色建筑).2014年01期.

[3] 范宏武;韩继红;孙桦.绿色建筑评价标准在超高层建筑中的适用性分析[J].绿色建筑.2011年03期.