基于地產角度的超低能耗建筑施工圖優(yōu)化對策分析

區(qū)振勇

（深圳市天華建筑設計有限公司，廣東 深圳 518052）

1 超低能耗建筑的前景分析

2018 年，北京和石家莊先后提出了推動超低能耗建筑發(fā)展的相關議題后，2020 年，在“十四五”計劃中，住房和城鄉(xiāng)建設部正式提出了超低能耗建筑、近零能耗建筑再到零碳建筑的三步規(guī)劃。2021 年，重慶、深圳、廣州等城市紛紛出臺對應的措施推動超低能耗建筑的發(fā)展建設。

2 基于地產角度的超低能耗建筑設計要點

2.1 設計達標

如今，我國推出了對超低能耗建筑的補助措施，個別企業(yè)存在以超低能耗建筑騙取補助的行為，因此，為了嚴格限制該類行為，我國各地區(qū)推出相應的超低能耗建筑審核標準，從地產設計角度來看，需做好基礎設計。

基礎設計指標主要包括關鍵部分的材料控制、空間氣密性水平（公共建筑無此要求）、入戶門的傳熱系數(shù)及建筑內部的安全性論證。在達到基本要求后，相關建筑企業(yè)可通過上報參與評審的方式獲得補助。通過審批，并且建設完成符合申報設計的建筑后，方可獲得補助。這意味著，在提出超低能耗建筑建設理念后，需做好對應點的設計監(jiān)管。

2.2 成本優(yōu)先

成本優(yōu)先的設計理念是從地產角度提出的。雖然國家對超低能耗建筑提出了500～1 000 元/m2的補助力度，但超低能耗復合材料成本較高，為尋求地產企業(yè)的持續(xù)發(fā)展，必須做好成本管控，在打造超低能耗建筑時盡量獲取更多的利潤[1]。

2.3 實況設計

在超低能耗建筑理念提出后，各方專家在技術上提出了多種現(xiàn)代超低能耗建筑的設計方法。在設計中，必須遵從實況進行設計，在構建施工設計圖時，不能獨立進行，需結合周邊地質環(huán)境、人文環(huán)境、氣候環(huán)境及客戶需求進行多方考量。如果建筑地點長年陰雨，則需要重點考慮太陽能系統(tǒng)設備的必要性，轉而開發(fā)適用性更高的雨水收集處理系統(tǒng)。總之，超低能耗建筑設計需因人而異、因地制宜。

3 基于地產角度的超低能耗建筑施工圖優(yōu)化

地產角度的超低能耗建筑的設計宗旨是，減排的同時要加強可再生能源的利用，以外界能源補償推動實現(xiàn)超低能耗的目標，在實現(xiàn)超低能耗建筑目標上，以下3 個建筑施工優(yōu)化方向非常值得嘗試，分別是太陽能系統(tǒng)的建筑施工優(yōu)化、通風系統(tǒng)的施工優(yōu)化和保溫隔熱系統(tǒng)的設計優(yōu)化。

3.1 太陽能系統(tǒng)施工優(yōu)化

從地產設計角度進行太陽能系統(tǒng)施工圖的優(yōu)化需要從兩方面進行：

1）建筑本身的采光設計；

2）太陽能系統(tǒng)和建筑內部功能的融合設計。

在建筑采光設計中，“逐層設計”的建設理念非常值得推廣。該設計理念的實現(xiàn)方式是在建筑立面或中庭空間設計中，采用由下而上逐層推進的方式盡量減少上層建筑對下層建筑的阻擋，讓每一層建筑都能自然采光，該設計理念比較符合高層建筑中多戶居住的情況。在光照特別強烈的地方，尤其是夏季，需要考慮使用逐層外挑的方式提升上層對下層的光源阻擋效果，避免建筑整體溫度過高的情況出現(xiàn)。在同一建筑的設計中，可考慮在不同的朝向選擇使用逐層退進或者逐層外挑的方式進行設計。該理念使建筑在溫度控制方面具有零能耗的可能性，可有效減少能源消耗。

在基于實際場景下的建筑采光設計中，先要繪制建筑的采光剖面圖。在設計中，除了考量建筑某一立面的采光效果，還要考慮不同層次的采光效果，對不同層進行不同的設計，比如，在大進深或大開間的建筑中增加中庭空間，同時控制中庭空間的寬高比，達到有效調整采光效果的目標[2]。

在太陽能系統(tǒng)設計方面，從地產角度先行考慮太陽能系統(tǒng)的成本問題，采光面積不足、光照時間短及光照強度差的地區(qū)，要慎重考慮是否安裝太陽能能源系統(tǒng)。目前，我國大力發(fā)展太陽能光伏產業(yè)，太陽能轉換效率和成本都有較大的優(yōu)化，這意味著在未來的建筑中安裝太陽能能源系統(tǒng)將會更加普及。

在安裝太陽能能源系統(tǒng)中，要注意系統(tǒng)和常規(guī)能源系統(tǒng)的匹配度，設計時要盡量保證太陽能系統(tǒng)效率的最大化，需安裝蓄電池，使該系統(tǒng)在日間能夠對多余能源進行儲存，同時在夜間進行釋放，還要考慮日間直接使用太陽能能源的問題。為降低損耗，提升能源利用率，可在系統(tǒng)中安裝逆變器。

3.2 通風系統(tǒng)的施工優(yōu)化

通風效果是衡量建筑舒適度的重要指標。為提升通風效果，改善通風質量，不少家庭還安裝有空氣凈化器、空氣加濕器以及最經典的空調機，這些設備總功率一般相對較高，是住戶能源消耗的主要去向，因此，加強建筑的通風設計，改善通風效果，降低通風能耗，是打造低能耗建筑的重要渠道。

在結合實際環(huán)境的通風設計中，應考慮氣候環(huán)境以及建筑房間的分布，從地產設計角度來看，需重點考慮整體規(guī)劃、平面通風設計及立面通風設計3 個方向。

在整體規(guī)劃方面，主要結合本地風勢走向進行設計。對通風要求較好的工業(yè)建筑和商業(yè)建筑，需將其作為建筑內部的主要設計項目進行考量，對通風效果和整體成本進行控制；在民宅中，通風設計則要注重差異化打造和精細化設計，以滿足不同用戶的居住需求。

在平面設計中，以平面設計圖或剖面設計圖為指導，將通風系統(tǒng)的管道布局和各管道之間的排放方式標明，盡量從精簡角度考慮成本優(yōu)化的相關問題，在不同通風管道堆疊時，要加強管道之間的獨立性設計，降低管道的熱交換效果。在平面的通風設計中，要落實區(qū)域概念，盡量將不同面積和不同人流區(qū)域的通風效果進行平衡設計。在平面設計中，應使用“空氣齡”這一指標衡量室內空氣的流動性。

在立面設計中，其設計理念、方案和平面設計有較大的共性，但在立面設計時，需注重利用熱空氣上升、冷空氣下降的特點進行設計，在設計中要考慮到各個墻面、窗戶和屋頂對立面上空氣流動的影響。某低能耗建筑內部空氣在冬季的流通示意圖如圖1 所示；建筑內部空氣在夏季的流通示意圖如圖2所示。

圖1 某低能耗建筑內部空氣在冬季的流通示意圖

圖2 建筑內部空氣在夏季的流通示意圖

3.3 保溫隔熱系統(tǒng)的設計優(yōu)化

保溫隔熱設計是超低能耗建筑在低溫環(huán)境下需要關注的重要設計方向，特別是在我國北方地區(qū)，冬季溫度很低，建筑內部普遍采用供暖設備，因此，加強保溫隔熱設計，降低能源消耗，是提升建筑綠色性能的重要方式。

在保溫隔熱設計中，普遍采用隔熱保溫效果優(yōu)質的材料，其中，高性能保溫裝飾集成板、納米隔熱屏、泡沫玻璃及EPS泡沫板等材料都具有較好的保溫效果。但以上合成材料成本較高，從地產經濟性角度來看，會大幅提升建設成本，因此，其使用局限性較大。為此，通過設計上的優(yōu)化來替代部分保溫熱材料具有重要的研究意義。

在設計圖優(yōu)化中，可采用雙層隔熱設計提升隔熱保溫效果，同時在熱交換中采用無熱橋設計降低熱交換效率，在保溫隔熱系統(tǒng)和建筑的融合中，可將建筑送熱系統(tǒng)內置，降低外部熱散失。存在多個熱供應需求的建筑，可在圖上確定中心熱源系統(tǒng)，將熱源集中處理，分別輸出，可有效降低熱源分散帶來的熱損耗問題。另外，處理屋頂時，在不使用高成本隔熱材料的前提下，可考慮在屋頂鋪設土層打造屋頂花園提升保溫效果。在墻壁處理上，可涂抹成本較低的保溫砂漿，在提升保溫效果的同時還能有效保護墻壁內層。

3.4 超低能耗建筑的綜合化設計優(yōu)化

超低能耗的建筑設計優(yōu)化具有很多可能，除以上提到的主要能源消耗方向外，在照明系統(tǒng)、家電系統(tǒng)、天然氣能源系統(tǒng)及雨水系統(tǒng)等方面也有較大的優(yōu)化空間。在進行低能耗建筑設計優(yōu)化時，可在設計圖上考慮各個系統(tǒng)的融合性，將獨立系統(tǒng)進行整合，達到提升建筑整體能源效率的目標，如雨水系統(tǒng)，將收集的雨水先供應給屋頂綠化系統(tǒng)，這樣可有效降低使用額外水源澆灌屋頂綠植的成本；在夏季陽光過強的情況下，可考慮將陽光直接反射到太陽能系統(tǒng)中轉化為電能，這樣綜合利用能源不僅可降低能源消耗，還能增加能源來源，更科學快速地實現(xiàn)超低能耗建筑設計的優(yōu)化。

4 結語

我國的超低能耗建筑具有很大的發(fā)展空間，雖然有政策的大力支持，但在發(fā)展中也存在一些問題需要重視，如經驗不足、技術不夠完善及地區(qū)差異性過大導致的技術實施效果差等問題，需要該行業(yè)的相關人員做好研究，積極尋找適合當?shù)爻湍芎慕ㄖ慕ㄔO方向，將理論和實踐進行有機結合，不斷汲取經驗，提升建設水平，要善于從地產建設的實用性和可持續(xù)性角度考量超低能耗建筑的商業(yè)化的可能性，真正推動行業(yè)的進步和轉型。