广东省立中山图书馆改扩建项目中的建筑节能技术

广东省立中山图书馆改扩建项目中的　建筑节能技术　Ｂｕｉｌｄｉｎｇ　Ｅｎｅｒｇｙ—Ｓａｖｉｎｇ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｆｏｒ　Ｒｅｎｏｖａｔｉｏｎ　ａｎｄ　Ｅｘｐａｎｓｉｏｎ　Ｐｒｏｊｅｃｔ　ｏｆ　Ｓｕｎ　Ｙａｔ－Ｓｅｎ　Ｌｉｂｒａｒｙ　ｏｆ　Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ　Ｐｒｏｖｉｎｃｅ　黄健　广东省建筑工程集团有限公司　广州　５１０６３５　摘要：绿色节能建筑是目前我国建筑发展的一个方向。广东省立中山图书馆在改扩建一期项目中，系统应用了低能耗　围护结构节能技术、空调系统集成技术、建筑照明节能技术、自然通风和环境节能技术、雨水集蓄和回用技术、太阳　能光伏系统技术等多项节能环保新技术和新工艺，取得了显著的节能效果。　关键词：建筑改建　暖通空调　光伏系统　污水回用　绿色节能　中图分类号：ＴＵ７４６．３　文献标识码：　文章编号：１　００４—１　００１（２０１　３）Ｉ　１－１　Ｏ１１—０２　１　工程概况　广东省立中山图书馆创建于１９１２年，位于广州市文明　外墙：在既有建筑外墙表面增加厚２０　ｍｍ聚苯颗粒保　温砂浆，新建建筑采用加气混凝土砌块，外墙厚２Ｏ　ｍｍ聚　路２１　３号，其一期工程改扩建规模６．８９万ｍ　，包括新建２层　地下车库（Ａ区），改造原图书馆大楼（Ｂ区），新建地上　７层、地下４层综合大楼（ｃ区）。　Ａ区新建地下停车库总建筑面积２３　５９３　ｍ　。为２层地　下停车库，深９．９　ｍ，地下室顶板埋深２　ｍ：Ｂ区原状改建部　分建筑面积为３１　６１２　ｍ　，主要为部分使用功能及间隔的改　苯颗粒保温砂浆。　外窗：既有建筑更换了原单层普通玻璃铝合金窗为隔　热性能优良的单层（部分中空）涂膜玻璃铝合金窗，新建　建筑均采用隔热性能优良的单层（部分中空）涂膜玻璃铝　合金窗。　由于图书馆大楼（Ｂ栋）的建筑形式多样，集办公、　展览、借阅以及书库储藏等功能于一身，功能复杂。在进　行权衡判断时，为了让计算结果与建筑实际运行情况最大　程度的相符，我们应用清华大学建筑能耗模拟分析软件　ＤｅＳＴ对Ｂ区建筑的西北部阅览办公区、东南部办公区以及　变：ｃ区新建图书馆总建筑面积为２０　６７８　ｍ　，地下４层，地　上７层。　２节能技术应用情况　２．１低能耗围护结构节能技术　围护结构对建筑物节能保温效果影响明显，本工程针　中部书库区分别建模，计算能耗指标，优化设计结果满足　规范要求。　对性地对改建工程和新建工程的外墙、门窗、屋面等围护　结构采取增加保温层、隔热层、使用隔热性能优良的单层　（部分中空）涂膜玻璃铝合金窗、冷桥特殊处理、屋面隔　热绿化等措施，取得了良好的效果。　屋面：在既有建筑屋面上增加了厚３０　ｍｍ挤塑型聚　２．２空调系统集成技术　在空调系统配置时充分进行了节能优化，采用变频控　制与电动比例积分阀控制相结合的手段，以求降低电机功　率的损耗与冷水机组冷负荷的损耗　。恒温恒湿系统采用　分区管理、集中控制的模式进行布局，根据不同的季节，　苯乙烯板隔热层，再进行厚５００　ｍｍ植物绿化…；在新建　建筑屋面上亦采用厚２５　ｍｍ挤塑型聚苯乙烯板隔热层，　再进行厚为５Ｏ０　ｍｍ的植物绿化：不能绿化的部位，采　用复合泡沫板，其主要的保温隔热材料为聚苯乙烯泡沫　（厚３５　ｍｍ）。　对空调恒温恒湿系统采取不同的控制方式，优化用电方　案。在程序设定完成后，整个系统全自动运行，空调控制　室配备值班人员对系统的运行状况进行监视，通过优化的　控制程序，科学、合理地使用大楼的空调设备，同时对各　个设备的运行状况进行监视和记录，延长了设备的运行寿　命，节省了运行费用。一期新建图书馆Ｃ栋为珍品书库等，　作者简介：黄健（１９７１－），男，本科，高级工程师。　需要全年运行空调设备，故设置了独立冷源。　通讯地址：广州市天河区天润路８７号广建大）￣２７０６房（＿５１０６３５）。　收稿日期：２０１３—０８－２６　２．３建筑照明节能技术Ｂ　因图书馆特殊的服务性质和社会地位，照明系统既要　２０１　３．１１　Ｂｕｉｌｄｉｎｇ　Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　Ｉ　１０１１　黄　健Ｉｊ广　疗消立冲ｉ山图书镛Ｉ改扩建颂目中的建筑节能技术　ｉ　满足公共服务、行政办公、经营服务的普通照明需要，还　鬻　薯　交流电或４００　Ｖ／５０　Ｈｚ三相交流电。逆变器的输出端通过配　电柜与变电所内的变压器低压侧并联，实现低压并网。　光伏系统电池组件选型及参数如表１所示。　要满足展览演示、景观造型等场景光效的要求。本工程采　取了以下几项照明节能措施：　（ａ）Ｂ和ｃ区的照明功率密度按照《建筑照明设计标　准》ＧＢ　５００３４－－２００４规定设置，室内亮度合理分布：　（ｂ）充分利用自然采光，对区域照明分组控制：　（Ｃ）日间最大限度地使用太阳能光伏系统的电能；　（ｄ）室外照明采用带独立太阳能电池板的高杆灯、　草坪灯，室内照明采用高效光源或节能灯管（部分可调　名称　单晶组件　多晶组件　表１电池组件选型及主要参数　型号　ＳＴＰ１　７５Ｓ一２４／Ａｃ　ＳＴＰｌ７５—２４／Ａｃ　峰值功率　ｌ７５　Ｗ　ｌ７５　Ｗ　尺寸（ｍｍ×ｍｍ×ｍｍ）　ｌ　５８０　Ｘ　８０８　Ｘ　３５　ｌ　５８０　Ｘ　８０８　Ｘ　３５　多晶组件　ＳＴＰ１８０—２４／Ｖｂ　１８Ｏ　Ｗ　ｌ　５８０×８０８×３５　光）。　２．４自然通风和环境节能技术　在Ｂ栋改造前，利用专业软件进行自然通风模拟分析　后，提出合理改善措施，通过改善外窗开启方式，增大中　庭开窗面积，促进建筑物内部的自然通风，同时在Ｂ栋阅览　室、办公区增设吊扇，在非空调季节增加室内空气流动效　果，也大大降低了建筑的空调能耗，从而提供了健康、舒　适、充足的室外新风，而没有增加任何成本。　图１是室内自然通风效果分析图，可以看到中庭开窗　和迎风面开窗形成了较流畅的风道，室内通风效果良好。　图１　Ｂ栋３层室内通风效果分析图　２．５雨水集蓄和回用技术　本项目具备优越的雨水回用的地理条件，尤其是图书　馆前革命广场的露天汇水面积很大。建立雨水收集回用系　统不但可妥善净化和最大限度地循环利用水资源，还能改　善雨季防汛排水安全问题，同时提供非雨季蓄水功能　。　雨水主要是通过广场（Ａ区）部分坪、面进行收集，　广场雨水可有效利用面积约为１８　０００　ｍ　，广州市年平均降　雨量为１　７３６．１　ｍｍ，综合考虑其路面、路基、边框，则汇　水面积为９　０００　ｍ　，综合径流系数　＝０．２，全年可实际收　集雨水量约３０　０００　ｍ　。　２．６太阳能光伏系统技术　太阳能光伏发电技术是国家“建设行业‘十一五’重　点推广技术领域”的重点技术之一，也是国家可再生能源　利用专项资金重点扶持的内容。通过充分的论证和技术分　析，本项目安装了峰值功率为１８１　ｋＷ的太阳能光伏并网发　电系统。本系统利用太阳能光伏组件将太阳能转换成直流　电能，再通过并网逆变器将直流电逆变成２３０　Ｖ／５０　Ｈｚ单相　１０１２　Ｉ建筑施工第３５卷第１１期　并网逆变器的效率不Ｉ￣９２％。具有输入接反保护、输　入欠压保护、输入过压保护、输入过载保护、输出短路保　护、雷电保护、过热保护等保护功能，以确保系统安全运　行；同时配有ＲＳ４８５／ＲＳ２３２通讯接口，与计算机连接，进行　数据的长期采集和并实时显示当前系统的历史发总电量、　即时系统发电的电压、电流、输出功率情况、减少二氧化　碳量等数据指标。　光伏系统监控中心位于图书馆的电力监控中心（Ｂ区　１楼），集中收集有关数据，并通过监控软件计算形成报　表，实现对整个光伏系统发电量数据的图文处理。通过监　控软件的界面可实现各个子系统的运行界面的切换，并能　附带显示各子系统的发电性能。　３　实施效果　本项目自验收以来已运行两年，效果良好，Ｂ栋既有　建筑改造后建筑节能率达￣ｌＪ６０％，项目整体能耗水平达到　国家绿色建筑要求，尤其是本项目的成功应用，为公共建　筑节能改造、可再生能源应用的推广起到较好的借鉴参考　与指导作用；图书馆作为公益性教育示范窗口，也很好的　发挥了公益性文化设施倡导生态环保节能理念的宣传作　用，对推进公共既有建筑节能改造，带动和促进绿色建筑　与施工的发展起到积极的作用。本项目先后荣获国家“双　百”低能耗建筑应用示范工程、广东省“双十”低能耗建　筑应用示范工程等多项荣誉称号。　中国建筑科学研究院．ＧＢ／Ｔ　５０６４０－－２０１０建筑工程绿色施工评价　标准［ｓ］．北京：中国工业出版社，２００６．　叶可明．依靠科技创新不断提高绿色施工水平ｆＪ］．施工技术，２０１１（１）：　８—１Ｏ．１５．　曾捷．绿色建筑的设计策划ｆＪ］．建筑科学，２００６（１０）：７一ｌ１．　王益．绿色建筑设计目标体系下的公众参与【ＪＪ．住宅科技，２０１０（５）：１４—１７．　黄春华，叶勇军．节能建筑外墙保温层厚度的经济型优化【ＪＪ．建筑　热能通风空调，２００５（６）：７３—７６．　汤民孙大明，马素贞．绿色建筑运行实效问题与碳减排研究分析［ＪＪ．　施工技术。２０１２（３）：３０—３３．