朗诗住区绿色节能与能源利用评析

马吉晶

MA Ji-jing

（兰州交通大学建筑与城市规划学院）

【关键字】绿色节能；能源利用；朗诗住区

1 引言

随着时代的发展，人们生活水平的不断提升，城市规划建设方面不能跟上时代的要求，建设绿色节能城市，减少能源的消耗与浪费成为当前城市建设的难点所在。因此国家也不断完善节能建筑技术和评价体系，近一步明确供热采暖系统安全、节能、环保等技术要求，健全生活质量标准和评估要点。在当前大背景下，通过对苏州的朗诗住区节能与能源利用情况进行评价分析，从而借鉴所在优势，来对其它地区在绿色节能与能源利用方面的思考和展望。

2 绿色节能与能源利用概述

2.1 绿色节能与能源利用概念

绿色节能与能源利用是指加强用能管理，采取绿色节能技术，使技术的可行性和经济性合理，以及在社会和环境的可承受范围，将能源充分利用。同时也要减少从能源生产到利用各个环节中的损失和浪费，更加合理利用先进的技术和新能源。同时以人、建筑和自然环境的协调发展为目标，利用天然条件和人工技术创造良好、健康的居住环境

2.2 绿色节能与能源利用相关技术介绍

在国外绿色节能技术方面也提出了相应的对策。日本在绿色节能方面，主要在建筑的下部采用全现浇钢筋混凝土结构的“地下架空层基础”这种技术，即防水隔潮、保温隔热，又便于各种管线路以及和各种功能设施的布置和检修；美国在绿色节能方面，主要通过地源热泵系统，将地下水抽取，通过辅助加热，给住户提供热源，这种技术减少了能源的消耗，并且节能效果明显；西方国家建造现代绿色节能住宅，往往会在室内同时安装有24h 运行的系统本身耗能较少的“能量回收通风系统ERV”。这种技术既能够保持室内空气的质量，又能减少一些不必要的能源的浪费。

在国内对绿色节能技术也是相当的重视，不断推进新技术和新政策。运用外窗保温系统，外窗安装断桥铝合金中空玻璃窗户，同时加强密封性，减少空气渗漏和冷风渗透耗热；运用外遮阳系统，在夏天日照强烈的时候可以将卷帘放下，可以有效阻挡阳光；运用中水系统，将生活废水、冷却水等水源，经物化或生化处理，达到国家生活杂用水水质标准，然后再回收利用。

3 苏州朗诗住区绿色节能与能源利用评析

3.1 苏州朗诗住区概况

苏州朗诗住区建设地块位于苏州工业园区，南至斜塘河，北至第十中学，冬至斜塘河道，西至津梁路。规划住区总用地面积7.35 万m2，规划有15 栋小高层建筑错落排布。朗诗住区一直以来保持创新的主题，应用“用最少的资源，换来最高的舒适度”理念，为苏州打造一个安静舒适可靠的居住环境。

3.2 苏州朗诗住区绿色节能与能源利用状况

1)建筑与围护结构

该住区结合场地自然条件，充分考虑了现状、地形等因素建设，并且对建筑的体形、朝向、楼距等进行优化设计，通过板式单体的“风车式”围合布局，营造一个超乎想象的空间。在住区中建筑体形系数达到0.3，住宅建筑外窗可开启面积比例达到30%，窗墙比达到0.32。住栋将高层与多层错落有致的布置共同构建充满韵律的作品。

住宅的主体为框架结构，以钢筋混凝土墙体为主，在墙体外侧设置70mm厚高密度保温板（XPS 保温板），并留出一定距离的空气对流层，设置的开放式干挂外墙有利于带走保温板的凝结水，保证保温材料的长期干燥，使保温性能长期有效。空气层加上干挂的外墙，使墙体厚度明显加厚，夏季能很好起到遮阳隔热作用，而且能有效地防止雨水的侵入。其中干挂瓷板的墙体热阻为3.13 m2·K/W,墙体的传热系数为0.32W/ (m2·K)。根据国标要求，外围护结构优于国家现行相关建筑节能设计标准的规定，干挂瓷板外墙节能效果比较明显。

朗诗住区建筑外窗采用断桥隔热保温窗，窗框采用断热铝合金材料，和窗洞的结合空隙采取阻热隔热设计，隔绝热传导玻璃为5mm厚透光+15mm氩气+5mm 厚透光，镀有Low-E 涂层，内充惰性气体能有效降低热量的传递。其中，铝合金传热系数K=3.2W/ (m2·K),双层Low-E玻璃传热系数K=1.6W/(m2·K),公式：

式中：QT为通过整栋建筑各围护结构的传热耗热量,W；Fi为维护结构各组成部分的面积，m2；Ki为维护结构各组成部分的传热系数，W/（m2·K）；ti、te为室内、外气温，℃

根据公式，通过铝合金传热系数、双层Low-E 玻璃传热系数来确定整窗的平均传热系数K=2.3W/（m2·K），即从传热系数中可知，朗诗住区外窗系统中窗框和窗洞的结合有明显的阻热效果。

2)供暖、通风与空调

朗诗住区的空调采暖冷热源均由地源热泵系统供应，空调末端又由混凝土天棚辐射系统、置换新风系统组成。 同时地源热泵系统为天棚系统及新风系统提供冷热源。机组在工作过程中噪音小，不耗水，不产生任何废物及污染物，环保效果显著。住区内的地源热泵系统中的冷水（热泵）机组的制冷性能系数（COP）高达5.5 以上，与普通空调相比节能幅度较大，从而达到高效节能的效果。住区中采用电机驱动的循环冷水（热泵）机组，其名义制冷量为1170，根据国家标准，性能系数（COP）未低于国家离心式电机给定的制冷系数数值，从而达到国家现行标准。

该项目的混凝土天棚辐射制冷制热系统中的单元式调节机组和屋顶式空气调节机组效能（EER）高达7.55,其中辐射顶棚主要用于承担室内显热负荷，体现很好的节能作用。混凝土顶棚辐射系统在楼板内均匀布置水管，通过冷热传递的效果，依靠常温水进行制冷制热。该系统温度分布均匀，安静无噪声且不占用室内空间，同时降低了空调的负荷，用电得到了部分节约。住区中采用单元式空气调节机和屋顶式空气调节机组，其名义制冷量为12，能效比（EER）未低于不接风管的混凝土天棚辐射制冷制热系统电机给定的能效比数值，从而达到国家现行标准。

表1 风道系统单位风量耗功率（P）

本项目为了营造高舒适的室内环境，采用24h 持续置换新风系统。住区新风系统在卧室、客厅、餐厅等地面上的新风口送入经过除尘、温度及湿度等多级处理后达到室外新鲜空气的标准，并且以略低于室内的温度以小于0.2m/s 的速度，从地面踢脚或窗下送出，无噪声，无强吹风感，大大提高了人体的舒适度。同时根据表1 对比可知，新风系统比机械通风系统优于11%。

3)照明与电气

朗诗住区住宅建筑共用部位的照明，采用延时自动熄灭或自动降低照度等节能措施，同时应急疏散照明采用节能自熄开关。地下车库按使用需求自动调节照度，可实时显示和记录所控照明系统的各种相关信息并可自动生成分析和统计报表，供以后参考调节照明数据，同时住区充分利用自然光，并根据自然光的照度变化控制电气照明的分区。该住区中住宅建筑中的起居室、卧室、餐厅、厨房照度均符合照度标准值，其中照明功率密度值均达到5.2 W/ m2。

朗诗住区建筑电梯采用群控控制、轿厢无人自动关灯技术、驱动器休眠技术、群控楼宇智能管理技术等。同时都设置电梯运行状态显示及故障报警，来提高电梯的安全性和可靠性，为居民提供舒适的生活环境。

4)能量综合利用

朗诗住区中夏季的排热量大于冬季的取热量，本工程采用带热回收的地源热泵机组，夏季利用制冷机的冷凝废热来制取生活热水，减少能量的流失。地源热泵主机提供60℃/55℃生活热水，夏季加热生活热水的能量全部来自于热回收。同时建筑物内设有集中排风系统，增设转轮式全热回收装置，夏季显热效率达到68%，湿效率达到67%；冬季显热效率达到70%，湿效率达到71%，送风量达到3000m³/h 排风系统。

本住区除车库、设备机房、公共走道之外采用中央空调，其它冷热源由地源热泵和冷却塔共同承担，有时锅炉作为辅助热源。太阳能热水控制系统设计为循环水箱自动进水，集热系统自动温差控制循环都对可再生能源有所利用。

3.3 苏州朗诗住区绿色节能与能源利用评价

朗诗住区的成功运用节能与能源利用技术，以“恒温、恒湿、恒氧”为核心价值点的绿色节能与能源利用的成功开发，证明了其产品在在夏热冬冷地区的适用。根据《绿色建筑评价标准》GB/T 50378-2014 和《绿色建筑评价技术细则》，通过指标对比分析方法对朗诗住区中的绿色节能与能源利用进行评分。评分基本包括控制项、评分项和加分项三个方面，其中最终得分按评分项实际得分值除以适用于该建筑的评分项总分值再乘以100 分计算。因而根据国家评分标准朗诗住区中节能与能源利用经过评定得分64 分，高于国家标准的规定。

3.4 苏州朗诗住区绿色节能与能源利用优缺点分析

在此基础下，朗诗住区的节能与能源利用存在一定的优点和缺点。结合住区绿色节能与能源利用综合评定分析优点如下：

①从朗诗住区绿色节能与能源利用中的建筑与围护结构考虑，该住区以较低的建筑体形系数和合适的窗墙比为数据支撑，为住区的传热和防热起到好的作用。墙体利用干挂瓷板外墙，有利于带走保温板的凝结水，保证保温材料的长期干燥，保温性能长期有效，同时夏季起到很好的防热作用，而且能有效的防止雨水侵入。住区外窗采用阻热隔热设计，在双层玻璃中间充惰性气体能有效降低热能量的传递；

②从朗诗住区绿色节能与能源利用中的供暖、通风与空调考虑，该住区地源热泵技术常年带来的24 小时热水，不仅方便了住户，还相比燃气加热和电加热水，更生态经济。住区混凝土天棚辐射制冷制热系统常年噪音少、不耗水、不产生任何污染物，并且提供良好的冷热源，充分体现绿色节能的效果。新风置换系统利用冷空气密度大的特性，通过循环将室内的空气得以置换，大大提高了人体的舒适度；

③从朗诗住区绿色节能与能源利用中的照明与电器考虑，该住区建筑公共部位采用自动熄灭或自动降低照度的节能措施，同时住区充分利用自然光，根据自然光的照度变化来控制电器照明分区，这样能充分利用电能。同时住区中电梯采用群控控制、轿厢无人自动关灯技术、驱动器休眠技术，这样在公共部位的用电量得到有利的控制；

④从朗诗住区绿色节能与能源利用中的能量综合利用考虑，该住区利用带热回收地源热泵机组，夏季利用制冷机的冷凝废热来制取生活热水。同时冬天利用太阳能辅助加热来对天棚辐射制热系统的水管起到热传递的效果，这样充分利用可再生能源。

结合住区绿色节能与能源利用综合评定分析缺点如下：

①地源热泵系统前期投资费用高，因为地下钻井打眼埋管需要高额的工程建设费，同时地源热泵系统的全年供冷供热性能与经济性强烈依赖于建筑的冷、热负荷计算，后期管理及运营需要专业指导。当前地源热泵系统水平还不够成熟，有时隐患较大，在抽取地下水的同时，也会引起地面下沉，影响地基稳健；

②住区中利用塔楼，影响朝向和北向采光；

③住区高层住宅投资大，建筑的建材和混凝土消耗量高于多层住宅，配置电梯、高压水泵、增加公共走道、维护费用都需结合当地考虑。对于住区管理方面投资也比较高，住户很难接受后期的管理费用。

4 结论与展望

综上所述，在数据对比分析、理论结合实证的方法下，对朗诗住区的节能与能源利用进行评价，综合考虑朗诗住区的现状条件，结合建筑气候分区，地理位置、地质条件、地块区位，考虑当地政策及需求性，住区中节能与能源利用达到一定的水平，并且显现出一定的节能优势和可借鉴之处。

在我国在北方严寒地区对绿色节能与能源利用技术认识不够全面深入，为了将绿色节能与能源利用技术有效地推广，考虑到夏热冬冷地区与严寒地区有相似之处。因此结合北方严寒地区的现状，对绿色节能与能源利用方面有相应的展望。

①为了达到良好的节能效果和舒适的人居环境，北方严寒地区规划以提高居民的生活品质为导向，结合场地自然条件和现状，对建筑朝向、楼距、窗墙比、公共场所和娱乐空间等进行参考借鉴。

②考虑到严寒地区节能、节水和冷热源供给需求，可以利用地源热泵系统以及混凝土天棚辐射制冷制热系统，充分利用可再生资源，贯彻绿色节能的理念。同时规划设计以住户的基本生活为出发点，新风置换系统利用和太阳能加热器辅助加热可以满足便利、舒适的生活要求，提升环境品质。在住区公共建筑方面，建筑物给水水龙头均可以采用陶瓷阀芯片密封节水龙头，公共卫生间卫生器具均可以采用感应式出水装置与节水型配件。

③考虑严寒地区保温防热的需求，住区可以应用断桥隔热铝合金窗，玻璃采用双层中空，并且玻璃第三面镀有Low-E 涂层，进一步在夏天起到防热的效果。建筑外围护结构可以采用干挂瓷板，借鉴朗诗住区墙体保温隔热的 优势。