安徽理工大学重点实验室绿色二星建筑节能效果监测研究

黄飞

(安徽理工大学，安徽淮南  232001)

摘要：绿色建筑运行好坏的唯一评判标准，必须是实际的检测数据。本文通过对安徽理工大学重点实验室声、风、光、温度等环境进行全面监测，收集所有数据、整理，系统分析对比。规范整个绿色建筑检测活动，使检测活动做到有据可依。

关键词：绿色建筑；监测；节能效果

中图分类号：TU244.3    文献标识码：A　      文章编号：1671-2064（2019）22-0000-00

0 引言

安徽理工大学新校区基地位于淮南市山南新区南部，是安徽省占地面积最大的高校。深部煤矿采动响应与灾害防控重点实验室（以下简称重点实验室）项目位于校园北大门西南侧，与图书馆、体育馆围合形成校区北侧入口广场。为了提升安徽理工大学科研水平及矿业专业学科影响力，该工程是新校区建设的重中之重。工程基地面积：43375㎡，绿化率达到56%；建筑占地面积9083㎡；总建筑面积24668㎡。其中，地上建筑面积：21458㎡，重点建设内容为力学测试大厅、支护体材料监测区、模拟实验大厅等专项实验室。地下建筑面积：3210㎡，主要为地下停车库和设备用房；建筑地上五层，地下一层。建筑高度：24.9米。项目总概算14980万元。

课题负责人曾于《门窗》（2015年7月刊）杂志发表《安徽理工大学绿色建筑新校区重点实验室环保节能效果分析》。文中对于安徽理工大学重点实验室绿色建筑的设计方面：（1）声环境；（2）风环境；（3）光环境；（4）绿化系统；（5）透水地面；（6）高效节能设备系统、排风热回收系统、可再生能源利用等多个方面的节能效果进行分析。但当时只是针对设计的理论效果进行分析，工程也未竣工。目前该工程已竣工验收，并已投入使用。

大部分的绿色建筑目前均为设计评价，对于其竣工后是否能实现设计的想法，仅有中国工程建设标准化协会发布的《绿色建筑工程竣工验收标准》（T/CECS 494-2017）。而且目前工程验收并未强制要求。据统计，建筑在运行中的能耗占到其总能耗的80%左右，因此加强绿色建筑运行阶段的实效检测，实现运行过程中的质量监督，才能真正发挥绿色建筑的功效，最大限度的节约资源和保护环境。很多获得绿色建筑设计标识的绿色建筑在实际建成和运行后并不“绿色”，在落实施工图纸方面大打折扣，很多节能措施或者节水措施在图纸设计里有，但是实际施工的时候由于其他原因而没有真正实施，或者有些节能节水措施进行了安装，但也仅仅是摆设并没有实际的运行，因此产生了很多图纸上的绿色建筑或者不运行的绿色建筑，这显然与我国发展绿色建筑的目的是相违背的。因此今后要避免此类现象的发生，必须对绿色建筑进行运行检测，通过实际的检测数据对其效果进行评价，以判断其是否满足当初的设计要求。另外，绿色建筑中各种绿色生态技术的适用性和实际的效果如何，也需要检测数据来进行评判，因此绿色建筑运行好坏的唯一评判标准，必须是实际的检测数据。

1课题主要研究内容、方法与成果

绿色建筑运行阶段的检测是在建筑运行之后进行的，整个建筑系统和环境都处于运行变化之中，检测工况复杂多变。如暖通空调系统，其制冷负荷是随着建筑物的整体负荷的变化而处于动态调节中；室内环境质量，由于有人的活动和室内各种装修的不同也处于变化之中。要针对是否带到绿色二星建筑节能效果，就必须针对设计时所期望的各类预期效果进行实地监测。该课题主要研究内容、方法与成果具体如下：

1.1 声环境监测

研究内容与方法：工程采用了：1、超宽绿化带隔声减噪；2、围护结构中空隔声玻璃隔声减噪；3、墙体隔声减噪。为了检验隔声减噪效果，购置分贝仪，从项目开始月2018年10月，把一天分为5个时区段，两个小时进行一次监测读数，于建筑内外至少8个以上的不同地点进行读数。每月1次读数的工作，连续读数12个月（每次读数选择不同的星期工作日，比如第1个月于第一个星期的星期一读数，第2个月于第一个星期的星期二读数，以此类推），读数点尽可能分布全区域，避免由于区域造成的误差，并做出室内外对比，最后做出曲线图进行综合声环境监测结果判断设计效果是否有效。

成果：

图1 东侧室内外声环境监测对比图

图2 南侧室内外声环境监测对比图

图3 西侧室内外声环境监测对比图

图4 北侧室内外声环境监测对比图

说明：图1至图4下方三维带状折线代表室内分贝值，上方三维带状折线代表室外分贝值。

结论：可以看出在领近的室内外测量点，大部分的噪声数据值是室内小于室外的。在工作时间内室内分贝值基本小于60，处于40至50之间，证明隔音减噪效果基本有效。

1.2 风环境监测

研究内容与方法：通过卫星云图推测模拟，重点实验室周边绿化面积大、层次多，能有效改善了人行高度处的气流状况。在本项目中，购置风速传感器，设置在建筑周边，从项目开始月2018年10月把一天分为5个时区段，每天两个小时进行一次监测读数，于建筑外8个不同地点进行读数。每月1次读数的工作，连续读数12个月（每次读数选择不同的星期工作日，比如第1个月于第一个星期的星期一读数，第2个月于第一个星期的星期二读数，以此类推），通过四季读数监测风速情况。以淮南市天气预报作为基准进行对比，核实风环境是否合格。

成果：

图5 东侧室外风环境监测图

图6 东南角室外风环境监测图

图7 南侧室外风环境监测图

图8 西南角室外风环境监测图

图9 西侧室外风环境监测图

图10 西北角室外风环境监测图

图11 北侧室外风环境监测图

图12 东北角室外风环境监测图

说明：图5至图12三维带状折线代表风速值，单位为公里/小时；在所选的日期内，淮南市所有天气预报的风速值均为1-2级，对应的风速值应小于11公里/小时。

结论：可以看出，绝大部分的风速值是小于11公里/小时的，证明风环境基本合格。

1.3 光环境监测

1.3.1日照环境

地下车库的顶板上设置5套主动式导光系统，改善地下室自然采光。本次光环境监测购置光照强度测量仪，从项目开始月2018年10月开始，于每天的上午8点至下午4点期间（实验室工作时间），每两个小时进行一次监测读数，每月1次读数，连续读数12个月（每次读数选择不同的星期工作日，比如第1个月于第一个星期的星期一读数，第2个月于第一个星期的星期二读数，以此类推），验证设计区域照度是否达到75Lux。

成果：

图13 主动式导光系统光照度环境监测图

说明：图13三维带状折线代表光照度，单位为Lux。

结论：可以看出，主动式导光系统的光照度是介于200Lux-1000Lux之间的，所以主动式导光系统的光照度合格。

1.3.2光污染

玻璃幕墙为重点监测对象。由于国内幕墙厂家生产水平残次不齐，而且夏天，玻璃幕墙强烈的反射光进入附近建筑内，会使室温增加5度左右。据专家研究，镜面建筑物玻璃的反射光比阳光照射更强烈，其反射率高达85%左右，光几乎全被反射，大大超过了人体所能承受的范围。所以使用光照强度测量仪，重点在玻璃幕墙面分时段分季节进行监测。与地下部分的日照环境监测类似，从项目开始月2018年10月开始，于每天的上午8点至下午4点期间，每两个小时进行一次监测读数，每月1次读数，连续读数12个月（每次读数选择不同的星期工作日，比如第1个月于第一个星期的星期一读数，第2个月于第一个星期的星期二读数，以此类推），通过数据对比光污染是否超标。

成果：

图14 东侧玻璃幕墙光污染环境监测图

图15 南侧玻璃幕墙光污染环境监测图

图16 北侧玻璃幕墙光污染环境监测图

说明：图14至图16三维带状折线代表光照度，单位为Lux。

结论：重点实验室采用可见光反射比不大于0.2的玻璃幕墙（西侧没有玻璃幕墙）。由于测试时着重用照度仪对准玻璃幕墙，避免太阳直射，可以看出，绝大部分的光照度值是介于1000Lux-10000Lux之间的，但是至今为止还没有法律规定光污染的数值范围，所以玻璃幕墙是否光污染不好界定。   

1.4 绿化系统节能效果监测

对于绿化系统的效果，由于采用了屋顶绿化，将屋顶绿化设置于二层、三层、四层屋顶平台。可绿化面积为4890.8 ㎡ ，绿化面积2255.2㎡，绿化面积占可绿化面积的比例为46.1%。所以本项目着重监测屋顶绿化对温室效应的影响效果。将购置室温计，布置于二层、三层、四层屋顶平台下方的室内范围，并将温度计布置于附近安徽理工大学图书馆（普通公用建筑，未做绿色建筑设计）内屋顶下方的室内部分。在不使用空调的房间内，从2019年6月开始，在工作时间内，每天两个小时进行一次监测读数，每月1次读数，连续读数4个月（每次读数选择不同的星期工作日，比如第1个月于第一个星期的星期一读数，第2个月于第一个星期的星期二读数，以此类推），用数据对比屋顶绿化对温室效应的减低效果。

成果：

图17 2019-6-25绿化系统降温效果监测图

图18 2019-7-24绿化系统降温效果监测图

图19 2019-8-22绿化系统降温效果监测图

图20 2019-9-27绿化系统降温效果监测图

说明：图17至图20三维带状折线代表室温，单位为摄氏度。

结论：重点实验室采用屋顶绿化以后，是比同环境下的其他建筑温度较低的，尤其是绿化层次越多，效果越明显。证明绿化系统节能效果合格。

1.5 透水地面节能效果监测

重点实验室室外地面面积32641.3㎡。其中室外透水地面实土绿化22132.7㎡，停车位镂空铺地面积1380.5㎡，透水铺装总面积23513.2㎡。透水地面的主要作用就是大量收集雨水，减小城市排水压力，有效补充地下水，而且可以吸收地面扬尘,夏天比常规路面更凉爽，缓解城市热导效应。本次研究主要针对透水地面的降温效果，于夏季将温度计置于透水地面及附近的校园主路硬化地面（沥青混凝土铺面道路），从2019年6月开始，每次降雨后读数一次，连续读数4个月，用数据对比热导效应降低效果。

成果：

图21 2019-6-20透水地面降温效果监测图

图22 2019-7-24透水地面降温效果监测图

图23 2019-8-27透水地面降温效果监测图

图24 2019-9-2透水地面降温效果监测图

说明：图21至图24注明“透水地面”三维带状折线代表透水地面温度，注明“沥青地面”三维带状折线代表附近沥青地面温度，单位为摄氏度。

结论：从图中可以明显看出，在夏季降雨天气，透水地面在任何时段均能有效降低温度。透水地面节能效果节能效果合格。

1.6 高效节能设备系统、排风热回收系统、可再生能源利用等节能效果检验

验证以下几组措施效果：

（1）空调系统：变冷媒流量变频多联机+直接蒸发式新风机的形式，制冷综合能效系数不低于3.8；通过中央空调的验收报告，其制冷综合能效系数最低为4.55，远远高于3.8。验证结果达标。

（2）采暖系统：屋顶设太阳能集热板，对采暖回水进行初步加热，然后由热水锅炉补充的加热，燃气真空热水锅炉热效率不低于90%；通过真空热水锅炉的说明书，其热效率为92%。验证结果达标。

（3）可调新风比：未查到相关材料；

（4）高效输配系统：未查到相关材料；

（5）排风热回收：未查到相关材料；

（6）太阳能热水：未查到相关材料。

2 结论

（1）由于重点实验室严格执行关闭制度，无法按照原项目任务书把一天分为12个时区段，每天两个小时进行一次监测读数，只能在工作时间把一天分为5个时区段，两个小时进行一次监测读数。而且该项目购置的均为手工读数仪器，并非自动记录仪器。虽然非工作时间并非绿色建筑使用的重点，但仍然存在数据不完整的缺憾。

（2）由于所购置测量仪器属于瞬时测量仪器，测得的数据都是某一瞬间点，具有非常大的偶然性。比如:噪音方面，若是学校有大型活动，噪音会大一些;风速也是时刻不稳定的;光照度测量时对准不同的点有时数值会相差很大。若想把绿色建筑节能监测验证工作做好，建议国家统一标准，在建筑节能验收环节由相关主管单位布置专业时间线性测量仪器在建筑内外。这样验证绿色建筑节能效果更标准更准确。

（3）对于未查到的节能设备相关材料，有可能是现行的竣工验收未做要求，所以没有出现在竣工验收材料中。建议建设主管部门今后要把这些项目列入验收内容，不能只是设计有了，不做验收要求。

（4）对于设计时的期望值，本次科研证实了并非所有促进绿色建筑的措施都有明显的节能效果，但也有某些措施有明显的效果。因为绿色建筑无需验收，有可能存在施工方面的问题。所以，推进绿色建筑规范验收，评定绿色建筑效果等级，是和绿色建筑设计评定等级同样重要的。