海南公共建筑绿色节能设计策略分析

引言

目前我国正在实施“双碳”发展战略，绿色节能的建筑设计理念已经成为人们的共识，尤其是对于公共建筑来说，由于其使用率较高、能耗量较大等原因，更需要绿色节能设计。海南省位于热带，气候特点是全年高温高湿，能耗问题严重，因而对公共建筑的节能要求更高。虽然近来海南省大力发展绿色建筑相关政策，但是在实践过程中还存在技术应用不足以及设计理念跟不上新技术发展等问题，所以探讨适合海南公共建筑绿色节能设计的策略十分必要。

一、绿色节能设计的地域适应性基础

1.1 海南气候条件对建筑设计的影响

海南地区气温常年维持在较高水平，年均气温在 24° 左右，相对湿度常年超过 80% 。建筑在高温高湿环境中运行，若无有效节能设计，空调能耗将成为主要能耗来源。强烈的太阳辐射也导致建筑表面热量积聚，加重室内冷负荷。因此，建筑设计需充分考虑自然通风、遮阳控制与降温技术，通过适应气候特点的设计手段控制能耗。

1.2 海南绿色建筑发展政策导向

海南在国家绿色发展战略推动下，制定了较为完善的绿色建筑评价标准及节能审查体系，明确要求新建公共建筑达到绿色建筑标识标准。政策层面推动可再生能源的比例提升、建筑节能率控制、绿色建材的广泛使用，为节能设计提供了制度保障。设计单位需在技术路径与实施方案中积极响应政策要求，推动建筑全生命周期节能控制。

1.3 公共建筑功能对节能设计的制约

公共场所因人员密集度高、功能复合性强，需要保持室内温湿度恒定，公共建筑部分部位可能会有大面积玻璃幕墙及复杂的建筑形式，设计时会造成温度差异大、能耗增加。海南省的公共建筑如忽略空间热工性能，则会导致空调系统长期处于高负荷状态，容易造成设备老化、损耗大及运行成本高等问题，故应根据项目的具体情况应用一定方法组合提高空间组织效率，保证各项能耗指数满足相关规范要求。

二、绿色节能设计的建筑策略

2.1 建筑朝向与体型优化

在高温強烈日射地区，正确选定建筑的朝向能够降低太阳辐射热引起的建筑能耗，建筑主向宜采用南北向布置，尽量减小建筑物的东西向外墙面积以减小辐射热传递；建筑设计考虑简洁、规整的造型和形式，尽量做到紧凑、合理，尽可能地减小围护结构的面积和减少传热系数。此外，在海南省多风环境中，优化建筑体型能够起到引导自然通风的作用，可降低机械通风系统负荷。

2.2 加强外围护结构热工性能

建筑外围护结构是建筑节能设计的重要内容之一，外墙使用导热系数小、热惰性好的复合墙体，限制其冷、热交换；增加屋顶的保温层及反射材料，减少屋顶吸收量；门窗采用低辐射玻璃及隔热型窗框，提高隔热效果。对于海南省，在建筑外围护结构上还可以设置活动遮阳构件和种植屋面等措施，以进一步降低围护结构的热增益。综合利用材料和构造控制实现建筑外围护系统的高效节能。

2.3 优化自然通风和遮阳设计

自然通风设计是适宜海南气候的一种做法，公共建筑可在整体布局时留出通风廊道、天井及开敞空地，以利于空气流通。其窗体可依据不同部位的风向和气压差的变化来确定窗体的形状和开启方式。外部遮阳可通过外部遮阳板、百叶、挑檐等措施来防止阳光直射进室内。在外墙面和屋面上宜采取浅色饰面或者反射涂层，降低太阳辐射得热。

三、绿色节能设计的系统集成策略

3.1 被动式节能设计集成

被动式节能设计无需借助任何机械装置，依靠建筑本身的设计，可以对室内热环境起到主动调节作用，对于海南这个高温高湿地区来说是非常必要的。通过设置通风廊道或者热压通风井等进行空气对流排风，将室外热量排出。外围护结构要有足够的热惰性，减缓热量传递速度，并且采用导热系数低的材料，延迟室外热量向室内的传递。其次，热桥断开处理也是不可忽视的一个细节，不能让结构连接点处出现积聚现象。利用可调节的遮阳构件及反射型屋面材料，达到减少日照增温负荷的目的，从而有利于空调系统的节约，减少总的建筑能耗。

3.2 太阳能光伏建筑一体化的应用

海南属于典型的亚热带海洋性季风气候，年日照时间长，太阳光射强度大，有利于光伏发电，通过光伏一体化的形式，把光伏组件融入到屋面、外墙、阳台栏板等建筑物中，形成建筑和光伏并存的应用场景，是功能与建筑相结合的一种方式，在公共建筑中，通过接入光伏发电，可以使一些大的用能设备实现自供电，比如照明、通风、供热或者空调，通过一些大型能源管理的平台去控制整个光伏发电数据，进而可以掌握用能和发电之间的实时情况，进行节能调控，从而实现建筑能耗的降低。

3.3 高精度机械与智能控制技术

办公建筑中，空调、照明、给排水等机电系统的能耗占据了大部分比重，在办公建筑中宜采用性能优良的设备，搭配智能控制运行的方式以达到节能的目的。空调系统设计采用变频多联机或者地源热泵系统，并且通过智能化的方式根据内部负荷情况调节运行功率。照明系统以 LED 灯具和感应器的配合使用为主，根据环境中人的活动情况和环境光照来进行亮度的调整，保证照明能耗的最小化。智能控制平台通过整合楼控系统，进行温湿度及电量监测，依托大数据分析，对设备的运行策略进行调整；通过对设备运营周期内的运行情况进行能效对比分析，及时定位能耗异常点，同时根据情况随时调整设备状态，保证系统时刻处于高效运行动态。

3.4 建筑全生命期的能效管理

节能设计要贯穿于建筑全生命周期，涵盖从设计、施工到运维的全过程能效管理体系，在设计阶段运用能耗模拟手段测算出建筑运行效果，以供各方案选择依据；施工阶段要强化对建筑节能构造节点和设备安装的质量把控，保证所有的节能措施能够完整落实；运维阶段要通过建筑能耗监测系统对整个建筑运行能效情况实现连续性的检测，并且判定建筑能效的波动情况和高耗用区，通过对能耗信息进行异常报警，并给出相应的运行策略调整方案，采用全生命周期节能的方式来改善建筑的绿色效益周期长短，确保节能效果管理更加科学合理化、经济实用化。

结束语

海南地区的公共建筑绿色节能设计需要结合本地区气候特点、政策要求，从优化建筑布局和朝向、加强围护结构热工性能等方面入手，并且充分利用自然通风、太阳能光伏等措施，从体系上建立建筑节能措施；二是采用智能控制平台及精准化的设备，在整个建筑从设计、施工到运行全过程进行建筑节能精细化管理，以提高整个建筑的综合能效水平。未来要继续深化绿色节能设计思想，加强技术研发，加大绿色节能应用力度，把绿色节能作为海南自贸区（港）生态文明建设的重要着力点、可持续发展的有力保障。

参考文献

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[2] 海南万宁住宅低碳设计研究[J]. 赵宁.住宅科技,2014(05)

[3] “双碳”目标下建筑节能设计的问题及对策分析[J]. 裴芳歌.佛山陶瓷,2024(05)