建筑節能設計的細節探討

張俏梅

建筑節能設計的細節探討

張俏梅

通過對建筑物節能設計細節的深入探討,提示和明確了實際工作中遇到的一些常被忽視的節能設計細節問題,為實際的施工圖設計提供了指導和幫助。

節能設計,陽臺,熱橋,權衡法

從我國 1995年第一次全國性的居住建筑節能設計標準發布執行以來至今已整整 15個年頭了。從居住建筑節能設計到 2005年公共建筑節能設計,從節能率 50%到節能率 65%,節能設計對于每個從事這個專業的設計者是再熟悉不過了。設計者從開發商的角度去思考時,會把設計做得盡可能經濟;從自己專業工作量方面考慮又會使設計做得盡可能簡便,一些圍護結構的傳熱系數的取值往往已相當接近于限值,不會留有足夠的余地,久而久之又會進而形成一些地區的習慣性設計做法。目前的節能設計還是粗線條的,細節的推敲做的很少。當我離開設計崗位進入審圖工作后看到各種此類粗線條的設計之后深感有寫出來的必要,從細節處從節能設計的根本之處去重新審視一下我們的現有節能設計,為越來越年輕的專業從業者在快節奏的設計周期中提供些思考的切入點。

1 商住樓中的節能設計

如今大量的居住建筑設計中商住兩用的建筑占整個居住建筑較大的比例。純商用建筑和純居住建筑在節能設計概念的把握上一個普通的設計者不會有難度的。當一個住宅下設有多層商場時或一層或兩層網點時節能設計者往往對前者可以心平氣和的分別采用公共建筑節能和居住建筑節能去設計和計算,因為大體量的建筑使公建部分和居住部分的體形系數都很容易過關。當這類建筑體型不是很大時,底層的商用部分是一層或兩層時商用部分的節能設計往往容易被忽視,很多人認為采用居住建筑節能設計的方法在耗熱計算中不忽視網點部分的門窗、外墻的耗熱值,最終使總體耗熱值滿足限值要求應該也是可行的。用居住部分占據比例大、熱耗卻小來抵消占比例小的網點的大窗門的熱耗,從表面上看來似乎沒什么不妥,但仔細思考之后你會明白它不符合節能的真正目的,沒有真正的去限制最耗熱的東西,工作量是減少了。再者從網點的使用功能上和設計側重點方面看完全是公共建筑的特質,也應該按公共建筑節能設計。當我們一步步分別對網點部分按公建節能設計和住宅部分按居住建筑節能細節計算下來你會發現結果差距很大,尤其是在執行節能率均為50%時,居住部分保溫層幾乎沒什么大的變化,而網點部分的外墻和門窗的節能措施會提高很多,即門窗的傳熱系數要高于住宅相應部分的,外墻的保溫厚度要比居住部分有所加強,這樣的結果才是真正符合節能理念的。

2 關于陽臺的節能設計

陽臺這個概念在如今很多時候不作為外部空間使用時就是一個很模糊的概念。由于概念的模糊造成設計中的模糊,以前的節能培訓中往往注重陽臺上分隔保溫門的設置,若設置了會如何考慮若不設置會如何考慮。在我看來出發點有所誤會,節能設計的根本是降低運行使用中的熱耗,它是圍繞著對采暖區域的整體保溫去實現降低能耗的目的。因此當封閉陽臺無論它稱不稱其為陽臺,設不設保溫分隔門,只要此處采暖都應該算作建筑物的整體去考慮,當然此處不采暖但沒有封閉門時也應該如此考慮。明確了這些一切就清晰了。以往的習慣設計法是陽臺設了保溫隔斷門,建筑物變成了不考慮陽臺的矩形建筑,細心者對陽臺只是按外墻傳熱系數限值再單獨設計一下側板底板頂板的保溫,粗心者只按熱橋簡單處理一下。這些和陽臺參與整體建筑中計算體形系數去考慮,陽臺的所有側窗按建筑的外窗去考慮耗熱值的結果是有很大差距的,但這些被太多的設計者忽略了。

3 關于熱橋的節點處理

在我看到的工程圖紙中只遇到過不超過兩份的對熱橋處認真計算的并按結果進行熱橋處保溫處理的。建筑的熱橋計算在熱工設計規范中有不可忽略的章節。而太多的設計人員,細心者至少可以做到無論是何處的熱橋都會只采用一個經驗的保溫厚度而這個厚度往往是不足的。粗心者設計的說明中熱橋處理例行公事的選擇標準圖集可節點詳圖繪制時卻絲毫不見熱橋處細部的保溫處理。工程中具體情況有太多的千差萬別,墻體材料、厚度各不相同,只一個經驗厚度或讓施工人員去判定選擇的細節處理方式是不是完全違背了節能最初的思想即把一個建筑完整的包裹起來最大限度的降低熱耗。一個建筑有太多的細節,現在都在提一句話,細節決定成敗。當這些不該忽略的部分被忽略后“成果”會慢慢隨著使用顯現出來,結露發霉直至裂縫。過去不做保溫都不會出現的問題現在做了保溫反而出現了,局部較大的溫差和室內溫濕度的升高促成了這些。當審圖意見中無數遍的提醒這些時希望不要認為這是太過小題大做。細節的缺失往往使整體的保溫成果前功盡棄。

4 關于外墻平均傳熱系數的經驗應用

在遼寧地方的節能設計標準中針對居住建筑外墻的平均傳熱系數給出了一個經驗公式,即是外墻主體傳熱系數除以一個經驗系數稱其為外墻平均傳熱系數的修正系數得出的值即為外墻的平均傳熱系數,而這個修正系數根據保溫形式取值不同,外墻外保溫取 0.91,外墻夾心墻取 0.80,外墻內保溫取 0.71。這種方法大大的降低了節能設計的計算工作量。且經過實際校核這個經驗系數還是很保守的,用起來方便合理。對于公建節能設計中很多人都在問一個問題,這個數據可否用在公建的設計上。我們來分析一下這個數據的來源基礎應是大量的居住建筑設計數據且取值偏于安全,我們目前的居住建筑開間進深特別是宿舍建筑與大多數的普通公建沒有什么本質差別,參照取值是可以接受的。而對于門窗特大甚至還有大量的幕墻的建筑就要謹慎參照了,畢竟這類建筑外墻部分中混凝土構件面積占外墻總面積的比重要遠大于居住建筑中這兩者的比重,而外墻平均傳熱系數的數值與這個比重關系很大,采取經驗系數取值方法就要慎重一些。由于這個經驗值取得相對保守,對大多數的公建還是有一定的適用價值的,這是一個節省工作量的好方法。

5 關于參照建筑的概念理解

在公共建筑節能設計中對于體形系數不滿足不大于 0.4的,和窗墻面積比大于 0.7的以及屋面可透明面積大于 0.2的均應用權衡判斷法進行節能計算。在采用計算機節能程序設計時只要輸入建筑物基本數據當上述限值不滿足會自動進入權衡判斷計算,設計者不會再動更多的腦筋去思索計算原理。而完全采用手工計算的設計者不能很好的理解權衡判斷計算的原理是很難完善節能設計的,由于上述的情況通常是小型建筑才會遇到,更多的設計者都是在概念很模糊的狀態下照貓畫虎的敷衍了事,往往錯誤很多。理解這種設計概念其實很簡單。權衡判斷法就是利用參照建筑的概念,這個參照建筑是指一個人為定義的完全符合要求的節能建筑,它和實際建筑的差別只在于它的散熱部分即外表面積。最為關鍵的是它的體積是不變的,就是原建筑,這是問題的關鍵。這樣當它比照實際建筑等比例縮放外表面積時才會有符合要求的體形系數值,而那些實際的外表面對于參照建筑來說是被理想化的絕緣體即變成了不會散熱的部分。這樣得來的參照建筑其實是不存在的理想建筑但它是節能的,這樣建筑的耗能值(瓦度值)認為是一個節能建筑可行的,而我們的實際建筑通過圍護結構的保溫措施提高使我們實際建筑的耗能值(瓦度值)小于那個節能的參照建筑的耗能值(瓦度值),就可以說,我們的實際建筑是個節能建筑了,這也就是權衡法的理念。所以對參照建筑的真正理解才是對權衡判斷法精髓的真正領會。建筑節能是個長期的努力過程,逐步提高設計節能率更是發展趨勢。建筑能耗的降低關系到一個國家的興亡,應該不覺得這是危言聳聽。設計者有了思想的高度才會有行動上的重視。努力的深度和是否為了應付上級檢查沒有關系,只有每個設計者的責任意識增強了,多在細節上下功夫,節能減排的理念才會被真正落到了實處,帶動施工方監理方最終實現目標。一個建筑師的藝術感的確重要,可他對每筆施工圖的責任感比藝術感更加的重要。

[1]DB21/T 1476-2006,居住建筑節能設計標準[S].

[2]DB21/T 1477-2006,公共建筑節能設計標準[S].

[3]劉小軍.基于建筑設計的建筑節能方法的探討[J].山西建筑,2010,36(12)：238-239.

On detailed exp loration for architectural energy-saving design

ZHANG Qiao-mei

According to the deep exploration for the energy-saving design details ofbuildings,the paper points out and identifies the energy-saving design detailed problemswhich can be neglected commonly in the factualwork,so as to provide the direction and assistance for the factual construction drawing design.

energy-saving design,balcony,heatbridge,balancemethod

TU201.5

A

1009-6825(2011)03-0185-02

2010-10-14

張俏梅(1968-),女,高級建筑師,國家一級注冊建筑師,遼寧省阜新市施工圖審查中心,遼寧 阜新 123000