山西省首座綠色建筑示范項目節能效果分析

白曉青 李 珠

(1.太原星河御廷房地產開發有限公司，山西 太原 030006； 2.太原理工大學建筑與土木工程學院，山西 太原 030024)

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山西省首座綠色建筑示范項目節能效果分析

白曉青1李 珠2

(1.太原星河御廷房地產開發有限公司，山西 太原 030006； 2.太原理工大學建筑與土木工程學院，山西 太原 030024)

采用國標JGJ 26—2010中圍護結構熱工性能的權衡判斷方法，對以玻化微珠承重保溫混凝土為結構材料建成的山西省首座綠色建筑示范項目的熱工性能進行了計算，驗證了采用新型節能結構建材建成的綠色建筑的節能效果。

玻化微珠承重保溫混凝土，綠色建筑，能耗，節能分析

綠色建筑是指在建筑的全壽命周期內，最大限度地節約資源(節能、節地、節水、節材)、保護環境和減少污染，為人們提供健康、適用、高效的使用空間，與自然和諧共生的建筑。在我國，綠色建筑的發展目標是以建筑節能為突破口的，發展綠色建筑，首當其沖應該解決建筑的高能耗問題。

晉城銘基·鳳凰城19號樓為山西首個綠色建筑示范項目(已獲得國家住建部綠色建筑三星級設計評價標識)，該建筑結構部位混凝土采用玻化微珠承重保溫混凝土，圍護結構熱工性能滿足節能標準要求。

1 工程概況

晉城銘基·鳳凰城19號樓是按照綠色建筑標準進行設計的山西省綠色建筑示范工程，該工程地下1層，地上12層，總建筑面積6 856.81 m2。其中，標準層建筑面積為552.68 m2。建筑體積Vo=22 051.93 m3，換氣體積V=0.60Vo=13 231.16 m3(樓梯間不采暖)，建筑外表面積Fo=5 612 m2，建筑體形系數Fo/Vo=5 612/22 051.93=0.25<0.3。

標準層外墻及外窗尺寸見表1，滿足寒冷地區居住建筑的窗墻面積比限值(見表2)。

表1 標準層外墻及外窗尺寸

表2 寒冷地區居住建筑的窗墻面積比限值

由全國建筑熱工設計分區圖可知，晉城地區屬于寒冷地區。該樓各圍護構件的結構特征及傳熱系數限值見表3。

通過表3可以看出，玻化微珠承重保溫混凝土結構體系的各部分圍護結構均滿足傳熱系數限值要求。

表3 主要圍護結構特征及傳熱系數限值

2 玻化微珠承重保溫混凝土綠色建筑能耗計算

2.1 能耗理論

根據JGJ 26—2010嚴寒和寒冷地區居住建筑節能設計標準計算本綠色建筑的能耗。建筑物耗熱量指標計算公式qH=qHT+qINF-qINH，公式中各指標的計算參見JGJ 26—2010嚴寒和寒冷地區居住建筑節能設計標準中4.3節圍護結構熱工性能的權衡判斷方法中的計算規則。外墻和屋面傳熱系數修正系數、不同朝向的陽臺溫差修正系數、計算采暖期太陽總輻射熱平均強度取值見表4～表6。

假定指標：tn為室內計算溫度，取18 ℃，當外墻內側是樓梯間時，取12 ℃；te為采暖室外平均溫度，根據JGJ 26—2010附錄A中的表A.0.1-1確定，取-0.9 ℃；Itvi為封閉陽臺外表面采暖期平均太陽輻射熱，根據JGJ 26—2010附錄A中表A.0.1-1確定，南向取109 W/m2；N為換氣次數，取0.5 h-1。

2.2 玻化微珠承重保溫混凝土綠色建筑能耗計算

根據2.1節的能耗理論，試點項目能耗計算過程及結果見表7。

表4 外墻、屋面傳熱系數修正系數ε

表5 不同朝向的陽臺溫差修正系數ξ

表6 計算采暖期太陽總輻射熱平均強度 W/m2

表7 試點工程耗熱量計算

建筑圍護結構能耗的權衡判斷應以建筑物耗熱量指標為依據，根據JGJ 26—2010嚴寒和寒冷地區居住建筑節能設計標準表A.0.1-2，查得晉城市9層～13層建筑的建筑物耗熱量指標限值為12.2 W/m2。通過表7可知，試點工程的耗熱量11.36 W/m2滿足建筑節能65%標準要求。

3 結構自保溫與外保溫單個房間能耗對比

目前，我國尚未對節能建筑內單個空間節能計算方法做出規定，參照現有建筑節能設計標準，并結合實際測試，晉城地區采暖期室外平均溫度取-0.9 ℃，采暖房間溫度18 ℃，根據測試結果統計，非采暖房間平均室內計算溫度取7.1 ℃。取一面臨外墻玻化微珠承重保溫混凝土結構自保溫綠色建筑房間(①～③/～軸線圍成的房間)和玻化微珠保溫砂漿外保溫房間，對其能耗進行計算并對比：

研究對象建筑面積為14.8 m2，建筑體積Vo=47.36 m3，換氣體積V=0.60Vo=28.42 m3。

3.1 玻化微珠承重保溫混凝土綠色建筑單個房間耗熱量計算

1)玻化微珠承重保溫混凝土綠色建筑單個房間構造做法。外墻：200 mm厚玻化微珠承重保溫混凝土+50厚玻化微珠保溫砂漿(機械噴涂發泡式)；外窗：輻射率小于0.25的6+12+6Low-E中空玻璃塑鋼窗；樓板：100 mm厚玻化微珠承重保溫混凝土+30厚玻化微珠保溫砂漿；戶門：雙面鋼板+25 mm厚巖棉板；內墻：200 mm厚玻化微珠承重保溫混凝土。2)玻化微珠承重保溫混凝土綠色建筑單個房間耗熱量計算見表8。

表8 玻化微珠承重保溫混凝土綠色建筑單個房間耗熱量

經計算，采用玻化微珠承重保溫混凝土結構自保溫情況下，單個房間最大耗熱量為54.01 W/m2。

3.2 玻化微珠保溫砂漿外保溫建筑單個房間能耗計算

1)玻化微珠保溫砂漿外保溫系統單個房間構造做法。外墻：40 mm厚玻化微珠保溫砂漿(機械噴涂發泡式)+200 mm厚普通鋼筋混凝土+20 mm厚玻化微珠保溫砂漿(機械噴涂發泡式)；外窗：輻射率小于0.25的6+12+6Low-E中空玻璃塑鋼窗；樓板：100 mm厚普通鋼筋混凝土；戶門：雙面鋼板+25 mm厚巖棉板；內墻：200 mm厚普通鋼筋混凝土。

2)玻化微珠保溫砂漿外保溫建筑單個房間耗熱量見表9。

表9 玻化微珠保溫砂漿外保溫建筑單個房間耗熱量計算

經計算，采用玻化微珠保溫砂漿外保溫情況下，單個房間最大耗熱量為174.89 W/m2。

3.3 玻化微珠承重保溫混凝土綠色建筑與外保溫能耗對比分析

通過對單個房間耗熱量進行計算，在玻化微珠承重保溫混凝土綠色建筑和玻化微珠保溫砂漿外保溫建筑單個房間圍護結構做法均滿足JGJ 26—2010嚴寒和寒冷地區居住建筑節能設計標準規定的圍護結構熱工性能參數限值的情況下：

1)玻化微珠承重保溫混凝土綠色建筑單個房間最大耗熱量為54.01 W/m2。2)玻化微珠保溫砂漿外保溫建筑單個房間最大耗熱量為174.89 W/m2。

兩種情況相比，節能率=(174.89-54.01)/174.89×100%=69.12%。

以上對比分析表明：與普通外墻保溫建筑相比，采用玻化微珠承重保溫混凝土綠色建筑的單個房間能耗顯著降低。

4 結語

通過對山西省首座綠色建筑示范工程的耗熱量進行計算，玻化微珠承重保溫混凝土示范工程的耗熱量為11.36 W/m2，滿足建筑節能65%標準要求；較玻化微珠保溫砂漿外保溫建筑，該綠色建筑的單個房間能耗顯著降低，節能率為69.12%，可達到超低能耗的節能效果。

[1]GB/T 50378—2014,綠色建筑評價標準.

[2]李 珠.無機保溫隔熱承重混凝土：中國專利，ZL2009100752089.2008.

[3]JGJ 26—2010,嚴寒和寒冷地區居住建筑節能設計標準.

[4]代學靈.玻化微珠整體式保溫隔熱建筑研究.太原:太原理工大學,2010.

Analysis on energy-saving effect of the first green building demonstration project in Shanxi province

Bai Xiaoqing1Li Zhu2

(1.TaiyuanXingheyutingRealEstateDevelopmentCo.,Ltd,Taiyuan030006,China;2.CollegeofBuilding&CivilEngineering,TaiyuanUniversityofTechnology,Taiyuan030024,China)

The paper applies enclosure structure thermal performance balancing-judging methods of national JGJ 26—2010, calculates thermal performance of first green building demonstration project in Shanxi province with glazed hollow bead insulation concrete as structural materials, and testifies the energy-saving efficiency of green building with new energy-saving materials.

glazed hollow bead insulation concrete, green building, energy consumption, energy-saving analysis

1009-6825(2015)18-0199-03

2015-04-20

白曉青(1985- )，女，碩士，助理工程師； 李 珠(1959- )，男，博士生導師，教授

TU201.5

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