對(duì)公共建筑節(jié)能的認(rèn)知

高 珊 珊

(山西省建筑設(shè)計(jì)研究院，山西 太原 030013)

對(duì)公共建筑節(jié)能的認(rèn)知

高 珊 珊

(山西省建筑設(shè)計(jì)研究院，山西 太原 030013)

以某一地區(qū)門急診醫(yī)技樓工程為例，從建筑物體形系數(shù)、窗墻比、窗的傳熱系數(shù)、地下室頂板等方面出發(fā)，對(duì)建筑的節(jié)能設(shè)計(jì)要點(diǎn)與措施進(jìn)行了總結(jié)，以節(jié)約能源，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

建筑，節(jié)能，圍護(hù)結(jié)構(gòu)，保溫措施

從事工作以來(lái)，第一次接觸相關(guān)專業(yè)以建筑節(jié)能為主，不論建筑工程大小，都存在能源能耗損失。為了貫徹國(guó)家節(jié)約能源、保護(hù)環(huán)境的政策，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)，建筑節(jié)能耗熱量指標(biāo)在持續(xù)不斷改進(jìn)，對(duì)建筑整體來(lái)說(shuō)利大于弊。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，人民生活水平不斷提高，根據(jù)當(dāng)?shù)貧夂驐l件，人們對(duì)室內(nèi)熱環(huán)境質(zhì)量有很大要求，與此同時(shí)，還要提高建筑的采暖通風(fēng)、空調(diào)和照明系統(tǒng)的能源利用率，實(shí)現(xiàn)節(jié)能目標(biāo)。

為了可持續(xù)發(fā)展和能源發(fā)展，在建筑設(shè)計(jì)中，社會(huì)經(jīng)濟(jì)、技術(shù)和建筑結(jié)構(gòu)與保溫構(gòu)造息息相關(guān)。居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)已經(jīng)成為人人重視的觀點(diǎn)，從原有建筑熱工耗熱量指標(biāo)50%的設(shè)計(jì)已經(jīng)達(dá)到65%的節(jié)能措施。從而進(jìn)一步提高對(duì)居住建筑的保護(hù)措施。

對(duì)于建筑節(jié)能的認(rèn)識(shí)，我的初步了解只是從模型到構(gòu)造的簡(jiǎn)單認(rèn)識(shí)，具體需要各個(gè)部位的圍護(hù)傳熱系數(shù)限值來(lái)衡量。因工程位置所需，本次分析只限于對(duì)某一區(qū)域的節(jié)能規(guī)范的了解。在建筑節(jié)能設(shè)計(jì)中，分為兩部分，居住建筑與公共建筑，依據(jù)某一區(qū)域的采暖日與空調(diào)度日數(shù)的規(guī)定，建筑分為嚴(yán)寒(B)區(qū)、嚴(yán)寒(C)區(qū)，寒冷(A)區(qū)、寒冷(B)區(qū)。下面對(duì)一簡(jiǎn)單案例進(jìn)行分析與講解。

本工程為某一地區(qū)門急診醫(yī)技樓，位于本醫(yī)院院區(qū)內(nèi)。建筑面積32 500 m2，其中地下6 520 m2,地上25 980 m2，建筑總高度23.85 m，地上5層，地下1層。 地下1層層高5.1 m,地上1層層高5.1 m，2層～5層均為4.5 m,且屬于寒冷(A)區(qū)。結(jié)構(gòu)體系為框架剪力墻結(jié)構(gòu)，填充材料為加氣混凝土砌塊。冬季采暖方式為中央空調(diào)采暖系統(tǒng)，地下室不采暖，樓梯間采暖，朝向正北。經(jīng)簡(jiǎn)單介紹案例分析后,需通過(guò)體形系數(shù)及窗戶的各個(gè)朝向的窗墻比設(shè)計(jì)來(lái)判定工程圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)限值。本工程節(jié)能需考慮幾點(diǎn)：體形系數(shù)、窗墻比、屋面、外墻、窗的傳熱系數(shù)、地下室頂板。

1)體形系數(shù):S=0.098。

外表面積：84.6×25.35×2+78.6×23.35×2+6 497.5=14 457.34 m2。

建筑體積：6 497.5×23.35=151 716.62 m3。

體形系數(shù)：14 457.34/151 716.62=0.098。

本工程經(jīng)計(jì)算體形系數(shù)為0.098，建筑物的體形系數(shù)范圍不大于0.30，作為建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)取值的依據(jù)。體形系數(shù)的計(jì)算值與外墻表面積、建筑體積有關(guān)。規(guī)范中建筑體形系數(shù)不應(yīng)大于0.40,0.40決定著建筑的判定不一。新規(guī)范中對(duì)建筑面積小于300 m2的公共建筑，不需進(jìn)行體形系數(shù)及窗墻比的計(jì)算，因在工作中，遇到許多不利因素，例如門房、污水處理、換熱站、垃圾站、廁所等公共建筑的一些輔助區(qū)域，建筑面積又小，體形系數(shù)都大于0.4，對(duì)整體建筑的保溫措施不利，并且導(dǎo)致無(wú)法實(shí)施的措施。還有居住建筑的體形系數(shù)與層數(shù)、地區(qū)息息相關(guān)，造成有些居住建筑的體形系數(shù)大于規(guī)范要求，因此體形系數(shù)在建筑節(jié)能設(shè)計(jì)中起著決定作用。

2)窗墻比計(jì)算。

北向：0.567，南向：0.50，東向：0.351，西向：0.359。

窗墻比計(jì)算窗洞口與外墻表面積之間的關(guān)系。通過(guò)各個(gè)朝向的窗墻比計(jì)算來(lái)判定整體建筑的窗的傳熱系數(shù)。在節(jié)能規(guī)范中，對(duì)公共建筑與居住建筑的窗墻比計(jì)算有不同規(guī)定，公共建筑對(duì)各個(gè)朝向的整體面進(jìn)行計(jì)算，而居住建筑的窗墻比，針對(duì)各個(gè)朝向開間的窗墻比，相對(duì)于公共建筑來(lái)說(shuō)，要求更嚴(yán)格。窗墻比的計(jì)算決定整個(gè)建筑的窗的傳熱系數(shù)。例如：北向：0.567，南向：0.50，東向：0.351，西向：0.359，通過(guò)公共建筑表3.2.2-1建筑外窗的傳熱系數(shù)中寒冷(A)區(qū)查得南北向窗的傳熱系數(shù)限值不大于1.9，東西向窗的傳熱系數(shù)限值不大于2.3，在表C.0.5-2中因醫(yī)院的門急診醫(yī)技樓從立面效果定，窗戶面積大，塑鋼中空玻璃窗的隔熱性能好，強(qiáng)度低只適用于面積小的窗戶使用，因此醫(yī)院為考慮造型使用PA斷橋鋁合金窗比較多。在設(shè)計(jì)中，PA斷橋鋁合金的最小窗傳熱系數(shù)為2.32，不能滿足設(shè)計(jì)要求，需要與專業(yè)廠家的配合，完成設(shè)計(jì)的合理要求。在規(guī)范中，對(duì)四個(gè)區(qū)域的遮陽(yáng)系數(shù)不受限制，因此建筑設(shè)計(jì)需與現(xiàn)實(shí)相結(jié)合，節(jié)能設(shè)計(jì)要從實(shí)際出發(fā)，完善設(shè)計(jì)中的不足，達(dá)到最好的設(shè)計(jì)。

3)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù)設(shè)計(jì)。

a.屋面。

建筑物體形系數(shù)為0.098，屬于寒冷(A)區(qū)，屋頂無(wú)透明部分，因此經(jīng)查得屋面的傳熱系數(shù)限值0.47。假設(shè)采用60厚A級(jí)無(wú)機(jī)砂漿復(fù)合聚氨酯保溫板計(jì)算:

K=1/[1/23+0.02/0.93+0.1/1.74+
0.02/0.81+1/8.7+0.06/(0.024×1.2)]≈0.47。

經(jīng)計(jì)算60厚A級(jí)無(wú)機(jī)砂漿復(fù)合聚氨酯保溫板滿足規(guī)范要求。

b.外墻。

建筑物體形系數(shù)為0.098，屬于寒冷(A)區(qū)，屋頂無(wú)透明部分，因此經(jīng)查得屋面的傳熱系數(shù)限值0.52。假設(shè)采用40厚A級(jí)無(wú)機(jī)砂漿復(fù)合聚氨酯保溫板計(jì)算:

墻：K=1/[1/23+0.02/0.93+0.3/(0.16×1.25)+0.02/0.81+1/8.7+0.04/(0.024×1.2)]=0.323，墻面積8.4 m2。

梁：K=1/[1/23+0.02/0.93+0.3/1.74+0.02/0.81+1/8.7+0.04/(0.024×1.2)]=0.566，梁面積6.24 m2。

柱：K=1/[1/23+0.02/0.93+0.6/1.74+0.02/0.81+1/8.7+0.04/(0.024×1.2)]=0.516，柱面積2.7 m2。

平均傳熱系數(shù)：(8.4×0.323+6.24×0.566+2.7×0.516)/(8.4+6.24+2.7)=0.44。

經(jīng)計(jì)算40厚A級(jí)無(wú)機(jī)砂漿復(fù)合聚氨酯保溫板滿足規(guī)范要求。

c.地下室頂板。

地下室頂板采用A級(jí)無(wú)機(jī)砂漿復(fù)合聚氨酯保溫板材料計(jì)算，其滿足不大于限值0.50 W/(m2·K)。計(jì)算采用50厚A級(jí)無(wú)機(jī)砂漿復(fù)合聚氨酯保溫板。

傳熱系數(shù)K：K=1/[1/23+0.02/0.93+0.1/1.74+0.02/0.81+1/8.7+0.05/(0.024×1.2)]=0.50。

經(jīng)計(jì)算地下室頂板采用50厚A級(jí)無(wú)機(jī)砂漿復(fù)合聚氨酯保溫板滿足規(guī)范要求。

以上建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，使人明白建筑的節(jié)能需與保溫材料的性能相關(guān)。在建筑設(shè)計(jì)中，節(jié)能保溫類似人類一樣，人體需穿衣保暖，好的衣服質(zhì)量、材料、薄厚都起到關(guān)鍵作用，建筑也一樣。在北方地區(qū)，節(jié)能保溫措施對(duì)建筑來(lái)說(shuō)必不可少，保溫材料物理性能影響著建筑的保溫及防火要求。對(duì)保溫材料，根據(jù)建筑高度對(duì)不同位置及地方，保溫的設(shè)防要求不同。因此建筑在設(shè)計(jì)中需選擇好保溫材料的物理性能及施工工藝，更有利于與建筑的結(jié)合。

在工作中，對(duì)節(jié)能設(shè)計(jì)接觸最多，對(duì)建筑保溫材料的選擇也一直在猶豫中，選擇的材料關(guān)系著建筑設(shè)計(jì)節(jié)能的效果。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，市場(chǎng)上不斷推廣的裝飾保溫一體化、結(jié)構(gòu)保溫一體化等形形色色保溫材料的運(yùn)用，只為更有利于建筑節(jié)能保溫的設(shè)計(jì)，使現(xiàn)實(shí)與設(shè)計(jì)相結(jié)合，為明天的城市建筑披一道更亮麗的風(fēng)采。

[1] 山西省建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)[S].

[2] 朱 茜，張樹君.全國(guó)民用建筑工程設(shè)計(jì)技術(shù)措施節(jié)能專篇(建筑)[M].北京：中國(guó)計(jì)劃出版社，2007.

The cognition to public construction energy saving

Gao Shanshan

(ShanxiArchitecturalDesignResearchInstitute,Taiyuan030013,China)

Taking a certain area outpatient and emergency hospital technology building project as an example, from the building shape coefficient, window to wall ratio, window heat transfer coefficient, basement roof and other aspects, summarized the construction energy saving design key points and measures, so as to realize the energy saving, sustainable development.

construction, energy saving, envelope structure, thermal insulation measure

2014-12-18

高珊珊(1988- )，女，助理工程師

1009-6825(2015)06-0183-02

TU201.5

A