公共建筑節能改造的設計分析

【摘要】：以上海市徐匯區某一商辦綜合樓為例，結合建筑節能的重要性以及建筑功能要求，詳細分析了節能技術在該項目建筑設計中的應用，從建筑布局、建筑用材、節能技術等角度對節能建筑進行論述，探討有效的節能方法。

【關鍵詞】：辦公建筑；建筑設計節能措施；建筑節能新技術

目前，中國是世界上每年新建建筑量最大的國家，每年20億平方米新建面積，相當于消耗了全世界40%的水泥和鋼材，同時每年產生數以億計的建筑垃圾，給中國乃至世界帶來巨大的環境威脅。因此，我國正積極倡導節約能源，可持續發展。建筑節能設計已成為今后建筑設計的重要組成部分，相關的指引、標準和法規也相繼出臺，建設節能型建筑已被建設部納入今后城市建設的重點發展方向。

1 辦公建筑：工程概況與布局

1.1 工程概況

本項目為一棟五層的商辦綜合樓，位于上海市徐匯區上中路483弄，總建筑面積6876.04m2，占地面積938.10m2。本建筑一、二層為商業及辦公管理用房，三～五層為辦公區，地下一層為汽車庫。規劃防護綠地面積1439.8m2，規劃防護道路面積61.5m2。地塊位于上中路以南， 平福路以東，平福小區以北。

1.2 總體布局

基地可建設范圍為東西方向長100m，南北向長33m的矩形地塊，比較規整，但略顯狹長，根據詳規控制的要求，建筑單體設計為一棟56.5m面寬的五層樓綜合辦公樓，建筑定位基本位于基地中心位置。由于基地北側規劃設置有防護綠化帶，在本項目與上中路之間已有較好的隔聲和視線上的緩沖，所以建筑單體在滿足規范退界要求的前提下盡量向北靠以拉開與南面住宅小區的間距，與住宅小區保持良好的間距關系，減少互相的干擾。

本建筑高度不超過24m，屬于多層建筑，耐火等級二級。整個基地沿上中路設一個車行出入口（主要入口）和一個行人兼消防緊急出入口（次要入口）。建筑周圍設有環形消防車道，并設兩處出入口與城市道路連接。消防車道寬度4m，滿足規范要求。

2 建筑設計節能措施

本商辦綜合樓改善建筑室內熱環境的主要措施是合理地改善圍護結構的保溫性能，采用外墻自保溫的節能系統來設計。建筑外墻采用240mm厚保溫塊（蒸壓輕質砂加氣混凝土砌塊），20mm厚M5混合砂漿砌筑，燃燒等級：A級，外墻傳熱系數為0.89W/（m2？K）。在節能設計中除了建筑墻體，屋面也是建筑圍護結構中所占比例較大的一部分，該部分的節能設計也是很重要的。商辦綜合樓的平屋面構造（自上而下）依次為：20mm厚水泥砂漿，3mm厚SBS改性瀝青防水卷材，3mm厚高聚物改性瀝青防水涂膜，90mm厚泡沫玻璃，20mm厚水泥砂漿，120mm厚鋼筋混凝土，傳熱系數為0.68W/（m2？K）。坡屋頂構造（自上而下）依次為：40mm厚細石混凝土，90mm厚泡沫玻璃，3mm厚SBS改性瀝青防水卷材，3mm厚高聚物改性瀝青防水涂膜，20mm厚水泥砂漿，120mm厚鋼筋混凝土，傳熱系數為0.68W/（m2？K）。為了減少該商辦綜合樓屋面檐口部位產生“熱橋”，在屋面周邊檐口處的保溫層材料改為40mm厚無機保溫砂漿。屋頂與外墻交界處、屋頂開口部位四周的保溫層，采用寬度不小于500mm的無機保溫砂漿設置水平防火隔離帶。

在建筑圍護結構中，門窗是影響建筑室內熱環境和節約建筑能耗的主要因素。根據檢測，門窗能耗約為建筑墻體的4倍，建筑屋面的5倍，約占建筑圍護結構總能耗的40%～50%。因此增強門窗的保溫隔熱性能，減少門窗能耗是提高建筑節能水平的重要環節。本商辦綜合樓的外窗采用：斷熱鋁合金中空玻璃窗（6LOW-E+12A +6透明），自身遮陽系數0.50，傳熱系數為2.7W/（m2？K）。屋面天窗采用：斷熱鋁合金中空玻璃窗（6+0.76+6夾膠LOW-E+12A +6透明） ，自身遮陽系數0.40，傳熱系數為2.7W/（m2？K）。

樓板和地面的保溫是容易被人們忽視的問題，實踐證明樓地板如不加保溫處理，則不僅增加采暖能耗，而且冬季會因地面溫度過低，嚴重影響人們的身體健康。此棟建筑底部自然通風的架空樓板：45mm厚巖棉板，燃燒等級：A級，傳熱系數為0.92W/（m2？K）。非獨立的封閉式汽車庫與相鄰功能房間的樓板：20mm厚無機保溫砂漿（主樓范圍地下室頂板板底），燃燒等級：A級，傳熱系數為1.77W/（m2？K）。地下室外墻：50mm厚膨脹聚苯板（地下室外墻外側），燃燒等級：B2級，墻體熱阻為1.39 （m2？K） / W。

結論：該建筑的各能耗指標均已達到標準要求，因此根據《公共建筑節能設計標準》（GB50189-2005）4.3.1的節能要求， 該建筑物的節能設計已達到節能要求。

3 建筑節能新技術

理想的節能建筑應在最少的能量消耗下滿足以下三點：一是能夠在不同季節、不同區域控制接收或阻止太陽輻射；二是能夠在不同季節保持室內的舒適性；三是能夠使室內實現必要的通風換氣。目前，建筑節能的途徑主要包括：盡量減少不可再生能源的消耗，提高能源的使用效率；減少建筑圍護結構的能量損失；降低建筑設施運行的能耗。

3.1 減少能源消耗，提高能源的使用效率

為了確保居住空間的環境質量，人們通常采用這樣的方法：寒冷的季節以取暖方式提高室內的溫度，炎熱的季節以制冷方式降低室內的溫度，干燥的季節采用加濕方式，潮濕季候采用抽濕方法，所有這些方法都要需要消耗能源才得以實現。因此，要實現節能的目的，應提高供暖（制冷）系統的效率，采用先進的設計、安裝、運行質量、節能系統調節技術。通過利用計算機、平衡閥及其專用智能儀表等先進技術手段對管網流量進行合理分配，在確保改善供暖質量的基礎上又達到節約的效果。

3.2 設計合理的建筑外維護結構，減少能量損失

建筑的外維護結構設計對建筑能力的保護影響巨大，通常建筑物圍護結構的能量損失主要來自外墻、門窗、屋頂三個部分。對這三部分的節能技術的研究是國際建筑界研究的焦點。從目前環保節能的角度看，其主要發展方向是開發高效、環保、經濟的保溫、隔熱材料，同時采用先進可行的構造技術，確保高圍護結構的保溫、隔熱性能和密閉性能。

參考文獻 ：

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