吳珊
福建華景建筑設計院有限公司(361000)
關于福建省新版居住建筑節能設計標準的幾點思考
吳珊
福建華景建筑設計院有限公司(361000)
這里介紹了《福建省居住建設節能設計標準》中氣候區的概念,分析了節能率的特殊性,提出了建筑主面的遮陽措施和凸窗保溫做法,供設計人員執行該標準時參考。
氣候區;節能率;外遮陽;凸窗
由福建省建筑科學研究院、福建省工程建設科學技術標準化協會共同編制的《福建省居住建筑節能設計標準》,經并報國家住房城鄉建設部備案同意,批準為福建省工程建設地方標準,自2015年1月1日起實施。其中第4.1.4、4.1.6、4.1.11、4.2.1、4.2.2、4.2.3、4.2.5、4.3.2、4.3.3、4.3.4、4.3.5、4.4.2、4.4.3、4.4.4、4.4.5、6.0.2、6.0.6、6.0.7、7.0.3、8.0.12、9.0.9等21條為強制性條文,必須嚴格執行。福建省2001年頒布的《福建省居住建筑節能設計標準實施細則》DBJ 13-62已實施10年。國家行業標準《夏熱冬冷地區居住建筑節能設計標準》JGJ 134和《夏熱冬暖地區居住建筑節能設計標準》JGJ 75也已于2010年和2012年發布。隨著建筑節能的深入發展,福建省居住建筑節能標準需要進行必要的修訂,使得相關規定更加明確,更加方便執行。
根據現行國家標準《民用建筑熱工設計規范》GB 51076規定,福建省地跨夏熱冬冷地區和夏熱冬暖地區。夏熱冬冷地區包括寧德、南平和三明,夏熱冬暖地區包括福州市、平潭縣、莆田市、龍巖市、泉州市、廈門市和漳州市。相對于舊規范,目前使用的標準恢復了夏熱冬冷氣候區,將福建省劃分為夏熱冬冷地區和夏熱冬暖地區兩個氣候區,夏熱冬暖地區分為北區和南區兩個子區。其中,寧德市、南平市和三明市屬夏熱冬冷地區;福州市、莆田市和龍巖市屬夏熱冬暖地區北區,泉州市、廈門市和漳州市屬夏熱冬暖地區南區。
因此,該標準提出,北區內建筑節能設計應主要考慮夏季空調,兼顧冬季采暖。夏熱冬暖地區南區內建筑節能設計應考慮夏季空調,可不考慮冬季采暖。
從2012年起,根據《福建省建筑節能“十二五”專項規劃》,廈門市和福州市將率先開展節能率65%的工程示范,但是節能率從預計的65%降到60%,意味著實際節能率提高是有難度的。節能率65%,可以說是現階段的一個極限,得從建筑原材料、建筑設計、暖通設備等方面,都必須采用最先進的技術和材料,才可能達到這樣的節能效果。當然從建筑設計上來說,60%的節能率已經對建筑體形系數、窗墻面積比、傳熱系數及平均綜合遮陽系數等提出更加嚴格的要求,加大了設計的難度。
由于夏熱冬暖地區建筑要實現較高節能率是挺難的,在居住空間通風上本次標準第4.4.6條中對此有點放寬,允許當通風路徑不能滿足要求時,居住空間可設置機械通風設施來補充。為了與綠色建筑工作相銜接,若不執行本標準,則可轉按綠色建筑標準進行設計。
1)遮陽措施
2014年,國家大力倡導綠色建筑、節能建筑建設,并且出臺了多項相關規范規程,對建筑節能設計也提出了很多具體要求。其中影響較大的就是建筑外遮陽的處理,根據該標準第4.1.6條規定,居住建筑東、西向外窗必須采取建筑外遮陽措施,建筑外遮陽系數SD不應大于0.8。此條為強制性條文,對設計大玻璃面的建筑東西外墻實施難度很大,需結構外遮陽處理,但對建筑外立面造型影響挺大。
建筑外遮陽的基本形式可分為四種:水平式、垂直式、擋板式和綜合式。
在設計遮陽時,可根據建筑所在地區的氣候條件、建筑的朝向、房間的使用功能等因素,綜合進行遮陽設計,可以通過永久性的建筑構件如外檐廊、陽臺、外挑遮陽板等,制作永久性遮陽設施。以省內漳浦縣某住宅小區為例,因總平圖布置問題,建筑朝向偏心超過30度,主要采光面變為東西向,結合立面外觀,外窗只能采用穿孔率20%的金屬穿孔板為垂直外遮陽,再結合窗戶玻璃內裝形成窗套,窗戶綜合遮陽計算見表1和圖1。

表1 窗戶綜合遮陽計算

圖1 遮陽窗設計
遮陽設施的設置能合理控制自然光線進入室內,減少建筑室內空調能耗和人工照明用電,改善室內光環境。因此采取有效的遮陽措施,降低外窗太陽輻射形成的建筑空調負荷,是實現建筑節能的最有效方法之一。一方面,遮陽通過阻擋陽光直射輻射和漫輻射的熱量,控制熱量進入室內,降低室內溫度,改善室內熱環境,使空調高峰負荷大大的削減。另一方面,適量的陽光照進室內,能使人感到舒適,有利于人體視覺功效的高效發揮和生理機能的正常運行,給人們愉悅的心理感受。
2)凸窗保溫做法
《住宅設計規范》GB 50096-2011規定,凸窗指凸出建筑外墻面的窗戶。凸窗的設計不僅能增加戶型采光、通風的功能,而且為建筑外立面處理增添了魅力。但凸窗面積越大,冬季保溫性能越差,夏季透過的太陽熱輻射過多,增加了空調的耗電量。因此該標準規定當設計凸窗時,節能設計中計算窗墻面積比時,凸窗的面積應按透光部分展開面積來計算。該標準也對凸窗的出挑距離及保溫作了規定,當出挑距離大于400 mm時,凸窗的保溫性能必須保證,否則不僅造成能源浪費,而且容易出現結露等問題。
以漳浦縣某住宅小區為例,為了保證住宅小區的整體外觀效果,凸窗出挑距離為600,需增加保溫措施,做法如下:
凸窗上頂板及側板構造類型:水泥砂漿(20.0 mm)+膨脹聚苯板(20.0 mm)+鋼筋混凝土(100.0 mm)+水泥砂漿(20.0 mm)

表2 住宅設計規范
福建省2004年頒布的《福建省居住建筑節能設計標準實施細則》DBJ 13-62-2004,在頒布時可能考慮省內建筑節能工作剛開展,建筑規模不大,經驗不足,一些地區的節能有所放松。現在隨著建筑節能材料、技術的不斷更新進步,福建省建筑節能形勢發生了很大的變化,已形成了一批成熟的節能設計、審查、施工隊伍,因此有必要執行新居住建筑節能設計標準,改善居住建筑的舒適程度,提高空調和采暖設備的能源利用效率,以推動綠色建筑的發展。
隨著綠色建筑實踐的不斷深入,人們更多地開始關注綠色建筑的實際應用效果,從而促使建筑市場的開發模式、設計模式、建造模式和運營模式的巨變。設計師需要抓住機遇,主動變革,不斷提高設計水平,以適應綠色及節能建筑發展的新要求。
[1]DBJ/T 13-118-2014,福建省綠色建筑評價標準[S].
[2]DBJ/T 13-197-2014,福建省綠色建筑設計規范[S].
[3]DBJ13-62-2014,福建省居住建筑節能設計標準》[S].
[4]JGJ75-2003,夏熱冬暖地區居住建筑節能設計標準[S].
[5]GB/T 50785-2012,民用建筑室內熱濕環境評價標準[S].
[6]GB 50096-2011,住宅設計規范[S].