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【摘 要】 近年来建筑节能技术已成为全世界关注的热点,也是当前国内外节能领域的一个热点研究课题。节能是我国的基本国策,也是建设节约型社会的重要保证。本文结合新江湾城24-11地块项目,主要从外墙、门窗、屋面等角度,探讨了建筑围护结构的节能设计方法,并对建筑围护结构的节能设计评估结果进行了具体的分析与探讨。
【关键词】 建筑;围护结构;节能设计;案例分析
1.引言
所谓建筑节能,就是指在建筑物的规划、设计、新建、改建和使用过程中,执行建筑节能标准,采用新型建筑材料和建筑节能新技术、新工艺等提高建筑围护结构的保温隔热性能和建筑物用能系统效率,在保证建筑物室内热环境质量的前提下,减少供热采暖、照明、热水供应的能耗,并与可再生能源利用、保护生态平衡和改善人居环境紧密结合。
有关研究表明:全球的能源消耗中,45%用于满足建筑物的取暖、制冷和采光等要求,5%用于建筑物的建造过程。建筑设计方案是否满足节能设计要求在很大程度上决定了其整个寿命周期内是否达到建筑节能的目的,通过设计降低建筑的能耗,可减少全球的能耗,有利于保持整个生态系统的稳定。节能建筑的设计与评价密不可分,节能评价是实现建筑节能设计的必要手段,节能建筑的设计要求建筑设计人员在设计阶段对所设计的建筑进行建筑能耗分析,以评价建筑方案是否节能。
2.基于案例的节能设计分析
2.1工程概况
新江湾城24-11地块项目位于上海市杨浦区江湾-五角场城市副中心区域,属于夏热冬冷地区,为甲类办公建筑,结构体系为框架结构。项目由1栋多层办公楼组成。总建筑面积(含不计容):16159.65平方米,地上计容建筑面积10331平方米,地下建筑面积5674.88平方米。
2.2.外围护结构
2.2.1外墙
建筑外墙的采暖能耗是整个围护结构节能的重中之重,约占整个围护结构能耗的35%—37%,故此,提高外墙保温性能是实现建筑围护结构节能的关键所在。墙体保温分为外保温和内保温,通常来讲,外墙外保温是外墙保温的保温效果最显著,也是外墻最直接的保温方式,因而在建筑保温实施中广为应用。
2.2.2外门窗
一般情况下,建筑物的热交换,70%通过门窗,30%通过墙体和屋面。
(1)合理设计门窗与墙的比例,尽可能设计南北方向的大窗,选择活动式或活固定式的遮阳措施,增加门窗的遮阳性能。
(2)对于窗框部门,应当采取有效的保温隔热措施。通常是对窗框采取阻热隔热措施,在金属窗框之间可以镶嵌保温材料来降低窗框的传热性能,此外,也可采用塑料窗框,或者利用空腹钢窗内的空气隔热,来降低窗框传热效率,降低窗框的热量损耗。
(3)根据当地的气候环境、气温特征等自然因素,通过选择合适的玻璃材料,来减少和控制门窗的传热量。
2.2.3屋面
在夏季,屋面日照时间长,太阳辐射强度大,屋顶外表面温度最高达到60~80℃,顶层室内温度受其影响会提高2~4℃。在冬季,屋顶对外散失热量,又增加了室内的空调热负荷。
屋面保温层不宜选择导热系数高、密度大的材料,而应当选择密度较小、导热性能较低、绝缘性能较好的保温材料来提高隔热保温效果。此外,还应当选择吸水率较高的保温材料,来提高屋面的防潮工作,提高绝缘效果。
(1)采用反射降温屋顶,为提高屋面对太阳辐射的反射能力,可以在屋面涂抹浅色的、光滑性较高的材料,以实现降低屋面内表面温度,提高外墙的隔热降温效果。
(2)在屋面铺设绝缘隔热材料,形成节能复合型屋面。例如可以选择岩棉板聚苯板材料,由热工计算可以得出材料的厚度,同时应当考虑材料的防水性能。
(3)此外,还可以通过在屋面布置植被的方式来进行节能降耗,屋面植被不仅能够美化环境,而且能够降低污染,具有调节气温的良好效果,提高屋面的保温隔热性能,降低围护结构能耗。
屋顶构造类型1:细石混凝土(内配筋)(40.0mm)+石灰砂浆(10.0mm)+水泥砂浆(20.0mm)+STP真空绝热板(20.0mm)+陶粒混凝土(找坡)(30.0mm)+钢筋混凝土(120.0mm)
2.4.结论
该设计建筑的全年负荷小于参照建筑的全年负荷,因此新江湾城24-11地块项目已经达到了上海市《公共建筑节能设计标准》(DGJ08-107-2012)第3.5节中甲类的节能要求。
3.结语
文章主要从外墙、门窗、屋面等角度对建筑围护结构的节能设计进行了具体的探讨与分析。以例证的形式,论述了围护结构采暖保温能耗量的控制方法,在确保基本建筑功能的前提下,实现了外墙、屋面、门窗等围护结构能耗的降低。
作为设计行业的人员,在对建筑进行节能设计的同时我们应根据当地资源条件。因地制宜,就地取材,合理利用。并且应建立寿命周期成本观念,按建筑寿命50年内发生的各项费用,取其总和较低者作为选取决策的依据,不应考虑一次消费最低者。同时,更应重视综合设计过程这个新观念,在方案之初即组织相关专业工种介入,统筹考虑相互影响,寻求合理的解决方案。可以预见,随着建筑节能工作的开展,以及人们对改善建筑热环境的迫切要求,建筑节能技术必将得到迅速发展。
参考文献:
[1]周燕来;夏热冬冷地区大中型铁路客运站站房建筑节能设计方法研究;西南交通大学;2011-12-01
[2]任俊;居住建筑节能设计计算与评价方法研究;西安建筑科技大学;2013-06-01
[3]陈实;建筑围护结构节能设计及其并行设计技术研究;建筑科学;2012-04-20
[4]《公共建筑节能设计标准》DGJ08-107-2012
[5]《新江湾城24-11地块项目》节能计算报告书
【关键词】 建筑;围护结构;节能设计;案例分析
1.引言
所谓建筑节能,就是指在建筑物的规划、设计、新建、改建和使用过程中,执行建筑节能标准,采用新型建筑材料和建筑节能新技术、新工艺等提高建筑围护结构的保温隔热性能和建筑物用能系统效率,在保证建筑物室内热环境质量的前提下,减少供热采暖、照明、热水供应的能耗,并与可再生能源利用、保护生态平衡和改善人居环境紧密结合。
有关研究表明:全球的能源消耗中,45%用于满足建筑物的取暖、制冷和采光等要求,5%用于建筑物的建造过程。建筑设计方案是否满足节能设计要求在很大程度上决定了其整个寿命周期内是否达到建筑节能的目的,通过设计降低建筑的能耗,可减少全球的能耗,有利于保持整个生态系统的稳定。节能建筑的设计与评价密不可分,节能评价是实现建筑节能设计的必要手段,节能建筑的设计要求建筑设计人员在设计阶段对所设计的建筑进行建筑能耗分析,以评价建筑方案是否节能。
2.基于案例的节能设计分析
2.1工程概况
新江湾城24-11地块项目位于上海市杨浦区江湾-五角场城市副中心区域,属于夏热冬冷地区,为甲类办公建筑,结构体系为框架结构。项目由1栋多层办公楼组成。总建筑面积(含不计容):16159.65平方米,地上计容建筑面积10331平方米,地下建筑面积5674.88平方米。
2.2.外围护结构
2.2.1外墙
建筑外墙的采暖能耗是整个围护结构节能的重中之重,约占整个围护结构能耗的35%—37%,故此,提高外墙保温性能是实现建筑围护结构节能的关键所在。墙体保温分为外保温和内保温,通常来讲,外墙外保温是外墙保温的保温效果最显著,也是外墻最直接的保温方式,因而在建筑保温实施中广为应用。
2.2.2外门窗
一般情况下,建筑物的热交换,70%通过门窗,30%通过墙体和屋面。
(1)合理设计门窗与墙的比例,尽可能设计南北方向的大窗,选择活动式或活固定式的遮阳措施,增加门窗的遮阳性能。
(2)对于窗框部门,应当采取有效的保温隔热措施。通常是对窗框采取阻热隔热措施,在金属窗框之间可以镶嵌保温材料来降低窗框的传热性能,此外,也可采用塑料窗框,或者利用空腹钢窗内的空气隔热,来降低窗框传热效率,降低窗框的热量损耗。
(3)根据当地的气候环境、气温特征等自然因素,通过选择合适的玻璃材料,来减少和控制门窗的传热量。
2.2.3屋面
在夏季,屋面日照时间长,太阳辐射强度大,屋顶外表面温度最高达到60~80℃,顶层室内温度受其影响会提高2~4℃。在冬季,屋顶对外散失热量,又增加了室内的空调热负荷。
屋面保温层不宜选择导热系数高、密度大的材料,而应当选择密度较小、导热性能较低、绝缘性能较好的保温材料来提高隔热保温效果。此外,还应当选择吸水率较高的保温材料,来提高屋面的防潮工作,提高绝缘效果。
(1)采用反射降温屋顶,为提高屋面对太阳辐射的反射能力,可以在屋面涂抹浅色的、光滑性较高的材料,以实现降低屋面内表面温度,提高外墙的隔热降温效果。
(2)在屋面铺设绝缘隔热材料,形成节能复合型屋面。例如可以选择岩棉板聚苯板材料,由热工计算可以得出材料的厚度,同时应当考虑材料的防水性能。
(3)此外,还可以通过在屋面布置植被的方式来进行节能降耗,屋面植被不仅能够美化环境,而且能够降低污染,具有调节气温的良好效果,提高屋面的保温隔热性能,降低围护结构能耗。
屋顶构造类型1:细石混凝土(内配筋)(40.0mm)+石灰砂浆(10.0mm)+水泥砂浆(20.0mm)+STP真空绝热板(20.0mm)+陶粒混凝土(找坡)(30.0mm)+钢筋混凝土(120.0mm)
2.4.结论
该设计建筑的全年负荷小于参照建筑的全年负荷,因此新江湾城24-11地块项目已经达到了上海市《公共建筑节能设计标准》(DGJ08-107-2012)第3.5节中甲类的节能要求。
3.结语
文章主要从外墙、门窗、屋面等角度对建筑围护结构的节能设计进行了具体的探讨与分析。以例证的形式,论述了围护结构采暖保温能耗量的控制方法,在确保基本建筑功能的前提下,实现了外墙、屋面、门窗等围护结构能耗的降低。
作为设计行业的人员,在对建筑进行节能设计的同时我们应根据当地资源条件。因地制宜,就地取材,合理利用。并且应建立寿命周期成本观念,按建筑寿命50年内发生的各项费用,取其总和较低者作为选取决策的依据,不应考虑一次消费最低者。同时,更应重视综合设计过程这个新观念,在方案之初即组织相关专业工种介入,统筹考虑相互影响,寻求合理的解决方案。可以预见,随着建筑节能工作的开展,以及人们对改善建筑热环境的迫切要求,建筑节能技术必将得到迅速发展。
参考文献:
[1]周燕来;夏热冬冷地区大中型铁路客运站站房建筑节能设计方法研究;西南交通大学;2011-12-01
[2]任俊;居住建筑节能设计计算与评价方法研究;西安建筑科技大学;2013-06-01
[3]陈实;建筑围护结构节能设计及其并行设计技术研究;建筑科学;2012-04-20
[4]《公共建筑节能设计标准》DGJ08-107-2012
[5]《新江湾城24-11地块项目》节能计算报告书