兩層商業(yè)建筑節(jié)能設(shè)計(jì)的分析

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摘要:該建筑物的立面外窗傳熱系數(shù)不滿足《公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》(GB50189－2015)等相關(guān)規(guī)范要求。須進(jìn)行圍護(hù)結(jié)構(gòu)節(jié)能動(dòng)態(tài)計(jì)算。建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱工性能的權(quán)衡計(jì)算權(quán)衡判斷設(shè)計(jì)結(jié)論合格。

關(guān)鍵詞:建筑熱工節(jié)能計(jì)算不合格;圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱工性能的權(quán)衡計(jì)算

1建筑概況

某兩層商場(屬于湖南省夏熱冬冷地區(qū))的每層建筑面積:12.60米*35.00米，建筑物高度:8.90m，甲類建筑，建筑朝向:南;建筑結(jié)構(gòu)類型:框架結(jié)構(gòu)，體形系數(shù):0.27;層高(m)1層5.00米;2層、3.90米;全樓外窗(包括透明幕墻)、外墻面積匯總?cè)缦?(1)外窗朝向東面積57.60m2，朝向面積529.38m2;(2)外窗朝向南面積30.24m2，朝向面積456.66m2;(3)外窗朝向西面積182.82m2，朝向面積442.64m2;(4)外窗朝向北面積220.48m2，朝向面積538.58m2;

2建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

2．1圍護(hù)結(jié)構(gòu)構(gòu)造

平屋面類型(自上而下):塊瓦(30．0mm)+粘合層+擠塑聚苯板(65．0mm)+防水卷材+1∶2.5水泥砂漿找平層(20．0mm)+鋼筋混凝土(120．0mm)。坡屋面類型(自上而下):塊瓦(30．0mm)+粘合層+擠塑聚苯板(65．0mm)+防水卷材+1∶2.5水泥砂漿找平層(20．0mm)+鋼筋混凝土(120．0mm)。外墻類型(包括非透光幕墻):水泥砂漿(20．0mm)+粘土多孔磚(200．0mm)+水泥砂漿(20．0mm)+粘合層+擠塑聚苯板(30．0mm)+玻璃纖維網(wǎng)+1∶2.5水泥砂漿(10．0mm)。底部接觸室外空氣的架空或外挑樓板:水泥砂漿(20．0mm)+鋼筋混凝土(120．0mm)+水泥砂漿(20．0mm)+粘合層+擠塑聚苯板(40．0mm)+玻璃纖維網(wǎng)+1∶2.5水泥砂漿(10．0mm)。外窗類型(包括透光幕墻):鋁合金低輻射中空玻璃窗(6+12A+6遮陽型)，傳熱系數(shù)2.80W/m2．K，玻璃太陽得熱系數(shù)0.37，氣密性為6級(jí)，可見光透射比0.60。

2．2建筑熱工節(jié)能計(jì)算

2．2.1各分項(xiàng)指標(biāo)計(jì)算校核情況

(1)建筑平屋頂、坡屋頂、全樓加權(quán)外墻平均傳熱系數(shù)、架空樓板、立面外窗太陽得熱系數(shù)、立面窗墻比:滿足《公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》(GB50189－2015)的標(biāo)準(zhǔn)要求。(2)立面透明材料的可見光透射比、外窗氣密性、玻璃幕墻氣密性滿足規(guī)范的要求。(3)計(jì)算后得到:朝向正西、朝向正北的鋁合金低輻射中空玻璃窗6+12A+6遮陽型:外窗面積=174.08㎡;傳熱系數(shù)=2.80W/(㎡．K);立面窗墻比(包括透光幕墻)=0.42;加權(quán)傳熱系數(shù)=2.80W/(㎡．K);傳熱系數(shù)限值≤2.40W/(㎡．K);結(jié)論:該朝向立面外窗加權(quán)傳熱系數(shù)不滿足(GB50189－2015)第3.3.1－4條的要求。(4)有效通風(fēng)換氣面積占外墻面積比例不滿足(GB50189－2015)第3.2.8條的要求。

2．2.2權(quán)衡計(jì)算強(qiáng)條校驗(yàn)情況

(1)屋頂傳熱系數(shù)(W/(㎡．K)):設(shè)計(jì)建筑實(shí)際值=0.50;允許權(quán)衡計(jì)算的基本要求:夏熱冬冷≤0.70;結(jié)論:達(dá)標(biāo);(2)外墻傳熱系數(shù)(W/(㎡．K)):設(shè)計(jì)建筑實(shí)際值=0.72;允許權(quán)衡計(jì)算的基本要求:夏熱冬冷≤1.00;結(jié)論:達(dá)標(biāo);(3)0.4＜窗墻面積比≤0.70時(shí)，外窗傳熱系數(shù)(W/(㎡．K)):設(shè)計(jì)建筑實(shí)際值=2.80;允許權(quán)衡計(jì)算的基本要求:夏熱冬冷≤3.00;結(jié)論:達(dá)標(biāo);(4)窗墻面積比＞0.70時(shí)，外窗傳熱系數(shù)(W/(㎡．K)):允許權(quán)衡計(jì)算的基本要求:夏熱冬冷≤2.60;結(jié)論:達(dá)標(biāo);(5)窗墻面積比＞0.40時(shí)，外窗綜合得熱系數(shù):設(shè)計(jì)建筑實(shí)際值=0.32;允許權(quán)衡計(jì)算的基本要求:夏熱冬冷≤0.44;結(jié)論:達(dá)標(biāo);(6)立面透光材料可見光透射比(立面1(正東)):外窗綜合得熱系數(shù):設(shè)計(jì)建筑實(shí)際值=0.60;允許權(quán)衡計(jì)算的基本要求:夏熱冬冷≥0.60(窗墻比=0.11);結(jié)論:達(dá)標(biāo)。與(GB50189－2015)相比較，該建筑物的立面外窗傳熱系數(shù)不滿足(GB50189－2015)第3.3.1－4條的要求;有效通風(fēng)換氣面積占外墻面積比例不滿足(GB50189－2015)第3.2.8條的要求指標(biāo)未滿足規(guī)范要求。結(jié)論:規(guī)定性指標(biāo)未滿足要求，須進(jìn)行圍護(hù)結(jié)構(gòu)節(jié)能動(dòng)態(tài)計(jì)算。

3建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱工性能的權(quán)衡計(jì)算

3．1能耗計(jì)算結(jié)果

3．1.1建筑累計(jì)負(fù)荷計(jì)算結(jié)果

根據(jù)(GB50189－2015)第3.4章的要求，并參照本標(biāo)準(zhǔn)附錄B的規(guī)定進(jìn)行計(jì)算，本建筑的建筑累計(jì)負(fù)荷如下:(1)設(shè)計(jì)建筑:空調(diào)累計(jì)負(fù)荷QC=87033.00(kWh)，采暖累計(jì)負(fù)荷QH=198967.00(kWh);(2)參照建筑:空調(diào)累計(jì)負(fù)荷QC=91196.00(kWh)，采暖累計(jì)負(fù)荷QH=197300.00(kWh);(3)建筑全年空調(diào)和采暖耗電量計(jì)算。根據(jù)(GB50189－2015)第3.4章的要求，應(yīng)按照附錄B．0.6所給的公式計(jì)算建筑物全年耗電量:E=EH+EC(04－01);EC=QC/(AX-SCOPT)(04－02);夏熱冬冷、夏熱冬暖和溫和地區(qū):EH=QH/(Ann2q3q2)(04－03);式中:E—建筑物供暖和供冷總耗電量，(kWh/m2);EC—建筑物供冷耗電量，(kWh/m2);EH—建筑物供熱耗電量，(kWh/m2);q1—標(biāo)準(zhǔn)煤熱值，8.14kWh/kgce;QH—全年累計(jì)耗熱量(通過動(dòng)態(tài)模擬軟件計(jì)算得到)，(kWh);A—建筑總面積，(m2);η1—熱源為燃煤鍋爐的供暖系統(tǒng)綜合效率，取0.60;q2—上年度國家統(tǒng)計(jì)局的發(fā)電煤耗，2008年數(shù)據(jù)為0.360kgce/kWh;QC—全年累計(jì)耗冷量(通過動(dòng)態(tài)模擬軟件計(jì)算得到)，(kWh);SCOPT—供冷系統(tǒng)綜合性能系數(shù)，取2.50;q3—標(biāo)準(zhǔn)天然氣熱值，取9.87kWh/m3;η2—熱源為燃?xì)忮仩t的供暖系統(tǒng)綜合效率，取0.75;Φ—天然氣的折標(biāo)系數(shù)，取1.21kgce/m3。依據(jù)以上建筑全年累計(jì)負(fù)荷計(jì)算結(jié)果與附錄B．0.6條所給參數(shù)，計(jì)算得到該建筑物的全年2.1空調(diào)和采暖耗電量如下:(1)設(shè)計(jì)建筑:全年空調(diào)耗電量=34813.20(kWh)，全年采暖耗電量=90341.13(kWh);(2)參照建筑:全年空調(diào)耗電量=36478.40(kWh)，全年采暖耗電量=89584.22(kWh);(3)本建筑的單位面積空調(diào)和采暖耗電量結(jié)果如下:(4)全年耗電量:設(shè)計(jì)建筑單位面積耗電量=52.77(kWh/m2);(5)參照建筑單位面積耗電量=53.15(kWh/m2);結(jié)論:該設(shè)計(jì)建筑的全年能耗小于參照建筑的全年能耗，因此該項(xiàng)目已達(dá)到規(guī)范規(guī)定的節(jié)能要求。

3．2建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱工性能權(quán)衡判斷

3．2.1項(xiàng)目信息:采用軟件

PBECA;軟件版本20160718(1)建筑面積:2371.88m2;建筑外表面積:3263.51m2;(2)建筑體積:12159.50m3;建筑體形系數(shù):0.27;(3)設(shè)計(jì)建筑窗墻比:立面1=0.42;立面2=0.42;立面3=0.42;立面4=0.11;(4)屋頂透明部分與屋頂總面積之比M為:－－;【M的限值20%】。

3．2.2權(quán)衡判斷基本要求判定

(1)圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)基礎(chǔ)要求K［W/(m2*K)］;(2)屋面=0.70;(3)外墻(包括非透光幕墻)=1.00;(4)外窗(包括透光幕墻)=3.00/2.60;(5)太陽得熱系數(shù)SHGC=0.44;圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)的設(shè)計(jì)建筑均滿足基本要求。全年供暖和空調(diào)總耗電量:設(shè)計(jì)建筑=52.77(kwh/m2);參照建筑=53.15(kwh/m2)。權(quán)衡判斷結(jié)論:設(shè)計(jì)建筑的圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱工性能合格。

參考文獻(xiàn)

［1］GB50189－2015公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)［S］．

［2］GB/T21086－2007建筑幕墻［S］．

［3］GB50176－93民用建筑熱工設(shè)計(jì)規(guī)范［S］．

［4］GB/T7106－2008建筑外門窗氣密、水密、抗風(fēng)壓性能分級(jí)及檢測方法［S］．

作者:龔于偉 單位:湖南省永州市建設(shè)學(xué)校