兩層商業(yè)建筑節(jié)能設計的分析
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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)能設計標準》(GB50189－2015)等相關規(guī)范要求。須進行圍護結構節(jié)能動態(tài)計算。建筑圍護結構熱工性能的權衡計算權衡判斷設計結論合格。
關鍵詞:建筑熱工節(jié)能計算不合格;圍護結構熱工性能的權衡計算
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;建筑結構類型:框架結構，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)、外墻面積匯總如下:(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建筑圍護結構設計
2．1圍護結構構造
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，可見光透射比0.60。
2．2建筑熱工節(jié)能計算
2．2.1各分項指標計算校核情況
(1)建筑平屋頂、坡屋頂、全樓加權外墻平均傳熱系數(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)能設計標準》(GB50189－2015)的標準要求。(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;加權傳熱系數(shù)=2.80W/(㎡．K);傳熱系數(shù)限值≤2.40W/(㎡．K);結論:該朝向立面外窗加權傳熱系數(shù)不滿足(GB50189－2015)第3.3.1－4條的要求。(4)有效通風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權衡計算強條校驗情況
(1)屋頂傳熱系數(shù)(W/(㎡．K)):設計建筑實際值=0.50;允許權衡計算的基本要求:夏熱冬冷≤0.70;結論:達標;(2)外墻傳熱系數(shù)(W/(㎡．K)):設計建筑實際值=0.72;允許權衡計算的基本要求:夏熱冬冷≤1.00;結論:達標;(3)0.4＜窗墻面積比≤0.70時，外窗傳熱系數(shù)(W/(㎡．K)):設計建筑實際值=2.80;允許權衡計算的基本要求:夏熱冬冷≤3.00;結論:達標;(4)窗墻面積比＞0.70時，外窗傳熱系數(shù)(W/(㎡．K)):允許權衡計算的基本要求:夏熱冬冷≤2.60;結論:達標;(5)窗墻面積比＞0.40時，外窗綜合得熱系數(shù):設計建筑實際值=0.32;允許權衡計算的基本要求:夏熱冬冷≤0.44;結論:達標;(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):設計建筑實際值=0.60;允許權衡計算的基本要求:夏熱冬冷≥0.60(窗墻比=0.11);結論:達標。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條的要求指標未滿足規(guī)范要求。結論:規(guī)定性指標未滿足要求，須進行圍護結構節(jié)能動態(tài)計算。
3建筑圍護結構熱工性能的權衡計算
3．1能耗計算結果
3．1.1建筑累計負荷計算結果
根據(jù)(GB50189－2015)第3.4章的要求，并參照本標準附錄B的規(guī)定進行計算，本建筑的建筑累計負荷如下:(1)設計建筑:空調(diào)累計負荷QC=87033.00(kWh)，采暖累計負荷QH=198967.00(kWh);(2)參照建筑:空調(diào)累計負荷QC=91196.00(kWh)，采暖累計負荷QH=197300.00(kWh);(3)建筑全年空調(diào)和采暖耗電量計算。根據(jù)(GB50189－2015)第3.4章的要求，應按照附錄B．0.6所給的公式計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—標準煤熱值，8.14kWh/kgce;QH—全年累計耗熱量(通過動態(tài)模擬軟件計算得到)，(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)計局的發(fā)電煤耗，2008年數(shù)據(jù)為0.360kgce/kWh;QC—全年累計耗冷量(通過動態(tài)模擬軟件計算得到)，(kWh);SCOPT—供冷系統(tǒng)綜合性能系數(shù)，取2.50;q3—標準天然氣熱值，取9.87kWh/m3;η2—熱源為燃氣鍋爐的供暖系統(tǒng)綜合效率，取0.75;Φ—天然氣的折標系數(shù)，取1.21kgce/m3。依據(jù)以上建筑全年累計負荷計算結果與附錄B．0.6條所給參數(shù)，計算得到該建筑物的全年2.1空調(diào)和采暖耗電量如下:(1)設計建筑: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)和采暖耗電量結果如下:(4)全年耗電量:設計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);結論:該設計建筑的全年能耗小于參照建筑的全年能耗，因此該項目已達到規(guī)范規(guī)定的節(jié)能要求。
3．2建筑圍護結構熱工性能權衡判斷
3．2.1項目信息: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)設計建筑窗墻比: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權衡判斷基本要求判定
(1)圍護結構傳熱系數(shù)基礎要求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;圍護結構傳熱系數(shù)的設計建筑均滿足基本要求。全年供暖和空調(diào)總耗電量:設計建筑=52.77(kwh/m2);參照建筑=53.15(kwh/m2)。權衡判斷結論:設計建筑的圍護結構熱工性能合格。
參考文獻
［1］GB50189－2015公共建筑節(jié)能設計標準［S］．
［2］GB/T21086－2007建筑幕墻［S］．
［3］GB50176－93民用建筑熱工設計規(guī)范［S］．
［4］GB/T7106－2008建筑外門窗氣密、水密、抗風壓性能分級及檢測方法［S］．
作者:龔于偉 單位:湖南省永州市建設學校