公共建筑建筑节能设计要点

公共建筑建筑节能设计要点11该文是2007年武汉地区注册建筑师的培训内容，对指导当前建筑师进行公共建筑建筑节能设计有一定的指导作用。特进行推荐。公共建筑建筑节能设计要点一公共建筑的界定公共建筑主要包含：办公建筑（包括写字楼、行政和事业单位的办公楼等）；商业建筑（如商场、金融建筑等）；旅游建筑（如旅馆、饭店、娱乐场所等）；科教文卫建筑（包括文化、教育、科研、医疗、卫生、体育建筑等）；通信建筑（如邮电、广播电视建筑等）；交通运输建筑（如汽车客运站、铁路客运站、航空客运站、港口客运站建筑等）。凡不设采暖空调系统的单层或多层独立式商业仓库、市场（如菜市场、建材市场、水暖器材市场等）建筑，不执行公共建筑节能设计标准；对设有采暖或空调系统（包括房间空调器）的市场建筑，以及居住建筑底部的商场、商铺，应执行公共建筑节能设计标准。二公共建筑与居住建筑有连接部位时的节能设计1公共建筑与居住建筑衔接部位的传热系数K，应按公共建筑和居住建筑节能设计标准中的最小值设计。例如：公共建筑顶层与居住建筑底层相连楼面，按各地《居住建筑节能设计标准》中架空地板的规定K值设计（对湖北省取K≤0.65）；公共建筑和居住建筑的连接墙体，本地区按公建标准和居住建筑标准中外墙的最小K值设计。公共建筑建筑节能设计要点222当计算公共建筑与居住建筑的体型系数时，两者的外包面积和体积分别计算，相交部分的面积不参与体形系数的计算。3计算建筑物采暖空调能耗时，公共建筑和居住建筑的连接部位按不传热的绝热体设置。三公共建筑节能50％的内涵公共建筑节能50％的内涵是：以20世纪80年代初期的“基准建筑”[其围护结构按不同地区的传统做法（详见GB50189第1.0.3条的条文说明），外窗遮阳系数SC不分地区均取0.80；采暖燃煤锅炉效率均取0.55，离心机水冷机组的能效比取4.2，螺杆机水冷机组的能效比取3.8；照明用电量均取25W/m2]，在保持与《公共建筑节能设计标准》GB50189第3章规定的室内环境参数条件下，其全年的暖通空调和照明计算能耗为100％。通过采取以下措施，使所设计的公共建筑的全年暖通空调和照明计算能耗相当于“基准建筑”能耗的50％：1在保证公共建筑节能设计标准第3章规定的室内环境参数条件下，采用合理的节能型建筑总平面布置和单体建筑设计（使所设计的建筑符合GB50189第4章第1节及4.2.7条、4.2.9条的规定）；2加强建筑物围护结构的热工性能（使其符合GB50189第4章第2节的规定性指标）；3提高暖通空调设备及其系统的效率（使其符合GB50189第5章的规定）；公共建筑建筑节能设计要点334使照明设备及其系统符合《建筑照明设计标准》GB50034—2004的有关规定；5按照GB50189第5章第5节的规定，加强暖通空调设备及其系统的运行监控。由于公共建筑的功能多样，能耗情况复杂，不同的公建能耗相差甚远（例如，武汉9栋商场、办公楼、酒店的全年能耗调查测试结果表明，全年能耗量为0.386～2.579GJ/m2，其中空调能耗量为0.137～0.858GJ/m2，全年能耗最大与最小的相差6.7倍，空调能耗最大与最小的相差6.3倍，空调能耗与总能耗的比例为22.3％～79.4％），加上全国的气侯条件相差很大，因此，各地围护结构、暖通空调和照明所分担的节能率也相差很大。全国从北到南，围护结构部分分担的节能率约为25％～13％，暖通空调系统分担的节能率约为20％～16％，照明系统分担的节能率约为7％～18％，50％的节能率只是代表全国的总体节能水平，单个建筑物的节能率可能超过或不及50%。因此，包括居住建筑在内，不宜强调节能率，宜采用“执行建筑节能设计标准”的提法。四实现节能目标的设计途径公共建筑实现节能目标的设计途径有两种：1按规定性指标实现节能目标的设计途径。使所设计建筑物的朝向、体形系数（对严寒和寒冷地区）、围护结构、暖通空调系统、照明系统全部符合《公共建筑节能设计标准》第4章第1节与第2节、第5章的规定、以及《建筑照明设计标准》的节能设计规公共建筑建筑节能设计要点44定，则该建筑为节能50％的公共建筑。2按性能指标实现节能目标的设计途径。当所设计建筑的体形系数或部分围护结构不符合标准GB50189的规定，则应采取加强另一部分围护结构热工性能的措施，按照GB50189第4章第3节各条规定的方法，对围护结构热工性能作权衡判断[首先计算参照建筑（其形状、大小、朝向、内部的空间划分和使用功能应与所设计建筑完全一致，外围护结构的热工性能参数完全符合GB50189的规定）在规定条件下的全年采暖和空调能耗，将这个能耗作为控制能耗，再计算所设计建筑在同样条件下的全年采暖和空调能耗，如果这个能耗值大于参照建筑的控制能耗值，则必须调整围护结构的设计参数，再重新计算所设计建筑的全年采暖和空调能耗，直至其值小于控制能耗值为止]，权衡判断合格的建筑也是节能50％的公共建筑。围护结构热工性能的权衡判断，过程复杂繁锁，计算易于出错，加上DOE—2计算软件专业性较强，不适用于工程设计等问题，对新建建筑，宜采用按规定性指标达标的设计途径，只有对部分既有建筑的节能改造设计，才适宜走按性能指标达标的设计途径，现阶段，宜请专业人员做围护结构热工性能权衡判断工作。五规划设计阶段的总平面布置和建筑平面节能设计1建筑总平面的布置和设计时，对严寒、寒冷和夏热冬冷地区，宜利用冬季日照并避开冬季主导风向，设置空调的地区，宜利用夏季自然通风，以降低空调能耗。建筑的主朝向宜选择本地区最公共建筑建筑节能设计要点55佳朝向或接近最佳朝向。对湖北地区而言：最佳朝向为南～南偏东10°范围（鄂东、鄂南、鄂中夏季酷热地区）和南偏东10°～南偏西10°范围（鄂西、鄂北地区）；适宜朝向为南偏东30°～南偏西30°范围。2严寒、寒冷地区建筑的体形系数应小于或等于0.40。否则，必须进行围护结构热工性能的权衡判断。3夏热冬暖和夏热冬冷地区以及寒冷地区中夏季炎热地区的建筑中庭，应在其上部的外墙上开设窗户或其它形式的通风口，充分利用夏季穿堂风降低中庭环境温度，当不便开设窗户或不利于形成穿堂风时，应设置机械排风装置。4严寒地区建筑的外门应设门斗，寒冷地区建筑的外门宜设门斗或应采取其他减少冷风渗透的措施。夏热冬冷和夏热冬暖地区建筑外门也应采取保温隔热节能措施（例如，设置双层门、采用阳光控制镀膜玻璃或低辐射中空玻璃门、门内侧或外侧设置活动门帘、设置风幕等两至多种组合类型的措施）。六围护结构热工设计1屋面的传热系数K，根据建筑气候分区，应分别符合表4.2.2-1～表4.2.2-5的规定。其中，夏热冬冷地区的屋面K值应不大于0.70W/（m2·K）。宜直接选用《湖北省建筑节能构造用料做法》07EJ101中K值小于0.7的屋面。屋面施工图（包括居住建筑）应有女儿墙、檐沟、内天沟、出屋面构件等热桥部位的保温处理节点构造详图，如《05EJ108》第26～27页的大样图。。公共建筑建筑节能设计要点662外墙（包括非透明幕墙）的平均传热系数（Km），根据建筑气候分区，应分别符合上述表中的规定。其中，夏热冬冷地区的外墙Km值应不大于1.0W/（m2·K）。宜选用《07EJ101》中外墙外保温或内保温外墙，Km值可按照《07EJ101》附录J的实例方法计算。考虑到闭孔泡沫型绝热材料的热阻老化问题（详见07EJ101第81页4），Km计算值宜小0.67W/(m2·K)。对于干挂石板或金屋板材等非透明幕墙建筑，夏热冬冷和夏热冬暖地区宜采用内保温外墙做法。当采用外保温做法时，竖向龙骨应离墙设置，通过由焊接在预埋铁件上的外挑悬臂钢制杆件与竖向龙骨连接，在安装竖向龙骨之前先做外保温层的施工，为了保证保温层与幕墙的使用年限同步，保温层应设置φ5～φ6双向@500～@600镀锌锚钉，保护层内设置镀锌钢丝网，外保温层及其保护层完工并验收后，再安装龙骨及幕墙系统。当各层层高范围内仅有上、下悬挂支点时，保温外墙的选用和Km值的计算方法可与非幕墙外墙相同，即不考虑幕墙内空气间层的热阻；但当悬挂竖向龙骨的悬臂杆件较多时（如剪力墙结构建筑），应将悬臂杆件作为热桥参与外墙Km值的计算，此时可计入幕墙内空气间层的热阻。保温外墙施工图（含居住建筑）应有各部位（如门窗套、勒脚、变形缝、抗裂分格缝、雨水管安装、出墙管洞口、阳台及阳台栏板、雨蓬、装饰线等）的保温处理构造节点大样设计图（宜参照《05EJ108》）。3外墙与屋面中的热桥部位的内表面温度不应低于室内空气公共建筑建筑节能设计要点77露点温度。对本地区，外保温外墙无需计算，当混凝土外墙厚度不小于200mm时的内保温外墙也可不计算。4底面接触室外空气的架空或外挑楼板的传热系数K，根据建筑气候分区，应分别符合上述表中的规定。其中，夏热冬冷地区架空或外挑楼板K值应不大于1.0W/（m2·K）。宜直接选用《07EJ101》中的楼2～楼17。5严寒和寒冷地区的非采暖房间与采暖房间的隔墙或楼板的传热系数K，根据建筑气候分区，应分别符合表4.2.2-1～表4.2.2-3中的规定。宜参照选用《07EJ101》中的分户墙和架空楼面，只需加厚保温层。6地面和地下室外墙的热阻R，根据建筑气候分区，应分别符合表4.2.2-6的规定。其中，夏热冬冷地区的地面和地下室外墙，R≥1.2m2·K/W，当建筑基础持力层以上至混凝土地坪的素填土层厚度不小于1.35m时的各种地面，均可不做保温层。本地区的地下室外墙宜直接选用《07EJ101》中的地下室触土外墙（对严寒和寒冷地区只需加厚保温层）。7外窗（包含透明幕墙和玻璃外门）和透明屋顶的节能设计（1）外窗的窗墙面积比应按单一朝向计算。其中：单一朝向的外墙面积，按该朝向的轴线总长度与室内地面至屋面的总高度的乘积计算；外窗面积按该朝向外墙上的各个窗和玻璃门洞口面积之和计算。（2）外窗的传热系数K，根据建筑气候分区，按单一朝向的公共建筑建筑节能设计要点88窗墙面积比分类、建筑的体形系数分类（仅对严寒和寒冷地区），应分别符合表4.2.2-1～表4.2.2-5的规定。常用外窗（含玻璃外门）传热系数可按《07EJ101》附录K.1表列值设计。表列K值为本地产品可能达到的值，但空气间层厚度为24、30的中空玻璃本地不生产，不要选用。有的资料中的产品，K值比表列值小，原因有：①采用暖边中空玻璃（本地产品为冷边中空玻璃）；②断热金属型材为空腔式或浇注腔式断热材料，本地产品为双条式断热材料；③有的为中空玻璃的U值（即中央部位的K值）。●门窗设计，应遵守建设部2007年2月发布的《建设事业“十一五”推广应用和限制禁止使用技术公告（第一批）》中的有关规定；应采用推广应用的门窗产品；不得采用非中空玻璃单框双玻门窗、单腔结构型材的未增塑聚氯乙烯（PVC-U）塑料窗、非断热金属型材制作的单玻窗等；禁止采用型材老化时间小于6000h（M类）建筑用未增塑PVC-U塑料窗、主型材可视面壁厚小于2.2mm的推拉塑料窗、主型材可视面壁厚小于2.8mm的平开塑料门、主型材可视面壁厚小于2.5mm的平开塑料窗、主型材可视面壁厚小于2.5mm的推拉塑料门等。●夏热冬冷和夏热冬暖地区的公建，宜采用阳光控制镀膜玻璃和低辐射镀中空玻璃门窗。低辐射镀膜玻璃（即Low-E玻璃），是当今国际社会特别是欧美发达国家非常流行的建筑玻璃新产品。它是顺应建筑节能和环保公共建筑建筑节能设计要点99的需要而发展起来的。Low-E玻璃具有有效节能和光污染小的特点，建筑装饰效果豪华、美观。Low-E玻璃的辐射率低，表明其吸收热量的能力低，热反射的能力很强，它能良好地反射2.5～40μm范围的远红外，阻止接近室温物体发射的远红外热辐射透过。白天有日照时，能阻挡部分太阳辐射热，无日照时，能部分阻挡室内采暖热量向室外辐射。公共建筑宜推广采用低辐射镀膜中空玻璃外门外窗，夏热冬冷和夏热冬暖地区应采用膜层在第二层（自室外算起）的Low-E中空玻璃，严寒和寒冷地区应采用膜层在第三面的Low-E中空玻璃。高档次（如武汉王家墩未来商务区）公建，宜采用欧美国家Low-E中空玻璃产品。从如下性能表列值可以看出，欧