两层商业建筑节能设计的分析

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摘要:该建筑物的立面外窗传热系数不满足《公共建筑节能设计标准》(GB50189－2015)等相关规范要求。须进行围护结构节能动态计算。建筑围护结构热工性能的权衡计算权衡判断设计结论合格。

关键词:建筑热工节能计算不合格;围护结构热工性能的权衡计算

1建筑概况

某两层商场(属于湖南省夏热冬冷地区)的每层建筑面积:12.60米*35.00米，建筑物高度:8.90m，甲类建筑，建筑朝向:南;建筑结构类型:框架结构，体形系数:0.27;层高(m)1层5.00米;2层、3.90米;全楼外窗(包括透明幕墙)、外墙面积汇总如下:(1)外窗朝向东面积57.60m2，朝向面积529.38m2;(2)外窗朝向南面积30.24m2，朝向面积456.66m2;(3)外窗朝向西面积182.82m2，朝向面积442.64m2;(4)外窗朝向北面积220.48m2，朝向面积538.58m2;

2建筑围护结构设计

2．1围护结构构造

平屋面类型(自上而下):块瓦(30．0mm)+粘合层+挤塑聚苯板(65．0mm)+防水卷材+1∶2.5水泥砂浆找平层(20．0mm)+钢筋混凝土(120．0mm)。坡屋面类型(自上而下):块瓦(30．0mm)+粘合层+挤塑聚苯板(65．0mm)+防水卷材+1∶2.5水泥砂浆找平层(20．0mm)+钢筋混凝土(120．0mm)。外墙类型(包括非透光幕墙):水泥砂浆(20．0mm)+粘土多孔砖(200．0mm)+水泥砂浆(20．0mm)+粘合层+挤塑聚苯板(30．0mm)+玻璃纤维网+1∶2.5水泥砂浆(10．0mm)。底部接触室外空气的架空或外挑楼板:水泥砂浆(20．0mm)+钢筋混凝土(120．0mm)+水泥砂浆(20．0mm)+粘合层+挤塑聚苯板(40．0mm)+玻璃纤维网+1∶2.5水泥砂浆(10．0mm)。外窗类型(包括透光幕墙):铝合金低辐射中空玻璃窗(6+12A+6遮阳型)，传热系数2.80W/m2．K，玻璃太阳得热系数0.37，气密性为6级，可见光透射比0.60。

2．2建筑热工节能计算

2．2.1各分项指标计算校核情况

(1)建筑平屋顶、坡屋顶、全楼加权外墙平均传热系数、架空楼板、立面外窗太阳得热系数、立面窗墙比:满足《公共建筑节能设计标准》(GB50189－2015)的标准要求。(2)立面透明材料的可见光透射比、外窗气密性、玻璃幕墙气密性满足规范的要求。(3)计算后得到:朝向正西、朝向正北的铝合金低辐射中空玻璃窗6+12A+6遮阳型:外窗面积=174.08㎡;传热系数=2.80W/(㎡．K);立面窗墙比(包括透光幕墙)=0.42;加权传热系数=2.80W/(㎡．K);传热系数限值≤2.40W/(㎡．K);结论:该朝向立面外窗加权传热系数不满足(GB50189－2015)第3.3.1－4条的要求。(4)有效通风换气面积占外墙面积比例不满足(GB50189－2015)第3.2.8条的要求。

2．2.2权衡计算强条校验情况

(1)屋顶传热系数(W/(㎡．K)):设计建筑实际值=0.50;允许权衡计算的基本要求:夏热冬冷≤0.70;结论:达标;(2)外墙传热系数(W/(㎡．K)):设计建筑实际值=0.72;允许权衡计算的基本要求:夏热冬冷≤1.00;结论:达标;(3)0.4＜窗墙面积比≤0.70时，外窗传热系数(W/(㎡．K)):设计建筑实际值=2.80;允许权衡计算的基本要求:夏热冬冷≤3.00;结论:达标;(4)窗墙面积比＞0.70时，外窗传热系数(W/(㎡．K)):允许权衡计算的基本要求:夏热冬冷≤2.60;结论:达标;(5)窗墙面积比＞0.40时，外窗综合得热系数:设计建筑实际值=0.32;允许权衡计算的基本要求:夏热冬冷≤0.44;结论:达标;(6)立面透光材料可见光透射比(立面1(正东)):外窗综合得热系数:设计建筑实际值=0.60;允许权衡计算的基本要求:夏热冬冷≥0.60(窗墙比=0.11);结论:达标。与(GB50189－2015)相比较，该建筑物的立面外窗传热系数不满足(GB50189－2015)第3.3.1－4条的要求;有效通风换气面积占外墙面积比例不满足(GB50189－2015)第3.2.8条的要求指标未满足规范要求。结论:规定性指标未满足要求，须进行围护结构节能动态计算。

3建筑围护结构热工性能的权衡计算

3．1能耗计算结果

3．1.1建筑累计负荷计算结果

根据(GB50189－2015)第3.4章的要求，并参照本标准附录B的规定进行计算，本建筑的建筑累计负荷如下:(1)设计建筑:空调累计负荷QC=87033.00(kWh)，采暖累计负荷QH=198967.00(kWh);(2)参照建筑:空调累计负荷QC=91196.00(kWh)，采暖累计负荷QH=197300.00(kWh);(3)建筑全年空调和采暖耗电量计算。根据(GB50189－2015)第3.4章的要求，应按照附录B．0.6所给的公式计算建筑物全年耗电量:E=EH+EC(04－01);EC=QC/(AX-SCOPT)(04－02);夏热冬冷、夏热冬暖和温和地区:EH=QH/(Ann2q3q2)(04－03);式中:E—建筑物供暖和供冷总耗电量，(kWh/m2);EC—建筑物供冷耗电量，(kWh/m2);EH—建筑物供热耗电量，(kWh/m2);q1—标准煤热值，8.14kWh/kgce;QH—全年累计耗热量(通过动态模拟软件计算得到)，(kWh);A—建筑总面积，(m2);η1—热源为燃煤锅炉的供暖系统综合效率，取0.60;q2—上年度国家统计局的发电煤耗，2008年数据为0.360kgce/kWh;QC—全年累计耗冷量(通过动态模拟软件计算得到)，(kWh);SCOPT—供冷系统综合性能系数，取2.50;q3—标准天然气热值，取9.87kWh/m3;η2—热源为燃气锅炉的供暖系统综合效率，取0.75;Φ—天然气的折标系数，取1.21kgce/m3。依据以上建筑全年累计负荷计算结果与附录B．0.6条所给参数，计算得到该建筑物的全年2.1空调和采暖耗电量如下:(1)设计建筑:全年空调耗电量=34813.20(kWh)，全年采暖耗电量=90341.13(kWh);(2)参照建筑:全年空调耗电量=36478.40(kWh)，全年采暖耗电量=89584.22(kWh);(3)本建筑的单位面积空调和采暖耗电量结果如下:(4)全年耗电量:设计建筑单位面积耗电量=52.77(kWh/m2);(5)参照建筑单位面积耗电量=53.15(kWh/m2);结论:该设计建筑的全年能耗小于参照建筑的全年能耗，因此该项目已达到规范规定的节能要求。

3．2建筑围护结构热工性能权衡判断

3．2.1项目信息:采用软件

PBECA;软件版本20160718(1)建筑面积:2371.88m2;建筑外表面积:3263.51m2;(2)建筑体积:12159.50m3;建筑体形系数:0.27;(3)设计建筑窗墙比:立面1=0.42;立面2=0.42;立面3=0.42;立面4=0.11;(4)屋顶透明部分与屋顶总面积之比M为:－－;【M的限值20%】。

3．2.2权衡判断基本要求判定

(1)围护结构传热系数基础要求K［W/(m2*K)］;(2)屋面=0.70;(3)外墙(包括非透光幕墙)=1.00;(4)外窗(包括透光幕墙)=3.00/2.60;(5)太阳得热系数SHGC=0.44;围护结构传热系数的设计建筑均满足基本要求。全年供暖和空调总耗电量:设计建筑=52.77(kwh/m2);参照建筑=53.15(kwh/m2)。权衡判断结论:设计建筑的围护结构热工性能合格。

参考文献

［1］GB50189－2015公共建筑节能设计标准［S］．

［2］GB/T21086－2007建筑幕墙［S］．

［3］GB50176－93民用建筑热工设计规范［S］．

［4］GB/T7106－2008建筑外门窗气密、水密、抗风压性能分级及检测方法［S］．

作者:龚于伟 单位:湖南省永州市建设学校