礦山辦公樓建筑節能設計應用范文

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摘要：近年來，能源短缺問題日益突出，節能是當前社會可行性發展的大勢所趨，建筑行業作為能源消耗巨大的行業，應積極做好建筑節能。

關鍵詞：辦公樓；建筑節能；節能設計

1建筑節能背景

近年來，能源短缺問題日益突出，節能是當前社會可行性發展的大勢所趨，建筑行業作為能源消耗巨大的行業，應積極做好建筑節能。本文以某有色金屬礦山綜合辦公樓為例，對公共建筑的節能設計進行研究與探討。

2建筑節能設計理論研究

建筑節能設計是建筑節能過程中的一個重要環節，建筑節能設計主要從總平面布置、建筑外形、窗墻面積比、外墻和屋面熱工性能等方面入手。

2.1總平面布置

建筑的總平面布置應合理地確定建筑的最佳朝向，選擇有利于自然通風和冬季日照，避開冬日主導風向的朝向。礦山綜合辦公樓作為礦山辦公生活福利設施的標志性建筑物，設計時都會結合風水學原理，依山傍水，靠山而建，夏季借助山上的樹木遮陽，冬季山體還可避風，給建筑物提供一個天然的節能屏障。

2.2建筑外形

建筑體形系數是指建筑物與室外空氣直接接觸的外表面積與其所包圍的體積的比值。體型系數越大，單位建筑面積對應的外表面積就越大，建筑物內外的熱傳遞就越多。設計時減少房間的外圍護結構面積，體型不要太復雜，凹凸面不要過多。

2.3窗墻面積比

在建筑物的圍護結構中，外窗的保溫隔熱性能是最差的，外窗的面積越大，供暖和空調的能耗也就越大。因此，單一立面窗墻面積比在滿足窗戶通風、采光、美觀的情況下應符合節能設計標準的規定。

2.4外墻和屋面熱工性能

影響外墻和屋面熱傳遞的關鍵因素是傳熱系數。設計時，外墻應選用傳熱系數較小的頁巖燒結多孔磚、蒸壓加氣混凝土砌塊、混凝土小型空心砌塊等節能材料，還可以采用外墻外保溫系統；屋面設置保溫隔熱層和架空通風熱隔層，屋頂綠化，表面淺色飾面處理等節能做法。

3建筑節能設計計算與運用

3.1綜合辦公樓概況

某有色金屬礦山綜合辦公樓，地處福建省龍巖市，氣候分區為夏熱冬暖地區，建筑主朝向西偏南27.2°。總建筑面積12223.70m2，建筑體積48543.82m3，建筑表面積8717.85m2，層數地上7層，建筑高度27m，甲類公共建筑。結構形式為鋼筋混凝土框架結構，抗震設防烈度6度，耐火等級二級，設計合理使用年限70年。項目以《公共建筑節能設計標準》（GB50189-2015）為設計依據，以PKPM節能設計軟件的計算結果為指導，為綜合辦公樓選擇最優的節能設計方案。

3.2體形系數的計算

根據公式：S=F0/V0（1）式中：S為建筑體形系數；F0為建筑物與室外空氣直接接觸的外表面積；V0為建筑物所包圍的體積，綜合辦公樓的體形系數S=8717.85/48543.82=0.18。標準對夏熱冬暖地區公共建筑的體形系數未作具體要求，該項目的體形系數遠小于嚴寒、寒冷地區的體形系數，故該項目的體形系數有益于建筑節能。

3.3圍護結構的熱工節能計算

夏熱供暖地區甲類公共建筑的圍護結構熱工性能應符合標準表3.3.1-5的規定。（1）屋面傳熱系數和熱惰性指標的計算（見表1）。熱阻值：R0=Re+Rj+Ri=0.115+0.98+0.043=1.138（m2•K）/W（Re=0.043（m2•K）/W，Ri=0.115（m2•K）/W）；傳熱系數：K=1/R0=1/1.138=0.879W/（m2•K）；熱惰性指標：D=2.29＜2.5；屋面的熱工性能符合標準。（2）外墻傳熱系數和熱惰性指標的計算。①外墻主體部分熱工計算（見表2）：熱阻值：R0=Re+Rj+Ri=0.115+0.56+0.043=0.718（m2•K）/W（Re=0.043（m2•K）/W，Ri=0.115（m2•K）/W）；傳熱系數：K=1/R0=1/0.718=1.39W/（m2•K）；熱惰性指標：D=6.54＞2.5。②外墻熱橋部分熱工計算（見表3）：熱阻值：R0=Re+Rj+Ri=0.115+0.51+0.043=0.668（m2•K）/W（Re=0.043（m2•K）/W，Ri=0.115（m2•K）/W）；傳熱系數：K=1/R0=1/0.668=1.50W/（m2•K）；熱惰性指標：D=3.92＞2.5。③外墻熱工性能判定（見表4）：外墻平均傳熱系數（Km）是外墻主體部分和熱橋部分（柱、梁、樓板伸入外墻部分等）的傳熱系數平均值。采用計算每一單元墻體的值來確定Km值，確定外墻主體部分和熱橋部分的傳熱系數后計算各個熱橋部分的面積，然后進行加權平均計算。（3）架空樓板傳熱系數和熱惰性指標的計算（見表5）。熱阻值：R0=Re+Rj+Ri=0.115+0.57+0.043=0.73（m2•K）/W（Re=0.043（m2•K）/W，Ri=0.115（m2•K）/W）；傳熱系數：K=1/R0=1/0.73=1.37W/（m2•K）；熱惰性指標：D=2.98＞2.5；架空樓板的熱工性能符合標準。（4）外窗窗墻面積比和傳熱系數的計算（見表6）。外窗采用鋁合金低輻射中空玻璃窗(6+12A+6遮陽型)，傳熱系數3.00W/m2•K，自身遮陽系數0.45，氣密性為4級，水密性為3級，可見光透射比0.40。

4結束語

通過建筑節能設計理論研究和節能計算軟件的分析，礦山綜合辦公樓的圍護結構熱工性能均符合標準的規定。建筑節能需要建設各方的共同努力才能真正落實到實處，每個建筑從業人員都應該為“節能能約，保護環境”目標盡自己的責任和義務。

參考文獻:

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[3]殷劍舒.南京市某公用建筑節能系統設計與研究[D].南京:南京師范大學,2015.

作者：曾秋英 單位：紫金礦業建設有限公司廈門設計分公司