礦山辦公樓建筑節(jié)能設(shè)計應(yīng)用范文

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摘要：近年來，能源短缺問題日益突出，節(jié)能是當(dāng)前社會可行性發(fā)展的大勢所趨，建筑行業(yè)作為能源消耗巨大的行業(yè)，應(yīng)積極做好建筑節(jié)能。

關(guān)鍵詞：辦公樓；建筑節(jié)能；節(jié)能設(shè)計

1建筑節(jié)能背景

近年來，能源短缺問題日益突出，節(jié)能是當(dāng)前社會可行性發(fā)展的大勢所趨，建筑行業(yè)作為能源消耗巨大的行業(yè)，應(yīng)積極做好建筑節(jié)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(jié)能設(shè)計進(jìn)行研究與探討。

2建筑節(jié)能設(shè)計理論研究

建筑節(jié)能設(shè)計是建筑節(jié)能過程中的一個重要環(huán)節(jié)，建筑節(jié)能設(shè)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(yīng)合理地確定建筑的最佳朝向，選擇有利于自然通風(fēng)和冬季日照，避開冬日主導(dǎo)風(fēng)向的朝向。礦山綜合辦公樓作為礦山辦公生活福利設(shè)施的標(biāo)志性建筑物，設(shè)計時都會結(jié)合風(fēng)水學(xué)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(fēng)，給建筑物提供一個天然的節(jié)能屏障。

2.2建筑外形

建筑體形系數(shù)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(shù)越大，單位建筑面積對應(yīng)的外表面積就越大，建筑物內(nèi)外的熱傳遞就越多。設(shè)計時減少房間的外圍護(hù)結(jié)構(gòu)面積，體型不要太復(fù)雜，凹凸面不要過多。

2.3窗墻面積比

在建筑物的圍護(hù)結(jié)構(gòu)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(diào)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(fēng)、采光、美觀的情況下應(yīng)符合節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。

2.4外墻和屋面熱工性能

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

3建筑節(jié)能設(shè)計計算與運(yùn)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(qū)為夏熱冬暖地區(qū)，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(shù)地上7層，建筑高度27m，甲類公共建筑。結(jié)構(gòu)形式為鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，抗震設(shè)防烈度6度，耐火等級二級，設(shè)計合理使用年限70年。項目以《公共建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》（GB50189-2015）為設(shè)計依據(jù)，以PKPM節(jié)能設(shè)計軟件的計算結(jié)果為指導(dǎo)，為綜合辦公樓選擇最優(yōu)的節(jié)能設(shè)計方案。

3.2體形系數(shù)的計算

根據(jù)公式：S=F0/V0（1）式中：S為建筑體形系數(shù)；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(shù)S=8717.85/48543.82=0.18。標(biāo)準(zhǔn)對夏熱冬暖地區(qū)公共建筑的體形系數(shù)未作具體要求，該項目的體形系數(shù)遠(yuǎn)小于嚴(yán)寒、寒冷地區(qū)的體形系數(shù)，故該項目的體形系數(shù)有益于建筑節(jié)能。

3.3圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱工節(jié)能計算

夏熱供暖地區(qū)甲類公共建筑的圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱工性能應(yīng)符合標(biāo)準(zhǔn)表3.3.1-5的規(guī)定。（1）屋面?zhèn)鳠嵯禂?shù)和熱惰性指標(biāo)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(shù)：K=1/R0=1/1.138=0.879W/（m2•K）；熱惰性指標(biāo)：D=2.29＜2.5；屋面的熱工性能符合標(biāo)準(zhǔn)。（2）外墻傳熱系數(shù)和熱惰性指標(biāo)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(shù)：K=1/R0=1/0.718=1.39W/（m2•K）；熱惰性指標(biāo)：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(shù)：K=1/R0=1/0.668=1.50W/（m2•K）；熱惰性指標(biāo)：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(shù)（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(shù)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(shù)后計算各個熱橋部分的面積，然后進(jìn)行加權(quán)平均計算。（3）架空樓板傳熱系數(shù)和熱惰性指標(biāo)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(shù)：K=1/R0=1/0.73=1.37W/（m2•K）；熱惰性指標(biāo)：D=2.98＞2.5；架空樓板的熱工性能符合標(biāo)準(zhǔn)。（4）外窗窗墻面積比和傳熱系數(shù)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(shù)3.00W/m2•K，自身遮陽系數(shù)0.45，氣密性為4級，水密性為3級，可見光透射比0.40。

4結(jié)束語

通過建筑節(jié)能設(shè)計理論研究和節(jié)能計算軟件的分析，礦山綜合辦公樓的圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱工性能均符合標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。建筑節(jié)能需要建設(shè)各方的共同努力才能真正落實(shí)到實(shí)處，每個建筑從業(yè)人員都應(yīng)該為“節(jié)能能約，保護(hù)環(huán)境”目標(biāo)盡自己的責(zé)任和義務(wù)。

參考文獻(xiàn):

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[3]殷劍舒.南京市某公用建筑節(jié)能系統(tǒng)設(shè)計與研究[D].南京:南京師范大學(xué),2015.

作者：曾秋英 單位：紫金礦業(yè)建設(shè)有限公司廈門設(shè)計分公司