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1、建筑节能设计标准与节能量估算 马超 河北建研科技有限公司 摘 要： 在不同气候特征环境下的地区具有不同的建筑节能设计标准, 本文通过分析不同热工地区的建筑节能设计标准和节能百分比目标, 探讨了影响节能量估算的相关数据和进行节能量估算的相关条件, 促进了实际建筑施工满足建筑节能设计的标准要求, 促进建筑节能的发展。关键词： 建筑节能; 围护结构; 设计标准; 作者简介：马超, 工程师, 研究方向为建筑节能。1 建筑节能设计标准在不同气候特征环境下的地区具有不同的建筑节能设计标准, 根据我国相关的节能设计标准在夏热冬冷地区具有不同的建筑设计方案计划、施工任务以及具体工作内容, 对于南北方来说建筑节
2、能设计标准不同, 北方由于地理位置和环境气候的原因采暖能耗远远超过南方, 所以在建筑设计上的围护结构和保暖结构设计需要具有更高的标准要求。建筑节能设计一般涉及以下三个方面:一是围护结构, 指的是对门窗结构的设计标准;二是生活方式, 例如温度和湿度造成了不同的生活方式, 建筑的设计结构要符合温度和湿度要求;三是设备系统, 建筑在进行节能设计时需要具备一定应对突发事件的能力, 能够自我保护和独立运行。制定建筑节能设计标准的根本目的在于良好地控制建筑的能耗大小, 但是在建筑节能设计中涉及到的建筑者使用方式和设备很难用准确地标准去衡量并加以控制针对同类型的地区出台了不同的建筑节能设计标准, 对于北方夏
3、热冬冷和夏热冬暖地区的建筑来说, 采暖系统在大范围内覆盖, 注重提高建筑本身的保暖性尤其是围护结构保温的隔热性能, 以便减少空调设备的使用达到节能的效果, 与未采取节能设计的建筑相比在空调设备和采暖设备上的能耗应节约到一半以上, 在 2010 年出台的相关节设计标准来看, 将“采暖和空调能耗”作为能耗基准值, 但在居民生活方式的影响之下最后得到的实际水平与能耗目标还有有所差异。对于严寒和寒冷地区的建筑来说, 节能百分比目标和能耗基准值又不同的含义, 在以往的建筑节能设计标准中要求采暖能耗在百分百的基础之上节能 30%、50%和 65%, 要实现这些节能目标主要依靠对围护结构进行节能设计创新,
4、这一地区的居民生活方式与假设的生活方式差异较小, 所以对于节能量的计算数据上的差异较小, 在严寒和寒冷地区建筑的设计和施工过程中集中采暖系统管网和热源并没有被包括在内, 所以要确保围护结构承担起节能设计的任务需要这一地区的城市规划建设和供热相关部门共同制定方案与贯彻落实。2 建筑节能量估算建筑消耗的能源成为国内能源消耗的主要部分, 尤其是在未来几年内建筑能耗将达到总能耗的 30%及以上, 能源的急剧消耗会带来能源危机, 越来越多的人们开始意识到绿色环保可持续发展的重要性, 在房屋建筑和公共建筑中实行节能设计来减少能源消耗, 尤其是在采暖、空调、照明、热水供应等方面, 在实际的建筑施工过程中需要
5、按照既定的设计图纸进行建造, 同时也要关注建筑节能设计并对建筑进行节能量估算, 确保其符合相关节能设计标准。2.1 对建筑节能量的估算条件建筑通过节能设计之后减少的能源消耗量而增加了部分收益就是这个建筑的节能量, 要遵循相关规定内容明确需要进行计算和分析的数据, 例如当要计算的内容含有 100%的能耗基准值, 需要将所有数值计算在内, 不同的地区必须具备的要素不同, 北方地区是采暖设计结构, 南方地区是空调设备系统。2.2 相关数据计算在对围护结构包括外墙、门窗、屋顶等保温性能进行计算时都需要运用到热传导系数, 如果在一种材料之中热量的传导速度越大, 说明这种材料具备较差的隔热性能, 用 K0
6、表示传热系数, 其公式为 K0=1/R0。R0是隔热材料中的传热阻, 由内外表面的换热阻大小所决定, R 0=Ri+R+Re, 其中R 是各个材料中的热阻和, 需要计算出材料的热阻、厚度和导热系数, 当导热系数较小时该材料为绝热材料。对于外窗等围护结构的节能量进行估算时, 要运用到窗墙比系数、传热系数和遮阳系数等数据, 如果窗墙比越小那么建筑的自然采光效果越好, 能够有效节省建筑的照明能耗, 在目前的建筑节能技术中利用铝合金断热型材能够建造出效果和性能最好的窗, 其窗体的传热系数用 K 表示, 数值为 1.5W/mK, 相较于普通材料的传热系数 6.4W/mK 是它的六倍。窗体部分热量的流失是
7、建筑能源消耗较大的部分, 所以根据建筑节能设计相关标准来看, 窗墙比要小于 0.7, 虽然在建筑外观的设计上会有所影响, 但利用较好地材料能够满足标准要求和设计的外观需求。除了窗墙比之外还有对当阳光的遮挡效果, 即遮阳系数, SC值。在夏热冬冷地区一般要进行外遮阳设计, 遮阳系数为玻璃的遮阳系数与外遮阳的遮阳系数相乘, 如果没有外遮阳设计时, 遮阳系数就等于玻璃的遮阳系数, 要想去的较好地采光效果就需要具备较大的遮阳系数, 将 3mm 的标准白玻璃作为计算基础, 其太阳光的透过率为 0.89, 建筑物使用的材料太阳光透过率除以 0.89 就可以获得所使用材料的遮阳系数, 对于 SC 的标准要求
8、大于 0.4, 小于 0.6。2.3 举例说明以东北地区某民用建筑为例子, 建筑所在的热工分区为严寒地区, 建筑设计节能标准中规定的节能目标为 50%, 结合当地居民生活的具体方式和生活环境, 包括空调设备、水电等能量的消耗, 发现该地区建筑的平均能耗数值与实际能耗较为详尽, 节能百分比相一致, 小区的建筑面积为 5300104m, 根据节能设计标准估算节能量计算方法来看, 结合热源传播效果和供热系统的运行功率, 该小区的平均耗能为 24kgce/m, 其节能量为 53.2310tce, 达到了 50%的节能设计目标。3 结语节能是当前建筑工程中最重要的任务和目标, 不但节省大量的建筑资源和建筑成本, 而且能够有效为居民提供一个绿色环保舒适的生存空间, 对建筑进行科学正确的节能量估算, 明确节能百分比的构成条件和影响因素, 就能在设计环节对建筑工程进行改善和调整, 促进建筑施工节能目标的实现, 满足建筑节能设计标准要求。参考文献1张涛, 朱建雯.建筑节能设计标准与节能量估算J.资源节约与环保, 2015 (3) :122. 2杨秀, 张声远, 齐晔, 等.建筑节能设计标准与节能量估算J.城市发展研究, 2011, 18 (10) :7-13.
