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1、 镉 癌笔， 乍 福建建筑 1 992年第2期(总黄31期 37 建筑节能 一 t 高层建筑空调设计“节能”探索 里墨 韬l 提要所搜集的资料在进行整理、归纳、总结，提高的基础 上，经过比较、分析，将高层建筑一一主要是旅游宾馆，写字楼、高级饭店及名优公寓等高级建 筑，在通过空调具体设计中贯彻和研究如何 节能”的问题，进行了探索性的研究，提出了 建 筑设计”方案合理是 节能”的首要途径空调 节能 设计是建筑物“节能 的关键何研究与开发利用新能源，创造性地提出了将“节能 指标纳入评价高层建筑物优劣的重要指 标之一，尤其突出了 节能”这个全国性当前的中心议题 前言 当今 节约能源”包成为世界性的中心
2、议 题，在高层建筑设计中，“节能”问题尤为突 出，是值得我们越来越深入探讨研究，寻找 “节省能源”途径的时刻，在各国能源的消耗 中：建筑业占据首位，美国建筑“能耗 约占 全国一次能源的35我国约占25 3O ， 因此各国都把“建筑节能 放在“节能”问题 的首位，据统计在我国当前一些大型宾馆、酒 店的总能耗中，空调设备用电量占的比重很 大往往高达总用电负荷的55 6O ，特别 是现代“能源”紧张的情况下，供电部门为更 严格控制用电计划，对各大宾馆、酒店都制订 了限额用电指标，超过用电计划外的用电收费 很高一般是限额用电费的34倍，因此为了 我国空调事业的顺利发展，能逐步跟上世界发 达国家，使空调
3、成为人们生活的必须品这样 在高层建筑设计中研究“节能”问题是当务之 急的中心问题了 一、建筑设计措施合理是“节能”的首要 途径： 在国际上发达国家中，数 万计的高楼大 厦是在能源束紧张时期建成的，那时在空调系 巍方面耗能的双管系统和再加热系统到 处都 是建筑物内采暖散热器与风机盘管同时：安 装，大面积玻璃简浪费能源也无人过问直到 1973年世界能源发生危机后。 节约能源 的 问题才引起人们的注意与重视，众多空调工程 师与建筑师们深入研究联合为业主进行空调设 备更新和建筑物围护结构保温设计业主强付 贷款利息投资改造工程而从“节能”中回收 投资并取得可观的经济效益所以世界各国 都把“节能”放在板重
4、要的地位上，纷纷制定 了建筑物的“节能”措施与法规为五个气候区，制定了各区的热损耗系统。 西德提出了建统物的形状系数法“r”概 念，即为建筑物的体 积，用它来限定建筑围护结构的“总平均传热 系数K”之值美国根据“度日法”概念对建 筑物的“平均传热系数I”做了具体的规定， 使建筑围护物的耗热量得到了节制，西欧各国 也正在积极地推行“增强建筑物隔热的法 规*，英国在1980年的“能年会上很 多论文共同研究结果证明；建筑物“节髓”的 首要任务是改善保温性能，特 是对不同使用 功能的建筑物围护墙窗比的大小对节能有直接 重大影响，受到各国建筑师和空调工程师们的 重视，认为应从能源经济学的角度来研究热工
5、学和制定建筑物保温规范 1986年我国政府也 颁发了民用建筑节能设计标准 707 26 86，这证明我国政府也是很重视节能工作的 8- 福建建筑 1合理的建筑方案是节能的前提：从对国 内已建成的北京昆仑饭店、广州白天鹅等五家 宾馆标准层的空调冷，热负荷的分析比较中可 知。不同建筑物的步卜围结构对空调负荷和建筑 能耗有着不同的影响，其详细数字请见表2所示 各宾馆标准层平面如图 中空调面积每一标准层实际空调面积，外墙构 造由外向内，窗框为铝合金，新风量按每间客 房了排除室内热，湿波动的 千扰，对室内人员、灯具和设备的散热与散湿 未予计入。从袭2中可知单位空词面积最大冷 负荷北京地区兆龙饭店要比昆仑
6、饭店大 293，广州中山国际酒家要比白天鹅宾馆大 633 ，最大逐时热负荷兆龙饭店比昆仑饭店 大811 ，中山国际酒家比白天鹅宾馆犬 269。同在北京或广州地区，虽然室内参数 相同。但冷、热负荷差距很大，其根本原因在 于建筑朝向，平面形状，外墙构造、窗墙比及 窗玻璃种类颜色不同所致，为此，要控制建筑 物外围结构的负荷招标，最科学的方法是控制 单位外围结构面积的热流，亦即美国提出的 给出了一系列指标数据以供应 用，我国尚待作大量的研究工作，目前，暂以 外围结构综合平均传热系数 窗墙比及单位空 调面积设计负荷指标来控制，外围综合平均传 热系数、屋顶、门 等等各自的传热系数与面积乘积之总和除以上 述
7、总面积之值：即K=瞄能较合理 地控制外围结构的保温性能为从空调节能角 度出发来控制建筇物形状可采用形体系数和形 状系数两个指标。即用形体系数来控制建筑造 型，它等于建筑面积除以建筑外包围面积，形 状系数，则是取单层建筑面积与外国结构周长 之比 选用建筑最佳“节能”体形设计是空溺 m 能”妁先决条件，因此，建筑专业重视不 重视空诃专业的“节能”设计，是建筑业 肯 能”与否的关键一环，对“节能”而言，空调 建筑物的体形系数F。是 存在_个最佳“节能”体形系数的问题，矩形 建筑酌最佳“节能”体形系数与最小体形系数 19第31新) 之比仅与建筑物的平面长宽他，建筑热工特性 及当地气候有关，而与建筑物的
8、体量、层高无 关。由此可见，为了“节能”建筑专业要重视 为空罚专业创造条件是至关重要的在此，特 建议国家应行文将“建筑节能”指标缩八评价 一座建筑物设计优劣的重要指标之一，j 有这 样才能引超各界人士的重视。 2外围结构性对空调负荷及能耗的影响， (1)增设外墙及屋顶的保温层对冬、夏两季 “节能”是很有利的， (2)减少窗、墙面积 比，对减少夏季冷负荷有较好的效果，对南方 有利，但对北方建筑则对减少冬季能耗有可能 不利， (3)增加外遮阳对夏季冷负荷或供冷 量减少十分有利 但在冬季，由于阳光射量减 少，有可能导致冬季采曩能耗有较大的增加， 这对于冬、夏季“节能”互为矛盾的措施，设 计中应特别予
9、以研究和考虑， (4)采用热反 射玻璃，可极大地减少夏季的供冷量，但对北 方寒冷地区的供热很不利，要特别注意地区陆 因地制宜，灵活应用。 3对高层宾馆设计一些指标的建议：(1) 建筑外围结构(未包括屋顶)平均传热系数以 182 wm 州与上海以 K：316wm (2)街、 墙比，广州与上海地区对朝东、西的建筑物 窗，墙比应控制在35 左在，朝南、北向者应 控制在45 ，北京地区朝南的可适当放宽到 45，而朝北和东西向者应控制在35；(3) 单位建筑面积外围结构冷负荷，北京为20 25wm ，上海、广州为2530wm ，当 然，制定“节能”控制指标是一项复杂的技术 经济问题，它与国家能源政策，建
10、筑材辩工 业，施工技术翻设计水平是有着密切关系的 二、高层建筑空调设计“节能”措施；根 据国际上一些瞳家统汁老总的能源 耗中，六 约有士能源消耗在空翻的事业上， 马尼 拉1986年底国际建筑设计、建设、管理“节 能”研讨中公布雅加达印尼宾馆和新能量建筑 物管理总局测定和测算的结果，空调能耗为 5060 高层建筑的能耗随各国宾馆等级标 2年第2期(总第31期) 39 外宦、讣墙鞠遗尺寸曩宦墙面积比恫 裹l 宾馆名称 外 窗 窗墙比 外墙构造及厚度(平均传热 (空词面积) 系 数 单框双层玻璃 兆龙(470m ) 面砖(10)水泥砂浆(20)加气砼 182 外62 (2oo0) 内6框双层玻璃 饰
11、石板(25)槽形板(120) 昆仑1466m ) 外69 内填50厚岩棉板，空气层70 174 内6(250)水泥砂浆(20)墙纸 新苑(635m ) 单层61 水泥砂浆(20砖墙(240) 316 茶色玻璃 水泥砂浆(120)墙纸 内外均为 色喷漆，水泥砂浆(20) 白天鹅(850m ) 30 249 璃中空6墙(180)水泥砂浆(20山国际 单层60 白色玻璃马赛克5)，水泥砂浆(2O) 348 (740m ) 茶色玻璃 砖墙(180)水泥砂浆(20)墙纸 亵2 项 目 宾 馆 最大冷 最大热 殴犬瞄需搏大冷月需热量 夏季需冷量 冬季需热量 负荷 负荷 争 量热 量量10。(1o。(10
12、(1o。 wm Wm KTm Um 月) m 月) m 季) 111 季) 兆 克 300 508 1 633；3501 292 921 。 73。 3593 昆 仑 231 230 11311752 I 202 442 1461 新 施 224 443 1419 l 3483 l 229 714 3104 白天鹅 22i 238 1 422 1927 j 295 317 841 中山国际 362 301 1 90a2 471 i 374 422 1024 是设计人员刻不容缓的首要任务 I从“节能”角度出发来确定室内温、湿 度标准是“节能”的重蔓因案，空讽系统耗能 大小除与当地室外气象参数、建
13、筑物的外围护 结构及室内发热散温有直接关系外，室内设计 温、湿度标准也是直接影响着负荷大小的重要 因素，在满足生活与人员健康的条件下，夏季 室温每升l，冬季室温每降低1，对节省 冷、热负荷是极为可观的，从外围护结构的传 热基率计算公式中可以看出时每M 外围护物中的传热量为Q =FK t 大卡时，若改变室内设计温度后，每 M 外围护结构的传热量为Q：=FKt：大 卡小时，将以上这两个情况进行比较剐， 不 较 萋 高 誓 导=_厶所以 拍 左右，可见，空词系统“节能”问题已 V z n 0 福建建筑1992年第2期(第第31期) O =0 “At l 计算温度为353，假设室内温度能从26到27，
14、则5325：93，35527=83，所以 n n Q=Q ：=0892 Q， o 也就是室内设计温度仅仅提高1，则通过外 围护结构的传热量就可以减少108；即夏季 宣温每提高l，可减少冷负荷1 08，冬季 温度每升高l，约可减少热负荷12 ，同 样，在夏季如将高到70 ，则可 节约能量1 7 左右，因此，英国、日本和美国 等，都对室内温，湿度设计标准提出了限制。 把室温定为26及20C，泓度为65及40 ， 分别作为夏季供冷、冬季供热的最高标准。 根据测算资料，仅仅将夏季室溜取高 1；冬季降低lC，就可使空调工程投资总 额降低约6 ，运行费用减少8 左右，因此 它与工程造价及全年运行费用有着极密切的关 系新风负荷要占空调总负荷的2O 4O 左 右，对其标准值高低的取含，与“节能”关系 很大，也不可忽视，如室温夏季提高1，则 冷却室外新风所需的玲量就可以减少53 ， 而在大中型宾馆空调的设计中，外围护物的耗 冷量是很大的，如果能“ 省”810的 冷、热量，就是很可观的数字，从国家规定的 一、二 三、四级旅游宾馆冬、夏季室内计算 的标准表中，总的来看：夏季温度以24，冬 季温度以2O为基准，2是较为普遍的， 相对湿度夏季以55 为基准1 0 较为可行， 冬季相对湿度随着化纤织品的广泛采
