山西省首座绿色建筑示范项目节能效果分析

白晓青 李 珠

(1.太原星河御廷房地产开发有限公司，山西 太原 030006； 2.太原理工大学建筑与土木工程学院，山西 太原 030024)



山西省首座绿色建筑示范项目节能效果分析

白晓青1李 珠2

(1.太原星河御廷房地产开发有限公司，山西 太原 030006； 2.太原理工大学建筑与土木工程学院，山西 太原 030024)

采用国标JGJ 26—2010中围护结构热工性能的权衡判断方法，对以玻化微珠承重保温混凝土为结构材料建成的山西省首座绿色建筑示范项目的热工性能进行了计算，验证了采用新型节能结构建材建成的绿色建筑的节能效果。

玻化微珠承重保温混凝土，绿色建筑，能耗，节能分析

绿色建筑是指在建筑的全寿命周期内，最大限度地节约资源(节能、节地、节水、节材)、保护环境和减少污染，为人们提供健康、适用、高效的使用空间，与自然和谐共生的建筑。在我国，绿色建筑的发展目标是以建筑节能为突破口的，发展绿色建筑，首当其冲应该解决建筑的高能耗问题。

晋城铭基·凤凰城19号楼为山西首个绿色建筑示范项目(已获得国家住建部绿色建筑三星级设计评价标识)，该建筑结构部位混凝土采用玻化微珠承重保温混凝土，围护结构热工性能满足节能标准要求。

1 工程概况

晋城铭基·凤凰城19号楼是按照绿色建筑标准进行设计的山西省绿色建筑示范工程，该工程地下1层，地上12层，总建筑面积6 856.81 m2。其中，标准层建筑面积为552.68 m2。建筑体积Vo=22 051.93 m3，换气体积V=0.60Vo=13 231.16 m3(楼梯间不采暖)，建筑外表面积Fo=5 612 m2，建筑体形系数Fo/Vo=5 612/22 051.93=0.25<0.3。

标准层外墙及外窗尺寸见表1，满足寒冷地区居住建筑的窗墙面积比限值(见表2)。

表1 标准层外墙及外窗尺寸

表2 寒冷地区居住建筑的窗墙面积比限值

由全国建筑热工设计分区图可知，晋城地区属于寒冷地区。该楼各围护构件的结构特征及传热系数限值见表3。

通过表3可以看出，玻化微珠承重保温混凝土结构体系的各部分围护结构均满足传热系数限值要求。

表3 主要围护结构特征及传热系数限值

2 玻化微珠承重保温混凝土绿色建筑能耗计算

2.1 能耗理论

根据JGJ 26—2010严寒和寒冷地区居住建筑节能设计标准计算本绿色建筑的能耗。建筑物耗热量指标计算公式qH=qHT+qINF-qINH，公式中各指标的计算参见JGJ 26—2010严寒和寒冷地区居住建筑节能设计标准中4.3节围护结构热工性能的权衡判断方法中的计算规则。外墙和屋面传热系数修正系数、不同朝向的阳台温差修正系数、计算采暖期太阳总辐射热平均强度取值见表4～表6。

假定指标：tn为室内计算温度，取18 ℃，当外墙内侧是楼梯间时，取12 ℃；te为采暖室外平均温度，根据JGJ 26—2010附录A中的表A.0.1-1确定，取-0.9 ℃；Itvi为封闭阳台外表面采暖期平均太阳辐射热，根据JGJ 26—2010附录A中表A.0.1-1确定，南向取109 W/m2；N为换气次数，取0.5 h-1。

2.2 玻化微珠承重保温混凝土绿色建筑能耗计算

根据2.1节的能耗理论，试点项目能耗计算过程及结果见表7。

表4 外墙、屋面传热系数修正系数ε

表5 不同朝向的阳台温差修正系数ξ

表6 计算采暖期太阳总辐射热平均强度 W/m2

表7 试点工程耗热量计算

建筑围护结构能耗的权衡判断应以建筑物耗热量指标为依据，根据JGJ 26—2010严寒和寒冷地区居住建筑节能设计标准表A.0.1-2，查得晋城市9层～13层建筑的建筑物耗热量指标限值为12.2 W/m2。通过表7可知，试点工程的耗热量11.36 W/m2满足建筑节能65%标准要求。

3 结构自保温与外保温单个房间能耗对比

目前，我国尚未对节能建筑内单个空间节能计算方法做出规定，参照现有建筑节能设计标准，并结合实际测试，晋城地区采暖期室外平均温度取-0.9 ℃，采暖房间温度18 ℃，根据测试结果统计，非采暖房间平均室内计算温度取7.1 ℃。取一面临外墙玻化微珠承重保温混凝土结构自保温绿色建筑房间(①～③/～轴线围成的房间)和玻化微珠保温砂浆外保温房间，对其能耗进行计算并对比：

研究对象建筑面积为14.8 m2，建筑体积Vo=47.36 m3，换气体积V=0.60Vo=28.42 m3。

3.1 玻化微珠承重保温混凝土绿色建筑单个房间耗热量计算

1)玻化微珠承重保温混凝土绿色建筑单个房间构造做法。外墙：200 mm厚玻化微珠承重保温混凝土+50厚玻化微珠保温砂浆(机械喷涂发泡式)；外窗：辐射率小于0.25的6+12+6Low-E中空玻璃塑钢窗；楼板：100 mm厚玻化微珠承重保温混凝土+30厚玻化微珠保温砂浆；户门：双面钢板+25 mm厚岩棉板；内墙：200 mm厚玻化微珠承重保温混凝土。2)玻化微珠承重保温混凝土绿色建筑单个房间耗热量计算见表8。

表8 玻化微珠承重保温混凝土绿色建筑单个房间耗热量

经计算，采用玻化微珠承重保温混凝土结构自保温情况下，单个房间最大耗热量为54.01 W/m2。

3.2 玻化微珠保温砂浆外保温建筑单个房间能耗计算

1)玻化微珠保温砂浆外保温系统单个房间构造做法。外墙：40 mm厚玻化微珠保温砂浆(机械喷涂发泡式)+200 mm厚普通钢筋混凝土+20 mm厚玻化微珠保温砂浆(机械喷涂发泡式)；外窗：辐射率小于0.25的6+12+6Low-E中空玻璃塑钢窗；楼板：100 mm厚普通钢筋混凝土；户门：双面钢板+25 mm厚岩棉板；内墙：200 mm厚普通钢筋混凝土。

2)玻化微珠保温砂浆外保温建筑单个房间耗热量见表9。

表9 玻化微珠保温砂浆外保温建筑单个房间耗热量计算

经计算，采用玻化微珠保温砂浆外保温情况下，单个房间最大耗热量为174.89 W/m2。

3.3 玻化微珠承重保温混凝土绿色建筑与外保温能耗对比分析

通过对单个房间耗热量进行计算，在玻化微珠承重保温混凝土绿色建筑和玻化微珠保温砂浆外保温建筑单个房间围护结构做法均满足JGJ 26—2010严寒和寒冷地区居住建筑节能设计标准规定的围护结构热工性能参数限值的情况下：

1)玻化微珠承重保温混凝土绿色建筑单个房间最大耗热量为54.01 W/m2。2)玻化微珠保温砂浆外保温建筑单个房间最大耗热量为174.89 W/m2。

两种情况相比，节能率=(174.89-54.01)/174.89×100%=69.12%。

以上对比分析表明：与普通外墙保温建筑相比，采用玻化微珠承重保温混凝土绿色建筑的单个房间能耗显著降低。

4 结语

通过对山西省首座绿色建筑示范工程的耗热量进行计算，玻化微珠承重保温混凝土示范工程的耗热量为11.36 W/m2，满足建筑节能65%标准要求；较玻化微珠保温砂浆外保温建筑，该绿色建筑的单个房间能耗显著降低，节能率为69.12%，可达到超低能耗的节能效果。

[1]GB/T 50378—2014,绿色建筑评价标准.

[2]李 珠.无机保温隔热承重混凝土：中国专利，ZL2009100752089.2008.

[3]JGJ 26—2010,严寒和寒冷地区居住建筑节能设计标准.

[4]代学灵.玻化微珠整体式保温隔热建筑研究.太原:太原理工大学,2010.

Analysis on energy-saving effect of the first green building demonstration project in Shanxi province

Bai Xiaoqing1Li Zhu2

(1.TaiyuanXingheyutingRealEstateDevelopmentCo.,Ltd,Taiyuan030006,China;2.CollegeofBuilding&CivilEngineering,TaiyuanUniversityofTechnology,Taiyuan030024,China)

The paper applies enclosure structure thermal performance balancing-judging methods of national JGJ 26—2010, calculates thermal performance of first green building demonstration project in Shanxi province with glazed hollow bead insulation concrete as structural materials, and testifies the energy-saving efficiency of green building with new energy-saving materials.

glazed hollow bead insulation concrete, green building, energy consumption, energy-saving analysis

1009-6825(2015)18-0199-03

2015-04-20

白晓青(1985- )，女，硕士，助理工程师； 李 珠(1959- )，男，博士生导师，教授

TU201.5

A