建筑围护结构节能研究

高 海 霞

(山西华美奥能源集团有限公司，山西 晋城 048000)



建筑围护结构节能研究

高 海 霞

(山西华美奥能源集团有限公司，山西 晋城 048000)

以山西省朔州市某新建住宅小区为例，介绍了项目建设概况，采用了定量分析与定性分析、理论研究和实证相结合的方法对建筑围护结构各个结构的材料及其性能参数进行详细的说明，并通过能耗计算得出各种环节的能耗水平。

建筑围护结构，保温材料，节能评估，采暖

0 引言

鉴于我国建筑能耗的现状，全面的建筑节能是必须要实行的。全面的建筑节能，指的是在建筑的全寿命周期内，包括从建筑的选址、设计、施工和使用的过程中，每一个环节都要执行严格的节能设计标准，选择节能的建筑围护结构，从而提高采暖、制冷等的效率，在确保建筑物的使用性能和舒适的内部环境的前提下，降低能源的消耗[1]。如果能从根本上改变建筑的围护结构，做好外墙保温、提高门窗密封性能，能耗将大大降低。

建筑围护结构的性能主要包括屋顶、墙体、地基、门窗等的隔热材料、密封材料以及遮阳设施等的隔热保温性能[2]。一般情况下，增加围护结构需要增加的费用只为总投资费用的3%～6%，而节能的效果却可达20%～40%。通过改善围护结构的保温隔热性能，可以使室内外热交换减少，从而保持室内温度较少受室外环境的影响[3]。

1 项目建设概况

项目建设地为山西省朔州市，小区具体位置在朔州市开发北路西面、中心医院东面，是在朔州市规划局所批准的规划用地红线范围之内。用地概况见表1。

表1 建设项目用地指标

项目所在地山西省朔州市，朔州市地处黄土高原，朔州属于典型的大陆性季风气候，地处黄土高原地区，是日照充足的地区。冬季寒冷，属于典型的需要冬季采暖的地区，对于这样的严寒区域，对建筑保温提出了较严格的要求。

2 建筑节能技术

建筑群的规划布置、建筑物的平面设计，充分考虑有利于日照和避风、夏季和其他季节减少得热和充分利用自然通风[4]。小区住宅楼均为南北方向布置，充分考虑建筑物的朝向，避免夏季东向和西向日晒[5]。本次设计为住宅楼，高层建筑均采用剪力墙结构，裙楼采用框架结构，地下车库采用板柱结构体系。各部位材料使用情况见表2。

区内采暖热源由市政的供热站引入，以供小区集中采暖供热系统使用。采暖管道均采用离心玻璃棉管壳保温，不燃A级，其导热系数为0.032 W/(m2·K)～0.038 W/(m2·K)。土建围护结构的热工参数见表3，室内采暖的设计参数如表4所示[6]。

表2 围护结构使用材料

表3 土建围护结构的传热系数 W/(m2·K)

表4 室内采暖设计参数

3 建筑围护结构节能评估

此项目开始就本着“以人为本”为主的指导思想，把人们居住使用的舒适度作为最高宗旨。

3.1 建筑主要围护结构节能的设计方式

建筑总平面的布置和设计，利用冬季日照并避开冬季主导风向，利用夏季自然通风。结合现有场地，总图规划设计中尽可能将建筑的主朝向选择项目所在地最佳朝向或接近最佳朝向。建筑形体尽可能简洁以减少建筑的体形系数。注意室外环境设计，减少大面积混凝土地面反射热量，尽量增加绿化面积。

3.2 围护结构节能设计参数

住宅楼建筑：满足JGJ 26—2010严寒和寒冷地区居住建筑节能设计标准中的规定。体型系数不大于0.26；窗墙比如表5所示[7]。

表5 严寒地区居住建筑的窗墙面积比限值

3.3 居住建筑围护结构节能计算

主要进行围护结构的传热性能计算。

3.3.1 围护结构热工性能

1)体形系数计算[8]。

外表面积=周长×高度+屋顶面积=125.8×72.15+509.5=9 586 m2。

体积=底面积×高度=509.5×72.15=36 760.4 m3。

体形系数=外表面积÷体积=9 586÷36 760.4=0.26。

2)窗墙比计算，参数见表6。

表6 窗墙比参数

3.3.2 部分围护结构传热系数计算：

1)屋顶：

2)外墙：

3.3.3 结论

经计算验证，因为各部分围护结构建筑做法的传热系数均不大于该围护结构的传热系数限值，所以该住宅围护结构的节能设计达到了节能标准65%的要求。

3.4 节能技术要求

居住建筑的节能要求为：

1)外墙系统：采用外保温的方式;

2)内墙系统：内墙采用轻钢龙骨加石膏板的结构，隔声性强；

3)外窗系统：外窗选用中空断桥隔热铝合金窗，门窗的传热系数需控制在2.9 W/(m2·K)以内；

4)屋面系统：屋顶采用加厚保温措施，70厚挤塑聚苯乙烯泡沫(XPS)，K≤0.60 W/(m2·K)。

门窗的节能要求：门窗是薄壁的轻质构体，是耗热的薄弱环节。普通单层玻璃窗的能量损失约为建筑物冬季保温或夏季降温能耗的50%以上，改善其绝热性能是节能的重点工作之一。应区别不同朝向控制窗墙比，尽量避免东西向开大窗，不应设计飘窗、落地窗，提高窗户的遮阳性能(可用固定式或活动式遮阳板)，以减少建筑热量损耗。同时，要根据空调设备的价格和制冷、采暖费用的比较区确定合适的玻璃品种，从各种玻璃的太阳能阻隔特性和导热性两个方面去比较其节能效果，选择吸热玻璃、热反射玻璃、地辐射玻璃和中空玻璃等，并提高其气密水平[6]。

采暖的节能要求：

1)设计集中采暖系统时，管路按南、北向分环供热原则进行布置并分别设置室温调控装置；

2)为节省能源，应避免冬季采用过高的室内设计温度，室内计算温度应严格按照国家有关节能规定取值；

3)冬季最大限度地利用自然热来取暖，多获得热量和减少热损失；夏季最大限度地减少并利用自然能来降温冷却，以达到节能的目的；

4)排气扇等设备选用高效低噪声设备，既环保又节能；

5)室内未采暖房间、吊顶、管井、地沟内的采暖管道均采用离心玻璃棉管壳保温，不燃A级。

4 结语

通过对山西省朔州市的一个建筑小区的节能进行了详细的分析说明，介绍了项目的建设概况，包括工程建设内容、建设项目的地形地貌、所在建设地的气候这些与本文节能研究相关的内容；建筑的节能技术是主要部分，说明了建筑的节能要求，围护结构方面使用的节能建筑材料、采暖方面的节能设计；在节能设计基础上进行了节能评估，列出了围护结构的节能设计各类参数和小区各类建筑的节能技术要求；并对围护结构节能研究作出了系统分析。

[1] 涂逢祥，王庆一．建筑节能——中国节能战略的必然选择[J].节能与环保，2004(8)：15-18．

[2] 王 俊，徐 伟，林海燕．建筑能耗现状与节能途径[J].中国科技成果，2006(19)：20-22.

[3] 徐占发．建筑节能技术实用手册[M].北京：中国建筑工业出版社，2005：1-3．

[4] 顾天舒，谢连玉，陈 革．建筑节能与墙体保温[J].工程力学，2006(23)：141-149．

[5] 雷红鹏.民用建筑结构节能原理研究[D].天津：天津大学，2003．

[6] 武六元，杜高潮，张 阳.房屋建筑学[M].北京：中国建筑工业出版社，2013:155-162．

[7] JGJ 26—2010,严寒和寒冷地区居住建筑节能设计标准[S].

[8] GB/T 2589—2008,综合能耗计算通则[S].

Building enclosure structure energy saving research

Gao Haixia

(Shanxi Colorful the Energy Group Co., Ltd, Jincheng 048000, China)

Examples are Shuozhou, Shanxi Province, a new residential area, this paper uses the quantitative analysis and qualitative analysis, theoretical research and empirical combination of methods of building palisade structure of materials and their properties of each structure parameters to detailed instructions, and through the energy consumption of various links of energy consumption level is calculated.

building palisade structure, thermal insulation material, energy saving assessment, heating

1009-6825(2017)16-0200-02

2017-03-20

高海霞(1984- ),女,硕士，助理工程师

TU201.5

A