某教学楼规定性指标建筑节能计算方法解析

崔日鑫

（山西国建工程设计有限公司，山西 太原 030009）

1 工程概况

该建筑类型为: 甲类建筑；位置： （北纬=38.83°，东经=105.67°） ；气候分区：严寒（C） 区； 建筑朝向：南偏东4 度；建筑结构类型：框架结构；体形系数：0.24 ；节能计算建筑面积（地上）：16398.60m2； 建筑体积（地上）：72348.33m3；节能计算总建筑面积：16398.60m2；建筑总体积：72348.33m3；建筑表面积：17016.08m2；建筑层数：6 ；建筑物高度：24.60 m。

2 规范标准参考依据

《公共建筑节能设计标准》 (GB50189-2015)；《建筑幕墙》 （GB/T 21086-2007）； 《民用建筑热工设计规范》（GB50176-2016）；《建筑外门窗气密、水密、抗风压性能分级及检测方法》 （GB/T 7106-2008）。

3 确定规定性指标

根据规范要求规定性指标包括：体形系数、屋顶、外墙、热桥柱（梁、楼板、过梁）、底部接触室外空气的架空或外挑楼板、周边地面、外窗、屋顶透光部分等八指标。

4 选择合适的围护结构构造做法

围护结构构造做法一般情况下选择12J1 的工程做法，同时参考当地建筑节能规范要求常用做法。某教学楼围护结构构造做法如下：

1） 平屋面做法（自上而下）：碎石，卵石混凝土1（40.0mm） +水泥砂浆（40.0mm） +挤塑聚苯板1（100.0mm）+钢筋混凝土（120.0mm） +石灰水泥砂浆（20.0mm）。

2） 坡屋面做法（自上而下）：碎石，卵石混凝土1（40.0mm） +水泥砂浆（40.0mm） +挤塑聚苯板1（100.0mm）+钢筋混凝土（120.0mm） +石灰水泥砂浆（20.0mm）。

3） 外墙做法（包括非透光幕墙） 1：水泥砂浆（20.0mm） +挤塑聚苯板1（80.0mm） +加气混凝土砌块（B07级） （200.0mm） +水泥砂浆（20.0mm）。

4） 外墙做法（包括非透光幕墙） 2：水泥砂浆（20.0mm） +岩棉、玻璃棉板（90.0mm） +加气混凝土砌块(B07 级) （200.0mm） +水泥砂浆（20.0mm）。

5） 底部接触室外空气的架空或外挑楼板：水泥砂浆（20.0mm） +钢筋混凝土（120.0mm） +岩棉、玻璃棉板（100.0mm） +石灰水泥砂浆（20.0mm） 周边地面做法：水泥砂浆（20.0mm） +钢筋混凝土（100.0mm） +挤塑聚苯板1（70.0mm） +夯实粘土1（200.0mm）。

6） 外窗做法（包括透光幕墙） 1：隔热金属型材多腔密封 (6mm 中透光Low-E+12 空气+6mm 透明)，传热系数2.40W/m2·K，玻璃太阳得热系数0.44，气密性为6 级，可见光透射比0.62

7） 屋顶透光部分做法：隔热金属型材多腔密封(6mm中透光Low-E+12 空气+6mm 透明)，传热系数2.40W/m2·K，玻璃太阳得热系数0.44，气密性为6 级，可见光透射比0.62

5 建筑热工节能计算判定—平屋顶类型传热系数判定计算方法

5.1 分析平屋面建筑材料数

1） 碎石，卵石混凝土：厚度=40mm；导热系数W/(m.K)=1.510；蓄热系数W/(m2·K) =15.36；热阻值 (m2·K) /W=0.026；热惰性指标D=R.S=0.41；修正系数α=1.0。

2） 水泥砂浆（40.0mm）：厚度=40mm；导热系数W/(m.K) =0.930；蓄热系数W/(m2·K) =11.37；热阻值(m2·K) /W=0.043；热惰性指标D=R.S=0.41；修正系数α=1.0。

3） 挤塑聚苯板：厚度=100.0mm；导热系数W/(m.K) =0.030；蓄热系数W/(m2·K) =0.32；热阻值(m2·K) /W=2.778；热惰性指标D=R.S=1.07；修正系数α=1.2。

4） 钢筋混凝土（120.0mm）：厚度=120mm；导热系数W/(m.K) =1.740；蓄热系数W/(m2·K) =17.20；热阻值(m2·K)/W=0.069；热惰性指标D=R.S=1.19；修正系数α=1.0。

5） 石灰水泥砂浆（20.0mm）：厚度=20.0mm；导热系数W/(m2·K) =0.870；蓄热系数W/(m2·K) =10.75；热阻值(m2·K) /W=0.023；热惰性指标D=R.S=0.25；

5.2 计算结果

平屋顶热阻Ro=Ri+∑R+Re= 3.10 (m2·K/W)；Ri= 0.115(m2·K/W)；Re= 0.043 (m2·K/W)；平屋顶传热系数K=1/Ro=0.32 W/(m2·K)；太阳辐射吸收系数ρ=0.70。

5.3 结论

严寒(C) 区甲类建筑平屋顶满足《公共建筑节能设计标准》 (GB50189-2015) 第3.3.1-2 条K≤0.35W/（m2·K） 的规定。

其它规定性指标计算过程基本原理相同，但由于采用软件输入计算，计算过程可不列出，但必须列明作为计算结果的判定表。

6 某教学规定性指标建筑热工节能计算判定表

7 建筑热工节能结论性判定

与《公共建筑节能设计标准》 (GB50189-2015) 相比较，该建筑物的严寒(C) 区甲类建筑架空楼板不满足《公共建筑节能设计标准》 (GB50189-2015) 第3.3.1-2 条的标准要求；立面外窗传热系数不满足《公共建筑节能设计标准》(GB50189-2015) 第3.3.1-2 条的要求；有效通风换气面积占外墙面积比例不满足《公共建筑节能设计标准》 (GB50189-2015) 第3.2.8 条的要求；屋顶透光部分面积比、K 值中有未满足项，故未满足《公共建筑节能设计标准》 (GB50189-2015) 的要求指标未满足规范要求。

表1 体形系数判定表

表2 平屋顶类型传热系数判定表

表3 坡屋顶类型传热系数判定

表4 外墙类型传热系数判定表

表5 外墙加权平均传热系数判定

表6 立面窗墙比判断

表7 太阳得热系数SHGC判断表

表8 外窗（含透光幕墙） 传热系数判断表

表9 屋顶透光部分判定表

表10 某教学楼各分项指标校核情况

表11 权衡计算强条校验情况

结论：规定性指标未满足要求，须进行围护结构节能动态计算。

8 对建筑热工节能计算方法的认识

通过对严寒地区某教学楼建筑热工节能计算的分析，认识到无论是直接判定法还是权衡判定法在当前建筑材料、建筑施工技术及建筑设计研发水平的状态下是非常行之有效的建筑节能设计计算判定方法，都可以做到有计划、有目的的节约能源。本文根据某教学楼的建筑节能设计整理出非常符合工程实际的建筑规定性指标节能设计思路、方法和要求，对沉陷在套用标准软件的建筑工程设计者更深入认识建筑热工节能计算具有非常重要的意义。