大慶油田辦公建筑節能設計實踐

孫立業

摘要:針對目前辦公建筑能耗現狀,結合報捷公司印務中心辦公樓實際工程,分析能源消耗的影響因素,重點對辦公建筑節能在總體規劃及設計方面的措施進行探討,旨在營造舒適辦公環境的同時實現節能減排,降低能耗的目的。

關鍵詞:辦公建筑節能設計GZL高保溫砌塊

中圖分類號:TU243 文獻標識碼:A 文章編號:1674-098x(2012)06(c)-0038-01

建筑節能作為現代建筑技術的一個發展方向,已成為國內外建筑業廣泛重視的研究課題。由國家發展和改革委員會編撰的《十一五節能中長期專向規劃》中指出:“十一五”期間,新建建筑嚴格實施節能50%的設計標準。大慶油田與黑龍江省發展和改革委員會簽訂了節能目標責任書,要求大慶油田“十一五”期間要完成節能120萬噸標準煤。在現今急需節能的嚴峻形勢下,工程設計研究院在承接報捷公司印務中心辦公樓建設工程中,進行了辦公建筑的節能設計實踐。

1 節能設計實踐

報捷公司印務中心辦公樓建設工程(2008年建設項目)位于大慶市讓胡路區前進村,是印務中心的附屬辦公用房,主要使用功能為職工食堂和報捷公司下設6個經營單位的辦公室。辦公樓建筑面積3173.56m2,四層框架結構。

1.1 總體規劃

本工程的建設基地近似方形,基地南側有全套的水、暖、電、信等配套系統管網。辦公樓布置在基地的南側,廠房布置在基地的東側,剩余場地為報紙運輸車輛的回車場地和建筑預留用地,廠區入口位于南側辦公樓與廠房之間。辦公樓的總平面規劃,不但滿足便捷的使用要求,而且對建筑節能也有很大好處:(1)能夠有效地利用現有配套系統管網等資源,達到連接長度最小化。(2)建筑基地選擇在向陽地段上,建筑主立面為南向,不被其他建筑物遮擋,有最佳的朝向,使建筑物能充分利用太陽輻射熱。(3)建筑主入口在南側居中布置,避免大慶冬季以西北風為主要風向的寒流對辦公樓進行的熱損耗,合理安排開口方向和位置,使建筑做到避風節能。

1.2 體形系數

本工程權衡利弊,盡可能地減少房間的外圍護面積,建筑平面布局近似規整矩形,使型體不太復雜,在滿足造型美觀的要求下,減少凹凸面,以達到節能的目的。本工程還在使用功能許可、經濟條件允許的情況下,適當增加建筑物首層和頂層的層高,一層層高4.2m、二三層層高3.6m、四層層高3.9m,通過增加建筑物的高度,降低體形系數。本工程的體形系數為0.249,完全滿足嚴寒、寒冷地區公共建筑的體型系數應小于等于0.40的要求。

1.3 空間布局

本工程采用內廊式空間組合,為小開間辦公室,擁有自然采光和通風等特點。小開間辦公室不僅有利于發展人與人間的密切與和諧關系,而且便于采用小型化的空調系統,減少不必要的電耗。

1.4 圍護結構

建筑的圍護結構熱工設計主要包括屋面、外墻、外門窗和地面四部分。本工程維護結構的熱工設計為:

(1)屋面。

本工程屋面采用70mm厚的B1級擠塑板做為保溫層。擠塑板具有導熱系數低、不吸水、強度高、施工方便、工藝簡單、經濟效益明顯的特點,是建筑屋面保溫設計中的一種理想的節能材料。本工程的屋面傳熱系數為0.318,滿足嚴寒地區A區體型系數小于等于0.3時屋面傳熱系數小于等于0.35的要求。

(2)外墻。

本工程外墻保溫在采用現在最常見有效的30mm厚擠塑板外保溫構造措施外,還采用GZL高保溫砌塊作為框架結構的基本填充物。該保溫砌塊具有如下優勢:①高保溫,保溫程度是國標砌塊的3至4倍;②物美價廉,綜合造價是同等熱工性能的復合墻體造價的1/3;③增大建筑使用面積3%-4%;④高隔音,隔音程度是國標砌塊的1.5-2倍;⑤長使用壽命,該保溫砌塊與建筑壽命同期;⑥高安全性,該保溫砌塊具有網帶防裂功能;⑦良好通透性,該保溫砌塊具有國內外同性能墻材所不具備的通透性能,有益衛生、健康,凈化了人們的生存空間。本工程使用保溫砌塊后墻體平均傳熱系數為0.42,滿足嚴寒地區A區體型系數小于等于0.3時外墻傳熱系數小于等于0.45的要求,在降低造價的同時,切實達到節能降耗的效果。

(3)外門窗。

為了增大視野和采光,將室外景觀引入辦公空間,同時為了增強立面效果,辦公樓常常采用開大面積窗,或者玻璃幕墻設置大面積透光部分。玻璃在這里成為外圍護結構的主要建筑材料之一。本工程采用目前節能效果較好的low-E(低能耗)中空玻璃,通過鍍膜來減少通過玻璃的熱流量,而且通過鍍膜層的性質和厚度的搭配,在反射熱量的同時有較高的透光性。本工程外門窗采用的是保溫防盜門和單框雙玻的塑鋼節能窗。塑鋼節能門窗不僅防噪隔聲功能顯著,防雨水滲透能力強,空氣滲透量小,更主要的是塑鋼門窗的導熱系數低,隔熱效果優于鋁材1250倍,在采暖和制冷上,能耗要低30%-50%,室內空調的啟動次數明顯減少,耗電量也顯著減少。本工程各朝向的窗墻比為:東向0.06,南向0.31,西向0.05,北向0.29,窗的傳熱系數為1.70,門的傳熱系數為2.50,滿足嚴寒地區A區的相關節能要求。

(4)地面。

對于沒有地下室的辦公建筑來說,由于地面下土壤溫度的變化比室外空氣要小很多,其冬季地面散熱最大的部分是靠近外墻的地面,其寬度一般為0.5m-2m,這部分要采取適當的保溫措施。本工程采用60mm厚的擠塑板做為保溫層,在距外墻2米范圍內的周邊地面做地面保溫,保溫地面熱阻為2.317,滿足周邊地面熱阻應大于等于2.0的要求,節能效果很明顯。

1.5 其他方面

本工程位于嚴寒地區,由于采暖期長,本工程采用熱水集中采暖系統,南北向分環設置,不但節省能耗而且節省運行費用。辦公樓多為小開間辦公室,采用自然通風的方式,而且單間配置小型化的空調系統,可以實現單間控制溫度,減少不必要的電耗。辦公樓的照明節能設計包括減少配電線路損失,選用合理的辦公照度,合理布置燈具,各種照明方式相結合,選用高效節能燈具,走廊采用聲光控的照明自動控制系統。辦公樓的給排水系統采用PP-R、U_PVC環保節能型管材,輕質安全耐用。衛生器具均選用節能型衛生器具。

本項目通過以上技術措施,經清華斯韋爾節能設計軟件驗證,滿足規定性能指標要求,切實達到節能50%的設計要求。本項目竣工使用至今,使用單位反應室內空間使用舒適,整體能耗費用降低。總之,本工程辦公樓的設計在營造舒適的辦公環境的同時,實現了節能減排、降低能耗的目的。

2 結語

本工程通過精心布置總體規劃、權衡減小體型系數、合理選用空間布局、最優設計維護結構、使用節能材料器具等,深入貫徹國家可持續發展方針,切實做到節能降耗、降投資、降成本。其中GZL保溫砌塊是大慶油田首次應用到實際工程,使用后效果良好,很值得在以后工程中推廣。