某教學樓規定性指標建筑節能計算方法解析

崔日鑫

（山西國建工程設計有限公司，山西 太原 030009）

1 工程概況

該建筑類型為: 甲類建筑；位置： （北緯=38.83°，東經=105.67°） ；氣候分區：嚴寒（C） 區； 建筑朝向：南偏東4 度；建筑結構類型：框架結構；體形系數：0.24 ；節能計算建筑面積（地上）：16398.60m2； 建筑體積（地上）：72348.33m3；節能計算總建筑面積：16398.60m2；建筑總體積：72348.33m3；建筑表面積：17016.08m2；建筑層數：6 ；建筑物高度：24.60 m。

2 規范標準參考依據

《公共建筑節能設計標準》 (GB50189-2015)；《建筑幕墻》 （GB/T 21086-2007）； 《民用建筑熱工設計規范》（GB50176-2016）；《建筑外門窗氣密、水密、抗風壓性能分級及檢測方法》 （GB/T 7106-2008）。

3 確定規定性指標

根據規范要求規定性指標包括：體形系數、屋頂、外墻、熱橋柱（梁、樓板、過梁）、底部接觸室外空氣的架空或外挑樓板、周邊地面、外窗、屋頂透光部分等八指標。

4 選擇合適的圍護結構構造做法

圍護結構構造做法一般情況下選擇12J1 的工程做法，同時參考當地建筑節能規范要求常用做法。某教學樓圍護結構構造做法如下：

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

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

3） 外墻做法（包括非透光幕墻） 1：水泥砂漿（20.0mm） +擠塑聚苯板1（80.0mm） +加氣混凝土砌塊（B07級） （200.0mm） +水泥砂漿（20.0mm）。

4） 外墻做法（包括非透光幕墻） 2：水泥砂漿（20.0mm） +巖棉、玻璃棉板（90.0mm） +加氣混凝土砌塊(B07 級) （200.0mm） +水泥砂漿（20.0mm）。

5） 底部接觸室外空氣的架空或外挑樓板：水泥砂漿（20.0mm） +鋼筋混凝土（120.0mm） +巖棉、玻璃棉板（100.0mm） +石灰水泥砂漿（20.0mm） 周邊地面做法：水泥砂漿（20.0mm） +鋼筋混凝土（100.0mm） +擠塑聚苯板1（70.0mm） +夯實粘土1（200.0mm）。

6） 外窗做法（包括透光幕墻） 1：隔熱金屬型材多腔密封 (6mm 中透光Low-E+12 空氣+6mm 透明)，傳熱系數2.40W/m2·K，玻璃太陽得熱系數0.44，氣密性為6 級，可見光透射比0.62

7） 屋頂透光部分做法：隔熱金屬型材多腔密封(6mm中透光Low-E+12 空氣+6mm 透明)，傳熱系數2.40W/m2·K，玻璃太陽得熱系數0.44，氣密性為6 級，可見光透射比0.62

5 建筑熱工節能計算判定—平屋頂類型傳熱系數判定計算方法

5.1 分析平屋面建筑材料數

1） 碎石，卵石混凝土：厚度=40mm；導熱系數W/(m.K)=1.510；蓄熱系數W/(m2·K) =15.36；熱阻值 (m2·K) /W=0.026；熱惰性指標D=R.S=0.41；修正系數α=1.0。

2） 水泥砂漿（40.0mm）：厚度=40mm；導熱系數W/(m.K) =0.930；蓄熱系數W/(m2·K) =11.37；熱阻值(m2·K) /W=0.043；熱惰性指標D=R.S=0.41；修正系數α=1.0。

3） 擠塑聚苯板：厚度=100.0mm；導熱系數W/(m.K) =0.030；蓄熱系數W/(m2·K) =0.32；熱阻值(m2·K) /W=2.778；熱惰性指標D=R.S=1.07；修正系數α=1.2。

4） 鋼筋混凝土（120.0mm）：厚度=120mm；導熱系數W/(m.K) =1.740；蓄熱系數W/(m2·K) =17.20；熱阻值(m2·K)/W=0.069；熱惰性指標D=R.S=1.19；修正系數α=1.0。

5） 石灰水泥砂漿（20.0mm）：厚度=20.0mm；導熱系數W/(m2·K) =0.870；蓄熱系數W/(m2·K) =10.75；熱阻值(m2·K) /W=0.023；熱惰性指標D=R.S=0.25；

5.2 計算結果

平屋頂熱阻Ro=Ri+∑R+Re= 3.10 (m2·K/W)；Ri= 0.115(m2·K/W)；Re= 0.043 (m2·K/W)；平屋頂傳熱系數K=1/Ro=0.32 W/(m2·K)；太陽輻射吸收系數ρ=0.70。

5.3 結論

嚴寒(C) 區甲類建筑平屋頂滿足《公共建筑節能設計標準》 (GB50189-2015) 第3.3.1-2 條K≤0.35W/（m2·K） 的規定。

其它規定性指標計算過程基本原理相同，但由于采用軟件輸入計算，計算過程可不列出，但必須列明作為計算結果的判定表。

6 某教學規定性指標建筑熱工節能計算判定表

7 建筑熱工節能結論性判定

與《公共建筑節能設計標準》 (GB50189-2015) 相比較，該建筑物的嚴寒(C) 區甲類建筑架空樓板不滿足《公共建筑節能設計標準》 (GB50189-2015) 第3.3.1-2 條的標準要求；立面外窗傳熱系數不滿足《公共建筑節能設計標準》(GB50189-2015) 第3.3.1-2 條的要求；有效通風換氣面積占外墻面積比例不滿足《公共建筑節能設計標準》 (GB50189-2015) 第3.2.8 條的要求；屋頂透光部分面積比、K 值中有未滿足項，故未滿足《公共建筑節能設計標準》 (GB50189-2015) 的要求指標未滿足規范要求。

表1 體形系數判定表

表2 平屋頂類型傳熱系數判定表

表3 坡屋頂類型傳熱系數判定

表4 外墻類型傳熱系數判定表

表5 外墻加權平均傳熱系數判定

表6 立面窗墻比判斷

表7 太陽得熱系數SHGC判斷表

表8 外窗（含透光幕墻） 傳熱系數判斷表

表9 屋頂透光部分判定表

表10 某教學樓各分項指標校核情況

表11 權衡計算強條校驗情況

結論：規定性指標未滿足要求，須進行圍護結構節能動態計算。

8 對建筑熱工節能計算方法的認識

通過對嚴寒地區某教學樓建筑熱工節能計算的分析，認識到無論是直接判定法還是權衡判定法在當前建筑材料、建筑施工技術及建筑設計研發水平的狀態下是非常行之有效的建筑節能設計計算判定方法，都可以做到有計劃、有目的的節約能源。本文根據某教學樓的建筑節能設計整理出非常符合工程實際的建筑規定性指標節能設計思路、方法和要求，對沉陷在套用標準軟件的建筑工程設計者更深入認識建筑熱工節能計算具有非常重要的意義。