民用建筑节能设计实例分析

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民用建筑节能设计实例分析

梁晓韵

广州市城市规划勘测设计研究院

[摘要]随着我国经济快速发展，城市建设步伐日益快速，我国既有建筑及每年新建建筑量巨大，加上我国为人口大国，建筑能耗大于全国总能耗的25％，增长速度远高于能源生产。鉴于建筑用能的严重浪费，抓紧建筑节能工作成为国民可持续发展的关键，国家先后出台了多个关于建筑节能的标准、规范及条例。本文将结合广东地区建筑节能设计实例分析，说明如何使用既有建筑技术、材料和方法满足建筑节能规定指标。

[关键词]建筑节能 围护结构 常规性技术

近年来，随着我国经济的高速发展，建筑业发展迅猛，建筑能耗问题也相应产生。国家先后出台了多份关于民用建筑节能条例的文件及规范，如：于2006年6月1日起正式实施《绿色建筑评价标准》，于2007年10月1日起正式实施《建筑节能工程施工质量验收规范》以及于2008年8月由国务院颁布的《民用建筑节能条例》等。这些条例与规范的颁布无不体现国家对建筑节能的重视力度，可见，建筑节能设计在建筑设计流程中有着不可忽视的地位。然而，尽管“低碳”与“绿色”已成为当下的流行词汇了，在我们日常接触到的工程设计中，大多仍为常规性建筑，这些项目通常造价有限，以致不能使用先进的生态设备及技术。此时，为了能满足国家强制的节能规范，需在建筑的功能空间及围护结构的选择上作一定的考量。

以下，通过两个工程实例分析如何使用既有建筑技术、材料和方法来满足建筑节能条例。

工程实例一： 珠江太阳城广场商业中心1、项目情况：

珠江太阳城广场商业中心坐落在广州市珠江新城东部中心北段，东临平川路，西临马场路，是一座集商业、娱乐、特色服务、绿色广场于一体的综合商业设施。规模：用地约34776 m2，总建筑面积144685 m2。该工程的设计理念是想要把“娱乐”渗透到“购物”中，“健康绿色”引入“商业”。于是，设计采用了大面积的玻璃幕墙，希望营造的商业氛围和设计理念所带来的效果。

2、出现的问题：“理念”造成建筑能耗过高，不能满足国家规范要求。

由于广州地处夏热冬暖的气候带，且夏季在一年中时间相对较长，采用这样大面积的玻璃幕墙会造成该建筑在今后的使用过程中耗能过高。尽管采用了6+0.76+6钢化夹胶Low-e玻璃（遮蔽系数：0.61，可见光投射比：0.52）的设计，但经过对建筑进行节能验算后发现，其建筑能耗不能满足国家规范要求。

3、解决方法：

（1）利用平面布局中的有利空间

通过对图纸进行深入分析后，我发现，在玻璃幕墙与商铺之间，有不少宽度为500～700mm的幕墙检修通道，有些甚至贯穿两层楼（附图1）。这些其实可以成为非常优良的隔热层，于是经与空调暖通专业商量，在这些检修通道设置一定的排风口，使这些检修通道的空气流动加快，达到迅速散热的作用，形成良好的自然的隔热通风带。在不增加工程造价，不破坏立面设计的情况下达到节能的目的。

（2）从材料的性能研究和改进入手，提高其节能效果

玻璃方面：附加能提高综合遮阳能力的新型做法

通过对玻璃厂家咨询，了解到一种合适的玻璃做法――双层印丝（或者彩釉）系统。这是一种将无机丝网（色釉）印制在玻璃表面，再进行烧结处理，使其永久印于玻璃表面的一种做法。这样做的优点在于，能加大玻璃的遮蔽系数，而对可见光投射影响又不会太大。经过附加的双层印丝系统的Low-e玻璃（钢化夹胶6+0.76+6），其遮蔽系数由原来的0.61降低到0.54，可见光投射比仍能到达0.5（高透）。也就是说，采用此系统的幕墙设计，能达到

较高的遮阳效果，亦即对能耗的节约起到非常积极的作用。

墙体方面：改用隔热更优良的复合墙材

该工程原设计外墙采用加气混凝土（厚度190，密度700，导热系数λ为0.25 W/(m2·K) ）,后经甲方同意，将其修改为复合墙板（厚度120，密度750～800，导热系数λ为0.19 W/(m2·K) ），在密度不变的情况下，采用复合墙板的导热系数从原来的0.25降为0.19，即其隔热性能得到大大提高。

4、调整后的效果：能耗满足国家规范要求

经过以上的节能设计调整后，再对模型进行验算，其结果令人满意：整体能耗有所降低，不仅满足权衡验算的能耗要求，其节能率能达到56％的理论值。

工程实例二： 广州亚运运动员村住宅节能（一区）1、项目情况：

广州亚运运动员村位于番禺南沙区，是为广州2010年亚运兴建的重点项目。本人负责节能设计的“运动员村一区”总建筑面积：121306 m2 ，共有10栋住宅，分别为地上14层和12层，地下一层（附图2）。为了更好地响应国家对于建筑节能的政策，在项目之初，负责该项目总指挥的重点工程办公室就出台了《广州亚运城住宅节能设计标准》。

2、面对的问题：标准高于国家规范要求，设计上难度加大。

《广州亚运城住宅节能设计标准》中对各个指标甚至连一些构造的做法都有较细致和明确的规定,有些规定甚至还高于国家标准，同时也比平时习惯采用的广东标准细则更严格。因此，既要保证能满足亚运标准的同时，又要严格遵循构造的合理性与实操性，令设

附图1

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计的难度都高于以往的住宅设计。

3、解决思路：

（1）提前介入设计，使布局更“节约能耗”

《广州亚运城住宅节能设计标准》中对于“穿堂风”亦纳入节约能耗的计算范围，在节能率中占5％的作用。节能设计的提前介入，能指引平面布局考虑空气对流的设计，以及门窗“可开启面积”这一重要指标也能得到保障。

（2）材料的选择与构造的合理性

玻璃方面：高透热反射镀膜玻璃

为了达到门窗综合遮阳系数不大于0.6的硬性规定，玻璃只能采用热反射镀膜玻璃，而在该种玻璃的遮蔽系数区间0.58～0.65之间，理论上采用越低值，遮阳效果较好。但由于可见光透射比与遮蔽系数二者是两相互补关系，故此时必须考虑建筑使用功能的合理

性，即可见光透射不能太低（室内不能太暗）。于是选取了高透热反射镀膜玻璃（遮蔽系数：0.62，可见光投射比：0.51）。使设计既满足节能要求，使用又合理。

墙体保温：玻化微珠保温砂浆的运用和施工可行性

通过初验算，理论上，墙体的保温砂浆只需要用在外墙的热桥（剪力墙、梁）部分，墙体的隔热性能就已满足标准要求。但鉴于施工的可操作性，必须连同砌体同时使用该保温砂浆。但若如此操作，会导致墙体蓄热能力过强，反而加大了能耗。后经反复的调试保温砂浆的厚度，使其对墙体蓄热能力的影响出于一个最有利的数值，但又不能忽略施工可操作性。经过多次调整，最后保温砂浆厚度取值20mm，墙体隔热性能达到最优化。

4、调整后的效果：满足《广州亚运城住宅节能设计标准》

对模型进行验算的结果：通过规定性指标。再进行能耗验算，

节能率达到65％以上的理论值（若按平时标准，一般住宅节能率约为55％）。

结语：

从上文不难看出，该两个项目都没有使用复杂难懂的生态技术设备或超出常规的尖端科技材料，使用的仅仅为既有的建筑技术和对空间功能的布局手段来满足节能的指标要求。当然，该指标要求仅针对于建筑围护结构的情况，事实上，一座建筑的节能与否还与其使用的设备及周围的景观绿化环境、区域的整体布局等多重因素有关。这些因素的使用又偏偏不能通过国家强制性手段来规定，而是要靠设计者及业主方主动地进行该方向的设计与思考。因此，作为一个设计者，我们不应满足于建筑围护结构的用材节能这个单一的方面，应该进行多方位思考，努力探索一条通过常规手法也能满足“绿色”建筑的道路。

附图2

高层建筑结构设计要点探讨

郑日男

中国中元国际工程公司 北京 100089

摘 要：根据笔者从事建筑结构设计的工作经验，结合某高层建筑结构设计，通过具体的设计分析，对高层建筑结构体系设计的特点进行了简要的概述与分析，指出了在高层建筑结构设计过程中应注意的问题，以提高建筑结构设计的经济性和安全性。

关键词：高层建筑；概念设计；结构设计

1. 引言

随着我国国民经济的快速发展和城市化进程的加快，城市规模不断增大，人口不断增加，使得城市住房建设用地高度紧张，以及人民对生活质量的高标准的追求，新建高层建筑是城市发展的必然趋势。这就必然给结构工程们对高层建筑的设计也带来了许多新的课题和更高的挑战。如何设计出舒适、安全、经济、美观，同时又要符合人们精神生活要求的建筑。满足人们生产和生活的需求，是结构设计师们必须要面对和需要解决的首要问题。掌握高层建筑结构设计的要点，正确处理高层建筑设计过程中出现的问题，是每个结构设计师所必须具备的基本素质。本文结合笔者多年从事结构设计经验对高层建筑结构设计中应注意的一些问题进行了总结，以供结构设计人员参考借鉴。

2. 工程概况

本工程为金融街B座综合楼楼工程。金融街世纪中心项目位于南昌市赣江西岸红谷滩新区，南昌市中央商务区。地块东临丰合中大街，北邻红谷四路，西临丰谷一路，南临城市绿化带。本工程地下为2层，地上为19层，结构房屋高度为89.50m，另有1层局部突出屋面。地下一层主要为各类设备用房、库房和汽车库，地下二层主要为汽车库，其中部分为人防。裙房首层部分为银行营业大厅与柜台办公区，裙房二层部分为票据外汇业务区、银行用计算机房和档

案室；裙房三层为多功能厅和职工之家,裙房屋顶设空中花园。主楼部位首层为办公入口大堂，上为两层高共享空间，三层为会议与物业办公用房区域。四层为员工餐厅。标准层为办公、会议室。

3. 设计分析

1. 场区水文地质条件及基础设计水位的确定

勘察期间实测该层稳定水位埋深3.33～8.50m，稳定水位标高14.17～14.44m。按Ⅱ类环境、A类水考虑，场地孔隙潜水对混凝土结构具弱腐蚀性，对钢筋混凝土结构中的钢筋无腐蚀，对钢结构具弱腐蚀性。粉质粘土对混凝土结构及钢筋混凝土结构中的钢筋无腐蚀，对钢结构具弱腐蚀性。抗浮、防渗的设防水位标高按设计场地整平标高21.00m考虑。

2.地基基础方案

本工程基底标高在－11.10m~－12.20m，基础持力层为细砂层和粗砂层，承载力特征值分别为150 kPa和200 kPa，可以满足裙房及纯地下室部分地基承载力需要；不能满足高层部分地基承载力要求。因此，裙房及纯地下室部分采用天然地基，基础采用平板式筏形基础。高层部分基础采用桩筏基础。基桩采用钻孔灌注桩。由于本工程抗浮设防水位很高，经验算需采取抗浮措施。拟设置抗拔桩作为抗浮措施。

3.抗侧力体系