031公共类居住建筑节能设计探讨正文

公共类居住建筑节能设计探讨农二师设计院有限责任公司边毅简煦根摘要结合《民用建筑节能设计标准（采暖居住建筑部分）》（JGJ26-95）与《公共建筑节能设计标准》（GB50189-2005）两部设计标准的部分条文，探讨集体宿舍、招待所、旅馆、托幼等类型的公共类居住建筑的节能设计。指出了两部标准在适用范围、窗墙比、传热系数、采暖制式等多方面的规定有所不同，结合实际工程分析了该类建筑热工设计执行哪部标准更为合适。并对该类建筑在供暖方式、采暖制式、散热器采用等方面谈了个人设计体会。关键词公共居住类建筑节能热工设计采暖1引言我国建筑用能已超过全部能耗的1/4，并将随着生活水平的提高逐步增加到1/3以上，而建筑能耗中大约有50%~60%消耗于空调制冷与采暖系统，建筑节能的优化设计就显得尤为重要。《民用建筑节能设计标准（采暖居住建筑部分）》（JGJ26-95）[1]（以下简称《标准1》）已经自1996年7月1日起正式施行。《公共建筑节能设计标准》（GB50189-2005）[2]（以下简称《标准2》）自2005年7月1日施行。这两部节能标准的颁布标志着我国民用建筑节能工作的全面展开，将有利于改善建筑的热环境，提高暖通空调系统的能源利用效率，从根本上扭转建筑用能浪费严重的状况，从而必将实现国家节约能源和保护环境的战略。两部标准基本包含了所有民用建筑的节能设计，为民用建筑节能设计实施提供了法规依据，同时也具有很好的可操作性。但是对集体宿舍、招待所、旅馆、托幼等类型的公共类居住建筑的节能设计标准规定不明确。本文将就该类型的公共类居住建筑的节能设计方面的问题结合两部节能标准的规定谈谈设计体会。2标准适用范围集体宿舍、招待所、旅馆、托幼等建筑的节能设计应按哪部节能标准执行？《标准1》条文说明1.0.1“……再加上集体宿舍、招待所、旅馆、托幼等建筑……共计有采暖居住建筑……”；《标准2》条文说明1.0.2“……公共建筑则包括……旅游建筑（如旅馆饭店……），科教文卫建筑（包括文化、教育、科研、医疗、卫生……）……”。从两个标准适用范围的解释条文可以看出《标准1》与《标准2》均包括了集体宿舍、招待所、旅馆、托幼等类型的建筑。再看《民用建筑设计通则》（GB50352-2005）[3]2.0.2“居住建筑——供人们居住使用的建筑”及2.0.3“公共建筑——供人们进行各种公共活动的建筑”；另外《民用建筑热工设计规范》（GB50176-93）[4]条文说明1.0.2“……第一类：居住建筑（主要包括住宅、宿舍、旅馆等）、托幼建筑、疗养院、医院、病房等……”。这两部设计规范又将该类建筑归属于居住类建筑。在规范的适用范围上，该类建筑属交插部分。可该类建筑在使用性质上又和单纯住宅建筑不同，笔者建议将集体宿舍、招待所、旅馆、托幼等类型的建筑称为“公共类居住建筑”更为合适。3建筑热工设计执行标准建筑热工设计应与地区气候相适应，保证室内基本的热环境要求，并应符合国家节约能源的方针。建筑热工设计的合理性直接关系到建筑的节能效果。集体宿舍、招待所、旅馆、托幼等公共类居住建筑节能设计执行哪个标准更为合适？下面试列举一栋建筑物，通过耗热量指标及耗煤量指标的实际计算比较两个标准的差异。乌鲁木齐一栋六层公共类居住建筑，层高3.6米，南北朝向，东西长84米，南北宽18米，建筑物体形系数S=0.18，分别按照《标准1》与《标准2》规定的窗墙面积比及传热系数限值计算其围护结构传热耗热量指标及围护结构传热耗煤量指标。计算结果详下表。序号外窗朝向最大窗墙比外窗传热系数(W/㎡·K)围护结构传热耗热量指标qH.T(W/㎡)围护结构传热耗煤量指标qc.H.T(kg/㎡)备注北0.25南0.351东、西0.32.512.49.7标准12东、南、西、北0.71.814.511.33东、南、西、北0.52.114.011.04东、南、西、北0.42.614.511.35东、南、西、北0.32.913.810.8北0.252.9南0.352.66东、西0.32.913.310.4标准2根据计算结果分别绘制耗热量指标及耗煤量指标分析柱状图。12.414.514.014.513.813.311.011.512.012.513.013.514.014.515.0123456qH.T(W/㎡)9.711.311.011.310.810.48.59.09.510.010.511.011.5123456qc.H.T(kg/㎡)图1围护结构传热耗热量柱状图图2围护结构传热耗煤量柱状图从上面计算结果分析可以看出按照《标准2》计算的耗热量指标及耗煤量指标均大于《标准1》，即按照《标准1》节能设计节能效果更佳。《标准2》节能效果不好的原因主要在于其放宽了窗墙面积比及传热系数限制。传热系数增大，建筑的能耗水平增大；窗的能耗约占总能耗的70%左右，窗墙面积比的增大，进一步使建筑的能耗水平提高。目前广泛使用的外窗多为单框双玻塑料窗，其空气夹层在20～30mm时，最小传热系数只能达到2.5W/㎡·K，完全满足《标准1》对乌鲁木齐地区的规定；其对应《标准2》规定的窗墙面积比应≤0.4。如窗墙面积比＞0.4，则需要设双层窗或其它新型外窗。虽然新型低传热系数的外窗已经开始使用，但对大部分开发商而言，过高的初期投资尚不能接受。同时，建筑师往往追求通透设计及立面效果，但以高投入及高能耗为代价，不符合我国现阶段的能源政策，此种做法不应该提倡。4供暖方式热水供暖常用方式可以分为对流供暖、辐射供暖。《标准1》对供暖方式没有明确要求，《标准2》5.2.6提倡高大空间采用辐射供暖。采用辐射供暖时，室内高度方向的温度梯度小，又有温度和辐射照度的综合作用，既可以创造比较理想的热舒适环境，又可以比对流供暖减少15%左右的能耗。因此，辐射供暖应该值得提倡。特别是近几年来，低温热水地板辐射供暖方式大量应用于建筑采暖中，已经有了理论和实践的考验，只要执行好有关的规范及标准，加强材料及施工的监督，尽力避免质量问题的出现，设计中应优先考虑辐射供暖方式。5采暖制式《标准1》对采暖制式没有做出明确规定；《标准2》5.2.3明确了5种采暖制式，并规定采暖系统应实现室温调节及分区热计量。以《标准2》作为设计标准，执行容易，便于实现运行时的节能。但是《标准2》中对其它采暖制式作了否定，实际工程中，需要分区计量的楼层或房间其实是多种多样的，同一建筑内有不同部门、同一楼层有不同用户或不同功能的房间，采用其它形式如单管水平串联、放射式等制式同样可以做到热计量及温控，达到节能效果，完全可以运用到工程设计中。笔者建议标准应放宽采暖制式的规定，推荐更多、更容易实现的方式。6散热器散热器安装形式直接影响其实际散热量，其影响可达10%~40%。《标准2》5.2.4条及《采暖通风与空气调节设计规范》（GB50019-2003）[5]4.3.3条对散热器均建议明装。大部分建设装修单位为了安全，还是要求设计单位按散热器暗装考虑。即使建设单位不要求，设计人员为了追求保守，也一定程度的增加散热器的数量，降低了散热器效率、浪费了资源。传统铸造的散热器使用已经受到了限制，新型散热器散热效果好、外形美观，完全不用暗装，明装反而成为一种点缀。建议节能建筑采用新型美观的散热器，同时为节约能源、环保、推广新型产业的发展，建设主管部门应强制规定除部分特殊功能的建筑物（如托幼建筑）外，应强制要求不允许设散热器罩。7结论建筑热工设计应以耗热量及耗煤量为指标进行核算；采暖方式应该优先采用更节能的辐射供暖方式；采暖制式可以结合建筑实际情况，采用更以满足规范要求的；散热器淘汰落后和非环保的，积极采用新型环保型散热器，且不应设装修罩。同时，在两部标准同时为现行规程的情况下，建议有关部门应就集体宿舍、招待所、旅馆、托幼等公共类居住建筑究竟执行哪部标准应有明确规定，使设计人员在实际工作中便于执行。参考文献[1]JGJ26-95.民用建筑节能设计标准（采暖居住建筑部分）.北京：中国建筑工业出版社，1996[2]GB50189-2005.公共建筑节能设计标准.北京：中国建筑工业出版社，2005[3]GB50352-2005.民用建筑设计通则.北京：中国建筑工业出版社，2005[4]GB50176-93.民用建筑热工设计规范.北京：中国计划出版社，1993[5]GB50019-2003.采暖通风与空气调节设计规范.北京：中国计划出版社，2003边毅，男，1974年2月生，工程师；地址：新疆库尔勒市建国路4#农二师设计院有限责任公司；邮政编码：841000；电话：[phone]；传真：[phone]；E-mail：[e-mail]