建筑节能设计的细节探讨

张俏梅

建筑节能设计的细节探讨

张俏梅

通过对建筑物节能设计细节的深入探讨,提示和明确了实际工作中遇到的一些常被忽视的节能设计细节问题,为实际的施工图设计提供了指导和帮助。

节能设计,阳台,热桥,权衡法

从我国 1995年第一次全国性的居住建筑节能设计标准发布执行以来至今已整整 15个年头了。从居住建筑节能设计到 2005年公共建筑节能设计,从节能率 50%到节能率 65%,节能设计对于每个从事这个专业的设计者是再熟悉不过了。设计者从开发商的角度去思考时,会把设计做得尽可能经济;从自己专业工作量方面考虑又会使设计做得尽可能简便,一些围护结构的传热系数的取值往往已相当接近于限值,不会留有足够的余地,久而久之又会进而形成一些地区的习惯性设计做法。目前的节能设计还是粗线条的,细节的推敲做的很少。当我离开设计岗位进入审图工作后看到各种此类粗线条的设计之后深感有写出来的必要,从细节处从节能设计的根本之处去重新审视一下我们的现有节能设计,为越来越年轻的专业从业者在快节奏的设计周期中提供些思考的切入点。

1 商住楼中的节能设计

如今大量的居住建筑设计中商住两用的建筑占整个居住建筑较大的比例。纯商用建筑和纯居住建筑在节能设计概念的把握上一个普通的设计者不会有难度的。当一个住宅下设有多层商场时或一层或两层网点时节能设计者往往对前者可以心平气和的分别采用公共建筑节能和居住建筑节能去设计和计算,因为大体量的建筑使公建部分和居住部分的体形系数都很容易过关。当这类建筑体型不是很大时,底层的商用部分是一层或两层时商用部分的节能设计往往容易被忽视,很多人认为采用居住建筑节能设计的方法在耗热计算中不忽视网点部分的门窗、外墙的耗热值,最终使总体耗热值满足限值要求应该也是可行的。用居住部分占据比例大、热耗却小来抵消占比例小的网点的大窗门的热耗,从表面上看来似乎没什么不妥,但仔细思考之后你会明白它不符合节能的真正目的,没有真正的去限制最耗热的东西,工作量是减少了。再者从网点的使用功能上和设计侧重点方面看完全是公共建筑的特质,也应该按公共建筑节能设计。当我们一步步分别对网点部分按公建节能设计和住宅部分按居住建筑节能细节计算下来你会发现结果差距很大,尤其是在执行节能率均为50%时,居住部分保温层几乎没什么大的变化,而网点部分的外墙和门窗的节能措施会提高很多,即门窗的传热系数要高于住宅相应部分的,外墙的保温厚度要比居住部分有所加强,这样的结果才是真正符合节能理念的。

2 关于阳台的节能设计

阳台这个概念在如今很多时候不作为外部空间使用时就是一个很模糊的概念。由于概念的模糊造成设计中的模糊,以前的节能培训中往往注重阳台上分隔保温门的设置,若设置了会如何考虑若不设置会如何考虑。在我看来出发点有所误会,节能设计的根本是降低运行使用中的热耗,它是围绕着对采暖区域的整体保温去实现降低能耗的目的。因此当封闭阳台无论它称不称其为阳台,设不设保温分隔门,只要此处采暖都应该算作建筑物的整体去考虑,当然此处不采暖但没有封闭门时也应该如此考虑。明确了这些一切就清晰了。以往的习惯设计法是阳台设了保温隔断门,建筑物变成了不考虑阳台的矩形建筑,细心者对阳台只是按外墙传热系数限值再单独设计一下侧板底板顶板的保温,粗心者只按热桥简单处理一下。这些和阳台参与整体建筑中计算体形系数去考虑,阳台的所有侧窗按建筑的外窗去考虑耗热值的结果是有很大差距的,但这些被太多的设计者忽略了。

3 关于热桥的节点处理

在我看到的工程图纸中只遇到过不超过两份的对热桥处认真计算的并按结果进行热桥处保温处理的。建筑的热桥计算在热工设计规范中有不可忽略的章节。而太多的设计人员,细心者至少可以做到无论是何处的热桥都会只采用一个经验的保温厚度而这个厚度往往是不足的。粗心者设计的说明中热桥处理例行公事的选择标准图集可节点详图绘制时却丝毫不见热桥处细部的保温处理。工程中具体情况有太多的千差万别,墙体材料、厚度各不相同,只一个经验厚度或让施工人员去判定选择的细节处理方式是不是完全违背了节能最初的思想即把一个建筑完整的包裹起来最大限度的降低热耗。一个建筑有太多的细节,现在都在提一句话,细节决定成败。当这些不该忽略的部分被忽略后“成果”会慢慢随着使用显现出来,结露发霉直至裂缝。过去不做保温都不会出现的问题现在做了保温反而出现了,局部较大的温差和室内温湿度的升高促成了这些。当审图意见中无数遍的提醒这些时希望不要认为这是太过小题大做。细节的缺失往往使整体的保温成果前功尽弃。

4 关于外墙平均传热系数的经验应用

在辽宁地方的节能设计标准中针对居住建筑外墙的平均传热系数给出了一个经验公式,即是外墙主体传热系数除以一个经验系数称其为外墙平均传热系数的修正系数得出的值即为外墙的平均传热系数,而这个修正系数根据保温形式取值不同,外墙外保温取 0.91,外墙夹心墙取 0.80,外墙内保温取 0.71。这种方法大大的降低了节能设计的计算工作量。且经过实际校核这个经验系数还是很保守的,用起来方便合理。对于公建节能设计中很多人都在问一个问题,这个数据可否用在公建的设计上。我们来分析一下这个数据的来源基础应是大量的居住建筑设计数据且取值偏于安全,我们目前的居住建筑开间进深特别是宿舍建筑与大多数的普通公建没有什么本质差别,参照取值是可以接受的。而对于门窗特大甚至还有大量的幕墙的建筑就要谨慎参照了,毕竟这类建筑外墙部分中混凝土构件面积占外墙总面积的比重要远大于居住建筑中这两者的比重,而外墙平均传热系数的数值与这个比重关系很大,采取经验系数取值方法就要慎重一些。由于这个经验值取得相对保守,对大多数的公建还是有一定的适用价值的,这是一个节省工作量的好方法。

5 关于参照建筑的概念理解

在公共建筑节能设计中对于体形系数不满足不大于 0.4的,和窗墙面积比大于 0.7的以及屋面可透明面积大于 0.2的均应用权衡判断法进行节能计算。在采用计算机节能程序设计时只要输入建筑物基本数据当上述限值不满足会自动进入权衡判断计算,设计者不会再动更多的脑筋去思索计算原理。而完全采用手工计算的设计者不能很好的理解权衡判断计算的原理是很难完善节能设计的,由于上述的情况通常是小型建筑才会遇到,更多的设计者都是在概念很模糊的状态下照猫画虎的敷衍了事,往往错误很多。理解这种设计概念其实很简单。权衡判断法就是利用参照建筑的概念,这个参照建筑是指一个人为定义的完全符合要求的节能建筑,它和实际建筑的差别只在于它的散热部分即外表面积。最为关键的是它的体积是不变的,就是原建筑,这是问题的关键。这样当它比照实际建筑等比例缩放外表面积时才会有符合要求的体形系数值,而那些实际的外表面对于参照建筑来说是被理想化的绝缘体即变成了不会散热的部分。这样得来的参照建筑其实是不存在的理想建筑但它是节能的,这样建筑的耗能值(瓦度值)认为是一个节能建筑可行的,而我们的实际建筑通过围护结构的保温措施提高使我们实际建筑的耗能值(瓦度值)小于那个节能的参照建筑的耗能值(瓦度值),就可以说,我们的实际建筑是个节能建筑了,这也就是权衡法的理念。所以对参照建筑的真正理解才是对权衡判断法精髓的真正领会。建筑节能是个长期的努力过程,逐步提高设计节能率更是发展趋势。建筑能耗的降低关系到一个国家的兴亡,应该不觉得这是危言耸听。设计者有了思想的高度才会有行动上的重视。努力的深度和是否为了应付上级检查没有关系,只有每个设计者的责任意识增强了,多在细节上下功夫,节能减排的理念才会被真正落到了实处,带动施工方监理方最终实现目标。一个建筑师的艺术感的确重要,可他对每笔施工图的责任感比艺术感更加的重要。

[1]DB21/T 1476-2006,居住建筑节能设计标准[S].

[2]DB21/T 1477-2006,公共建筑节能设计标准[S].

[3]刘小军.基于建筑设计的建筑节能方法的探讨[J].山西建筑,2010,36(12)：238-239.

On detailed exp loration for architectural energy-saving design

ZHANG Qiao-mei

According to the deep exploration for the energy-saving design details ofbuildings,the paper points out and identifies the energy-saving design detailed problemswhich can be neglected commonly in the factualwork,so as to provide the direction and assistance for the factual construction drawing design.

energy-saving design,balcony,heatbridge,balancemethod

TU201.5

A

1009-6825(2011)03-0185-02

2010-10-14

张俏梅(1968-),女,高级建筑师,国家一级注册建筑师,辽宁省阜新市施工图审查中心,辽宁 阜新 123000