大庆油田办公建筑节能设计实践

孙立业

摘要:针对目前办公建筑能耗现状,结合报捷公司印务中心办公楼实际工程,分析能源消耗的影响因素,重点对办公建筑节能在总体规划及设计方面的措施进行探讨,旨在营造舒适办公环境的同时实现节能减排,降低能耗的目的。

关键词:办公建筑节能设计GZL高保温砌块

中图分类号:TU243 文献标识码:A 文章编号:1674-098x(2012)06(c)-0038-01

建筑节能作为现代建筑技术的一个发展方向,已成为国内外建筑业广泛重视的研究课题。由国家发展和改革委员会编撰的《十一五节能中长期专向规划》中指出:“十一五”期间,新建建筑严格实施节能50%的设计标准。大庆油田与黑龙江省发展和改革委员会签订了节能目标责任书,要求大庆油田“十一五”期间要完成节能120万吨标准煤。在现今急需节能的严峻形势下,工程设计研究院在承接报捷公司印务中心办公楼建设工程中,进行了办公建筑的节能设计实践。

1 节能设计实践

报捷公司印务中心办公楼建设工程(2008年建设项目)位于大庆市让胡路区前进村,是印务中心的附属办公用房,主要使用功能为职工食堂和报捷公司下设6个经营单位的办公室。办公楼建筑面积3173.56m2,四层框架结构。

1.1 总体规划

本工程的建设基地近似方形,基地南侧有全套的水、暖、电、信等配套系统管网。办公楼布置在基地的南侧,厂房布置在基地的东侧,剩余场地为报纸运输车辆的回车场地和建筑预留用地,厂区入口位于南侧办公楼与厂房之间。办公楼的总平面规划,不但满足便捷的使用要求,而且对建筑节能也有很大好处:(1)能够有效地利用现有配套系统管网等资源,达到连接长度最小化。(2)建筑基地选择在向阳地段上,建筑主立面为南向,不被其他建筑物遮挡,有最佳的朝向,使建筑物能充分利用太阳辐射热。(3)建筑主入口在南侧居中布置,避免大庆冬季以西北风为主要风向的寒流对办公楼进行的热损耗,合理安排开口方向和位置,使建筑做到避风节能。

1.2 体形系数

本工程权衡利弊,尽可能地减少房间的外围护面积,建筑平面布局近似规整矩形,使型体不太复杂,在满足造型美观的要求下,减少凹凸面,以达到节能的目的。本工程还在使用功能许可、经济条件允许的情况下,适当增加建筑物首层和顶层的层高,一层层高4.2m、二三层层高3.6m、四层层高3.9m,通过增加建筑物的高度,降低体形系数。本工程的体形系数为0.249,完全满足严寒、寒冷地区公共建筑的体型系数应小于等于0.40的要求。

1.3 空间布局

本工程采用内廊式空间组合,为小开间办公室,拥有自然采光和通风等特点。小开间办公室不仅有利于发展人与人间的密切与和谐关系,而且便于采用小型化的空调系统,减少不必要的电耗。

1.4 围护结构

建筑的围护结构热工设计主要包括屋面、外墙、外门窗和地面四部分。本工程维护结构的热工设计为:

(1)屋面。

本工程屋面采用70mm厚的B1级挤塑板做为保温层。挤塑板具有导热系数低、不吸水、强度高、施工方便、工艺简单、经济效益明显的特点,是建筑屋面保温设计中的一种理想的节能材料。本工程的屋面传热系数为0.318,满足严寒地区A区体型系数小于等于0.3时屋面传热系数小于等于0.35的要求。

(2)外墙。

本工程外墙保温在采用现在最常见有效的30mm厚挤塑板外保温构造措施外,还采用GZL高保温砌块作为框架结构的基本填充物。该保温砌块具有如下优势:①高保温,保温程度是国标砌块的3至4倍;②物美价廉,综合造价是同等热工性能的复合墙体造价的1/3;③增大建筑使用面积3%-4%;④高隔音,隔音程度是国标砌块的1.5-2倍;⑤长使用寿命,该保温砌块与建筑寿命同期;⑥高安全性,该保温砌块具有网带防裂功能;⑦良好通透性,该保温砌块具有国内外同性能墙材所不具备的通透性能,有益卫生、健康,净化了人们的生存空间。本工程使用保温砌块后墙体平均传热系数为0.42,满足严寒地区A区体型系数小于等于0.3时外墙传热系数小于等于0.45的要求,在降低造价的同时,切实达到节能降耗的效果。

(3)外门窗。

为了增大视野和采光,将室外景观引入办公空间,同时为了增强立面效果,办公楼常常采用开大面积窗,或者玻璃幕墙设置大面积透光部分。玻璃在这里成为外围护结构的主要建筑材料之一。本工程采用目前节能效果较好的low-E(低能耗)中空玻璃,通过镀膜来减少通过玻璃的热流量,而且通过镀膜层的性质和厚度的搭配,在反射热量的同时有较高的透光性。本工程外门窗采用的是保温防盗门和单框双玻的塑钢节能窗。塑钢节能门窗不仅防噪隔声功能显著,防雨水渗透能力强,空气渗透量小,更主要的是塑钢门窗的导热系数低,隔热效果优于铝材1250倍,在采暖和制冷上,能耗要低30%-50%,室内空调的启动次数明显减少,耗电量也显著减少。本工程各朝向的窗墙比为:东向0.06,南向0.31,西向0.05,北向0.29,窗的传热系数为1.70,门的传热系数为2.50,满足严寒地区A区的相关节能要求。

(4)地面。

对于没有地下室的办公建筑来说,由于地面下土壤温度的变化比室外空气要小很多,其冬季地面散热最大的部分是靠近外墙的地面,其宽度一般为0.5m-2m,这部分要采取适当的保温措施。本工程采用60mm厚的挤塑板做为保温层,在距外墙2米范围内的周边地面做地面保温,保温地面热阻为2.317,满足周边地面热阻应大于等于2.0的要求,节能效果很明显。

1.5 其他方面

本工程位于严寒地区,由于采暖期长,本工程采用热水集中采暖系统,南北向分环设置,不但节省能耗而且节省运行费用。办公楼多为小开间办公室,采用自然通风的方式,而且单间配置小型化的空调系统,可以实现单间控制温度,减少不必要的电耗。办公楼的照明节能设计包括减少配电线路损失,选用合理的办公照度,合理布置灯具,各种照明方式相结合,选用高效节能灯具,走廊采用声光控的照明自动控制系统。办公楼的给排水系统采用PP-R、U_PVC环保节能型管材,轻质安全耐用。卫生器具均选用节能型卫生器具。

本项目通过以上技术措施,经清华斯韦尔节能设计软件验证,满足规定性能指标要求,切实达到节能50%的设计要求。本项目竣工使用至今,使用单位反应室内空间使用舒适,整体能耗费用降低。总之,本工程办公楼的设计在营造舒适的办公环境的同时,实现了节能减排、降低能耗的目的。

2 结语

本工程通过精心布置总体规划、权衡减小体型系数、合理选用空间布局、最优设计维护结构、使用节能材料器具等,深入贯彻国家可持续发展方针,切实做到节能降耗、降投资、降成本。其中GZL保温砌块是大庆油田首次应用到实际工程,使用后效果良好,很值得在以后工程中推广。