談安徽居住建筑體形系數(shù)與建筑節(jié)能的關(guān)系

全柳梅

(安徽省建筑設(shè)計(jì)研究院有限責(zé)任公司，安徽 合肥 230022)

1 安徽所處地理位置

安徽省屬于我國(guó)內(nèi)陸省份，位于長(zhǎng)江三角洲中部，江淮之間，東接浙江、江蘇，西連河南、湖北，南靠江西，北臨山東。安徽大部分地區(qū)最冷月平均氣溫0℃～100℃，年日平均氣溫不高于5℃的日數(shù)0 d～90 d;最熱月平均氣溫25℃～30℃，年日平均氣溫不低于25℃的日數(shù)40 d～110 d。冬季濕冷，夏季悶熱，氣溫日較差小;年降水量大而日照偏少，屬于夏熱冬冷地區(qū)。

2 節(jié)能設(shè)計(jì)依據(jù)

1)DB 34/1466－2011安徽省居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。2)GB 50176－93民用建筑熱工設(shè)計(jì)規(guī)范。3)JGJ 134－2010夏熱冬冷地區(qū)居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。

3 體形系數(shù)的含義

建筑物體形系數(shù)(S)是建筑物與室外大氣接觸的外表面積(F0)(外表面積中不包括地面的面積)與其包圍的體積(V0)的比值。體形系數(shù)S=F0/V0，F(xiàn)0/V0越小則意味著外墻外表面積越小，也就是能量損失的途徑越少，越具有節(jié)能意義。

體形系數(shù)大，建筑物與室外大氣接觸的外表面積就越大，通過(guò)外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱損失也大，能耗就多。所以從節(jié)能的角度出發(fā)，體形系數(shù)應(yīng)控制在一個(gè)較小的范圍內(nèi)。

4 體形系數(shù)不大于0.4與體形系數(shù)大于0.4保溫措施工程實(shí)例對(duì)比

1)根據(jù)《安徽省居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》5.0.2條，當(dāng)體形系數(shù)不大于0.4時(shí)，重質(zhì)結(jié)構(gòu)屋頂傳熱系數(shù)K≤1.0 W/(m2·K)，外墻加權(quán)平均傳熱系數(shù)Km≤1.5 W/(m2·K)，架空或外挑樓板傳熱系數(shù) K≤1.5 W/(m2·K)，外門(mén)窗傳熱系數(shù) K≤3.6 W/(m2·K)，方可進(jìn)行綜合判斷。

2)根據(jù)《安徽省居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》5.0.2條，當(dāng)體形系數(shù)大于0.4時(shí)，重質(zhì)結(jié)構(gòu)屋頂傳熱系數(shù)K≤0.6 W/(m2·K)，外墻加權(quán)平均傳熱系數(shù)Km≤1.0 W/(m2·K)，架空或外挑樓板傳熱系數(shù) K≤1.0 W/(m2·K)，外門(mén)窗傳熱系數(shù) K≤3.2 W/(m2·K)，方可進(jìn)行綜合判斷。

下面我們就兩種不同體形系數(shù)的工程節(jié)能措施進(jìn)行比較。

4.1 工程一:淮北市華松商業(yè)廣場(chǎng)2號(hào)樓(體形系數(shù)不大于 0.4)

城市:淮北;氣候分區(qū):夏熱冬冷;建筑名稱(chēng):淮北市華松商業(yè)廣場(chǎng)2號(hào)樓。

1)體形系數(shù):0.26。

節(jié)能計(jì)算建筑面積:12 347.98 m2，建筑體積:35 191.76 m3;節(jié)能計(jì)算總建筑面積:12 347.98 m2;建筑總體積:35 191.76 m3;建筑表面積:9 113.09 m2;建筑層數(shù):20;建筑物高度:57.00 m;建筑大樣圖見(jiàn)圖1。

圖1 工程一建筑大樣

2)節(jié)能措施。

屋面:無(wú)機(jī)發(fā)泡混凝土板(70 mm)，K=0.99 W/(m2·K);外墻:無(wú)機(jī)保溫砂漿(35 mm)，Km=1.39 W/(m2·K);底面接觸室外空氣的架空或外挑樓板:無(wú)機(jī)保溫砂漿(40 mm)，K=1.44 W/(m2·K);外窗類(lèi)型:塑鋼普通中空玻璃窗(6+9A+6)。

3)節(jié)能成果見(jiàn)表1。

表1 工程—節(jié)能成果

圖2 工程一能耗分析

4)能耗分析見(jiàn)圖2。

5)結(jié)論。

該設(shè)計(jì)建筑的單位面積全年能耗小于參照建筑的單位面積全年能耗，因此淮北市華松商業(yè)廣場(chǎng)2號(hào)樓已經(jīng)達(dá)到了DB 34/1466－2011安徽省居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的節(jié)能要求。

4.2 工程二:金輝悅府1號(hào)樓(體形系數(shù)大于0.4)

城市:合肥;建筑名稱(chēng):金輝悅府1號(hào)樓。

1)體形系數(shù):0.61。節(jié)能計(jì)算總建筑面積:10 505.76 m2;建筑總體積:30 994.11 m3;建筑表面積:13 363.09 m2;建筑層數(shù):地上30層、地下1層;建筑物高度:88.50 m;建筑大樣見(jiàn)圖3。屋面:無(wú)機(jī)發(fā)泡混凝土板(150 mm)，K=0.56 W/(m2·K);外墻:無(wú)機(jī)保溫砂漿(外40 mm內(nèi)20 mm)，Km=0.86 W/(m2·K);外窗類(lèi)型:鋁合金低輻射中空玻璃窗(6+12A+6遮陽(yáng)型)。

2)建筑物節(jié)能綜合指標(biāo)計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表2，表3。

設(shè)計(jì)建筑全年耗電量=51.61 kWh/m2;

全年耗電量指標(biāo)限定值=54.49 kWh/m2;

參照建筑全年耗電量=52.51 kWh/m2。

圖3 工程二建筑大樣

表2 冬季結(jié)果

表3 夏季結(jié)果

5 結(jié)論

根據(jù)DB 34/1466－2011安徽省居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)第五章的要求，對(duì)該建筑物的節(jié)能綜合指標(biāo)——采暖和空調(diào)年耗電量進(jìn)行動(dòng)態(tài)模擬計(jì)算后，結(jié)果其全年耗電量不僅小于DB 34/1466－2011安徽省居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)第五章規(guī)定的限值而且小于參照建筑的全年耗電量，符合建筑節(jié)能設(shè)計(jì)要求。

由以上兩個(gè)典型的工程案例可以看出淮北市華松商業(yè)廣場(chǎng)2號(hào)樓建筑平面比金輝悅府1號(hào)樓規(guī)整許多，外墻沒(méi)有過(guò)多的凹凸不齊。由于體形系數(shù)的不同引起節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)及節(jié)能措施的不同。體形系數(shù)越小，尤其不大于0.4時(shí)，建筑節(jié)能措施可以比體形系數(shù)大于0.4的建筑節(jié)省很多。

6 結(jié)語(yǔ)

夏熱冬冷地區(qū)住宅的體形系數(shù)受平面功能、立面造型及通風(fēng)采光等諸多使用要求的影響，設(shè)計(jì)師為創(chuàng)造出符合大眾喜愛(ài)的平面、立面形式，就決定了住宅造型的復(fù)雜多變;為了既滿(mǎn)足節(jié)能要求，又符合平面功能、建筑立面美觀，就要求設(shè)計(jì)師在方案設(shè)計(jì)之初，在不影響建筑功能及不太影響立面效果的前提下，盡量減小外圍護(hù)的凸凹變化，在源頭控制住體形系數(shù)。

[1] DB 34/1466－2011，安徽省居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)[S].

[2] JGJ 134－2010，夏熱冬冷地區(qū)居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)[S].

[3] 曹毅然.建筑物體形系數(shù)與節(jié)能關(guān)系的探討[J].住宅科技，2005(4):26.