泰州金融服務區(qū)項目建筑節(jié)能技術研究

姜榮斌，蔣鳳昌,2，徐 華，王 威

（1.泰州職業(yè)技術學院，江蘇 泰州 225300；2.同濟大學復雜工程管理研究院，上海 200092；3.泰州市城市建設項目管理中心，江蘇 泰州 225306 4.江蘇省第一建筑安裝股份有限公司博士后科研工作站，江蘇 泰州 225300）

改革開放以來，我國建筑業(yè)得到了蓬勃發(fā)展。尤其是近幾年，房地產行業(yè)在國民經濟中占有重要的地位。但受我國具體國情的影響，建筑業(yè)的發(fā)展水平受到社會經濟發(fā)展的限制，各建筑設計及施工相關企業(yè)水平參差不齊。當前我國處在一個重要的發(fā)展轉型期，工業(yè)生產由過去的粗放型向集約型轉變，各級政府已下定決心建設資源節(jié)約型、環(huán)境友好型城市。當前，我國能源的現狀是供不應求，緊缺比較嚴重，建筑能耗占全社會總能耗的47.24%，在社會總能耗位中居首位[1]。在這樣的大背景下，建筑業(yè)的發(fā)展面臨著新的挑戰(zhàn)，大力推進建筑節(jié)能技術的應用顯得尤為必要[2]。本文以泰州金融中心項目為例，介紹了節(jié)能技術的具體應用，并進行了建筑能耗分析。

1 工程概況

泰州金融服務區(qū)項目位于江蘇省泰州市永定路以北，鼓樓南路與海陵南路之間，文化中心以南。北緯32.50°，東經119.90°，屬于典型的夏熱冬冷型氣候。該項目主樓采用框剪結構，地上22層、地下室2層，建筑高度為90m。泰州金融中心涵蓋了金融服務、辦公、休閑等多項功能。建筑體形系數為0.13，建筑表面積23921.67m2，節(jié)能計算總建筑面積51162.33m2。該項目的設計、施工都充分考慮了建筑節(jié)能的要求，本文將對該項目進行能耗分析，并介紹具體的節(jié)能技術及措施。

2 建筑節(jié)能設計原則

遵循綠色環(huán)保的原則，積極采取被動式節(jié)能設計。按照《公共建筑節(jié)能設計標準》（GB 50189-2015）[3]、《夏熱冬冷地區(qū)居住建筑節(jié)能設計標準》（JGJ 134-2010）[4]的要求，總體上滿足以下幾個原則：（1）建筑物的朝向為南北向或接近南北向；（2）控制建筑的體形系數不大于0.4；（3）外窗面積采用合理的窗墻比[5]。建筑節(jié)能設計應遵循總體節(jié)能設計的原則，在此基礎上再進行局部構造的優(yōu)化，以使建筑整體節(jié)能效果達到最優(yōu)。

2.1 圍護結構熱工節(jié)能技術措施

（1）圍護結構構造做法優(yōu)化。建筑物總的熱量損失由兩部分組成，一是圍護結構熱能損耗，二是門窗等空隙的熱能損耗。建筑物室內溫度的變化取決于總得熱和總失熱量。因此建筑節(jié)能的主要途徑是：要減少建筑物外表面積和加強圍護結構保溫隔熱能力，以減少傳熱量，并增強門窗的氣密性，減少夏季空氣滲透得熱量和冬季空氣滲透耗熱量[6]。

建筑外墻采用巖棉板與飾面石材幕墻組合材料系統，并要求達到《公共建筑節(jié)能設計標準》GB 50189-2015第4.2.2條，表4.2.2-4的K≤1的要求；屋面形式為平屋面，采用擠塑聚苯板保溫措施，達到《公共建筑節(jié)能設計標準》GB 50189-2015第4.2.2條的K≤0.7的要求。外墻及屋面熱橋部位采用擠塑聚苯板保溫處理措施，并要求達到K≤1的要求。建材的選用上，采用輕質隔墻，減輕建筑自重，節(jié)約結構構件用料。具體圍護結構的構造做法及節(jié)能技術指標見表1。

表1 圍護結構構造

圖1 外窗節(jié)能技術指標

（2）外窗節(jié)能技術研究。本項目建筑每個朝向的窗墻面積比均不大于0.7，當窗墻面積比小于0.4時，玻璃的可見光投射不小于0.4。所有窗戶均選用鋁型材單框斷熱橋中空Low-E玻璃窗6+12A+6型號，朝西的窗戶設置遮陽板，減少對室內環(huán)境的影響。外墻選用斷熱鋁合金框中空玻璃，外窗（包括幕墻）K值、窗墻比和遮陽系數滿足《公共建筑節(jié)能設計標準》GB 50189-2015第4.2.2條的要求。因建筑物的南面為主要采光面，南墻設計采用了較小的窗墻比，滿足采光和通風的需要，使室內環(huán)境更加舒適。遮陽系數關系到外窗阻擋陽光輻射的能力，西邊窗戶取較小的遮陽系數，可有效阻止下午部分陽光輻射，提高建筑物保溫隔熱的效果。

2.2 采暖建筑圍護結構結露設計

（1）基本計算參數。計算地點：江蘇泰州；室內計算溫度ti：18℃；冬季室外計算溫度te：-3℃；露點溫度T：10.15℃。

（2）圍護結構結露驗算。建筑物的圍護結構由兩部分組成：一類是透明的圍護結構，如窗戶、天窗、陽臺門等；一類是不透明的圍護結構，如屋面、樓板、墻體等。圍護結構結露會使墻體變潮、發(fā)霉、滋生細菌，破壞室內裝修，甚至還會引起凍漲、開裂、變形，造成安全隱患[7]。因此，需要選擇導熱系數小、足夠厚度、構造適當的外圍護結構。本項目外圍護結構主要使用了水泥砂漿、半硬質礦（巖）棉板及鋼筋混凝土等材料，其導熱系數均較小，經過適當的構造處理，可使外圍護結構不發(fā)生結露。外墻及屋面的構造做法詳見表1。分析各結構層的熱工性能，外墻計算結果如圖2所示。

圖2 圍護結構導熱系數指標

經驗算Q'i=16.3℃≥T，滿足《江蘇省公共建筑節(jié)能設計標準》（DGJ32/J96-2010） 第3.3.8條規(guī)定，熱橋部位不會發(fā)生結露。同樣方法求得屋面結構Q'i=16.75℃≥T，不會發(fā)生結露。

2.3 建筑圍護結構熱工性能的權衡計算

（1）參照建筑和設計建筑的熱工參數計算。分析金融服務區(qū)建筑的屋面、外墻（包括非透明幕墻）、底部架空自然通風的樓板以及地下室外墻等的熱工參數，對本建筑的節(jié)能性能進行權衡。經過分析，各部位熱工性能良好，均比參照建筑有明顯的節(jié)能效果。

（2）設計建筑級參照建筑能耗計算。根據建筑物各參數以及《江蘇省公共建筑節(jié)能設計標準》（DGJ32/J96-2010）[6]所提供的參數，得到該建筑物的年能耗如下（見圖3、圖4）：

通過能耗計算分析可知，泰州金融中心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，節(jié)能率為65.58%，已經達到了《江蘇省公共建筑節(jié)能設計標準》（DGJ32/J96-2010）節(jié)能65%的要求。

3 結語

泰州金融服務區(qū)項目在設計階段把建筑節(jié)能作為一項重要的指標，對建筑物的細部構造進行了詳細設計與論證，分析了建筑物節(jié)能設計的性能。分析結果表明，通過優(yōu)化建筑屋面、外墻、外窗等圍護結構的構造設計，可以使各構件具有良好的熱工性能，最終會使整棟建筑低碳、環(huán)保，滿足建筑節(jié)能的要求。

圖3 建筑物熱工參數對比

圖4 建筑物能耗分析圖

參考文獻：

[1]趙東來,胡春雨,柏德勝,等.我國建筑節(jié)能技術現狀與發(fā)展趨勢[J].建筑節(jié)能,2015,3(289):116-121.

[2]谷立靜.我國建筑能耗數據現狀和能耗統計問題分析[J].中國能源,2011,33(2):38-41.

[3]中國建筑科學研究院.GB 50189-2015公共建筑節(jié)能設計標準[S].北京:中國建筑工業(yè)出版社,2015.

[4]中國建筑科學研究院.JGJ 134-2010夏熱冬冷地區(qū)居住建筑節(jié)能設計標準[S].北京:中國建筑工業(yè)出版社,2010.

[5]徐偉.GB 50189《公共建筑節(jié)能設計標準》修訂原則及方法研究[J].暖通空調,2015,45(10):1-6.

[6]李愛華.建筑圍護結構節(jié)能技術及應用[J].交通與建筑科學,2013(4):133-134.

[7]周茂軍.淺談圍護結構結露原因及預控措施[J].中國建設信息,2007(19):54.

[8]江蘇省建筑設計研究院.建筑圍護結構節(jié)能技術及應用[J].交通與建筑科學,2013(4):133-134.