浅谈建筑的节能设计与控制方法
摘要:建设方应当充分认识到新建建筑及已有建筑改造中节能设计的重要性与技术复杂性、涉及面的广泛性。
技术先进、经济合理、实用可靠是节能设计最为重要的基点,既可避免盲目,又可避免局限性。
智能建筑最终的节能运行效果、管理水平、经济效益将与设计阶段的技术应用与综合计算手段直接相关。
建筑与设备专业的优化设计工作在智能建筑节能设计中扮演核心技术应用的角色,涉及到与建筑设计相关的各个专业。
要求设计人员的专业技术素质应同时具备优化设计方案工程实施经验、精准设计文件编制与计算能力、工程造价文件编制经验,以期将丰富的专业经验融会提炼,最终以综合优化设计计算书及施工图纸交付建设方做为项目实施依据。
关键词:智能建筑围护结构方案优化机电系统节能设计运行管理
to discuss the ways of the design for architectural energy saving and control
by ding honglin
abstractthe building owner should know enough that energy saving design for the new or old architectural is very important , complex . this will relate to many other aspects. we think that advanced technology, economical & logical, practicality reliable are the base in the process of the
energy saving design, this will avoid eyeless and the lack of advisement. the result of energy saving, the effect of running and economic fluctuation in the intellectualized building will related tightly with how we use technology and the method of calculating.
optimizing the design is the core of the technology in architectural and heating ventilating & air conditioning. this will come down to all of specialty related with architectural. many kinds of the ability will be required in the process of optimizing the design, such as the ability in compiling the design, the ability in refined calculation, the experience in compiling the budget and so on. all of the experience will be used in offering the general calculating documents and drawings,and the results will come into being the direction for the project.
keywordsintellectualized buildingsurrounding structureoptimization designenergy saving in mechanical & electrical worksrunning & management
jianxue architectural & engineering design institute co.,ltd.mechanical & electrical department
我国建筑用能已经超过全国能源消费总量的1/4,随着人民生活水平的提高
将逐步增加到1/3以上。
建筑用能数量巨大,浪费严重。
针对我们国家的能源形势,国家组织相关单位编制了节能设计规范及标准,以法律法规的形式指导实际设计工作。
通过改善建筑的热工性能、提高暖通空调系统的能源利用效率,以期从根本上扭转建筑用能严重浪费情况。
建筑物节能设计工作包括建筑本身围护结构的节能控制和机电系统的设计,以及建筑物投入使用后机电系统运行管理设计(重点是暖通空调系统)。
我们从这三个方面浅谈节能设计与节能控制方法:
一、建筑物围护结构的节能设计方法与控制要素:
建筑节能设计法律法规的推出给建筑建材生产制造领域带来新课题,建材生
产制造行业产生大量新技术、新专利。
新科技的应用将主要目标放在生产热工性能好,保温性能好的建筑材料。
国内有若干计算机软件生产单位根据节能规范编制出辅助节能计算的软件,进一步协助设计者进行精确计算并提高计算效率。
对建筑围护结构的节能设计计算算法应用热工传热计算原理,可以对建筑的围护结构进行能耗分析计算,并与参照建筑围护结构进行能耗对比,用对比结果指导建筑设计专业进行设计调整。
若使围护结构的设计达标往往需要通过权衡计算,使其综合能耗指标小于参照建筑。
建筑热工计算应与地区气候相对应,国家节能设计标准根据全
国建筑热工设计分区对各地区围护结构的传热系数提出限值,并对寒冷地区、夏热冬冷地区、夏热冬暖地区外窗及玻璃幕墙的遮阳系数提出限值,对不同地区地面和地下室外墙的热阻提出限定值。
各行政地区根据自身情况在国家标准的基础上制定出更为严格的地
方标准。
我们可以根据标准要求和具有相互嵌套关系的围护结构限值要求对建筑物进行综合能耗分析与权衡计算。
值得一提的是围护结构的传热系数是节能计算的主要控制指标,除窗以外的建筑外围护结构均是由多层建筑材料组成,其形成的结构体的传热系数要求先根据各自材料层的导热系数和设计厚
度计算出其热阻值,并继而得出综合结构体的传热系数。
因此,我们可以通过调整综合围护结构中不同材料层的品种、厚度、规格等物理参数继而对整体传热系数得出理想计算值,这是建筑设计者在既定经济指标约束下进行专业设计的主要指导方法。
经验告诉我们尽可能选用导热系数小的建筑材料,比如保温材料,普通聚苯板和挤塑聚苯板是很多建筑外墙设计达标首选的组成材料层,因其导热系数值很低,调整其使用厚度将对综合结构体的传热系数产生显著影响。
也有对主要结构层材料进行优选,比如选择导热系数小的砌体材料,选择适当的厚度,使综合结构体传热系数达标。
另外,建筑物的窗墙面积比也是影响节能计算结果的主要因素,建筑设计偏爱相对较高的窗墙面积比,现代建筑加大窗的面积会产生较好的外立面视觉效果。
但是大的窗墙面积比往往与建筑节能设
计是矛盾的,除寒冷地区外,其余地区的节能计算对窗或玻璃幕墙的要求不止是其传热系数值,并且限定了遮阳系数,遮阳系数与建筑外遮阳设计和窗玻璃本身的颜色、物理、化学性能有关,在满足遮阳限定值后,主要应保证其传热系数不超过限定值(或超标后进行整体权衡的难易程度)。
窗的传热性能由窗玻璃和窗框的热工性能及断桥设计决定,目前窗整体的传热系数值往往与其生产造价紧密相关,传热系数小的窗生产造价很高,这也是影响建筑围护结构整体造价的主要因素。
建筑设计者很多时间是在窗墙比的增减和窗的材料选择之间作取舍和权衡。