一、 前言
在我们的日常设计工作中,按照习惯的流程,总是从总体方案设计→单体方案设计→初步设计→节能计算→施工图设计。在方案设计中,基本不会考虑节能设计。
本文讨论前提是在同地区住宅建筑设计中,特别是同一设计院出来的设计成果,对于外墙和屋面的保温以及窗子的选材基本上是统一的。所不同的是由于业主的不同、设计人员的不同,形成房型的构成、立面创意的不同,而展现出建筑的千姿百态。本文从节能计算的角度讨论以何种方式对节能设计的进行事前控制。
二、 规范定义
住宅建筑节能:指在保证住宅建筑使用和室内热环境质量条件下通过建筑热工和建筑采暖、空调降温设计,使住宅建筑的使用能耗降低。(目前规范要求,与未采用节能措施前相比,采暖、空调能耗应节约50%)
建筑物体形系数:……
围护结构传热系数:……
窗墙面积比:……
三、 建筑节能计算基本要素
(一) 外墙平均传热系数:根据已确定的建筑墙体材料配置计算得出。
(二) 屋面传热系数:根据已确定的建筑屋面材料配置计算得出。
**《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》规定维护结构各部分的传热系数和热惰性指标应符合下表规定:
……
(三) 建筑体形系数:根据建筑物外墙面积及体积数据计算。
**《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》规定:条式建筑物的体形系数不应超过0.35,点式建筑物的体形系数不应超过0.40。
(四) 建筑窗墙比:分别对建筑的南、北、东、西立面的窗墙进行计算,再取得平均值。
《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》指出,窗户面积不宜过大,南向窗墙比不宜大于0.35,北向窗墙比不宜大于0.25。东(西)向窗墙比控制比较严格,一般不宜大于0.10。
……
***根据规范定义,以上指标为建筑物节能的静态指标,当设计的居住建筑不符合以上标准限值时,应进行动态计算分析,包括建筑物耗热量、耗冷量指标和采暖期、空调降温期的全年用电量,作为建筑物的节能综合指标。
动态指标一般采用规范引用的DOE-2及目前较为成熟的PKPM系列中的CHEC软件进行分析,能得出较为完成的动态分析数据。
(五) 采暖期耗电量计算
1. 单位建筑面积的通过围护结构的传热量
qH*T =(ti-te)(Σεi*Ki*Fi)/Ao
2. ……
(六) 空调降温期耗电量计算
1. 单位建筑面通过外墙和屋面传热的得热量
tsa = te+ ρI/ae
qR*T =(tsa-ti) (ΣKi*Fi)/Ao
2. 单位建筑面积通过外窗由温差传热的得热量
……
***《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》规定:动态计算出的建筑物的采暖期年耗电量和空调采暖期空调年耗电量之和,不应超过下表中按采暖度日数列出的采暖年耗电量和按空调度日数列出的空调年耗电量限值之和。
……
四、 结论
从以上的分析,不难看出,在同一地区的设计指标是完全固定的,正如我们起先所说的,在同一个设计单位或同一个设计人员笔下所产生的设计成果,在其采用的节能材料、节能方式等各个方面,一般情况下是完全相同的。这是因为设计师考虑的是在同一种建筑类型,尽量采用比较成熟的材料配比、比较成熟的施工工艺,而不盲目采用新材料、新工艺,一方面是为了建筑本身的质量,另一方面也为开发商有效的降低开发成本。
在此前提下,我们的节能计算参数基本是固定的,所不同的是……
希望我们的设计人员,在考虑建筑美观的同时,更多的考虑建筑本身的使用功能的有效性、节能功效的可操作性和开发商开发成本的可控性。
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