办公建筑围护结构节能设计研究.doc

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1、办公建筑围护结构节能设计研究摘要：结合西安地区办公建筑的现状，分析该地区办公建筑在围护结构设计方面存在的问题，利用Designbuilder软件模拟研究建筑窗墙比、外窗、外墙以及屋面的热工性能对办公建筑能耗的影响。在充分考虑西安地区气候条件的基础上，提出适宜的节能设计策略。关键词：西安地区；办公建筑；外围护结构：节能设计随着西安地区的经济发展，本地区的建筑能耗已处于较高水平，且随着使用者对建筑舒适度提出更高的要求，建筑能耗将会进一步增长。办公建筑在当地建筑总量中占有相当大的比例，如能有效降低当地办公建筑的能耗，将对减少西安地区建筑总能耗起到重要作用，有利于实现资源节约型

2、社会，促进该地区的可持续发展。西安地区属于寒冷地区，在办公建筑总能耗中采暖及制冷能耗所占比例是最大的，具有很大的节能空间。采暖及制冷能耗与建筑外围护结构的热工性能具有密切联系，这些都可以通过建筑设计来解决，属于建筑设计研究的范畴。1西安地区办公建筑围护结构现存问题4学海无涯办公建筑围护结构节能设计研究摘要：结合西安地区办公建筑的现状，分析该地区办公建筑在围护结构设计方面存在的问题，利用Designbuilder软件模拟研究建筑窗墙比、外窗、外墙以及屋面的热工性能对办公建筑能耗的影响。在充分考虑西安地区气候条件的基础上，提出适宜的节能设计策略。关键词：西安地区；办公建筑；

3、外围护结构：节能设计随着西安地区的经济发展，本地区的建筑能耗已处于较高水平，且随着使用者对建筑舒适度提出更高的要求，建筑能耗将会进一步增长。办公建筑在当地建筑总量中占有相当大的比例，如能有效降低当地办公建筑的能耗，将对减少西安地区建筑总能耗起到重要作用，有利于实现资源节约型社会，促进该地区的可持续发展。西安地区属于寒冷地区，在办公建筑总能耗中采暖及制冷能耗所占比例是最大的，具有很大的节能空间。采暖及制冷能耗与建筑外围护结构的热工性能具有密切联系，这些都可以通过建筑设计来解决，属于建筑设计研究的范畴。1西安地区办公建筑围护结构现存问题4学海无涯（1）窗墙比较大《公共建筑节

4、能设计标准》（GB50189-2015）中规定，非严寒地区建筑各立面窗墙比均不宜大于0.70。从西安地区气候特点的角度出发，较大的窗墙比有利于采光与通风，但对于采暖能耗是相对不利的，且就全年能耗而言，采暖制冷能耗远大于照明能耗，因此，窗墙比还应进一步优化从而降低建筑能耗。（2）外窗玻璃热工性能欠佳在建筑能耗中，有40%～50%左右的能耗是通过建筑的外围护结构消耗的。其中外窗部分又是建筑外围护结构中能耗损失的最薄弱环节，外窗在建筑外围护结构中能耗损失比约为43%～66%。目前，西安地区办公建筑的外窗多为普通单玻或中空玻璃，外窗整体热工性能欠佳。（3）外墙热工性能不佳外墙是

5、办公建筑外围护结构中面积最大的部分，也是散热较多的构件，外墙在建筑外围护结构中能耗损失比约为41%～47%[1]。因此，在降低建筑能耗的研究中，应将改善建筑外墙的热工性能作为重点。目前，西安地区办公建筑很多采用了自保温外墙，或者采用了外保温外墙，但在构造上欠佳，因此热工性能并不理想。（4）屋面热工性能不佳屋面也是建筑外围护结构中的一部分，对建筑制冷及采暖能耗有一定影响，也可以通过改善屋面热工性能来实现一定程度上的节能。目前，西安地区办公建筑屋面的屋面热工性能还有待进一步提升。2西安地区办公建筑围护结构节能优化研究根据西安地区办公建筑的现状，选择一栋8层典型办公建筑作为基

6、本建筑模型，该办公建筑为钢筋混凝土框架结构，内廊式“一”字型平面，南北朝向，体形系数为0.17，总建筑面积为5018.4m2，标准层面积697.3m2。该建筑的外窗为铝合金断桥加中空玻璃，南向窗墙比为0.45，北向窗墙比为0.25，东西向窗墙比均为0.18。外墙有保温构造，外墙构造由外到内依次为20mm厚石灰砂浆、40mm厚聚苯乙烯泡沫板、160mm厚加气混凝土、20mm厚石灰砂浆。设备功率、照明功率、人员密度的取值按照《公共建筑节能设计标准》（GB50189-2015）取值，利用Designbuilder软件对基本建筑模型进行能耗模拟研究，探究各设计参数与能耗之间的关

7、系。2.1窗墙比。窗墙比是指窗洞面积与建筑立面面积的比值，在建筑外围护结构中，外窗的传热系数远图4　不同厚度屋面保温材料与能耗的关系（图片来源：作者自绘）大于外墙，单纯从建筑节能的角度来讲，应尽量减小开窗面积[2]。但外窗透明的特性可以使太阳辐射热量直接进入室内，这使得南向外窗在冬季白天有可能成为得热构件，而南向外窗在冬季夜晚又属于失热构件，故南向窗墙比的大小对于能耗的影响很难直接定性判断，需要借助软件进行模拟研究。因此，本文重点研究改变南向窗墙比对建筑能耗的影响。在其他参数均保持恒定的条件下，设置南向窗墙比从0.6减少到0.1，以南向窗