廣州歌劇院建筑節(jié)能計算報告書

1、廣州歌劇院建筑節(jié)能計算報告書項目名稱：廣州歌劇院建筑名稱：廣州歌劇院計 算 人：校 對 人：審 核 人：報告日期：2007年6月15日廣州珠江外資建筑設(shè)計院2007.6廣州歌劇院建筑節(jié)能計算報告書1設(shè)計依據(jù)22. 建筑節(jié)能設(shè)計23. 外圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱工性能計算44. 各部分建筑能耗分析與計算85. 結(jié)論13 廣州歌劇院建筑節(jié)能計算報告書1設(shè)計依據(jù)1.1公共建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)（GB50189-2005）1.2民用建筑熱工設(shè)計規(guī)范（GB50176-93）本項目位于廣東省廣州市，按民用建筑熱工設(shè)計規(guī)范（GB50176-93）對熱工分區(qū)的劃分，屬夏熱冬暖地區(qū)。在進(jìn)行建筑節(jié)能設(shè)計及計算時應(yīng)執(zhí)行公共建筑節(jié)能設(shè)計

2、標(biāo)準(zhǔn)（GB50189-2005）中有關(guān)夏熱冬暖地區(qū)的規(guī)定。2. 建筑節(jié)能設(shè)計2.1 建筑節(jié)能措施概要基于廣州市氣候特點及相關(guān)節(jié)能規(guī)范的要求，本工程的節(jié)能設(shè)計主要是通過采用輕質(zhì)保溫隔熱墻體和屋頂、種植屋面及Low-E中空玻璃等措施，有效減少夏季空調(diào)的耗電量。2.2 建筑具體節(jié)能措施規(guī)劃上除了常規(guī)綠化之外，屋頂部分區(qū)域還布置了種植屋面，并在歌劇院周圍設(shè)置水體，有效降低小區(qū)室外溫度和熱島效應(yīng)。在建筑設(shè)計中，屋面和墻體的保溫層分區(qū)設(shè)置了100mm厚保溫巖棉(0.039 W/mK)和50厚聚氨酯硬泡沫塑料(0.024W/mK)。門窗工程中，外窗（玻璃幕墻）采用鋁合金Low-E中空玻璃窗（高透型），傳熱系

3、數(shù)K=2.5W/m2.K，自遮陽系數(shù)SC=0.40；天窗采用鋁合金Low-E中空玻璃窗（低透型），傳熱系數(shù)K=2.5W/m2.K，自遮陽系數(shù)SC=0.25。外窗的氣密性能不低于建筑外窗氣密性能分級及其檢測方法GB7107-2002中規(guī)定的4級，透明幕墻的氣密性能不低于建筑幕墻物理性能分級GB/T15225中規(guī)定的3級；外窗及玻璃幕墻可開啟面積符合公共建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)（GB50189-2005）。2.3 建筑節(jié)能設(shè)計計算按標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，本設(shè)計對外墻及屋頂?shù)膫鳠嵯禂?shù)進(jìn)行驗算，不同材料的外墻和屋頂按照面積加權(quán)平均后得出平均熱工參數(shù)。本工程應(yīng)用清華大學(xué)的建筑能耗設(shè)計分析軟件DeST-c for 2K進(jìn)行

4、建筑節(jié)能分析計算。根據(jù)建筑設(shè)計方案，分別建立大劇院、多功能劇院、平臺部分（咖啡廳、售票處、閱覽室）的三維模型圖（見圖2.12.3，具體模型見附件一）。圖2.1 大劇院三維模型圖2.2多功能劇院三維模型 圖2.3 平臺部分三維模型3. 外圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱工性能計算3.1 屋面熱工性能計算根據(jù)屋頂?shù)牟牧虾蜆?gòu)造，本工程分為四類屋面：一、硬防水屋面；二、軟防水屋面；三、種植屋面（平臺部分）；四、上人屋面（平臺部分）。分別計算這四種構(gòu)造屋頂?shù)臒峁?shù)如下：（1）硬防水屋面圖3.1 硬防水屋面構(gòu)造大樣表1 硬防水屋面熱工性能計算表材料名稱（由上到下）編號厚度導(dǎo)熱系數(shù)蓄熱系數(shù)S修正系數(shù)熱阻R熱惰性指標(biāo)(mm)W/

5、(m.K)W/(.K)(K)/WD=RS鋁鎂防水板12保溫巖棉(=70以下)21000.0390.5801.002.5641.487鍍鋅鋼板33各層之和1052.5641.487傳熱系數(shù)K=1/(0.11+R+0.05)0.367修正后K0.367（2）軟防水屋面圖3.2 軟防水屋面構(gòu)造大樣表2 軟防水屋面熱工性能計算表材料名稱（由上到下）編號厚度導(dǎo)熱系數(shù)蓄熱系數(shù)S修正系數(shù)熱阻R熱惰性指標(biāo)(mm)W/(m.K)W/(.K)(K)/WD=RSEPDM防水層13聚胺酯硬泡沫塑料（=30）2500.0240.3601.002.0830.75鍍鋅鋼板33各層之和562.0830.75傳熱系數(shù)K=1/(

6、0.11+R+0.05)0.446修正后K0.446（3）種植屋面（平臺部分）圖3.3 種植屋面構(gòu)造大樣（平臺部分）表3 種植屋面熱工性能計算表材料名稱（由外到內(nèi)）編號厚度導(dǎo)熱系數(shù)蓄熱系數(shù)S修正系數(shù)熱阻R熱惰性指標(biāo)(mm)W/(m.K)W/(.K)(K)/WD=RS種植土13000.7609.3701.000.3953.699陶粒排水層21200.5307.251.000.2261.640細(xì)石混凝土3401.51015.3601.000.0260.407水泥砂漿4400.93011.3701.000.0430.489防水層52鋼筋混凝土81501.74017.2001.000.0861.483

7、各層之和6520.7766.235傳熱系數(shù)K=1/(0.11+R+0.05)1.068修正后K1.068（4）上人屋面（平臺部分）圖3.4上人屋面構(gòu)造大樣（平臺部分）表4 上人屋面熱工性能計算表材料名稱（由外到內(nèi)）編號厚度導(dǎo)熱系數(shù)蓄熱系數(shù)S修正系數(shù)熱阻R熱惰性指標(biāo)(mm)W/(m.K)W/(.K)(K)/WD=RS水泥砂漿21100.93011.3701.000.1181.345防水層32水泥砂漿4200.93011.3701.000.0220.245鋼筋混凝土81501.74017.2001.000.0861.483各層之和2820.2263.073傳熱系數(shù)K=1/(0.11+R+0.05)

8、2.59修正后K2.593.2 外墻熱工性能計算（1）軟防水墻身圖3.5 墻體構(gòu)造大樣表5 軟防水外墻熱工性能計算表材料名稱（由上到下）編號厚度導(dǎo)熱系數(shù)蓄熱系數(shù)S修正系數(shù)熱阻R熱惰性指標(biāo)(mm)W/(m.K)W/(.K)(K)/WD=RSEPDM防水層13聚胺酯硬泡沫塑料（=30）2500.0240.3601.002.0830.75鍍鋅鋼板33各層之和562.0830.75傳熱系數(shù)K=1/(0.11+R+0.05)0.446修正后K0.446（2）加氣混凝土砌塊（平臺部分）表6 加氣混凝土外墻熱工性能計算表材料名稱（由上到下）編號厚度導(dǎo)熱系數(shù)蓄熱系數(shù)S修正系數(shù)熱阻R熱惰性指標(biāo)(mm)W/(m.

9、K)W/(.K)(K)/WD=RS石灰砂漿1200.8110.071.000.0250.249加氣混凝土砌塊（=700）22000.2203.591.000.9093.264石灰砂漿3200.8110.071.000.0250.249各層之和2400.9593.762傳熱系數(shù)K=1/(0.11+R+0.05)0.894修正后K0.8943.3外窗（玻璃幕墻）及天窗熱工性能圖3.6 玻璃幕墻構(gòu)造大樣表7 外窗（玻璃幕墻）及天窗熱工參數(shù)表構(gòu)造類型使用部位傳熱系數(shù)（W/m2.K）自遮陽系數(shù)SC值鋁合金Low-E中空鋼化夾膠玻璃窗（高透型）外窗（玻璃幕墻）2.50.40鋁合金Low-E中空鋼化夾膠玻璃

10、窗（低透型）天窗2.50.254. 各部分建筑能耗分析與計算4.1大劇院建筑能耗分析與計算（大劇院建筑面積=）（1）窗墻面積比統(tǒng)計及外窗熱工性能計算表8 大劇院窗墻面積比統(tǒng)計表朝向窗面積（）墻面積（含窗洞）（）窗墻面積比窗墻比限值結(jié)論東931.92500.60.3730.70滿足南307.4736.20.4180.70滿足西749.01893.20.3960.70滿足北1044.71777.90.5880.70滿足合計3033.06907.90.439朝向天窗面積（）屋頂面積（含天窗）（）屋頂天窗面積比窗墻比限值結(jié)論天窗1594.914105.511.3%20%滿足表9 大劇院外窗（玻璃幕墻）

11、傳熱系數(shù)朝向窗墻比做法名稱傳熱系數(shù)(上限值)W/m2.K結(jié)論東0.373鋁合金Low-E中空鋼化夾膠玻璃窗（高透型）2.50 (3.5)滿足南0.418鋁合金Low-E中空鋼化夾膠玻璃窗（高透型）2.50 (3.0)滿足西0.396鋁合金Low-E中空鋼化夾膠玻璃窗（高透型）2.50 (3.5)滿足北0.588鋁合金Low-E中空鋼化夾膠玻璃窗（高透型）2.50 (3.0)滿足天窗11.3%鋁合金Low-E中空鋼化夾膠玻璃窗（低透型）2.50 (3.5)滿足表10 大劇院窗遮陽系數(shù)及遮陽措施朝向窗墻比遮陽措施SCSDSW標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定值結(jié)論東0.373無0.4010.400.45滿足南0.418無0

12、.4010.400.40滿足西0.396無0.4010.400.45滿足北0.588無0.4010.400.45滿足天窗11.3%無0.2510.250.35滿足（2）外墻平均熱工性能計算表11 大劇院外墻熱工參數(shù)匯總構(gòu)造名稱構(gòu)造類型面積(m2)傳熱系數(shù)KW / (K)熱惰性指標(biāo)D50厚聚胺酯硬泡沫塑料保溫層?xùn)|向外墻1568.70.4460.75南向外墻428.80.4460.75西向外墻1144.20.4460.75北向外墻733.20.4460.75全部外墻平均傳熱系數(shù)K0.446標(biāo)準(zhǔn)要求K0.70（輕質(zhì)）是否符合標(biāo)準(zhǔn)要求符合（3）屋頂平均熱工性能計算表12 大劇院屋頂熱工參數(shù)匯總構(gòu)造名稱

13、構(gòu)造類型面積(m2)傳熱系數(shù)KW / (K)熱惰性指標(biāo)D100厚保溫巖棉硬防水屋面7285.60.3671.48750厚聚胺酯硬泡沫塑料軟防水屋面5224.90.4460.75屋頂平均傳熱系數(shù)K/平均熱惰性指標(biāo)DK=0.399，D=1.179標(biāo)準(zhǔn)要求K0.40（輕質(zhì)）是否符合標(biāo)準(zhǔn)要求符合（4）無室外架空板（5）能耗計算結(jié)果因大劇院屋頂?shù)能浄浪菝娴膫鳠嵯禂?shù)K值超出公共建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)（GB50189-2005）的規(guī)定性指標(biāo)，按照標(biāo)準(zhǔn)要求需進(jìn)行權(quán)衡判斷。表13 大劇院全年空調(diào)總能耗(kWh/m2)權(quán)衡判斷計算結(jié)果表基準(zhǔn)建筑參照建筑設(shè)計建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)節(jié)能率是否符合標(biāo)準(zhǔn)要求大劇院336.97286.4

14、3285.0815.0%符合注：圍護(hù)結(jié)構(gòu)節(jié)能率=（基準(zhǔn)建筑能耗-參照建筑能耗）/基準(zhǔn)建筑能耗4.2 多功能劇院建筑能耗分析與計算（1）窗墻面積比統(tǒng)計及外窗熱工性能計算表14 多功能劇院窗墻面積比統(tǒng)計表朝向窗面積（）墻面積（含窗洞）（）窗墻面積比窗墻比限值結(jié)論東862.61750.80.4930.70滿足南496.71391.90.3570.70滿足西367.02412.90.1520.70滿足北471.62221.30.2120.70滿足合計2197.97776.90.283朝向天窗面積（）屋頂面積（含天窗）（）屋頂天窗面積比天窗面積比限值結(jié)論天窗442.13014.514.7%20%滿足表1

15、5 多功能劇院外窗（玻璃幕墻）傳熱系數(shù)朝向窗墻比做法名稱傳熱系數(shù)(上限值)W/m2.K結(jié)論東0.493鋁合金Low-E中空鋼化夾膠玻璃窗（高透型）2.50 (3.0)滿足南0.357鋁合金Low-E中空鋼化夾膠玻璃窗（高透型）2.50 (3.5)滿足西0.152鋁合金Low-E中空鋼化夾膠玻璃窗（高透型）2.50 (6.5)滿足北0.212鋁合金Low-E中空鋼化夾膠玻璃窗（高透型）2.50 (4.7)滿足天窗14.7%鋁合金Low-E中空鋼化夾膠玻璃窗（低透型）2.50 (3.5)滿足表16 多功能劇院窗遮陽系數(shù)及遮陽措施朝向窗墻比遮陽措施SCSDSW標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定值結(jié)論東0.493無0.4010

16、.400.40滿足南0.357無0.4010.400.45滿足西0.152無0.4010.40無要求滿足北0.212無0.4010.400.60滿足天窗14.7%無0.2510.250.35滿足（2）外墻平均熱工性能計算表17 多功能劇院外墻熱工參數(shù)匯總構(gòu)造名稱構(gòu)造類型面積(m2)傳熱系數(shù)KW / (K)熱惰性指標(biāo)D50厚聚胺酯硬泡沫塑料保溫層?xùn)|向外墻888.20.4460.75南向外墻895.20.4460.75西向外墻2045.90.4460.75北向外墻1749.70.4460.75全部外墻平均傳熱系數(shù)K0.446標(biāo)準(zhǔn)要求K0.70（輕質(zhì)）是否符合標(biāo)準(zhǔn)要求符合（3）屋頂平均熱工性能計算表

17、18 多功能劇院屋頂熱工參數(shù)匯總構(gòu)造名稱構(gòu)造類型面積(m2)傳熱系數(shù)KW / (K)熱惰性指標(biāo)D100厚保溫巖棉硬防水屋面2260.80.3671.48750厚聚胺酯硬泡沫塑料軟防水屋面753.60.4460.75屋頂平均傳熱系數(shù)K/平均熱惰性指標(biāo)DK=0.387，D=1.303標(biāo)準(zhǔn)要求K0.40（輕質(zhì)）是否符合標(biāo)準(zhǔn)要求符合（4）無室外架空板（5）能耗計算結(jié)果因多功能劇院屋頂?shù)能浄浪菝娴膫鳠嵯禂?shù)K值超出公共建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)（GB50189-2005）的規(guī)定性指標(biāo)，按照標(biāo)準(zhǔn)要求需進(jìn)行權(quán)衡判斷。表19 多功能劇院全年空調(diào)總能耗(kWh/m2)權(quán)衡判斷計算結(jié)果表基準(zhǔn)建筑參照建筑設(shè)計建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)節(jié)能

18、率是否符合標(biāo)準(zhǔn)要求多功能劇院241.22198.16197.4717.9%符合注：圍護(hù)結(jié)構(gòu)節(jié)能率=（基準(zhǔn)建筑能耗-參照建筑能耗）/基準(zhǔn)建筑能耗4.3 平臺部分（咖啡廳、售票處、閱覽室）建筑能耗分析與計算（1）窗墻面積比統(tǒng)計及外窗熱工性能計算表20 平臺部分窗墻面積比統(tǒng)計表朝向窗面積（）墻面積（含窗洞）（）窗墻面積比窗墻比限值結(jié)論東28.0132.00.2120.70滿足南155.8841.50.1850.70滿足西10.126.00.3880.70滿足北250.9749.00.3350.70滿足合計444.81748.50.254朝向天窗面積（）屋頂面積（含天窗）（）屋頂天窗面積比窗墻比限值結(jié)

19、論天窗表21 平臺部分外窗（玻璃幕墻）傳熱系數(shù)朝向窗墻比做法名稱傳熱系數(shù)(上限值)W/m2.K結(jié)論東0.212鋁合金Low-E中空鋼化夾膠玻璃窗（高透型）2.50 (4.7)滿足南0.185鋁合金Low-E中空鋼化夾膠玻璃窗（高透型）2.50 (6.5)滿足西0.388鋁合金Low-E中空鋼化夾膠玻璃窗（高透型）2.50 (3.5)滿足北0.335鋁合金Low-E中空鋼化夾膠玻璃窗（高透型）2.50 (3.5)滿足天窗表22 平臺部分窗遮陽系數(shù)及遮陽措施朝向窗墻比遮陽措施SCSDSW標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定值結(jié)論東0.212無0.4010.400.50滿足南0.185無0.4010.40無要求滿足西0.388無0.4010.400.45滿足北0.335有（窗位于停車場內(nèi)部）0.40000.55滿足天窗（2）外墻平均熱工性能計算表23 平臺部分外墻熱工參數(shù)匯總構(gòu)造名稱構(gòu)造類型面積(m2)傳熱系數(shù)KW / (K)熱惰性指標(biāo)D加氣混凝土砌塊東向外墻104.00.8943.762南向外墻685.70.8943.762西向外墻15.90.8943.762北向外墻498.10.8943.762全部外墻平均傳熱系數(shù)K值/平均熱惰性指標(biāo)D值K=0.894，D=3.762標(biāo)準(zhǔn)要求K1.50（重質(zhì)），D2.5是否符合標(biāo)準(zhǔn)要求符合（3）屋頂平均熱工性能計算表11