超低能耗建筑技術(shù)應(yīng)用

PAGE目錄TOC\o"1-4"\h\z\u1.1.1超低能耗建筑技術(shù)應(yīng)用 11.1.1.1高性能?chē)o(hù)結(jié)構(gòu)保溫體系 11.1.1.2門(mén)窗自動(dòng)控制與通風(fēng)耦合 21.1.1.3自然采光優(yōu)先設(shè)計(jì) 31.1.1.4被動(dòng)式降溫技術(shù) 81.1.1.5夜間通風(fēng)降溫技術(shù) 9該內(nèi)容為最新國(guó)企高分中標(biāo)的施工投標(biāo)方案的內(nèi)容，有完整各級(jí)標(biāo)題和正文格式，高度契合本年度最新施工及評(píng)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)！-林工超低能耗建筑技術(shù)應(yīng)用針對(duì)本項(xiàng)目節(jié)能環(huán)保需求，我司擬采用圍護(hù)結(jié)構(gòu)保溫體系、門(mén)窗自動(dòng)控制通風(fēng)、自然采光設(shè)計(jì)、被動(dòng)式降溫等方面應(yīng)用共5項(xiàng)先進(jìn)技術(shù)，以達(dá)到建筑節(jié)能保溫的作用。高性能?chē)o(hù)結(jié)構(gòu)保溫體系通過(guò)對(duì)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的分析及耗能傳熱模擬計(jì)算，我司擬采用夾心保溫墻體及三銀雙中空Low-E玻璃（低輻射玻璃，余同）等新技術(shù)應(yīng)用提高建筑節(jié)能保溫。（1）設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)本項(xiàng)目要求達(dá)到國(guó)家綠建三星標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱工性能要求較高，在設(shè)計(jì)過(guò)程中考慮采用高性能?chē)o(hù)結(jié)構(gòu)保溫體系。我司根據(jù)杭州市氣候特征，同時(shí)結(jié)合現(xiàn)行《浙江省公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》（DB33/1038），確定圍護(hù)結(jié)構(gòu)最優(yōu)設(shè)計(jì)值，規(guī)范參考值見(jiàn)表5.3-1。圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)參考值圍護(hù)結(jié)構(gòu)部位外墻屋面外窗（整窗）傳熱系數(shù)W/(m2?K)0.350.21.2太陽(yáng)得熱系數(shù)SHGC——冬季≥0.40夏季≤0.15（2）外墻部分具體措施：按照現(xiàn)行《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》（GB50016）的相應(yīng)要求，采用常規(guī)設(shè)計(jì)的外墻外保溫體系或外墻內(nèi)保溫體系，保溫材料的燃燒性能達(dá)到A級(jí)，且保溫厚度大，在安全性和耐久性方面存在不足。針對(duì)此問(wèn)題，我司擬采用雙層墻體夾心保溫體系。我司通過(guò)精細(xì)化設(shè)計(jì)，充分利用高效保溫材料，實(shí)現(xiàn)保溫體系與建筑相同壽命；同時(shí)結(jié)合工業(yè)化建造技術(shù)，構(gòu)建具有保溫性能好、耐久性高、造價(jià)合理等特點(diǎn)的“三明治”夾心保溫墻體構(gòu)造；結(jié)合建筑設(shè)計(jì)，優(yōu)化墻體構(gòu)造和細(xì)部節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)，以實(shí)現(xiàn)“斷熱橋”圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。（3）外窗、玻璃幕墻部分具體措施：透明圍護(hù)結(jié)構(gòu)對(duì)能耗的影響主要包括：傳熱系數(shù)、太陽(yáng)得熱系數(shù)和可見(jiàn)光透射比。根據(jù)透明圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱輻射換熱機(jī)理及隔熱效果分析，在同等透光率的前提下，三銀比雙銀和單銀具有更低的太陽(yáng)得熱系數(shù)和傳熱系數(shù)，能夠阻擋更多的太陽(yáng)輻射熱能。同時(shí)采用多腔體中空結(jié)構(gòu)，可以大大降低窗框的傳熱系數(shù)。本項(xiàng)目擬采用三銀雙中空Low-E玻璃，提高圍護(hù)結(jié)構(gòu)夏季隔熱、冬季保溫性能，大幅降低空調(diào)負(fù)荷，詳見(jiàn)圖5.3-1。單銀、雙銀、三銀玻璃太陽(yáng)輻射熱分析門(mén)窗自動(dòng)控制與通風(fēng)耦合我司擬采用自動(dòng)控制門(mén)窗，特別是在中庭天窗采用能夠根據(jù)太陽(yáng)輻射強(qiáng)度、室內(nèi)外溫度變化、風(fēng)速和雨量大小等因素自動(dòng)啟閉、控制開(kāi)合程度的自動(dòng)天窗系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)夏季良好的自然通風(fēng)、雨季和冬季的自動(dòng)關(guān)閉，在保持室內(nèi)良好的環(huán)境質(zhì)量的同時(shí)達(dá)到低能耗建筑自動(dòng)運(yùn)行的目標(biāo)，詳見(jiàn)圖5.3-2。中庭采用自動(dòng)控制天窗及通風(fēng)窗示意自然采光優(yōu)先設(shè)計(jì)為達(dá)到設(shè)計(jì)要求，滿足發(fā)包人要求，通過(guò)對(duì)建筑空間的采光進(jìn)行模擬分析，計(jì)算出最適合建筑需要的設(shè)計(jì)方案。經(jīng)分析后采用縱向條形天窗和均勻分散的布置形式時(shí)具有最好的采光效果。（1）采光設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)行規(guī)范《建筑采光設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》(GB50033)中對(duì)教育建筑的采光標(biāo)準(zhǔn)值做出了明確要求，同時(shí)根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)確定光氣候分區(qū)、光氣候系數(shù)K值、室外天然光設(shè)計(jì)照度值Es值見(jiàn)表5.3-2、表5.3-3。教育建筑的采光標(biāo)準(zhǔn)采光等級(jí)場(chǎng)所名稱側(cè)面采光采光系數(shù)標(biāo)準(zhǔn)（%）室外天然光照度標(biāo)準(zhǔn)值（lx）Ⅲ專用教室、實(shí)驗(yàn)室、階梯教室、教師辦公室3.0450Ⅴ走道、樓梯間、衛(wèi)生間1.0150圖書(shū)館建筑的采光標(biāo)準(zhǔn)采光等級(jí)場(chǎng)所名稱側(cè)面采光頂部采光采光系數(shù)標(biāo)準(zhǔn)（%）室外天然光照度標(biāo)準(zhǔn)值(lx）采光系數(shù)標(biāo)準(zhǔn)（%）室外天然光照度標(biāo)準(zhǔn)值(lx）Ⅲ閱覽室、開(kāi)架書(shū)庫(kù)3.04502.0300Ⅳ目錄室2.03001.0150Ⅴ書(shū)庫(kù)、走道、樓梯間衛(wèi)生間1.01500.575針對(duì)本項(xiàng)目，考慮優(yōu)先采用自然采光設(shè)計(jì)，從而達(dá)到減少人工燈具使用、降低建筑使用能耗。（2）采光模擬分析采光模擬分析的重要目的之一是研究在室外不利情況下，如何布置透明外窗區(qū)域從而滿足室內(nèi)采光要求。因此模擬過(guò)程中，將天空背景照度設(shè)置為全陰天模式，在此模式下對(duì)地上樓層采光系數(shù)進(jìn)行計(jì)算。采用蒙特卡洛算法優(yōu)化的反向光線追蹤算法，相對(duì)于光能傳遞算法來(lái)說(shuō)光線追蹤更適合于精確的建筑采光分析。1）開(kāi)窗位置分析：側(cè)面采光時(shí)四個(gè)朝向各開(kāi)窗位置的采光系數(shù)均相等，采光系數(shù)與朝向無(wú)關(guān)。在水平方向上開(kāi)窗位置對(duì)室內(nèi)參考平面平均采光系數(shù)沒(méi)有影響，而在高度方向，位置較高的開(kāi)窗室內(nèi)參考平面平均采光系數(shù)值較小，但減少量很低，最小值和最大值之差僅為平均值的3.2%。天窗開(kāi)窗位置對(duì)室內(nèi)參考平面平均采光系數(shù)有所影響，開(kāi)窗位置越居中，室內(nèi)參考平面采光系數(shù)值越高，但最小值和最大值之差僅為平均值的3.6%。在不考慮室內(nèi)采光系數(shù)（可反應(yīng)照度）分布的情況下，對(duì)室內(nèi)平均采光系數(shù)而言，外墻立面水平方向上的開(kāi)窗位置對(duì)室內(nèi)參考平面的平均采光系數(shù)幾乎沒(méi)有影響，而外墻立面垂直方向上的開(kāi)窗位置對(duì)參考平面上的平均采光系數(shù)影響也較小。屋頂開(kāi)窗位置對(duì)室內(nèi)參考平面上的平均采光系數(shù)影響稍大一些。若考慮到建筑實(shí)際開(kāi)窗都是采用比較均勻的布置方式，開(kāi)窗位置對(duì)工作面照度的影響可以忽略。而在開(kāi)窗面積相同時(shí)，天窗形成的采光系數(shù)大于側(cè)窗，天窗的采光能力大于側(cè)窗。2）開(kāi)窗面積分析就側(cè)向開(kāi)窗而言，開(kāi)窗面積對(duì)建筑自然采光有決定性的影響作用，開(kāi)窗面積越大，自然采光量就越大。在不同窗墻百分比下進(jìn)行模擬，室內(nèi)采光系數(shù)平均值隨窗墻比的變化見(jiàn)圖5.3-3。采光系數(shù)隨窗墻比的變化分析可以看出，采用側(cè)面開(kāi)窗的方式，參考平面的采光系數(shù)隨開(kāi)窗面積的增大而增大，并且窗墻比與采光系數(shù)間具有很強(qiáng)的線性關(guān)系。窗墻比每增加10%，采光系數(shù)增加0.82%。采用天窗采光的方式時(shí)，室內(nèi)參考平面的采光系數(shù)同樣是隨著開(kāi)窗面積的增大而增大，并且成線性關(guān)系，天窗比每增加1%，采光系數(shù)值增加0.44%。但與側(cè)面開(kāi)窗相比，天窗的采光能力更強(qiáng)，若開(kāi)窗面積統(tǒng)一為天窗比為1%的面積作為單位面積，那么側(cè)窗每增加一個(gè)單位面積開(kāi)窗，室內(nèi)采光系數(shù)增加量?jī)H為0.25%。因此，相同開(kāi)窗面積下，天窗在室內(nèi)參考平面上所產(chǎn)生的采光系數(shù)大約為側(cè)面采光的1.8倍。在不同天窗面積百分比下進(jìn)行模擬，室內(nèi)采光系數(shù)平均值隨天窗面積比的變化規(guī)律見(jiàn)圖5.3-4。采光系數(shù)隨天窗比的變化分析3）天窗采光形式分析：對(duì)于本項(xiàng)目中的圖書(shū)館、體育館等建筑而言，天窗設(shè)計(jì)尤為重要，合理的天窗設(shè)計(jì)可有效提高自然采光效果，從而降低照明能耗。我司結(jié)合本項(xiàng)目，分析了集中式、橫向條形、縱向條形三種天窗形式在分散布置時(shí)室內(nèi)自然采光分布情況，詳見(jiàn)圖5.3-5、圖5.3-6、圖5.3-7。分散布置時(shí)中間集中天窗的采光分布分散布置時(shí)橫向條形天窗的采光分布分散布置時(shí)縱向條形天窗的采光分布隨著天窗設(shè)置分散程度由低到高不斷增大，三種天窗形式下采光均勻度的差異明顯增大，縱向條形天窗分散布置后較中間集中和橫向條形天窗有更好的采光均勻度?？梢钥闯?，對(duì)中間集中天窗進(jìn)行分散布置后室內(nèi)采光的均勻度依然較差，且存在大量采光較差的區(qū)域。對(duì)橫向條形天窗分散布置后室內(nèi)采光的均勻度隨著天窗分散布置的程度而逐漸增大。室內(nèi)的采光均勻度比集中布置時(shí)有了很大的提高，但是依然存在大量采光較差的區(qū)域。而對(duì)縱向條形天窗分散布置后室內(nèi)采光的均勻度同樣隨著天窗分散布置的程度有明顯的提高。綜上所述，室內(nèi)自然采光的分布和采光系數(shù)的均勻度受天窗布置的影響很大。集中布置時(shí)，三種天窗形式下的室內(nèi)采光分布均不理想，室內(nèi)采光系數(shù)均勻度低。分散布置后，中間集中天窗的室內(nèi)采光分布沒(méi)有明顯的改善，但將橫向條形和縱向條形兩種天窗形式進(jìn)行分散布置后，室內(nèi)采光系數(shù)的均勻度得到了有效的提高。通過(guò)三種天窗在集中和分散條件下進(jìn)行比較，表明采用縱向條形天窗和均勻分散的布置形式時(shí)具有最好的采光效果。我司通過(guò)合理的優(yōu)化設(shè)計(jì)，辦公樓和圖書(shū)館建筑均能達(dá)到良好的采光效果，行政樓和圖書(shū)館的采光模型見(jiàn)圖5.3-8。建筑（行政樓和圖書(shū)館）采光模型①行政樓計(jì)算分析結(jié)果見(jiàn)表5.3-4。采光系數(shù)統(tǒng)計(jì)分析采光系數(shù)范圍之內(nèi)范圍之外范圍網(wǎng)格區(qū)域(%)網(wǎng)格區(qū)域(%)0-120.01198041001-2379819.181880294.942-3406820.541500475.763-4231711.71393670.364-5281714.22961948.575-616568.36680234.356-79254.67514625.987-86123.09422121.318-95492.77360918.229-106333.2306015.45②圖書(shū)館計(jì)算分析結(jié)果見(jiàn)表5.3-5。采光系數(shù)統(tǒng)計(jì)分析采光系數(shù)范圍之內(nèi)范圍之外范圍網(wǎng)格區(qū)域(%)網(wǎng)格區(qū)域(%)0-120.01198041001-2379819.181880294.942-3406820.541500475.763-4231711.71393670.364-5281714.22961948.575-616568.36680234.356-79254.67514625.987-86123.09422121.318-95492.77360918.229-106333.2306015.45通過(guò)以上統(tǒng)計(jì)結(jié)果，可以看出：①主要功能房間采光系數(shù)滿足現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《建筑采光設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》（GB50033）不應(yīng)低于3%的要求，且面積比例大于70%，充分的利用的天然采光，有限的降低了照明能耗，見(jiàn)圖5.3-9。②建筑室內(nèi)照度分布均勻，自然采光系數(shù)較好，通過(guò)與外遮陽(yáng)的有限結(jié)合，有效的防止了眩光的產(chǎn)生，見(jiàn)圖5.3-9、圖5.3-10。行政樓室內(nèi)采光系數(shù)模擬分析圖書(shū)館室內(nèi)采光系數(shù)模擬分析被動(dòng)式降溫技術(shù)對(duì)本項(xiàng)目而言，被動(dòng)式降溫技術(shù)貫穿整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程，是多項(xiàng)具體技術(shù)設(shè)計(jì)的綜合應(yīng)用結(jié)果，其中包括：景觀布局優(yōu)化、水體的蒸發(fā)冷卻、架空屋頂、屋頂綠化、垂直綠化、反射隔熱、建筑遮陽(yáng)、自然通風(fēng)、熱質(zhì)蓄冷等。通過(guò)對(duì)被動(dòng)式降溫技術(shù)應(yīng)用前后的數(shù)據(jù)分析，在杭州的氣象條件下，采用被動(dòng)式降溫技術(shù)，可以降低空調(diào)使用時(shí)長(zhǎng)的35.3%。夜間通風(fēng)降溫技術(shù)夜間通風(fēng)降溫可以利用晝夜溫差的變化規(guī)律，在夜間溫度較低的時(shí)間段進(jìn)行通風(fēng)，把室內(nèi)的熱量帶出室外，從而達(dá)到減少空調(diào)運(yùn)行時(shí)間，降低空調(diào)能耗的目的。經(jīng)過(guò)我司技術(shù)分析最優(yōu)設(shè)計(jì)方案，擬采用夜間機(jī)械通風(fēng)降溫技術(shù)。（1）夜間通風(fēng)方式選擇：夜間通風(fēng)按照是否采用機(jī)械裝置分為夜間自然通風(fēng)降溫和夜間機(jī)械通風(fēng)降溫。1）夜間自然通風(fēng)夜間自然通風(fēng)不需要消耗動(dòng)力，節(jié)省設(shè)備投資和運(yùn)行費(fèi)用，是一種經(jīng)濟(jì)的夜間通風(fēng)方法，但是受到室外風(fēng)速風(fēng)壓的不