浅谈现代办公建筑节能设计的影响因素

来源：职称驿站所属分类：建筑设计论文发布时间：2012-08-09 09:22:33浏览：次

　　摘要:建筑节能是指建筑在选址、规划、设计、建造和使用过程中,通过合理的规划设计,采用节能型的建筑材料、产品和设备,执行建筑节能标准,加强建筑物节能设备的运行管理,合理设计建筑围护结构的热工性能,提高采暖、制冷、照明、通风、给排水和管道系统的运行效率,以及利用可再生能源,在保证建筑物使用功能和室内热环境质量的前提下,降低建筑能源消耗,合理、有效地利用能源。而办公建筑作为能耗大户,节能设计就显得非常紧迫。本文对目前办公建筑节能设计的影响因素进行了分析，希望与大家共同探讨。
　　关键词：办公建筑，节能设计，响因素
　　
　　办公建筑是公共建筑中的一种较普遍的建筑类型，它的需求量大，由于其本身功能的复杂性和设计的多样性，使其空调能耗非常高，远大于住宅，因为办公建筑对能源和环境的影响较大。由此可见，办公建筑推行节能的力度和深度在很大程度上将直接影响着我国建筑节能整体目标的实现，我们也看到，对办公建筑节能问题目前所进行的一系列探索性的研究更是具有战略性的意义。本文针对办公建筑节能设计中的影响因素进行模拟分析，以确定各影响因素对能耗影响的大小。
　　1、分析方法
　　以实际建筑物作为分析的建筑模型，该建筑满足节能标准对当地设计建筑的要求，其各项热工性能均达到节能标准的规定值（上限值），即该建筑是一个刚刚满足节能标准的建筑，按照公共建筑节能设计标准附录B中规定的空调系统形式、房间设备功率、人员密度、照明功率密度、新风量、各种时间表等条件，计算能耗，以其能耗作为参考，在一定范围内分别改变对能耗有影响的建筑物的窗墙比、窗子传热系数、窗子的遮阳系数，以分析各种因素对能耗的影响大小。计算软件采用本公司开发的公共建筑节能设计计算软件PBEC的修改版计算。
　　2、影响因素分析
　　2.1参照建筑
　　某建筑为一办公楼建筑，地下三层，地上三十九层，建筑面积63891m2,地上52321m2.地上高度136.80m,筒中筒结构，典型标准层东西长40.5m,宽29.9m,裙楼部分各层建筑面积大于典型标准层面积，厕所和电梯在内筒中央区。各朝向的窗墙比：北向0.62，西向0.55，南向0.64，东向0.59,体形系数0.12，整个建筑物平均窗墙比0.6，假设新风系统按层划分。
　　2.2窗墙比的影响
　　从采光、建筑艺术和室内人员感觉角度考虑，公共建筑的窗墙比往往偏高，从建筑节能角度，宜降低窗墙比，为分析窗墙比的影响，将窗墙比的取值范围加大，以分析影响大小。从计算结果可以看出窗墙比的影响大小与朝向和地区有关，不同地区空调供冷量和采暖供热量所占比例明显不同，所以窗墙比的影响大小取决于其对空调和采暖耗能量的影响大小。
　　窗墙比的影响随朝向不同而不同，对于北向，窗墙比的变化对耗能量影响比较有规律，窗墙比增加0.05,耗能量约增加1.5—2.0‰左右，对于东西向，窗墙比增加0.05,耗能量约增加1—1.3‰左右；对南向的影响，与地区有关，对于北方地区，在某些窗墙比范围内，窗墙比的加大，耗能量反呈递减趋势，分析原因，因南向房间，全年接受太阳辐射得热量较多，使得冬季采暖供热量减少，同时夏季空调供冷量增加，但两者之和减少。而对于南方广西地区，能耗随着南向窗墙比的增大而增大，对于上海地区，空调耗能为主，采暖也占一定比例，南向变化不明显。
　　因此，从全年耗能角度考虑，对于空调能耗和采暖能耗相当，或采暖能耗所占比例较大的地区，南向窗墙比在一定范围内变化，对全年能耗影响不大，设计师有一定的选择空间。
　　2.3窗子传热系数的影响为比较窗子传热系数变化对能耗的影响，窗子传热系数分别取值2.0、2.3、2.5、2.7、3.0、3.5W/(m2.K),参照建筑的围护结构热工性能按0.4<窗墙比≤0.5取,窗墙比设定为0.45,分别对北京、上海、广西地区进行计算，采用2.2的比较方法。对于上海地区，窗子传热系数每降低0.1W/(m2.K),总能耗降低约2‰左右。对于广西地区，窗子传热系数每降低0.1W/(m2.K),总能耗降低约0.33‰左右,可见窗子传热系数的影响甚微。对于北京地区，窗子传热系数每降低0.1W/(m2.K),总能耗降低约3‰左右，但也出现传热系数增加，总能耗减少（耗热量增加，耗冷量减少）的情况，分析原因，主要是办公建筑，空调运行方式为间歇运行，模拟条件为定新风量系统，北方地区气候特点是夏季温差较大，白天温度高，夜间温度低，传热系数增大后，夜间非空调时间室内温度会降低，建筑物的蓄热量减少，使得工作时间的总能耗下降，在这种情况下，应存在一个最佳的窗子传热系数值。
　　2.4窗子遮阳系数的影响
　　对节能标准中有遮阳系数限值的朝向，其窗子遮阳系数分别取值0.5—0.8,间隔0.05，其他计算条件同2.3.对于北京地区，窗子遮阳系数增加，采暖耗热量减少，空调耗冷量逐渐增加，而总和有减少的趋势；对于广西地区，窗子遮阳系数增加,耗能量增加，窗子遮阳系数增加0.05，总耗能量增加约2—2.6%。对于上海地区，变化介于北京和广西地区之间；因此，对于以空调为主的广西地区，减少遮阳系数，将明显减少耗能量，对于采暖耗能量占一定比例的地区，不能简单地一味追求降低窗玻璃本身的遮阳系数，应考虑合理设置活动遮阳设施，既减少空调能耗，又不影响冬季房间日射得热。可见，对于任何地区，合理设置活动遮阳设施是减少能耗的有效方法。
　　3、结束语
　　（1）对于采暖能耗所占比例较大的北方地区，南向窗墙比可在一定范围内适当加大，虽然影响设备最大容量，但从能耗角度分析，影响不明显，可以给设计师一定的选择空间。
　　（2）对于以空调耗能为主的南方地区，窗子传热系数对能耗的影响较小。
　　（3）任何地区，合理设置活动遮阳设施都是减少能耗的有效方法，在设计中应引起重视。
　　（4）在设计空调系统时，应考虑办公建筑室内发热量大、间歇运行的特点，在过渡季应考虑变新风系统，在夏季的夜间，当室外空气温度低于室内温度时，可考虑利用室外空气预冷房间。
　　总之，作为大量消耗能源与资源的建筑业，抓紧发展绿色的生态节能建筑，是社会发展的紧迫要求。而办公建筑设计提倡采用生态节能技术更是一个重要的举措。在新的形势下，建设高舒适、低能耗的生态节能办公建筑，是我们进一步研究和探索的大课题和新任务。
　　参考文献：
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　　3.蒋国璇.浅析节能设计在建筑设计中的应用[J].黑龙江科技信息,2010,(35)