公共建筑节能设计要点

1、公共建筑节能设计要点（建筑）作者：吴卫平i来源：甘肃省建筑设计研究院！发布用户：admin 发布时间：08年07月25日i阅读：2229 次我国在民用建筑中的采暖居住建筑实行节能设计已有十多年的历史，其中经历了两个 阶段，第一阶段的节能标准是节能率30%,第二阶段然而节能标准是节能率50%,第一阶 段又称第一步节能、第二阶段又称第二步节能；今年2月1日我省又编制并推出了第三步 节能设计标准，即节能率65%的采暖居住建筑节能设计标准。经过十多年的持续推行， 省内多数设计单位的很多设计人员对居住建筑的节能设计已有相当程度的认知和掌握。随着 国际油价持续在高位排徊，能源问题日益引起各国逢73年第一次

2、石油危机以来的再次的高 度重视，许多国家都把节约能源作为基本国策，我国也把节约能源作为落实科学发展观的一 个重要方面，将节能作为国家发展经济的一项长远战略方针，提高到空间高度，我国建筑 能耗已占到总能耗的30%，而且是非生产性的纯消费性能耗，众所周知，公共建筑的能耗 数倍于居住建筑，在居住建筑三种气候区的节能设计标准相继颁布实施后，可以说居住建筑 的节能设计标准已复盖了全国各个地区，而单位能耗510倍于居住建筑的公共建筑的节能 问题就日益突现出来，在这种背景下，建设部及时组织力量编制了公共建筑节能设计标准 与居住建筑不同的是，公共建筑没有从30%节能起步，而是一步直接到50%节能率，且不 分发

3、达与不发达地区，不分大小城镇，全国一刀切于2005年7月1日起在全国同时强制执 行，表现了国家对降低公共建筑能耗的巨大决心与推行力度。与居住建筑节能设计推行十多年的时间相比，设计人员对公共建筑节能设计的认知度和掌握 要差很多，对标准的理解存在这样那样的不清楚或疑惑，当然这种现象因人而异或多或少。 因此有必要对公共建筑节能设计标准进行解读，以便较为准确地了解和掌握公共建筑节 能设计的要点。一、标准的特点1、设计途径与居住建筑不同，标准对公共建筑的设计提出了两种途径。一种是规定性方法，另一种 叫作性能化方法。设计者可根据需要选用其中任一种方法，进行节能设计，使所设计的公 共建筑达到节能设计的标准。

4、2、建筑幕墙标准将公共建筑中经常运用的幕墙分为透明和不透明两种幕墙，分别提出了不同的设计要 求。3、冷热源能效比标准对空调与采暖的冷热源提出了能效比的要求。将机组的能效比（性能系数）规定了五 个等级。第五等级是未来淘汰的产品，第3.4等级代表我国的平均水平，第2等级代表节能 型产品（按最小有寿命周期成本确定），第1等级是企业努力的目标。对水冷离心式机组规 定达到第3级水平，螺杆机、单元式空调机规定达到第4级水平，但对于活塞式/涡旋式侧 仍然规定最低的第5级水平。热驱动的冷热水机组由于目前尚无能效等级标准，仍执行已颁 布的产品标准。4、综合部分负荷性能系数（IPLV）一般情况下，满负荷运行情况只

5、占整个机组寿命时间的1 5%，绝大部分时间，机组是在部 分负荷下运行，综合部分负荷性能系数更能反映单台冷水机组的真正使用效率。因此标准 首次把综合部分负荷性能系数写入了节能设计标准中。二、公建标准与居建标准的不同1、耗热量指标值居建标准中各不同气候区域均有一个明确的耗热量指标值，如兰州地区50%节能时采暖 期室外平均温度（-2.8C）下的耗热量指标是20.8W/m2,天水（-02C）为20.3W/m2， 酒泉（-4.4C）为 21.0W/m2 等。公建标准中则无具体的耗热量规定。2、设计方法居建标准只规定了一种设计方法，即规定性方法，设计建筑围护结构部分均不应超过规定 限值，只允许在外窗传热系

6、数达不到限值时，可以相应调整屋顶和外窗的传热系数。公建标准规定了两种设计方法，设计者可任选其中一种。3、能耗计算居建标准在外窗传热系数限值一项不符合规定时，需进行能耗计算（二步节能标准）。公建标准在体形系数，围护结构热工性能、窗墙面积比、天窗面积比四项之一不符合规定 时，均需作权衡判断，即需进行能耗计算。4、节能判定居建标准基本是按规定性指标进行判定，只有外窗传热系数不符合时采用耗热量指标判定。公建标准当采用规定性方法时，各项规定性指标均能满足即可定为节能设计。当其中一项 不满足规定时采用权衡判断法进行判定。5、权衡判断居建标准中无这一名词。公建标准有这一名词，权衡判断是公建性化节能设计的主要

7、方法。6、气候划分居建标准按采暖期室外平均温度基本以1C之差将我省划分为8个区域。公建标准按严寒A区、严寒B区，寒冷、夏热冬冷、夏热冬暖五个区域划分，我省兰州、 平凉、天水与西安、拉萨、郑州等同属寒冷地区。我省酒泉、张掖与乌鲁木齐、呼和浩特、 西宁、银川、吐鲁蕃同属严寒B区。7、体形系数居建标准一般以0.3作为体形系数控制指标。公建标准则以0.4作为体形系数控制指标。8、围护结构传热系数限值居建标准给出体形系数0.3 和0.3两种情况时外墙和屋顶传热系数。公建标准对围护结构各部分均给出了体形系数0.3和0.30.4时的传热系数。9、外窗的传热系数居建标准（50%中）只给出单层塑料窗4.7和单框

8、双玻金属窗4.0两个传热系数。公建标准则对应于窗墙面积比从0.20.7分五档及体形系数从0.30.4时共十个传热系数 限值。10、遮阳系数（外窗、透明幕墙）居建标准中无此要求。公建标准中首次提出要求，分别对窗墙面积比0.3时的东、南、西向外窗及透明幕墙提 出遮阳系数的限值要求。11、屋顶透明部分的传热系数及遮阳系数限值居建标准无此要求。公建标准”有此要求，传热系数要求2.7，遮阳系数要求0.5。12、地下室外墙热阻限值居建标准无此要求。公建标准有此项要求，我省严寒B区采暖地下室地面（与土壤性能）外墙热阻限值为21. 8m2k/W，我省寒冷地区采暖、空调地下室地面与土壤劳取酬能外墙热阻值为21.

9、5m2k/W。13、窗墙面积比居建标准中各朝向窗墙面积比最大为0.35。公建标准中各朝向窗墙面积比均可不超过0.7。14、可见光透射比居建标准无此要求。公建标准中窗墙面积比小于0.4时，规定可见光透射比不应小于0.4。15、屋顶透明部分的面积居建标准无此要求。公建标准中规定透明部分的面积不应大于屋顶总面积的20%。16、外窗的可开启面积居建标准无此要求。公建标准中规定外窗可开启面积不应小于窗面积的30%。17、外窗的气密性等级居建标准中规定1-8层不应低于III级，9层以上不应低于II级（修改分级标准后为不应低于4级）。公建标准中规定公建外窗气密等级不应低于4级。18、透明幕墙的气密等级公建标

10、准中规定不应低于3级。三、公建标准中需要引起关注的若干问题1、公建标准中建筑与建筑热工设计共有几条强制条文？在公建标准中建筑与建筑热工设计方面共有4条强条，即：（D4.1.2条体形系数（0.40）4.2.2条一一围护结构传热系数和遮阳系数限值（3）4.2.4条窗墙面积比（均不应大于0.70）4.2.6条天窗面积比（不应大于屋顶面积的20%）2、什么情况下需进行权衡判断？当所设计的公共建筑不满足上述4条强条任一条的规定时，必须进行权衡判断。3、公共建筑的设计节能与否，如何判定?当所设计的公共建筑全面满足上述4条强条时，可直接判定建筑热工和围护结构符合节能标 准。当所设计的公共建筑不能全面满足上述

11、4条强条，需进行权衡判断，即采用性能化设计方法， 计算出设计建筑物的实际能耗，与参照建筑计算出的能耗控制指标进行比较，当大于能耗 控制指标时，需调整有关参数，直至小于能耗控制目标，才可判定为节能设计。4、居住建筑的能耗指标有具体明确数值规定，公建的能耗指标为什么没有？居住建筑功能单一，只是居住，便于采用统一数值规定，如兰州地区为20.8w/m2,张掖为 21w/m2等。而公共建筑种类繁多，使用功能、建设标准各不相同，很难用同一数值满足各 类公建的使用要求，公共建筑主要包括办公类建筑（写字楼、机关政府办公楼等）、商业建 筑（商场、金融建筑等），旅游建筑（宾馆、饭店、娱乐场所等），科教文卫建筑（文

12、化、 教育、科研、医疗、卫生、体育建筑等），通信建筑（邮电、通信、广播用房等）以及交通 建筑（机场、车站、码头建筑等）。这些建筑内房间空间种类多，各空间要求的室内设计温 度、采光面积、通风量、换气次数等参数均不相同，很难定出一个大家都适用的能耗标准来。5、公建的能耗控制目标如何确定？公建虽然没有规定一个统一数值作为能耗控制指标，但并不是没有能耗控制指标，每一栋公 共建筑都有一栋参照建筑，参照建筑计算出的单位面积能耗就是每一栋设计建筑所应遵守的 能耗控制指标。6、什么是规定性方法规格化定性方法就是设计者设计时，查阅标准中规定的各类指标一一体形系数、窗墙面积 比、天窗面积比、各个朝向不同窗墙面积比

13、时的外窗（含幕墙透明部分）的传热系数限值和 遮阳系数限值，其余各部分围护结构传热系数限值、地面和地下室外墙热阻限值等，并采用 能够达到限值的材料和构造作法，使设计建筑全面满足上述各项规定性指标，这就是规定性 设计方法。7、什么是性能化设计方法当设计建筑中上述规定性指标中有不能达到者或有不在规定范围内时，那就必须采用权衡法 来判定围护结构总体热工性能是否符合节能要求，这时需要通过调整相关参数，进行能耗计 算，这种方法叫性能化设计方法，简言之，性能化方法需要进行能耗计算。8、参照建筑如何确定？参照建筑的形状、大小、朝向、内部空间划分和使用功能应与所设计建筑完全一致。当设计 建筑体形系数大于规定的0

14、.4和窗墙面积比大于规定时，应按比例缩小每面外墙面积和每个 窗户（透明幕墙）面积，使之符合规定面积。屋顶透明部分面积超标时，也同样按比例缩小 至规定面积。总之参照建筑应是一栋与设计建筑外形一样，体形系数、窗墙面积比和屋顶面 积比及外围护结构热工性能参数完全符合规定的建筑。9、参照建筑和设计建筑进行能耗计算时有何规定参照建筑和设计建筑进行能耗计算时所采用的各项参数和使用工况应完全相同。各项参数的取值应严格按照附录B的规定进行取值。10、居建与公建的能耗单位有何不同？居建”是以w/m2作为单位。公建则是以kwh/m2作为单位。这是因为公建与居建的最大不同是采用空调通风内容 较多，照明用电也比居建大

15、得多，需用软件进行计算，而公建节能标准的计算软件Doe 2IN是以美国DOE-2程序为平台开发出来的，而DOE-2是采用kwh/m2为单位计算的。11、规定性设计方法与性能化设计方法的比较规定性方法简便，不需进行围护结构热工计算。对于规定性指标，大多数公建达到并不困难。性能化方法繁锁，需要借助动态逐时摸拟计算软件对参照建筑设计建筑进行能耗计算，若不 达标还要调整设计建筑围护结构参数再次计算，直到达标。对于极少数公建，由于造型的特 殊要求，达不到规定性指标时，采用性能化设计方法，也可达到节能设计。12、如何确定外窗（含透明幕墙）的遮阳系数遮阳系数的要求是公建不同于居建节能设计的重要方法，居建没有

16、遮阳系数限值的要 求，遮阳系数的计算分两种情况：有外遮阳时，遮阳系数=玻璃遮阳系数x外遮阳的遮阳系数。无外遮阳时，遮阳系数=玻璃遮阳系数（厂家产品说明提供）下表可供参考。国内常用单玻璃中空玻璃遮阳系数厚度mm遮阳系数玻璃种类单层玻璃中空玻璃厚度mm遮阳系数玻璃种类透明浮法玻璃双层透明Low-E中空Low-E中空Low-E充气三层透明4、5、6、8、10、12、16 0.98、0.97、0.95、0.91、0.88、0.83、0.796+12+6 0.886+12+Low-E6-75 0.666+12+Low-E6-50 0.516+12+Low-E60.676+12+6+12+60.77窗的遮

17、阳系数SC可近似取为窗玻璃的遮阳系数乘以窗玻璃面积除以整窗面积，即：SC=SexA 玻/A 窗遮阳系数的定义遮阳系数SC值，定义为在法向入射条件下，通过玻璃构件（外窗透明和不透明部分）的太 阳幅射得热率。遮阳系数的大小由SC值的定义可知，SC值越大进入室内的太阳幅射热越多，反之则小。由此可知，对于 夏季空调降低制冷负荷，SC值越小越好，对于冬季采暖，室内太阳幅射得热越多越好，即 SC值越大越好。外窗与透明幕墙的遮阳系数与可见光透射比降低遮阳系数SC值，可减少室内太阳幅射得热率，可以降低空调制冷能耗，同时也降低了 可见光透射比，即降低了室内采光的亮度，可见光透射比过低，室内昼间照明增加用电能耗，

18、 有可能超过节约的制冷能耗，因此公建标准在规定遮阳系数时，同时规定可见光透射比不 应小于0.4,作为强条同时提出。一般情况，透明材料的遮阳系数SC值小于0.35时，可见 光透射比将会小于0.4，因此遮阳系数限值表中SC值低到0.5时即可满足窗墙面积比0.7 时的要求。同理遮阳系数小于0.35的热反射镀膜玻璃种类，如蓝灰、绿色、魔鬼绿、蓝绿 等颜色，就不应用于设计建筑的外窗中，也不应轻易用于透明幕墙中。13、外遮阳系数的计算由于遮阳系数=外遮阳系数x玻璃遮阳系数，解决了遮阳系数的确切定方法，就剩下外遮阳 系数的计算，外遮阳分为水平遮阳板，垂直遮阳板，水平与垂直组成的综合遮阳和挡板 （或 者说格式

19、遮阳）四种形式，每种遮阳的计算在公建标准附录A中都有详细规定，设计人可 依照执行。需要了解的是：外遮阳优于内遮阳，活动遮阳优于固定遮阳（宜优先采用），而透明幕墙的 水平遮阳可转化成水平遮阳加挡板，幕墙垂直遮阳可转化为垂直遮阳加挡板，在寒冷地区制 冷负荷大的公建宜设外遮阳，一般公建可由Low-E中空玻璃自身性能达到遮阳系数限值。14、关于透明幕墙需要了解的是双层呼吸式玻璃幕墙传热系数性能好于普通玻璃幕墙，而双层玻璃幕墙内设活 动百页，则遮阳系数和传热系数性能均好，但造价偏高。好的Low-E玻璃以12mm氩气层加暖边间隔技术组成的中空玻璃幕墙，传热系数可做到1.8, 一般可满足窗墙面积比0.5时传

20、热系数限值要求。15、关于中空玻璃中间空气层的厚度严寒地区不宜小于12mm，加低幅射玻璃，寒冷地区宜采用不小于9mm的空气层组成的中 空玻璃。16、关于非透明幕墙非透明幕墙传热系数要求等同外墙要求，当不能达到传热系数限值要求时，可在幕墙板材内 加装超细玻璃棉，为满足公建标准，严寒地区应加装100厚超细玻璃棉，寒冷地区应加装 75mm超细玻璃棉。透明幕墙在没有更多视野开阔的要求时，一般应采用玻璃内留窗间墙的窗 墙的作法，以减 少窗墙面积比。17、关于窗的传热系数（保温性能）窗（玻璃幕墙）的传热系数，规范中没有明确的性能表可供选用，常使设计人员和审查人员 感到为难。有关资料提供一些数据，仅供参考。

21、5+12+5的Low-E中空玻璃使用断热铝合金窗框时K=2.53.0左右，使用PVC框材时能达到2.0以下，使用玻璃框材时，降到了 1.5左右。明框玻璃幕墙对传热系数有较大影响，隐框影响较小，只比玻璃本身传热系数增加0.03左 右。当采用Low-E玻璃仍不满足要求时，可在空气间层内充惰性气体，可降低传热系数0.2左 右。在同类玻璃中，选用遮阳系数不同的玻璃材料对成本影响很小。18、关于外窗和透明幕墙的气密性能外窗和透明幕墙的气密性能GB7107修改前用罗马数字I、II、III.级表示，修改后1、2.表示。公建标准规定外窗气密性能不应低于GB7107规定的4级。公建标准规定透明幕墙的性能不应低于

22、GB/T15525规定的3级。设计时选用不要写错。19、关于地下室外墙热阻要求这一项是公建相对居建标准新增的内容，应引起设计和审查时注意。对于严寒地区，采暖地下室与土壤接触的外墙热阻要求1.8m2-k/w0对于寒冷地区，采暖地下室与土壤接触的外墙热阻要求1.5m2-k/w0如果热阻达不到标准，外地有一种作法可供参考，即将地下室外墙外门120厚保护砖墙改 为挤塑苯板，既可压紧保护外防水层，又可增中外墙热阻。20、关于地面的保温要求居建标准中对地面的要求是用传热系数表示的。公建标准中对地面的要求则是用热阻表示的，表示方法不同，但性能大致相当。21、关于热桥部位内表面温度这一点常被设计人员忽略，或在

23、节能说明中漏写，或在设计中漏设。公建标准中对热桥并未规定传热系数，但规定热桥部位内表面温度不应低于室内露点温度， 经省市国家大设计院老总们商定，我省内暂可用干混式保温砂浆抹面来解决这一问题。22、关于屋顶透明部分面积公建标准中要求不大于屋顶总面积20%，这是一条强条，实施中应注意屋顶总面积的含 义，并不是指建筑物所有屋顶面积之和，而指的是室内同一采暖系统或空调系统单元内的屋 顶面积，它的大小仅影响本单元内的采暖或空调负荷，与其6单元的系统负荷关系不大。23、关于园形等异形建筑平面如何划分朝向对于园形建筑平面，可用一个正南北的内接四方形，将园划成四段，每一段内的弧形外墙和 窗，按各自对应的东、南、西、北朝向计算窗墙面积比。24、综合性建筑按哪个标准执行综合性建筑中的住宅部分按居建标准，其余按公建标准。25、封闭阳台问题应计入体形系数计算。26、医疗建筑、试验室建筑如何考虑工艺需要的温、湿度、风量等参数按各专业规范取值，仅围护结构按公建标准执行。27、工业项目中的公建按