某大学教学楼建筑节能设计.doc

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1、某大学教学楼建筑节能设计摘 要 随着社会事业不断发展，公共建筑行业也得到了较大的改善，但是，大量公共建筑带来的能耗问题也日益突出，给我国社会经济的可持续发展带来了巨大的压力，目前我国的公共建筑能耗水平较发达国家偏高，这个反常现象并不能说明我国在教学楼的低能耗方面的工作做的十分突出，而是以牺牲教学楼类建筑的舒适感为代价的本文着眼于某大学教学楼整体建筑节能设计要点的分析， 根据当地的气候条件，对相应的建筑节能设计概念、建筑材料和建筑构造进行进一步的分析，提出针对性的解决方案。关键词：某大学教学楼，节能设计目 录 一、绪论3二、研究目的和意义3三、正文3 1、优化教学楼建筑整体设计31.1选择优良地

2、段 31.2合理选择建筑体型 3 2、提高建筑围护结构的保温隔热性能32.1墙体节能设计 42.1.1、粘贴保温板 42.1.2、安装锚栓 62.1.3、节点图 62.2墙体节能设计计算书 82.3门窗节能设计 162.3.1、控制住宅窗墙比 162.3.2、提高住宅外窗的气密性，减少冷空气渗透 163、建筑设备节能设计要点 183.1在供暖制冷设备节能设计183.2在供电系统节能设计 20 3.3在供水系统设计方面20四、结 论20参考文献21一、 绪论:随着我国社会水平的不断提高，城市化的程度的飞速提 升，公共建筑行业 也得到 了的长足发展，但是，与此同时，大量公共建筑带来的能耗问题也日益

3、突出，给我国社会经济的可持续发展带来了巨大的压力，目前我国的公共建筑能耗水平较发达国家偏高，而作为公共建筑重要组成部分的教学楼建筑，能耗水平却相差不大，这个反常现象并不能说明我国在教学楼的低能耗方面的工作做的十分突出，而是以以牺牲教学楼类建筑的舒适感为代价的。发达国家在类似气候条件下，教学楼建筑的空调、采暖、供水、照明等设施较为完备，而我国由于经济发展水平的限制，还有所欠缺。二、研究的目的和意义针对我国教学楼建筑节能设计落后的实际情况，本文通过对教学楼这一特定建筑的节能要点的分析，以山东省某市夏热冬冷的的气候条件为例，针对相应的气候环境、水暖条件，提出合理的节能措施，用以降低此类建筑的能耗水平

4、，满足广大教师学生的的实际需求，提高室内舒适度舒适度，为教育事业的发展创造良好的条件，也给我国的经济社会发展带来可观的效益，减轻对环境的压力。三、正文1.优化教学楼建筑整体设计 1.1选择优良地段 房屋朝向尽量为南北向，避免东西向，一面提高建筑物的光照利用效率，也能在冬天保证建筑物能量输入，充分利用常绿乔木避风并利用日照取暖，夏季引风并利用绿化遮阳，减少硬地面积，多种高大乔木，增设水面，营造和改善小气候，充分利用自然风，改善室内外自然通风条件，利用攀缘植物遮阳等。 1.2合理选择建筑体型 布置好建筑总体，控制建筑的体形数，体形系数系指建筑物与室外大气接触的外表面积(不计地面)与其所包同的建筑体

5、积之比。体形系数越大，说明单位建筑所分担的热散失面积越大，能耗就越多。有研究资料表明，体形系系数每增加00l，耗热能指标约增加25，一般宜控制在030以下。建筑体形系数还与建筑物的体形是否规整及建筑物的体量大小有关。一般来说，控制或降低体形系数的方法有：减少建筑面宽，加大建筑进深；增加建筑物的层数；加大建筑物的长度或增加组合；建筑体形不宜变化过多，减少建筑的外表面积，改善教学楼整体建筑的热工性能，对于寒冷地区的公共建筑，体形系数不超过0.4。另外，还需要控制建筑物的表面积系数，控制表面面积系数。从获取更多的日照辐射，降低耗能的观点来看，表面面积系数越小越好。从节能意义来说，长轴朝向东西的长方形

6、体形最好，正方形次之，而长轴朝向南北方向的长方形体型的建筑节能效果最差。在建筑设计的初期阶段，有效利用天然采光、绿色照明是节约能源、保护环境，有益于提高学生学习效率，保护身心健康的照明。 2. 提高建筑围护结构的保温隔热性能 2.1墙体节能设计。 墙体是建筑外围护结构的主体，其所用材料的保温性能直接影响建筑的耗热量。我国以实心粘土砖为墙体材料，保温性能不能满足设计标准，以外墙为例，JGJ26-1995标准规定，在建筑物形体系数（建筑物与室外大气接触的外表面积与其所包围的体积的比值）小于0.3时，北京地区传热系数不超过1.16W/（m2K），而目前常用的内抹灰砖墙，传热系数都大于上述节能标准数值

7、。因而在节能的前提下，应进一步推广空心砖墙及其复合墙体技术。2.1.1、粘贴保温板（1）、外保温用挤塑板标准尺寸为600mm1200mm。非标准尺寸或局部不规则可现场裁切，但必须注意切口与板面垂直，墙面边角处挤塑板尺寸大于300mm。（2）、按点杠框法粘贴挤塑板，每块挤塑板粘胶面积不小于40。（3）、排板时按水平顺序排列，上下错缝粘贴，涂好后即将保温板贴在墙面上，不得将抹好粘结剂的保温板搁置待用，以防止粘结剂结皮而失去粘结作用。（4）、挤塑板侧边外露处应做网格布翻包处理。（5）、变形缝处两侧及门窗洞口边处的基层上预贴250mm宽的翻包网格布。（6）、保温板贴在墙上时应轻柔、均匀挤压挤塑板，使其

8、粘贴牢固，应用2米靠尺和托线板检查平整度和垂直度。板与板之间要挤紧，不得有缝。若因保温板面不方正或裁切不直形成缝隙，应用保温板条塞入并打磨平。（7）、在墙拐角处，应先排好尺寸，裁切保温板，使其粘贴时垂直交错，保证拐角处顺直且垂直墙面。（8）、在粘贴窗框四周的阳角和外墙阳角时，应先弹出基准线，作为控制阳角上下垂直的依据。（9）、保温板连接处不能存有粘结剂。（10）、门窗洞口处保温板排列及加强网铺贴应按照下图施工。2.1.2、安装锚栓（1）、本工程为多层建筑物，按照外墙外保温施工技术规程规定，锚栓件数量为每平方米不少于4个。（2）、本工程外墙外保温采用以粘结为主，粘结与锚栓相结合，锚栓件安装应在粘

9、贴挤塑板24小时后进行，用电锤（或冲击钻）在挤塑板表面向内打孔，孔径为10，进墙深度不小于50mm，钉头与园盘不得超出挤塑板面。2.1.3、节点图2.2墙体节能设计计算书板的格区划分如图所示：4.1.1 B3板区格基本参数几何参数宽度：，板厚：其截面有效高度：短跨方向跨中，长跨方向跨中板宽取，荷载设计值：（均布荷载）材料信息：混凝土强度等级：,，钢筋等级：计算结果 弯矩值：由经验公式（可通过查表得到）可得：X向班底钢筋： ，满足要求。 选配 ，满足要求。 Y方向板底钢筋： ，满足要求。 选配，满足要求。X向支座钢筋： ，满足要求。 选配，满足要求。Y向支座钢筋： ，满足要求。 选配，满足要求。

10、4.1.2 B1区格板：基本参数几何参数：宽度：，板厚：截面有效高度：短跨方向跨中长跨方向跨中板宽取，荷载设计值：（均布荷载）材料信息：混凝土强度等级：,，钢筋等级：计算结果 弯矩值：由经验公式（可通过查表得到）可得：X向班底钢筋： ，满足要求。 选配 ，满足要求。 Y方向板底钢筋： ，满足要求。 选配，满足要求。X向支座钢筋： ，满足要求。 选配，满足要求。Y向支座钢筋： ，满足要求。 选配，满足要求。4.1.3 B4区格板基本参数几何参数：宽度：，板厚：截面有效高度：短跨方向跨中长跨方向跨中板宽取，荷载设计值：（均布荷载）材料信息：混凝土强度等级：,，钢筋等级：计算结果 弯矩值：由经验公式

11、（可通过查表得到）可得：X向班底钢筋： ，满足要求。 选配 ，满足要求。 Y方向板底钢筋： ，满足要求。 选配，满足要求。X向支座钢筋： ，满足要求。 选配，满足要求。Y向支座钢筋： ，满足要求。 选配，满足要求。2.3门窗节能设计。外门窗是教学楼能耗散失的最薄弱部位，其能耗占住宅总能耗的比例较大，其中传热损失为1/3，冷风渗透为1/3，所以在保证日照、采光、通风、观景要求的条件下，尽量减小住宅外门窗洞口的面积，提高外门窗的气密性，减少冷风渗透，提高外门窗本身的保温性能，减少外门窗本身的传热量。其节能措施有：控制窗墙比、提高住宅外窗的气密性、减少冷空气渗透、改善住宅门窗的保温性能、设置“温度阻

12、尼区”等 2.3.1、控制住宅窗墙比。住宅窗墙比是指住宅窗户洞口面积与住宅立面单元面积的比值，JGJ26-1995民用建筑节能设计标准（采暖居住部分）对不同朝向的住宅窗墙比做了严格的规定，指出“北向、东向和西向、南向的窗墙比分别不应超过20%、30%、35%”。2.3.2、提高住宅外窗的气密性，减少冷空气渗透。如设置泡沫塑料密封条，使用新型的、密封性能良好的门窗材料。而门窗框与墙间的缝隙可用弹性松软型材料（如毛毡）、弹性密闭型材料（如聚乙烯泡沫材料）、密封膏以及边框设灰口等密封；框与扇的密封可用橡胶、橡塑或泡沫密封条以及高低缝、回风槽等；扇与扇之间的密封可用密封条、高低缝及缝外压条等；扇与玻璃

13、之间的密封可用各种弹性压条等。2.3.3、改善住宅门窗的保温性能。户门与阳台门应结合防火、防盗要求，在门的空腹内填充聚苯乙烯板或岩棉板，以增加其绝热性能；窗户最好采用钢塑复合窗和塑料窗，这样可避免金属窗产生的冷桥，可设置双玻璃或三玻璃，并积极采用中空玻璃、镀膜玻璃，有条件的住宅可采用低辐射玻璃；缩短窗扇的缝隙长度，采用大窗扇，减少小窗扇，扩大单块玻璃的面积，减少窗芯，合理地减少可开启的窗扇面积，适当增加固定玻璃及固定窗扇的面积。2.3.4、设置“温度阻尼区”。所谓温度阻尼区就是在室内与室外之间设有一中间层次，这一中间层次象热闸一样可阻止室外冷风的直接渗透，减少外墙、外窗的热耗损。在住宅中，将北

14、阳台的外门、窗全部用密封阳台封闭起来，外门设防风门斗，防止冷风倒灌，楼梯间设计成封闭式的，对屋顶上人孔进行封闭处理等措施均能收到良好的节能效果。 2.4屋面节能设计。 在不断改进建筑外墙、外窗的保温性能后，还必须进一步加强屋面保温隔热的研究。屋面节能设计的要点，其一是屋面保温层不宜选用密度较大、导热系数较高的保温材料，以免屋面重量、厚度过大；其二是屋面保温层不宜选用吸水率较大的保温材料以防屋面湿作业时因保温层大量吸水而降低保温效果，选用材料时，应对材料的表观密度、导热系数、蓄热系数、抗压强度大于、吸水率、蒸汽渗透系数做细致了解，充分利用材料的热工性能，收到了好的技术经济效果。例如，屋面保温层不

15、宜选用吸水率较大的保温材料以防屋面湿作业时因保温层大量吸水而降低保温效果，如选用吸水率较高的保温材料，屋面上应设置排气孔以排除保温层内不易排出的水分。现在，高效保温材料已经开始应用于屋面，一些建筑的屋面保温，采用膨胀珍珠岩保温芯板保温层代替常规的沥青珍珠岩或水泥珍珠岩做法，就克服了常规作法的诸多缺点。这种保温芯板施工方便、价格低廉、不污染环境；芯板为柔性制品，不仅适用于具有平面的屋面，也可用于带有曲面的屋面，其保温工程更可显示出它的优越性。其主要技术指标，表观密度为110150kg/m3；导热系数为0.040.06W/mK；蓄热系数为0.900.11m2K。抗压强度大于0.2MPa；吸水率小于

16、0.01%；蒸汽渗透系数为2.1810-7g/m.n.Pa5。这些指标充分体现了膨胀珍珠岩密度较小，导热系数较低，而且吸水率和蒸汽渗透系数也都很低。这是保温性能好的材料所必须具备的。2001年已经在淄博污水处理厂的数百平方米屋面工程中使用，收到了好的技术经济效果。 3. 建筑设备节能设计要点 3.1在供暖制冷设备节能设计由建设部和国家质检检疫总局联合发布的国家标准公共建筑节能设计标准CTB50189，已于2005年7月1日正式颁布实施。为配合本标准更准确，具体地落实到建筑设计中去，建设部标准设计研究院决定编制公共建筑节能设计图集，并于2005年9月将该任务分别下达我院和中国建筑西南设计研究院，

17、我院负责严寒及寒冷地区，西南院负责其他地区。 要合理对教学楼建筑进行能量需求分析，根据实际需要，选择节能型的采暖、空调设备，同时要科学合理的设计采暖、空调系统，减少冷暖管路输送过程中的能量损失；在温度控制上，尽量采用采用分室调温，降低整体采暖空调系统的能耗水平。教学楼一般室内空间较大，人员较密集。在空调系统设计上，根据这些特点，按楼层区域划分空调系统，以全空气低速风道系统为主，采用散流器送风，在空调机房附近集中回风。办公室、会议室等较小空间为风机盘管加新风系统。全空气处理由布置在空调机房内的全热交换器及变风量空气处理机组集中处理，空气处理流程为室外新风(设计风量约为总风量的30)，在全热交换器

18、内吸收排风(约为总风量的25)中的余热后与部分回风(约为总送风量的75)，混合通过表面换热器冷却或加热再经送风机送人空调区域。为保证空调区微正压，新、排风设计5差值。考虑过渡季节直接送新风在新风管道和排风管道上设置旁通管及密闭阀。在采暖设计上，优化供暖系统热负荷计算及室内内散热器布置。热负荷计算是供暖系统设计的基础，以往的设计由于害怕暖气不热而盲目加大热负荷值，致使散热器安装面积过大，将不利于散热器支管上温控阀的调节，选择合理的热指标估算办法。室内散热器位置布置，室内水平管线布置，要与室内装修协调一致，既要满足使用要求，也要满足节能指标要求。 3.2在供电系统节能设计。 教学楼的的供配电系统的

19、节能设计要根据负荷容量，供电距离及分布，用电设备特点等因素合理设计供配电系统，做到系统尽量简单，可靠，操作方便，减少线路损耗。照明设计规范规定了各种场所的照度标准、视觉要求、照明功率密度等。照度标准是不可随意降低的，也不宜随便提高，要有效地控制单位面积灯具安装功率，在满足照明质量的前提下，教室内采用高效发光的荧光灯（如T5、T8管）、紧凑型荧光灯及LED光源，室外附属照明采用高压钠灯、金属卤化物灯等高效气体放电光源。在整栋教学楼照明设计上使用低能耗性能优的光源用电附件，如电子镇流器、节能型电感镇流器、电子触发器以及电子变压器等，公共建筑场所内的荧光灯宜选用带有无功补偿的灯具，紧凑型荧光灯优先选

20、用电子镇流器，气体放电灯宜采用电子触发器，灯具功率因数不小于0.90。在灯具控制方式上，采用各种节能型开关或装置，根据照明使用特点可采取分区控制灯光或适当增加照明开关点。室外照明可采用程序控制或光电、声控开关，走道、楼梯等人员短暂停留的公共场所采用节能自熄开关。 3.3在供水系统设计方面。 在供水系统设计上，首先采用变频调速水泵直接向教学楼给水系统供水，采用调节速度的方式来调节流量，根据水量需要自动调节水泵电机转速，水量需要大时电机转速增大，需要小时电机转速减小，避免电机频繁启动，从根本上防止电能浪费。同时省去了水箱、水罐，减少了设备投资费用。控制用水也是建筑节节能的重要手段，采用节水性能较好

21、的卫生器具和节水管材，减少输水系统管道内、壁的粗糙度对水的水头损失会产生很大影响，管道内壁的粗糙度及局部阻力越小则水在管道中的流动阻力也越小，因此当管径确定后从节能的角度考虑应选用粗糙度小局部阻力小的管材，而对于需二次加压供水的给水系统，其工程管线越长其阻力损失值就越大，对于选用的加压泵对系统最不利点的供水压力稍显不足时可通过调整内壁较光滑的供水管材来降低阻力损失，并保证满足系统供水要求的目的。四、结论通过对此教学楼建筑的节能要点的分析研究，我们知道建筑物节能设计的关键环节，如果针对性的采取上述节能措施，加大对中小学建筑节能设计方面的资金投入和政策扶持，不但能降低此类建筑的能耗水平，也极大的满

22、足广大教师学生的的实际需求，提高室内舒适度舒适度，为教育事业的发展创造良好的条件，提高教育水平，也给我国的经济社会发展带来可观的效益，减轻对环境的压力。参考文献 1. 王立雄.建筑节能.第一版.天津.中国建工出版社.2004.5月.2. 张勃.住区会所建筑设计研究.西安.西安建筑科技大学出版社.2005年.3.张进嘉，陈大昆，住宅的优化设计J住宅科技2001（2），18194.公共建筑节能设计标准住房和城乡建设部 (DB13(J)81-20095. 国家标准公共建筑节能设计标准CTB501896.夏热冬暧地区居住建筑节能设计标准云南省实施细则（DBJ15-50-2006）7.建筑照明设计标准（GB50034-2004）8.公共建筑节能设计标准云南省实施细则（DBJ15-51-2007）9.建筑幕墙物理性能分级（GB/T15225）10.夏热冬暧地区居住建筑节能设计标准（JGJ75-2003）11.建筑节能工程施工质量验收规范GB50411-2007；21