这样设计住宅项目,建筑节能做好了,成本也控住了!

 新闻资讯     |      2020-03-26 14:50

建安成本中,涉及到建筑节能成本的内容主要包括建筑外围护结构的保温成本和门窗成本,因其地区差异、保温体系差异、节能设计等方方面面的不同,本篇文章以山东省寒冷地区为内容,介绍为什么开发商重视节能设计。

1980~1981年,根据各地区住宅(4个单元6层楼,体形系数为0.3左右建筑物),经过统计分析,线性处理后的耗热量指标定义为基准水准,此时认为能耗指标为100%。1986年,在基准水准上降低30%确定的耗热性指标定义为30%节能标准。1995年,在30%节能标准上继续降低30%的能耗,即30%+70%*30%≈50%,此时定义为50节能标准。

下一步的节能标准有可能在75节能上,继续降低30%的能耗,即75%+25%*30%=82.5%,即85节能标准,考虑到达到90%的节能标准即到超低能耗建筑,未来极其可能75节能后即时超低能耗节能标准。

案例:济南2016年某项目地上11层,层高2.9米,地下1层,层高5.1米,筏板基础,毛坯交付,建安成本1571.76元/m2;塑钢耐火窗,挤塑板保温。

根据济南市造价信息的统计数据,济南市高层住宅的平均建安成本已经高至2640元/m2;小高层平均建安成本已经高至2200元/m2;多层平均建安成本已经高至1800元/m2

无论是毛坯住宅还是精装修住宅,门窗成本及外墙保温成本都占据建安成本的第三、第四位,建安成本占比高达15%~20%左右,成本高是开发商无法忽视的重要内容。

【夏热冬冷地区】-长江流域的重庆、上海等15个省市自治区,过去基本上属于非采暖区域,随着生活水平的提高,空调进入家庭,本地区主要以空调制冷兼顾采暖需求。

【夏热冬暖地区】-基本不考虑冬季保温,设计以改善夏季室内环境,减少空调用电为主。隔热、遮阳、通风在本地区主要控制手段。

在各地区建筑节能标准中,经常以建筑层数区分围护结构的传热系数,其中的建筑层数来源于统计学,参下表统计:

从表中数据可以看到:① 建筑物10米以内时,建筑能耗随高度的变化剧烈,建筑高度对能耗的影响明显,此时定义为3层建筑。

② 建筑物10~30米以内时,建筑能耗随高度的变化趋缓,建筑高度对能耗的影响比较明显,此时定义为4~9层建筑。

③ 建筑物>30米时,建筑能耗随高度的变化不明显,基本上趋于缓和,建筑高度对能耗的影响不明显,此时定义为9层以上建筑。

根据建筑物的层数(高度)定义用以区分不同建筑物的能耗损失是基于统计学原理,也是比较合理的统计,符合建筑物能耗的基本规律。

体形系数源于建筑节能设计,其表现在体形系数越小,其单平米建筑上的能耗损失越小,节能越好。

3.1.1 在直观感受上,体形系数小的建筑平面凸凹、平面转折小。在住宅节能设计中,建筑平面应尽量减少进退变化,建筑形体简洁,趋近于长方形平面最佳。

不同的建筑体形,其单位能耗不同上图来源:《建筑节能》一书,天津大学 王立雄 党睿编著

在建筑节能设计中,其最重要的两项系数为体形系数和窗墙比,体型系数过大即说明同等体积建筑物中散热面积大,窗墙比大意味着同等外表面积下窗的占比高,窗作为能耗极其不利的部位,窗占比越大能耗越高。

① 统计:居住建筑外围护结构热量损耗73%~77%,其中外墙23%~34%,窗23%~25%,屋顶7%~8%,地面2%,其次为空气渗漏热量损失,约占23%~27%,窗户传热和渗漏高达50%以上,是节能重点。这也说明了,为什么要提高窗气密性能级,减少能耗损失。

② 体量大的建筑比体量小的节能节能更加有力,这也就是为什么要增加多层/高层建筑,降低低层建筑的原因,板式住宅最佳节能的平面尺寸:86.9m*16.7m,塔式住宅为66.3m*25.8m。

我们知道中国北方地区以寒冷地区和严寒地区为主,多以外保温为主,当然最近几年外保温材料的稀缺导致有一些北方地区的项目也开始做内保温。

② 南方冬夏温差较小,不宜产生热桥现象,北方地区如果采用内保温,热桥部位难于处理。

③ 南方地区多以制冷为主,内保温多以保温砂浆为主,室内面积占用少,不会存在北方地区保温厚度较大的问题。

我国建筑节能能耗特点为,北方建筑采暖能耗高、比例大,属于建筑节能的重点,目前住宅及一般公建的能耗和发达国家的能耗相比处于较低水平,但有明显的增长趋势。

① 改进建筑物维护结构保温性能,进一步降低采暖需热量,外围护结构采用浅色或光滑的饰面材料,减少太能辐射得热的吸收。

③ 改善采暖末端调节性能,避免过热,推行地板采暖等低温采暖方式,降低供热热源温度,提高热源效率。

【案例】本工程为济南地区某项目1#住宅楼,地上29层,地下2层。体形系数0.3,窗墙比:南向0.33,北向0.23,东西向0.06。

每个方案不同的经济性和设计施工可靠性,需要权衡利弊。备注:门窗面积6575m2,保温面积:21091m2,其他材料采用济南市的材料价格测算(测算内容此处略)

控制体型系数,控制耗热量指标计算值I :当体型系数控制在节能直接判定时的限值标准时,其能耗最低,整个保温系统(外墙保温、门窗、屋面保温、地面保温)的总成本越低。Ii:当体型系数超过直接判定的标准时,外围护结构需要权衡判断。外墙保温、门窗、屋面保温、地面保温需要参与能耗计算,各项指标需要统筹考虑,以建筑物的耗热量指标进行整体判断。Iii:当计算值无限接近耗热量指标限制时,此时建筑物的能耗最为经济合理。

案例:以山东省济南市某高层为例(≥14层),通过节能计算判断节能设计是否经济合理。下图节选自《居住建筑节能计算书》下图所示,山东省75节能各地区的耗热量指标限值要求。

通过围护结构热工性能的权衡判断,该工程的全年能耗小于参照建筑的全年能耗,满足 《山东省居住建筑节能设计标准》(DB37_5026_2014)节能建筑的规定。

从上图的节能计算书中可知,耗热量指标计算值7.20已经接近与耗热量指标限值7.40的要求,外围护结构的保温厚度基本合理,可适当的调整屋面保温厚度及地面保温厚度使其逼近耗热量指标7.40的要求。

优化案例:标准层楼梯间,设对开扇,可调整为单扇开启;每樘节省一套五金,约60 元;18F楼栋2个单元,10栋楼就是360樘,可节省 360*60= 21600 元;另,当地政策允许时,优先考虑推拉窗,避免窗扇开启时对通行造成影响。