建筑设计下图书馆建筑节能研究论文.doc

建筑设计下图书馆建筑节能研究论文 1图书馆建筑节能设计措施及具体方法 1.1降低体型系数 体型系数是衡量建筑节能效果的重要指标体型系数越小建筑能耗量越少节能效果就越好因此图书馆的外形不宜太复杂应避免或减少平面的凸凹变化通常图书馆建筑体形系数0.3时有利于节能当底面积一定时图书馆层数越高体形系数越小越有利于节能 1.2保持合理的窗墙比 窗墙比是指图书馆窗户洞口面积与房间立面单元面积的比值据统计通过窗户流失的热量占建筑能耗的46%因此控制窗墙比是个有效的节能手段而在寒冷地区采用单层窗、严寒地区采用双层窗或双玻窗条件下一旦加大窗墙面积比对建筑节能极其不利 1.3采用高性能的节能门窗 型节能门窗提高外窗气密性如窗框选用断热型铝合金、玻璃钢、PVC等玻璃选用中空、热反射、低辐射玻璃等并处理好与墙柱的交结在热桥部位加设保温体 1.4降低围护结构的传热系数 传热系数是指在单位时间内通过单位面积图书馆建筑围护结构的传热量在图书馆建筑轮廓尺寸和窗墙面积比不变的条件下耗热量指标随围护结构的传热系数的降低而降低在计算图书馆建筑结构传热系数时使各围护结构的传热系数尽量小于规定的相应传热系数限值如果个别达不到要求则应采取其他措施调整使总的建筑耗热量指标达到节能要求资料显示建筑物向外散失的总热量中约有70%80%是通过围护结构的传热向外散失的墙体是建筑外围护结构的主体因此外墙体的保温隔热是外围护结构建筑节能的重要部分外墙保温方式目前主要有两种：中保温即在空心墙空气层中填充保温材料；外保温即在外墙铺设保温材料及饰面层可根据具体情况选择使用 1.5采取必要的遮阳措施 如采用着色玻璃、阳光控制镀膜玻璃和LowE玻璃降低玻璃的遮阳系数；在图书馆外墙和屋顶栽种植被在外窗设置可调节的活动遮阳如窗帘、百叶、热反射帘或自动卷帘等 2工程概述 天津图书馆是天津文化中心工程中的重要组成部分天津文化中心工程是天津市委、市政府为适应经济社会快速发展体现城市发展定位完善城市文化功能整合现有文化资源而建的一项民心工程她赋予了城市独特的文化魅力和创造力提升了城市形象天津图书馆建筑面积5.5万m2地上5层地下1层高30m藏书600万册日读者流量50008000人次结构类型为地下框架剪力墙地上钢框架支撑结构功能包括文献信息资源收集、整理、存储、学术研究、教育培训等是承载智慧的建筑是市民学习知识的乐园阶梯状的露台如同悬浮在空中的书架等要素组成了内部空间结构外墙石材百叶有效切断阳光的直接射入消除了100m30m巨大立面的压迫感营造石材的宁静氛围塑造出透明感十足的新颖的石材立面效果斜坡状的裙房铺满草坪为原本方正的建筑物增添了几分温柔恬静 3天津图书馆节能设计概述 3.1外墙节能设计 本工程采用外墙外保温体系节能设计达到了天津市公共建筑节能设计标准规定的标准节能率为50%3.2围护结构主要部位保温做法简要说明 (1)外墙外保温采用90mm厚玻璃棉传热系数Kp=0.553(0.56)W/(m2K) (2)屋面保温层采用60mm厚挤塑聚苯板传热系数K=0.503(0.533)W/(m2K) (3)露台处上人屋面采用75mm厚超细无机纤维喷涂(密度120)传热系数K=0.537W/(m2K) (4)非采暖楼梯间、走道及非采暖房间的隔墙为200mm厚加气混凝土砌块内外均抹20mm厚白灰砂浆传热系数K=0.899W/(m2K)；300mm厚钢筋混凝土墙内抹25mm厚膨胀玻化微珠轻质保温砂浆传热系数K=1.37W/(m2K)；双层石膏板板内侧粘贴50mm厚玻璃棉保温层传热系数K=0.862W/(m2K)100mm厚加气混凝土条板两侧均抹20mm厚白灰砂浆传热系数K=1.447W/(m2K) (5)非采暖空间的顶板板底喷涂25mm厚超细无机纤维保温表面喷刷顶棚涂料传热系数K=1.33W/(m2K) (6)变形缝处屋面、外墙的缝隙采用通长岩棉填塞加以封闭缝内两侧墙体分别为钢筋混凝土墙内抹35mm厚膨胀玻化微珠轻质保温砂浆铝板幕墙内填90mm厚玻璃棉保温层传热系数K1.5W/(m2K) (7)采暖房间的地下室外墙外贴50mm厚聚苯板内砌筑200mm厚加气混凝土砌块或内抹25mm厚膨胀玻化微珠轻质砂浆保温热阻R1.50m2K/W (8)底面接触室外空气的外挑楼板粘贴90mm厚玻璃棉传热系数K=0.53W/(m2K) (9)屋顶女儿墙及外墙挑出构件采用周圈外抹20mm厚胶粉聚苯颗粒保温浆料热阻R0.57m2K/W (10)建筑外檐门窗框靠墙体部位的缝隙采用高效保温材料填塞及嵌缝密封膏密封 (11)对伸出外墙预埋件、支架和其他设备穿墙孔洞缝隙采用中性耐候防水密封胶填实 (12)首层外檐门选用断桥铝合金门、中空玻璃传热系数K2.0W/(m2K)西北向出入口加设软门帘 (13)屋顶与外墙交界处屋顶开口部位四周采用不小于500mm宽的岩棉保温材料设置水平防火隔离带 3.2本工程各主要围护结构选用保温材料和墙体材料的热工性能指标 (1)选用各围护结构保温材料和墙体材料热工性能指标 (2)选用外保温门窗性能指标建筑外檐窗的玻璃及空气层厚度需根据规范由幕墙和门窗制作生产厂家计算确定气密性能不应低于GB/T7106建筑外门窗气密、水密、抗风性能分级及其检测方法中规定的6级1.5q11.04.5q23.0m3/(mh)；透明幕墙气密性能不应低于GB/T2086建筑幕墙物理性能分级中规定的3级1.5ql0.5m3/(mh)1.2qA0.5m3/(mh)玻璃的可见光透射比0.4 4天津图书馆建筑单体节能计算 4.1建筑体形系数 (1)建筑体积Vo：Vo=75733.88+52507.9+56864.58+36495.5+70076.31=291678.17m3 (2)建筑外表面积Fo：Fo=4000.19+4549.48+3698.35+3717.4+13199.98=29165.4m2(3)体形系数S：S=Fo/Vo=29165.4/291678.17=0.10 4.2窗墙比计算 (1)东向：窗墙面积比=2214.99/3294.36=0.67窗面积=137.95+209.63+1346.68+438+82.73=2214.99m2墙面积=3098.56+95.83+26.22+24.15+24.38+24.38=3294.36m2(2)西向：窗墙面积比=.13/3254.81=0.62窗面积=465.68+1116.78+342.53+79.14=.13m2墙面积=3087.59+92.24+26.22+24.38+24.38=3254.81m2(3)南向：窗墙面积比=2223.38/3368.95=0.66m2窗面积：=1788.32+84.41+191.25+26.13+19.32+80.83+20.88+12.24=2223.38m2墙面积：=3073.11+93.77+60.39+27.84+16.32+24.38+24.38+24.38+24.38=3368.95m2(4)北向：窗墙面积比=2268.24/3359.87=0.67窗面积=2129.70+71.71+66.83=2268.24m2墙面积=3083.19+84.66+79.78+28.06+28.06+28.06+28.06=3359.87m2 4.3遮阳系数的计算 本工程综合遮阳系数Sw=窗本身遮阳系数ScSc=Se(玻璃的遮蔽系数)窗玻璃面积/整窗面积Se=0.44(查表)窗玻璃面积/整窗面积=0.8Sc=0.440.8=0.352 4.4围护结构传热系数计算 4.4.1屋面 图书馆的屋面做法分为上人屋面、种植屋面和露台屋面3种其传热系数的计算见 4.4.2外墙面 外墙面分为铝幕墙外墙面和不透明玻璃幕墙外墙面两种其传热系数的计算见表6、7外墙为全幕墙(铝板和不透明玻璃幕墙)包裹钢结构承重构件无结构性热桥部位外墙面积为减掉门窗面积后的外墙面积的总和外墙的传热系数直接取幕墙传热系数 4.4.3分隔采暖与非采暖 空间的楼板分隔采暖与非采暖空间的楼板传热系数计算内外表面换热阻根据不同情况取值不同详见民用建筑热工设计规范 4.4.4分隔采暖与非采暖 空间的隔墙分隔采暖与非采暖空间的隔墙做法分为4种其传热系数计算见 4.4.5采暖 地下室外墙图书馆设置了1层地下室有一部分为采暖地下室因此地下室外墙做法分为两种其传热系数计算 4.4.6底板架空和外挑楼板 由于图书馆空间的丰富性产生了架空空间和外挑空间而这部分对于建筑节能有着较大影响因此需对这部分采取节能措施这部分的做法 4.4.7外檐保温门窗及玻璃幕墙的传热系数 在窗和幕墙中采用LowE玻璃可大大降低建筑物的能耗以辐射率为例如采用普通的白玻辐射率为0.184而采用在线热聚合LowE镀膜玻璃辐射率为0.1350.15而采用磁控真空溅射LowE玻璃其辐射率只有0.1080.115使用LowE玻璃可降低太阳光的热辐射同时也可降低室内与室外之间的冷热交换天津图书馆建筑的4个朝向窗户选用的材料均为断桥铝合金LowE中空玻璃墙面积=3098.56+95.83+26.22+24.15+24.38+24.38=3294.36m2(2)西向：窗墙面积比=.13/3254.81=0.62窗面积=465.68+1116.78+342.53+79.14=.13m2墙面积=3087.59+92.24+26.22+24.38+24.38=3254.81m2(3)南向：窗墙面积比=2223.38/3368.95=0.66m2窗面积：=1788.32+84.41+191.25+26.13+19.32+80.83+20.88+12.24=2223.38m2墙面积：=3073.11+93.77+60.39+27.84+16.32+24.38+24.38+24.38+24.38=3368.95m2(4)北向：窗墙面积比=2268.24/3359.87=0.67窗面积=2129.70+71.71+66.83=2268.24m2墙面积=3083.19+84.66+79.78+28.06+28.06+28.06+28.06=3359.87m2杨艳红等：建筑设计视角下的天津图书馆建筑节能研究屋顶透明部分与屋顶总面积之比为0.15选用断桥铝合金中空LowE夹胶安全玻璃窗的传热系数K2.7W/(m2K)窗遮阳系数SC0.5 5结论 通过以上计算可知：天津图书馆的体形系数满足规范中建筑物体形设计应尽量减少建筑物外表面积且建筑的体形系数小于或等于0.40的规定窗墙面积比满足规范中建筑每个朝向的窗(包括透明幕墙)墙面积比均不应大于0.70当窗(包括