無塵室建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)節(jié)能改造及模擬分析

1 項目概況

該辦公建筑位于湖南某地，?1990年竣工，總建筑面積為3543 m2。主體為6層框架結(jié)構(gòu)，南北朝向，建筑物總高度為25 m。地上1層為商鋪及大樓門廳，2到6層為辦公用房，建筑面積為2793.7 m2。現(xiàn)對2到6層進(jìn)行節(jié)能改造和模擬分析。濟(jì)南車間凈化工程公司。

2 節(jié)能改造方案

建筑物圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱損失是指建筑物的外墻、外窗、屋面的熱損失，而我國既有辦公建筑的外墻、外窗、屋面很多未能達(dá)到節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)。因此，對既有辦公樓建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的節(jié)能改造主要是針對外墻、外窗、屋面及遮陽進(jìn)行。

2.1 外墻節(jié)能改造

原辦公樓外墻為240mm實心粘土磚砌體，窗墻比0.24。4個立面的窗墻比分別為：東 0.1，南0.29，西0.05，北0.26。原外墻傳熱系數(shù)較大，根據(jù)公共建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)[7]的要求，圍護(hù)結(jié)構(gòu)外墻傳熱系數(shù)要小于1.0W/(m2?k)，因此，須對外墻進(jìn)行節(jié)能改造。為了更好地選擇外墻保溫系統(tǒng)，分別選擇厚度為30 mm 的泡沫玻璃保溫體系、聚氨酯保溫體系和擠塑聚苯板保溫體系進(jìn)行模擬分析，以選擇最優(yōu)方案。

2.2 外窗節(jié)能改造

原辦公建筑的外窗為單玻璃塑鋼窗，傳熱系數(shù)為4.9W/(m2?k)。根據(jù)公共建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)的要求，傳熱系數(shù)要小于2.7W/(m2?k)。因此，要對外窗進(jìn)行節(jié)能改造。為了更好的選擇方案，分別對普通中空玻璃和鍍 low-e 膜中空玻璃來進(jìn)行模擬以便擇優(yōu)。

2.3 屋面節(jié)能改造

經(jīng)測量，原辦公建筑屋面的傳熱系數(shù)為0.89W/(m2?k)，建筑屋面為現(xiàn)澆混凝土，以加氣混凝土砌塊做保溫層有一定的保溫作用，但離公共建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)的要求還有一定的差距。因此，需要對屋面進(jìn)行節(jié)能改造。為了有效的選擇屋面保溫材料，對硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料體系、聚苯乙烯泡沫板體系和膨脹珍珠巖石分別進(jìn)行模擬分析，以便選擇最佳方案。

2.4 遮陽節(jié)能改造

原辦公建筑采用的是淺色單層窗簾安裝在窗戶里面，在視覺上窗簾形成了一個遮陽的假象，實際上這種單層窗簾透光性較強(qiáng)，熱量進(jìn)入了房間，增加了空調(diào)的負(fù)荷。據(jù)調(diào)查，辦公人員反映，在夏季烈日當(dāng)頭時，單層窗簾仍然無法阻擋陽光的照射，室內(nèi)溫度較高，在窗旁有明顯的炙熱感。因此，我們對遮陽做節(jié)能改造。在夏季選取鋁合金百葉窗簾做內(nèi)遮陽，選取塑鋼百葉窗做嵌入式窗做外遮陽分別做模擬分析，以選擇最佳的方案。

3 模擬結(jié)果分析

（1）對這三種厚度為 30 mm 的泡沫玻璃保溫體系（體系 1）、聚氨酯保溫體系（體系 2）和擠塑聚苯板保溫體系（體系 3）模擬分析，各自的能耗情況見表1，系統(tǒng)節(jié)能率見表2。

由上面分析可知，使用體系1即泡沫玻璃保溫體系整體節(jié)能率是最大的，為10.5%。

（2）對普通中空玻璃和鍍 low-e膜中空玻璃這兩種進(jìn)行模擬分析，這兩種各自的能耗見表 3，系統(tǒng)節(jié)能率見表4。

由上述分析可知，使用玻璃1即鍍 low-e 膜中空玻璃整體節(jié)能率最大為8.8%。

（3）對硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料體系、聚苯乙烯泡沫板體系和膨脹珍珠巖石三種進(jìn)行分析，各自的能耗見表5，系統(tǒng)節(jié)能率見表6。

由上面分析可知，使用材料1即硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料體系整體節(jié)能率最大為6.2%。

（4）對鋁合金百葉窗簾做內(nèi)遮陽、塑鋼百葉窗做嵌入式窗做外遮陽進(jìn)行模擬分析，各自的能耗見表7，系統(tǒng)節(jié)能率見表8。

由上表分析易知，使用遮陽1即塑鋼百葉窗做嵌入式窗做外遮陽整體節(jié)能率最大為 9.2%。

4 結(jié)語

對既有辦公建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行節(jié)能改造可以有效的改善其高能耗的現(xiàn)狀。通過對湖南地區(qū)某辦公建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行節(jié)能改造及模擬計算和分析，得到：

（1）對外墻選擇三種方式改造，其對冬季負(fù)荷影響較大。

（2）對外窗選取兩種方案進(jìn)行改造，用普通中空玻璃和鍍 low-e 膜中空玻璃替代原有的，對冬季熱負(fù)荷影響較大。其次，采取鍍low-e膜中空玻璃對夏季冷負(fù)荷也有很大影響。

（3）對屋面三種方式進(jìn)行改造，其對降低冷熱負(fù)荷均有明顯效果。

（4）分別用鋁合金百葉窗簾做內(nèi)遮陽和塑鋼