建筑专业节能设计深度要求及案例

10.1　建筑专业节能设计深度要求及案例

10.1.1　方案阶段节能设计深度

根据《重庆市建筑节能条例》第十二条规定，建筑工程项目进行方案设计或规划，行政主管部门对方案进行审查时，应当在建筑布局、体形系数、朝向、采光、通风、绿化等方面综合考虑能源利用和建筑节能的要求。

方案设计说明中应有节能说明专篇：①说明建筑总体布局，节能的设计思路（节水、节地、节材、节能的考虑）；②说明自然采光、通风的布置利用情况；③绿地、水体等布置情况；④建筑单体体形系数、开窗面积控制情况；⑤拟采取的主要技术措施，以及拟采用的主要节能材料和设备。

10.1.2　初步设计阶段节能设计深度

建筑初步设计阶段节能篇章应满足《民用建筑工程初步设计文件编制深度规定》和《重庆市建筑工程初步设计文件编制技术规定》的深度要求，包含如下内容：

①设计说明中应有建筑节能专篇。说明设计依据（包括标准规范的名称、编号、年号）、建筑总体节能设计概况、单体建筑采用的节能措施（屋顶、外墙、门窗、分户墙、分户楼板、架空楼板、功能转换处楼板、地面等主要材料构造及参数），主要保温材料的燃烧性能等级，通风器设计说明（根据需要说明）。

②设计图纸。除了需满足《重庆市建筑工程初步设计文件编制技术规定》中要求建筑总平面图、单体建筑平立剖图、详图外，还需提供建筑节能平面布置图、主要节点节能做法大样图。

③节能设计模型及计算报告书。

④节能自审意见书。

参考实例：

1）节能设计说明

（1）设计依据

①《民用建筑热工设计规范》GB50176—93。

②《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》JGJ134—2010。

③《公共建筑节能设计标准》GB50189—2005、《公共建筑节能设计标准》DBJ50—052—2006、《居住建筑节能50%设计标准》DBJ50—102—2010、《居住建筑节能65%设计标准》DBJ50—071—2010（根据需要选用）。

④《无机保温砂浆建筑保温系统应用技术规程》DBJ50—103—2010、《外墙外保温工程技术规程》JGJ144—2004、《岩棉板外墙外保温系统应用技术规程》（在编）、《复合酚醛板外墙外保温系统应用技术规程》（在编）、《全轻混凝土楼地面保温系统应用技术规程》（在编）（根据需要选用）。

⑤《建筑外门窗气密、水密、抗风压性能分级及检测方法》GB/T7106—2008。

⑥《蒸压加气混凝土砌块自保温墙体建筑构造图集》DJBT—039—08J07/3、《JN节能型烧结页岩空心砌块自保温墙体建筑构造图集》DJBT—040—08J08、《纤维增强轻质混凝土屋面保温构造》DJBT—036—08J04、《外墙外保温建筑构造》10J121、《岩棉板外墙薄抹灰保温系统建筑构造》（在编）、《酚醛板外墙薄抹灰保温系统建筑构造》（在编）、《建筑通风器》（自然通风器）DJBT—054—10J07、《建筑通风器》（户式机械通风系统）DJBT—055—10J08（根据需要选用）。

⑦《关于印发枙民用建筑外保温系统及外墙装饰防火暂行规定枛的通知》（公通字〔2009〕46号）。

⑧重庆市建设领域限制、禁止使用落后技术通告》（一～六号）。

⑨《关于禁止使用可燃建筑墙体保温材料的通知》（渝建发〔2011〕22号）。

⑩《关于进一步明确民用建筑外保温材料消防监督管理有关要求的通知》（公消〔2011〕65号）。

（2）建筑节能概况

本项目共有6栋33层高层住宅、12栋6层多层住宅和1栋5层商业楼，高层住宅采用250mm加气混凝土墙体自保温系统，多层住宅采用300mm加气混凝土墙体自保温系统，商业楼采用岩棉板外墙外保温系统；屋面均采用现浇泡沫混凝土保温形式；外窗均采用复合彩钢中空玻璃窗。高层住宅体形系数为0.39～0.42，多层住宅体形系数为0.48～0.52，多层体形系数较为不利。开间窗墙面积比均控制在0.55以内，朝向窗墙面积比均不超过0.4，经计算，凸窗传热系数限制在2.88以内，因此所有住宅外窗均选用普通中空玻璃。

（3）建筑围护结构节能设计

本项目主要围护结构材料构造及参数设计如下：

①外墙

②屋面

③外窗

④分户楼板

低层住宅与商业、管理用房、车库之间的功能转换处楼板同此做法。

⑤架空楼板

⑥凸窗顶底板、侧板

⑦地面

（4）建筑保温防火设计要求

本项目外墙采用墙体自保温体系，墙体材料燃烧等级为A级；屋面、地面保温材料为泡沫混凝土，燃烧等级为A级；分户楼板保温材料为全轻混凝土，燃烧等级为A级；凸窗顶底板、侧板保温材料为岩棉板，燃烧等级为A级；架空楼板板底保温材料为无机保温砂浆，燃烧等级为A级。满足公消〔2011〕65号和渝建发〔2011〕22号文的要求。

（5）通风器设计说明

本项目多层住宅均设计了户式机械通风系统，排风风机箱选择参见《建筑通风器》（户式机械通风系统）DJBT—055—10J08第5页，采用窗式进风口，带卫生间的卧室排风口设置于卫生间内。具体详见施工图设计。

2）节能平面范围布置图和主要节点节能做法大样图

①节能平面范围布置图；

②填充墙、热桥、屋面、地面、架空楼板、凸窗节能节点大样图。

3）节能设计模型及计算书

具体内容省略。当有以下情况时需在计算书中说明：

①底部有小商业网点且模型未进行计算时，应在计算书中说明小商业网点的外墙、屋面及外窗的材料选择和参数要求，应说明住宅底层与小商业网点之间功能转换处楼板的保温做法；

②底部有小商业网点且在模型中进行了计算，或底部为商业、管理用房、封闭汽车库等情况时，应说明功能转换处楼板的保温做法；

③当设计采用了两种及以上外窗类型时，应说明每种类型使用的范围；

④因目前版本软件无法正确识别开间，当存在软件计算时将开间窗墙面积计算错误时，应进行补充说明；

⑤公共建筑在出规定性指标报告书时，目前版本设计软件可能会在实际没有凸窗的情况下自动生成凸窗类型，应将其删除。

4）节能设计自审意见书

重庆市建筑工程节能设计自审小组审核意见书

10.1.3　施工图设计阶段节能设计深度

建筑施工图节能设计资料包括设计图说、建筑节能计算书及建筑节能设计模型、建筑节能自审意见书、建筑节能设计基本情况表，有集中空调的应有冷热负荷计算书。

1）设计图说

（1）建筑节能设计专篇

建筑节能设计专篇主要包括以下几方面：

①设计依据：初设批文、设计规范、标准图集。

②计算软件名称及版本号。

③建筑概况：性质（居住建筑/公共建筑）、气候分区、建筑形式、体形系数及其他情况。

④围护结构节能构造、做法及主要节能材料选用热工参数（外墙、屋面、外窗（阳台门）、分户楼板（功能转换处楼板）、架空楼板、分户墙、入户门、地面、地下室外墙等）。

⑤围护结构热工性能计算结果及节能综合指标计算结果。

⑥节能材料热工参数抽样送检要求，并注明主要保温材料的设计燃烧性能等级。

⑦通风器选型说明（根据需要说明）。

图10.1为住宅节能65%建筑节能设计说明专篇的参考格式。

（2）设计图纸

设计图纸主要在以下两方面反应节能设计的范围、做法。

①平面图。主要反映入户门、阳台门、外窗、幕墙等的位置、尺寸，同时在平面图中表示出需要进行保温处理的外墙、架空楼板等部位，方便施工人员准确地按照节能设计要求进行施工。

②墙身节点大样图。主要反映女儿墙（檐口）、凸窗、室外空调机位、门窗、勒脚等部位保温构造。在墙身大样图中需引出节点处保温做法详图号，同时绘制出节点做法详图，对于常规做法可引用标准图集。

2）建筑节能计算报告书及设计模型

（1）建筑节能计算报告书

①有无设计、校审人员签字。

②保温材料热工参数和修正系数与标准、相关文件是否一致。

③外窗的材料、气密性等级是否明确，外窗的传热系数和遮阳系数与标准、相关文件是否一致。

④是否使用国家及重庆限制使用的产品。

⑤保温层设置是否合理，是否造成施工难度增加或造价过高等。

⑥是否违反标准强条。

⑦当需要在计算书中作说明的情况同10.1.2节中介绍。

（2）建筑节能设计模型

①朝向、地址、执行标准等基本参数设置是否正确。

②围护结构设置（包括建筑形态、剪力墙的设置、内部分隔、架空楼板、冷热桥的设置等）与设计图是否一致。

③房间类型设置与设计图是否一致。

④外窗大小与设计图是否一致（阳台透明部分是否按窗处理，凸窗是否设置正确等）。

⑤标准层个数、总层数、层高与设计图是否一致。

⑥遮阳的设置与设计图是否一致。

⑦居住建筑分户墙设置与设计图是否一致。

⑧天窗、天井等设置是否与图纸一致。

3）建筑节能设计基本情况表

建筑节能基本情况表中内容与节能计算报告书和设计图说中是否一致。

4）建筑节能设计范围

①屋面、外墙、外窗、阳台门、入户门、下部架空楼板（转换层架空、底层入户大堂架空、吊层架空）、分户墙及分户楼板、采暖空调房间地面及地下室外墙等部位应作保温节能处理。

②功能转换处楼板及隔墙应有保温节能措施。

③当建筑物底层为小商店、小饭店等功能时，小商店、小饭店按住宅功能进行节能设计或说明。

④冷热桥部位应采取可靠的保温节能措施，如凸窗上下口、外露的钢筋混凝土梁、柱、墙、楼板等部位。

5）空调负荷计算书

10.1.4　施工图节能设计案例

1）居住建筑

（1）高层住宅

①建筑概况。该建筑为塔式高层住宅，剪力墙结构形式，建筑面积17853.2m²，建筑高度99m，平面布置如图10.2、图10.3所示。

②节能设计方案。分别采用了外墙自保温、外墙外保温和外墙内保温3种方案进行节能计算，详细结果见表10.1。

表10.1　高层住宅节能设计情况表

续表

续表

③节能设计图说

a.节能设计说明专篇（图10.4）

b.节能范围平面图（图10.5、图10.6）

c.节能大样（图10.7—图10.12）

图10.7　高层墙身大样一

图10.8　高层墙身大样二

图10.9　高层墙身大样三

图10.10　高层墙身大样四

图10.11　高层墙身大样五

图10.12　凸窗节点大样图

④造价比较。3种方案仅外墙用材有差异，其余部位均采用相同的设计，因此本节只针对外墙部分进行造价比较，结果详见表10.2。

表10.2　高层外墙保温方案造价表

续表

注：1.加气混凝土700级按280元/m³，100mm厚的每立方增加5元；

2.30mm厚无机保温砂浆按55元/m²，每增加5mm厚度造价增加5元。内保温施工措施费用相对较低，每平方米少3元。

从表10.2看出，外墙自保温较其他两种保温形式节省工程造价约38%，效果显著。若考虑因实施外墙自保温缩短工程周期带来的经济效益，效果更加显著。

（2）多层住宅

①建筑概况。该建筑为板式多层住宅，框架结构形式，建筑面积3594.57m²，建筑高度21.8m。

②节能设计方案。分别采用外墙自保温、外墙外保温和外墙内保温3种方案进行节能计算，详细结果见表10.3所示。

表10.3　多层住宅节能设计情况表

续表

续表

③节能设计图说

详见光盘文件。

④造价比较

同样只针对外墙部分进行造价比较，结果详见表10.4。

表10.4　多层住宅外墙保温方案造价表

注：1.加气混凝土700级按280元/m³，100mm厚的每立方增加5元；

2.节能型烧结页岩空心砖按320元/m²。

3.30mm厚无机保温砂浆按55元/m²，每增加5mm厚度造价增加5元。内保温施工措施费用相对较低，每平方米少3元。

从表10.4看出，外墙自保温较其他两种保温形式节省工程造价约39%，效果显著。

3）低层住宅

①建筑概况

该建筑为一独栋别墅建筑，框架结构形式，建筑面积539.64m²，建筑高度9.8m，图纸及模型详见光盘文件。

②节能设计方案

采用外墙自保温、外墙外保温和外墙内保温3种方案进行节能计算，详细结果见表10.5。

表10.5　别墅节能设计情况表

续表

以上3种方案除外墙不一致外，外窗材料的选用也各不相同。经计算可知，外墙外保温采用普通透明中空玻璃即可，外墙自保温采用绿色吸热玻璃，并降低遮阳系数才能计算通过；外墙内保温系统则需采用中透光LOW-E，同时降低外窗传热系数和遮阳系数才能计算通过。

③节能设计图说

详见光盘文件。

④造价比较

由于外墙和外窗都发生了变化，因此本案例的造价比较需同时对外墙和外窗进行分析，结果详见表10.6。

表10.6　低层住宅外墙保温方案造价表

注：1.加气混凝土700级按280元/m³，100mm厚的每立方增加5元；

2.彩钢复合型材＋6透明＋9A＋6透明按500元/m²，彩钢复合型材＋6绿色吸热＋9A＋6透明按540元/m²，彩钢复合型材＋6中透光LOW-E＋12A＋6透明按590元/m²。

3.岩棉板薄抹灰系统45mm按120元/m²。

4.30mm厚无机保温砂浆按55元/m²，每增加5mm厚度，造价增加5元。内保温施工措施费用相对较低，每平方米少3元。

从表10.6可知，虽然外墙外保温采用的窗户造价最低，但外保温系统造价较高，导致总体造价比其他两种保温形式都高。造价最省的还是外墙自保温方案，较外墙外保温节省造价约31%。

综上3个案例分析，在忽略增加墙体厚度的人工费、部分施工措施费的情况下，外墙自保温较外墙外保温和外墙内保温节省造价30%～40%。加之外墙自保温具有使用寿命与主体同步、节约保温施工周期、不存在防火安全隐患，以及对外饰面材料无限制等优点，是一项经济、安全、适用的建筑节能技术，应在设计中优先考虑。

4）公共建筑

①建筑概况

该建筑为一集商业、展厅、办公为一体的公共建筑，采用框架结构形式，地上6层，地下2层（负二层为车库，负一层为车库和局部商业、办公用房），建筑高度23.5m，建筑面积8698.33m²。

②节能设计方案

采用外墙自保温和外墙外保温两种方案进行节能计算，详细结果见表10.7。

表10.7　公共建筑节能设计情况表

续表

两种方案仅外墙保温形式不同，外窗均为普通透明中空玻璃，均满足了节能设计标准要求。

③节能设计图说

④造价比较

同前面住宅案例一样，只针对外墙保温系统做造价比较，结果详见表10.8。

表10.8　公共建筑外墙保温方案造价表

注：1.加气混凝土700级按280元/m²，100mm厚的每立方增加5元；

2.岩棉板薄抹灰系统50mm按125元/m²。

从表10.8可知，由于岩棉板保温系统造价相对较高，致使自保温方案较外保温方案在外墙保温系统造价上节省，仅为外墙保温方案造价的41%。因此，墙体自保温系统在公共建筑中同样具有突出的优势。