5.6  建筑节能设计审查中一些共性问题

5.6 建筑节能设计审查中一些共性问题

1.节能专篇中的一些常见错误

(1)建筑物体形系数计算不准

建筑物体形系数与其层数、体量、形状等因素有关。在条件相同情况下,建筑物体形系数越大,外围护墙面积越大,传热耗热量就越大。因此,在满足建筑诸多功能因素的条件下,应尽量减少建筑体形的凹凸或错落,降低建筑物体形系数。近年来,要求住宅建筑多样化,明厅、明厨、明卫和采用凸(飘)窗等,使得建筑物的体形变得复杂。这就要求设计人员从初步设计阶段开始,在符合造型的前提下,尽量把体形系数控制在合理的范围内。山东省《居住建筑节能设计标准》(DBJ 14-037—2012)规定:小于或等于3层建筑不应超过0.52,4~8层建筑不应超过0.33,9~13层建筑不应超过0.30,大于或等于14层建筑不应超过0.26。对体形系数超限的建筑,能调整方案最好,符合直接判定法,否则就必须严格按照标准规定进行权衡判定,直到满足要求为止。还有些施工图,节能计算书未经过详细的计算,建筑体形系数明显有误,例如有一栋六层住宅楼,总长80m,宽12m,体形系数正常情况下应在0.2~0.3之间,而节能登记表中竟然是0.13。

分析】 建筑物体形系数(S)是指建筑物与室外大气接触的外表面积与其包围的体积的比值。外表面积中不包括地面的面积。

正确理解建筑物体形系数应把握以下几点:

1)外表面积是指与室外大气接触的外表面积。

2)外表面积中不包括地面的面积(直接接触室外空气除外)。

3)建筑物的体积必须是与室外大气接触的外表面积包围的体积。

4)外墙挑出构件及附墙部件,如:雨篷、空调室外机搁板、附壁柱、装饰线条、结构性水平(或垂直)遮阳等,均与建筑物体形系数无关。

5)建筑物的外表面积计算还与房间的采暖和空气调节有关。

审查中应注意,山东省《居住建筑节能设计标准》中规定外表面积中不包括不采暖楼梯间内墙及户门的面积。

坡屋面的计算:按展开面积或平面面积计算外表面积。外表面积的计算和阁楼是否采暖、利用有关。

1)阁楼采暖时,按展开面积计算。

2)阁楼不采暖但和下部房间有楼梯联系时,按有采暖空间考虑,按展开面积计算。

3)阁楼不采暖也不利用:一种情况是保温层做在平屋面上并符合节能标准K值的要求,可按平屋面计算;第二种情况是保温层未做在平屋面上或虽有保温但不符合节能标准K值的要求,可按展开面积计算;第三种情况是阁楼内有多处老虎窗,保温层应做在平屋面上并符合节能标准K值的要求,按平屋面计算。

(2)外墙保温做法欠妥

许多设计人员不重视节能材料的选用,有的材料选得偏厚,造成浪费,有的材料选得偏薄,不满足要求。还有的图纸,在选用保温材料时未考虑施工及建筑外观的实际情况。由于不同的节能材料导热系数差别较大,图纸上选用相同的厚度,使得该厚的地方变薄,该薄的地方变厚造成浪费。例如采用加气混凝土砌块外墙的住宅,当体形系数小于0.35时,选用20mm厚硬泡聚氨酯板就可满足要求,而有些图纸中选取40mm厚。另外有些图纸中外墙选用70~80mm厚的胶粉聚苯颗粒保温层,传热系数虽然满足了要求,但给施工带来了很大的不便,增加了施工成本,且容易出现裂缝,当雨水渗入后鼓胀脱落。有些节能设计对外墙挑出构件及附墙部件,如雨罩、挑檐、阳台栏板、空调室外机搁板、附壁柱、凸窗以及装饰线等热桥部位不太重视,由于这些部位热损失较大,内表面会出现结露现象,要求设计人员在建筑构造设计中引起足够重视,并采取必要的隔断热桥或保温措施。

(3)窗墙比与要求不符

近年来住宅建筑窗户面积越来越大,特别是一些框架结构。有的除了梁、柱外,都是窗户了。有的起居室为落地窗,洞口宽3.0~3.6m,使得窗墙面积比很大,南向达到0.53,超过标准限值0.5,特别是北向超过0.3,而未采取措施或进行权衡判定,这些都是不符合标准要求的,达不到节能的效果。窗墙面积比既影响建筑耗能,又影响日照、采光和自然通风。山东省《居住建筑节能设计标准》规定南向不应大于0.5,东、西不应大于0.35、北向不应大于0.3。另一方面,有的施工图为了满足节能要求,窗户又太小,如某住宅楼,18m2的起居室,窗户只有1.0m×1.5m,无法满足标准对房间采光的要求,因此如何合理选取窗户大小,使窗口既满足窗地比的要求,又满足窗墙面积比的要求是非常重要的。另外应注意,计算住宅的窗墙比时,应取最不利开间进行计算。

(4)应在门窗表中对平开窗开启扇面积予以标明(占所在房间地面面积比例或占该外窗面积比例)。

(5)节能计算书与建筑设计图纸中材料做法不一致。建筑节能设计说明专篇中材料性能取值与建筑设计图纸不一致。

(6)对材料可实施性了解不充分,导致现场更换材料,节能设计需重新计算。

(7)材料表述不明确,材料性能与参数取值不对应,如空心砖和中空玻璃。

(8)节能材料在计算中未加入修正系数,产生设计计算错误。

(9)窗外遮阳系数计算有误。

2.屋面节能常见问题

(1)导热系数λ和蓄热系数s的修正系数

考虑到建筑节能构造中保温材料的工作状态与实验室测得数据时的工作状态是不同的,必须要考虑导热系数λ和蓄热系数s的修正系数。如在屋面构造中保温材料因施工荷载等因素会受力,产生压缩变形,密度增加,厚度减小,自然保温效果要打折扣,所以一定要乘以“修正系数”才能较正确地反映其实际的保温效果。

(2)架空隔热屋面

这种屋面在夏热冬冷和夏热冬暖地区是经常采用的一种屋面节能技术,在这类地区仅仅采取加厚保温层厚度的做法是不经济的节能方案。而采用架空板与保温屋面组合的屋面节能技术能达到事半功倍的效果,通过架空板形成通风的架空层,把屋面的辐射热量大部分带走,大大降低了屋面的表面温度,这样就减小了保温层的厚度。

(3)正置或倒置保温屋面

这是工程中使用最多的一种屋面节能技术,究竟采用正置还是倒置按选用的保温材料来决定。只有当保温材料吸水率很小(≤4%),基本不吸水并且应具有一定的压缩强度时,才可以采用倒置保温屋面。目前一般大部分采用挤塑板(XPS)做保温层,该保温材料就适宜采用倒置保温屋面,把保温层设在防水层的上方,既保护了防水层,又保温了整个屋面,能取得较好的效果。屋面面层的处理从建筑节能来考虑应采用浅色屋面,其太阳辐射吸收系数值较小,使得屋面总热阻值也会要求小些,可减小保温层的厚度。结合工程实践如采用正置法保温屋面,上人屋面的面层应采用浅色的地砖或钢筋混凝土刚性防水面层,不上人屋面应选用贴有铝箔保护层的各类防水卷材。

(4)选用的保温材料不合适,如选用憎水性膨胀珍珠岩保温块、普通聚苯板(EPS板)、胶粉聚苯颗粒保温浆料等。

(5)保温层厚度不够,主要是计算热阻时未考虑导热系数λ的修正系数α

(6)宜选用的屋面保温材料:挤塑板(XPS板)、聚氨酯板(PU板)及现场喷涂硬泡聚氨酯、高密度聚苯板(EPS板)。

分析】 XPS板是以聚苯乙烯树脂为原料加上其他的原辅料与聚合物,通过加热混合同时注入催化剂,然后挤塑压出成型而制造的高密度硬板(XPS),XPS具有完美的闭孔蜂窝结构,这种结构让XPS保温板具有传统低密度保丽龙(EPS)所没有的低吸水性(几乎不吸水)、低导热系数、高抗压性、抗老化性(正常使用几乎无老化分解现象)。其具有独立的密闭式气泡结构,因此具有绝佳的隔热性、绝低的透湿系数。特别适用于建筑物的隔热、防潮工程,是建筑业界最物美价廉的隔热材料。执行的标准为《绝热用挤塑聚苯乙烯泡沫塑料(XPS)》(GB/T 10801.2—2002)。EPS板是以聚苯乙烯树脂为基础,加入发泡剂等辅助材料,在模具中加热成型而制得的具有闭孔结构的轻质材料。执行的标准为《绝热用模塑聚苯乙烯泡沫塑料》(GB/T 10801.1—2002)。

3.门窗节能常见问题

(1)选用的外窗为单框双玻璃窗。

(2)未标明窗框材料(PA隔热铝合金、PVC塑钢、钢塑共挤、铝塑复合、铝木复合等)、中空玻璃的空气层厚度(6mm、9mm、12mm)和玻璃的厚度(5mm、6mm、8mm、10mm、12mm等)。

(3)对遮阳系数(实际透过窗玻璃的太阳辐射得热与相同入射条件下透过3mm厚玻璃的太阳辐射得热的比值)重视不够。

(4)在公共建筑节能中不注意各个朝向不同窗墙面积比时,其K值不同而一律采用低值(经济性差,要多花钱),更合理、经济的设计是进行节能计算或分朝向编窗号并采用不同的K值。

(5)宜选用平开窗。根据统计资料显示,相同材料的平开窗,其平均传热系数小于推拉窗。且推拉窗的气密性合格率很低,北京、天津均不允许在节能建筑中采用。

4.采暖空调房间和非采暖空调房间的隔墙和楼板节能常见问题

(1)分隔采暖与非采暖空间的隔墙传热系数≤1.5(山东省),不采暖楼梯间隔墙、走廊墙等,不能采用EPS板、XPS板、PU板等。防火不满足。

(2)对于居住建筑,分隔采暖与非采暖空间的楼板传热系数≤0.65(≤3层时为0.5)(山东省要求),直接采用EPS板、XPS板、PU板作为保温材料不合适,应在上述板的外表面复合20mm厚胶粉聚苯颗粒或10mm厚石膏抹灰层,用5mm厚抹面胶浆中间压入耐碱玻璃纤维网格布再刷涂料或选用燃烧性能为A级的岩棉。

(3)对于公共建筑,分隔采暖与非采暖空间的楼板传热系数≤1.5,抹30mm厚胶粉聚苯颗粒和10mm厚石膏抹灰层,用5mm厚抹面胶浆中间压入耐碱玻璃纤维网格布再刷涂料。

(4)住宅建筑和商业建筑之间的楼板未做保温。有些设计人员认为住宅建筑和商业建筑之间上下层均采暖,可以不做保温。这是一个误区,住宅建筑和商业建筑之间的楼板应做保温。且其K值应满足≤0.65。此要求普遍未满足。

5.周边地面和地下室外墙节能常见问题

(1)居住建筑周边地面要求保温材料层热阻R≥0.56(≤3层时为0.83)(山东省)。

概念:周边地面指建筑物内距外墙内表面2m以内的地面,其余为非周边地面。

如何实现?采用25~35mm厚的XPS板。

具体做法:素土夯实→300mm厚3∶7灰土→50mm厚C20细石混凝土→25~35mm厚XPS板→60mm厚C20细石混凝土内配978-7-111-49514-7-Chapter05-7.jpg6@200钢筋→20mm厚1∶2.5水泥砂浆抹面。

常见问题:①未做保温;②采用EPS板;③灰土的λ=0.93;④热阻计算中包括了土壤和混凝土地面。

(2)公共建筑地面和地下室外墙要求保温材料层热阻R≥1.50。

概念:地面热阻是指建筑基础持力层以上各层材料的热阻之和。地下室外墙热阻是指土壤以内各层材料的热阻之和。

地面:素土夯实→300mm厚3∶7灰土→50mm厚C20细石混凝土→50mm厚XPS板→60mm厚C20细石混凝土内配978-7-111-49514-7-Chapter05-8.jpg6@200钢筋→20mm厚1∶2.5水泥砂浆抹面。

外墙:250mm厚钢筋混凝土墙→20mm厚1∶2.5水泥砂浆找平→防水层→20mm厚1∶2.5水泥砂浆保护层→50mm厚XPS板保温层(或70mm厚EPS板保温层)→最薄处500mm厚3∶7灰土→素土夯实。

6.外墙保温节能常见问题

(1)对外保温系统不了解或一知半解,不能根据工程的实际情况正确选择适合的外保温系统。目前技术上较为成熟的外墙外保温系统如下:

1)EPS板(聚苯板)薄抹灰外墙外保温系统(涂料)。

2)XPS板(挤塑板)薄抹灰外墙外保温系统(涂料、面砖)。

3)PU板(聚氨酯板)薄抹灰外墙外保温系统(涂料、面砖)。

4)胶粉EPS(聚苯)颗粒保温浆料外墙外保温系统(涂料、面砖)。

5)EPS板(无网聚苯板)现浇混凝土外墙外保温系统(涂料、面砖)。

6)EPS钢丝网架板(有网聚苯板或SB2板)现浇混凝土外墙外保温系统(涂料、面砖)。

7)机械固定EPS钢丝网架板(SB1板)外墙外保温系统(涂料、面砖)。

8)现场喷涂硬泡聚氨酯复合胶粉EPS(聚苯)颗粒外墙外保温系统(涂料、面砖)。

9)粘贴聚苯板复合胶粉EPS(聚苯)颗粒外墙外保温系统(涂料、面砖)。

10)粘贴挤塑板复合胶粉EPS(聚苯)颗粒外墙外保温系统(涂料、面砖)。

11)预制水泥聚苯板(挤塑板、聚氨酯板)外墙外保温系统(涂料、面砖)。

12)岩棉复合胶粉EPS(聚苯)颗粒外墙外保温系统(涂料、面砖)。

13)装配式保温装饰一体化外保温系统(仿涂料、面砖、铝板、大理石板等)。

(2)外墙热桥部位普遍保温不到位。如:外门窗洞口周边侧墙、圈梁、女儿墙、雨篷、线角、构造柱、室外空调机搁板、凸飘窗、接触室外空气的阳台底板、顶板、阳台栏板、结构性水平或垂直遮阳板等。

上述热桥应在节点大样图中做保温并注明做法(如果有的话,如墙身大样图等)。

误区:有的施工图审查部门要求上述节点必须在图纸中画出(设计院在图纸中明确了标准图后,可以不要求。否则标准图就失去意义了)。

(3)屋顶飘板、构架未做保温

屋顶飘板、构架都是热桥,应做保温。但不必做得很高,1m以上可以不做。

做法:25mm厚胶粉聚苯颗粒保温、贴板保温等。

(4)住宅建筑伸入地下部分的保温做法交代不清

山东省《居住建筑节能设计标准》(DBJ 14-037—2012)第4.2.14条规定,对不设地下室的建筑,其外墙保温层应延伸到地面以下500mm,是考虑到冻土层深度对外墙的影响,以保证外墙在冻土层深度范围内不结露。另外,对于有地下室的部分,要求一律延伸到地下,与地面平齐。

7.计算书中的一些问题

(1)图纸中节能设计登记表中采用的材料和计算书中不一致

1)材料不一致,例如节能设计登记表中屋面采用EPS板,而计算书中为挤塑聚苯板。

2)厚度不一致,例如节能设计登记表中屋面为50mm厚的EPS,计算书中为60mm厚EPS板,设计登记表中墙面为40mm厚的EPS板,计算书中为50mm厚EPS板等。

出现上述错误的主要原因是为了计算满足直接判定法的要求。因此建议审查时屋面和外墙等保温做法选用地方标准图集,例如山东省外墙保温图集L07J110系列,这样避免了重新校核保温层厚度是否满足要求,只要对应图集一查便知,审查起来比较方便。

(2)围护结构材料输入带来的误差

PKPM建筑节能软件虽然将所有建筑材料的基本参数都收入在库,但是用户还是要了解一些材料输入的基本知识。比如,在输入节能材料的时候,由于保温材料导热系数比较小,容易受施工和环境的影响,所以在输入节能材料导热系数的时候,需要输入修正系数。修正系数根据不同材料取值是不同的,见表5-1,必须由用户查询后手动输入。有些计算书按程序内定值修正系数进行计算,造成围护结构导热系数偏小的情况。有些围护结构,比如屋面的瓦片层,因为不构成封闭的体系,因此是不计入热工计算的,用户如果多输入了这些层,也会造成计算结果的误差。

表5-1 保温材料的导热系数λ与修正系数α

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(3)建筑内部房间功能的划分对动态能耗计算结果的影响

夏热地区的建筑节能标准是以空调采暖的耗电量作为最终的判断标准的,空调区域面积占总建筑面积的比例对最终能耗计算结果的影响非常大。用户在操作软件的过程中,如果少标记了空调房间,或者房间有不封闭的情况,都会造成最后的建筑能耗偏小或偏大的影响。动态能耗计算还要求用户进行分户墙的标记,如果错把外墙标记成分户墙,或者将户内的普通内墙标记了分户墙,也会造成能耗计算结果偏小的情况。另外,确实存在对于有些建筑,由于体形系数比较小,空调区域的百分比比较小,最终保温做得比较差,或者不做保温就可以使动态能耗计算通过的情况,这就需要节能审查部门对这种情况做出正确的指导和节能设计修改意见。