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博物馆节能篇11

第十一章节能篇

11.1建筑概况

11.2设计依据

11.3建筑节能设计

11.4空调节能设计

11.5电气节能及环保设计

11.6节水节能设计

第十一章节能篇

11.1建筑概况

本工程是天津博物馆，包括陈列展览区、文物库房区、专业技术区、图书资料区、办公区、社会服务区、设备用房等七个部分，建筑总面积（含地下一层）：

63883m2（地上：

43039m2，地下：

20844m2）。

其中：

1.博、美、图公共地下空间分摊面积6027m2；2.本体建筑面积54888m2（其中地上：

40071m2，地下：

14817m2）；3.架空层5936m2按1/2计算建筑面积为2968m2。

建筑高度为30.00米，是天津市收藏、保护、展示、研究文物及文化资源的综合博物馆建筑，同时也是进行教育、休闲、文化服务活动的场所。

11.2设计依据

1.《民用建筑热工设计规范》GB50176-93

2.《建筑照明设计标准》GB50034-2004

3.《建筑外窗气密、水密、抗风压性能分级及检测方法》（GB7106—2008）

4.《建筑幕墙》（GB/T21086—2007）

5.《全国民用建筑工程设计技术措施节能专篇建筑分册》（2007年版）

6.业主提供的设计任务书、基础资料及修改意见

7.建筑提供的总平面布置图纸和平、立、剖面设计图纸

11.3建筑节能设计

11.3.1建筑布局与室外热环境设计

11.3.1.1在总体规划时，采取南北向或接近南北向布局，有利于避免夏季日晒，利用自然通风改善室内热环境。

11.3.1.2本工程绿化规划采用集中绿地布置和建筑周边环形绿化带布置相结合，整个地块的绿地率不低于30%。

大面积的绿化带可以有效减少城市及展区室外气温逐渐升高和气候干燥情况，降低热岛效应，调节微气候。

室外绿化物种注重选择适宜天津地区气候和土壤条件的乡土植物，且采用包含乔、灌木的复层绿化。

11.3.1.3室外公共活动场所地面以透水性铺装为主，利用透水砖、绿化带和水体吸纳水分，不仅可以降低暴雨时期的地面径流量，还可以利用水分的蒸发降低夏季地表温度，改善室外热环境质量。

11.3.2围护结构热工设计，建筑节能设计对天津博物馆进行节能计算分析。

11.3.2.1按照《民用建筑热工设计规范》约定的气候分区，天津属于寒冷地区，主要的建筑节能手段表现为保温、适当的遮阳和通风。

11.3.2.2本工程体型系数为0.14，在相同建筑体积下，尽可能缩小外表面面积，减少传热能耗。

体型系数如下：

表建筑体型系数统计

建筑面积A0

54888m2

地上体积V0

327960m3

外表面积F0

44728m2

体型系数S

0.14

所处气候分区

寒冷

体型系数要求

小于或等于0.40

11.3.2.3在立面设计上，设计方案在满足采光和景观的前提下，尽量减少外窗面积，降低太阳辐射得热。

各朝向的窗墙面积比如下：

表各朝向的窗墙面积比统计

朝向

窗面积（㎡）

墙面积（㎡）

窗墙比

东向

729.54

5082.98

0.14

西向

1207.18

4839.92

0.25

南向

2833.97

5445.33

0.52

北向

1654.87

5650.11

0.29

平均

6425.56

21018.34

0.31

11.3.2.4对建筑进行围护结构热工性能权衡判断，确定东、南向首二层办公区和内庭院的外窗采用断热铝合金窗框+透明中空玻璃，传热系数不超过3.2W/m2.K，遮阳系数不超过0.73，可见光透射比大于0.71，其他外窗采用断热铝合金窗框+高透光Low-E中空玻璃，传热系数不超过2.5W/m2.K，遮阳系数不超过0.53，可见光透射比大于0.72。

天窗采用断热铝合金窗框+中透光Low-E中空玻璃，传热系数不超过2.4W/m2.K，遮阳系数不超过0.43，可见光透射比大于0.62。

表各朝向外窗热工参数统计

朝向

窗墙比

做法名称

传热系数（W/m2.K）

遮阳系数

东

0.14

断热铝合金窗框+透明中空玻璃/

断热铝合金窗框+高透光Low-E中空玻璃

2.91

0.54

南

0.52

断热铝合金窗框+透明中空玻璃/

断热铝合金窗框+高透光Low-E中空玻璃

2.74

0.55

西

0.25

断热铝合金窗框+透明中空玻璃/

断热铝合金窗框+高透光Low-E中空玻璃

2.71

0.54

北

0.29

断热铝合金窗框+透明中空玻璃/

断热铝合金窗框+高透光Low-E中空玻璃

2.69

0.55

表天窗热工参数统计

天窗屋顶面积比

做法名称

传热系数（W/m2.K）

遮阳系数

0.10

断热铝合金窗框+中透光Low-E中空玻璃

2.4

0.43

11.3.2.5填充墙采用200mm加气混凝土砌块，65mm聚苯板做外保温，外墙平均传热系数不超过0.46W/（㎡K）。

表填充墙体的传热系数

材料名称

（由外到内）

材料编号

序号

厚度δ

导热系数λ

蓄热系数S

修正系数

热阻R

热惰性指标

（mm）

W/（m.K）

W/（㎡.K）

（㎡K）/W

D=R*S

水泥砂浆

0.930

11.370

1.00

0.022

0.245

聚苯板（EPS板）

0.041

0.287

1.20

1.321

0.455

加气混凝土

200

0.190

2.693

1.25

0.842

2.835

石灰砂浆

0.810

10.070

1.00

0.025

0.249

各层之和∑

－

305

－

2.209

3.783

外表面太阳辐射吸收系数

0.65[默认]

传热系数K=1/（0.15+∑R）

0.42

表钢筋砼的传热系数

材料名称

（由外到内）

材料编号

序号

厚度δ

导热系数λ

蓄热系数S

修正系数

热阻R

热惰性指标

（mm）

W/（m.K）

W/（㎡.K）

（㎡K）/W

D=R*S

水泥砂浆

0.930

11.370

1.00

0.022

0.245

聚苯板（EPS板）

0.041

0.287

1.20

1.321

0.455

钢筋混凝土

200

1.740

17.200

1.00

0.115

1.977

石灰砂浆

0.810

10.070

1.00

0.025

0.249

各层之和∑

－

305

－

1.482

2.925

外表面太阳辐射吸收系数

0.65[默认]

传热系数K=1/（0.15+∑R）

0.61

11.3.2.6屋面采用60mm挤塑聚苯板做保温层，屋面平均传热系数不超过0.50W/m2.K，热惰性指标大于3.21。

表隔热屋面的传热系数

材料名称

（由外到内）

材料编号

序号

厚度δ

导热系数λ

蓄热系数S

修正系数

热阻R

热惰性指标

（mm）

W/（m.K）

W/（㎡.K）

（㎡K）/W

D=R*S

水泥砂浆

0.930

11.370

1.00

0.022

0.245

碎石、卵石混凝土

1.510

15.360

1.00

0.026

0.407

挤塑聚苯板（ρ=25-32）

0.030

0.320

1.20

1.667

0.640

水泥砂浆

0.930

11.370

1.00

0.043

0.489

钢筋混凝土

120

1.740

17.200

1.00

0.069

1.186

石灰砂浆

0.810

10.070

1.00

0.025

0.249

各层之和∑

－

300

－

1.851

3.215

外表面太阳辐射吸收系数

0.74[默认]

传热系数K=1/（0.15+∑R）

0.50

11.3.2.7地下室侧壁采用50mm厚挤塑聚苯乙烯泡沫板（导热系数限λ≤0.030W/m.k，修正系数1.2），可以提高这些部位的内表面温度，有利于控制和防止地面和墙面的返潮。

表地下室侧壁的传热系数

材料名称

材料编号

序号

厚度δ

导热系数λ

蓄热系数S

修正系数

热阻R

热惰性指标

（mm）

W/（m.K）

W/（㎡.K）

（㎡K）/W

D=R*S

钢筋混凝土

200

1.740

17.200

1.00

0.115

1.977

石灰砂浆

0.810

10.070

1.00

0.025

0.249

挤塑聚苯板

0.030

0.320

1.20

1.389

0.533

各层之和∑

－

270

－

1.529

2.759

导热阻R

1.529

11.3.2.7所有外窗采用断热铝合金窗框窗框，确保气密性不低于《建筑外窗气密、水密、抗风压性能分级及检测方法》（GB7106—2008）规定的7级；透明幕墙的气密性不低于《建筑幕墙》（GB/T21086—2007）规定的3级。

11.3.3室内自然通风设计

11.3.3.1外窗可开启面积不小于外窗面积的30％，且在南向尽量扩大外窗可开启面积，为过渡季节组织室内自然通风创造了有利条件。

11.3.4各栋建筑节能设计参数汇总如下：

建筑节能设计参数一览表

外墙

东

南

西

　北

砌体面积

3643.67

2032.19

3035.51

3272.18

墙材品种

加气混凝土砌块

墙材厚度

200

墙材密度

kg/m3

700

墙材导热系数

W/m.K

0.19

外墙砼墙

面积

厚度

外墙砼梁柱

面积

709.77

599.66

608.74

745.26

厚度

200/200

外墙抹灰

材料

水泥砂浆

厚度

外墙外饰面

材料

石材

颜色

浅色

外表面吸收系数

0.65

外墙平均传热系数

W/m2.K

0.45

0.47

0.46

屋顶

面积（m2）

屋顶采用其它节能措施的面积（m2）

构件遮阳

屋顶绿化

屋顶蓄水

浅色屋面

18433.97

屋顶构造，各层材料及其参数

构造层做法

厚度

导热系数

密度

热阻

w/m.K

kg/m3

m2.K/w

保护层

碎石、卵石混凝土

1.51

2300

0.026

隔热层

挤塑聚苯板

0.03

28.5

1.667

找平层

水泥砂浆

0.93

1800

0.043

楼板层

钢筋混凝土

120

1.74

2500

0.069

传热系数K（W/m2.K）

0.50

外窗

东

南

西

北

外窗类型

断热铝合金窗

玻璃品种

透明中空玻璃/高透光

Low-E中空玻璃

透明中空玻璃/高透光

Low-E中空玻璃

透明中空玻璃/高透光

Low-E中空玻璃

透明中空玻璃/高透光

Low-E中空玻璃

面积

729.54

2833.97

1207.18

1654.87

窗遮阳系数SC

0.73/0.53

外遮阳系数SD

0.829

0.929

0.911

0.927

综合遮阳系数Sw

0.54

0.55

0.54

0.55

窗墙面积比

0.14

0.52

0.25

0.29

外窗可开启面积所占比例

与所在房间地面面积比（最小者）

与所在外窗面积比（最小者）

30%

设计气密性要求

外窗

不低于《建筑外窗气密、水密、抗风压性能分级及检测方法》（GB7106—2008）规定的7级

幕墙

不低于《建筑幕墙》（GB/T21086—2007）规定的3级

天窗

面积与屋面总面积比

遮阳系数SC

传热系数K（w/m2.K）

0.10

0.43

2.4

能耗分析

参照建筑耗热量指标（w/m2）

124.07

设计建筑耗热量指标（w/m2）

122.48

11.4空调通风节能设计

11.4.1所有空调设备均选用低能耗产品，设备效率应满足《公共建筑节能设计标准》要求。

11.4.2中央空调系统可根据负荷的需求，自动调节制冷机的容量输出和控制设备启停来达到节能的目的。

11.4.3集中供热和集中供冷冷热水系统采用一级变频泵设计，根据系统压力变化改变水泵电机频率，减少水流量，降低水泵功率。

11.4.4中央空调冷冻水温度采用8℃温差，减少冷水泵输送流量，降低输运能耗。

11.4.5空气调节风系统的单位风量耗功率满足《公共建筑节能设计标准》（GB50189-2005）5.3.26条的规定。

11.4.6最大新风量与回风比例不小于50％，过渡季节可以直接利用新风给室内送冷。

11.4.7展厅、报告厅等人员密集的大空间房间设排风热回收系统，实现新风预热和预冷；

11.4.8文物库房的排风排至备用房区域的走道，利用排风预热实现设备用房的空调和供热；

11.4.9建筑热工设计满足《公共建筑节能设计标准》（GB50189-2005）的要求，具体见建筑专业节能设计。

11.4.10集中供热和供冷系统设置独立的冷、热量计量装置，以促进节约能源。

11.5电气节能及环保设计

11.5.1配变电所及电气竖井尽量靠近负荷中心，尽可能减少线路损耗。

11.5.2采用节能型变压器、采用BA系统控制和监视空调器，水泵，制冷主机，电梯及扶梯等用电设备，最大限度地节约用电。

11.5.3大功率的水泵，采用软启动器或变频器以控制启动电流，节约用电。

11.5.4采用自动调节的无功补偿装置，减少变压器损耗。

11.5.5采用节能高效的照明光源及灯具，如T5型荧光灯及电子镇流器，以提高功率因数及用电效率。

灯具效率不小于60%-75%，镇流器采用电子镇流器。

11.5.6采用智能照明控制系统，可按时段作场景化调节。

11.5.7采用建筑设备监控系统，实现对环境温湿度及空气质量的实时监测与控制，自动调节各机电设备的运行状态，以实现能源的最优利用。

11.5.8设置综合能源管理系统，对博物馆内主要能耗进行分类、分区域统计分析，对设备用能效率进行有效监测，以实现博物馆的准确、高效节能运行管理。

11.6节水节能设计

11.6.1本建筑二层（含二层）以下充分利用市政给水管网水压直接供水，采用无负压设备节能。

11.6.2选用节水型卫生洁具及配水件。

1公共卫生间大便器采用容积为6L的冲洗水箱，配备3/6L双按键。

2公共卫生间采用感应式水龙头、感应式小便器冲洗阀。

11.6.3水池、水箱溢流水位均设报警装置。

防止进水管阀门故障时，水池、水箱长时间溢流排水。

建筑节能计算报告书

（公共建筑－综合权衡）

工程名称：

天津博物馆

设计编号：

建设单位：

设计单位：

华南理工大学建筑设计研究院

节能计算单位：

华南理工大学建筑设计研究院

计算人：

校对人：

审核人：

计算日期：

2009年12月25日

计算软件名称

建筑节能设计分析软件TH-BECS2010

鉴定情况

建设部科技项目验收证书建科验字[2005]第008号

软件版本

20091204

软件开发单位

深圳市斯维尔科技有限公司

服务热线

全国统一服务热线95105705

一、建筑概况

地理位置

天津市-天津

工程名称

天津博物馆

建筑面积

地上40071㎡，地下14817㎡

建筑高度

地上30m，地下6.3m

建筑层数

地上5层，地下1层

北向角度

90度

所属结构体系

钢框架—支撑结构

外墙太阳辐射吸收系数

0.65

屋顶太阳辐射吸收系数

0.74

二、计算依据

1.《公共建筑节能设计标准》（GB50189-2005）

2.《民用建筑热工设计规范》（GB50176-93）

3.《建筑外窗气密、水密、抗风压性能分级及检测方法》（GB7106—2008）

4.《建筑幕墙》（GB/T21086—2007）

三、有关说明

1、屋面分为绿化种植屋面和普通隔热屋面，本次计算取最不利情况，屋面部分的计算按照没有种植土的普通隔热屋面计算。

四、工程材料

材料名称

编

号

导热系数λ

蓄热系数S

密度ρ

比热容Cp

蒸汽渗透系数u

备注

W/（m.K）

W/（㎡.K）

Kg/m3

J/（Kg.K）

g/（m.h.kPa）

水泥砂浆

0.930

11.370

1800.0

1050.0

0.0210

来源：

《民用建筑热工设计规范（GB50176-93）》

石灰砂浆

0.810

10.070

1600.0

1050.0

0.0443

来源：

《民用建筑热工设计规范（GB50176-93）》

钢筋混凝土

1.740

17.200

2500.0

920.0

0.0158

来源：

《民用建筑热工设计规范（GB50176-93）》

碎石、卵石混凝土

1.510

15.360

2300.0

920.0

0.0173

来源：

《民用建筑热工设计规范（GB50176-93）》

挤塑聚苯板（ρ=25-32）

0.030

0.320

28.5

1647.0

0.0162

聚苯板（EPS板）

0.041

0.287

20.0

1380.0

0.0000

夯实粘土（ρ=2000）

1.160

13.054

2000.0

1010.0

0.0000

加气混凝土

0.190

2.693

500.0

1050.0

0.1110

蒸汽渗透系数为测定值

五、体型系数

外表面积

44727.87

建筑体积

327960.04

体型系数

0.14

六、窗墙比

1、窗墙比

朝向

窗面积（㎡）

墙面积（㎡）

窗墙比

东向

729.54

5082.98

0.14

西向

1207.18

4839.92

0.25

南向

2833.97

5445.33

0.52

北向

1654.87

5650.11

0.29

平均

6425.56

21018.34

0.31

2、外窗表

朝向

编号

尺寸

楼层

数量

单个面积

合计面积

东向

729.54

7.14×3.30

23.55

6.60×4.00

26.40

16.60×4.00

66.42

2.56×4.00

10.25

6.10×4.00

24.40

1.95×4.00

7.81

2.60×4.00

10.40

2.56×4.00

10.25

2.57×4.00

10.26

7.15×2.40

17.16

14.90×2.40

35.76

15.20×2.80

42.56

4.70×3.06

14.38

7.14×5.20

37.11

13.75×3.60

49.50

6.60×3.60

23.76

2.56×5.60

14.36

43.07

32.15×3.20

102.88

7.20×2.00

14.40

2.56×3.90

10.00

29.99

12.50×3.90

48.75

4.85×3.65

17.70

9.81×6.40

62.77

西向

1207.18

14.70×4.00

58.80

16.90×4.00

67.60

7.04×3.60

25.36

9.31×3.60

33.51

7.00×3.30

23.11

2.40×4.00

9.62

9.35×3.60

33.66

20.85×3.60

75.06

9.20×4.00

36.80

16.35×3.60

58.86

14.70×3.60

52.92

7.00×5.20

36.42

6.62×3.60

23.85

3.40×3.60

12.24

20.85×5.20

108.42

7.20×2.00

14.40

9.20×5.60

51.52

20.12×6.20

124.77

2.85×3.90

11.12

20.75×3

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