地下公共建筑节能设计标准研究和应用.docx

地下公共建筑节能设计标准研究及应用项目编号：2011-28上海市政工程设计研究总院(集团)有限公司SHANGHAI MUNICIPAL ENGINEERING DESIGN INSTITUTE (GROUP) CO., LTD.2014年07月第1章概述随着城市建设规模的不断扩大、城市发展与土地资源短缺的矛盾日益突出，城市地下空间的开发利用实现了城市可持续发展。随着地下建筑设计水平的提高、工程设计经验的丰富，地下建筑设计呈现规模大、功能综合、设计理念不断创新的发展趋势。地下空间开发利用的具体形式也已从单一的地下车库、地下管沟、地下变电站等开始走向地下商业、交通、物流、交通枢纽等大型公共建筑，以往地上活动场所现在地下空间都具备了可能性。在地下空间开发与利用已成为城市未来发展的必然趋势的情况下，鉴于目前国家节能设计规范标准已不能满足当前地下空间日益复杂的建筑类型，依据现行的国家节能设计标准不能完全解决当前城市地下空间开发利用中遇到的诸多问题，因此深入地下公共建筑节能技术研究，对现有节能规范标准进行完善和补充，确定与地下建筑相适应的计算和分析模式，已成为一项重要和迫切的工作。1.1 地下公共建筑节能设计研究目的地下公共建筑节能设计研究是在深入地下建筑节能技术研究的基础上，以地下公共建筑为研究对象，考虑地下公共建筑的特殊性，对地下公共建筑节能设计标准、节能计算模式和节能保温材料进行分析与研究。研究的主要目的是为了更好地推进单建式地下公共建筑（地下公共建筑定义界定详见本章1.3.3）的节能设计及应用工作，同时为地下公共建筑节能设计取得更好的节能效益作基础性的研究探讨。本研究运用PKPM建筑节能计算软件进行模拟研究,对地下公共建筑围护结构的热工性能进行分析计算，提出PKPM节能计算软件在地下公共建筑节能设计中的应用不足，并对软件修正以适合于地下公共建筑的节能设计计算。1.2 地下公共建筑节能设计研究意义本文研究的意义在于以下方面：通过对公共建筑节能设计标准的归纳总结,明确地下公共建筑围护结构的热工性能及规范标准，对今后地下公共建筑形成完整和系列的节能设计标准起到铺垫和推动作用；通过对现有PKPM节能计算软件在地下公共建筑中的应用分析与修正,得出适合于地下公共建筑的节能计算模块和节能设计流程,具有创新意义；通过对地下公共建筑节能构造的汇编，有利于充分与合理发挥地下建筑自身节能优势，推进地下公共建筑节能设计；建筑新型保温节能材料的引入对开展地下建筑节能相关产品的开发和应用起到规范性意义；课题的研究成果在单建式地下公共空间项目中的运用，对地下公共建筑的节能设计起到了积极的借鉴意义。1.3地下公共建筑节能设计研究内容1.3.1 研究范围地下公共建筑具有多种建筑类型，按功能可分为：地下商业建筑地下办公建筑地下交通运输建筑地下通信建筑地下旅游建筑地下科教文卫建筑等地下建筑按采暖空调分类：1. 有采暖空调环境要求的地下室无采暖空调环境要求的地下室地下建筑按建设类型分类：1. 单建式地下室附建式地下室（有地上建筑）地下建筑按开敞与封闭分类：1. 全封闭式地下具有下沉式广场等局部开敞地下室半地下室地下公共建筑设计多种建筑类型和建筑形式，本文的研究对象仅为对无地上建筑的单建式地下公共建筑（以下简称“单建式地下公共建筑”），对有上部建筑的地下公共建筑（如高层建筑下部的地下商业等）不在本文的研究范围。本文研究内容包括了：对国家和地方相关的节能设计规范标准的分析研究；对PKPM建筑节能分析软件在地下公共建筑实际运用中的缺陷和不足的提出，及PKPM建筑节能分析软件的修正成果；建筑新节能材料的汇总和围护结构节能构造措施的设计。1.3.2 地下公共建筑的特点地下公共建筑在功能、空间、环境、结构、设备等方面与地面上的同类型建筑并无原则上的区别，但在建筑节能方面有以下特点:1） 无体形系数要求。建筑物体形系数是建筑物与室外大气接触的外表面积与其所包围的体积的比值。由于地下公共建筑位于地面以下,除下沉式广场内外墙与室外大气接触外,其他围护构件均与土壤接触。目前国家公共建筑节能设计标准规范尚无对具有下沉式广场的地下公共建筑体形系数进行规定。2） 外墙窗墙比较大。地下公共建筑中的外墙多为下沉式广场周边的临空墙体,由于作为地下与地上的主要过渡空间,此外墙大多具有大面积的玻璃窗,所以形成较大的窗墙比。3） 部分围护结构的热工性能缺少规范性指导。例如：当今国家规范中缺少对地下公共建筑中的地下室顶板热阻限值的规定等。4） 围护结构的节能措施受气候分区影响大。我国分为五大气候分区,不同气候分区对地下公共建筑围护结构的热工性能要求有较大的不同,所以在建筑节能设计措施上也存在较大的差异。例如:上海地区对地下公共建筑的地下室外墙、地面、地下室顶板均无热阻要求，而其他地区均对地下室外墙、地面热阻有