针对温和地区建筑负荷能耗调整优化技巧的案例示范详解
建筑节能计算过程中，我们总是想用最合适的材料去做最适宜最舒适的建筑，一方面减少能耗的需求，另一方面降低材料的总体用量！这里面存在两个矛盾：
（1）改善和提升室内热舒适和能耗降低的矛盾；
（2）改善和提升建筑室内空间品质和能耗降低的矛盾。
根据国家标准和地方节能标准中能耗要求，按热工分区分类总结为：
（1）寒冷地区，冬季室内外温差大、供暖期长，建筑围护结构传热系数对供暖能耗影响很大，供暖期室内外温差传热的热量损失占主导地位，考虑单向的传热过程，因此，主要考虑建筑的冬季保温，对围护结构传热系数的限值要求相对高于其他气候区。
（2）夏热冬冷地区，空调期太阳辐射得热是建筑能耗的主要原因，考察窗和幕墙的玻璃（或其他透光材料）的太阳得热系数的要求，同时考虑冬季保温和夏季隔热。提高屋顶热工性能总是能带来更好的节能效果，但是提高外墙的热工性能时，全年供冷能耗量增加，供热能耗量减少，变化幅度接近，导致节能效果不明显，更需要提升外墙保温构造的设计。
（3）夏热冬暖地区，地处沿海，纬度较低，节能多考虑夏季遮阳，其中太阳辐射得热对建筑能耗的影响较大，夏季辐射得热增加空调制冷能耗，冬季太阳辐射得热降低采暖能耗。建筑朝向多为南北向或近似南北向，有利于自然通风。
（4）温和地区，地方节能标准起步比较晚，早期也没有关注建筑节能，室外温度比较适宜，多为自然通风且不需要采暖和空调的地区，但是由于双碳政策、以及对于建筑节能的要求进一步提高，能耗优化措施方案上可综合考虑围护结构的设计构造。
很多情况下碰到规定性指标计算中不能完全满足，但是满足了权衡计算的前提，设计建筑的能耗值小于参数建筑的能耗值即为满足要求。
以下是具体的实际项目案例优化过程详解：
1.工程项目概览
表1主要项目信息 
图1 PKPM节能模型三维效果展示图
2.主要参数设置
表2材料参数设置情况
3.计算结果分析
图2 围护结构负荷能耗比例示意图
从结果分析可知，目前单位面积系统负荷及供暖空调耗电量中，设计建筑的值都略高于参照建筑。以下针对三方面来进行一一调整验证。调整过程中，需从占比成分最大的方向入手，从图2所示，建筑整体负荷比例为（外窗43.39%＞外墙＞屋顶），大面积的玻璃幕墙的影响，柱状图负荷能耗值差异明显，外窗设计建筑的负荷明显高于参照建筑（201.614 MWH＞183.787MWH）。在外窗选型中，需要调节玻璃幕墙的传热系数，降低k值，从而降低外窗负荷能耗。
4. 优化调整措施
4.1外窗选型，幕墙调整隔热铝合金为2.2的断热玻璃
外窗构造类型（普通外窗）1：普通铝合金窗6中透光双银Low-e+12A+6，K=2.4
外窗构造类型（幕墙）2：隔热铝合金窗6中透光双银Low-e+12A+6，K=2.2
4.2立面窗墙比，调整幕墙的后衬非透明部分380mm改为900mm
目前外窗负荷占比比例较大，从整体模型查看，玻璃幕墙部分窗墙比较大，导致对应的外窗综合太阳得热系数限值降低，要求更高，优化方案中通过调整内衬墙的设计方式提高热桥梁高，从而降低窗墙比，一定程度上减少外窗的负荷能耗。从图3所示，北向大部分外窗为玻璃幕墙，调整热桥之后，北向窗墙比由0.89降低至0.78；对应的太阳得热系数限值要求也由0.3提升到0.35。
图3 立面窗墙比和综合太阳得热系数限值SHGC的变化趋势
4.3外饰面材料，屋顶浅色涂料0.5太阳辐射吸收系数
太阳辐射吸收系数是比较重要且一直受忽视的考察对象，围护结构负荷计算中，参照建筑中屋顶和外墙的默认值为0.7，正常设置情况下，节能设计尽量选择浅色外饰面，尽可能低于0.7，对于选择黑色、深红、蓝色等深色饰面，应规避使用。优化方案中针对性调整屋顶的饰面涂料，选择浅色饰面太阳辐射吸收系数0.5。
4.4结果分析
图4围护结构负荷比例示意图
表3设计建筑单位面积负荷提升（kwh/m³）
5. 结论
综上所述，双碳政策下，对于节能设计，建筑方案阶段应兼顾规范、功能和造型，要重视建筑朝向、尺度和室内舒适度和空气质量等隐形的条件，在节能优化的过程中，我们应该尽量注意以下几点：
5.1建筑物的设计方向尽量南北向；
5.2建筑物室内保持自然通风良好，布局尽量减少周边式布局，提高建筑整体的室内热舒适；
5.3 控制建筑物的体形系数，减少平面凹凸感，防止架空楼板的产生，提升围护结构的热工性能，从而降低室内能耗值；
5.4不是窗户越大越好，符合采光要求即可。使用普通的透明玻璃或者是颜色淡的，辐射很低的镀膜中空玻璃。门窗型材使用断热性、气密性、水密性良好、具有足够的隔声性能和抗风压性能；
5.5房屋的屋顶和外墙有保温性能和隔热性能，保温层不能有渗水的现象，结构内部也不能结露，并且不能产生霉变，尽量选用厚实的材料和结合轻质材料进行复合构造。
