严寒及寒冷地区居住与公共建筑的建筑与建筑热工节能设计(11.29) - 图文.docx

严寒及寒冷地区居住与公共建筑的建筑与建筑热工节能设计(11.29) - 图文 寒冷及寒冷地区居住与公共建筑的建筑与建筑热工节能设计 一、建筑热工设计分区二、建筑节能途径及建筑节能50%的内涵 三、建筑与建筑热工节能设计方法四、建筑与建筑热工节能设计中几个主要指标的概念 五、性能性指标设计方法简述六、建筑与建筑热工设计相关规定说明 七、外墙与屋面的保温隔热措施 八、建筑热工设计计算实例 结语寒冷及寒冷地区居住与公共建筑的建筑与建筑热工节能设计 一、建筑热工设计分区 《建筑气候区划标准》GB 50178-93将我国分为五个建筑气候区，《民用建筑热工设计标准》GB 50176-93依据编制时的社会经济与建筑物采暖、空调的实际状况，提出了不同建筑气候区的建筑热工设计要求，如表1.1所列 表1.1 建筑热工设计分区及设计要求分区名称 分 区 指 标 主 要 指 标 辅 助 指 标 设 计 要 求 必需充分满意冬季保最冷月平均温度≤日平均温度≤5℃的天寒冷地区 暖要求，一般可不考–10℃ 数≥145天 虑防热 应满意冬季保温要最冷月平均温度日平均温度≤5℃的天寒冷地区 求，局部地区兼顾夏0~–10℃ 数90～145天 季防热。

最冷月平均温度日平均温度≤5℃的天必需充分满意夏季防夏热冬冷0~–10℃，最热月数0~9天，日平均温度热要求，适当兼顾冬地区 平均温度25~30℃ ≥25℃的天数40~110天 季保温 最冷月平均温必需充分满意夏季防夏热冬暖日平均温度≥25℃的天度>10℃，最热月平热要求，一般可不考地区 数101~200天 均温度25~29℃ 虑冬季保温 最冷月平均温度局部地区应考虑冬季日平均温度≤5℃的天温柔地区 0~13℃，最热月平保温，一般可不考虑数0~90天 均温度18~25℃ 夏季防热 如图1.1所示，山西的大局部地区属寒冷地区，仅北部小局部地区属寒冷地区在《公共建筑节能设计标准》GB 50189-2005表4.2.1中，山西北部的小局部地区属寒冷地区B区，如该《标准》表4.2.1所列大同等城市 1 图1.1 全国建筑热工设计分区图 2 二、建筑节能途径及建筑节能50%的内涵 〔一〕建筑节能根本原理和节能途径 1、采暖居住建筑的根本特点 居住建筑主要为住宅建筑〔约占92%〕，其次为集体宿舍、款待所、托幼建筑等〔约占8%〕。

它们的共同特点是供人们居住运用，而且一般都是昼夜连续运用因此，在这类建筑中对室温柔空气质量有较高的要求，在采暖地区需设置采暖设备，室内需有适当的通风换气冬季室内温度一般要求到达16～18℃，较高要求到达20℃居住建筑的层高一般为2.7～3.0m，开间一般为3.3～3.9m目前，住宅建筑中人均占有居住面积约为7～8m2、占有居住容积18.2～20.8m3；集体宿舍中人均占有居住面积约为3～4m2、占有居住容积8.1～10.8m3城镇居住建筑以多层建筑为主，大城市有局部中高层和高层住宅近年来，城镇新建居住建筑出现形式多样化，建筑物体形系数有变大的趋势例如，在寒冷地区的北京市和天津市等，多层住宅的体形系数，已从原来的0.30左右变为0.35左右但在寒冷地区，这种改变较小，如沈阳、长春、哈尔滨等地，多层住宅的平面和立面仍比拟规整，体形系数仍保持0.30左右 2、采暖居住建筑的耗热量构成及节能的重点部位 采暖居住建筑的耗热量由通过建筑物围护构造的传热耗热量和通过门窗缝隙的空气渗透耗热量两局部构成以北京地区80住2－4、8MD1、81试塔1等三种多层住宅为例，建筑物耗热量主要由通过围护构造的传热耗热量构成，约占73%～77%；其次为通过门窗缝隙的 3空气渗透耗热量，约占23%～27%。

在传热耗热量所占的份额中，外墙约占23%～34%；窗户约占23%～25%；楼梯间隔墙约占6%～11%；屋顶约占7%～8%；阳台门下部约占2%～3%；户门约占2%～3%；地面约占2%窗户的传热耗热量与空气渗透耗热量相加，约占全部耗热量的50%哈尔滨地区80龙住1，4个单元6层楼，砖混构造住宅，在建筑物耗热量中，传热耗热量约占71%，空气渗透耗热量约占29%在传热耗热量所占份额中，窗户约占28.7%；外墙约占27.9%；屋顶约占8.6%；地面约占3.6%；阳台门下部约占1.4%；外门约占1%窗户的传热耗热量与空气渗透耗热量相加，约占全部耗热量的57.7% 由上可见，窗户是耗热的薄弱环节，是节能的重点部位，改善建筑物窗户〔包括阳台门〕的保温性能和加强窗户的气密性是节能的关键措施但是，加强窗户的气密性以削减空气渗透耗热量是以保证室内最低限度的换气次数〔或空气质量〕为限度的窗户过于密闭，一那么室内空气质量达不到根本的卫生要求，二那么会使窗户造价提高因此，窗户的气密性到达3级和4级即可 从传热耗热量的构成来看，外墙所占比例最大，其次是窗户，以下是楼梯间隔墙〔在有不采暖楼梯间状况下〕和屋顶，阳台门下部、户门和地面所占比例较小，但这些部位的保温也是不行无视的。

3、影响建筑物耗热量指标的几个主要因素 〔1〕体形系数在建筑物各局部围护构造传热系数和窗墙面积比不变条件下，耗热量指标随体形系数成直线上升〔见图2.1〕低层 410%，节能投资回收期不超过10年，节约吨标准煤的投资不超过开发吨标准煤的投资 2、公共建筑是以20世纪80年头改革开放初期设计建立的公共建筑作为比拟能耗的基准，也是在其能耗水平上节能50% 以上规定的比拟能耗的基准建筑称为“基准建筑”〔Base line〕 “基准建筑”围护构造的构成，传热系数、遮阳系数，均遵照20世纪80年头初期做法寒冷与寒冷地区的居住建筑是以《民用建筑热工设计标准》GB 50178规定的各地区的低限保温隔热性能为基准公共建筑那么是以哈尔宾和北京地区的低限保温性能为基准，即外墙K值取1.28W/(m2.K)〔寒冷地区〕、1.70W/(m2.k)〔寒冷地区〕；屋顶K值取0.77W/(m2.K)〔寒冷地区〕、1.26W/(m2.K)〔寒冷地区〕；外窗K值取3.26W/(m2.K)〔寒冷地区〕、6.40W/(m2.K)〔寒冷地区〕；遮阳系数均取0.80；采暖热源设定燃煤锅炉，其效率为0.55；空调设定为水冷机组，离心机能效比为4.2，螺杆机能效比为3.8；照明参数取25W/m2。

北方地区的居住建筑节能目标走了三个阶段，第一阶段是节能30%，其次阶段是节能50%，局部地区已起先实施65%建筑节能50%的目标就是以20世纪80年头初期居住建筑和公共建筑通用设计图为基准，通过改善建筑围护构造的热工性能和提高采暖、空调及照明设备效率两条途径来分担 〔四〕建筑与建筑热工节能设计是建筑节能设计中的重要组成局部，这是因为： 10 1、建筑与建筑热工节能设计及其节能措施，是建筑节能途径中一个主要的、首要的途径，是通过建筑的手段到达节能，是从建筑群体规划与建筑个体设计，到施工、验收和建成投入运用全过程都能主动地限制的一个途径国外兴旺国家将这一建筑节能途径称之为被动式建筑节能 2、建筑与建筑热工节能设计是居住与公共建筑节能设计标准中的主要章节，如：《民用建筑节能设计标准〔采暖居住建筑局部〕JGJ 26-95中的第四章、《公共建筑节能设计标准》GB 50189-2005中的第四章 11 三、建筑与建筑热工节能设计方法 在建筑节能设计标准的“建筑与建筑热工节能设计”一章中，除一般性规定外，还以强制性条文形式明确规定，有二种建筑节能设计方法。

〔一〕规定性指标设计方法〔即《标准》中的第四章〕 ——亦称单项指标限制法 1、建筑方面的限制指标 〔1〕建筑的体形系数； 〔2〕建筑各向的窗墙面积比及遮阳系数 2、建筑围护构造方面的限制指标 〔1〕外墙的平均传热系数Km； 〔2〕屋面的传热系数K； 〔3〕外窗〔含外门透亮局部〕及透亮幕墙的传热系数K； 〔4〕分户墙及隔墙的传热系数K； 〔5〕楼地板及地下室外墙的传热系数K； 〔6〕户门〔含阳台门下芯板及其他外门〕的传热系数K 〔二〕性能性指标设计方法〔即《民用建筑节能设计标准〔采暖居住建筑局部〕》中的第3章和《公共建筑节能设计标准》中的第4.3节〕 ——亦称综合指标限制法或性能化的设计方法，需通过全年的能耗计算进展判定 以上二种设计方法比拟： 12 1、规定性指标设计方法直观、简明、可操作性强，易于被建筑设计及施工图审查等单位工程师所驾驭； 2、性能性指标设计方法是在设计的规定性指标中某一项指标不符合规定时，须要通过计算全年的采暖、空调及照明能耗进展判定，专业性强，计算较困难，不易被建筑师所驾驭，特殊是受采纳动态计算方法计算全年的采暖、空调能耗，计算方法尚在进一步完善之中。

所以，在建筑与建筑热工节能设计中，最好是优先采纳规定性指标设计方法 目前，各地区都有单位在以建筑师的施工图设计软件为根底开发相应的建筑节能计算软件，为建筑师和暖通工程师供应精确、简捷，且操作便利的建筑节能设计计算工具 13 四、建筑与建筑热工节能设计中几个主要指标的概念 〔一〕建筑的体形系数Cf/V 与室外空气接触的建筑外围护构造外表积Fo Cf/V＝外表积Fo围合的建筑体积Vo 1、规定建筑体形系数Cf/V不超过某一限值的目的在于削减通过建筑外围护构造的热、冷耗为此，要求建筑的形体设计应尽可能少凹凸 2、采暖居住建筑节能设计标准中规定：建筑物体形系数Cf/V宜限制在0.30及0.30以下，假设Cf/V大于0.30，那么屋顶和外墙应加强保温，其传热系数应符合该《标准》4.3.1的规定 3、《公共建筑节能设计标准》的4.1.2条规定，寒冷、寒冷地区建筑的体形系数应小于或等于0.40当超过0.40时，应按该《标准》的4.3节规定进展权衡判定 〔二〕建筑各向立面上的窗墙面积比及窗的遮阳系数 各向立面的外窗、外门洞口面积 1、窗墙面积比＝该向立面上的外墙〔含外窗、外门〕面积通过窗〔含遮阳〕进入室内的热辐射强度投射在窗外外表上的太阳辐射照度 2、遮阳系数So＝ 窗的遮阳系数So是窗本身〔含窗框及窗玻璃〕的遮阳系数与内、外遮阳的遮阳系数的乘积，亦称窗的综合遮阳系数〔即So〕。

3、寒冷与寒冷地区的采暖居住建筑未对窗的遮阳系数So进展规定 14 4、公共建筑中的遮阳系数So是与建筑的体形系数、各朝向的窗墙面积比有关，在北方只对寒冷地区作了规定，如《公共建筑节能设计标准》中的表4.2.2-3所列，详细计算方法如附录A 5、各向窗墙面积比与窗的传热系数限值 不管是居住建筑还是公共建筑，建筑节能设计中应首先严格限制窗墙面积比，否那么将会以提高窗的保温隔热性能来补偿窗墙面积比过大会带来噪声干挠、眩光、热〔冷〕能耗大、私密性差、平安性弱及造价增加等弊病目前，建筑中的窗是越开越大，而可开启局部那么是越来越小，这是一个不好的设计倾向所以，在《公共建筑节能设计标准》中规定：外窗的可开启面积不应小于窗面积的30%；透亮幕墙应具有可开启局部或设有通风换气装置 〔1〕采暖居住建筑不同朝向的窗墙面。