公共建筑节能设计标准内容介绍

1公共建筑节能设计标准内容介绍(第四章建筑与建筑热工设计)2建筑与建筑热工设计基本思路本标准提出节能设计达标的两种方法：1.规定性指标方法2.性能性指标方法规定性指标方法：对建筑物的体形系数、窗(幕墙)墙比、外窗(幕墙)的气密性、屋顶透明部分的面积等作出规定，在规定的范围内，设计者可以方便地从标准的“建筑热工设计”章列表中查找到围护结构各部分部件的传热系数限值3围护结构符合不同朝向、不同窗墙面积比的外墙K限值，和外窗K，SC等限值暖通空调符合采暖空调和通风节能设计中规定所设计的建筑设计计算途径节能设计计算途径规定性指标性能性指标参考建筑：按所设计建筑，但K，SC值、HVAC设备EER值符合相应规定值，计算出全年HVAC能耗Er以所设计的建筑参数，但改变K，SC，EER值，计算出全年HVAC能耗EdEdErYesNo4性能性指标方法:如果体形系数和窗墙比及围护结构的热工指标的限值不符合以上规定值，设计者也可以根据建筑采暖和空调的能耗指标的计算公式，改变围护结构各部件的传热系数值（比如，窗(幕墙)面积增大，应减小窗(幕墙)和墙的传热系数值），直至计算获得的建筑采暖和空调的能耗指标符合标准中规定值时为止居住建筑:–在寒冷、严寒地区采用稳态计算，控制单位面积能耗;–夏热冬冷地采用动态计算，控制单位面积能耗;–夏热冬冷暖区采用动态计算，控制所设计建筑的能耗不大于参考建筑能耗;公共建筑节能设计标准：动态计算，控制所设计建筑的能耗不大于参考建筑能耗54.1一般规定4.1.1建筑总平面的布置和设计,应考虑冬季利用日照并避开主导风向，夏季利用自然通风。建筑的主朝向宜选择本地区最佳朝向或接近最佳朝向。建筑的规划设计是建筑节能设计的重要内容1.应采用有利于利用日照并避开冬季主导风向;2.夏季强调建筑具有良好的自然通风;3.建筑朝向的选择。6S朝向:有利于冬季争取日照、夏季防晒东、西向少开窗南向开大窗北向开小窗冬季寒流7夏季利用自然通风迎风面:空气流动受阻,速度减小,风的部分动能转变成静压,形成正压区背风面:空气稀薄,形成负压区8南东北西30°45°15°15°宜不宜不宜根据我国地理纬度所推荐的建筑朝向9朝向选择原则:1.冬季能获得日照并避开主导风向;2.夏季能利用自然通风并防止太阳辐射;3.公共建筑受到社会历史文化、地形、城市规划、道路、环境等条件的制约，只能权衡各个因素之间的得失轻重，选择这一地区建筑的最佳朝向和较好的朝向。104.1.2条(本条为强制性条文)1.严寒、寒冷地区建筑的体形系数应小于或等于0.40;2.当不能满足本条文的规定时，必须按本标准第4.3节的规定进行权衡判断.体形系数的定义:是指建筑物与室外大气接触的外表面积和与其所包围的体积之比值，建筑的形体系数计算时，外表面积不包括地面的面积。11通常控制体形系数的大小可采用以下方法：1.减少建筑的面宽，加大建筑的进深，也就是说面宽与进深之比不宜过大，长宽比适宜；2.增加建筑的层数；3.建筑体形不宜变化过多，立面太复杂。12平面越集中,体形系数越小体形系数最小13建筑体型:体形系数: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F/V体形系数:大小体形系数越小越节能14本条文只对严寒和寒冷地区的建筑体形系数作出规定，而对夏热冬冷和夏热冬暖地区建筑的体形系数不作具体要求。理由:1.建筑室内外温差要小于严寒和寒冷地区;2.尤其是对部分内部发热量很大的商场类建筑，还有个夜间散热问题.154.2围护结构热工设计4.2.1各城市的建筑气候分区按表4.2.1确定制定本条文的理由和依据:1.由于我国幅员辽阔，各地气候差异很大;2.考虑到标准的可操作性，使用方便;3.设计中可根据建筑所处的建筑气候分区和与最近的典型城市建筑围护结构热工指标进行设计。中国气候中国建筑气候区划图根据国标GB50178-93《建筑气候区划》17表4.2.1严寒地区A区:海伦、博克图、伊春、呼玛、海拉尔、满洲里齐齐哈尔、富锦、哈尔滨、牡丹江、克拉玛依佳木斯、安达严寒地区B区:长春、乌鲁木齐、延吉、通辽、通化、四平呼和浩特、抚顺、大柴旦、沈阳、大同、本溪阜新、哈密、鞍山、张家口、酒泉、伊宁吐鲁番、西宁、银川、丹东18寒冷地区:兰州、太原、唐山、阿坝、喀什、北京、天津大连、阳泉、平凉、石家庄、德州、晋城、天水西安、拉萨、康定、济南、青岛、安阳、郑州洛阳、宝鸡、徐州夏热冬冷地区:南京、蚌埠、盐城、南通、合肥、安庆、九江、武汉黄石、岳阳、汉中、安康、上海、杭州、宁波、宜昌长沙、南昌、株洲、零陵、赣州、韶关、桂林、重庆达县、万州、涪陵、南充、宜宾、成都、贵阳、遵义凯里、绵阳夏热冬暖地区:福州、莆田、龙岩、梅州、兴宁、英德、河池、柳州贺州、泉州、厦门、广州、深圳、湛江、汕头、海口南宁、北海、梧州194.2.2条（强制性条文）1.根据建筑所处城市的建筑气候分区，围护结构的热工性能应分别符合4.2.2-1、4.2.2-2、表4.2.2-3、表4.2.2-4、表4.2.2-5以及表4.2.2-6中的规定；2.其中外墙的传热系数为包括结构性热桥在内的平均值Km；3.当建筑所处城市属于温和地区是，应判断该城市的气象条件与表4.2.1-1中的那个城市最接近，围护结构的热工性能应符合那个所属气候分区的规定；4.当本条文的规定不能满足是，必须按本标准第4.3节的规定进行权衡判断。20围护结构的传热系数限值的确定原则1.采用DOE-2程序，将“基准”建筑模型置于我国不同地区进行能耗分析，以现有的建筑能耗基数上再节约50%作为节能标准的目标;2.不断降低建筑围护结构的传热系数（同时也考虑采暖空调系统的效率提高和照明系统的节能），直至能耗指标的降低达到上述目标为止，这时的传热系数就是建筑围护结构传热系数的限值;3.确定建筑围护结构传热系数的限值时也从工程实践的角度考虑了可行性、合理性。21屋面的保温隔热1.对于顶层房间而言，是比例最大的外围护结构;2.对顶层房间的室内热环境和建筑采暖空调能耗的影响是比较严重的;3.从设计和施工上比外墙保温隔热较容易;4.从节能角度考虑对屋面的热工性能要求也比较高。22外墙热工指标的确定1.采用平均传热系数,按面积加权法求得的传热系数;2.严寒、寒冷地区对传热系数的限值要求较高;3.夏热冬冷地区同时满足冬季保温、夏季的隔热;4.夏热冬暖地区主要考虑建筑的夏季隔热;注:温和地区各城市建筑围护结构的热工限值，根据该城市气象条件与夏热冬冷地区或夏热冬暖地区邻近城市的接近程度，按表4.2.2-4或表4.2.2-5取值。235.非透明幕墙作为实墙对待技术指标的确定原则:目前我国幕墙从建筑热工性能和光学性能考虑,一般可以分为非透明幕墙和透明幕墙。对于非透明幕墙，如金属幕墙、石材幕墙、铝塑复合材料等幕墙，外围护结构没有透明幕墙所要求的自然采光、视觉通透等功能要求。从节能的角度考虑，应该把非透明幕墙作为实墙来处理。此类幕墙的保温隔热措施也较容易实现。本标准条文中规定非透明幕墙的传热系数应满足条文4.2.2中对外墙的规定。246.底面接触室外空气的架空或外挑楼板非采暖房间与采暖房间的隔墙或楼板技术指标的确定原则:底面接触室外空气的架空或外挑楼板，实际这部分已经起到外围护结构的作用;非采暖房间与采暖房间的隔墙或楼板保温性能太差，房间隔墙或楼板两面温差会达到20～30℃以上，同样热损失会很大;在隔墙或楼板上采取一定的保温措施，所增加的造价并不大;25262728293031表4.2.2-6中对地面和地下室外墙的热阻R的规定制定本条文的理由和依据:1.在北方严寒和寒冷地区，如果建筑物地下室外墙、土壤接触的地面的热阻过小，墙和地面传热量会很大;2.墙角、地面这些部位容易结露或产生冻脚现象。从卫生的角度出发，要求这些部位必须达到防止结露或产生冻脚的热阻值。3.在夏热冬冷、夏热冬暖地区，由于空气湿度大，墙面和地面容易返潮。324.2.3外墙与屋面的热桥部位的内表面温度不应低于室内空气露点温度。本条规定的目的:主要是防止冬季采暖期间热桥内外表面温差小，内表面温度容易低于室内空气露点温度，造成围护结构热桥部位内表面产生结露，使围护结构内表面材料受潮、长霉，影响室内环境。33防止表面结露，设计应遵循以下原则：1、对围护结构中窗过梁、圈梁、钢筋混凝土抗震柱、钢筋混凝土剪力墙、梁、柱等热桥部位，应采用外保温措施。2、应注意墙体和屋面及地面相结处阴角部位的结露，建筑阴角部位形成二维或三维热流，热量损失大，表面温度低而产生结露。应加强这些部位的保温层厚度；3、防止室外冷风渗透，如窗过梁、门洞口等热桥部位造成表面温度低而产生结露；4、夏热冬冷地区冬季气候阴冷潮湿，室内空气相对湿度大，适当控制室内空气相对湿度也是防止围护结构热桥表面结露的措施之一。5、公共建筑采用间隙式采暖时，防止夜间房间温度下降所造成的结露现象。344.2.4条(本条为强制性条文)1.建筑每个朝向的窗（包括透明幕墙）墙面积比均不应大于0.70；2.当窗（包括透明幕墙）墙面积比小于0.40时，玻璃（或其它透明材料）的可见光透射比不应小于0.4。3.当不能满足本条文的规定时，必须按本标准第4.3节的规定进行权衡判断。35外窗和透明幕墙热工指标确定的基本原则1.对透明幕墙按建筑外窗进行处理;2.这里窗墙面积比是指不同朝向外墙面上的窗(包括透明幕墙)及阳台门的透明部分的洞口总面积与所在朝向建筑外墙面的总面积(包括该朝向上的窗及阳台门的透明部分的总面积)之比。3.本标准允许采用“面积加权”的原则，使某朝向整个外窗和玻璃(或其它透明材料)幕墙的热工性能达到第4.2.2条表中的要求。36技术特点:1.对严寒和寒冷地区以及对窗墙面积比大的窗和透明幕墙传热系数要求较高;2.考虑了我国目前窗和幕墙行业以及建筑市场的具体情况。行业的技术发展很快。镀膜玻璃(包括Low-E玻璃)中空玻璃等高性能玻璃幕墙的技术很成熟Low-E中空玻璃填充惰性气体暖边间隔技术和“断热桥”型材龙骨双层皮通风式幕墙玻璃幕墙的传热系数:6.0W／m2·K～1.5W／m2·K37外窗、透明幕墙的可见光透射比的确定降低遮阳系数可以减少进入室内的太阳辐射得热，降低建筑空调能耗，但遮阳系数过低，同样也会降低玻璃或透明材料的可见光透射率;希望遮阳系数小；但同时也希望不降低可见光的透射率;可见光透射比过小，容易造成室内采光不足。在日照率低的地区，所增加的室内照明用电能耗，将超过节约的采暖制冷能耗;由于部分玻璃或透明材料在遮阳系数SC小于0.35时可见光透过比将小于0.4，在实际工程中可能会对建筑师选择外表颜色造成一定的影响。38权衡判断（Trade-off）法的依据:公共建筑的设计中，往往受到社会历史、文化、建筑技术和使用功能等多种因素的影响，公共建筑的外形立面造刑、平面布局、围护结构的材料及构造型式是多样化的;为了体现公共建筑的社会历史、文化、建筑技术和使用功能等特点，同时又使所设计的建筑能够符合节能设计标准的要求，不拘泥于建筑围护结构的热工设计中某条规定性指标，而是着眼于总体性能是否满足节能标准的要求;采用第4.3节的权衡判断（Trade-off）法时，参照建筑的窗墙面积比、窗的传热系数等必须遵守本条文的规定。394.2.5夏热冬暖地区、夏热冬冷地区（以及寒冷地区空调负荷大的地区）的建筑外窗(包括透明幕墙)宜设置外部遮阳，外部遮阳的遮阳系数按附录A确定。一.遮阳系数SC值的定义(太阳辐射能透过指数):在法向入射条件下，通过玻璃构件(包括窗的透明部分和不透明部分)的太阳辐射得热率，与相同入射条件下的标准窗玻璃(3mm厚)的太阳辐射得热率之比。1.SC值根据窗户的构造进行计算;2.也可以通过实验进行测定。40二.制定本条文的理由和依据1.气候条件确定了对寒冷、夏热冬冷和夏热冬暖地区对遮阳的要求,但对遮阳的要求是不同的;2.夏季水平面太阳辐射强度可高达1000W/m2以上;3.太阳辐射通过窗进入室内的热量是造成夏季室内过热的主要原因。4