建筑节能设计第三章

L/O/G/O建筑节能设计第三章建筑节能设计原理3.1建筑热工设计对建筑节能的要求3.2建筑物耗热量指标的计算及影响因素3.3围护结构有关热工指标的计算1233.1建筑热工设计对建筑节能的要求本节内容建筑物热工设计的基本要求建筑热工设计分区及设计要求不同热工分区建筑节能设计原理3.1.13.1.23.1.33.1.1建筑热工设计分区及设计要求国标《民用建筑热工设计规范》（GB50176—1993）把我国划分为5个气候分区，即严寒地区、寒冷地区、夏热冬冷地区、夏热冬暖地区和温和地区，如图3-1所示。国标《公共建筑节能设计标准》（GB50189—2015）第4.2.1条在上述五个分区的基础上，根据公共建筑节能的设计特点作了适当的调整，即把严寒地区细分为严寒地区A区与严寒地区B区，而温和地区不强制执行节能设计标准。我国地域辽阔，各地区气候差别很大，太阳辐射量也不同，所以在建筑节能设计时，必须根据各气候区域的特点进行有针对性的设计。图3-1全国建筑热工设计分区图建筑热工设计应与地区气候相适应。建筑热工设计分区及设计要求应符合表3-1中的相关规定。分区名称分区指标设计要求主要指标辅助指标严寒地区最冷月平均温度≤10℃日平均温度5≤℃的天数大于等于145d必须充分满足冬季保温要求，一般可不考虑夏季防热寒冷地区最冷月平均温度为10～0℃日平均温度5≤℃的天数为90～145d应满足冬季保温要求，部分地区兼顾夏季防热夏热冬冷地区最冷月平均温度为10～0℃，最热月平均温度为25～30℃日平均温度5≤℃的天数为0～90d，日平均温度≥25℃的天数为40～110d必须满足夏季防热要求，适当兼顾冬季保温夏热冬暖地区最冷月平均温度＞10℃，最热月平均温度为25～29℃日平均温度≥25℃的天数为100～200d必须充分满足夏季防热要求，一般可不考虑冬季保温温和地区最冷月平均温度为0～13℃，最热月平均温度为18～25℃日平均温度5≤℃的天数为0～90d部分地区应考虑冬季保温，一般可不考虑夏季防热表3-1建筑热工设计分区及设计要求3.1.2建筑物热工设计的基本要求根据国家标准《民用建筑热工设计规范》（GB50176—1993）中的规定，建筑热工设计应符合表3-2中的基本要求。类别设计的基本要求冬季保温设计要求①建筑物宜设在避风和向阳的地段②建筑物的体形设计宜减少外表面积，其平、立面的凹凸面不宜过多③居住建筑在严寒地区不应设开敞式楼梯间和开敞式外廊，在寒冷地区不宜设开敞式楼梯间和开敞式外廊。公共建筑在严寒地区入口处应设门斗或热风幕等避风设施，在寒冷地区出入口处宜设门斗或热风幕等避风设施④建筑物外部窗户面积不宜过大，应减少窗户缝隙长度，并应采取密闭措施⑤外墙、屋顶，以及直接接触室外空气的楼板和非采暖楼梯间的隔墙等围护结构，应进行保温验算，其传热阻应大于或等于建筑物所在地区要求的最小传热阻⑥当有散热器、管道、壁龛等嵌入外墙时，该处外墙的传热阻应大于或等于建筑物所在地区要求的最小传热阻⑦围护结构中的热桥部位应进行保温验算，并采取保温措施⑧严寒地区居住建筑的底层地面，在其周边一定范围内应采取保温措施⑨围护结构的构造设计应考虑防潮要求表3-2建筑物热工设计的基本要求类别设计的基本要求空调建筑热工设计要求①空调建筑或空调房间应尽量避免东、西朝向和东、西向窗户②空调房间应集中布置，上下对齐，温湿度要求相近的空调房间宜相邻布置③空调房间应避免布置在有两面相邻外墙的转角处和有伸缩缝处④空调房间应避免布置在顶层，当必须布置在顶层时，屋顶应有良好的隔热措施⑤在满足使用要求的前提下，空调房间的净高尺寸宜适当减小⑥空调建筑的外表面积宜减少，外表面宜采用浅色饰面⑦建筑物外部窗户采用单层窗时，窗墙面积比不宜超过0.30；当采用双层窗或双层玻璃时，窗墙面积比不宜超过0.40⑧向阳面，特别是东西向窗户，应采取热反射玻璃、反射阳光涂膜、各种固定式和活动式遮阳等有效的遮阳措施⑨建筑物外部窗户的气密性等级不应低于现行国家标准《建筑外门窗气密、水密、抗风压性能分级及检测方法》（GB/T7106—2008）规定的Ⅲ级水平⑩建筑物外部窗户的部分窗扇应能开启。当有频繁开启的外门时，应设罩门斗或空气幕等防渗透措施围护结构的传热系数应符合现行国家标准《采暖通风与空气调节设计规范》（GB50019—2003）规定的要求夏季防热设计要求①建筑物的夏季防热应采取自然通风、窗户遮阳、围护结构隔热和环境绿化等综合措施②建筑物的总体布置，单位的平、剖面设计，以及门窗的设置应有利于自然通风，并尽量避免主要房间受到东、西向日晒③建筑物的向阳面，特别是东、西向窗户，应采取有效的遮阳措施。在建筑设计中，建筑物的向阳面宜结合外廊、阳台、挑檐等处理方法达到遮阳目的④屋顶和东、西向外墙的内表面温度应满足隔热设计标准的要求⑤为防止潮霉季节湿空气在地面冷凝泛潮，居室、托幼园等场所的地面下部宜采取保温措施或架空做法，地面的面层宜采用微孔吸湿材料类别设计的基本要求空调建筑热工设计要求间歇使用的空调建筑，其外围护结构内侧和内围护结构宜采用轻质材料；连续使用的空调建筑，其外围护结构内侧和内围护结构宜采用重质材料围护结构的构造设计应考虑防潮要求1233.1.3不同热工分区建筑节能设计原理严寒与寒冷地区节能设计原理夏热冬冷地区节能设计原理夏热冬暖地区节能设计原理第一PPT模板网，PPT素材下载第一PPT模板网，PPT素材下载）体形系数。体形系数不应大于表3-3所规定的限值。1）平面布置。应考虑冬季利用日照并避开主导风向。分区建筑层数≤3层4～8层9～13层≥14层严寒地区建筑的体形系数限值0.500.300.280.25寒冷地区建筑的体形系数限值0.520.330.300.26表3-3严寒和寒冷地区居住建筑的体形系数限值1．严寒与寒冷地区节能设计原理第一PPT模板网，PPT素材下载第一PPT模板网，PPT素材下载）窗墙面积比。窗墙面积比不应大于表3-4规定的限值。在进行权衡判断时，各朝向的窗墙面积比最大也只能比表3-4中的对应值大0.1。朝向窗墙面积比严寒地区寒冷地区北0.250.30东、西0.300.35南0.450.50注：①敞开式阳台的阳台门上部透明部分应计入窗户面积，下部不透明部分不应计入窗户面积。②表中的窗墙面积比应按开间计算。表中的“北”代表从北偏东小于60°至北偏西小于60°的范围，“东、西”代表从东或西偏北小于等于30°至偏南小于60°的范围，“南”代表从南偏东小于等于30°至偏西小于等于30°的范围。表3-4严寒和寒冷地区居住建筑的窗墙面积比限值第一PPT模板网，PPT素材下载第一PPT模板网，PPT素材下载）传热系数、保温材料层的热阻及遮阳系数限值。具体见本书附录B，其中，寒冷（B）区外窗综合遮阳系数不应大于表3-5中的限值。4）楼梯间外墙及门窗设置。楼梯间及外走廊与室外连接的开口处应设置窗或门，且能密闭。采取采暖保温措施。围护结构部位遮阳系数SC（东、西向/南、北向）≤3层建筑4～8层的建筑≥9层建筑外窗窗墙面积比≤0.20///0.20＜窗墙面积比≤0.30///0.30＜窗墙面积比≤0.400.45/—0.45/—0.45/—0.40＜窗墙面积比≤0.500.35/—0.35/—0.35/—表3-5寒冷（B）区外窗综合遮阳系数限值6）窗的遮阳系数。窗的综合遮阳系数应按下式计算：KCBC(1)FSCSCSDSCSDF式（3-1）式中，SC—窗的综合遮阳系数；SCC—窗本身的遮阳系数；SCB—玻璃的遮阳系数；FK—窗框的面积；FC—窗的面积，为FK/FC窗框面积比，PVC塑钢窗或木窗窗框比可取0.30，铝合金窗窗框比可取0.20，其他框材的窗按相近原则取值；SD—外遮阳的遮阳系数，应按标准《严寒和寒冷地区居住建筑节能设计标准》（JGJ26—2010）中附录D的规定计算。第一PPT模板网，PPT素材下载第一PPT模板网，PPT素材下载寒冷（B）区建筑的南向外窗（包括阳台的透明部分）宜设置水平遮阳或活动遮阳。东、西向的外窗宜设置活动遮阳。外遮阳的遮阳系数应按附录D确定。7）外窗遮阳要求。严寒地区除南向外，其他朝向的墙体上不应设置凸窗，寒冷地区北向的卧室、起居室不得设置凸窗。8）居住建筑不宜设置凸窗。严寒地区外窗及敞开式阳台门的气密性等级，不应低于规定的6级；寒冷地区l～6层的外窗及敞开式阳台门的气密性等级不应低于规定的4级，7层及7层以上的不应低于6级。9）外窗及敞开式阳台门应具有良好的密闭性能。第一PPT模板网，PPT素材下载）封闭式阳台①阳台和直接连通的房间之间应设置隔墙和门、窗。②当阳台和直接连通的房间之间不设置隔墙和门、窗时，应将阳台作为所连通房间的一部分。必须符合本书附录B及表3-4中的规定。③当阳台和直接连通的房间之间设置隔墙和门、窗时，如果所设隔墙、门、窗的传热系数不大于本书附录B中的限值，窗墙面积比不超过表3-4中的限值，则可不对阳台外表面作特殊热工要求。④当阳台和直接连通的房间之间设置隔墙和门、窗，且所设隔墙、门、窗的传热系数大于本书附录B中的限值时，阳台与室外空气接触的墙板、顶板、地板的传热系数不应大于本书附录B中所列限值的120%，严寒地区阳台窗的传热系数不应大于2.5[W/(m2·K)]，寒冷地区阳台窗的传热系数不应大于3.1[W/(m2·K)]，阳台外表面的窗墙面积比不应大于60%，阳台和直接连通房间隔墙的窗墙面积比不应超过表3-4中的限值。当阳台的面宽小于直接连通房间的开间宽度时，可按房间的开间计算隔墙的窗墙面积比。位于严寒和寒冷地区的居住建筑，应设置采暖设施；位于寒冷（B）区的居住建筑，还宜设置或预留空调设施的位置。除当地电力充足和供电政策支持、或者建筑所在地无法利用其他形式的能源外，严寒和寒冷地区的居住建筑内，不应设计采用直接电热采暖。11）采暖供热2．夏热冬冷地区节能设计原理建筑层数≤3层4～11层≥12层建筑的体形系数0.550.400.35表3-6夏热冬冷地区居住建筑的体形系数限值建筑群的总体布置，以及单体建筑的平面、立面设计和门窗设置应有利于自然通风。建筑物的朝向宜采用南北向或接近南北向。1）平面布置夏热冬冷地区居住建筑的体形系数不应大于表3-6中的限值。当体形系数大于表3-6中的限值时，必须按照《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》（JGJ134—2010）第5章的要求进行建筑围护结构热工性能的综合判断。2）体形系数围护结构部位传热系数K2[]W/mK·（）热情性指标D≤2.5热情性指标D＞2.5体形系数≤0.40屋面0.81.0外墙1.01.5底面接触室外空气的架空或外挑楼板1.5分户墙、楼板、楼梯间隔墙、外走廊隔墙2.0户门3.0（通往封闭空间），2.0（通往非封闭空间或户外）外窗（含阳台门透明部分）应符合表3-8和表3-9中的规定体形系数＞0.40屋面0.50.6外墙0.81.0底面接触室外空气的架空或外挑楼板1.0分户墙、楼板、楼梯间隔墙、外走廊隔墙2.0户门3.0（通往封闭空间），2.0（通往非封闭空间或户外）外窗（含阳台门透明部分）应符合表3-8和表3-9中的规定表3-7建筑围护结构各部分的传热系数和热惰性指标的限值建筑围护结构各部分的传热系数和热惰性指标不应大于表3-7中的限值。当不符合表3-7中的规定时，必须按照《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》（JGJ134—2010）第5节的规定进行建筑围护结构热工性能的综合判断。3）传热系数和热惰性指标4）窗墙面积比。不同朝向外窗（包括阳台门的透明部分）的窗墙面积比不应大于表3-8中的限值。其外窗传热系数不应大于表3-9中的限值；综合遮阳系数应符合表3