節(jié)能基礎(chǔ)計算培訓(xùn)本次節(jié)能基礎(chǔ)知識培訓(xùn)主要針對墻體及窗戶

1、節(jié)能基礎(chǔ)計算培訓(xùn)本次節(jié)能基礎(chǔ)知識培訓(xùn)主要針對墻體及窗戶部分的計算、 選型，其它一些節(jié)能方面的要求由于可調(diào)整性不大，因此不做重點講解，整個過程將以花滿園為例進(jìn)行講解。一、墻體（包括屋面）傳熱系數(shù)的計算傳熱系數(shù)：傳熱系數(shù)K值，是指在穩(wěn)定傳熱條件下，圍護結(jié)構(gòu)兩側(cè)空氣溫差為1 度（K, °C ）， 1 小時內(nèi)通過1 平方米面積傳遞的熱量，單位是瓦/平方米·度 (W/ · K, 此處 K可用 °C 代替 ) 。傳熱阻以往稱總熱阻，現(xiàn)統(tǒng)一定名為傳熱阻。傳熱阻R0是傳熱系數(shù) K 的倒數(shù)，即 R0=1/K ，單位是平方米·度 /瓦（· K/W ）圍護

2、結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù)K 值愈小，或傳熱阻 R 值愈大，保溫性能愈好。此值為計算值，可變。大家知道“變量×固量=變量”，對于此數(shù)值“ 導(dǎo)熱系數(shù) ( , 單位：瓦 /米·度 )/材質(zhì)厚度 ( ，單位：米 )=該材質(zhì)的在傳熱系數(shù)”。在熱工學(xué)中材質(zhì)的導(dǎo)熱系數(shù)為固值，因此每種單一材質(zhì)的傳熱系數(shù)僅隨厚度變化。（每種材質(zhì)的導(dǎo)熱系數(shù)不同， 但是由于厚度不同， 因此不同材質(zhì)組成的隔熱層的傳熱系數(shù)可能相同。）在規(guī)范中還有一個審查指標(biāo)- 熱惰性系數(shù) D，此值也是計算值： “ 材質(zhì)的蓄熱系數(shù)S ×材質(zhì)的熱阻 R= 熱惰性系數(shù) D”，熱工學(xué)中的材質(zhì)蓄熱系數(shù)為固定值，因此材質(zhì)的熱惰性系數(shù)僅隨材質(zhì)的

3、熱阻變化。下表將列出常用材料的熱工性能參數(shù)：序號材質(zhì)名稱干密度 導(dǎo)熱系數(shù) 蓄熱系數(shù) S(Kg/m 3)(W/m ·K )(W/ · K)1水泥砂漿18000.9311.372水泥石灰砂漿17000.8710.753保溫砂漿（聚苯）<2300.080.9644加氣混凝土5000.243.516000.253.757000.294.225空心磚單排孔0.917.48雙排孔0.798.42三排孔0.758.386陶粒混凝土14000.708.937鋼筋混凝土25001.7417.208XPS 擠塑保溫板（屋面）300.0330.369EPS 聚苯板（立面）20-300.04

4、20.361、 單一材質(zhì)的傳熱系數(shù)、熱阻、熱惰性系數(shù)計算。以 200mm 厚度加氣塊（干密度 500）和雙孔空心磚為例，其傳熱系數(shù)分別為：加氣塊：K=0.24/0.2=1.2 W/ · KR=1/K=0.83· K/W空心磚：K=0.79/0.2=3.95W/· KR=1/K=0.253 · K/W2、 普通墻體傳熱系數(shù)以常用 200mm 加氣塊墻體（干密度500），雙面水泥砂漿抹灰（20mm）為例，進(jìn)行計算墻體熱阻： R= R= 0.2/(0.24x 1.25)+0.02/0.93+0.02/0.93=0.71D= RS=3.321這里注意 1.25

5、此值，此值為導(dǎo)熱系數(shù) 和蓄熱系數(shù)S 的修正系數(shù) a，是根據(jù)墻體的使用功能及部位進(jìn)行修正 ，見下表 ：序號材料、構(gòu)造、施工、地區(qū)及使用情況a 值1作為夾心層澆筑在混凝土墻體及屋面構(gòu)建中的塊狀多孔保溫材料（如加氣混1.60凝土、泡沫混凝土及水泥膨脹珍珠巖等），因干燥緩慢及灰縫影響2鋪設(shè)在密閉屋面中的多孔保溫材料（如加氣混凝土、泡沫混凝土及水泥膨脹1.50珍珠巖等），因干燥緩慢3鋪設(shè)在密閉屋面中及作為夾心層澆筑在混凝土構(gòu)件中的半硬質(zhì)礦棉、巖棉、1.20玻璃板等，因壓縮和吸濕4作為夾心層澆筑在混凝土構(gòu)件中的泡沫板等，因壓縮1.205開孔型保溫材料（如水泥刨花板、木絲板、稻草板等），表面抹灰或與混凝土1

6、.30澆筑在一起，因灰漿滲入6加氣混凝土、泡沫混凝土砌塊墻體及加氣混凝土條板墻體、屋面，灰縫影響1.257填充在空心墻體及屋面構(gòu)件中的松散保溫材料（如稻殼、木屑、礦棉、巖棉1.20等），因下沉8礦碴混凝土、爐渣混凝土、浮石混凝土、粉煤灰陶?；炷?、加氣混凝土等1.15實心墻體及屋面構(gòu)件，在嚴(yán)寒地區(qū)，且在室內(nèi)平均相對濕度超過的采暖房間內(nèi)使用，因干燥緩慢在此， 需要注意的是：在熱工學(xué)中， 由于墻體兩側(cè)與之直接接觸的是空氣， 空氣與墻體之間存在對流換熱（熱交換的一種形式，主要分為熱傳遞、對流傳熱、輻射傳熱） ，因此，在計算墻體熱阻時， 應(yīng)將對流熱阻納入其中， 空氣的對流熱阻僅與空氣的溫度及空氣的流動

7、有關(guān)，常用的對流傳熱系數(shù)（即對流熱阻的倒數(shù)）如下表：常用的空氣對流傳熱系數(shù)及熱阻外墻表面方向表面特性對流換熱系數(shù) 熱阻 Ri內(nèi)表面地面、墻面、表面平整或有肋狀突出的頂8.70.11棚，當(dāng) h/s 0.3 時（ h 肋高，s 為肋間凈距）有肋狀突出的頂棚，當(dāng) h/s 0.3 時7.60.13外表面外墻或屋頂190.05此外，對于夏熱冬暖地區(qū)（廣州、深圳等地） ，當(dāng)外立面采用如下遮陽措施時，將會產(chǎn)生附加熱阻 R0，計算外墻或屋頂熱阻時，應(yīng)予考慮。1 淺色飾面 (如淺色粉刷、涂層和面磚等) ；2 屋頂內(nèi)設(shè)置貼鋁箔的封閉空氣間層；3 用含水多孔材料做屋面層；4 屋面蓄水；5 屋面遮陽；6 屋面有土或無

8、土種植；7 東、西外墻采用花格構(gòu)件或爬藤植物遮陽。附加熱阻值 R0 如下表所示：因此，當(dāng)墻體的綜合熱阻R 總 =R+R 0+R i傳熱系數(shù)K=1/ R 總3、 混合墻體傳熱系數(shù)在實際工程中， 墻體不可能都由同一種材質(zhì)構(gòu)成，最常見的組合是混凝土墻體與砌體的混合墻體， 對于此類墻體， 應(yīng)該分別計算出不同材質(zhì)墻體的傳熱系數(shù)，然后進(jìn)行面積加權(quán)平均計算，從而得到綜合傳熱系數(shù)（此公式同樣適用于平均熱惰性系數(shù)計算）?，F(xiàn)在以花滿園為例進(jìn)行計算。已知：1、 屋面構(gòu)造（由上至下）：面磚（可忽略不計） ，水泥砂漿30mm，陶?；炷疗骄穸?0mm，XPS 保溫板 30mm，細(xì)石混凝土40mm，防水層（可忽略不計）

9、，水泥砂漿20mm，鋼筋混凝土 120mm ；求屋面的傳熱系數(shù)。2、 墻體構(gòu)造為加氣塊（干密度 700）和混凝土墻體（圈梁、構(gòu)造柱等）兩部分組成，面積比為 4： 6，厚度為 200mm，雙面水泥砂漿抹灰 20mm，外立面采用淺色涂料，試計算此墻體的平均傳熱系數(shù) K 、熱惰性系數(shù) D。二、遮陽系數(shù)的計算外窗在整個建筑節(jié)能占有重要席位，除了有熱傳遞外， 還有因采光而產(chǎn)生的太陽輻射傳熱，因此需重點控制外窗的遮陽（控制太陽輻射傳熱）和傳熱效果（控制熱傳遞）。由于我國南北跨度較大， 因此在南方比較重視遮陽系數(shù)的大小，在北方則注重外窗的傳熱系數(shù)的大小。1、 窗墻比與建筑綜合遮陽系數(shù)對于不同朝向的窗墻比，

10、其所對應(yīng)的遮陽系數(shù)的限值不同， 下表為深圳地區(qū)窗墻比及遮陽系數(shù)的限值。深圳地區(qū)不同朝向窗墻比Cm 限值朝向東南西北窗墻比Cm 限值0.30.50.30.45外窗的綜合遮陽系數(shù)限值外墻外窗的綜合遮陽系數(shù)SW（ 0.8 ）平均窗墻平均窗墻平均窗墻平均窗墻平均窗墻面積比面積比面積比面積比面積比0.25 CM0.3 CM0.35 CM0.4 CMCM0.250.30.350.40.45K1.5, D3.00.80.70.60.50.4K1.0, D2.50.90.80.70.60.5或 K0.7注： 1本條文所指外窗包括陽臺門的透明部分。2 是外墻外表面的太陽輻射吸收系數(shù)。2、 外窗綜合遮陽系數(shù)外窗綜

11、合遮陽系數(shù)在此位控制重點，由于其屬于計算值，影響因素較多， 主要有三方面：建筑外立面的影響，窗框材質(zhì)的影響、玻璃選型的影響，其中前者的影響叫做外窗建筑遮陽系數(shù)，后兩者的影響叫做外窗遮陽系數(shù)，外窗的綜合遮陽系數(shù)Sw=窗戶遮陽系數(shù)Sc×建筑外綜合遮陽系數(shù)SD 。3、 建筑外遮陽系數(shù)下表列出常用的建筑外遮陽系數(shù)遮陽形式SD可完全遮擋直射陽光(可以有散射光透進(jìn)) 的固定百葉、 固定擋板、 遮陽板0.5可基本遮擋直射陽光的固定百葉、固定擋板、遮陽板0.7較密的花格0.7非透明活定百葉或卷簾0.6注：位于窗口上方的上一樓層的陽臺作為不透光水平遮陽板考慮除以上固定形式外，建筑外綜合遮陽系數(shù)也經(jīng)常用

12、于計算得出：直遮陽 SDV 兩種，三者關(guān)系如下：SDSDHSDV水平遮陽 SDH 和垂直遮陽 SDV 計算公式如下：SDHaH PF 2bH PF1SDaPF 2b PF1VVV其中：SDH - 水平遮陽板遮陽系數(shù)；SDV - 垂直遮陽板遮陽系數(shù)；aH 、 bH 、 aV 、 bV -系數(shù)應(yīng)符合下表規(guī)定PF - 遮陽板外挑系數(shù)，為遮陽板外挑長度A 與遮陽板端部到窗對邊距離B 之比，當(dāng)PF>1 時，取 PF=1。水平遮陽和垂直遮陽的外遮陽系數(shù)計算公式的有關(guān)系數(shù)遮陽裝置系數(shù)東南西北水平遮陽板aH0.350.350.20.20bH-0.65-0.65-0.40-0.40垂直遮陽板aV0.250

13、.400.300.30bV-0.60-0.75-0.60-0.60根據(jù)上述公式及表格，深圳地區(qū)各朝向遮陽系數(shù)計算公式如下：遮陽形式朝向計算公式備注水平遮陽東、南SDH0.35PF20.65 PF1當(dāng) PF>1 時，西、北SDH0.20PF20.40PF1取 PF=1 。垂直遮陽東SDV0.25PF20.60PF1南SDV0.40PF20.75PF1西、北SDV0.30PF20.60PF14、 玻璃及窗戶的遮陽系數(shù)及其玻璃與窗戶的綜合性能下表列出常用玻璃的熱工性能，可供選擇玻璃型號傳熱系數(shù) K（ W/ · K）遮蔽系數(shù) Se5-6mm無色透明玻璃6.30.96-0.996mm熱反

14、射鍍膜玻璃6.20.25-0.90無色透明中空玻璃3.50.86-0.88熱反射鍍膜中空玻璃3.40.20-0.80Low-E 中空玻璃2.50.250.70南熱反射鍍膜玻璃4.66-6.180.23-0.49玻熱反射鍍膜中空玻璃1.95-3.220.15-0.48Low-e 中空玻璃1.31-2.030.20-0.61信6mm無色透明玻璃5.85-6.190.95義熱反射鍍膜玻璃3.73-5.830.30-0.84玻無色透明中空玻璃2.53-3.120.81璃熱反射鍍膜中空玻璃2.20-2.850.20-0.74Low-E 中空玻璃1.34-1.860.29-0.65當(dāng)玻璃與窗框結(jié)合成為窗戶

15、后，其熱工性能有較大的變化，常用窗戶的熱工性能如下：外窗類型傳熱系數(shù) K（W/ ·K） 遮陽系數(shù) Sc鋁普單層無色透明玻璃6.00.90-0.80合通單層熱反射玻璃6.00.55-0.45金無色透明中空玻璃3.50.85-0.75窗Low-E 中空玻璃3.00.55-0.40斷單層無色透明玻璃5.50.90-0.80熱單層熱反射玻璃5.00.55-0.45無色透明中空玻璃3.00.85-0.75Low-E 中空玻璃2.50.55-0.45塑單層無色透明玻璃4.70.90-0.80鋼單層熱反射玻璃4.50.55-0.45窗無色透明中空玻璃2.50.85-0.75Low-E 中空玻璃2.

16、00.55-0.40根據(jù)以上數(shù)據(jù)及公式即可計算窗戶熱工性能是否滿足要求，設(shè)計院常用的方法是：建筑外立面已定 （即建筑綜合遮陽系數(shù)已定），假定使用窗戶型號 （外窗遮陽系數(shù)已定） ，計算外窗綜合遮陽系數(shù)，看是否滿足要求。而對于開發(fā)商而言，成本比較重要，理想狀態(tài)是花最少的投資達(dá)到理想的效果，因此會采用逆運算：即已知建筑綜合遮陽系數(shù)SD 及外窗綜合遮陽系數(shù)限值Sw，計算出窗戶的最大遮陽系數(shù) Sc，從而方便選型。下表為當(dāng)初與設(shè)計院溝通時，采用的逆算法計算的花滿園窗戶的遮陽系數(shù)的限制：戶型編號及窗戶朝向水 平 遮垂直遮建 筑 外綜 合 遮允許最備注樓朝戶型及窗戶編號該 朝陽系數(shù)陽系數(shù)遮 陽 系陽 系 數(shù)大外窗數(shù)限值遮陽系棟向向 窗SDHSDVSDSW 數(shù) Sc墻比值A(chǔ)東C2b 戶 Lc-7窗0.1750.8510.850.800.94隔層遮陽座南C2b 戶 Lc-12窗0.0651110.800.80無遮陽西C2b 戶 Lc-