全面分析建筑節(jié)能創(chuàng)新設(shè)計

1、全面分析建筑節(jié)能創(chuàng)新設(shè)計一為什么要做節(jié)能設(shè)計建筑節(jié)能保溫設(shè)計屬于建筑設(shè)計的重要組成局部，其目的是為了保證室內(nèi)具有足夠的熱環(huán)境質(zhì)量，同時盡可能地節(jié)約采暖能耗。當(dāng)然，為了保證寒冷地區(qū)和嚴(yán)寒地區(qū)冬季室內(nèi)熱環(huán)境到達(dá)應(yīng)有標(biāo)準(zhǔn)，除建筑保溫外，還需要有采暖設(shè)備來供給熱量。但在同樣供熱條件下，建筑保溫性能良好與否是決定室內(nèi)環(huán)境的重要條件。2006年，我國政府在建設(shè)節(jié)約型和資源環(huán)保性社會的背景下推出了?綠色建筑評價標(biāo)準(zhǔn)GB/T 50378-2006?，其制定的目的可概括為“四節(jié)一環(huán)保節(jié)地、節(jié)水、節(jié)能、節(jié)材和環(huán)境保護(hù)。圖1 ?標(biāo)準(zhǔn)?權(quán)重分配一為什么要做節(jié)能設(shè)計?公共建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)?GB50189-2005 中第

2、條：按本標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行的建筑節(jié)能設(shè)計，在保證相同的室內(nèi)環(huán)境參數(shù)條件下，與未采取節(jié)能措施前相比，全年采暖、通風(fēng)、空氣調(diào)節(jié)和照明的總能耗應(yīng)減少50%。在公共建筑中，尤其以辦公建筑、大中型商場，一級高檔旅館飯店等幾類建筑，在建筑的標(biāo)準(zhǔn)、功能及設(shè)置全年空調(diào)采暖系統(tǒng)等方面有許多共性，而且其采暖空調(diào)能耗特別高，采暖空調(diào)節(jié)能潛力也最大。在公共建筑特別是大型商場、高檔旅館酒店、高檔辦公樓等的全年能耗中，大約50%60%消耗于空調(diào)制冷與采暖系統(tǒng)，20%30%用于照明。而在空調(diào)采暖這局部能耗中，大約20%50%由外圍結(jié)構(gòu)傳熱消耗夏熱冬暖地區(qū)大約20%，夏熱冬冷地區(qū)大約35%，寒冷地區(qū)大約40%，嚴(yán)寒地區(qū)大約50%。從目

3、前情況分析，這些建筑在維護(hù)結(jié)構(gòu)、采暖空調(diào)系統(tǒng)，以及照明方面，共有節(jié)約能源50%的潛力。二我國建筑節(jié)能設(shè)計現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)節(jié)能計算選用標(biāo)準(zhǔn)：1.?公共建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn) GB50189-2005?2.?民用建筑熱工設(shè)計標(biāo)準(zhǔn) GB50176-93?3. ?夏熱冬冷地區(qū)居住建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn) JGJ134-2021?4.?夏熱冬暖地區(qū)居住建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn) JGJ134-2021?5.?嚴(yán)寒和寒冷地區(qū)居住建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)JGJ 26-2021 ?參考構(gòu)造做法圖集：1.?屋面節(jié)能建筑構(gòu)造 06J204?2.?公共建筑節(jié)能構(gòu)造-嚴(yán)寒和寒冷地區(qū) 06J908-1?3.?公共建筑節(jié)能構(gòu)造-夏熱冬冷和夏熱冬暖地區(qū) 06J9

4、08-2?4.?外墻外保溫建筑構(gòu)造 10J121 ?注：工業(yè)建筑原那么上不進(jìn)行節(jié)能設(shè)計計算。二我國建筑節(jié)能設(shè)計現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)說明：在我們所做的公共建筑設(shè)計中可能會涉及居住建筑的設(shè)計，如職工宿舍，這種情況下需參考居住建筑節(jié)能設(shè)計相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。 夏熱冬冷地區(qū)的范圍大致為隴海線以南，南嶺以北，四川盆地以東，包括上海、重慶二直轄市，湖北、湖南、江西、安徽、浙江五省全部，四川、貴州二省東半部，江蘇、河南二省南半部，福建省北半部，陜西、甘肅二省南端，廣東、廣西二省區(qū)北端，涉及16個省、市、自治區(qū)。該地區(qū)面積約180萬平方公里，人口5.5億左右，國內(nèi)生產(chǎn)總值約占全國的48，是一個人口密集、經(jīng)濟(jì)興旺的地區(qū)，是我們設(shè)計工

5、作中常接觸的區(qū)域。因此，在后面的講解中主要以?公共建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn) GB50189-2005?和?夏熱冬冷地區(qū)居住建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn) JGJ134-2021?為主要參考資料進(jìn)行引用講解。三施工圖中的建筑節(jié)能設(shè)計深度根據(jù)2021年1月1日施行的?建筑工程設(shè)計文件編制深度規(guī)定?4.3.10建筑施工圖所帶節(jié)能計算書應(yīng)滿足以下要求：1.嚴(yán)寒地區(qū)A區(qū)，嚴(yán)寒地區(qū)B區(qū)及寒冷地區(qū)需計算體形系數(shù)，夏熱冬冷地區(qū)與夏熱冬暖地區(qū)不需計算體形系數(shù)；2.各單一朝向窗墻面積比計算包括天窗屋面比，設(shè)計外窗包括玻璃幕墻的可視局部的熱工性能滿足標(biāo)準(zhǔn)的限制要求；3.設(shè)計外墻包括玻璃幕墻的非可視局部、屋面、與室外接觸的架空樓板或外挑樓

6、板、地面、地下室外墻、外門、采暖與非采暖房間的隔墻和樓板、分戶墻等的熱工性能計算；4.當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)允許的個別限值超過要求，按照圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱工性能的權(quán)衡判斷，使圍護(hù)結(jié)構(gòu)總體熱工性能滿足節(jié)能要求。四公共建筑節(jié)能計算的幾個重要參數(shù)指標(biāo)1.體型系數(shù)：建筑物與室外大氣接觸的外外表積與其所包圍的體積的比值。外外表積中，不包括地面和不采暖樓梯間隔墻和戶門的面積。建筑物外外表積應(yīng)按墻面面積、屋頂面積和下外表直接接觸室外空氣的樓板面積的總和計算。 體型系數(shù)對建筑能耗影響非常顯著。體型系數(shù)越小，單位建筑面積對應(yīng)的外外表積越小，外圍結(jié)構(gòu)的傳熱損失越小。從降低建筑能耗的角度出發(fā)，應(yīng)該將體型系數(shù)控制在一較低的水平上。-?夏熱冬

7、冷地區(qū)住宅建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)?JGJ134-2021 4.1.2 嚴(yán)寒、寒冷地區(qū)建筑的體型系數(shù)應(yīng)小于或等于0.40。-?公共建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)?GB_50189-2005 四公共建筑節(jié)能計算的幾個重要參數(shù)指標(biāo) S=F0/V0F0=E1+E2+E3+E4+R1 R1=R*1.2V0=M1*h1+M2*h2+R*hi/3S：體形系數(shù) F0：建筑物的外外表積 V0：建筑物的體積 表4.0.3 夏熱冬冷地區(qū)居住建筑的體型系數(shù)限值建筑層數(shù)3層（4-11）層12層建筑的體型系數(shù)0.550.400.35體形系數(shù)的計算方法：R1：建筑屋頂總外表積E1-E4：建筑物各外立面面積 M1、M2 Mi：建筑物各層面積h1

8、、h2hi：建筑物各層層高R：建筑屋頂面積 2. 窗墻面積比：窗墻面積比是指窗戶洞口與房間立面單元面積即建筑層高與開間定位線圍成的面積之比。 建筑層高：建筑物上下兩層間的高度差值一般以樓面高度間的差值或上下橫梁間的差值稱建筑層高。開間定位線即軸線。 四公共建筑節(jié)能計算的幾個重要參數(shù)指標(biāo) 四公共建筑節(jié)能計算的幾個重要參數(shù)指標(biāo) ?公共建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)?GB_50189-2005第 4.2.4 條： 建筑每個朝向的窗包括透明幕墻墻面積比均不應(yīng)大于0.70。當(dāng)窗包括透明幕墻墻面積比小于0.40時，玻璃或其他透明材料的可見光透射比不應(yīng)小于0.40。當(dāng)不能滿足本條文的規(guī)定時，必須按本標(biāo)準(zhǔn)第4.3節(jié)的規(guī)定進(jìn)

9、行權(quán)衡判斷。該條為強(qiáng)制性條文。 ?夏熱冬冷地區(qū)住宅建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)?JGJ134-2021中對不同朝向的窗墻比有明確要求，如下表。四公共建筑節(jié)能計算的幾個重要參數(shù)指標(biāo) 外窗包括透明幕墻的節(jié)能要求: 外窗的可開啟面積不應(yīng)小于窗面積的30%；透明幕墻應(yīng)具有可開啟局部或設(shè)有通風(fēng)換氣裝置。外窗的氣密性不應(yīng)低于?建筑外窗氣密性能分級及其檢測方法?GB7107規(guī)定的4級。透明幕墻的氣密性不應(yīng)低于?建筑幕墻物理性能分級?GB/T15225規(guī)定的3級。附： ?公共建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)?GB_50189-2005第條 夏熱冬冷地區(qū)，夏熱冬暖地區(qū)的建筑以及寒冷地區(qū)中制冷負(fù)荷大的建筑，外窗包括透明幕墻宜設(shè)置外部遮陽。四

10、公共建筑節(jié)能計算的幾個重要參數(shù)指標(biāo)3.遮陽系數(shù)：表征對太陽輻射透射得熱的減弱程度，英文為Shading Coefficient縮寫為SC。在我國GB/T2680中稱為遮擋系數(shù)，縮寫為Se定義：實際太陽得熱量與通過厚度為3mm厚標(biāo)準(zhǔn)玻璃的太陽得熱量的比值。遮陽系數(shù)越小，阻擋陽光熱量向室內(nèi)輻射的性能越好。遮陽系數(shù)為窗戶重要熱工性能指標(biāo)。SC=SCCX SD =SCBX (1 - FK/Fc) X SD式中：SC窗的綜合遮陽系數(shù)； SCC窗本身的遮陽系數(shù)； SD外遮陽的遮陽系數(shù)； SCB玻璃的遮陽系數(shù)； FK窗框的面積； FC窗的面積， FK/Fc為窗框面積比，PVC塑鋼窗或木窗框比可取0.30，鋁

11、合金窗窗框比可取0.20，其他框材的窗按相近原那么取值。外遮陽系數(shù)的計算外遮陽系數(shù)的計算外遮陽系數(shù)的計算外遮陽系數(shù)的計算外遮陽系數(shù)的計算外遮陽系數(shù)的計算外遮陽系數(shù)的計算四公共建筑節(jié)能計算的幾個重要參數(shù)指標(biāo)4.傳熱系數(shù)K值：是指在穩(wěn)定傳熱條件下，圍護(hù)結(jié)構(gòu)兩側(cè)空氣溫差為1度K，1s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可用代替。節(jié)能計算結(jié)果是否符合標(biāo)準(zhǔn)很大程度上取決于建筑物各圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù)是否在規(guī)定限值以內(nèi)，因此，傳熱系數(shù)的計算是節(jié)能計算中的重要局部。傳熱系數(shù)的計算方法：K=1/ R0 R0圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱阻R0=R+Ri+Re Ri內(nèi)外表換熱阻一般取0.11Re外外表換

12、熱阻一般取0.04R維護(hù)結(jié)構(gòu)熱阻 R=/ 材料層厚度 材料導(dǎo)熱系數(shù)多層維護(hù)結(jié)構(gòu)熱阻：R=R1+R2+Rn四公共建筑節(jié)能計算的幾個重要參數(shù)指標(biāo)5.熱阻R：表征維護(hù)結(jié)構(gòu)本身或其中某層材料阻抗傳熱能力的物理量。6.導(dǎo)熱系數(shù)()：在穩(wěn)態(tài)條件下，1m厚的物體，兩側(cè)外表溫差為1,1h內(nèi)通過1m2面積傳遞的熱量。7.蓄熱系數(shù)(S)：當(dāng)某一足夠厚度單一材料層一側(cè)受到諧波熱作用時,外表溫度按同一周期波動,通過外表的熱流波幅與外表溫度波幅的比值。其值越大，材料的熱穩(wěn)定性越好。 (溫度波幅：當(dāng)溫度呈周期性波動時，最高值或最低值與平均值之差)8.熱惰性指標(biāo)D值：表征維護(hù)結(jié)構(gòu)對溫度波衰減快慢程度的無量綱指標(biāo)。單一材料維

13、護(hù)結(jié)構(gòu)，D=RS;多層材料維護(hù)結(jié)構(gòu)，D=RS。D值越大，溫度波在其中衰減越快，維護(hù)結(jié)構(gòu)的熱穩(wěn)定性越好。四公共建筑節(jié)能計算的幾個重要參數(shù)指標(biāo) 導(dǎo)熱系數(shù)()、蓄熱系數(shù)(S)、干密度()等均可從?民用建筑熱工設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)?GB50176-93附表4.1查得。 假設(shè)有標(biāo)準(zhǔn)中附表4.2所列情況者，材料的導(dǎo)熱系數(shù)和蓄熱系數(shù)計算值應(yīng)分別按以下兩式修正： c=*a Sc=S*a a-修正系數(shù)，應(yīng)按附表4.2采用。四公共建筑節(jié)能計算的幾個重要參數(shù)指標(biāo)四公共建筑節(jié)能計算的幾個重要參數(shù)指標(biāo)五節(jié)能計算步驟1.確定工程所屬氣候分區(qū)圖2 全國氣候分區(qū)圖五節(jié)能計算步驟五節(jié)能計算步驟根據(jù)?公共建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)?GB_50189-

14、2005表查出該建筑所處城市所在氣候分區(qū)，不同氣候分區(qū)對建筑物不同部位維護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù)限值要求有所不同，當(dāng)該城市不在表中時，應(yīng)判斷該城市氣象條件與表中哪個城市最接近，維護(hù)結(jié)構(gòu)的熱工性能應(yīng)符合那個城市所在氣候分區(qū)的的規(guī)定；五節(jié)能計算步驟 或查出建筑所處城市的城市氣象條件，根據(jù)?民用建筑熱工設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)?GB50176-93表進(jìn)行判斷。五節(jié)能計算步驟五節(jié)能計算步驟確定氣候分區(qū)后，計算體型系數(shù)，確定相應(yīng)節(jié)能設(shè)計指標(biāo)：室內(nèi)設(shè)計溫度，風(fēng)速等。以一夏熱冬冷地區(qū)綜合值班室為例五節(jié)能計算步驟 步驟：1.計算四個朝向的窗墻比；2.根據(jù)窗墻比查詢遮陽系數(shù)限值，確定是否需要計算遮陽系數(shù)；該綜合值班室由于窗墻比皆小于0

15、.2，遮陽系數(shù)無限制故不需要計算；假設(shè)大于0.2那么需按照前面所羅列公式進(jìn)行計算，比照?公共建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)? GB_50189-2005表4.2.2-1表判斷是否符合標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)不能滿足時按照標(biāo)準(zhǔn)中第4.3條進(jìn)行權(quán)衡。3.查出窗戶傳熱系數(shù)、可見光透過率，比照?公共建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)? GB_50189-2005表4.2.2-1表判斷是否符合標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)不能滿足時按照標(biāo)準(zhǔn)中第4.3條進(jìn)行權(quán)衡。2.窗墻比以及窗戶熱工性能計算五節(jié)能計算步驟查得五節(jié)能計算步驟3.屋頂傳熱系數(shù)計算查得計算計算查得查得厚度 /導(dǎo)熱系數(shù) *導(dǎo)熱修正系數(shù)a =熱阻五節(jié)能計算步驟1.查屋頂所選用圖集，得知屋頂?shù)氖┕すば蛞约案鹘Y(jié)構(gòu)層材料，繪制表格羅列其中；2.查閱?民用建筑熱工設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)?附錄4得出各結(jié)構(gòu)材料的各計算參數(shù)：導(dǎo)熱系數(shù)、蓄熱系數(shù)、比熱容、干密度等；3.使用查的的參數(shù)根據(jù)前面所講的計算方法，計算得出屋頂?shù)目倐鳠嶙鑂,即可得出傳熱系數(shù)1/R;4.查閱?公共建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)?表至判斷計算所得出的傳熱系數(shù)是否符合標(biāo)準(zhǔn)；5.假設(shè)傳熱系數(shù)不符合標(biāo)準(zhǔn)，那么按照?公共建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)?第4.3節(jié)的規(guī)定進(jìn)行權(quán)衡判斷，調(diào)整材料后再重新計算直至符合標(biāo)準(zhǔn)。步驟：五節(jié)能計算步驟4.外墻傳熱系數(shù)計算建筑外墻保溫設(shè)計：在框架結(jié)構(gòu)中外墻由填充墻和框架梁柱共同作用，框架梁柱屬于熱橋部位，所以外墻平均傳熱系數(shù)指標(biāo)需分別計算，最終以其平均傳熱系數(shù)