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建筑節(jié)能

BuildingEnergyEfficiency

天津大學(xué)王立雄黨睿課程體系第1章建筑節(jié)能基本知識(shí)第2章建筑節(jié)能設(shè)計(jì)原理第3章建筑規(guī)劃設(shè)計(jì)與節(jié)能第4章建筑單體設(shè)計(jì)與節(jié)能第5章圍護(hù)結(jié)構(gòu)節(jié)能設(shè)計(jì)第6章遮陽設(shè)計(jì)第7章采暖節(jié)能設(shè)計(jì)第8章制冷節(jié)能原理第9章采光與照明第10章太陽能利用第1章建筑節(jié)能基本知識(shí)1.1建筑節(jié)能的重要意義1.2國外建筑節(jié)能概況1.3我國建筑能耗概況和節(jié)能任務(wù)1.4建筑節(jié)能領(lǐng)域中常用的名詞術(shù)語1.5與建筑節(jié)能相關(guān)的規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)1.6綠色建筑的評(píng)價(jià)1.1建筑節(jié)能的重要意義1.1.1為什么要建筑節(jié)能(1)保證經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展經(jīng)濟(jì)增長:建筑增加(20億㎡/年)、舒適度提高、能耗加大(20%)城鎮(zhèn)化:2001~2014年城鎮(zhèn)化率從37.7%增長到52.6%,城鎮(zhèn)居民戶數(shù)從1.55億戶增長到2.49億戶,城鎮(zhèn)建筑能耗比農(nóng)村高。(2)環(huán)境保護(hù)建筑物在建設(shè)和使用中的排放占溫室氣體總排放量的45%,其中用于冬季采暖的燃煤排放是WHO最高標(biāo)準(zhǔn)的2~5倍。(3)舒適度風(fēng)、光、熱、濕、聲1.1.2建筑節(jié)能經(jīng)歷的三個(gè)階段:能源節(jié)約;在建筑中保持能源,即減少建筑中能量的散失;目前得到廣泛認(rèn)可、更具積極性的定義是“提高建筑中的能源利用效率”,即以主動(dòng)性、積極性的策略節(jié)省能源消耗、提高能源利用效率。1.2國外建筑節(jié)能概況與氣候條件接近的西歐或北美國家相比,中國住宅的單位采暖建筑面積一般要多消耗2~3倍以上的能源,而且舒適性較差。中國建筑外墻熱損失是加拿大和其它北半球國家同類建筑的3~5倍,窗的熱損失在2倍以上。我國居住建筑對(duì)新風(fēng)量要求很低,但發(fā)達(dá)國家對(duì)此有很高要求。國外建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)[W/(m2·k)]國家外墻外窗屋頂中國北京0.35[1]0.40[2]0.45[3]1.50~1.80[1]1.80~2.00[2]1.80~2.00[3]0.30[1]0.35[2]0.40[3]天津0.35[1]0.40[2]0.45[3]1.50~2.00[1]1.80~2.30[2]1.80~2.30[3]0.20[1]0.25[2]0.25[3]瑞典(南部地區(qū))0.172.00.12丹麥0.20(重量</m2)0.30(重量</m2)2.90.15德國

柏林0.501.500.22英國0.45(雙玻璃)0.45法國(RT2005規(guī)范)0.452.60.28加拿大相當(dāng)于哈爾濱采暖度日數(shù)0.272.220.17相當(dāng)于北京采暖度日數(shù)0.362.860.23日本北海道0.422.330.23東京都0.876.510.66注:[1]為≤3層建筑物,[2]為4~8層建筑物,[3]為≥9層建筑物。注:[1]為≤3層建筑物,[2]為4~8層建筑物,[3]為≥9層建筑物。1.3我國建筑能耗概況和節(jié)能任務(wù)1.3.1我國建筑能耗狀況總能耗:目前我國建筑總能源消耗約6.90億t標(biāo)準(zhǔn)煤,占社會(huì)總能耗的19.1%,其中城鄉(xiāng)建筑總耗電量為10363.9億KWh,占當(dāng)年總用電量的23%。居住建筑:2012年我國城鄉(xiāng)建筑總面積為509.3億㎡,其中城鎮(zhèn)約為271.3億㎡,在城鎮(zhèn)中居住建筑面積約為188億㎡,能達(dá)到建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)的僅占5%,其余95%都是非節(jié)能高能耗建筑。公共建筑:我國公共建筑面積大約為83.3億㎡,其中單體面積在2萬㎡以上采用中央空調(diào)系統(tǒng)的大型公建4億㎡。公共建筑能耗集中分布于120~200kWh/(㎡?a),大約是普通居住建筑的5~15倍。1.3.2建筑能耗按其性質(zhì)分類:北方地區(qū)供暖能耗約占我國建筑總能耗的24.6%。除供暖外的住宅用電(照明、炊事、生活熱水、家電、空調(diào)),約占我國建筑總能耗的15.1%。除供暖外的一般性非住宅民用建筑(辦公室、中小型商店、學(xué)校等)能耗,主要是照明、空調(diào)和辦公室電器等,約占我國建筑總能耗的18.3%。大型公共建筑(高檔寫字樓、星級(jí)酒店、購物中心)能耗約占我國建筑總能耗的3.5%。長江流域住宅采暖能耗約占我國建筑總能耗的1.4%。農(nóng)村生活用能約占我國建筑總能耗的37.1%。1.3.3建筑能耗特點(diǎn)北方建筑采暖能耗高、比例大,應(yīng)為建筑節(jié)能的重點(diǎn);住宅及一般公共建筑與發(fā)達(dá)國家相比能耗尚處在較低水平,但有明顯的增長趨勢;大型公共建筑能耗浪費(fèi)嚴(yán)重,節(jié)能潛力大,新建建筑中此類建筑的比例呈增長趨勢;農(nóng)村建筑能耗低,非商品能源仍占較大部分,目前有逐漸被商品能源替代的趨勢;長江流域大面積居住建筑新增采暖需求。1.3.4建筑節(jié)的基本目標(biāo)和任務(wù)建筑節(jié)能要承擔(dān)全社會(huì)“十二五”總節(jié)能目標(biāo)的17%:新建建筑節(jié)能:城鎮(zhèn)新建建筑能源利用效率與“十一五”期末相比提高30%以上,規(guī)劃期末新建綠色建筑10億㎡,城鎮(zhèn)新建建筑20%以上達(dá)到綠色建筑標(biāo)準(zhǔn)要求。既有建筑節(jié)能改造:該部分節(jié)能潛力最大,實(shí)施北方既有居住建筑供熱計(jì)量及節(jié)能改造4億㎡,其中地級(jí)及以上城市達(dá)到節(jié)能50%強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)的既有建筑基本完成供熱計(jì)量改造,夏熱冬冷地區(qū)既有居住建筑節(jié)能改造要試點(diǎn)5000萬㎡。可再生能源應(yīng)用:力爭新增可再生能源建筑應(yīng)用面積25億㎡,形成常規(guī)能源替代能力3000萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤。1.4建筑節(jié)能領(lǐng)域中常用的名詞1.導(dǎo)熱系數(shù)(λ)Coefficientofthermalconductivity

穩(wěn)態(tài)條件下,1m厚的物體,兩側(cè)表面溫差為1K時(shí),單位時(shí)間內(nèi)通過單位面積傳遞的熱量,單位:W/(m·K)。⒉蓄熱系數(shù)(S)Coefficientofthermalstorage

當(dāng)某一足夠厚度的單一材料層一側(cè)受到諧波熱作用時(shí),表面溫度將按同一周期波動(dòng)。通過表面的熱流振幅與表面溫度振幅的比值即為蓄熱系數(shù),單位:W/(㎡·k)。⒊圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)(K)Overallheattransfercoefficientofbuildingenvelope

圍護(hù)結(jié)構(gòu)兩側(cè)空氣溫差為1K,在單位時(shí)間內(nèi)通過單位面積圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳量,單位:W/(㎡·k)。⒋圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱阻(R)Thermalresistanceofbuildingenvelope

傳熱系數(shù)的倒數(shù),表征圍護(hù)結(jié)果對(duì)熱量的阻隔作用。單位:㎡·k/W。⒌熱橋thermalbridge

圍護(hù)結(jié)構(gòu)中包含金屬、鋼筋混凝土或混凝土粱、柱、肋等部位,在室內(nèi)外溫差作用下,形成熱流密集、內(nèi)表面溫差較低的部位。這些部位形成傳熱的橋梁,故稱熱橋。⒍外墻平均傳熱系數(shù)(Km)Meanheattransfercoefficientofexternalwall考慮了墻上存在的熱橋影響后得到的外墻傳熱系數(shù),單位:W/(㎡·K)。⒎圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)的修正系數(shù)(εi)Modificationcoefficientofbuildingenvelope考慮太陽輻射和天空輻射對(duì)圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱的影響而引進(jìn)的修正系數(shù)。⒏熱惰性指標(biāo)(D)Indexofthermalinertia表征圍護(hù)結(jié)構(gòu)反抗溫度波動(dòng)和熱流波動(dòng)能力的無量綱指標(biāo),其值等于材料層熱阻與蓄熱系數(shù)的乘積。⒐窗墻面積比Arearatioofwindowtowall窗戶洞口面積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)的比值。⒑外窗的綜合遮陽系數(shù)(SC)Overallshadingcoefficientofwindow考慮窗本身和窗口的建筑外遮陽裝置綜合遮陽效果的一個(gè)系數(shù),其值為窗本身的遮陽系數(shù)(SCC)與窗口的建筑外遮陽系數(shù)(SD)的乘積。⒒建筑物體形系數(shù)(S)Shapecoefficientofbuilding建筑物與室外大氣接觸的外表面積與其所包圍的體積的比值。外表面積中不包括地面和不采暖樓梯間隔墻和戶門的面積。⒓換氣次數(shù)Rateofaircirculation單位時(shí)間內(nèi)室內(nèi)空氣的更換次數(shù)。⒔采暖期天數(shù)(Z)Daysofheatingperiod累年日平均溫度低于或等于5℃的天數(shù)。這一采暖期僅供建筑熱工和節(jié)能設(shè)計(jì)計(jì)算采用。⒕采暖期室外平均溫度(te)Outdoormeanairtemperatureduringheatingperiod在采暖期起止日期內(nèi),室外逐日平均溫度的平均值。⒖采暖度日數(shù)(HDD18)Heatingdegreedaybasedon18℃一年中,當(dāng)某天室外日平均溫度低于18℃時(shí),將低于18℃的度數(shù)乘以1天,并將此乘積累加。(119d)⒗空調(diào)度日數(shù)(CDD26)Coolingdegreedaybasedon26℃一年中,當(dāng)某天室外日平均溫度高于26℃時(shí),將高于26℃的度數(shù)乘以1天,并將此乘積累加。⒘采暖能耗(Q)Energyconsumedforheating用于建筑物采暖所消耗的能量,其中包括采暖系統(tǒng)運(yùn)行過程中消耗的熱量和電能,以建及筑物耗熱量。⒙建筑物耗熱量指標(biāo)(qH)Indexofheatlossofbuilding在采暖期室外平均溫度條件下,為保持室內(nèi)計(jì)算溫度,單位建筑面積在單位時(shí)間內(nèi)消耗的,需由室內(nèi)采暖設(shè)備供給的熱量,單位:W/㎡。⒚采暖設(shè)計(jì)熱負(fù)荷指標(biāo)(qHL)Indexofdesignloadforheatingofbuilding在采暖室外計(jì)算溫度條件下,為保持室內(nèi)計(jì)算溫度,單位建筑面積在單位時(shí)間內(nèi)消耗的,需由采暖設(shè)備供給的熱量。(18為平均值,19為最不利條件峰值,故其大于建筑物耗熱量指標(biāo)單位:W/㎡。)20.照明功率密度(LPD)Lightingpowerdensity單位面積上的照明安裝功率,單位W/㎡。1.5相關(guān)規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)1.5.1規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)的分類國標(biāo)、地標(biāo)、行標(biāo)、企標(biāo)1.5.2與建筑節(jié)能相關(guān)的規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)《民用建筑熱工設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50176-201X)預(yù)計(jì)2015年施行;《嚴(yán)寒和寒冷地區(qū)居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》(JGJ26-2010)2010年8月1日施行;《夏熱冬冷地區(qū)居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》(JGJ134-2010)2010年8月1日施行;《夏熱冬暖地區(qū)居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》(JGJ75-2012)2012年10月1日施行;《既有居住建筑節(jié)能改造技術(shù)規(guī)程》(JGJ129-2012)2013年1月1日施行;《居住建筑節(jié)能檢測標(biāo)準(zhǔn)》(JGJ132-2009)2010年7月1日施行;《公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》(GB50189-2005)2005年7月1日施行;《公共建筑節(jié)能檢測標(biāo)準(zhǔn)》(JGJ/T177-2009)2010年7月1日施行;《綠色建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T50378-2014)2015年1月1日施行。1.5.3三步節(jié)能以1980年標(biāo)準(zhǔn)住宅模型(4單元6層,S=0.3)為基礎(chǔ):1996:節(jié)能30%2000:節(jié)能30%,總50%2005:節(jié)能30%,總65%2013:節(jié)能30%,總75%1.6綠色建筑的評(píng)價(jià)(1)綠色建筑的含義“四節(jié)一環(huán)?!惫?jié)能:規(guī)劃、單體、構(gòu)造、技術(shù)、材料、設(shè)備、運(yùn)行管理系統(tǒng)。節(jié)地:規(guī)劃設(shè)計(jì)中,集約節(jié)約利用土地、利用地形、開發(fā)地下空間;建筑設(shè)計(jì)中,對(duì)面寬進(jìn)深、型體、層高層數(shù)、使用系數(shù)、空間合理性的控制。節(jié)水:從供水、排水、再生水利用、景觀綠化用水等方面節(jié)約水資源。節(jié)材:結(jié)合建筑設(shè)計(jì)和施工技術(shù),考慮材料的節(jié)約和可再生材料使用。環(huán)保:保護(hù)室外環(huán)境,優(yōu)化室內(nèi)環(huán)境。(2)我國綠色建筑評(píng)價(jià)方法《綠色建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》GB/T50378-2014以“四節(jié)一環(huán)?!睘楹诵?;設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)和運(yùn)行評(píng)價(jià);七類指標(biāo)(施工管理和運(yùn)行管理不參與設(shè)計(jì)評(píng)價(jià));控制項(xiàng)(滿足或不滿足)、評(píng)分項(xiàng)(100分)、加分項(xiàng)(10分)。按總得分確定等級(jí):一星級(jí)(50分)、二星級(jí)(60分)、三星級(jí)(80分)。(3)《綠色建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》與建筑節(jié)能的關(guān)系建筑節(jié)能的涵義范圍小于綠色建筑建筑節(jié)能是《綠色建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》的核心建筑節(jié)能與建筑學(xué)專業(yè)相關(guān)性最強(qiáng)建筑節(jié)能并不只限于“四節(jié)一環(huán)?!敝械摹肮?jié)能與能源利用”部分。建筑節(jié)能始終貫穿于《綠色建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》。第2章建筑節(jié)能設(shè)計(jì)原理2.1建筑熱工設(shè)計(jì)分區(qū)與建筑能耗2.2不同熱工分區(qū)下的建筑節(jié)能設(shè)計(jì)原理2.3采暖居住建筑節(jié)能基本原理和節(jié)能途徑2.4空調(diào)建筑節(jié)能原理2.5居住建筑建筑物耗熱量指標(biāo)2.6居住建筑建筑物耗熱量指標(biāo)計(jì)算2.7居住建筑節(jié)能評(píng)價(jià)計(jì)算2.8公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)方法2.9公共建筑設(shè)計(jì)能耗評(píng)價(jià)計(jì)算2.1建筑熱工設(shè)計(jì)分區(qū)與建筑能耗2.1.1熱工分區(qū)2.1.2建筑能耗范圍

與建筑相關(guān)的能源消耗包括:建筑材料生產(chǎn)能耗、建筑材料運(yùn)輸能耗、房屋建造和維修過程中的能耗、建筑使用過程中的建筑運(yùn)行能耗。其中,運(yùn)行能耗占80%,因此本課程僅針對(duì)建筑運(yùn)行能耗。2.2不同熱工分區(qū)下的建筑節(jié)能設(shè)計(jì)原理2.2.1嚴(yán)寒與寒冷地區(qū)采暖能耗占全國建筑總能耗的比重很大,節(jié)能潛力最大,是我國目前建筑節(jié)能的重點(diǎn),采暖節(jié)能的技術(shù)途徑:(1)改進(jìn)建筑物圍護(hù)結(jié)構(gòu)保溫性能,進(jìn)一步降低采暖需熱量。使采暖需熱量由目前的90kWh/(㎡·年)降低到平均60kWh/(㎡·年)。(2)實(shí)現(xiàn)可控制的通風(fēng)換氣,避免為了通風(fēng)換氣而開窗,造成過大的熱損失。使實(shí)際的通風(fēng)換氣量控制在0.5次/h以內(nèi)。(3)改善采暖的末端調(diào)節(jié)性能,避免過熱。(4)推行地板采暖等低溫采暖方式,從而降低供熱熱源溫度,提高熱源效率。2.2.2夏熱冬冷地區(qū)采暖節(jié)能的技術(shù)途徑:(1)綜合考慮采光、日照等因素確定體形系數(shù),不過于追求較小的體形系數(shù)。(2)該地區(qū)風(fēng)小、陰天多,從提高日照、促進(jìn)自然通風(fēng)角度綜合確定窗墻比。(3)圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱工性能首先要保證夏季隔熱要求,兼顧冬季防寒。2.2.3夏熱冬暖地區(qū)采暖節(jié)能的技術(shù)途徑:(1)保證屋頂和外墻具有很好的隔熱能力。(2)外門窗的遮陽。(3)合理組織建筑的自然通風(fēng)。2.3采暖居住建筑節(jié)能基本原理和節(jié)能途徑2.3.1采暖居住建筑的主要特點(diǎn)(1)人員晝夜連續(xù)使用,室內(nèi)熱環(huán)境和空氣質(zhì)量要求高。(2)有采暖設(shè)備及通風(fēng)換氣裝置。(3)冬季室內(nèi)溫度要求達(dá)到16~18℃,高級(jí)別建筑要求達(dá)到20~22℃。(4)建筑基本參數(shù):層高一般為2.7~3.0m,開間一般為3.3~4.5m。(5)體形系數(shù)0.30左右。(6)城鎮(zhèn)居住建筑內(nèi)多層建筑為主,大城市中高層住宅較多。2.3.2采暖居住建筑的能耗構(gòu)成(1)通過圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱耗熱量占70%。其中外墻占30%,窗戶占25%,其次為屋頂、門等。(2)通過門窗縫隙的空氣滲透耗熱量約占30%。(3)窗的傳熱耗熱量加上空氣滲透耗熱量約占建筑物全部耗熱量的50%。2.3.3采暖居住建筑節(jié)能基本原理建筑節(jié)能的基本原理是:最大限度的爭取得熱,最低限度的向外散熱。(1)建筑群的規(guī)劃設(shè)計(jì),單體建筑的平、立面設(shè)計(jì)和門窗的設(shè)置應(yīng)保證在冬季有效地利用日照并避開主導(dǎo)風(fēng)向。(2)盡量減小建筑物的體形系數(shù),平、立面不宜出現(xiàn)過多的凹凸面。(3)建筑北側(cè)宜布置次要房間,北向窗戶的面積應(yīng)盡量小。(4)加強(qiáng)圍護(hù)結(jié)構(gòu)保溫能力,以減少傳熱耗熱量,提高門窗的氣密性,減少空氣滲透耗熱量。(5)改善采暖供熱系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和運(yùn)行管理,提高鍋爐運(yùn)行效率。(6)加強(qiáng)供熱管線保溫。(7)采用合理的末端形式,加強(qiáng)熱網(wǎng)供熱的調(diào)控能力。2.4空調(diào)建筑節(jié)能原理2.4.1空調(diào)建筑得熱的三種途徑:太陽輻射通過窗戶進(jìn)入室內(nèi)構(gòu)成太陽輻射得熱;圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱得熱;門窗縫隙空氣滲透得熱。所得熱量部分被吸收和暫時(shí)存儲(chǔ),其余構(gòu)成熱負(fù)荷。2.4.2空調(diào)建筑節(jié)能設(shè)計(jì)要點(diǎn)根據(jù)空調(diào)建筑物夏季得熱途徑,總結(jié)出以下節(jié)能設(shè)計(jì)要點(diǎn):空調(diào)建筑應(yīng)盡量避免東西朝向或東西向窗戶,以減少太陽直接輻射得熱??照{(diào)房應(yīng)集中布置,上下對(duì)齊,溫濕度要求相近的空調(diào)房間宜相鄰布置??照{(diào)房間應(yīng)避免布置在轉(zhuǎn)角處,有伸縮縫處及頂層。當(dāng)必須布置在頂層時(shí),屋頂應(yīng)有良好的隔熱措施。表面宜采用淺色,房間凈高宜降低。外窗面積應(yīng)盡量減小,窗墻比不宜超過0.30(單層窗)和0.40(雙層窗)。氣密性等級(jí)不應(yīng)低于《建筑外窗空氣滲透性能分級(jí)及其檢測方法》中規(guī)定。圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù)應(yīng)符合《采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范》要求。間歇使用的空調(diào)建筑,其外圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)側(cè)和內(nèi)圍護(hù)結(jié)構(gòu)宜采用輕質(zhì)材料;連續(xù)使用的空調(diào)建筑,其外圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)側(cè)和內(nèi)圍護(hù)結(jié)構(gòu)宜采用厚重材料。2.5建筑物耗熱量指標(biāo)2.5.1建筑物耗熱量與建筑物耗熱量指標(biāo)建筑耗熱量:系指采暖建筑在一個(gè)采暖期內(nèi),為保持室內(nèi)計(jì)算溫度由室內(nèi)采暖設(shè)備供給建筑物的熱量。建筑物耗熱量指標(biāo):實(shí)際上是一個(gè)“功率”,單位時(shí)間單位面積的耗熱量,單位是W/㎡。在設(shè)計(jì)階段,要控制建筑物耗熱量指標(biāo),主要是控制折合到單位面積上、單位時(shí)間內(nèi)通過圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱量。建筑物耗熱量指標(biāo)與采暖天數(shù)無關(guān),與采暖期室外平均溫度有關(guān)。2.5.2影響建筑物耗熱量指標(biāo)的幾個(gè)因素⑴體形系數(shù)⑵窗墻面積比≤3層的建筑(4~8)層的建筑(9~13)層的建筑≥14層的建筑0.520.330.300.26天津市居住建筑體形系數(shù)限值朝

向窗墻面積比限值最大值北0.300.40東、西0.350.45天津市居住建筑的的窗墻面積比限值及最大值⑶圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)在建筑物整體尺寸和窗墻面積比不變的情況下,耗熱量指標(biāo)隨圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)的下降而降低。采用保溫效能高的墻體、屋頂、門窗等對(duì)節(jié)能有利。圍護(hù)結(jié)構(gòu)部位K[W/(m2·K)]≤3層4~8層≥9層屋面0.200.25外墻0.350.400.45架空或外挑樓板0.350.40外窗北向1.51.8東、西向(含凸窗)1.51.8南向

(含凸窗)2.02.3圍護(hù)結(jié)構(gòu)部位熱阻R[(m2·K)/W]周邊地面≤3層4~8層≥9層0.830.56天津市居住建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱工性能參數(shù)限值(4)換氣次數(shù)提高門窗的氣密性,換氣次數(shù)由0.8次/h降至0.5次/h,耗熱量指標(biāo)可降低10%左右。(5)朝向多層住宅東西朝向時(shí)比南北朝向時(shí),其耗熱量指標(biāo)約增加5.5%。(6)高層住宅層數(shù)在20層以上時(shí),耗熱量指標(biāo)趨于穩(wěn)定;高層住宅中,帶北向封閉式交通廊的板式住宅,其耗熱量指標(biāo)比多層板式住宅低6%;在建筑面積近似的條件下,高層塔式住宅的耗熱量指標(biāo)比高層板式住宅的高10%~14%;體形復(fù)雜凹凸面過多的塔式住宅,對(duì)節(jié)能不利。2.6建筑物耗熱量指標(biāo)計(jì)算2.6.1建筑物耗熱量指標(biāo)計(jì)算公式

qH=qH·T+qINF-qI·H

qH:建筑物耗熱量指標(biāo)(W/㎡)

qH·T:單位建筑面積通過圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱耗熱量(W/㎡)

qINF:單位建筑面積的空氣滲透耗熱量(W/㎡)

qI·H:單位建筑面積的建筑物內(nèi)部得熱,包括炊事照明家電和人體散熱,住宅建筑取3.80(W/㎡)2.6.2折合到單位建筑面積上通過建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱量

式中:qHq—折合到單位建筑面積上單位時(shí)間內(nèi)通過墻的傳熱量W/m2;qHw

—折合到單位建筑面積上單位時(shí)間內(nèi)通過屋頂?shù)膫鳠崃縒/m2;qHd

—折合到單位建筑面積上單位時(shí)間內(nèi)通過地面的傳熱量W/m2;qHmc

—折合到單位建筑面積上單位時(shí)間內(nèi)通過門、窗的傳熱量W/m2;qHy

—折合到單位建筑面積上單位時(shí)間內(nèi)非采暖封閉陽臺(tái)的傳熱量W/m2。式中tn—室內(nèi)計(jì)算溫度,取18℃;當(dāng)外墻內(nèi)側(cè)是樓梯間時(shí),則取12℃;

te

—采暖期室外平均溫度,℃,根據(jù)附錄一中的附表1-1確定;

εqi—外墻傳熱系數(shù)的修正系數(shù),根據(jù)附錄二中的附表2-1確定(方向);

Kmqi—外墻平均傳熱系數(shù),W/(m2·K),根據(jù)附錄三計(jì)算確定(構(gòu)造);

Fqi—外墻的面積,m2(分方向計(jì)算,減去窗面積);

A0

—建筑面積,m2。2.6.2.1折合到單位建筑面積上單位時(shí)間內(nèi)通過墻的傳熱量2.6.2.2折合到單位建筑面積上單位時(shí)間內(nèi)通過屋頂?shù)膫鳠崃客恚?.6.2.3折合到單位建筑面積上單位時(shí)間內(nèi)通過地面的傳熱量式中

Kmci—窗(門)的傳熱系數(shù),W/(m2·K);

Fmci—窗(門)的面積,m2。

Ityi—窗(門)外表面采暖期平均太陽輻射熱,W/m2,根據(jù)附錄一確定(方向);

Cmc—窗(門)的太陽輻射修正系數(shù),Cmc=0.87×0.70×SCSC——窗的綜合遮陽系數(shù);0.87——3mm普通玻璃的太陽輻射透過率;0.70——折減系數(shù)。2.6.2.4折合到單位建筑面積上單位時(shí)間內(nèi)通過門窗的傳熱量Kqmci————分隔封閉陽臺(tái)和室內(nèi)的墻、窗(門)的面積加權(quán)平均傳熱系數(shù),W/(m2·K);Fqmci————分隔封閉陽臺(tái)和室內(nèi)的墻、窗(門)的面積,(m2)。ζi———陽臺(tái)的溫差修正系數(shù),根據(jù)附錄二中的附表2-2確定(凹凸、方向)。Ityi————封閉陽臺(tái)外表面采暖期平均太陽輻射熱,W/m2,根據(jù)附錄一中的附表1-1確定(方向);Fmci————分隔封閉陽臺(tái)和室內(nèi)的窗(門)的面積,(m2)。C‘mci————分隔封閉陽臺(tái)和室內(nèi)的窗(門)的太陽輻射修正系數(shù),C‘mci;=(0.87×SCW)×(0.87×0.70×SCN)SCW——外側(cè)窗的綜合遮陽系數(shù);SCN——內(nèi)側(cè)窗的綜合遮陽系數(shù)。2.6.2.5折合到單位建筑面積上單位時(shí)間內(nèi)通過陽臺(tái)的傳熱量2.6.3折合到單位建筑面積的空氣滲透耗熱量:

qINF=(tn-te)(Cρ·ρ·N·V)∕A0式中 Cρ——空氣比熱容,取0.28W·h/(kg·K);

ρ——空氣密度(kg/m3),取te條件下的值;

N——換氣次數(shù),住宅建筑取0.5(次/h);

V——換氣體積(m3),樓梯間及外廊不采暖時(shí)取0.6V0,樓梯間及外廊采暖時(shí)取0.65V0。2.7居住建筑節(jié)能評(píng)價(jià)計(jì)算已知建筑布局,尺寸,朝向和構(gòu)造,求建筑物耗熱量指標(biāo)【例1】試求天津地區(qū)一住宅建筑耗熱量指標(biāo),并驗(yàn)證其是否滿足天津市居住建筑75%節(jié)能設(shè)計(jì)要求。已知該住宅為鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu),2個(gè)單元6層。層高2.8m,南北向,外窗均為單框雙玻鋁合金窗;外窗及分隔封閉陽臺(tái)的內(nèi)、外側(cè)窗綜合遮陽系數(shù)SCW=SCN=

0.70;樓梯間不采暖;天津地區(qū)采暖期為Z=119d,采暖期室外平均溫度te=-1.2℃,建筑面積A0=2498.25㎡;建筑體積V0=6854.39m3;外表面積F0=2048.08㎡;體形系數(shù)S=0.30。建筑立面及平面見圖2-4、圖2-5。各部分圍護(hù)結(jié)構(gòu)構(gòu)造做法與傳熱面積見表2-2。圖2-4圖2-5表2-2各部分圍護(hù)結(jié)構(gòu)構(gòu)造做法與傳熱面積【解】一.天津地區(qū)相關(guān)計(jì)算參數(shù)1.室內(nèi)外計(jì)算溫度:ti=18℃;te=-0.2℃;ti-te=18.2℃。2.其他相關(guān)參數(shù)見表:3.Cmci窗(門)的太陽輻射修正系數(shù):Cmci=0.87×0.70×SC=0.87×0.70×0.70=0.434.C‘mci分隔封閉陽臺(tái)和室內(nèi)的窗(門)的太陽輻射修正系數(shù):C’mci=(0.87×SCW)×(0.87×0.70×SCN)=(0.87×0.70)×(0.87×0.70××0.70)=0.26項(xiàng)目位置屋頂南向北向東向西向窗(門)外表面采暖期平均太陽輻射熱Ityi

(W/m2)99106345657非透明圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)修正值ε0.980.850.950.920.92陽臺(tái)溫差修正系數(shù)ζ——0.350.470.430.43二.折合到單位建筑面積通過各圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱量(w/m2)

三.折合到單位建筑面積空氣滲透耗熱量指標(biāo)(W/㎡)qINF=(ti-te)(Cρ·ρ·N·V)∕A0=13490.55/2498.25=5.40四.建筑物耗熱量指標(biāo)(W/㎡)

qH=qHT+qINF-qIH=3.62+5.40-3.80=5.22天津市居住建筑75%節(jié)能限制指標(biāo)結(jié)論:滿足天津市75%節(jié)能限制標(biāo)準(zhǔn)11.2W/㎡(4~8層建筑)的要求?!?層的建筑(4~8)層的建筑(9~13)層的建筑≥14層的建筑12.011.210.08.9

建筑物耗熱量指標(biāo)(W/m2)附表8-72.8公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)方法2.8.1公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)分類教育建筑:包括托兒所、幼兒園、寄宿學(xué)校、中小學(xué)校、高等院校、??圃盒?、職業(yè)技術(shù)學(xué)校、特殊教育學(xué)校等;辦公建筑:包括辦公樓、商務(wù)寫字樓、科研樓、檔案館、行政辦公樓、法院、檢察院、司法建筑、實(shí)驗(yàn)建筑、公寓式辦公樓、酒店式辦公樓、檔案樓等;酒店建筑:包括酒店、快捷酒店、賓館、旅館、招待所、度假村等;商業(yè)建筑:包括超級(jí)市場、購物中心、商業(yè)街、綜合商廈、百貨商店、批發(fā)商店、農(nóng)貿(mào)市場、菜市場、聯(lián)營商場、專賣店、便利店、飲食廣場、餐館、快餐店、食堂、銀行、金融建筑、典當(dāng)行、儲(chǔ)蓄所等;醫(yī)療衛(wèi)生建筑:包括綜合醫(yī)院、??漆t(yī)院、急救中心、救護(hù)站、康復(fù)醫(yī)院、社區(qū)衛(wèi)生服務(wù)中心、療養(yǎng)院、衛(wèi)生所、防疫站、藥品檢疫所、醫(yī)務(wù)室等;其它建筑:除以上五種建筑類型之外的公共建筑。2.8.2公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)要點(diǎn)與居住建筑相比,公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)要點(diǎn)大體相同。但公共建筑的建筑形式與功能較居住建筑更為復(fù)雜,采暖、供冷、照明等方式也與居住建筑存在較大差別,因此主要差異如下:(1)體形系數(shù)居住建筑和公共建筑均將體形系數(shù)限值作為強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)。公共建筑對(duì)于體形系數(shù)的限制比居住建筑更為寬松。天津市公共建筑體形系數(shù)限值單棟建筑面積A0(㎡)A0>2000010000<A0≤20000800<A0≤10000300<A0≤800體形系數(shù)≤0.20≤0.30≤0.40≤0.50≤3層的建筑(4~8)層的建筑(9~13)層的建筑≥14層的建筑0.520.330.300.26居住建筑體形系數(shù)限值附表8-1天津市居住建筑體形系數(shù)限值(2)窗墻面積比窗的熱工性能薄弱居住建筑和公共建筑均將窗墻面積比作為強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)。公共建筑對(duì)于窗墻面積比的限制比居住建筑更為寬松。公共建筑并未如居住建筑那樣對(duì)各個(gè)朝向的窗墻面積比均進(jìn)行限定。天津市公共建筑對(duì)于窗墻面積比的限制為屋頂透光部分面積不宜大于屋頂總面積的20%,且單一立面窗墻面積比(包括透光幕墻)不宜大于

0.70。朝

向窗墻面積比限值最大值北0.300.40東、西0.350.45居住建筑的的窗墻面積比限值及最大值(3)圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱工性能居住建筑和公共建筑均將圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱工性能作為強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)。公共建筑對(duì)于圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱工性能的限制比居住建筑更為寬松。圍護(hù)結(jié)構(gòu)部位傳熱系數(shù)K[W/(m2·K)]屋面≤0.35外墻≤0.45底面接觸室外空氣的架空樓板≤0.45非透光外門≤2.0外門窗(包括透光幕墻)傳熱系數(shù)K[W/(m2·K)]綜合太陽得熱系數(shù)SHGCZ南≤2.5——東、西≤2.3≤0.35北≤2.0——屋頂透光部分≤2.3≤0.35圍護(hù)結(jié)構(gòu)部位K[W/(m2·K)]≤3層4~8層≥9層屋面0.200.25外墻0.350.400.45架空或外挑樓板0.350.40外窗北向1.51.8東、西向(含凸窗)1.51.8南向

(含凸窗)2.02.3圍護(hù)結(jié)構(gòu)部位熱阻R[(m2·K)/W]周邊地面≤3層4~8層≥9層0.830.56天津市居住建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱工性能參數(shù)限值天津市公共建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱工性能參數(shù)限值(4)門窗氣密性門窗氣密性的重要性居住建筑與公共建筑對(duì)于門窗氣密性要求基本相同公共建筑透光玻璃幕墻1~6層的建筑外窗氣密性等級(jí)不應(yīng)低于6級(jí)7層以上的建筑外窗氣密性等級(jí)不應(yīng)低于7級(jí)非采暖空間的外窗采用推拉窗以及內(nèi)隔墻上的分戶門氣密性等級(jí)不應(yīng)低于4級(jí)樓梯間和外廊的外門氣密性等級(jí)不應(yīng)低于3級(jí)1~9層的建筑外窗氣密性等級(jí)不應(yīng)低于6級(jí)10層以上的建筑外窗氣密性等級(jí)不應(yīng)低于7級(jí)透光幕墻氣密性等級(jí)不應(yīng)低于3級(jí)外門氣密性等級(jí)不應(yīng)低于4級(jí)公共建筑外窗和門密閉性能居住建筑外窗和門密閉性能(5)能耗指標(biāo)公共建筑按建筑類型進(jìn)行限制,居住建筑按層數(shù)進(jìn)行限制。公共建筑能耗指標(biāo)限制值比居住建筑高出較多。天津市公共建筑年單位建筑面積供暖、空調(diào)和照明設(shè)計(jì)總能耗指標(biāo)(kWh/m2·a)教育建筑辦公建筑酒店建筑商業(yè)建筑醫(yī)療衛(wèi)生建筑其它類建筑≤39≤38≤51≤68≤75≤62天津市居住建筑年單位建筑面積供暖、空調(diào)和照明設(shè)計(jì)總能耗指標(biāo)(kWh/m2·a)≤3層的建筑(4~8)層的建筑(9~13)層的建筑≥14層的建筑12.011.210.08.9(6)其他設(shè)計(jì)要點(diǎn)集中設(shè)置機(jī)房(分散設(shè)置浪費(fèi)面積、增加裝機(jī)容量和初始投資),并在建筑平面布置中合理確定設(shè)備機(jī)房的位置(縮短能源供應(yīng)輸送距離,能源站和設(shè)備機(jī)房應(yīng)靠近負(fù)荷中心)。公共建筑的主要出入口外門開啟頻繁,因此西、北向主要出入口應(yīng)設(shè)置門斗或雙道門,其它外門宜設(shè)門斗或采取其它減少冷風(fēng)滲透的措施。對(duì)于高大空間建筑,利用中庭等空間組織自然通風(fēng)。2.9公共建筑設(shè)計(jì)能耗評(píng)價(jià)計(jì)算對(duì)建筑物全年8760h的逐時(shí)冷、熱負(fù)荷,以及照明負(fù)荷進(jìn)行計(jì)算,得到建筑的年度單位建筑面積供暖、空調(diào)和照明能耗指標(biāo)。應(yīng)采用具備以下條件的專用計(jì)算軟件:(1)建筑設(shè)計(jì)能耗計(jì)算的氣象參數(shù)采用典型氣象年的氣象數(shù)據(jù);(2)建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)組成材料的熱工參數(shù);(3)應(yīng)按照標(biāo)準(zhǔn)工況計(jì)算參數(shù)進(jìn)行計(jì)算;(4)對(duì)建筑節(jié)能缺陷提供數(shù)據(jù)和圖表支持;(6)直接生成建筑供暖、空調(diào)、照明設(shè)計(jì)能耗的計(jì)算報(bào)告和審查文件。當(dāng)通過模擬方法得到供暖、空調(diào)和照明設(shè)計(jì)能耗數(shù)據(jù)后,公共建筑單位建筑面積全年供暖空調(diào)及照明能耗(B0)可按下式計(jì)算:B0=E01+E02+E03

式中:B0——單位建筑面積全年供暖空調(diào)及照明能耗(kWh/m2);

E01——單位建筑面積全年冷熱源能耗(kWh/m2);

E02——單位建筑面積全年循環(huán)水泵能耗(kWh/m2);

E03——單位建筑面積全年照明能耗(kWh/m2)。其中,公共建筑單位建筑面積全年冷熱源能耗(E01)可按下列公式計(jì)算:E01=E01h+E01c式中:E01h

——單位建筑面積全年熱源折合的耗電量(kWh/m2);E01c——單位建筑面積全年冷源折合的耗電量(kWh/m2)?!纠坑?jì)算天津地區(qū)某辦公樓的設(shè)計(jì)能耗,并驗(yàn)證其是否滿足天津市公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)要求。該建筑為鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu),共23層,層高4.2m,建筑總高度110.7m,總建筑面積24071.69㎡,正南北向,建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱工性能指標(biāo)見下表,建筑立面及平面圖見下頁。建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱工性能指標(biāo)主要圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)K[W/(m2·K)]外墻0.42屋面0.33窗墻面積比外窗(包括透明幕墻)傳熱系數(shù)外窗(包括透明幕墻)綜合遮陽系數(shù)南0.442.20.60東0.632.20.30西0.632.20.30北0.482.0-立面圖標(biāo)準(zhǔn)層平面圖首層平面圖【解】1.軟件模擬(1)圖紙分析首先對(duì)建筑形態(tài)進(jìn)行簡化,以提高模擬運(yùn)算效率。因此需要分析既有圖紙,主要包括建筑設(shè)計(jì)圖、暖通圖、電氣設(shè)備圖。建筑設(shè)計(jì)圖主要用于理解建筑形態(tài)與建筑內(nèi)部空間劃分特點(diǎn)與功能布置,特別需要注意的是建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)構(gòu)造方式、各朝向窗墻面積比例、室內(nèi)特殊空間的分布等;在暖通圖中需要了解空調(diào)區(qū)域與非空調(diào)區(qū)域、空調(diào)區(qū)域的采暖或制冷形式、不同功能空間內(nèi)的空調(diào)控制標(biāo)準(zhǔn),進(jìn)而統(tǒng)計(jì)各區(qū)內(nèi)的末端數(shù)量、送風(fēng)量、制冷制熱量等空調(diào)參數(shù);電氣設(shè)備圖用于輔助統(tǒng)計(jì)室內(nèi)單位面積的設(shè)備耗能功率。完成圖紙分析后,要對(duì)建筑進(jìn)行能耗模擬的分區(qū)整合,分區(qū)整合過程是對(duì)建筑內(nèi)部功能相近以及空調(diào)控制方式相同的空間進(jìn)行劃分,以簡化模型。(2)模型建立在圖紙分析的基礎(chǔ)上,要在模擬軟件中建立基本模型。首先對(duì)建筑各層進(jìn)行建模,創(chuàng)建模擬所需要的各個(gè)樓層后,對(duì)各樓層進(jìn)行關(guān)鍵部位描點(diǎn);其次對(duì)其內(nèi)部空間進(jìn)行基本類型劃分,包括空調(diào)空間、非空調(diào)空間以及中庭空間等;進(jìn)而需要定義不同的功能空間類型,包括功能區(qū)名稱、所占樓層的面積比例、最大設(shè)計(jì)人員密度以及通風(fēng)量;最后在模型中還需要設(shè)置建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱工性能、窗墻面積比例、建筑運(yùn)行時(shí)間表、人員時(shí)間表以及設(shè)備時(shí)間表。將上述信息確定之后便完成了基本模型建立。(3)設(shè)備參數(shù)設(shè)置

基本模型建立后,可以先對(duì)模型進(jìn)行一次能耗模擬初步計(jì)算以檢驗(yàn)是否有建模錯(cuò)誤,但計(jì)算結(jié)果不能作為最終所需要數(shù)據(jù)。若無問題便可進(jìn)行具體設(shè)備參數(shù)設(shè)置,主要包括冷熱源及機(jī)組能效和設(shè)備末端:冷熱源及機(jī)組能效:在建立基本模型過程中確定了空調(diào)的基本形式后,還需對(duì)機(jī)組的性能細(xì)節(jié)做進(jìn)一步的深入設(shè)置,包括電制冷機(jī)組、鍋爐、冷卻塔、機(jī)組效能等。設(shè)備末端:設(shè)備末端中將定義不同的設(shè)備組件及容量大小,包括制冷制熱量、風(fēng)機(jī)送風(fēng)量、與末端類型相對(duì)應(yīng)的時(shí)間表。(4)模擬計(jì)算完成上述設(shè)置后便可對(duì)整個(gè)模型進(jìn)行計(jì)算,計(jì)算由電腦自動(dòng)完成,所需時(shí)間根據(jù)模型復(fù)雜程度會(huì)有較大差異。計(jì)算結(jié)果如下表所示。模擬結(jié)果參數(shù)建筑熱源能耗E01h=13.1KWh/m2建筑照明能耗E03=6.5KWh/m2建筑冷源能耗E01c=7.3KWh/m2水泵能耗E02=9.5KWh/m22.建筑設(shè)計(jì)能耗計(jì)算將模擬得到的建筑熱源能耗和建筑冷源能耗按下式計(jì)算:E01=E01h+E01c=13.1+7.3=20.4kWh/m2公共建筑單位建筑面積全年供暖空調(diào)及照明能耗按下式計(jì)算:B0=E01+E02+E03=20.4+9.5+6.5=36.4kWh/m23.節(jié)能判定天津市對(duì)于辦公建筑的年單位建筑面積供暖、空調(diào)和照明設(shè)計(jì)總能耗指標(biāo)為38kWh/m2,該辦公樓計(jì)算得到的能耗為36.4kWh/m2,因此該設(shè)計(jì)滿足天津市公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)要求。第3章建筑規(guī)劃設(shè)計(jì)與節(jié)能3.1建筑選址3.2建筑組團(tuán)布局3.3建筑朝向3.4建筑間距3.5建筑與風(fēng)環(huán)境3.1建筑選址3.1.1氣候條件(1)室外溫度:傳熱表面類型及大小、保溫隔熱性能、內(nèi)外溫差(不可改變)(2)太陽:冬季得熱、夏季防熱、采光(3)風(fēng):表面對(duì)流、冷風(fēng)滲透3.1.2地形條件(1)霜洞效應(yīng)(寒冷地區(qū)避免、炎熱地區(qū)利用)(2)水陸風(fēng)、山谷風(fēng)(3)鋪裝(反射、濕熱)

3.1.3向陽、避風(fēng)(1)居住建筑的基地應(yīng)選擇在向陽、避風(fēng)的地段上。(2)選擇滿足日照要求、不受周圍其他建筑嚴(yán)重遮擋的基地。(3)利用住宅建筑樓群合理布局爭取日照。霜洞效應(yīng)(1)利用建筑布局,形成氣候防護(hù)單元,利于節(jié)能。(2)爭取日照,避免冬季季風(fēng)干擾,組織內(nèi)部氣流,利用建筑外界面。行列:朝向好,利于通風(fēng)和日照,但不利于節(jié)地和避免季風(fēng)。錯(cuò)列:避免風(fēng)影,不利節(jié)地。周邊:利于避免季風(fēng),不利朝向和通風(fēng)。斜列:依地形。自由:發(fā)揮空間大。3.2建筑組團(tuán)布局排列時(shí),高度相似,寬是高的2-3倍,風(fēng)速提高30%。加大風(fēng)壓,形成下沖氣流,產(chǎn)生渦旋條形與點(diǎn)式建筑結(jié)合,爭取最佳日照(3)特殊形式3.3建筑朝向基本原則:(1)冬季有適量并具有一定質(zhì)量的陽光射入室內(nèi);(2)炎熱季節(jié)盡量減少太陽直射室內(nèi)和居室外墻面;(3)夏季有良好的通風(fēng),冬季避免冷風(fēng)吹襲;(4)充分利用地形并注意節(jié)約用地;(5)照顧居住建筑組合的需要。3.3.1朝向與太陽輻射影響北京太陽輻射熱日總量(南偏東、西30°以內(nèi))上海太陽輻射熱日總量(南偏東、西15°以內(nèi))3.3.2朝向與建筑體形體形不同則太陽輻射面積不同:(1)不同體形的建筑對(duì)朝向變化的敏感程度不同,在前面三種體型中:長方形最敏感;Y型體形次之;正方形對(duì)朝向的敏感程度最小。(2)板式體形建筑以南北主朝向時(shí)獲得太陽輻射最多。(3)Y型體形由于自身遮擋,總平均輻射面積小于上述兩種體形。D0=H0ctghcosγ

式中 D0——日照間距;

H0——前棟建筑物計(jì)算高度;

h——太陽高度角;

γ——后棟建筑物墻面法線與太陽方位所夾的角,可由γ=A-α求得。3.4建筑間距3.4.1日照標(biāo)準(zhǔn)包括:(1)日照時(shí)間:底層居室冬至日正午前后有2小時(shí)以上日照。(2)日照質(zhì)量:日照時(shí)間內(nèi)日照面積的積累。3.4.2日照間距的計(jì)算:3.5建筑與風(fēng)環(huán)境3.5.1冬季防風(fēng)的設(shè)計(jì)方法(1)避開不利風(fēng)向,北向盡量封閉。(2)利用組團(tuán)避風(fēng):利用風(fēng)影區(qū):風(fēng)速快,方向亂,各位置風(fēng)壓不穩(wěn)定,某些區(qū)域可減小風(fēng)的直接沖擊,但不利通風(fēng)和污染物擴(kuò)散。進(jìn)行建筑組合。(3)減小冷風(fēng)滲透風(fēng)壓與風(fēng)速:Pw=0.613v2正壓區(qū)與負(fù)壓區(qū)渦流區(qū):風(fēng)速加快,人行高度上風(fēng)速是非渦流區(qū)的1.3倍。過街門洞風(fēng)速加大3倍。低層與高層3.5.2夏季通風(fēng)的設(shè)計(jì)方法(1)南方夏季多南風(fēng),南北向布局有利通風(fēng)。(2)防止渦流區(qū)的出現(xiàn),其主要由建筑物尺寸和風(fēng)向投射角決定。(3)尺寸:與進(jìn)深成反比,與高度和寬度成正比。渦流區(qū)與建筑物尺寸(4)利用周邊綠化進(jìn)行導(dǎo)風(fēng)主體建筑人工湖布置,湖邊種植高大喬木。夏季時(shí)冬季時(shí)英國諾丁漢大學(xué)朱比麗校區(qū)夏季冬季不同季節(jié)的通風(fēng)效果(5)利用水陸風(fēng)(1)氣候條件溫暖潮濕,溫度變化小,年均氣溫30°常年有穩(wěn)定的季風(fēng),雨季也會(huì)有強(qiáng)風(fēng)出現(xiàn)(2)被動(dòng)式通風(fēng)-雙層皮系統(tǒng)外層彎曲肋板和內(nèi)層垂直肋板-空氣流動(dòng)不同位置開口(3)被動(dòng)式通風(fēng)-雙層皮肋板上水平條板底部間距較大中部間距較小頂部間距較大(4)不同室外風(fēng)速時(shí)的工作狀態(tài)常規(guī)風(fēng)速強(qiáng)風(fēng)微風(fēng)或無風(fēng)吉巴歐文化中心3.3高層建筑群區(qū)域風(fēng)環(huán)境(1)高層建筑群風(fēng)害現(xiàn)象:峽谷效應(yīng):由街道兩側(cè)的高層建筑圍合成的“峽谷”。風(fēng)洞效應(yīng):氣流從建筑預(yù)留的孔洞穿過時(shí)產(chǎn)生3倍風(fēng)速。靜風(fēng)區(qū):風(fēng)在流經(jīng)建筑群時(shí)并未到達(dá)某些區(qū)域。尾流區(qū):高層建筑群背風(fēng)面形成下沖流,產(chǎn)生渦旋區(qū)。分離渦群:繞經(jīng)高層建筑時(shí)產(chǎn)生不同頻率的分離渦群,這些渦群相互誘導(dǎo)和干擾而形成更為復(fù)雜的渦群。(2)關(guān)鍵影響因素來流風(fēng)向角:與建筑群內(nèi)部氣流強(qiáng)度成正比,與背風(fēng)區(qū)的漩渦數(shù)量和影響范圍也成正比。建筑間距:與建筑群內(nèi)部氣流強(qiáng)度成正比。但當(dāng)建筑間距和建筑高度的比值為1/4時(shí),建筑群內(nèi)部風(fēng)場最弱。建筑高度:與建筑群內(nèi)部氣流強(qiáng)度成正比。當(dāng)建筑群平均高度由60m上升到150m時(shí),通風(fēng)效果明顯加強(qiáng),但氣流會(huì)在建筑轉(zhuǎn)角或者側(cè)面有明顯加速,形成局部風(fēng)速過大甚至渦流現(xiàn)象。來流風(fēng)向角、建筑間距、建筑高度三者均與建筑群內(nèi)部氣流強(qiáng)度成正比,與背風(fēng)區(qū)漩渦數(shù)量和影響范圍也成正比。來流風(fēng)向角第4章建筑單體設(shè)計(jì)與節(jié)能4.1建筑平面尺寸與節(jié)能的關(guān)系4.2建筑體型與節(jié)能的關(guān)系4.3合理選擇外墻保溫方案4.4以防熱為主的外墻方案4.5窗的設(shè)計(jì)與節(jié)能的關(guān)系4.6建筑自然通風(fēng)與節(jié)能4.7典型的低能耗建筑舉例分析

4.1建筑平面尺寸與節(jié)能的關(guān)系4.1.1建筑平面形狀對(duì)于居住建筑,板式住宅、塔式住宅、獨(dú)棟住宅不同建筑平面形狀的單位能耗水平有所差異。對(duì)于相同平面面積、相同建筑高度的不同平面形狀能耗如下:平面形狀長方形Z字形正方形L形單位建筑能耗qcb1.043qcb1.046qcb1.050qcb

不同平面形狀的板式住宅單位能耗水平不同平面形狀的塔式住宅單位建筑能耗值平面形狀長方形Z字形方形凸字形H形井字形Y字形U字形十字形單位建筑能耗qct1.044qct1.045qct1.056qct1.111qct1.162qct1.176qct1.178qct1.198qct不同平面形狀的低層獨(dú)棟住宅單位建筑能耗平面形狀長方形正方形圓形三角形單位建筑能耗qcd1.018qcd1.025qcd1.047qcd4.1.2建筑長度和高度增加長度利于節(jié)能;高度與單位能耗成反比;對(duì)于多層和小高層住宅,高度對(duì)能耗的影響大于平面長度;對(duì)于高層住宅,平面長度對(duì)能耗的影響更大;20層以上塔式住宅,隨著高度增加能耗變化不大。塔式住宅的單位建筑能耗隨平面長度變化趨勢板式住宅的單位建筑能耗隨平面長度變化趨勢4.1.3建筑寬度和高度增加寬度利于節(jié)能;高度與單位能耗成反比;對(duì)于多層和小高層住宅,高度對(duì)能耗的影響大于平面長度;20層以上塔式住宅,隨著高度增加能耗變化不大。塔式住宅單位建筑能耗隨寬度變化趨勢板式住宅的單位建筑能耗隨寬度變化趨勢4.1.4建筑平面布局與節(jié)能熱工分區(qū)溫度阻尼區(qū)(南向日光間、封閉陽臺(tái),北向走廊、設(shè)備間)4.1.5平面與節(jié)能關(guān)系總結(jié)矩形平面利于節(jié)能長度與節(jié)能成正比寬度與節(jié)能成正比科學(xué)的平面熱工分區(qū)

4.2.1表面面積系數(shù)考慮南向得熱:建筑物其他外表面面積之和A1(單位㎡)與南墻面積A2(單位㎡)之比。越小越節(jié)能。

體積相同的表面面積系數(shù)4.2建筑體型與節(jié)能關(guān)系(1)朝向:最好的長方形體型是長軸朝向東西的,正方形次之,長軸南北向的最差,因此板式優(yōu)于點(diǎn)式。(2)層數(shù):增加建筑的層數(shù)對(duì)節(jié)能建筑有利,但8層以上時(shí)增加層數(shù)的節(jié)能效果不明顯。(3)長度:增加建筑的長度對(duì)節(jié)能建筑有利,但長度增加到50m后,節(jié)能效果不明顯。(4)進(jìn)深:小進(jìn)深對(duì)建筑的節(jié)能有利。建筑物表面面積系數(shù)隨建筑層數(shù)、長度、進(jìn)深的變化規(guī)律4.2.2體型系數(shù)與節(jié)能(1)S越大,說明單位空間的散熱面越大。S增加0.1,qH增2.5%。(2)住宅S≤0.3,且越趨于正方體S越小。(3)解決S與建筑造型之間的矛盾,控制建筑物的體型系數(shù)措施:加大建筑的體量,即加大建筑的基底面積,增加建筑物的長度和進(jìn)深尺寸。外形變化盡可能地減至最低限度。合理提高層數(shù)。對(duì)于體型不易控制的點(diǎn)式建筑,可采用裙樓連接多個(gè)點(diǎn)式的組合體形式。

《夏熱冬暖地區(qū)居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》(JGJ75-2012)中,對(duì)于夏熱冬暖地區(qū)南區(qū)的建筑體形系數(shù)也未作要求。4.2.3日照輻射得熱量D最差,E和C冬夏較均衡,A和B冬夏變化較大,B好于A。住宅類型低層板式

多層板式

小高層板式小高層塔式高層塔式(1~3層)(4~8層)(9~13層)(9~13層)(≥14層)住宅平面長度a(m)86.986.986.966.366.3住宅平面寬度b(m)16.716.716.725.825.8住宅建筑高度H(m)923.62727.742單位建筑能耗Q(W/㎡)5.7905.5455.5505.8275.857最佳節(jié)能住宅的設(shè)計(jì)參數(shù)4.2.4建筑節(jié)能與體形4.3合理選擇外墻保溫方案計(jì)算耗熱量指標(biāo),要考慮朝向與外墻傳熱系數(shù)修正值的影響。天津ε=0.85(南),0.92(東西),0.95(北)例:天津地區(qū)某采暖住宅建筑面積為3000㎡,建筑朝向南北向,層高3m,按照以下方案布置外墻的保溫層:A方案:各朝向外墻保溫構(gòu)造作法均相同,墻體平均傳熱系數(shù)均為0.45W/(㎡?K)。B方案:降低南向和東西向外墻的保溫性能,同時(shí)提高北向外墻所保溫性能,使南向、東西向外墻平均傳熱系數(shù)均為0.50W/(㎡?K)。北向外墻平均傳熱系數(shù)均為0.30W/(㎡?K)。C方案:只降低南向外墻的保溫性能,使其使其K=0.50W/(㎡?K),提高東西及北向外墻保溫性能,使其達(dá)到K=0.35W/(㎡?K)。qH=qH·T+qINF-qI·H(1)將需要增加的保溫層集中于北墻(B方案),或均勻設(shè)置在北、東西三處墻面(C方案),其傳熱耗熱量指標(biāo)均低于均勻布置保溫層的A方案。(2)從以上比較看,B方案與C方案節(jié)能效果相差不大,C方案略優(yōu)于B方案,同時(shí)考慮東西墻一般端頭住房的室內(nèi)熱工環(huán)境,同時(shí)多數(shù)住宅房型中,北面常安排輔助房間,所以宜采用C方案??倢訑?shù)進(jìn)深長度深長比耗熱量指標(biāo)(W/㎡)(M)(M)ABC4121462.553.571/5.21/3.824.654.224.263.914.233.815101260501/61/4.175.464.844.974.474.984.38610125041.671/51/3.475.625.035.154.685.114.5371042.861/4.35.655.215.10881046.8837.51/5.861/3.756.855.946.395.626.255.35三種保溫方案的耗熱量指標(biāo)比較4.4以防熱為主的外墻方案南方氣候特點(diǎn):夏季時(shí)間長,太陽輻射強(qiáng),氣溫高且濕度大。4.4.1南方外墻保溫特點(diǎn)南方夏季室內(nèi)外溫差小,北方冬季室內(nèi)外溫差大。南方晝夜雙向傳熱,北方晝夜單向傳熱。適當(dāng)?shù)膫鳠嵯禂?shù)和熱惰性指標(biāo)。屋頂外墻0.4<K≤0.9,D≥2.52.0<K≤2.5,D≥3.0或1.5<K≤2.0,D≥2.8或O.7<K≤1.5,D≥2.5K≤0.4K≤0.7《夏熱冬暖地區(qū)居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》(JGJ75-2012)4.4.2保溫形式的選擇(1)內(nèi)、外保溫的特點(diǎn)外保溫:保溫性能好、避免熱橋、墻體內(nèi)部不易結(jié)露、不占室內(nèi)建筑面積。內(nèi)保溫:成本低、耐久性好、施工簡便、不受室外條件限制。(2)南方選用內(nèi)保溫的優(yōu)勢保溫性能:室內(nèi)外溫差小、雙向傳熱。熱橋:室內(nèi)外溫差較小,由熱橋造成的能耗損失微乎其微。墻體內(nèi)部結(jié)露:空調(diào)制冷,墻體內(nèi)表面溫度高于室內(nèi)空氣溫度。不占用室內(nèi)建筑面積:內(nèi)保溫一般采用保溫砂漿等輕薄材料。(3)南方選用自保溫:加氣混凝土、頁巖多孔磚、陶?;炷量招钠鰤K、自隔熱砌塊等。4.5窗的設(shè)計(jì)與節(jié)能關(guān)系4.5.1地域、窗的構(gòu)造與節(jié)能基本原則:根據(jù)地域氣候特點(diǎn)選擇不同構(gòu)造形式的窗,使之成為得熱構(gòu)件。南向窗在雙層構(gòu)造時(shí),京津地區(qū)窗口得熱為75KWh/㎡,因此對(duì)于南向窗在采用適當(dāng)構(gòu)造形式后,可增大窗口面積。北向和東西向在滿足采光要求基礎(chǔ)上,盡量減小面積。北京冬季南向單、雙層外窗得熱與失熱量長春冬季南向單、雙層外窗得熱與失熱量4.5.2窗墻比與節(jié)能下表是天津地區(qū)同等建筑面積、相同建筑體積的不同平面形式低層住宅,在不同窗墻比條件下的建筑能耗情況。照明能耗

(kWh)采暖能耗(kWh)空調(diào)能耗(kWh)單位建筑能耗(W/m2)體型系數(shù)窗墻比00.300.300.300.3-長方形678962942493126190993632512.4514.770.511正方形6812632924684264011018679412.3715.040.501圓形680663762334127881994550911.8515.130.456單位建筑能耗:隨著體形系數(shù)增加而增大。照明能耗:窗墻比0.3時(shí)的能耗水平明顯低于為0時(shí),天然采光減小照明能耗。采暖能耗:窗墻比0.3時(shí)的能耗水平稍稍高于為0時(shí),但不明顯,原因在于南向窗冬季得熱??照{(diào)能耗,窗墻比0.3的能耗水平幾乎是為0時(shí)的6倍,這是由于夏季大量的太陽輻射熱量從窗口進(jìn)入造成室內(nèi)過熱,因此應(yīng)該減小東、西向窗口面積,并做好東、南、西向的遮陽設(shè)計(jì)。4.5.3窗口附加物與節(jié)能(1)窗口內(nèi)夜間保溫因此應(yīng)選擇適當(dāng)熱阻。南向單層窗加夜間保溫對(duì)節(jié)能率的影響東向單層窗加夜間保溫對(duì)節(jié)能率的影響北向單層窗加夜間保溫對(duì)節(jié)能率的影響(2)窗外遮擋朝向出挑物尺寸結(jié)論:南向控制出挑尺寸其他方向影響不明顯南向陽臺(tái)挑出長度與節(jié)能率的關(guān)系東向陽臺(tái)挑出長度與節(jié)能率的關(guān)系4.6建筑自然通風(fēng)與節(jié)能(1)風(fēng)壓:出入風(fēng)口無高差時(shí)壓差(2)熱壓:出入風(fēng)口有高差時(shí)高差溫差壓差4.6.1提高高差方法一:中庭方法二:通風(fēng)井方法三:通風(fēng)塔4.6.2提高壓差:利用伯努利效應(yīng)伯努利效應(yīng)應(yīng)用一:文丘里管倒機(jī)翼+雙層幕墻伯努利效應(yīng)應(yīng)用二:半個(gè)文丘里管—機(jī)翼原理雙坡屋頂+文丘里帽雙坡屋頂文丘里帽伯努利效應(yīng)應(yīng)用三:坡屋頂4.7典型低能耗建筑案例4.7.1馬爾占公寓德國第一幢低能耗建筑物。7層,56套居室,每套有2到3個(gè)房間。建筑直接來源于工程學(xué)原理。它的曲線外形、建造、立面外觀、朝向及房間布局很大程度上取決于能源的考慮。為了說明建筑本身應(yīng)是高效的,這樣就不必太費(fèi)心去尋求其它主動(dòng)設(shè)備的幫助。

(1)平面形狀地域氣候朝向體系系數(shù)輻射得熱(2)平面布局熱分區(qū)熱阻尼(3)圍護(hù)結(jié)構(gòu)南向北向東西向

4.7.2SOLVIS太陽能工廠屋頂太陽能板懸索結(jié)構(gòu)門斗4.7.3ULM辦公大樓(1)體系系數(shù)(2)遮陽(3)能源與通風(fēng)1.室外新風(fēng)過濾裝置2.地源熱泵加熱新風(fēng)3.余熱回收加熱新風(fēng)4.市政熱源加熱新風(fēng)5.中庭送風(fēng)口6.房間與中庭通風(fēng)換熱7.室外遮陽設(shè)施8.余熱收集設(shè)備9.地埋U型管換熱裝置10.地源熱泵為地輻射采暖提供熱能11.地源熱泵為室內(nèi)空調(diào)提供冷量5.1外墻外保溫技術(shù)5.2

外墻內(nèi)保溫技術(shù)5.3屋面5.4窗戶節(jié)能5.5

雙層玻璃幕墻5.6

地面第5章圍護(hù)結(jié)構(gòu)節(jié)能設(shè)計(jì)5.1外墻外保溫5.1.1外墻外保溫做法的優(yōu)點(diǎn)保溫效果好可以避免產(chǎn)生熱橋減少墻體內(nèi)部冷凝

不占室內(nèi)建筑面積利于舊房改造5.1.2外保溫體系組成5.1.3外墻外保溫的防火(1)外保溫材料多為可燃燒性材料,因此需要對(duì)其進(jìn)行防火要求。(2)根據(jù)材料的燃燒性能,將外墻保溫材料分為四個(gè)等級(jí):A級(jí)為不燃材料:如玻璃棉、巖棉、泡沫玻璃、玻化微珠等。B1級(jí)為難燃材料:如特殊處理后的擠塑聚苯板、特殊處理后的聚氨酯硬泡、酚醛、膠粉聚苯粒等。B2級(jí)為可燃材料:如聚苯板、擠塑聚苯板、聚氨酯硬泡、聚乙烯等,這種材料燃點(diǎn)低,并在燃燒過程中會(huì)釋放大量有害氣體。B3級(jí)為易燃材料:這種多見為聚苯泡沫為主材料的保溫材料,由于這種材料極易燃燒,目前已是被淘汰的外墻保溫材料。(3)建筑外墻保溫材料的使用要求:人員密集場所建筑,其外墻外保溫材料的燃燒性能應(yīng)為A級(jí)。除人員密集場所建筑外,居住建筑的建筑高度大于10Om時(shí)為A級(jí);高度大于27m但不大于1OOm時(shí)為B1級(jí);高度不大于27m時(shí)為B2級(jí)。除人員密集場所建筑外,公共建筑的高度大于50m時(shí)為A級(jí);高度大于24m但不大于50m時(shí)為B1級(jí);高度不大于24m時(shí)為B2級(jí)。天津市地方標(biāo)準(zhǔn)在國標(biāo)基礎(chǔ)上要求:所有建筑首層均為A級(jí)。商住混合建筑,商業(yè)部分為A級(jí)。有裙房底商的住宅,裙房部分的外墻、屋面,以及住宅首層為A級(jí)。(4)防火隔離帶當(dāng)采用燃燒性能為B1或B2級(jí)的保溫材料時(shí),應(yīng)在保溫系統(tǒng)中每層設(shè)置水平防火隔離帶。防火隔離帶按水平方向分布,采用A級(jí)保溫材料制成,以阻止火災(zāi)沿外墻面或在外墻外保溫系統(tǒng)內(nèi)蔓延的防火構(gòu)造。防火隔離帶的基本構(gòu)造應(yīng)與外保溫系統(tǒng)相同,寬度不小于300mm,厚度與外保溫系統(tǒng)相同,且防火隔離帶保溫板要與基層墻體全面積粘貼。5.2外墻內(nèi)保溫造價(jià)低、施工簡便、耐久性好。不受室外條件限制。主要用于南方。用于間歇性使用建筑。保溫結(jié)構(gòu)由空氣層(防潮、隔熱)和保溫板組成。保溫板、保溫砂漿。防火要求:對(duì)于人員密集場所以及各類建筑內(nèi)的疏散樓梯間、避難走道、避難間、避難層等場所或部位,應(yīng)采用燃燒性能為A級(jí)的保溫材料,對(duì)于其他場所應(yīng)采用低煙、低毒且燃燒性能不低于B1級(jí)的保溫材料。5.3屋面

屋面保溫節(jié)能設(shè)計(jì)要點(diǎn):

(1)屋面保溫作法絕大多數(shù)為外保溫構(gòu)造。(2)目前較先進(jìn)的屋頂保溫作法是采用輕質(zhì)高強(qiáng)、吸水率極低的擠塑型聚苯板。(3)倒鋪屋面(防水層在保溫層下面):倒置式防止太陽光直接,延緩防水層老化。最外層的卵石或燒制方磚保護(hù)層的蓄熱系數(shù)較大,在夏季可調(diào)節(jié)屋頂內(nèi)表面溫度,使溫度最高峰值向后延遲,錯(cuò)開室外空氣溫度的峰值。卵石或燒制方磚有一定的吸水性,雨后可通過蒸發(fā)來降低屋頂溫度。正置式5.4窗戶節(jié)能5.4.1控制各朝向墻面的開窗面積北方地區(qū)居住建筑的窗墻面積比限值(天津市):朝

向窗墻面積比限值最大值北0.300.40東、西0.350.45南方地區(qū)在進(jìn)行圍護(hù)結(jié)構(gòu)節(jié)能設(shè)計(jì)時(shí),不宜過分依靠減少窗墻比,應(yīng)重點(diǎn)提高窗的熱工性能。5.4.2減少窗的傳熱耗熱(1)節(jié)能玻璃熱輻射:透過可見光,控制紅外線熱傳導(dǎo):低導(dǎo)熱系數(shù)

(2)窗框保溫導(dǎo)熱系數(shù)小的PVC鋁材斷橋鋁塑共擠(3)提高窗的氣密性,減少冷風(fēng)滲透《建筑外窗空氣滲透性能分級(jí)及其檢測方法》框與窗洞口框與扇玻璃與扇1~6層的建筑外窗氣密性等級(jí)不應(yīng)低于6級(jí)7層以上的建筑外窗氣密性等級(jí)不應(yīng)低于7級(jí)非采暖空間的外窗采用推拉窗以及內(nèi)隔墻上的分戶門氣密性等級(jí)不應(yīng)低于4級(jí)樓梯間和外廊的外門氣密性等級(jí)不應(yīng)低于3級(jí)(4)設(shè)計(jì)好開扇的形式

開扇形式的設(shè)計(jì)要點(diǎn):在保證必要的換氣次數(shù)前提下,盡量縮小開扇面積;選用周邊長度與面積比小的窗扇形式,接近正方形利于節(jié)能;鑲嵌的玻璃面積盡可能的大。5.5雙層玻璃幕墻雙層皮幕墻也稱為“呼吸式幕墻”。在兩層皮之間留有一定寬度的空氣間層,此空氣間層以不同方式分隔而形成一系列溫度緩沖空間。由于空氣間層的存在,因而雙層皮幕墻能提供一個(gè)保護(hù)空間以安置遮陽設(shè)施。影響因素:通風(fēng)效率、玻璃種類、空氣層尺寸、遮陽措施。5.5.1雙層玻璃幕墻種類(1)外掛式(2)箱井式(3)廊道式5.5.2保溫性能玻璃自身特性幕墻框架材料空氣層尺寸考慮太陽輻射得熱和朝向后的玻璃幕墻構(gòu)造形式與當(dāng)量傳熱系數(shù)。5.6地面5.6.1地面保溫要求

地面按是否直接觸土壤分為兩類:一類是不直接接觸土壤的地面,又稱地板,這其中又可分成接觸室外空氣的地板、不采暖地下室上部的地板、底部架空的地板,不直接觸土壤的需要做地面保溫;另一類是直接接觸土壤的地面,該類從外墻內(nèi)側(cè)算起2m范圍內(nèi)的地面應(yīng)采取保溫措施。

5.6.2地面絕熱南方高溫高濕地區(qū)由于土壤與空氣溫度差異,造成夏季結(jié)露。解決方案:保溫層隔汽層防潮層第6章遮陽設(shè)計(jì)6.1遮陽的形式和效果6.2遮陽設(shè)計(jì)6.3遮陽系數(shù)計(jì)算6.4典型的建筑一體化遮陽設(shè)計(jì)6.1遮陽的形式和效果6.1.1遮陽的類型

6.1.2固定式外遮陽裝置

手動(dòng)式自動(dòng)式遮陽卷簾落葉喬木6.1.3活動(dòng)式外遮陽裝置

水平外百葉垂直外百葉6.2遮陽設(shè)計(jì)(1)遮陽的板面組合與構(gòu)造(2)遮陽板的安裝位置遮陽板與墻面斷開外側(cè)設(shè)置遮陽調(diào)整遮陽板在立面上的位置,使進(jìn)入室內(nèi)的風(fēng)向下流動(dòng),吹到人活動(dòng)高度。6.3遮陽系數(shù)計(jì)算6.3.1普通外遮陽無外遮陽時(shí):SC=SCC=SCB×(1-FK/FC)

有外遮陽時(shí):SC=SCC×SD=SCB×(1-FK/FC)×SD式中:SC——窗的綜合遮陽系數(shù);SCC——窗本身的遮陽系數(shù);SCB——玻璃的遮陽系數(shù);FK——窗框的面積;FC——窗的面積,F(xiàn)K/FC為窗框面積比,PVC塑鋼窗或木窗窗框比可取0.30,鋁合金窗窗框比可取0.20;SD——外遮陽的遮陽系數(shù),按以下方法計(jì)算:SD

=ax2+bx+1a、b——擬合系數(shù),見表6-1x——

外遮陽特征值

,x=A/B,當(dāng)計(jì)算出的x1時(shí),取x=1。

A,B——外遮陽構(gòu)造定性尺寸,如下圖所示。X為遮陽板外挑長度A與遮陽板根部到窗邊距離B之比氣候區(qū)外遮陽基本類型擬合系數(shù)東南西北寒冷地區(qū)水平式a0.340.650.350.26b-0.78-1-0.81-0.54垂直式a0.250.40.250.5b-0.55-0.760.54-0.93擋板式a00.3500.13b-0.96-1-0.96-0.93固定橫百葉擋板式a0.450.540.480.34b-1.2-1.2-1.2-0.88固定豎百葉擋板式a00.190.220.57b-0.7-0.91-0.72-1.18活動(dòng)橫百葉擋板式冬a0.210.040.190.2b-0.65-0.39-0.61-0.62夏

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