建筑节能设计第三章课件.ppt
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- 建筑节能 设计 第三 课件
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1、L/O/G/O可编辑ppt1建筑节能设计2可编辑ppt第三章第三章 建筑节能设计原理建筑节能设计原理3.1 3.1 建筑热工设计对建筑节能的要求建筑热工设计对建筑节能的要求3.2 3.2 建筑物耗热量指标的计算及影响因素建筑物耗热量指标的计算及影响因素3.3 3.3 围护结构有关热工指标的计算围护结构有关热工指标的计算1233可编辑ppt3.1 3.1 建筑热工设计对建筑节能的要求建筑热工设计对建筑节能的要求本节内容本节内容建筑物热工设计的基本要求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建筑热工设计分区及设计要求不同热工分区建筑节能不同热工分区建筑节能设计原理设计原理 3.1.1 3
2、.1.2 3.1.34可编辑ppt3.1.1 3.1.1 建筑热工设计分区及设计要求建筑热工设计分区及设计要求 国标国标民用建筑热工设计规范民用建筑热工设计规范(GB 501761993)把我国划分为)把我国划分为5个气个气候分区,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,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,如图如图3-1所示。国标所示。国标公共建筑节能设计标准公共建筑节能设计标准(GB 501892015)第)第4.2.1条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,即在上述五个分区的基础上,根据公共建筑节能的设计特点
3、作了适当的调整,即把严寒地区细分为严寒地区把严寒地区细分为严寒地区A区与严寒地区区与严寒地区B区,而温和地区不强制执行节能区,而温和地区不强制执行节能设计标准。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。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。5可编辑ppt图3-1 全国建筑热工设计分区图6可编辑ppt 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
4、3-1中的相关规定。中的相关规定。表3-1 建筑热工设计分区及设计要求7可编辑ppt3.1.2 3.1.2 建筑物热工设计的基本要求建筑物热工设计的基本要求 根据国家标准根据国家标准民用建筑热工设计规范民用建筑热工设计规范(GB 501761993)中)中的规定,建筑热工设计应符合表的规定,建筑热工设计应符合表3-2中的基本要求。中的基本要求。表3-2 建筑物热工设计的基本要求8可编辑ppt9可编辑ppt10可编辑ppt1 1 2 2 3 33.1.3 3.1.3 不同热工分区建筑节能设计原理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严寒与寒冷地区节能设计原理夏热冬冷地区节能设计原
5、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夏热冬暖地区节能设计原理 2)体形系数。)体形系数。体形系数不应大于表体形系数不应大于表3-3所规定的限值。所规定的限值。1)平面布置。)平面布置。应考虑冬季利用日照并避开主导风向。应考虑冬季利用日照并避开主导风向。表3-3 严寒和寒冷地区居住建筑的体形系数限值1 1严寒与寒冷地区节能设计原理严寒与寒冷地区节能设计原理 3)窗墙面积比。)窗墙面积比。窗墙面积比不应大于表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向的窗墙面积比最大也只能比表3-4中的对应值大中的对应值
6、大0.1。表3-4 严寒和寒冷地区居住建筑的窗墙面积比限值5)传热系数、保温材料层的热阻及遮阳系数限值。)传热系数、保温材料层的热阻及遮阳系数限值。具体见本书附录具体见本书附录B B,其中,寒冷(其中,寒冷(B B)区外窗综合遮阳系数不应大于表)区外窗综合遮阳系数不应大于表3-53-5中的限值。中的限值。4)楼梯间外墙及门窗设置。)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。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。表3-5 寒冷(B)区外窗综合遮阳系数限值14可编辑ppt6)窗的遮阳系数。)窗的遮阳系数。窗的
7、综合遮阳系数应按下式计算:窗的综合遮阳系数应按下式计算:KCBC(1)FSCSCSDSCSDF式式(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(JGJ 262010)中附录D的规定计算。寒冷(寒冷(B)区建筑的南向外窗(包)区建筑的南向外窗(包括阳台的透明部分)宜设置水平遮阳括阳台的透明部分)宜设置水平遮阳或活动遮阳。东、西向的外窗宜
8、设置或活动遮阳。东、西向的外窗宜设置活动遮阳。外遮阳的遮阳系数应按附活动遮阳。外遮阳的遮阳系数应按附录录D确定。确定。7 7)外窗遮阳要求。)外窗遮阳要求。严寒地区除南向外,其他朝向的严寒地区除南向外,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。向的卧室、起居室不得设置凸窗。8 8)居住建筑不宜)居住建筑不宜设置凸窗。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,不应低于规定的定的6级;寒冷地区级;寒冷地区l6层的外窗及敞开式阳台门的气密性等层的外窗及敞开式阳台门的气密性等级不应低于规
9、定的级不应低于规定的4级,级,7层及层及7层以上的不应低于层以上的不应低于6级。级。9 9)外窗及敞开式阳台门应具)外窗及敞开式阳台门应具有良好的密闭性能。有良好的密闭性能。1010)封闭式阳台)封闭式阳台 阳台和直接连通的房间之间应设置隔墙和门、窗。阳台和直接连通的房间之间应设置隔墙和门、窗。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。必须符合本书附录部分。必须符合本书附录B及表及表3-4中的规定。中的规定。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、窗的传热系当
10、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数不大于本书附录B中的限值,窗墙面积比不超过表中的限值,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中的限值,则可不对阳台外表面作特殊热工要求。特殊热工要求。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本书附录B中所列限值的中所列限值的
11、120%,严寒地区阳台窗的传热系数不应大于,严寒地区阳台窗的传热系数不应大于2.5W/(m2K),寒,寒冷地区阳台窗的传热系数不应大于冷地区阳台窗的传热系数不应大于3.1W/(m2K),阳台外表面的窗墙面积比不应大于,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,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。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。17可编辑ppt 位于严寒和寒冷地区的居住建筑,应设置采暖设施位于严寒和
12、寒冷地区的居住建筑,应设置采暖设施;位于寒冷(;位于寒冷(B B)区的居住建筑,还宜设置或预留空调设)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。居住建筑内,不应设计采用直接电热采暖。11 11)采暖供热)采暖供热18可编辑ppt2 2夏热冬冷地区节能设计原理夏热冬冷地区节能设计原理表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
13、窗设置应有利于自然通风。建建筑群的总体布置,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。筑物的朝向宜采用南北向或接近南北向。1)平面布置)平面布置 夏热冬冷地区居住建筑的体形系数不应大于表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。当体形系数大于表中的限值。当体形系数大于表3-6中的中的限值时,必须按照限值时,必须按照夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准(JGJ 1342010)第)第5章的要求章的要求进行建筑围护结构热工性能的综合判断。进行建筑围护结构热工性能的综合判断。2)体形系数)体形系数19可编辑
14、ppt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。当不符合表中的限值。当不符合表3-7中中的规定时,必须按照的规定时,必须按照夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准(JGJ 1342010)第)第5节的规定节的规定进行建筑围护结构热工性能的综合判断。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)传热系数和热惰性指标20可编辑ppt4)窗墙面积比。)窗墙面积比。不同朝向外窗(包括阳台门的透明部分)的窗墙面积比不不同朝向外窗(包
15、括阳台门的透明部分)的窗墙面积比不应大于表应大于表3-8中的限值。中的限值。其其外窗传热系数不应大于表外窗传热系数不应大于表3-9中的限值;综合遮阳中的限值;综合遮阳系数应符合表系数应符合表3-9中的规定。当外窗为凸窗时,凸窗的传热系数限值应比表中的规定。当外窗为凸窗时,凸窗的传热系数限值应比表3-9中规定的限值小中规定的限值小10%;计算窗墙面积比时,凸窗的面积应按洞口面积计;计算窗墙面积比时,凸窗的面积应按洞口面积计算。当不符合表算。当不符合表3-8和表和表3-9中的限值时,必须按照夏热冬冷地区居住建筑中的限值时,必须按照夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准(节能设计标准(JGJ 134201
16、0)第)第5节的规定进行建筑围护结构热工性能节的规定进行建筑围护结构热工性能的综合判断。的综合判断。表3-8 不同朝向外窗的窗墙面积比限值21可编辑ppt表3-9 不同朝向、不同窗墙面积比的外窗传热系数和综合遮阳系数限值22可编辑ppt5)围护结构热工性能参数。)围护结构热工性能参数。围护结构热工性能参数计算应符合下列规定:围护结构热工性能参数计算应符合下列规定:建筑物面积和体积应按夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准(建筑物面积和体积应按夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准(JGJ 1342010)中附录)中附录A的相关规定计算确定,即的相关规定计算确定,即a.建筑面积应按各层外墙外包线围成面积的总
17、和计算。建筑面积应按各层外墙外包线围成面积的总和计算。b.建筑体积应按建筑物外表面和底层地面围成的体积计算。建筑体积应按建筑物外表面和底层地面围成的体积计算。c.建筑物外表面积应按墙面面积、屋顶面积和下表面直接接触室外空气的楼板面建筑物外表面积应按墙面面积、屋顶面积和下表面直接接触室外空气的楼板面积的总和计算。积的总和计算。外墙的传热系数应考虑结构性冷桥的影响,取平均传热系数,其计算方法应符外墙的传热系数应考虑结构性冷桥的影响,取平均传热系数,其计算方法应符合夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准(合夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准(JGJ 1342010)附录)附录B中的规定。中的规定。23可编辑
18、ppt 当屋顶和外墙的传热系数满足表当屋顶和外墙的传热系数满足表3-7中的限值要求,但热惰性指标中的限值要求,但热惰性指标D 2.0时,时,应按照应按照民用建筑热工设计规范民用建筑热工设计规范(GB 501761993)第)第5.1.1条来验算屋顶和东、条来验算屋顶和东、西向外墙的隔热设计要求。西向外墙的隔热设计要求。当砖、混凝土等重质材料构成的墙、屋面的面密度当砖、混凝土等重质材料构成的墙、屋面的面密度 200 kg/m2时,可不计算热时,可不计算热惰性指标,直接认定外墙、屋面的热惰性指标满足要求。惰性指标,直接认定外墙、屋面的热惰性指标满足要求。楼板的传热系数可按装修后的情况计算。楼板的传
19、热系数可按装修后的情况计算。窗墙面积比应按建筑开间(轴距离)计算。窗墙面积比应按建筑开间(轴距离)计算。24可编辑ppt 窗的综合遮阳系数应按下式计算:窗的综合遮阳系数应按下式计算:KCBC(1)FSCSCSDSCSDF式式(3-2)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,应按夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准(JGJ 1342010)中附录C的规定计算。25可编辑ppt6)外窗遮阳
20、要求。)外窗遮阳要求。东偏北东偏北30至东偏南至东偏南60、西偏北、西偏北30至西偏南至西偏南60范围内的外窗应设置挡板式遮阳或可以遮住窗户正面的活动外遮阳,南向范围内的外窗应设置挡板式遮阳或可以遮住窗户正面的活动外遮阳,南向的外窗宜设置水平遮阳或可以遮住窗户正面的活动外遮阳。各朝向的窗户,的外窗宜设置水平遮阳或可以遮住窗户正面的活动外遮阳。各朝向的窗户,当设置了可以完全遮住正面的活动外遮阳时,应认定满足表当设置了可以完全遮住正面的活动外遮阳时,应认定满足表3-9中对外窗中对外窗遮阳的要求。遮阳的要求。7)窗的开启面积。)窗的开启面积。外窗可开启面积(含阳台门面积)不应小于外窗所在外窗可开启面
21、积(含阳台门面积)不应小于外窗所在房间地面面积的房间地面面积的5%。多层住宅外窗宜采用平开窗。多层住宅外窗宜采用平开窗。8)外窗的气密性等级。)外窗的气密性等级。建筑物建筑物1 6层的外窗及敞开式阳台门的气密性等级,层的外窗及敞开式阳台门的气密性等级,不应低于国家标准不应低于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建筑外门窗气密、水密、抗风压性能分级及检测方法(GB/T 71062008)中规定的)中规定的4级;级;7层及层及7层以上的外窗及敞开式阳台门层以上的外窗及敞开式阳台门的气密性等级,不应低于的气密性等级,不应低于6级。级。26可编辑ppt9)外凸窗。)外凸窗。当外窗采用
22、凸窗时,应符合下列规定:当外窗采用凸窗时,应符合下列规定:窗的传热系数限值应比表窗的传热系数限值应比表3-9中的相应值小中的相应值小10%;计算窗墙面积比时,凸窗的面积按窗洞口面积计算;计算窗墙面积比时,凸窗的面积按窗洞口面积计算;对凸窗不透明的上顶板、下底板和侧板,应进行保温处理,且板的对凸窗不透明的上顶板、下底板和侧板,应进行保温处理,且板的传热系数不应低于外墙的传热系数的限值要求。传热系数不应低于外墙的传热系数的限值要求。10)隔热措施。)隔热措施。围护结构的外表面宜采用浅色饰面材料。平屋顶宜采围护结构的外表面宜采用浅色饰面材料。平屋顶宜采取绿化、涂刷隔热涂料等隔热措施。取绿化、涂刷隔热
23、涂料等隔热措施。27可编辑ppt 如图如图3-2所示,北区内的建筑,其节能设计应主要考虑夏季空调,兼顾冬季采所示,北区内的建筑,其节能设计应主要考虑夏季空调,兼顾冬季采暖。南区内的建筑,其节能设计应考虑夏季空调,可不考虑冬季采暖。暖。南区内的建筑,其节能设计应考虑夏季空调,可不考虑冬季采暖。3 3夏热冬暖地区节能设计原理夏热冬暖地区节能设计原理图3-2 夏热冬暖地区分区图28可编辑pptu 夏季空调室内设计计算指标:居住空间室内设计计算温度为夏季空调室内设计计算指标:居住空间室内设计计算温度为26,计算换气次数计算换气次数1.0次次/h。u 北区冬季采暖室内设计计算指标:居住空间室内设计计算温
24、度为北区冬季采暖室内设计计算指标:居住空间室内设计计算温度为16,计算换气次数,计算换气次数1.0次次/h。隔热、遮阳和通风设计对于夏热冬暖地区的建筑节能非常重要。隔热、遮阳和通风设计对于夏热冬暖地区的建筑节能非常重要。29可编辑ppt为了达到上述目的,具体应满足以下条件。为了达到上述目的,具体应满足以下条件。1)平面布置。)平面布置。居住区的总体规划和居住建筑的平面、立面设计应有利于居住区的总体规划和居住建筑的平面、立面设计应有利于自然通风。居住建筑的朝向宜采用南北向或接近南北向。自然通风。居住建筑的朝向宜采用南北向或接近南北向。2)体形系数。)体形系数。北区内,单元式和通廊式住宅的体形系数
25、不宜超过北区内,单元式和通廊式住宅的体形系数不宜超过0.35,塔式住宅的体形系数不宜超过塔式住宅的体形系数不宜超过0.40。3)窗墙比。)窗墙比。一般情况下,各朝向的窗墙面积比中,北向不应大于一般情况下,各朝向的窗墙面积比中,北向不应大于0.45,东、西向不应大于东、西向不应大于0.30,南向不应大于,南向不应大于0.50;居住建筑的天窗面积不应大;居住建筑的天窗面积不应大于屋顶总面积的于屋顶总面积的4%,传热系数不应大于,传热系数不应大于4.0 W/(m2K),遮阳系数不应大,遮阳系数不应大于于0.5。30可编辑ppt4)传热系数和热惰性指标。)传热系数和热惰性指标。围护结构的传热系数围护结
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