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建筑节能设计标准中一些问题的解读
一、适用于四川地区的建筑节能设计标准
1、居住建筑节能设计标准1《四川省居住建筑节能设计标准》DB51/5027-20082《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》JGJ134-20103《寒冷及寒冷地区居住建筑节能设计标准》JGJ26-
20102、公共建筑节能设计标准《公共建筑节能设计标准》GB50189-2005在建筑节能设计书的设计依据中,应将所选择作为建筑节能设计的《标准》列为设计依据即,对于居住建筑的建筑节能设计,不能同时以两个《标准》作为设计依据
二、《四川省居住建筑节能设计标准》DB51/2027-2008的修订内容及特点
1、《四川省居住建筑节能设计标准》DB51/5027-2008包含了四川省的四个气候区寒冷、寒冷、夏热冬冷、温柔气候区仅管没有夏热冬暖地区,但攀枝花地区的公共建筑是要求按夏热冬暖地区进行设计,因为攀枝花的气候条件与夏热冬暖地区一些典型城市的气候条件相近《公共建筑节能设计标准》GB50189-2005中第6页第422条的要求
2、居住建筑的体形系数不是按所谓的“条式”或“点式”来划分提出限值,而是按居住建筑的“层数”来分别提出限值如表
4.
1.5条文说明中的房间外墙单元面积上的窗墙面积比,还是如以前标准中所指的窗墙面积比含义各朝向或建筑不同立面外窗面积窗墙面积比=-------------------------------------------------------------各朝向外墙面积包括外窗的面积假如是前者,就应将该条写为不同朝向的房间窗墙面积比限制依据该条表中的每套房间允许有一个房间的窗墙面积比可为
0.6不同朝向的规定看应是不同朝向的每个房间的窗墙面积比这与四川标准相近,但由于是考虑不同朝向,房间也不分类,将导致一栋房子的窗子有许多类型
2、表405-2的注2未说明楼梯间、外走廊的窗按什么规定执行是否是可以不考虑呢?的
4、
5、7是可取的,特殊是5问题在11的没有写明是含外门窗在内22的外墙平均传热系数计算简图无代表性,计算方法困难,不行取且未对外墙的热惰性指标提出用平均热惰性指标Dm表示33的规定是不符合建筑节能设计的居住建筑运用条件的46的窗墙面积比计算方法与条的提法不应对提出外窗的可开启面积不小于外窗所在房间面积的5%o按新的外窗气密性分级标准规定了外窗的气密性特地对凸窗的设计提出了要求其中的
1、2在条中已列入强条其中的3要求太高比照四川《标准》仅是一般要求,未对采纳浅色饰面材料后的外墙及屋面的热工性能作出定量的表示(比照四川《标准》))\\对分体式空气调整气的室外机安装提出了要求(比照四《标准》)第5章建筑围护结构热工性能的综合推断
(1)第5章的名称不是叫“建筑物的节能综合指标”
(2)采纳对比法进行建筑围护结构热工性能的综合推断,而不是2001版本的确定指标法
(3)与四川《标准》不同的是没有先决条件,只要建筑热工节能设计不符合该标准的第、第和第条中的各项规定,即可转入本章规定的综合推断法
(4)强调本章的规定只涉及屋面、外墙、外窗等与室外空气干脆接触的外围护结构,与分户墙、楼板、楼梯间隔墙无关(见31页)即分户墙、楼板、楼梯间隔墙和户门必需满意节能设计要求
(5)采暖计算期是当年12月1日至次年2月28日(3月)空调计算期是当年6月15日至8月31日(
2.5月)o不是2001版本的HDD和CDD(术语中也无HDD和CDD的定义了)
(6)规定了设计建筑和参照建筑的能耗计算应采纳同一版本计算软件第6章(大同小异)请留意
1、新版本与原版本的相同与不同之处
2、新版本与四川《标准》中的夏热冬冷地区设计要求的相同与不同之处
四、体形系数的计算体形系数是用来限制外围护结构面积不能过大的一个指标,即体形系数越大,通过外围护结构传出的热、冷耗就越大计算公式是C建筑的外表面面积4外表面面积外围的体积%当然,必需和采暖空调房间的外围护结构面积和体积相适应因此,对建筑外表面面积的确定就需视所包围的体积同时考虑,比如
(1)坡屋面,有三种状况1)没有天棚、2)天棚在坡屋面的中部>应视是否是运用空间确定3)天棚在坡屋面的下部,
(2)平屋面就只有一种状况
(3)临外墙的厨房、卫生间、楼梯间、贮存室等并不确定要采暖空调的房间,热工计算中不能两头都占便宜即体形系数计算中,将其外墙作为外围护结构面积考虑,而在外墙的保温隔热措施中又不将其作为外墙考虑假如不将其作为外墙考虑,就应以凸凹计算体形系数,而且墙也应作保温处理,至少应达到分户墙的要求这样计算,体形系数是确定超标的目前的一些住宅设计中将居室标注成空中花园、阳台也属此种状况
五、关于热工计算中的相关修正系数的取值建筑热工设计计算中的修正系数主要有
1、保温材料的导热系数几与蓄热系数S的修正系数Q,为什么要修正?是考虑了运用条件下的湿度、密度的改变及位置等因素
2、采暖能耗计算中,对南墙的日辐射修正系数鼠
3、热惰性指标修正,等等这些修正系数都是专指对某项进行修正有些节能设计计算中对屋面的平均传热系数及外墙的平均传热系数Km实行用计算的主体部位的传热系数KpXl〜
1.5=Km或Km=
1.2XK进行修正,这是不对的因为一是虽然考虑了冷热桥的影响,但没有表明1〜
1.5之间的取值依据是什么;二是写成Km=KpX l〜
1.5=KpX
1.2,这是个不成立的不等式;三是保温材料的修正系数应在计算表中,不应当在屋面的传热系数计算值中进行修正
六、关于计算软件目前,有三个建筑节能设计计算软件在应用中国建研院的PKPM、北大方正、清华这些软件都是在《夏热冬冷居住建筑节能设计标准》JGJ134-2001问世时编制的,也都是以那时的计算对象和相关参数代入编制的尽管现在作了一些修改,但仍存在不少问题计算表明三人用同一软件计算同一建筑,结果不一样;一人用三个软件计算同一个建筑的结果不一样;三人用三个软件计算同一个建筑的计算结果也不一样大家都很清晰,计算机技术是先进的计算技术,但程序是人编制的,相关计算参数是人输入的,计算时是人操作的,由于人为的因素影响很大,加之可供选择的参数也不统一,那就必定会计算出不同的结果来所以,诸如不少建筑师提出的有关能耗计算中的建模问题,公共建筑中房间的采暖与非采暖定义,是否对同一单体不同厚度外墙分别设置不同厚度保温材料进行能耗计算,架空层、通客厅如何建模,阳台在建模时需不须要作为遮阳考虑,坡屋顶的建模(三种形式)……等问题,我们都要详细进行分析,不能完全听从软件的指挥比如能耗计算软件基本上是以多层居住建筑建的模,外墙平均传热系数的计算都是选择一个典型墙来计算,有构造柱、有圈梁、有楼板、有过梁等,而现实的居住建筑不完全是这样的结构体系还有像层间楼板、分户墙,在整幢建筑的能耗计算中,它是不起作用的,可以通过能耗计算达到不作保温处理的目的《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》新版本还有朝向和遮阳的影响很大,计算时也可设置遮阳措施,降低遮阳系数等总的来讲,不能作软件的奴隶,要作软件的主子目前,大多都是因为体形系数超标而进入能耗计算假如依据前s述的Km.d=-Km.s公式调整外墙或屋面的平均传热系数,也就没有必要去进行能耗计算了可以说,现在第五章所讲的能耗计算,并不能称为围护结构热工性能权衡推断,因为不是从围护结构自身来进行调整
七、内遮阳内遮阳不仅是一种遮阳隔热措施,而且还是一种保温措施,这是不行否认的但在公共建筑及原来的《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》JGJ134-2001中,都规定只能用外遮阳,不能用内遮阳缘由是
1、验收时无法验收;
2、遮阳效果不如外遮阳但是,现实的建筑设计基本上都没进行外遮阳的设计,即使是活动式的外遮阳也没考虑但在房屋运用过程中,内遮阳是少不了的其实,建筑师在建筑设计时,同样可以设计采纳活动式的外遮阳至于房屋工程验收时如何进行验收,那是工程质检部门的事内遮阳是有作用的,只是其遮阳系数比用在窗外侧时提高
1.2倍在四川省地方标准《建筑外窗、遮阳及天窗节能设计规程》DB51/T5065-2010中,对内遮阳问题作了特地的阐述
3.2的要求外,自保温墙体材料的产品质量及构成墙体的物理力学性能和在墙体自保温系统工程中应用的施工及质量验收,均应符合现行国家、行业和四川省地方相关技术标准的规定同时还规定了热工性能综合推断中的体形系数上限值,即W3层,S W
0.6;24层,SW
0.55这个上限值规定主要是在能耗计算时用当然,也可以认为是要求不超过这个最大限值,若超过了,就必需修改建筑设计,使之不超过此最大的限值对于夏热冬冷地区,事实上还是规定了体形系数的基本限值SW
0.4,只是在表中,进一步提出了当S
0.4及SW
4.
5、S
4.5及W
5.0和S
5.0的屋面与外墙的热工性能限值这与原《四川省夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》DB51/5027-2002中提出的当S超过
0.01,外墙、屋面的平均传热系数相应削减
0.02W/m2-K是相同的函义,它们都是出自于如下计算式:Km.d=-~*Km.s1Sd式中,Km.d——设计建筑外墙和屋面的平均传热系数[W/m2•K];K.——标准要求的外墙和屋面的平均传热系数[W/m2•K];m sSs——标准要求的体形系数;S——设计建筑的体形系数d该公式的导出通过建筑外围护结构散失的热量一般按下式计算Q=WKm•At•Ao W上式两边除以建筑体积V得建筑单位体积散失的热量计算公式为Q/Vo=2Km.At•Ao/Vo=SK•At•S W/m3m按设计建筑的相关指标与标准规定的指标,应有关系式:自保温墙体材料具有良好热工性能,且构成的墙体主体符合建筑自保温墙体热工性能指标的墙体材料建筑自保温墙体由自保温墙体材料构成的符合建筑自保温墙体热工性能指标的墙体主体墙体自保温系统在建筑墙体主体两侧不复合保温系统,墙体主体部位的传热系数(Kp)能满意建筑所在地区现行建筑节能设计标准规定的墙体平均传热系数(Km)限值的墙体构造系统墙体主体部位墙体中除结构性冷(热)桥以外的部位,如破混结构体系建筑中的承重墙墙体部位,框架结构体系建筑中的填充墙体部位结构性冷(热)桥部位墙体中的钢筋混凝土、混凝土或金属梁、柱等保温薄弱、热流密集、热(冷)损耗大的部位热工性能指标
33.1自保温墙体的热工性能指标用自保温墙体热阻或自保温墙体当量导热系数来表征
3.
1.1自保温墙体热阻R自保温墙体热阻是表征自保温墙体材料构成的墙体自身,在稳定传热条件下阻抗热传递的实力,用符号R表示,单位为m2・K/W由板材构成的自保温墙体热阻R,可用板材的热阻表征;由块材砌筑成的自保温墙体热阻R,应以砌体的热阻表征自保温墙体热阻R是墙体热工节能设计计算中一个必要的热物理参数,应按现行国家标准《绝热稳态传热性质的测定标定和防护热箱法》GB/T13475规定的试验方法测定
3.
1.2自保温墙体当量导热系数4e自保温墙体不是由单一材料构成,不能用其组成材料的导热系数几表征墙体在稳定传热条件下的热传导性能,只能用构成墙体后通过墙体热阻R的试验测定计算出一个相当的导热系数值表征,称之为当量导热系数,用符号乙表示,单位为W/m-K自保温墙体当量导热系数乙也是墙体热工节能设计计算中一个必要的热物理参数,可用
3.
0.1式计算求出4e=3/R
3.
0.1式中,儿——自保温墙体当量导热系数[W/m・K];6——自保温墙体的厚度m;R——自保温墙体热阻[(m2•K)/W],由试验测定
3.2自保温墙体的热阻R或当量导热系数入e应符合表
3.2的限值要求表
3.2自保温墙体热阻R或当量导热系数乙限值夏热冬冷地区温柔地区建墙厚结构体系心R R巩性mmm2•KAV W/m•K m2•K/W质W/m•K砖混结构体系240N
0.56W
0.
4320.31W
0.
7720020.56W
0.
3620.31W
0.65框架结构体系居住
24020.56W
0.
4320.31won建筑
20020.71W
0.
2820.31W
0.65框剪结构体系240^
0.71W
0.34N
0.31・
0.77砖混结构体系
24021.
170.
2120.52W
0.
4620021.29W
0.16N
0.50W
0.40框架结构体系公共
24021.29W
0.
1920.50W
0.48建筑
20021.30W
0.
1520.44W
0.46框剪结构体系
24021.30W
0.
1920.
440.55注、墙体热阻未包括两侧抹灰层的热阻
1、自保温墙体当量导热系数九为实测值,热工计算中取修正系数
2、墙体平均传热系数按现行地方标准《四川省居住建筑节能设计标准》中附3Km DB51/5027录的规定进行计算B.
13.3结构性冷(热)桥部位的传热系数Kb应符合表
3.3的限值要求表
3.3结构性冷(热)桥部位的传热系数Kb限值,K W/m2•Kb结构体系夏热冬冷地区温柔地区居住建筑公共建筑居住建筑公共建筑砖混结构W
2.
01.8W
2.0W
1.8框架结构WL8WL6W
2.0W
1.6框剪结构WL6WL4W
2.
01.4技术要点4充分利用地方的建材和技术优势,通过合理的砖、块、板型设计和复合技术,提高自保温墙体材料的热工性能以系统工程概念从自保温墙体材料构成的墙体及墙体与结构构件形成的整墙体两个整体性考虑,研发应用配套材料和构造技术,提高建筑自保温墙体和墙体自保温系统的热工性能及抗裂防水性能自保温墙体的热惰性指标设计值Dde可用
4.
0.3-
1、
4.
0.3-1式计算Dde=R
54.
0.3-1S=
0.51V P,A c
4.
0.3-2e m式中,R——自保温墙体热阻[n・K/W],由试验测定;5——自保温墙体的平均蓄热系数[W/m2・K],亦可按《民用建筑热工设计规范》GB50176-93中附录二之二进行计算;4——自保温墙体干密度kg/n;G,——自保温墙体平均比热容[W.h/kg.K]o最近,建设厅又发布了关于推广应用建筑墙体自保温系统的通知——要求墙体保温与建筑结构一体化墙体保温隔热工程系统的类型,假如按保温层在墙体中的设置位置分
(1)外墙外保温系统;
(2)外墙内保温系统;
(3)夹心保温系统;
(4)外墙全自保温系统和局部自保温系统假如考虑其他因素分类,还有按保温材料形态分类、保温材料化学性质分类、保温系统的施工作业状态分类、保温系统的固定方式分类、外饰面层类型分类等等各种类型的外墙保温系统各有优缺点,总的来讲是“外”高于“自”高于“内”,技术也是“外”高于“自”高于“内”,所以价格上也是“外”高于“自”高于“内二采纳自保温墙材在热工计算中应考虑两个因素一是平均传热系数Km;二是结构性冷热桥部位的低限传热阻K,min要求
九、窗的节能设计四川省地方标准《建筑外窗、遮阳及天窗节能设计规程》DB51/T5065-2009已于今年初颁布实施
十、居住建筑与公共建筑节能设计实例(供参考)四川省建筑科学探讨院韦延年2010年9月建筑节能专项设计实例(供参考)居住建筑节能专项设计
一、工程概况
1、工程名称
2、工程建设地点
3、工程子项名称
4、建筑类别、建筑面积、建筑的结构体系等基本概况
二、地区气候参数(以成都地区为例)成都地区气候参数见表lo表1成都地区气候参数年平均温度
16.1℃最冷月平均温度
5.4℃极端最低温度最热月平均温度-
5.9℃
25.5℃极端最高温度最冷月平均相对湿度
37.3℃80%最热月平均相对湿度85%全年日照率27%冬季日照率21%冬、夏季主导风向NNE主导风向频率33%夏季平均风速
1.1米/秒
三、建筑节能设计依据
1、《民用建筑热工设计规范》GB50176-
932、《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》JGJ134-
20103、《外墙外保温工程技术规程》JGJ144-
20044、《屋面工程技术规范》GB50345-
20046、本设计中所采纳的其它标准
四、建筑与建筑热工节能设计
(一)建筑的体形系数
1、体形系数计算公式厂建筑物土
0.00标高以上的外表面面积F外表面面积包围的建筑物体积V
2、本工程居住建筑的体形系数Cf/v见表2表2居住建筑的体形系数Cf/v幢号Fo,m2Vo,m3Cf/v建筑的层数标准规定13层、4-11层、N12层见标准234如表2,本工程居住建筑的体形系数符合标准的规定
(二)窗墙面积比及窗的性能设计
1、各向立面的窗墙面积比及对应的外窗传热系数K限值本工程居住建筑各向立面的窗墙面积比及对应的外窗传热系数限值K见表3表3各向立面的窗墙面积比及对应的外窗传热系数限值K向外门窗洞口外墙(含门窗洞口外窗的传热系数限值幢号窗墙面积比位面积,m2面积)m2K,W/(m2•K)东1南西北每套房间中任一个房间的最大产权面积不分朝向东南西2北每套房间中任一个房间的最大产权面积不分朝向
2、窗的选型1传热系数限值KW
4.7W/m2・K的居室外窗选用塑钢或铝合金断热桥单玻窗;2传热系数限值KW
3.2W/m2・K的居室外窗选用5+9A+5塑钢或铝合金断热桥中空玻窗;3传热系数限值KW
2.5W/m2・K的居室外窗选用5+9A+Low-E5塑钢或铝合金断热桥中空玻窗;4全部协助房间的外窗均选用塑钢或铝合金断热桥单玻窗
3、东西向外窗应在室内装饰工程中采纳相宜的内遮阳措施,使其遮阳系数ScW标准要求
4、外窗的气密性不低于现行国际《建筑外窗气密性能分级及其检测方法》GB7107规定的4级本工程的外窗节能设计符合标准的规定三屋面的热工节能设计本工程屋面为倒置式上人屋面,采纳30厚挤塑板XPS作保温层,构造层次及热工性能计算值见表4表4屋面的构造层次及热工性能计算值计算导热材料层热阻Rj材料层热惰材料名称厚度3计算蓄热系数层次系数九埼=性指标8/X Dj由外至内m Sc W/m
2.KW/m.k m
2.K/W Dj=R.S面层细石混凝土刚性爱护层
0.
041.
5115.
360.
030.41隔离层聚脂无纺布一层/////
0.03X
1.2保温层挤塑聚苯板XPS
0.
030.
750.38=
0.04=
0.43防水层改性沥青防水卷材SBS
0.
0040.
179.
370.
020.22找平层水泥砂浆1:
30.
020.
9311.
370.
020.25找坡层陶粒混凝土,起坡厚度
400.
040.
070.54=
0.60=
8.04结构层钢筋混凝土屋面板
0.
121.
7417.
20.
071.20内抹灰水泥砂浆抹灰1:
30.
0150.
8710.
750.
020.22ZRj=R=
0.98m2・K/W,2Dj=D=
3.22屋面的传热阻R°=Re+R+Ri=
0.04+
0.98+
0.11=
1.13m2-K/W屋面的传热系数K=l/R=
0.88W/m2•K
1.0W/m2-Ko屋面的热惰性指标D=
3.
222.5屋面的热工节能设计符合标准的规定提示
1、屋面的节能设计应按建筑的体形系数是否大于或等于
0.4确定
2、保温材料的计算导热系数和蓄热系数应乘以运用位置和湿度影响的大于1的修正系数,称为计算导热系数和计算蓄热系数;
3、保温层的计算厚度尺寸应取最小部位的厚度尺寸四外墙的热工节能设计
1、外墙主体部位的传热系数Kp及热惰性指标Dp外墙主体部位为FK型180厚页岩空心石专砌体+聚苯板薄抹灰外墙外保温系统,构造层次及Kp、Dp计算值见表5表5外墙主体部位的Kp与Dp计算值计算导热系材料层热阻材料层热惰Rj厚度6计算蓄热系数材料名称由内至外数人性指标Rj=6/A DjmScW/m
2.KW/m.k m
2.K/W Dj=R.S水泥砂浆内抹灰1:
30.
020.
9311.
370.
020.23页岩空心砖FK
0.
180.
587.
920.
312.46水泥砂浆找平层1:
30.
020.
9311.
370.
020.23聚苯板薄抹灰外墙外保温系统
0.
030.
600.26=
0.05=
0.43专用聚合物粘贴砂浆
0.
020.
9311.
370.
020.23////饰面砖,厚度不大于6SRj=R=
0.97m2•K/W,SDj=D=
3.41p p外墙主体部位的传热阻Ro.p=Re+Rp+Ri=
0.04+
0.97+
0.11=
1.12m2•K/W,2Km.d•At•Sd=2K.s•At•Sm、Km.d•Sd=2Km.s Ss两边除△「q即引出以上
(1)式2Km.d=-SK,S(1m(国外也有这样的公式Umax=
0.6+—)S这个计算公式事实上是给出了外围护结构平均传热系数Km与建筑体形系数之间的一个调整余地体形系数过大,确定会对外围护结构的热工性能要求高比如《标准》要求的S是
0.4,现在设计为
0.6,那么外墙的平均传热系数就应按
(1)式变为
0.4/
0.6X
1.5=
0.67X
1.5=
1.01W/(m2-K),这相当于公共建筑外墙的平均传热系数设计要求所以,对体形系数的设计计算是特别重要的
3、提出了外墙的热惰性指标应取平均热惰性指标,而且将平均热惰性指标限值由Dm
3.0变为Dm,
2.5和D
2.5两档这主要是考虑轻质结构较多以及墙体一m般不是由单一墙材构成的原因
4、外窗不是按各个朝向的窗墙面积比来确定窗的传热系数限值,而是以房间的性质分类来确定限值首先是将房间分成两大类居室一即须要采暖空调的房间,如起居室、餐厅、卧房、书房等;协助房间一即不完全须要采暖、空调的房间,如厨房、厕所、贮存间等其次是依据各类房间的综合平均窗面积来确定窗的传热系数限值平均窗面积可以采纳各个房间的窗面积与其所在外墙面积的加权来进行计算,如下式外墙主体部位的传热系数Kp=l/R
0.p=l/
1.12=
0.89W/m2•K,外墙主体部位的热惰性指标Dp=
3.41,
2、外墙结构性冷热桥部位的传热系数Kb和热惰性指标Db外墙结构性冷热桥部位采纳与主体部位相同的聚苯板薄抹灰外墙外保温系统,Kb和Db的计算值见表6表6外墙主体部位的K和Db b材料层热阻Rj材料层热惰计算导热系厚度3计算蓄热系数Rj=5/X性指标Dj材料名称由内至外数4cm ScW/m
2.Km
2.K/WDj=R.SW/m.k水泥砂浆内抹灰1:
30.
020.
9311.
370.
020.23钢筋混凝土梁、柱
0.
201.
7417.
20.
122.06水泥砂浆找平层1:
30.
020.
9311.
370.
020.23聚苯板外墙外保温系统
0.
030.
600.26=
0.05=
0.43专用聚合物粘结砂浆
0.
020.
9311.
370.
020.23饰面砖,厚度不大于6/////2Rj=Rb=
0.78m2・K/W,2Dj=Db=
3.01外墙结构性冷热桥部位的传热阻R°.b=Re+Rb+Ri=
0.04+
0.78+
0.11=
0.93m2-K/W外墙结构性冷热桥部位的传热系数K=l/Rob=1/
0.93=b
1.08W/m2・K外墙结构性冷热桥部位的热惰性指标Db=
3.11提示1保温材料的计算导热系数人和计算蓄热系数是以材料在试验室绝干状态下检测的导热系数X和蓄热系数S乘以考虑运用位置和湿度影响的大于1的修正系数后的计算值;2钢筋混凝土梁、柱的计算厚度尺寸取与墙体厚度相对应的尺寸
3、外墙的平均传热系数Km和热惰性指标Dm本工程居住建筑为框架结构体系,取外墙主体部位的面积Fp占外墙面积的65%,结构性冷热桥部位的面积Fb占外墙面积的35%o即夕卜墙的Km和Dm分别为K=
0.65X
0.89+
0.35X
1.08=
0.96W/m2・K
1.5W/m2•K,mDm=
0.65X
3.41+
0.35X
3.01=
3.
272.5,外墙的热工节能设计符合标准的规定提示1外墙的节能设计应按建筑的体形系数是否大于或等于04确定・2若外墙为砖混结构体系、框剪或剪力墙结构体系,应按外墙平均传热系数计算方法取A、B值五分户墙的热工节能设计本工程的分户墙为FK型180厚页岩空心石专砌体,双面抹水泥砂浆,传热系数K的计算值见表7材料层热阻Rj材料厚计算导热系数以6材料名称m W/m.k m
2.K/W表7分户墙的传热系数K计算值水泥砂浆抹面1:
30.
020.
930.02页岩空心砖墙FK
0.
180.
580.31水泥砂浆抹面1:
30.
020.
930.02SRj=R=
0.35m2-K/W分户墙的传热阻R°=Ri+R+Ri=
0.ll+
0.35+
0.ll=
0.57m2•K/W分户墙的传热系数K=l/R=1/
0.57=
1.75W/m2•K
2.0,0W/m2•K,符合标准的规定提示若分户墙有部分是剪力墙,应按外墙平均传热系数的计算方法计算分户墙的Km六楼地面的热工节能设计
1、层间楼地面采纳保温砂浆做垫层,未考虑面层的传热系数K的计算值见表8表8层间楼地面的传热系数K计算值材料厚计算导热系数九6材料层热阻Rj材料名称由上至下m W/m.k m
2.KAV水泥砂浆面层
0.
010.
930.01保温砂浆垫层
0.
030.12X
1.2=
0.
140.21钢筋混凝土楼板
0.
121.
740.07水泥砂浆面层
0.
020.
930.02SRj=
0.31m2•K/W层间楼地面的传热阻R°=Ri+R+Ri=
0.ll+
0.31+
0.n=
0.53m2KAV层间楼板的传热系数K=1/R=1/
0.53=L89W/m2•K
2.0W/m2•K,符合标准要求提示:
1、楼地面的节能设计可将地面的装饰层作为构造层次之一
2、保温材料的计算导热系数九和计算蓄热系数是以材料在试验室绝干状态下检测的导热系数4和蓄热系数S乘以考虑运用位置和湿度影响的大于1的修正系数后的计算值七其他部位的节能设计
1、分户门采纳双面金属板内衬保温材料的防盗、隔音、保温多功能们,厂家供应的传热系数K
3.0W/m2•K;
2、底部自然通风的架空楼地面采纳聚苯板薄抹灰外保温系统;参见川02J106图集1/75,K
1.5W/m2・K;
3、飘窗采纳聚苯板薄抹灰或保温浆料外保温系统;参见川02J106图集8/59,K
2.0W/m2・K
四、结论
1、本工程建筑与建筑热工节能设计符合规定性指标的设计要求,因此不用进行节能综合指标验算
2、本工程为一般居住建筑,不采纳集中采暖空调,因此不作采暖空调整能设计说明以上的提示不应写入节能计算书中建筑节能专项设计实例(供参考)公共建筑节能专项设计
一、工程概况
1、工程名称
2、子项名称
3、建筑地点
4、建筑类型、建筑面积、结构体系等
二、地区气候参数(以成都地区为例)成都地区气候参数见表1表1成都地区气候参数年平均温度最冷月平均温度
16.1℃
5.4℃极端最低温度-
5.9℃最热月平均温度
25.5℃极端最高温度
37.3℃最冷月平均相对湿度80%最热月平均相对温度85%全年日照率27%冬季日照率21%冬,夏季主导风向NNE主导风向频率33%夏季平均风速
1.1米/秒
三、建筑节能设计依据
1、《民用建筑热工设计规范》GB50176-
932、《公共建筑节能设计标准》GB50189—
20053、《屋面工程技术规范》GB50345-
20044、《外墙外保温工程技术规程》JGJ144-
20045、《建筑外窗、遮阳及天窗节能设计规程》DB51/T5065-
20096、木设计中采纳的其它标准
四、建筑与建筑热工节能设计
(一)、外窗(含透亮幕墙)的热工节能设计
1、各向立面的窗墙面积比及对应的传热系数K、遮阳系数工和可见光透射比限值本工程各向立面的窗(含透亮幕墙)墙面积比及对应的传热系数K、遮阳系数£与可见光透射比限值见表2表2各向立面的窗墙面积比及对应的传热系数K、遮阳系数工与可见光透射比限值传热系数外墙(含外向外窗面积(含透窗墙面积遮阳系数可见光透Sc窗面积)K限值位足幕墙)m2比限值射比限值m2W/(m2•K)东
0.40南N
0.40西
20.40北
20.40提示表2中的窗墙面积比及对应K、限值应符合《公共建筑节能设计标准》的相关规定
2、外窗(含透亮幕墙)的窗型选择
(1)传热系数限值KW
4.7W/(m2・K)的外窗用塑钢单玻窗或铝合金断热桥单玻窗;
(2)传热系数限值KW
3.5W/(m2・K)的外窗用塑钢中空玻窗或铝合金断热桥中空玻窗;3传热系数限值KW
3.0W/m2・K的外窗用充惰性气体的塑钢或铝合金断热桥中空玻窗;4传热系数限值K
2.8W/m2•K的外窗用一面为Low-E玻璃的塑钢或铝合金断热桥中空玻窗;5传热系数限值KW
2.5W/m2•K的外窗用一面为Low-E玻璃的、空气间层为12mm的塑钢或铝合金断热桥中空玻窗
3、外窗或透亮幕墙的传热系数K应有质检部门供应的检验证书
4、外窗或透亮幕墙的气密性不低于国家标准规定的4级,应有质检部门供应的检验证书
5、外窗或透亮幕墙应实行相宜的遮阳措施使其综合遮阳系数S符合表2限值的c要求遮阳措施为列出详细的遮阳措施二屋面的热工节能设计本工程采纳倒置式上人平屋面、保温层材料为挤塑板XPS,屋面的构造层次及传热系数K计算值见表3O表3屋面的构造层次及传热系数K计算值厚度6计算导热系数乙材料层热阻Rj层次材料名称由上至下M W/m.k m
2.K/W爱护层细石混凝土刚性爱护层
0.
041.
510.03隔离层聚脂无纺布一层///保温层挤塑聚苯板(XPS)
0.
0450.03X
1.2=
0.
041.13改性沥青防水卷材一道,SBS防水层///胶粘剂二道找平层厚水泥砂浆201:
30.
020.
930.02找坡层陶粒混凝土,起坡厚1:
6400.
040.50X
1.2=
0.
600.07结构层钢筋混凝土板
0.
121.
760.07内抹灰水泥砂浆抹灰1:
30.
0150.
870.02XRj=R=
1.34m2・K/W屋面的传热阻Ro=Ri+R+Re=
0.11+
1.34+
0.04=
1.49m2-KAV屋面的传热系数K=1/Ro=1/
1.49=
0.67W/m2•K
0.7W/m2•K,屋面的热工节能设计符合标准的规定提示:
1、保温材料的计算导热系数人和计算蓄热系数是以材料在试验室绝干状态下检测的导热系数4和蓄热系数S乘以考虑运用位置和湿度影响的大于1的修正系数后的计算值;
2、保温层的计算厚度尺寸应取最小部位的厚度尺寸
(三)外墙的热工节能设计本工程为框架结构体系,外墙主体部位为FK200型页岩空心砖墙,并与外墙结构性冷(热)桥部位同样采纳聚苯板薄抹灰外墙外保温系统形成一整体
1、外墙主体部位的传热系数Kp计算值见表4表4外墙主体部位的传热系数Kp计算导热系数人材料层热阻Rj材料名称由内向外材料厚5mW/m.k m
2.K/W水泥砂浆抹灰1:
30.
020.
930.02页岩空心成FK
0.
180.
580.31水泥砂浆找平层1:
30.
020.
930.02聚苯板薄抹灰外墙外保温系统
0.
040.04X
1.2=
0.
050.80专用聚合物粘结砂浆
0.
020.
930.02饰面砖///SRj=R=
1.17m2-K/Wp外墙主体部位的传热阻Ro.p=Re+Rp+Ri=
0.04+
1.17+
0.11=
1.32m2•K/W外墙主体部位的传热系数Kp=l/R
0.p=l/
1.32=
0.76W/m2-K
2、外墙结构性冷热桥部位的传热系数Kb计算值见表5表5外墙主体部位的传热系数Kb计算导热系数以材料层热阻Rj材料名称由内向外材料厚6mW/m.k m
2.K/W水泥砂浆抹灰1:
30.
020.
930.02钢筋混凝土梁、柱
0.
201.
740.12水泥砂浆找平层1:
30.
020.
930.02聚苯板外墙外保温系统
0.
040.
050.80专用聚合物粘结砂浆
0.
020.
930.02饰面砖///XRj=R=
0.98m2K/Wb外墙结构性冷热桥部位的传热阻Rob=
0.98+
0.15=
1.13m2・K/W外墙结构性冷热桥部位的传热系数Kb=l/R°.b=1/
1.13=
0.89W/m2・K提示1保温材料的计算导热系数人和计算蓄热系数是以材料在试验室绝干状态下检测的导热系数X和蓄热系数S乘以考虑运用位置和湿度影响的大于1的修正系数后的计算值;2钢筋混凝土梁、柱的计算厚度尺寸取与墙体厚度相对应的尺寸
3、外墙的平均传热系数Km本工程为框架结构体系,取外墙的主体部位面积占外墙面积的65%,结构性冷热桥部位面积占外墙面积的35%,计算得Km为:K=
0.65X
0.76+
0.35X
0.89=
0.81W/m2・K
1.0W/m2・K,即,外墙的热m工节能设计符合标准的规定提示:若外墙为砖混结构体系、框剪或剪力墙结构体系,应按外墙平均传热系数计算方法取A、B值四地面的热工节能设计
1、干脆接触土壤的地面由于基础的持力层深度
1.5米,取地面下土壤的导热系数4=
1.16W/m•K,地面的热阻R
1.2m2・K/W,符合标准的规定从防潮考虑,采纳200厚焦渣作地面垫层7_^1・号啬1+畸2・F墙2+…a w--------------------------------------F墙1+F上勤+…阅历算,也可简化按算术平均方法计算各类房间的平均窗面积•平均窗面积的两种计算方法比较房间1—层高3m,开间
3.6m,Ai—
10.8m2窗面积
1.5X
1.5=
2.25m2房间2—层高3m,开间
3.0m,A2=
9.0m2窗面积
1.2X
1.2=
1.44m21算术平均计算平均窗面积Aw--5+-4-
1.85m222加权平均计算平均窗面积就=I1225+
9.0x
14410.8+
9.
024.3+
12.
2637.262=----------------=---------=
1.88m
219.
819.
81.85m2^
1.88m2,二者计算结果相近•这一点在《标准》中没有明确,所以往往会形成节能设计时以单个房间确定窗面积,并确定其K限值,这样就会使窗的类型增多此外,还规定了凸形窗、弧形窗按绽开面积计算窗面积和一个房间有两个窗时,应累加计算问题是1在P12的表422不应写为不同朝向,因为不是按朝向不同的房间计算窗面积;2对遮阳系数的阐述是不对的,应当是综合遮阳系数SC,而不是仅指透亮部分的遮阳系数事实上,还应考虑窗框的影响明显
2、底面接触室外空气的架空或外挑楼板底面接触室外空气的架空或外挑楼板采纳40厚聚苯板薄抹灰外墙外保温技术,由上至下构造层次为20厚水泥砂浆面层、钢筋混凝土结构层、水泥砂浆找平层、外保温系统和饰面层传热阻R°=
0.11+
0.02/
0.93+
0.12/
1.74+
0.02/
0.93+
0.04/
0.05+
0.04=
0.11+
0.02+
0.07+
0.02+
0.8+
0.04=
1.06W/m2・Ko传热系数K=l/R=l/
1.06=
0.94W/m2•K
1.0W/m2•K,符合标准的规定o五其他部位的节能措施
1、外门实行双玻或其他相宜的保温隔热措施
2、飘窗的实体部分采纳30厚聚苯板薄抹灰外墙外保温系统
3、地下室外墙采纳30厚挤塑板外贴于钢筋混凝土墙的防水层上
四、结论
1、采暖通风与照明部分的节能设计由其他相关专业负责设计
2、本工程的建筑与建筑热工节能设计符合规定性指标设计要求,无须进行“围护结构热工性能的权衡推断”说明以上的提示不应写入节能计算书中看出,“表”中的提法与“注”是冲突的
5、对凸窗上下、左右实体结构的传热系数限值作了规定原《标准》只是提出了要求,而没有进行量化这个传热系数限值是依据不同气候地区的气候条件对外围护结构的低限传热阻R°.min要求计算确定的
6、对居住建筑底层面积小于300m2的社区商业服务网点或小型营业性用房,提出按本标准进行节能设计(见
4.
1.4)
7、特地以强条对室外空调机的安装设计提出了要求(见
4.
1.9)
8、特地以强条对封闭式阳台的节能设计提出了要求(见
4.
2.7)
9、节能综合指标计算方法不同
(1)原《标准》是确定指标法,比如成都是取年采暖空调能耗不超过
39.52kwh/(m2,年)
(2)现《标准》是比较法,如《公共建筑节能设计标准》GB50189-95规定的那样采纳参照建筑与设计建筑分别计算,要求设计建筑的全年能耗不能超过参照建筑的全年能耗,而且是用围护结构热工性能综合推断来调整但是,在夏热冬冷地区的建筑物节能综合指标计算中,又将整套住宅室内计算温度定为16C,比设计计算温度降低了2℃,与《标准》规定的冬季采暖室内热环境计算温度取18℃不相符
10、提出了外墙平均传热系数Km与外墙平均热惰性指标Dm的便捷计算方法该计算方法是如下导出的:1计算公式外墙平均传热系数常采纳下式计算Km—」」2KpPp+Kb Fb+Kb.2%2+Kb.3Pb.3+~+Kb.j%j坨.+坨.Fp+Li+23+…+%式中,Km-外墙平均传热系数[W/n-K];Kp—外墙主体部位的传热系数[W/m2・K],按《民用建筑热工设计规范》GB50176-93附录二的规定计算;Fp—外墙主体部位的面积n;Kb.i、Kb.
2、心.
3、Kbj—外墙上不同结构性冷热桥部位的传热系数[W/m2・]K;Fb」、Fb.
2、Fb.
3、Fb.j—外墙上不同结构性冷热桥部位的面积n,其面积之和用2Fbj表示鉴于外墙上的结构性冷热桥部位类型较多,分别计算其传热系数和面积不仅困难,而且也不易计算精确为便于计算,令用为外墙上结构性冷热桥部位传热系数的表征值Fb为结构性冷热桥部位的总面积,Fb=»Fb.jA=F/Fp+Fb3PB=F“Fp+Fb4于此,式2可书为Km=Kp・A+Kb・B5同理,外墙平均热惰性指标Dm可按下式计算Dm=Dp•A+D•B6b
(2)计算要点1)Kb和Db的计算方法结构性冷(热)桥部位的传热系数和热惰性指标表征值Kb和Db的计算方法与主体部位的传热系数Kp和热惰性指标Dp的计算方法完全相同,只是在计算时,将主体部位的传热系数Kp和热惰性指标Dp计算表中的砌体一栏改写为钢筋混凝土及其相应的计算参数,并取计算厚度相同即可便捷地计算出库和D ob2)A和B的取值A和B分别为外墙上的主体部位面积和钢筋混凝土梁、柱等结构性冷(热)桥部位面积在外墙(不含门窗)面积中占的比值,可详细计算或依据建筑的结构体系按下表选择F和Fb在外墙中所占比值A和Bp建筑的结构体系A B砖混结构体系
0.
750.25框架结构体系
0.
650.35框剪(异形柱)结构体系
0.
450.
550.
300.70男力墙结构体系亦可取剪力墙部位的Kb=Km
11、提出浅色外饰面对外墙平均热惰性指标Dm的修正(见Pl1)当采纳材料表面太阳辐射汲取系数AW
0.5时,对平均热惰性指标Dm的修正(见P11)修正的基本公式是来源于Dm.d—
1.5*P s*Dm.s有些省市的地方标准,还将外墙运用建筑反射隔热涂料后加上一个附加热阻值,削减传热系数计算值总的来讲,新《标准》有其特点,也有其创新之处但由于部分指标要求较高,特殊是寒冷和寒冷地区的部分指标,再加上与之对应的施工图审查备案表及软件没刚好跟上,形成目前仍是以行业标准《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》JGJ134-2001为设计依据的较多总之,不管是采纳哪个《标准》,在节能计算书中都只能写一个《标准》作为节能设计依据
三、《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》2010年修订版与2001版的对比第1章总则仅文字略有不同第2章术语,只有3条
2.
1.1热惰性指标(D),原条202典型气象年,不是以近30年的月平均值为依据,而是以近10年的月平均值为依据
2.
2.3参照建筑(新增条)第3章室内热环境设计计算指标冬季采暖室内设计温度只是18℃,而不是16〜18℃夏季空调室内设计温度只是26℃,而不是26〜28℃原版中303条规定的建筑节能50%要求没有了但在“条文说明”的中有节能50%的目标提法第4章建筑和围护结构热工设计文字略有不同体形系数是以建筑层数分三类确定,如表403
(1)本条将建筑围护结构中的分户墙、楼板、楼梯间隔墙、外走廊隔墙及户门作为必需满意的指标(限值确定不能突破),不能进入热工性能综合推断(见条文说明)而且还把外户门的指标提高到K W
2.0W/(m2・K)o
(2)围护结构的K与D是以体形系数SW
0.40和S>
0.40分为两组确定
(3)屋面、外墙的传热系数K值是以热惰性指标DW
2.5和>
2.5分别确定,而不是以DN
3.0和<
3.0确定(如表所列)(留意与《四川省居住建筑节能设计标准》DB51/5027-2008的类似之处)外窗是先确定不同朝向的窗墙面积比限值,而且还规定了每套房间允许有一个房间的窗墙面积比可为
0.60(不分朝向),如表所列然后是确定不同朝向、不同窗墙面积比的外窗传热系数和综合遮阳系数限值(如表所列)还特殊规定了凸窗的传热系数限值(应比表405-2的规定小10%)及凸窗的面积计算方法(按洞口计算)问题是
(1)、不同朝向窗墙面积比的概念不清晰,究竟是该条第6款及。