第2章+建筑節(jié)能j技術-節(jié)能設計

1、 本章主要內容： 一、建筑節(jié)能設計的方法一、建筑節(jié)能設計的方法 二、建筑規(guī)劃設計階段的節(jié)能設計二、建筑規(guī)劃設計階段的節(jié)能設計 三、單體建筑的節(jié)能設計三、單體建筑的節(jié)能設計 四、建筑主體結構的節(jié)能設計四、建筑主體結構的節(jié)能設計 五、建筑設備的節(jié)能設計五、建筑設備的節(jié)能設計 六、建筑節(jié)能設計的六個關鍵術語六、建筑節(jié)能設計的六個關鍵術語一、建筑節(jié)能設計的方法一、建筑節(jié)能設計的方法（規(guī)定性設計（規(guī)定性設計與性能化設計）性能化設計） 1、規(guī)定性設計方法規(guī)定性設計方法（查表法查表法）：如果建筑設計）：如果建筑設計符合節(jié)能標準中對窗墻比、體形系數等參數的規(guī)符合節(jié)能標準中對窗墻比、體形系數等參數的規(guī)定，可以方

2、便地按所設計建筑的所在城市（或靠定，可以方便地按所設計建筑的所在城市（或靠近城市）查取標準中的相關表格得到的圍護結構近城市）查取標準中的相關表格得到的圍護結構節(jié)能設計參數值。節(jié)能設計參數值。 2、性能化設計方法性能化設計方法（計算法計算法）：如果建筑設計）：如果建筑設計不能滿足對窗墻比等參數的規(guī)定，必須使用權衡不能滿足對窗墻比等參數的規(guī)定，必須使用權衡判斷法來判定圍護結構的總體熱工性能是否符合判斷法來判定圍護結構的總體熱工性能是否符合節(jié)能要求，節(jié)能要求，權衡判斷法需要進行全年采暖和空調權衡判斷法需要進行全年采暖和空調能耗的計算能耗的計算。影響建筑節(jié)能的主要因素影響建筑節(jié)能的主要因素 1）外部條

3、件）外部條件：以氣象為主的外部環(huán)境，它不以人們的意志而改變，如溫度、濕度、風速、日照等的變化。 2）建筑本體及設備）建筑本體及設備：建筑外圍護結構的不同其建筑能耗也不同，可以人為的改變，如隔熱性能、氣密性能、遮日照性能、熱容量、空調能效等。 3）室內條件）室內條件：根據在室內生活或行為目的的不同而變化。建筑熱工設計分區(qū)建筑熱工設計分區(qū) 嚴寒地區(qū)嚴寒地區(qū)（簡稱區(qū)）：累年最冷月平均溫度低于或等于10的地區(qū)。寒冷地區(qū)寒冷地區(qū)（簡稱區(qū)）：累年最冷月平均溫度高于10、低于或等于0的地區(qū)。夏熱冬冷地區(qū)夏熱冬冷地區(qū)（簡稱區(qū)）：最冷月平均溫度高于0 10 ，最熱月平均溫度低于2530 的地區(qū)。夏熱冬暖地區(qū)夏熱

4、冬暖地區(qū)（簡稱區(qū)）：最冷月平均溫度高于 10 ，最熱月平均溫度2529 的地區(qū)。 溫和地區(qū)溫和地區(qū)（簡稱區(qū)）：最冷月平均溫度高于0 13 ，最熱月平均溫度18 25 的地區(qū)。建筑節(jié)能設計規(guī)范與標準示意 民用建筑民用建筑工業(yè)建筑工業(yè)建筑住宅建筑公共建筑民用建筑節(jié)能設計標準（采暖居民用建筑節(jié)能設計標準（采暖居住建筑部分）住建筑部分）（JGJ26-95）采暖居住建筑節(jié)能檢驗標準（JGJ132-2001）既有采暖居住建筑節(jié)能改造技術既有采暖居住建筑節(jié)能改造技術規(guī)程規(guī)程（JGJ129-2000）夏熱冬冷地區(qū)居住建筑節(jié)能設計標準（JGJ134-2010JGJ134-2010）夏熱冬暖地區(qū)居住建筑節(jié)能設計標

5、準2003年10月1日實施公共建筑節(jié)能設計標準公共建筑節(jié)能設計標準2005年年7月月1日實日實施施嚴寒、寒冷地區(qū)夏熱冬冷地區(qū)夏熱冬暖地區(qū)建筑照明設計標建筑照明設計標準準 民 用 建 筑 熱 工 設 計 規(guī) 范 （GB50176-93）不同熱工分區(qū)下的建筑節(jié)能設計原理不同熱工分區(qū)下的建筑節(jié)能設計原理 1)1)改進建筑物圍護結構保溫性能改進建筑物圍護結構保溫性能，進一步減低采暖需熱量。 2)2)推廣各類專門的通風換氣窗，實現可控制的通風換氣，避免為了通風換氣而開窗，造成過大的熱損失。 3)3)改善采暖的末端調節(jié)性能，避免過熱。 4)4)推行地板采暖等低溫采暖方式地板采暖等低溫采暖方式，從而降低供熱

6、熱源溫度，提高熱源效率提高熱源效率。 5)5)積極挖掘利用目前的集中供熱網挖掘利用目前的集中供熱網，發(fā)展以熱電熱電聯(lián)產為主的高效節(jié)能熱源聯(lián)產為主的高效節(jié)能熱源。嚴寒與寒冷地區(qū)嚴寒與寒冷地區(qū) 1)保證夏季隔熱夏季隔熱，并兼顧冬季防寒冬季防寒。 2)2)體形系數體形系數要和住宅采光、日照等結合起來，不要不要過分追求小過分追求小。 3)3)提高住宅日照提高住宅日照、促進自然通風角度，綜合確定窗綜合確定窗墻比墻比。 4)4)夏熱冬冷地區(qū)夏熱冬冷地區(qū)氣候條件下的不同地區(qū)，要根據不同季節(jié)室外風速，優(yōu)化設計窗墻比優(yōu)化設計窗墻比。 5)要特別強調外窗遮陽強調外窗遮陽、外墻和屋頂的隔熱設計隔熱設計。夏熱冬冷地區(qū)

7、夏熱冬冷地區(qū)不同熱工分區(qū)下的建筑節(jié)能設計原理不同熱工分區(qū)下的建筑節(jié)能設計原理 1) )隔熱、遮陽、通風設計非常重要。隔熱、遮陽、通風設計非常重要。 2)首先考慮如何有效防止夏季的太陽輻射。如何有效防止夏季的太陽輻射。 3) 在圍護結構的外表面要采取淺色粉刷或光滑的飾面材料，以減少外墻表面對太陽輻射的吸收減少外墻表面對太陽輻射的吸收。 4) )遮陽設計的形式和構造的選擇遮陽設計的形式和構造的選擇，要考慮建筑朝向對遮光的要求。 5) )合理組織住宅的自然通風。合理組織住宅的自然通風。夏熱冬暖地區(qū)夏熱冬暖地區(qū)不同熱工分區(qū)下的建筑節(jié)能設計原理不同熱工分區(qū)下的建筑節(jié)能設計原理二、建筑規(guī)劃設計階段的節(jié)能設

8、計二、建筑規(guī)劃設計階段的節(jié)能設計 建筑規(guī)劃階段節(jié)能設計的內容建筑規(guī)劃階段節(jié)能設計的內容： 1）建筑選址）建筑選址 2）建筑組團布局設計建筑組團布局設計 3）建筑朝向）建筑朝向 4）建筑間距建筑間距 5）建筑與風環(huán)境設計）建筑與風環(huán)境設計 1）建筑選址建筑選址：注意地形條件對建筑能耗的注意地形條件對建筑能耗的影響、爭取使建筑向陽、避風建造影響、爭取使建筑向陽、避風建造。 a、選址時建筑不宜布置在山谷、洼地、溝底等凹形地域，主要是考慮冬季冷空氣流在凹地里形成對建筑物的“霜洞霜洞”效應效應。 b、江河湖泊豐富的地區(qū)，易產生水陸風而形成氣流運動，充分利用水陸風以取得穿堂風充分利用水陸風以取得穿堂風的效

9、果，改善夏季熱環(huán)境，節(jié)約空調能耗。建筑規(guī)劃階段節(jié)能設計的內容建筑規(guī)劃階段節(jié)能設計的內容： c、節(jié)能居住小區(qū)規(guī)劃設計時，應有足夠的綠地和足夠的綠地和水面水面，嚴格控制建筑密度嚴格控制建筑密度，盡量減少水泥地面，并應利用植被和水域減弱城市熱島效應城市熱島效應，改善居住環(huán)境。 d、居住建筑的基地應選擇在向陽、避風的地段應選擇在向陽、避風的地段上。注意選擇建筑的最佳朝向，以南北向為主最佳朝向，以南北向為主。 e、選擇滿足日照要求滿足日照要求、不受周圍建筑嚴重遮擋的基地，利用住宅建筑樓群合理布局爭取日照。 1）建筑選址建筑選址：注意地形條件對建筑能耗的注意地形條件對建筑能耗的影響、爭取使建筑向陽、避風建

10、造影響、爭取使建筑向陽、避風建造。建筑規(guī)劃階段節(jié)能設計的內容建筑規(guī)劃階段節(jié)能設計的內容： 2）建筑組團布局方式）建筑組團布局方式：建筑組團布局的方式有行行列式列式、錯列式錯列式、周邊式周邊式、混合式混合式、自由式自由式等。建筑規(guī)劃階段節(jié)能設計的內容建筑規(guī)劃階段節(jié)能設計的內容： 3）建筑朝向）建筑朝向 朝向選擇的原則：朝向選擇的原則：冬季能獲得足夠的日照并避冬季能獲得足夠的日照并避開主導風向開主導風向，夏季能利用自然通風并防止太陽輻夏季能利用自然通風并防止太陽輻射射。然而建筑的朝向、方位以及建筑總平面設計應考慮多方面的因素。 4）建筑間距）建筑間距 考慮日照間距的要求考慮日照間距的要求。建筑規(guī)劃

11、階段節(jié)能設計的內容建筑規(guī)劃階段節(jié)能設計的內容： 5）建筑與風環(huán)境設計）建筑與風環(huán)境設計： a、建筑主要朝向注意避開不利風向建筑主要朝向注意避開不利風向； b、利用建筑的組團阻隔冷風利用建筑的組團阻隔冷風； c、減少建筑物冷風滲透耗能減少建筑物冷風滲透耗能。建筑規(guī)劃階段節(jié)能設計的內容建筑規(guī)劃階段節(jié)能設計的內容： 6）自然通風設計）自然通風設計： 圍護結構開口設計圍護結構開口設計； 注重穿堂風的組織注重穿堂風的組織； 在建筑設計中形成豎井空間，來加速氣流流在建筑設計中形成豎井空間，來加速氣流流動，實現自然通風：動，實現自然通風：a純開放空間純開放空間b煙囪空間；煙囪空間； 屋面的自然通風屋面的自然

12、通風 通風墻通風墻 雙層玻璃幕墻圍護結構雙層玻璃幕墻圍護結構 太陽能強化通風太陽能強化通風建筑規(guī)劃階段節(jié)能設計的內容建筑規(guī)劃階段節(jié)能設計的內容：三、單體建筑的節(jié)能設計三、單體建筑的節(jié)能設計 單體建筑節(jié)能設計的主要內容： 1、建筑熱工計算建筑熱工計算 2、室內自然通風模擬室內自然通風模擬 3、性能化節(jié)能設計性能化節(jié)能設計 4、空調系統(tǒng)節(jié)能設計空調系統(tǒng)節(jié)能設計 5、可再生能源的利用可再生能源的利用 公共建筑的節(jié)能設計公共建筑的節(jié)能設計 按照建筑物能耗情況能耗情況和圍護結構能耗占全圍護結構能耗占全年建筑總能耗的比例特征年建筑總能耗的比例特征，江蘇省將公共江蘇省將公共建筑劃分為下列二類建筑劃分為下列二

13、類： a、甲類建筑甲類建筑 b、乙類建筑乙類建筑 a、甲類建筑、甲類建筑單幢建筑面積大于等于建筑面積大于等于20000m2，且全面設置中央空氣調節(jié)系統(tǒng)全面設置中央空氣調節(jié)系統(tǒng)的公共建筑的公共建筑，或單幢建筑面積小于20000m2，大于5000m2，且采用中央空調采用中央空調的重要公共建筑的重要公共建筑。 b、乙類建筑、乙類建筑單幢建筑面積小于建筑面積小于20000m2，或大于等于20000 m2，但不設不設置或僅部分設置中央空氣調節(jié)系統(tǒng)置或僅部分設置中央空氣調節(jié)系統(tǒng)的公共建筑。建筑物的體形應符合下列規(guī)定： 1）建筑物的體形宜避免過多的凹凸與錯落建筑物的體形宜避免過多的凹凸與錯落； 2）寒冷地區(qū)

14、體形系數不應大于寒冷地區(qū)體形系數不應大于0.40，當不能滿足上述規(guī)定時，必須按設計標準規(guī)定進行權衡判斷進行權衡判斷； 3） 夏熱冬冷地區(qū)體形系數不宜大于夏熱冬冷地區(qū)體形系數不宜大于0.40。公共建筑外窗（包括透明幕墻、外門）的窗墻面積比應符合下列規(guī)定窗墻面積比應符合下列規(guī)定 當不能滿足規(guī)定時，必須按設計標準的規(guī)定進行當不能滿足規(guī)定時，必須按設計標準的規(guī)定進行權衡判斷。權衡判斷。 1）建筑南、北朝向的窗墻面積比不應大于建筑南、北朝向的窗墻面積比不應大于0.700.70。甲類建筑東、西朝向的窗墻面積比不應大于0.50；采用活動外遮陽時，甲類建筑東、西朝向的窗墻面積比不應大于0.70。乙類建筑東、西

15、朝向窗墻面積比不應大于0.70； 2）當單一朝向的窗墻面積比小于當單一朝向的窗墻面積比小于0.400.40時時，玻璃玻璃（或其他透明材料）的可見光透射比不應小于的可見光透射比不應小于0.400.40。 3）建筑外窗的氣密性不應低于外窗的氣密性不應低于建筑外窗氣密性分級及其檢測方法 GB/T 7106-2008中規(guī)定的4 級級。 4）建筑透明幕墻的氣密性不應低于透明幕墻的氣密性不應低于建筑幕墻物理性能分級GB/T 15225-94 規(guī)定的3 級級。 5）設有中庭的建筑）設有中庭的建筑夏季宜充分利用自然通風降溫自然通風降溫，必要時設置機械通風裝置機械通風裝置。 6）建筑物外門應采取保溫隔熱節(jié)能措施

16、）建筑物外門應采取保溫隔熱節(jié)能措施，寒冷地區(qū)宜設門斗宜設門斗。 7）平屋面）平屋面宜采用種植屋面種植屋面或架空隔熱屋面架空隔熱屋面。四、建筑主體結構的節(jié)能設計四、建筑主體結構的節(jié)能設計 建筑主體結構節(jié)能設計主要包括墻體墻體、屋屋頂頂、樓板樓板、門窗門窗、幕墻幕墻等圍護構件的設計。 圍護結構的規(guī)定性指標應滿足各地區(qū)的節(jié)圍護結構的規(guī)定性指標應滿足各地區(qū)的節(jié)能設計標準能設計標準。節(jié)能建筑圍護結構應優(yōu)先采節(jié)能建筑圍護結構應優(yōu)先采用規(guī)定性指標進行設計用規(guī)定性指標進行設計。當設計不符合圍護結構規(guī)定性指標要求時，則應進行性能性指標設計，通過計算判定建筑物節(jié)能綜合指標。 規(guī)定性指標法規(guī)定性指標法的規(guī)定指標包括

17、體形系數體形系數(北北方方)、窗墻比窗墻比、天窗面積比天窗面積比、傳熱系數傳熱系數、熱熱惰性指標惰性指標、遮陽系數遮陽系數(南方南方)、外窗可開啟面外窗可開啟面積及氣密性等級積及氣密性等級等。 性能化指標法性能化指標法包括簡化評價方法簡化評價方法和動態(tài)能動態(tài)能耗模擬耗模擬。 常用外窗和玻璃的熱工參數常用外窗和玻璃的熱工參數外外 窗窗玻玻 璃璃 品品 種種透明中空玻璃Low-e中空玻璃普通鋁普通鋁合金窗合金窗K W/（m2k）3.64.22.73.4遮陽系數遮陽系數SC0.750.840.250.75斷熱鋁斷熱鋁合金窗合金窗K W/（m2k）3.33.52.33.0遮陽系數遮陽系數SC0.750

18、.840.250.75P V C塑鋼窗塑鋼窗K W/（m2k）2.73.02.02.4遮陽系數遮陽系數SC0.750.840.250.75居住建筑居住建筑公共建筑公共建筑16層7層及7層以上不應低于4級不應低于6級不應低于6級2.0q12.56.0q27.51.0q11.53.0q24.5五、建筑設備的節(jié)能設計五、建筑設備的節(jié)能設計 建筑設備的節(jié)能設計內容主要包括 1、采暖、通風和空調節(jié)能設計采暖、通風和空調節(jié)能設計 2、給排水節(jié)能設計給排水節(jié)能設計 3、建筑電氣的節(jié)能設計。建筑電氣的節(jié)能設計。六、建筑節(jié)能設計的六個關鍵術語六、建筑節(jié)能設計的六個關鍵術語 1、傳熱系數（傳熱系數（K） 在穩(wěn)態(tài)條

19、件下，圍護結構兩側空氣溫度差圍護結構兩側空氣溫度差為為1 ，單位時間內通過單位時間內通過1m2面積傳遞的熱面積傳遞的熱量量，單位是W/m2 ，是表征圍護結構傳表征圍護結構傳遞熱量能力的指標遞熱量能力的指標。K值越小，圍護結構的值越小，圍護結構的傳熱能力越低，其保溫隔熱性能越好傳熱能力越低，其保溫隔熱性能越好。舉舉 例例 180 鋼筋混凝土墻的傳熱系數：3.26 W/m2K 普通240磚墻的傳熱系數： 2.1 W/m2K 190 加氣混凝土砌塊的傳熱系數是：1.12 W/m2K 【190 加氣混凝土砌塊的隔溫性能優(yōu)于240磚墻，更優(yōu)于180厚的鋼筋混凝土墻】熱惰性指標（D） 表征圍護結構對溫度波

20、衰減快慢程度的無表征圍護結構對溫度波衰減快慢程度的無量綱指標，其值等于材料層熱阻與蓄熱系量綱指標，其值等于材料層熱阻與蓄熱系數的乘積。數的乘積。D值越大，周期性溫度波在其中值越大，周期性溫度波在其中的衰減越快，圍護結構的熱穩(wěn)定性越好，的衰減越快，圍護結構的熱穩(wěn)定性越好，越有利于節(jié)能；越有利于節(jié)能； D=SR 其中S 材料蓄熱系數 W/m2K ，查民用建筑熱工設計規(guī)范附錄4可得 R 材料熱阻 m2K/W（實驗室檢測或者查表獲得） 例如： 200厚的粘土磚厚的粘土磚，S10.63 W/m2K ，R0.25 m2K/W，按照公式得出D=2.62 200厚的加氣混凝土砌塊厚的加氣混凝土砌塊D=3.26

21、，則加氣加氣混凝土砌塊的熱穩(wěn)定性優(yōu)于粘土磚混凝土砌塊的熱穩(wěn)定性優(yōu)于粘土磚。3、遮陽系數（SC） 實際透過窗玻璃的太陽輻射得熱與透過3mm透明玻璃的太陽輻射得熱之比值。它是表征窗戶表征窗戶透光系統(tǒng)遮陽性能的無量綱指標透光系統(tǒng)遮陽性能的無量綱指標，其值在值在0 01 1范圍內變化范圍內變化。SCSC越小，通過窗戶透光系統(tǒng)的太越小，通過窗戶透光系統(tǒng)的太陽輻射得熱量越小，其遮陽性能越好陽輻射得熱量越小，其遮陽性能越好。 SC試樣的遮陽系數； g 試樣的太陽能總透射比，%； s3mm厚的普通透明玻璃的太陽能總透射比，理論值為88.9%。scgS 4、可見光透射比、可見光透射比 Tvis 透過透明材料的可

22、見光光通量與投射在其表面上的可見光光通量之比。 5、體形系數、體形系數：建筑物與室外大氣直接接觸的外表外表面面積與其所包圍體積的比值面面積與其所包圍體積的比值。體形系數越小，體形系數越小，節(jié)能效果越好節(jié)能效果越好。 6 6、窗墻面積比窗墻面積比：窗戶洞口面積與其所在外立面面窗戶洞口面積與其所在外立面面積的比值積的比值。普通窗戶的保溫隔熱性能比外墻差很多，而且夏季白天太陽輻射還可以通過窗戶直接進入室內。一般說來，窗墻面積比越大，建筑物窗墻面積比越大，建筑物的能耗也越大的能耗也越大。 例題例題 試計算三棟十層30m高，每層建筑面積同為600m2，不同平面形狀建筑的體形系數。棟號架空層外圍護面積F0

23、（m2）體積V0（m3）體形系數S=F0/V0A無98m30m+600m2=354025m24m30m=180003540/18000=0.197有98m30m+600m22=4140180004140/18000=0.23B無110m30m+600m2=390040m15m30m=180003900/18000=0.217有110m30m+600m22=4500180004500/18000=0.25C無140m30m+600m2=4800（30m10m+10m15m2）30m=180004800/18000=0.267有140m30m+600m22=5400180005400/18000=

24、0.30棟號架空層外圍護面積F0（m2）體積V0（m3）體形系數S= F0/V0A無98m18m+600m2=236425m24m18m=108002364/10800=0.22有98m18m+600m22=2964108002964/10800=0.27B無110m18m+600m2=258040m15m18m=108002580/10800=0.24有110m18m+600m22=3180108003180/10800=0.29C無140m18m+600m2=3120（30m10m+10m15m2）18m=108003120/10800=0.29有140m18m+600m22=372010

25、8003720/10800=0.34 換氣體積換氣體積(y) Volume Of air circulation 需要通風換氣的房間體積。 換氣次數換氣次數Rate Of air circulation 單位時間內，室內空氣的更換次數。 采暖期天數采暖期天數(Z) Days Of heating period累年日平均溫度低于或等于5 的天數。這一采暖期僅供建筑熱工和節(jié)能設計計算采用。 采暖期室外平均溫度采暖期室外平均溫度(te) 在采暖期起止日期內，室外逐日平均溫度的平均值。 采暖度日數采暖度日數(HDD18) 室內基準溫度18 與采暖期室外平均溫度之間的溫差，乘以采暖期天數的數值，單位：d。 空調度日數空調度日數(CD