已有建筑物的節(jié)能改造

華中科技大學(xué)文華學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)〔論文〕已有建筑物的節(jié)能改造2023年5月19日目錄摘要1關(guān)鍵詞1Abstract2Keywords3前言41建筑節(jié)能的重要性和必要性…………………51.1建筑節(jié)能的意義………51.1.1能源問題的重要性及嚴(yán)重性……51.1.2環(huán)境與耗能………51.2中國(guó)建筑節(jié)能的必要…………………62節(jié)能建筑的節(jié)能目標(biāo)及設(shè)計(jì)要求……………72.1節(jié)能建筑的節(jié)能目標(biāo)…………………72.1.1建筑熱工設(shè)計(jì)分區(qū)及要求………72.1.2節(jié)能目標(biāo)…………82.2節(jié)能建筑熱工設(shè)計(jì)要求………………92.2.1采暖居住建筑熱工設(shè)計(jì)要求……92.2.2建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的規(guī)定……93節(jié)能建筑的熱工設(shè)計(jì)………113.1節(jié)能計(jì)算中的根本規(guī)定……………113.2傳熱系數(shù)的計(jì)算……………………123.2.1圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)……………123.2.2單層材料的熱阻計(jì)算…………133.2.3多層圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱阻計(jì)算b……143.2.4空氣間層熱阻確實(shí)定…………153.2.5由兩種以上材料組成結(jié)構(gòu)的平均熱阻的計(jì)算………………163.3圍護(hù)結(jié)構(gòu)最小傳熱阻確實(shí)定……183.3.1圍護(hù)結(jié)構(gòu)的最小傳熱阻的計(jì)算………………183.3.2圍護(hù)結(jié)構(gòu)室外溫度取值的規(guī)定………………203.3圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱惰性指標(biāo)D值的計(jì)算…………………203.4建筑耗熱量指標(biāo)及其計(jì)算………21結(jié)論25參考文獻(xiàn)26致謝27附錄28已有建筑物的節(jié)能改造摘要中國(guó)是一個(gè)開展中國(guó)家，人口眾多，人均能源資源相對(duì)匾乏。人均耕地只有世界人均耕地的1/3，水資源只有世界人均占有量的1/4，已探明的煤炭?jī)?chǔ)量只占世界儲(chǔ)量的11%，原油占2.4%。每年新建建筑使用的實(shí)心粘土磚，毀掉良田12萬畝。物耗水平相較興旺國(guó)家，鋼材高出10%--25%，每立方米混凝土多用水泥80公斤，污水回用率僅為25%。國(guó)民經(jīng)濟(jì)要實(shí)現(xiàn)可持續(xù)開展，推行建筑節(jié)能勢(shì)在必行、迫在眉睫。目前，中國(guó)建筑用能浪費(fèi)極其嚴(yán)重，而且建筑能耗增長(zhǎng)的速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過中國(guó)能源生產(chǎn)可能增長(zhǎng)的速度，如果聽任這種高耗能建筑持續(xù)開展下去，國(guó)家的能源生產(chǎn)勢(shì)必難以長(zhǎng)期支撐此種浪費(fèi)型需求，從而不得不被迫組織大規(guī)模的舊房節(jié)能改造，這將要消耗更多的人力物力。在建筑中積極提高能源使用效率，就能夠大大緩解國(guó)家能源緊缺狀況，促進(jìn)中國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)的開展。因此，建筑節(jié)能是貫徹可持續(xù)開展戰(zhàn)略、實(shí)現(xiàn)國(guó)家節(jié)能規(guī)劃目標(biāo)、減排溫室氣體的重要措施，符合全球開展趨勢(shì)。關(guān)鍵詞：建筑節(jié)能；使用效率；能源緊缺；可持續(xù)開展；Existingbuildingsandtheenergy-savingAbstractChinaisadevelopingcountrywithlargepopulation,percapitaenergyresourcesplaquelack.11%ofthearablelandpercapitaisonly1/3oftheworld'spercapitaarableland,wateronly1/4oftheworldpercapitaconsumptionofprovencoalreservesaccountforonlytheworld'sreservesofcrudeoilaccountedfor2.4%.Thenewsolidclaybricksusedinconstructioneachyear,destroying12millionmuoffertile.Materialconsumptionlevelcomparedwithdevelopedcountries,steel10%-25%higherthan80kgpercubicmeterofconcretemulti-purposecement,sewagerecyclingratewas25%.Thenationaleconomytoachievesustainabledevelopment,theimplementationofbuildingenergyefficiencyisimperative,itisurgent.Atpresent,China'sbuildingenergywasteisextremelyserious,andbuildingenergyconsumptiongrowthmuchfasterthanthegrowthrateofChina'senergyproduction,ifyouallowthishigh-energybuildingtosustaindevelopment,thecountry'senergyproductionisboundtobelonglastingsupportsuchwastefuldemand,andthuswasforcedtoorganizelarge-scaleexistinghomeenergy-saving,whichwillcostmorehumanandmaterialresources.Toactivelyimprovetheefficiencyofenergyuseinbuildings,wecangreatlyeasethenationalenergyshortage,andtopromotethedevelopmentofChina'snationaleconomicconstruction.Therefore,thebuildingenergyefficiencyistoimplementthesustainabledevelopmentstrategytoachievenationalenergyplanningobjectives,animportantmeasureforreducinggreenhousegasemissions,inlinewiththetrendofglobaldevelopmentKeywords:Buildingenergyefficiencyintheuseofenergyshortageofsustainabledevelopment前言建筑節(jié)能是建筑技術(shù)開展的一個(gè)根本方向，是當(dāng)代建筑科學(xué)技術(shù)一個(gè)新的增長(zhǎng)點(diǎn)，也是節(jié)能領(lǐng)域的一個(gè)重要組成局部。當(dāng)前，我國(guó)能源資源供給與經(jīng)濟(jì)社會(huì)開展的矛盾已十分突出，建筑能耗已占全國(guó)總能耗的30%。因此，“建筑節(jié)能問題，不僅是經(jīng)濟(jì)問題，而且是重要的戰(zhàn)略問題〞。建筑節(jié)能對(duì)于促進(jìn)能源資源節(jié)約和合理利用，加快開展循環(huán)經(jīng)濟(jì)，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的可持續(xù)開展，建設(shè)節(jié)約型社會(huì)，有著舉足輕重的作用，也是保障國(guó)家能源平安、保護(hù)環(huán)境、提高人民群眾生活質(zhì)量、貫徹落實(shí)科學(xué)開展觀的一項(xiàng)重要舉措。我國(guó)的建筑節(jié)能工作是以1986年公布的第一部民用建筑節(jié)能行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)為標(biāo)志開始的。至2003年建成節(jié)能居住建筑3.2億平方米，占采暖區(qū)城市居住建筑的7%，占全國(guó)城市居住建筑的3.5%。在將近20年的時(shí)間里，通過采取標(biāo)準(zhǔn)先行、先易后難、先新建建筑后既有建筑、先住宅建筑后公共建筑、從北方向南方逐步推進(jìn)的策略，使我國(guó)的建筑節(jié)能工作取得了一定的成效。但是取得的這些成效與設(shè)定的節(jié)能目標(biāo)還有很大的距離，與興旺國(guó)家的差距那么更大。因此，建筑節(jié)能工作可謂任重而道遠(yuǎn)。目前，我國(guó)的建筑節(jié)能給人的總體印象是:起步晚，起點(diǎn)低，進(jìn)展慢。存在的問題主要有:建筑節(jié)能工作開展不平衡;人們對(duì)建筑節(jié)能認(rèn)識(shí)缺乏;現(xiàn)行的管理體制與建筑節(jié)能工作開展要求不適應(yīng);建筑節(jié)能的新技術(shù)、新產(chǎn)品推廣應(yīng)用不力;建筑節(jié)能的政策、法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)的制定和實(shí)施監(jiān)管滯后。1建筑節(jié)能的重要性和必要性1.1建筑節(jié)能的意義1.1.1能源問題的重要性及嚴(yán)重性能源是人類賴以生存和推動(dòng)社會(huì)進(jìn)步的重要物質(zhì)根底。人類在認(rèn)識(shí)和利用能源方面有四次重大的突破，即火的發(fā)現(xiàn)、蒸汽機(jī)的創(chuàng)造、電能的利用、原子能的開發(fā)和使用。每次重大突破都推動(dòng)了經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)的開展。而科學(xué)技術(shù)的開展和經(jīng)濟(jì)開展對(duì)能源需要量也相應(yīng)增加。如20世紀(jì)50年代世界總能耗以標(biāo)準(zhǔn)煤計(jì)相當(dāng)于26億噸，70年代增到72億噸，80年代增到80億噸。70年代世界總能耗的構(gòu)成:石油及天然氣占2/3，按這樣的消耗速度世界石油和天然氣總儲(chǔ)量只能維持幾十年。另外，石油和天然氣資源在地球上分布不均勻，主要來源于中東。按20世紀(jì)90年代統(tǒng)計(jì)，工業(yè)興旺國(guó)家約11億人口，消耗能量超過70億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，平均每人6噸多，而開展中國(guó)家包括中東在內(nèi)約28億人，平均每人僅半噸標(biāo)準(zhǔn)煤。全世界煤炭?jī)?chǔ)量10萬億噸，按現(xiàn)有技術(shù)和經(jīng)濟(jì)條件可開采的儲(chǔ)量約6000億噸，僅相當(dāng)?shù)刭|(zhì)儲(chǔ)量的6%o中國(guó)是一個(gè)能源生產(chǎn)大國(guó)。19%年生產(chǎn)的一次性能源已達(dá)12.6億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，但人均能源占有率缺乏世界平均水平的一半，中國(guó)經(jīng)濟(jì)已進(jìn)人高速開展階段，有關(guān)專家預(yù)測(cè)2023年能源需求量為27.94億噸標(biāo)準(zhǔn)煤。目前采用先進(jìn)技術(shù)，加速新能源與可再生能源的開發(fā)利用，預(yù)計(jì)到那時(shí)能源的供給量為20億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，這之間的差額就需要靠節(jié)能來完成。。1.1.2環(huán)境與耗能近年來，世界上許多國(guó)家都越來越關(guān)心燃燒礦物燃料所產(chǎn)生的污染問題。因?yàn)樗欧诺牧蚝偷难趸?，如SOX,NOX等會(huì)危害人體健康，造成環(huán)境酸化，危及到食物鏈和生物的生存環(huán)境，也毀壞包括鋼鐵、油漆、塑料、水泥、磚砌體、鍍鋅鋼材、石材等多種建筑材料。所排放的COz對(duì)地球向宇宙發(fā)出的長(zhǎng)波造成障礙，對(duì)地球起到類似溫室的作用，導(dǎo)致地球變暖。在1750年以前，地球外表CO:的含量為2.8%00，地球平均每2000年升溫約0.5}C。到了1990年地球外表CO:的含量為3.54%00。在過去100多年內(nèi)，地球外表溫度就升高了約0.5qC。到21世紀(jì)預(yù)計(jì)每10年可能要增溫0.3℃一0.59C，也就是說增溫速度將大大加快。中美等國(guó)科學(xué)家在喜馬拉雅山希夏邦馬峰的達(dá)索普冰川(DasuopuGlacier)鉆取冰樣分析說明，20世紀(jì)90年代至少是最近1000年中最熱的10年，世界氣象組織2000年底發(fā)表公報(bào)指出，自有全球平均氣溫統(tǒng)計(jì)跳1860年以來的140年中，在10個(gè)全球平均頂峰年中，有8個(gè)出現(xiàn)在1990年口后，其中1998年是最熱的年份，創(chuàng)歷史最高水平。在中國(guó)，自1986年出現(xiàn)明顯的“暖冬〞以來，暖冬不斷，2001-2002年已是第16個(gè)暖冬。預(yù)計(jì)地球變暖配過程將比過去100萬年發(fā)生的更快。這對(duì)人類和生物界是個(gè)非常嚴(yán)重的威脅(地球變暖將使全世界生態(tài)環(huán)境發(fā)生重大變化，如極地融縮，冰川消失，海面升高，洪水泛濫，干旱頻發(fā)，風(fēng)沙肆虐，物種滅絕，疾病流行等等。這些生態(tài)災(zāi)鄧已經(jīng)降臨，在世界各地頻繁發(fā)生，并將愈演愈烈，以致危及人們的生存。燃燒礦物燃料使空中的懸浮顆粒增加，致使太陽輻射強(qiáng)度減弱。同時(shí)圳區(qū)的日照持續(xù)時(shí)間明顯減少，并且是向城市中心逐漸遞減。例如在1921-1950年間，英國(guó)倫敦外圍的日照持續(xù)時(shí)間平均每天4.33h，而在該城市中心翅區(qū)義又3.60h。又如以色列特拉維夫(港口城市)在1964-1973年間，無云的曝天和總的太陽輻射強(qiáng)度已減少7%。由于中國(guó)的能源結(jié)構(gòu)是以煤炭為主，因斑太陽輻射強(qiáng)度減弱的現(xiàn)象也特別顯著。如南京在1980-1992年間平均年日平時(shí)數(shù)比1961-1969年間減少了15.7%，在1980-1992年間太陽的年總輻射張度比1960-1974年間減少了33%，而太陽是地球生命的源泉。因此，節(jié)約常規(guī)能源并不僅是為了開展經(jīng)濟(jì)、解決資源短缺的一項(xiàng)舉措也是對(duì)人類賴以生存的地球環(huán)境進(jìn)行保護(hù)的一項(xiàng)嚴(yán)峻而又迫切的任務(wù)。1.2中國(guó)建筑節(jié)能的必要性世界各國(guó)能耗總量中建筑業(yè)占重要地位。工業(yè)興旺國(guó)家建筑能耗占總能耗的42%一45%，中國(guó)占全世界總能耗的25%建筑能耗包括材料生產(chǎn)能耗、建筑施工能耗以及使用能耗幾大局部。在材料生產(chǎn)方面，如豁土磚、瓦都是耗能大戶。20世紀(jì)90年代中國(guó)勃土磚瓦的年耗能量為5000多萬噸，約占建材總能耗的1/2。與其他同體積的先進(jìn)墻體材料相比，其生產(chǎn)耗能平均高1倍左右。因此，限制私土磚的使用不但為了保護(hù)耕地，同時(shí)也是為了節(jié)約能源。減輕建筑自重，可以減少材料的運(yùn)輸量，這也是減少建筑施工能耗的一項(xiàng)舉措。例如某寒冷地區(qū)160萬耐新建住宅，用磚約5.12億塊，重量1如萬噸，運(yùn)輸車載重4噸，需運(yùn)47.5萬次，耗油2698噸。假設(shè)用1.6萬噸巖棉取代磚，單車運(yùn)2噸，需8000次，耗油54.44噸，那么節(jié)油2643噸。使用能耗包括供熱、空調(diào)、照明、供水及其他能耗，使用能耗又大大超過建造能耗。由于各地氣溫條件不同，使用能耗一般為建造能耗的4-9倍。在中國(guó)嚴(yán)寒、寒冷北部地區(qū)，建筑總能耗超過全國(guó)平均數(shù)，約占地區(qū)總能耗的30%一40%，建筑使用能耗中又以供熱、空調(diào)能耗占主要局部?，F(xiàn)在實(shí)際采暖的地區(qū)主要為三北地區(qū)的城鎮(zhèn)，據(jù)調(diào)查，截至1988年，按北京、沈陽、大連、長(zhǎng)春、哈爾濱五市實(shí)際調(diào)查分析，采暖房年平均耗能量25.3kg標(biāo)準(zhǔn)煤/zm，約為氣候相當(dāng)?shù)呐d旺國(guó)家的3倍左右。近年來，在一些大中城市，涉外旅游賓館、飯店、辦公樓、公寓等高等級(jí)建筑大量出現(xiàn)，這些建筑多安裝有全年性空調(diào)設(shè)備。另外，一般居民空調(diào)的使用量也大幅度增加，空調(diào)建筑能源消耗量很大，不少建筑已成為民用能耗大戶。一座擁有1000間客房的大型高層賓館，全年約需消耗4.32x10'3J(1200萬kWh)電，1000噸標(biāo)準(zhǔn)煤、300萬時(shí)煤氣、100萬噸水，相當(dāng)于一座中型工廠的耗能量。雖然高檔高層建筑在城市房屋建筑總面積中所占比重不大，但其能耗量相當(dāng)可觀，在市政民用能耗中具有舉足輕重的影響。按1986年底北京市%座旅游賓館、飯店擁有22000間客房來估算，這類建筑耗電量為7.812x10'4J(2.17億kW"h)電，而城鄉(xiāng)居民生活用電為1.764x10'5J(4.9億kWh)電，占44%。年用水量128萬噸，占全市居民用水量的4.76%，年用煤氣量3300萬砰，占全市總煤氣用量的11.0%美國(guó)是照明用電最高的國(guó)家，據(jù)介紹，1993年美國(guó)全年的用電量約1.044x10'9J(29000億kW·h)，其中約19%用于照明，即1.984x10'8J(5510億kWh)，相當(dāng)于中國(guó)在建的長(zhǎng)江三峽電站全年發(fā)電量3.024x10"J(840億kWh)的6倍半。根據(jù)1995年專家的分析和計(jì)算，中國(guó)照明用電量約占總發(fā)電量的10%,1995年中國(guó)的年總發(fā)電量3.6x10'8J(10000億kW·h)，那么年照明耗電量為3.6x10"J(1000億kW·h)左右，超過在建的三峽水力發(fā)電工程的年總發(fā)電量。近年來城市夜景照明開展很快，估計(jì)照明用電量所占的比例及實(shí)際用電量都呈上升趨勢(shì)。根據(jù)國(guó)際照明委員會(huì)(CIE)TC7一03技術(shù)委員會(huì)的報(bào)告，歐美16個(gè)興旺國(guó)家的平均照明電占用電的比例，自1960-2000年雖呈下降趨勢(shì)，照明的能效呈上升趨勢(shì)。但16個(gè)興旺國(guó)家的年人均照明用電量卻是在逐年增長(zhǎng)。這說明照明節(jié)能任務(wù)也很艱巨。1990年中國(guó)公布“中國(guó)綠色照明工程實(shí)施方案〞，要求推廣節(jié)能燈，這個(gè)方案在當(dāng)時(shí)中國(guó)電光源及照明器具的光效極低的狀況下是行之有效的。2節(jié)能建筑的節(jié)能目標(biāo)及設(shè)計(jì)要求2.1節(jié)能建筑的節(jié)能目標(biāo)2.1.1建筑熱工設(shè)計(jì)分區(qū)及要求建筑熱工設(shè)計(jì)分區(qū)(圖2一1)、分區(qū)指標(biāo)及要求應(yīng)符合表2一1的規(guī)定。表2一1建筑熱工設(shè)計(jì)分區(qū)及設(shè)計(jì)要求圖2一1全國(guó)建筑熱工設(shè)計(jì)分區(qū)圖2.1.2節(jié)能目標(biāo)(1)嚴(yán)寒及寒冷地區(qū)根據(jù)國(guó)務(wù)院「1992」國(guó)發(fā)66號(hào)文:“從1995年起，我國(guó)嚴(yán)寒和寒冷地區(qū)城鎮(zhèn)新建住宅全部按采暖能耗降低50%設(shè)計(jì)建造。〞這一要求，建設(shè)部于1991年下達(dá)了修訂原標(biāo)準(zhǔn)的任務(wù)。新標(biāo)準(zhǔn)的節(jié)能目標(biāo)是，在各地1980-1981年住宅通用設(shè)計(jì)能耗水平根底上節(jié)能50%，但節(jié)能投資不超過土建工程造價(jià)的10%，節(jié)能投資回收期不超過10年，節(jié)約噸標(biāo)準(zhǔn)煤的投資不超過開發(fā)噸標(biāo)準(zhǔn)煤的投資。修訂工作主要針對(duì)這一目標(biāo)進(jìn)行，同時(shí)盡量吸取國(guó)內(nèi)外實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，努力做到經(jīng)濟(jì)合理、切實(shí)可行、使用方便。修訂的主要內(nèi)容有:①為了實(shí)現(xiàn)節(jié)能50%這一目標(biāo)，建筑物節(jié)能率應(yīng)到達(dá)35%(即建筑物耗熱量指標(biāo)應(yīng)降低35%);供熱系統(tǒng)的節(jié)能率應(yīng)到達(dá)23.6%。假設(shè)在總節(jié)能率50%中按比例分配，那么建筑物約承當(dāng)30%;供熱系統(tǒng)約承當(dāng)20%o②根據(jù)建筑物耗熱量指標(biāo)應(yīng)降低35%這一要求，制訂新的耗熱量指標(biāo)，并據(jù)此提出不同地區(qū)采暖居住建筑各局部圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)限值。③為了能耗估算盡量接近實(shí)際，使建筑物到達(dá)預(yù)期的節(jié)能效果，外墻的傳熱系數(shù)考慮了周邊熱橋的影響。④根據(jù)供熱系統(tǒng)節(jié)能率應(yīng)到達(dá)23.6%這一要求，鍋爐運(yùn)行效率應(yīng)從1980-1981年的0.55提高到0.68;管網(wǎng)輸送效率應(yīng)從1980-1981年的0.85提高到0.90，并據(jù)此對(duì)供熱系統(tǒng)中的鍋爐、管網(wǎng)、水力平衡、監(jiān)測(cè)等方面做出一些新的規(guī)定。⑤根據(jù)一些興旺國(guó)家的經(jīng)驗(yàn)，經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)一般只在標(biāo)準(zhǔn)制訂階段，論證其技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理性和可行性時(shí)才做，在標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施階段，對(duì)各個(gè)具體的節(jié)能設(shè)計(jì)對(duì)象，一般不作經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)。因此，在修訂原標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，考慮了國(guó)外的經(jīng)驗(yàn)和國(guó)內(nèi)一些人提出的意見，在新標(biāo)準(zhǔn)中取消了有關(guān)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)的內(nèi)容。新標(biāo)準(zhǔn)名稱為《民用建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)(采暖居住建筑局部)》，已經(jīng)建設(shè)部批準(zhǔn)發(fā)布，編號(hào)為3GJ26-95，自19%年7月1日起施行。原標(biāo)準(zhǔn)將同時(shí)廢止。建筑物耗熱量系指在一個(gè)采暖期間，為保持室內(nèi)計(jì)算溫度需由室內(nèi)采暖設(shè)備供給建筑物的熱量，其單位是kW·h/aoa為每年，實(shí)際為每個(gè)采暖期。建筑物耗熱量指標(biāo)系指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，其單位是W/m2。它是用來評(píng)價(jià)建筑物能耗水平的一個(gè)重要指標(biāo)。2.2節(jié)能建筑熱工設(shè)計(jì)要求2.2.1采暖居住建筑熱工設(shè)計(jì)要求(1)衛(wèi)生要求①室溫:冬季居室溫度為189C，考慮輔助房間后，整戶的室內(nèi)平均溫度按16℃計(jì);夏季居室溫度為24℃一28900②換氣次數(shù)到達(dá)0.5次/h，夏熱冬冷地區(qū)為1.0次/ha③室內(nèi)空氣溫度與外圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)外表溫度允許的最小溫差外墻為6.09C,屋頂為4.09C。(2)采暖居住建筑熱工設(shè)計(jì)一般規(guī)定一般規(guī)定如下:①建筑物朝向宜采用南北向或接近南北向，主要房間宜避開冬季主導(dǎo)風(fēng)向。②建筑物體形系數(shù)宜控制在0.30及0.30以下;假設(shè)體形系數(shù)大于0.30，那么屋頂和外墻應(yīng)加強(qiáng)保溫，其傳熱系數(shù)應(yīng)符合表2一6的規(guī)定。③采暖居住建筑的樓梯間和外廊應(yīng)設(shè)置門窗;在采暖期外平均溫度為-0.19C}-6.0℃的地區(qū)，樓梯間不采暖時(shí)，樓梯間隔墻和戶門應(yīng)采取保溫措施;在一6.0℃以下地區(qū)，樓梯間應(yīng)采暖，人口處應(yīng)設(shè)置門斗等避風(fēng)設(shè)施。2.2.2建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的規(guī)定(1)民用建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)(采暖居住建筑局部)對(duì)圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的規(guī)定。規(guī)定如下:①不同地區(qū)采暖居住建筑各局部圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù)不應(yīng)超過表2一6規(guī)定的限值。②當(dāng)實(shí)際采用的窗戶傳熱系數(shù)比表2一6規(guī)定的限值低0.5及0.5以上時(shí)，在滿足本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的耗熱量指標(biāo)條件下，可按本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的方法，重新計(jì)算確定外墻和屋頂所需的傳熱系數(shù)。③外墻的傳熱系數(shù)應(yīng)考慮周邊混凝土梁、柱等熱橋的影響。外墻的平均傳熱系數(shù)不應(yīng)超過表2一6規(guī)定的限值。④窗戶(包括陽臺(tái)門上部透明局部)面積不宜過大。不同朝向的窗墻面積比不應(yīng)超過表2一5規(guī)定的數(shù)值。⑤設(shè)計(jì)中應(yīng)采用氣密性良好的窗戶(包括陽臺(tái)門)，其氣密性等級(jí)，在1}6層建筑中，不應(yīng)低于現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《建筑外窗空氣滲透性能分級(jí)及其檢測(cè)方法》GB7107規(guī)定的B級(jí)規(guī)定。⑥在建筑物采用氣密窗或窗戶加設(shè)密封條的情況下，房間應(yīng)設(shè)置可以調(diào)節(jié)的換氣裝置或其他可行的換氣設(shè)施。表2一5不同朝向的窗墻面積比注:如窗墻面積比超過表2一5規(guī)定的數(shù)值，那么應(yīng)調(diào)整外墻和屋頂?shù)葒o(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù)，便建筑物耗熱量指標(biāo)到達(dá)規(guī)定要求。⑦圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱橋部位應(yīng)采取保溫措施，以保證其內(nèi)外表溫度不低于室內(nèi)空氣露點(diǎn)溫度并減少附加傳熱損失。(2)夏熱冬冷地區(qū)居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的規(guī)定規(guī)定如下:①建筑群的規(guī)劃布置、建筑物的平面布置應(yīng)有利于自然通風(fēng)。②條式建筑物的體形系數(shù)不應(yīng)超過0.35，點(diǎn)式建筑物的體形系數(shù)不應(yīng)超過0.400③外窗(包括陽臺(tái)門的透明局部)的面積不應(yīng)過大。不同朝向、不同窗墻面積比的外窗，其傳熱系數(shù)應(yīng)符合表2一7的規(guī)定。表2一7不同朝向、不同窗墻面積比的外窗傳熱系數(shù)④窗戶的氣密性要求同一般采暖住宅。⑤圍護(hù)結(jié)構(gòu)各局部的傳熱系數(shù)和熱惰性指標(biāo)應(yīng)符合表2一8的規(guī)定。其中外墻的傳熱系數(shù)應(yīng)考慮結(jié)構(gòu)性冷橋的影響，取平均傳熱系數(shù)。表2一8夏熱冬冷地區(qū)圍護(hù)結(jié)構(gòu)各局部的傳熱系數(shù)K[W/(時(shí)·K)]和熱惰性指標(biāo)D注:當(dāng)屋頂和外墻的K值滿足要求，但D值不滿足要求時(shí)，應(yīng)按照《民用建筑熱工設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn))來驗(yàn)算隔熱設(shè)計(jì)要求。⑥圍護(hù)結(jié)構(gòu)的外外表宜采用淺色飾面材料。平屋頂宜采用綠化或噴水霧等隔熱措施。3節(jié)能建筑的熱工設(shè)計(jì)3.1節(jié)能計(jì)算中的根本規(guī)定規(guī)定如下:(1)建筑面積Ao，應(yīng)按各層外墻外包線圍成面積的總和計(jì)算。(2)建筑體積Vo，應(yīng)按建筑物外外表和底層地面圍成的體積計(jì)算。(3)換氣體積V，樓梯間不采暖時(shí)，應(yīng)按V二0.60V。計(jì)算;樓梯間采暖時(shí)，應(yīng)按V二0.65V。計(jì)算。高層建筑樓梯間走道、前室不采暖時(shí)按V=0.5V。計(jì)算。(4)屋頂或頂棚面積FR，應(yīng)按支承屋頂?shù)耐鈮ν獍€圍成的面積計(jì)算，如果樓梯間不采暖，那么應(yīng)減去樓梯間的屋頂面積。(5)外墻面積Fw，應(yīng)按不同朝向分別計(jì)算，某一朝向的外墻面積，由該朝向外外表積減去窗戶和外門洞口面積構(gòu)成，當(dāng)樓梯間不采暖時(shí)，應(yīng)減去樓梯間的外墻面積。(6)窗戶(包括陽臺(tái)門上部透明局部)面積Fc，應(yīng)按朝向和有無陽臺(tái)分別計(jì)算，取窗戶洞口面積。(7)外門面積Fo，應(yīng)按不同朝向分別計(jì)算，取外門洞口面積。(8)陽臺(tái)門下部不透明局部面積FB，應(yīng)按不同朝向分別計(jì)算，取洞口面積。(9)地面面積FF，應(yīng)按周邊和非周邊，以及有無地下室分別計(jì)算。周邊地面系指由外墻內(nèi)側(cè)算起向內(nèi)2.0m范圍內(nèi)的地面;其余為非周邊地面。如果樓梯間不采暖，還應(yīng)減去樓梯間所占地面面積。(10)地板面積FB，接觸室外空氣的地板和不采暖地下室上面的地板應(yīng)分別計(jì)算。(11)樓梯間隔墻面積Fs.Fw，樓梯間不采媛時(shí)應(yīng)計(jì)算這一面積，由樓梯間隔墻總面積減去戶門洞口總面積構(gòu)成。(12)戶門面積Fs,，樓梯間不采暖時(shí)應(yīng)計(jì)算這一面積，由各層戶門洞口面積的總和構(gòu)成。3.2傳熱系數(shù)的計(jì)算3.2.1圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)圍護(hù)結(jié)構(gòu)兩側(cè)空氣溫差為1K時(shí)，單位時(shí)間內(nèi)通過單位面積的熱量稱圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)(K)。它是圍護(hù)結(jié)構(gòu)總熱阻(Ro)的倒數(shù)。即(3-1)(3-2)式中:K—圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)(W/·K);Ra—圍護(hù)結(jié)構(gòu)總熱阻(·K/W);R;—內(nèi)外表換熱阻(·K/w);Re—外外表換熱阻(·K/W);R—圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱阻(·K/W)內(nèi)外表換熱阻值和外外表換熱阻分別按表3一1及表3一2選用。表3一1內(nèi)外表換熱系數(shù)及內(nèi)外表換熱阻值3.2.2單層材料的熱阻計(jì)算熱阻是反響圍護(hù)結(jié)構(gòu)保溫性能的一個(gè)參數(shù)，其單位為(zm·K/W)。對(duì)單層材料來說熱阻應(yīng)按式計(jì)算。(3-3)式中:R—單層材料的熱阻(·K/W)d—該材料的厚度(m);—該材料的導(dǎo)熱系數(shù)(W/m·K)，見表3一3從式(3一1)及(3一2)來看，假使兩墻的材料及厚度都一樣，一個(gè)是外墻另一個(gè)是內(nèi)墻，雖然材料層的熱阻都一樣，但由于外墻的外外表換熱阻取0.04(耐·K/W)，而內(nèi)墻的外外表換熱阻與內(nèi)外表換熱阻相等，都取0.11(時(shí)·K/W)，因此兩墻的傳熱系數(shù)K值是不相同的。這一點(diǎn)在計(jì)算不采暖樓梯間與采暖房間內(nèi)墻及門窗的傳熱系數(shù)時(shí)應(yīng)特別注意。【例題3一1]設(shè)有一松木門，厚度為Scm，求做外門及內(nèi)門時(shí)的傳熱系數(shù)。[解]查表可知，松木(熱流方向垂直于木紋方向時(shí))的導(dǎo)熱系數(shù)按式(3一3)做外門時(shí)傳熱系數(shù)為做內(nèi)門時(shí)傳熱系數(shù)為3.2.3多層圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱阻計(jì)算〔3-4〕式中分別是第一層、第二層……第n層的熱阻。【例題3-2]設(shè)有一墻，其做法如圖3一1所示，試求其傳熱阻R及其傳熱系數(shù)Ko[解]按式(3一4)及(3一3)3.2.4空氣間層熱阻確實(shí)定空氣間層中傳熱的形式除導(dǎo)熱外，還有對(duì)流及輻射，因此其熱阻不能按式(3一3)計(jì)算。不帶鋁箔、雙面鋁箔封閉空氣間層的熱阻，應(yīng)按表3一5采用。通風(fēng)良好的空氣間層，其熱阻可不予考慮。這種空氣間層溫度可取進(jìn)氣溫度，外表換熱阻可取0.08【例題3一3]設(shè)雙層玻璃窗玻璃的厚度二層都是3mm，空氣層的厚度為30mm，求該窗在冬季及夏季的傳熱系數(shù)?！步狻扯鞠募?.110.11R玻璃0.008〔二層相加〕R空氣層0.170.14〔查表3-5〕Re0.040.05Ro0.3280.308K【例題3一4]設(shè)有一通風(fēng)屋頂，通風(fēng)層的下面為50mm厚袋裝膨脹珍珠巖，導(dǎo)熱系數(shù)為0.07W/(m·K)，下面為鋼筋混凝土圓孔板，熱阻R為0.15(·K)/W，再下面為20mm厚的白灰砂漿。求該屋頂?shù)膫鳠嵯禂?shù)。[解]根據(jù)式(3一1)及式(3一2)查表3-5，珍珠巖為填充在屋面構(gòu)件中的松散保溫材料，導(dǎo)熱系數(shù)應(yīng)按序號(hào)7修正。即應(yīng)乘修正系數(shù)1.20。根據(jù)式(3一3)3.2.5由兩種以上材料組成的非勻質(zhì)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的平均熱阻可按下式計(jì)算(3-5)式中—平均熱阻;—與熱流方向垂直的總傳熱面積,—按平行于熱流方向劃分的各個(gè)傳熱面積;,—各個(gè)傳熱面部位的傳熱阻;—內(nèi)外表換熱阻，取0.11Re—外外表換熱阻，取0.04—修正系數(shù)，應(yīng)按表3一6采用。計(jì)算用圖見圖3一2[解]材料導(dǎo)熱系數(shù)厚度熱阻1三氈三油0.170.012水泥砂漿找平層0.930.013珍珠巖保溫層0.084樓板面層1.740.075樓板筋1.740.186加氣混凝土填塊0.187紙筋灰噴漿0.810.014在鋼筋混泥土肋斷面上的總熱阻為：0.04+0.059+0.011+0.333+0.04+0.103+0.017+0.11=0.713在有加氣混泥土填塊處的總熱阻為：0.04+0.059+0.011+0.333+0.04+0.585+0.017+0.11=1.195根據(jù)式〔3-5〕3.3圍護(hù)結(jié)構(gòu)最小傳熱阻確實(shí)定3.3.1設(shè)置集中采暖的建筑物.其圍護(hù)結(jié)構(gòu)的最小傳熱阻的計(jì)算〔3-6〕式中:—圍護(hù)結(jié)構(gòu)最小傳熱阻—冬季室內(nèi)計(jì)算溫度(℃)，一般居住建筑取18℃;高級(jí)居住建筑、醫(yī)療托幼建筑取20℃;—圍護(hù)結(jié)構(gòu)冬季室外計(jì)算溫度(℃)按表3一9的規(guī)定采用;n—溫差修正系數(shù)，應(yīng)按表3一7取值;—圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)外表換熱阻，應(yīng)按表3一1確定;—室內(nèi)空氣與圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)外表之間的允許溫差(℃)，應(yīng)按表3一8取值。表3一7溫差修正系數(shù)n值3.3.2采暖地區(qū)在計(jì)算圍護(hù)結(jié)構(gòu)最小值時(shí)。室外計(jì)算溫度取值的規(guī)定采暖地區(qū)在計(jì)算圍護(hù)結(jié)構(gòu)最小值時(shí)，其室外計(jì)算溫度的取值與計(jì)算建筑耗熱量指標(biāo)時(shí)的計(jì)算溫度不同。前者要保證該建筑在冬季最寒冷的時(shí)刻圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)外表不會(huì)產(chǎn)生凝結(jié)，不會(huì)因?yàn)槭覝嘏c圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)外表溫差過大而給人帶來不適;后者是為了計(jì)算整個(gè)采暖期的耗熱量情況。因此后者是用整個(gè)采暖期的室外平均溫度，而前者應(yīng)采用最冷時(shí)刻的室外溫度。但最冷時(shí)刻究竟是最冷一小時(shí)的平均溫度，還是最冷一天或最冷幾天的平均溫度，這要取決于圍護(hù)結(jié)構(gòu)。對(duì)于熱阻都相同的圍護(hù)結(jié)構(gòu)來說，有的對(duì)突然的降溫很敏感，有的卻不太敏感。圍護(hù)結(jié)構(gòu)這種性能的差異取決于圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱惰性指標(biāo)的大小，亦就是說圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱惰性指標(biāo)是反映圍護(hù)結(jié)構(gòu)對(duì)溫度波靈敏度的一個(gè)指標(biāo)。一般用符號(hào)D來表示，靈敏度低那么熱惰性指標(biāo)大。在建筑熱工標(biāo)準(zhǔn)中，為確定冬季室外計(jì)算溫度乙，將圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱惰性指標(biāo)按大小分為四種累型，即D>6.0;6.0>D>4.1;4.1>D>1.6;D,1.60一般來說輕體結(jié)構(gòu)的熱惰性較小。根據(jù)熱惰性指標(biāo)冬季室外計(jì)算溫度取值的規(guī)定見表3一93.3.3圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱惰性指標(biāo)D值的計(jì)算。圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱惰性指標(biāo)是反映圍護(hù)結(jié)構(gòu)對(duì)溫度靈敏度的一個(gè)指標(biāo)。因此它是在不穩(wěn)定傳熱過程中圍護(hù)結(jié)構(gòu)的一種特性，它和圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱阻及蓄熱系數(shù)有關(guān)。蓄熱系數(shù)是材料的一種性能，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)，其外表溫度將按同一周期隨之波動(dòng)，但外表溫度的波幅值不但取決于該諧波的熱流波幅，同時(shí)也取決于該材料的性能。材料的這一性能稱之為蓄熱系數(shù)，它的數(shù)值就是通過外表的熱流波幅與外表溫度波幅的比值，用符號(hào)S來表示，其單位為W/時(shí)·K)。常用材料的蓄熱系數(shù)可從表3一3查得。圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱惰性指標(biāo)也是反映圍護(hù)結(jié)構(gòu)夏季隔熱性能的一個(gè)重要參數(shù)?！?〕單一材料圍護(hù)結(jié)構(gòu)或單一材料層的D值應(yīng)按下式計(jì)算:D=R*S(3-7)式中:R—材料層的熱阻仁S—材料的蓄熱系數(shù)(2)多層圍護(hù)結(jié)構(gòu)的D值應(yīng)按下式計(jì)算:〔3-8〕式中，。。。。?！鲗硬牧系臒嶙?，。。。。?！鲗硬牧系男顭嵯禂?shù)[]，空氣間層的蓄熱S=0〔3〕如某層有兩種以上的材料組成，那么應(yīng)先按下式計(jì)算該層的平均導(dǎo)熱系數(shù)：(3-9)然后按下式計(jì)算該層的平均熱阻:該層的平均蓄熱系數(shù)按下式計(jì)算:(3-10)式中,…..—在該層中按平行于熱流劃分的各個(gè)傳熱面積;,…..—各個(gè)傳熱面積上材料的導(dǎo)熱系數(shù)【W(wǎng)/(m·K)〕;,…..—各個(gè)傳熱面積上材料的蓄熱系數(shù)該層的熱惰性指標(biāo)D值應(yīng)按下式計(jì)算:3.4建筑耗熱量指標(biāo)及其計(jì)算(1)建筑耗熱量指標(biāo)(qH)是指: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:(2)建筑耗熱量指標(biāo)應(yīng)按下式計(jì)算:(3-11)式中:—建筑物耗熱量指標(biāo)—單位建筑面積通過圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱耗熱量();—單位建筑面積的空氣滲透耗熱量();—單位建筑面積的建筑物內(nèi)部得熱(包括炊事、照明、家體散熱)，住宅建筑取3.80(3)單位建筑面積通過圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱耗熱量應(yīng)按下式計(jì)算:(3-12)式中:—全部房間平均室內(nèi)計(jì)算溫度，一般住宅建筑取16℃;—采暖期室外平均溫度(℃)(應(yīng)按表3一12采用);—圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)的修正系數(shù)(表3一13);—圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù)，對(duì)于外墻應(yīng)取其平系數(shù);—圍護(hù)結(jié)構(gòu)的面積()，按上節(jié)規(guī)定計(jì)算。(4)單位建筑面積的空氣滲透耗熱量應(yīng)按下式計(jì)算:(3一13)式中—空氣比熱容，取0.28W·h/(kg·K);—空氣密度((kg/m3)，取t。條件下的值;N—換氣次數(shù)，住宅建筑取0.5L/h;V—換氣體積(m3)，(按3一13規(guī)定計(jì)算)。(5)外墻平均傳熱系數(shù)的計(jì)算外墻在周邊熱橋影響條件下，其平均傳熱系數(shù)應(yīng)按下式計(jì)算(3一14)式中—外墻的平均傳熱系數(shù);Kp—外墻主體部位的傳熱系數(shù)應(yīng)按國(guó)家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)《民用建筑熱工設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》GB50176J93的規(guī)定計(jì)算;,,—外墻周邊熱橋部位的傳熱系數(shù);KP—外墻主體部位的面積,,—外墻周邊熱橋部位的面積(襯)。外墻主體部位和周邊熱橋部位如圖3一5所示。(6)采暖耗煤量指標(biāo)應(yīng)按下式計(jì)算:〔3-15〕式中—采暖耗煤量指標(biāo)(標(biāo)準(zhǔn)煤);—建筑物耗熱量指標(biāo)();Z—采暖期天數(shù)(d)(查表3一2);—標(biāo)準(zhǔn)煤熱值，取8.14xW·h/kg;—室外管網(wǎng)輸送效率，采取節(jié)能措施前，取0.85，采取節(jié)能措施后，取0.90;—鍋爐運(yùn)行效率，采取節(jié)能措施前，取0.55，采取節(jié)能措施后取0.68。不同地區(qū)采暖住宅建筑耗熱量指標(biāo)和采暖耗煤量指標(biāo)不應(yīng)超過表3一2規(guī)定的數(shù)值。集體宿舍、招待所、旅館、托幼建筑等采暖居住建筑的保溫應(yīng)到達(dá)當(dāng)?shù)夭膳≌ㄖ乃?。〔?一10]一建筑的建筑面積為Ao，建筑體積為Vo，建在沈陽。樓梯間采暖。單位建筑面積通過圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱耗熱量為qH.}，試求其建筑耗熱量指標(biāo)及采暖耗煤量指標(biāo)。[解〕查表可知，沈陽采暖期室外平均溫度在一5.19C-一6.0℃范圍內(nèi)，=2.46Vo/Ao按式(3一11)，建筑耗熱量指標(biāo)為查表可知，采取節(jié)能措施后沈陽的采暖耗煤量指標(biāo)為全國(guó)主要城鎮(zhèn)采暖耗煤量指標(biāo)計(jì)算式結(jié)束語經(jīng)過了解和計(jì)算，我們明白建筑節(jié)能是落實(shí)以人為本，全面、協(xié)調(diào)、可持續(xù)的科學(xué)開展觀，減輕環(huán)境污染，實(shí)現(xiàn)人與自然和諧開展的重要舉措；是調(diào)整房地產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和轉(zhuǎn)變建筑業(yè)增長(zhǎng)方式，轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)方式，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)調(diào)整的迫切需要；是按照減量化、再利用、資源化的原那么，促進(jìn)資源綜合利用，建設(shè)節(jié)約型社會(huì)，