民用建筑节能设计毕业设计论文.doc

i 目 录 第一章 绪论 1 1.1 目前国外采用的一些的节能方法 1 1.1.1 资源回收利用 1 1.1.2 新能源开发利用 2 1.1.3 纸建筑 2 第二章 建筑节能的意义 4 2.1 中国建筑能耗基本情况 4 2.2 几种节能途径 5 2.2.1 墙体节能 5 2.2.2 门窗节能 5 2.2.3 屋面节能 6 2.2.4 利用太阳能 7 2.2.5 夜间通风 8 第三章 建筑节能设计方法现状 9 3.1 按规定性指标设计 9 3.2 按性能性指标设计 9 第四章 节能设计应把握以下几个方面 11 4.1 科学的规划布局与合理的建筑设计 11 4.2 提高建筑围护结构的保温隔热性能 11 4.3 提高设备的能效比 12 4.4 推广太阳能等节能新技术的应用 12 ii 第五章 居住建筑节能概述 13 5.1 居住建筑概述 13 5.1.1 居住建筑 13 5.1.2 居住建筑能耗消耗 13 5.1.3 照明节能 13 5.2 居住建筑节能设计 13 5.2.1 概况 14 5.2.2 建筑节能技术设计 14 第六章 某住宅小区节能专项设计 18 6.1 工程概况 18 6.2 地区气候参数 18 6.3 节能分析标准依据及节能目标和要求 18 6.3.1 节能分析标准依据 18 6.3.2 节能目标 19 6.3.3 节能措施要求 19 6.4 外围护结构保温措施说明 19 6.5 建筑与建筑热工节能设计 20 6.5.1 建筑的体形系数 20 6.5.2 窗墙面积比及窗的性能设计 20 6.5.3 屋面的热工节能设计 20 6.5.4 外墙的热工节能设计 23 6.5.5 分户墙的热工节能设计 28 6.5.6 楼地面的热工节能设计 29 6.5.7 不采暖楼梯间热工节能设计 29 6.5.8 不采暖地下室顶板热工节能设计 30 6.5.9 凸（飘）窗热工节能设计 31 iii 6.6 小结 32 第七章 该工程节能施工方案 33 7.1 编制依据 33 7.1.1 施工图纸：见附图 33 7.1.2 主要规范、规程 33 7.2 施工部署： 33 7.2.1 质量保证体系 33 7.3 本工程主要采用的建筑节能措施 34 7.4 主要施工方法 34 7.4.1 挤塑型聚苯板（xps）保温层 34 7.4.2 塑钢门窗 47 7.4.3 竣工验收 48 7.4.4 安全生产、文明施工措施 49 7.4.5 复合硅酸盐外墙内保温施工技术 51 7.4.6 挤塑型聚苯板（xps）保温屋面 54 第八章 总结 61 参考文献 62 附录 62 术语 63 外墙平均传热系数的计算 63 建筑面积和体积的计算 64 致谢 65 xx大学本科毕业设计（论文） 第一章 绪论 1 第一章 绪论 随着我国持续高速的发展，能源问题日益紧迫，对能源的 开发及利用的关注程度与日俱增。美国总统奥巴马提出，谁掌 握了新能源技术，谁就掌握了 21世纪 。因此，能源问题的重 要性可见一斑，必将成为本世纪的热门话题。我们必须从可持 续发展的战略出发，减少能源损耗。本文主要从建筑节能技术， 阐述了如何使建筑尽可能少地消耗不可再生资源，减轻对外界 环境的污染，并为使用者提供健康、舒适、与和谐的工作及生 活空间。作为与人类活动关系最为密切的住宅，如果在规划及 建筑设计过程中体现“节约” 、 “和谐”的思想，创造出节能的 生态社区和建筑，是一个十分有意义的课题。 我国建筑节能方面采取的措施主要有：采用节电型的照明 灯具和电器；采用双层玻璃中空窗；增加墙体和屋面保温隔热 材料。墙体和屋面保温主要分为外墙内保温或外墙外保温,都 是以降低能量的流失,从而达到保温节能的目的。与外墙内保 温相比，外墙外保温有绝对优势，采用外保温实体墙的蓄热量 大，室温及湿度较为稳定，人体舒适度高，避免了内保温无法 解决的柱梁冷桥问题，同时可以保护墙体的砖石混凝土结构， 并增加了 2%左右的室内面积和空间。 1.1 目前国外采用的一些的节能方法 1.1.1 资源回收利用 美国一家大学曾设计建造了一种四居室的生态房。它的热 能来源于人工散热、阳光及使用家电设备所产生的热量;用电 依靠风力发电机和太阳能电池;用水是从屋檐流下来经过处理 的雨水;粪便和污水则流入一个堆肥坑里,经发酵后供花园施肥 xx大学本科毕业设计（论文） 第一章 绪论 2 用。美国一家建筑公司用回收的垃圾建筑房屋，墙壁是用回收 的轮胎和铝合金废料建造的;屋架所用的大部分钢料是从建筑 工地上回收来的;所用的板材为锯末和碎木料加上 20%的聚乙烯 制成;而旧报纸、纸板箱则成了屋面的主要原料，并作为墙面 的绝缘体。美国国立资源保护委员会总部则是以废旧回收物品 的再生材料为主要材料建筑的绿色办公室。它的墙壁由麦秸秆 压制并经过高加工而成,地板由废玻璃制成,办公桌由废旧报纸 与黄豆渣制成。另外,它还设有很大的窗户,这样办公室内非常 明亮,从而可节约电力 30%。日本 1997年建成了一栋实验型 “健康住宅” 。除了整个住宅尽可能选对人体无害的建筑材料 外,墙体还被设计成双重结构,每个房间建有通风口,整个房屋 系统的空气采用全热交换器和除湿机进行循环。全热交换器能 够有效地回收热量并加以再次利用,其过滤器可有效地收集空 气中细小的尘埃,从而能够抑制霉菌等过敏生物繁殖。这种资 源的回收利用，不仅变废为宝，而且减少了环境污源，节约了 能源。 1.1.2 新能源开发利用 德国建筑师塞多特霍尔斯建造了一座能跟踪阳光的太阳 房屋。房屋被安装在一个圆盘底座上,由一个小型太阳能电动 机带动一组齿轮。房屋底座在环形轨道上以每分钟转动 3cm的 速度随太阳旋转。当太阳落山以后,该房屋便反向转动,回到起 点位置。它跟踪太阳所消耗的电力仅为房屋太阳能发电功率的 1%,而所吸收的太阳能则相当于一般不能转动的太阳能房屋的 2倍。德国还有一个零能量住房,所需能量 100%靠太阳能。零 能量住房向南开放的平面被设计成扇形平面,可以获得很高的 太阳能辐射能。墙面采用储热能力较好的灰沙砖、隔热材料和 xx大学本科毕业设计（论文） 第一章 绪论 3 装饰材料,阳光透过保温材料,热量在灰沙砖墙中存储起来。房 屋白天通过窗户由太阳来加热,夜间则通过隔热材料和灰沙砖 墙来加热。 1.1.3 纸建筑 用纸做结构材料不仅可以减小建筑物的重量，加快施工速 度，降低成本;而且建筑物拆除后，纸可以重复利用，对节约 资源、环境保护亦有好处。世界上目前已有一些用纸结构建造 的临时性和半临时性的建筑。位于瑞士某地的纸塔是轻型建筑 中一个有意义的例子，该纸塔外径 13m，高 33m，1992 年建成， 已成为瑞士当地的标志性建筑物。整个塔所用的材料纸板占 79.26%，木材占 20.22%，钢材占 0.52%。为建筑使用可降解性 材料开辟了一条“绿色”通道，因此，它们被人们誉为“绿色 建筑”典范。2000 年世博会，日本馆是一座世博会期间使用的 临时性纸建筑，会后其大部分材料可以回收利用。它以材料和 结构的特性为主题，关注资源和环保问题。它采用回收加工的 纸建成拱筒形的结构，由 12.5cm粗的纸管网状交叉而成，弧 形屋面和墙身材料也是织物和纸膜。该馆长 72m，宽 32m，最 高处达 15.5m，面积 3600m2。白天，自然光经过半透明纸窗的 过滤构成柔和、宜人的室内光环境;夜晚，纸窗又是神奇光影 的“屏幕” 。在世博会展馆里，自然光透过防水的织物和纸膜 构成的屋顶照射到室内，造成一片富有日本风情的空间环境。 日本馆反映了日本人普遍具有的生态与环境意识，这种纸品构 筑物的意义不仅仅在于环保、节能，更重要的是为解决人类居 住问题提供了一条快捷的途径。 目前，我国墙体保温通常采用三种形式，即外墙外保温、 外墙内保温和夹心保温形式。三种形式都有比较成功的工程实 xx大学本科毕业设计（论文） 第一章 绪论 4 例，在应用中也都出现过一些问题。本工程重要采用夹心保温 形式来实现节能目标的，墙体采用煤矸石多孔砖夹心保温体系， 夹心保温层为挤塑聚苯板。相比于外墙内保温和外墙外保温技 术而言，夹心保温解决了这两种保温形式带来的许多综合性的 问题，具有热工性能好、保温效果高、综合投资低、可以延长 建筑结构寿命等优点，应将成为我国墙体保温的主要形式以及 节能建筑保温墙体的发展方向。 xx大学本科毕业设计（论文） 第二章 建筑节能的意义 5 第二章 建筑节能的意义 我国是一个发展中大国，又是一个建筑大国，每年新建房 屋面积高达 17-18亿平方米，超过所有发达国家每年建成建筑 面积的总和。随着全面建设小康社会的逐步推进，建设事业迅 猛发展，建筑能耗迅速增长。所谓建筑能耗指建筑使用能耗， 包括采暖、空调、热水供应、照明、炊事、家用电器、电梯等 方面的能耗。其中采暖、空调能耗约占 60%70%。我国既有的 近 400亿平方米建筑，仅有 1%为节能建筑，其余无论从建筑围 护结构还是采暖空调系统来衡量，均属于高耗能建筑。单位面 积采暖所耗能源相当于纬度相近的发达国家的 23倍。这是由 于我国的建筑围护结构保温隔热性能差，采暖用能的 2/3白白 跑掉。而每年的新建建筑中真正称得上“节能建筑”的还不足 1亿平方米，建筑耗能总量在我国能源消费总量中的份额已超 过 27%，逐渐接近三成。开展建筑节能是国家实施节能战略的 重要方面。必须在住宅外墙保温、门窗设计、屋顶保温这三方 面下大功夫，努力达到节能住宅的设计标准。 2.1 中国建筑能耗基本情况 我国的建筑能耗量约占全国总用能量的 1/4，居耗能首位。 近年来我国建筑业得到了快速的发展，需要大量的建造和运行 使用能源，尤其是建筑的采暖和空调耗能。据统计，1994 年全 国仅住宅建筑能耗在基本上不供热水的情况下为 1.54108t 标准煤，占当年全能源消耗总量 12.27109t标准煤的 12.6%。目前每年城镇建筑仅采暖一项需要耗能 1.3108t标 准煤，占全国能源消费总量的 11.5%左右，占采暖区全社会能 源消费的 20%以上，在一些严寒地区，城镇建筑能耗高达当地 xx大学本科毕业设计（论文） 第二章 建筑节能的意义 6 社会能源消费的 50%左右。与此同时，由于建筑供暖燃用大量 煤炭等矿物能源，使周围的自然与生态环境不断恶化。在能源 的利用过程中，化石类燃料燃烧时排放到大气的污染物中，99%的 氮氧化物、99%的 co、91%的 so2、78%的 co2、60%的粉尘和 43% 的碳化氢是化石类燃料燃烧时产生的，其中煤燃烧产生的占大 多数。燃煤产生的大气污染物中 so2占 87%、氮氧化物占 67%，co 2占 71%，烟尘占 60%。由于我国是主要以煤而不是以 油、气等优质能源作为主要能源消耗的国家，每年由于燃烧矿 物燃料向地球大气排放的二氧化碳仅次于美国居世界第二，预 计到 2020年，中国将取代美国成为世界二氧化碳排放第一大 国。因此，中国对于全球气候变暖承担着重大的责任，而作为 耗能大户的建筑，其节能也就成为关系国计民生的重大问题。 我国节能工作与发达国家相比起步较晚，能源浪费又十分 严重。如我国的建筑采暖耗热量:外墙大体上为气候条件接近 的发达国家的 45 倍，屋顶为 2.55.5 倍，外窗为 1.52.2 倍;门窗透气性为 36 倍;总耗能是 34 倍。如果听任高耗能 建筑大行其道，建筑能耗增长的速度将远远超过我国能源生产 可能增长的速度，国家的能源生产势必难以长期支撑这种浪费 型需求，从而不得不组织大规模的旧房节能改造，将耗费更多 的人力、物力。另外，每年新建和改建的几千万栋建筑要消耗 掉几十亿吨林木、砖石和矿物材料，造成森林的过度砍伐，材 料资源的大量开采，带来土地的破坏，植被的退化，物种的减 少和自然环境的恶化。 2.2 几种节能途径 2.2.1 墙体节能 墙体是建筑外围护结构的主体,其所用材料的保温性能直 xx大学本科毕业设计（论文） 第二章 建筑节能的意义 7 接建筑的耗热量。我国以实心粘土砖为墙体材料,保温性能不 能满足设计标准。以外墙为例，jgj26 - 1995 标准规定,在建 筑物形体系数(建筑物与室外大气接触的外表面积与其所包围 的体积的比值)小于 0.3时,北京地区传热系数不超过 1.16/（m 2） ，而常用的内抹灰砖墙，传热系数都大于上 述节能标准数值。因而在节能的前提下，应进一步推广空心砖 墙及其复合墙体技术。 2.2.2 门窗节能 外门窗是住宅能耗散失的最薄弱部位，其能耗占住宅总能 耗的比例较大，其中传热损失为 1/3，冷风渗透为 1/3，所以 在保证日照、采光、通风、观景要求的条件下，尽量减小住宅 外门窗洞口的面积，提高外门窗的气密性，减少冷风渗透，提 高外门窗本身的保温性能，减少外门窗本身的传热量。其节能 措施有: （1）控制住宅窗墙比。住宅窗墙比是指住宅窗户洞口面 积与住宅立面单元面积的比值，jgj26-1995民用建筑节能设 计标准（采暖居住部分） 对不同朝向的住宅窗墙比做了严格 的规定，指出“北向、东向和西向、南向的窗墙比分别不应超 过 20%、30%、35%” 。 （2）提高住宅外窗的气密性，减少冷空气渗透。如设置 泡沫塑料密封条，使用新型的、密封性能良好的门窗材料。而 门窗框与墙间的缝隙可用弹性松软型材料（如毛毡） 、弹性密 闭型材料（如聚乙烯泡沫材料） 、密封膏以及边框设灰口等密 封;框与扇的密封可用橡胶、橡塑或泡沫密封条以及高低缝、 回风槽等;扇与扇之间的密封可用密封条、高低缝及缝外压条 等;扇与玻璃之间的密封可用各种弹性压条等。 xx大学本科毕业设计（论文） 第二章 建筑节能的意义 8 （3）改善住宅门窗的保温性能。户门与阳台门应结合防 火、防盗要求，在门的空腹内填充聚苯乙烯板或岩棉板，以增 加其绝热性能;窗户最好采用钢塑复合窗和塑料窗，这样可避 免金属窗产生的冷桥，可设置双玻璃或三玻璃，并积极采用中 空玻璃、镀膜玻璃，有条件的住宅可采用低辐射玻璃;缩短窗 扇的缝隙长度，采用大窗扇，减少小窗扇，扩大单块玻璃的面 积，减少窗芯，合理地减少可开启的窗扇面积，适当增加固定 玻璃及固定窗扇的面积。 （4）设置“温度阻尼区” 。所谓温度阻尼区就是在室内与 室外之间设有一中间层次，这一中间层次象热闸一样可阻止室 外冷风的直接渗透，减少外墙、外窗的热耗损。在住宅中，将 北阳台的外门、窗全部用密封阳台封闭起来，外门设防风门斗， 防止冷风倒灌，楼梯间设计成封闭式的，对屋顶上人孔进行封 闭处理等措施均能收到良好的节能效果。 2.2.3 屋面节能 在不断改进建筑外墙、外窗的保温性能后，还必须进一步 加强屋面保温隔热的。屋面节能措施的要点，其一是屋面保温 层不宜选用密度较大、导热系数较高的保温材料，以免屋面重 量、厚度过大;其二是屋面保温层不宜选用吸水率较大的保温 材料以防屋面湿作业时因保温层大量吸水而降低保温效果，如 选用吸水率较高的保温材料，屋面上应设置排气孔以排除保温 层内不易排出的水分。现在，高效保温材料已经开始于屋面， 一些建筑的屋面保温，采用膨胀珍珠岩保温芯板保温层代替常 规的沥青珍珠岩或水泥珍珠岩做法，就克服了常规作法的诸多 缺点。这种保温芯板施工方便、价格低廉、不污染环境;芯板 为柔性制品，不仅适用于具有平面的屋面，也可用于带有曲面 xx大学本科毕业设计（论文） 第二章 建筑节能的意义 9 的屋面，其保温工程更可显示出它的优越性。其主要技术指标， 表观密度为 110150kg/m 3；导热系数为 0.040.06w/ m2；蓄热系数为 0.900.11 m2。抗压强度大于 0.2mpa；吸水率小于 0.01%；蒸汽渗透系数为 2.1810- 7g/m.n.pa。这些指标充分体现了膨胀珍珠岩密度较小，导热 系数较低，而且吸水率和蒸汽渗透系数也都很低。这是保温性 能好的材料所必须具备的。2001 年已经在西宁污水处理厂的数 百平方米屋面工程中使用，收到了好的技术效果。 2.2.4 利用太阳能 地球拦截的太阳辐射能相当于目前全球电力消费量的 1500 倍。而在现有技术、经济条件下可供开发利用的太阳能，只占 资源量的很小一部分。据美国能源部评估，1990 年美国太阳能 经济可开发资源量约为 22mtce/年，仅为技术可开发量的 0.6%。所以，太阳能的开发利用有巨大的潜力。太阳能作为一 种可再生的洁净能源，是建筑上很具有利用潜力的新能源之一。 太阳能在建筑上的利用方式主要有，被动式太阳能采暖、太阳 能供热水、主动式太阳能采暖与空调、以及太阳能发电等等。 我国太阳能资源丰富，陆地每年接受的太阳辐射能，相当于 2.41012tec，2/3 国土面积的太阳能总辐射量超过 0.6mj/m2。如果将太阳能源充分加以利用，不仅有可能节省大 量常规能源，而且有可能在某些区域完全利用太阳能采暖。 2.2.5 夜间通风 夜间通风的原理是在夜间引入室外的冷空气，通过冷空气 与作为蓄热材料的建筑维护结构接触换热，冷却建筑材料，达 到蓄冷目的。在夏季，为了获得舒适的室内环境，则需要空调 xx大学本科毕业设计（论文） 第二章 建筑节能的意义 10 供冷系统。而此时，因为夜间的室外空气温度比白天低得多， 所以夜间室外冷空气则可以作为一种很好的冷源加以利用。严 格地说，只要室外空气温度低于室内空气温度，此时的室外冷 空气就可视为可利用的自然冷源。 xx大学本科毕业设计（论文） 第三章 建筑节能设计方法现状 11 第三章 建筑节能设计方法现状 目前常用的建筑节能设计方法有两种：按规定性指标设计 和按性能性指标设计。按规定性指标设计是指建筑物体形特征 和围护结构热工性能等均按有关建筑节能标准进行设计。性能 性指标由建筑热环境质量指标和能耗指标两部分组成，按性能 性指标设计是指在同时满足建筑热环境质量指标和能耗指标的 前提下，设计人员可自行确定建筑物体形特征和围护结构热工 性能等的具体技术参数。 3.1 按规定性指标设计 按规定性指标设计使设计人员摆脱了复杂的计算分析，在 保证工程设计的合理性和成功方面有重大作用，但由于确定规 定性指标主要考虑普遍情况，而每一个工程都有其不同于普遍 情况的特殊性，因此规定性指标对适用范围内的一个具体工程 往往不是最佳的，即按规定性指标很难进行优化设计，同时按 规定性指标设计容易阻碍新技术的应用和压抑设计人员的创造 性。按性能性指标设计使建筑节能设计标准具有充分的灵活性， 为新技术的采用和具体工程项目的最优化创造了条件。 3.2 按性能性指标设计 按性能性指标设计需要对所设计建筑进行能耗分析，进而 评价所设计的建筑是否节能，建筑能耗计算方法和节能评价方 法的选择成为这种设计方法的重要内容。国内对建筑节能评价 的研究相对缺乏，目前建筑节能评价通常采用比较建筑能耗计 算值和相关节能标准指标值的方法，建筑能耗计算值则通过相 应的能耗分析软件获得，若评价结果表明所设计的建筑并不节 xx大学本科毕业设计（论文） 第三章 建筑节能设计方法现状 12 能，则需要设计人员凭借个人的设计经验对设计方案进行反复 修改。国外已基本解决建筑节能设计标准灵活性和建筑节能评 价方法问题，初步实现了建筑围护结构的节能平衡分析，但设 计信息与评价信息之间缺乏沟通，尚未实现建筑设计过程的动 态评价和建筑设计的全局优化。 可见，按性能性指标进行建筑节能设计存在如下缺点： (1)过于依赖能耗分析软件。 （2）过于依赖设计人员的设计经验。 实际上，目前得到权威结构确认的能耗分析软件数量不多 且推广程度不大，就能耗分析软件本身而言，仍存在提高运行 速度、改进人机界面等问题；而设计人员的经验需要长期积累。 鉴于现有建筑节能设计方法的局限性，探索新的设计方法成为 必然，本文拟采用并行设计思想，提出建筑节能并行设计方法， 实现设计过程和评价过程的交叉、并行及协调。 xx大学本科毕业设计（论文） 第四章 节能设计应把握以下几个方面 13 第四章 节能设计应把握以下几个方面 4.1 科学的规划布局与合理的建筑设计 住宅区的规划布局应根据地方气候特点，因地制宜，使建 筑群的规划布置和建筑物的平面布置有利于自然通风，保留自 然水域面积，增加植被绿化，减少硬化地面，形成小区微气候。 规划中还应注意尽可能争取最有利的建筑朝向，采用南北向或 接近南北向，使建筑冬季可以增加太阳辐射得热，夏季可以减 少太阳辐射得热，且与当地夏季的主导风向一致。建筑物的单 体设计应控制其体型系数，将体型系数控制在一个较低的水平 上，以减少其外围护结构的传热损失，降低建筑能耗。夏热冬 暖地区居住建筑的平面布置还应有利于组织夏季凉爽时间的穿 堂风。 4.2 提高建筑围护结构的保温隔热性能 影响建筑能耗最直接的因素是建筑围护结构保温隔热性能 的优劣，我国现有居住建筑围护结构的热工性能普遍较低，直 接影响了室内热舒适度。处于夏热冬暖地区的福州，夏天普遍 需要空调，冬天甚至需要采暖，建筑整体的耗能量大。因此， 我国制定的三个地区的居住建筑节能设计标准，都把提高建筑 围护结构的热工性能作为核心内容，这也是建筑节能的最有效 手段。 建筑围护结构主要包括屋顶、外墙和外窗三个部分： 屋顶采用高效的保温隔热屋面，其传热系数、热惰性指标 应满足标准规定，有条件的可采取屋顶绿化等措施，降低夏季 太阳辐射得热； 外墙，研究并推广具有低热转移值的外墙材料，采用新型 xx大学本科毕业设计（论文） 第四章 节能设计应把握以下几个方面 14 节能墙体材料，如加气混凝土砌块等，建筑外墙的热工能性应 满足标准的规定。南方地区建筑外墙保温隔热措施还包括外墙 表面采用浅色设计，以反射太阳辐射热，一般东、西面外墙采 用构架或爬藤植物遮阳，还可采用中空墙体结构，形成隔热的 空气间层等； 外窗，建筑围护结构热工性能最薄弱的环节是窗户，在建 筑能耗方面，铝、钢、塑窗散热量平均约占建筑外围护结构总 散热量的 50%。因此，控制窗墙比，提高窗户的保温隔热性能， 是提高建筑外围护结构节能指标的有效途径。一方面，在保证 居室采光通风条件的前提下，控制窗墙比，减少外墙传递的热 量；另一方面，推广应用新型节能门窗，满足节能和使用要求。 南方地区还应采用合适的外遮阳措施，结合外立面造型，形成 整体有效的外遮阳系统，也是建筑个性的表现手段，如马来西 亚建筑师杨经文设计的吉隆坡 ibm大夏所采用的“双层皮”构 造外墙就是一座独特的节能建筑 4.3 提高设备的能效比 南方地区夏季酷热，随着经济发展，居民对空调的需求逐 年上升，有的地方冬季还需要采暖。能效比是空调（采暖）设 备最主要的经济性能指标，能效比高，说明该空调器具有节能、 省电的先决条件，所以应优先采用符合国家现行标准规定的节 能型空调和采暖产品，贯彻执行国家相关节能政策，提高人民 的居住舒适水平。 4.4 推广太阳能等节能新技术的应用 实现建筑节能，一方面通过降低建筑能耗的各种手段，另 一方面要利用太阳能等自然资源，减少常规能源的消耗和对环 xx大学本科毕业设计（论文） 第四章 节能设计应把握以下几个方面 15 境的污染，保持生态平衡。太阳能取之不尽用之不竭，是洁净 的绿色能源，我国已把开发太阳能利用作为实现可持续发展战 略的有效措施之一。建设部科技示范工程心家泊住宅区就使 用了太阳能集中供热水系统，既节能环保，又方便安全。 xx大学本科毕业设计（论文） 第五章 居住建筑节能概述 16 第五章 居住建筑节能概述 5.1 居住建筑概述 5.1.1 居住建筑 包括采用和尚未采用采暖或空调的居住建筑，其中包括住 宅、集体宿舍、托儿所、幼儿园等。采暖方式包括采用煤、电、 油、气等不同燃料或地热等自然能源，使用集中或分散供热的 能源；空调方式包括采用电、气、地热等不同能源，使用集中 或分散制冷冷源等等。 5.1.2 居住建筑能耗消耗 根据其所在地点的气候条件、围护结构及设备系统情况的 不同，有相当大的区别，但绝大部分用于采暖空调的需要，有 一小部分用于照明。 5.1.3 照明节能 在建筑照明设计标准 （gb 50034-2004）中另有规定。 5.2 居住建筑节能设计 居住建筑设计包括全国新建、改建和扩建居住建筑的建筑 节能设计。居住建筑的建筑热工和暖通空调设计必须采取节能 措施，在保证室内热环境的前提下，将采暖和空调能耗控制在 规定的范围内。近年来随着人们生活水平的提高，住宅产业蓬 勃发展，人们对居住条件和质量需求逐渐增大，住宅对能源的 占有逐渐增大，随着世界能源资源不断紧张，要求合理利用能 源，减少能源消耗的呼声日益强大，节约能源迫在眉睫，实现 xx大学本科毕业设计（论文） 第五章 居住建筑节能概述 17 住宅在设计方面的能源节约。 5.2.1 概况 建筑节能技术是一项综合的技术，正日益受到世界各国的 重视。建筑节能能耗是能耗的主要方面（通常占国家总能耗的 30%40%） 。建筑能耗占社会总能耗的 30%45%。我国建筑能耗 已占社会总能耗的 20%25%，正逐步上升到 30%。因此建筑节 能是目前节能领域的当务之急。 建筑节能分为二部分： 一是建筑物自身的节能； 二是空调系统的节能。 建筑物自身的节能主要是从建筑设计规划、维护结构、遮 阳设施等方面考虑。空调系统的节能是从减少冷热源能耗、输 送系统的能耗及系统的运行管理等方面进行考虑的。据有关资 料介绍,围护结构的传热系数每增大 1w/ m2，在其他工况 不变条件下,空调系统设计计算负荷增加近 30%。所以改善建筑 的保温隔热性能可以直接有效地减少建筑物的冷热负荷，是建 筑设计上的首要节能措施。 理想的节能建筑应在最少的能量消耗下满足以下三点： 一是能够在不同季节、不同区域控制接收或阻止太阳辐射； 二是能够在不同季节保持室内的舒适性； 三是能够使室内实现必要的通风换气。 目前，建筑节能的途径主要包括：尽量减少不可再生能源 的消耗，提高能源的使用效率；减少建筑围护结构的能量损失； 降低建筑设施运行的能耗；在这三个方面，高新技术起着决定 性的作用。 xx大学本科毕业设计（论文） 第五章 居住建筑节能概述 18 5.2.2 建筑节能技术设计 （1）节能建筑规划设计 根据建筑功能要求和当地的气候参数，在总体规划和单体 设计中，科学合理地确定建筑朝向、平面形状、空间布局、外 观体型、间距、层高、选用节能型建筑材料、保证建筑外维护 结构的保温隔热等热工特性及对建筑周围环境进行绿化设计， 设计要有利于施工和维护，全面应用节能技术措施，最大限度 减少建筑物能耗量，获得理想的节能效果。 建筑朝向和平面形状 同样形状的建筑物,南北朝向比东西朝向的冷负荷小，因 此建筑物应尽量采用南北向。选择合理的建筑物朝向是一项重 要的节能措施。空调建筑的平面形状，应在体积一定的情况下， 采用外维护结构表面积小的建筑。 合理规划空间布局及控制体型系数 如果是依靠自然通风降温的建筑，空间布局应比较开敞， 开较大的窗口以利用自然通风。而设有空调系统的建筑，其空 间布局应十分紧凑，尽量减少建筑物外表面积和窗洞面积，这 样可以减少空调负荷。 绿化对节能建筑的影响 绿化对居住区气候条件起着十分重要的作用，它能调节改 善气温，调节碳氧平衡，减弱温室效应，减轻城市的大气污染， 减低噪声，遮阳隔热，是改善居住区微小气候，改善建筑室内 环境，节约建筑能耗的有效措施。 （2）节能结构设计 墙体节能技术 a.使用环保、节能型建筑材料保温墙体是建筑物本体节能 的重要技术手段，实践证明复合墙体比单一材料的墙体能取得 xx大学本科毕业设计（论文） 第五章 居住建筑节能概述 19 较高热阻，节约采暖能耗。使用环保、节能型建筑材料，可有 效减少通过围护结构的传热，从而减少各主要设备的容量，达 到显著的节能效果。 主要技术方法有： 建筑外墙内保温技术：在建筑外墙结构的内部加做保温层、 取消传统的实心砖，应用新型的混泥土空心砌块砖、粉煤灰砌 块砖等； 外挂技术：采用粘接砂浆或者是专用的固定件，将保温材 料贴、挂在建筑外墙上，然后抹抗裂砂浆，压入玻璃纤维网格 布，使其形成保护层，最后加做装饰面； 绝热材料与墙体一次性浇灌成型技术：在混凝土框-剪体 系中，把绝热板材内放于建筑模板里，在即将浇灌的墙体外侧 随后浇灌混凝土，一次性浇灌成型为复合墙体。 b. 隔离太阳辐射热 对垂直墙面可采用外廓、阳台、挑檐阳等遮阳设施和浅色 墙面、反射幕墙、植物覆盖绿化等。 门窗的节能设计 门窗的朝向、构造、尺寸和形状以及密封程度是影响门窗 能耗的主要因素，综合考虑以上因素，在门窗节能上的的主要 技术设计：采用加层窗技术提高窗户的保温隔热性能，对户门 及阳台门进行保温处理，提高气密、水密、隔声、保温、隔热 等主要物理性能。 a.尽量减少门窗的面积 门窗是建筑能耗散失的最薄弱部位，面积约占建筑外维护 结构面积的 30%，其能耗约占建筑总能耗的 2/3，其中传热损 失为 1/3。所以门窗是外维护结构节能的重点。所以在保证日 照、采光、通风、观景条件下，尽量减少外门窗洞口的面积。 b.设置遮阳设施 xx大学本科毕业设计（论文） 第五章 居住建筑节能概述 20 设置遮阳设施，考虑空调设备的位置。减少阳光直接辐射 屋顶、墙、窗及透过窗户进入室内，可采用外廊、阳台、挑檐、 遮阳板、热反射窗帘等遮阳措施。门窗的遮阳设施可选用特种 玻璃、双层玻璃、窗帘或遮阳板等。 c.提高门窗的气密性 有资料表明，房间换气次数由 0.8h-1降到 0.5h-1。建筑 物的耗冷可降低 8%左右，因此设计中应采用密闭性良好的门窗。 加设密闭条是提高门窗气密性的重要手段之一。 d.合理控制窗墙比 窗墙比是窗洞口与墙的面积比值，增大这两个比值不利于 空调建筑节能，应尽量减少空调房间两侧温差大的外墙面积及 窗的面积。 屋顶的节能设计 a.隔离太阳辐射热 隔离太阳辐射热，减少阳光直射，一对屋顶可采用架空屋 面，浅色屋面，种植屋面等。对屋面进行绿色覆盖，既可遮阳， 又能隔热，而且通过光合作用，可消耗或转化部分能量，也起 到美化环境作用。因此植物覆盖法是空调节能的较好的方法。 二设计通风屋面、蓄水屋面等节能措施。三是采用减少热量传 递，一般的技术方法： 既有建筑的屋顶：铺设高效保温隔热材料，并加设一挂瓦 坡屋顶保护，使传热系数大幅度下降； 在新建房屋平屋顶上铺设高效保温隔热材料，并用加气混 凝土块支撑的薄钢筋混凝土板覆盖，中间设有 5厘米厚空气间 层，使传热系数值下降。 b. “冷屋顶”节能 国外很多专家对“冷屋顶” （cool roofs）进行了大量的 研究，发现其节能效果很显著。所谓“冷屋顶”(cool roofs) xx大学本科毕业设计（论文） 第五章 居住建筑节能概述 21 是指日射反射率高的屋顶,它通过对普通屋顶涂上高反射率的 涂料,提高屋顶的日射反射率,减少太阳热量的吸收,从而达到 减少空调冷负荷和空调节能的目的。研究表明：采用“冷屋顶” 节能可使空调负荷减少约 10%50%。 节能设施技术 随着季节的更替，冬季要采暖，夏季要有空调，这些已经 成为现代住宅的追求，这种舒适完全依赖设备的运转，同时也 意味着有大量的能源消费。采暖系统控制技术针对“垂直串联 式单管采暖系统”无法控制及无法计算采暖能耗问题，采用 “按典型房间温度对整幢建筑的采暖系统进行控制”和“改造 供暖管道系统，单管加跨越管和双管系统”措施，提高供热系 统的热效率；应用户用热表和温度调节阀；应用热管网水力平 衡技术和调控设备。 xx大学本科毕业设计（论文） 第六章 某住宅小区节能专项设计 22 第六章 某住宅小区节能专项设计 6.1 工程概况 工程名称：黄山区超林房地产开发公司住宅楼 建筑项目概况：建筑类别、建筑面积、建筑的结构体系等 见表 6-1。 表 6-1 建筑项目概况 建筑面积 3066.4 m2 结构类型 砖混结构 建筑形状 条式建筑 建筑高度 17.00m 建筑朝向 南北向 建筑层数 五层 6.2 地区气候参数 宣城地区气象参数见表 6-2。 表 6-2 宣城地区气象参数 年平均温度 17.3 最冷月平均温 度 5 极端最低温度 3.2 最热月平均温 度 26.1 极端最高温度 38.9 最冷月平均相 对湿度 60% 最热月平均相 对湿度 80% 全年日照率 70% 冬季日照率 64% 冬、夏季主导 风向 nnw xx大学本科毕业设计（论文） 第六章 某住宅小区节能专项设计 23 主导风向频率 32% 夏季平均风速 3米/秒 6.3 节能分析标准依据及节能目标和要求 6.3.1 节能分析标准依据 (1)分析报告的标准依据： 民用建筑热工设计规范gb 50176-93 夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准jgj 134-2001 居住建筑节能设计标准jgj134-2001 外墙外保温建筑构造皖 2004j113 屋面工程技术规范gb 50345-2004 （2）材料热工性能均按照民用建筑热工设计规范取 值 6.3.2 节能目标 节能 50%。 6.3.3 节能措施要求 （1）外门窗框与门窗洞口之间的缝隙，采用聚氨酯高效 保温材料填实，并用密封膏嵌缝。外门窗洞口周边侧墙保温做 法同外墙。 （2）不采暖楼梯间入口设可以自行关闭的平开门，其透 明部分的传热系数不大于 4.00w/( m2) ，不透明部分的传 热系数不大于 2.80w/( m2) 。楼梯间窗采用 pvc塑料中空 玻璃平开窗，传热系数为 2.40w/( m2)。 （3）采暖空间直接接触室外空气的外门透明部分的传热 系数不应大于 2.80w/( m2) ，不透明部分的传热系数不应 xx大学本科毕业设计（论文） 第六章 某住宅小区节能专项设计 24 大于 1.70w/( m2)。 6.4 外围护结构保温措施说明 （1）外墙：依据国家建筑标准设计图集 07j107及 l03j127，采用煤矸石多孔砖夹心保温体系，夹心保温层为 40 厚挤塑聚苯板。内叶墙 240厚，外叶墙 90厚。 （2）外窗：外门窗及楼梯间外窗均采用 pvc塑料中空玻 璃窗，气密性不低于建筑外窗空气渗透性能分级及其检测方 法4 级，空气层厚 12mm。其单位缝长空气渗透量为 q11.50m 3/（m/h） ；单位面积空气渗透量为 q14.50m 3/（m 2/h） 。外窗的传热系数为 2.40w/( m2)。 （3）平屋面采用 60厚 xps板保温层，闷顶层平屋面采用 70厚 xps板保温层，坡屋面采用 30厚胶粉聚苯颗粒保温层。 （4）半地下储藏室顶板均做保温层，保温层为 35厚阻燃 型挤塑聚苯板，用建筑胶粘贴。 （5）楼梯间隔墙采用 240厚 m型煤矸石多孔砖自保温墙 体。楼梯间门采用传热系数不大于 2.0 w/( m2)的保温门。 （6）不采暖楼梯间隔墙采用胶粉聚苯颗粒保温层，外抹 5厚抗裂砂浆。 （7）平、坡屋面均做加强保温隔热措施，平屋面采用 70 厚 xps板板保温层，坡屋面采用 30厚胶粉聚苯颗粒保温层。 （8）层间楼板上部选用 20厚胶粉聚苯颗粒保温层。 （9）分户隔墙采用 240厚 m型煤矸石多孔砖自保温墙体。 xx大学本科毕业设计（论文） 第六章 某住宅小区节能专项设计 25 6.5 建筑与建筑热工节能设计 6.5.1 建筑的体形系数 （1）体形系数计算公式： s=f0/v0=2489.4/ 9197.44=0.270.35 （6.1） 6.5.2 窗墙面积比及窗的性能设计 （1）南向窗墙面积比：347.4/ 845.6= 0.410.50 k3.2 w/（m 2）外窗选用塑钢框中空玻璃窗（5+9a+5） ， 此类型外窗的综合传热系数 2.8w/( m2);玻璃的遮阳系数 为 0.75；可见光透射比 0.8。 （2）北向窗墙面积比：172.8/ 736.4= 0.230.30 k3.2w/（m 2）外窗选用塑钢框中空玻璃窗（5+9a+5） ，此 类型外窗的综合传热系数 2.8w/( m2);玻璃的遮阳系数为 0.75；可见光透射比 0.8。 （3）东西向窗墙面积比：0/ 288.4= 00.30 k4.7w（m 2） 6.5.3 屋面的热工节能设计 本工程屋面包括平屋面和闷顶下平屋面两部分，平屋顶的 构造层次及热工性能计算值见表 6-3，闷顶下平屋面的构造层 次及热工性能计算值见表 6-4 表 6-3 平屋顶的构造层次及热工性能计算值 xx大学本科毕业设计（论文） 第六章 某住宅小区节能专项设计 26 层 次 材料名 称 (由外 至内) 厚度 m 计算导 热 系数 c w/(m.k ) 修正 系数 材料层 热阻 rj=/ (m2 )/w 传热系 数 k w/( m2 ) 面层 1:2.5 水泥砂 浆抹灰 0.025 0.930 1.0 0.027 隔离层 干铺玻 钎布一 道 / / / / 保温层 挤塑聚 苯板 （xps ） 0.06 0.03 1.3 1.538 防水层 高聚物 改性沥 青防水 卷材 0.004 0.17 1.0 0.024 找平层 1:3水 泥砂浆 0.02 0.93 1.0 0.022 找坡层 1:8水 泥膨胀 珍珠岩， 起坡厚 度 60 0.06 0.18 1.5 0.222 0. 480 xx大学本科毕业设计（论文） 第六章 某住宅小区节能专项设计 27 结构层 现浇钢 筋混凝 土屋面 板 0.10 1.74 1.0 0.057 内抹灰 混合砂 浆顶棚 0.02 0.87 1.0 0.023 合 计 1.935 传热系数计算过程 k=1/r r1=0.025/0.930=0.027 r3=0.004/0.170=0.024 r4=0.020/0.93=0.022 r5=0.06/0.03*1.3=1.538 r6=0.02/0.93=0.022 r7=0.06/0.18*1.5=0.222 r8=0.10/1.74=0.057 r9=0.02/0.87=0.023 rj=0.027+0.024+0.022 +1.538+0.022+0.222+0.057+0.023=1.935 平屋面的传热阻 rore+ rj +ri0.04+1.935+0.112.085 (m 2)/w 平屋面的传热系数 k1/ro0.480w/( m 2)0.50w/( m2) 表 6-4 闷顶下平屋面的构造层次及热工性能 计算值 层 次 材料名 称 (由外 厚度 m 计算导 热 系数 修正 系数 材料层 热阻 rj=/ 传热系 数 k w/( xx大学本科毕业设计（论文） 第六章 某住宅小区节能专项设计 28 至内) c w/(m.k ) (m2 )/w m2 ) 面层 1:2.5 水泥砂 浆抹灰 0.025 0.930 1.0 0.027 隔离层 干铺玻 钎布一 道 / / / / 保温层 挤塑聚 苯板 （xps ） 0.07 0.03 1.3 1.795 防水层 高聚物 改性沥 青防水 卷材 0.004 0.17 1.0 0.024 找平层 1:3水 泥砂浆 0.02 0.93 1.0 0.022 结构层 现浇钢 筋混凝 土屋面 板 0.10 1.74 1.0 0.057 内抹灰 混合砂 浆顶棚 0.02 0.87 1.0 0.023 合 计 1.970 0.472 xx大学本科毕业设计（论文） 第六章 某住宅小区节能专项设计 29 传热系数计算过程 k=1/r r1=0.025/0.930=0.027 r3=0.004/0.170=0.024 r4=0.020/0.93=0.022 r5=0.07/0.03*1.3=1.7 r6=0.02/0.93=0.022 r7=0.10/1.74=0.057 r8=0.02/0.87=0.023 rj=0.027+0.024+0.022 +1.538+0.022+0.222+0.057+0.023=1.970 闷顶下平屋面的传热阻 rore+ rj +ri0.04+1.970+0.112.120 (m 2)/w 闷顶下平屋面的传热系数 k1/ro0.472w/( m 2) 0.50w/( m2) 即，屋面的热工节能设计符合标准的规定。 注释： （1）保温材料的计算导热系数和蓄热系数应乘以使用位置 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； （2）保温层的计算厚度尺寸应取最小部位的厚度尺寸。 6.5.4 外墙的热工节能设计 （1）外墙主体部位的传热系数 kp 外墙主体部位为煤矸石多孔砖（m 型）墙+挤塑聚苯板外保 温系统，外墙主体构造层次及 kp计算值见表 6-5，伸缩缝两侧 外墙 kp计