建筑节能计算讲稿实用教案

1、一、节能(ji nn)率的含义同样一幢建筑，分别于八十年代初期建设（对比建筑）和现在(xinzi)建设（现有建筑），在保证同样的室内环境要求条件下，现有建筑的全年能耗与参照建筑全年能耗的比值。第1页/共120页第一页，共121页。比较参数 对比建筑 现有建筑朝向及面积 相同 相同功能 相同 相同体形系数 相同 相同窗墙比 相同 相同室内环境 相同 相同围护结构材料 不同(b tn) 不同(b tn)设备系统 不同(b tn) 不同(b tn)第2页/共120页第二页，共121页。（续）节能(ji nn)率的含义 对比(dub)建筑标准节能(ji nn)建筑：现有建筑其节能(ji nn)率至少达

2、到50%第3页/共120页第三页，共121页。（续）节能(ji nn)率的含义特点节能率是理论计算值，非实际能源消耗的百分比2 节能的检测. 难以直接检测能耗(nn ho)，而间接以强制性指标的检测替代。只要强制性指标满足，即予认可。第4页/共120页第四页，共121页。 节能是系统工程，需要(xyo)各专业、各环节共同努力。 对公共建筑,从北方至南方: 围护结构分担节能率约25% - 13%； 空调采暖系统分担节能率约20% - 16%； 照明设备分担节能率约7% - 18%。 现阶段总目标达到50%, 已开始65%的试点.（续）节能(ji nn)率的含义第5页/共120页第五页，共121页

3、。（续）节能(ji nn)率的含义节能的落实设计设计质量控制施工图审查监理检测验收(ynshu)备案第6页/共120页第六页，共121页。二、节能(ji nn)控制参数参数主要包括(boku)： 1) 体形系数、 2) 窗墙比、 3) 遮阳率、 4) 热阻R、 5) 热惰性指标 D 6) 采暖耗热量指标 7) 空调耗冷量指标 设备的节能： 采暖与空调的效率 热水供应的效率 照明的效率第7页/共120页第七页，共121页。三三 建筑节能有关建筑节能有关(yugun)参数的计算参数的计算第8页/共120页第八页，共121页。3.1 体形(txng)系数（Shape coefficient of b

4、uilding） 建筑物与室外大气接触的外表面积 建筑物所包围的体积 外表面积不包括(boku)地面、不采暖空调楼梯间隔墙和户门的面积； 包括(boku)飘窗的外表面积与体积。 对封闭阳台，计算其内隔墙面积。若无内隔墙，则按封闭阳台的外表面计算面积和体积。 对有人坡屋顶,按三棱柱计算.第9页/共120页第九页，共121页。室内(sh ni)室内(sh ni)外墙第10页/共120页第十页，共121页。飘窗立面卧室(wsh)或客厅封闭(fngb)阳台平面(pngmin)第11页/共120页第十一页，共121页。住人坡屋顶(w dn)第12页/共120页第十二页，共121页。建筑(jinzh)体型

5、:体形系数: 建筑物与室外大气接触的外表面积(min j)与其 所包围的体积的比值 F / V体形(txng)系数: 大 小体形系数越小越节能第13页/共120页第十三页，共121页。 以1.5m高 x 1.2m x 0.4的飘窗为例, 其外表面积为: 3.96m2, 体积为0.72m3. 自身的体形系数为5.5. 对整体建筑的影响: 例：某建筑共六层,两个(lin )楼梯. 每层四户. 原有外表面积为2113m2,原有体积为6572m3, 体形系数为0.322. 如每户有一扇窗改为上述飘窗,则体形系数变为0.335. 增加0.013. 如每户有二扇窗改为上述飘窗,则体形系数变为0.348.

6、增加0.026第14页/共120页第十四页，共121页。3.2窗墙比 (Area ratio of window to wall) 某朝向上的窗户窗洞总面积 该朝向立面总面积 注：1)以整个朝向为单位计算，不以房间(fngjin)为单位。 2)对飘窗只计算其窗洞的面积。 3)对玻璃门应按窗户计算. 4)关于朝向的确定- 第15页/共120页第十五页，共121页。North建筑(jinzh)平面之一建筑(jinzh)平面之二第16页/共120页第十六页，共121页。建筑(jinzh)平面之三第17页/共120页第十七页，共121页。3.3 遮阳(zhyng)率/遮阳(zhyng)系数 省标规定：

7、 80% 遮阳率窗户洞口面积范围内，遮阳设施在夏至日阻止(zzh)直射阳光进入室内的辐射能与该范围内直射阳光总辐射能的比。 逐时阴影面积*逐时太阳辐射强度 窗户面积*全天太阳辐射之和 夏季, 遮阳率越大越好. 夏至日全天-应逐时计算. 遮阳设施应在建筑设计中考虑，并不得影响通风和正常采光。第18页/共120页第十八页，共121页。 南向：要求九时至十五时满窗遮阳 西向：要求十二时至十八时满窗遮阳 南向/北向: 可采用固定遮阳 东向/西向: 可采用挡板遮阳或活动遮阳. 建议(jiny)： 水平遮阳板长度0.4m，水平延伸长度0.8m或垂直遮阳板长度0.33m。 或采用有遮阳功能的窗户。 建筑构件

8、(阳台,搁板等)及建筑物自身也能形成遮阳. 第19页/共120页第十九页，共121页。水平(shupng)遮阳垂直遮阳LHN窗户(chung hu)分层遮阳(zhyng)第20页/共120页第二十页，共121页。 由建筑( jinzh)方位角形成的遮阳S墙面(qin min)方位角SN第21页/共120页第二十一页，共121页。 南京地区: 北纬 32004 夏至日南京太阳位置参数及遮阳计算(j sun)（窗户宽1.2m，高1.5m，至顶板0.2m） 时间午前9101112午后151413 太阳高度角 h49033620127401281023太阳方位角 A89022790336004200建

9、筑正南向布置 水平遮阳板长度0.010.180.240.26水平遮阳板水平延伸长度1.450.880.420.00垂直遮阳板长度0.0150.220.67极大建筑南偏东150布置（午前） 水平遮阳板长度0.390.380.340.25水平遮阳板水平延伸长度1.40.80.350.06垂直遮阳板长度0.330.571.74.47建筑南偏西150布置（午后） 水平遮阳板长度0.390.380.340.25水平遮阳板水平延伸长度1.40.80.350.06垂直遮阳板长度0.330.571.74.47第22页/共120页第二十二页，共121页。第23页/共120页第二十三页，共121页。第24页/共1

10、20页第二十四页，共121页。第25页/共120页第二十五页，共121页。第26页/共120页第二十六页，共121页。玻璃窗的遮阳系数SC GB50189 公共(gnggng)建筑节能标准遮阳系数(xsh)SC的定义: 通过玻璃窗的太阳辐射得热率相同入射条件下3mm标准玻璃窗的太阳辐射得热率.玻璃窗的遮阳系数(xsh)SC的计算公式 ： SC=SCSD第27页/共120页第二十七页，共121页。 SC为玻璃本身的遮阳系数，SD为外遮阳设施(shsh)的遮阳系数。 SD按照GB50189附录A提出的方法确定。当无外遮阳时，SD=1。 SC是玻璃对阳光的遮蔽系数与窗框面积的修正系数的乘积,与玻璃材

11、料、窗框面积大小有关。 SC由建筑师确定, 供应商按此提供产品. 注意：玻璃对可见光的透射率不小于0.4 SC较小有利.第28页/共120页第二十八页，共121页。太阳(tiyng)光谱与辐射特性波长(bchng)m0.150.380.76100紫外线占太阳辐射(ti yn f sh)总量 7%可见光占太阳辐射总量 50%红外线占太阳辐射总量43%第29页/共120页第二十九页，共121页。常温(chngwn)物体的辐射0.764.525.0100波长(bchng)微米Low-E的反射(fnsh)范围,反射(fnsh)率80%常温物体的辐射范围第30页/共120页第三十页，共121页。玻璃(b

12、 l)的选择 兼顾夏季遮阳与冬季(dngj)得热要求. 包括对外遮阳形式的选择亦是如此. 选择玻璃要考虑其特性 -对阳光不同频率光波的反射与透射特性 希望能将红外反射而具有一定的可见光透过率. -辐射的方向性第31页/共120页第三十一页，共121页。常用(chn yn)中空玻璃材料 白玻 吸热玻璃 增大吸热量,由室外空气带走,减少进入室内热量,但对于温差传热量无减少. 阳光(ynggung)控制玻璃(热反射) 在玻璃表面涂上金属化合物膜, 可以改变玻璃的反射率和对可见光的透射率. 通过膜的组合实现.对远红外反射效果低. Low-E玻璃 对远红外有较高反射率的镀膜玻璃第32页/共120页第三十

13、二页，共121页。玻璃(b l)种类中空组合(zh)中空K值透过(tu u)率% 透明玻璃 6白玻+12+ 6白玻 2.7 72 吸热玻璃 6蓝玻+12+ 6白玻 2.7 43 热反射玻 6反射+12+6白玻 2.6 43 Low-E 6白玻+12+ 6L-w 1.9 66 Sun-E 6 Sun+12+ 6白玻 1.8 38几种中空玻璃的性能第33页/共120页第三十三页，共121页。3.5 热阻 导热(dor)热阻 Rd： m2.k/W 材料厚度 () (m) 材料导热(dor)系数() (w/m.k) 对流热阻 R: 1/ :对流换热系数 W/m2.k 墙体内外表面热阻共0.15 m2.

14、k/W第34页/共120页第三十四页，共121页。 总热阻=各部分(b fen)热阻之和室外(sh wi)对流热阻室内(sh ni)对流热阻材料导热热阻材料导热热阻材料导热热阻R=1/i+/+1/o第35页/共120页第三十五页，共121页。第36页/共120页第三十六页，共121页。第37页/共120页第三十七页，共121页。不住(b zh)人的坡屋顶不计算(j sun)空气层的热阻?第38页/共120页第三十八页，共121页。热惰性指标(zhbio)D D=R*S 热阻与蓄热系数的乘积 S: 蓄热系数. 由材料的热容量(容重与比热的乘积)决定. D : 综合反映(fnyng)了材料抵抗热流

15、大小和温度波动的能力. 多层材料: D=(R*S) 注: 空气层的蓄热系数为0. 住宅的墙体热阻限值与D有关系. D越大,R可以小. 冬季室外采暖计算温度亦与D有关.第39页/共120页第三十九页，共121页。3.6 建筑物耗热量(rling)指标（Index of heat loss of building） 按照冬季室内热环境设计标准和设定的计算条件，计算出的单位建筑面积在单位时间内消耗的需要由采暖设备提供的热量(rling)。3.7 建筑物耗冷量指标（Index of cool loss of building） 按照夏季室内热环境设计标准和设定的计算条件，计算出的单位建筑面积在单位时间

16、内消耗的需要由空调设备提供的冷量。第40页/共120页第四十页，共121页。3.6： 耗热量指标耗热量指标(zhbio)的计算的计算 qH=qH.T+qinf qI.H 其中： qH 采暖期耗热量(rling)指标 w/m2 qH.T 单位建筑面积通过外围护结构传热耗 热量(rling)指标 w/m2 qinf-单位建筑面积的换气（包括门窗缝隙，外门开启换气扇）耗热量(rling) w/m2 qI.H 单位建筑面积的建筑物内部得热量(rling) w/m2 取3.8 w/m2第41页/共120页第四十一页，共121页。3.7：耗冷量指标：耗冷量指标(zhbio)的计的计算算qR=(qc)/24

17、 式中：qR 空调期耗冷量指标 w/m2qc -空调期内,某一时刻建筑物单位建筑面积的冷负荷w/m2 qc = (qc.t + qc.s + qinf)/A0 + qc.I qc.t : 该时刻温差作用下通过外围护结构传入建筑物的热量, w/m2 qc.s : 该时刻透过外窗进入建筑物的太阳辐射(ti yn f sh)热量, w/m2 qinf: 该时刻由渗透空气带入室内的热量, w/m2 qc.I: 该时刻由内部得热所带来的热量, 取3.8 w/m2第42页/共120页第四十二页，共121页。三、节能设计(shj)方法第43页/共120页第四十三页，共121页。符合(fh)规定性指标要求：

18、满足在标准的全部硬性规定符合性能性指标要求： 不一定满足全部硬性规定，但必须证明传热损失（或由此而引起的采暖空调负荷）被控制(kngzh)在某个规定的范围内。围护结构热工性能达标(d bio)的两种途径第44页/共120页第四十四页，共121页。围护结构符合(fh)不同朝向、不同窗墙面积比的外墙K限值，和外窗K，Sw等限值节能标准的达标节能标准的达标(d bio)途途径径规定性指标规定性指标性能性指标性能性指标计算参考建筑的能耗 Er参考建筑：形状、大小与所设计的建筑完全相同，但K，SC值、HVAC设备EER等值符合相应规定值计算所设计建筑的能耗 EdEr Ed 达标途径调整建筑围护结构各组成

19、部分的热工性能参数对住宅Er已给出第45页/共120页第四十五页，共121页。围护结构热工性能(xngnng)达标的两种途径规定性指标达标(d bio)的途径 优点：简单 缺点：死板性能性指标达标的途径(tjng) 优点：灵活 缺点：复杂GB50189第4.3节“建筑围护结构热工性能权衡判断”就是性能性指标达标的途径 第46页/共120页第四十六页，共121页。公共建筑(n n jin zh)围护结构热工性能权衡判断 权衡判断不拘泥于建筑围护结构各个局部的热工性能，而是着眼于总体热工性能是否权衡判断不拘泥于建筑围护结构各个局部的热工性能，而是着眼于总体热工性能是否满足节能标准的要求。满足节能标

20、准的要求。 围护结构热工性能的优与劣，直接反映在建筑在规定条件下全年的采暖和空气调节能围护结构热工性能的优与劣，直接反映在建筑在规定条件下全年的采暖和空气调节能耗耗(nn ho)的多少上。因此，围护结构热工性能的权衡判断也落实在比较参照建筑和的多少上。因此，围护结构热工性能的权衡判断也落实在比较参照建筑和所设计建筑的采暖和空调能耗所设计建筑的采暖和空调能耗(nn ho)上。上。 所谓参照建筑就是一栋与所设计的建筑基本一致的虚拟建筑，但是它的围护结构完全所谓参照建筑就是一栋与所设计的建筑基本一致的虚拟建筑，但是它的围护结构完全满足满足GB50189第第4章条款的要求。章条款的要求。第47页/共1

21、20页第四十七页，共121页。公建围护结构热工性能权衡(qunhng)判断 参照建筑的形状、大小、朝向、内部的空间划分和使用功能应与所设计建筑完全一致。在严寒和寒冷地区，当所设计建筑的体形系数大于GB50189第4.1.2条的规定时，参照建筑的每面外墙均应按比例缩小(suxio)，使参照建筑的体形系数符合GB50189第4.1.2条的规定。当所设计建筑的窗墙面积比大于GB50189第4.2.4条的规定时，参照建筑的每个窗户（透明幕墙）均应按比例缩小(suxio)，使参照建筑的窗墙面积比符合GB50189第4.2.4条的规定。 第48页/共120页第四十八页，共121页。围护结构热工性能权衡(q

22、unhng)判断 1、参照建筑围护结构的各组成部分、参照建筑围护结构的各组成部分(z chn b fn)的传热系数、热阻等很容易设定的传热系数、热阻等很容易设定成满足第成满足第4.2节各条款的规定。节各条款的规定。2、如果参照建筑在体形系数和窗墙比两个方面没有限制，则谈不上降低采暖和空调能耗、如果参照建筑在体形系数和窗墙比两个方面没有限制，则谈不上降低采暖和空调能耗了，因此参照建筑的体形系数和窗墙面积比必须分别符合第了，因此参照建筑的体形系数和窗墙面积比必须分别符合第4.1.2条和第条和第4.2.4条的规定。条的规定。第49页/共120页第四十九页，共121页。围护结构热工性能权衡(qunhn

23、g)判断 在严寒和寒冷地区，当所设计建筑的体形系数大于第在严寒和寒冷地区，当所设计建筑的体形系数大于第4.1.2条的规定时，必须调整参照条的规定时，必须调整参照建筑的体形系数。建筑的体形系数。 本条规定并不真正去调整所设计建筑的体形系数，而是缩小参照建筑每面外墙尺寸本条规定并不真正去调整所设计建筑的体形系数，而是缩小参照建筑每面外墙尺寸(ch cun)，使得参照建筑的形状仍然与所设计建筑保持一致，但外墙面面积减小了。这，使得参照建筑的形状仍然与所设计建筑保持一致，但外墙面面积减小了。这只是一种计算措施，如果画在图上，就是参照建筑每个房间的外墙都是只是一种计算措施，如果画在图上，就是参照建筑每个

24、房间的外墙都是“部分绝热部分绝热”的的。采取这种措施的实际意义是，所设计建筑外墙面的面积比参照建筑大，但通过两者的。采取这种措施的实际意义是，所设计建筑外墙面的面积比参照建筑大，但通过两者的热损失是一样的。热损失是一样的。第50页/共120页第五十页，共121页。围护结构热工性能权衡(qunhng)判断 窗（包括透明幕墙）墙面积比的大小对建筑采暖和空调能耗影响最大，必须严格控制窗（包括透明幕墙）墙面积比的大小对建筑采暖和空调能耗影响最大，必须严格控制。当所设计建筑的窗墙面积比大于第。当所设计建筑的窗墙面积比大于第4.2.4条的规定时，采取处理过大的体形系数条的规定时，采取处理过大的体形系数(x

25、sh)相类似的措施，按比例缩小参照建筑每个窗户（透明幕墙）的，使参照建筑的窗墙面积相类似的措施，按比例缩小参照建筑每个窗户（透明幕墙）的，使参照建筑的窗墙面积比符合本标准第比符合本标准第4.2.4条的规定。条的规定。 当所设计建筑的窗墙面积比小于第当所设计建筑的窗墙面积比小于第4.2.4条的规定时，参照建筑也不做窗墙面积比的调条的规定时，参照建筑也不做窗墙面积比的调整。整。第51页/共120页第五十一页，共121页。围护结构热工性能权衡(qunhng)判断 所设计建筑和参照建筑全年采暖和空气调节能耗的计算必须按照GB50189附录(fl)B 的规定进行。 第52页/共120页第五十二页，共12

26、1页。现有(xin yu)节能计算软件 EVBuilder 1.0 节能计算 南京工业大学暖通空调研究所 已通过省科技厅建设厅的鉴定( jindng). 天正节能软件 PKPM节能软件第53页/共120页第五十三页，共121页。第54页/共120页第五十四页，共121页。第55页/共120页第五十五页，共121页。 当采用权衡判断法计算时 还应说明参考(cnko)建筑的参数及能耗标准值.第56页/共120页第五十六页，共121页。5 设备设备(shbi)系统的节能系统的节能5.1 节能目标及分解从1996年到2000年，新设计的采暖居住建筑应完成19801981年当地通用设计能耗水平基础上节能

27、50，从2005年起新建采暖居住建筑应在此基础上再节能30。夏热冬冷地区民用建筑2000年开始执行(zhxng)建筑热环境及节能标准。在50的节能目标中，围护结构承担25，设备系统承担25(包括照明)。第57页/共120页第五十七页，共121页。5.2 设备系统(xtng)的节能5.2.1 采暖空调系统的组成 冷热量的生产(shngchn)冷热量的输送末端设备 主要节能措施： 1) 提高制冷机的运行效率。设备本身的效率，按应 用场所合理选用，能源形式，自动控制 2) 提高输送效率，水力平衡与变流量 3) 加强保温。节能应兼顾改善室内环境。第58页/共120页第五十八页，共121页。5.2.2

28、现有设备系统(xtng)形式(以空调为例)家用空调器(窗式、分体式、柜式)，家用多联机（VRV），户式空调机组（户内为 水管、风管），水源热泵，小区集中空调按照空调系统的组成(z chn)模式，住宅空调设备/系统可分为三类：类：家用窗式、分体、柜式空调器、VRV系统类：户式中央空调类：小区集中空调、水源热泵 第59页/共120页第五十九页，共121页。5.2.3 5.2.3 运行(ynxng)(ynxng)费的比较以制冷系数作为运行能耗的比较(bjio)参数。 制冷系数 制冷量/消耗的能量。 即单位产冷量的能耗。 第60页/共120页第六十页，共121页。类系统不同气温、不同控制(kngzh)

29、(kngzh)方式下的制冷系数室外(sh wi)气温开关(kigun)控制变频控制10050807060903529252.72.93.13.342.753.13.342.83.23.5 3.22.93.64.04.04.53.64.54.94.14.95.4第61页/共120页第六十一页，共121页。 类系统 （户式空调）在部分负荷(fh)(fh)下制冷系数的变化 负荷率（%）0.660.50.40.30.235p2.662.622.582.502.4029p2.932.882.832.762.6025p3.153.093.042.952.78第62页/共120页第六十二页，共121页。 类

30、系统(xtng) 集中式系统(xtng)在部分负荷下制冷系数的变化 （水冷式）负荷率（%）1009080706035p4.74.464.304.133.9029p5.104.864.704.542625p5.305.104.904.734.47第63页/共120页第六十三页，共121页。集中式系统(xtng)的优点1) 制冷效率高。2) 对能源(nngyun)品种的适应性强。可选用多种能源(nngyun)（电、油、气、自然能源(nngyun)等）。3) 便于自然能源(nngyun)及余热废热的利用，也便于空调冷凝热的回收利用。而其它两类系统均不具备此条件 ， 仅 能 在 冬 季 吸 收 空 气

31、 热 量 。 在 有 自 然 能 源(nngyun)及余热废热利用的场合，集中式系统的优势更加突出。4) 蓄冷系统具有良好的负荷适应性，运行经济性好，非常适合于小区的集中供冷。 集中式系统的户内冷/热量供应方式与类系统相同, 可以采用风管式或水管式。在户内入口处设热量表计量。 第64页/共120页第六十四页，共121页。5.5.输送输送(sh sn)系统节能系统节能1) 管网系统的水力平衡（系统设计、静态( jngti)与动态平 衡阀）。2) 循环水泵选型应符合水输送系数（WTF）或耗电输热比（EHR）的规定值。3) 变流量运行。水系统、风系统动态调节。4) 管道保温。第65页/共120页第六

32、十五页，共121页。 5.6 关于电力(dinl)直接供热1)火力发电时，总的能源利用效率低，约为30。不宜采用。2)合理(hl)的方式：热泵3)3）较合理(hl)的方式： 4) 低谷电价时段的电蓄热第66页/共120页第六十六页，共121页。5.7 5.7 太阳能热水太阳能热水(r shu)(r shu)供应供应南京地区全年总辐射(fsh)照度：4487 MJ/m2 相当于 1247 kW.H 资源丰富总效率：0.250.32使用形式：分散式 每户一台 (但管道统一设计)集中式 集热设备集中,输送管道统一.布置：水平排列、与建筑配合形成统一屋面。第67页/共120页第六十七页，共121页。讲

33、座讲座(jingzu)结束结束第68页/共120页第六十八页，共121页。第69页/共120页第六十九页，共121页。一、节能(ji nn)率的含义同样一幢建筑，分别于八十年代初期建设（对比建筑）和现在(xinzi)建设（现有建筑），在保证同样的室内环境要求条件下，现有建筑的全年能耗与参照建筑全年能耗的比值。第70页/共120页第七十页，共121页。比较(bjio)参数 对比建筑 现有建筑朝向及面积 相同 相同功能 相同 相同体形系数 相同 相同窗墙比 相同 相同室内环境 相同 相同围护结构材料 不同 不同设备系统 不同 不同第71页/共120页第七十一页，共121页。（续）节能(ji nn)

34、率的含义 对比建筑( jinzh)标准节能(ji nn)建筑：现有建筑其节能(ji nn)率至少达到50%第72页/共120页第七十二页，共121页。二、节能(ji nn)控制参数参数主要包括： 1) 体形系数、 2) 窗墙比、 3) 遮阳(zhyng)率、 4) 热阻R、 5) 热惰性指标 D 6) 采暖耗热量指标 7) 空调耗冷量指标 设备的节能： 采暖与空调的效率 热水供应的效率 照明的效率第73页/共120页第七十三页，共121页。三三 建筑节能有关参数建筑节能有关参数(cnsh)的计算的计算第74页/共120页第七十四页，共121页。3.1 体形(txng)系数（Shape coef

35、ficient of building） 建筑物与室外大气接触( jich)的外表面积 建筑物所包围的体积 外表面积不包括地面、不采暖空调楼梯间隔墙和户门的面积； 包括飘窗的外表面积与体积。 对封闭阳台，计算其内隔墙面积。若无内隔墙，则按封闭阳台的外表面计算面积和体积。 对有人坡屋顶,按三棱柱计算.第75页/共120页第七十五页，共121页。室内(sh ni)室内(sh ni)外墙第76页/共120页第七十六页，共121页。飘窗立面卧室(wsh)或客厅封闭(fngb)阳台平面(pngmin)第77页/共120页第七十七页，共121页。住人坡屋顶(w dn)第78页/共120页第七十八页，共12

36、1页。建筑(jinzh)体型:体形系数: 建筑物与室外大气(dq)接触的外表面积与其 所包围的体积的比值 F / V体形(txng)系数: 大 小体形系数越小越节能第79页/共120页第七十九页，共121页。 以1.5m x 1.2m x 0.4的飘窗为例, 其外表面积为: 3.96m2, 体积为0.72m3. 自身的体形系数为5.5. 对整体建筑的影响: 例：某建筑共六层,两个楼梯. 每层四户(s h). 原有外表面积为2113m2,原有体积为6572m3, 体形系数为0.322. 如每户有一扇窗改为上述飘窗,则体形系数变为0.335. 增加0.013. 如每户有二扇窗改为上述飘窗,则体形系

37、数变为0.348. 增加0.026第80页/共120页第八十页，共121页。3.2窗墙比 (Area ratio of window to wall) 某朝向上的窗户窗洞(chungdng)总面积 该朝向立面总面积 注：1)以整个朝向为单位计算，不以房间为单位。 2)对飘窗只计算其窗洞(chungdng)的面积。 3)对玻璃门应按窗户计算. 4)关于朝向的确定- 第81页/共120页第八十一页，共121页。North建筑(jinzh)平面之一建筑(jinzh)平面之二第82页/共120页第八十二页，共121页。建筑(jinzh)平面之三第83页/共120页第八十三页，共121页。3.3 遮阳(

38、zhyng)率/遮阳(zhyng)系数 省标规定： 80% 遮阳率窗户洞口面积范围内，遮阳设施在夏至日阻止直射阳光进入室内的辐射能与该范围内直射阳光总辐射能的比。 逐时阴影面积*逐时太阳(tiyng)辐射强度 窗户面积*全天太阳(tiyng)辐射之和 夏季, 遮阳率越大越好. 夏至日全天-应逐时计算. 遮阳设施应在建筑设计中考虑，并不得影响通风和正常采光。第84页/共120页第八十四页，共121页。 南向：要求九时至十五时满窗遮阳 西向：要求十二时至十八时满窗遮阳 南向/北向: 可采用固定遮阳 东向/西向: 可采用挡板遮阳或活动遮阳. 建议： 水平遮阳板长度0.4m，水平延伸(ynshn)长度

39、0.8m或垂直遮阳板长度0.33m。 或采用有遮阳功能的窗户。 建筑构件(阳台,搁板等)及建筑物自身也能形成遮阳. 第85页/共120页第八十五页，共121页。水平(shupng)遮阳垂直遮阳LHN窗户(chung hu)分层遮阳(zhyng)第86页/共120页第八十六页，共121页。 由建筑方位角形成(xngchng)的遮阳S墙面(qin min)方位角SN第87页/共120页第八十七页，共121页。 南京地区: 北纬 32004 夏至日南京太阳位置参数及遮阳计算(j sun)（窗户宽1.2m，高1.5m，至顶板0.2m） 时间午前9101112午后151413 太阳高度角 h490336

40、20127401281023太阳方位角 A89022790336004200建筑正南向布置 水平遮阳板长度0.010.180.240.26水平遮阳板水平延伸长度1.450.880.420.00垂直遮阳板长度0.0150.220.67极大建筑南偏东150布置（午前） 水平遮阳板长度0.390.380.340.25水平遮阳板水平延伸长度1.40.80.350.06垂直遮阳板长度0.330.571.74.47建筑南偏西150布置（午后） 水平遮阳板长度0.390.380.340.25水平遮阳板水平延伸长度1.40.80.350.06垂直遮阳板长度0.330.571.74.47第88页/共120页第八

41、十八页，共121页。第89页/共120页第八十九页，共121页。第90页/共120页第九十页，共121页。第91页/共120页第九十一页，共121页。第92页/共120页第九十二页，共121页。玻璃窗的遮阳系数(xsh)SC GB50189 公共建筑节能标准遮阳系数(xsh)SC的定义: 通过玻璃窗的太阳辐射得热率相同入射条件下3mm标准玻璃窗的太阳辐射得热率.玻璃窗的遮阳系数(xsh)SC的计算公式 ： SC=SCSD第93页/共120页第九十三页，共121页。 SC为玻璃本身的遮阳系数，SD为外遮阳设施的遮阳系数。 SD按照GB50189附录A提出的方法确定。当无外遮阳时，SD=1。 SC

42、是玻璃对阳光的遮蔽系数与窗框面积的修正系数的乘积(chngj),与玻璃材料、窗框面积大小有关。 SC由建筑师确定, 供应商按此提供产品. 注意：玻璃对可见光的透射率不小于0.4 SC较小有利.第94页/共120页第九十四页，共121页。太阳光谱与辐射(fsh)特性波长(bchng)m0.150.380.76100紫外线占太阳辐射(ti yn f sh)总量 7%可见光占太阳辐射总量 50%红外线占太阳辐射总量43%第95页/共120页第九十五页，共121页。常温(chngwn)物体的辐射0.764.525.0100波长(bchng)微米Low-E的反射(fnsh)范围,反射(fnsh)率80%

43、常温物体的辐射范围第96页/共120页第九十六页，共121页。玻璃(b l)的选择 兼顾夏季遮阳与冬季得热要求. 包括对外遮阳形式的选择亦是如此. 选择玻璃要考虑(kol)其特性 -对阳光不同频率光波的反射与透射特性 希望能将红外反射而具有一定的可见光透过率. -辐射的方向性第97页/共120页第九十七页，共121页。常用(chn yn)中空玻璃材料 白玻 吸热玻璃 增大吸热量,由室外空气带走,减少进入室内热量,但对于温差传热量无减少. 阳光控制玻璃(热反射) 在玻璃表面涂上金属化合物膜, 可以(ky)改变玻璃的反射率和对可见光的透射率. 通过膜的组合实现.对远红外反射效果低. Low-E玻璃

44、 对远红外有较高反射率的镀膜玻璃第98页/共120页第九十八页，共121页。玻璃(b l)种类中空组合(zh)中空K值透过(tu u)率% 透明玻璃 6白玻+12+ 6白玻 2.7 72 吸热玻璃 6蓝玻+12+ 6白玻 2.7 43 热反射玻 6反射+12+6白玻 2.6 43 Low-E 6白玻+12+ 6L-w 1.9 66 Sun-E 6 Sun+12+ 6白玻 1.8 38几种中空玻璃的性能第99页/共120页第九十九页，共121页。3.5 热阻 导热热阻 Rd： m2.k/W 材料(cilio)厚度 () (m) 材料(cilio)导热系数() (w/m.k) 对流热阻 R: 1/

45、 :对流换热系数 W/m2.k 墙体内外表面热阻共0.15 m2.k/W第100页/共120页第一百页，共121页。 总热阻=各部分(b fen)热阻之和室外(sh wi)对流热阻室内(sh ni)对流热阻材料导热热阻材料导热热阻材料导热热阻R=1/i+/+1/o第101页/共120页第一百零一页，共121页。第102页/共120页第一百零二页，共121页。第103页/共120页第一百零三页，共121页。不住(b zh)人的坡屋顶不计算(j sun)空气层的热阻?第104页/共120页第一百零四页，共121页。热惰性指标(zhbio)D D=R*S 热阻与蓄热系数的乘积 S: 蓄热系数. 由材

46、料的热容量(容重与比热的乘积)决定. D : 综合(zngh)反映了材料抵抗热流大小和温度波动的能力. 多层材料: D=(R*S) 注: 空气层的蓄热系数为0. 住宅的墙体热阻限值与D有关系. D越大,R可以小. 冬季室外采暖计算温度亦与D有关.第105页/共120页第一百零五页，共121页。3.6 建筑物耗热量指标（Index of heat loss of building） 按照冬季室内热环境设计标准和设定(sh dn)的计算条件，计算出的单位建筑面积在单位时间内消耗的需要由采暖设备提供的热量。3.7 建筑物耗冷量指标（Index of cool loss of building） 按照

47、夏季室内热环境设计标准和设定(sh dn)的计算条件，计算出的单位建筑面积在单位时间内消耗的需要由空调设备提供的冷量。第106页/共120页第一百零六页，共121页。3.6： 耗热量指标耗热量指标(zhbio)的计算的计算 qH=qH.T+qinf qI.H 其中： q H 采 暖 期 耗 热 量 指 标 ( z h b i o ) w/m2 qH.T 单位建筑面积通过外围护结构传热耗 热量指标(zhbio) w/m2 qinf-单位建筑面积的换气（包括门窗缝隙，外门开启换气扇）耗热量 w/m2 qI.H 单位建筑面积的建筑物内部得热量 w/m2 取3.8 w/m2第107页/共120页第一百

48、零七页，共121页。3.7：耗冷量指标：耗冷量指标(zhbio)的计算的计算qR=(qc)/24 式中：qR 空调期耗冷量指标 w/m2qc -空调期内,某一时刻建筑物单位建筑面积( jin zh min j)的冷负荷w/m2 qc = (qc.t + qc.s + qinf)/A0 + qc.I qc.t : 该时刻温差作用下通过外围护结构传入建筑物的热量, w/m2 qc.s : 该时刻透过外窗进入建筑物的太阳辐射热量, w/m2 qinf: 该时刻由渗透空气带入室内的热量, w/m2 qc.I: 该时刻由内部得热所带来的热量, 取3.8 w/m2第108页/共120页第一百零八页，共12

49、1页。符合(fh)规定性指标要求： 满足在标准的全部硬性规定符合性能性指标要求： 不一定满足全部硬性规定，但必须证明传热损失（或由此而引起的采暖空调负荷）被控制在某个(mu )规定的范围内。围护结构热工性能(xngnng)达标的两种途径第109页/共120页第一百零九页，共121页。围护结构符合(fh)不同朝向、不同窗墙面积比的外墙K限值，和外窗K，Sw等限值节能标准节能标准(biozhn)的达标的达标途径途径规定性指标规定性指标性能性指标性能性指标计算参考建筑的能耗 Er参考建筑：形状、大小与所设计的建筑完全相同，但K，SC值、HVAC设备EER等值符合相应规定值计算所设计建筑的能耗 EdE

50、r Ed 达标途径调整建筑围护结构各组成部分的热工性能参数对住宅Er已给出第110页/共120页第一百一十页，共121页。围护结构热工性能达标(d bio)的两种途径规定性指标达标的途径 优点：简单(jindn) 缺点：死板性能性指标达标(d bio)的途径 优点：灵活 缺点：复杂GB50189第4.3节“建筑围护结构热工性能权衡判断”就是性能性指标达标的途径 第111页/共120页第一百一十一页，共121页。公共建筑围护结构热工性能(xngnng)权衡判断 权衡判断不拘泥于建筑围护结构各个局部的热工性能，而是着眼于总体热工性能是否满足权衡判断不拘泥于建筑围护结构各个局部的热工性能，而是着眼于

51、总体热工性能是否满足节能标准的要求。节能标准的要求。 围护结构热工性能的优与劣，直接反映在建筑在规定条件下全年的采暖围护结构热工性能的优与劣，直接反映在建筑在规定条件下全年的采暖(cinun)和空气调和空气调节能耗的多少上。因此，围护结构热工性能的权衡判断也落实在比较参照建筑和所设计建筑节能耗的多少上。因此，围护结构热工性能的权衡判断也落实在比较参照建筑和所设计建筑的采暖的采暖(cinun)和空调能耗上。和空调能耗上。 所谓参照建筑就是一栋与所设计的建筑基本一致的虚拟建筑，但是它的围护结构完全满足所谓参照建筑就是一栋与所设计的建筑基本一致的虚拟建筑，但是它的围护结构完全满足GB50189第第4章条款的要求。章条款的要求。第112页/共120页第一百一十二页，共121页。公建围护结构热工性能(xngnng)权衡判断 参照建筑的形状、大小、朝向、内部的空间划分和使用功能应与所设计建筑完全一致