公共建筑节能设计计算导则

1、公共建筑节能设计计算导则(建筑专业)(试行稿)一、现行的节能设计标准、规范及相关规定1、公共建筑节能设计标准(GB50189-2005)；2、民用建筑热工规范(GB50176-93)；3、建筑外窗气密性能分级及其检测方法(GB7107-2002)；4、建筑幕墙物理性能分级(GB/T5225)；5、外墙外保温工程技术规程(JGJ144-2004)；6、上海市几交通委员会关于进一步加强本市民用建筑节能设计技术管理的通知(沪建交(2006)765号)(上海地区适应)；7、上海民用建筑外墙保温工程应用导则(上海地区适应)8、住宅建筑围护结构节能应用技术规程DG/TJ08-206-2002 J10186

2、-2002(上海地区适应)9、北京地方标准公共建筑节能设计标准DBJ01-621-2005(北京地区适应)10、其他地方建筑节能设计标准、规程说明：北京地区公共建筑节能设计执行北京市地方标准，而不执行国家标准。二、围护结构节能设计计算方法围护结构的节能设计计算可采用两种方法进行：一为规定性方法，为设计建筑的(严寒、寒冷地区)体形系数、窗墙比、天窗面积比在标准规定的范围内，可以方便的按所设计建筑所在城市(或靠近城市)查取“节能标准”中的相关表格得到围护结构节能设计参考值，按此参考值设计的建筑即符合“节能标准”要求。二、为性能化方法，当设计建筑的()严寒、寒冷地区)体形系数、窗墙比、天窗面积比在标

3、准规定的范围内，可以方便的按所设计建筑所在城市(或靠近城市)查取“节能标准”中的相关表格得到围护结构节能设计参考值，按此参考值设计的建筑即符合“节能标准”要求。二为性能化方法，当设计建筑的(严寒、寒冷地区)体形系数、窗墙比、天窗面积比不在“节能标准”体规定范围内，那么就需要先构想出一栋与设计建筑想对应的虚拟建筑(称之为参照建筑)，然后应用典型气象年参数分别计算参照建筑筑和设计建筑的全年采暖和空调能耗，并根据这两个能耗的比较结果出判断。当所设计建筑的全年采暖和空调能耗小于参照建筑的全年采暖和空调能耗，判断围护结构的总体热工性能符合节能要求；当所设计建筑的全年采暖和空调能耗大于参照建筑的全年采暖和

4、空调能耗时，应调整设计参数重新计算，直至所设计建筑的全年采暖和空调能耗小于参照建筑的全年采暖和空调能耗。规定性方法是一种简单直观、行之有效的节能设计方法，大多数建筑设计均可采用此法。规定性方法不需要复杂的建模，建议尽量采用此法进行节能设计。三、规定指标分类“节能标准”中规定了围护结构热工性能指标，这些指标与节能设计的两种方法密切相关。为了能更好的理解和使用两种节能设计方法，首先应该对这些规定指标进行分类。在节能设计过程中，应该采用规定性方法还是性能化方法是由一些围护结构热工性能指标决定的。我们不妨根据围护结构热工性能指标在选择两种节能设计方法时的作用，将围护结构热工性能指标分为刚性指标和弹性指

5、标，如下表所示。刚性指标的改动将极大影响建筑方案设计，因此在方案设计时就应该予以重视和控制。弹性指标可以通过选择合适的材料及厚度等来满足规定要求。也就是说，在设计过程中如果刚性指标突破了规定值，就必须采用性能化方法进行节能设计。类型围护结构热工性能指标刚性指标(严寒、寒冷地区)体形系数、窗墙面积比、天窗面积比弹性指标屋面传热系数、外墙平均传热系数、底面接触室外空气的架空或外挑楼板传热系数、地面热阻、与土壤接触的地下室外墙热阻、外窗传热系数及遮阳系数等根据“节能标准”中的规定，当严寒、寒冷地区建筑的体形系数大于0.40，当建筑每个朝向的窗(包括透明幕墙)的可见光透射比小于0.40，当屋顶透明部分

6、面积大于屋顶总面积的20，必须按照“节能标准”第4.3节的规定进行权衡判断即采用性能化方法。不同的设计方法在不同的设计阶段需要控制的指标是不相同的，因此在方案设计之前首先应根据工程实际情况确定采用哪种节能设计方法。采用规定性方法时，在方案设计阶段必须严格控制刚性指标(体形系数、窗墙面积比、天窗面积比)不能超过规定限值，而弹性指标的设计可以较粗，在初步设计阶段除了严格控制刚性指标外还应对弹性指标进行详细设计使其满足规定要求。当然，如果部分弹性指标也确实无法完全满足规定要求，也必须采用性能化方法进行节能设计。采用性能化方法时，在各设计阶段就不必严格控制刚性指标，使设计具有更大的灵活性。应该采用哪种

7、节能设计方法应该根据具体情况确定，一般情况下优先采用规定性方法。四、方案设计阶段应控制的节能指标 1、建筑总平面的布置和设计、建筑主朝向选择情况说明。(利用冬季日照并避开冬季主导风向。建筑主朝向宜选择本地区最佳朝向或接近最佳朝向)。2、建筑体形系数的计算(严寒地区及寒冷地区) 3、各朝向窗墙比计算格式如下表所示：朝向外窗面积(m2)立面面积(m2)窗墙比规范规定值是否满足规范规定值东向0.7西向0.7南向0.7北向0.7屋面0.2朝向窗墙比传热系数k限值（W/(m2·k）遮阳系数SC限值可见光透射比设计值规范值设计值规范值设计值规范值东向西向南向北向屋面说明：(1) 上海地区窗墙面积

8、比需按各朝向分别计算。(2) 当外墙设置凸窗时，凸窗面积可按其洞口面积进行计算。当外墙设置转角凸窗时，其凸窗面积应按不同朝向洞口面积分别计算。(上海地区适应)4、玻璃热工性能参数(1) 说明外窗(或透明幕墙)玻璃类型及参数(传热系数、遮阳系数、可见光透射比)，外窗(或透明幕墙)型材类型，外墙(或透明幕墙)遮阳类型(内遮阳、外遮阳)及遮阳构造。(2) 幕墙的传热系数可以按经验估算幕墙的传热系数：隐框幕墙的传热系数玻璃的传热系数0.3明框幕墙的传热系数玻璃的传热系数0.55、外窗(及幕墙)气密性外窗的气密性不应低于(建筑外窗气窗性能分级及其检测方法)(GB7107-2002)规定的4级。透明幕墙的

9、气密性不应低于建筑幕墙物理性能分级(GB/T5225)规定的3级。6、其他围护结构热工性能应简单说明其它围护结构，诸如屋面、外墙、底面接触室外空气的架空或外挑楼板、非采暖房间与采暖房间的隔墙或楼板(严寒地区和寒冷地区)、地面、地下室外墙等主体结构、保温层材料的品种、厚度及热工性能。7、节能指标自查可填写附表1，进一步检查节能指标设计是否完整、是否满足要求。五、初步设计阶段应控制的节能指标1、建筑总平面的布置和设计、建筑主朝向选择情况说明。(利用冬季日照并避开冬季主导风向。建筑主朝向宜选择本地区最佳朝向或接近最佳朝向)。2、建筑体形系数的计算(严寒地区及寒冷地区) 3、节能规范各指标限值描述格式

10、如下：×××地区为××地区(气候分区)根据公共建筑节能设计标准(GB50189-2005)(或地方规范)围护结构热工性能限值如下表所示：例如夏热冬冷地区围护结构热工性能限值围护结构部位传热系数 k W/(m2·k)屋面0.70外墙(包括非透明幕墙)1.0底面接触空气的架空或外挑楼板1.0外窗(包括透明幕墙)传热系数kW/(m2·k)遮阳系数SC(东、南、西向/北向)单一朝向外窗(包括透明幕墙)窗墙面积比0.24.70.2<窗墙面积比0.33.50.55/0.3<窗墙面积比0.43.00.50/0.600.4<

11、;窗墙面积比0.52.80.45/0.550.5<窗墙面积比0.72.50.40/0.50屋顶透明部分3.00.40热阻限值(m2·k)/W地面1.2地下室外墙1.2注：有外遮阳时，遮阳系数玻璃的遮阳系数×外遮阳的遮阳系数；无外遮阳时，遮阳系数玻璃的遮阳系数。4、各朝向窗墙比计算及玻璃热工性能参数。格式如下表所示：格式如下表所示：朝向外窗面积(m2)立面面积(m2)窗墙比规范规定值是否满足规范规定值东向0.7西向0.7南向0.7北向0.7屋面0.2朝向窗墙比传热系数k限值（W/(m2·k）遮阳系数SC限值可见光透射比设计值规范值设计值规范值设计值规范值东向西

12、向南向北向屋面说明：(1) 上海地区窗墙面积比需按各朝向分别计算。(2) 当外墙设置凸窗时，凸窗面积可按其洞口面积进行计算。当外墙设置转角凸窗时，其凸窗面积应按不同朝向洞口面积分别计算。(上海地区适应)5、玻璃热工性能参数(1) 说明外窗(或透明幕墙)玻璃类型及参数(传热系数、遮阳系数、可见光透射比)，外窗(或透明幕墙)型材类型，外墙(或透明幕墙)遮阳类型(内遮阳、外遮阳)及遮阳构造。(2) 幕墙的传热系数可以按经验估算幕墙的传热系数：隐框幕墙的传热系数玻璃的传热系数0.3明框幕墙的传热系数玻璃的传热系数0.56、外窗(及幕墙)气密性外窗的气密性不应低于(建筑外窗气窗性能分级及其检测方法)(G

13、B7107-2002)规定的4级。透明幕墙的气密性不应低于建筑幕墙物理性能分级(GB/T5225)规定的3级。7、其他围护结构热工性能应进一步说明其它围护结构，诸如屋面、外墙、底面接触室外空气的架空或外挑楼板、非采暖房间与采暖房间的隔墙或楼板(严寒地区和寒冷地区)、地面、地下室外墙等主体结构、保温层材料的品种、厚度及热工性能。7、节能指标自查可填写附表2，进一步检查节能指标设计是否完整、是否满足要求。如出现超出规范规定限值的情况应承诺在施工图阶段进行权衡判断。六、施工图设计阶段应控制的节能指标1、建筑总平面的布置和设计、建筑主朝向选择情况说明。(利用冬季日照并避开冬季主导风向。建筑主朝向宜选择

14、本地区最佳朝向或接近最佳朝向)。2、建筑体形系数的计算(严寒地区及寒冷地区) 3、节能规范各指标限值确定格式如下：×××地区为××地区(气候分区)根据公共建筑节能设计标准(GB50189-2005)(或地方规范)围护结构热工性能限值如下表所示：例如夏热冬冷地区围护结构热工性能限值围护结构部位传热系数 k W/(m2·k)屋面0.70外墙(包括非透明幕墙)1.0底面接触空气的架空或外挑楼板1.0外窗(包括透明幕墙)传热系数kW/(m2·k)遮阳系数SC(东、南、西向/北向)单一朝向外窗(包括透明幕墙)窗墙面积比0.24.70.

15、2<窗墙面积比0.33.50.55/0.3<窗墙面积比0.43.00.50/0.600.4<窗墙面积比0.52.80.45/0.550.5<窗墙面积比0.72.50.40/0.50屋顶透明部分3.00.40热阻限值(m2·k)/W地面1.2地下室外墙1.2注：有外遮阳时，遮阳系数玻璃的遮阳系数×外遮阳的遮阳系数；无外遮阳时，遮阳系数玻璃的遮阳系数。4、各朝向窗墙比计算格式如下表所示：格式如下表所示：朝向外窗面积(m2)立面面积(m2)窗墙比规范规定值是否满足规范规定值东向0.7西向0.7南向0.7北向0.7屋面0.2朝向窗墙比传热系数k限值（W/(m

16、2·k）遮阳系数SC限值可见光透射比设计值规范值设计值规范值设计值规范值东向西向南向北向屋面说明：(1) 上海地区窗墙面积比需按各朝向分别计算。(2) 当外墙设置凸窗时，凸窗面积可按其洞口面积进行计算。当外墙设置转角凸窗时，其凸窗面积应按不同朝向洞口面积分别计算。(上海地区适应)5、玻璃热工性能参数(1) 说明外窗(或透明幕墙)玻璃类型及参数(传热系数、遮阳系数、可见光透射比)，外窗(或透明幕墙)型材类型，外墙(或透明幕墙)遮阳类型(内遮阳、外遮阳)及遮阳构造，并计算外遮阳遮阳系数。(2) 计算外窗的可开启面积(不应小于窗面积的30%)(3) 说明透明幕墙的通风措施(透明幕墙应具有可

17、开启部分或设置通风换气装置)。(4) 设计文件中的“门窗表”应当明确门窗的型材、玻璃及空气层厚度、传热系数、遮阳系数、气密性、水密性和抗风压性等技术指标。(5) 幕墙的传热系数应由幕墙公司计算确定。当幕墙公司不能提供时，可以按经验估算幕墙的传热系数：隐框幕墙的传热系数玻璃的传热系数0.3明框幕墙的传热系数玻璃的传热系数0.5(6) 可以采用“面积加权”的原则，使某朝向的整个玻璃幕墙的热工性能满足规范要求。例如某宾馆大厅的玻璃幕墙没有达到节能要求，可以通过提高该墙面上其他玻璃(或其他透明材料)热工性能的方法，使该朝向整个墙面的玻璃(或其他透明材料)幕墙性能达标。(7) 说明凸窗的传热系数，其传热

18、系数不能大于2.8W/(m2·k)。(上海地区适用)(8) 说明凸窗不透明顶板、底板和侧板采取的保温措施，其保温厚度应大于等于外墙厚度。(上海地区适应)6、外窗(及幕墙)气密性外窗的气密性不应低于(建筑外窗气窗性能分级及其检测方法)(GB7107-2002)规定的4级。透明幕墙的气密性不应低于建筑幕墙物理性能分级(GB/T5225)规定的3级。7、屋面构造作法及传热系数计算应该列举工程中所有屋面的作法，说明保温层材料的品种、厚度、热工性能。例如，35mm挤塑聚苯板(XPS)，导热系数为0.03 W/(m2·k)。8、外墙构造作法及传热系数计算说明外墙采取的保温体系(可分为外

19、保温、内保温和自保温)及外墙主体部分构造做法，说明保温层材料的品种、厚度、 热工性能。同时还要说明热桥部位(圈梁、构造柱等)的保温措施。(说明：外墙的传热系数为包括结构性热桥在内的平均值。如果外墙主体部分及热桥部位均分别满足规范限值要求，则不要计算平均传热系数，否则应计算平均传热系数)。9、底面接触室外空气的架空或外挑楼板构造作法及传热系数计算说明底面接触室外空气的架空或外挑楼板构造作法，说明保温层材料的品种、厚度、热工性能。10、非采暖房间与采暖房间的隔墙或楼板构造作法及传热系数计算说明非采暖房间与采暖房间的隔墙或楼板构造作法，说明保温层材料的品种、厚度、热工性能。(说明：仅严寒地区和寒冷地

20、区需要计算，其他地区不需要计算)。11、地面构造作法及热阻计算说明地面构造作法，说明保温层材料的品种、厚度、热工性能。(说明：地面热阻是指建筑基础持力层以上各层材料的热阻之和。)12、地下室外墙构造作法及热阻计算说明地下室外墙构造作法，说明保温层材料的品种、厚度、热工性能。(说明：地下室外墙是指与土壤接触的外墙。严寒地区计算采暖地下室外墙，寒冷地区计算采暖、空调地下室外墙，夏热冬冷地区及夏热冬暖地区计算地下室外墙)。13、地下室顶板构造作法及传热系数计算(我院新增)说明地下室外墙构造作法，说明保温层材料的品种、厚度、热工性能。(说明：地下室顶板的传热系数限值可参考屋面)14、避难层(或设备层)顶板构造作法及传热系数计算(我院新增)说明地下室外墙构造作法，说明保温层材料的品种、厚度、热工性能。（说明：避难层(或设备层)顶板的传热系数限值可参考架空楼板）15、避