建筑节能设计计算实例

建筑节能设计计算

鲁性旭(mobile2005.111■建筑节能设计计算建筑节能设计计算步骤（50％标准）建筑节能设计现状05年9月，由国务院组织，国家发改委、国土资源部、建设部、农业部联合召开的“全国推进墙体材料革新和推广节能建筑”电视电话会议。全国：建设部副部长仇宝兴指出：施工图设计文件执行节能标准的严寒和寒冷地区90％实际施工的50％夏热冬冷地区20％实际施工的14％我省（今年10月节能专项检查，不完全统计），30％地市新建建筑100％按节能标准设计，15％的没有节能设计，55％执行节能标准的30%～80%。按图纸施工的更少。2■建筑节能设计计算建筑节能设计计算常用公式1、体形系数：

Ｓ＝Ｆ０／Ｖ０

；2、热阻（单一材料层）：

R＝δ／λ

；3、热阻（多层围护结构层）：

R＝R1+R2+……+Rn；4、传热系数：

K＝1／R0＝1/

(Ri+R+Re

)；其中：Ri＝0.11（0.115）；Re＝0.04（0.043）；

3■建筑节能设计计算建筑节能设计计算常用公式例：

各层材料名称厚度δ(m)导热系数λ[w／(m·K)]热阻R(m2·K/w)１、水泥砂浆0.020.930.022２、砖墙0.240.810.296３、硅酸铝保温砂浆0.0250.0620.403４、麻刀灰0.0020.810.0024■建筑节能设计计算建筑节能设计计算常用公式表中的导热系数查表得出，热工规范Ｐ63，资料集第２集P205热阻Ｒ＝δ／λ，热工规范Ｐ25，λ的值详热工规范Ｐ63，资料集第２集Ｐ205。传热阻Ｒ０＝Ｒi＋Ｒ＋Ｒe，热工规范Ｐ27。式中Ｒ０——围护结构的传热阻（m2·K/w）；Ｒi——内表面换热阻（m2·K/w），0.115，一般取0.11；Ｒe——外表面换换阻（m2·K/w），0.043，一般取0.04；Ｒ——围护结构热阻（m2·K/w）；Ｒ＝Ｒ1＋Ｒ2＋……＋Ｒn，热工规范Ｐ25。则Ｒ0＝0.115+0.022+0.296+0.403+0.002+0.043＝0.881(m2·K/w)

5■建筑节能设计计算建筑节能设计计算常用公式本工程中因为有麻刀灰热阻0.002，故取小数点后３位，一般情况下取小数点后两位即可。外墙传热系数Ｋ＝1/R０，资料集第二集Ｐ１８９，则Ｋ＝１／0.881＝1.135，取1.14W/（m2·K）。

6■建筑节能设计计算建筑节能设计计算常用公式5、热惰性指标（单一材料围护结构）：D＝R·S6、热惰性指标（多层围护结构）：D＝D1+D2+……+Dn

7■建筑节能设计计算建筑材料热物理性能计算参数1、通常有以下5个：干密度（ρ0），单位：kg/m3导热系数（λ），单位：W/(m2·K)蓄热系数（S

），单位：W/(m2·K)[周期24h]比热容（C

），单位：kJ/(kg·K)蒸汽渗透阻（μ

），单位：g/(m·h·Pa)2、导热系数λ及蓄热系数S的修正系数a:详《民用建筑热工设计规范》GB50176-93，P71在某些情况下，λ及S是要修正的。

8■建筑节能设计计算建筑节能设计计算步骤（50％标准）1、非住宅居住建筑1.1确定节能方案、统计建筑体积、外表面积、计算不同构造外墙的传热面积和传热系数；1.2工程概况建设地点、层数、朝向、阳台类型、建筑体积、外表面积、体形系数、等；1.3计算外墙平均传热系数1.4

计算各部分围护结构的传热系数；1.5

围护结构热桥部位内表面温度验算。9建筑节能设计计算步骤2、住宅建筑2.1判定是否满足三个条件2.1.1S≤0.3；2.1.2Ki≤限值；2.1.3窗墙面积比≤规定的数值。2.2若满足三个条件2.2.1按1.1～1.5的方法计算，增加2.2.22.2.2不同朝向的窗墙面积比；10■建筑节能设计计计算建筑节能设计计计算步骤2、住宅建筑筑2.3若不不满足三个条条件2.3.1计计算建筑面面积；2.3.2按按1.1～～1.5的方方法计算；增增加2.3.3～2.3.7；2.3.3计计算围护结结构各部分的的传热系数和和传热面积；；2.3.4计计算围护结结构的传热耗耗热量；2.3.5计计算建筑物物空气渗透耗耗热量；2.3.6计计算建筑物物耗热量指标标；2.3.7围围护结构热热桥部位内表表面温度验算算。11■建筑节能设计计计算12■建筑节能设计计计算13■建筑节能设计计计算之内部冷凝●两种情情况▲内部冷凝凝（冷凝界面面出现在墙体体内部）▲内表面结结露（冷凝界界面或露点温温度td出现在墙体内内表面）●以上两两种情况都会会导致外墙内内表面潮湿、、长霉这是规范不允允许的。14■建筑节能设计计计算★内部冷冷凝●《民用用建筑热工设设计规范》GB50176-93第第4.3.1条：【强条】““围护结构热热桥部位的内内表面温度不不应低于室内内空气露点温温度”●《公共共建筑节能设设计计算标准准》GB50189-2005第4.2.3条条：“外墙与屋顶顶的热桥部位位的内表面温温度不应低于于室内空气露露点温温度”●可见，，并不是因为为搞建筑节能能，才要求θθi≥td,即使不搞建建筑节能,也也应该θi≥td。因为这是民民用建筑的最最低要求。15■建筑节能设计计计算★内部冷冷凝●常用室室内空气露点点温度（td）（℃）ti(oC)td(oC)1810.122012.012213.882516.7116■建筑节能设计计计算保温和隔热的的区别●保温通常是指在冬冬季室内外温温度条件下，，围护结构阻阻止由室内向向室外传热，，从而使室内内保持适当温温度的能力。。●隔热通常是指在夏夏季自然通风风条件下，围围护结构在室室外综合温度度（室外空气气和太阳辐射射合成）和室室外空气温度度波作用下，，其内表面保保持适当温度度的能力17■建筑节能设计计计算之保温和隔热的的区别★保温和隔隔热的主要区区别（3不同同）▲不同1：：传热过程不不同保温：冬季单向：室内向向室外传热稳定：按稳态态传热考虑隔热：夏季双向：室内向向室外传热室外向室内传传热波动：周期性性波动传热（（24h）18■建筑节能设计计计算之保温和隔热的的区别★保保温温和和隔隔热热的的主主要要区区别别（（3不不同同））▲不不同同2：：评评价价指指标标不不同同保温温：：Ki，R隔热热：：夏夏季季计计算算条条件件下下θi··max（围围护护结结构构内内表表面面最最高高温温度度））θi··max≤te··max（大大体体上上相相当当于于240厚厚实实心心粘粘土土砖砖的的内内表表面面温温度度））19■建筑筑节节能能设设计计计计算算之保温温和和隔隔热热的的区区别别★保保温温和和隔隔热热的的主主要要区区别别（（3不不同同））▲不不同同3：：构构造造措措施施不不同同保温温：：K小小，，R大大的的材材料料为为优优如：：彩彩色色钢钢板板EPS板板，，聚聚氨氨酯酯泡泡沫沫加加芯芯板板，，等等，，多多孔孔轻轻质质材材料料如如：：[EPS100,R=2.13,D=1.5;加气气砼砼100,R=0.46,D=1.63]隔热热：：K小小，，D大大（（即即R大大，，S大大））的的材材料料为为优优如：：上上述述多多孔孔轻轻质质材材料料，，其其保保温温性性能能好好，，热热稳稳定定性性差差保温温：：受受构构造造层层次次排排列列影影响响较较小小隔热热：：受受构构造造层层次次排排列列影影响响较较大大相同同材材料料、、厚厚度度，，构构造造层层次次排排列列不不同同，，对对保保温温影影响响小小对隔隔热热影影响响大大20■节能能标标准准中中的的有有关关规规定定■适用用范范围围的的规规定定▲（JGJ26-95））总总则则1.0.2：：本标标准准适适用用于于严严寒寒和和寒寒冷冷地地区区设设置置集集中中采采暖暖的的新新建建和和扩扩建建居居住住建建筑筑建建筑筑热热工工设设计计与与采采暖暖节节能能设设计计。。暂暂无无条条件件设设置置集集中中采采暖暖的的居居住住建建筑筑，，其其围围护护结结构构宜宜按按本本标标准准执执行行。。（标标准准中中P1））21■节能能标标准准中中的的有有关关■适用用范范围围的的规规定定▲说明明：：暂无无条条件件设设置置集集中中采采暖暖的的居居住住建建筑筑，，其其围围护护结结构构按按本本标标准准执执行行，，一一则则有有利利于于节节能能和和改改善善室室内内热热环环境境，，二二则则为为将将来来条条件件许许可可时时设设置置集集中中采采暖暖创创造造有有利利条条件件。。也也就就是是说说，，不不管管设设置置集集中中采采暖暖与与否否，，居居住住建建筑筑的的围围护护结结构构都都按按本本标标准准执执行行。。详详新新标标准准P36。。22■节能能标标准准中中的的有有关关规规定定■建筑筑物物耗耗热热量量指指标标计计算算方方法法的的规规定定3.0.1建建筑筑耗耗热热量量指指标标应应按按下下式式计计算算建筑筑耗耗热热量量指指标标应应按按下下式式计计算算qH＝qH··T+qＩNF-qI··H式中中qH———建建筑筑物物耗耗热热量量指指标标（（W/m2）；；qH··T———单单位位建建筑筑面面积积通通过过围围护护结结构构的的传传热热耗耗热热量量（（W/m2）；；qＩNF———单单位位建建筑筑面面积积的的空空气气渗渗透透耗耗热热量量W/m2）；；qI··H———单单位位建建筑筑面面积积的的建建筑筑物物内内部部得得热热（（包包括括炊炊事事、、照照明明、、家家电电和和人人体体散散热热）），，住宅宅建建筑筑，取取3.80W/m2。23■节能能标标准准中中的的有有关关规规定定■3.0.2单位位建建筑筑面面积积通通过过围围护护结结构构的的传传热热耗耗热热量量应应按按下下式式计计算算：：式中中ti————全全部部房房间间平平均均室室内内计计算算温温度度，，一一般般住住宅宅建建筑筑，，取取160C；；te————采采暖暖期期室室外外平平均均温温度度（（0C）），，应应按按本本标标准准附附录录A附附表表A采采用用；；新新标标准准P17，，省省标标P19；；εi———围围护护结结构构传传热热系系数数的的修修正正系系数数，，应应按按本本标标准准附附录录B采采用用；；新新标标准准P22，，省省标标P20、、P21，，热热工工规规范范P7～～P8，，资资料料集集第2集集P193表表2；；24■节能能标标准准中中的的有有关关规规定定■单位位建建筑筑面面积积通通过过围围护护结结构构的的传传热热耗耗热热量量的的计计算算：：式中中KI———围围护护结结构构的的传传热热系系数数[W/（（m2·K））]，，对对于于外外墙墙应应取取其其平平均均传传热系系数数，，计计算算方方法法见见本本标标准准附附录录C；；新新标标准准P24。。FI———围围护护结结构构的的面面积积（（m2），，应应按按本本标标准准附附录录D的的规规定定计计算算；；新新标标准准P25，，省省标标P22；；省省标标的的C.O.5条条后后面面少少了了一一句句话话：：当当楼楼梯梯间间不不采采暖暖时时，，应应减减去去楼楼梯梯间间的的外外墙墙面面积积；；A0———建建筑筑面面积积（（m2），，应应按按本本标标准准附附录录D规规定定计计算算，，新新标标准准P25，，省省标标P22。。25■节能标标准中中的有有关规规定■3.0.3单单位位建筑筑面积积的空空气渗渗透耗耗热量量应按按下式式计算算：ＱＩＮF＝（ti-te）··Cρρ·ρρ·N·V式中Cρ———空气气比热热容，，取0.28w·h/(kg·K);ρ———空气气密度度（kg/m3），取取条件件下的的值；；新标标准P5，，单位位kg/m2误，应应为kg/m3，省省标P19，河河南省省除安安阳和和濮阳阳ρ=1.30外，，其他他采暖暖城市市ρ=1.29；N———换气气次数数，住住宅建建筑取取0.51/h，其其它居居住建建筑有有相应应规定定。如如：托托幼建建筑1.51/h。V———换气气体积积（m3），应应按本本标准准附录录D的的规定定计算算。新新标准准P6，单位m2误，应应为m3。新标标准P25，省省标P22。26■节能标标准中中的有有关规规定■关于非非住宅宅居住住建筑筑3.0.6集体宿宿舍、、招待待所、、旅馆馆、托托幼建建筑等等采暖暖居住住建筑筑围护护结构构的保保温应应达到到当地地采暖暖住宅宅建筑筑相同同的水水平。。★[注意意]▲50％％标准中中，住住宅与与非住住宅是是分开的；▲65％％标准中中，住住宅与与非住住宅是是不分开开的；65％％标准1.0.2条，，居住建建筑包包括住住宅、、集体体宿舍舍、公公寓、、招待待所、、医院院病房房楼、、托幼幼建筑筑等。。在以后后的各各章节节中均均用的的是“居住住建筑筑”。。27■节能标标准中中的有有关规规定■关于非非住宅宅居住住建筑筑50％％标准准中，，规定定的建建筑耗耗热量量指标标和采采暖耗耗煤量量指标标，是是对采采暖住住宅的的，不不包括括住宅宅外的的其他他居住住建筑筑（集集体宿宿舍、、招待待所、、旅馆馆、托托幼建建筑等等）。。六中中规定定了非非住宅宅居住住建筑筑围护护结构构的保保温应应达到到当地地采暖暖住宅宅建筑筑相同同的水水平。。换句句话说说，对对非住住宅居居住建建筑只只有围围护结结构的的传热热系数数要求求（新新标准准P8，表表4.2.1），，而没没有耗耗热量量指标标和耗耗煤量量指标标的要要求。。28■节能标标准中中的有有关规规定■关于非非住宅宅居住住建筑筑这是因因为非非住宅宅居住住建筑筑，人人居密密度较较大，，其换换气次次数和和换气气耗热热量一一般都都高于于住宅宅，但但目前前对此此还缺缺乏调调研和和测试试数据据，难难以作作出定定量分分析，，故新新标准准只对对采暖暖住宅宅建筑筑的耗耗热量量指标标作出出规定定，而而对集集体宿宿等非非住宅宅居住住建筑筑的耗耗热量量指标标不作作规定定。但但它们们的围围护结结构保保温应应达到到当地地采暖暖住宅宅建筑筑相同同的水水平。。详新新标准准P39。。29■节能标标准中中的有有关规规定■建筑热热工设设计的的规定定4.1一般规规定4.1.1建建筑筑物朝朝向宜宜采用用南北北向或或接近近南北北向，，主要要房间间宜避避开冬冬季主主导风风向。。说明：：建筑朝朝向是是由多多种因因素决决定的的，并并不仅仅仅是是取决决于采采暖能能耗。。因此此，在在规定定的用用词上上用““宜宜”。。30■节能标标准中中的有有关规规定■建筑热热工设设计的的规定定4.1.2建建筑筑物体体形系系数宜宜控制制在0.3及0.3以下下；若若体形形系数数大于于0.3，，则屋屋顶和和外墙墙应加加强保保温，，其传传热系系数应应符合合表4.2.1的规规定。。（新标标准P7，，省标标P8）说明：：河南省省的采采暖期期室外外平均均温度度为0.2～1.7０ＣＣ，所所以此此规定定不适适用于于我省省，在在省标标中就就将此此条修修改为为（省省标ＰＰ７））：采暖居居住建建筑的的楼梯梯间和和外廊廊应设设置外外窗，，楼梯梯间可可不设设采暖暖设施施，但但楼梯梯间隔隔墙和和户门门应采采取保保温措措施，，并应应计算算其传传热耗耗热量量。31■节能标标准中中的有有关规规定■建筑热热工设设计的的规定定4.2围围护护结构构设计计4.2.1不不同同地区区采暖暖居住住建筑筑各部部分围围护结结构的的传热热系数数不应应超过过表4.2.1规定定的限限值（此条为强强制性条文文）。新标标准Ｐ８～～Ｐ９。省省标在这句句话的后面面增加了下下边内容：：若体形系数数大于0.3或者围围护结构的的部分传热热系数达不不到表4.2.1要要求时，应应按本细则则3.0.3～3.0.5条条规定，对对整个建筑筑的耗热量量指标进行行验算，确确保达到表表3.0.1规定的的要求。32■节能标准中中的有关规规定■建筑热工设设计的规定定4.2.2当实实际采用的的窗户传热热系数比表表4.2.1规定的的限值低0.5及0.5以上上时，在满满足本标准准规定的耗耗热量指标标条件下，，可按本标标准3.0.1～3.0.3条规定的的方法，重重新计算确确定外墙和和屋顶所需需的传热系系数。说明：窗户保温性性能好了，，外墙和屋屋顶的传热热系数可以以大一些，，但建筑物物的耗热量量指标不变变。33■节能标准中中的有关规规定■建筑热工设设计的规定定4.2.3外墙墙受周边混混凝土梁、、柱等热桥桥影响条件件下，其平平均传热系系数不应超超过表4.2.1规规定的限值值。说明：在表4.2.1（新新标准Ｐ８８）中，表表下面注：：①表中外外墙的传热热系数限值值系指考虑虑周边热桥桥影响后的的外墙平均均传热系数数。34■节能标准中中的有关规规定■建筑热工设设计的规定定4.2.4窗户户（包括阳阳台门上部部透明部分分）面积不不宜过大，，不同朝向向的窗墙面面积比不应应超过表4.2.4规定的数数值。不同朝向的的窗墙面积积比表表4.2.4朝向窗墙面积比北0.25东、西0.30南0.3535■节能标准中中的有关规规定■建筑热工设设计的规定定注：如窗墙墙面积比超超过上表规规定的数值值，则应调调整外墙和和屋顶等围围护结构的的传热系数数，使建筑筑物耗热量量指标达到到规定要求求。说明：目前的住宅宅设计中，，窗墙面积积比一般都都大于上表表中的数值值，在这种种情况下，，就要调整整外墙和屋屋顶的传热热系数，目目的是控制制建筑物耗耗热量指标标。36■节能标准中中的有关规规定■建筑热工设设计的规定定4.2.5设计计中应采用用气密性良良好的窗户户（包括阳阳台门），，其气密性性等级，在在１～６层层建筑中，，不应低于于现行国家家标准《建建筑外窗空空气渗透性性能分级及及其检验方方法》（GB7107）规定定的Ⅲ级水水平