建筑节能基本知识

建筑节能基本知识第一页，共34页。1、我国的建筑节能设计气候分区分区名称分区指标设计要求主要指标辅助指标严寒地区最冷月平均温度≤-10℃日平均温度≤5℃的天数≥145d必须充分满足冬季保温要求，一般可不考虑夏季防热寒冷地区最冷月平均温度0~-10℃日平均温度≤5℃的天数90~145d应满足冬季保温要求，部分地区兼顾夏季防热夏热冬冷地区最冷月平均温度0~10℃，最热月平均温度25~30℃日平均温度≤5℃的天数0~90d，日平均温度≥25℃的天数40~110d必须充分满足夏季防热要求，适当兼顾冬季保温。夏热冬暖地区最冷月平均温度>10℃,最热月平均温度25~29℃日平均温度≥25℃的天数100~200d必须充分满足夏季防热要求，一般可不考虑冬季保温。温和地区最冷月平均温度0~13℃，最热月平均温度18~25℃日平均温度≤5℃的天数0~90d部分地区考虑冬季保温，一般可不考虑夏季防热第二页，共34页。建筑热工设计分区严寒地区寒冷地区夏热冬冷区夏热冬暖区温和地区寒冷地区严寒地区寒冷地区严寒地区第三页，共34页。建筑节能与气候分区建筑节能与气候分区严寒地区寒冷地区夏热冬冷地区夏热冬暖地区温和地区必须充分满足冬季保温要求，一般可不考虑夏季防热应满足冬季保温要求，部分地区兼顾夏季防热

必须满足夏季防热要求，适当兼顾冬季保温

必须充分满足夏季防热要求，一般可不考虑冬季保温

部分地区应考虑冬季保温，一般可不考虑夏季防热

哈尔滨乌鲁木齐大连杭州广州西双版纳第四页，共34页。建筑民用建筑工业建筑住宅建筑公共建筑《民用建筑节能设计标准（采暖居住建筑部分）》（JGJ26-95）《采暖居住建筑节能检验标准》（JGJ132-2001）《既有采暖居住建筑节能改造技术规程》（JGJ129-2000）《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》（JGJ134-2001）《夏热冬暖地区居住建筑节能设计标准》2003年10月1日实施《公共建筑节能设计标准》2005年7月1日实施严寒、寒冷地区夏热冬冷地区夏热冬暖地区《建筑照明设计标准》《民用建筑热工设计规范》（GB50176-93）节能标准体系第五页，共34页。2室内热环境及其评价方法热舒适性人体所处的活动状态人体衣着状态室内空气温度相对湿度壁面温度气流速度第六页，共34页。人体热平衡第七页，共34页。第八页，共34页。第九页，共34页。第十页，共34页。人体热舒适方程和PMV-PPD指标1984年国际标准化组织根据P.O.Fanger教授的研究结果，提出了室内热环境的评价与测量的新标准化方法（ISO7730）。在ISO7730标准中以PMV-PPD指标来描述和评价热环境。该指标综合考虑了人体活动强度，衣服热阻（衣着情况），空气温度，平均辐射温度，空气流动速度和空气湿度等六个因素。利用人体热平衡的原理，确定了PMV的数学表达式，并利用概率分析方法，确定了PMV和PPD指标之间的数学关系式。P.O.Fanger收集了1396名美国与丹麦受试对象的冷热感觉资料，提出了表征人体热反应（冷热感）的评价指标（PMV-预期平均评价）:人体热平衡和舒适感第十一页，共34页。PMV指标代表了对同一环境绝大多数人的冷热感觉，因此可用PMV指标预测热环境下人体的热反应。由于人与人之间生理的差别，故用预期不满意百分率（PPD）指标来表示对热环境不满意的百分数。人体热平衡和舒适感在PMV=0处，PPD为5%。这意味着，即使室内环境为最佳热舒适状态，由于人们的生理差别，还有5％的人感到不满意。ISO7730对PMV-PPD指标的推荐值为：PPD<10%，即PMV值在－0.5～+0.5之间。相当于在人群中允许有10％的人感觉不满意。第十二页，共34页。《采暖通风与空气调节设计规范》（GB50019-2003）中规定采暖与空气调节室内的热舒适性指标宜为：-1≤PMV≤＋1,PPD≈26％。在实际应用中，丹麦有关公司已研制出模拟人体散热机理直接测得室内环境PMV和PPD指标的仪器，可以很方便地对房间热舒适性进行检测和评价。由于PMV指标的提出是在稳定条件下利用热舒适方程导出的，而对于人们在不稳定情况下的多变环境，如由室外或由非空调房间进入空调房间，或由空调房间走出，人的热感觉不同。因此，国内外有人在进一步研究动态环境下的热感觉指标。人体热平衡和舒适感第十三页，共34页。（二）室内空气温湿度计算参数室内空气温湿度设计参数的确定，除了要考虑室内参数综合作用下的舒适条件外，还应根据室外气温、经济条件和节能要求进行综合考虑。1、舒适性空调人体热平衡和舒适感第十四页，共34页。2、工艺性空调工艺性空调室内温湿度基数及其允许波动范围，应根据工艺需要并考虑必要的卫生条件确定。工艺性空调可分为一般降温性空调、恒温恒湿空调和净化空调等。确定工艺性空调室内计算参数时，一定要了解实际工艺生产过程对温湿度的要求。降温性空调对温、湿度的要求是夏季工人操作时手不出汗，不使产品受潮。恒温恒湿空调室内空气的温、湿度基数和精度都有严格要求。净化空调不仅对空气温、湿度提出一定要求，而且对空气中所含尘粒的大小和数量有严格要求。人体热平衡和舒适感第十五页，共34页。3、采暖空调能耗形成的原因第十六页，共34页。第十七页，共34页。充分利用太阳辐射得热选择合理的体形系数与平面形式提高围护结构的保温性能提高门窗的气密性，减少冷风渗透使房间具有与使用性质相适应的热特性改善采暖系统的设计和运行管理对采暖排风系统能量进行回收(如采用各种类型的热能回收装置降低采暖能耗的途径第十八页，共34页。减弱室外热作用对围护结构外表面应采用浅色装饰以减少对太阳辐射热的吸收系数(但应注意不要引起反射眩光)，以降低室外综合温度对外围护结构要进行隔热和散热处理，特别是对屋顶和外墙要进行隔热和散热处理，使之达到节能标准规定的限值要求合理组织房间的自然通风降低空调能耗的途径第十九页，共34页。选择合适的窗墙比，设置窗口遮阳夏热冬冷和夏热冬暖地区的外门，也应采取保温隔热节能措施(如设置双层门、低辐射中空玻璃门、门内侧或外侧设置活动门帘及设置风幕等)在夏热冬冷及夏热冬暖地区，当空调系统间歇运行时，或者是利用深夜间自然通风降温并蓄存室外冷量时，应作具体的技术、经济分析，并与冬季统筹考虑，以使房间和围护结构具有与使用性质相适应的热工特性合理利用自然能源和可再生能源尽量减少室内余热选用能效比高的空调制冷系统，并使其高效运行降低空调能耗的途径第二十页，共34页。建筑节能领域中常用的名词术语采暖期室外平均温度(te)outdoormeanairtemperatureduringheatingperiod

在采暖期起止日期内，室外逐日平均温度的平均值。采暖期度日数(Ddi)degreedaysofheatingperiod

一年中，当某天室外日平均温度低于18℃时，将高于18℃的度数乘以1天，并将此乘积累加。采暖能耗(Q)energyconsumedforheating

用于建筑物采暖所消耗的能量，主要指建筑物耗热量和采暖耗煤量。

第二十一页，共34页。建筑节能领域中常用的名词术语围护结构传热系数(K)overallheattransfercoefficientofbuildingenvelope

围护结构两侧空气温差为1k，在单位时间内通过单位面积围护结构的传热量，单位：w/(m2·k)。围护结构传热系数的修正系数(εi)correctionfactorforoverallheattransfercoeficientofbuildingenvelope

不同地区、不同朝向的围护结构，因受太阳辐射和天空辐射的影响，使得其在两侧空气温差同样为1k情况下，在单位时间内通过单位面积围护结构的传热量要改变。这个改变后的传热量与未受太阳辐射和天空辐射影响的原有传热量的比值，即为围护结构传热系数的修正系数。第二十二页，共34页。某居住建筑其结构体系为剪力墙结构，240厚砼，保温层为20厚聚苯乙烯保温板；外墙主体各构造部位主要热工值如下20厚混合砂浆R=0.023240厚钢筋混凝土R=0.11520厚聚苯乙烯板R=0.9外墙装饰层热阻R=0.01；内墙装饰层热阻不计计算此外墙主体部位的传热系数。思考3分钟第二十三页，共34页。建筑节能领域中常用的名词术语

建筑物体形系数(S)shapecoefficientofbuilding

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。外表面积中，不包括地面和不采暖楼梯间隔墙和户门的面积。窗墙面积比arearatioofwindowtowall

窗户洞口面积与房间立面单元面积(即建筑层高与开间定位线围成的面积)的比值。第二十四页，共34页。例题：已知一栋十五层建筑，无架空层，层高为3米，每层建筑面积同为600m2，试计算不同平面形状建筑的体形系数思考3分钟第二十五页，共34页。焦作某办公建筑南面为（4米，8个开间房屋）32m，层高3米，四层，每层设窗（3米宽×1.5米高）各8个，求此建筑南面的平均窗墙比。窗墙面积比–例题思考3分钟解：按给出的条件此建筑南面的平均窗墙比应为第二十六页，共34页。建筑节能领域中常用的名词术语空调年耗电量

Annualcoolingelectricityconsumption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空调设备每年所消耗的电能采暖年耗电量

Annualheatingelectricityconsumption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采暖设备每年所消耗的电能空调、采暖设备能效比

(ERR)Energyefficiencyratio在额定工况下，空调、采暖设备提供的冷量或热量与设备本身所消耗的能量之比第二十七页，共34页。建筑节能领域中常用的名词术语空调度日数Coolingdegreedaybasedon26℃一年中，当某天室外日平均温度高于26℃时，将高于26℃的度数乘以1天，并将此乘积累加。典型气象年（TMY)Typicalmeteorologicalyear以近30年的月平均值为依据，从近10年的资料中选取一年各月接近30年的平均值作为典型气象年。由于选取的平均值在不同的年份，资料不连续，还需要进行月间平滑处理。第二十八页，共34页。建筑节能领域中常用的名词术语建筑物耗热量指标(qH)indexofheatlossofbuilding

在采暖期室外平均温度条件下，为保持室内计算温度，单位建筑面积在单位时间内消耗的、需由室内采暖设备供给的热量，单位：w/m2。采暖耗煤量指标(qc)indexofcoalconsumeptionforheating

在采暖期室外平均温度条件下，为保持室内计算温度，单位建筑面积在一个采暖期内