建筑节能设计ppt课件.ppt

民用建筑节能设计 夏热冬冷地区居住建筑夏热冬冷地区公共建筑 1 我国气候和采暖空调需求 分区指标严寒地区 最冷月平均温度 10 寒冷地区 最冷月平均温度0 10 夏热冬冷地区 最冷月平均温度0 10 最热月平均温度25 30 夏热冬暖地区 最冷月平均温度 10 最热月平均温度25 29 温和地区 最冷月平均温度0 13 最热月平均温度18 25 采暖空调需求量大 严寒 采暖为主 寒冷 采暖为主 也需空调 夏热冬冷 空调 采暖 夏热冬暖 空调为主 2 建筑节能的主要规范标准 民用建筑热工设计规范GB50176 93民用建筑节能设计标准 采暖居住建筑部分 JGJ26 95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JGJ75 2003公共建筑节能设计标准GB50189 2005 3 建筑节能设计要求 在冬季最大限度的利用自然能来取暖 多获得热量和减少热损耗 夏季最大限度减少得热并利用自然能降温 冷却 以达到节能目的 目标 节能50 节能65 4 建筑的节能设计方法 5 围护结构的能耗 6 夏热冬冷地区节能建筑冬季建筑能耗构成 外墙20 屋面6 窗户34 空气渗透30 7 夏热冬冷地区节能建筑夏季建筑能耗构成 外墙20 屋面10 窗户10 空气渗透10 太阳辐射50 8 居住建筑节能的规定性指标 体形系数外窗传热系数外门窗气密性围护结构各部分传热系数和热惰性节能综合指标 9 体形系数的规定 条式建筑 0 35点式建筑 0 4 10 屋面和外墙的指标 屋面 K 1 0w k D 3 0K 0 8w k D 2 5外墙 Km 1 5w kD 3 0Km 1 0w k D 2 5 11 建筑内的指标 分户墙 K 2 0w k楼板 K 2 0w k户门 K 3 0w k 12 外窗的指标要求 外窗传热系数 窗墙面积比 0 25 K 4 70 25 窗墙面积比 0 35 K 3 2 东西向窗墙面积比大于0 32时 无遮阳设施不允许 0 35 窗墙面积比 0 45 K 2 5外门窗的气密性 1 6层3 级 7层及以上4 级 13 公共建筑节能设计的规定性指标 围护结构的传热系数外窗 透明幕墙 传热系数和遮阳系数透明屋顶的传热系数 遮阳系数和面积地面和地下室外墙的热阻窗墙面积比和可见光透射比权衡判断 14 围护结构的规定性指标 屋面的传热系数 K 0 7w k外墙的传热系数 Km 1 0w k底面接触室外空气的架空或外挑楼板 K 1 0w k 15 外窗 透明幕墙 的规定性指标 窗墙面积比 0 2 K 4 7w k 0 2 窗墙面积比 0 3 K 3 5w k 遮阳系数SC 0 550 3 窗墙面积比 0 4 K 3 0w k 遮阳系数SC 0 50 0 6 北向 0 4 窗墙面积比 0 5 K 2 8w k 遮阳系数SC 0 45 0 55 北向 0 5 窗墙面积比 0 7 K 2 5w k 遮阳系数SC 0 40 0 45 北向 16 外窗 透明幕墙 的规定性指标 每个朝向的窗包括幕墙面积比 0 7窗墙面积比小于0 4时 玻璃的可见光透射比 0 4 17 屋顶透明部分的指标 传热系数 3 0遮阳系数 0 4面积比 屋顶透明部分的面积不应大于屋顶面积的20 18 地面和地下室外墙热阻限值 地面R 1 2 m K W地下室外墙R 1 2 m K W 19 外窗气密性要求 外窗的气密性 4级 1 5 q1 0 5 m3 m h 单位缝长分级透明幕墙的气密性 3级 a 可开启部分 2 5 q1 1 5 m3 m h b 固定部分 0 1 q1 0 05 m3 m h 20 二 满足规定性指标的热工设计 围护结构的保温措施控制地面和地下室外墙的热阻中庭的通风外窗的的通风和气密性 21 1 屋面的热工设计 居住建筑屋面 K 1 0w k D 3 0K 0 8w k D 2 5 22 屋面保温的形式 正置式保温屋面保温层设在防水层之下倒置式保温屋面保温层设在防水层之上 保温材料必须选择挤塑聚苯板 23 正置式倒置式 24 常用的屋面保温材料 膨胀聚苯板 EPS 挤塑聚苯板 XPS 聚氨酯泡沫塑料 25 屋面热工计算 传热系数计算公式 K 1 R0 1 Ri R Re 内表面换热阻Re 0 04 K W外表面换热阻Ri 0 11 K W平屋面找坡层的计算厚度取最小厚度 26 常用找坡层的R和D值 27 常用的平屋面做法 居住建筑 40厚细石钢筋砼面层干铺无纺聚酯纤维布一层25厚挤塑聚苯板 XPS 防水层20厚1 3水泥砂浆憎水珍珠岩找坡最薄处40厚120厚钢筋砼屋面板 28 常用的屋面材料的物理性能 29 屋面的传热系数计算 屋面的热阻 m2 k w R Ri 0 02 0 07 0 02 0 76 0 91 0 36 Re 0 11 1 23 0 04 1 38 1 53 屋面的传热系数 w m2 k K 1 R 1 1 38 1 53 0 72 0 65 0 8 0 7 热惰性指标D0 34 1 19 0 23 0 27 0 67 2 7 2 5 30 公共建筑屋面的保温层最小厚度 K 0 7W M2K 采用憎水珍珠岩找坡层 挤塑聚苯板 XPS 保温层不应小30厚采用1 8水泥加气砼找坡层 挤塑聚苯板 XPS 保温层不应小35厚采用陶粒混凝土找坡层 挤塑聚苯板 XPS 保温层不应小40厚 31 居住建筑屋面保温层最小厚度 K 1 0W M2K 采用憎水珍珠岩找坡层 挤塑聚苯板 XPS 保温层不应小25厚采用1 8水泥加气砼找坡层 挤塑聚苯板 XPS 保温层不应小25厚采用陶粒混凝土找坡层 挤塑聚苯板 XPS 保温层不应小30厚 32 2 外墙的热工设计 实体外墙非透明幕墙 33 实体外墙的节能设计 公共建筑外墙通常为框架结构 外墙由填充墙 砼柱 梁 楼板组成多层居住建筑外墙常用砌体结构 外墙由砌体墙 构造柱 梁 楼板构成高层居住建筑外墙常用短肢剪力墙 外墙由砼墙 填充墙 砼柱 梁 楼板组成低层住宅有采用框架结构的 也有采用气体结构的 外墙组成根据结构形式不同而不同 34 35 墙体保温 外墙外保温外墙内保温 36 外墙外保温 从实际工程外墙平均传热系数的计算结果表明 外墙外保温由于梁 柱和楼板等热桥部位均已保温 墙体的总体保温效果较好 37 建筑外墙的平均传热系数计算 取标准单元分别计算不同材料的面积分别计算不同材料的传热系数按各部位面积作加权平均 38 平均传热系数计算公式 KP FP KB1 FB1 KB2 FB2Km FP FB1 FB2KP 外墙主墙体传热系数FP 外墙主墙体面积KB1KB2KB3 各热桥部位 梁 柱 楼板等 的传热系数FB1FB2FB3 各热桥部位 梁 柱 楼板等 的面积 39 40 外墙各组成部分的热阻R计算 墙体R 砌体R 保温层R 内外粉刷砂浆R梁R 砼R 保温层R 内外粉刷砂浆R柱R 砼R 保温层R 外粉刷砂浆R楼板R 砼R 保温层R 外粉刷砂浆R 41 结构梁 内粉刷层 外保温层 FB3 梁R 砼R 保温层R 内外粉刷砂浆R 外粉刷层 保温层加粉刷层 42 楼板 内粉刷层 外保温层 FB3 楼板R 砼R 保温层R 外粉刷砂浆R 外粉刷层 保温层加粉刷层 43 240 w 内墙 外墙主墙体 内粉刷 构造柱 外保温层 计算 厚度 20 FB1 柱R 砼R 保温层R 内墙R 外粉刷砂浆R 外粉刷层 保温 粉刷 44 加权平均计算外墙平均传热系数 K 1 RKm 墙体K 墙体F 梁K 梁F 柱K 柱F 楼板K 楼板F墙体F 梁F 柱F 楼板F 45 简化外墙平均传热系数的计算1 钢筋混凝土材料的热工性能最差 相同的保温材料由于墙体材料的热工性能不同 选用的厚度也不相同 若按照钢筋混凝土选择保温材料的厚度 则同时也能满足或超过其他墙体材料所需的保温厚度要求 如此做法可以简化外墙的平均传热系数计算 46 外墙均为砼墙的墙的Km计算 外墙构造组成 从外到内 20厚1 2水泥砂浆30厚挤塑板 XPS 200厚钢筋砼墙体20厚1 1 4混合砂浆 47 1 材料的热工计算参数 48 2 外墙热阻R R Ri 0 11 0 02 0 91 0 02 Re 0 11 1 36 0 05 1 22 49 3 外墙传热系数K K 1 R 1 1 22 0 82 1 0W K 50 简化外墙平均传热系数的计算2 按照外墙主墙体部位A和结构性热桥部位B占外墙面积不同的比值计算主墙体传热系数FP 结构性热桥传热系数FbKm A FP Bb 51 FP Fb在外墙面积中所占比值A和B 52 1 材料的热工计算参数 53 2 外墙热阻R和传热系数 R Ri 0 22 0 02 0 91 0 02 Re 0 11 1 17 0 05 1 33K 1 R 1 1 33 0 75 54 砌体结构平均传热系数计算 FP 0 75Fb 0 82Km 0 75x0 75 0 82x0 25 0 76 55 外墙外保温常用的保温材料 膨胀聚苯板挤塑聚苯板胶粉聚苯颗粒 无机保温砂浆硬质聚氨酯泡沫塑料 56 200厚钢筋混凝土墙体保温层的最小厚度 57 58 59 60 外墙内保温 增强粉刷石膏聚苯板增强水泥聚苯复合板纸面石膏岩棉 玻璃棉 61 增强粉刷石膏聚苯板外墙内保温 在外墙内面用粘结石膏粘贴聚苯板抹粉刷石膏压入中碱玻纤涂塑网格布 刮腻子 62 增强粉刷石膏聚苯板内保温构造 墙体 聚苯板 粉刷石膏 空气层 63 非透明幕墙的节能设计 金属铝板幕墙石材幕墙不可视玻璃 64 幕墙立面 65 石材幕墙保温构造 66 石材幕墙1 67 石材幕墙2 68 铝板幕墙 69 不可视玻璃幕墙 70 71 底面接触室外空气的架空或外挑楼板 在板面设置保温层 正置式保温在板底设置保温层 倒置式保温正置式保温材料 25厚挤塑板倒置式保温 30厚膨胀聚苯板或20厚保温砂浆 72 正置式保温倒置式保温 73 3 外窗 包括透明玻璃幕墙 外窗的传热系数外窗的遮阳外窗的气密性玻璃可见光透射比 74 外窗的传热系数 外窗的传热系数和遮阳系数根据单一朝向窗墙比的大小确定 透明玻璃幕墙属于外窗的范畴 要求也与外窗一样 75 外窗的传热系数取值 公共建筑的设计中 窗墙面积比一般都在0 3以上南北外墙的窗墙面积比往往都在0 4以上公共建筑的外窗传热系数必须控制在3 0W m2 K 以下 遮阳系数在 0 40 0 55左右 76 常见外窗热工参数 77 空气层的厚度与传热系数有关 窗的热工性能还取决于空气层的厚度 空气层厚度大 保温效果好 普通中空玻璃采用12mm厚空气层时 其K值可达2 8W m2 K 但窗框材料影响了整窗的传热系数中空玻璃空气层每增加3厚 降低传热系数0 2公共建筑外窗的玻璃中空厚度一般不应小于9mm厚 78 普通中空玻璃热学参数 79 LOW E中空玻璃的热学参数 80 非隔热金属型材加普通中空玻璃 5 6A 5玻璃 K 3 3 上海耀皮玻璃技术中心提供 非隔热金属型材 K 10 8窗框面积 15 玻璃面积 85 10 8 0 15 3 3 0 85 1 62 2 81 4 43 81 隔热型材加普通中空玻璃 6 12A 6玻璃 K 2 8隔热金属型材 K 5 8窗框面积 20 玻璃面积 80 5 8 0 2 2 8 0 80 1 16 2 24 3 40 82 塑料型材加普通中空玻璃 6 12A 6玻璃 K 2 8塑料型材 K 2 7窗框面积 25 玻璃面积 75 2 7 0 25 2 8 0 75 0 68 2 10 2 78 83 多腔塑料型材与低辐射中空玻璃 6LOW E 中透 12 空气 6玻璃 K 1 8多腔塑料型材 K 2 0窗框面积 25 玻璃面积 75 Kc 2 0 0 25 1 8 0 75 0 5 1 35 1 85 84 隔热金属型材与低辐射中空玻璃 6LOW E12 空气 6玻璃 K 1 9隔热金属型材 K 5 8窗框面积 20 玻璃面积 80 Kc 5 8 0 20 1 8 0 80 1 16 1 44 2 60 85 低辐射中空玻璃与隔热金属多腔密封型材 A 6LOW E 低透 12A 6玻璃 K 1 8B 隔热金属多腔密封型材 K 5 0窗框面积 20 玻璃面积 80 K 5 0 0 20 1 8 0 80 1 0 1 44 2 44 86 空气层充氩气的低辐射中空玻璃窗 A 6LOW E 中透 12 氩气 6玻璃 K 1 5B 隔热金属多腔密封型材 K 5 0窗框面积 20 玻璃面积 80 K 5 0 0 20 1 5 0 80 1 0 1 2 2 20 87 凸窗的传热系数 凸窗的传热系数应当比现行节能设计标准的规定性指标降低10 且凸窗的传热系数不得大于2 8W K 3 0 0 9 2 7 3 2 0 9 2 882 8 0 9 2 52 2 5 0 9 2 25 88 遮阳设计 结合建筑立面设计 采用水平向或垂直向的构件 挡住阳光的照射选用符合遮阳系数要求的外窗玻璃 89 遮阳系数计算 构件遮阳与材料遮阳相互弥补 两者的乘积 就是外窗的遮阳系数不做遮阳 玻璃的遮阳系数就是外窗的遮阳系数 组合遮阳 分别计算水平遮阳和垂直遮阳的系数 两者的乘积 就是外窗的遮阳系数 90 玻璃的遮阳系数 普通4厚白玻璃SC 0 98玻璃厚度每增加1厚 遮阳系数下降0 01 0 02普通中空玻璃SC 0 9镀膜玻璃SC 0 47 0 56 绿 蓝 灰 本体着色玻璃SC 0 50 0 71 绿 蓝 灰 LOW E玻璃SC 0 21 0 6热反射镀膜玻璃SC 0 23 0 78 91 外窗的气密性 外窗良好的气密性 可以抵御夏季和冬季的室外空气渗透到室内 从而降低能耗 92 建筑外窗气密性新老标准对照 93 决定外窗气密性的因素 窗的开启方式窗的材质窗的密封 94 窗的开启方式 实测表明 平开窗大部分都能满足4级以上的要求 但推拉窗有一半以上达不到4级多层建筑采用外平开 高层建筑出于安全的考虑 可以选用内平开 选用推拉窗 要达到气密性4级 则应对其制作工艺和五金配件提出较高的要求 造价上可能会更高 95 窗的材料 PVC窗 彩钢板窗木窗 96 窗的密封 窗的规格尺寸精确 开启缝宽小国内通常采用双级密封 窗的空气渗透量为1 61m3 mh窗框与窗扇 窗扇与玻璃采用3级密封 可使窗的空气泄漏量降到1m3 mh以下 97 玻璃的可见光透射比不应小于0 4 当窗墙比小于0 40时开窗面积已很少 室内光线较差 如果使用的玻璃 或其他透明材料 的可见光透射比再小于0 4 则要用人工照明来补充照明 要增加照明的时间 围护结构省了 却增加了电气照明费 耗能也多了 照明时间长会增加照明器具发热量 因而提高夏季空调耗能 玻璃的可见光透射比不用计算 应对玻璃提出性能要求 98 透明幕墙 99 100 对玻璃幕墙的规定 传热系数 2 5遮阳系数 0 4透明玻璃面积 0 7气密性指标 建筑幕墙物理性能分级 GB T21086 2007规定的3级 101 玻璃幕墙热工性能的局限 全玻璃幕墙作为建筑外墙 其热工性能无论如何也难以达到1 0W m2 K 的传热系数要求 即便进行权衡判断 也很难达到要求 102 使用非透明玻璃幕墙 梁和防火窗槛墙的800mm高度是必不可少的 全透明玻璃幕墙会清楚地反映出钢砼的立面 对立面效果并不有利 不妨将此部位处理成非透明玻璃幕墙 如选用彩釉玻璃 其背后衬托50厚的保温玻璃棉 可以按照实墙对待 非透明玻璃的部分热工性能完全满足K 1 0W m2 K的传热系数要求 也可保证窗墙面积比的要求 103 玻璃幕墙采用隐框 玻璃幕墙的传热系数规定为K 2 5W m2 K 为了达到这一指标 宜采用隐框幕墙 玻璃采用LOW E中空玻璃 虽然玻璃的传热系数不能作为幕墙的传热系数 但由于金属型材隐蔽在玻璃的背后 且有硅酮结构胶相隔 可以近似参照玻璃的传热系数确定玻璃幕墙的热工性能 如LO E玻璃的本身传热系数为1 7 1 8W K 其隐框玻璃幕墙的传热系数一般在2 0W K 左右 完全符合规定指标 104 玻璃幕墙传热系数 隐框玻璃幕墙 玻璃的传热系数 0 2明框断热型材 玻璃的传热系数 0 5明框普通型材 型材与玻璃的传热系数加权平均计算 105 隔热型材玻璃幕墙 106 非隔热型材玻璃幕墙 107 隐框玻璃幕墙 108 透明玻璃幕墙的气密性 应满足 建筑幕墙 GB T21086 2007规定的3级幕墙应采用高质量的硅酮密封胶 耐候胶和优质的三元乙丙密封胶条 109 五 地面和地下室外墙热阻限值 1 2 K W 回填地面 40厚细石钢砼面层300厚1 8加气混凝土碎块实铺100厚C20混凝土80厚碎石垫层素土夯实 110 地面热阻值R 采用加气砼碎块 111 地面热阻值R 采用XPS板 112 2 地下室外墙 20厚1 2水泥砂浆250厚钢砼墙膨胀聚苯板保护层回填土 113 地下室外墙热阻R计算 114 地下室地面热阻R 40厚细石砼面层35厚挤塑聚苯板300厚钢混凝土底板100厚碎石垫层 115 地下室地面热阻R计算 116 玻璃屋顶 控制玻璃屋顶面积 不超过屋顶面积的20 在其他屋顶的保温构造上加强 并应采用遮阳系数较小的中空夹胶玻璃 天窗的构造应采取有效的断热构造措施满足玻璃屋顶的传热系数和遮阳系数要求 117 天窗遮阳 118 中庭遮阳 119 性能化节能设计 居住建筑采用限值法公共建筑采用权衡判断 120 参照建筑物