居住建筑与公共建筑的设计建筑节能设计范例.doc

居住建筑与公共建筑的设计建筑节能设计范例居住建筑节能专项设计一、工程概况 1、工程名称 2、工程建设地点 3、工程子项名称 4、建筑类别、建筑面积、建筑的结构体系等基本概况二、地区气候参数 南通地区气候参数见表1。表1 南通地区气候参数10年平均温度16.4 最冷月平均温度1月3.8 极端最低温度-7.0 最热月平均温度7月28.0 极端最高温度39.5 最冷月平均相对湿度67%全年日照率46%最热月平均相对湿度76%冬季日照率44%冬、夏季主导风向NWW 12（冬）ESE.E 13（夏）主导风向频率E 10夏季平均风速3.3 m/s三、建筑节能设计依据 1、民用建筑热工设计规范GB 50176-93 2、夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准JGJ/134-2001 2、江苏省民用建筑热环境与节能设计标准DB32/478-2001 3、外墙外保温工程技术规程JGJ 144-2004 4、屋面工程技术规范GB 50345-2004四、建筑与建筑热工节能设计 （一）建筑的体形系数 本工程居住建筑的体系系数计算 见表2。表2 居住建筑的体形系数Cf/vFo（m2）南墙东墙西墙北墙屋面其他合计Vo（m3）Cf/v标准规定结论Cf/v 0.320.32Cf/v 0.35 提高 窗 热阻 提高10%，每增加Cf/v 0.01 0.35Cf/v 0.38 提高 窗Ro 1/2.7 m2K/W墙(按北热阻)屋面Ro 1.42(1.26) m2K/WCf/v 0.38 综合能耗计算提示： 1、体形系数按如下公式计算： Cf/v = （m） （二）窗墙面积比及窗的性能设计1、各向立面的窗墙面积比及对应的外窗传热阻限值本工程居住建筑各立面的窗墙面积比及对应的外窗传热阻限值Ro见表3。表3 各立面的窗墙面积比及对应的外窗传热系数（阻）限值朝向外门窗面积，m2外墙m2窗墙面积比外窗Ro m2K/W东2C1+1C2：南6C3+12C4+。+5Cn：西。北。注：凸窗要计算展开面积2、窗的选型（1）传热阻Ro: 1/4.7m2K/W的居室外窗，选用塑料单玻窗；（2）传热阻Ro: 1/3.0m2K/W的居室外窗，选用铝合金中空玻璃窗；（3）传热阻Ro: 1/2.7m2K/W的居室外窗，选用5+9A+5、5+12A+5塑料或断桥铝合金中空玻璃窗3、东西向外窗应采用适宜的活动外遮阳措施，使其遮阳率满足标准要求，南向窗可以使用固定遮阳。4、外窗的气密性不低于现行国标建筑外窗气密性能分级及其检测方法GB7107规定的 级（低层3级，高层4级）。5、工程中采用的外窗传热阻K及气密性等指标应符合设计要求。（三）屋面的热工节能设计1、倒置式上人屋面采用35厚挤塑板（XPS）作保温层，屋面的构造层次及热工性能计算值见表4-1。表4-2 屋面的构造层次及热工性能计算值层次材料名称（由上至下）厚度m计算导热系数lcW/(m.K)计算蓄热系数ScW/(m2K)热阻R (m2K)/W热惰性指标D面 层配筋细石混凝土保护层隔离层聚脂无纺布一层保温层挤塑聚苯板（XPS）防水层防水卷材找平层1：3水泥砂浆找坡层陶粒混凝土，起坡厚度40结构层钢筋混凝土屋面板内抹灰腻子合计屋面的传热阻Ro=Re+R+Ri= (m2K)/W屋面的传热系数K=1/Ro= W/(m2K)屋面的热惰性指标D=符合 标准要求（江苏省民用建筑热环境与节能设计标准）（夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准）提示：1、保温材料的计算导热系数lc和计算蓄热系数Sc，是以材料在实验室检测的导热系数l和蓄热系数S，乘以考虑使用位置和湿度影响的大于1修正系数a后的计算值；2、材料的导热系数l、蓄热系数S和修正系数a，可由民用建筑热工设计规范GB50176-93附录中的附表4.1、4.2查取；3、对找坡兼保温的保温层材料的计算厚度可取最小部位的厚度尺寸（即起坡高度），也可以用加权厚度计算：H=2/（1/H起坡+1/H止坡）4、不能用松散材料、高吸水材料作屋面保温层；5、防水层的热阻可忽略不计。2、坡屋面采用40厚挤塑板（XPS）作保温层，屋面的构造层次及热工性能计算值见表4-2。表4 坡屋面的构造层次及热工性能计算值层次材料名称（由上至下）厚度m计算导热系数lcW/(m.K)计算蓄热系数ScW/(m2K)热阻R (m2K)/W热惰性指标D波型瓦 水泥瓦找平层1：3水泥砂浆防水层防水卷材保温层挤塑聚苯板（XPS）找平层1：3水泥砂浆结构层钢筋混凝土屋面板内抹灰腻子合计屋面的传热阻Ro=Re+R+Ri=0.04+ +0.11= (m2K)/W屋面的传热系数K=1/Ro= W/(m2K)屋面的热惰性指标D=符合 标准要求（四）外墙的热工节能设计1、外墙主全部位的传热阻Kp及热惰性能指标Dp本工程为框架结构体系，外墙主体部位为KM1空心砖砌体填充墙，采用水泥基复合保温砂浆外墙外保温系统1）填充部分南向外墙填充部分的构造层次及Rot、Dot计算值见表5-1。表5-1 南向外墙主体部位的Roz、Doz计算值材料名称（由内至外）厚度dm计算导热系数lcW/(m.K)计算蓄热系数ScW/(m2K)热阻Rj (m2K)/W热惰性指标DjDj=R.S1：3水泥砂浆内抹灰KM1空心砖保温砂浆抹面层涂料饰面/总计南向外墙填充部位的传热阻Ro.t=Re+Rp+Ri=0.04+ +0.11= (m2K)/W南向外墙填充部位的传热系数KOt=1/Ro.p= W/(m2K)南向外墙填充部位的热惰性指标DOt=2、南向外墙结构部分外墙结构部位采用与主体部位相同的水泥基复合保温砂浆外墙外保温系统，南向外墙结构部分的构造层次及Ros、Dos计算值见表5-2。表5-2 外墙结构部位的Ros、Dos计算值材料名称（由内至外）厚度dm计算导热系数lcW/(m.K)计算蓄热系数ScW/(m2K)热阻Rj (m2K)/W热惰性指标DjDj=R.S1：3水泥砂浆内抹灰钢筋混凝土梁、柱界面层保温砂浆抹面层涂料饰面/总计外墙结构部位的传热阻Ro.b=Re+RS+Ri=0.04+ +0.11= (m2K)/W外墙结构部位的传热系数Kb=1/Ro.p=1/0.63= W/(m2K)外墙结构部位的热惰性指标Db= 提示： 1、为简化计算，取钢筋混凝土梁、柱等结构性冷（热）桥部位的计算厚度与墙体的计算厚度相同； 5、当采用外墙保温系统时，结构性冷（热）桥部位应有适当的保温措施，使该部位的低限传热阻Ro.min符合内表面在采暖期间不结露的要求(0.52)。 3、其他冷桥凸窗上下挑板部位采用与主体部位相同的水泥基复合保温砂浆外墙外保温系统，南向外墙结构部分的构造层次及Ros1、Dos1计算值见表5-3。表5-3 凸窗上下挑板部位的Rp、Dp计算值材料名称（由内至外）厚度dM计算导热系数lcW/(m.K)计算蓄热系数ScW/(m2K)热阻Rj (m2K)/W热惰性指标Dj1：3水泥砂浆内抹灰钢筋混凝土板界面层保温砂浆抹面层涂料饰面/总计凸窗上下挑板部位的传热阻Ro.p=Re+RS+Ri=0.04+ +0.11= (m2K)/W凸窗上下挑板部位的传热系数Kp=1/Ro.p= W/(m2K)凸窗上下挑板部位的热惰性指标Dp=4、南向外墙的平均传热阻Km和热惰性指标Dm面积m2面积百分比KW/(m2K)D填充墙面积 FoM1K1D1外墙框架结构面积FsM2K2D2凸窗挑板面积FpM3K3D3汇总1000KmDm*Km=M1K1+M2K2+M3K3= W/(m2K)Rom=1/1.33=0.75m2K/WDm= M1D1+M2D2+M3D3=江苏省民用建筑热环境与节能设计标准DB32/478-2001规定：南墙当D在1.64之间时，传热阻Ro不应低于0.69 m2K/W，Rom= m2K/W冷桥传热阻Ro不应低于0.52 m2K/W，Ro.p= (m2K)/W满足要求提示；为简化计算过程，可按以下比例选择外墙主体部位面积Fp和结构性冷（热）桥部位面积Fb在外墙面积中所占的百分比计算外墙Km和Dm的：（1）若建筑为砖混结构体系，取外墙主体部位面积占外墙面积的80%，结构性冷（热）桥部位面积占外墙面积的20%，计算外墙的Km和Dm；（2）若建筑为框架结构体系，取外墙主体部位面积占外墙面积的65%，结构性冷（热）桥部们面积占外墙面积的35%，计算外墙的Km和Dm；（3）若建筑为框剪结构体系，取外墙主体部位（填充墙）面积占外墙面积的55%，结构性冷（热）桥部位（框剪）面积占外墙面积的45%，计算外墙的Km和Dm；（4）若建筑为剪力墙结构体系，取外墙剪力墙部位面积占外墙面积的75%，填充墙部位占25%，计算外墙的Km和Dm；或直接取剪力墙部位的K和D作为外墙的Km和Dm。（五）分户墙的热工节能设计（JGJ134要求）本工程的分户墙为KM1型190厚空心砖砌体填充墙，双面抹水泥砂浆，传热阻听计算值见表7。表7 分户墙的传热阻听计算值材料名称材料厚dm计算导热系数lc材料层热阻Rj(m2K)/W1：3水泥砂浆抹面空心砖墙1：3水泥砂浆抹面SRj=R= (m2K)/W 分户墙的传热阻Ro=Ri+R+Ri=0.11+ +0.11= (m2K)/W 分户墙的传热阻K=1/Ro= W/(m2K)，符合JGJ134标准的规定。 提示： 若设计建筑为框剪或剪力墙结构体系，分户墙中有部分是剪力墙，应按剪力墙和填充墙在分户墙中的比例和其对应的传热阻Kp和Kb，按外墙平均传热阻的计算方法计算分户墙的平均传热阻Km。 （六）楼地面的热工节能设计（JGJ134要求） 1、层间楼地面采用保温砂浆做垫层，不含装饰面层的传热阻K的计算值见表8。表8 层间楼地面的传热阻K计算值材料名称（由上至下）材料厚dm计算导热系数lc材料层热阻Rj(m2K)/W水泥砂浆面层保温砂浆垫层钢筋混凝土楼板水泥砂浆面层SRj=R= (m2K)/W 层间楼地面的传热阻Ro=Ri+R+Ri=0.11+ +0.11=0.53(m2K)/W 层间楼地面的传热阻K=1/Ro= W/(m2K)2.0，W/(m2K)，符合标准的规定。 提示：1、 若考虑室内装饰中的地面面层作法，可将面层材料的热阻计入楼地面的传热阻Ro内。1）木地板表8-2 考虑室内装饰的层间楼地面的传热阻K计算值材料名称（由上至下）材料厚dm计算导热系数lc材料层热阻Rj(m2K)/W木地板空气间层钢筋混凝土楼板水泥砂浆面层SRj=R= (m2K)/W 层间楼地面的传热阻Ro=Ri+R+Ri=0.11+ +0.11=0.55(m2K)/W 2）地砖地面表8-3 考虑室内装饰的层间楼地面的传热阻K计算值材料名称（由上至下）材料厚dm计算导热系数lc材料层热阻Rj(m2K)/W地砖+粘贴砂浆钢筋混凝土楼板水泥砂浆面层SRj=R= (m2K)/W 层间楼地面的传热阻Ro=Ri+R+Ri=0.11+ +0.11=0.35(m2K)/W3）考虑85%面积木地板（和吊顶），20%地砖 Km= 层间楼地面的传热阻K= W/(m2K)2.0，W/(m2K)，符合标准的规定。2、与室外空气接触的架空通风楼地面的热工节能设计，应与外墙的热工节能设计相同，外（下）表面换热阻取0.04(m2K)/W。（七）其他部位的节能设计1、分户门：采用双面金属内衬保温材料的防盗、隔音、保温多功能门，传热阻K3.0 W/(m2K)，应以厂家提供的有效检测报告为依据。2、底部自然通风的架空楼地面：采用聚苯板薄抹灰或复合硅酸盐板薄抹灰外保温系统；同北墙要求四、小结 1、本工程建筑与建筑热工节能设计符合规定性指标的设计要求，因此不用进行节能综合指标验算。 2、本工程为一般居住建筑，不采用集中采暖空调，因此不作采暖空调节能设计。主要的外墙与屋面、楼地面构造图注意：设计说明、构造、计算 要一致（PPT）公共建筑节能专项设计一、工程概况1、工程名称2、子项名称3、建筑地点4、建筑类型、建筑面积、结构体系等二、地区气候参数南通地区气候参数同居住建筑三、建筑节能设计依据1、民用建筑热工设计规范GB50176-932、公共建筑节能设计标准GB50189-20053、屋面工程技术规范GB50345-20044、外墙外保温工程技术规程JGJ 144-2004四、建筑与建筑热工节能设计（一）外窗（含透明幕墙）的热工节能设计 1、各立面的窗墙面积比及对应的传热阻K、遮阳系数SC和可见光透射比限值。本工程各向立面的窗（含透明幕墙）墙面积比及对应的传热阻K、遮阳系数SC与可见光透射比限值见表2表2各向立面的窗墙面积比及对应的传热阻K、遮阳系数SC与可见光透射比限值向位外窗面积（含透明幕墙）m2外墙（含外窗面积）m2窗墙面积比传热阻K限值W/（m2K）遮阳系数SC限值可见光透射比限值东0.40南0.40西0.40北0.40提示：表2中的窗墙面积比及对应K、SC和可见光透射比限值应符合公共建筑节能设计标准的相关规定。2、外窗（含透明幕墙）的窗型选择（1）传热阻Ro: 1/4.7m2K/W的居室外窗，选用塑料单玻窗；（2）传热阻Ro: 1/3.0m2K/W的居室外窗，选用铝合金中空玻璃窗；（3）传热阻Ro: 1/2.7m2K/W的居室外窗，选用5+9A+5、5+12A+5塑料或断桥铝合金中空玻璃窗； （4）传热阻限值Ro: 1/2.5m2K/W的外窗用一面为Low-E玻璃的、空气间层为12mm塑料或铝合金断热桥中空玻窗。 3、外窗（或透明幕墙）的传热阻K应有质检部门提供的检验合格证书。 4、外窗（或透明幕墙）的气密性应不低于现行国标建筑外窗气密性能分级及其检测方法GB7107规定的4级，并应有质检部门提供的检验合格证书。5、外窗或透明幕墙应采取适宜的遮阳措施使其综合遮阳系数SC符合表2限值的要求。遮阳措施为：（列出具体的遮阳措施）（二）屋面的热工节能设计 1、倒置式上人屋面(同居住建筑，指标要求高，K=0.7)屋面的传热阻Ro=Re+R+Ri=0.04+ +0.11= (m2K)/W屋面的传热系数K=1/Ro= 0.70 W/(m2K)符合公共建筑节能设计标准的要求（三）外墙的热工节能设计(计算同住宅，K=1.0) 本工程为框架结构体系，外墙主体部位为KM1空心砖墙，并与外墙结构性冷（热）桥部位同样采用聚苯板薄抹灰外墙保温系统形成一整体。 1、外墙填充部位的传热阻中心Kp计算值见表4。表4 外墙主体部位的传热阻中心Kp材料名称（由内向外）材料厚dm计算导热系数lc材料层热阻Rj(m2K)/W1：3水泥砂浆抹灰KM1空心砖1：3水泥砂浆找平层聚苯板薄抹灰外墙外保温系统专用聚合物粘结砂浆饰面砖/SRj=Rb= (m2K)/W 外墙填充部位的传热阻Ro.b= (m2K)/W外墙填充部位的传热系数Kb=1/Ro.b W/(m2K)2、外墙结构部位的Kp计算值见表。外墙结构部位的Kp材料名称（由内向外）材料厚dM计算导热系数lc材料层热阻Rj(m2K)/W1：3水泥砂浆抹灰混凝土1：3水泥砂浆找平层聚苯板薄抹灰外墙外保温系统专用聚合物粘结砂浆饰面砖/SRj=Rb= (m2K)/W 外墙结构部位的传热阻Ro.b= (m2K)/W 外墙结构部位的传热系数Kb=1/Ro.b= W/(m2K) 3、外墙的平均传热阻Km本工程为框架结构体系，取外墙的填充部位面积占外墙面积的65%，结构部位面积占外墙面积的35%，计算得为 Km：Km=65% +35% = W/(m2K)1.0 W/(m2K)即，外墙的热工节能设计符合标准的规定。（四）地面的热工节能设计1、直接接触土壤的地面XPS 30厚。从防潮考虑，采用200厚焦渣作地面垫层。2、底面接触室外空气的架空或外挑楼板同外墙外保温构造。传热阻Ro= = W/(m2K)传热阻K= = W/(m2K)1.0 W/(m2K)，符合标准的规定。（五）其他部位的节能措施1、外门采限双玻或其他适宜的保温隔热措施。2、飘窗的实体部分采用30厚聚苯板薄抹灰外墙保温系统。3、地下室外墙采用30厚挤塑板外贴于钢筋混凝土墙的防水层上。四、小结1、采暖通风与照明部分的节能设计由其他相关专业负责设计。2、本 本的建筑与建筑热工节能设计符合规定性指标设计要求，无须进行“围护结构热工性能的权衡判断”。附：主要的外墙与屋面、楼地面构造图。（注：建筑节能专项设计书中不应包含提示部分。）附录A 某一层为两种以上材料组成时的平均热阻和平均热惰性指标的计算方法A-1 某一层为两种以上材料组成时的平均热阻的计算方法 1 由两种以上材料组成的、两向非均质围护结构（包括各种形式的空心砌块，填充保温材料的墙体等，但不包括多孔粘土空心砖），其平均热阻应按下式计算： (A-1-1)式中，平均热阻(m2K)/W； Fo与热流方向垂直的总传热面积(m2)，（见附图A-1） F1、F2Fn按平行于热流方向划分的各个传热面积(m2)； Ro1、Ro2Ron各个传热面部位的传热阻(m2K)/W； Rj内表面换热阻，取0.11(m2K)/W； Re外表面换热阻，取0.11(m2K)/W； j修正系数，对与结构构件，取1 。算成同面积的方孔，然后按上述规定计算。 2 围护结构的传热阻应按下式计算： Ro=Ri+R+Re (A-1-2)式中， Ro围护结构的传热阻(m2K)/W； Ri内表面换热阻(m2K)/W，应按本附录附表3.4-1选取； Re外表面换热阻(m2K)/W，应按本附录附表3.4-1选取； R围护结构热阻(m2K)/W。 3 空气间层热阻的确定 （1）不带铝箔、单面铝箔、双面铝箔封闭空气间层的热阻，应按民用建筑热工设计规范GB50176-93的附表2.4查取。 （2）通风良好的空气间层，其热阻可不予考虑。这种空气间层的间层温度可取进气温度，表面换热系数可取12.0W/(m2K)。A-2 某一层为两种以上材料组成时的平均热惰性指标的计算方法 如某层有两种以上材料组成，则应先按下式计算该层的平均导热系数： (A-2-1) 然后按下式计算该层的平均热阻： 该层的平均蓄热系数按下式计算： (A-2-2)式中， F1、F2Fn在该层中按平行于热流划分的各个传热面积(m2)； l1、l2ln各个传热面积上材料的导热系数W/(m2K)； S1、S2Sn各个传热面积上材料的蓄热系数W/(m2K)； 该层的热惰性指标值应按下式计算： 附录B 常用轻质墙体及保温材料的导热系数及蓄热系数修正系数a附表B 常用轻质墙体及保温材料的导热系数及蓄热系数修正系数a材料名称使用位置修正系数a加气混凝土砌块砌体用于墙体1.35铺设在屋面防水层上1.40铺设在屋面防水层下1.45水泥焦渣屋面找坡屋1.35挤塑聚苯板（XPS）用于屋面1.15用于墙体1.15模压聚苯板（EPS）用于屋面1.30用于墙体1.20复合硅酸盐板用于屋面1.40用于墙体1.35憎水膨胀珍珠岩制品用于屋面1.50水泥基保温材料用于屋面找坡1.151.35用于墙体1.15水泥聚苯板用于墙体1.30用于屋面1.50聚氨脂泡沫塑料用于屋面和外墙1.15附录C 居住建筑体形系数Cf/v的计算方法 C.1 计算公式 Cf/v=（无量纲） C.2 计算要点 1 外围护结构主要指外墙（含外窗及阳台的落地门窗）及屋面两部分。 2 外墙的计算高度应是0.000起至顶层的层高顶端。 3 坡屋面的面积应根据屋面下的使用空间分三种情况进行计算； （1）在檐口高度有平整式吊顶时，按平屋面方法计算屋面的面积； （2）屋顶有“ ”形阁楼导住空间时，按“ ”计算屋面的面积； （3）屋顶有“ ”形阁楼导住空间时，按“ ”计算屋面的面积。 4 底屋为商业用房时，应根据商业用房的布局形式采用不同方法计算： （1）底层全部为商业用房时，底层的外墙面积及体积不计入居住建筑的体形系数； （2）底层局部为商业用房时，按整幢建筑计算体形系数，外墙、外窗及分隔墙应分别按居住建筑和商业用房建筑的建筑节能设计标准进行建筑热工节能设计。 5 带中心花园及凹廊的居住建筑，空心花园及凹廊为户外空间，不应将其作为户内空间，其周边的墙和窗均应作为围护结构计算体形系数的Fo内，并应按外墙和外窗的节能设计标准与其他外墙和外窗一样进行建筑热工节能设计。附录F 材料表面的太阳辐射吸收系数rs值附表F 材料表面的太阳辐射吸收系数rs值表面材料及色泽rs值表面材料及色泽rs值黑漆0.92水泥粉刷墙面（光滑）0.60深灰漆0.91深灰石棉水泥瓦1.72-0.78深蓝喷漆0.91红色粘土砖墙0.71-0.78深绿色、浅褐色漆0.89水泥墙面0.70深蓝-灰漆0.88水刷石墙面（灰白色）0.70天蓝或深绿喷漆0.88绿色植被0.80棕色漆0.84浅色饰面砖或涂料0.50浅棕色漆0.80硅酸盐砖墙面0.50绿色喷漆0.79石灰粉刷墙面0.48铁