建筑节能计算课程设计

1、建筑物理建筑物理1课程设计课程设计v一、设计条件一、设计条件v重庆地区。重庆地区。v一梯两户单元式住宅，六层条式建筑的一梯两户单元式住宅，六层条式建筑的顶层（顶层（6层），砖混结构。层），砖混结构。v三室一（两）厅一厨二卫，或两室一三室一（两）厅一厨二卫，或两室一（两）厅一厨一卫。（两）厅一厨一卫。v南北朝向。南北朝向。v点式建筑的建筑平面外廓基本成矩形，其长边与短边之比小于2。v板式建筑又称条式建筑。指建筑平面外廓基本成矩形，其长边与短边之比大于或等于2的建筑，并且短边长度小于或等于16米。板式是长条型的建筑,一般有多个单元v二、设计内容二、设计内容v1.围护结构节能设计围护结构节能设计v2

2、.起居室照明设计起居室照明设计v三、墙体节能设计详述三、墙体节能设计详述v1.节能控制参数节能控制参数v参数主要包括：参数主要包括：v 1) 体形系数、体形系数、 2) 窗墙比、窗墙比、v 3) 遮阳率、遮阳率、 4) 热阻热阻R、v 5) 热惰性指标热惰性指标 D v 6) 采暖耗热量指标采暖耗热量指标 7) 空调耗冷量指标空调耗冷量指标v 设备的节能：设备的节能：v 采暖与空调的效率采暖与空调的效率v 热水供应的效率热水供应的效率v 照明的效率照明的效率2. 建筑节能有关参数的计算2.1 体形系数体形系数 建筑物与室外大气接触的外表面积建筑物与室外大气接触的外表面积/建筑物所包建筑物所包围

3、的体积。围的体积。 外表面积不包括外表面积不包括地面、不采暖空调楼梯间隔墙和地面、不采暖空调楼梯间隔墙和户门户门的面积；的面积； 包括包括飘窗飘窗的外表面积与体积。的外表面积与体积。 对对封闭阳台封闭阳台，计算其内隔墙面积。若无内隔墙，计算其内隔墙面积。若无内隔墙，则按封闭阳台的外表面计算面积和体积。则按封闭阳台的外表面计算面积和体积。 对有人坡屋顶对有人坡屋顶,按三棱柱计算按三棱柱计算.室内室内室内室内外墙外墙飘窗立面飘窗立面卧室或客厅卧室或客厅封闭阳台封闭阳台平面平面住人坡屋顶建筑体型建筑体型:体形系数体形系数: 建筑物与室外大气接触的外表面积与其建筑物与室外大气接触的外表面积与其 所包围

4、的体积的比值所包围的体积的比值 F / V体形系数体形系数: 大大 小小体形系数越小越节能体形系数越小越节能飘窗对体形系数的影响飘窗对体形系数的影响 以以1.5m x 1.2m x 0.4的飘窗为例的飘窗为例, 其外表面积为其外表面积为: 3.96m2, 体积为体积为0.72m3. 自身的体形系数为自身的体形系数为5.5. 对建筑的影响对建筑的影响: 例：某建筑共六层例：某建筑共六层,两个楼梯两个楼梯. 每层四户每层四户. 原有外表原有外表面积为面积为2113m2,原有体积为原有体积为6572m3, 体形系数为体形系数为0.322. 如每户有一扇窗改为上述飘窗如每户有一扇窗改为上述飘窗,则体形

5、系数变为则体形系数变为0.335. 增加增加0.013. 如每户有二扇窗改为上述飘窗如每户有二扇窗改为上述飘窗,则体形系数变为则体形系数变为0.348. 增加增加0.0262.2 窗墙比窗墙比 某朝向上的窗户窗洞总面积某朝向上的窗户窗洞总面积/该朝向立面总面积该朝向立面总面积注：注：1)以整个朝向为单位计算，不以房间为单位。以整个朝向为单位计算，不以房间为单位。 2)对飘窗只计算其窗洞的面积。对飘窗只计算其窗洞的面积。 3)对玻璃门应按窗户计算。对玻璃门应按窗户计算。 4)关于朝向的确定关于朝向的确定- North建筑平面之一建筑平面之一建筑平面之二建筑平面之二建筑平面之三建筑平面之三v2.3

6、常用中空玻璃材料常用中空玻璃材料v白玻白玻v吸热玻璃吸热玻璃：增大吸热量：增大吸热量,由室外空气带走由室外空气带走,减少进入减少进入室内热量室内热量,但对于温差传热量无减少。但对于温差传热量无减少。v阳光控制玻璃阳光控制玻璃(热反射热反射)：在玻璃表面涂上金属化合：在玻璃表面涂上金属化合物膜物膜, 可以改变玻璃的反射率和对可见光的透射率可以改变玻璃的反射率和对可见光的透射率. 通过膜的组合实现通过膜的组合实现.对远红外反射效果低。对远红外反射效果低。vLow-E玻璃玻璃 ：对远红外有较高反射率的镀膜玻璃。对远红外有较高反射率的镀膜玻璃。玻璃种类中空组合中空K值透过率% 透明玻璃 6白玻+12+

7、 6白玻 2.7 72 吸热玻璃 6蓝玻+12+ 6白玻 2.7 43 热反射玻 6反射+12+6白玻 2.6 43 Low-E 6白玻+12+ 6L-w 1.9 66 Sun-E 6 Sun+12+ 6白玻 1.8 38几种中空玻璃的性能几种中空玻璃的性能v 2.4 热阻热阻v导热热阻导热热阻 Rd： m2.k/W 材料厚度材料厚度 () (m) 材料导热系数材料导热系数() (w/m.k) v 对流热阻对流热阻 R: 1/ :对流换热系数对流换热系数 W/m2.k注：材料厚度注：材料厚度 建筑物理建筑物理教材中用教材中用d 总热阻总热阻=各部分热阻之和各部分热阻之和室室外外对对流流热热阻阻

8、室室内内对对流流热热阻阻材材料料导导热热热热阻阻材材料料导导热热热热阻阻材材料料导导热热热热阻阻R=1/i+/+1/o屋面的传热系数 K= 1 = 1 Ro RiRRe计算要点:1.外表面换热阻 Re= 0.04 (m2.K/W) ; 2.内表面换热阻 Ri = 0.11 (m2.K/W) ; 3. 平屋面找坡层的计算厚度取平均厚度,一般取0.040.07(m); 4. 防水层的热阻忽略不计. 5.因为材料,构造,施工,地区及使用情况造成保温材料失去部分性能,理想状态下的传热系数*修正系数 才是真实的系数。保温层材料的导热系数取计算导热系数c，即应以实验室绝干状态下测定的导热系数乘以大于1的修

9、正系数a。 a值可由民用建筑热工设计规范附表中查取。 c=a 6. 采用松散保温材料搅拌成的浆体材料做保温层，其导热系数应以混合后的实际材料导热系数计算。v2.5 热惰性指标热惰性指标DvD=R*S 热阻与蓄热系数的乘积热阻与蓄热系数的乘积 S: 蓄热系数蓄热系数. 由材料的热容量由材料的热容量(容重与比热的乘积容重与比热的乘积)决决定。定。 D : 综合反映了材料抵抗热流大小和温度波动的综合反映了材料抵抗热流大小和温度波动的能力。能力。 多层材料多层材料: D=(R*S) 注注: 空气层的蓄热系数为空气层的蓄热系数为0。 住宅的墙体热阻限值与住宅的墙体热阻限值与D有关系，有关系，D越大，越大

10、，R可可以小。冬季室外采暖计算温度亦与以小。冬季室外采暖计算温度亦与D有关。有关。2.6 建筑节能设计文件深度建筑节能设计文件深度 2.6.1设计依据性文件、规范、标准：设计依据性文件、规范、标准： （1）夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准）夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准JGJ134-2001； （2）重庆市居住建筑节能设计标准）重庆市居住建筑节能设计标准 （3）民用建筑热工设计规范）民用建筑热工设计规范GB 50176-93 （4） 有关建筑节能设计的相关文件、规定有关建筑节能设计的相关文件、规定（50%、 65% ）；）；v2.6.2 围护结构基本要求围护结构基本要求v（1）体形系数体形系

11、数（夏热冬冷地区公建如南京不作（夏热冬冷地区公建如南京不作要求）；要求）；v（2）窗、透明幕墙、透明天窗玻璃、型材；）窗、透明幕墙、透明天窗玻璃、型材；v 窗墙面积比；窗墙面积比；v 传热系数传热系数=1/传热阻，传热阻，K=1/R；v（3）屋面典型、外墙）屋面典型、外墙 构造层次构造层次 ，构造设计节点，构造设计节点图图(引用引用 标准与参考图集标准与参考图集)v 传热系数传热系数=1/传热阻；传热阻；v 热惰性指标（公建不要求）热惰性指标（公建不要求）v2.7 常用保温材料常用保温材料 v2.7.1常用墙外保温材料常用墙外保温材料 v模塑（挤塑）聚苯板薄抹灰体系；模塑（挤塑）聚苯板薄抹灰体

12、系； v胶粉聚颗粒浆料抹灰体系；胶粉聚颗粒浆料抹灰体系； v喷涂聚氨酯硬泡沫塑料复合胶粉聚苯颗粒浆料体系；喷涂聚氨酯硬泡沫塑料复合胶粉聚苯颗粒浆料体系； v无网聚苯板现浇钢筋砼体系；无网聚苯板现浇钢筋砼体系； v钢丝网架聚苯板现浇钢筋砼体系（腹丝穿透、不穿钢丝网架聚苯板现浇钢筋砼体系（腹丝穿透、不穿透、机械锚固）；透、机械锚固）； v岩棉板复合胶粉聚苯颗粒浆料保温层；岩棉板复合胶粉聚苯颗粒浆料保温层； v装式龙骨外复薄板体系（内填装式龙骨外复薄板体系（内填EPS，岩棉板或玻璃，岩棉板或玻璃棉板）。棉板）。 vA级保温材料为不燃材料，完全杜绝了防火隐患的问题，设计的时候应优先考虑使用A级保温材料

13、，如：墙体自保温体系及无机保温砂浆外墙外保温系统、内墙贴无机发泡保温板内保温系统、无机保温砂浆内保温系统等。 B1级保温材料为难燃材料，重庆地区所使用的B1级保温材料大部分为胶粉聚苯颗粒保温浆料，胶粉聚苯颗粒保温浆料外墙外保温系统具有无空腔构造、无火焰传播性的特点，对于一般的民用建筑也能够达到其防火性能要求。 2.7.2常用屋顶保温材料常用屋顶保温材料v模塑聚苯板（模塑聚苯板（EPS） v挤塑聚苯板（挤塑聚苯板（XPS） v喷涂聚氨酯硬泡（喷涂聚氨酯硬泡（PU） v水泥聚苯板水泥聚苯板 v水泥珍珠岩板水泥珍珠岩板 v沥青珍珠岩板沥青珍珠岩板 v憎水型珍珠岩板憎水型珍珠岩板 v水泥蛭石板水泥蛭石

14、板 v岩棉岩棉 v玻璃棉玻璃棉 v矿棉板（毡）矿棉板（毡） 1.屋面（上人屋面）屋面（上人屋面）工程作法R=/计算值40厚C20细石混凝土内配6200双向Ra干铺油毡一层忽略03厚SBS防水卷材Rb20厚1：2.5水泥砂浆Rc=30厚（最薄处）XPS挤塑聚苯板保温兼找坡平均( )厚Rd=20厚1：3水泥砂浆Re=120厚钢筋混凝土现浇板Rf=20厚混合砂浆Rg=R=Ra+Rb+RgR0=Ri+R+Re=K=1/R02.外墙外墙(从内到外从内到外)工程作法R=/计算值20厚混合砂浆Ra240厚烧结多孔砖Rb( )厚聚苯颗粒保温Rc=3厚抗裂砂浆（网格布）Rd=20厚混合砂浆Re=R=Ra+Rb+

15、ReR0=Ri+R+Re=K=1/R0工程作法R=/40厚C20细石混凝土内配6200双向1.51干铺油毡一层忽略3厚SBS防水卷材0.2720厚1：2.5水泥砂浆0.9330厚（最薄处）XPS挤塑聚苯板保温兼找坡平均60厚0.0320厚1：3水泥砂浆0.93120厚钢筋混凝土现浇板1.7420厚混合砂浆0.87工程作法20厚混合砂浆0.87240厚型烧结多孔砖0.5830厚聚苯颗粒保温0.063厚抗裂砂浆（网格布）0.0320厚混合砂浆0.87各种建材导热系数如下：各种建材导热系数如下：材料名称材料名称 导热系数导热系数 修正系数修正系数 取取 值值 水泥石灰砂浆 0.87 1 0.87 水泥砂浆 0.93 1 0.93 聚苯板 0.