建筑节能设计_系数_遮阳
《公共建筑节能设计标准》GB50189-2015中3.1.4:建筑设计应遵照被动节能方法优先的原则,充分利用天然采光、自然透风,结合围护构造保温隔热和遮阳方法,降落建筑的用能需求。
在公共建筑中,尤其以办公建筑、大中型阛阓,一级高档旅社饭店等几类建筑,在建筑的标准、功能及设置整年空调采暖系统等方面有许多共性,而且其采暖空调能耗特殊高,采暖空调节能潜力也最大。
在公共建筑(特殊是大型阛阓、高档旅社酒店、高档办公楼等)的整年能耗中,大约50%~60%花费于空调制冷与采暖系统,20%~30%用于照明。而在空调采暖这部分能耗中,大约20%~50%由外围构造传热花费(夏热冬暖地区大约20%,夏热冬冷地区大约35%,寒冷地区大约40%,寒冷地区大约50%)。从目前情形剖析,这些建筑在掩护构造、采暖空调系统,以及照明方面,共有节约能源50%的潜力。
我国建筑节能设计现行标准:
节能打算选用规范:
1.《公共建筑节能设计标准 GB50189-2015》
2.《民用建筑热工设计规范 GB50176-2016》
3.《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准 JGJ134-2010》
4.《夏热冬暖地区居住建筑节能设计标准 GJ134-2012》
5.《寒冷和寒冷地区居住建筑节能设计标准JGJ 26-2010》
参考布局做法图集:
1.《屋面节能建筑布局 06J204》
2.《公共建筑节能布局-寒冷和寒冷地区 06J908-1》
3.《公共建筑节能布局-夏热冬冷和夏热冬暖地区 06J908-2》
4.《外墙外保温建筑布局 10J121 》
注:工业建筑原则上不进行节能设计打算。
解释:在我们所做的公共建筑设计中可能会涉及居住建筑的设计,如职工宿舍,这种情形下需参考居住建筑节能设计干系标准。
夏热冬冷地区的范围大致为陇海线以南,南岭以北,四川盆地以东,包括上海、重庆二直辖市,湖北、湖南、江西、安徽、浙江五省全部,四川、贵州二省东半部,江苏、河南二省南半部,福建省北半部,陕西、甘肃二省南端,广东、广西二省区北端,涉及16个省、市、自治区。该地区面积约180万平方公里,人口5.5亿旁边,海内生产总值约占全国的48%,是一个人口密集、经济发达的地区,是我们设计事情中常打仗的区域。因此,在后面的讲解中紧张以《公共建筑节能设计标准 GB50189-2015》和《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准 JGJ134-2010》为紧张参考资料进行引用讲解。
根据2009年1月1日施行的《建筑工程设计文件体例深度规定》4.3.10建筑施工图所带节能打算书应知足以下哀求:
1.寒冷地区A区,寒冷地区B区及寒冷地区需打算体形系数,夏热冬冷地区与夏热冬暖地区不需打算体形系数;
2.各单一朝向窗墙面积比打算(包括天窗屋面比),设计外窗包括玻璃幕墙的可视部分的热工性能知足规范的限定哀求;
3.设计外墙(包括玻璃幕墙的非可视部分)、屋面、与室外打仗的架空楼板(或外挑楼板)、地面、地下室外墙、外门、采暖与非采暖房间的隔墙和楼板、分户墙等的热工性能打算;
4.当规范许可的个别限值超过哀求,按照围护构造热工性能的权衡判断,使围护构造总体热工性能知足节能哀求。
公共建筑节能打算的几个主要参数指标:
1.体型系数:建筑物与室外大气打仗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。建筑物外表面积应按墙面面积、屋顶面积和下表面直接打仗室外空气的楼板面积的总和打算。
体型系数对建筑能耗影响非常显著。体型系数越小,单位建筑面积对应的外表面积越小,外围构造的传热丢失越小。从降落建筑能耗的角度出发,该当将体型系数掌握在一较低的水平上。--《夏热冬冷地区住宅建筑节能设计标准》JGJ134-2010
3.2.1 寒冷和寒冷地区公共建筑体形系数应符合表3.2.1的规定。
表3.2.1 寒冷和寒冷地区公共建筑体形系数
单栋建筑面积A(m2)
建筑体形系数
300<A≤800
≤0.50
A>800
≤0.40
-《公共建筑节能设计标准》GB50189-2015
夏热冬冷地区居住建筑的体型系数限值
建筑层数
≦3层
(4-11)层
≧12层
建筑的体型系数
0.55
0.40
0.35
体形系数的打算方法:
S=F0/V0
F0=E1+E2+E3+E4+R1;R1=R1.2
V0=M1h1+M2h2+…+(Rhi)/3
S:体形系数;F0:建筑物的外表面积;V0:建筑物的体积。
R1:建筑屋顶总表面积
E1--E4:建筑物各外立面面积
M1、M2 –Mi:建筑物各层面积
h1、h2…hi:建筑物各层层高
R:建筑屋顶面积
2.窗墙面积比:窗墙面积比是指窗户洞口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)之比。
建筑层高:建筑物高下两层间的高度差值(一样平常以楼面高度间的差值或高下横梁间的差值)称建筑层高。开间定位线即轴线。
《公共建筑节能设计标准》GB50189-2015:
3.2.2 寒冷地区甲类公共建筑各单一立面窗墙面积比(包括透光幕墙)均不宜大于0.60;其他地区甲类公共建筑各单一立面窗墙面积比(包括透光幕墙)均不宜大于0.70。
《夏热冬冷地区住宅建筑节能设计标准》JGJ134-2010中对不同朝向的窗墙比有明确哀求,如下表:
外窗(包括透明幕墙)的节能哀求:外窗的可开启面积不应小于窗面积的30%;透明幕墙应具有可开启部分或设有透风换气装置。外窗的气密性不应低于《建筑外窗气密性能分级及其检测方法》GB7107规定的4级。透明幕墙的气密性不应低于《建筑幕墙物理性能分级》GB/T15225规定的3级。
《公共建筑节能设计标准》GB50189-2015:
3.2.5 夏热冬暖、夏热冬冷、温和地区的建筑各朝向外窗(包括透光幕墙)均应采纳遮阳方法;寒冷地区的建筑宜采纳遮阳方法。当设置外遮阳时应符合下列规定:
1 东西向宜设置活动外遮阳,南向宜设置水平外遮阳;
2 建筑外遮阳装置应兼顾透风及冬季日照。
3.遮阳系数:表征对太阳辐射透射得热的减弱程度,英文为ShadingCoefficient缩写为SC。在我国GB/T2680中称为遮挡系数,缩写为Se定义:实际太阳得热量与通过厚度为3mm厚标准玻璃的太阳得热量的比值。遮阳系数越小,阻挡阳光热量向室内辐射的性能越好。遮阳系数为窗户主要热工性能指标。
SC=SCC×SD=SCB×(1- FK/Fc)×SD
式中:SC—窗的综合遮阳系数;SCC—窗本身的遮阳系数;
SD—外遮阳的遮阳系数;SCB—玻璃的遮阳系数;
FK—窗框的面积;
FC—窗的面积,FK/Fc为窗框面积比,PVC塑钢窗或木窗框比可取0.30,铝合金窗窗框比可取0.20,其他框材的窗按附近原则取值。
外遮阳系数的打算:
4.传热系数(K值):是指在稳定传热条件下,围护构造两侧空气温差为1度(K,℃),1s内通过1平方米面积通报的热量,单位是瓦/平方米·度(W/㎡·K,此处K可用℃代替)。节能打算结果是否符合标准很大程度上取决于建筑物各围护构造的传热系数是否在规定限值以内,因此,传热系数的打算是节能打算中的主要部分。
传热系数的打算方法:
K=1/ R0 R0—围护构造的传热阻
R0=R+Ri+Re Ri—表里面换热阻(一样平常取0.11);
Re—外表面换热阻(一样平常取0.04);
R—掩护构造热阻 R=δ/λ δ—材料层厚度;λ—材料导热系数;
多层掩护构造热阻:R=R1+R2+…+Rn
5.热阻(R):表征掩护构造本身或个中某层材料阻抗传热能力的物理量。
6.导热系数(λ):在稳态条件下,1m厚的物体,两侧表面温差为1℃,1h内通过1m2面积通报的热量。
7.蓄热系数(S):当某一足够厚度单一材料层一侧受到谐波热浸染时,表面温度按同一周期颠簸,通过表面的热流波幅与表面温度波幅的比值。其值越大,材料的热稳定性越好。
(温度波幅:当温度呈周期性颠簸时,最高值或最低值与均匀值之差)
8.热惰性指标(D值):表征掩护构造对温度波衰减快慢程度的无量纲指标。单一材料掩护构造,D=RS;多层材料掩护构造,D=∑RS。D值越大,温度波在个中衰减越快,掩护构造的热稳定性越好。
① 导热系数(λ)、蓄热系数(S)、干密度(ρ)等均可从《民用建筑热工设计规范》GB50176-2016附表B.1 常用建筑材料热物理性能打算参数查得。
② 若有规范中附表4.2所列情形者,材料的导热系数和蓄热系数打算值应分别按下列两式改动:
λc=λa;Sc=Sa
a--改动系数,应按附表B.1 常用建筑材料热物理性能打算参数采取。
节能打算步骤:
1.确定工程所属景象分区
根据《公共建筑节能设计标准》GB_50189-2015表3.1.2查出该建筑所处城市所在景象分区,不同景象分区对建筑物不同部位掩护构造的传热系数限值哀求有所不同,当该城市不在表中时,应判断该城市气候条件与表中哪个城市最靠近,掩护构造的热工性能应符合那个城市所在景象分区的的规定;
或查出建筑所处城市的城市气候条件,根据《民用建筑热工设计规范》GB50176-2016表4.1.1,4.1.2进行判断。
2.窗墙比以及窗户热工性能打算
步骤:
1)打算四个朝向的窗墙比;
2)根据窗墙比查询遮阳系数限值,确定是否须要打算遮阳系数;该综合值班室由于窗墙比皆小于0.2,遮阳系数无限制故不须要打算;若大于0.2则需按照前面所罗列公式进行打算,比拟《公共建筑节能设计标准》 GB50189-2015表3.3.1-1~表3.3.1-6的规定判断是否符合标准,当不能知足时按照标准中哀求进行权衡。
3)查出窗户传热系数、可见光透过率,比拟《公共建筑节能设计标准》 GB50189-2015表3.3.1-1~表3.3.1-6的规定判断是否符合标准,当不能知足时按照标准中哀求进行权衡。
3.屋顶传热系数打算:
步骤:
1)查屋顶所选用图集,得知屋顶的施工工序以及各构造层材料,绘制表格罗列个中;
2)查阅《民用建筑热工设计规范》附录4得出各构造材料的各打算参数:导热系数、蓄热系数、比热容、干密度等;
3)利用查的的参数根据前面所讲的打算方法,打算得出屋顶的总传热阻R,即可得出传热系数1/R;
4)查阅《公共建筑节能设计标准》表3.3.1-1~表3.3.1-6判断打算所得出的传热系数是否符合标准;
5)若传热系数不符合标准,则按照《公共建筑节能设计标准》第3.4节的规定进行权衡判断,调度材料后再重新打算直至符合标准。
4.外墙传热系数打算:
建筑外墙保温设计:在框架构造中外墙由添补墙和框架梁柱共同浸染,框架梁柱属于热桥部位,以是外墙均匀传热系数指标需分别打算,终极以其均匀传热系数为指标。
打算公式:Km=(KpFp+Kb1Fb1+Kb2Fb2+Kb3Fb3 )/( Fp + Fb1+Fb2+Fb3)
Km—外墙的均匀传热系数;Kp—外墙主体部位传热系数;
Fp—外墙主体部位的面积;
Kb1、Kb2、Kb3—外墙周边热桥部位的传热系数;
Fb1、Fb2、Fb3—外墙周边热桥部位的面积。
5.地面热阻打算
查表表3.3.1-1~表3.3.1-6:
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