注冊師建筑節(jié)能計算講稿

1、注冊師建筑節(jié)能計算講稿 一、節(jié)能率的含義 二、節(jié)能控制參數(shù) 三、關(guān)于節(jié)能設(shè)計方法 四、建筑節(jié)能設(shè)計文件的 深度 一、節(jié)能率的含義同樣一幢建筑，分別于八十年代初期建設(shè)（對比建筑）和現(xiàn)在建設(shè)（現(xiàn)有建筑），在保證同樣的室內(nèi)環(huán)境要求條件下，現(xiàn)有建筑的全年能耗與參照建筑全年能耗的比值。比較參數(shù) 對比建筑 現(xiàn)有建筑朝向及面積 相同 相同功能 相同 相同體形系數(shù) 相同 相同窗墻比 相同 相同室內(nèi)環(huán)境 相同 相同圍護(hù)結(jié)構(gòu)材料 不同 不同設(shè)備系統(tǒng) 不同 不同（續(xù)）節(jié)能率的含義對比建筑標(biāo)準(zhǔn)節(jié)能建筑：現(xiàn)有建筑其節(jié)能率至少達(dá)到50%（續(xù)）節(jié)能率的含義特點節(jié)能率是理論計算值，非實際能源消耗的百分比2 節(jié)能的檢測. 難以

2、直接檢測能耗，而間接以強(qiáng)制性指標(biāo)的檢測替代。只要強(qiáng)制性指標(biāo)滿足，即予認(rèn)可。 節(jié)能是系統(tǒng)工程，需要各專業(yè)、各環(huán)節(jié)共同努力。 對公共建筑,從北方至南方: 圍護(hù)結(jié)構(gòu)分擔(dān)節(jié)能率約25% - 13%； 空調(diào)采暖系統(tǒng)分擔(dān)節(jié)能率約20% - 16%； 照明設(shè)備分擔(dān)節(jié)能率約7% - 18%。 現(xiàn)階段總目標(biāo)達(dá)到50%, 已開始65%的試點.（續(xù)）節(jié)能率的含義（續(xù)）節(jié)能率的含義節(jié)能的落實設(shè)計設(shè)計質(zhì)量控制施工圖審查監(jiān)理檢測驗收備案二、節(jié)能控制參數(shù)參數(shù)主要包括： 1) 體形系數(shù)、 2) 窗墻比、 3) 遮陽率、 4) 熱阻R、 5) 熱惰性指標(biāo) D 6) 采暖耗熱量指標(biāo) 7) 空調(diào)耗冷量指標(biāo) 設(shè)備的節(jié)能： 采暖與空調(diào)

3、的效率 熱水供應(yīng)的效率 照明的效率三 建筑節(jié)能有關(guān)參數(shù)的計算3.1 體形系數(shù)（Shape coefficient of building） 建筑物與室外大氣接觸的外表面積 建筑物所包圍的體積 外表面積不包括地面、不采暖空調(diào)樓梯間隔墻和戶門的面積； 包括飄窗的外表面積與體積。 對封閉陽臺，計算其內(nèi)隔墻面積。若無內(nèi)隔墻，則按封閉陽臺的外表面計算面積和體積。 對有人坡屋頂,按三棱柱計算.室內(nèi)室內(nèi)外墻飄窗立面臥室或客廳封閉陽臺平面住人坡屋頂建筑體型:體形系數(shù): 建筑物與室外大氣接觸的外表面積與其 所包圍的體積的比值 F / V體形系數(shù): 大 小體形系數(shù)越小越節(jié)能 以1.5m x 1.2m x 0.4的

4、飄窗為例, 其外表面積為: 3.96m2, 體積為0.72m3. 自身的體形系數(shù)為5.5. 對整體建筑的影響: 例：某建筑共六層,兩個樓梯. 每層四戶. 原有外表面積為2113m2,原有體積為6572m3, 體形系數(shù)為0.322. 如每戶有一扇窗改為上述飄窗,則體形系數(shù)變?yōu)?.335. 增加0.013. 如每戶有二扇窗改為上述飄窗,則體形系數(shù)變?yōu)?.348. 增加0.0263.2窗墻比 (Area ratio of window to wall) 某朝向上的窗戶窗洞總面積 該朝向立面總面積 注：1)以整個朝向為單位計算，不以房間為單位。 2)對飄窗只計算其窗洞的面積。 3)對玻璃門應(yīng)按窗戶計算

5、. 4)關(guān)于朝向的確定- North建筑平面之一建筑平面之二建筑平面之三3.3 遮陽率/遮陽系數(shù) 省標(biāo)規(guī)定： 80% 遮陽率窗戶洞口面積范圍內(nèi)，遮陽設(shè)施在夏至日阻止直射陽光進(jìn)入室內(nèi)的輻射能與該范圍內(nèi)直射陽光總輻射能的比。 逐時陰影面積*逐時太陽輻射強(qiáng)度 窗戶面積*全天太陽輻射之和 夏季, 遮陽率越大越好. 夏至日全天-應(yīng)逐時計算. 遮陽設(shè)施應(yīng)在建筑設(shè)計中考慮，并不得影響通風(fēng)和正常采光。 南向：要求九時至十五時滿窗遮陽 西向：要求十二時至十八時滿窗遮陽 南向/北向: 可采用固定遮陽 東向/西向: 可采用擋板遮陽或活動遮陽. 建議： 水平遮陽板長度0.4m，水平延伸長度0.8m或垂直遮陽板長度0.

6、33m。 或采用有遮陽功能的窗戶。 建筑構(gòu)件(陽臺,擱板等)及建筑物自身也能形成遮陽. 水平遮陽垂直遮陽LHN窗戶分層遮陽由建筑方位角形成的遮陽S墻面方位角SN 南京地區(qū): 北緯 32004 夏至日南京太陽位置參數(shù)及遮陽計算（窗戶寬1.2m，高1.5m，至頂板0.2m） 時間午前9101112午后151413太陽高度角 h49033620127401281023太陽方位角 A89022790336004200建筑正南向布置水平遮陽板長度0.010.180.240.26水平遮陽板水平延伸長度1.450.880.420.00垂直遮陽板長度0.0150.220.67極大建筑南偏東150布置（午前）水

7、平遮陽板長度0.390.380.340.25水平遮陽板水平延伸長度1.40.80.350.06垂直遮陽板長度0.330.571.74.47建筑南偏西150布置（午后）水平遮陽板長度0.390.380.340.25水平遮陽板水平延伸長度1.40.80.350.06垂直遮陽板長度0.330.571.74.47玻璃窗的遮陽系數(shù)SC GB50189 公共建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)遮陽系數(shù)SC的定義: 通過玻璃窗的太陽輻射得熱率相同入射條件下3mm標(biāo)準(zhǔn)玻璃窗的太陽輻射得熱率.玻璃窗的遮陽系數(shù)SC的計算公式 ： SC=SCSDSC為玻璃本身的遮陽系數(shù)，SD為外遮陽設(shè)施的遮陽系數(shù)。 SD按照GB50189附錄A提出的方法

8、確定。當(dāng)無外遮陽時，SD=1。 SC是玻璃對陽光的遮蔽系數(shù)與窗框面積的修正系數(shù)的乘積,與玻璃材料、窗框面積大小有關(guān)。 SC由建筑師確定, 供應(yīng)商按此提供產(chǎn)品. 注意：玻璃對可見光的透射率不小于0.4 SC較小有利.太陽光譜與輻射特性波長m0.150.380.76100紫外線占太陽輻射總量 7%可見光占太陽輻射總量 50%紅外線占太陽輻射總量43%常溫物體的輻射0.764.525.0100波長微米Low-E的反射范圍,反射率80%常溫物體的輻射范圍玻璃的選擇兼顧夏季遮陽與冬季得熱要求. 包括對外遮陽形式的選擇亦是如此.選擇玻璃要考慮其特性-對陽光不同頻率光波的反射與透射特性 希望能將紅外反射而具

9、有一定的可見光透過率.-輻射的方向性常用中空玻璃材料白玻吸熱玻璃 增大吸熱量,由室外空氣帶走,減少進(jìn)入室內(nèi)熱量,但對于溫差傳熱量無減少.陽光控制玻璃(熱反射) 在玻璃表面涂上金屬化合物膜, 可以改變玻璃的反射率和對可見光的透射率. 通過膜的組合實現(xiàn).對遠(yuǎn)紅外反射效果低.Low-E玻璃 對遠(yuǎn)紅外有較高反射率的鍍膜玻璃玻璃種類中空組合中空K值透過率% 透明玻璃 6白玻+12+ 6白玻 2.7 72 吸熱玻璃 6藍(lán)玻+12+ 6白玻 2.7 43 熱反射玻 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幾種

10、中空玻璃的性能3.5 熱阻 導(dǎo)熱熱阻 Rd： m2.k/W 材料厚度 () (m) 材料導(dǎo)熱系數(shù)() (w/m.k) 對流熱阻 R: 1/ :對流換熱系數(shù) W/m2.k 墻體內(nèi)外表面熱阻共0.15 m2.k/W 總熱阻=各部分熱阻之和室外對流熱阻室內(nèi)對流熱阻材料導(dǎo)熱熱阻材料導(dǎo)熱熱阻材料導(dǎo)熱熱阻R=1/i+/+1/o坡屋面 波型瓦 10mm 空氣間隙層 混合砂漿 25 防水水泥砂漿 15 擠塑聚苯板35 （公建） 聚氨酯 水泥砂漿 20 混凝土板 100 紙筋石灰砂漿 10 R = 1.47m2K/W , D =2.64寒冷公建 R = 1.7m2K/W不住人的坡屋頂不計算空氣層的熱阻?熱惰性指

11、標(biāo)DD=R*S 熱阻與蓄熱系數(shù)的乘積 S: 蓄熱系數(shù). 由材料的熱容量(容重與比熱的乘積)決定. D : 綜合反映了材料抵抗熱流大小和溫度波動的能力. 多層材料: D=(R*S) 注: 空氣層的蓄熱系數(shù)為0. 住宅的墻體熱阻限值與D有關(guān)系. D越大,R可以小. 冬季室外采暖計算溫度亦與D有關(guān).3.6 建筑物耗熱量指標(biāo)（Index of heat loss of building） 按照冬季室內(nèi)熱環(huán)境設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)定的計算條件，計算出的單位建筑面積在單位時間內(nèi)消耗的需要由采暖設(shè)備提供的熱量。3.7 建筑物耗冷量指標(biāo)（Index of cool loss of building） 按照夏季室內(nèi)熱環(huán)境

12、設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)定的計算條件，計算出的單位建筑面積在單位時間內(nèi)消耗的需要由空調(diào)設(shè)備提供的冷量。3.6： 耗熱量指標(biāo)的計算 qH=qH.T+qinf qI.H 其中： qH 采暖期耗熱量指標(biāo) w/m2 qH.T 單位建筑面積通過外圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱耗 熱量指標(biāo) w/m2 qinf-單位建筑面積的換氣（包括門窗縫隙，外門開啟換氣扇）耗熱量 w/m2 qI.H 單位建筑面積的建筑物內(nèi)部得熱量 w/m2 取3.8 w/m23.7：耗冷量指標(biāo)的計算qR=(qc)/24 式中：qR 空調(diào)期耗冷量指標(biāo) w/m2qc -空調(diào)期內(nèi),某一時刻建筑物單位建筑面積的冷負(fù)荷w/m2 qc = (qc.t + qc.s + qin

13、f)/A0 + qc.I qc.t : 該時刻溫差作用下通過外圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳入建筑物的熱量, w/m2 qc.s : 該時刻透過外窗進(jìn)入建筑物的太陽輻射熱量, w/m2 qinf: 該時刻由滲透空氣帶入室內(nèi)的熱量, w/m2 qc.I: 該時刻由內(nèi)部得熱所帶來的熱量, 取3.8 w/m2三、節(jié)能設(shè)計方法符合規(guī)定性指標(biāo)要求： 滿足在標(biāo)準(zhǔn)的全部硬性規(guī)定符合性能性指標(biāo)要求： 不一定滿足全部硬性規(guī)定，但必須證明傳熱損失（或由此而引起的采暖空調(diào)負(fù)荷）被控制在某個規(guī)定的范圍內(nèi)。圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱工性能達(dá)標(biāo)的兩種途徑圍護(hù)結(jié)構(gòu)符合不同朝向、不同窗墻面積比的外墻K限值，和外窗K，Sw等限值暖通空調(diào)符合采暖空調(diào)和通風(fēng)節(jié)能設(shè)計

14、中規(guī)定節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)的達(dá)標(biāo)途徑規(guī)定性指標(biāo)性能性指標(biāo)計算參考建筑的能耗 Er參考建筑：形狀、大小與所設(shè)計的建筑完全相同，但K，SC值、HVAC設(shè)備EER等值符合相應(yīng)規(guī)定值計算所設(shè)計建筑的能耗 EdEr EdYesNo 達(dá)標(biāo)途徑調(diào)整建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)各組成部分的熱工性能參數(shù)對住宅Er已給出圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱工性能達(dá)標(biāo)的兩種途徑規(guī)定性指標(biāo)達(dá)標(biāo)的途徑 優(yōu)點：簡單 缺點：死板性能性指標(biāo)達(dá)標(biāo)的途徑 優(yōu)點：靈活 缺點：復(fù)雜GB50189第4.3節(jié)“建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱工性能權(quán)衡判斷”就是性能性指標(biāo)達(dá)標(biāo)的途徑 公共建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱工性能權(quán)衡判斷 權(quán)衡判斷不拘泥于建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)各個局部的熱工性能，而是著眼于總體熱工性能是否滿足節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)的要求

15、。 圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱工性能的優(yōu)與劣，直接反映在建筑在規(guī)定條件下全年的采暖和空氣調(diào)節(jié)能耗的多少上。因此，圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱工性能的權(quán)衡判斷也落實在比較參照建筑和所設(shè)計建筑的采暖和空調(diào)能耗上。 所謂參照建筑就是一棟與所設(shè)計的建筑基本一致的虛擬建筑，但是它的圍護(hù)結(jié)構(gòu)完全滿足GB50189第4章條款的要求。公建圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱工性能權(quán)衡判斷 參照建筑的形狀、大小、朝向、內(nèi)部的空間劃分和使用功能應(yīng)與所設(shè)計建筑完全一致。在嚴(yán)寒和寒冷地區(qū)，當(dāng)所設(shè)計建筑的體形系數(shù)大于GB50189第條的規(guī)定時，參照建筑的每面外墻均應(yīng)按比例縮小，使參照建筑的體形系數(shù)符合GB50189第條的規(guī)定。當(dāng)所設(shè)計建筑的窗墻面積比大于GB50189第條的規(guī)定

16、時，參照建筑的每個窗戶（透明幕墻）均應(yīng)按比例縮小，使參照建筑的窗墻面積比符合GB50189第條的規(guī)定。 圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱工性能權(quán)衡判斷 1、參照建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的各組成部分的傳熱系數(shù)、熱阻等很容易設(shè)定成滿足第4.2節(jié)各條款的規(guī)定。2、如果參照建筑在體形系數(shù)和窗墻比兩個方面沒有限制，則談不上降低采暖和空調(diào)能耗了，因此參照建筑的體形系數(shù)和窗墻面積比必須分別符合第4.1.2條和第4.2.4條的規(guī)定。圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱工性能權(quán)衡判斷 在嚴(yán)寒和寒冷地區(qū)，當(dāng)所設(shè)計建筑的體形系數(shù)大于第4.1.2條的規(guī)定時，必須調(diào)整參照建筑的體形系數(shù)。 本條規(guī)定并不真正去調(diào)整所設(shè)計建筑的體形系數(shù)，而是縮小參照建筑每面外墻尺寸，使得參照建筑的形

17、狀仍然與所設(shè)計建筑保持一致，但外墻面面積減小了。這只是一種計算措施，如果畫在圖上，就是參照建筑每個房間的外墻都是“部分絕熱”的。采取這種措施的實際意義是，所設(shè)計建筑外墻面的面積比參照建筑大，但通過兩者的熱損失是一樣的。圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱工性能權(quán)衡判斷 窗（包括透明幕墻）墻面積比的大小對建筑采暖和空調(diào)能耗影響最大，必須嚴(yán)格控制。當(dāng)所設(shè)計建筑的窗墻面積比大于第4.2.4條的規(guī)定時，采取處理過大的體形系數(shù)相類似的措施，按比例縮小參照建筑每個窗戶（透明幕墻）的，使參照建筑的窗墻面積比符合本標(biāo)準(zhǔn)第4.2.4條的規(guī)定。 當(dāng)所設(shè)計建筑的窗墻面積比小于第4.2.4條的規(guī)定時，參照建筑也不做窗墻面積比的調(diào)整。圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱

18、工性能權(quán)衡判斷 所設(shè)計建筑和參照建筑全年采暖和空氣調(diào)節(jié)能耗的計算必須按照GB50189附錄B 的規(guī)定進(jìn)行。 現(xiàn)有節(jié)能計算軟件EVBuilder 1.0 節(jié)能計算 南京工業(yè)大學(xué)暖通空調(diào)研究所 已通過省科技廳建設(shè)廳的鑒定.天正節(jié)能軟件PKPM節(jié)能軟件四 建筑節(jié)能設(shè)計文件深度一、設(shè)計依據(jù)性文件、規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)： 公共建筑節(jié)能設(shè)計應(yīng)包括以下內(nèi)容：（1）公共建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)GB50189 -2005；住宅建筑節(jié)能設(shè)計應(yīng)包括以下內(nèi)容： （）夏熱冬冷地區(qū)居住建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)JGJ134-2001； （）民用建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)（采暖居住建筑部分）JGJ2695 （）江蘇省民用建筑熱環(huán)境與節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)DB32/478

19、-2001（ ） 有關(guān)建筑節(jié)能設(shè)計的相關(guān)文件、規(guī)定（50%）；（ ） 施工圖設(shè)計文件審核技術(shù)軟件。建筑節(jié)能設(shè)計文件深度二、圍護(hù)結(jié)構(gòu)基本要求1、體形系數(shù)（夏熱冬冷地區(qū)公建如南京不作要求）；2、窗、透明幕墻、透明天窗 玻璃、型材、遮陽種類 墻面積比；透明天窗面積比； 傳熱系數(shù)/傳熱阻； 窗（包括透明幕墻）的遮陽系數(shù)/遮陽率；3、屋面典型、外墻 構(gòu)造層次 ，構(gòu)造設(shè)計節(jié)點圖(引用 標(biāo)準(zhǔn)與參考圖集) 傳熱系數(shù)/傳熱阻； 熱惰性指標(biāo)（公建不要求）建筑節(jié)能設(shè)計文件深度(續(xù))當(dāng)采用權(quán)衡判斷法計算時 還應(yīng)說明參考建筑的參數(shù)及能耗標(biāo)準(zhǔn)值.5 設(shè)備系統(tǒng)的節(jié)能5.1 節(jié)能目標(biāo)及分解從1996年到2000年，新設(shè)計的采

20、暖居住建筑應(yīng)完成19801981年當(dāng)?shù)赝ㄓ迷O(shè)計能耗水平基礎(chǔ)上節(jié)能50，從2005年起新建采暖居住建筑應(yīng)在此基礎(chǔ)上再節(jié)能30。夏熱冬冷地區(qū)民用建筑2000年開始執(zhí)行建筑熱環(huán)境及節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)。在50的節(jié)能目標(biāo)中，圍護(hù)結(jié)構(gòu)承擔(dān)25，設(shè)備系統(tǒng)承擔(dān)25(包括照明)。5.2 設(shè)備系統(tǒng)的節(jié)能5.2.1 采暖空調(diào)系統(tǒng)的組成 冷熱量的生產(chǎn)冷熱量的輸送末端設(shè)備 主要節(jié)能措施： 1)提高制冷機(jī)的運(yùn)行效率。設(shè)備本身的效率，按應(yīng) 用場所合理選用，能源形式，自動控制 2) 提高輸送效率，水力平衡與變流量 3) 加強(qiáng)保溫。節(jié)能應(yīng)兼顧改善室內(nèi)環(huán)境。5.2.2 現(xiàn)有設(shè)備系統(tǒng)形式(以空調(diào)為例)家用空調(diào)器(窗式、分體式、柜式)，家用多

21、聯(lián)機(jī)（VRV），戶式空調(diào)機(jī)組（戶內(nèi)為 水管、風(fēng)管），水源熱泵，小區(qū)集中空調(diào)按照空調(diào)系統(tǒng)的組成模式，住宅空調(diào)設(shè)備/系統(tǒng)可分為三類：類：家用窗式、分體、柜式空調(diào)器、VRV系統(tǒng)類：戶式中央空調(diào)類：小區(qū)集中空調(diào)、水源熱泵 5.2.3 運(yùn)行費(fèi)的比較以制冷系數(shù)作為運(yùn)行能耗的比較參數(shù)。 制冷系數(shù) 制冷量/消耗的能量。 即單位產(chǎn)冷量的能耗。 類系統(tǒng)不同氣溫、不同控制方式下的制冷系數(shù)室外氣溫開關(guān)控制變頻控制10050807060903529252.72.93.13.342.753.13.342.83.23.5 3.22.93.64.04.04.53.64.54.94.14.95.4 類系統(tǒng) （戶式空調(diào)）在部分負(fù)荷下制冷系數(shù)的變化 負(fù)荷率（%）0.660.50.40.30.23