建筑节能设计计算手算

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1、 我国从上世纪80年代开始进行居住建筑节能设计。夏热冬冷地区从2001年10月1日起执行夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准，开始进行居住建筑节能设计浙标居住建筑节能设计标准DB33/1015-2003（03年12月发布04年1月1日施行）。从2005年7月1日起执行公共建筑节能设计标准，公共建筑进行节能设计浙标公共建筑节能设计标准DB33/1036-2007（07年12月发布08年1月1日施行）建筑节能设计涉及面很广，主要的有两个方面：建筑节能设计涉及面很广，主要的有两个方面：一是建筑物在发挥其正常功能过程中的能耗问题。也就是在满足人们对舒适热环境的前提下合理、有效地使用能源。即采暖通风系统节能

2、。二是建筑外围护结构保温、隔热问题建筑外围护结构保温、隔热问题。也就是高效保温隔热材料的合理使用和正确布置，以减少外界环境对室内热环境的影响。即围护结构系统节能。这是一个问题的两个方面。两个方面结合得好，就能达到既节能，又节省一次性投资的最佳目的。居住建筑节能设计汇总表（仅供参考）注：K为传热系数W/（m2K）。D为热隋性指标。公共建筑节能设计汇总表（仅供参考）公共建筑节能设计汇总表（仅供参考）注：K为传热系数W/（m2K）。SC为遮阳系数。窗墙面积比小于时，玻璃的可见光透射比应。00FS=V浙标公共建筑节能设计标准DB33/1036-20074.1.3 建筑物的体形宜避免过多的凹凸与错落，体

3、形系数不宜大于0.40。（二）试计算三栋十层（二）试计算三栋十层30m30m高，每层建筑面积高，每层建筑面积同为同为600m600m2 2，不同平面形状建筑的体形系数。，不同平面形状建筑的体形系数。外窗（含透明幕墙）热工设计外窗（含透明幕墙）热工设计 在建筑的外窗（含透明幕墙下同）、墙体、屋面三大围护部件中，外窗的热工性能最差，是影响室内热环境质量和建筑能耗的最主要因素之一。它的能耗约为墙体的3倍，屋面的4倍，约占建筑围护结构总能耗的40%50%。因此，加强外窗的保温隔热性能，减少窗的热量损失，是改善室内热环境质量和提高建筑节能水平的非常重要环节。（一）窗墙面积比和传热系数：普通窗户的保温隔热

4、性能差，夏季白天通过窗户进入室内的太阳幅射热也多。窗墙面积比越大，采暖、空调的能耗也越大。因此从节能角度出发，必须限制窗墙面积比。一般情况，应以满足室内采光要求作为窗墙面积比的确定原则。1、窗墙面积比计算：(1)计算公式：AcAwXAc同一朝向的外窗（含透明幕墙）及阳台门透明部分洞口总面积（m2）。Aw同一朝向外墙总面积（含该外墙上的外门窗的总面积）（m2）。例：杭州某办公建筑按节能分类为例：杭州某办公建筑按节能分类为乙类乙类建筑，建筑，建筑建筑南面南面为（为（4 4米，米，8 8开间）开间）32m32m，层高，层高3 3米，米，四层，每层设窗（四层，每层设窗（3 3米宽米高）各米宽米高）各8

5、 8个个 ，求此建，求此建筑筑南面的平均窗墙比南面的平均窗墙比。按给出的条件此建筑南面的平均窗墙比应为375.03841441232(48)5.13(南向立面总面积）层扇洞口面积（二）外窗遮阳（二）外窗遮阳：夏热冬冷地区，建筑外窗对室内热环境和空调负荷影响很大，通过外窗进入室内的太阳辐射热几乎不经过时间延迟就会对房间产生热效应。特别是在夏季，太阳辐射如果未受任何控制地射入房间，将导致室内环境过热和空调能耗的增加。因此，采取有效的遮阳措施，降低外窗太阳辐射形成的空调负荷，是实现居住建筑节能的有效方法。由于一般公共建筑的窗墙面积比较大，因而太阳辐射对建筑能耗的影响很大。为了节约能源，应对窗口和透明

6、幕墙采取外遮阳措施。1、遮阳系数的定义为在法向入射条件下，通过玻璃构件（包括窗的透明部分和不透明部分）的太阳辐射得热率，与相同入射条件下的标准玻璃（3mm厚）的太阳辐射得热率的比值。也可认为是太阳辐射能透过指数。2、计算公式：3cS 玻璃窗（含窗框）的太阳辐射得热率厚标准玻璃的太阳辐射得热率3、规定性指标详GB50189-2005标准表。有外遮阳设施时，遮阳系数=玻璃的遮阳系数外遮阳的遮阳系数。无外遮阳设施时，遮阳系数=玻璃的遮阳系数。外遮阳系数的计算方法，详GB50189-2005标准25页附录A。玻璃的遮阳系数可参照公共建筑节能设计标准DB33/1036-2007 P88表。12PFbPF

7、aSDhnH垂 直 遮 阳水 平 遮 阳水 平 遮 阳室 内室 内室 内ABBABA图图A.0.1 遮阳版外挑系数（遮阳版外挑系数（PF）计算示意）计算示意图图表 水平和垂直外遮阳计算系数查表A.0.1 南向 ah=0.47 bh=外遮阳系数查P38公式A.0.11水平遮阳板：按公式及题目所给数据计算：14.05.1/6.02PFbPFaSDBAPFhnH759.01316.00752.014.079.0)4.0(47.02HSD12PFbPFaSDhnH（A.0.1-1）例题中其他条件不变，现按节能要求选择例题中其他条件不变，现按节能要求选择6+12+66+12+6普通中空玻璃断热铝合金窗普

8、通中空玻璃断热铝合金窗，请计算，请计算此方向窗此方向窗是否是否能满足省标能满足省标公共建筑节能设计标准公共建筑节能设计标准DB33/10362007DB33/10362007中规定性中规定性遮阳系数遮阳系数要求。要求。根据公共建筑节能设计标准DB331036-2007查表P9页4.2.1-2 乙类建筑窗墙比为则 ；南侧遮阳；表 乙类建筑围护结构传热系数和遮阳系数限值查P88表 6+12+6普通中空玻璃，K=2.8 SC（玻璃按上题所求：综合遮阳系数综合遮阳系数 653.0759.086.0(（外遮阳）玻璃）HSDSC按规范要求南侧遮阳计算结果为大于限值故不满足遮阳系数要求若将题中的水平遮阳改为

9、室外卷帘百叶，同样玻璃规格，则当其为甲类建筑时，此方向可达到最大的窗墙比为多少?查P40表A.0.5 浙标公共建筑节能设计标准DB33/1036-2007室外卷帘百叶遮阳系数为则此建筑的综合遮阳系数为SC=0.860.3=查P9表浙标公共建筑节能设计标准DB33/1036-2007得到当其为甲类建筑时此方向窗墙比为得到当其为甲类建筑时此方向窗墙比为表 夏季不同遮阳措施的遮阳系数表 甲类建筑围护结构传热系数和遮阳系数限值 cjjjR12n12n12nRRRR0iR+Re11R+KR112233123PPBBBBBBmPBBBKFKFKFKFKFFFF0ReRe111PiiRKRRR10ReRe1

10、11BiiRKRRRB2B3、K、K=外墙外墙热工计算热工计算规定性指标：规定性指标：DSSR某某居住居住建筑其结构体系为建筑其结构体系为框架结构框架结构，其外墙主体为，其外墙主体为240240厚厚P P型烧结多孔砖，保温层为型烧结多孔砖，保温层为3535厚胶粉聚苯颗粒浆料；厚胶粉聚苯颗粒浆料；其外墙主体部位构造及主要其外墙主体部位构造及主要热工值热工值分别为：分别为：1 1、2020厚混合砂浆厚混合砂浆 2 2、240240厚厚P P型烧结多孔砖型烧结多孔砖 3 3、3535厚胶粉聚苯颗粒浆料厚胶粉聚苯颗粒浆料 4 4、5 5厚抗裂砂浆厚抗裂砂浆(玻纤网玻纤网)5 5、弹性底涂、柔性腻子，外

11、墙涂料；热阻不计、弹性底涂、柔性腻子，外墙涂料；热阻不计计算此外墙主体部位的计算此外墙主体部位的传热系数传热系数。eiRRRRK110jjRRcjjjR查阅全国民用建筑工程设计技术措施节能专篇建筑P68页公式(10.1.1-1)查得传热系数K计算 其中其中RiRi内表面换热阻；内表面换热阻；ReRe一外表面换热阻一外表面换热阻eiRRRRK11093.004.0005.0486.0414.0023.011.01主体部位：主体部位：同一建筑其同一建筑其热桥热桥部分部分构造构造做法做法与主体相同与主体相同主要热工值分别为：主要热工值分别为：1 1、2020厚混合砂浆厚混合砂浆 2 2、240240

12、厚钢筋混凝土梁、柱厚钢筋混凝土梁、柱(墙墙)（为简化计算将热桥部分的计算厚度与外墙主体的计算厚度取值相同）（为简化计算将热桥部分的计算厚度与外墙主体的计算厚度取值相同）3 3、3535厚胶粉聚苯颗粒浆料厚胶粉聚苯颗粒浆料 4 4、5 5厚抗裂砂浆厚抗裂砂浆(玻纤网玻纤网)5 5、弹性底涂、柔性腻子，外墙涂料；热阻不计、弹性底涂、柔性腻子，外墙涂料；热阻不计 框架结构框架结构体系，体系，外墙主体与结构性热桥的面积比例外墙主体与结构性热桥的面积比例为为，试计算试计算此建筑外墙的此建筑外墙的平均传热系数。平均传热系数。若此建筑的热惰性指标若此建筑的热惰性指标D大于大于，采用，采用这种节能构造这种节能

13、构造能否满足能否满足居住建筑节能居住建筑节能设计标准设计标准DB33/1015-2003中外墙规定中外墙规定性指标要求性指标要求?（参见（参见全国民用建筑工程设计技术措施全国民用建筑工程设计技术措施节能专篇建筑节能专篇建筑 P69页表页表(10.1.1-1)eRRRiRK110jjRRcjjjR查阅全国民用建筑工程设计技术措施节能专篇建筑P68页公式(10.1.1-1)查得传热系数K计算 其中其中RjRj内表面换热阻；内表面换热阻；ReRe一外内表面换热阻一外内表面换热阻eiRRRRK110热桥部分：热桥部分：346.104.0005.0486.0115.0023.011.01查阅全国民用建筑

14、工程设计技术措施节能专篇建筑P68页公式(10.1.1-5)及表查得 外墙平均传热系数Km bpbbppmFFFKFKKKm外墙平均传热系数(kw)Kp外墙主体部位传热系数(kw)Fp外墙主体面积 Kb外墙主体热桥部位传热系数 Fb外墙主体热桥面积bpbbppmFFFKFKK076.135.065.035.0346.165.093.0结论：结论：采用这种节能构造因其采用这种节能构造因其热惰性指标热惰性指标D D大于大于，所以能，所以能满足满足居住建筑节能设计标准居住建筑节能设计标准DB33DB331015-20031015-2003中外墙规定中外墙规定性指标的要求。性指标的要求。查浙标居住建筑

15、节能设计标准DB33/1015-2003 P8页表4.2.4 维护结构各部分的传热系数（KW/（）和热惰性指标（D）如有GB50176-93民用建筑热工设计规范附表所列情况者，导热系数（）和蓄热系数（S）计算值应分别进行修正：c=，Sc=S。(为修正系数。)15.01,cremcmRk式中m保温层厚度(m)inc,aininc.,保温材料的计算导热系数w(mk)，cR构造层中除保温层外的各层材料热阻之和(KW)reK规定的传热系数限值W(mk)（根据所要计算的维护结构部位决定）构造层中除保温层外的各层材料热阻之和(KW)构造层中除保温层外的各层材料热阻之和(KW)查阅全国民用建筑工程设计技术措

16、施节能专篇建筑P70页公式(10.1.5)保温隔热层厚度计算公式：例：计算同一种保温材料挤塑聚苯板在居住建筑中，作为屋面保温材料达到节能设计标准中规定性指标限值要求的最经济厚度。屋面的构造及主要热工值分别为：屋面的构造及主要热工值分别为：1、40厚细石混凝土厚细石混凝土(双向配筋双向配筋)2、x厚挤塑聚苯板厚挤塑聚苯板，修正系数，修正系数3、2厚防水层厚防水层4、20厚水泥砂浆找平厚水泥砂浆找平5、80厚轻骨料混凝土找坡厚轻骨料混凝土找坡6、120厚现浇钢筋混凝土屋面板厚现浇钢筋混凝土屋面板；7、15厚混合砂浆厚混合砂浆居住建筑节能设计标准DB331015-2003 中有两种参数；1、分别查阅

17、居住建筑节能设计标准DB3310152003中的两种；3、用公式15.01,cremcmRk=0.03224.0017.0069.0082.0022.0011.0023.0cRmc,15.0224.01033.015.01,reCremcmkRk时：mRkCremcm021.015.0224.011033.015.01,即约21mm厚 时：mRkCremcm0289.015.0224.08.01033.015.01,即约29mm厚；同理可计算各类公共建筑的屋面保温层厚度 的经济值。五、楼板、架空层楼板或外挑楼板五、楼板、架空层楼板或外挑楼板 底部接触室外空气的架空层或外挑楼板，已经起到外围护结构的作用，应采取保温措施。规定性指标规定性指标：传热系数2.0 W/(m2K)，不满足规定性指标要求，应增设保温层。（二）架空层楼板或外挑楼板热工计算：楼板构造和热工计算参数：传热系数K=1.49W/(m2K)。满足居住建筑规定性指标要求。不满足公共建筑规定性指标（国标及浙标甲。乙类）要求。