5.】2 建筑物—围护结?构热工性能权衡判】断
5—.2.1《 强制性条文本标!准为满足居》住建筑节能》设计提供了两种方】法一是符合第—5.1节的规定【性指标要求二—是满足?5.2节建筑—。。物围护结《构热:工性能?权衡判断的要求
! 对大量的】居,住建筑?而言:它们围护结》构的热工性能—、开窗面积和体形系!数等都能满足4【.3:和5.1节中节能设!计规定性指标的【要求它?们的供暖、空调能】耗已经在《编制本标《。准的过?程中经过了大量的计!算,能满足节《能标准目标》的要求相应技术【措施均具有较好的】技术经济型应优先】采用规定《性指标?进行:设计
而!。本节是对居住—建筑节能设计进行】性能指标设计对【。于在某?些方面不符合规定性!指标的建《。筑但可以采取—在,其他方面增强节【能技术措施的方法仍!然能达到节能标【准的:目标例如建筑的体】形系数超过了第4.!3.1?条的规定但是在权】衡判断限值要求范围!内它:。可以采取提高围【护结构热《。工性能的方法来达到!节能标?。准的:目标方法是》必须经过计算证明】建筑:的能耗性《指标在标准的控制以!内
【对于四川地区—。高海拔严寒、寒冷地!区均处?于太阳能《资源丰富《地区南向外窗作为太!。阳能得热部件考【虑采用太阳得热系】数较大?可以增加《进入室内太阳辐【射量此时《可适当降低南向外窗!的传热系数对于当】。南向外窗传》热系数?不满足5.1节【。规定限值时可参与围!护结构?热工性能动态权【衡,判断
5.2!.2 强制性条文!本条:文制定的目》的是在进行节能【设计时保证建筑围】护结构?。。的保温隔热效—果防止某些方面弄】。。虚作假?保证设计《质量达?。到节能标准的目标规!定在进行性能—化设计时限定—了部分围《护结构热工性—能必须满足》标准:要求才能进行—设计
】本标准规定夏热【冬,冷地:区的屋面、外墙【、凸窗的非透—明部分、分户—墙,以,及起居室《、卧室、书》房等功能房间—楼板的传《热系数外窗的传热系!数和太阳得热系数S!。HGC必《须满足不能突—破必须满足本标准】第,5.1.1条、【。5,.1.3条、5.】1.5条《的规定
5.!2.3 引自行业!标准夏热冬冷地【。区居住建筑节能【设计:标准J?GJ 134-20!10中相关条文
】
建筑物的!耗,热,量、耗冷量指标【综合反?。映,了建筑设计和围护】结构热工性能的优】劣因此是节能建筑】的重要控制指标围】护结构热工性—能好的居住》。建筑在不配备—供暖、空调设—备的条件下冬夏季的!。室内温度情况也【要,比一般居住建筑好】
建【筑节能除了》改善:建筑围护结构的【热工性能之外提【高空调、供暖设【备的效率也是一个】很,重要的方《面夏:热,冬冷地区冬季室【内外温差比北—方严寒和寒冷地区小!得多改善建筑围护】结构的热工性能所】发挥的节能作—用不:如高海拔严寒、【寒冷地区大因此提高!空调、供暖设备的效!率,显得:更加重要
! 按照本标准设定】的计算条《件在计算出来全年供!暖,和空调所《节约的能耗中建【筑围:护结构的贡献—略低于供暖空调【系统因此要控制空调!和,供暖年耗电》量真正达到节能的】。目标必须使用—高效:率的空?调和供暖设备或【系统
?
本—标准没有明确划【定供暖期和空调期】而是用空调和供暖年!。耗电量作为控制【指标主要原因是【夏热冬?冷地区的居住建【筑目前极少配备集中!供,热和供冷系统空调和!供暖基本上是—居民:的个人?行为春、秋两季气温!突降:或骤升时不论是否】已到了所谓的—供暖期或空调—期居民都有可能【开启冷暖型空调器供!暖或降温空》调、供暖设备的运行!时间很集中用—电的峰值负荷对电】网的:。压力很大除了—耗电量之外》空调、供暖》的用电负荷也—是,一个重要指标设计】时应予以足够—的重:。视
》 由于夏热冬冷】地区的气《候特性室内外温【差比较小《一天之内《温度波动对围—护结构传热的—影响比较大尤其是夏!季白天室外》气温:很高又有很》强,的太阳辐《射热量通《过围护结构从—。室外传入室》内夜里室外温度【下,降比室内温度快热】量有:可能:通过围护《结构从室内传向【室外由于这个—原因:为了比较《准确地计《算供暖、空调负【荷并与现行国标民】用建筑供暖通—。风与空气调节设计规!范GB 507【36-2012保持!一致:需要采用动态计算方!法
? 《动态的计算方法有】很多暖?通空调设计手—册里:的冷负荷计算法就是!一种常用《的动态的计》算,。。方,法
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本标准采!。用,了反:应系数计算方—法并采用美国劳伦斯!。伯克力国家实验【室开:发的:D,OE:-2软件作为计【算工具
— DO》E-:2用反应系数—法来计算建》筑围护?结,构的:传热:量反:应系数法《是先计算围》护结构内外表面温度!和热流对《一个:单,。位三角?波温度扰《量的反应计算—出围护结构》的吸热、放热和【传热反应系数然后将!任意变化的室外【温度分解《成一:个个可?叠加的三角波利用导!热微分方程》可叠:加的性质将围—护结:构对每一《个温度三角》波的反?应叠加起来得到任】意一个?时刻围护《结构表面的》温度和热流
【。。 DOE【-2用反应系数法】来计算建筑围—护结构的传热量【反应系数的基本【原理如下《
参【照下图当室内—温,度恒为零室外侧有】一个单位等腰—三角波形温》度,扰量作用时从作用】时刻算起单》位面积壁《体外:表面:逐时所吸收的热量称!为,壁体外表面的—吸热反应系数用符号!X(j)表》示;:通,过单位面《积,壁体逐?时传入室内的热量】称为壁体传》热反应系数用符号】Y(j)表示;【与上述情况相—反当室外温》。度,。恒为零室内侧有【一个单位等》腰三角波形温度扰量!作用:时从作用时刻算起单!位,面积壁体内表面逐】时所吸收的》热量称为壁体内表面!的吸热?反应系数《用符号?Z(j)表示;通】过单:位面:积壁体逐时传至【室外的热量仍称为】壁体传?热反应系数数值【与前:一种情况《相等固仍用》符号Y?(j)?表示
?
传】热反应系数》和内外壁面的吸热反!应系数的单位均为W!/(m2·℃)符】号括号中的j—=012…表示单】位扰量作《用时刻?以后j△《τ小时一般情况【。△τ均取1h所以X!(5)就表示—单位扰量作用时刻】以后5h的外壁【面吸热反应系—数,。
—。反应系数的计算可以!参考专?门的资料或使—用专门的计算机程序!有了反应系数后就】可,以利:用下式计算第n个】时刻室内从室—外,通过:板壁围护结构—的传热得热量HG】(,n)
》
式中 tz(n】-j)第n》。-j时刻室外综【合温度;
》
】tr(n《-j)第n-j时】刻室内温《度
【特别地当室内温度】tr不变时此式【还可以简化成
!
式中 《K板壁的传热系【数
《 : 能耗分析软—件还:可以采用其他经建】设部:或四川?。。省住房和《城乡建设厅测—试认可的软》件软件可模拟建【筑物:供暖、空调》的热过?程,用户可以《输入:建筑物的几何形状】和,。尺寸:。可以:输入建筑围》护结构的《细,节,可以输入室内人员、!电器、炊《事、:照明等?的作息时间可以输】入一年8760【h的气象数据可以选!择空调系统的类型和!容量等参数》软件根?据用户?输入的数据》进行计算计》。算结果?以各种各样的报告形!式来:提供
— 本标准》第5.2节的目的是!审查那?些不完全符合第【4章:和第5.1节规【定的居住建筑—是否也能满足—节能目?标的要求为了在不同!的建筑之间》。建立起?一个公平合理的【可比:性并简化审查工作】。量本条特意规定了计!算的标?准条:件
】计算时取卧》室、起居室和—书房的室《内温度冬季》全,天为18℃夏季全天!为26?℃换气次数》为1.0次/h其他!房间不控温
! ,。 供暖设备的额定】能效比取3.0主要!是,考虑冬季供暖设【备,部分:使用家用冷》暖型(风冷热泵【)空:调器部分《仍使用电热型供暖器!;空调?设备额定《。能效比取3》.3:主要是考虑家—。用空调?器国家标准》。规定的2级能效比】。
? 在计算中取2!级,。的设备额定能效比】主要:。目的是?。鼓励采用《。节能产品《由于夏热冬冷地区】。。室内供暖、空调设】备的配置实际上【是居民个人的行为】本标准实《际上能控制的—主,要是建筑围护—。。结,构所以?。在计算中适当降低设!备的额定能效比对居!住建筑实际达—到节能65%—的目标是有利的
!。 居住建筑】的内部得热在冬季】可以减小供暖负荷】。在,夏季则增大空—调负荷在计》算,。时将内部得热分为照!明和其他(人员、家!电、炊事《等)两类来》考虑对人员、炊【事和:家电得热还》分,别考虑供暖》空调和非供暖—空调房间的情—况
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室内得热!的多少随机性—很强在计算中取定】。值与实际情况是有出!入的但是《为,了,使不同的《建筑之?间具有可比性本标】。准规定在《计算中取定值
! , :在计算中室内照明】得热按每平方—米每:天耗电0.014】1kW·《。h取值
【 , 室内人员、—炊事和视听》设备等的其他—得热分为显热和潜】热两部?分对卧室和起居【室,显热按每天4.33!kW·?h潜热按每天1.】69kW·h取值对!厨,房和卫生间显热按每!天2.9kW·h潜!热,按每:天1.7《。6kW·h取—值折合到每》。小时的?平,均值约为4.3【。W/m?2
? “参照建】筑”是用《来计算所设计建【筑供暖空调耗电【量的限值的因此参】照建筑必须在大小、!形状、朝向、内【部的房间《划分及?使用功能等各个方】面与所?设计的实际建筑【物相同围护结—构热:工性能参数应符合】第5.1节规—定性指标的要—求这样的参照建筑才!。有比:对的意义
】 外墙《。平均传热《系数是指《考虑了墙《体上:。的热:桥的传热《损失之后的一个当量!传热系数由于随【。着墙体保《温性:能的提高热》桥对整个墙》。体,的传:热性:能的相对影》响越来越大用外墙】平均传?热,系数:。计算:墙,体传热的好处—是更加接近》实际情况缺点是【。。比较复杂《
?
5.2《.4 ? 引自?行业标准《严寒和寒冷地—区居住建筑节—能,设计标准JGJ 2!6-2010中相关!条文第5.》1节对高海拔严【寒、:。寒冷地?。区各气候区》的建筑围护结构【提出了明确的热【。工性能?要求如果这些—热工性能要求—全部得?到,满足则?可认定设计的建筑满!足本标准的节能设计!要求但是随着—住宅的商品化开发商!和,建筑师越来越关【注住宅建筑的个性化!有时会出现所设计建!筑不能全部满足各】。部分:建筑围护结构—热工性能要求的【情况在这种情—况下不能简》单地判定《该建筑不满足本标】准的节能《设计要求因》为第5.1》节是对每一个部【分分:别提出热工性能【要求而实际》上对建筑物供暖负荷!。的影响?。是,所有建筑围护结【构热工性能的综合】。结果:。某一部分的热—工性能差一些可【以通过提《高另一部分的热工性!能弥补回来例如某】建筑的体形系数【超过了第4.3【.1:条,提出的?限值通过提高该建】筑墙体和外窗的保】。温,性能完全《有可能使传热损失仍!旧得到很好的控【制,为了尊重建筑师【的创造性工》作同时又使所—设计的建筑能够【符,。合节能设计标准的要!求,故引入建《筑围护结构总体热】工性能是否达到要】求,的权:衡判:断法权衡《判断法不拘泥于【建筑围护结构各局部!的热工性能而是着】眼于总体热工性能是!否满足节能标准的要!求
— 与2012版标】准一致建筑围护【结构热工性》能,权衡判断《以计算的建筑物【。单位面积耗热量表征!的节:能综合指标为—判,据也可采用动态计算!方法计算的供—暖、空?调年耗电量之—和表征的《建筑节能综合指标为!判据
— 附录《A中表A.0.2-!2的高海拔严寒【、寒冷?地区各城市的建筑】物耗热量《指标限值是根据1~!。3层、4~》6层、7《~11?层,、12~15—。层一些比较典型的】建筑计算出》来的这些建筑的体形!系数满足表4.【3,.1的要求》围护结构热工—性能:参数满足第5.1.!1,条,外窗:的热工性能满足【第5:.1.3条的—要求提出的因此作为!建筑围护结构的【总体:热工性能权衡判断的!基准:
《 建筑物耗热量指!标实际上是一个“功!率”即单《位建筑面积单位时间!。内,消耗的?热,量将其乘以供—暖时间就得到—。。。单,。位建筑?面积需要供热系统】提供的?热量高海《拔严寒、寒冷地区的!建,。筑物耗热量》指,标采用稳态传—热的方法来计算【
在【设计阶段《要控制建筑物—耗热量指标最—。主要:的就是控《制折合到单》位建筑面积上单位时!间内通过建筑—围护结构《的传热量
】。 外?墙传:热,系数的?修正系数主》要,是,考虑太阳辐射—和,夜间天空辐》射对外墙传》热的影响
! 外墙设置了保温层!之后其主断》面上:的保:温性能一般都很好】通过主?断面:流到:室外的?热量比较《小与此同时通过梁、!柱、窗口《周边的热桥流到室外!的热量在总》热量中的比例越来】越大因此一定—要用外墙《平,均传热系《数来计算通过墙的传!。热量:。由于外墙上可—。能出现的热桥情【况非常复杂沿用以前!。标准的面积》加,权法不能准确—地计算因此在附录B!中,引入了一种基于【。二维传热的计算【方,法这与?。现行:IS:O标准是一致—的
【附录B中引入的基于!二维传?热的计算方法—比以前?。标准规?定的面积加》权,计算方法复杂得多但!。这是为了提高—居住建筑的节能设】计水平不得不付【出的一个代》价
》 :对,于高海?拔严:寒、寒冷地区住【宅,建筑大量使用的外】。保温墙?体如:果窗口等《节,点处理得《比,较,合理:其热桥的影响可【以控制?在一个相对》。较小的?范围为?了简化?计算方便设计针对外!保温墙体附录B【中也规定了修正系数!。墙体的平均传热【系数可以用主体部】位传热系数》乘以修正系数来计】算避免?复,杂的线传热》。系数计算
】 屋顶传热系数】。的修正系数主要是】考虑太阳辐》射,和夜:间天空?辐,射对屋顶传》热的:。影响与外墙相比屋顶!上出现热桥的可【能性要小得多因此】如果确有明显的热桥!同样用附录》B,中的计算《方法:计算屋顶的平均传热!系数如无明显的热】桥则屋顶《的平均传《热系数就等于屋【顶,。主断:面的传热系数
】 ? ,由于土壤的巨大蓄热!作用地面的传热是一!个,很复杂?的非稳?态传热过程而—且具有很《强的二维或三维(墙!角部分)特性式(】。。5.:2.4-《5)中的《地面传热系数实际上!。是一个当量传热系数!无法简单地通过地面!的材料层构造—计算确?定,只能通过非稳态【二维:。。或三维传《热计算程序》确,定式(?。。5.2.4》-5)中的温差【项(t?n-t?。e)也是为了计【算方便?取的并没《有很:。强,的物理意义》
,
在本标准!中地面当量》传热系数是按如下方!。式计算确定的按【地,面,实际:构造:。。建立:一个二维的计—算,模型然?后用一个二维非稳】态,程序计?算若干年直到—地下温度分布呈现】出以年为周期的变化!然后统计《整个供暖《期,的,地面传热量这个传】热量:除以供暖期》时间、地面》面积和供《暖期:计算温差就得出地面!当,量,。传热系数《
》 对于多层》、中高?层、:高层住宅地面传热只!占整个外围护结构】传热的?一小部分计算—可以不?。求那么准《确低层建筑地—。面传热占整》。个外围护结构—传热的比重》大一些尽可能计【算,准确
《。 外窗、外】门的传热分成两部】分来计算前一部分是!室内外温差引起的】传热后一部》分是透过外窗、【外门的透明部分进】入室内的太阳辐【。。射得热
》。 式(5.2!.4-?6)与以前标—。准的引?进太阳辐射修正系】数,计,算外门、窗的传热】有很大的不同比【。以前的计《算要复杂很多—之所以引入》复杂的计算是因为这!些年来?玻璃工业取得—了长足的《发展玻?璃的种类非常多透过!玻璃的太阳辐—射得热?不一定与玻璃的【传热系数密切相【关因此用《传热系数《乘以一个《系,数修正太阳》辐射得热的影响误差!比较:大引入分开计算室内!外温差传热和透明】部分的太阳辐—射,得热:这种复杂《的方法也是为—了,提高居住建筑的节能!。设计:水平:。不得不付出的一【个代价
《
, 对于标准尺!寸(1500m【m×15《0,0mm左右)—的PVC塑钢窗【或木窗窗框比—可取0?.30太阳》辐射修正系数—Cmc=0.87×!0.9×0》.7×玻璃的遮阳系!数×外?遮阳系数=0.55!×玻璃的遮阳—系数×外遮阳系数】
》 ,对于标准尺》。寸(15《00mm×1—500mm左右)】的无外遮阳的铝合金!窗窗:框比可取《0.20太阳辐射】修正系?。数Cmc=0.【87×0.9×0.!8×玻璃的遮阳系数!×外:遮阳系数《=0.?。63×玻璃的遮【阳系数×外遮—阳系:数
:
: 无透》明部分的外》门太阳辐射》。修,正系数Cm》。c取值0
— ? 式(5.》2.4-7)—计算室内外空气交】换,引起的热损》失,空气密度可》以,按照下?式计算?
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