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SHGC【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JGJ 1【34-201—0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: ,5,0,7,36-2《012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
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DOE-】2软件作为计算工】具
D】O,。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;【
【 :t,r(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87【60h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1【8℃夏季全天为2】6℃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
【。 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》.33kW·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1.76!kW:·h取值折合到【每小时的平均值约为!4.3?W/m2
! “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JG?J 26-201】0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ISO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(?tn-te)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(150【0m:m×1500mm左!。右)的PV》C塑钢窗或》木窗窗框比可取【0.3?0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?(1:5,00mm《×1500mm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Cm》c=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Cmc【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
《。
《