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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JGJ 134!-2010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 5073】6,-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
】
《 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
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
《 D《。OE-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》/,(m:2,·℃)符号括号中的!j=0?12…?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t:r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8760h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6:5%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0.0141kW!·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4.33k】W·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.】76kW·h—取值折合到每—小时的平均值约【为,4.3W/m—2
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, “》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
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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 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20【12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、1—2~15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
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《 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?
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对于标准!尺寸(1500mm!。×1500mm【左,右,。)的PV《C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(1500】mm×15》00mm《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=0.8【7×: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
!。
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