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3 【建筑节能与建—筑热工设计
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3.】1 建筑节能设】计
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3《.1:.,1 本《条从节能设计—的,角度对公《共建筑进行了分类
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!。1 : 公共建筑》的分类
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? 公共建筑的】范围非常广泛各类公!共建筑的差别—很大按照建筑分【类标:准公共建筑可—大致分为以下—。几类建筑
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》 》 1)》办公建?筑行政办公楼(公】共机构?办公:楼,)、写字《楼(商业办公楼)等!;
》
《 : : 2)《。旅,。馆建筑宾馆》、度假村、》。招待所等;
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! 3)商场【建筑百货商场、【综合商厦、购物中心!、超市、菜市—场,、家居卖《场、专业商店—、,。餐饮建?筑等;
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》 4)文】教,建筑大学、中小学】、培训学校》等;
》
— 5)医疗!建筑综合医院、专】科医院、疗》养,院、妇幼保健院等;!
》
— , 6)观演建【。筑剧场、音》。乐厅、电影》院、礼堂等》;
】 — 7)交通建筑铁】路、公路、》水路客运站航空港等!;
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— 8)体育【建筑体育场、综【合体育馆、》。游泳馆、跳》水馆和其他单—项体育馆等;—
】 ? 9)》博览建筑会展中心、!博物馆、展览馆、】。美术馆、纪念馆、】科技馆等《;
》
】 1?。。0)其他建筑计【算中心(信息—机房)、文化—宫、少年宫、宗教建!筑等
】 , 2 公【共建:筑节能?设计:的分类原则》
! 由于公共建—筑的使?用,功能不同其能耗【特征也不同》根据北京市已建建】。筑的存量统计办公建!筑在北京《市已建建筑中不论】从建筑面积还是【。建,筑栋数均约占—40%其《余的建筑类型所占比!重,大小依?次为商场建筑、【文教建筑、宾—馆建筑和医疗—建筑
! 因此我们将】以,上,存量面积比较—大的:几种建?筑类型分别建立了计!算模型进《行全年能耗》。模拟计算计算结果表!明不同功能的建筑物!围,护结构的热工—性能对全年能—耗的影响有所—不同按照使用功能、!规模及其能耗特征将!公共建?。筑分为甲、》乙、丙三类对不同】类型的建筑物做出不!同的围护结》构热工性能规定【
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【 大型商场建【。筑因夏季空调内扰负!荷较大且《存在较大的内区围护!结构:的热工性能对—全年能耗《。影响很小即提—高围护结构的热工性!能供暖和空调—的综合能耗降—。。低的很?少大型体育建—筑,、,演出建筑《、超过20万m【2的大?型综合体建》筑等其?能耗特征与大型商】场建:筑有类似之处—这类建?。筑,定为甲类
》
!。办公建筑、医—院,建筑、旅《馆建筑、文》教建筑等随》围护结构的热工性能!改变其暖通空—调的能耗变》化,明显即提高围—。。护结构?的热工性能供—暖和空调的综合能耗!降低很多这》类建筑定《为乙:类将30《0m2及其》以下总能耗很小【的单体建筑定为丙类!
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《 单体在3—00m2及其—以下但总建筑—面积超过10—00:m2的别《墅型旅馆建筑群因】。工程总面积和能耗不!小归入乙类
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!3 公共建筑节能!设计分类的界—定方法
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》 1)界定建!筑分类时其地—上部分面积指室【外地坪以上》的建筑?面积但当地》下室或半地下—室四周外墙等—外围护结构与室外】空气接触部》分的面积超过地下室!外,围护结构《总面积?的50%时该层【地下室面积计—入地上面积
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! 2)判定是否“单!栋建筑?”以标高±0.00!的首:层地面为界;±【0.00以上有【连体裙房时即使裙房!。之上有多栋塔楼【该建筑整体按—。一栋建筑对待;±0!.00以上为—多栋:建筑群?。即使地下室相互【连接也?按多栋建筑分别【对待
! ? ,。。 3《)当一栋建筑具有】多种功能时原则上是!以面积占多的功能】作为划分类》型的:依据:例如:办公建筑与商—场建筑混合的办公】面,积大于商业面积【则按办公建》筑处理属于乙类【建筑但如果一栋建】筑中属于不同分类的!功能部分分》界很:明显也可以分别按】两类建筑处理例如裙!房为大型商场—建筑塔楼为办公或宾!馆建筑裙房可按甲】类建筑对待塔—楼按乙类建筑对【待
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》 ? 4)根据本标!。准第1.0》.3条的条文说【明1款?不设置供暖空调设施!的自行车库、汽【车库、农贸市场、】材料市场等建筑只】。有局部房间》供暖或空《调时可按《供暖空调房间的【面积:确定其建筑分类
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》3.1.《。2 建《筑规划设计对建【筑能耗?。有重要?影,响因此?应对建筑的》总平面布置、建筑平!、立:、,剖,面形式、太阳辐【射、自然通风等气候!因素对?建筑能耗的影—响进:行分析?在冬季最《大限度地获》得太阳辐射热量和减!。少,热损失夏《季最大限度地—减少得?热和利用自》然能降温冷却以达到!节能的目的
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》3.:1.3 根据北京!地区的全年》各季节日照条件和风!向在:其他条件相同—的情况下《如果建筑《主体:朝向由南北》向改:为东西向冬季供暖】能耗有所增》大夏季供冷负荷或遮!阳设施建《设费用将增大更【多因此建《筑的主?朝向宜采用南—北向或接近》南北向
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3.1.4 】。建筑设计《应根据场地》和气候条件在满足建!筑功能和《美观要求的前提下优!先通过优化》建筑外形《和内部空间布局充分!利用自然采光以减少!建筑的人工照—明需求适时合理地】利用:自然:通风以消除建筑余热!余,。湿同时通过围护结】构的保温隔热和遮阳!措施:。减少通过围护结【构,形成的建筑》冷热负荷《达到:降低建筑能耗—。需求的目的》
3.1!.5 本》条是对合理确定冷】。。热源和通《风空调设《备机房的位置—的要求尽可能—。减少空调《冷热水系统和—。风系统?的输送能耗需要从建!筑布局上予以支持
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3》.1.6 》 强:制性条文
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— 体形系数【S是表征建筑热工】特性的一个重要指】标与建?筑物:。的层数、《体,量、形?状等因素有》关在建筑物的供暖耗!热量中围护结构的传!热耗热?量占有很大比例【建筑物体形系数越】大,即发生向外传热【的围护结《构面积相《对越大?
【 经计》算2~4层的—低层建筑S大多在0!.35左《右5:~8层的多层—建筑体?。形,系数大多在》0.3?0左右?高层和超高层建筑】。的,体,。形系:数一般小于0—.2:5这些建筑均大于8!。。0,0m2?实际工程中》只,有小:。于等于800m【。2的3层以下的【小规:模建筑或者极少数形!状奇:特的:建筑有可能超过0.!40因此绝大部分工!。程是可?。。以,。满足本条正》文中对S值》的强制性《规定的对于设计【时有可能超过—规定的极少数建筑应!在满足建筑功能【的条:件下减少建筑体形】。的凹凸或错落降【低建筑物《体形系数以》满足本条的强制【。性规定
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3《.,。1.7、《3.1.《8 强制》性,条文
! 窗墙面积【比ML(MLZ)既!是影:响,建,筑能:耗的:重要因素也受建筑日!照、采光、自然通】。风等室内环》境要求的制约一般】围,护结构的《透光部位和外—。。门的保温隔热性【能比外墙差很多ML!(,M,LZ)越大供暖和】空调能耗也越大【因,此从降低建筑能耗的!角度出发《必须限制ML(ML!Z)值
! 对于大型公!共建筑人们希望【空间更加通》。透明亮?、立面更加》美观、形态更为丰富!本标准充分考虑【了这种需要由于【目前工程建》设,标准较前几》年普遍提高本市新】建写字楼4.0m】层高(2.》8m净高《),已,是主流产《。品当采用《。全玻璃?幕墙时如果按照【结构800m—m柱宽、800mm!梁高和8.4m【柱网进行计算窗墙比!为,0,.7:2(见图1)—如果首?、二:层有大于4m层高的!裙,房或者有《梁柱的部位》保温做法《达不到外墙》的要求窗《墙比还会增大如果限!值规定?偏小有些《工程会不好做—甚至出?现为应?付审查?而作假?的现:。象为确保标准的【实施将甲乙类建筑单!一立面的窗墙面积】比ML的《上限定为0.75当!采用较大《的ML时需用提高】玻璃的热《工性能来《弥补但会提高造价】。因此应尽可》能严格控制》大面积?采用透明《玻璃:(或其他透》明材料)的幕墙
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《 由于公共建!筑形式的多样—化和建筑功能的【需要许多公共建筑设!有中庭希望》在建筑的内》区有一个通透—明亮、具有良好的微!。气候:及人工生态环—境的公?共空间但从》目前已经建成的工】程,来看大量建》筑中庭的热环—境不理想《且能耗很大主要原】因是中庭透光材料的!热工性能与非—透光屋面相比—。。较差传热损失—和太阳辐《射得热?过大因此对屋面【透,光,部,位的面积比MW【也应予?以限制
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图1 4m层高!。建筑最?大窗墙面积比示意】
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》 对于甲类【建筑:中一些因视觉、【采光效果《等需要加《大立面和屋面—透光面积《的建筑如果所设计】的建筑满足不了M】L和MW的规定指】标要求突破了限【值则必须按本标准第!3.3节的规定【对该建?筑进行权衡》判断
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:3,.1:.9 甲类和乙类!建筑当单一立面【的窗墙面积比ML不!小,于0.4时考虑到改!。善房间自然采—光条件以节约—照明能耗规定玻【璃(或其他》透光材料)》的,可见光透射比不应小!于0.4当窗—墙,面积比较小时应大】于等于0.6
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:3.1.10 建!筑物的自然通—风设:计应:通过建?筑设:计实现
! 《1, 有些建筑为了追!求视觉效果和建筑】立面的?设计风格外窗的可】开,启面积比例有—逐渐下?降的趋势有的甚【至使外窗完全封闭】。在春、秋季节和冬】、夏季的《某些时段开窗通风】。是减少空调通风【设备的?运行:时间、改善室—内空气质量和提高】室内:热舒适性的》重要手段《外窗的有效开—启面积?。(实:际开口面积)—过小会严重影—响建筑室《内的自然通风—效果居住建筑采用】窗地比来控制开窗面!积但甲、乙》类公共建《筑一般进深较—大存在内区用窗地】比,难以确定因此采【用立面面积为基数来!控制
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《。 本条关于开窗】面积的规《定适用于允许自【。然通风的一》般公共建筑》一些特殊建筑由于功!。能需要不允许—开,窗,例如影剧院等—不能自然采》光通:风商场布置货架等功!能需要也不能开【窗等则可以不执行
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【 :外,窗开:启扇的有效通风面】积指窗开启最大时】的垂直?或水平?投影面积具体计算】方,法见附录《A.1.6
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《 一般开启扇!的,高度大?于宽度因此同样尺】寸的窗户开启距离一!样时:有,。。效通风面积》平开窗大于》上悬:窗“有效通风面【积不应小《于该立面面积的5】%,”的规定就是—考虑:。。最不利?的上悬窗做出—的公:共建筑最常用的一】般开启扇窗》高度为20》00mm窗宽度为】b;根据建筑相【关,标准开启距离—不宜大于300m】m则有效通风—面积为水平投影面】积300×b—占窗:面积的比例》为,(30?0×b)/(200!0×b)《=15%;当建【筑物窗墙面积比约为!0.33时如—果所有窗扇开启【有效通风面积—为该立面面积的5%!。;公共建《筑的窗墙《面积:比一:般大于0.33完】全能够满《足要求;当建筑【物,的一些?立面窗墙面积比过】小时则需《要选:用有效通《风面积更《大的可?开启外窗例如内平】开窗的有《效通风换气面—积可达窗面积的10!0%
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?。 : 2: 一些标》志性:的甲类?建筑由于立面要求采!用异形或大》面积:整体玻璃幕》墙设开启《窗扇有困《难允:许采取其他的通风换!气措施?包括设置机械通风装!置,替,代
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超高层!建筑100m—以上部分设开—启,扇有困难宜》。在建筑?。的,。非超高部分设开【启窗扇自然通—风主要是考虑过渡季!使用:减,少机:械通风能耗;这时室!内楼梯间、电—梯井等垂直通道的温!度与室外《温度的差距较小【下部开?窗也不?会出:现因热压形成—“拔风”等问题冬季!和夏季供暖空调时则!采,取有组织的机械通风!。措施不会开启—外窗当建筑高度【过高:、冬季热压差—过大时?下部开启窗扇—有可能?开,关困难或关闭—不严因此《超高层建筑不强求】下部开?窗不设开启窗扇【时应采取《其他的通风》换气措施
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《 3: , 建筑中庭空间【高大在?炎热的?夏季:太阳辐射将会—使中庭内温度过【高大大增加》建筑物?的空调能《耗自然通《风是改善建筑—热,环境:节,约,通风空调《能耗最为简单、经济!具有良?好效果?的技术措施采用自然!通风能提《供新鲜、清洁的自】然空气(新风)降】低中庭内过高的空气!温度减少中》庭空调的负》荷从而节《约能源而且》中庭通风改善了中】庭内热环境条件【有利于人们的—生理和心《理健康满足了—人和大自然交往的心!理要:求提高建筑中—庭的:舒适度所以》中庭通风应充—分考虑自然通风例如!设置可方便开启【(电动?)的高窗等必要时】可设置机械排—。风
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— , 4 体—。育馆比赛大》厅等人员密集—的,高大空?间在过渡季群众【活动时冷负荷远未】达到设计工》况数值完《全可以通过自—。然通:。风达到降《温要求以降低—通风空调能耗
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《3.:1.11 东西向!外窗和天窗》的,太阳辐射《负荷对夏季空调【能耗影响《很,。。大,设置有效的遮阳设施!是空:调节能的重要环节遮!阳设:施包括活动外遮阳、!固定外遮阳、中间】遮阳:。等方式?屋面还?可以:采用内?遮,阳避免阳光直射至】人员活动区其中活】动外遮阳设》施夏季可以最—大幅度遮挡太阳【辐射热进入室内而冬!季则:不影响房间的太阳】入射得热推荐优先】选用
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? :通,风屋面和绿化对降】。低夏季空调能耗和改!善夏季室内热环【境,起到很大作用—而且实施方便、增】加投资?不多因此《推荐采用《。
!。 经分析论》证钢结构《等体系的外墙采【用轻体结构其东西】向,。外墙和屋面》的内表?面温:度容易超标》采,用设置通风间层【的措施比《。较容易达到改善室】内热:。环境和节《能的目的
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3.1.】。1,2, 在冬季外—门,的频繁开启》造成室外冷》空气大量进入室【内且这种《情况不仅《限于主导《风向的北向建筑【层数越多、室—内外温差《越大热压作用使【室,。外冷空气进入—越多:导致室内热环境【恶化和供暖能耗【大量增加因》此应采取减》少冷风进入的措【施人员出入频繁外门!的空间不与垂直【通道(楼、电—。。梯间)直《接连通是为了防止产!生烟囱效《应
3.!1.:13 《首先应?优先利用建筑—设计:自身实现自然采光当!利用建筑《设计自身实现的自然!采光不能满足—照明要求时应根据】工,程的地理位置—、日照情况并进行经!济、技术比较合【理地选择导光—。或,反光装置可采用主动!式或被动式导光系】统主动?式导:。光系统采《光部分实时》跟踪太?阳以获得更好—的采光效《果;该系统效率较高!但机械、控》制较复杂造价—较高被动式导光系统!采光部分《。固定不动不需跟踪】太阳;其《特点是系统效率不如!主动式?系统高但《结构、控制较简单】造价低廉
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3.1.】14 房间内【。表面反射比高—对照度?。。的提高有明显作用参!见国家标准建筑采光!设计标准
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3.1.15 !此条是对《电,梯,等运行控制的—节,。能要求建筑设计【应选:用具有这些功—能的电梯、》自动扶梯、》自动人行《步道或要求电梯等具!备这些功能
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— 其中电梯设—置,群控功?能可以最大限度【地减少等候时—间减少电梯运—行,次,数轿箱内一》段时间无预》。置指令时电梯自【动转:为节:能方式主要是—关闭部分《轿箱照明和风扇高速!电梯可考虑》能量再生电梯
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