公共建筑建筑节能设计要点Word格式文档下载.docx

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3提高暖通空调设备及其系统的效率（使其符合GB50189第5章的规定）；

4使照明设备及其系统符合《建筑照明设计标准》GB50034—2004的有关规定；

5按照GB50189第5章第5节的规定，加强暖通空调设备及其系统的运行监控。

由于公共建筑的功能多样，能耗情况复杂，不同的公建能耗相差甚远（例如，武汉9栋商场、办公楼、酒店的全年能耗调查测试结果表明，全年能耗量为0.386～2.579GJ/m2，其中空调能耗量为0.137～0.858GJ/m2，全年能耗最大及最小的相差6.7倍，空调能耗最大及最小的相差4.4倍，空调能耗及总能耗的比例为22.3％～79.4％），加上全国的气侯条件相差很大，因此，各地围护结构、暖通空调和照明所分担的节能率也相差很大。

全国从北到南，围护结构部分分担的节能率约为25％～13％，暖通空调系统分担的节能率约为20％～16％，照明系统分担的节能率约为7％～18％，50％的节能率只是代表全国的总体节能水平，单个建筑物的节能率可能超过或不及50%。

四实现节能50％目标的设计途径

公共建筑实现节能50％目标的设计途径有两种：

1按规定性指标实现节能50％目标的设计途径。

使所设计建筑物的朝向、体形系数（对严寒和寒冷地区）、围护结构、暖通空调系统、照明系统全部符合《公共建筑节能设计标准》第4章第1节及第2节、第5章的规定、以及《建筑照明设计标准》的节能设计规定，则该建筑为节能50％的公共建筑。

2按性能指标实现节能50％目标的设计途径。

当所设计建筑的体形系数或部分围护结构不符合标准GB50189的规定，则应采取加强另一部分围护结构热工性能的措施，按照GB50189第4章第3节各条规定的方法，对围护结构热工性能作权衡判断[首先计算参照建筑（其形状、大小、朝向、内部的空间划分和使用功能应及所设计建筑完全一致，外围护结构的热工性能参数完全符合GB50189的规定）在规定条件下的全年采暖和空调能耗，将这个能耗作为控制能耗，再计算所设计建筑在同样条件下的全年采暖和空调能耗，如果这个能耗值大于参照建筑的控制能耗值，则必须调整围护结构的设计参数，再重新计算所设计建筑的全年采暖和空调能耗，直至其值小于控制能耗值为止]，权衡判断合格的建筑也是节能50％的公共建筑。

围护结构热工性能的权衡判断，过程复杂繁锁，计算易于出错，加上DOE—2计算软件专业性较强，不适用于工程设计等问题，对新建建筑，宜采用按规定性指标达标的设计途径，只有对部分既有建筑的节能改造设计，才适宜走按性能指标达标的设计途径，现阶段，宜请专业人员做围护结构热工性能权衡判断工作。

五规划设计阶段的总平面布置和建筑平面节能设计

1建筑总平面的布置和设计时，对严寒、寒冷和夏热冬冷地区，宜利用冬季日照并避开冬季主导风向，设置空调的地区，宜利用夏季自然通风，以降低空调能耗。

建筑的主朝向宜选择本地区最佳朝向或接近最佳朝向。

对湖北地区而言：

最佳朝向为南～南偏东10°

范围（鄂东、鄂南、鄂中夏季酷热地区）和南偏东10°

～南偏西10°

范围（鄂西、鄂北地区）；

适宜朝向为南偏东30°

～南偏西30°

范围。

2严寒、寒冷地区建筑的体形系数应小于或等于0.40。

否则，必须进行围护结构热工性能的权衡判断。

3夏热冬暖和夏热冬冷地区以及寒冷地区中夏季炎热地区的建筑中庭，应在其上部的外墙上开设窗户或其它形式的通风口，充分利用夏季穿堂风降低中庭环境温度，当不便开设窗户或不利于形成穿堂风时，应设置机械排风装置。

4严寒地区建筑的外门应设门斗，寒冷地区建筑的外门宜设门斗或应采取其他减少冷风渗透的措施。

夏热冬冷和夏热冬暖地区建筑外门也应采取保温隔热节能措施（例如，设置双层门、采用低辐射中空玻璃门、门内侧或外侧设置活动门帘、设置风幕等两至多种组合类型的措施）。

六围护结构热工设计

1屋面的传热系数K，根据建筑气候分区，应分别符合表4.2.2-1～表4.2.2-5的规定。

其中，夏热冬冷地区的屋面K值应不大于0.70W/（m2·

K）。

2外墙（包括非透明幕墙）的平均传热系数（Km），根据建筑气候分区，应分别符合上述表中的规定。

其中，夏热冬冷地区的外墙Km值应不大于1.0W/（m2·

Km值可参照《湖北省建筑节能构造用料做法》07EJ101附录J的方法计算。

3外墙及屋面中的热桥部位的内表面温度不应低于室内空气露点温度。

4底面接触室外空气的架空或外挑楼板的传热系数K，根据建筑气候分区，应分别符合上述表中的规定。

其中，夏热冬冷地区架空或外挑楼板K值应不大于1.0W/（m2·

5严寒和寒冷地区的非采暖房间及采暖房间的隔墙或楼板的传热系数K，根据建筑气候分区，应分别符合表4.2.2-1～表4.2.2-3中的规定。

6地面和地下室外墙的热阻R，根据建筑气候分区，应分别符合表4.2.2-6的规定。

其中，夏热冬冷地区的地面和地下室外墙，R≥1.2m2·

K/W，当建筑基础持力层以上至混凝土地坪的素填土层厚度不小于1.35m时的各种地面，均可不做保温层。

地下室外墙可按《07EJ101》设计（对严寒和寒冷地区只需加厚保温层）。

7外窗（包含透明幕墙和玻璃外门）和透明屋顶的节能设计

（1）外窗的窗墙面积比应按单一朝向计算。

其中：

单一朝向的外墙面积，按该朝向的轴线总长度及室内地面至屋面的总高度的乘积计算；

外窗面积按该朝向外墙上的各个窗洞面积之和计算。

（2）外窗的传热系数K，根据建筑气候分区，按单一朝向的窗墙面积比分类、建筑的体形系数分类（仅对严寒和寒冷地区），应分别符合表4.2.2-1～表4.2.2-5的规定。

常用外窗（含玻璃外门）传热系数可按《07EJ101》附录K.1表列值设计。

●门窗设计，应遵守建设部2007年2月发布的《建设事业“十一五”推广应用和限制禁止使用技术公告（第一批）》中的有关规定；

应采用推广应用的门窗产品；

不得采用非中空玻璃单框双玻门窗、单腔结构型材的未增塑聚氯乙烯（PVC-U）塑料窗、非断热金属型材制作的单玻窗等；

禁止采用型材老化时间小于6000h（M类）建筑用未增塑PVC-U塑料窗、主型材可视面壁厚小于2.2mm的推拉塑料窗、主型材可视面壁厚小于2.8mm的平开塑料门、主型材可视面壁厚小于2.5mm的平开塑料窗、主型材可视面壁厚小于2.5mm的推拉塑料门等。

●夏热冬冷和夏热冬暖地区的公建，宜采用低辐射镀中空玻璃门窗。

低辐射镀膜玻璃（即Low-E玻璃），是当今国际社会特别是欧美发达国家非常流行的建筑玻璃新产品。

它是顺应建筑节能和环保的需要而发展起来的。

Low-E玻璃具有有效节能和光污染小的特点，建筑装饰效果豪华、美观。

Low-E玻璃的辐射率低，表明其吸收热量的能力低，热反射的能力很强，它能良好地反射2.5～40μm范围的远红外，阻止接近室温物体发射的远红外热辐射透过。

白天有日照时，能阻挡部分太阳辐射热，无日照时，能部分阻挡室内采暖热量向室外辐射。

公共建筑宜推广采用低辐射镀膜中空玻璃外门外窗，夏热冬冷和夏热冬暖地区应采用膜层在第二层（自室外算起）的Low-E中空玻璃，严寒和寒冷地区应采用膜层在第三面的Low-E中空玻璃。

空档次（如武汉王家墩未来商务区）公建，宜采用欧美国家Low-E中空玻璃产品。

从如下性能表列值可以看出，欧美产品的辐射率和U值小，可见光透射比大，特别是性能保证年限长。

低辐射镀膜玻璃性能表

生产商

类型

辐射率

U值

遮阳系数

可见光透射比

太阳光透射比

PPG

溅射

<

0.12

0.31

0.74

0.72

0.52

Ford

0.13

0.32

0.81

0.76

0.58

耀华

0.18

0.87

0.89

0.48

注：

有关玻璃的名词解释见后面附录。

图1是美国PPG公司Low-E玻璃膜层解析图，其膜层化学成分为：

SnO2—Si2N4－Ag－NiCr,共9层。

图1　美国PPG公司Low-E玻璃膜层解析图

图2是美国Ford公司Low-E玻璃膜层解析图，其膜层化学成分为：

TiO2—ZnO2－Ag－Ti,共8层。

图2　美国Ford公司Low-E玻璃膜层解析图

图3是我国耀华玻璃公司Low-E玻璃膜层解析图，其膜层化学成分为：

SnO2－Ag—SnO2,共3层。

图3　中国耀华玻璃公司Low-E玻璃膜层解析图

图4是其膜层EDAX（能谱分析）元素分布图，示图表明膜层有相互渗透，层次不清现象，造成可见光透射比有较大差异，易形成“彩虹”效应。

图4中国耀华玻璃集团公司LOW-E玻璃膜层EDAX元素点分布图

图中蓝色为Sn元素点分布，红色为Ag元素点分布。

（3）寒冷地区、夏热冬冷和夏热冬暖地区的外窗的遮阳系数SC，应分别符合表4.2.3～表4.2.5的规定。

有外遮阳时，外窗遮阳系数=玻璃的遮阳系数（实际为无外遮阳的外窗遮阳系数）×

外遮阳的遮阳系数；

无外遮阳时，外窗遮阳系数=窗玻璃的遮阳系数SC×

窗的玻璃面积÷

窗洞面积（其中，多层玻璃的遮阳系数等于各层玻璃遮阳系数的乘积）。

各种玻璃的遮阳系数SC（指太阳辐射能量透过窗玻璃的量及透过相同面积3mm透明玻璃的量之比）详见07EJ101附录K.2～4表列值。

外墙窗户、玻璃外门、幕墙、透明屋顶用玻璃，应根据建筑功能采光需要、安全规定、外遮阳设施情况、玻璃的可见光透射比和遮阳系数等，综合合理选择。

（4）每个朝向的窗墙面积比均不应大于0.70。

当窗墙面积比小于0.40时，玻璃（或其他透明材料）的可见光透射比不应小于0.40。

否则，必须进行围护构造热工性能的权衡判断。

由于外窗（包括玻璃幕墙、玻璃外门）的传热系数比外墙大得多，同时，太阳辐射透过玻璃直接进入室内而成为夏季空调降温的负荷。

因此，外窗面积越大，则采暖和空调能耗也就越大。

为了使50%的建筑节能率得到控制，必须限制最大的窗墙面积比。

本地区一般公建的窗墙面积比宜控制在0.5以内，外窗的K值控制在2.8W/（m2·

K）以上。

当窗墙面积比小于0.40时，且玻璃的可见光透射比小于0.4，可能会出现因照明用电量增大而使建筑节能率低的情况，因此应控制玻璃的可见光透射比。

各种玻璃的可见光透射比（在可见光谱380～780nm范围内，透过玻璃的光强度对入射光强度的百分比）详见07EJ101附录K.2～4。

（5）夏热冬暖地区、夏热冬冷地区的建筑以及寒冷地区中制冷负荷大的建筑，外窗（包括透明幕墙）宜设置外部遮阳。

冬季，阳光通过玻璃进入室内，能降低采暖能耗，但夏季通过玻璃进入室内的强烈辐射（即使是中空玻璃窗，透过玻璃的辐射热约占太阳辐射总量70%）,是空调负荷的主要组成部分，不利节能。

图5为武汉西朝向关窗无空调时，有无外遮阳三个房间室内黑球温度和空气温度的对比试验结果。

垂直平开木百叶窗遮阳房间比无遮阳房间的最高黑球温度低5.6℃（表明无遮阳房间内有较强的热辐射），室内最高空气温度低3.9℃，说明垂直遮阳对改善室内热环境质量有显著的效果。

———黑球温度

———空气温度

①无遮阳房间

②竹帘遮阳房间

③垂直百叶遮阳窗房间

图5有无遮阳房间室内黑球温度及空气温度的比较

因此，对夏热冬冷地区、寒冷地区设有空调降温的建筑，宜采用外卷帘、外百叶式的活动遮阳设施，不宜采用固定式外遮阳，固定式遮阳仅适用于夏热冬暖及温和地区。

下面各照片是其代表产品:

（6）外窗的可开启面积不应小于窗面积的30%；

透明幕墙应具有可开启部分或设有通风换气装置。

以利于通过开启外窗通风，来获得热舒适性和良好的室内空气质量。

（7）屋顶透明部分的传热系数和遮阳系数（严寒地区除外），根据建筑气候分区，应分别符合表4.2.2-3～表4.2.2-5的规定。

屋顶透明部分的面积不应大于屋顶总面积的20%，否则，必须进行围护结构热工性能的权衡判断。

按4.2.2条各表的规定，我国从北到南，非透明屋顶的规定K值是透明部分屋顶规定K值的8.3～3.9倍，表明透明部分屋顶在采暖和空调时的温差传热会比非透明部分屋顶大得多，特别是夏季空调时，强烈的太阳辐射会透过玻璃进入室内，不仅增大空调负荷，还会严重恶化室内热环境，给人一种烘烤感。

因此，只有当不能通过外墙获得采光时，才宜设置满足采光需要的透明屋顶。

透明屋顶用玻璃除应符合安全规定之外，还宜采用阳光控制玻璃、低辐射镀膜中空玻璃等组成的多层玻璃屋顶，使其K值和遮阳系数符合标准规定。

（8）外窗的气密性不应低于《建筑外窗气密性能分级及其检测方法》GB7107规定的4级[单位缝长　1.5m3/（m·

h）≥q1≥0.5m3/（m·

h），单位面积　4.5m3/（m2·

h）≥q2≥1.5m3/（m2·

h）]。

（9）透明幕墙的气密性不应低于《建筑幕墙物理性能分级》GB/T15225规定的3级[单位缝长渗透量≤1.5m3/（m·

h），单位面积渗透量≤1.2m3/（m2·

●外窗和透明屋顶的节能设计，是公建节能设计的重点中的重点。

夏热冬冷和夏热冬暖地区，应重点控制窗墙面积比和透明屋顶的面积比，不得采用玻璃幕墙（广东省从4月15日起禁用玻璃幕墙）。

目前在建筑外窗和透明屋顶设计中存在很多误区。

正如建设部仇保兴副部长3月26日在第三届国际智能、绿色建筑及建筑节能大会上发言中，在论述当前建筑节能工作中的10大主要障碍时所指出的：

南方地区建筑重围护结构轻遮阳，实际节能效率不高；

夏热冬冷地区建筑设计盲目套用国外寒冷地区的方案；

公共建筑设计追求新、奇、特，管理粗放，已成为浪费能源的“样板”。

仇副部长指出，南方典型地区建筑抵消阳光热量的空调耗能达总量的40%以上；

室内外温差小，再加上落地窗、玻璃幕墙盛行，使建筑的围护结构基本失效；

仇保兴说，当前一些建筑“罩着玻璃罩子”、“套着钢铁膀子”、“空着建筑身子”……使建筑成为“能源杀手，中国已成为某些不负责任建筑师的试验场，一些政府部门带头追求新、奇、特的“标志性”建筑，已成为建设资源节约型社会的反面教材。

仇保兴认为，新建公共建筑必须执行建筑节能或绿色建筑标准。

七屋面及外墙的保温构造做法设计

●屋面及外墙的保温做法设计，应遵守建设部公告《建设事业“十一五”推广应用和限制禁止使用技术公告（第一批）》中的有关规定，未列入公告中的产品和技术（特别是无国家或行业产品和技术标准的）不宜应用。

1屋面

宜采用EPS板和XPS板倒置屋面，使屋面防水层得到保护而提高其使用年限。

宜采用Ⅰ级防水屋面，以减少建筑使用年限内防水层的翻修次数。

夏热冬暖和夏热冬冷地区宜采用大D值结构的屋面，以提高其隔热性能，种植屋面或绿化屋面是夏热冬冷和夏热冬暖地区的最好做法。

2外墙

（1）不分地区，最适宜采用岩棉板保温外挂板外墙外保温系统。

这一系统具有及结构使用年限基本同步的特点，但其龙骨系统需参照国外发达国家的通常做法，采用多层断热处理，以提高岩棉板及龙骨系统的平均热阻。

此做法的工程造价较高，但维护费用低。

（2）严寒和寒冷地区，适宜采用EPS板现浇混凝土外墙外保温系统。

（3）夏热冬冷和夏热冬暖地区的混凝土框架结构建筑，最适宜采用密度为B05级、强度为A3.5级的加气混凝土砌块保温隔热系统（采用200宽“L”形梁，梁、柱、剪力墙外侧用100～150厚砌块做外保温隔热，填充墙采用300～350厚砌块保温）。

其最大特点是，保温隔热层及结构使用年限同步和隔热效果好。

（4）夏热冬冷和夏热冬暖地区，适宜采用EPS板薄抹灰等外墙外保温系统和胶粉EPS颗粒保温浆料外墙外保温系统做法（因按GB50189的外墙K值限值规定，保温层的厚度不大）。

（5）超高层和高层建筑，适宜采用发达国家常用的EPS板或岩棉板及石膏板饰面层组成的内保温做法（应对凸出内墙面的梁、柱及窗套等部位全做保温，对及外墙连接的内剪力墙和顶棚楼板翻包一定范围）。

这一做法的最大特点是保温层的维护方便，保温层失效脱落时的安全危害小。

（6）考虑到外墙外保温技术规程（JGJ144）中推荐采用的5种外墙外保温做法，在正确使用和正常维护条件下的使用年限不应少于25年，即保温层的使用年限及结构使用年限不同步这一情况，在外墙保温构造做法设计时，应考虑外保温系统的正常维护和翻修条件，特别是保温层失效脱落时的安全危害性：

①在施工图设计阶段应考虑外墙外保温层的维护脚手架或吊篮脚手的设置可行性（当建筑周边场地允许采用落地扣件式钢管脚手架时，根据JGJ130-2001的规定，其允许搭设高度为30～50m；

当只能允许采用吊篮脚手时，应考虑预留吊篮的悬挂设施）；

②EPS板外保温做法不得采用面砖饰面；

③EPS颗粒浆料外墙外保温做法，应根据保温层脱落时的安全危害程度，限制建筑高度，特别是面砖饰面做法。

（7）外保温和内保温两大保温系统，各有各的特点，设计时可依据它们的下述优缺点，综合选择。

●外墙外保温做法的特点

主要优点：

①主体结构得到保护，温差应力被大幅度降低，热变形小，从而可防止主体结构产生温差变形裂缝，耐久性得到提高；

②基本上可消除或减弱梁、柱等热桥的影响，绝热层的效率很高；

③主体结构在室内一侧，室内的热稳定性好，房间温度波动小。

对连续采暖及空调有利，在空调和采暖设备运行当中，当遭遇临时停电或设备故障时室内温度的升（空调时）、降（采暖时）速度慢；

④在夏季自然通风情况下，及等同内保温做法比较，外墙的内表面温度相对较低；

⑤内表面（含热桥部位）不会发生结露现象；

⑥既有建筑节能改造施工对室内的干扰小；

⑦有利室内装修改造；

⑧比内保温做法的使用面积大。

主要缺点：

①冬期和雨期施工受到一定限制；

②对材料和施工的质量要求严格，否则面层容易产生裂缝；

③建筑使用年限内的维护施工不便；

若干年后，当保温层失效脱落时的安全危害性大，需进行改造时的施工难度大（特别是超高层建筑和高于50m的高层建筑）；

④造价相对较高。

●外墙内保温做法的特点

①采暖升温和空调降温速度快，有利于间歇式采暖及空调的运行方式；

②受雨期和冬期施工的影响较小，施工方便；

③对面层材料无耐候要求；

④建筑使用年限内的维护方便，若干年后，当保温层失效脱落时，危害性小，改造施工方便；

⑤造价相对较低。

①主体结构未受到保温层保护，容易产生温差变形裂缝，及外保温做法的相对寿命可能缩短；

②有热桥产生，绝热层的效率较低；

③室内热稳定性相对较差，温度波动相对较大，夏季的外墙内表面温度相对较高；

④热桥部位相对容易结露；

⑤不利于室内装修改造，装修改造时保温层易遭到破坏；

⑥使用面积比外保温做法小。

（8）夏热冬暖和夏热冬冷地区的建筑外墙和屋顶的外表面宜采用浅色饰面材料（系重要隔热措施），以降低夏季的空调能耗和提高建筑物室内的舒适性。

浅色建筑实例　法国嘎纳的白色建筑一条街

附录有关玻璃的名词解释

●辐射率 

是物体单位面积辐射的热量同单位面积黑体在相同温度，相同条件下辐射热量之比。

辐射率越低，其吸收热量的能力越低，反射的能力越强。

低辐射率镀膜能良好地反射2.5-40um范围的远红外线，阻止接近室温的物体发射的远红外热辐射透过。

●　可见光透射比（Tvis）

　在可见光谱（380nm至780nm）范围内，透过玻璃的光强度对入射光强度的百分比。

●　可见光反射比（Rvis）

　在可见光谱（380nm至780nm）范围内，玻璃反射的光强度对入射光强度的百分比。

●　太阳能透射比（Tsol）

在可见光谱（300nm至2500nm）范围内，透过玻璃的太阳能强度对入射太阳能强度的百分比。

●　太阳能反射比（Rsol）

　在可见光谱（300nm至2500nm）范围内，玻璃反射的太阳能强度对入射太阳能强度的百分比。

●　紫外线透射比（Tuv）

　在紫外线光谱（280nm至380nm）范围内，透过玻璃的紫外线光强度对入射光强度的百分比。

●　太阳热获得系数（SHGC）

　是指在相同条件下，太阳辐射能量透过玻璃进入室内的量及通过相同尺寸但无玻璃的开口进入室内的太阳热量的比率。

●　遮阳系数（SC）

　是指太阳辐射能量透过窗玻璃的量及透过相同面积3mm透明玻璃的量之比。

SC可以用SHGC除以3mm白玻璃的透过率（理论值取0.889）进行计算.遮阳系数越小，阻挡阳光向室内直接辐射的性能越好。

●　传热系数（K）

　在稳定传热条件下，窗户两侧空气温差为1度，单位时间内,通过1平方米玻璃的传热量,以W/（㎡K）表示。

传热系数越低，说明玻璃的保温隔热性能越好。

●　耐磨性指标

　将玻璃镀膜面在标准磨耗试验机上旋转200次，试验前后磨耗部位可见光透射比变化差值的绝对值。

变化越小，膜层的耐磨性越好。

●　耐酸（碱）性指标

　将镀膜玻璃浸渍在（23±

2）℃的1N的盐酸溶液（耐碱性试验用氢氧化钠溶液）中24小时，试验前后镀膜玻璃可见光透射比变化差值的绝对值。

变化越小，膜层的抗酸碱性侵蚀的能力越好。