居住建筑与公共建筑的设计建筑节能设计范例.doc
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居住建筑与公共建筑的设计建筑节能设计范例
居住建筑节能专项设计
一、工程概况
1、工程名称
2、工程建设地点
3、工程子项名称
4、建筑类别、建筑面积、建筑的结构体系等基本概况
二、地区气候参数
南通地区气候参数见表1。
表1南通地区气候参数
10年平均温度
16.4℃
最冷月平均温度
1月3.8℃
极端最低温度
-7.0℃
最热月平均温度
7月28.0℃
极端最高温度
39.5℃
最冷月平均相对湿度
67%
全年日照率
46%
最热月平均相对湿度
76%
冬季日照率
44%
冬、夏季主导风向
NWW12（冬）ESE.E13（夏）
主导风向频率
E10
夏季平均风速
3.3m/s
三、建筑节能设计依据
1、《民用建筑热工设计规范》GB50176-93
2、《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》JGJ/134-2001
2、《江苏省民用建筑热环境与节能设计标准》DB32/478-2001
3、《外墙外保温工程技术规程》JGJ144-2004
4、《屋面工程技术规范》GB50345-2004
四、建筑与建筑热工节能设计
（一）建筑的体形系数
本工程居住建筑的体系系数计算见表2。
表2居住建筑的体形系数Cf/v
Fo（m2）
南墙
东墙
西墙
北墙
屋面
其他
合计
Vo（m3）
Cf/v
标准规定
结论
Cf/v£0.32
0.32＜Cf/v＜0.35提高窗热阻提高10%，每增加Cf/v0.01
0.35£Cf/v£0.38提高窗Ro≥1/2.7m2·K/W
墙（按北热阻）
屋面Ro≥1.42（1.26）m2·K/W
Cf/v＞0.38综合能耗计算
提示：
1、体形系数按如下公式计算：
Cf/v=（m）
（二）窗墙面积比及窗的性能设计
1、各向立面的窗墙面积比及对应的外窗传热阻限值
本工程居住建筑各立面的窗墙面积比及对应的外窗传热阻限值Ro见表3。
表3各立面的窗墙面积比及对应的外窗传热系数（阻）限值
朝向
外门窗面积，m2
外墙
m2
窗墙面积比
外窗Ro
m2·K/W
东
2C1+1C2：
南
6C3+12C4+。
。
。
+5Cn：
西
。
。
。
北
。
。
。
注：
凸窗要计算展开面积
2、窗的选型
（1）传热阻Ro:
1/4.7m2·K/W的居室外窗，选用塑料单玻窗；
（2）传热阻Ro:
1/3.0m2·K/W的居室外窗，选用铝合金中空玻璃窗；
（3）传热阻Ro:
1/2.7m2·K/W的居室外窗，选用5+9A+5、5+12A+5塑料或断桥铝合金中空玻璃窗
3、东西向外窗应采用适宜的活动外遮阳措施，使其遮阳率满足标准要求，南向窗可以使用固定遮阳。
4、外窗的气密性不低于现行国标《建筑外窗气密性能分级及其检测方法》GB7107规定的级（低层3级，高层4级）。
5、工程中采用的外窗传热阻K及气密性等指标应符合设计要求。
（三）屋面的热工节能设计
1、倒置式上人屋面
采用35厚挤塑板（XPS）作保温层，屋面的构造层次及热工性能计算值见表4-1。
表4-2屋面的构造层次及热工性能计算值
层次
材料名称
（由上至下）
厚度
m
计算导热系数lc
W/（m.K）
计算蓄热系数Sc
W/（m2·K）
热阻R
（m2·K）/W
热惰性指标D
面层
配筋细石混凝土保护层
隔离层
聚脂无纺布一层
保温层
挤塑聚苯板（XPS）
防水层
防水卷材
找平层
1：
3水泥砂浆
找坡层
陶粒混凝土，起坡厚度40
结构层
钢筋混凝土屋面板
内抹灰
腻子
合计
屋面的传热阻Ro=Re+R+Ri=（m2·K）/W
屋面的传热系数K=1/Ro=W/（m2·K）
屋面的热惰性指标D=
符合标准要求
（江苏省民用建筑热环境与节能设计标准）
（夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准）
提示：
1、保温材料的计算导热系数lc和计算蓄热系数Sc，是以材料在实验室检测的导热系数l和蓄热系数S，乘以考虑使用位置和湿度影响的大于1修正系数a后的计算值；
2、材料的导热系数l、蓄热系数S和修正系数a，可由《民用建筑热工设计规范》GB50176-93附录中的附表4.1、4.2查取；
3、对找坡兼保温的保温层材料的计算厚度可取最小部位的厚度尺寸（即起坡高度），也可以用加权厚度计算：
H=2/（1/H起坡+1/H止坡）
4、不能用松散材料、高吸水材料作屋面保温层；
5、防水层的热阻可忽略不计。
2、坡屋面
采用40厚挤塑板（XPS）作保温层，屋面的构造层次及热工性能计算值见表4-2。
表4坡屋面的构造层次及热工性能计算值
层次
材料名称
（由上至下）
厚度
m
计算导热系数lc
W/（m.K）
计算蓄热系数Sc
W/（m2·K）
热阻R
（m2·K）/W
热惰性指标D
波型瓦
水泥瓦
找平层
1：
3水泥砂浆
防水层
防水卷材
保温层
挤塑聚苯板（XPS）
找平层
1：
3水泥砂浆
结构层
钢筋混凝土屋面板
内抹灰
腻子
合计
屋面的传热阻Ro=Re+R+Ri=0.04++0.11=（m2·K）/W
屋面的传热系数K=1/Ro=W/（m2·K）
屋面的热惰性指标D=
符合标准要求
（四）外墙的热工节能设计
1、外墙主全部位的传热阻Kp及热惰性能指标Dp
本工程为框架结构体系，外墙主体部位为KM1空心砖砌体填充墙，采用水泥基复合保温砂浆外墙外保温系统
1）填充部分
南向外墙填充部分的构造层次及Rot、Dot计算值见表5-1。
表5-1南向外墙主体部位的Roz、Doz计算值
材料名称
（由内至外）
厚度d
m
计算导热系数lc
W/（m.K）
计算蓄热系数Sc
W/（m2·K）
热阻Rj
（m2·K）/W
热惰性指标Dj
Dj=R.S
1：
3水泥砂浆内抹灰
KM1空心砖
保温砂浆
抹面层
涂料饰面
/
/
/
/
/
总计
南向外墙填充部位的传热阻Ro.t=Re+Rp+Ri=0.04++0.11=（m2·K）/W
南向外墙填充部位的传热系数KOt=1/Ro.p=W/（m2·K））
南向外墙填充部位的热惰性指标DOt=
2、南向外墙结构部分
外墙结构部位采用与主体部位相同的水泥基复合保温砂浆外墙外保温系统，南向外墙结构部分的构造层次及Ros、Dos计算值见表5-2。
表5-2外墙结构部位的Ros、Dos计算值
材料名称
（由内至外）
厚度d
m
计算导热系数lc
W/（m.K）
计算蓄热系数Sc
W/（m2·K）
热阻Rj
（m2·K）/W
热惰性指标Dj
Dj=R.S
1：
3水泥砂浆内抹灰
钢筋混凝土梁、柱
界面层
保温砂浆
抹面层
涂料饰面
/
/
/
/
/
总计
外墙结构部位的传热阻Ro.b=Re+RS+Ri=0.04++0.11=（m2·K）/W
外墙结构部位的传热系数Kb=1/Ro.p=1/0.63=W/（m2·K）
外墙结构部位的热惰性指标Db=
提示：
1、为简化计算，取钢筋混凝土梁、柱等结构性冷（热）桥部位的计算厚度与墙体的计算厚度相同；
5、当采用外墙保温系统时，结构性冷（热）桥部位应有适当的保温措施，使该部位的低限传热阻Ro.min符合内表面在采暖期间不结露的要求（0.52）。
3、其他冷桥
凸窗上下挑板部位采用与主体部位相同的水泥基复合保温砂浆外墙外保温系统，南向外墙结构部分的构造层次及Ros1、Dos1计算值见表5-3。
表5-3凸窗上下挑板部位的Rp、Dp计算值
材料名称
（由内至外）
厚度d
M
计算导热系数lc
W/（m.K）
计算蓄热系数Sc
W/（m2·K）
热阻Rj
（m2·K）/W
热惰性指标Dj
1：
3水泥砂浆内抹灰
钢筋混凝土板
界面层
保温砂浆
抹面层
涂料饰面
/
/
/
/
/
总计
凸窗上下挑板部位的传热阻Ro.p=Re+RS+Ri=0.04++0.11=（m2·K）/W
凸窗上下挑板部位的传热系数Kp=1/Ro.p=W/（m2·K）
凸窗上下挑板部位的热惰性指标Dp=
4、南向外墙的平均传热阻Km和热惰性指标Dm
面积
m2
面积
百分比
K
W/（m2·K）
D
填充墙面积Fo
M1
K1
D1
外墙框架结构面积Fs
M2
K2
D2
凸窗挑板面积Fp
M3
K3
D3
汇总
100．0
Km
Dm
*
Km=M1´K1+M2´K2+M3´K3=W/（m2·K）
Rom=1/1.33=0.75m2·K/W
Dm=M1´D1+M2´D2+M3´D3=
《江苏省民用建筑热环境与节能设计标准》DB32/478-2001规定：
南墙当D在1.6~4之间时，传热阻Ro不应低于0.69m2·K/W，Rom=m2·K/W冷桥传热阻Ro不应低于0.52m2·K/W，Ro.p=（m2·K）/W
满足要求
提示；
为简化计算过程，可按以下比例选择外墙主体部位面积Fp和结构性冷（热）桥部位面积Fb在外墙面积中所占的百分比计算外墙Km和Dm的：
（1）若建筑为砖混结构体系，取外墙主体部位面积占外墙面积的80%，结构性冷（热）桥部位面积占外墙面积的20%，计算外墙的Km和Dm；
（2）若建筑为框架结构体系，取外墙主体部位面积占外墙面积的65%，结构性冷（热）桥部们面积占外墙面积的35%，计算外墙的Km和Dm；
（3）若建筑为框剪结构体系，取外墙主体部位（填充墙）面积占外墙面积的55%，结构性冷（热）桥部位（框剪）面积占外墙面积的45%，计算外墙的Km和Dm；
（4）若建筑为剪力墙结构体系，取外墙剪力墙部位面积占外墙面积的75%，填充墙部位占25%，计算外墙的Km和Dm；或直接取剪力墙部位的K和D作为外墙的Km和Dm。
（五）分户墙的热工节能设计（JGJ134要求）
本工程的分户墙为KM1型190厚空心砖砌体填充墙，双面抹水泥砂浆，传热阻听计算值见表7。
表7分户墙的传热阻听计算值
材料名称
材料厚d
m
计算导热系数lc
材料层热阻Rj
（m2·K）/W
1：
3水泥砂浆抹面
空心砖墙
1：
3水泥砂浆抹面
SRj=R=（m2·K）/W
分户墙的传热阻Ro=Ri+R+Ri=0.11++0.11=（m2·K）/W
分户墙的传热阻K=1/Ro=W/（m2·K），符合JGJ134标准的规定。
提示：
若设计建筑为框剪或剪力墙结构体系，分户墙中有部分是剪力墙，应按剪力墙和填充墙在分户墙中的比例和其对应的传热阻Kp和Kb，按外墙平均传热阻的计算方法计算分户墙的平均传热阻Km。
（六）楼地面的热工节能设计（JGJ134要求）
1、层间楼地面采用保温砂浆做垫层，不含装饰面层的传热阻K的计算值见表8。
表8层间楼地面的传热阻K计算值
材料名称
（由上至下）
材料厚d
m
计算导热系数lc
材料层热阻Rj
（m2·K）/W
水泥砂浆面层
保温砂浆垫层
钢筋混凝土楼板
水泥砂浆面层
SRj=R=（m2·K）/W
层间楼地面的传热阻Ro=Ri+R+Ri=0.11++0.11=0.53（m2·K）/W
层间楼地面的传热阻K=1/Ro=W/（m2·K）<2.0，W/（m2·K），符合标准的规定。
提示：
1、若考虑室内装饰中的地面面层作法，可将面层材料的热阻计入楼地面的传热阻Ro内。
1）木地板
表8-2考虑室内装饰的层间楼地面的传热阻K计算值
材料名称
（由上至下）
材料厚d
m
计算导热系数lc
材料层热阻Rj
（m2·K）/W
木地板
空气间层
钢筋混凝土楼板
水泥砂浆面层
SRj=R=（m2·K）/W
层间楼地面的传热阻Ro=Ri+R+Ri=0.11++0.11=0.55（m2·K）/W
2）地砖地面
表8-3考虑室内装饰的层间楼地面的传热阻K计算值
材料名称
（由上至下）
材料厚d
m
计算导热系数lc
材料层热阻Rj
（m2·K）/W
地砖+粘贴砂浆
钢筋混凝土楼板
水泥砂浆面层
SRj=R=（m2·K）/W
层间楼地面的传热阻Ro=Ri+R+Ri=0.11++0.11=0.35（m2·K）/W
3）考虑85%面积木地板（和吊顶），20%地砖
Km=
层间楼地面的传热阻K=W/（m2·K）<2.0，W/（m2·K），符合标准的规定。
2、与室外空气接触的架空通风楼地面的热工节能设计，应与外墙的热工节能设计相同，外（下）表面换热阻取0.04（m2·K）/W。
（七）其他部位的节能设计
1、分户门：
采用双面金属内衬保温材料的防盗、隔音、保温多功能门，传热阻K<3.0W/（m2·K），应以厂家提供的有效检测报告为依据。
2、底部自然通风的架空楼地面：
采用聚苯板薄抹灰或复合硅酸盐板薄抹灰外保温系统；同北墙要求
四、小结
1、本工程建筑与建筑热工节能设计符合规定性指标的设计要求，因此不用进行节能综合指标验算。
2、本工程为一般居住建筑，不采用集中采暖空调，因此不作采暖空调节能设计。
主要的外墙与屋面、楼地面构造图
注意：
设计说明、构造、计算要一致
（PPT）
公共建筑节能专项设计
一、工程概况
1、工程名称
2、子项名称
3、建筑地点
4、建筑类型、建筑面积、结构体系等
二、地区气候参数
南通地区气候参数同居住建筑
三、建筑节能设计依据
1、《民用建筑热工设计规范》GB50176-93
2、《公共建筑节能设计标准》GB50189-2005
3、《屋面工程技术规范》GB50345-2004
4、《外墙外保温工程技术规程》JGJ144-2004
四、建筑与建筑热工节能设计
（一）外窗（含透明幕墙）的热工节能设计
1、各立面的窗墙面积比及对应的传热阻K、遮阳系数SC和可见光透射比限值。
本工程各向立面的窗（含透明幕墙）墙面积比及对应的传热阻K、遮阳系数SC与可见光透射比限值见表2
表2各向立面的窗墙面积比及对应的传热阻K、
遮阳系数SC与可见光透射比限值
向位
外窗面积（含透明幕墙）m2
外墙（含外窗面积）m2
窗墙面积比
传热阻K限值W/（m2·K）
遮阳系数SC限值
可见光透射比限值
东
³0.40
南
³0.40
西
³0.40
北
³0.40
提示：
表2中的窗墙面积比及对应K、SC和可见光透射比限值应符合《公共建筑节能设计标准》的相关规定。
2、外窗（含透明幕墙）的窗型选择
（1）传热阻Ro:
1/4.7m2·K/W的居室外窗，选用塑料单玻窗；
（2）传热阻Ro:
1/3.0m2·K/W的居室外窗，选用铝合金中空玻璃窗；
（3）传热阻Ro:
1/2.7m2·K/W的居室外窗，选用5+9A+5、5+12A+5塑料或断桥铝合金中空玻璃窗；
（4）传热阻限值Ro:
1/2.5m2·K/W的外窗用一面为Low-E玻璃的、空气间层为12mm塑料或铝合金断热桥中空玻窗。
3、外窗（或透明幕墙）的传热阻K应有质检部门提供的检验合格证书。
4、外窗（或透明幕墙）的气密性应不低于现行国标《建筑外窗气密性能分级及其检测方法》GB7107规定的4级，并应有质检部门提供的检验合格证书。
5、外窗或透明幕墙应采取适宜的遮阳措施使其综合遮阳系数SC符合表2限值的要求。
遮阳措施为：
（列出具体的遮阳措施）
（二）屋面的热工节能设计
1、倒置式上人屋面
（同居住建筑，指标要求高，K=0.7）
屋面的传热阻Ro=Re+R+Ri=0.04++0.11=（m2·K）/W
屋面的传热系数K=1/Ro=＜0.70W/（m2·K）
符合公共建筑节能设计标准的要求
（三）外墙的热工节能设计
（计算同住宅，K=1.0）
本工程为框架结构体系，外墙主体部位为KM1空心砖墙，并与外墙结构性冷（热）桥部位同样采用聚苯板薄抹灰外墙保温系统形成一整体。
1、外墙填充部位的传热阻中心Kp计算值见表4。
表4外墙主体部位的传热阻中心Kp
材料名称
（由内向外）
材料厚d
m
计算导热系数lc
材料层热阻Rj
（m2·K）/W
1：
3水泥砂浆抹灰
KM1空心砖
1：
3水泥砂浆找平层
聚苯板薄抹灰外墙外保温系统
专用聚合物粘结砂浆
饰面砖
/
/
/
SRj=Rb=（m2·K）/W
外墙填充部位的传热阻Ro.b=（m2·K）/W
外墙填充部位的传热系数Kb=1/Ro.bW/（m2·K）
2、外墙结构部位的Kp计算值见表。
外墙结构部位的Kp
材料名称
（由内向外）
材料厚d
M
计算导热系数lc
材料层热阻Rj
（m2·K）/W
1：
3水泥砂浆抹灰
混凝土
1：
3水泥砂浆找平层
聚苯板薄抹灰外墙外保温系统
专用聚合物粘结砂浆
饰面砖
/
/
/
SRj=Rb=（m2·K）/W
外墙结构部位的传热阻Ro.b=（m2·K）/W
外墙结构部位的传热系数Kb=1/Ro.b=W/（m2·K）
3、外墙的平均传热阻Km
本工程为框架结构体系，取外墙的填充部位面积占外墙面积的65%，结构部位面积占外墙面积的35%，计算得为Km：
Km=65%´+35%´=W/（m2·K）<1.0W/（m2·K）
即，外墙的热工节能设计符合标准的规定。
（四）地面的热工节能设计
1、直接接触土壤的地面
XPS30厚。
从防潮考虑，采用200厚焦渣作地面垫层。
2、底面接触室外空气的架空或外挑楼板
同外墙外保温构造。
传热阻Ro==W/（m2K）
传热阻K==W/（m2K）<1.0W/（m2K），符合标准的规定。
（五）其他部位的节能措施
1、外门采限双玻或其他适宜的保温隔热措施。
2、飘窗的实体部分采用30厚聚苯板薄抹灰外墙保温系统。
3、地下室外墙采用30厚挤塑板外贴于钢筋混凝土墙的防水层上。
四、小结
1、采暖通风与照明部分的节能设计由其他相关专业负责设计。
2、本本的建筑与建筑热工节能设计符合规定性指标设计要求，无须进行“围护结构热工性能的权衡判断”。
附：
主要的外墙与屋面、楼地面构造图。
（注：
建筑节能专项设计书中不应包含提示部分。
）
附录A某一层为两种以上材料组成时的平均热阻和
平均热惰性指标的计算方法
A-1某一层为两种以上材料组成时的平均热阻的计算方法
1由两种以上材料组成的、两向非均质围护结构（包括各种形式的空心砌块，填充保温材料的墙体等，但不包括多孔粘土空心砖），其平均热阻应按下式计算：
（A-1-1）
式中，
——平均热阻[（m2·K）/W]；
Fo——与热流方向垂直的总传热面积（m2），（见附图A-1）
F1、F2……Fn——按平行于热流方向划分的各个传热面积（m2）；
Ro·1、Ro·2……Ro·n——各个传热面部位的传热阻[（m2·K）/W]；
Rj——内表面换热阻，取0.11（m2·K）/W；
Re——外表面换热阻，取0.11（m2·K）/W；
j——修正系数，对与结构构件，取1。
算成同面积的方孔，然后按上述规定计算。
2围护结构的传热阻应按下式计算：
Ro=Ri+R+Re（A-1-2）
式中，
Ro——围护结构的传热阻[（m2·K）/W]；
Ri——内表面换热阻[（m2·K）/W]，应按本附录附表3.4-1选取；
Re——外表面换热阻[（m2·K）/W]，应按本附录附表3.4-1选取；
R——围护结构热阻[（m2·K）/W]。
3空气间层热阻的确定
（1）不带铝箔、单面铝箔、双面铝箔封闭空气间层的热阻，应按《民用建筑热工设计规范》GB50176-93的附表2.4查取。
（2）通风良好的空气间层，其热阻可不予考虑。
这种空气间层的间层温度可取进气温度，表面换热系数可取12.0W/（m2·K）。
A-2某一层为两种以上材料组成时的平均热惰性指标的计算方法
如某层有两种以上材料组成，则应先按下式计算该层的平均导热系数：
（A-2-1）
然后按下式计算该层的平均热阻：
该层的平均蓄热系数按下式计算：
（A-2-2）
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