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1、【精品文档】如有侵权,请联系网站删除,仅供学习与交流GB50189-2005公共建筑节能设计标准.精品文档.公共建筑节能设计标准GB50189-2005目 录1 总 则12 术 语33 室内环境节能设计计算参数44 建筑与建筑热工设计74.1一般规定74.2围护结构热工设计74.3围护结构热工性能的权衡判断165 采暖、通风和空气调节节能设计185.1 一般规定185.2 采暖185.3 通风与空气调节205.4 空气调节与采暖系统的冷热源295.5 监测与控制36附录A建筑外遮阳系数计算方法40附录B 围护结构热工性能的权衡计算43附录C建筑物内空气调节冷、热水管的经济绝热厚度47本标准用词
2、说明481 总 则1.0.1 为贯彻国家有关法律法规和方针政策,改善公共建筑的室内环境,提高能源利用效率,制定本标准。我国建筑用能已超过全国能源消费总量的l/4,并将随着人民生活水平的提高逐步增加到l/3以上。公共建筑用能数量巨大,浪费严重。制定并实施公共建筑节能设计标准,有利于改善公共建筑的热环境,提高暖通空调系统的能源利用效率,从根本上扭转公共建筑用能严重浪费的状况,为实现国家节约能源和保护环境的战略,贯彻有关政策和法规作出贡献。 我国已经编制了北方严寒和寒冷地区、中部夏热冬冷地区和南方夏热冬暖地区的居住建筑节能设计标准,并已先后发布实施。按照节能工作从居住建筑向公共建筑发展的部署,编制出
3、公共建筑节能设计标准,以适应节能工作不断进展的需要。1.0.2 本标准适用于新建、改建和扩建的公共建筑节能设计。 建筑划分为民用建筑和工业建筑。民用建筑又分为居住建筑和公共建筑。公共建筑则包含办公建筑(包括写字楼、政府部门办公楼等),商业建筑(如商场、金融建筑等),旅游建筑(如旅馆饭店、娱乐场所等),科教文卫建筑(包括文化、教育、科研、医疗、卫生、体育建筑等),通信建筑(如邮电、通讯、广播用房)以及交通运输用房(如机场、车站建筑等)。目前中国每年竣工建筑面积约为20亿m2,其中公共建筑约有4亿m2。在公共建筑中,尤以办公建筑、大中型商场,以及高档旅馆饭店等几类建筑,在建筑的标准、功能及设置全年
4、空调采暖系统等方面有许多共性,而且其采暖空调能耗特别高,采暖空调节能潜力也最大。 在公共建筑(特别是大型商场、高档旅馆酒店、高档办公楼等)的全年能耗中,大约5060消耗于空调制冷与采暖系统,2030用于照明。而在空调采暖这部分能耗中,大约2050由外围护结构传热所消耗(夏热冬暖地区大约20,夏热冬冷地区大约35,寒冷地区大约40,严寒地区大约50)。从目前情况分析,这些建筑在围护结构、采暖空调系统,以及照明方面,共有节约能源50的潜力。对全国新建、扩建和改建的公共建筑,本标准提出了节能要求,并从建筑、热工以及暖通空调设计方面提出控制指标和节能措施。1.0.3 按本标准进行的建筑节能设计,在保证
5、相同的室内环境参数条件下,与未采取节能措施前相比,全年采暖、通风、空气调节和照明的总能耗应减少50。公共建筑的照明节能设计应符合国家现行标准建筑照明设计标准GB20034-2004的有关规定。 各类公共建筑的节能设计,必须根据当地的具体气候条件,首先保证室内热环境质量,提高人民的生活水平;与此同时,还要提高采暖、通风、空调和照明系统的能源利用效率,实现国家的可持续发展战略和能源发展战略,完成本阶段节能50的任务。 公共建筑能耗应该包括建筑围护结构以及采暖、通风、空调和照明用能源消耗。本标准所要求的50的节能率也同样包含上述范围的节能成效。由于已发布建筑照明设计标准GB50034-2004,建筑
6、照明节能的具体指标及技术措施执行该标准的规定。 本标准提出的50节能目标,是有其比较基准的。即以20世纪80年代改革开放初期建造的公共建筑作为比较能耗的基础,称为“基准建筑(Baseline)”。“基准建筑”围护结构、暖通空调设备及系统、照明设备的参数,都按当时情况选取。在保持与目前标准约定的室内环境参数的条件下,计算“基准建筑”全年的暖通空调和照明能耗,将它作为100。我们再将这“基准建筑”按本标准的规定进行参数调整,即围护结构、暖通空调、照明参数均按本标准规定设定,计算其全年的暖通空调和照明能耗,应该相当于50。这就是节能50的内涵。“基准建筑”围护结构的构成、传热系数、遮阳系数,按照以往
7、20世纪80年代传统做法,即外墙K值取1.28W(m2.K)(哈尔滨);1.70W(m2K)(北京);2.00W(m2K)(上海);2.35W(m2K)(广州)。屋顶K值取0.77W(m2K)(哈尔滨);1.26W(m2K)(北京);1.50W(m2。K)(上海);1.55W(m2K)(广州)。外窗K值取3.26W(m2K)(哈尔滨);6.40W(m2K)(北京);6.40W(m2K)(上海);6.40W(m2K)(广州),遮阳系数SC均取0.80。采暖热源设定燃煤锅炉,其效率为0.55;空调冷源设定为水冷机组,离心机能效比4.2,螺杆机能效比3.8;照明参数取25Wm2。本标准节能目标50由
8、改善围护结构热工性能,提高空调采暖设备和照明设备效率来分担。照明设备效率节能目标参数按建筑照明设计标准GB 50034-2004确定。本标准中对围护结构、暖通空调方面的规定值,就是在设定“基准建筑”全年采暖空调和照明的能耗为100情况下,调整围护结构热工参数,以及采暖空调设备能效比等设计要素,直至按这些参数设计建筑的全年采暖空调和照明的能耗下降到50,即定为标准规定值。 当然,这种全年采暖空调和照明的能耗计算,只可能按照典型模式运算,而实际情况是极为复杂的。因此,不能认为所有公共建筑都在这样的模式下运行。 通过编制标准过程中的计算、分析,按本标准进行建筑设计,由于改善了围护结构热工性能,提高了
9、空调采暖设备和照明设备效率,从北方至南方,围护结构分担节能率约2513;空调采暖系统分担节能率约2016;照明设备分担节能率约718。由此可见,执行本标准后,全国总体节能率可达到50。1.0.4 公共建筑的节能设计,除应符合本标准的规定外,尚应符合国家现行有关标准的规定。本标准对公共建筑的建筑、热工以及采暖、通风和空调设计中应该控制的、与能耗有关的指标和应采取的节能措施作出了规定。但公共建筑节能涉及的专业较多,相关专业均制定有相应的标准,并作出了节能规定。在进行公共建筑节能设计时,除应符合本标准外,尚应符合国家现行的有关标准的规定。2 术 语2.0.1 透明幕墙transparent curt
10、ain wall可见光可直接透射入室内的幕墙。透明幕墙专指可见光可以直接透过它而进人室内的幕墙。除玻璃外透明幕墙的材料也可以是其他透明材料。在本标准中,设置在常规的墙体外侧的玻璃幕墙不作为透明幕墙处理。2.0.2 可见光透射比visible transmittance透过透明材料的可见光光通量与投射在其表面上的可见光光通量之比。2.0.3 综合部分负荷性能系数integrated part load value(IPLV)用一个单一数值表示的空气调节用冷水机组的部分负荷效率指标,它基于机组部分负荷时的性能系数值、按照机组在各种负荷下运行时间的加权因素,通过计算获得。空调系统运行时,除了通过运行
11、台数组合来适应建筑冷量需求和节能外,在相当多的情况下,冷水机组处于部分负荷运行状态,为了控制机组部分负荷运行时的能耗,有必要对冷水机组的部分负荷时的性能系数作出一定的要求。参照国外的一些情况,本标准提出了用综合部分负荷性能系数(IPLV)来评价。它用一个单一数值表示的空气调节用冷水机组的部分负荷效率指标,基于机组部分负荷时的性能系数值、按照机组在各种负荷下运行时问的加权因素,通过计算获得。根据国家标准蒸气压缩循环冷水(热泵)机组工商业用和类似用途的冷水(热泵)机组GBT 18430.1-2001确定部分负荷下运行的测试工况;根据建筑类型、我国气候特征确定部分负荷下运行时间的加权值。2.0.4
12、围护结构热工性能权衡判断building envelope trade-off option当建筑设计不能完全满足规定的围护结构热工设计要求时,计算并比较参照建筑和所设计建筑的全年采暖和空气调节能耗,判定围护结构的总体热工性能是否符合节能设计要求。围护结构热工性能权衡判断是一种性能化的设计方法。为了降低空气调节和采暖能耗,本标准对建筑物的体形系数、窗墙比以及围护结构的热工性能规定了许多刚性的指标。所设计的建筑有时不能同时满足所有这些规定的指标,在这种情况下,可以通过不断调整设计参数并计算能耗,最终达到所设计建筑全年的空气调节和采暖能耗不大于参照建筑的能耗的目的。这种过程在本标准中称之为权衡判断
13、。2.0.5 参照建筑reference building对围护结构热工性能进行权衡判断时,作为计算全年采暖和空气调节能耗用的假想建筑。参照建筑是进行围护结构热工性能权衡判断时,作为计算全年采暖和空调能耗用的假想建筑,参照建筑的形状、大小、朝向以及内部的空间划分和使用功能与所设计建筑完全一致,但围护结构热工参数和体形系数、窗墙比等重要参数应符合本标准的刚性规定。3 室内环境节能设计计算参数3.0.1 集中采暖系统室内计算温度宜符合表3.0.1-1的规定;空气调节系统室内计算参数宜符合表3.0.1-2的规定。表3.0.1-1 集中采暖系统室内计算温度建筑类型及房间名称室内温度()建筑类型及房间名
14、称室内温度()1办公楼: 门厅、楼(电)梯 办公室 会议室、接待室、多功能厅 走道、洗手间、公共食堂 车库1620181656体育: 比赛厅(不含体操)、练习厅休息厅运动员、教练员更衣、休息 游泳馆16182026 2餐饮: 餐厅、饮食、小吃、办公 洗碗间 制作间、洗手间、配餐 厨房、热加工间 干菜、饮料库181616108 7商业: 营业厅(百货、书籍) 鱼肉、蔬菜营业厅 副食(油、盐、杂货)、洗手问 办公 米面贮藏 百货仓库18141620510 3影剧院: 门厅、走道 观众厅、放映室、洗手间 休息厅、吸烟室 化妆14161820 8旅馆: 大厅、接待 客房、办公室 餐厅、会议室 走道、楼
15、(电)梯间 公共浴室 公共洗手间162018162516 4交通: 民航候机厅、办公室 候车厅、售票厅 公共洗手间201616 9 图书馆: 大厅 洗手问 办公室、阅览 报告厅、会议室 特藏、胶卷、书库1616201814 5银行: 营业大厅 走道、洗手间 办公室 楼(电)梯18162014表3.0.1-2 空气调节系统室内计算参数参 数冬 季夏 季温度()一般房间2025大堂、过厅18室内外温差10风速(v)(ms)0.10v0.200.15v0.30相对湿度() 30604065 目前,业主、设计人员往往在取用室内设计参数时选用过高的标准,要知道,温湿度取值的高低,与能耗多少有密切关系,在
16、加热工况下,室内计算温度每降低1,能耗可减少510;在冷却工况下,室内计算温度每升高1,能耗可减少810。为了节省能源,应避免冬季采用过高的室内温度,夏季采用过低的室内温度,特规定了建议的室内设计参数值,供设计人员参考。 本条文中列出的参数用于提醒设计人员取用合适的设计计算参数,并应用于冷(热)负荷计算。至于在应用权衡判断法计算参照建筑和所设计建筑的全年能耗时,可以应用此设计计算参数。如果计算资料不全,也可以应用附录C中约定的参数于参照建筑和所设计建筑中,因为权衡判断法计算只是用于获得围护结构的热工限值,并不表示建筑使用时的实际运行情况。本条文中的参数参考采暖通风与空气调节设计规范GB5001
17、9-2003和全国民用建筑工程设计技术措施暖通空调动力中有关内容,并根据工程实际应用情况提出的建议性意见,目的是从确保室内舒适环境的前提下,选取合理设计计算参数,达到节能的效果。3.0.2 公共建筑主要空间的设计新风量,应符合表3.0.2的规定。表3.0.2 公共建筑主要空间的设计新风量建筑类型与房间名称新风量m3(hp)旅游旅馆客 房5星级504星级403星级30餐厅、宴会厅、多功能厅5星级304星级253星级202星级15大堂、四季厅45星级10商业、服务45星级2023星级10美容、理发、康乐设施30旅店客房一三级30四级20文化娱乐影剧院、音乐厅、录像厅20游艺厅、舞厅(包括卡拉0K歌
18、厅)30酒吧、茶座、咖啡厅10体育馆20商场(店)、书店20饭馆(餐厅)20办公30学校教 室小学11初 中14高 中17空调系统需要的新风主要有两个用途:一是稀释室内有害物质的浓度,满足人员的卫生要求;二是补充室内排风和保持室内正压。前者的指示性物质是CO2,使其日平均值保持在0.1以内;后者通常根据风平衡计算确定。 参考美国采暖制冷空调工程师学会标准ASHRAE 62-2001Ventilation for acceptable indoor air quality第6.1.3.4条,对于出现最多人数的持续时间少于3h的房间,所需新风量可按室内的平均人数确定,该平均人数不应少于最多人数的1
19、/2。例如,一个设计最多容纳人数为100人的会议室,开会时间不超过3h,假设平均人数为60人,则该会议室的新风量可取:30m3(hp)60p=1800m3h,而不是按30m3(hp)l00p=3000m3h计算。另外假设平均人数为40人,则该会议室的新风量可取:30m3(hp)50p=1500m3h。 由于新风量的大小不仅与能耗、初投资和运行费用密切相关,而且关系到保证人体的健康。本标准给出的新风量,汇总了国内现行有关规范和标准的数据,并综合考虑了众多因素,一般不应随意增加或减少。4 建筑与建筑热工设计4.1一般规定4.1.1 建筑总平面的布置和设计,宜利用冬季日照并避开冬季主导风向,利用夏季
20、自然通风。建筑的主朝向宜选择本地区最佳朝向或接近最佳朝向。建筑的规划设计是建筑节能设计的重要内容之一,要对建筑的总平面布置、建筑平、立、剖面形式、太阳辐射、自然通风等气候参数对建筑能耗的影响进行分析。也就是说在冬季最大限度地利用自然能来取暖,多获得热量和减少热损失;夏季最大限度地减少得热并利用自然能来降温冷却,以达到节能的目的。朝向选择的原则是冬季能获得足够的日照并避开主导风向,夏季能利用自然通风并防止太阳辐射。然而建筑的朝向、方位以及建筑总平面设计应考虑多方面的因素,尤其是公共建筑受到社会历史文化、地形、城市规划、道路、环境等条件的制约,要想使建筑物的朝向对夏季防热、冬季保温都很理想是有困难
21、的,因此,只能权衡各个因素之间的得失轻重,选择出这一地区建筑的最佳朝向和较好的朝向。通过多方面的因素分析、优化建筑的规划设计,采用本地区建筑最佳朝向或适宜的朝向,尽量避免东西向日晒。4.1.2 严寒、寒冷地区建筑的体形系数应小于或等于0.40。当不能满足本条文的规定时,必须按本标准第4.3节的规定进行权衡判断。 强制性条文。严寒和寒冷地区建筑体形的变化直接影响建筑采暖能耗的大小。建筑体形系数越大,单位建筑面积对应的外表面面积越大,传热损失就越大。但是,体形系数的确定还与建筑造型、平面布局、采光通风等条件相关。体形系数限值规定过小,将制约建筑师的创造性,可能使建筑造型呆板,平面布局困难,甚至损害
22、建筑功能。因此,如何合理地确定建筑形状,必须考虑本地区气候条件,冬、夏季太阳辐射强度、风环境、围护结构构造形式等各方面的因素。应权衡利弊,兼顾不同类型的建筑造型,尽可能地减少房间的外围护面积,使体形不要太复杂,凹凸面不要过多,以达到节能的目的。在严寒和寒冷地区,如果所设计建筑的体形系数不能满足规定的要求,突破了0.40这个限值,则必须按本标准第4.3节的规定对该建筑进行权衡判断。进行权衡判断时,参照建筑的体形系数必须符合本条文的规定。在夏热冬冷和夏热冬暖地区,建筑体形系数对空调和采暖能耗也有一定的影响,但由于室内外的温差远不如严寒和寒冷地区大,尤其是对部分内部发热量很大的商场类建筑,还有个夜间
23、散热问题,所以不对体形系数提出具体的要求。4.2围护结构热工设计4.2.1 各城市的建筑气候分区应按表4.2.1确定。表4.2.l 主要城市所处气候分区气候分区代表性城市严寒地区A区海伦、博克图、伊春、呼玛、海拉尔、满洲里、齐齐哈尔、富锦、哈尔滨、牡丹江、克拉玛依、佳木斯、安达严寒地区B区长春、乌鲁木齐、延吉、通辽、通化、四平、呼和浩特、抚顺、大柴旦、沈阳、大同、本溪、阜新、哈密、鞍山、张家口、酒泉、伊宁、吐鲁番、西宁、银川、丹东寒冷地区兰州、太原、唐山、阿坝、喀什、北京、天津、大连、阳泉、平凉、石家庄、德州、晋城、天水、西安、拉萨、康定、济南、青岛、安阳、郑州、洛阳、宝鸡、徐州夏热冬冷地区南
24、京、蚌埠、盐城、南通、合肥、安庆、九江、武汉、黄石、岳阳、汉中、安康、上海、杭州、宁波、宜昌、长沙、南昌、株洲、永州、赣州、韶关、桂林、重庆、达县、万州、涪陵、南充、宜宾、成都、贵阳、遵义、凯里、绵阳夏热冬暖地区福州、莆田、龙岩、梅州、兴宁、英德、河池、柳州、贺州、泉州、厦门、广州、深圳、湛江、汕头、海口、南宁、北海、梧州本标准采用民用建筑热工设计规范GB 50176-93的气候分区,其中又将严寒地区细分成A、B两个区。4.2.2 根据建筑所处城市的建筑气候分区,围护结构的热工性能应分别符合表4.2.2.-1、表4.2.2-2、表4.2.2-3、表4.2.2-4、表4.2.2-5以及表4.2.
25、2-6的规定,其中外墙的传热系数为包括结构性热桥在内的平均值Km。当建筑所处城市属于温和地区时,应判断该城市的气象条件与表4.2.1中的哪个城市最接近,围护结构的热工性能应符合那个城市所属气候分区的规定。当本条文的规定不能满足时,必须按本标准第4.3节的规定进行权衡判断。表4.2.2-1 严寒地区A区围护结构传热系数限值围护结构部位体形系数0.3传热系数KW(m2K)0.3体形系数0.4传热系数KW(m2K)屋面0.350.30外墙(包括非透明幕墙)0.450.40底面接触室外空气的架空或外挑楼板0.450.40非采暖房间与采暖房间的隔墙或楼板0.60.6单一朝向外窗(包括透明幕墙) 窗墙面积
26、比0.23.02.7 0.2窗墙面积比0.32.82.5 0.3窗墙面积比0.42.52.2 0.4窗墙面积比0.52.01.7 0.5窗墙面积比0.71.7l.5 屋顶透明部分2.5表4.2.2.2 严寒地区B区围护结构传热系数限值围护结构部位体形系数0.3传热系数KW(m2K)0.3体形系数0.4传热系数KW(m2K)屋面0.450.35外墙(包括非透明幕墙)0.500.45底面接触室外空气的架空或外挑楼板0.500.45 非采暖房间与采暖房间的隔墙或楼板0.80.8单一朝向外窗(包括透明幕墙) 窗墙面积比0.23.22,8 0.2窗墙面积比0.32.92,5 0.3窗墙面积比0.42.6
27、2.2 0.4窗墙面积比0.52.11.8 0.5窗墙面积比0.71.81.6 屋顶透明部分2.6表4.2.2-3 寒冷地区围护结构传热系数和遮阳系数限值围护结构部位体形系数0.3传热系数KW(m2K)0.3体形系数0.4传热系数KW(m2K)屋面 0.550.45外墙(包括非透明幕墙)0.600.50 底面接触室外空气的架空或外挑楼板0.600.50 非采暖空调房间与采暖空调房间的隔墙或楼板1.51.5 外窗(包括透明幕墙)传热系数KW(m2K)遮阳系数SC (东、南、西向/北向)传热系数KW(m2K)遮阳系数SC(东、南、西向/北向)单一朝向外窗(包括透明幕墙)窗墙面积比0.23.5一3.
28、00.2窗墙面积比0.33.O一2.50.3窗墙面积比0.42.70.70一2.30.70一0.4窗墙面积比0.52.30.60一2.00.60一0.5窗墙面积比0.72.00.50一1,80.50一 屋顶透明部分2.70.502.70.50注:有外遮阳时,遮阳系数=玻璃的遮阳系数外遮阳的遮阳系数;无外遮阳时,遮阳系数=玻璃的遮阳系数。表4.2.2.4 夏热冬冷地区围护结构传热系数和遮阳系数限值围护结构部位传热系数K W(m2K)屋面0.70外墙(包括非透明幕墙)1.0底面接触室外空气的架空或外挑楼板1.0外窗(包括透明幕墙)传热系数KW(m2K)遮阳系数SC(东、南、西向/北向)单一朝向外窗
29、(包括透明幕墙)窗墙面积比0.24.70.2窗墙面积比40.33.50.550.3窗墙面积比40.43.00.500.600.4窗墙面积比40.52.80.450.550.5窗墙面积比0.72.50.400.50屋顶透明部分3.00.40 注:有外遮阳时,遮阳系数=玻璃的遮阳系数外遮阳的遮阳系数;无外遮阳时,遮阳系数=玻璃的遮阳系数。表4.2.2.5 夏热冬暖地区围护结构传热系数和遮阳系数限值围护结构部位传热系数K W(m2K)屋面0.90外墙(包括非透明幕墙)l.5底面接触室外空气的架空或外挑楼板1.5外窗(包括透明幕墙)传热系数KW(m2K)遮阳系数SC(东、南、西向/北向)单一朝向外窗(
30、包括透明幕墙)窗墙面积比0.26.50.2窗墙面积比40.34.70.500.600.3窗墙面积比0.43.50.450.550.4窗墙面积比0.53.00.400.500.5窗墙面积b匕0.73.00.350.45屋顶透明部分3.50.35 注:有外遮阳时,遮阳系数=玻璃的遮阳系数外遮阳的遮阳系数;无外遮阳时,遮阳系数=玻璃的遮阳系数。表4.2.2.6 不同气候区地面和地下室外墙热阻限值气候分区围护结构部位传热系数K W(m2K)严寒地区A区地面:周边地面 非周边地面2.01.8采暖地下室外墙(与土壤接触的墙)2.0严寒地区B区地面:周边地面 非周边地面2.01.8采暖地下室外墙(与土壤接触
31、的墙)1.8寒冷地区地面:周边地面 非周边地面1.5采暖、空调地下室外墙(与土壤接触的墙)1.5夏热冬冷地区地面1.2地下室外墙(与土壤接触的墙)1.2夏热冬暖地区地面1.0地下室外墙(与土壤接触的墙)l.0注:周边地面系指距外墙内表面2m以内的地面;地面热阻系指建筑基础持力层以上各层材料的热阻之和;地下室外墙热阻系指土壤以内各层材料的热阻之和。强制性条文。由于我国幅员辽阔,各地气候差异很大。为了使建筑物适应各地不同的气候条件,满足节能要求,应根据建筑物所处的建筑气候分区,确定建筑围护结构合理的热工性能参数。编制本标准时,建筑围护结构的传热系数限值系按如下方法确定的:采用DOE-2程序,将“基
32、准”建筑模型置于我国不同地区进行能耗分析,以现有的建筑能耗基数上再节约50作为节能标准的目标,不断降低建筑围护结构的传热系数(同时也考虑采暖空调系统的效率提高和照明系统的节能),直至能耗指标的降低达到上述目标为止,这时的传热系数就是建筑围护结构传热系数的限值。确定建筑围护结构传热系数的限值时也从工程实践的角度考虑了可行性、合理性。 外墙的传热系数采用平均传热系数,即按面积加权法求得的传热系数,主要是必须考虑围护结构周边混凝土梁、柱、剪力墙等“热桥”的影响,以保证建筑在冬季采暖和夏季空调时,通过围护结构的传热量不超过标准的要求,不至于造成建筑耗热量或耗冷量的计算值偏小,使设计的建筑物达不到预期的
33、节能效果。 北方严寒、寒冷地区主要考虑建筑的冬季防寒保温,建筑围护结构传热系数对建筑的采暖能耗影响很大。因此,在严寒、寒冷地区对围护结构传热系数的限值要求较高,同时为了便于操作,按气候条件细分成三片,以规定性指标作为节能设计的主要依据。 夏热冬冷地区既要满足冬季保温又要考虑夏季的隔热,不同于北方采暖建筑主要考虑单向的传热过程。上海、南京、武汉、重庆、成都等地节能居住建筑试点工程的实际测试数据和DOE-2程序能耗分析的结果都表明,在这一地区当改变围护结构传热系数时,随着K值的减少,能耗指标的降低并非按线性规律变化,对于公共建筑(办公楼、商场、宾馆等)当屋面K值降为0.8W(m2K),外墙平均K值
34、降为1.1W(m2K)时,再减小K值对降低建筑能耗已不明显,如图4.2.2所示。因此,本标准考虑到以上因素,认为屋面K值定为0.7W(m2K),外墙K值为1.0W(m2K),在目前情况下对整个地区都是比较适合的。图4.2.2 外墙传热系数变化对能耗指标的影响 夏热冬暖地区主要考虑建筑的夏季隔热,太阳辐射对建筑能耗的影响很大。太阳辐射通过窗进入室内的热量是造成夏季室内过热的主要原因,同时还要考虑在自然通风条件下建筑热湿过程的双向传递,不能简单地采用降低墙体、屋面、窗户的传热系数,增加保温隔热材料厚度来达到节约能耗的目的,因此,在围护结构传热系数的限值要求上也就有所不同。 对于非透明幕墙,如金属幕
35、墙、石材幕墙等幕墙,没有透明玻璃幕墙所要求的自然采光、视觉通透等功能要求,从节能的角度考虑,应该作为实墙对待。此类幕墙采取保温隔热措施也较容易实现。 在表4.2.2-6中对地面和地下室外墙的热阻R作出了规定。 在北方严寒和寒冷地区,如果建筑物地下室外墙的热阻过小,墙的传热量会很大,内表面尤其是墙角部位容易结露。同样,如果与土壤接触的地面热阻过小,地面的传热量也会很大,地表面也容易结露或产生冻脚现象。因此,从节能和卫生的角度出发,要求这些部位必须达到防止结露或产生冻脚的热阻值。在夏热冬冷、夏热冬暖地区,由于空气湿度大,墙面和地面容易返潮。在地面和地下室外墙做保温层增加地面和地下室外墙的热阻,提高
36、这些部位内表面温度,可减少地表面和地下室外墙内表面温度与室内空气温度间的温差,有利于控制和防止地面和墙面的返潮。因此对地面和地下室外墙的热阻作出了规定。4.2.3 外墙与屋面的热桥部位的内表面温度不应低于室内空气露点温度。 由于围护结构中窗过梁、圈梁、钢筋混凝土抗震柱、钢筋混凝土剪力墙、梁、柱等部位的传热系数远大于主体部位的传热系数,形成热流密集通道,即为热桥。本条规定的目的主要是防止冬季采暖期间热桥内外表面温差小,内表面温度容易低于室内空气露点温度,造成围护结构热桥部位内表面产生结露;同时也避免夏季空调期间这些部位传热过大增加空调能耗。内表面结露,会造成围护结构内表面材料受潮,影响室内环境。
37、因此,应采取保温措施,减少围护结构热桥部位的传热损失。4.2.4 建筑每个朝向的窗(包括透明幕墙)墙面积比均不应大于0.70。当窗(包括透明幕墙)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0.4。当不能满足本条文的规定时,必须按本标准第4.3节的规定进行权衡判断。 强制性条文。每个朝向窗墙面积比是指每个朝向外墙面上的窗、阳台门及幕墙的透明部分的总面积与所在朝向建筑的外墙面的总面积(包括该朝向上的窗、阳台门及幕墙的透明部分的总面积)之比。 窗墙面积比的确定要综合考虑多方面的因素,其中最主要的是不同地区冬、夏季日照情况(日照时间长短、太阳总辐射强度、阳光入射角大小)、季风
38、影响、室外空气温度、室内采光设计标准以及外窗开窗面积与建筑能耗等因素。一般普通窗户(包括阳台门的透明部分)的保温隔热性能比外墙差很多,窗墙面积比越大,采暖和空调能耗也越大。因此,从降低建筑能耗的角度出发,必须限制窗墙面积比。 由于我国幅员辽阔,南北方、东西部地区气候差异很大。窗、透明幕墙对建筑能耗高低的影响主要有两个方面,一是窗和透明幕墙的热工性能影响到冬季采暖、夏季空调室内外温差传热;另外就是窗和幕墙的透明材料(如玻璃)受太阳辐射影响而造成的建筑室内的得热。冬季,通过窗口和透明幕墙进人室内的太阳辐射有利于建筑的节能,因此,减小窗和透明幕墙的传热系数抑制温差传热是降低窗口和透明幕墙热损失的主要
39、途径之一;夏季,通过窗口透明幕墙进入室内的太阳辐射成为空调降温的负荷,因此,减少进入室内的太阳辐射以及减小窗或透明幕墙的温差传热都是降低空调能耗的途径。由于不同纬度、不同朝向的墙面太阳辐射的变化很复杂,墙面日辐射强度和峰值出现的时间是不同的,因此,不同纬度地区窗墙面积比也应有所差别。 在严寒和寒冷地区,采暖期室内外温差传热的热量损失占主导地位。因此,对窗和幕墙的传热系数的要求高于南方地区。反之,在夏热冬暖和夏热冬冷地区,空调期太阳辐射得热所引起的负荷可能成为了主要矛盾,因此,对窗和幕墙的玻璃(或其他透明材料)的遮阳系数的要求高于北方地区。 近年来公共建筑的窗墙面积比有越来越大的趋势,这是由于人
40、们希望公共建筑更加通透明亮,建筑立面更加美观,建筑形态更为丰富。本条文把窗墙面积比的上限定为0.7已经是充分考虑了这种趋势。某个立面即使是采用全玻璃幕墙,扣除掉各层楼板以及楼板下面梁的面积(楼板和梁与幕墙之间的间隙必须放置保温隔热材料),窗墙比一般不会再超过0.7。 但是,与非透明的外墙相比,在可接受的造价范围内,透明幕墙的热工性能相差得较多。因此,不宜提倡在建筑立面上大面积应用玻璃(或其他透明材料的)幕墙。如果希望建筑的立面有玻璃的质感,提倡使用非透明的玻璃幕墙,即玻璃的后面仍然是保温隔热材料和普通墙体。 当建筑师追求通透、大面积使用透明幕墙时,要根据建筑所处的气候区和窗墙比选择玻璃(或其他
41、透明材料),使幕墙的传热系数和玻璃(或其他透明材料)的遮阳系数符合本标准第4.2.2条的几个表的规定。虽然玻璃等透明材料本身的热工性能很差,但近年来这些行业的技术发展很快,镀膜玻璃(包括Low-E玻璃)、中空玻璃等产品丰富多彩,用这些高性能玻璃组成幕墙的技术也已经很成熟,如采用Low-E中空玻璃、填充惰性气体、暖边间隔技术和“断热桥”型材龙骨或双层皮通风式幕墙完全可以把玻璃幕墙的传热系数由普通单层玻璃的6.0W(m2K)以上降到1.5W(m2K)。在玻璃间层中设百叶或格栅则可使玻璃幕墙具有良好的遮阳隔热性能。 在第4.2.2条的几个表中对严寒地区的窗户(或透明幕墙)和寒冷地区北向的窗户(或透明
42、幕墙),未提出遮阳系数的限制值,此时应选用遮阳系数大的玻璃(或其他透明材料),以利于冬季充分利用太阳辐射热。对窗墙比比较小的情况,也未提出遮阳系数的限制,此时选用玻璃(或其他透明材料)应更多地考虑室内的采光效果。 第4.2.2条的几个表对幕墙的热工性能的要求是按窗墙面积比的增加而逐步提高的,当窗墙面积比较大时,对幕墙的热工性能的要求比目前实际应用的幕墙要高,这当然会造成幕墙造价有所增加,但这是既要建筑物具有通透感又要保证节约采暖空调系统消耗的能源所必须付出的代价。 本标准允许采用“面积加权”的原则,使某朝向整个玻璃(或其他透明材料)幕墙的热工性能达到第4.2.2条的几个表中的要求。例如某宾馆大
43、厅的玻璃幕墙没有达到要求,可以通过提高该朝向墙面上其他玻璃(或其他透明材料)热工性能的方法,使该朝向整个墙面的玻璃(或其他透明材料)幕墙达标。本条规定对公共建筑达到节能的目标是关键性的、非常重要的。如果所设计的建筑满足不了规定性指标的要求,突破了限值,则必须按本标准第4.3节的规定对该建筑进行权衡判断。权衡判断时,参照建筑的窗墙面积比、窗的传热系数等必须遵守本条规定。4.2.5 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,外部遮阳的遮阳系数按本标准附录A确定。 公共建筑的窗墙面积比较大,因而太阳辐射对建筑能耗的影响很大。为了节约能源,应对窗口和透明幕墙采取外遮阳措施,尤其是南方办公建筑和宾馆更要重视遮阳。 大量的调查和测试表明,太阳辐射通过窗进入室内的热量是造成夏季室内过热的主要原因。日本、美国、欧洲以及香港等国家和地区都把提高窗的热工性能和阳光控制作为夏季防热以及建筑节能的重点,窗外普遍安装有遮阳设施。我国现有的窗户传热系数普遍偏大,空气渗透严重,而且大多数建筑无遮阳设施。因此,在第4.2.2条的几个表中对外窗和透明幕墙的遮阳系数应作出明确的规定。当窗和透明幕墙设有外部遮阳时,表中的遮阳系数应该是外部遮阳系数和玻璃(或其他透明材料)遮
限制150内