建筑节能计算.ppt
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1、,建筑节能的计算,一、节能率的含义 二、节能控制参数 三、关于节能设计方法 四、建筑节能设计文件的 深度,一、节能率的含义,同样一幢建筑,分别于八十年代初期建设(对比建筑)和现在建设(现有建筑),在保证同样的室内环境要求条件下,现有建筑的全年能耗与参照建筑全年能耗的比值。,比较参数 对比建筑 现有建筑 朝向及面积 相同 相同 功能 相同 相同 体形系数 相同 相同 窗墙比 相同 相同 室内环境 相同 相同 围护结构材料 不同 不同 设备系统 不同 不同,(续)节能率的含义,对比建筑标准,节能建筑:现有建筑其节能率至少达到50%,(续)节能率的含义,特点 节能率是理论计算值,非实际能源消耗的百分
2、比 2 节能的检测. 难以直接检测能耗,而间接以强制性指标的检测替代。只要强制性指标满足,即予认可。,节能是系统工程,需要各专业、各环节共同努力。 对公共建筑,从北方至南方: 围护结构分担节能率约25% - 13%; 空调采暖系统分担节能率约20% - 16%; 照明设备分担节能率约7% - 18%。 现阶段总目标达到50%, 已开始65%的试点.,(续)节能率的含义,(续)节能率的含义,节能的落实 设计 设计质量控制施工图审查 监理 检测 验收备案,二、节能控制参数,参数主要包括: 1) 体形系数、 2) 窗墙比、 3) 遮阳率、 4) 热阻R、 5) 热惰性指标 D 6) 采暖耗热量指标
3、7) 空调耗冷量指标 设备的节能: 采暖与空调的效率 热水供应的效率 照明的效率,三 建筑节能有关参数的计算,3.1 体形系数 (Shape coefficient of building),建筑物与室外大气接触的外表面积 建筑物所包围的体积 外表面积不包括地面、不采暖空调楼梯间隔墙和户门的面积; 包括飘窗的外表面积与体积。 对封闭阳台,计算其内隔墙面积。若无内隔墙,则按封闭阳台的外表面计算面积和体积。 对有人坡屋顶,按三棱柱计算.,室内,室内,外墙,飘窗立面,卧室或客厅,封闭阳台,平面,住人坡屋顶,建筑体型:,体形系数: 建筑物与室外大气接触的外表面积与其 所包围的体积的比值 F / V,体
4、形系数: 大 小,体形系数越小越节能,以1.5m x 1.2m x 0.4的飘窗为例, 其外表面积为: 3.96m2, 体积为0.72m3. 自身的体形系数为5.5. 对整体建筑的影响: 例:某建筑共六层,两个楼梯. 每层四户. 原有外表面积为2113m2,原有体积为6572m3, 体形系数为0.322. 如每户有一扇窗改为上述飘窗,则体形系数变为0.335. 增加0.013. 如每户有二扇窗改为上述飘窗,则体形系数变为0.348. 增加0.026,飘窗对体形系数的影响,3.2窗墙比 (Area ratio of window to wall),某朝向上的窗户窗洞总面积 该朝向立面总面积 注:
5、1)以整个朝向为单位计算,不以房间为单位。 2)对飘窗只计算其窗洞的面积。 3)对玻璃门应按窗户计算. 4)关于朝向的确定-,North,建筑平面之一,建筑平面之二,建筑平面之三,3.3 遮阳率/遮阳系数,省标规定: 80% 遮阳率窗户洞口面积范围内,遮阳设施在夏至日阻止直射阳光进入室内的辐射能与该范围内直射阳光总辐射能的比。 逐时阴影面积*逐时太阳辐射强度 窗户面积*全天太阳辐射之和 夏季, 遮阳率越大越好. 夏至日全天-应逐时计算. 遮阳设施应在建筑设计中考虑,并不得影响通风和正常采光。,南向:要求九时至十五时满窗遮阳 西向:要求十二时至十八时满窗遮阳 南向/北向: 可采用固定遮阳 东向/
6、西向: 可采用挡板遮阳或活动遮阳. 建议: 水平遮阳板长度0.4m,水平延伸长度0.8m或垂直遮阳板长度0.33m。 或采用有遮阳功能的窗户。 建筑构件(阳台,搁板等)及建筑物自身也能形成遮阳.,水平遮阳,垂直遮阳,L,H,N,窗户,分层遮阳,由建筑方位角形成的遮阳,S,墙面方位角,S,N,南京地区: 北纬 32004 夏至日南京太阳位置参数及遮阳计算(窗户宽1.2m,高1.5m,至顶板0.2m),玻璃窗的遮阳系数SC GB50189 公共建筑节能标准,遮阳系数SC的定义: 通过玻璃窗的太阳辐射得热率 相同入射条件下3mm标准玻璃窗的太阳辐射得热率. 玻璃窗的遮阳系数SC的计算公式 : SC=
7、SCSD,SC为玻璃本身的遮阳系数,SD为外遮阳设施的遮阳系数。 SD按照GB50189附录A提出的方法确定。当无外遮阳时,SD=1。 SC是玻璃对阳光的遮蔽系数与窗框面积的修正系数的乘积,与玻璃材料、窗框面积大小有关。 SC由建筑师确定, 供应商按此提供产品. 注意:玻璃对可见光的透射率不小于0.4 SC较小有利.,太阳光谱与辐射特性,波长m,0.15,0.38,0.76,100,紫外线 占太阳辐射总量 7%,可见光 占太阳辐射总量 50%,红外线 占太阳辐射总量43%,常温物体的辐射,0.76,4.5,25.0,100,波长 微米,Low-E的反射范围,反射率80%,常温物体的辐射范围,玻
8、璃的选择,兼顾夏季遮阳与冬季得热要求. 包括对外遮阳形式的选择亦是如此. 选择玻璃要考虑其特性 -对阳光不同频率光波的反射与透射特性 希望能将红外反射而具有一定的可见光透过率. -辐射的方向性,常用中空玻璃材料,白玻 吸热玻璃 增大吸热量,由室外空气带走,减少进入室内热量,但对于温差传热量无减少. 阳光控制玻璃(热反射) 在玻璃表面涂上金属化合物膜, 可以改变玻璃的反射率和对可见光的透射率. 通过膜的组合实现.对远红外反射效果低. Low-E玻璃 对远红外有较高反射率的镀膜玻璃,玻璃种类,中空组合,中空K值,透过率%,透明玻璃 6白玻+12+ 6白玻 2.7 72 吸热玻璃 6蓝玻+12+ 6
9、白玻 2.7 43 热反射玻 6反射+12+6白玻 2.6 43 Low-E 6白玻+12+ 6L-w 1.9 66 Sun-E 6 Sun+12+ 6白玻 1.8 38,几种中空玻璃的性能,3.5 热阻,导热热阻 Rd: m2.k/W 材料厚度 () (m) 材料导热系数() (w/m.k) 对流热阻 R: 1/ :对流换热系数 W/m2.k 墙体内外表面热阻共0.15 m2.k/W,总热阻=各部分热阻之和,室外对流热阻,室内对流热阻,材料导热热阻,材料导热热阻,材料导热热阻,R=1/i+/+1/o,坡屋面,波型瓦 10mm 空气间隙层 混合砂浆 25 防水水泥砂浆 15 挤塑聚苯板35 (
10、公建) 聚氨酯 水泥砂浆 20 混凝土板 100 纸筋石灰砂浆 10 R = 1.47m2K/W , D =2.64 寒冷公建 R = 1.7m2K/W,不住人的坡屋顶,不计算空气层的热阻?,热惰性指标D,D=R*S 热阻与蓄热系数的乘积 S: 蓄热系数. 由材料的热容量(容重与比热的乘积)决定. D : 综合反映了材料抵抗热流大小和温度波动的能力. 多层材料: D=(R*S) 注: 空气层的蓄热系数为0. 住宅的墙体热阻限值与D有关系. D越大,R可以小. 冬季室外采暖计算温度亦与D有关.,3.6 建筑物耗热量指标 (Index of heat loss of building) 按照冬季室
11、内热环境设计标准和设定的计算条件,计算出的单位建筑面积在单位时间内消耗的需要由采暖设备提供的热量。 3.7 建筑物耗冷量指标 (Index of cool loss of building) 按照夏季室内热环境设计标准和设定的计算条件,计算出的单位建筑面积在单位时间内消耗的需要由空调设备提供的冷量。,3.6: 耗热量指标的计算,qH=qHT+qinf qI.H 其中: qH 采暖期耗热量指标 w/m2 qHT 单位建筑面积通过外围护结构传热耗 热量指标 w/m2 qinf-单位建筑面积的换气(包括门窗缝隙,外门开启换气扇)耗热量 w/m2 qI.H 单位建筑面积的建筑物内部得热量 w/m2 取
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