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1、第六章 住宅建筑节能设计,地理位置与气候特点,地理位置：处于北半球的中低纬度（北纬55C20C）；气候与气候特征：-大部分地区属于东亚季风气候，同时带有很强的大陆性气候特征-冬季十分寒冷：冬季气温与世界同纬度地区相比，低5C18C；-夏季十分炎热：夏季气温与世界同纬度地区相比，高2C；并不断提高；-冬夏持续时间长，春秋季节短；,地理位置与气候特点,气候分区 根据中国建筑气候区划标准和中国建筑热工设计分区标准，中国划分成：严寒地区寒冷地区夏热冬冷地区温和地区夏热冬暖地区_ 一般地说，严寒和寒冷地区为北方地区；夏热冬冷和温和地区为过渡地区；夏热冬暖地区为南方炎热地区,民用建筑热工设计规范,6-1我
2、国的建筑节能政策,主要目标与内容(Main goal and contents)第一阶段（1986年1995年）：新设计的采暖居住建筑能耗水平应在19801981年当地通用设计标准能耗基础上节能30%；第二阶段（1996年2000年）：新设计的采暖居住建筑要在1995年底的基础上再节能30%，即在19801981年当地通用设计标准能耗基础上节能50%；第三阶段：2005起新建采暖居住建筑应在此基础上再节能30%；,6-1我国的建筑节能政策,主要目标与内容(Main goal and contents)供热按热量计量收费改革工作：1998年开展试点；2000年在重点城市新建建筑中推行；2010年
3、全面推广；既有建筑节能的改造工作；2000年重点城市开始；2005年各城市普遍开始；2010年全面推广；,6-1我国的建筑节能政策,主要目标与内容(Main goal and contents)公共建筑节能工作2000年新建采暖公共建筑作到节能50%；2010年在此基础上在节能30%；夏热冬冷建筑节能工作2000年开始执行建筑热环境及建筑节能标准；2005年重点城市进行建筑热环境及节能改造；2010年各城镇进行建筑热环境及节能改造；太阳能在建筑中的应用南方炎热地区建筑节能工作,6-1我国的建筑节能政策,优先领域 Preferred field建筑类型：首先从居住建筑开始，逐步到公共（商用）建筑
4、，然后是工业建筑；地域上逐步扩展：首先从北方采暖地区开始，然后发展到夏热冬冷过渡地区，并扩展到南方炎热地区；从新旧建筑上，首先从新建建筑开始，接着是近期必须改造的热环境很差的结露建筑和危旧建筑，然后是其他保温不好的建筑围护结构和供热制冷系统；从几个工作基础比较好的城市开始，再发展到一般城市和城镇，然后扩展到广大农村；,6-1我国的建筑节能政策,重点：focal point of the work北方采暖地区 城市 新建 住宅Heating area,cities,new building,residential buildings 过渡地区和南方炎热地区 城市 新建 住宅Transition
5、zone and warm zone,cities,new buildings,residential buildings,6-1我国的建筑节能政策,建筑节能技术政策纲要严格实行建筑的节能设计积极采用节能建材，重视节能的建筑设备与产品开发加强建筑节能的标准化工作发展建筑节能科学技术体系加强已有建筑的节能改造实施建筑节能技术政策的措施,建筑节能经济鼓励政策与管理政策,6-1我国的建筑节能政策,制定了一批建筑节能的技术标准和技术规程民用建筑热工设计规范GB50176-93旅游旅馆建筑热工及空气调节节能设计标准GB50189-93民用建筑节能设计标准（采暖居住建筑部分）JGJ26-95工程设计节能技
6、术暂行规定GBJ6-85既有建筑节能改造设计标准民用建筑节能检测技术规程夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准夏热冬暖地区居住建筑节能设计标准公共建筑节能设计标准膨胀聚苯板薄抹灰外墙外保温系统外墙外保温施工技术规程 JGJ1442004绿色建筑技术导则绿色建筑评价标准,6-2严寒与寒冷地区住宅设计（设计原则、方法）,6-2-1严寒与寒冷地区住宅设计总的要求：寒地居住建筑设计在满足一般居住建筑设计原理的同时，还要满足 冬季保温设计、采暖设计和住宅建筑节能设计的要求。必须将冬季防寒保温设计、采暖设计、建筑节能设计、居住功能设计、环境质量设计综合为一体，按统一的目标进行设计。因此为了有别于传统住宅设计，我
7、们提出节能型住宅的概念。所谓节能型住宅是指采用综合节能设计和应用综合节能措施，使新 建住宅冬季采暖耗煤量指标比我国寒地19801981年所建住宅总体上降低50，同时居住功能和环境质量不断增长的符合现代生活需要的住宅。应按采暖居住建筑进行设计。设计时应符合民用建筑节能设计标准（采暖居住建筑部分）的要求,6-2-2严寒与寒冷地区住宅节能设计的思路方法,。,。,，,为满足前面所提的目标，住宅设计应重点突出如下几个方面：规划布局：1 建筑不宜选址在山谷、洼地、沟底等凹地里。2 争取日照 向阳避风 选择最佳朝向（坐北朝南）,.,.,满足日照间距要求 利用住宅群的合理布局，争取日照。3避免季风干扰主要是冬
8、季季风形成的强烈西北方向冷风气流。“风影效应”（建筑间距1：2）,.,减少季风主导方向与建筑物长边的入射角度。,.,避免局部疾风,低层与高层组合时的“风旋”,建筑山墙之间的“风槽”,低层与高层组合时的“风洞”和“拐角气流”,群体布置的突变,.,.,利用合理的建筑形态，形成优化的微气候的良好界面，避风节能。,.,.,4建立气候防护单元,住宅节能设计（单体）,1控制住宅的体形系数 建筑体形系数是指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。住宅建筑耗热量指标随体型系数增长而增加，从有利节能出发，体 型系数应尽可能小。民用建筑节能设计标准规定“建筑物体型系数宜控制在0.30及0.30以下
9、；若体型系数大于0.30，则屋顶和外墙应加强保温。”可从以下几个方面入手：合理扩大进深尺寸 合理利用住宅类型特征（小天井、内廊式）平面空间组合集中紧凑，尽量减少凹凸变化。合理提高层数，加大体积。加大建筑物体量。（应避免作2000以下的小体量，以30004000 为宜）缩小建筑物长、宽、高边长比率，减少体形系数。,住宅节能设计（防寒、保温）.,.,2扩大南向得热面的面积3 窗户的节能设计 由于每平米窗面积比每平米维护砌体的总传热量大的多，所以应在保 证日照、采光、通风、观景要求条件下，尽量缩小开窗洞口面积；提高窗户的气密性，减少冷风渗透；提高窗户本身的保温性能，减少窗 户本身传热量均是窗户节能设
10、计的重要方面。住宅节能设计标准规定北向窗墙面积比0.25，东西向0.30，南向0.35，设计中应执行标准规定，若采用新型节能窗，其窗面积可以适当增大。,.,.,4选用高效、合理、经济的节能围护体系 包括墙体节能和屋面节能，根本出路在于发展高效保温的保外温复合外墙围护体系。5加强冷桥节点部位的保温构造设计 6加强住宅楼公共空间的防寒设计 采暖住宅公共楼梯间和公共走廊应设门、窗；楼梯间隔墙和户门应采取保温措施；在室外温度低于6的地区，楼梯间应采暖和设防风门斗。,。,。,住宅套型设计1 加大进深带来问题的解决2 严寒地区住宅套内空间配置和环 境要求 将朝向最好的空间作为起居室，同时卧室也要有好的朝向
11、以满 足户内活动较多的需要。设1.5的衣帽前室。储藏空间的设置。室内应设置通风换气设施。3 套内空间的节能设计 功能分区与热环境分区结合。设“温度阻尼区”P168 减少南阳台数量的设置，控制 进深尺寸。,。,。,实例：北京市住宅节能示范小区北潞春小区、新康小区 住宅平面,。,。,墙体保温设计,在承重墙内壁设60mm厚自熄性聚苯板，中间留有20mm厚空气层。这种做法在边角和不同墙质的结合处要特别加以处理。优点是成本较低，施工技术成熟。,在承重墙外壁设自熄性聚苯板。优点是冷桥较少，且保温层不受住户室内装修影响。但施工技术要求高，成本稍高。,6-2-3 民用建筑节能设计标准（采暖居住建筑部分）,1、
12、准则1.0.1 强调建筑设计和采暖设计1.0.2 适用于新建和扩建工程1.0.3 应符合有关标准、规范和规程,2、术语 符号,2.0.1 采暖期室外平均温度te 见附录A2.0.2 采暖期度日数2.0.3 采暖能耗2.0.4 建筑耗热量指标：在采暖期室外平均温度条件下，为保持室内计算温度，单位建筑面积在单位时间内消耗的、需由室内采暖设备供给的热量，单位：W/m2。2.0.5 采暖耗煤量指标：在采暖期室外平均温度条件下，为保持室内计算温度，单位建筑面积在一个采暖期内消耗的标准煤量，单位：kgm2。,2、术语 符号,2.0.6 围护结构传热系数：围护结构两侧空气温差为1K，在单位时间内通过单位面积
13、围护结构的传热量，单位：W/(m2K)。2.0.7 建筑物体形系数：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。外表面积中，不包括地面和不采暖楼梯间隔墙和户门的面积。2.0.8 窗墙面积比：窗户洞口面积与房间立面单元面积(即建筑层高与开间定位线围成的面积)的比值。,2、术语 符号,2.0.6 围护结构传热系数：围护结构两侧空气温差为1K，在单位时间内通过单位面积围护结构的传热量，单位：W/(m2K)。2.0.7 建筑物体形系数：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。外表面积中，不包括地面和不采暖楼梯间隔墙和户门的面积。2.0.8 窗墙面积比：窗户洞口面积与房间立面单元
14、面积(即建筑层高与开间定位线围成的面积)的比值。,3、建筑物耗热量指标和 采暖耗煤量指标,3.0.1 建筑物耗热量指标:qH=qH.T+qINF-qI.N 3.80w/m23.0.2 围护结构传热耗热量:m qH.T=(ti-te)(i Ki Fi)/A0 i=13.0.3 空气渗透耗热量:qINF=(ti-te)(C N V)/A0 换气次数0.5L/h3.0.4 采暖耗煤量指标 qC=24 Z qH/Hc 1 2 管网 锅炉(标准煤热值，取8.14x103 W h/0.90 0.68)采暖期天数,3、建筑物耗热量指标和 采暖耗煤量指标,3.0.1 建筑物耗热量指标:qH=qH.T+qINF
15、-qI.N 3.80w/m23.0.2 围护结构传热耗热量:m qH.T=(ti-te)(i Ki F)/A0 i=13.0.3 空气渗透耗热量:qINF=(ti-te)(C N V)/A0 换气次数0.5L/h3.0.4 采暖耗煤量指标 qC=24 Z qH/Hc 1 2 管网 锅炉(标准煤热值，取8.14x103 W h/0.90 0.68)采暖期天数,4、建筑热工设计（4.1一般规定、4.2围护结构设计）,411 建筑物朝向宜采用南北向或接近南北向，主要房间宜避开冬季主导风向。412 建筑物体形系数宜控制在0.30及0.30以下；若体形系数大于0.30，则屋顶和外墙应加强保温，其传热系数
16、应符合表421的规定。413 采暖居住建筑的楼梯间和外廊应设置门窗；在采暖期室外平均温度为-0.1-6.0的地区，楼梯间不采暖时，楼梯间隔墙和户门应采取保温措施；在一6.0以下地区，楼梯间应采暖，入口处应设置门斗等避风设施。,4、建筑热工设计（4.1一般规定、4.2围护结构设计）,421不同地区采暖居住建筑各部分围护结构的传热系数不应超过表421规定的限值。422 当实际采用的窗户传热系数比表421规定的限值低05及05以上时，在满足本标准规定的耗热量指标条件下，可按本标准301303条规定的方法，重新计算确定外墙和屋顶所需的传热系数。,4、建筑热工设计（一般规定、围护结构设计）,全国主要城镇采暖期有关参数及建筑物耗热量指标、采暖耗煤量指标,不同地区采暖居住建筑各部分围护结构传热系数限值W/(m2,不同朝向的窗墙面积比,。,。,。,。,。,
