《南方建筑节能》PPT课件.ppt

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1、,湖南大学建筑学院：刘宏成0731-88821924 13755061748 LHC,南方建筑节能新技术,建筑节能的国内外现状 建筑节能基本理论与构造作法夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准 公共建筑节能设计标准,内容：,湖南大学建筑学院：刘宏成0731-88821924 13755061748 LHC,建筑是艺术的,建筑更是技术的,湖南大学建筑学院：刘宏成0731-88821924 13755061748 LHC,几个热点名词,1、绿色建筑2、生态建筑3、可持续建筑4、健康建筑5、节能建筑,节能建筑：达到国家现行节能标准要求的建筑。,我国现行节能标准：节能50%,1、民用建筑节能设计标准（采暖居

2、住建筑部分）JGJ26952、夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准JGJ134-20103、夏热冬暖地区居住建筑节能设计标准 JGJ75-20034、公共建筑节能设计标准GB50189-2005,冬暖夏凉不使用采暖空调设备 节能50%以上使用采暖空调设备,节能建筑基本理念,节能示范小区介绍,建筑节能的国内外现状 建筑节能基本理论与构造作法湖南省居住建筑节能设计标准 公共建筑节能设计标准,内容：,第一篇 建筑节能的目的意义、国内外现状,一、热工设计分区 二、夏热冬冷地区概况、范围、气候 湖南省气候、室内热环境现状三、建筑节能的目的、意义四、国内外现状,一、热工设计分区,民用建筑热工设计规范GB 50

3、176-93:全国分五个区,区：严寒地区、寒冷地区、夏热冬冷地区、,夏热冬暖地区、温和地区。,分区见图1。,分区指标:,根据民用建筑热工设计规范GB50176-93,最冷月平均温度-10 日平均温度5的天数 145d,设计要求：满足保温，可不考虑防热,严寒地区-区：,分区指标:,根据民用建筑热工设计规范GB50176-93,最冷月平均温度0-10 日平均温度5的天数90145d,设计要求：冬季保温，兼顾防热,寒冷地区-区：,分区指标:,根据民用建筑热工设计规范GB50176-93,夏热冬冷地区-区：,最冷月平均温度010 最热月平均温度2530 日平均温度5的天数090d 日平均温度25的天数

4、40110d,设计要求：防热为主，兼顾保温,分区指标:,根据民用建筑热工设计规范GB50176-93,夏热冬暖地区-区：,最冷月平均温度 10 最热月平均温度2529 日平均温度25的天数100200d,设计要求：必须防热，可不考虑保温,分区指标:,根据民用建筑热工设计规范GB50176-93,温和地区-区：,最冷月平均温度013 最热月平均温度1825 日平均温度5的天数090d,设计要求：部分地区考虑保温，不考虑防热,二、夏热冬冷地区概况,根据民用建筑热工设计规范，属区。,最冷月平均温度010 最热月平均温度2530 日平均温度5的天数090d 日平均温度25的天数40110d,设计要求：

5、防热为主，兼顾保温,分区指标,1、夏热冬冷地区的范围,大致为长江中下游地区，包括上海、重庆二直辖市，湖北、湖南、江西、安徽、浙江五省全部，四川、贵州二省东半部，江苏、河南二省南半部，福建省北半部，陕西、甘肃二省南端，广东、广西二省区北端，涉及16个省、市、自治区，见图2。人口约5.5亿，国内生产总值约占全国的48%，是我国人口最密集、经济文化较为发达的地区。,图2 夏热冬冷地区,四季分明，春秋季气候宜人。夏季闷热，高温高湿。,2、夏热冬冷地区气候,高温天气：日最高35，日最低28，日照强烈。高湿天气：相对湿度70 80%。,冬季阴冷潮湿日照率低：东50%，中30%，西10 20%左右。相对湿度

6、：70 80%,湖南省位于夏热冬冷地区中南部，全省土地面积21.18万km2，处于东经1084711415，北纬24383008之间，2003年底人口6663万。因大部份地区在洞庭湖之南，故名“湖南”。又以省内最大河流为湘江，而简称“湘”。距海稍远，大陆性气候明显。,3、湖南省的气候,四季分明，春秋季气候宜人。夏季闷热，日照强烈，高温高湿。冬季阴冷潮湿，日照率低。相对湿度年均7883%。,具有春温多变，夏秋多旱，严寒期短，暑热期长等特征,主要气候要素地区分布如下图：,3、湖南省的气候,湖南省地势图,朝北开口的“马蹄”形盆地 受北方冷空气影响重,地形,1月平均气温,单位：,月均温度比同纬度邻近地

7、区低 等温线东西走向，南北差约3 月均气温48 0以下天数2037天 极端最低气温-18.1,气温：1月最冷,7月平均气温,单位：,气温：7月最热,月均温度比同纬度邻近地区高 等温线南北走向，东西差3.5 月均气温2730 30以上天数3045天 极端最高气温曾达43,7月总辐射,单位：kcal/cm2.m,1Kcal/cm2.m=16.15W/m2,太阳辐射,7月最强 总幅射值644MJ/m2,1月总辐射,单位：kcal/cm2.m,1Kcal/cm2.m=16.15W/m2,1月最弱 总幅射值196MJ/m2,太阳辐射,年日照百分率,东多西少 2、3月最少 7、8月最多,日照百分率,一月日

8、照百分率,东多西少 2、3月最少 7、8月最多,日照百分率,七月日照百分率,东多西少 2、3月最少 7、8月最多,日照百分率,年平均相对湿度,单位：,一月平均相对湿度,单位：,七月平均相对湿度,单位：,年平均风速,单位：m/s,一月平均风速,单位：m/s,七月平均风速,单位：m/s,典型建筑构造：240砖墙，单层窗，通风屋顶。隔热保温性能差，夏季闷热，冬季阴冷。评价：全国最差，夏热冬冷。夏季：电风扇、空调。冬季：电暖器、暖风机、炉子、火盆、空调。,4、热环境现状,给建筑穿衣戴帽,三、建筑节能的目的、意义,1、能源短缺，浪费惊人,建筑能耗：28.3%住宅能耗组成：采暖空调65%，热水15%，电照

9、14%，炊事6%煤炭200年 石油3040年 能源效率：集中锅炉房6070%，火电30%，小煤炉：15%。,节约能源，保护环境可持续发展,、节能对象：采暖、空调,2、环境污染，破坏严重,我国能源构成：常规能源为主，如煤炭、石油、植物秸杆等。,全球变暖：温室效应CO2 酸雨：SO2 沙尘暴：植被减少,1、始于1973年世界能源危机。2、政府：提供优惠政策、低息无息贷款、配套资金，编 制标准规范引导。3、目前：标准规范完善、技术成熟、产品体系配套、市 场运行。4、趋势：生态建筑、绿色建筑、可持续发展建筑。5、概念：建设与使用过程中对生态环境和人体健康不产 生有害的影响。即：资源的低消耗、可再生、无

10、污染。,四、国内外现状,国外（发达国家）,2、1986年颁布“节约能源管理暂行条例”，标志政府开始关注节能。指出“开源节流”并重。开源开发利用新能源和可再生能源 节流节约能源。,国内,1、建筑节能的研究与发达国家基本同步开始，但 发展缓慢。,第一阶段：19861995 目标：节能30%。执行标准：民用建筑节能设计标准（采暖居住建筑部分）（JGJ26-86）。地区：严寒、寒冷地区 参照标准：当地8081年标准图。,3、我国建筑节能的阶段：三阶段或“三步走”。,目标：节能50%。执行标准：民用建筑节能设计标准（采暖居住建筑部分）（JGJ26-95）。夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准（JGJ134-

11、2001）夏热冬暖地区居住建筑节能设计标准（JGJ 75-2003）公共建筑节能设计标准GB50189-2005 地区：严寒、寒冷、夏热冬冷、夏热冬暖地区,第二阶段：19962005,目标：节能65%。执行标准：地区：全国范围,第三阶段：2005,严寒及寒冷地区（北方）：政策基本配套，技术基本成熟，开始大量推广应用，市场萌芽尚不健全。夏热冬冷地区：上海搞得较好，南京、重庆、杭州、武汉等也已全面展开 夏热冬暖地区：2003年10月1日施行标准，起步 温和地区：开始考虑,4、现状,中华人民共和国节约能源法1997年11月1日通过中华人民共和国建筑法，1997年11月1日通过中华人民共和国可再生能源

12、法，2005年2月28日通过，年月日起施行。建筑节能管理条例（征求意见稿）,5、目前可供依据的法规及标准,法规政策:,设计标准 施工、验收标准 产品标准 推荐性标准图集,5、目前可供依据的法规及标准,标准规范:,第二篇 建筑热工与节能基本理论,室内热环境 传热学 日照 通风 传湿及湿度控制,第二篇 建筑热工与节能基本理论,q人体热负荷（w/m2）qm人体新陈代谢产热率（w/m2）qc人体对流换热率（w/m2）qr人体辐射换热率（w/m2）qw人体蒸发换热率（w/m2）,第一章 室内热环境,讨论：1、q=0，体温不变。q0，上升；q0，下降。2、q=0时，人体不一定舒适。如烤火、满头大汗、火车风

13、。3、舒适状态：如上图比例,一、人体热平衡q=qmqcqrqw,qm 大小与人体活动状态 有关；2.qc 与皮肤和环境温差、风速成正比；3.qr 与皮肤和环境内表 面温差成正比；4.qw 风速正比，空气温 度反比。,1空气温度ti 2相对湿度i3风速vi 4辐射温度tr5人体衣着 6qm,二、人体热平衡的影响因素,讨论：影响热感的因素,空气温度ti，相对湿度i，辐射温度tr，风速v。,室内热环境质量：,有效温度（ET）热应力指数（HSI）预测热感指数（PMV）1、丹麦学者范格尔（P.O.Fanger）2、f(ti，i，v，tr，qm，Rclo)=03、是目前较全面，应用最广的评价体系。4、称P

14、MVPPD评价体系,三、热环境的综合评价方法,第二章 传热基本知识,第一节 传热方式,温差导致热转移，有三种方式：导热、对流、热辐射。,第一节 传热方式,对流：流体间相对运动、互相掺和传热。热流量：热辐射：以电磁波的形式传热。1、特点：不需中间介质，凡温度高于绝对零度（-273）的物体都产生热辐射。辐射本领：,2、辐射能的吸收、反射和透射,一些材料的C、及S值 表2-1,注意：建筑围护结构对太阳辐射的s,因太阳辐射短波，建筑长波。反射系数：白色表面可见光大长波小，磨光面均小。玻璃的透过系数：可见光大，长波小“温室效应”,第二节 平壁的稳定传热,一、平壁传热过程,设已知：平壁厚d，导热系数，室内

15、外空气温度ti、te，且ti te。,1、内表面吸热：2、材料层导热：3、外表面散热：4、整理 则：,建筑热工中，常用下式表示：,式中：R0总传热阻（m2k/w）K0平壁总传热系数（w/m2k）分析：（1）R0与q反比，R0越大，q，保温性能越好。（2）K0与q正比，K0越大，q，保温性能越差。,二、分部热阻的计算,公式：,1、内表面换热阻Ri：查规范，墙体0.11 m2k/w。2、外表面换热阻Re：查规范，墙体冬季0.04 m2k/w，夏季0.05 m2k/w。,3、壁体传热阻,（1）单一材料层：,例题,例题1：,240厚墙体的R值,砖墙：,钢砼墙：,（m2k/w）,（m2k/w）,例题2：

16、,两种墙体的R值,240砖墙：,190砼空心砌块墙：,（m2k/w）,（m2k/w）,例题3：,窗、墙R值的对比：,砖墙：,单层玻璃：,（m2k/w）,（m2k/w）,两者差三倍,例题4：,R值相同时不同材料所需厚度：,聚苯板厚度：,（2）多层均质材料层：,（3）组合材料层：,修正系数，查表（规范）。,二、分部热阻的计算,公式：,1、内表面换热阻Ri：查规范，墙体0.11 m2k/w。2、外表面换热阻Re：查规范，墙体冬季0.04 m2k/w，夏季0.05 m2k/w。,3、壁体传热阻,（1）单一材料层：,三、封闭空气间层的传热,过程：导热、对流、辐射综合作用。热阻R：试验测定，见下表。,冬季

17、封闭空气间层热阻值R（m2.k/w）,三、封闭空气间层的传热,单双层窗对比,单层玻璃：,双层或中空玻璃：,（m2k/w）,（m2k/w）,例题5：,三、封闭空气间层的传热,夏季封闭空气间层热阻值R（m2.k/w）,热流状况：向下大、向上小、垂直中间，分别表示地、墙和屋面。间层厚度加大，热阻增加，但50mm到极限，表明对流加剧。单双面贴铝箔，可大大减少辐射传热，增加R，且d,R。提高保温性能应采用：a增加层数；b贴铝箔；c填充保温材料。,三、封闭空气间层的传热,讨论：,第三节 平壁的周期性传热,一、简谐热作用,二、半无限厚平壁在间歇热作用下的传热特征,三、计算（1）室外温度谐波传至内表面的总衰减

18、度和总相位延迟,b相位延迟,（2）室内温度谐波传至平壁内表面时的衰减和延迟,a总衰减度,1、避风向阳：争取良好的日照南北向。2、加强气密性，减少冷风渗透。3、提高围护结构的保温性能。4、减小体形系数。,二、节能途径,给建筑穿衣戴帽,三、围护结构的保温,1、墙体：分单一材料墙、复合材料墙两种（见图片）,（1）单一材料墙 砖、空心砖、钢筋砼、普通及轻砼空心砌块等 提高保温隔热性能的方法：由公式：两个办法：增加厚度d，造价增加、占面积 选用小的材料：只有加气砼有前途,（2）复合材料墙,分三类：,发挥材料各自优势：承重、保温，最有发展前途 内保温：施工简单、造价低 热桥多、内应力、内部结露、室温波动大

19、 外保温：无热桥、保护承重结构、耐久性好、室温稳定 造价略高、外饰面难度大 夹心保温：中间产品，墙厚度大。方向：板材,2、屋面,屋面保温做法较简单，增加保温层厚度 有正、倒置屋面两种 倒置屋面：防水层得到保护，耐久性好 要求保温材料不吸水,3、地面,人脚对温度最敏感 地面按吸热指数分凉、中、暖性地面三种 面层材料容重大，吸热指数大，凉。如石材、水磨石等 木地面为暖性地面 地板采暖如下图：,适宜人的活动,提高了采暖的舒适度,空调,地暖,地板采暖-应用范围-,地板采暖-系统示意-,4、热桥的处理,保温砂浆,保温砂浆,减少冷风渗透 1、采光与通风的分离。2、块型加大，减小缝长。3、提高密闭性。提高保

20、温性能 1、玻璃：中空、真空、LOW-E、填充保温材料 2、框料：塑钢、断热桥铝合金 外部保温构件：窗帘、保温板,四、门窗,断冷热桥铝合金型材,1、太阳房：主、被动。2、太阳能热水与采暖。3、太阳能电池。,五、太阳能的利用,一、夏季室内过热的原因及防热途径实例介绍 长沙芙蓉广场中厅穹顶改造,第四章：建筑防热,一、夏季室内过热的原因及防热途径（一）过热原因1、太阳辐射：室外综合温度高。由窗口进入。2、围护结构隔热性能差3、房屋密闭性差：室内外空气对流4、相邻建筑、地面、路面的反射辐射与长波辐射。5、室内设备产热。,第四章：建筑防热,1、减少室外热作用：绿化、水面2、建筑朝向、体形3、遮阳：窗口、

21、屋面、墙面4、围护结构隔热与散热5、合理的自然通风6、减少室内余热：节能设备,(二）防热途径,（一）隔热设计标准民用建筑热工设计规范（GB50176-93）规定:i.maxte.max,二、围护结构隔热设计,（三）室外综合温度计算,二、围护结构隔热设计,（二）内表面最高温度计算,1、实体隔热屋面：空调建筑，办公、学校晚上不用的建筑。2、种植屋面：无土草坪3、架空通风屋面：间层高200左右，檐口进风、屋脊出风。预制板、大阶砖架空。槽板、大瓦通风。双层屋面。吊顶。4、蓄水屋面：水深50200，种浮生植物或浅色漂浮物。5、反射降温屋面：浅色硕石、涂料、通风屋面加铝箔。6、蒸发降温屋面：淋水、喷雾、硕石灌水。,三、屋面隔热,1、适当的R、D值。2、通风遮阳墙砖墙通风间层。板材空挂。铝板、压型钢板。3、反射隔热墙体浅色外饰。通风间层加铝箔。4、遮阳阳台、雨蓬、挑檐、绿化、外廊、花格外挑等。5、附墙植物、喷雾、淋水等。,四、墙体隔热构造,1、避免东西向窗。2、限制窗面积。3、遮阳。4、玻璃：中空、吸热、反射玻璃。5、反射窗帘。6、密闭。7、合理的通风。,五、窗的隔热,