【最新】武汉市公共建筑建筑节能设计要点.pdf
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1、.可编辑公共建筑建筑节能设计要点一公共建筑的界定公共建筑主要包含:办公建筑(包括写字楼、行政和事业单位的办公楼等);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、广播电视建筑等);交通运输建筑(如汽车客运站、铁路客运站、航空客运站、港口客运站建筑等)。凡不设采暖空调系统的单层或多层独立式商业仓库、市场(如菜市场、建材市场、水暖、器材市场等)建筑,不执行公共建筑节能设计标准;对设有采暖或空调系统(包括房间空调器)的市场建筑,以及居住建筑底部的商场、商铺,应执行公共建筑节能设计标准。二公共
2、建筑与居住建筑有连接部位时的节能设计1 公共建筑与居住建筑衔接部位的传热系数K,应按公共建筑和居住建筑节能设计标准中的最小值设计。例如:公共建筑顶层与居住建筑底层相连楼面,应执行湖北省地方标准居住建筑节能设计标准DB42/301,按 K0.65W/(m2 K)设计;居住建筑顶层与公共建筑底层相连楼面,应执行GB50189,按 K 0.70W/(m2 K)设计;公共建筑和居住建筑的连接墙体,应执行 GB50189,按 K1.0W/(m2 K)设计。2 当计算公共建筑与居住建筑的体型系数时,两者的外包面积和体积分别计算,相交部分的面积不参与提醒系数的计算。3 计算建筑物采暖空调能耗时,公共建筑和居
3、住建筑的连接部位按不传热的绝热体设置。.可编辑三公共建筑节能 50 的内涵公共建筑节能50的内涵是:以20 世纪 80 年代初期的“基准建筑”(其围护结构按不同地区的传统做法,外窗遮阳系数 SC不分地区均取 0.80;采暖燃煤锅炉效率均取0.55,离心机水冷机组的能效比取4.2,螺杆机水冷机组的能效比取 3.8;照明用电量均取25 W/m2),在保持与公共建筑节能设计标准 GB50189 第 3 章规定的室内环境参数条件下,其全年的暖通空调和照明计算能耗为100;在保证公共建筑节能设计标准第3 章规定的室内环境参数条件下,通过采取合理的节能型建筑总平面布置和单体建筑设计(使所设计的建筑符合GB
4、50189 第 4 章第 1 节及 4.2.7 条、4.2.9 条的规定),加强建筑物围护结构的热工性能(使其符合GB50189 第 4 章第 2 节的规定性指标),提高暖通空调设备及其系统的效率(使其符合GB50189第 5 章的规定),使照明设备及其系统符合建筑照明设计标准GB500342004 的有关规定,并按照GB50189 第 5 章第 5 节的规定,加强暖通空调设备及其系统的运行监控等措施,使所设计的公共建筑的全年暖通空调和照明计算能耗相当于“基准建筑”能耗的50。由于公共建筑的功能多样,能耗情况复杂,不同的公建能耗相差甚远(例如,武汉 9 栋商场、办公楼、酒店的全年能耗调查测试结
5、果表明,全年能耗量为 0.386 2.579 GJ/m2,其中空调能耗量为0.137 0.858 GJ/m2,全年能耗最大与最小的相差6.7 倍,空调能耗最大与最小的相差4.4 倍,空调能耗与总能耗的比例为22.379.4),加上全国的气侯条件相差很大,因此,各地围护结构、暖通空调和照明所分担的节能率也相差很大。全国从北到南,围护结构部分分担的节能率约的2513,暖通空调系统分担的.可编辑节能率约为 2016,照明系统分担的节能率约为718,50的节能率只是代表全国的总体节能水平,单个建筑物的节能率可能超过或不及50%。四实现节能 50 目标的设计途径公共建筑实现节能50目标的设计途径有两种:
6、1 按规定性指标实现节能50目标的设计途径。使所设计建筑物的朝向、体形系数(对严寒和寒冷地区)、围护结构、暖通空调系统、照明系统全部符合公共建筑节能设计标准第4 章第 1 节与第 2 节、第 5 章的规定、以及建筑照明设计标准的节能设计规定,则该建筑为节能50的公共建筑。2 按性能指标实现节能50目标的设计途径。当所设计建筑的体形系数或部分围护结构不符合标准GB50189 的规定,则应采取加强另一部分围护结构热工性能的措施,按照GB50189 第 4 章第 3 节各条规定的方法,对围护结构热工性能作权衡判断(首先计算参照建筑其形状、大小、朝向、内部的空间划分和使用功能应与所设计建筑完全一致,外
7、围护结构的热工性能参数完全符合GB50189的规定在规定条件下的全年采暖和空调能耗,将这个能耗作为控制能耗,再计算所设计建筑在同样条件下的全年采暖和空调能耗,如果这个能耗值大于参照建筑的控制能耗值,则必须调整围护结构的设计参数,再重新计算所设计建筑的全年采暖和空调能耗,直至其值小于控制能耗值为止),权衡判断合格的建筑也是节能50的公共建筑。围护结构热工性能的权衡判断,过程复杂繁锁,计算易于出错,加上DOE2 计算软件专业性较强,不适用于工程设计等问题,对新建建筑,宜.可编辑采用按规定性指标达标的设计途径,只有对部分既有建筑的节能改造设计,才适宜走按性能指标达标的设计途径,现阶段,宜请专业人员做
8、围护结构热工性能权衡判断工作。五总平面布置和建筑平面设计1 建筑总平面的布置和设计,对严寒、寒冷和夏热冬冷地区,宜利用冬季日照并避开冬季主导风向,设置空调的地区,宜利用夏季自然通风,以降低空调能耗。建筑的主朝向宜选择本地区最佳朝向或接近最佳朝向。对湖北省而言:最佳朝向为南南偏东10范围(鄂东、鄂南、鄂中夏季酷热地区)和南偏东 10南偏西10范围(鄂西、鄂北地区);适宜朝向为南偏东30南偏西 30范围。2 严寒、寒冷地区建筑的体形系数应小于或等于0.40。否则,必须进行围护结构热工性能的权衡判断。3 夏热冬暖和夏热冬冷地区以及寒冷地区中夏季炎热地区的建筑中庭,应在其上部的外墙上开设窗户或其它形式
9、的通风口,充分利用夏季穿堂风降低中庭环境温度,当不便开设窗户或不利于形成穿堂风时,应设置机械排风装置。4 严寒地区建筑的外门应设门斗,寒冷地区建筑的外门宜设门斗或应采取其他减少冷风渗透的措施。夏热冬冷和夏热冬暖地区建筑外门也应采取保温隔热节能措施(例如,设置双层门、采用低辐射中空玻璃门、门内侧或外侧设置活动门帘、设置风幕等两至多种组合类型的措施)。六围护结构热工设计1 屋面的传热系数(K),根据建筑气候分区,应分别符合表4.2.2-1.可编辑表 4.2.2-5的规定。其中,夏热冬冷地区的屋面K 值应不大于0.70 W/(m2 K)。2 外墙包括非透明幕墙在内的平均传热系数(Km),根据建筑气候
10、分区,应分别符合上述表中的规定。其中,夏热冬冷地区的外墙Km 值应不大于1.0 W/(m2 K)。Km 值可参照 DB42/301附录 A 规定的方法计算。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。4 底面接触室外空气的架空或外挑楼板的传热系数(K),根据建筑气候分区,应分别符合上述表中的规定。其中,夏热冬冷地区架空或外挑楼板K值应不大于 1.0 W/(m2 K)。5 严寒和寒冷地区的非采暖房间与采暖房间的隔墙或楼板的传热系数(K),根据建筑气候分区,应分别符合表4.2.2-1 表 4.2.2-3 中的规定。6 地面和地下室外墙的热阻(R),根据建筑气候分区,应分别符合表4
11、.2.2-6的规定。其中,夏热冬冷地区的地面和地下室外墙,R1.2 m2 K/W,当建筑基础持力层以上至混凝土地坪的素填土层厚度不小于1.35m 时的各种地面,均可不做保温层,地下室外墙需要做较厚的保温层才能满足要求。7 外窗(包含透明幕墙和玻璃外门)的设计(1)外窗的窗墙面积比应按单一朝向计算。其中:单一朝向的外墙面积,按该朝向的轴线总长度与室内地面至屋面的总高度的乘积计算;外窗面积按该朝向外墙上的各个窗洞面积之和计算。(2)外窗的传热系数(K),根据建筑气候分区,按单一朝向的窗墙面积比分类、建筑的体形系数分类(仅对严寒和寒冷地区),应分别符合表.可编辑4.2.2-1 表 4.2.2-5 的
12、规定。常用外窗(含玻璃外门)传热系数设计参考值a 常用外窗的传热系数常用外窗(含阳台门亮窗)传热系数设计参考值窗框型材材料外窗类型空气间层厚度(mm)窗框窗洞面积比()传热系数W/(K)塑料单玻平开窗30 40 4.7中空玻璃平开窗6 1230 403.0 2.524 3030 40 2.5单玻平开窗组成的双层窗100 14030 40 2.3单玻平开窗+中空玻璃平开窗组成的双层窗中空玻璃612双层窗 100 14030 402.0 1.7低辐射镀膜(Low-E)中空玻璃平开窗6 1230 402.0 1.7真空玻璃平开窗30 40 2.5低辐射镀膜真空玻璃平开窗30 40 1.5铝合金单玻平
13、开窗(不得用于节能建筑外窗)20 306.5 6.0中空玻璃平开窗6 1220 305.3 4.0中空玻璃断热型材平开窗6 1220 30 3.2.可编辑低辐射镀膜(Low-E)中空玻璃断热型材平开窗6 1220 303.0 2.5单玻平开窗组成的双层窗100 14020 303.0 2.8单玻平开窗+中空玻璃平开窗组成的双层窗中空玻璃612双层窗 100 14020 30 2.5彩钢单玻平开窗(不得用于节能建筑外窗)20 306.3 5.8中空玻璃平开窗6 1220 305.2 3.9中空玻璃断热型材平开窗6 1220 30 3.0低辐射镀膜(Low-E)中空玻璃断热型材平开窗6 1220
14、302.9 2.3单玻平开窗组成的双层窗100 14020 302.9 2.7单玻平开窗+中空玻璃平开窗组成的双层窗中空玻璃612双层窗 100 14020 30 2.3注:1节能建筑不宜采用推拉外窗及阳台门。2外窗(含阳台门亮窗)的传热系数与玻璃品种、窗框型材大小及构造等因素有关,表中K值仅供设计选型参考,工程验收应按工程抽样检测值评定。3 七层及七层以上不宜采用外平开塑料窗(采用加强型五金窗并经机械性能检验合格的除外)。4内平开窗和内平开阳台门的开启角度宜接近180。5公共建筑无外遮阳设施外窗的遮阳系数SC窗玻璃的遮阳系数窗的玻璃面积窗洞面积(其中,多层玻璃的遮阳系数等于各层玻璃遮阳系数的
15、乘积)。低辐射镀膜玻璃(即Low-E 玻璃),是当今国际社会特别是欧美发达国家非常流行的建筑玻璃新产品。它是顺应建筑节能和环保的需要而发展起来的。Low-E 玻璃具有有效节能和光污染小的特点,建筑装饰效果豪华、美观。Low-E 玻璃的辐射率低,表明其吸收热量的能力低,热反射的能力很强,它.可编辑能良好地反射 2.540 m 范围的远红外线,阻止接近室温物体发射的远红外热辐射透过。白天有日照时,能阻挡部分太阳辐射热,无日照时,能部分阻挡室内采暖热量向室外辐射。公共建筑宜推广采用低辐射镀膜中空玻璃外门外窗和幕墙,夏热冬冷和夏热冬暖地区应采用膜层在第二层(自室外算起)的 Low-E 玻璃,严寒和寒冷
16、地区应采用第三面的Low-E 玻璃。低辐射镀膜玻璃性能表生产商类型辐射率U 值遮阳系数可见光透射比太阳光透射比PPG溅射0.120.310.747252Ford溅射0.130.320.817658耀华溅射0.180.870.894832美国 PPG 公司 Low-E 玻璃膜层解析图,其膜层化学成分为:SnO2 Si2N4 Ag NiCr,共 9 层。.可编辑图 1 美国 PPG 公司 Low-E 玻璃膜层解析图图 2 是美国 Ford 公司 Low-E 玻璃膜层解析图,其膜层化学成分为:TiO2ZnO2 Ag Ti,共 8 层。.可编辑图 2 美国 Ford 公司 Low-E 玻璃膜层解析图图
17、 3 是我国耀华玻璃公司Low-E 玻璃膜层解析图,其膜层化学成分为:SnO2 Ag SnO2,共 3 层。图 3 中国耀华玻璃公司Low-E 玻璃膜层解析图图 4 是其膜层 EDAX(能谱分析)元素分布图,示图表明膜层有相互渗透,层次不清现象,造成可见光透射比有较大差异,易形成“彩虹”效应。.可编辑图 4 中国耀华玻璃集团公司LOW-E玻璃膜层EDAX 元素点分布图注:图中蓝色为Sn 元素点分布,红色为Ag 元素点分布。(3)寒冷地区、夏热冬冷和夏热冬暖地区的外窗的遮阳系数SC,应分别符合表 4.2.3表 4.2.5 的规定。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,
18、外窗的遮阳系数=窗玻璃的遮阳系数窗的玻璃面积窗洞面积(其中,多层玻璃的遮阳系数等于各层玻璃遮阳系数的乘积)。各种玻璃的遮阳系数SC(指太阳辐射能量透过窗玻璃的量与透过相同面积 3mm 透明玻璃的量之比)详见附录B 表列值。外墙窗户、玻璃外门、幕墙、透明屋顶用玻璃,应根据建筑功能采光需要、安全规定、外遮阳设施情况、玻璃的可见光透射比和遮阳系数等,综合合理选择。(4)每个朝向的窗墙面积比均不应大于0.70。当窗墙面积比小于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。否则,必须进行围护构造热工性能的权衡判断。由于外窗(包括玻璃幕墙、玻璃外门)的传热系数比外墙大得多,同时,太阳辐射
19、透过玻璃直接进入室内而成为夏季空调降温的负荷。因此,外窗面积越大,则采暖和空调能耗也就越大。为了使50%的建筑节能率得到控制,必须限制最大的窗墙面积比。Ag Sn.可编辑当窗墙面积比小于0.40 时,且玻璃的可见光透射比小于0.4,可能会出现因照明用电量增大而使建筑节能率低的情况,因此应控制玻璃的可见光透射比。各种玻璃的可见光透射比(在可见光谱380 780nm范围内,透过玻璃的光强度对入射光强度的百分比)详见附录B。.可编辑B 建筑常用玻璃性能参数(a)各种国产建筑用玻璃的光学和热工性能参数表 1.国产透明玻璃和低辐射镀膜玻璃光学和热工性能参数玻璃厚度(mm)可见光太阳能太阳热获得系数SHG
20、CK 值W/(m2K)遮阳系数SC紫外线透射比Tuv辐射率透射比Tvis反射比Rvis透射比Tsol反射比Rsol40.890.080.810.070.845.90.950.680.8450.890.080.800.070.835.90.940.650.8460.880.080.790.070.825.80.920.630.8480.880.080.760.060.815.80.910.610.84100.870.080.730.060.795.80.880.570.84120.860.080.690.060.775.70.860.530.84150.850.080.660.060.755.4
21、0.840.480.84190.840.080.620.060.725.30.800.440.844Low-E0.820.110.690.120.733.60.820.530.155Low-E0.820.110.680.110.723.60.810.510.166Low-E0.810.110.670.110.713.60.790.480.168Low-E0.800.110.640.100.693.60.770.450.1610Low-E0.790.100.610.090.673.60.750.430.1612Low-E0.780.100.590.090.663.70.740.410.196Lo
22、w-E(G)0.7130.2160.6370.2220.10.可编辑6Low-E(H)0.6150.1690.4910.1860.066Low-E(I)0.5380.2240.4390.1560.086Low-E(J)0.7260.0730.6150.3750.096Low-E(双银-50)0.5330.0930.4090.1960.036Low-E(浅蓝-70)0.6870.1470.5050.2620.01注:1.浮法玻璃应符合GB11614 1999 的规定;钢化玻璃应符合GB/T9963 1998的规定;幕墙用钢化玻璃和半钢化玻璃应符合GB17841 1999 的规定;低辐射镀膜玻璃(
23、即 L ow E玻璃)应符合 GB/T 18915.2 2002 的规定;夹层玻璃应符合GB9962 1999 的规定.。2.表中 6Low-E(G)、(H)、(I)、(J)及双银-50、双银浅蓝-70 型低辐射镀膜玻璃(佛山市洛玻幕墙有限公司产品)的性能参数值,系摘自国家玻璃质量监督检验中心2006 年 2 月 28 日、5 月 8日、6 月 1 日的检验报告,其它玻璃的表列各性能参数值,是依据美国NFRC100、NFRC200标准,采用LBNL Window5软件计算得到的,不同产品会有所变化。表 2.部分国产阳光控制镀镆玻璃(公共建筑用)光学和热工性能参数玻璃品种反射颜色可见光太阳能K
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