居住建筑节能设计电子教案.doc

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1、Good is good, but better carries it.精益求精，善益求善。居住建筑节能设计-居住建筑节能设计与节能改造建筑划分为民用建筑和工业建筑，民用建筑又分为公共建筑和居住建筑。居住建筑是指供人们居住使用的建筑。长期以来，因片面强调降低建筑造价，我国居住建筑能耗过高，为了实现在2010年实现50%的目标，建设部先后发布了民用建筑节能设计标准（采暖居住建筑部分）JGJ26-95（适用与严寒地区和寒冷地区）、夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准JGJ134-2001、夏热冬暖地区居住建筑节能设计标准JGJ75-2003、既有采暖居住建筑节能改造技术规程JGJ129-2000，分别

2、对严寒地区、寒冷地区、夏热冬冷地区、夏热冬暖地区居住建筑的节能设计与节能改造提出了要求。民用建筑节能设计标准（采暖居住建筑部分）JGJJGJ26-95规定了不同地区采暖居住建筑各部分护围护结构传热系数限值（见表1）。表1不同地区采暖居住建筑各部分护围护结构传热系数限值W/（m2.K）采暖期室外平均温度(0C)代表性城市屋顶外墙不采暖楼梯间窗户(含阳台门上部)阳台门下部门芯板外门地板地面体形系数0.3体形系数0.3体形系数0.3体形系数0.3隔墙户门接触室外空气地板不采暖地下室上部地板周边地面非周边地面2.01.0郑州、洛阳、宝鸡、徐州0.800.601.101.400.801.101.832.

3、704.704.001.7/0.60.650.520.300.90.0西安、拉萨、济南、青岛、安阳0.800.601.001.280.701.001.832.704.704.001.7/0.60.650.520.30-0.1-1.0石家庄、德州、晋城、天水0.800.600.921.200.600.851.832.2.004.704.001.7/0.60.650.520.30-1.1-2.0北京、天津、大连、阳泉、平凉0.800.600.901.160.550.821.832.004.704.001.7/0.50.550.520.30-2.1-3.0兰州、太原、唐山、阿坝、喀什0.700.50

4、0.851.100.620.780.942.004.704.001.7/0.50.550.520.30-3.1-4.0西宁、银川、丹东0.700.500.680.650.942.004.001.7/0.50.550.520.30-4.1-5.0张家口、鞍山、酒泉、伊宁、吐鲁番0.700.500.750.600.942.003.001.35/0.50.550.520.30-5.1-6.0沈阳、大同、本溪、阜新、哈密0.600.400.680.560.941.503.001.35/0.40.550.300.30-6.1-7.0呼和浩特、抚顺、大柴旦0.600.400.650.50/3.001.35

5、2.50.40.550.300.30-7.1-8.0延吉、通辽、通化、四平0.600.400.650.50/2.501.352.50.40.550.300.30-8.1-9.0长春、乌鲁木齐0.500.300.560.45/2.501.352.50.30.500.300.30-9.1-10.0哈尔滨、牡丹江、克拉玛依0.500.300.520.40/2.501.352.50.30.500.300.30-10.1-11.0佳木斯、安达、齐齐哈尔、富锦0.50.0300.520.40/2.501.352.50.30.500.300.30-11.1-12.0海伦、博克图0.400.250.520.4

6、0/2.001.352.50.250.450.300.30-12.1-14.5伊春、呼玛、海拉尔、满州里0.400.250.520.40/2.001.352.50.250.450.300.30注：表中外墙的传热系数限值系指考虑周边热桥影响后的外墙平均传热系数。有些地区外墙的传热系数限值有两行数，上行数据与传热系数为4.70的单层塑料窗相对应；下行数据与传热系数为4.00的单框双玻金属窗相对应。表中周边地面一栏中0.52为位于建筑物周边的不带保温层的混凝土地面的传热系数；0.30为带保温层的混凝土地面的传热系数。非周边地面一栏中0.30为位于建筑物周边的不带保温层的混凝土地面的传热系数。夏热冬冷

7、地区居住建筑节能设计标准JGJ134-2001对夏热冬冷地区居住建筑体形系数规定为：条式建筑物的体形系数不应超过0.35，点式建筑物的体形系数不应超过0.40。夏热冬冷地区外窗(包括阳台门的透明部分)的面积不应过大，不同朝向、不同窗墙面积比的外窗，其传热系数应符合表2的规定。表2不同朝向、不同窗墙面积比的外窗传热系数朝向窗外环境条件外窗的传热系数kw/(m2k)窗墙面积比0.25窗墙面积比0.25且0.30平均窗墙面积比0.30且0.35平均窗墙面积比0.35且0.45平均窗墙面积比0.45且0.50北(偏东600到偏西600范围)冬季最冷月室外平均气温50C4.74.73.22.5-冬季最冷

8、月室外平均气温50C4.73.23.22.5-东、西(东或西偏北300到偏南600范围)无外遮阳措施4.73.2-有外遮阳(其太阳辐射透过率20%)4.73.23.22.52.5南(偏东300到偏西300范围)-4.74.73.22.52.5夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准对夏热冬冷地区居住建筑外窗和阳台门的气密性等级规定为：建筑物16层的外窗及阳台门的气密性等级，不应低于现行国家标准建筑外墙空气渗透性能分级及其检测方法GB7107规定的级；7层及7层以上的外窗及阳台门的气密性等级，不应低于该标准规定的级。夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准规定夏热冬冷地区居住建筑围护结构各部分的传热系数和热惰性

9、指标应符合表3的规定。其中外墙的传热系数应考虑结构性冷桥的影响，取平均传热系数，其计算方法应符合JGJ134附录A的规定。表3围护结构各部分的传热系数KW/(m2K)和热惰性指标(D)屋顶*外墙*外窗(含阳台门透明部分)分户墙和楼板底部自然通风的架空楼板户门k1.0,D3.0k1.5,D3.0按表2的规定k2.0k1.5k3.0k0.8,D2.5k1.0,D2.5*注:当屋顶和外墙的K值满足要求，但D值不满足要求时，应按照民用建筑热工设计规范GB5017693第5.1.1条来验算隔热设计要求。夏热冬暖地区居住建筑节能设计标准JGJ75-2003将夏热冬暖地区居住建筑节能设计标分为南北两个区。北

10、区内建筑节能设计应考虑夏季空调，兼顾冬季采暖。南区内建筑节能设计应考虑夏季空调，可不考虑冬季采暖。夏热冬暖地区居住建筑的外窗面积不应过大，各朝向的窗墙面积比，北向不应大于0.45；东、西向不应大于0.30；南向不应大于0.50。夏热冬暖地区居住建筑的天窗面积不应大于屋顶总面积的4%，传热系数不应大于4W/(m2K)，本身的遮阳系数不应大于0.5。夏热冬暖地区居住建筑屋顶和外墙的传热系数和热惰性指标应符合表4的规定。当设计建筑的屋顶和外墙不符合表4的规定时，其空调采暖年耗电指数(或耗电量)不应超过参照建筑的空调采暖年耗电指数(或耗电量)。表4屋顶和外墙的传热系数KW/(m2K)、热惰性指标D屋顶

11、外墙K1.0,D2.5K2.0,D3.0或K1.5,D3.0或K1.0,D2.5K0.5K0.7注：D2.5的轻质屋顶和外墙，还应符合国家标准民用建筑热工设计规范GB5017693所规定的隔热要求。夏热冬暖地区居住建筑采用不同平均窗墙面积比时，其外窗的传热系数和综合遮阳系数应符合表5-1和表5-2的规定。当设计建筑的外窗不符合表5-1和5-2的规定时，其空调采暖年耗电指数(或耗电量)不应超过参照建筑的空调采暖年耗电指数(或耗电量)。表5-1北区居住建筑外窗的传热系数和综合遮阳系数限值外墙外窗的综合遮阳系数Sw外窗的传热系数kw/(m2k)平均窗墙面积比CM0.25平均窗墙面积比0.25CM0.

12、3平均窗墙面积比0.3CM0.35平均窗墙面积比0.35CM0.4平均窗墙面积比0.4CM0.45K2.0D3.00.92.0-0.82.5-0.73.02.02.0-0.63.02.52.52.0-0.53.52.52.52.02.00.43.53.03.02.52.50.34.03.03.02.52.50.24.03.53.03.03.0K1.5D3.00.95.03.52.5-0.85.54.03.02.0-0.76.04.53.52.52.00.66.55.04.03.03.00.56.55.04.53.53.50.46.55.54.54.03.50.36.55.55.04.04.00

13、.26.56.05.04.04.0K1.0D2.5或K0.70.96.56.54.02.5-0.86.56.55.03.52.50.76.56.55.54.53.50.66.56.56.05.04.00.56.56.56.55.04.50.46.56.56.55.55.00.36.56.56.55.55.00.26.56.56.56.05.5注：窗墙面积比是指窗户洞口面积与房间立面单元面积（即建筑层高与开间顶位线围成的面积）的比值。表5-2南区居住建筑外窗的综合遮阳系数限值外墙(p0.8)外窗的综合遮阳系数Sw平均窗墙面积比CM0.25平均窗墙面积比0.25CM0.3平均窗墙面积比0.3CM0

14、.35平均窗墙面积比0.35CM0.4平均窗墙面积比0.4CM0.45k2.0,D3.00.60.50.40.40.3k1.5D3.00.80.70.60.50.4k1.0,D2.5或K0.70.90.80.70.60.5注1.本条文所指的外窗包括阳台门的透明部分。注2.南区居住建筑的节能设计对外窗的传热系数不作规定。注3.P是外墙外表面的太阳辐射吸收系数。注：1）遮阳系数：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。2）水平遮阳板的外遮阳系数水平遮阳板的外遮阳系数：SDH=ahPF2+bhPF+1（1）遮阳板外挑系数：PF=A/B（2）式中：S

15、DH水平遮阳板夏季外遮阳系数；ah、bh、计算系数，见表5-3；PF遮阳板外挑系数，当计算出的PF1时，取PF=1；A遮阳板外挑长度；B遮阳板根部到窗对边距离。图1水平遮阳表5-3水平和垂直外遮阳计算系数气候区遮阳装置计算系数东东南南西南西西北北东北寒冷地区水平遮阳板ah0.350.530.630.370.350.350.290.52bh-0.76-0.95-0.99-0.68-0.78-0.66-0.54-0.92垂直遮阳板av0.320.390.430.440.310.420.470.41bv-0.63-0.75-0.78-0.85-0.61-0.83-0.89-0.79夏热冬冷地区水平遮

16、阳板ah0.350.480.470.360.360.360.300.48bh-0.75-0.83-0.79-0.68-0.76-0.68-0.58-0.58垂直遮阳板av0.320.420.420.420.330.410.440.43bv-0.65-0.80-0.80-0.82-0.66-0.82-0.84-0.83夏热冬暖地区水平遮阳板ah0.350.420.410.360.360.360.320.43bh-0.73-0.75-0.72-0.67-0.72-0.69-0.61-0.78垂直遮阳板av0.340.420.410.410.360.400.320.43bv-0.68-0.81-0.

17、72-0.82-0.72-0.81-0.0610.83注：其它朝向的计算系数按上表中最接近的朝向选取。3）垂直外遮阳系数垂直遮阳板的外遮阳系数：SDV=avPF2+bvPF+1（3）遮阳板外挑系数：PF=A/B（4）式中：SDV水平遮阳板夏季外遮阳系数；av、bv、计算系数，见表5-3；PF遮阳板外挑系数，当计算出的PF1时，取PF=1；A遮阳板外挑长度；B遮阳板根部到窗对边距离。图24）当同时有水平遮阳板和垂直遮阳板时，水平遮阳板和垂直遮阳板组合成的综合遮阳，其外遮阳系数值应取水平遮阳板和垂直遮阳板的水平遮阳板的乘积。既有采暖居住建筑节能改造技术规程JGJ129-2000规定既有采暖居住建筑

18、，当其建筑物耗能量指标，围护结构保温和门窗气密性等不能满足现行行业标准民用建筑节能设计标准（采暖居住建筑部分）（JGJ26）的要求时，应进行节能改造。使围护结构节能改造达到下列两项中的一项：1 不同地区采暖居住建筑各部分护围护结构传热系数符合表1规定的限值；2 通过围护结构单位面积的耗热量指标不应超过民用建筑节能设计标准（采暖居住建筑部分）JGJ26-95的规定。一墙体改造要使围护结构传热系数符合民用建筑节能设计标准（采暖居住建筑部分）JGJ26-95规定的限值（见表1），就要对墙体进行改造，墙体进行内、外保温改造时，应优先选用外保温技术。墙体外保温包括纤维增强聚苯板外保温；加气混凝土外保温；

19、GRC与聚苯复合板外保温；钢丝网水泥砂浆、岩棉板外保温等，墙体内保温包括饰面石膏聚苯板复合内保温；纸面石膏复合内保温；无纸石膏复合内保温；加气混凝土内保温等。本文重点介绍纤维增强聚苯板外保温做法。1）对墙体进行改造前，必须进行设计计算。设计计算的主要内容应包括：1. 外墙平均传热系数；2. 所用保温材料的厚度的计算；3. 墙体改造的构造措施及节点设计等。2）墙体外保温所用材料、配件应符合下列要求：1.胶粘剂及(或)固定件：胶粘剂应采用经过鉴定的专用胶粘剂材料，其主要技术性能指标应符合表6的规定；固定件应采用膨胀螺栓或特制的防锈连接件。胶粘剂的主要技术性能指标表6项目实验条件采用标准单位指标掺合

20、强度等级42.5水泥掺合强度等级52.5水泥抗拉粘结强度常温常态14dGB/T12954-91MPa1.01.0抗拉粘结强度常态14d，浸碱4dGB/T12954-91MPa0.60.6抗拉粘结强度常态14d，浸水7dGB/T12954-91MPa0.60.6压剪粘结强度常温常态7dGB/T12954-91MPa1.52.5压剪粘结强度常态7d，浸水24hJC/T547-94MPa0.91.8压剪粘结强度常温常态28dGB/T12954-91MPa1.73.0压剪粘结强度常态28d，浸水24hJC/T547-94MPa1.73.02.保温板应采用高效保温、耐久性好的材料，并应符合防火要求。当采

21、用聚苯乙烯泡沫塑料板（以下简称聚苯板）时，其主要技术性能指标应符合表7的规定。聚苯板的主要技术性能指标表7项目单位指标密度最小kg/m318.0最大kg/m320.0导热系数w/(mk)0.042抗压强度kpa69抗拉强度kpa103抗弯强度kpa172剪切模量kpa2758体积吸水率%2.5尺寸稳定性%2.0氧指数（1%30火焰扩散指数25烟密度指数450板长宽mm1200600养护天数自然养护d42蒸气养护d(600C恒温)5溶结性断裂弯曲负荷N15弯曲变形mm20注：（1建筑材料的燃烧性能一般用氧指数来衡量。氧指数又叫临界氧浓度或极限氧浓度。氧指数大于50的建筑材料属非燃烧材料（又称不燃

22、烧材料），氧指数在3050之间的属难燃烧材料，氧指数在2030之间的属可燃烧材料，氧指数小于或等于20的属易燃烧材料。3.底层抹面材料，应采用专用聚合物水泥砂浆，其主要技术性能指标应符合表6的规定。4. 增强网布应选择极限延伸率低的材料，并应具有防腐耐碱性能。当选用玻纤网布时，其主要技术性能指标应符合表8的规定，并应埋置在底层抹面材料内。玻纤网布的主要技术性能指标表8项目单位指标标准网布加强网布标准网眼尺寸mm3.54.05.55.0公称单位面积质量g/m2139678抗拉强度经向N/2.5cm6673336纬向N/2.5cm6672446耐碱抗拉强度经向N/2.5cm5342668纬向N/2

23、.5cm5341956耐碱抗拉强度保持率经向%8080纬向%80805.装饰面层，应符合抗裂及防水要求，并应具有装饰效果，其主要技术性能指标应符合表9的规定。装饰面层的主要技术性能指标表9项目单位指标抗拉强度MPa2.20延伸率%64弹性变形恢复率%80柔韧性260C以上温度快弯试验无裂缝出现抗粉尘附着(残留反射率)%98耐水性240h后试验,涂层无裂纹、起泡、剥落、软化物析出与未浸泡部分相比，颜色，光泽允许有轻微变化耐碱性240h后试验,涂层无裂纹、起泡、剥落、软化物析出与未浸泡部分相比，颜色，光泽允许有轻微变化耐洗刷性1000次洗刷试验后，涂层无变化耐沾污率5次沾污试验后，沾污率在45%以

24、下耐冻融循环性10次冻融循环试验后，涂层无裂纹、起泡、剥落与未试验部分相比，颜色，光泽允许有轻微变化粘结强度MPa0.69人工加速耐候性2000h试验后,涂层无裂纹、起泡、剥落、粉化、变色不大于2级3）墙体外保温的基本构造应符合表10的要求。墙体外保温的基本构造表10墙体粘结层保温层保护层饰面层构造示意钢筋混凝土粘土砖粘土多孔砖墙混凝土空心砌块墙胶粘剂保温板底层抹灰材料+网布装饰面层+罩面材料二户门的保温、密闭性能应在户门关闭的状态下，测量门框与墙身、门框与门扇、门扇与门扇之间的缝隙宽度。在缝隙部位应设置耐久性和弹性均好的密封条。对传热系统不符合要求的户门应提高其保温性能，在门芯板内应加贴高效

25、保温材料如聚苯板、玻璃棉、岩棉板、矿棉板等。并应使用强度较高且能阻止空气渗透的面板加以保护。对原有的窗户、阳台门应进行气密性能检查或抽样检测，其气密性等级，在16层建筑中，不应低于现行国家标准建筑外窗空气渗透性能分级及其检测方法（GB7107）规定的级水平；在730层建筑中，不应低于上述标准中规定的级水平。当不能满足要求时，应对原窗进行更新或改造。对于空腹钢窗和木窗，宜采用性能好的橡塑密封条来改善其气密性。阳台门门芯板应加贴保温材料。对原有阳台可进行封闭处理。三对窗框与墙体之间的缝隙，应采用高效保温气密材料加弹性密封胶封堵，其具体做法可按既有采暖居住建筑节能改造技术规程JGJ129-2000附

26、录E进行。在寒冷地区，宜将单玻窗改造成双玻窗；在严寒地区，宜将双玻窗改造成三玻窗，或在原窗的一侧安设一樘保温性能好的新窗。例1沈阳市一建筑，体形系数0.31，原为重砂浆砌粘土砖墙厚370mm，外墙面粉水泥砂浆厚20mm，内墙面粉水泥石灰砂浆厚20mm，铝合金普通型材窗、单层玻璃5mm厚，进行节能改造，使符合民用建筑节能设计标准（采暖居住建筑部分）JGJ26-95的规定。改造前1）墙体传热系数冬季夏季内表面换热阻0.110.11水泥石灰砂浆厚20mm传热阻0.02/0.87=0.0230.023重砂浆砌粘土砖墙厚370mm传热阻0.37/0.81=0.4570.457水泥砂浆厚20mm传热阻0.

27、02/0.93=0.0220.022外表面换热阻0.040.05合计传热阻R0.652m2.K/W0.662m2.K/W墙体传热系数KK=1/R=1/0.652=1.5340.56W/m2.KK=1/R=1/0.662=1.5110.56W/m2.K2）窗传热系数铝合金普通型材窗、单层玻璃5mm厚传热系数K=6.133.0W/m2.KK=5.783.0W/m2.K改造后1）在外墙面加聚苯乙烯泡沫塑料板厚50mm，纤维增强层，饰面层（水泥砂浆粉厚20mm）。墙体传热系数冬季夏季内表面换热阻0.110.11水泥石灰砂浆厚20mm传热阻0.02/0.87=0.0230.023重砂浆砌粘土砖墙厚370

28、mm传热阻0.37/0.81=0.4570.457水泥砂浆厚20mm传热阻0.02/0.93=0.0220.022聚苯乙烯泡沫塑料板厚50mm传热阻0.05/0.042=1.191.19水泥砂浆厚20mm传热阻0.02/0.93=0.0220.022外表面换热阻0.040.05合计传热阻R1.864m2.K/W1.874m2.K/W传热系数KK=1/R=1/1.864=0.5360.56W/m2.KK=1/R=1/1.874=0.5340.56W/m2.K2）在墙内侧再加一樘铝合金普通型材窗、单层玻璃5mm厚，空气层80mm。窗传热系数冬季夏季内表面换热阻0.110.11铝合金普通型材窗、单层

29、玻璃5mm厚传热阻0.0130.013空气层传热阻0.180.15铝合金普通型材窗、单层玻璃5mm厚传热阻0.0130.013外表面换热阻0.040.05合计传热阻R0.356m2.K/W0.336m2.K/W传热系数KK=1/R=1/0.356=2.813.0W/m2.KK=1/R=1/0.336=2.9763.0W/m2.K例2长沙市一建筑，窗墙面积比0.32，原为重砂浆砌粘土砖墙厚240mm，外墙面粉水泥砂浆厚20mm，内墙面粉水泥石灰砂浆厚20mm，铝合金普通型材窗、单层玻璃5mm厚，进行节能改造，使符合夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准JGJ134-2001的规定。改造前1）墙体传热系

30、数冬季夏季内表面换热阻0.110.11水泥石灰砂浆厚20mm传热阻0.02/0.87=0.0230.023重砂浆砌粘土砖墙厚240mm传热阻0.24/0.81=0.2960.296水泥砂浆厚20mm传热阻0.02/0.93=0.0220.022外表面换热阻0.040.05合计传热阻R0.491m2.K/W0.501m2.K/W墙体传热系数KK=1/R=1/0.491=2.0371.50W/m2.KK=1/R=1/0.501=1.9961.50W/m2.K2）窗传热系数铝合金普通型材窗、单层玻璃5mm厚传热系数K=6.133.0W/m2.KK=5.783.0W/m2.K改造后（长沙市属夏热冬冷地

31、区，要求外墙K1.50W/m2.K、外窗K3.20W/m2.K。）1）在外墙面加聚苯乙烯泡沫塑料板厚20mm，纤维增强层，饰面层（水泥砂浆粉厚20mm）。墙体传热系数冬季夏季内表面换热阻0.110.11水泥石灰砂浆厚20mm传热阻0.02/0.87=0.0230.023重砂浆砌粘土砖墙厚240mm传热阻0.24/0.81=0.2960.296水泥砂浆厚20mm传热阻0.02/0.93=0.0220.022聚苯乙烯泡沫塑料板厚20mm传热阻0.02/0.042=0.4760.476水泥砂浆厚20mm传热阻0.02/0.93=0.0220.022外表面换热阻0.040.05合计传热阻R0.989m

32、2.K/W0.999m2.K/W传热系数KK=1/R=1/0.989=1.0111.50W/m2.KK=1/R=1/0.999=1.0011.50W/m2.K2）改用铝合金普通型材窗、中空玻璃5+15+5。玻璃传热阻R=0.005/0.76+0.16+0.005/0.76=0.173m2.K/W铝合金普通型材窗框传热阻R=0.10m2.K/W铝合金窗面积加权传热阻R=0.1733.55+0.230.10/（3.55+0.23）=0.169m2.K/W窗传热阻冬季R=0.11+0.169+0.04=0.319m2.K/W窗传热系数冬季K=1/R=1/0.319=3.1353.2W/m2.K窗传热阻夏季R=0.11+0169+0.05=0.329m2.K/W窗传热系数夏季K=1/R=1/0.329=3.043.2W/m2.K-