建筑节能设计范例.docx

建筑节能设计范例1
居住建筑与公共建筑的设计建筑节能设计范例

一、工程概况
1、工程名称
2、工程建设地点
3、工程子项名称
4、建筑类别、建筑面积、建筑的结构体系等基本概况
二、地区气候参数
夏热冬冷（寒冷）地区气候参数见表1。
表1 地区气候参数
年平均温度

最冷月平均温度

极端最低温度

最热月平均温度

极端最高温度

最冷月平均相对湿度

最热月平均相对湿度

全年日照率

冬季日照率

冬、夏季主导风向

主导风向频率

夏季平均风速

三、建筑节能设计依据
1、《民用建筑热工设计规范》GB 50176-93
2、《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》JGJ/134-2001
2、《江苏省民用建筑热环境与节能设计标准》DB32/478-2001
3、《外墙外保温工程技术规程》JGJ 144-2004
4、《屋面工程技术规范》GB 50345-2004

四、建筑与建筑热工节能设计
（一）建筑的体形系数
本工程居住建筑的体系系数计算 见表2。
表2 居住建筑的体系系数Cf/v
Fo（m2）
南墙
东墙
西墙
北墙
屋面
其他
合计
Vo（m3）

Cf/v
Fo/ Vo
标准规定

结论
Cf/v £0.32
0.32＜Cf/v ＜0.35 提高 窗 热阻 提高10%，每增加Cf/v 0.01
0.35£Cf/v £0.38 提高 窗Ro≥ 1/2.7 m2·K/W
墙(按北墙热阻)
屋面Ro ≥ 1.42(1.26) m2·K/W
Cf/v ＞0.38 综合能耗计算

提示：
1、体形系数按如下公式计算：
Cf/v = （m）

（二）窗墙面积比及窗的性能设计

1、各向立面的窗墙面积比及对应的外窗传热阻限值
本工程居住建筑各立面的窗墙面积比及对应的外窗传热阻限值Ro见表3。

表3 各立面的窗墙面积比及对应的外窗传热系数（阻）限值
朝向
外门窗面积，m2
外墙
M2
窗墙面积比
外窗Ro
m2·K/W
东
2C1+1C2+。。。：

南
6C3+12C4+。。。+5Cn：

西
。。。

北
。。。

2、窗的选型
（1）传热阻Ro: 1/4.7m2·K/W的居室外窗，选用塑料单玻窗；
（2）传热阻Ro: 1/3.6m2·K/W的居室外窗，选用铝合金中空玻璃窗；
（3）传热阻Ro: 1/2.7m2·K/W的居室外窗，选用5+9A+5、5+12A+5塑料或断桥铝合金中空玻璃窗
（4）传热阻Ro: ＜1/2.5m2·K/W的居室外窗，选用5+9A+5、5+12A+5塑料或断桥铝合金中空Low-E玻璃窗
3、遮阳系数计算
东西向外窗应采用适宜的活动外遮阳措施，使其遮阳率满足标准要求，南向窗可以使用固定遮阳。
4、外窗的气密性不低于现行国标《建筑外窗气密性能分级及其检测方法》GB7107规定的 级（低层3级，高层4级）。
5、工程中采用的外窗传热阻R及气密性等指标应符合设计要求。

（三）屋面的热工节能设计
1、倒置式上人屋面
采用35厚挤塑板（XPS）作保温层，屋面的构造层次及热工性能计算值见表4-1。
表4-2 屋面的构造层次及热工性能计算值
层次
材料名称
（由上至下）
厚度
m
计算导热系数lc
W/(m.K)
计算蓄热系数Sc
W/(m2·K)
热阻R
(m2·K)/W
热惰性指标D

面 层
配筋细石混凝土保护层
0.040
1.51
15.36
0.03
0.41
隔离层
聚脂无纺布一层
/
/
/
/
/
保温层
挤塑聚苯板（XPS）
0.035
（0.040）
0.03´1.15
0.54´1.15
1.01
(1.16)
0.63
(0.72)
防水层
防水卷材
0.004
0.17
9.37
0.02
0.22
找平层
1：3水泥砂浆
0.020
0.93
11.37
0.02
0.25
找坡层
陶粒混凝土，起坡厚度40
0.040
0.50´1.2=0.60
6.70´1.2=8.04
0.07
0.54
结构层
钢筋混凝土屋面板
0.120
1.74
17.2
0.07
1.20
内抹灰
腻子

合计
1.21
(1.36)
3.25
(3.34)

屋面的传热阻Ro=Re+R+Ri=0.04+1.21+0.11=1.36(m2·K)/W
(1.36) (1.51)
屋面的传热系数K=1/Ro=0.74W/(m2·K)
(0.66)
屋面的热惰性指标D=3.25
(3.34)
符合 标准要求
（江苏省民用建筑热环境与节能设计标准）
（夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准）
提示：
1、保温材料的计算导热系数lc和计算蓄热系数Sc，是以材料设计导热系数(在实验室检测的导热系数加保证率)l和蓄热系数S，乘以考虑使用位置和湿度影响的大于1修正系数a后的计算值；
2、材料的导热系数l、蓄热系数S和修正系数a，可由《民用建筑热工设计规范》GB50176-93附录中的附表4.1、4.2查取；
3、对找坡兼保温的保温层材料的计算厚度可取最小部位的厚度尺寸（即起坡高度），也可以用加权厚度计算：
H=2/（1/H起坡+1/H止坡）
4、不能用松散材料、高吸水材料作屋面保温层；
5、防水层的热阻可忽略不计。
2、坡屋面
采用40厚挤塑板（XPS）作保温层，屋面的构造层次及热工性能计算值见表4-2。
表4 坡屋面的构造层次及热工性能计算值
层次
材料名称
（由上至下）
厚度
M
计算导热系数lc
W/(m.K)
计算蓄热系数Sc
W/(m2·K)
热阻R
(m2·K)/W
热惰性指标D

波型瓦

水泥瓦
0.010
0.93
11.37
0.01
0.12
找平层
1：3水泥砂浆
0.020
0.93
11.37
0.02
0.25
防水层
防水卷材
0.004
0.17
9.37
0.02
0.22
保温层
挤塑聚苯板（XPS）
0.040
0.03´1.15
0.54´1.15
1.16
0.72
找平层
1：3水泥砂浆
0.020
0.93
11.37
0.02
0.25
结构层
钢筋混凝土屋面板
0.120
1.74
17.2
0.07
1.20
内抹灰
腻子

合计
1.30
2.76

屋面的传热阻Ro=Re+R+Ri=0.04+0.98+0.11=1.45(m2·K)/W
屋面的传热系数K=1/Ro=0.69W/(m2·K)
屋面的热惰性指标D=2.76
符合 标准要求
建筑节能设计范例2
（四）外墙的热工节能设计
1、外墙主全部位的传热阻Kp及热惰性能指标Dp
本工程为框架结构体系，外墙主体部位为KM1空心砖砌体填充墙，采用水泥基复合保温砂浆RE（W）外墙外保温系统
1）填充部分
南向外墙填充部分的构造层次及Rot、Dot计算值见表5-1。
表5-1 南向外墙主体部位的Roz、Doz计算值
材料名称
（由内至外）
厚度d
m
计算导热系数lc
W/(m.K)
计算蓄热系数Sc
W/(m2·K)
热阻Rj
(m2·K)/W
热惰性指标Dj
Dj=R.S
1：3水泥砂浆内抹灰
0.02
0.93
11.37
0.02
0.23
KM1空心砖
0.19
0.58
7.92
0.33
2.59
保温砂浆
0.03
0.080´1.15
1.56´1.15
0.33
0.58
抹面层
0.005
0.93
11.37
0.01
0.12
涂料饰面
/
/
/
/
/

总计
0.69
3.52
南向外墙填充部位的传热阻Ro.t=Re+Rp+Ri=0.04+0.69+0.11=0.84(m2·K)/W
南向外墙填充部位的传热系数KOt=1/Ro.p=1/0.84=1.19W/(m2·K))
南向外墙填充部位的热惰性指标DOt=3.52
2、南向外墙结构部分
外墙结构部位采用与主体部位相同的水泥基复合保温砂浆外墙外保温系统，南向外墙结构部分的构造层次及Ros、Dos计算值见表5-2。
（
表5-2 外墙结构部位的Ros、Dos计算值
材料名称
（由内至外）
厚度d
m
计算导热系数lc
W/(m.K)
计算蓄热系数Sc
W/(m2·K)
热阻Rj
(m2·K)/W
热惰性指标Dj
Dj=R.S
1：3水泥砂浆内抹灰
0.02
0.93
11.37
0.02
0.23
钢筋混凝土梁、柱
0.20*
1.74
17.2
0.12
1.97
界面层

保温砂浆
0.03
0.080´1.15
1.56´1.15
0.33
0.58
抹面层
0.005
0.93
11.37
0.01
0.12
涂料饰面
/
/
/
/
/

总计
0.48
2.90
外墙结构部位的传热阻Ro.b=Re+RS+Ri=0.04+0.48+0.11=0.63(m2·K)/W
外墙结构部位的传热系数Kb=1/Ro.p=1/0.63=1.58W/(m2·K)
外墙结构部位的热惰性指标Db=2.90
提示：
1、为简化计算，取钢筋混凝土梁、柱等结构性冷（热）桥部位的计算厚度与墙体的计算厚度相同；
5、当采用外墙保温系统时，结构性冷（热）桥部位应有适当的保温措施，使该部位的低限传热阻Ro.min符合内表面在采暖期间不结露的要求(0.52)。
4、南向外墙的平均传热系数Km和热惰性指标Dm

面积
m2
面积
百分比
K
W/(m2·K)
D

填充墙面积 Fo

414．7
65．8
1．19
3．52

外墙框架结构面积Fs

198．4
31．5
1．58
2．90

凸窗挑板面积Fp

16．8
2．7
1．78
1．72

汇总（平均）
629．9
100．0
1．33*
3．28*

Km=65.8%´1.19 W/(m2·K)+31.5%´1.58 W/(m2·K)+2.7%*1.78=1.33 W/(m2·K)
Rom=1/1.33=0.75m2·K/W
Dm=65.8%´3.52+31.5%´2.9+2.7%*1.72=3.28
《江苏省民用建筑热环境与节能设计标准》DB32/478-2001规定：
夏热冬冷地区南墙当D在1.6~4之间时，传热阻Ro不应低于0.69 m2·K/W，Rom=0.75m2·K/W冷桥传热阻Ro不应低于0.52 m2·K/W，Ro.p=0.56(m2·K)/W
满足要求
寒冷地区保温层要加厚5mm计算
提示；
为简化计算过程，可按以下比例选择外墙主体部位面积Fp和结构性冷（热）桥部位面积Fb在外墙面积中所占的百分比计算外墙Km和Dm的：
（1）若建筑为砖混结构体系，取外墙主体部位面积占外墙面积的80%，结构性冷（热）桥部位面积占外墙面积的20%，计算外墙的Km和Dm；
（2）若建筑为框架结构体系，取外墙主体部位面积占外墙面积的65%，结构性冷（热）桥部们面积占外墙面积的35%，计算外墙的Km和Dm；
（3）若建筑为框剪结构体系，取外墙主体部位（填充墙）面积占外墙面积的55%，结构性冷（热）桥部位（框剪）面积占外墙面积的45%，计算外墙的Km和Dm；
（4）若建筑为剪力墙结构体系，取外墙剪力墙部位面积占外墙面积的75%，填充墙部位占25%，计算外墙的Km和Dm；或直接取剪力墙部位的K和D作为外墙的Km和Dm。
（六）楼地面的热工节能设计（JGJ134要求）
1、层间楼地面采用保温砂浆做垫层，不含装饰面层的传热系数K的计算值见表8。
表8 层间楼地面的传热系数K计算值
材料名称
（由上至下）
材料厚d
M
计算导热系数lc
材料层热阻Rj
(m2·K)/W
水泥砂浆面层
0.01
0.93
0.01
保温砂浆垫层
0.03
0.12´1.2=0.14
0.21
钢筋混凝土楼板
0.12
1.74
0.07
水泥砂浆面层
0.02
0.93
0.02
SRj=R=0.31(m2·K)/W
层间楼地面的传热阻Ro=Ri+R+Ri=0.11+0.31+0.11=0.53(m2·K)/W
层间楼地面K=1/Ro=1/0.53=1.89W/(m2·K)<2.0，W/(m2·K)，符合标准的规定。
提示：
1、 若考虑室内装饰中的地面面层作法，可将面层材料的热阻计入楼地面的传热阻Ro内。
1）木地板
表8-2 考虑室内装饰的层间楼地面的传热系数K计算值
材料名称
（由上至下）
材料厚d
M
计算导热系数lc
材料层热阻Rj
(m2·K)/W
木地板
0.018
0.20
0.09
空气间层
0.03

0.15
钢筋混凝土楼板
0.12
1.74
0.07
水泥砂浆面层
0.02
0.93
0.02
SRj=R=0.33(m2·K)/W
层间楼地面的传热阻Ro=Ri+R+Ri=0.11+0.33+0.11=0.55(m2·K)/W

层间楼地面的传热系数K=1/Ro
2）地砖地面
表8-3 考虑室内装饰的层间楼地面的传热系数K计算值
材料名称
（由上至下）
材料厚d
M
计算导热系数lc
材料层热阻Rj
(m2·K)/W
地砖+粘贴砂浆
0.04
0.97
0.04
钢筋混凝土楼板
0.12
1.74
0.07
水泥砂浆面层
0.02
0.93
0.02
SRj=R=0.13(m2·K)/W
层间楼地面的传热阻Ro=Ri+R+Ri=0.11+0.13+0.11=0.35(m2·K)/W
3）考虑85%面积木地板（和吊顶），15%地砖
Km=85%*1/0.55+15%*1/0.35=1.97
层间楼地面的传热系数K=1.97W/(m2·K)<2.0，W/(m2·K)，符合标准的规定。
2、与室外空气接触的架空通风楼地面的热工节能设计，应与外墙的热工节能设计相同，外（下）表面换热阻取0.04(m2·K)/W。
建筑节能设计范例3
公共建筑节能专项设计

一、工程概况
1、工程名称
2、子项名称
3、建筑地点
4、建筑类型、建筑面积、结构体系等
二、地区气候参数
泰州地区气候参数见表1
表1 泰州地区气候参数
年平均温度

最冷月平均温度

极端最低温度

最热月平均温度

极端最高温度

最冷月平均相对温度

最热月平均相对温度

全年日照率

冬季日照率

冬，夏季主导风向

主导风向频率

夏季平均风速

三、建筑节能设计依据
1、《民用建筑热工设计规范》GB50176-93
2、《公共建筑节能设计标准》GB50189-2005
3、《屋面工程技术规范》GB50345-2004
4、《外墙外保温工程技术规程》JGJ 144-2004
四、建筑与建筑热工节能设计
（一）外窗（含透明幕墙）的热工节能设计
1、各向立面的窗墙面积比及对应的传热系数K、遮阳系数SC和可见光透射比限值。
本工程各向立面的窗（含透明幕墙）墙面积比及对应的传热系数K、遮阳系数SC与可见光透射比限值见表2
表2各向立面的窗墙面积比及对应的传热系数K、
遮阳系数SC与可见光透射比限值
向位
外窗面积（含透明幕墙）m2
外墙（含外窗面积）m2
窗墙面积比
传热K限值W/（m2·K）
遮阳系数SC限值
可见光透射比限值
东

0.40
南

0.40
西

0.40
北

0.40

提示：
表2中的窗墙面积比及对应K、SC和可见光透射比限值应符合《公共建筑节能设计标准》的相关规定。
2、外窗（含透明幕墙）的窗型选择
（1）传热阻Ro: 1/4.7m2·K/W的居室外窗，选用塑料单玻窗；
（2）传热阻Ro: 1/3.6m2·K/W的居室外窗，选用铝合金中空玻璃窗；
（3）传热阻Ro: 1/2.7m2·K/W的居室外窗，选用5+9A+5、5+12A+5塑料或断桥铝合金中空玻璃窗；
（4）传热阻限值Ro: 1/2.5m2·K/W的外窗用一面为Low-E玻璃的、空气间层为12mm塑料或铝合金断热桥中空玻窗。
3、外窗（或透明幕墙）的传热系数K应有质检部门提供的检验合格证书。
4、外窗（或透明幕墙）的气密性应不低于现行国标《建筑外窗气密性能分级及其检测方法》GB7107规定的4级，并应有质检部门提供的检验合格证书。
5、外窗或透明幕墙应采取适宜的遮阳措施使其综合遮阳系数SC符合表2限值的要求。
遮阳措施为：（列出具体的遮阳措施）
（二）屋面的热工节能设计
1、倒置式上人屋面
(同居住建筑，指标要求高，K=0.7)
采用40厚挤塑板（XPS）作保温层，屋面的构造层次及热工性能计算值见下表。
屋面的构造层次及热工性能计算值
层次
材料名称
（由上至下）
厚度
m
计算导热系数lc
W/(m.K)
计算蓄热系数Sc
W/(m2·K)
热阻R
(m2·K)/W

面 层
配筋细石混凝土保护层
0.040
1.51
15.36
0.03

隔离层
聚脂无纺布一层
/
/
/
/

保温层
挤塑聚苯板（XPS）
0.040
0.03´1.15
0.54´1.15
1.16

防水层
防水卷材
0.004
0.17
9.37
0.02

找平层
1：3水泥砂浆
0.020
0.93
11.37
0.02

找坡层
陶粒混凝土，起坡厚度40
0.040
0.50´1.2=0.60
6.70´1.2=8.04
0.07

结构层
钢筋混凝土屋面板
0.120
1.74
17.2
0.07

内抹灰
腻子

合计
1.36

屋面的传热阻Ro=Re+R+Ri=0.04+1.36+0.11=1.51(m2·K)/W
屋面的传热系数K=1/Ro=0.66＜0.70 W/(m2·K)
符合公共建筑节能设计标准的要求

（三）外墙的热工节能设计
(计算同住宅，K=1.0)
本工程为框架结构体系，外墙主体部位为KM1空心砖墙，并与外墙结构性冷（热）桥部位同样采用聚苯板薄抹灰外墙保温系统形成一整体。
1、外墙填充部位的传热阻中心Kp计算值见表4。
表4 外墙主体部位的传热系数Kp
材料名称
（由内向外）
材料厚d
M
计算导热系数lc
材料层热阻Rj
(m2·K)/W
1：3水泥砂浆抹灰
0.02
0.93
0.02
KM1空心砖
0.19
0.58
0.33
1：3水泥砂浆找平层
0.02
0.93
0.02
聚苯板薄抹灰外墙外保温系统
0.03
0.042´1.2=0.05
0.60
专用聚合物粘结砂浆
0.02
0.93
0.02
饰面砖
/
/
/

SRj=Rb=0.99(m2·K)/W
外墙填充部位的传热阻Ro.b=0.99+0.15=1.14(m2·K)/W
外墙填充部位的传热系数Kb=1/Ro.b=1/1.14=0.88W/(m2·K)
2、外墙结构部位的Kp计算值见表。
外墙结构部位的Kp
材料名称
（由内向外）
材料厚d
M
计算导热系数lc
材料层热阻Rj
(m2·K)/W
1：3水泥砂浆抹灰
0.02
0.93
0.02
混凝土
0.20
1.74
0.11
1：3水泥砂浆找平层
0.02
0.93
0.02
聚苯板薄抹灰外墙外保温系统
0.03
0.042´1.2=0.05
0.60
专用聚合物粘结砂浆
0.02
0.93
0.02
饰面砖
/
/
/

SRj=Rb=0.77(m2·K)/W
外墙结构部位的传热阻Ro.b=0.77+0.15=0.92(m2·K)/W
外墙结构部位的传热系数Kb=1/Ro.b=1/0.92=1.09W/(m2·
3、外墙的平均传热系数Km
本工程为框架结构体系，取外墙的填充部位面积占外墙面积的65%，结构部位面积占外墙面积的35%，计算得为 Km：
Km=65%´0.88+35%´1.09=0.95 W/(m2·K)<1.0 W/(m2·K)
即，外墙的热工节能设计符合标准的规定。
（四）地面的热工节能设计
1、直接接触土壤的地面
XPS 30厚。
从防潮考虑，采用200厚焦渣作地面垫层。
2、底面接触室外空气的架空或外挑楼板
同外墙外保温构造。
传热阻Ro= = W/(m2K)
传热系数K= = W/(m2K)<1.0 W/(m2K)，符合标准的规定。
（五）其他部位的节能措施
1、外门采用中空玻璃或其他适宜的保温隔热措施。
2、飘窗的实体部分采用30厚聚苯板薄抹灰外墙保温系统。
3、地下室外墙采用30厚挤塑板外贴于钢筋混凝土墙的防水层上。
四、小结
1、采暖通风与照明部分的节能设计由其他相关专业负责设计。
2、本 本的建筑与建筑热工节能设计符合规定性指标设计要求，无须进行“围护结构热工性能的权衡判断”。
附：主要的外墙与屋面、楼地面构造图。

（注：建筑节能专项设计书中不应包含提示部分。）