东莞市居住建筑节能设计指引东莞市墙材革新与建筑节能办公室二00九年十二月为了提高本地区建筑节能设计水平,使建筑节能设计人员更好的掌握节能设计方法,熟悉节能产品的选用,根据《夏热冬暖地区居住建筑节能设计标准》(JGJ 75-2003)、《夏热冬暖地区居住建筑节能设计标准》广东省实施细则(DBJ 15 -50-2006 )、《民用建筑热工设计规范》(GB 50176-93 )、《公共和居住建筑太阳能热水系统一体化设计施工及验收规程》(DBJ 15-52-2007 )等标准、规范结合本地区实际情况编写本指引。
本指引通过对东莞地区建筑节能设计现状调研,分析目前居住建筑围护结构采用的形式及各种节能产品的使用情况,整理出常用的几种外墙、屋面等构造做法及其热工性能,便于设计人员选用。
通过对常用建筑类型外墙热桥比例分析,使设计人员能简单快捷分析计算外墙平均传热系数,根据选用的外墙构造即可简单的判断外墙是否满足规定性指标的要求。
并介绍了空气能热泵和太阳能热水系统在建筑中的应用等。
本指引共分为5 章,主要内容包括东莞地区节能设计要点、建筑节能设计常用方法、常用围护结构热工性能、节能型建筑设备、太阳能热水系统与建筑一体化等。
本指引在编写过程中,主编单位组织了多次全体编写人员参加的讨论会,几易其稿,力求简明实用,并将最新的建筑节能技术成果纳入。
但由于水平所限,定会挂一漏万,难免有不妥之处,恳请读者在具体设计、施工实践过程中总结更多经验,随时将有关意见和建议反馈给东莞市大业建筑技术咨询有限公司(东莞市莞龙路下桥路段79 号市建设局大院门口右侧,邮政编码523112),以供今后修订时参考。
主编单位:东莞市墙材革新与建筑节能办公室目录第一章东莞地区建筑节能设计要点....................................... 1..第二章建筑节能设计常用方法........................................... 2..2.1 规划阶段的节能设计 (2)2.1.1 总体布局原则 (2)2.1.2 外部环境设计 (2)2.1.3 自然通风 (2)2.2 围护结构的节能设计 (3)2.2.1 外墙节能设计 (4)2.2.2 外窗节能设计 (4)2.2.3 屋面节能设计 (5)2.3 建筑设备节能设计 (6)2.3.1 电气专业节能设计 (6)2.3.2 给排水专业节能设计 (7)第三章常用围护结构热工性能......................................................................... 9..3.1 外墙及保温隔热系统 (9)3.1.1 蒸压加气混凝土砌块 (9)3.1.2 混凝土空心砌块 (10)3.1.3 烧结粉煤灰砖 (10)3.1.4 蒸压粉煤灰砖 (10)3.1.5 蒸压泡沫混凝土砖 (11)3.1.6 膨胀玻化微珠保温砂浆保温系统 (11)3.2 外墙热工性能 (16)3.2.1 常用外墙热工性能 (16)3.2.2 外墙热工性能估算 (17)3.3 屋面热工性能 (19)3.3.1 坡屋面构造做法及热工性能参数 (19)3.3.2 平屋面构造做法及热工性能参数 (20)3.4 外窗热工性能 (22)3.4.1 玻璃节能性能评价的主要参数 (22)3.4.2 节能玻璃的主要品种 (23)3.4.3 常用外窗的遮阳系数和可见光透射比 (25)3.5 窗户的隔声 (26)3.5.1影响窗隔声性能的因素与隔声措施 (26)3.5.2 窗户的隔声措施 (27)3.6 窗户的气密性能 (28)第四章节能型建筑设备....................................................................... 3..0 .4.1 节能型空调设备选用 (30)4.1.1 住宅空调特点及要求 (30)4.1.2 常见的家用空调器 (30)4.1.3 确定制冷量 (31)4.1.4 空调能效比 (32)4.1.5 根据房间格局确定空调的类型 (33)4.1.6 分体空调器安装 (33)4.2 节能型灯具选用 (33)4.2.1 显色度 (34)4.2.2 镇流器 (34)4.2.3 灯具面罩材料 (34)4.2.4 使用寿命 (34)4.2.5 认准品牌 (34)4.2.6 常见节能型灯具 (34)4.3 空气能热泵热水系统 (35)4.3.1 热泵工作原理 (35)4.3.2 空气能热泵节能效果 (36)第五章太阳能热水系统与建筑一体化....................................................................... 3..85.1 太阳能集热器 (38)5.1.1 平板型集热器 (38)5.1.2 全玻璃真空管集热器 (39)5.1.3 集热器选用 (40)5.2 太阳能热水与建筑一体化设计 (41)5.2.1 建筑设计 (41)5.2.2 结构设计 (43)5.2.3 给排水设计 (43)5.2.4 电气设计 (44)5.3 太阳能热水系统设计 (44)5.3.1 热水系统分类 (44)5.3.2 集热器面积计算 (45)5.3.3 辅助热源设计 (47)第一章东莞地区建筑节能设计要点《民用建筑热工设计规范》(GB50176-93) 从建筑热工设计角度出发,将全国建筑热工设计分为五个区:严寒、寒冷、夏热冬冷、夏热冬暖、温和地区。
根据东莞地区所处经度和纬度,属夏热冬暖地区。
《夏热冬暖地区居住建筑节能设计标准》 (JGJ 75-2003 )以一月份的平均温度11.5 C为分界线,将夏热冬暖地区划分为南北两个区,东莞各个镇街均属南区,南区内建筑节能设计应重点考虑夏季空调,可不考虑冬季采暖。
东莞地区属亚热带季风气候,长夏短冬,日照充足,雨量充沛,温差振幅小,季风明显。
年平均气温为22.1C〜23.1C, —年中最冷为1月份,最热为7月份。
年极端最高气温37.8C, 年极端最低气温3.1 Co日照时数充足,年平均日照时数为2200〜3000小时,占全年可照时数的42%,一年中2〜3月份日照最少,7月份日照最多。
雨量集中在4〜9月份,其中4〜6月为前汛期,以锋面低槽降水为多。
7〜9月为后汛期,台风降水活跃,年平均雨量为1819.9 毫米。
可见东莞地区气候特点是夏季漫长,冬季气候温和,长年气温高而且湿度大,太阳辐射强烈,雨量充沛。
由于这些气候特点,本地区居住建筑物能耗主要用于夏季的空调。
结合本地区的夏季高温、高湿,太阳辐射强烈的特点,建筑节能设计应注重以下几点:1 .应注重夏季的隔热,减少太阳辐射进入室内,适当控制窗墙面积比,有效利用建筑自身的遮阳或外遮阳措施,提高屋面隔热性能;2.尽可能的采取通风措施,及时的带走室内的热量和水分;3.合理的应用可再生能源,如太阳能、空气能等。
第二章建筑节能设计常用方法2.1 规划阶段的节能设计居住建筑规划设计中的节能设计是指在建筑总平面布局,建筑平面及立面设计时根据所在地区及小区的特点,充分利用小区的地理环境、室外绿化、建筑朝向、整体布局等达到节能的目的。
作为东莞地区而言,则更应达到控制夏季热岛效应,减少太阳辐射对室内的影响,充分利用自然通风降温的目的。
2.1.1 总体布局原则建筑总平面的布置和设计,宜充分利用冬季日照并避开冬季主导风向,利用夏季凉爽时段的自然通风。
建筑的主要朝向宜选择本地区最佳朝向,一般宜采用南偏东45°至南偏西15°范围内,主要房间避免夏季受东、西向日晒。
2.1.2 外部环境设计在建筑设计中,应对建筑自身所处的具体环境加以充分利用和改善,以创造能充分满足人们舒适条件的室内外环境。
如在建筑周围种植树木、植被。
可有效阻挡风沙、尘埃,净化空气,同时起到遮阳、降噪的效果。
有条件地区,可在建筑附近设置水面,利用水面平衡环境温度、湿度以及收集雨水。
也可通过垂直绿化、屋面绿化、渗水地面等改善环境温湿度,提高建筑物的室内热舒适度。
2.1.3 自然通风小区建筑布局对建筑群的自然通风有很大的影响,欲使建筑物获得良好的自然通风,周围的建筑物,尤其是前幢建筑物的阻挡状况是一定的因素。
对于常用的建筑群体布局形式来说,错列式、斜列式以及自由式,比行列式,周边式好,建筑相互挡风较小。
窗户的位置与自然通风设计有着密切的关系。
在相对墙面上设置可开启的外窗虽可形成很好的对流,但室内流场除了在出风口一边的两个墙角有局部的紊流外,对室内的其他地点影响很小,沿两侧的气流很弱,特别是在进风口一边的墙角。
在设计时能使风向偏斜45°,即可在室内引起大量紊流,沿着房间四周做环行运动,从而增加侧墙及墙角处的气流量。
房间的单侧开窗时由于风的压力梯度小,会有通风不良的现象,但采用平开窗,调整外窗可开启的方式,利用窗扇“兜风”可很好的改善室内通风状况,所以尽量采用平开窗形式。
室内的通风状况不仅与外窗的可开启面积有关系,而且与室内空间的分隔布置有关系。
一套房间一般都包含有几个相互连通的房间,进入室内的气流可能要经过数次方向的改变才能通过出口离开室内,而这些偏转会对气流产生较大的阻力。
所以在设置房间分隔时应使气流方向改变最多的路线其进风口和出风口的风压最大,尽量避免进风口和出风口风压小而风所经过的路线中分隔较多的现象。
小区整体自然通风和建筑单体的自然通风设计在必要时可借助CFD (计算流体力学)技术进行建筑风环境模拟,通过模拟对建筑布局和建筑层高进行调整,以达到最好的通风效果,同时也应避免局部风速过大现象。
2.2围护结构的节能设计通过对夏热冬暖地区的五类典型建筑进行围护结构节能潜力的详细模拟计算,结果表明:建筑外围护结构的节能贡献率大小顺序依次是外窗>外墙>屋顶,其中外窗的节能贡献率为31%〜37%,外墙为8%〜16%,屋顶为0.23%〜5.14%,如图2-1所示:从节能贡献率上看外窗的节能贡献率最大,因此,夏热冬暖地区的围护结构节能设计要重点考虑外窗的遮阳,其次是外墙。
虽然屋顶的热工性能参数对整栋建筑的节能贡献率较小,但考虑到顶层住户的热舒适性屋顶的热工性能不可忽视,所以《夏热冬暖地区居住建筑节能标准》广东省实施细则要求屋顶的热工性能必须满足要求。
」外墙1屋顶■外窗图2-1各类建筑外围护结构节能贡献率分布图2.2.1外墙节能设计外墙宜优先采用蒸压加气混凝土砌块这类自保温性能好的产品,在使用时应从产品源头开始严格控制产品质量,以及在施工过程中必须遵守相关的技术规程,必须有防水、防裂等措施。
在热桥比例不大的宿舍类以及框架结构的住宅采用加气砼砌块外墙可不用再采取其他的保温隔热措施。