浅谈建筑围护结构能耗与节能什么是外围护结构

时间：2019-04-17 03:37:49　来源：雅意学习网本文已影响人

　　[摘要]：结合我国建筑节能发展的基本目标及目前相关节能设计标准，对建筑外围护结构能耗进行分析，以指导节能设计优化。　　[关键词]：建筑节能；围护结构；采暖能耗；空调能耗；
　　[abstract] : in accordance with the basic aim of building energy development and the related energy saving design standards, the energy consumption of building periphery structure analysis, in order to guide energy saving design optimization.
　　[keywords] : building energy efficiency; Palisade structure; Heating energy; Air conditioning energy;
　　中图分类号：TU834.8+51 文献标识码：A文章编号：
　　建筑节能发展概述
　　根据我国建筑节能发展的基本目标，新建居住建筑以1980～1981年当地通用设计能耗水平为基础，第一阶段自1986年起普遍降低30%，第二阶段自1996年起普遍降低50%，第三阶段自2005年起普遍降低65%。
　　中国建筑气候分区
　　现有中国关于建筑气候分区主要有《建筑气候区划标准》中的建筑气候区划和《民用建筑热工设计标准》中提出的建筑热工设计分区。《民用建筑设计通则》对两种气候分区进行了对应，详见《民用建筑设计通则》表3.3.1。
　　各气候分区建筑能耗分析
　　根据《民用建筑设计通则》表3.3.1可见对温和地区仅部分地区有冬季保温的要求无夏季隔热的要求。且暂无相关节能设计规范。其他分区根据标准分别有采暖能耗、空调能耗的两项或者一项要求。所以以下针对其他四个气候分区进行节能分析。
　　严寒和寒冷地区建筑节能
　　严寒和寒冷地区要求在保证室内热环境的前提下，建筑热工和暖通空调设计应将采暖能耗控制在规定的范围内。
　　在此地区建筑设计时尽量采用南北朝向，避开冬季主导风向，充分利用日照，增加太阳辐射得热，减小采暖负荷；围护结构热工性能的改善对建筑节能效果显著，依次为，外墙传热系数－屋面传热系数－外窗传热系数；需限制窗墙比，一般普通窗户的保温性能比外墙差很多，而且窗户四周与墙相交处也容易出现热桥，窗越大，温差传热量也越大。在该地区当窗户的K值降低到一定程度时，冬季可以获得从南向外窗进入的太阳辐射，有利于节能，因此南向窗墙比较大。所以总体上南向开窗可适当加大，避免东西向开窗，控制北向窗户过大；合理的降低窗户的传热系数，可以减小采暖负荷。
　　夏热冬冷地区建筑节能
　　夏热冬冷地区在保证室内热环境的前提下，建筑热工和暖通空调设计应将采暖和空调能耗控制在规定的范围内。
　　在该地区围护结构热工性能的改善对建筑节能效果显著，依次为，外墙传热系数－屋面传热系数－外窗传热系数；热惰性指标D值越大，温度波在其中的衰减越快，围护结构的热稳定性越好，有利于降低空调能耗；该地区随着窗墙比的增大，空调能耗上升，采暖能耗降低，全年能耗上升；空调耗能量与窗墙比成线性关系；不同城市建筑的最佳朝向和最不利朝向不一致，但总体来讲，建筑应在南北向开窗，东西向不宜开窗，应控制窗墙比的大小；合理的降低窗户的传热系数，可以降低采暖能耗；为了保证建筑的节能，要求外窗具有良好的气密性能，以避免夏季和冬季室外空气过多地向室内渗漏；空调能耗及采暖能耗与遮阳系数均为线性关系；随着遮阳系数的减小，空调能耗降低；遮阳系数对冬季采暖的负作用非常明显，导致全年的能耗降低很少，所以在该地区不推荐居住建筑采用低辐射玻璃窗，应大力发展活动外遮阳技术；建筑体型系数增加，采暖能耗及空调能耗增加。
　　夏热冬暖地区建筑节能
　　夏热冬暖地区在保证室内热环境的前提下，建筑热工和暖通空调设计应将空调和采暖能耗控制在规定的范围内。
　　建筑设计时宜南北向和接近南北向布局，太阳辐射得热对建筑能耗的影响很大，夏季太阳辐射得热增加空调制冷能耗，冬季太阳辐射得热降低采暖能耗。南北朝向的建筑物夏季可以减少太阳辐射得热，对本地区全年只考虑制冷降温的南区是十分有利的；对冬季要考虑采暖的北区，冬季可以增加太阳辐射得热，减少采暖消耗，也是十分有利的；随着窗墙比的增大，建筑能耗增大，应控制窗墙比的大小；降低窗户的传热系数，通过窗户的温差传热降低，对降低采暖能耗和空调能耗都是有利的；空调能耗及采暖能耗与遮阳系数均为线性关系；随着遮阳系数的减小，空调能耗降低；遮阳系数减小对冬季采暖的负作用非常明显，导致全年的能耗降低很少，所以夏热冬暖地区的北区应采用活动遮阳，在南区可采用固定外遮阳；外窗传热系数北区有影响，对南区建筑能耗和节能率影响很小；为了保证居住建筑的节能，要求外窗及阳台门具有良好的气密性能，以抵御夏季和冬季室外空气过多的向室内渗漏。夏热冬暖地区，地处沿海，雨量充沛，多热带风暴和台风袭击，多有大风、暴雨天气，因此对外窗和阳台门气密性能要有较高的要求。
　　结论
　　本文主要以居住建筑节能设计标准为基础，对各气候分区影响居住建筑能
　　耗的各个因素展开分析，主要得到以下结论：
　　根据各气候分区的节能设计标准要求对相应地区的建筑必须采取相应节能设计，在保证室内热环境的前提下，建筑热工和暖通空调设计应将采暖能耗、空调能耗分别或者某项控制在规定范围内。
　　影响建筑能耗的因素，包括外围护结构热工性能对建筑能耗的影响，各个朝向窗墙面积比与建筑能耗的关系，各个朝向遮阳系数与建筑能耗的关系，以及体形系数对建筑能耗的影响。
　　不同城市建筑的最佳朝向和最不利朝向不一致，但总体来讲，建筑朝向宜采用南北向，以有利于冬季增加太阳辐射得热，降低采暖能耗；利于夏季通风，减少东西向太阳辐射降低空调能耗。
　　建筑能耗与围护结构的传热系数有较好的线性关系，围护结构热工性能的改善对降低建筑能耗有显著的作用。
　　围护结构的热惰性指标D值越大，围护结构的热稳定性越好，有利于降低空调能耗。
　　需控制采暖能耗的地区应适当降低窗户的传热系数，降低因温差传热引起的热损失而增加的采暖能耗。对于只考虑空调能耗的夏热冬暖地区的南区，窗户的传热系数影响很小。
　　体形系数的大小对建筑能耗影响非常显著。体形系数越小，外围护结构的传热损失越小。但不能让体型系数过于限制建筑造型，因此应权衡利弊，兼顾不同类型的建筑造型，来确定体形系数。
　　各种建筑材料对热工性能各指标的影响有一定的差异性，要结合当地的气候情况选择合适的建筑材料。
　　参考文献
　　[1] GB 50352-2005民用建筑设计通则
　　[2] GB50178-93 建筑气候区划标准
　　[3] GB50176-93 民用建筑热工设计标准
　　[4] JGJ 26-2010 严寒和寒冷地区居住建筑节能设计标准

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