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3.4 围护结构热工性能的权衡判断


3.4.1 进行围护结构热工性能权衡判断前,应对设计建筑的热工性能进行核查;当满足下列基本要求时,方可进行权衡判断:

    1 屋面的传热系数基本要求应符合表3.4.1-1的规定。

表3.4.1-1  屋面的传热系数基本要求

    2 外墙(包括非透光幕墙)的传热系数基本要求应符合表3.4.1-2的规定。

表3.4.1-2  外墙(包括非透光幕墙)的传热系数基本要求

    3 当单一立面的窗墙面积比大于或等于0.40时,外窗(包括透光幕墙)的传热系数和综合太阳得热系数基本要求应符合表3.4.1-3的规定。

表3.4.1-3  外窗(包括透光幕墙)的传热系数和太阳得热系数基本要求

3.4.2 建筑围护结构热工性能的权衡判断,应首先计算参照建筑在规定条件下的全年供暖和空气调节能耗,然后计算设计建筑在相同条件下的全年供暖和空气调节能耗,当设计建筑的供暖和空气调节能耗小于或等于参照建筑的供暖和空气调节能耗时,应判定围护结构的总体热工性能符合节能要求。当设计建筑的供暖和空气调节能耗大于参照建筑的供暖和空气调节能耗时,应调整设计参数重新计算,直至设计建筑的供暖和空气调节能耗不大于参照建筑的供暖和空气调节能耗。

3.4.3 参照建筑的形状、大小、朝向、窗墙面积比、内部的空间划分和使用功能应与设计建筑完全一致。当设计建筑的屋顶透光部分的面积大于本标准第3.2.7条的规定时,参照建筑的屋顶透光部分的面积应按比例缩小,使参照建筑的屋顶透光部分的面积符合本标准第3.2.7条的规定。

3.4.4 参照建筑围护结构的热工性能参数取值应按本标准第3.3.1条的规定取值。参照建筑的外墙和屋面的构造应与设计建筑一致。当本标准第3.3.1条对外窗(包括透光幕墙)太阳得热系数未作规定时,参照建筑外窗(包括透光幕墙)的太阳得热系数应与设计建筑一致。

3.4.5 建筑围护结构热工性能的权衡计算应符合本标准附录B的规定,并应按本标准附录C提供相应的原始信息和计算结果。

条文说明

3.4.1 为防止建筑物围护结构的热工性能存在薄弱环节,因此设定进行建筑围护结构热工性能权衡判断计算的前提条件。除温和地区以外,进行权衡判断的甲类公共建筑首先应符合本标准表3.4.1的性能要求。当不符合时,应采取措施提高相应热工设计参数,使其达到基本条件后方可按照本节规定进行权衡判断,满足本标准节能要求。建筑围护结构热工性能判定逻辑关系如图2所示。

    根据实际工程经验,与非透光围护结构相比,外窗(包括透光幕墙)更容易成为建筑围护结构热工性能的薄弱环节,因此对窗墙面积比大于0.4的情况,规定了外窗(包括透光幕墙)的基本要求。

图2  围护结构热工性能判定逻辑关系

3.4.2 公共建筑的设计往往着重考虑建筑外形立面和使用功能,有时由于建筑外形、材料和施工工艺条件等的限制难以完全满足本标准第3.3.1条的要求。因此,使用建筑围护结构热工性能权衡判断方法在确保所设计的建筑能够符合节能设计标准的要求的同时,尽量保证设计方案的灵活性和建筑师的创造性。权衡判断不拘泥于建筑围护结构各个局部的热工性能,而是着眼于建筑物总体热工性能是否满足节能标准的要求。优良的建筑围护结构热工性能是降低建筑能耗的前提,因此建筑围护结构的权衡判断只针对建筑围护结构,允许建筑围护结构热工性能的互相补偿(如建筑设计方案中的外墙热工性能达不到本标准的要求,但外窗的热工性能高于本标准要求,最终使建筑物围护结构的整体性能达到本标准的要求),不允许使用高效的暖通空调系统对不符合本标准要求的围护结构进行补偿。

    自2005版标准使用建筑围护结构权衡判断方法以来,该方法已经成为判定建筑物围护结构热工性能的重要手段之一,并得到了广泛地应用,保证了标准的有效性和先进性。但经过几年来的大规模应用,该方法也暴露出一些不完善之处。主要体现在设计师对方法的理解不够透彻,计算中一些主要参数的要求不够明确,工作量大,导致存在通过权衡判断的建筑的围护结构整体热工性能达不到标准要求的情况。本次修订通过软件比对、大量算例计算,对权衡判断方法进行了完善和补充,提高了方法的可操作性和有效性。

3.4.3 权衡判断是一种性能化的设计方法,具体做法就是先构想出一栋虚拟的建筑,称之为参照建筑,然后分别计算参照建筑和实际设计的建筑全年供暖和空调能耗,并依照这两个能耗的比较结果作出判断。当实际设计的建筑能耗大于参照建筑的能耗时,调整部分设计参数(例如提高窗户的保温隔热性能、缩小窗户面积等等),重新计算设计建筑的能耗,直至设计建筑的能耗不大于参照建筑的能耗为止。

    每一栋实际设计的建筑都对应一栋参照建筑。与实际设计的建筑相比,参照建筑除了在实际设计建筑不满足本标准的一些重要规定之处作了调整以满足本标准要求外,其他方面都相同。参照建筑在建筑围护结构的各个方面均应完全符合本标准的规定。

3.4.4 参照建筑是进行围护结构热工性能权衡判断时,作为计算满足标准要求的全年供暖和空气调节能耗用的基准建筑。所以参照建筑围护结构的热工性能参数应按本标准第3.3.1条的规定取值。

    建筑外墙和屋面的构造、外窗(包括透光幕墙)的太阳得热系数都与供暖和空调能耗直接相关,因此参照建筑的这些参数必须与设计建筑完全一致。

3.4.5 权衡计算的目的是对围护结构的整体热工性能进行判断,是一种性能化评价方法,判断的依据是在相同的外部环境、相同的室内参数设定、相同的供暖空调系统的条件下,参照建筑和设计建筑的供暖、空调的总能耗。用动态方法计算建筑的供暖和空调能耗是一个非常复杂的过程,很多细节都会影响能耗的计算结果。因此,为了保证计算的准确性,本标准在附录B对权衡计算方法和参数设置等作出具体的规定。

    需要指出的是,进行权衡判断时,计算出的是某种“标准”工况下的能耗,不是实际的供暖和空调能耗。本标准在规定这种“标准”工况时尽量使它合理并接近实际工况。

    权衡判断计算后,设计人员应按本标准附录C提供计算依据的原始信息和计算结果,便于审查及判定。

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公共建筑节能设计标准 GB50189-2015
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