第1周_第1天_建筑节能基础知识

一、基本概念

1. 围护结构

建筑物或房间各面的围护体，包括墙体、屋顶、门窗、楼板和地面等。按是否同室外空气直接接触与其在建筑物中的位置，又可分为外围护结构和内围护结构。

2. 导热系数（λ）

稳定条件下，1m厚物体，两侧表面温差为1K，单位时间内(1h)通过单位面积(1m2)传递的热量，单位：W/（m·K）。

3. 蓄热系数（S）

材料层一侧受到谐波热作用时，通过表面的热流波幅与表面温度波幅的比值,可表征材料热稳定性的优劣。其值越大，材料的热稳定性越好，单位：W/（m2·K）。

0.51*修正系数* (0.2778 * 密度 * 比热 * 导热系数 * 修正系数 / 1000.0 )0.5

4. 热阻（R）

表征围护结构本身或其中某层材料阻抗传热能力的物理量。单一材料围护结构热阻R=δ/λc。式中δ为材料厚度(mm)，λc为材料导热系数计算值[W/(m·k)]；多层材料围护结构热阻R=∑(δ/λc)。单位为：㎡·k/w。

5. 围护结构表面换热阻（Ri、Re）

围护结构两侧表面空气边界层阻抗传热能力的物理量,为表面换热系数的倒数。在内表面,称为内表面换热阻(Ri);在外表面,称为外表面热换阻(Re)。

具体数值可按《民用建筑热工设计规范》（GB50176）取用。在一般情况下，外围护结构的内表面换热阻可取Ri=0.11㎡·k/w，外表面换热阻可取Re =0.04㎡·k/w（冬季状况）或0.05㎡·k/w（夏季状况）。

6. 围护结构传热阻（RO）

表征围护结构（包括两侧表面空气边界层）阻抗传热能力的物理量。为结构材料层热阻与两侧表面换热阻之和。单位：（m2·K）/W。

7. 热惰性指标（D）

表征围护结构对温度波衰减快慢程度的无量纲指标，其数值等于材料层热阻（R）和蓄热系数（S）的乘积。单一材料围护结构热惰性指标D=R·S；多层材料围护结构热惰性指标D=∑(R·S)。

8. 围护结构传热系数（K）

在稳定传热条件下，围护结构两侧空气温差为1K，在单位时间内通过单位面积围护结构的传热量，单位：W/（m2·K），为围护结构的传热系数，系围护结构传热阻的倒数，K=1/RO。

9. 外墙平均传热系数（Km）

外墙包括外墙主体部位（承重墙体或框架、剪力墙的填充墙）和周边混凝土剪力墙、异形框架柱、圈梁、抗震构造柱、混凝土过梁、窗台板等热桥部位在内，按面积加权平均求得的传热系数，单位：W/（m2·K）。

10. 热桥（冷桥）

围护结构中包含金属、钢筋混凝土或混凝土墙、梁、柱、肋等部位，在室内外温差作用下，形成热流密集，内表面温度较低（或较高）的部位，这些部位形成传热的桥梁，故称热桥（冷桥）。11. 建筑物体形系数（So）

建筑物与室外大气接触的外表面面积（Fo）与其所包围的体积（Vo）的比值。外表面积中不包括地面的面积。12. 单一朝向平均窗墙面积比（Cm）

整栋建筑某一朝向外墙面上窗及阳台门透明部分洞口总面积与该朝向外墙立面的总面积（包括其上的窗及阳台门的透明部分洞口面积，即计算范围内的总面积）之比。

13. 围护结构热工性能权衡判断

当建筑设计不能完全满足节能设计标准规定的围护结构热工设计规定性指标时，计算并比较参照建筑和所设计建筑的全年采暖和空调能耗，判定围护结构的总体热工性能是否符合节能标准的要求的一种方法。

14. 参照建筑

对围护结构热工性能进行权衡判断时，作为计算全年采暖和空调能耗的一栋完全符合节能设计标准规定性指标要求的假想建筑。15. 太阳辐射吸收系数（）

材料表面吸收的太阳辐射热与其所接受到的入射太阳辐射热之比。16. 外窗遮阳系数（SC）

在直射阳光照射的时间段内，太阳辐射透过窗户（包括窗框、窗玻璃、遮阳、窗帘）所形成的室内得热量，与相同条件下透过标准窗户（包括透过窗框及3mm透明白玻璃的热量）所形成的太阳辐射得热量之比（也可称为太阳辐射能透过指数）。17. 外窗综合遮阳系数（Sw）

考虑窗户本身和窗口的建筑外遮阳装置综合遮阳效果的一个系数，其值为窗本身的遮阳系数（SC）与窗口的建筑外遮阳系数（SD）的乘

积。

18. 建筑物耗冷量指标

按照夏季室内热环境设计标准和设定的计算条件，计算出的单位建筑面积在单位时间内消耗的需要由空调设备提供的冷量。19. 建筑物耗热量指标

按照冬季室内热环境设计标准和设定的计算条件，计算出的单位建筑面积在单位时间内消耗的需要由采暖设备提供的热量。20. 空调年耗电量（EC）

按照夏季室内热环境设计标准和设定的计算条件，计算出的单位建筑面积空调设备每年所要消耗的电能，单位：k W·h/m2 。21. 采暖年耗电量（Eh）

按照冬季室内热环境设计标准和设定的计算条件，计算出的单位建筑面积采暖设备每年所要消耗的电能，单位：k W·h/m2 。22. 空调、采暖设备能效比（EER）

在额定工况下，采暖空调设备提供的热量或冷量与设备本身所消耗的能量之比。

23. 典型气象年（TMY）

以近30年的月平均值为依据，从近10年的资料中选取一年各月最接近30年平均值的月组成典型气象年。由于选取的月平均的值在不同的年份，资料不连续，还需要进行月间平滑处理。24. 空气含湿量（d）

单位质量的干空气中所含的水蒸汽量，单位：g/Kg（干）。25. 换气次数

建筑物内整体或局部空间在单位时间内室内空气更换的次数，单位：次/h。

26. 太阳辐射强度

单位时间通过单位面积的太阳辐射量，单位：W/m2。27. 采暖度日数（HDD18）

一年中，当某天室外日平均温度低于18℃时，将低于18℃的度数乘以1天，并将此乘机累加。28. 空调度日数（CDD26）

一年中，当某天室外日平均温度高于26℃时，将高于26℃的度数乘以1天，并将此乘机累加。

二、基础词汇

围护结构构件包括：

1. 屋面

2. 外墙

3. 非透明幕墙4. 热桥梁5. 热桥过梁6. 热桥楼板7. 热桥柱8. 外窗9. 透明幕墙10. 凸窗、转角窗11. 天窗12. 隔墙

13. 地下室外墙14. 周边地面15. 非周边地面16. 普通楼板17. 架空楼板

18. 凸窗板、转角凸窗板19. 普通门20. 户门

21. 门窗透明部分22. 内窗23. 阳台24. 阳台板25. 阳台窗

26. 可见光透射比27. 遮阳系数

三、建筑节能设计常用计算

1、建筑物体形系数计算

建筑物与室外大气接触的表面面积与其所包围的体积之比，外表面积中不包括地面面积。

S=F/V

式中： F—各朝向外墙面积之和，m2； V—各朝向外墙所包围的体积，m3。1) 外墙面积和体积计算中应注意

①各朝向与室外空气接触的墙面面积（包括外门窗的面积）为外墙面积，阁楼层墙身按各朝向面积计算。

①底层架空时，底层架空部分的顶部楼板面积应计入外墙面积。②外飘窗，窗子上下悬挑板面积，不计入外墙面积，但要按外墙要求做保温。

③悬挑阳台及栏板，当阳台门口不装门扇，阳台封窗时应计入外墙面积；当阳台门口装门扇时，不论阳台封闭与否，悬挑板及栏板面积均可不计入外墙面积中。

④屋顶老虎窗墙身面积不计入外墙面积，计入屋面表面面积中，并按外墙或屋顶要求做保温隔热层。

⑤屋面面积，平屋面时为屋顶水平投影面积；坡屋顶时为斜屋面展开面积，包括屋顶透明部分（平天窗，斜天窗，老虎窗）面积。

⑥底层地面面积不计入外墙面积中。当底层地面架空600㎜及以下，外墙有通风口时，只要楼板底下按外墙要求加做了保温、隔热层，可不计入外墙面积中。

⑦当楼梯、电梯等公共交通核心部分，与各住户间通过开敞式外走廊相连，且公共交通核心四面墙体均与室外空气接触时，该交通核心部分的外墙面积及所包围的体积，可以不计入整栋建筑的体形系数中。

⑧小天井（内天井），顶部无封闭顶盖时，其墙面按不同朝向计入外墙面积；当顶部有封闭顶盖时（透明或不透明），天井墙壁可不计入外墙面积，可按分户墙进行处理，天井所包围的体积计入体形系数中。

⑨封闭式楼梯间，外墙、外窗面积分别计入该朝向窗墙面积比中；当楼梯为开敞式时，楼梯间与

住户间相邻墙体即成为外墙面，应计入外墙面积；此时楼梯间体积不应计

入总体积中。

⑩由于平面布置关系，南向或北向的凹槽，均计入相应朝向的外墙、外窗面积中。

2) 体形系数控制

①在方案设计阶段，以满足使用功能为前提，立面中尽量不做太多的凹凸与变化，立面不要太复杂，减少外墙面积。

②相同平面凹凸情况下，层数越多，体形系数越小，层数减少，体形系数变大，故要设定合理的层数。

③加大建筑体量，减少长度、面宽与增加进深，可以降低体形系数。④少用点式建筑，或尽量将其拼接成单元式，可减少外墙面积。3) 关于商住楼体形系数计算

①主楼底层、二层为商业网点，分隔成300㎡以下，则可按上层住宅部分统一计算。

②商场面积较大，层数超过二层，则把裙房部分按公共建筑单独计算，裙房以上住宅另行计算。2、窗墙面积比计算1) 定义

窗墙面积比:整栋建筑某一朝向外墙面上窗户及阳台门透明部分洞口面积与该朝向外墙立面的总面积之比。2) 窗墙面积比计算时注意

①窗子总面积中，包括了阳台门的透明部分，不同朝向窗按朝向分别计算。

②外飘窗（上下悬挑板，凸窗），当凸出墙面≤600㎜时，以洞口尺寸加两边窗框各100㎜乘以窗高计算；当凸出墙面≥600㎜时，则按不同朝向分别计入相应朝向的窗户总面积中。③ 敞开式阳台与阳台虽有窗封闭，但墙上有门窗时，则按墙身洞口透明部分面积计入窗墙面积比中;阳台墙上无门，则阳台封窗、栏板按朝向分别计入窗墙面积中。④屋顶平天窗、斜天窗、老虎窗，计入屋顶透明部分面积中。

⑤内天井窗，天井无顶盖时，按外窗考虑计入窗墙面积比中；天井封顶时，按内窗考虑，不计入外窗面积中。

⑥转角窗，按朝向计入相应朝向窗面积中，当为转角外飘窗（凸）时，同样以出挑是否达到或超过600㎜为界，大于60[0㎜按朝向分别计算，

小于等于600㎜按墙身洞口面积加100㎜计算。

⑦屋顶日光室、太阳房，其透明的墙体、屋顶，按朝向分别计入相应朝向部位的窗墙面积比和屋顶透明部分中。

⑧商住楼时，商业网点不超过两层，并入住宅计算，两层以上时，住宅与商场（或办公）分别计算。（根据《合肥市建筑节能实施细则》）

四、建筑热工简易计算

1.材料热阻计算：

材料热阻：表征材料阻抗传热能力的物理量，单位m2•K/W;

R= δ/λC

式中：δ—材料层的厚度， 单位m；

λC ——材料导热系数的计算值，单位W/m•K;

材料导热系数计算值——由于建筑材料在建筑围护结构（屋面、墙体）中受到压缩、受潮、吸湿，或者灰缝渗灰浆、钢龙骨、钢插筋等影响，热量传递加快导热性能变坏，导热系数提高，故计算材料热阻时要将导热系数乘以材料的修正系数ａ；2.多层材料热阻计算：

R=R1+R2+……+Rn=ΣR

式中，R1，R2，……Rn——围护结构各层材料的热阻，m2•K/W；3.材料的导热系数计算：

即 λC=λ•ａR=δ/λC=δ/λ•ａ

材料导热系数λ，可查阅《民用建筑热工设计规范》GB50176-93,或查阅法定检测单位的检测数据;4.围护结构传热系数K：

围护结构传热系数为围护结构传热阻的倒数，是表示在围护结构两侧温度差为1K，在单位时间内通过单位面积围护结构的传热量，单位W/（m2•K）

K=1/R。=1/ （Ri+R+Re）=1/ （Ri+ ∑R+ Re）5.围护结构传热阻，RO：

RO=Ri+R+Re=1/αi+R+1/αe

式中，Ri，αi——内表面换热阻，m2•K/W和换热系数，W/(m2•K)；

Re,αe——外表面换热阻，m2•K/W和换热系数，W/（m2•K）；

R——围护结构各材料层热阻之和（∑R）；7.热惰性指标D：

热惰性指标是表征围护结构反抗温度波动和热流波动能力的一个指标，其值D=R•S，进行计算时蓄热系数应取计算值。

热惰性指标低，隔热性能差。

重质材料（砖墙、砼等），热惰性指标大，蓄热性能好，热稳定性好；

轻质材料（泡沫塑料、玻璃棉、岩棉、矿棉），热惰性指标小，蓄热性能差，热稳定性差。

围护结构总热惰性指标：D=R1•S1+R2•S2+……+Rn•Sn8、结露

见《民用建筑热工设计规范》GB 50176-93 第四章、第三节

9、防潮计算

见《民用建筑热工设计规范》GB 50176-93 第六章、第一节

10、内表面最高温度计算

见《民用建筑热工设计规范》GB 50176-93 附录二、（八）

五、节能设计流程

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所有规定性指标通过，可不进行权衡计算

规定性指标不满足，需要权衡计算判定选择设计方式修改至满足要求后

选择模型编辑或材料编辑

墙门窗幕墙遮阳屋顶天窗热桥阳台房间系统划分修改材料

满足权衡计算判定要求

结论判定

权衡计算

结论判定规定性指标计算材料编辑方案选择

强制条目不满足，必须进行修改修改方式针对建筑缺陷修改

节能设计模型编辑修改模型楼层组装提取标准层提取门窗表提取指北针提取名门窗柱等构件

平面图转换

选择工作方式

读取工程观看最新资讯选择转换方式

不满足权衡计算要求，需进行修改

缺陷分析

选择节能计算

三维模型转换选择图纸转换为标准层

新建工程

软件工作向导节能报审工作方式