第2章-建筑节能设计原理.ppt
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河南理工大学河南理工大学第二章第二章第二章第二章建筑节能原理与方法建筑节能原理与方法建筑节能原理与方法建筑节能原理与方法2022/11/111第二章第二章主要内容主要内容2.1建筑热工设计分区与建筑能耗建筑热工设计分区与建筑能耗2.2不同热工分区下的建筑节能设计原理不同热工分区下的建筑节能设计原理2.3采暖居住建筑节能基本原理的节能途径采暖居住建筑节能基本原理的节能途径2.4空调建筑节能原理空调建筑节能原理2.5建筑物耗热量指标建筑物耗热量指标2.6建筑物耗热量指标计算建筑物耗热量指标计算2.7建筑节能评价计算建筑节能评价计算2022/11/112气候气候我国幅员辽阔,气候类型多样,但受东亚季风影响,大部分地区冬冷夏热我国幅员辽阔,气候类型多样,但受东亚季风影响,大部分地区冬冷夏热我国年平均温度分布图我国年平均温度分布图我国我国1月平均温度分布图月平均温度分布图我国我国7月平均温度分布图月平均温度分布图2.1建筑热工设计分区与建筑能耗建筑热工设计分区与建筑能耗2.1.1建筑热工设计分区建筑热工设计分区2022/11/113建筑热工设计分区建筑热工设计分区严寒地区严寒地区寒冷地区寒冷地区夏热冬冷区夏热冬冷区夏热冬暖夏热冬暖夏热冬暖夏热冬暖区区区区温和地区温和地区寒冷地区寒冷地区严寒地区严寒地区寒冷地区寒冷地区严寒地区严寒地区2022/11/114分区名称分区名称严寒地区严寒地区寒冷地区寒冷地区夏热冬冷地区夏热冬冷地区夏热冬暖地夏热冬暖地区区温和地区温和地区分分区区指指标标主要指标主要指标最冷月平最冷月平均温度均温度10最冷月平最冷月平均温度均温度-100最冷月平均温度最冷月平均温度010最热月平均温度最热月平均温度2530最冷月平均最冷月平均温度温度10最热月平均最热月平均温温2529最冷月平均最冷月平均温度温度013最热月平均最热月平均温度温度1825辅助指标辅助指标日平均温日平均温度度5的天数的天数145d日平均温日平均温度度5的天数的天数90145d日平均温度日平均温度5(090d)日平均温度日平均温度25(40110d)日平均温度日平均温度25的天的天数数100200d日平均温度日平均温度5的天数的天数090d设计要求设计要求必须充分必须充分满足冬季满足冬季保温要求,保温要求,一般可不一般可不考虑夏季考虑夏季防热防热应满足冬应满足冬季保温要季保温要求,部分求,部分地区兼顾地区兼顾夏季防热夏季防热必须满足夏季防必须满足夏季防热要求,兼顾冬热要求,兼顾冬季保温季保温必须充分满必须充分满足夏季防热足夏季防热要求,一般要求,一般可以不考虑可以不考虑冬季保温冬季保温部分地区应部分地区应注意冬季保注意冬季保温,一般可温,一般可不考虑夏季不考虑夏季防热防热2022/11/1152.2不同热工分区下的建筑节能设计原理不同热工分区下的建筑节能设计原理2.2.1严寒与寒冷地区严寒与寒冷地区严寒与寒冷地区建筑的采暖能耗占全国建筑总能耗比重很大,严严寒与寒冷地区建筑的采暖能耗占全国建筑总能耗比重很大,严寒和寒冷地区采暖节能潜力均为我国各类建筑能耗中最大的。
寒和寒冷地区采暖节能潜力均为我国各类建筑能耗中最大的。
可以实现的采暖节能的技术途径:
可以实现的采暖节能的技术途径:
(1)改进围护结构的保温性能;)改进围护结构的保温性能;
(2)推广各类通风换气窗,实现可控的通风换气,减少热量损失)推广各类通风换气窗,实现可控的通风换气,减少热量损失(3)改善采暖的末端调节性能,避免过热)改善采暖的末端调节性能,避免过热(4)推行地板采暖的低温采暖方式,从而降低供热热源温度)推行地板采暖的低温采暖方式,从而降低供热热源温度(5)采用集中供暖方式,发展热电联产)采用集中供暖方式,发展热电联产设计要点:
设计要点:
必须充分满足冬季保温要求,一般可不考虑夏季放热必须充分满足冬季保温要求,一般可不考虑夏季放热2022/11/1162.2.2夏热冬冷地区夏热冬冷地区2.2.2夏热冬冷地区夏热冬冷地区典型城市:
重庆、上海,南京、长沙、福州典型城市:
重庆、上海,南京、长沙、福州原来不考虑采暖和空调,随着经济的发展和生活水平原来不考虑采暖和空调,随着经济的发展和生活水平的提高,采暖空调以不可挡之势进入长江流域的寻常的提高,采暖空调以不可挡之势进入长江流域的寻常百姓家。
百姓家。
长江中下游城镇用蜂窝煤、电暖器或煤气红外辐长江中下游城镇用蜂窝煤、电暖器或煤气红外辐射炉,而一些大城市,热泵型冷暖两用空调逐渐普及。
射炉,而一些大城市,热泵型冷暖两用空调逐渐普及。
住宅用于采暖空调的比例不断上升住宅用于采暖空调的比例不断上升设计要点:
首先保证夏季隔热,兼顾冬季防寒设计要点:
首先保证夏季隔热,兼顾冬季防寒2022/11/117夏季隔热设计:
夏季隔热设计:
由于夏季太阳辐射强,持续时间久。
因此要特别由于夏季太阳辐射强,持续时间久。
因此要特别强调外窗遮阳、外墙和屋顶隔热设计。
强调外窗遮阳、外墙和屋顶隔热设计。
优化屋顶和东、西墙的保温隔热效果。
优化屋顶和东、西墙的保温隔热效果。
2022/11/118窗墙比窗墙比:
部分地区室外风小,阴天多,所以要从提:
部分地区室外风小,阴天多,所以要从提高住宅日照,促进通风,增加太阳辐射,可以适高住宅日照,促进通风,增加太阳辐射,可以适当提高窗墙比。
当提高窗墙比。
但是对于夏热冬冷气候条件不同的地区,不有当地但是对于夏热冬冷气候条件不同的地区,不有当地不同季节的室外平均风速不同,因此在进行窗墙不同季节的室外平均风速不同,因此在进行窗墙比优化设计时要注意灵活调整。
比优化设计时要注意灵活调整。
例如:
上海、南京、合肥等,冬季风速例如:
上海、南京、合肥等,冬季风速2.5m/s,北,北向窗墙比不能很大,不超多向窗墙比不能很大,不超多0.25。
重庆、成都,冬季风速重庆、成都,冬季风速1.5m/s,且冬季气温要高一,且冬季气温要高一些,所以北向窗墙比不超过些,所以北向窗墙比不超过0.3冬季防寒设计冬季防寒设计2022/11/1192.2.3夏热冬暖地区夏热冬暖地区典型城市:
广州、海口、香港典型城市:
广州、海口、香港冬季:
暖和不需要供暖冬季:
暖和不需要供暖夏季:
太阳辐射强烈,室外平均温度高夏季:
太阳辐射强烈,室外平均温度高设计要点:
隔热、遮阳、通风设计非常重要设计要点:
隔热、遮阳、通风设计非常重要在过去:
广州地区传统建筑没有降温手段,比较重在过去:
广州地区传统建筑没有降温手段,比较重视通风和遮阳。
室内层高较高,外墙厚度视通风和遮阳。
室内层高较高,外墙厚度370mm,屋面采用一定形式的隔热。
,屋面采用一定形式的隔热。
现在:
空调已经成为居民住宅降温的主要手段。
现在:
空调已经成为居民住宅降温的主要手段。
2022/11/11102022/11/11112.2.4温和地区温和地区典型城市:
昆明、贵阳典型城市:
昆明、贵阳气候特点:
四季如春气候特点:
四季如春2022/11/1112采暖空调能耗的几个方面采暖空调能耗的几个方面1)围护结构的保温()围护结构的保温(2.3、2.4节要讲)节要讲)2)冷热源设备的选用)冷热源设备的选用3)实现经济运行)实现经济运行4)实行供冷暖的分户热计量)实行供冷暖的分户热计量5)发展建筑物蓄冷空调和蓄热空调)发展建筑物蓄冷空调和蓄热空调6)建筑物分布式能源系统)建筑物分布式能源系统2.3、2.4导论采暖空采暖空调节能能设计2022/11/11132)冷热源设备的选用)冷热源设备的选用2022/11/11142022/11/1115Cop=2.6-3.4cop=4-8冷源设备冷源设备2022/11/1116热源设备热源设备2022/11/1117热热用户用户燃煤、燃气燃煤、燃气锅炉锅炉集中供热集中供热直接电采暖直接电采暖(蓄热锅炉、(蓄热锅炉、地板辐射、地板辐射、电热膜)电热膜)热泵(空气热泵(空气源、水源)源、水源)2022/11/1118热泵的能量利用系数高热泵的能量利用系数高直接电直接电100%电厂电厂发电发电33%损失损失67%房间房间33%锅炉锅炉100%锅炉锅炉效率效率70%房间房间70%损失损失30%热热泵泵热泵热泵100%电厂电厂发电发电33%损失损失67%99%房间房间130%COP=42)广泛采用热泵技术)广泛采用热泵技术2022/11/11193)实现经济运行)实现经济运行设计和运行两方向着手,另外加强运行人员的培训设计和运行两方向着手,另外加强运行人员的培训与管理与管理设计的机组不要太大设计的机组不要太大风机盘管清理过滤等、风机盘管清理过滤等、过渡季节尽量不运行过渡季节尽量不运行2022/11/11204)实行供冷暖的分户热计量)实行供冷暖的分户热计量1、提高节省意识、提高节省意识2、同一户型供热量、同一户型供热量不一定一样不一定一样2022/11/11215)发展建筑物蓄冷空调和蓄热空调)发展建筑物蓄冷空调和蓄热空调避开高峰电避开高峰电价,利用低价,利用低谷廉价电制谷廉价电制冷或制热冷或制热冰蓄冷中央空调冰蓄冷中央空调可以减缓用电高可以减缓用电高峰紧张,比常规峰紧张,比常规空调系统每年节空调系统每年节约运行费用约运行费用10%-30%2022/11/11226)建筑物分布式能源系统)建筑物分布式能源系统2022/11/11232.3采暖居住建筑节能基本原理和节能途径采暖居住建筑节能基本原理和节能途径2.3.1采暖居住建筑的主要特点采暖居住建筑的主要特点1)大部分为住宅建筑,具有连续使用的特点)大部分为住宅建筑,具有连续使用的特点2)对室内的热环境和空气质量的要求高)对室内的热环境和空气质量的要求高3)由于建筑设计的多样化,新建居住建筑的体型系)由于建筑设计的多样化,新建居住建筑的体型系数逐渐增大。
由原理的数逐渐增大。
由原理的0.3-0.35左右。
左右。
体形系数:
定义为建筑物与室外大气接触的外表面积与其体形系数:
定义为建筑物与室外大气接触的外表面积与其所包围的体积之比,即单位建筑体积所占有的外表面积,所包围的体积之比,即单位建筑体积所占有的外表面积,其中外表面积中不包括地面面积其中外表面积中不包括地面面积2022/11/1124体形系数越大,越不利于节能体形系数越大,越不利于节能2022/11/11252.3.2采暖居住建筑的能耗构成采暖居住建筑的能耗构成1)建筑耗热量主要由通过围护结构的传热耗热量构)建筑耗热量主要由通过围护结构的传热耗热量构成,成,73%-77%;外墙约外墙约23%-34%;窗户窗户23%-25%;楼梯间隔墙楼梯间隔墙6%-10%;屋顶屋顶7%-8%;阳台门下部阳台门下部2%-3%;户门户门2%-3%;地面地面2%2)通过门窗缝隙的空气渗透耗热量通过门窗缝隙的空气渗透耗热量,23%-27%;2022/11/1126窗的传热耗热量和渗透耗热量占建筑全部耗热窗的传热耗热量和渗透耗热量占建筑全部耗热量的量的50%,由此可见窗是耗热量较大的构建,是,由此可见窗是耗热量较大的构建,是节能的重点部位。
节能的重点部位。
一方面:
一方面:
改善建筑物窗户的保温性能和加强窗户改善建筑物窗户的保温性能和加强窗户的气密性是节能的关键措施。
的气密性是节能的关键措施。
另一方面:
另一方面:
对室内的换气次数有明显标准,加强对室内的换气次数有明显标准,加强窗户的气密性的同时要兼顾换气次数。
适当使用窗户的气密性的同时要兼顾换气次数。
适当使用机械排风装置。
机械排风装置。
其次是外其次是外墙的保温的保温设计也是关也是关键2.3.2采暖居住建筑的能耗构成采暖居住建筑的能耗构成2022/11/1127建筑节能的基本原理是:
建筑节能的基本原理是:
最大限度争取得热,最最大限度争取得热,最低限度的向外散热。
低限度的向外散热。
以严寒和寒冷地区住宅建筑为例(降低采暖能耗):
以严寒和寒冷地区住宅建筑为例(降低采暖能耗):
1)保证围护结构热工性能满足冬季保温要求,兼顾)保证围护结构热工性能满足冬季保温要求,兼顾夏季隔热。
夏季隔热。
2)降低建筑体型系数)降低建筑体型系数3)采取合理的窗墙比)采取合理的窗墙比4)提高外
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- 建筑节能 设计 原理
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