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《民用建筑热工设计规范》

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8.2.5

当房间采用单侧通风时,应采取下列措施增强自然通风效果:
1 通风窗与夏季或过渡季节典型风向之间的夹角应控制在45°~60°之间;
2 宜增加可开启外窗窗扇的高度;
3 迎风面应有凹凸变化,尽量增大凹口深度;
4 可在迎风面设置凹阳台。

条文说明

8.2.5 在相隔180°的两个朝向设置可开启外窗,可在建筑内形成穿堂风,有效改善自然通风效果。条式建筑的大部分房间都可以做到这一点,而点式建筑难以做到这一点。
现在的高层中,由于必不可少的电梯、疏散楼梯间,使得部分房间只能在一个朝向上设置可开启外窗,只能依靠单侧进行自然通风。对于单侧通风,由于不能形成穿堂风,通风窗设在迎风面、增加可开启窗扇的高度都是改善通风效果的必要措施。
另外,近来研究表明,建筑迎风面体型凹凸变化对单侧通风的效果有影响,凹口较深及内折的平面形式更有利于单侧通风。立面上的建筑构件可以增强建筑体型的凹凸变化,从而促进自然通风;设置凹阳台可增强自然通风效果。

8.2.6

室内通风路径的设计应遵循布置均匀、阻力小的原则,应符合下列规定:
1 可将室内开敞空间、走道、室内房间的门窗、多层的共享空间或者中庭作为室内通风路径。在室内空间设计时宜组织好上述空间,使室内通风路径布置均匀,避免出现通风死角。
2 宜将人流密度大或发热量大的场所布置在主通风路径上;将人流密度大的场所布置在主通风路径的上游,将人流密度小但发热量大的场所布置在主通风路径的下游。
3 室内通风路径的总截面积应大于排风口面积。

9 建筑遮阳设计

9.1 建筑遮阳系数的确定

9.1.1

水平遮阳和垂直遮阳的建筑遮阳系数应按下列公式计算:
式中:SCs——建筑遮阳的遮阳系数,无量纲;
ID——门窗洞口朝向的太阳直射辐射(W/m2),应按门窗洞口朝向和当地的太阳直射辐射照度计算;
XD——遮阳构件的直射辐射透射比,无量纲,应按本规范附录C第C.8节的规定计算;
Id——水平面的太阳散射辐射(W/m2);
Xd——遮阳构件的散射辐射透射比,无量纲,应按本规范附录C第C.9节的规定计算;
I0——门窗洞口朝向的太阳总辐射(W/m2)。


9.1.2

组合遮阳的遮阳系数应为同时刻的水平遮阳与垂直遮阳建筑遮阳系数的乘积。

9.1.3

挡板遮阳的建筑遮阳系数应按下式计算:
式中:η——挡板的轮廓透光比,无量纲,应为门窗洞口面积扣除挡板轮廓在门窗洞口上阴影面积后的剩余面积与门窗洞口面积的比值;
η*——挡板材料的透射比,无量纲,应按表9.1.3的规定确定。



9.1.4

百叶遮阳的建筑遮阳系数应按下式计算:
式中:Eτ——通过百叶系统后的太阳辐射(W/m2),应按本规范附录C第C.10节的规定计算。


9.1.5

活动外遮阳全部收起时的遮阳系数可取1.0,全部放下时应按不同的遮阳形式进行计算。

9.2 建筑遮阳措施

9.2.1

北回归线以南地区,各朝向门窗洞口均宜设计建筑遮阳;北回归线以北的夏热冬暖、夏热冬冷地区,除北向外的门窗洞口宜设计建筑遮阳;寒冷B区东、西向和水平朝向门窗洞口宜设计建筑遮阳;严寒地区、寒冷A区、温和地区建筑可不考虑建筑遮阳。

条文说明

9.2.1 确定需要建筑遮阳的地区。北回归线以南地区在夏至日前后各朝向均有太阳辐射直射,且太阳辐射的散射占太阳总辐射的比例高于其他地区,门窗洞口既要控制太阳辐射的直射,也要控制太阳辐射的散射,应在各朝向均采取遮阳措施;北回归线以北的夏热冬暖地区、温和地区、夏热冬冷地区,只有东、西、南和水平朝向有太阳辐射的直射,北向的散射辐射占太阳总辐射的比例较北回归线以南地区小,北向窗口可不采取遮阳措施;寒冷地区的东、西和水平朝向夏季太阳辐射的直射照度大,东西朝向上、下午时段和水平朝向的正午时段直射辐射较易通过透光围护结构进入室内,引起房间过热,应采取遮阳措施。

9.2.2

建筑门窗洞口的遮阳宜优先选用活动式建筑遮阳。

条文说明

9.2.2 明确活动式建筑遮阳措施的优先作用。遮阳装置可减少透过建筑透光围护结构的太阳辐射,防止室内过热、降低建筑空调能耗。遮阳形式划分为:固定式、活动式。国内外实践证明,活动式建筑遮阳与固定式建筑遮阳相比,具有可按太阳辐射条件的变化调节房间对太阳辐射季节性、时间性需要的特点,提高房间的光、热环境质量,降低房间的夏季空调负荷和冬季采暖负荷的作用明显优于固定式建筑遮阳,因此在保证安全的前提下,建筑遮阳应优先选用活动式建筑遮阳。

9.2.3

当采用固定式建筑遮阳时,南向宜采用水平遮阳;东北、西北及北回归线以南地区的北向宜采用垂直遮阳;东南、西南朝向窗口宜采用组合遮阳;东、西朝向窗口宜采用挡板遮阳。

条文说明

9.2.3  固定遮阳造价低、维护简单,使用方便。但是,设置固定遮阳时必须考虑遮阳的效果,且应在保证夏季有效遮阳的同时,不会对冬季产生不利影响。
   确定固定遮阳的形式除了需要考虑建筑朝向、太阳的高度角、方位角以外,还必须考虑当地太阳辐射量的大小、遮阳的时段,并兼顾冬季需求等。
   通过计算并统计三种主要固定遮阳形式(水平、垂直、挡板)在夏至日到秋分日,不同纬度各朝向辐射遮挡的总量后,发现:南向窗口的水平遮阳、东西向窗口的挡板遮阳,以及北回归线以南地区的垂直遮阳的对太阳辐射的遮挡作用最大,且对冬季太阳辐射(北方)的遮挡很少,属于比较适用的遮阳形式。

9.2.4

当为冬季有采暖需求房间的门窗设计建筑遮阳时,应采用活动式建筑遮阳、活动式中间遮阳,或采用遮阳系数冬季大、夏季小的固定式建筑遮阳。

条文说明

9.2.4 规定建筑遮阳措施不应影响采暖房间冬季的太阳辐射得热。严寒和寒冷地区、夏热冬冷地区,建筑遮阳应能遮挡夏季太阳辐射和透过冬季太阳辐射。这些地区建筑室内环境既需要夏季遮阳又需要冬季日照,建筑门窗洞口的遮阳构件或装置,应具有按太阳辐射季节性变化调节遮阳效果的作用,一般应采取活动式遮阳装置或采用固定式偏角形百叶遮阳两种措施(图1、图2),两种措施都能实现按冬季遮阳系数大、夏季遮阳系数小的要求适应季节性的变化。



9.2.5

建筑遮阳应与建筑立面、门窗洞口构造一体化设计。

条文说明

9.2.5 为了确保遮阳措施在工程上有效实施和保证遮阳构造的安全性,必须保证建筑遮阳与建筑物一体化设计、同步施工。

10 热工设计区属及室外气象参数

条文说明

10 热工设计计算参数

10.0.1

全国建筑热工设计一级区划


11 热工设计计算参数

条文说明

11 热工设计计算公式

11.1 建筑材料热物理性能计算参数

11.1.1

常用建筑材料的热物理性能计算参数应按表B.1选用. 注:1 围护结构在正常使用条件下,材料的热物理性能计算参数应按本表直接采用;
2 围护结构中保温材料的导热系数应按下式进行修正:
式中:λc——保温材料导热系数计算值;
λ——保温材料导热系数,应按本表采用;
a——保温材料导热系数的修正系数,应按本规范附录B表B.2的规定取值。







11.2 常用保温材料导热系数的修正系数

11.2.1

常用保温材料导热系数的修正系数应按表B.2选用。


11.3 封闭空气间层热阻

条文说明

11.3 隔热性能计算

11.3.1

封闭空气间层的热阻应按表B.3选用。





条文说明

11.3.1 本规范规定在进行隔热设计时,按照不同的运行工况,设计指标有不同的限值要求。因此,在进行隔热性能计算时,也需要区分房间在夏季是否设置了空调系统,据此来确定是自然通风房间还是空调房间,以选取不同的计算边界条件。

11.4 围护结构表面换热系数和换热阻

条文说明

11.4 非平衡保温

11.4.1

典型工况围护结构内表面换热系数和内表面换热阻应按表B.4.1-1的规定取值,外表面换热系数和外表面换热阻应按表B.4.1-2的规定取值。
注:表中h为肋高,s为肋间净距。


条文说明

11.4.1 非平衡保温是根据不同朝向外墙和屋面单位面积净失热量相等原理,进行围护结构热工设计的方法。现行相关标准规定了不同地区采暖建筑围护结构传热系数的限值,但由于传热系数限值的确定是基于室内外空气温差,所以建筑围护结构的传热系数限值没有朝向的区分。以外墙为例,不同朝向外墙以相同的传热系数进行构造设计,虽然能够简化构造设计难度,但对于太阳能资源丰富的地区,这种方法不利于实现节能墙体构造的优化。
非平衡保温是指太阳辐射热作用较大的地区,因太阳热作用随采暖建筑围护结构朝向不同而差异明显,为使不同朝向外墙及屋面传热失热热流密度相等,而对不同朝向外墙及屋面采用了不同的传热系数。
非平衡保温设计的基本原理如公式(14)~公式(17)所示:
式中:q——不同朝向外墙与屋面的单位面积传热失热量(W/m2)。
由于tsa·e和tsa·w相差较小,所以为简化设计与墙体建造,两者取相同的值,即取两者的平均值:tsa·e·w.按上式计算可得出不同朝向外墙和屋面非平衡传热系数相关性。
太阳能资源丰富地区建筑的节能墙体采用非平衡保温设计方法,有利于降低围护结构内壁面不对称辐射对室内热舒适的影响。
由于本规范并非是节能标准,因此其实质是对建筑热工性能的最基本的要求,因此对于“不同朝向保温”问题,本规范侧重于提供不同朝向保温的热工设计方法。



11.4.2

3000m以上的高海拔地区,围护结构内表面换热系数和内表面换热阻应按表B.4.2-1的规定取值,外表面换热系数和外表面换热阻应按表B.4.2-2的规定取值。



11.5 太阳辐射吸收系数

11.5.1

常用围护结构表面太阳辐射吸收系数应按表B.5选用。


11.6 常用材料蒸汽渗透阻

条文说明

11.6 门窗、幕墙抗结露验算

11.6.1

常用薄片材料和涂层的蒸汽渗透阻应按表B.6选用。


11.7 种植屋面热工参数

11.7.1

种植屋面植被层的附加热阻宜符合表B.7.1的规定。


11.7.2

种植屋面材料的热工参数宜符合表B.7.2-1和表B.7.2-2的规定。


11.8 饱和水蒸气分压

条文说明

11.8 水平遮阳和垂直遮阳的直射辐射透射比

11.8.1

标准大气压时不同温度下的饱和水蒸气分压应按表B.8选用。






条文说明

11.8.1 为了求得逐时太阳直射辐射透射比,需要计算得到窗口玻璃上的逐时光斑面积的大小。一般认为照射到地球表面的太阳光线是一束平行光,而一般物体或部件大都由各种有规律的平行直线构成,它们在任意平面上的投影所形成的光斑,也必然由平行四边形组成,因此,只要能找到物体上几个拐角点的投影位置,就可以利用几何原理来求的上述光斑面积和透光系数,为了简化模型,对所研究的遮阳构造做了以下近似处理:
1 忽略窗棂对光斑面积的影响;
2 忽略遮阳板厚度的影响;
3 忽略遮阳板间的反射。
对于这种类型的水平遮阳板全天光斑形式有附录表C.8.1所示的三种变化(观测点在室外,下同):由于光斑变化情况是以0壁面太阳方位角为对称的,因此,附录表C.8.1只列出了壁面太阳方位角小于0的情况,当该角度大于0时,除光斑图形发生对称变化外,计算公式相同。
壁面太阳方位角ε是指:壁面上某点和太阳之间的连线在水平面上的投影,与壁面法线在水平面上的投影线之间的夹角。在数值上等于(太阳方位角-壁面方位角)。太阳方位角是指:太阳至地面上某给定点连线在地面上的投影与正南向的夹角,太阳偏东时为负,偏西时为正,正南为零;壁面方位角是指:壁面法线在水平面上的投影与正南向的夹角,壁面朝向偏东为负,偏西为正,正南为零。

12 热工设计计算公式

12.1 非均质复合围护结构的热阻

12.1.1

由两种以上材料组成的、二(三)向非均质围护结构,当相邻部分热阻的比值小于等于1.5时,复合围护结构的热阻可按下列公式计算:式中:R——非匀质复合围护结构的热阻(m2·K/W);
Rou——应按公式(C.1.1-2)计算;
Rol——应按公式(C.1.1-3)计算;
Ri——内表面换热阻(m2·K/W);
Re——外表面换热阻(m2·K/W);
fa,fb,……fq——与热流平行方向各部分面积占总面积的百分比;
Roua,Roub,……Rouq——与热流平行方向各部分的传热阻(m2·K/W),应按本规范第3.4.4条的规定计算;
R1,R2,……Rj,……Rn——应按公式(C.1.1-4)计算;
Raj,Rbj,……Rqj——与热流垂直方向第j层各部分的热阻(m2·K/W),应按本规范第3.4.1条的规定计算。


12.1.2

由两种以上材料组成的、二(三)向非匀质围护结构,当相邻部分热阻的比值大于1.5时,复合围护结构的热阻应按下式计算:
式中:Km——非匀质复合围护结构平均传热系数[W/(m2·K)],应按本规范第3.4.6条的规定计算。


12.2 结构性热桥的线传热系数

12.2.1

在建筑外围护结构中,墙角、窗间墙、凸窗、阳台、屋面、楼板、地板等处形成的结构性热桥(图C.2.1)对墙体、屋面传热的影响应用线传热系数ψ描述。


12.2.2

热桥线传热系数应按下式计算:式中:ψ——热桥线传热系数[W/(m·K)];
Q2D——二维传热计算得出的流过一块包含热桥的围护结构的传热量(W),该围护结构的构造沿着热桥的长度方向必须是均匀的,传热量可以根据其横截面(对纵向热桥)或纵截面(对横向热桥)通过二维传热计算得到;
K——围护结构平壁的传热系数[W/(m2·K)];
A——计算Q2D的围护结构的面积(m2);
ti——围护结构室内侧的空气温度(℃);
te——围护结构室外侧的空气温度(℃);
l——计算Q2D的围护结构的长度,热桥沿这个长度均匀分布,计算ψ时,l宜取1m;
C——计算Q2D的围护结构的宽度,即A=l·C,可取C≥1m。


12.2.3

当围护结构中两个平行热桥之间的距离很小时,应将两个平行热桥合并,同时计算两个平行热桥的线传热系数。

12.2.4

线传热系数ψ以及热桥的表面温度可采用本规范配套光盘中提供的二维稳态传热计算软件计算。

12.2.5

围护结构的二、三维稳态传热计算应符合下列规定:
1 计算软件应符合下列规定:
1)计算软件应经过验证,以确保计算的正确性;
2)软件的输入、输出应便于检查,计算结果清晰、直观。
2 边界条件的设置应符合下列规定:
1)外表面:第三类边界条件,冬季室外计算温度应按本规范第3.2.2条的规定取值,表面换热系数应按本规范附录B第B.4节的规定取值;
2)内表面:第三类边界条件,冬季室内计算温度应按本规范第3.3.1条的规定取值,表面换热系数应按本规范附录B第B.4节的规定取值;
3)其他边界:第二类边界条件,热流密度应取零;
4)室内空气相对湿度:冬季应取60%。
3 计算模型的选取应符合下列规定:
1)应根据实际情况确定采用二维或三维传热计算;
2)在二维传热模型中与热流方向平行的边界面应按对称(或足够远)的原则选取,保证越过边界面的热流为零;
3)在三维传热模型中与热流方向平行的边界面应按对称(或足够远)的原则选取,保证越过边界面的热流为零;
4)模型的几何尺寸与材料应与节点构造设计一致;
5)距离较小的热桥应合并计算。
4 计算参数的选用应符合下列规定:
1)常用建筑材料的热物理性能参数应按本规范附录B表B.1的规定取值;
2)封闭空气间层的热阻应按本规范附录B表B.3的规定取值;
3)当材料的热物理性能参数有可靠来源时,也可以采用。

12.3 隔热性能计算

12.3.1

隔热设计时,外墙、屋面内表面温度应采用一维非稳态方法计算,并应按房间的运行工况确定相应的边界条件。

12.3.2

外墙、屋面内表面温度可采用本规范配套光盘中提供的一维非稳态传热计算软件计算。

12.3.3

围护结构的隔热计算应符合下列规定:
1 计算软件应符合下列规定:
1)软件的算法应符合本规范附录C第C.3.1条的规定;
2)计算软件应经过验证,以确保计算的正确性;
3)软件的输入、输出应便于检查,计算结果清晰、直观。
2 边界条件的设置应符合下列规定:
1)外表面:第三类边界条件,室外空气逐时温度和各朝向太阳辐射应按本规范第3.2.3条的规定确定,表面换热系数应按本规范附录B第B.4节的规定取值;
2)内表面:第三类边界条件,室内空气温度应按本规范第3.3.2条的规定取值,表面换热系数应按本规范附录B第B.4节的规定取值;
3)其他边界:第二类边界条件,热流密度应取零。
3 计算模型的选取应符合下列规定:
1)计算模型应选取外墙、屋面的平壁部分;
2)计算模型的几何尺寸与材料应与节点构造设计一致;
3)当外墙、屋面采用两种以上不同构造,且各部分面积相当时,应对每种构造分别进行计算,内表面温度的计算结果取最高值。
4 计算参数的选用应符合下列规定:
1)常用建筑材料的热物理性能参数应按本规范附录B表B.1的规定取值;
2)当材料的热物理性能参数有可靠来源时,也可以采用。

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共 286 条
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