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节能建筑热工设计应包括如下内容:
1.了解所设计的建筑的热工要求
(1)夏季的要求
1)一般的隔热的要求:在自然通风的情况下,控制外围护结构内表面的最高温度,使之符合隔热标准。
2)采用空调时,室温应控制在(28±2)℃,外围护结构内表面的最高温度不大于32℃。
(2)冬季的要求
1)被动式供暖
2)集中式供暖,可分为节能50%或65%,目前国家标准要求节能65%。
3)冬季采用热泵空调系统供暖,室温控制在16℃左右。
2.根据选定的热工要求确定节能设计指标
(1)体形系数
节能建筑其体形系数都不宜超过0.30,如若有超出,则应采取加强屋顶和外墙保温的做法,,以便将建筑物耗热量指标控制在规定水平,总体上实现节能65%的目标。
(2)屋顶
根据选定的节能建材,确定其夏季及冬季所必需的热阻的最小值,并选择其中的大者为依据来计算其保温层和隔热层的厚度。还应注意以下几个问题:
1)在确定屋顶冬季的最小热阻时,首先应了解屋顶现有的热惰性指标D,若D>4,则可根据D=4.1~6来选择屋顶冬季的最小热阻;若D<4,则根据D=1.6~4来选择。这时应将保温层的D值与原有屋面结构的D值相加,若其相加值仍小于4则计算正确;若其相加值大于4,则应根据D=4.1~6来选择最小热阻,重新计算保温层的厚度。
2)在确定屋顶夏季的最小热阻时,首先应了解屋顶外表面对太阳辐射热的吸收系数ρ,然后再根据现有的热惰性指标D值的大小来选择屋顶夏季的最小热阻。
3)应注意最小热阻有无附加值,例如,体形系数偏高的附加,间歇空调或间歇供暖时的附加等。
(3)外墙
根据选定的节能建筑,确定其外墙夏季及冬季所必需的最小热阻,并根据其中大者来计算保温层和隔热层的厚度。
选择确定最小热阻的方法和屋顶相同,并应注意最小热阻的附加值。例如,体形系数偏大时的附加,间歇空调时的附加。当外墙采用轻质复合材料时,材料的平均密度小于500kg/m³时,最小热阻应增加60%;材料的平均密度小于300kg/m³时,最小热阻应增加80%。在JGJ26-2010中规定了不同地区节能住宅外墙传热系数的上限值可供选择。
(4)窗户
1)根据建筑物建造地点,当地冬季的平均风速,建筑物是多层还是高层,初步确定门窗的气密性、保温性和水密性。
2)计算各朝向墙面的窗墙面积比,若超出规定的面积比时,当超出的范围为1%~5%,则按没超出1%,提高外墙的热阻2%;当窗墙面积比超出规定范围的5%~10%,在按比例提高外墙热阻的同时,再将窗户的保温性能提高一级;当窗墙面积比超出规定范围的10%~15%,在按比例提高外墙热阻的同时,再将窗户的保温性能提高二级。在提高窗户保温性能级别的同时,还应同时提高外墙的热阻。不宜只提高外墙的热阻而不提高窗的保温性能,以免窗户的冷辐射引起人体的不舒适感。