居住建筑節能計算分析

周 盼 馮世成

(1.上海凱創建筑科技有限公司，上海 200000； 2.中核核電工程有限公司鄭州分公司，河南 鄭州 450000)

居住建筑節能計算分析

周 盼1馮世成2

(1.上海凱創建筑科技有限公司，上海 200000； 2.中核核電工程有限公司鄭州分公司，河南 鄭州 450000)

闡述了建筑節能的發展現狀，分析了節能計算中幾個重要的節能控制參數，并結合工程實例進行了節能計算，驗證了節能控制參數對建筑節能的影響，從而達到以最經濟的手段提高建筑物節能效率的目的。

建筑節能，節能參數控制，耗熱量計算

1 建筑節能現狀與發展

目前我國建筑節能發展目標如下：節能率現階段總目標達到50%，部分地區試行65%，爭取2020年建筑能耗達到發達國家20世紀末的水平。建筑節能的核心是減少建筑能耗，提高建筑中的能源效率，當今世界各國普遍關注建筑節能問題。

2 建筑節能參數控制

建筑節能是一個系統工程，需要各環節、各專業密切配合，目前節能率承擔分布如下：圍護結構分擔節能率為13%～25%，空調采暖系統分擔的節能率為16%～20%，照明設備分擔的節能率為7%～18%。建筑節能控制參數主要有體型系數、窗墻比、遮陽率、熱阻R、熱惰性指標、采暖耗熱量指標、空調耗冷量指標，圍護結構結露計算。

3 建筑節能參數計算

3.1 體型系數

(1)

其中，S為建筑物與室外大氣接觸的表面積；V為建筑物所包圍的體積。

式(1)中計算時外表面積為不包括地面、封閉不采暖樓梯間隔墻和戶門的面積，對封閉陽臺，應計算其內隔墻面積，若無內隔墻，則按封閉陽臺的外表面計算建筑物面積和體積，對有人坡屋頂，則按三棱柱計算。

3.2 窗墻比

(2)

其中，S1為某一單一朝向上的窗戶洞面積；S2為該朝向的總面積。式(2)中以整個朝向為單位計算，飄窗按窗洞的面積，玻璃門應按窗戶進行計算。

3.3 熱阻計算

圍護結構傳熱計算：

(3)

其中，Rj為材料層的熱阻，m2·K/W；δj為材料層的厚度，m；λj為材料的導熱系數，W/(m·K)；R0min為圍護結構的最小傳熱阻；ti為冬季室內計算溫度，℃；te為圍護結構冬季室外計算溫度；Ri為圍護結構內表面換熱阻，m2·K/W；K為傳熱系數。

3.4 建筑物耗熱指標計算

采暖建筑按照冬季室內環境設計和設定的計算條件，計算出單位建筑面積單位時間內消耗掉的需要由采暖設備提供的熱量。

3.5 建筑物耗冷指標計算

建筑物按照夏季室內環境設計和設定的計算條件，計算出單位建筑面積單位時間內消耗掉的需要由空調設備提供的冷量。

(4)

其中，qc為空調運行時，某一時刻單位建筑面積的冷負荷，W/m2；qc.t為某時刻溫差作用下通過外圍護結構傳入建筑物的熱量，W/m2；qc.s為某時刻透過外窗進入建筑物的太陽輻射熱量，W/m2；qinf為某時刻由滲透空氣帶入室內的熱量，W/m2；qc.I為某時刻內部得熱所帶來的熱量，W/m2；qR為空調運行時，建筑物耗冷量指標，W/m2。

3.6 圍護結構結露計算

計算出內表面溫度然后和露點溫度進行對比，大于露點溫度就不會結露，反之就會結露。

(5)

4 工程實例

某建筑熱橋樓板(墻內樓板)構造類型如下：水泥砂漿(20.0 mm)+鋼絲網架聚苯板(腹絲非穿透型)(70.0 mm)+水泥砂漿(15.0 mm)+鋼筋混凝土(100.0 mm)，查表后代入式(3)得出外墻熱阻：

R0=Ri+∑R+Re=1.54 m2·K/W。

外墻傳熱系數：

K=1/R0=0.65 W/(m2·K)。

代入式(5)經驗算得θi=16.37 ℃，故θi≥T露點，熱橋部位不會發生結露。

具體能耗分析如圖1所示。

5 結語

通過對節能控制參數計算分析，經建筑設計分析軟件PBECA能耗分析表明，當其余條件不變時，體型系數越大，節能率越小，外墻傳熱系數K值的減小與能耗指標并非按非線性規律變化，當K值降低到一定程度時，對降低建筑能耗已無明顯效果。因此在進行建筑設計時，選擇合適的體型系數，適當的減小外墻傳熱系數有助于顯著降低建筑能耗水平，并降低建筑經濟投入。

[1] 宋德萱.建筑設計與技術[M].上海：同濟大學出版社，2010.

[2] DBJ 41/062-2012，河南省居住建筑節能設計標準[S].

[3] GB 50176-93，民用建筑熱工設計規范[S].

Calculation analysis on residential building energy saving

ZHOU Pan1FENG Shi-cheng2

(1.ShanghaiKaichuangBuildingScience&TechnologyCo.,Ltd,Shanghai200000,China;2.ZhengzhouBranchCompany,ChinaNuclearNuclear-PowerEngineeringCo.,Ltd,Zhengzhou450000,China)

The article describes the development status of building energy saving, analyzes several important energy saving calculation control parameters, combined with the engineering example of energy saving calculation to attest energy saving control parameters’ influence on building energy saving, so as to achieve the economic means to promote building energy efficiency.

building energy saving, energy saving parameter control, consumption calculation

1009-6825(2014)28-0213-02

2014-08-01

周 盼(1985- )，女，助理工程師； 馮世成(1983- )，男，工程師

TU201.5

A