建筑围护结构热工性能的权衡计算

围护结构热工性能的权衡计算 -- 软件说明

围护结构热工性能的权衡计算―――软件说明当进行围护结构热工性能权衡计算时，需要应用动态计算软件。

由中国建筑科学研究院建筑物理研究所开发的建筑能耗动态模拟分析计算软件，适用于办公建筑及其它各类公共建筑的建筑节能设计达标评审。

其计算内核为美国劳伦斯伯克力国家实验室（Lawrence Berkeley National Laboratory）开发的DOE-2程序，可以对建筑物的采暖空调负荷、采暖空调设备的能耗等进行全年8760小时的逐时能耗模拟。

在标准宣贯和使用过程中，大量采取能耗分析软件的主要原因在于：标准对性能化设计方法的要求以及权衡判断（Trade-off）节能指标法的引入。

首先，在标准中设置了两种指标来控制节能设计，第一种指标称为规定性指标，第二种指标称为性能性指标。

规定性指标规定建筑的围护结构传热系数、窗墙比、体形系数等参数限值，当所设计的建筑能够符合这些规定时，该建筑就可判定为符合《标准》要求的节能建筑。

规定性指标的优点是使用简单，无需复杂的计算。

但是规定性指标也在一定程度上限制了建筑设计人员的创造性。

性能性指标的优点在于突破建筑设计的刚性限制，节能目标可以通过调整围护结构的热工性能等措施来达到。

也就是说性能性指标不规定建筑围护结构的各种参数，但是必须对所设计的整栋建筑在标准规定的一系列条件下进行动态模拟，单位面积采暖空调和照明的年能耗量不得超过参照建筑的限值。

因此使用性能性指标来审核时需要经过复杂的计算，这种计算只能用专门的计算软件来实现。

同时，从实际使用情况来看，近年来公共建筑的窗墙面积比有越来越大的趋势，建筑立面更加通透美观，建筑形态也更为丰富。

因此，传统建筑设计中对窗墙面积比的规定很可能不能满足本条文规定的要求。

须采用标准第4.3节的权衡判断（Trade-off）来判定其是否满足节能要求。

图B-1 公建标准权衡判断（Trade-off ）评价流程一、能耗分析计算原理建筑物的传热过程是一个动态过程，建筑物的得热或失热是随时随地随着室内外气候条件变化的。

围护结构热工性能简化权衡判断计算表.

附表7 围护结构热工性能简化权衡判断计算表建筑面积建筑面积（A 0）窗墙面积比屋顶透明部分与屋顶总面积之比中庭屋顶透明部分与中庭屋顶面积之比原设计建筑南东西北建筑外表面积建筑体积体形系数参照建筑规定值设计值规定值设计值调整后设计建筑围护结构传热量计算体形系数S计算项目 i ε原设计建筑参照建筑调整后设计建筑S ≤0.30 0.30 <S ≤0.40K i W /(m 2·K)F i (m 2) K iW /(m 2·K)F i (m 2) i i i F K ⋅⋅εK iW /(m 2·K)F i (m 2) i i i F K ⋅⋅ε传热系数K 限值W/(m 2·K)屋顶非透明部分 0.94 ≤0.55 ≤0.45 屋顶透明部分0.28≤2.70≤2.70外墙南 0.79 ≤0.60 ≤0.50东 0.88西 0.88 北 0.91 外窗窗墙面积比≤0.20南 0.28≤3.50 ≤3.00东 0.60 西 0.60 北 0.73 0.20<窗墙面积比≤0.30南 0.28≤3.00 ≤2.50东 0.60 西 0.60 北 0.73 0.30<窗墙面积比≤0.40南 0.28≤2.70 ≤2.30东 0.60 西 0.60 北 0.73 0.40<窗墙面积比≤0.50南 0.28≤2.30 ≤2.00东 0.60 西 0.60 北 0.73 0.50<窗墙面积比≤0.70南 0.28≤2.00 ≤1.80东 0.60 西 0.60 北 0.73接触室外空气的架空或外挑楼板1.00≤0.60≤0.50∑⋅⋅i i i F K ε注：1 由于参照建筑物与设计建筑的空气渗透耗热量和室内得热量均相同，因此本表进行了简化，只需调整窗墙面积比及K i ,使其∑⋅⋅i i i FK ε小于等于参照建筑的∑⋅⋅i i i F K ε即可：2i ε值摘自《居住建筑节能设计标准》DBJ 14-037-2006。

围护结构热工性能的权衡计算、建筑围护结构热工性能权衡判断审核表、外墙平均传热系数的计算

附录 A 围护结构热工性能的权衡计算
A.0.1 建筑围护结构热工性能权衡判断应采用能自动生成符合本标准要求的参照建筑计算模型的专用计算软件，软件应具有下列功能：
1 全年 8760h 逐时负荷计算； 2 分别逐时设置工作日和节假日室内人员数量、照明功率、设备功率、室内温度、供暖和空调系统运行时间； 3 考虑建筑围护结构的蓄热性能； 4 计算 10 个以上建筑分区； 5 直接生成建筑围护结构热工性能权衡判断计算报告。 A.0.2 建筑围护结构热工性能权衡判断应以参照建筑与设计建筑的供暖和空气调节总耗电量作为其能耗判断的依据。参照建筑与设计建筑的供暖耗煤量应折算为耗电量。 A.0.3 参照建筑与设计建筑的空气调节和供暖能耗应采用同一软件计算，气象参数均应采用典型气象年数据。 A.0.4 计算设计建筑全年累计耗冷量和累计耗热量时，应符合下列规定： 1 建筑的形状、大小、朝向、内部的空间划分和使用功能、建筑构造尺寸、建筑围护结构传热系数、做法、外窗(包括透光幕墙)太阳得热系数、窗墙面积比、屋面开窗面积应与建筑设计文件一致； 2 建筑空气调节和供暖应按全年运行的两管制风机盘管系统设置。建筑功能区除设计文件明确为非空调区外，均应按设置
表 A.0.4-2 供暖空调区室内温度（℃）（续表）
建筑类别
运行运行下列计算时刻（h）供暖空调区室内设定温度（℃）时段模式 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
空调 26 26 26 26 26 26 37 37 37 37 37 37
工作日
办公
供暖 20 20 20 20 20 20 18 12 5 5 5 5
宾馆建筑全年 70 70 70 70 70 70 70 70 50 50 50 50

围护结构热工性能及权衡计算--软件说明

围护结构热工性能的权衡计算―――软件说明当进行围护结构热工性能权衡计算时，需要应用动态计算软件。

由中国建筑科学研究院建筑物理研究所开发的建筑能耗动态模拟分析计算软件，适用于办公建筑及其它各类公共建筑的建筑节能设计达标评审。

其计算内核为美国劳伦斯伯克力国家实验室（Lawrence Berkeley National Laboratory）开发的DOE-2程序，可以对建筑物的采暖空调负荷、采暖空调设备的能耗等进行全年8760小时的逐时能耗模拟。

在标准宣贯和使用过程中，大量采取能耗分析软件的主要原因在于：标准对性能化设计方法的要求以及权衡判断（Trade-off）节能指标法的引入。

首先，在标准中设置了两种指标来控制节能设计，第一种指标称为规定性指标，第二种指标称为性能性指标。

规定性指标规定建筑的围护结构传热系数、窗墙比、体形系数等参数限值，当所设计的建筑能够符合这些规定时，该建筑就可判定为符合《标准》要求的节能建筑。

规定性指标的优点是使用简单，无需复杂的计算。

但是规定性指标也在一定程度上限制了建筑设计人员的创造性。

性能性指标的优点在于突破建筑设计的刚性限制，节能目标可以通过调整围护结构的热工性能等措施来达到。

也就是说性能性指标不规定建筑围护结构的各种参数，但是必须对所设计的整栋建筑在标准规定的一系列条件下进行动态模拟，单位面积采暖空调和照明的年能耗量不得超过参照建筑的限值。

因此使用性能性指标来审核时需要经过复杂的计算，这种计算只能用专门的计算软件来实现。

同时，从实际使用情况来看，近年来公共建筑的窗墙面积比有越来越大的趋势，建筑立面更加通透美观，建筑形态也更为丰富。

因此，传统建筑设计中对窗墙面积比的规定很可能不能满足本条文规定的要求。

须采用标准第4.3节的权衡判断（Trade-off）来判定其是否满足节能要求。

图B-1 公建标准权衡判断（Trade-off）评价流程一、能耗分析计算原理建筑物的传热过程是一个动态过程，建筑物的得热或失热是随时随地随着室内外气候条件变化的。

公共建筑权衡计算报告书8.15

建筑围护结构热工性能的权衡计算参照建筑和设计建筑的热工参数和计算结果2、上表中窗墙面积比均为该朝向范围内最不利单一立面窗墙面积比室内计算参数表权衡计算方法根据《公共建筑节能设计标准》GB50189-2015第 3.4章的要求，应按照附录B.0.6所给公式的以下公式计算建筑物全年耗电量：夏热冬冷、夏热冬暖和温和地区：式中：E——建筑物供暖和供冷总耗电量，（kWh/m2）；E C——建筑物供冷耗电量，（kWh/m2）；E H——建筑物供热耗电量，（kWh/m2）；Q H——全年累计耗热量（通过动态模拟软件计算得到），（kWh）；ç1——热源为燃煤锅炉的供暖系统综合效率，取0.60；q2——上年度国家统计局发布的发电煤耗，2008年数据为0.360 kgce/kWh；Q C——全年累计好冷量（通过动态模拟软件计算得到），（kWh）；A——建筑总面积，（m2）；SCOPT——供冷系统综合性能系数，取2.50；ç2——热源为燃气锅炉的供暖系统综合效率，取0.75；q3——标准天然气热值，取9.87 kWh/m3；Ö——天然气的折标系数，取1.21 kgce/m3。

依据以上建筑全年累计负荷计算结果与附录B.0.6条所给参数。

1. 设计建筑能耗计算根据建筑物各参数以及《公共建筑节能设计标准》(GB50189-2015)附录B所提供的参数，得到该建筑物的年能耗如下：2. 参照建筑能耗计算根据建筑物各参数以及《公共建筑节能设计标准》(GB50189-2015)附录B所提供的参数，得到该参照建筑物的年能耗如下：3. 建筑节能评估结果对比1和2的模拟计算结果，汇总如下：能耗分析图表:结论：该设计建筑的全年能耗小于参照建筑的全年能耗，因此该项目已达到《公共建筑节能设计标准》(GB50189-2015)的节能要求。

围护结构热工性能的权衡计算、建筑围护结构热工性能权衡判断审核表、外墙平均传热系数的计算

63
表 A.0.4-5 不同类型房间人均占有的建筑面积(m2／人)
建筑类别
人均占有的建筑面积
办公建筑
10
宾馆建筑
25
商场建筑
8
医院建筑-门诊楼
8
学校建筑-教学楼
6
表 A.0.4-6 房间人员逐时在室率(％)
建筑运行类别时段
办公建筑工作日教学楼节假日
下列计算时刻（h）房间人员逐时在室率（%） 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 0 0 0 0 0 0 10 50 95 95 95 80 0 0 0 0 00000 0 00
表 A.0.4-2 供暖空调区室内温度（℃）（续表）
建暖空调区室内设定温度（℃）时段模式 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
空调 26 26 26 26 26 26 37 37 37 37 37 37
工作日
办公
供暖 20 20 20 20 20 20 18 12 5 5 5 5
商场
空调 25 25 25 25 25 25 25 25 37 37 37 37
建筑、全年
门诊楼
供暖 18 18 18 18 18 18 18 18 12 5 5 5
表 A.0.4-3 照明功率密度值（W／m2）
建筑类别
照明功率密度
办公建筑
9.0
宾馆建筑
7.0
商场建筑
10.0
医院建筑-门诊楼
9.0
系统工作时间
办公建筑
工作日节假日
7：00~18：00 —
宾馆建筑
全年
1：00~24：00
商场建筑
全年

围护结构热工性能的权衡计算 -- 软件说明

围护结构热工性能的权衡计算―――软件说明当进行围护结构热工性能权衡计算时，需要应用动态计算软件。

由中国建筑科学研究院建筑物理研究所开发的建筑能耗动态模拟分析计算软件，适用于办公建筑及其它各类公共建筑的建筑节能设计达标评审。

其计算内核为美国劳伦斯伯克力国家实验室（Lawrence Berkeley National Laboratory）开发的DOE-2程序，可以对建筑物的采暖空调负荷、采暖空调设备的能耗等进行全年8760小时的逐时能耗模拟。

在标准宣贯和使用过程中，大量采取能耗分析软件的主要原因在于：标准对性能化设计方法的要求以及权衡判断（Trade-off）节能指标法的引入。

首先，在标准中设置了两种指标来控制节能设计，第一种指标称为规定性指标，第二种指标称为性能性指标。

规定性指标规定建筑的围护结构传热系数、窗墙比、体形系数等参数限值，当所设计的建筑能够符合这些规定时，该建筑就可判定为符合《标准》要求的节能建筑。

规定性指标的优点是使用简单，无需复杂的计算。

但是规定性指标也在一定程度上限制了建筑设计人员的创造性。

性能性指标的优点在于突破建筑设计的刚性限制，节能目标可以通过调整围护结构的热工性能等措施来达到。

也就是说性能性指标不规定建筑围护结构的各种参数，但是必须对所设计的整栋建筑在标准规定的一系列条件下进行动态模拟，单位面积采暖空调和照明的年能耗量不得超过参照建筑的限值。

因此使用性能性指标来审核时需要经过复杂的计算，这种计算只能用专门的计算软件来实现。

同时，从实际使用情况来看，近年来公共建筑的窗墙面积比有越来越大的趋势，建筑立面更加通透美观，建筑形态也更为丰富。

因此，传统建筑设计中对窗墙面积比的规定很可能不能满足本条文规定的要求。

须采用标准第4.3节的权衡判断（Trade-off）来判定其是否满足节能要求。

图B-1 公建标准权衡判断（Trade-off ）评价流程一、能耗分析计算原理建筑物的传热过程是一个动态过程，建筑物的得热或失热是随时随地随着室内外气候条件变化的。

围护结构热工性能简化权衡判断计算实例

工程概况：某办公楼，一层，建筑面积498. 97 nf,层高3. 4m o外墙：采用240mm蒸压粉煤灰砖，外贴80mmEPS外保温板，内墙20mm混合砂浆抹面，构造柱GZ 240X240,圈梁QL 400X240o窗户：采用塑钢中空玻璃窗，传热系数K为2. 6 W/ （m2 K）,具体规格为：C1 2700X2100, C2 2400X2100, C3 1500X2100屋面：①防水屋4mm （入二0. 17②水泥砂浆找平20mm@ =0. 93）;③70mm挤塑板（入=03,a=1.3）;④1:6水泥珍珠岩找坡层55厚（入二1& a二1.5）。

地面：①20mm水泥砂浆；②40mm细石確垫层；③20mm挤塑板；④素土夯实1200;⑤100mm基础垫层。

一、基本参数1、建筑物体形系数S=Fo/Vo= [ (3 5 ・ 04+ 1 4 .)24X2 X3 ・ 4+3 5 ・ 041 4 X. 24 (]/ 3 5 ・04X1 4 ・ 243 X. 4) =834. 07/1696. 50=0. 492、建筑面积：Ao=35. 04 X14. 24 = 498. 97m23、窗墙面积比：南向:(2. 7X2. 1 X8+3. 6X3. 0) /(35. 04 3X. 4) = 56. 16/119. 14 二0. 47 北向:2. 4X2. 1 X10/(35. 04 3X. 4) = 50. 4/119. 14 = 0. 42东、西向:1. 5X2. 1/(14. 24 3X. 4) = 3. 15/48. 42 = 0. 065二、静态指标计算1、传热系数计算①主墙体:K=1/[0. 11+0. 02/0. 87+0. 24/0. 56+0. 08/(0. 014. 21)+0. 04]二X1/2. 228=0. 449②GZ (240X240):K=1/[0. 11+0. 02/0. 56+0. 24/1. 74+0. 08/(0. 014. 21)+0. 04]二1X/1. 9497=0. 513 ③ QL (400X240)K=1/[0. 11+0. 02/0. 87+0. 24/1. 74+0. 08/(0. 014. 21)+0. 04]二1X/1.937=0. 516 3、传热面积计算①南向：墙面传热面积35. 04 X. 4-2. 7 XI X-3. 6 &0=62. 98*其中 F 柱二0.24 3.4 X6 个柱子二4. 896m2F 梁二0. 4 (6. 96 4+5. 76)二13. 44m2F 主墙体二62. 98-4. 896-13. 44 = 44. 64m2②北向：墙面传热面积35. 04 X3. 4-2. 4 2. 1 X0个二68. 74m2 其中：F 柱二0.24 3.4 6 个+0. 32 3. 4 = 5. 984m2F 梁二0.4 (6. 96 4+5. 44) = 13. 31m2F 工墙体二67. 92-5. 168-13. 31= 49. 44m2墙面传热面积：14.24 X3. 4-1. 5 2d = 45.27*③东、西向:其中：F 柱二 0. 24 &4 M 个=3. 264m 12F 梁二 0.4 (14. 0-0. 24 3)=5. 312m 1 2F 主墙体=45. 27-3. 264-5. 312=36. 69 m3、计算每个朝向的平均传热系数①南向Km = 0. 449 44. 64+0.513 4896+0. 516 13. 44 0. 449 X 49. 44+0. 513 X 5. 984+0. 516 X 13.31 49. 44+5. 984+13. 3144. 64+4.896+13. 44 =0. 449X 36. 69+0. 513 X 3.264+0. 516 X 5. 312 ③ 东、西向：乔 4、屋面计算： 45.27 ①防水屋4mm (入二0・17:②水泥砂浆找平20mm@=0. 93); ③ 70mm 挤塑板(入二.03, a=l. 3);④1:6水泥珍珠岩找坡层55厚(入二.18, a=l. 5)。