3 建筑围护结构节能设计
夏热冬冷地区围护结构节能技术及经济分析
夏热冬冷地区围护结构节能技术及经济分析一、本文概述随着全球气候变化的加剧，节能减排已经成为各国政府和社会公众关注的焦点。
特别是在夏热冬冷地区，由于气候条件特殊，建筑物的围护结构在节能方面扮演着至关重要的角色。
本文旨在探讨夏热冬冷地区围护结构的节能技术及其经济分析，旨在为建筑设计、施工和管理提供有益的参考。
本文将首先介绍夏热冬冷地区的气候特点和建筑物围护结构的重要性，然后重点分析目前常用的节能技术，如保温材料、节能门窗、遮阳系统等。
接着，通过实际案例，对比不同节能技术在夏热冬冷地区的应用效果，并对其进行经济分析，以评估其投资回报和成本效益。
本文还将探讨未来围护结构节能技术的发展趋势和挑战，为相关领域的研究和实践提供参考。
通过本文的研究，我们期望能够为夏热冬冷地区的建筑设计、施工和管理提供更为科学、合理的节能方案，促进绿色建筑的发展，为应对全球气候变化做出积极的贡献。
二、围护结构节能技术概述围护结构是建筑的重要组成部分，它直接影响到建筑的保温隔热性能和室内环境的舒适度。
在夏热冬冷地区，围护结构的节能技术显得尤为重要。
这些技术旨在通过提高围护结构的保温隔热性能，减少建筑在冬季的热量损失和夏季的热量侵入，从而实现节能和提高室内环境质量的目的。
围护结构节能技术主要包括外墙保温技术、屋面保温技术、门窗节能技术等。
外墙保温技术通常采用外墙外保温、外墙内保温或夹心保温等方式，使用保温材料如聚苯板、聚氨酯等，增加外墙的保温性能。
屋面保温技术则通过在屋面上铺设保温材料，如防水保温一体化材料，减少屋面的热量传递。
门窗节能技术则通过选用断桥铝窗、中空玻璃等高性能门窗材料和构造方式，提高门窗的保温隔热性能。
围护结构节能技术还包括一些被动式节能设计策略，如利用建筑朝向、自然通风、遮阳等手段，减少建筑对外部环境的依赖，提高建筑的自适应性。
这些被动式节能设计策略与主动式节能技术相结合，可以更有效地提高建筑的节能性能。
围护结构节能技术的应用不仅可以降低建筑能耗，减少碳排放，还可以提高建筑的室内环境质量，改善人们的居住环境。
建筑围护结构节能设计在公共建筑中的应用
电量约 占我 国全 年 用 电量 的 ８ Ｌ ． ％ ２ 这类 建 筑 的能 Ｊ
耗水平 低 于发 达 国家 ， 之公 共 建 筑 量 大 面 广 ， 加 人
员流动 频繁 ， 动集 中 ， 间闲置 多等 特点 ， 致其 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ活 空 导
能源 消 耗浪 费很 大 ， 专 家研 究 ， 国大 型 公共 建 据 我 筑单 位 建筑 面积 能耗 大 约是 普通 居住 建 筑 的 １ ０～
面积 ７６ １４ 建筑体 形 系数 ０ １３ 主要 由试 ３ ．７ｉ ， ｎ ．８ ． 验、 教学 、 研 、 议 、 科 会 办公 等 多种 功 能组 成 ． 标 其
准层 平 面 图 、 立面 图见 图 １ 图 ２ 、 ． 孝感 在我 国属 于 夏 热 冬 冷 地 区 ， 天工 楼 的 节
现减 少 建筑 总 能耗 ５ ％ 的 目标 ． 对 推 进 我 国公 ０ 这
大， 天工 楼 的采暖 降温 设计 没有 考 虑 中 央空 调 ， 大
部分 空 间只 考 虑 了设 置 吊扇 ， 些 对 建 筑 节 能 提 这 出了新 的要求 ． 因此 ， 计 者 对建 筑 进 行 热环 境舒 设
难 在 建 成使 用 后 通 过 调 节 或 简 单 改 造 进 行 改 善 ．
由此 可 见 ， 共建 筑 节能 潜力 巨大 ． 公
２０ ０ ５年 我 国批准 发 布 的第 一 部公 共 建 筑节 能
能设 计 ， 夏季要 考 虑建 筑 的 防热 要 求 ， 季要 考 虑 冬 建筑 的保 温 要 求 ． 工 楼 的建 筑 方 案 设 计 空 间 丰 天 富、 立面 变化 多 样 ， 用 了玻 璃 幕 墙 ， 户 面 积 较 采 窗
第３ ４卷 第 ５期 ２１ ０ ２年 ０ ５月
严寒及寒冷地区农村居住建筑围护结构节能设计简介
１＿３ 由于外 窗 的传热 系 数远 高 于外 墙 ， 因此 窗墙 面积 严 寒 地 区农村 居 住 建筑 的地 面宜 设 保温 层 ，可选 用 的
比不应 过 大 ，宜符 合表 １的要 求 。
保 温 材料 有炉 渣 、模 塑聚 苯 乙烯 泡 沫 塑料 板（ＥＰＳ板 ）、
表 １ 窗 墙 面 积 比
为 了减 少 燃 煤污 染 ，北 方 地 区农 村 大 力推 ， 供 暖
２ 围 护 结 构
能源 的气代 煤 、 电代 煤 工作 ，工 作 中遇 到 的最 大 问题
２．１ 外墙 、屋面 围应采 取保温 措施 ，地 面 宜设保温 层 ， 就 是现 有住 宅 供 暖运 行 成本 过 高 ，其 根 本 原 因是现 有
下 的占绝大多数 ，针对农村 常见 的分 散独立式 、集 中分 璃（１２ ｍｍ＋１２ ｍｍ）断热型材铝合金框平开窗ｆＫ＝１．８～
户独立 式低层居住 建筑 ，国家有关部 门编制 了 《农村居 ２．２ Ｗ／ｍ ·Ｋ），寒冷 地区 除上述 外 窗外 还可 以选用 中空
住建筑 节能设计标准》ＧＢ／Ｔ５０８２４．２０ １ ３，该标准属于推 玻璃（空 气层 ２４～３０ ｍｍ）塑料框平开 窗 ≤２．５ ｗ／ｍｚ·Ｋ１、
叠 拼式 建 筑 组合 形 式 。相 对 集 中 的组 合形 式 ，有利 于 模 塑 聚 苯 乙烯 泡 沫 塑料 板 （ＥＰＳ板）、挤 塑 聚 苯 乙烯 泡
降低 居住 建筑 的体形 系数 ，减少外 围护结 构 的耗热 量 。 沫 塑 料 板 （ＸＰＳ板 １、憎 水 珍 珠 岩 板 、 复 合 硅 酸 盐 等 。
乡村 建设 有着 重要 的意义 。
严 寒 地 区外 窗可 选用 双 中 空玻璃 （１２ ｍｍ ＋１２ ｍｍ）塑料
浅谈山西居住建筑围护结构节能设计
顶 的相 交处 ； 斜屋顶＞ ５ ， ４ 。墙体上端是斜屋顶的屋脊。
（ ） 墙 宽 度 。 建 筑 墙 面 两 端 定位 线 （ 线 ） ２外 轴 的水 平 距 离 ， 或 同铷 向 每段 外 墙 面 水 平距 离 之 和 。
３ １３ 选择 设 计 方 法 ．．
３ 围护结构 节 能设计 过 程
“ 居住建 筑节能设计登记 表” 法和“ 居住建 筑节能设计 热工计算表” 中的计算方法进 法
行 了解 释 说 明 ． ．
关键词 ： 住 建筑； 居 围护 结 构 ； 能设 计 ； 墙 比 ； 热 系数 节 窗 传
中 图 分 类 号 ：Ｕ ４ Ｔ ２１ 文 献标 识 码 ： Ａ 方 向有角度时 ， 小 于 ４ 。 朝向计算 。 按 ５的
科技情报开发与经济
文 章 编 号：０ ５ ６ ３ （０Ｉ １
Ｓ ＩＴ Ｃ Ｆ Ｒ Ａ Ｉ Ｎ Ｄ Ｖ Ｌ Ｐ Ｅ Ｔ＆ Ｅ Ｏ Ｏ Ｃ — Ｅ Ｈ Ｉ Ｏ Ｍ Ｏ Ｅ Ｅ Ｏ Ｍ Ｎ Ｎ ｌ Ｃ Ｎ ＭＹ
２１年 ０１
（） ８ 楼梯问不采暖时 ， 不计算楼梯 问的外墙与外窗 的面积 。
（ ） 考虑屋顶 上水箱问 、 ９不 电梯 机 房 等 附 属 川 房 外 窗 与 外 墙
的面积 。
１ 建 筑节 能设 计执 行 的标 准
山两居住建筑节能设计执行 国家标『 《 伟 民 建筑设计标 『 俸 （ 采暖居住 建筑部分 ）（Ｇ ２ —２ ）和 山两省 Ｔ程 建设 地方标 》 Ｊ Ｊ１６ ５
台采暖时 ， 封闭窗按实 际展 开面积计算 ， 分别归人所属 向的窗 户面积 内， 栏板按交际展开 面积计算 ， 分别归人所属 向的外墙
面积内。
构节能设 计是寻求同护结构存采 暖期 内消耗 的热量 不超过耗热
公共建筑节能设计标准
公共建筑节能设计标准4.2 围护结构热工设计4.2.1 外墙与屋面的传热系数K应符合附录B表中列出的相应气候分区的建筑围护结构的限值要求。
其中，外墙的传热系数为包含结构性热桥在内的平均值Km。
【说明】我国幅员辽阔，不一致地区气候差异很大，确定围护结构传热系数K的大小，应考虑气候的差异。
编制本标准时，建筑围护结构的传热系数限值系按如下方法确定的：使用DOE-2程序，将“基准”建筑模型置于我国不一致地区进行能耗分析，以现有的建筑能耗基数上再节约50%作为节能标准的目标，不断降低建筑围护结构的传热系数，直至能耗指标的降低达到上述目标为止，这时的传热系数就是建筑围护结构传热系数的限值。
近几年，在哈尔滨、北京、上海、武汉、广州、西安、兰州、乌鲁木齐等地居住建筑中的节能试点工程的经验与实际测试数据也在一定程度上验证了附录B表中所列限值的合理性。
外墙的传热系数使用平均传热系数，即按面积加权法求得的传热系数，要紧是务必考虑围护结构周边混凝土梁、柱、剪力墙等“热桥”的影响，以保证建筑在冬季采暖与夏季空调时，通过围护结构的传热量不超过标准的要求，不致于造成建筑耗热量或者耗冷量的计算值偏小，使设计的建筑物达不到预期的节能效果。
北方严寒、严寒地区要紧考虑建筑的冬季防寒保温，建筑围护结构传热系数对建筑的采暖能耗影响很大。
因此，在严寒、严寒地区对围护结构传热系数的限值要求较高，同时为了便于操作，按气候条件细分，以规定性指标作为节能设计的要紧根据。
夏热冬冷地区既要满足冬季保温又要考虑夏季的隔热，不一致于北方采暖建筑要紧考虑单向的传热过程。
上海、南京、武汉、重庆、成都等地节能居住建筑试点工程的实际测试数据与DOE-2程序能耗分析的结果都说明，在这一地区当改变围护结构传热系数时，随着K值的减少，能耗指标的降低并非按线性规律变化，当屋面K值降为1.0 W/（m2·K）外墙平均K值降为1.5 W/（m2·K）时，再减小K值对降低建筑能耗的作用已不明显，如图4.2.1.1所示。
寒冷地区乡村住宅外围护结构节能设计
环 境 ，提 高 居 民 的热 舒 适 性 ，达 到 乡 村 住 宅 节 能 的 目的 是 非 常 必要 的 。
在实施西部大开 发 以来 ，乡村住宅 建
设 的 数 量 迅 速 提 高 ，年 均 竣 工 面 积 已 经 达 ６５ ｍ２ ．亿 ， 人均 建筑 面 积 现 已达 到 ２ ．ｍ 预 期 到 ２ １ ３７ 。 ０ ， 农村 人 居 ０年 面 积 将 达 到 ３ ｍ ０ ，则 农 村 需 新 建 住
宅 的墙 体 多 为 ２ ０实 心粘 土 砖 墙 ，要 ４ 达 到 节 能 经 济 热 阻 的 要 求 ，根 据 寒 冷
苯板 ，中间用玻璃纤维 网布加强 ，再
抹 以 饰面 石 膏 ， 成 硬 质 面 层 ， 体 整 形 墙 体 性 好 ，造价 低 。 ２１２ 外保 温复 合 外 墙 ． 将 保温 材 料 复 合 在 承 重 墙 外侧 即 形 成 外 保 温墙 体 。 外 保 温 墙 体 通 常做 法 ，是 将 聚 苯 板 粘 贴 、钉 挂 在 外 墙 表
１ 乡村住 宅围护结构构造现
状 பைடு நூலகம்
采 暖 居 住 建 筑 的耗 热 量 是 由 通 过 建筑 围 护 结 构 的传 热 耗 热量 和 通 过 门 窗 缝 隙 的 空 气 渗 透 耗 热 量 两 部 分 构 成 ，围 护 结 构 是 指 建筑 物 的 屋 顶 、 外
范可供依据 ，导致 建筑 围护结构过于
寒 地 区 乡村 住 宅
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李俊鸽 Ｌ Ｊ ｎ ｅ ｉｕ ｇ
杜高潮 ＤｕＧ ｏ ｈ ｏ ａｃａ
村 住 宅 建 设 量 大 、 面 广 ， 多 年 来 其 建 设 呈 持 续 发 展 势 态 。尤 其 是
对建筑设计中节能设计应用
对建筑设计中节能设计的应用与探讨摘要：近年来，社会经济的迅速发展，伴随着工业的增长、居民消费结构的升级，特别是中国城镇化进程的快速发展，与此同时，对能源、经济资源的需求将更加迫切。
因此,中国要走可持续发展道路，发展绿色建筑与节能建筑的历史任务刻不容缓。
关键词：建筑节能建筑设计近年来，我国政府对建筑节能十分重视，制定和颁布了一系列新标准、新规范，旨在加强建筑节能工作的开展。
业内工程技术人员为此做了大量的工作并取得了一定的科技成果，积累了一些经验。
建筑节能工作有许多环节，建筑设计则是其中重要环节。
1 优化建筑规划设计在建筑规划阶段，要慎重考虑建筑选址、建筑布局、建筑体型、间距、朝向、季风风向、水面和绿化配置等因素对建筑节能的影响，改善热环境。
在规划设计中，分析形成气候的决定因素 (辐射因素、大气因素、环境因素、地理因素)的利弊，从改善城市环境和区域环境出发，根据不同地区的地形及小气候，合理布置建筑群，尽量避免不利因素的影响。
另外还要考虑对太阳能、季风风向、地形等自然因素的利用，以达到节能的目的。
1．1 建筑选址、建筑布局、季风风向节能设计建筑物尽量布置在向阳和避风的地方，向阳有利于建筑物充分利用太阳能，避风可尽量减少建筑物的热损失。
建筑布局时，一方面要控制城市规模，并在规划设计中，注意避免人口密度与建筑密度较高的功能区连片布置，控制区域密度。
另一方面，在北方寒冷地区，尽可能使道路走向平行于当地冬季主导风向，这样可避免积雪；在南方炎热地区，要考虑一定数量的街道与当地夏季主导风向基本一致，这样可以加强市区和郊区之间的热交换，促使城市中心区多余的热量迅速转移到郊外。
1．2 建筑体型、朝向、间距节能设计(1)建筑体型与建筑节能：在建筑设计中，要适当控制建筑体型系数。
有研究表明，体型系数每增大0．01，耗热量指标约增加2．5％。
建筑体型系数一般宜控制在0．30以下。
在建筑设计中，应注意最低耗能体型的选择，即建筑的各方面尺寸与其有效传热系数相对应的最佳节能体型。
设计总能耗指标与围护结构热工设计 甲类建筑围护结构热工性能指标
设计总能耗指标与围护结构热工设计甲类建筑围护结构热工性能指标3．3设计总能耗指标与围护结构热工设计3．3．1甲类建筑年度单位建筑面积供暖、空调和照明设计总能耗指标必须符合表3．3．1的规定。
表3．3．1各类建筑年度单位建筑面积供暖、空调和照明设计总能耗指标(kWh／m2·a)注：1其它类建筑为除上述五类建筑之外的建筑，例如文化、体育、交通、广播电影电视建筑等；2包含多种类型的综合类建筑能耗指标按面积加权平均的方法计算；3设计总能耗指标不包含建筑地下室的能耗；4设计总能耗指标计算应由建筑、暖通、电气专业分别提供计算参数，由工程设计主持人(项目负责人)统一协调。
按照本标准附录A进行计算，满足指标要求。
3．3．2甲类建筑的围护结构热工性能应符合表3．3．2的规定。
表3．3．2甲类建筑围护结构热工性能指标3．3．3乙类建筑物的围护结构的热工性能应符合表3．3．3的规定。
表3．3．3乙类建筑围护结构热工性能指标3．3．4建筑物的局部围护结构热工性能指标应符合表3．3．4的规定。
表3．3．4建筑局部围护结构热工性能指标注：1周边地面系指室外地坪以上距外墙内表面2m以内的地面；2地面热阻仅为保温材料层的热阻；3地下室外墙和顶板热阻系指土壤以内各层保温材料的热阻之和；4变形缝内沿周边应填低密度保温材料，且填充深度不小于300mm。
3．3．5地下室、半地下室的围护结构应符合下列规定：1与土壤接触的地下室、半地下室外墙保温层应与室外地坪以上外墙保温层衔接；2与室外空气接触的供暖空调地下室、半地下室(包括下沉式广场、有透光顶的步行街等)围护结构的热工性能指标应符合本标准表3．3．2、表3．3．3、表3．3．4的规定。
3．3．6建筑围护结构的传热系数计算应符合下列规定：1屋面、外墙、底面接触室外空气的架空或外挑楼板的传热系数为包括结构性热桥在内的平均值，平均传热系数的计算应符合本标准附录B的规定；2外窗(包括透光幕墙)的传热系数应按现行行业标准《建筑门窗玻璃幕墙热工计算规程》JGJ／T151的规定计算。