第一章-建筑节能基本知识

第一章建筑节能基本知识1.1建筑节能的重要意义1.2国外建筑节能概况1.3我国建筑能耗概况和节能任务1.4建筑节能领域中常用的名词术语1.5与建筑节能相关的规范与标准1.6绿色建筑的评价建筑分类建筑民用建筑工业建筑公共建筑居住建筑商用建筑（商场、旅馆饭店、娱乐场所等）邮电、通讯、金融用房科教文卫体育用途建筑办公建筑（写字楼，政府部门办公楼等）交通运输用房（如机场、车站建筑等）1.1建筑节能的重要意义建筑能耗有哪些：1、建造过程中的能耗（建筑材料，建筑构配件，建筑设备的生产、运输以及建筑施工和安装中的能耗）2、使用过程中的能耗（建筑使用期内采暖、通风、空调、照明、家用电器、电梯和冷热水供应等的能耗）建筑节能包括范围的能耗一般占国家能耗总量的30%左右，其中采暖、空调的能耗占建筑能耗的50%-60%左右。2010年数据建筑节能,指在建筑材料生产、房屋建筑材料选用、建筑设备的设计安装和建筑施工及使用过程中，满足同等需要或达到相同目的的条件下，尽可能在达到国际标准的情况下降低能耗。建筑节能概念山西省实验中学新校区主楼建筑节能学科建筑节能学科——是一门综合性学科，它涉及到建筑、施工、采暖、通风、空调、照明、电器、建材、热工、能源、环境、检测、计算机应用等许多专业内容。是在许多学科边缘的交叉和结合后形成的。建筑节能的重要意义1、节能是经济可持续性发展的需要建筑节能可减低城市、国家能源的供应压力，以保障充足的能源供国民经济发展。2、节能是环保的需要减少污染物的排放，优化人类生活环境，降低对地区和区域环境的影响。3、是宜人的建筑热环境的需要如减少热岛效应。1.2.1世界建筑节能的概况1.2.2世界建筑节能的发展阶段1.2世界的建筑节能概况和发展阶段全球的资源：能源：34%水资源：42%原材料：50%耕地：48%全球的污染：空气污染：50%温室效应：42%水污染：50%固体废物：48%氟氯化物：50%建筑全过程1、建筑全过程的物质与能源消耗因此，建筑能耗在很大程度上制约着“可持续发展”战略的实施1.2.1世界建筑节能的概况1.2.1世界建筑节能的概况世界能源需求量以每年2％的比率增长，2050年全世界总能源耗费将达到1975年的4倍。1992年联合国发展大会提出了“可持续发展”的战略，它是人们在面对环境恶化、能源短缺等危机的情况下提出的人类新的环境价值观和生存发展观。2、世界能源生产增长1.2.1世界建筑节能的概况1.3.1我国建筑能耗现状1.3.2我国建筑节能的目标和任务1.3我国建筑能耗概况和节能任务我国近年来，建筑规模巨大，发展迅速。城乡建筑竣工面积，2001年为18.2亿m2,2002年为19.7亿m2,2003年达20.3亿m2,2004年为20.7亿m2。预计到2020年底，全国房屋建筑面积将达686亿m2，其中城市为261亿m2。13建筑规模616671747711013214114916517505010015020019961997199819992000200120022003200420052006城镇建筑面积(亿平方米)我国的城市化进程来源：中国统计年鉴再造一个中国！2020300亿平方米到2020年的一个情景预测三个刚性增长：建筑面积：增加150亿m2，住宅增加80亿m2，一般公建增加60亿m2，大型公建10亿m2采暖需求：新增需采暖的建筑110亿m2人口：达到14亿根据发达国家经验，随着我国的城市发展，人们生活水平的提高，建筑能源消耗将达到33％左右我国人口众多，若人均建筑能耗接近发达国家的人均水平，仅建筑用能将接近目前全球总能耗的1/4必须依靠科技，找到不同于发达国家的能源发展途径，大幅度降低建筑能耗，实现城市建设的可持续发展农村38%城镇住宅（不包括采暖）15%北方城镇采暖25%一般公共建筑18%大型公共建筑3%长江流域住宅采暖1%我国建筑能耗现状中国建筑节能的目标和任务（1）新建建筑节能（2）既有建筑节能改造（3）可再生能源在建筑中规模化应用建筑节能的范围建筑节能在具体的实施中一般包括如下几方面的节能措施：（1）建筑规划设计中的节能。（2）建筑构造，主要是围护结构上采取措施。（3）在建筑的使用中节能。1.4建筑节能领域的名词术语和规范标准名词术语：1）导热系数、2）蓄热系数、3）比热容、4）表面换热系数、5）表面换热热阻、6）围护结构、7）热桥、8）围护结构传热系数、9）外墙平均传热系数、10）围护结构传热阻、11）围护结构传热系数的修正系数、12）围护结构温差修正系数、13）热惰性指标、14）窗墙面积比、15）外窗的综合遮阳系数、16）建筑物体型系数、17）换气体积、18）换气系数、19）计算采暖期天数、20）计算采暖期室外平均温度、21）采暖度日数、22）空调度日数、23）典型气象年、24）采暖能耗、25）建筑物耗热量指标、26）采暖设计热负荷指标、27）建筑物耗冷量指标、28）空调采暖年耗电量、29）采暖供热系统、30）锅炉机组容量、31）锅炉运行效率、32）室外管网输送效率、33）空调、采暖设备能效比、34）水力平衡度、35）供热系统补水率、36）围护结构热工性能权衡判断法、37）参照建筑、38）热像图、39）照明功率密度1.4建筑节能领域中常用的名词术语导热系数(入)CoefficientOfthermalconductivity稳态条件下，lm厚的物体，两侧表面温差为1K时，单位时间内通过单位面积传递的热量，单位：W／(m·K)通常把导热系数较低材料称为保温材料，把导热系数在0.05W/m·K以下材料称为高效保温材料。静止的空气是导热系数最小的一种材料，λ=0.017w/（m·k）。蓄热系数(S)CoefficientOfthermalstorage当某一足够厚度的单一材料层一侧受到谐波热作用时，表面温度将按同一周期波动。通过表面的热流振幅与表面温度振幅的比值即为蓄热系数，单位：W／(m2·K)。比热容(c)Specificheat1kg物质，温度升高1K吸收或放出的热量，单位：kJ／(kg·K)。1.4建筑节能领域中常用的名词术语表面换热系数(a)Surfaceheattransfercoefficient表面与附近空气之间的温差为1K，1h内通过lm2表面传递的热量。在内表面，称为内表面换热系数；在外表面，称为外表面换热系数，单位：W／(m：·K)。这种换热过程包括辐射、对流，两者能单独变化而影响总的换热系数。表面换热系数为该表面对流换热系数与该表面辐射换热系数之和。实际上是形式地把计算的辐射换热折合成对流换热，用表面换热系数兼顾对流与辐射换热的影响，以利于简化复杂传热的解剖。1.4建筑节能领域中常用的名词术语表面换热阻(R)Surfaceheattransferresistance表面换热系数的倒数，在内表面，称为内表面换热阻；在外表面，称为外表面换热阻，单位：m2·K／W。围护结构Buildingenvelope建筑物及房间各面的围挡物，如墙体、屋顶、地板、地面和门窗等，分内外围护结构两类。R12n12n12nRRRR1.4建筑节能领域中常用的名词术语热桥(也称作冷桥)Thermalbridge围护结构中包含金属、钢筋混凝土或混凝土梁、柱、肋等部位，在室内外温差作用下，形成热流密集、内表面温度较低的部位。这些部位形成传热的桥梁，故称热桥。常见的热桥有处在外墙周边的钢筋混凝土抗震柱、圈梁、门窗过梁，钢筋混凝土或钢框架梁、柱，钢筋混凝土或金属屋面板中边肋或小肋，以及金属玻璃窗幕墙中和金属窗中的金属框和框料等。1.4建筑节能领域中常用的名词术语围护结构传热系数(K)OverallheattransfercoefficientOfbuildingenvelope围护结构两侧空气温差为1K，在单位时间内通过单位面积围护结构的传热量，单位：（W/m2·K)围护结构传热阻(Ro)ThermalresistanceOfbuildingenvelope传热系数的倒数，表征围护结构对热量的阻隔作用，单位：m2·K／W。R0=Ri+ΣR+Re0iR+Re11R+KR1.4建筑节能领域中常用的名词术语围护结构传热系数的修正系数不同地区、不同朝向的围护结构，因受太阳辐射和向天空辐射的影响，使其在两侧空气温差同样为1K情况下，在单位时间内通过单位面积围护结构的传热量要改变。这个改变后的传热量与未受太阳辐射和向天空辐射影响的原有传热量的比值，即为围护结构传热系数的修正系数。围护结构温差修正系数根据围护结构与室外空气接触的状况，对室内外温差采取的修正系数。热惰性指标(D)IndexOfthermalinertia表征围护结构反抗温度波动和热流波动能力的无量纲指标，其值等于材料层热阻与蓄热系数的乘积。1.4建筑节能领域中常用的名词术语窗墙面积比ArearatioOfwindowtowall窗户洞口面积与房间立面单元面积(即建筑层高与开间定位线围成的面积)的比值用外窗综合遮阳系数（Sn）考虑窗本身和窗口的建筑外遮阳装置综合遮阳效果的一个系数。建筑物体形系数(S)ShapecoefficientOfbuilding建筑物与室外大气接触的外表面积与其所包围的体积的比值。外表面积中不包括地面和不采暖楼梯间隔墙和户门的面积。换气体积(y)VolumeOfaircirculation需要通风换气的房间体积。1.4建筑节能领域中常用的名词术语换气次数RateOfaircirculation单位时间内，室内空气的更换次数。采暖期天数(Z)DaysOfheatingperiod累年日平均温度低于或等于5℃的天数。这一采暖期仅供建筑热工和节能设计计算采用。采暖期室外平均温度(te)在采暖期起止日期内，室外逐日平均温度的平均值。1.4建筑节能领域中常用的名词术语采暖度日数(HDD18)室内基准温度18℃与采暖期室外平均温度之间的温差，乘以采暖期天数的数值，单位：d。空调度日数(CDD26)CoolingdegreedaybasedOn26℃一年中，当某天室外日平均温度高于26℃时，将高于26℃的度数乘以1天，并将此乘积累加。典型气象年(TMY)TypicalMeteorologicalYear以近30年的月平均值为依据，从近10年的资料中选取一年各月接近30年的平均值作为典型气象年。由于选取的月平均值在不同的年份，资料不连续，还需要进行月间平滑处理。1.4建筑节能领域中常用的名词术语采暖能耗(Q)Energyconsumedforheating用于建筑物采暖所消耗的能量，其中包括采暖系统运行过程中消耗的热量和电能，以及建筑物耗热量。建筑物耗热量指标(qH)IndexOfheatlossOfbuilding在采暖期室外平均温度条件下，为保持室内计算温度，单位建筑面积在单位时间内消耗的，需由室内采暖设备供给的热量，单位：W／m2。采暖设计热负荷指标(qHl)IndexOfdesignloadforheatingOfbuilding在采暖室外计算温度条件下，为保持室内计算温度，单位建筑面积在单位时间内消耗的需由采暖设备供给的热量。由于采暖室外计算温度低于采暖期室外平均温度，因此在数值上，采暖设计热负荷指标大于建筑物耗热量指标。单位：W／m2。1.4建筑节能领域中常用的名词术语建筑物耗冷量指标IndexOfcoollossOfbuilding按照夏季室内热环境设计标准和设定的计算条件，计算出的单位建筑面积在单位时间内消耗的需要由空调设备提供的冷量。空调采暖年耗电量Annualheatingelectricityconsumption按照冬季室内热环境设计标准和设定的计算条件，计算出的单位建筑面积采暖设备每年所要消耗的电能。采暖供热系统Heatingsystem由锅炉机组、室外管网、室内管网和散热器等组成的系统。1.4建筑节能领域中常用的名词术语锅炉机组容量Capacityofbo