夏热冬冷地区住宅围护结构节能设计.docx

夏热冬冷地区住宅围护结构节能设计
whSYI#v  
本篇以一个夏热冬冷地区居住建筑热工节能计算的实例介绍围护结构各部位节能设计的计算过程。例:某商品住宅，点式建筑，体型系数0.38，底部架空，钢筋砼剪力墙结构。
`-@ ^x4  
第一节 热工计算公式
)'a\:WV(  
一、建筑节能设计计算当中有几个指标及计算部位必须掌握:
c"=p/Vt  
（一）、指标：1、体型系数，规范规定条式建筑物不应超过0.35, 点式建筑物不应超过0.40，体型系数越大，对建筑节能越不利；2、传热系数K值（w/m2.k）;3、热惰性指标D值；4、窗墙比。
Y8s'vTc  
（二）、部位：1、屋面；2、外墙；3、外窗（含阳台门透明部分）；4、分户墙和楼板；5、户门；6、底部自然通风的架空楼板。
5LN/'L\  
（三）、规范要求的围护结构各部分的传热系数（K[w/m2.k]）和热惰性指标（D）：
c%wo-f-=  
`TA1*a ZX  
]#aIj`>  
~JFGv8B  
eZz'{]4?f  
屋顶*]i,?ma3v  

?C1FM[|.  
外墙*8Z4;_?  

yLU<[n  
外窗（含阳台门透明部分）OO+fgZ "%  

{ZEn5)LG  
分户墙和楼板*|Dd|e  

P:TBy|n!^  
底部自然通风的架空楼板]iiZ\w >  

uL-c >G  
户门|O/0>" ]  

:|0hJ~28  
N=!V+~a  
K≤1.0
kt /DX.  
D≥3.0sDnEvj7Yn  

;'%mQj_:  
K≤1.5
'o@? reK  
D≥3.0ru.Ic"(#  

a.GS(fi  
按夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准表4.0.4的规定-5Mn3e:m  

Z=Ow0A4  
K≤2.0
Bozkbtt[  
] <{*mh;  

@enn_Y+K'  
K≤1.5
c;3dAM%C  
xb{IA4x  

Vl0@rd!  
K≤3.0
rFQUxc  
(kjfc;UM{  

K}$uq!g  
n8ff$_7uEH  
K≤0.8
=TzHi0  
D≥2.5|s9,-ey!  

]|\={y%$i?  
K≤1.0
%Vpf3*SJ  
K≥2.5
oW+8uI)  
*注:当屋顶和外墙的K值满足要求,但D值不满足要求时,应按照《民用建筑热工设计规范》GB50176-93第5.1.1条来验算隔热设计要求.
PWyfs)o3  
二、热工计算公式
>kQgskj  
（一）热阻R (m2.k/ w)
TahHT\C>/  
1、单一材料热阻R=d/λ
XZ0\;^qvP  
2、组合热阻R=∑R i=∑（d/λ） i
6?% 52-^  
3、围护结构传热阻R0=Ri+R+Re=0.11+R+0.04
2o@,2*m*K  
（二）、围护结构传热系数K(w/m2.k)
<]9E[Vj7  
1、K=1/ R0
32<.8/9  
2、外墙平均传热系数（考虑结构性冷桥的影响和保温材料的修正系数）
ol' A*rh  
Km=( Kp* Fp+ KB1* FB1+ KB2* FB2+ KB3* FB3)/(Fp+ FB1+FB2+FB3)
EX?=^gjoPd  
=修正系数a*Kp
RB[#,vJ&  
式中 Km----外墙的平均传热系数[w/m2.k]
r#/w;s)7  
Kp----外墙主体部位的传热系数[w/m2.k]
}#45}9 &  
KB1、KB2、KB3----外墙周边热桥部位的传热系数[w/m2.k]
l7uSq\  
Fp----外墙主体部位的面积（m2）
phe+hL0@*  
FB1、FB2、FB3----外墙周边热桥部位的面积（m2）
cHM 0y  
（三）、热惰性指标D（无量纲）
=W0Y=%?cPi  
1、单一材料Di=R*S
h*/2X&fgj  
2、组合热惰性指标D=∑D i
Ifw.#l/f  
第二节 建筑热工节能计算
Ocj>Mlz  
一、屋面热工计算
Y>4,@|SJd  
l s[jv})  
s3_`ebfRp  
&u:>h_  
`CX2@I  
构造层次及材料Y,^SudF`M#  

X9n9} suI  
层厚d
m2|_ 1oHL  
（mm）CQ0[;Y  

Fov9v"#  
导热系数λ(w/m.k)W"xqBf6LC^  

4Ilp,/J  
蓄热系数S(w/m2.k);=)XE8  

@0U]vA^C  
热阻R=d/λ
-L&m n#  
(m2.k /w)L[~K"`sG  

)|x1HYo  
热惰性指标D=RS[w1?5Y  

1H,aU  
c`D6($3  
混合砂浆内抹灰|8+^cJe  

jr=g'6]/  
20B)6<@  

a] Sy1(PD"  
0．87e5wJ\g(P{S  

Go.Q@v!<e  
10．75`9@h0_Uq{  

lei*s {  
0．02\`Fv~{*3A  

;\9M@R8q++  
0．25j& Y` %m  

CeH].bz^j  
(X%#e~Se  
钢筋砼屋面板m's&FdO  

m5ZeEX  
120cG& a6wy  

cwB+Gr{  
1．745.S~<w  

S?o_9zr=r  
17．20uB7oaRA'  

1$n9U6  
0.069X1 f Nm0  

_WJSQ$x60  
1.19v@`dWqVc  

QsO]"k_  
-ro<Y  
C7.5炉渣砼$<,=m~h  

[-2T E|  
最薄处30lk0_G1s  

L(r*+HP;  
0.769"G1dP,Iy  

s)n[`-A  
9.54=d}'-G1m  

P* \!b^  
0.039?5gCn5}c  

AWgT&rN  
0.75'NhIcw*  

Q }{`Yhi+  
!470^/ q  
水泥砂浆找平2|g0=zG  

1 _Ki#GP  
204eJ8  

"*MU2|aK  
0．93F=-T~z  

-c-%~([n  
11．37=sO09&PW=  

%^y,bjB.  
0．02ST dOR  

dEME>~EcX  
0．24.{F!xmj3  

B[R17`vs  
jSN$>w^z  
防水层3@DG<cc  

%Q0G,< .  
不计入 pkp3  

^\Nr*;C&  
]BvcE_  
XPS挤塑板XxfGQ7 2  

W_u`Qr  
30Dl2_6Q  

jaDA9d*8  
0．033?9\A>SF}]  

Bjo&R`p  
0.36?j-0;&_  

#+LJs:  
0.909/{*.SKP  

tasR-0__PJ  
0．33%Dq#<Sk?  

bl!ey #I  
2#u=9=&0O  
细石砼刚性防水层CuyqT?kO  

cflCu>  
40b5N2<bu$<  

q 7dVyJB  
1.51Cge*#~g  

i4=y8%LCs  
15.36&4N!p~ K  

Up'~9YPxO  
0.02656h-08R;L  

fUA="]A  
0.41+ l`9 :XT  

89FGl 6  
G %?D<>  
+CW&bIuF  

n#?sP/sV  
Y"Xj45#  
组合构造层次之和∑Rn%01] $\A  

N< +S8D  
>84hrQ'  

(TjXP$n<  
∑R=1.0835Eh)Wt)](|X  

70']HA  
∑D=3.178 *8r[S8L  

,o!< Zj<  
b]jESys  
屋面传热阻R0wAref  

yi%lS,{  
R0= Ri+∑R+Re=0.11+R+0.04=1.2335JhfuSU8BX  

M`+]@(l  
M2.k /wT)o\Wfy  

Bc_UgUM;d  
I':n9#K  
屋面传热系数K?=p=*  

QG:UbMBVg  
K=1/ R0=1/1.2335=0.81≤1.0
&-{G7  
满足《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》表4.0.8HqP+jbg  

'A]TAK<A  
w/m2.kEw=:Iiu  

F7+BQ3p{  
57T^`NAi  
屋面热惰性指标Di#7'?  

[6WLl<( KL  
D=∑D=3.17≥3.0满足《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》表4.0.8
5\EP{"!|  
二、外墙热工计算
g9Fx[  
<S3<.nP-V  
f/-D? '|`  
\ymT^hB  
MMBqP~br  
构造层次及材料vWOF*,  

s}Vux 4A5  
层厚d
TLPA_(!k  
（mm）<!NBb,V~`  

P" Z.v-  
导热系数λ(w/m.k)cE.GRs}r  

t \Tm~A  
蓄热系数S(w/m2.k)U N$$?.g  

-R>;(Xr'/  
热阻R=d/λ
Oum]5MF=O  
(m2.k /w)W]*{v.)'G  

R8^JYai@  
热惰性指标D=RS,jzo_w  

a1,EU  
>K *UpyGj  
混合砂浆内抹灰M`1g#U^QdR  

-LQt `X  
20!tKiSDh2wK  

y+*}[EU$SI  
0．87_gq;6zOn  

C8F tB  
10．7596#ve&G]  

Y@6@}t!}  
0．02swsOW<x  

%VSufd*  
0．25V$n@A;Ik  

*{<\sg  
bZ&aJ  
钢筋砼剪力墙LD#B!{>  

p=!d-O  
200RW<YU]M3<H  

5' /mZI#r  
1．74z--?[ sb`E  

7.:NMj+  
17．20w:M`nO^<  

v'T{o%i  
0．12W*m)4-  

-b`;K@?][  
2．10wS!hxj  

hvIR/T{h  
x<N:Vj)$  
水泥砂浆找平i(/t+R  

{Qe,p_fB  
20h"x5+OB#[  

gH~$9=[J,  
0．93#;uk:w  

Va}E 0JoF  
11．37Oy{QTp $  

@(1pfZMq  
0．02hmeIa\!P:  

@f xCz|QL)  
0．24wI]pDeEg  

-s\T fZ  
Poqb>Tm  
EPS聚苯板8f:/p-v|F  

<trkG Hb  
35QcyC"  

sC:D|m2}  
0．06Kf+;Y{0  

yiFXr  
0．54bYK9Y3;  

-.Y`  
0．583r6=H8=U?  

"SnKY#0F  
0．327<1AV]  

L[r$0u  
#Q=t}VOx  
10厚抗裂砂浆!3O!%r n^"  

Ven)aK  
10ivpz)Z\r  

o"~d`g_1Z  
0．93befi0aP(  

fjAD\l$  
11．37DFlYqsN,+  

3i ~_f+  
0．011(5x[4'  

ulN mZv N  
0．12<Zc,tak  

510b*mZ  
+cE{-dkr  
饰面层w5`LHE  

=-*EE9D[  
不计入PY9|m@F  

S|(k?_f-%  
@Jt?# V5K.  
-;Ol>swh  

AJvBn_  
rn+8b8j  
组合构造层次之和RRr?>o+E  

JxqC|jFl`  
L[LlE<QX  

m(ePge^=(  
∑R=0.754J(yS &Y7  

OswCnGVF  
∑D=3.03pLOV_eT<  

R:[}Q(1  
y/ft xG  
外墙传热阻R01%[Y<~nh  

!aD\V,J  
R0= Ri+R+Re=0.11+R+0.04=0.904%9>c'ta58  

T" HZ|O  
M2.k /wjS-|Fa'$?  

p=R<tym  
r0G"+tvf  
外墙传热系数Kp47:zK)'/  

6_yzpzrE  
Kp=1/ R0=1/0.904=1.106-_KV  

Ze?`_A  
w/m2.kf*4H&dR1  

>@je993a  
y@3~)I4  
外墙平均传热系数Km$WBOq-i_  

mbPhf4R  
Km= Kp*a=1.106 ≤1.5满足《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》表4.0.8的规定mY$ \v&F  

vfIyw/BhT  
td| |h9/  
外墙热惰性指标Db5n.0OG'  

y{Le+cM  
D=∑D=3.03≥3.0满足《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》表4.0.8的规定
mU X'<D5lD  
注：由于外墙采用200mm混凝土剪力墙进行热工分析，与梁、柱为同样钢筋混凝土材料，不存在围护结构不同材料所形成的冷热桥问题。因此，外墙平均传热系数：
FhqyaR{O  
Km = 1.106W/（m2.K) 热惰性指标D=3.03
&'c,}/f~  
三、底部架空自然通风楼隔板的热工计算
zve&yAr  
H-kB!f\  
pDZaVxC}3-  
o?26S{X/  
~3Lv-8J\  
构造层次及材料2G@e,Wc:  

Qj C?G^}[  
层厚d
!#ze>q  
（mm）aGj0tL?Y  

L 9x;w8  
导热系数λ(w/m.k)Hp&-y)  

jf3`E/"  
蓄热系数S(w/m2.k)W 20B  

xdgv(;Vy]b  
热阻R=d/λ
Hqnl;yhRa  
(m2.k /w)L= 1h`+  

8.zk^<r3  
热惰性指标D=RSpTjE:LIn  

qIls"8Y6  
6_T3.(8*SZ  
水泥砂浆找平R&;O EWi/  

pU+KC,ju  
20(kU[vR  

ut!`A\L/c  
0．93RRfR?:'A  

I(Rk<l<*B  
11．37D4q!"}|x.  

xc!'l|F  
0．02^dJ@?\d  

|!hkQz.m  
0．23M^w.[=+  

3$ #2Q>.s  
v9,l 'W  
钢筋砼楼板/Z81:1[#+  

(+>m`2TkP{  
120aTGk N|  

$!g[#uC}  
1．74>5,8gXN*  

T xCe'5M  
17．20~"m.-_MF  

j9*U3 `s  
0.077Kv|\Lr  

msBY=U  
1.19U9/VrHgah  

6"oF +f~  
i u-k2?C  
EPG保温系统（下保温）7QzHSW>XB  

ff Wp}zf@  
30PIG f P I  

Qkka\g-  
0．07!OtCx&2;`  

#)[~Q 6  
2.41l/@/']-C  

6^9(WI  
0．43w8s;+bA*T<  

wkLUsV=~  
1.04M^/X57b`]Y  

'zE@@GH  
;I/7|QTd  
OFT]G>~L(  

%$u-vYh  
=(Wc"(;(  
组合构造层次之和R&CRb6D*  

zO'82Sz4  
ng:;OR  

i) U~ND  
∑R=0．52.sa(coG  

AEC:T|D@m  
{E@Ar<tO8  

:VXDl3  
l{*NVgP^  
楼板传热阻R0N|1 m&  

yjA{ yK2-'  
R0= Ri+R+Re=0.11+R+0.04=0.67Tkw)umXf!  

$!E^7<EeM  
m2.k /wONao^  

I%lpZR-U  
ndV>JJ3d  
楼板传热系数K?7m0;.D6  

at5!Jy@WO  
K=1/ R0=1/0.67=1.49≤1.5
~?{=;{ "  
满足《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》表4.0.8的要求WA[G:t<1  

o4%L_wa0  
w/m2.k
~5X fJo K  
四、户门
Q MC~c>  
门类型：双层金属门板，中间填充保温材料;户门构造措施与热工参数如表所示
M;ZXK'  
DRI 9>a]2  
+fO#  
XNV}H  
S2o;=<,}l  
户门类型号 #orQ@I+  

]rgx<@z  
门扇类型eX},U<t  

_"%/bQrHA  
传热系数K (W/(m2.K)CtQ|et`7  

"*qy{xk  
K限值HhR,&lj+  

8QTg) i{  
T#77)  
入户防盗门EU;9;  

O" Wti`>f  
双层金属门板，中间填充25mm厚矿棉板=T_j g6  

L|0\F  
2.47?^ w_H,M  

~~s$/t\z1  
≤3.0M~*|MpS  

5QOr'j$w30  
a]L&0*d  
满足《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》JGJ134-2001中4.0.8条K≤3.0的要求
,X$=q  
注：门扇中间也可以填充其它保温材料，关键是填充材料的传热系数在K限值之内。
G0s'NcA  

xVP%jVQxB  
五、分户墙和楼梯间隔墙热工计算
Pu9*y8l}Y  
4NDfHibJJ  
D CV]4k@q  
Q^Y#t  
zweidP"  
构造层次及材料:OqXIwG  

<{n> A@_s  
层厚d
{22zW}5FQ  
（mm）%?BFr8  

_</\c$1C  
导热系数λ(w/m.k)e)!xXh:;  

Y. f2fm  
蓄热系数S(w/m2.k),`S@  

:-jy;0U  
热阻R=d/λ
$6w<~mCaB  
(m2.k /w)".QWqtOh  

e_1tVkH7  
热惰性指标D=RS\}m56/D-  

.(3:Dj  
S`, B{KV  
混合砂浆内抹灰+Bu4  

||~8[[e  
20r"@nw5++q  

EoHaBa)c  
0．87*ch?6fC  

+Hz7` Bn  
10．754@?x  

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页岩空心砖) j`7 -  

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200.aq]?pUb  

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0.58>V^1^2J]  

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7.92IkQaREe  

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0.345"_]II" "6,  

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2.73w)'+'c*y  

;g.cVaD  
YP-2;DW  
混合砂浆内抹灰%)Pzvk""  

ZA\\>4`5  
20ypCU&cV 1a  

Ge|lN4Z4p  
0．87|E[BOF=!  

hWC*Vu  
10．75yAs#i#  

d7qkNVgZl  
0．02xE(1( L;  

Pv~"$kk  
0．25KD\|m cF  

kL"Bc(T  
TQ[7i*  
$o9-QI,uS<  

,G] TLz  
@IxftJ<Enl  
组合构造层次之和∑RDIl0X8/J  

=j|0xJ  
^?S2R?BnK  

>_65Lr?  
∑R=0.385-' f=V]O  

2t?>{/cJS  
T?%k]>  

9AUEPi3A  
CRJ")  
传热阻R0?GBCT*]Z  

q7ru(j&e0  
R0= Ri+∑R+Re=0.11+R+0.04=0.535XLMWH  

\Kea|% AT  
M2.k /w]|BbnU;e  

#+Yn35x(  
r'#Y N`g:?  
分户墙传热系数Kr_Tj-jU`W  

z>%vSo  
K=1/ R0=1/0.535=1.87≤2.0
mBUW":8s  
满足《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》表4.0.8Z ;y%p  

#1IftDL  
w/m2.k
1e u002  
注：楼梯间为开放式时，其间隔墙的传热系数限值K≤1.5 w/m2.k。
i,),hE.aEX  
六、楼板热工计算
DhxREf.7  
q}Y#$|+  
IYv57"xO(  
7Yw(o}Q  
\8=N=)>>o  
构造层次及材料V$F^rHZ`>  

Sy$(Mx!  
层厚d
E\d\9[=$  
（mm）&a}b5 L ;  

rn-*iI  
导热系数λ(w/m.k)~SvVLc)]  

. 4kB3_  
蓄热系数S(w/m2.k){ezhtJ4  

jtbGLX  
热阻R=d/λ
?lyf  
(m2.k /w)'iIG8&VA  

KGKVHyW.V  
热惰性指标D=RSIL#(@M ^v  

>nQ}n#ea  
8f:c8Jlv  
水泥砂浆找平7" l/1|4l\  

80qeD  
20tq]kfyBJ  

"d\B;=X&  
0．93R";rCu2  

JPLe2LI^'  
11．37IdW4ymjD  

; j#[;3H9h  
0．02jj r<baI  

F7g!  
0．24.|{gQ7_K j  

J{U[1nZ  
[J@ +/  
钢筋砼楼板MS ^TDJ,]  

sE$21k_q9  
10043DQ\@IN  

a8TP.#ODd  
1．74XWFT_  

>B8u;Ro|  
17．20c"A<^$eEA$  

lW:6};i)  
0.067j0KmPInA  

JYN\7Di+72  
1.004WcR("*(  

q*"[|9F_  
'l/DnD%q  
EPG保温系统（下保温）]!7Yv|~5  

Z5bmV9u  
20L#gVt(  

9r>.n$?t  
0．07Ak$"2,NU  

AyDo_28  
2.41O{L |x  

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0．29y[}z;-1D  

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0．69";{,<H  

fH,$868  
x.$,,6  
b_[X3e<~*  

gR,dkFg"*  
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组合构造层次之和∑R#WO/CZ^  

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$Ev{!!`s  

[$P*y  
0．37H>"PD)`?  

B"W#| 4  
yf}[tt'  

1Usf_:  
$+E+Hoe  
传热阻R0Ck\t{Rt  

r !Zwcmp/  
R0= Ri+∑R+Re=0.11+R+0.04=0.52Cu(-'i!&'  

V^6 `KL'*  
M2.k /w>ONxC>7P  

TvPTY}  
WNYWS4@  
楼板传热系数K_3F"  

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K=1/ R0=1/1.37545=1.92≤2.0满足《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》表4.0.8'|B x~*^  

%zlUFH  
w/m2.k
p&7nGF@)  
七、外门窗
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建筑的门窗构造措施与热工参数如表所示
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传热系数
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塑钢中空玻璃
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塑钢中空玻璃
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K值和窗墙比满足《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》JGJ134-2001中4.0.4，4.0.7条要求，
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窗墙比为组合体南向最大窗墙比。5Z,pQOs[  

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K值和窗墙部分满足《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》JGJ134-2001中4.0.4，4.0.7条要求
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注：中空玻璃的选择关键是厂家生产的产品其传热系数能否满足设计和规范的限值要求，中空层如果采用填充惰性气体，且加镀膜的节能措施（如超节能中空玻璃），则其传热系数可以降得很低，可根据性价比进行选择。