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建筑节能设计标准中一些问题的解读(10.19)

建筑节能设计标准中一些问题的解读

韦延年

四川省建筑科学研究院

一、适用于四川地区的建筑节能设计标准

1、居住建筑节能设计标准

（1）《四川省居住建筑节能设计标准》DB 51/5027-2008

（2）《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》JGJ 134-2010

（3）《严寒及寒冷地区居住建筑节能设计标准》JGJ26-2010

2、公共建筑节能设计标准

《公共建筑节能设计标准》GB 50189-2005

在建筑节能设计书的设计依据中，应将所选择作为建筑节能设计的《标准》列为设计依据。即，对于居住建筑的建筑节能设计，不能同时以两个《标准》作为设计依据。

二、《四川省居住建筑节能设计标准》DB 51/2027-2008的修订内容及特点

1、《四川省居住建筑节能设计标准》DB 51/5027-2008包含了四川省的四个气候区：严寒、寒冷、夏热冬冷、温和气候区。仅管没有夏热冬暖地区，但攀枝花地区的公共建筑是要求按夏热冬暖地区进行设计，因为攀枝花的气候条件与夏热冬暖地区一些典型城市的气候条件相近（《公共建筑节能设计标准》GB 50189-2005中第6页第4.2.2条的要求）。

2、居住建筑的体形系数不是按所谓的“条式”或“点式”来划分提出限值，而是按居住建筑的“层数”来分别提出限值（如表4.1.5）。同时还规定了热工性能综合判断中的体形系数上限值，即≤3层，S ≤0.6；≥4层，S ≤0.55。这个上限值规定主要是在能耗计算时用。当然，也可以认为是要求不超过这个最大限值，若超过了，就必须修改建筑设计，使之不超过此最大的限值。

对于夏热冬冷地区，实际上还是规定了体形系数的基本限值S ≤0.40，只是在表4.2.5-3中，进一步提出了当S>0.40及S ≤0.45、S>0。45及≤0.50和S>0.50的屋面与外墙的热工性能限值。

这与原《四川省夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》DB 51/5027-2002中提出的：当S 超过0.01，外墙、屋面的平均传热系数相应减少0.02W/(m 2·K)是相同的函义，它们都是出自于如下计算式：

K m.d ＝d

s S S ·K m.s

（1）

式中，K m.d ——设计建筑外墙和屋面的平均传热系数[W/(m 2·K)]； K m.s ——标准要求的外墙和屋面的平均传热系数[W/(m 2·K)]； S s ——标准要求的体形系数； S d ——设计建筑的体形系数。该公式的导出：

通过建筑外围护结构散失的热量一般按下式计算： Q ＝ΣK m ·△t ·A o （W ）

上式两边除以建筑体积V o 得建筑单位体积散失的热量计算公式为：

Q/V o ＝ΣK m ·△t ·A o /V o ＝ΣK m ·△t ·S （W/m 3）按设计建筑的相关指标与标准规定的指标，应有关系式： ΣK m.d ·△t ·S d ＝ΣK m.s ·△t ·S s 两边除△t ：

ΣK m.d ·S d ＝ΣK m.s ·S s

即引出以上（1）式：ΣK m.d ＝d

S S ·ΣK m.s

（国外也有这样的公式：Umax = 0.6 +

.0）这个计算公式实际上是给出了外围护结构平均传热系数K m 与建筑体形系数之间的一个调整余地。体形系数过大，肯定会对外围护结构的热工性能要求高。比如《标准》要求的S 是0.40，现在设计为0.60，那么外墙的平均传热系数就应按（1）式变为0.40/0.60×1.5＝0.67×1.5＝1.01W/(m 2·K)，这相当于公共建筑外墙的平均传热系数设计要求。所以，对体形系数的设计计算是非常重要的。

3、提出了外墙的热惰性指标应取平均热惰性指标，而且将平均热惰性指标限值由D m ≥3.0变为D m ≥2.5和D m <2.5两档。这主要是考虑轻质结构较多以及墙体一般不是由单一墙材构成的缘故。

4、外窗不是按各个朝向的窗墙面积比来确定窗的传热系数限值，而是以房间的性质分类来确定限值。首先是将房间分成两大类：居室－即需要采暖空调的房间，如起居室、餐厅、卧室、书房等；辅助房间－即不完全需要采暖、空调的房间，如厨房、厕所、储藏间等。其次是根据各类房间的综合平均窗面积来确定窗的传热系数限值。平均窗面积可以采用各个房间的窗面积与其所在外墙面积的加权来进行

计算，如下式：

w A ＝

+++?+?212211F F F F F F 墙墙墙窗墙窗

经验算，也可简化按算术平均方法计算各类房间的平均窗面积。 ·平均窗面积的两种计算方法比较：房间1－层高3m ，开间3.6m ，A 1＝10.8m 2 窗面积：1.5×1.5＝2.25m 2

房间2－层高3m ，开间3.0m ，A 2＝9.0m 2 窗面积：1.2×1.2＝1.44m 2 （1）算术平均计算平均窗面积：w A ＝2

.125.2+＝1.85m 2 （2）加权平均计算平均窗面积：w A ＝0

.98.1044

.10.925.28.10+?+?

＝

8.1926.123.24+＝8

.1926

.37＝1.88m 2

1.85m 2≈1.88m 2，二者计算结果相近。

·这一点在《标准》中没有明确，所以往往会形成节能设计时以单个房间确定窗面积，并确定其K 限值，这样就会使窗的类型增多。此外，还规定了凸形窗、弧形窗按展开面积计算窗面积和一个房间有两个窗时，应累加计算。问题是：

（1）在P12的表4.2.2不应写为不同朝向，因为不是按朝向不同的房间计算窗面积；

（2）对遮阳系数的阐述是不对的，应该是综合遮阳系数SC ，而

不是仅指透明部分的遮阳系数。实际上，还应考虑窗框的影响。明显看出，“表”中的提法与“注”是矛盾的。

5、对凸窗上下、左右实体结构的传热系数限值作了规定。原《标准》只是提出了要求，而没有进行量化。这个传热系数限值是根据不同气候地区的气候条件对外围护结构的低限传热阻R o.min要求计算确定的。

6、对居住建筑底层面积小于300m2的社区商业服务网点或小型营业性用房，提出按本标准进行节能设计。（见4.1.4）

7、专门以强条对室外空调机的安装设计提出了要求（见4.1.9）。

8、专门以强条对封闭式阳台的节能设计提出了要求（见4.2.7）。

9、节能综合指标计算方法不同。

（1）原《标准》是绝对指标法，比如成都是取年采暖空调能耗不超过39.52kwh/(m2·年)。

（2）现《标准》是比较法，如《公共建筑节能设计标准》GB 50189-95规定的那样采用参照建筑与设计建筑分别计算，要求设计建筑的全年能耗不能超过参照建筑的全年能耗，而且是用围护结构热工性能综合判断来调整。但是，在夏热冬冷地区的建筑物节能综合指标计算中，又将整套住宅室内计算温度定为16℃，比设计计算温度降低了2℃，与《标准》规定的冬季采暖室内热环境计算温度取18℃不相符。

10、提出了外墙平均传热系数K m与外墙平均热惰性指标D m的便捷计算方法。

该计算方法是如下导出的：

（1）计算公式

外墙平均传热系数常采用下式计算：

K m＝

j.b

3.b

2.b

1.b

j.b j.b

3.b

2.b

1.b

F K

+ +

（2）式中，

K m－外墙平均传热系数[W/(m2·K)]；

K p－外墙主体部位的传热系数[W/(m2·K)]，按《民用建筑热工设计规范》GB 50176-93附录二的规定计算；

F p－外墙主体部位的面积（m2）；

K b.1、K b.2、K b.3、K b.j－外墙上不同结构性冷（热）桥部位的传热系数[W/(m2·K)]；

F b.1、F b.2、F b.3、F b.j－外墙上不同结构性冷（热）桥部位的面积（m2），其面积之和用ΣF b.j表示。

鉴于外墙上的结构性冷（热）桥部位类型较多，分别计算其传热系数和面积不仅复杂，而且也不易计算准确。为便于计算，令：K b为外墙上结构性冷（热）桥部位传热系数的表征值

F b为结构性冷（热）桥部位的总面积，F b＝ΣF b.j

A＝F p/（F p+F b）（3）

B＝F b/（F p+F b）（4）

于此，式（2）可书为：

K m＝K p·A+ K b·B （5）

同理，外墙平均热惰性指标D m可按下式计算：

D m＝D p·A+D b·B （6）

（2）计算要点

1）K b和D b的计算方法

结构性冷（热）桥部位的传热系数和热惰性指标表征值K b和D b 的计算方法与主体部位的传热系数K p和热惰性指标D p的计算方法完全相同，只是在计算时，将主体部位的传热系数K p和热惰性指标D p 计算表中的砌体一栏改写为钢筋混凝土及其相应的计算参数，并取计算厚度相同即可便捷地计算出K b和D b。

2）A和B的取值

A和B分别为外墙上的主体部位面积和钢筋混凝土梁、柱等结构性冷（热）桥部位面积在外墙（不含门窗）面积中占的比值，可具体计算或根据建筑的结构体系按下表选择。

F p和F b在外墙中所占比值A和B

对于附录B.0.2所示的计算方法，很不现实,缺乏可操作性。

11、提出浅色外饰面对外墙平均热惰性指标D m的修正（见P11）。当采用材料表面太阳辐射吸收系数ρs≤0.5时，对平均热惰性指标

D m的修正（见P11）。修正的基本公式是来源于

D m.d＝1.5·ρs·D m.s

有些省市的地方标准，还将外墙使用建筑反射隔热涂料后加上一个附加热阻值，减少传热系数计算值。

总的来讲，新《标准》有其特点，也有其创新之处。但由于部分指标要求较高，特别是严寒和寒冷地区的部分指标，再加上与之对应的施工图审查备案表及软件没及时跟上，形成目前仍是以行业标准《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》JGJ 134-2001为设计依据的较多。

总之，不管是采用哪个《标准》，在节能计算书中都只能写一个《标准》作为节能设计依据。

三、《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》2010年修订版与2001版的对比

第1章总则

仅1.0.3文字略有不同。

第2章术语，只有3条。

2.0.1热惰性指标（D），原2.0.8条。

2.0.2典型气象年，不是以近30年的月平均值为依据，而是以近10年的月平均值为依据。

2.0.3参照建筑（新增条）。

第3章室内热环境设计计算指标

3.0.1 冬季采暖室内设计温度只是18℃，而不是16～18℃。

3.0.2 夏季空调室内设计温度只是26℃，而不是26～28℃。

原版中3.0.3条规定的建筑节能50%要求没有了。但在“条文说明”的5.0.1中有节能50%的目标提法。

第4章建筑和围护结构热工设计

4.0.1 文字略有不同。

4.0.3 体形系数是以建筑层数分三类确定，如表4.0.3。

4.0.4

（1）本条规定了居住建筑围护结构的热工性能设计指标限制，明确将建筑围护结构中的分户墙、楼板、楼梯间隔墙、外走廊隔墙及户门作为必须满足的指标（限值一定不能突破），不能进入热工性能综合判断（见条文说明）。而且还把外户门的指标提高到传热系数K ≤2.0W/(m2·K)。

（2）围护结构的K与D是以体形系数S≤0.40和S>0.40分为两组确定。

（3）屋面、外墙的传热系数K值是以热惰性指标D≤2.5和>2.5分别确定，而不是以D≥3.0和<3.0确定（如表4.0.4所列）。（注意与《四川省居住建筑节能设计标准》DB 51/5027-2008的类似之处）

4.0.5 外窗是先确定不同朝向、不同房间的窗墙面积比限值，而且还规定了每套房间允许有一个房间的窗墙面积比可为0.60（不分朝向），如表4.0.5-1所列。然后是确定不同朝向、不同房间窗墙面积比的外窗传热系数和综合遮阳系数限值（如表4.0.5-2所列）。

4.0.5还特别规定了凸窗的传热系数限值（应比表4.0.5-2的规定

小10%）及凸窗的面积计算方法（按洞口计算）。

问题是：

（1）、不同朝向窗墙面积比的概念不清楚，到底是该条第6款及条文说明中的房间外墙单元面积上的窗墙面积比，还是2001版《标准》和《公共建筑节能设计标准》中所指的窗墙面积比含义：

各朝向（或建筑不同立面）外窗面积

窗墙面积比= -------------------------------------------------

各朝向外墙面积（包括外窗的面积）

根据本《标准》条文说明中对窗墙面积比的定义和4.0.5-1条中规定的每套房间允许有一个房间的窗墙面积比可为0.6（不同朝向）看，应是不同朝向的每个房间的窗墙面积比。这与四川标准相近，但由于是考虑不同朝向，房间也不分类，将导致一栋房子的窗子有很多类型。

（2）、表4.0.5-2的注2未说明楼梯间、外走廊的窗按什么规定执行。是否是可以不考虑呢？

4.0.6的4、5、7是可取的，特别是5。

问题在：

（1）1的A.0.3没有写明是含外门窗在内。

（2）2的外墙平均传热系数计算简图无代表性，计算方法复杂，不可取。且未对外墙的热惰性指标提出用平均热惰性指标D m表示。

（3）3的规定是不符合建筑节能设计的居住建筑使用条件的。

其实，按节能设计的屋面和外墙进行夏季热环境条件的内表最高温度计算，不可能超过室外空气最高计算温度。

4.0.8 提出外窗的可开启面积不小于外窗所在房间面积的5%。

4.0.9 按新的外窗气密性分级标准规定了外窗的气密性。

4.0.10 专门对凸窗的设计提出了要求。其中的1、2在4.0.5条中已列入强条。其中的3要求太高（对照四川《标准》）。

4.0.11 仅是一般要求，未对采用浅色饰面材料后的外墙及屋面的热工性能作出定量的表示。（对照四川《标准》）

4.0.12 对分体式空气调节气的室外机安装提出了要求（对照四川《标准》）。

第5章建筑围护结构热工性能的综合判断

（1）第5章的名称不是叫“建筑物的节能综合指标”。

（2）采用对比法进行建筑围护结构热工性能的综合判断，而不是2001版本的绝对指标法。

（3）与四川《标准》不同的是：没有先决条件，只要建筑热工节能设计不符合该标准的第4.0.3、第4.0.4和第4.0.5条中的各项规定，即可转入本章规定的综合判断法。

（4）强调本章的规定只涉及屋面、外墙、外窗等与室外空气直接接触的外围护结构，与分户墙、楼板、楼梯间隔墙无关（见31页）。即分户墙、楼板、楼梯间隔墙和户门必须满足节能设计要求。

（5）采暖计算期是当年12月1日至次年2月28日（3月）空调计算期是当年6月15日至8月31日（2.5月）。

不是2001版本的HDD和CDD。（术语中也无HDD和CDD的定义了）。

（6）规定了设计建筑和参照建筑的能耗计算应采用同一版本计

算软件。

第6章（大同小异）请注意：

1、新版本与原版本的相同与不同之处。

2、新版本与四川《标准》中的夏热冬冷地区设计要求的相同与不同之处。

四、体形系数的计算

体形系数是用来控制外围护结构面积不能过大的一个指标，即体形系数越大，通过外围护结构传出的热、冷耗就越大。计算公式是：

S ＝

o V A 外表面面积外围的体积

建筑的外表面面积

当然，必须和采暖空调房间的外围护结构面积和体积相适应。因此，对建筑外表面面积的确定就需视所包围的体积同时考虑，比如：（1）坡屋面，有三种情况： 1）没有天棚。

2）天棚在坡屋面的中部。应视是否是使用空间确定。 3）天棚在坡屋面的下部。（2）平屋面就只有一种情况。

（3）临外墙的厨房、卫生间、楼梯间、储藏室等并不一定要采暖空调的房间，热工计算中不能两头都占便宜。即：体形系数计算中，将其外墙作为外围护结构面积考虑，而在外墙的保温隔热措施中又不将其作为外墙考虑。如果不将其作为外墙考虑，就应以凸凹计算体形系数，而且墙也应作保温处理，至少应达到分户墙的要求。这样计算，

体形系数是肯定超标的。

目前的一些住宅设计中将居室标注成空中花园、阳台也属此种情况。对于体型系数的计算应实事求是！

五、关于热工计算中的相关修正系数的取值

建筑热工设计计算中的修正系数主要有：

1、保温材料的导热系数λ与蓄热系数S的修正系数a，为什么要修正？是考虑了使用条件下的湿度、密度的变化及位置等因素。

2、采暖能耗计算中，对南墙的日辐射修正系数k。

3、热惰性指标修正，等等。

这些修正系数都是专指对某项进行修正。

有些节能设计计算中对屋面的平均传热系数及外墙的平均传热系数K m采取用计算的主体部位的传热系数K p乘以保温材料的修正系数a或K m＝（1～1.5）×K p＝1.2×K p进行修正，这是不对的。因为：

一、保温材料的修正系数a应在计算表中作为保温材料计算导热系数的修正系数；

二、虽然考虑了冷热桥的影响，但没有表明1～1.5之间的取值依据是什么；

三、写成K m＝K p×（1～1.5）＝K p×1.2，这是个不成立的不等式。

六、关于计算软件

目前，有三个建筑节能设计计算软件在应用：中国建研院的

PKPM、北大方正、清华。

这些软件都是在《夏热冬冷居住建筑节能设计标准》JGJ 134-2001问世时编制的，也都是以那时的计算对象和相关参数代入编制的。尽管现在作了一些修改，但仍存在不少问题。

计算表明：三人用同一软件计算同一建筑，结果不一样；一人用三个软件计算同一个建筑的结果不一样；三人用三个软件计算同一个建筑的计算结果也不一样。大家都很清楚，计算机技术是先进的计算技术，但程序是人编制的，相关计算参数是人输入的，计算时是人操作的，由于人为的因素影响很大，加之可供选择的参数也不统一，那就必然会计算出不同的结果来。

应当指出，现在有不少设计单位从建筑节能设计的规定性指标阶段就采用能耗计算软件进行设计计算，反映出来的问题不少。

诸如不少建筑师提出的有关能耗计算中的建模问题，公共建筑中房间的采暖与非采暖定义，是否对同一单体不同厚度外墙分别设置不同厚度保温材料进行能耗计算，架空层、通客厅如何建模，阳台在建模时需不需要作为遮阳考虑，坡屋顶的建模（三种形式）……等问题，我们都要具体进行分析，不能完全听从软件的指挥。比如：能耗计算软件基本上是以多层居住建筑建的模，外墙平均传热系数的计算都是选择一个典型墙来计算，有构造柱、有圈梁、有楼板、有过梁等，而现实的居住建筑不完全是这样的结构体系。还有像层间楼板、分户墙，在整幢建筑的能耗计算中，它是不起作用的，可以通过能耗计算达到不作保温处理的目的。《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》新版

本还有朝向和遮阳的影响很大，计算时也可设置遮阳措施，降低遮阳系数等。总的来讲，不能作软件的奴隶，要作软件的主人。目前，大多都是因为体形系数超标而进入能耗计算。如果按照前

述的K m.d ＝d

s S S

·K m.s 公式调整外墙或屋面的平均传热系数，也就没

有必要去进行能耗计算了。可以说，现在第五章所讲的能耗计算，并不能称为围护结构热工性能权衡判断，因为不是从围护结构自身来进行调整。七、内遮阳

内遮阳不仅是一种遮阳隔热措施，而且还是一种保温措施，这是不可否认的。但在公共建筑及原来的《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》JGJ 134-2001中，都规定只能用外遮阳，不能用内遮阳。原因是：1、验收时无法验收；2、遮阳效果不如外遮阳。但是，现实的建筑设计基本上都没进行外遮阳的设计，即使是活动式的外遮阳也没考虑。但在房屋使用过程中，内遮阳是少不了的。

其实，建筑师在建筑设计时，同样可以设计采用活动式的外遮阳。至于房屋工程验收时如何进行验收，那是工程质检部门的事。内遮阳是有作用的，只是其遮阳系数比用在窗外侧时提高1.2倍。在四川省地方标准《建筑外窗、遮阳及天窗节能设计规程》DB 51/T5065-2010中，对内遮阳问题作了专门的阐述。八、自保温墙材

四川省注建厅于2009年9月发布了《建筑自保温墙体热工性能技术导则》。

建筑自保温墙体热工性能技术导则

编写单位：四川省建筑科学研究院

四川省建材工业科学研究院

四川省建设科技发展中心

2009年6月13日

前言

外墙自保温系统是节能建筑在外墙保温系统中的一种类型，特别是在夏热冬冷及温和地区，研发应用外墙自保温系统更具适用性和可行性。

对四川地区建筑自保温墙体材料生产应用的现状调查结果表明，在四川省研究开发和推广应用建筑自保温墙体材料用于墙体自保温系统工程中，不仅符合本地区的实际情况，而且也具备有自然资源丰富、技术条件成熟和工程应用范围广的良好基础。但同时也存在自保温墙体材料定义不明确，热工性能数据不确切，配套材料及应用技术不完善等问题。为指导和推动四川地区建筑自保温墙体材料的生产应用，做到技术先进、性能可靠、使用合理，有必要对自保温墙体的定义、热工性能指标、技术要点及检测技术提出相关的要求，本导则就是适应这一要求编制的。

本导则包括总则、术语、热工性能指标及技术要点四部分，由四川省建设厅负责管理，四川省建筑科学研究院负责具体内容解释。若有意见和建议，可反馈给四川省建筑科学研究院建筑节能研究所（地址：四川省成都市一环路北三段55号，邮编：610081，电话：028-********-81，邮箱：yuzhongc@https://www.wendangku.net/doc/3218306213.html,），以供今后修改和完善时参考。

本导则编写单位：四川省建筑科学研究院

四川省建材工业科学研究院

四川省建设厅科技发展中心

1 总则 (19)

2 术语 (20)

3 热工性能指标 (21)

4 技术要点 (23)

条文说明.................................................................. 错误！未定义书签。

1 总则

1.0.1 为指导和推动自保温墙体材料的研发应用，促进墙体自保温系统的发展，做到技术先进、性能可靠、使用合理，制定本导则。1.0.2 本导则适用于四川省夏热冬冷及温和地区的相关企业在结合本地区实际情况研发应用自保温墙体材料，和使用单位在选择自保温墙体时，应明确的热工性能技术要求。

1.0.3 自保温墙体材料的研发应用应在本地区建设行政主管部门的指导和支持，以及相关科技部门的协作、配合下进行。

1.0.4 除自保温墙体材料的热工性能指标应符合本导则表3.2的要求外，自保温墙体材料的产品质量及构成墙体的物理力学性能和在墙体自保温系统工程中应用的施工及质量验收，均应符合现行国家、行业和四川省地方相关技术标准的规定。

2 术语

2.0.1 自保温墙体材料

具有良好热工性能，且构成的墙体主体符合建筑自保温墙体热工性能指标的墙体材料。

2.0.2 建筑自保温墙体

由自保温墙体材料构成的符合建筑自保温墙体热工性能指标的墙体主体。

2.0.3 墙体自保温系统

在建筑墙体主体两侧不复合保温系统，墙体主体部位的传热系数（K p）能满足建筑所在地区现行建筑节能设计标准规定的墙体平均传热系数（K m）限值的墙体构造系统。

2.0.4 墙体主体部位

墙体中除结构性冷（热）桥以外的部位，如砖混结构体系建筑中的承重墙墙体部位，框架结构体系建筑中的填充墙体部位。

2.0.5 结构性冷（热）桥部位

墙体中的钢筋混凝土、混凝土或金属梁、柱等保温薄弱、热流密集、热（冷）损耗大的部位。