3、建筑节能与建筑热工设计3、1、一般规定3。1、1，本条是根据节能原则 对建筑环境设计提出的一般原则,建筑群的布置和建筑物的平面和立面设计应充分考虑冬季能够获得太阳辐射热和尽量避开主导风向,以及有利于夏季通风降温、建筑设计对此必须引起足够重视 3,1，2.南北朝向的建筑冬季可以增加太阳辐射得热、冬季南向外窗的传热耗热量.远低于其它朝向 根据北京夏季的最多频率风向。建筑物的主体朝向为南北向。也有利于自然通风.降低空调能耗.经计算证明，建筑物的主体朝向,如果由南北向改为东西向，耗热量指标约增大5。如果不设外遮阳空调能耗约增大50.以上。或设置外遮阳成本将增大很多。因此 南北向是建筑物最有利的朝向、近年来,北京市的住宅建筑由于舒适性和加装新风系统的要求,传统的2、8m层高已经难以满足需要,而住宅层高的变化也影响能耗，因此。对住宅层高提出限制规定,3。3米的规定是市规发。2010，1616号，住宅建筑标准层层高一般不应超过3.3米。的规定,外墙和外窗的传热耗热量占外围护结构耗热量的比例很大、外墙面越多则耗热量越大、如果一个房间有三面外墙,其散热面过多,能耗过大.对建筑节能极为不利，北京市的冬季最多频率风向是北向及西北向。主要房间避开此朝向。也是为了减少冷空气的渗透。降低主要房间的热负荷，3 1。3.强制性条文。外表系数是本次修编引入的一个新的术语,表征的是建筑物外围护结构表面积的大小,比体形系数更能准确的反映建筑体形对单位建筑面积能耗的影响。举个简单的例子.一个单层的建筑,建筑物外表面积是固定的。建筑体积也是固定的、体形系数是建筑外表面积除以建筑体积 所以也是不变的。如果中间增加一层楼板，外表面积与体积不变,因此体形系数不变.但建筑面积增加了一倍.单位面积能耗指标大大减少、但其外表系数却是随建筑面积改变的 其与单位面积能耗指标关联性更强、因此。体形系数在这种情况下是不能正确的表征建筑物的热工特性的 而外表系数则可以,总结一下,体形系数对于普通层高的建筑物是可以反映建筑物外表面积的大小.而对于层高较大的建筑物就不准确了.这也是我们要控制体形系数也要同时控制层高的原因.而外表系数就可以用一个参数解决这个问题,所以我们引入外表系数的概念.并用此系数替代了体形系数.表3.1 3中的建筑层数分类和外表系数限值是在、严寒和寒冷地区居住建筑节能设计标准。JGJ。26。2018的基础上进行大量的工程计算后确定的.在其强制性条文第4、1。3条基础上提出并折算了新的指标要求。外表系数的数值是在体形系数的基础上。按照建筑3、3m的层高计算出来的，按照JGJ,26，2018规定的低层 3层体形系数为0，57、外表系数计算后在1,88左右,3层以上建筑的体形系数为0、33，外表系数在1。10左右.而经过我们大量的工程计算。低层建筑的外表系数基本在1 50以内。并应加以控制.因此.将，3层的建筑外表系数定为1，50,而大于3层的建筑 由于目前北京市新建住宅建筑.除了保障性住房就是大户型低密度的建筑.保障性住房单户面积小 每个房间均要采光和通风,造成建筑体型凹凸较多 外表面积相应增加。虽然层数高 但体型系数并不小,而本次修编又取消了权衡判断的规定、外表系数是强制要求达标的.因此、从建筑设计的需要考虑.将4，8层的建筑物外表系数定为1.10,9层以上的建筑物按照层高3、0m计算、外表系数定为1,00 另外,本次修编对建筑物的热工性能参数和能耗指标采用外表系数进行分类且双重控制.取消了按照层数分级体形系数和热工参数的做法、更为科学合理。3.1。4,强制性条文。窗墙面积比既是影响建筑能耗的重要因素,也受满足室内环境要求的建筑日照 采光。自然通风等的制约、一般外窗、包括阳台门。的保温性能比外墙差很多、而且窗的四周与墙相交之处也容易出现热桥 门窗越大.温差传热量也越大.因此 从降低建筑能耗的角度出发.必须合理地限制窗墙面积比，不同朝向的开窗面积。对于上述因素的影响有较大差别,综合利弊 本标准按照不同朝向 提出了窗墙面积比的指标，北向取值较小,主要是考虑居室设在北向时能耗大且不舒适、需要减小其供暖热负荷和减少冷辐射增加舒适感，东,西向的取值 主要考虑夏季防晒和冬季防冷风渗透的影响 在北京地区。当外窗K值降低到一定程度时.冬季获得从南向外窗进入的太阳辐射得热较大 抵消了温差传热损失，未增加能耗或增加能耗不多、因此南向窗墙面积比限值较大，但南向窗墙面积比过大也可能造成冬夏季过热。严重影响室内热舒适性 因此、南向的窗墙面积比控制在0 5 北京市目前托儿所,幼儿园基本是日托.夜间没有住宿 其能耗性质与住宅不太相同,而JGJ。26、2018中规定的幼儿园是住宿面积达到70、以上的.与北京市的幼儿园能耗性质不太相同。另外幼儿园设计规范规定的窗台高度低 所以南向房间的窗墙面积比往往会突破标准值.而本标准是不允许权衡判断达标的，因此 将托儿所，幼儿园的窗墙面积比单独列出 3，1,5,强制性条文，本条源自JGJ 26 2018,比JGJ，26，2018强制性条文第4,1。5条更加严格。随着居住建筑形式日趋多样化,屋面天窗在越来越多的建筑中出现,受房间中空气温度梯度垂直分布的影响。通过相同面积天窗由于温差传热散失的热量要大于外窗 而且、夏季通过天窗进入室内的太阳辐射会造成室内温度过高.产生潜在的空调负荷。因此 对屋面天窗的要求应当高于外窗，需要说明的是 用于地下室采光或通风的竖井天窗不在此要求范围，3、1,6、将托儿所.幼儿园的窗墙面积比单独列出是基于以下两点、一是幼儿园设计规范规定的窗台高度低,二是有冬至日不低于3小时日照要求.所以南向房间的窗墙面积比往往会突破标准值。而本标准是不允许权衡判断达标的 因此,将托儿所 幼儿园的窗墙面积比单独列出,并在3,1、4条的基础上各朝向均加大了0，1 3 1,7。外表系数和窗墙面积比的计算，1 为操作方便 根据住宅建筑的特点，附录A.2将窗，墙朝向简化分为南向 东西向和北向4个方向 朝向角度的划分作为计算窗墙面积比和计算耗热量指标时用 与供暖空调负荷计算无关、2.限定窗墙面积比的目的是因为外窗与外墙相比保温性能差距较大，减少外窗面积可以减少传热量，因对窗户的保温要求提高，透光部分的传热系数限值与原阳台门门芯板限值相比已经相差无几、甚至更低，且因住户对房间通透和采光的要求。目前阳台门较少采用下部带不透光门芯板的门。因此。无论阳台门是否有下部门芯板。均视为窗户面积。3、考虑凸窗的洞口面积和窗的竖向投影面积相差不多 边窗面积也不大，根据本标准第3。2,6条,宽度不会超过500mm。为方便计算进行了简化,计算窗墙面积比时凸窗按洞口面积计算。4.封闭式阳台。不论阳台与房间之间是否设置隔墙和门窗 封闭式阳台的保温均应设置在阳台外侧。见第3.2.11条、窗墙面积比均按阳台外侧实际围护结构计算.3,1。8 北京市人民政府办公厅关于印发,北京2022年冬奥会和冬残奥会可持续性承诺工作任务分解清单、北京部分，的通知，京政办字.2017.4号、中提到，到2022年，全市可再生能源占能源消费总量比重达到8,以上、分布式光伏是本市最重要的可再生能源品种之一、在居住建筑安装太阳能光伏发电系统是本市完成冬奥会可持续性承诺的重要措施之一 北京市在住宅中强制使用太阳能制备生活热水执行5年以来 取得了一定的节能效果.但也出现了很多问题,如太阳能生活热水系统散热严重.太阳能的有效利用率较低,还有物业部门对太阳能生活热水系统管理没有积极性，用户对如何使用太阳能生活热水不理解，使得很多太阳能生活热水系统建成后处于闲置状态、造成很大的浪费、而随着太阳能光伏发电技术的成熟和成本的断崖式的降低、同时。电力输送的损耗与热力相比几乎可以忽略不计。在建筑上采用太阳能光伏发电技术势在必行.另外,太阳能光伏发电系统一旦建成几乎可以不用专人管理、发出的电可以用在地下车库和动力机房等公共用电中,可直接节省物业管理的费用.因此.本次修编将太阳能光伏发电系统纳入可再生能源利用的条文中,为进一步科学合理的利用可再生能源提供更好的途径,1，对于12以上的居住建筑。经过测算,屋面设置太阳能生活热水集热板一般情况下不够全楼用户使用，且采用其他阳台壁挂式与屋面结合的方式也存在很多困难 再加上前面所述的太阳能生活热水系统目前存在的问题和光伏系统的优势.故规定12层以上的建筑物.采用全部屋面水平投影面积的40。设置太阳能光伏组件用于太阳能发电供建筑物公共用电、全部屋面水平投影面积的40、的测算也是依据本标准2012版的调研结果,2、对于12层以下的建筑物.本条给了建设者两种选择,可以设置太阳能生活热水系统，也可以像第1款一样设置太阳能光伏组件 并规定太阳能生活热水系统要供全楼用户使用，需要说明的是。本款有关设置太阳能生活热水系统的规定并没有强调必须在屋面设置太阳能集热板.是因为屋面虽然是太阳能集热最高效之处.但安装屋面集热器也意味着生活热水系统至少是半集中系统、必须有专人管理和维修,还有散热。热水收费等诸多问题 对于物业化管理程度不高的住宅。长此以往,这种集中或半集中系统就会荒废,另外，随着建筑一体化技术的发展 各种户式太阳能生活热水系统应用良好。因此本次修编不再限制建筑设置太阳能生活热水系统的形式、更利于太阳能的利用.3、本款规定来源于JGJ.26，2018第4、1.14条、用斜体字标出.本条款的目的是保障建筑日照标准的要求，目前在进行规划时确定的容积率普遍偏高、从而影响到建筑物的底层房间只能刚刚达到规范要求的日照标准,所以 虽然在屋顶上安装的太阳能集热系统或光伏发电系统,其本身高度并不高.但也有可能影响到相邻建筑的底层房间不能满足日照标准要求，此外、在阳台或墙面上安装有一定倾角的太阳能集热器时.也有可能会影响下层房间不能满足日照标准要求、必须在进行太阳能集热系统或光伏系统设计时予以充分重视、4.为了避免建设开发单位为节省投资将太阳能光伏组件组件或制备生活热水交由用户自理，发生不能真正节能,住户无序安装热水设施，影响建筑物外观。功能。甚至不能保证建筑安全等现象的发生 要求光伏组件或太阳能热水系统必须与建筑设计和施工统一同步进行,具体体现在递交施工图审查文件时,必须递交完整的光伏发电系统或太阳能生活热水设计文件 包括建筑.结构。给排水和电气四个相关专业的设计文件，特别说明的是.太阳能利用2012版仅限住宅强制使用 对于其他的居住建筑并没有强制.本版修编扩大了太阳能利用的范围,这是因为其他的居住建筑一般楼层均不高 相对于住宅来说屋面面积更大.且公共用电也更多、对生活热水的需求也均存在，且对于幼儿园、集体宿舍集中使用生活热水的可能性也很多.更有利于太阳能生活热水的应用,具体的太阳能生活热水系统或太阳能光伏系统的设计要点详见第5 3、2条或第6。2。6条。3 1，9，本条是3.1,8条设置太阳能光伏系统或热水系统在建筑上设置的具体保证条件.上版标准是在给排水章节中，本次修编做了相应的调整，太阳能光伏组件或集热器应按照北京地区纬度安装。无南向遮挡的平屋面或南向坡屋面才能满足要求，在采用坡屋面时应经过测算。南向坡屋面应保证光伏组件或集热器的安装面积、实体女儿墙或装饰型构架过高也影响太阳能光伏组件或集热器的采光条件，当由于建筑立面要求实体女儿墙过高时.则需抬高光伏组件或集热器安装高度、并需采取确保安全的技术措施 对经济性也有一定影响.另外、太阳能集热装置安装在墙面或阳台板上时，也应考虑对建筑立面的影响,进行建筑一体化设计,3。1、10,这是与空调器室外机安装相关的条文,主要是建筑专业的内容，本次修编将其从空调章节转到建筑设计中 一是为了建筑阅读方便、二是为引起建筑专业的重视,空调器的能效除与空调器的性能有关外.同时也与室外机合理的布置有很大关系.为了保证空调器室外机功能和能力的发挥,应将它设置在通风良好的地方、能通畅地向室外排出空气和自室外吸入空气、如果室外机有墙壁等障碍物遮挡,会使进排风不畅和短路.在排出空气与吸入空气之间会发生明显的气流短路。影响室外机功能和能力的发挥、而使空调器能效降低。实际工程中 因室外机安装位置狭小.造成安装不便。住户很可能另选位置安装、会破坏外保温层.另外清洗不便，室外机换热器被灰尘堵塞 造成能效下降甚至不能运行的情况很多 因此。在确定安装位置时 要保证室外机有安装和清洗的条件。符合周围环境的要求是指室外机的噪声应采取适当的措施降低。3 1 11,电梯能耗是在设置电梯的居住建筑能耗的主要组成部分。选择电梯时.应合理确定电梯的型号.台数，配置方案，运行速度、信号控制和管理方案、提高运行效率.当两台及以上电梯集中设置时。应具备群控功能、优化减少轿厢行程、当电梯无外部召唤时,且电梯轿厢内一段时间无预设指令时,应自动关闭轿厢照明及风扇.降低轿厢待机能耗，采用变频调速拖动以及能耗回馈装置。可进一步降低电梯能耗、3、1.12，应优先利用建筑设计实现天然采光.当天然采光不能满足照明要求时 可以根据工程的地理位置.日照情况进行技术经济比较,合理选择导光或反光装置.降低照明能耗。导光管采光系统的效率是衡量其性能的重要指标，通过对现有的用于实际工程的导光管系统的测试.大部分产品的效率均在0 50以上 故为提高采光效率。在采光设计中应选择采光性能好的导光管采光系统.系统效率应大于0,50.