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高性能的建筑保溫系統和門窗設計

25. 超低能耗建筑應采用保溫性能更高的圍護結構。 在嚴寒、寒冷和夏熱冬冷地區,圍護結構保溫性能的重要性最為顯著。圍護結構保溫性能的確定應遵循性能化設計原則, 通過能耗模擬計算進行優化分析后確定。
26. 注重保溫性能的同時, 超低能耗建筑還應采用熱惰性大的重質復合墻體結構, 提高圍護結構的隔熱性能。圍護結構的熱惰性是指圍護結構對外界溫度波動的抵抗能力。 圍護結構熱惰性越大, 建筑物內表面溫度受外表面溫度波動影響越小。
27. 保溫材料的選擇:
1) 超低能耗建筑圍護結構的保溫層厚度大, 以普通模塑聚苯板(EPS)為例, 嚴寒地區保溫層厚度可達 300mm 左右。 對于外墻外保溫系統, 保溫層厚度增加, 會影響固定的可靠性及耐久性, 外飾面的種類也受到限制;在目前的建筑面積核算標準下, 保溫層厚度增加也會占據更多的有效室內使用面積。 因此, 保溫材料選擇時, 應優先選用高性能保溫材料, 并在同類產品中選用質量和性能指標優秀的產品, 減少保溫層厚度;
2) 屋面保溫材料選擇時, 除滿足更高保溫性能外, 還應具備較低的吸水率和較好的抗壓性能;
3) 保溫材料燃燒性能等級要求應符合現行國家標準《建筑設計防火規范》GB50016 的要求。
28. 保溫系統基本要求:
1) 外墻、屋面及地面的平均傳熱系數(k)應以滿足本導則的能耗指標為目標, 采用性能化設計方法, 經技術經濟分析后確定。 不同氣候區外墻、屋面和地面平均傳熱系數可參考表 3 選取;


3 圍護結構平均傳熱系數(k) 參考值

k(W/m2K)嚴寒地區寒冷地區夏熱冬冷區夏熱冬暖區溫和地區
外墻、屋面 0.10-0.200.10-0.250.20-0.350.25-0.40
地面0.10-0.250.15-0.35——


注:表中 K 值為包括主體部位和周邊熱橋(構造柱、圈梁以及樓板伸入外墻部分等)部位在內的傳熱系數平均值。 計算方法應符合國家現行標準《民用建筑熱工設計規范》GB50176 的規定。


(2) 保溫系統設計時, 應計算分析水蒸汽在外墻、屋頂內部結露的風險, 并合理選擇構造形式, 保證其防水透氣性能;此外, 還應注意耐侯性、抗風荷載、耐冰融等各項性能要求;
(3) 嚴寒和寒冷地區外墻應采用外保溫系統,保溫層應連續完整,外保溫系統的鏈接錨栓應采取阻斷熱橋措施;
(4) 復合墻體的內側宜采用厚度為 100mm 以上的磚或混凝土等重質材料;
(5) 首層外墻地面以上 300mm~500mm 部位, 應采用耐腐蝕、 吸水率低的保溫材料;
(6) 外墻保溫系統防火性能及防火隔離帶的設置應滿足現行國家標準《建筑設計防火規范》 GB50016 和行業標準《建筑外墻外保溫防火隔離帶技術規程》JGJ289 的要求;
(7) 地面保溫要求:
——嚴寒、寒冷地區, 當沒有地下室或有非保溫地下室時, 建筑首層地面應進行保溫處理;
——夏熱冬冷和夏熱冬暖地區, 在保證地面不結露的前提下, 可不進行保溫,以利于首層地面向地下散熱, 降低首層夏季空調負荷;
——溫和地區, 可進行適當保溫。
29. 外窗是影響超低能耗建筑節能效果的關鍵部件, 其影響建筑能耗的性能參數主要
包括傳熱系數(k)、太陽得熱系數(SHGC)以及氣密性能; 影響外窗節能性能的主要因素有玻璃層數、 Low-E 膜層、填充氣體、邊部密封、 型材材質、 截面設計及開啟方式等。應根據不同氣候區特點,通過性能化方法進行優化設計和選擇。
30. 外窗性能基本要求:
(1) 外窗保溫和遮陽性能應符合下列要求:
——不同氣候區外窗傳熱系數(k) 和太陽得熱系數(SHGC) 可參考表 4 選取;


表 4 外窗傳熱系數(k) 和太陽得熱系數(SHGC) 參考值

外窗單位嚴寒地區 寒冷地區夏熱冬冷夏熱冬暖溫和地區
地區地區
kW/(㎡ K)0.70-1.200.80-1.501.0-2.0 1.0-2.0≤2.0
SHGC-冬季≥0.50冬季≥0.45冬季≥0.40冬季≥0.35冬季≥0.40
夏季≤0.30夏季≤0.30夏季≤0.15夏季≤0.15夏季≤0.30

——為防止結露, 外窗內表面(包括玻璃邊緣)溫度不應低于 13℃;在設計條件下, 外窗內表面平均溫度宜高于 17℃, 保證室內靠近外窗區域的舒適度;
——應根據不同的氣候條件優化選擇
SHGC 值。 嚴寒和寒冷地區應以冬季獲得太陽輻射量為主, SHGC 值應盡量選上限, 同時兼顧夏季隔熱;夏熱冬暖和夏熱冬冷地區應以盡量減少夏季輻射得熱, 降低冷負荷為主, SHGC 值應盡量選下限, 同時兼顧冬季得熱。 當設有可調節外遮陽設施時, 夏季可利用遮陽設施減少太陽輻射得熱, 外窗的 SHGC 值宜主要按冬季需要選取, 兼顧夏季外遮陽設施
的實際調節效果, 確定
SHGC 值;
2) 外門窗應有良好的氣密、水密及抗風壓性能。 依據國家標準《建筑外門窗氣密、水密、抗風壓性能分級及檢測方法》 GB/T 7106, 其氣密性等級不應低于 8 級、水密性等級不應低于 6 級、抗風壓性能等級不應低于 9 級。
31. 外窗配置時應符合下列要求:
1) 玻璃配置應考慮玻璃層數、 Low-E 膜層、真空層、 惰性氣體、邊部密封構造等加強玻璃保溫隔熱性能的措施。
——嚴寒和寒冷地區應采用三層玻璃, 其他地區至少采用雙層玻璃;
——采用
Low-E 玻璃時, 應綜合考慮膜層對 K 值和 SHGC 值的影響。 膜層數越多, K 值越小, 同時 SHGC 值也越小;當需要 SHGC 值較小時, 膜層宜位于最外片玻璃的內側;
——當需要
K 值較小時, 可選擇 Low-E 中空真空玻璃。 Low-E 膜應朝向真空層;與普通中空玻璃相比,Low-E中空真空玻璃傳熱系數可降低約 2.0 W/(m2·K)
——惰性氣體填充時, 宜采用氬氣填充, 填充比例應超過
85%。 比例越高, 隔熱性能越好;
——中空玻璃應采用暖邊間隔條, 通過改善玻璃邊緣的傳熱狀況提高整窗的保溫性能。
2) 型材應采用未增塑聚氯乙烯塑料、木材等保溫性能較好的材料。 在嚴寒和寒冷地區, 隔熱鋁合金型材難以達到超低能耗建筑的傳熱系數要求。 在夏熱冬冷、夏熱冬暖和溫和地區, 門窗型材保溫性能要求可相對降低。
3) 外窗應采用內平開窗。
32. 常用的建筑外窗包括塑料窗、 木窗及鋁木復合窗等, 常見型材和玻璃配置下平開窗的傳熱系數可參考表 5 選取。 其他窗框型材、玻璃配置的組合很多, 只要能滿足相應氣候區的能耗指標要求, 且技術經濟分析合理, 均可選擇使用。


5 常見型材和玻璃配置下平開窗傳熱系數參考值

序 號玻璃配置整窗傳熱系數[W/(m2·K)]
塑料窗②木窗鋁合金窗③木鋁復合(木包鋁)窗③鋁木復合(鋁包木)窗

15+12A+5+12A+51.8~2.01.8~2.01.9~2.31.8~2.21.9~2.1
25單銀Low-E+12A+51.8~2.01.8~2.01.9~2.31.8~2.21.9~2.1
35雙銀Low-E+12A+51.7~1.91.7~1.91.8~2.21.7~2.11.8~2.0
45三銀Low-E+12A+51.7~1.91.7~1.91.8~2.21.7~2.11.8~2.0
55+12A+5+V+51.6~1.81.6~1.81.7~2.11.6~2.01.7~1.9
65單銀Low-E+12A+5+12A+51.5~1.71.5~1.71.6~2.01.5~1.91.6~1.8
75雙銀Low-E+12A+5+12A+51.5~1.71.5~1.71.6~2.01.5~1.91.6~1.8
85三銀Low-E+12A+5+12A+51.4~1.61.4~1.61.5~1.91.4~1.81.5~1.7







95單銀Low-E+12A+5單銀1.3~1.51.3~1.51.4~1.81.3~1.71.4~1.6
Low-E+12A+5
105+12A+5單銀Low-E+V+51.0~1.21.0~1.21.1~1.51.0~1.41.1~1.3
115+12A+5雙銀Low-E+V+50.9~1.10.9~1.11.0~1.40.9~1.31.0~1.2


注: ①部分數據來源于中國建筑門窗節能性能標識網站(www.windowlabel.cn), 部分數據按玻璃占 70%時基于玻璃性能數據測算;
    ②塑料窗邊框寬度不應小于 70mm, 腔室不應少于 4 腔;
    ③隔熱鋁合金窗、木鋁復合(木包鋁)窗隔熱條截面高度不應小于 20mm, 且考慮暖邊并填充氬氣;隔熱鋁合金窗外開時需增加轉接框, 故外開時約比內開時傳熱系數高約 0.2W/(m2·K)。


33. 外門和戶門均應采用保溫密閉門, 保溫性能不應低于外窗的相關要求。 嚴寒地區建筑的外門應設門斗;寒冷地區面向冬季主導風向的外門應設置門斗或雙層外門;其它地區外門宜設門斗或應采取其它減少冷風滲透的措施。
34. 考慮入住率影響及分戶熱計量的要求, 嚴寒和寒冷地區樓梯間隔墻、分戶墻及樓板宜采取保溫措施。


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