建筑节能设计标准中地面热工性能指标商榷

表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 1 不同地区采暖居住建筑地面传热系数限值[W/(m2·K)] 采暖期室外平均温度 /℃ 2.0~-5.0 -5.1~-14.5 代表性城市 郑州、西安、石家庄、北京、兰州、西宁、张家口 沈阳、呼和浩特、延吉、长春、哈尔滨、佳木斯、海伦、伊春 周边地面 0.52 0.30 非周边地面 0.30 0.30 备注※ 寒冷地区 严寒地区 注：除备注栏为笔者所加外，其他内容摘自(JGJ 26-95)《民用建筑节能设计MATCH_ word word文档格式规范word作业纸小票打印word模板word简历模板免费word简历 _1714209621642_1(采暖居住建筑部分)》中表 4.2.1。 建筑节能设计标准中地面热工性能指标商榷 肖文静 1， 陈立民 2， 马笑棣 3 (1.河北北方绿野居住环境发展有限公司，石家庄 050031；2.河北省工程建设标准化管理办公室，石家庄 050051； 3.核工业第四研究设计院，石家庄 050021) 摘要： 比较分析了(GB 50189-2005)《公共建筑节能设计标准》和(JGJ 26-95)《民用建筑节能设计标准(采暖居住建筑部分)》对采暖地 区建筑地面热工性能的要求，前者用热阻表示，而后者则用传热系数表示。由于两者都是国家现行民用建筑节能设计标准，对 于相同围护结构性能要求理应采用相同指标表示。根据计算地面传热的方法，建议在(GB 50189-2005)《公共建筑节能设计标 准》修订时使用传热系数来表征地面的热工性能，以方便工程应用。 关键词： 地面； 热阻； 传热系数； 节能标准 中图分类号： TU111.4 文献标志码： A 文章编号： 1673-7237(2009)01-0013-03 Discuss ion on the Index for Therm al Perform ance of Ground in Des ign Standards for Energy Efficiency of Civil Build ings XIAO Wen-jing 1, CHEN Li-min2, MA Xiao-di 3 (1.Hebei NGREEN Residential Environment Development Co., Ltd., Shijiazhuang 050031, China; 2.The Administrative Office for Project Construction Standardization of Hebei Province, Shijiazhuang 050051, China; 3.The Fourth Institute of Nuclear Engineering of CNNC, Shijiazhuang 050021, China) Abstract : The index for thermal performance of ground in " Design standard for energy efficiency of public buildings" (GB 50189- 2005)was compared with that in "Energy conservation design standard for new heating residential buildings" (JGJ 26-95). The former was denoted with thermal resistance while the latter was denoted with heat transfer coefficient. In view of the two standards mentioned above are both current national standards for energy efficiency of civil buildings, it is supposed to be consistent. Based on the method dealing with heat transfer through ground, heat transfer coefficient should be used to indicate thermal performance of ground in a revision for "Design standard for energy efficiency of public buildings" (GB 50189-2005), which provides more convenience for engineering implementation. Key words : ground; thermal resistance; heat transfer coefficient; standard for energy efficiency 0 引言 地面是建筑围护结构之一，在寒冷的冬季，采暖 房间地面下土壤的温度一般都低于室内气温，室内热 量通过地面传到室外。地面热工性能影响建筑物耗热 量，因此，不同的建筑节能设计标准都对地面热工性 能提出了要求。 1 标准要求概述 1996年 7月 1日起施行的(JGJ 26-95)《民用建筑 节能设计标准(采暖居住建筑部分)》[1]和 2005年 7月 1日起施行的(GB 50189-2005)《公共建筑节能设计标 准》[2]是现行的国家民用建筑节能设计标准，对采暖地 区建筑地面热工性能的要求分别见表 1、表 2。其中， 周边地面指由外墙内侧算起向内 2.0 m范围内的地 面，其余为非周边地面。 2 对比分析 虽然都对地面热工性能提出了要求，但 2本标准 中有一些区别：文献[1]中规定了地面的传热系数限收稿日期： 2008-10-25 表 2 不同气候地区地面热阻限值(m2·K/W) 气候分区 严寒地区 寒冷地区 周边地面 ≥2.0 ≥1.5 非周边地面 ≥1.8 ≥1.5 注：摘自(GB 50189-2005)《公共建筑节能设计标准》中表 4.2.2-6。 建筑节能 2009年第 1期(总第 37卷 第 215期) No.1 in 2009 (Total No.215，Vol.37) ■ 墙体与设计 WALL & DESIGN 13 表 3 非保温地面的传热系数和传热阻 地带 第一地带 第二地带 第三地带 第四地带 R0/(m2·K/W) 2.15 4.30 8.60 14.2 K0/[W/(m2·K)] 0.47 0.23 0.12 0.07 值，用传热系数表征地面热工性能；而文献[2]中规定 的是地面热阻限值，用热阻表征地面热工性能。 热阻 R是表征围护结构本身或其中某种材料阻 抗传热能力的物理量；传热系数 K是指在稳态条件 下，围护结构两侧空气温差为 1℃，1 h内通过 1 m2 表面积传递的热量。把热阻 R和传热系数 K联系起 来的物理量是传热阻 R0，传热阻 R0是表征围护结构 (包括两侧表面空气边界层) 阻抗传热能力的物理量 (式 1)，是传热系数的倒数(式 2)。 R0= Ri + R + Re (1) R0= 1/K (2) 式中：R0为围护结构的传热阻，m2·K/W； Ri为内表面换热阻，m2·K/W； Re为外表面换热阻，m2·K/W； R为围护结构热阻，m2·K/W； K为围护结构传热系数，W/(m2·K)。 传热系数与热阻关系密切，都能表征围护结构热 工性能。工程应用中，当建筑设计不能完全满足标准 规定的围护结构热工设计要求时，需要进行建筑物节 能综合指标计算。其中，文献[1]采用建筑物耗热量指 标作为建筑物的节能综合指标，文献[2]规定进行围护 结构热工性能权衡判断，即计算并比较参照建筑和设 计建筑的全年采暖和空气调节能耗。也就是说，不论 是居住建筑还是公共建筑，当建筑设计不能完全满足 标准规定的围护结构热工设计要求时，都需要计算建 筑物耗热量指标。计算建筑物耗热量指标 qH的 公式 小学单位换算公式大全免费下载公式下载行测公式大全下载excel公式下载逻辑回归公式下载 如下： qH = qH·T+ qINF–qI·H (3) 式中：qH·T为单位建筑面积通过围护结构的传热耗 热量(W/m2)，按下式计算： qH·T =(ti-te)( m i = 1 Σεi·k i·Fi)/A0 (4) 式中，k i为围护结构的传热系数[W/(m2·K)]。 可以看出，计算建筑物耗热量指标时，相比热阻， 应用围护结构的传热系数表征围护结构热工性能更 为直观、方便。因此，我国工程界都习惯于以围护结构 传热系数表征其热工性能，技术法规也多采用传热系 数：文献[1]中所有围护结构的热工性能都采用传热系 数表征；文献[2]中除地面外的其他所有围护结构的热 工性能也都采用传热系数表征。 对于为什么唯独地面采用热阻来表征其热工性 能，文献[2]中没有给出说明，只在第 9页表 4.2.2-6注 中指出“地面热阻系指建筑基础持力层以上各层材料 的热阻之和”。《全国民用建筑工程设计技术措施节能 专篇 (2007)—建筑》[3]71页 10.3.2条给出了这样的注 解：“底层地面由于上下不是空气边界层，不能采用传 热系数 K作为评价底层地面的热工性能指标，只能 采用热阻作为评价其热工性能的指标”。 建筑室内热量通过地面向室外传热是客观现实， 工程应用中进行建筑物节能综合指标计算时都得考 虑通过地面向室外散失的热量。地面上表面是空气边 界层，地面下表面不是空气边界层而是土壤，与传热 系数的术语不完全一致，无法计算其外表面换热阻 Re，但是基础持力层以下是厚厚的土壤，其热阻不可 小觑。如果不考虑土壤的传热，也就不必有周边地面、 非周边地面的区分了。那么，通过地面向室外散失的 热量该如何计算呢？ 高等学校推荐教材《供热工程》[4]给出了地面传热 系数的计算方法和数据，多年来一直为设计所采用， 例如《简明供热设计手册》[5]和《全国民用建筑工程技 术措施———暖通空调·动力》[6]中都引用了其中相关数 据。现将文献[4]14页有关内容摘录于后：“4.地面的 传热系数。在冬季，室内热量通过靠近外墙地面传到 室外的路程较短，热阻较小；而通过远离外墙地面传 到室外的路程较长，热阻增大。因此，室内地面的传 热系数(热阻)随着离外墙的远近而有变化，但在离外 墙约 8 m以外的地面，传热量基本不变。” 基于上述情况，在工程上一般采用近似方法计 算，把地面沿外墙平行的方向分成 4个计算地带，如 图 1所示。 (1)黏土非保温地面(组成地面的各层材料的热导 率都＞1.16 W/(m·K)(的传热系数及热阻值见表 3。第 一地带靠近墙角的地面面积(图 1中的阴影部分)需要 计算 2次。 (2)黏土保温地面(组成地面的各层材料中，有热 导率＜1.16 W/(m·K)的保温层(各地带的热阻值，可 图 1 地面传热带的划分 14 按式(5)计算： R0’=R0 +∑(δi/λi) m2·K/W (5) 式中：R0’为黏土保温地面的传热阻，m2·K/W； R0为非保温地面的传热阻，m2·K/W(见表 3)； δi为保温层的厚度，m； λi为保温材料的热导率，W/(m·K)。 综上所述，文献[2]中规定的地面热阻，即“建筑基 础持力层以上各层材料的热阻之和”，其实只是不包 含土壤热阻 R0的∑(δi/λi)，并非地面的实际热阻，进行 能耗计算时还需考虑土壤本身的热阻 R0：第一地带 (即周边地面)R0 =2.15 m2·K/W；第二地带(即非周边地 面)R0 =4.30 m2·K/W。 考虑土壤本身的热阻 R0，计算得出文献[2]规定 的地面热阻限值对应的传热系数，与文献[1]规定的地 面传热系数限值比较见表 4。 3 结语 (JGJ 26-95)《民用建筑节能设计标准(采暖居住建 筑部分)》[1]和(GB 50189-2005)《公共建筑节能设计标 准》[2]是民用建筑节能设计的依据，对于相同围护结构 热工性能的要求，所采用的物理指标应该是统一的。 用传热系数表征地面的热工性能与其他围护结构热 工性能指标一致，而且工程应用中更为方便，建议在 文献[2]修订时使用传热系数来表征地面的热工性能。 参考文献： [1]中国建筑科学研究院.JGJ 26-95民用建筑节能设计标准(采暖居住 建筑部分)[S].北京:中国建筑工业出版社,1995. [2]中国建筑科学研究院,中国建筑业协会建筑节能专业委员会.(GB50189- 2005)公共建筑节能设计标准[S].北京:中国建筑工业出版社,2005. [3]建设部工程质量安全监督与行业发展司,中国建筑标准设计研究院. 全国民用建筑工程设计技术措施节能专篇(2007)—建筑[M].北京:中国 计划 项目进度计划表范例计划下载计划下载计划下载课程教学计划下载 出版社,2007:71. [4]贺平,孙刚.供热工程[M].北京:中国建筑工业出版社,1993:14-15. [5]李岱森.简明供热设计手册[M].北京:中国建筑工业出版社 ,1998: 18-19. [6]建设部工程质量安全监督与行业发展司,中国建筑标准设计研究院. 全国民用建筑工程设计技术措施—暖通空调?动力[M].北京:中国计划 出版社,2003. 作者简介： 肖文静(1976)，女，河北北方绿野居住环境发展有限公司 生态居住环境研究所副所长，硕士，研究方向为建筑热工与节能 (hb_xwj@126.com)。 表 4 不同气候地区文献[1]、[2]规定的地面传热系数限值[W/(m2·K)] 气候分区 严寒地区 寒冷地区 周边地面 非周边地面 文献[1] 0.30 0.52 文献[2] 0.24 0.27 文献[1] 0.30 0.30 文献[2] 0.16 0.17 (上接第 7页)酯的高阻燃、低烟毒技术还不过关，所 以我们不能有过高的企求。 但是，杨宗焜教授在《30年回顾》中透露说：我们 经过多年不断的科技攻关，已对聚氨酯(PU)硬泡阻燃 材料的研发迈出了重要的一步，即已初步成功研发了 具有抗火灾功能的新型 PU材料。这种新型 PU泡沫 是低烟、无卤、低毒、耐温性好、防火级别高、符合当前 绿色环保泡沫。用此泡沫制成新型 PU复合型墙体材 料，可以在我国外墙内保温建筑节能体系中大显身 手，特别是在像拥有众多高层、超高层建筑的上海、北 京等特大城市，中国东部发达地区如果能泛推广外墙 内保温，将是我国建筑节能防火安全体系建设的一个 重大突破。当然，我们也不能排除外墙外保温建筑节 能体系在合适的应用条件和合适的地区应用和推广， 总之一切要从实际出发。但是，无论是外墙内保温体 系还是外墙外保温体系，都必须坚持聚氨酯材料的无 卤难燃、低“烟雾”、低“毒性”的绿色环保要求，真正实 现我国的建筑节能安全防火体系。现在我国应研究出 具有抗火灾功能的新型 PU泡沫必须是低烟、无卤、 低毒、耐温性好、防火级别高、符合当前绿色环保的泡 沫。用此泡沫制成新型 PU复合型墙体材料，在火灾 发生的情况下，具有防止火灾蔓延和防止释放烟毒性 气体双重功能，在火灾时的材料强度和体积也不能损 失降低过多，面层无爆裂、无塌落，真正起到既保温节 能，又防火安全的双重效果，这是当前建筑节能中刻 不容缓的头等大事。 2008 年 12 月 8～10 日召开的中央经济工作会 议指出，应对国际金融危机，我国要把扩大内需作为 保增长的根本途径，把加快发展方式转变和结构调整 作为主攻方向，以提高自主创新能力为目标，形成发 展新优势。而杨宗焜等教授提议的创建中国自主知 识产权的建筑节能外墙内保温防火安全体系的构 建，完全符合中央经济工作会议要求的推进经济结构 战略性调整的大方向。通过简化工艺的外墙内保温 防火安全体系的实施，可以有效地、便捷地扩大服务 各种建筑类型的内保温的节能防火需求，也是不断 满足人们改善居住条件、对建筑节能和消防安全的紧 迫需求，更是节能减排、生态环境保护、扩大内需的 要求。 作者简介： 华校生(1939)，男，江苏江阴人，高级政工师，上海精洽科 贸有限公司总监(hshs19@163.com)。 15