GB50176-2016 民用建筑热工设计规范

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标准类别:建筑工业标准
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GB50176-2016 民用建筑热工设计规范

式中:q 室内单位面积发热量,包括人体显热、照明发热和 设备发热(W/m²); A一通风空间的面积(m²)。 通风量L可按式(12)来计算。

L = 3600vF

中:一 进风口处的风速(ms),为了控制进风口的阻力, 取值1.0m/s; F一进风口面积(m²)。 将公式(11)和公式.(12)带入公式(10),并整理,可得 以下结果:

只要控制排风口、通风路径的面积不小于进风口面积,就可 以将对应于所需最小风量的通风风速,即通风阻力,控制在合理 范围之内,以确保通风效果

将对应于所需最小风量的通风风速,即通风阻力,控制在合 围之内YD/T 3396-2018 宽带网络接入服务器支持 WLAN 接入的Portal 认证协议技术要求.pdf,以确保通风效果。 2.5在相隔180°的两个朝向设置可开启外窗,可在建筑内 穿堂风,有效改善自然通风效果。条式建筑的大部分房间都

以做到这一点,而点式建筑难以做到这一点。 现在的高层中,由于必不可少的电梯、蔬散楼梯间,使得部 分房间只能在一个朝向上设置可开启外窗,只能依靠单侧进行自 然通风。对于单侧通风,由于不能形成穿堂风,通风窗设在迎风 面、增加可开启窗扇的高度都是改善通风效果的必要措施。 另外,近来研究表明,建筑迎风面体型凹凸变化对单侧通风 的效果有影响,凹口较深及内折的平面形式更有利于单侧通风 立面上的建筑构件可以增强建筑体型的凹凸变化,从而促进自然 通风:设置凹阳台可增强自然通风效果

9.2.1确定需要建筑遮阳的地区。北回归线以南地区

归线成南地区仕夏全口 前后各朝向均有太阳辐射直射,且太阳辐射的散射占太阳总辐射 的比例高于其他地区,门窗洞口既要控制太阳辐射的直射,也要 控制太阳辐射的散射,应在各朝向均采取遮阳措施;北回归线以 北的夏热冬暖地区、温和地区、夏热冬冷地区,只有东、西、南 和水平朝向有太阳辐射的直射,北向的散射辐射占太阳总辐射的 比例较北回归线以南地区小,北向窗口可不采取遮阳措施;寒冷 地区的东、西和水平朝向夏季太阳辐射的直射照度大,东西朝向 上、下午时段和水平朝向的正午时段直射辐射较易通过透光围护 结构进入室内,引起房间过热,应采取遮阳措施。 9.2.2明确活动式建筑遮阳措施的优先作用。遮阳装置可减少 透过建筑透光围护结构的太阳辐射,防止室内过热、降低建筑空 调能耗。遮阳形式划分为:固定式、活动式。国内外实践证明 活动式建筑遮阳与固定式建筑遮阳相比,具有可按太阳辐射条件 的变化调节房间对太阳辐射季节性、时间性需要的特点,提高房 间的光、热环境质量,降低房间的夏季空调负荷和冬季采暖负荷 的作用明显优于固定式建筑遮阳,因此在保证安全的前提下,建 筑遮阳应优先选用活动式建筑遮阳。 9.2.3固定遮阳造价低、维护简单,使用方便。但是,设置固 定遮阳时必须考虑遮阳的效果,且应在保证夏季有效遮阳的后

9.2.2明确活动式建筑遮阳措施的优先作用。遮阳装

时,不会对冬季产生不利影响。 确定固定遮阳的形式除了需要考虑建筑朝向、太阳的高度 角、方位角以外,还必须考虑当地太阳辐射量的大小、遮阳的时 段,并兼顾冬季需求等。

通过计算并统计三种主要固定遮阳形式(水平、垂直、挡 板)在夏至日到秋分日,不同纬度各朝向辐射遮挡的总量后,发 现:南向窗口的水平遮阳、东西向窗口的挡板遮阳,以及北回归 线以南地区的垂直遮阳的对太阳辐射的遮挡作用最大,且对冬季 太阳辐射(北方)的遮挡很少,属于比较适用的遮阳形式。 9.2.4规定建筑遮阳措施不应影响采暖房间冬李的太阳辐射得 热。严寒和寒冷地区、夏热冬冷地区,建筑遮阳应能遮挡夏季太 阳辐射和透过冬季太阳辐射。这些地区建筑室内环境既需要夏李 遮阳文需要冬季日照,建筑门窗洞口的遮阳构件或装置,应具有 按太阳辐射季节性变化调节遮阳效果的作用,般应采取活动式 遮阳装置或采用固定式偏角形白叶遮阳两种措施(图1、图2): 两种措施都能实现按冬季遮阳系数大、夏李遮阳系数小的要求适 应季节性的变化

图1东西朝向固定式偏角百叶板遮阳示意图

图2采用固定式偏角百叶板的水平遮阳和挡板遮阳示意图

.2.5为了确保遮阳措施在工程上有效实施和保证遮阳构造的 安全性,必须保证建筑遮阳与建筑物一体化设计、同步施工。

安全性,必须保证建筑遮阳与建筑物一体化设计、同步施工。

附录 B热工设计计算参数

B.1建筑材料热物理性能计算参数

本附录基本沿用上一版规范的数据,给出了建筑工程中常用 材料的热物理性能计算参数。同时,考虑到当前我国建筑行业现 状,表中增减了部分材料种类;并结合近年来建材行业的发展和 变化,对部分材料的参数值进行了调整。调整的依据主要是近年 来大量的试验数据,以及相关产品标准。在进行建筑热工设计 时,材料的热物理性能计算参数应按照本表采用,使计算结果具 有可比性、保证热工设计的质量。 建筑用保温材料由于其导热系数小,是建筑的保温、隔热性 能的主要影响因素。为保证设计与实际相接近、安全可靠,有必 要充分考虑实际使用中保温材料受各种因素影响而导致导热系数 发生变化的情况,对保温材料的导热系数值进行修正 当保温材料导热系数的计算值采用修正后的数值时,材料蓄 热系数的计算值宜按照修正后的导热系数值重新计算。

B.2常用保温材料导热系数的修正系数

为了定量化地确定实际使用中材料导热系数的变化,首先需 要确定主要影响因素;其次,是将每个因素对导热系数的影响定 量化;然后,按照材料具体的使用工况,选择不同影响因素并按 照出现的概率进行组合;最终计算得出某种材料在某种特定工况 下的导热系数修正系数值。 对常用保温材料而言,在使用中能够对其导热系数产生影响 的因素主要有:温度、湿度、各种应力作用下的应变(如变形、 开裂),以及材料导热系数随时间的变化等。表B.2中所列示的 修正系数即考虑了上述4种因素对合格产品导热系数的影响

表B.2中,聚苯板、挤塑聚苯板、聚氨酯、酚醛、岩棉、 玻璃棉、泡沫玻璃的修正系数是按照上述方法,通过一系列实验 数据综合确定的。其中,材料导热系数随时间的变化参考了国外 相关标准和资料。表B.2中列举的材料多为当前工程中常用的 保温材料,选择时还尽量顾及材料的不同类别,以便参考。对于 表B.2中没有的材料,当其在前述4种因素的作用下导热系数 变化的差异较大时,尚应通过试验的方法确定。 与原规范中的修正系数值相比,本规范没有考虑施工、建筑 构造等因素的影响。这些因素与具体工程密切相关,且其并未改 变材料的导热系数,而是在影响围护结构的传热系数,故本附录 没有将其纳入考虑的范围

B.3封闭空气间层热阻

本附录表参考了ASHRAE标准中的相关内容,表中数据的 计算和来源可参考原标准中的注释。本表充许在平均温度、温 差、辐射率、空气层厚度每个值之间内插;空气层厚度大于 90mm时,适当的外插也是允许的

附录C热工设计计算公式

C.3.1本规范规定在进行隔热设计时,按照不同的运行工况: 设计指标有不同的限值要求。因此,在进行隔热性能计算时,也 需要区分房间在夏季是否设置了空调系统,据此来确定是自然通 风房间还是空调房间,以选取不同的计算边界条件。

C.4.1非平衡保温是根据不同朝向外墙和屋面单位面积净失 热量相等原理,进行围护结构热工设计的方法。现行相关标准 规定了不同地区采暖建筑围护结构传热系数的限值,但由于传 热系数限值的确定是基于室内外空气温差,所以建筑围护结构 的传热系数限值没有朝向的区分。以外墙为例,不同朝向外墙 以相同的传热系数进行构造设计,虽然能够简化构造设计难 度,但对于太阳能资源丰富的地区,这种方法不利于实现节能 墙体构造的优化。 非平衡保温是指太阳辐射热作用较大的地区,因太阳热作用 随采暖建筑围护结构朝向不同而差异明显,为使不同朝向外墙及 室面传热失热热流密度相等,而对不同朝向外墙及屋面采用了不 同的传热系数。 非平衡保温设计的基本原理如公式(14)~公式(17) 所示:

式中:q一不同朝向外墙与屋面的单位面积传热失热量(W/m²)。 由于tsa·e和tsa·w相差较小,所以为简化设计与墙体建造,两 者取相同的值,即取两者的平均值:tsaew(注:tsaew te+t)。

tsae +tsa.w)。 2

按上式计算可得出不同朝向外墙和屋面非平衡传热系数相 关性。 太阳能资源丰富地区建筑的节能墙体采用非平衡保温设计方 法,有利于降低围护结构内壁面不对称辐射对室内热舒适的 影响。 由于本规范并非是节能标准,因此其实质是对建筑热工性能 的最基本的要求,因此对于“不同朝向保温”问题,本规范侧重 于提供不同朝向保温的热工设计方法。

C.6.3按现行行业标准《建筑门窗玻璃幕墙热工计算

妆优 GJ/T151的要求,门窗或幕墙的各个部件划分示意图见图3。 对于严寒、寒冷地区来说,铝合金窗框在冬季完全不结露 要求过于刻。因此按现行行业标准《建筑门窗玻璃幕墙热工计 算规程》JGJ/T151的要求,将门窗、幕墙各部件分类进行要 求,比较合理。也就是允许框、面板中部及面板边缘区域各部分

图3门窗、幕墙各部件划分示意图

的10%面积出现结露。 可采用二维稳态传热程序计算门窗或幕墙各个框、面板及面 板边缘区域的表面温度场,与露点温度进行比较,确定是否出现 结露。或者计算出框、面板及面板边缘区域的热阻值R,代入公 式(C.6.3),不等式成立,则判断满足结露性能要求,反之不 满足。 一般情况下,窗框更容易出现结露,特别是铝合金窗框,如 果已知窗框的传热系数的大概数值时,可按下列方法简单判断其 是否结露: 1根据窗框的传热系数Kf,计算窗框热阻Rf:

C.8水平遮阳和垂直遮阳的直射辐射透射比

C.9·水平遮阳和垂直遮阳的散射辐射透射比

由于透过遮阳板的散射辐射计算比较复杂,因此,在计 程中可做以下的简化: 水平遮阳板两边无限长; 2 垂直遮阳板两侧板无限长;

3忽略遮阳板间的反射。 水平遮阳板散射辐射透射比计算的几何关系如图4所示:

对于如图4所示水平遮阳板,当不存在水平遮阳构件时,门 窗洞口受到的散射辐射照度为:

Iw = 0. 5I.

Iw= 5:0.5Id 90

两者相比,即可得到水平遮阳的散射辐射的透射比计算 公式。

C.9.2与水平遮阳情况类似,垂直遮阳板散射辐射透射比计算 的儿何关系如图5所示: 与水平遮阳情况类似,当无垂直遮阳构件时,门窗洞口受到 上进白

Iw = 0. 51.]

设置垂直遮阳后,外窗对天穹的“视系数”减少。为了简

图5垂直遮阳板散射辐射透射比计算示意

化计算,这里采用乙BQC(角β)与水平角(180)的比例来反 映天空散射辐射的减少程度。则当有垂直遮阳时,门窗洞口受到 的散射辐射为:

β : 0.5Id 180

与无垂直遮阳时所受散射辐射相比,即可得到散射辐射的透 计算公式。

C.10.1百叶遮阳的遮光部位是白叶系统,百叶系统是由一组 相同形状和特性的板条平行排列成面状的组件。 入射到百叶系统的太阳辐射照度I。由直射辐射照度和散射 辐射照度构成。

Io = I + Id

的透射; 2入射光中的直射辐射部分被百叶板条吸收、反射、透射 后的散射透射; 3入射光中的散射辐射部分被百叶板条吸收、反射、透射 后的散射透射。 计算百叶系统的透射性能时,应考虑板条的光学性能、几何 形状和位置等因素,见图6。

百叶系统中的板条几何形状和位

计算百叶系统的遮阳性能时可采用以下模型和假设: 1百叶板条为漫反射,并可以忽略百叶系统边缘的作用: 2模型单元考虑两个相邻的百叶板条,每个板条分为k等 分段,见图7; 3忽略板条的轻微挠曲和厚度。 当百叶系统的入射侧受到波长为入;的散射辐射时,该散射 富射在百叶板条中间进行反射、透过和吸收后,会有一部分的散 辐射仍然以散射辐射的形式通过白叶系统透射出去,其比例为 dif,dif(入;);一部分散射辐射被百叶系统反射到外部,其比例为 dif,dif(入;);还有一部分的散射辐射被百叶系统所吸收,其比例为 Yar(入:)。这三部分有以下关系式。

difdifdif+αdif(=

式中: Tdif,dif(入;) 百叶系统对波长为入;的散射辐射的透射比; Odif, dif (入;) 一一百叶系统对波长为入;的散射辐射的反射率; αdir (入;) 百叶系统对波长为入;的散射辐射的吸收率。

图7模型单元中百叶板条的分割示意

当把百叶板条等分成k段时(图7),则第1

Ef,; = Z[Ef,n · Tb,n +Eb,n · Pb,n]· Fb,n→f,i +Ef.。· Fof,i

第i段的内表面(记为6):

通过百叶系统透射的散射辐射为:

[Eb.n : Pb,n +Ef,n · Tb,n J. Fb,n+f,r+1 +Ef,。· Fofnt

通过百叶系统反射的散射辐射为

式中: Ia(入:)

Ef,。=Id(;) Eb.k+1 =In(>;) = Q

百叶系统受到外侧入射的波长为入;的散射辐射 一

系统散射辐射对散射辐射的反身

Tdif difr(入,) = Ef,k+1(a,)/Ia(a,)

辐射对散射辐射的反射率为 [Odif,dir(入;) = Eb,。(a;) / Ia(^;)

Pdif,dif (a;) = Eb,o(a;)/Ia(j

C.10.2百叶遮阳受到的直射辐射,一部分是通过百叶系统的 透空部位直接透射的,一部分是经过百叶板条的吸收、透射、反 射后以散射形式透射的。 百叶系统对直射辐射的直接透射量应依据百叶的角度和几何 尺寸,按投射的几何计算方法,当给定直射辐射入射角日时,计 算穿过百叶系统透空部分的直射辐射量,见图8。

对于任何波长入;,百叶板条倾角Φ的直射辐射的透射,可 近似取该条件下的透射光斑面积与百叶计算单元面积的比值,透 射比XD可按本规范附录C第C.8节的方法计算。 C.10.3百叶遮阳对给定入射角Φ,计算百叶系统中直接为1。所 辐射的部分k,见图8

图8百叶板条受到直射辐射的部分

GB/T 51349-2019 林产加工工业职业安全卫生设计标准在人射辐射ID和直接受到辐射部分k之间的角系数为:

9用于计算机算法的百叶遮阳板

这是一个线性方程组,未知数为 Ef,1、Ef,2、Eb1和Eb,2,其 系数和百叶板透过率、反射率等参数也可以根据遮阳板材料

特性得到,因此上述方程组可以简化为下式表示: AX = b

因此上述方程组可以简化为下

结合入射太阳散射辐射参数GB/T 8151.24-2021 锌精矿化学分析方法 第24部分:可溶性锌含量的测定 火焰原子吸收光谱法.pdf,可以得到该遮阳系统对散射辐 射的透过率和反射率以及吸收率。

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