第二章 名词术语及相关规范

2-1  建筑节能领域中常见的名词术语

一、导热系数（）Coefficient of thermal conductivity

稳态条件下，1m厚的物体，两侧表面温差为1K时，单位时间内通过单位面积传递的热量，单位：W/m·K

二、蓄热系数（） Coefficient of thermal storage

当某一足够厚度的单一材料层一侧受到谐波热作用时，表面温度将按同一周期波动。通过表面的热流振幅与表面温度振幅的比值。单位：W/(m2•K)

三、比热容（）Specific heat

1kg物质，温度升高1K吸收或放出的热量，单位：kJ/kg •K 

四、表面换热系数（）Surface heat transfer resistance 

表面附近空气之间的温差为1K，单位时间内通过1 m2表面传递的热量。在内表面，称为内表面传热系数；在外表面称为外表面传热系数，单位：W/（m2•K） 

五、表面换热阻（）Surface heat transfer resistance 

表面换热系数的倒数，在内表面，称为内表面换热阻；在外表面，称为外表面换热阻，单位：m2•K/W

六、围护结构 Building envelope

建筑物及房间各面的围挡物，包括墙体、屋顶、地板、地面和门窗等，分内外围护结构两类。

七、热桥（也称作冷桥）Thermal bridge

围护结构中包含金属、钢筋混凝土或混凝土梁、柱、肋等部位，在室内外温差作用下，形成热流密集、内表面温度较低的部位。这些部位形成传热的桥梁，故称热桥。

八、围护结构传热系数（）Overall heat transfer coefficient of building envelope

围护结构两侧空气温差为1K，在单位时间内通过单位面积围护结构的传热量，单位：W/（m2•K）。

九、围护结构传热阻（）Thermal resistance of building envelope

传热系数的倒数，表征围护结构对热量的阻隔作用，单位： m2•K/W

十、围护结构传热系数的修正系数（）Correction factor for overall heat transfer coefficient of building envelope 

不同地区、不同朝向的围护结构，因受太阳辐射和天空辐射的影响，使得其在两侧空气温差同样为1K情况下，在单位时间内通过单位面积围护结构的传热量要改变。这个改变后的传热量与未受太阳辐射和天空辐射影响的原有传热量的比值，即为围护结构传热系数的修正系数。

十一、围护结构温差修正系数（）Correction factor for temperature difference

根据围护结构与室外空气接触的状况，对室内外温差采取的修正系数。

十二、建筑物体形系数（）Shape coefficient of building

建筑物与室外大气接触的外表面积与其所包围的体积的比值。外表面积中，不包括地面和不采暖楼梯间隔墙和户门的面积。

十三、窗墙面积比  Area ratio of window to wall

窗户洞口面积与房间立面单元面积（即建筑层高与开间定位线围成的面积）的比值。

十四、换气体积（）Volum of air circulation

需要通风换气的房间体积。

十五、换气次数 Rate of air circulation 

单位时间内室内空气更换次数。

十六、采暖期天数（）Days of heating period 

累年日平均温度低于或等于5℃的天数。这一采暖期仅供建筑热工和节能设计计算使用。

十七、采暖期室外平均温度（）Outdoor mean air temperature during heating period

在采暖期起止日期内，室外逐日平均温度的平均值。

十八、耗电输热比EHR值（制冷EER）Ratio of electricity consumption to transferred heat quantity

在采暖室内外计算温度条件下,全日理论水泵输送耗电量与全日系统供热量的比值。两者取相同单位，无因次。

十九、采暖能耗（）Energy consumed for heating 

用于建筑物采暖所消耗的能量，本标准中的采暖能耗主要指建筑物耗热量和采暖耗煤量。

二十、建筑物耗热量指标（）Index of heat loss of  building 

在采暖期室外平均温度下，为保持室内计算温度，单位建筑面积在单位时间内消耗的，需由室内采暖设备供给的热量，单位：W/m2

二十一、采暖耗煤量指标（）Index of coal consumption for heating

    在采暖期室外平均温度下，为保持室内计算温度，单位建筑面积在一个采暖期内消耗的标准煤量，单位：kg /m2。

二十二、采暖设计热负荷指标（）Index of design load for heating of building

在采暖室外计算温度条件下，为保持室内计算温度，单位建筑面积在单位时间内需由锅炉房或其他供热设施供给的热量，单位：W/m2。

二十三、建筑物耗冷量指标 Index of cool loss of building 

按照夏季室内热环境设计标准和设定的计算条件，计算出的单位建筑面积在单位时间内消耗的由空调设备提供的冷量。

二十四、空调年耗电量 Annual cooling electricity consumption

按照夏季室内热环境设计标准和设定的计算条件，计算出的单位建筑面积空调设备每年所要消耗的电能。

二十五、采暖年耗电量 Annual heating electricity consumption

按照冬季室内热环境设计标准和设定的计算条件，计算出的单位建筑面积采暖设备每年所要消耗的电能。

二十六、空调、采暖设备能效比（EER）energy efficiency ratio

在额定工况下，空调、采暖设备提供的冷量或热量与设备本身所消耗的能量之比。

二十七、热惰性指标（）Index of thermal inertia

表征围护结构反抗温度波动和热流波动能力的无量纲指标，其值等于材料层热阻与蓄热系数的乘积。

二十八、典型气象年（TMY）Typical Meteorological Year

以近30年的月平均值为依据，从近10年的资料中选取一年各月接近30年的平均值作为典型气象年。由于选取的月平均值在不同的年份，资料不连续，还需要进行月间平滑处理。

二十九、水利平衡度（）Hydraulic balance level

采暖居住建筑物热力入口处循环水量（质量流量）的测量值与设计值之比。

三十、供热系统补水率（）Rate of water makeup

供热系统在正常运行条件下，检测持续时间内系统的补水量与设计循环水量之比。

三十一、热像图 Thermogram

用红外摄像仪拍摄的表示物体表面表观辐射温度的图片。

2-2  建筑物采暖耗热量指标和采暖耗煤量指标

    一、建筑物耗热量与建筑物耗热量指标

    建筑耗热量系指采暖建筑在一个采暖期内，为保持室内计算温度由室内采暖设备供给建筑物的热量，其单位是kW·h/y，y为每年，但实际指的是一个采暖期。建筑物耗热量指标系指在采暖期室外平均温度条件下采暖建筑为保持室内计算温度，单位建筑面积在单位时间内消耗的，需由室内采暖设备供给的热量，其单位为W/m2，它是用来评价建筑物能耗水平的一个重要指标，也是评价采暖居住建筑节能设计的一个综合指标，这个指标也可按单位建筑体积来规定。考虑到居住建筑，特别是住宅建筑的层高差别不大，故新节能标准中仍按单位建筑面积来规定。

在新节能标准中建筑物耗热量指标的计算公式简化后，耗热量指标与采暖期室外平均温度有关，而与采暖期天数无关，而且也不必采用采暖期度日数进行计算，所以就直接将建筑物耗热量指标与采暖期室外平均温度挂钩。图2-1为不同地区不同阶段采暖住宅建筑耗热量指标。图中最上一条线是根据各地区1980~1981年住宅通用设计，4个单元6层楼，体形系数为0.30左右的建筑物的耗热量指标计算值，经过线性处理后获得的，这是耗热量指标的基准水平；中间一条线为原标准要求水平，它是根据耗热量指标在基准水平的基础上降低20%确定的；最下面一条线为新节能标准要求水平，它是根据耗热量指标在基准水平的基础上降低35%确定的。本书附录3中全国主要城镇采暖居住建筑耗热量指标即取自这一条线。

图2-1 不同地区不同阶段采暖期居住建筑耗热量指标

在采暖居住建筑中，住宅建筑约占92%，集体宿舍、招待所、旅馆、托幼建筑等共计占8%左右，后面这些建筑人居密度较大，其换气次数和换气耗热量一般都高于住宅。但目前对此还缺乏调研和测试数据，难以作出定量分析，故新节能标准只对采暖住宅建筑的耗热量指标作出规定，而对集体宿舍等居住建筑的耗热量指标不作规定，但它们的围护结构保温应达到当地采暖住宅建筑相同的水平。

    二、建筑物耗热量指标与采暖设计热负荷指标

    在进行建筑节能设计时，建筑物耗热量指标是一非常重要的衡量节能效果的指标。采暖设计热负荷指标（在采暖设计中常常简称为采暖设计热指标）系指在采暖室外计算温度条件下，为保持室内计算温度，单位建筑面积在单位时间内需由锅炉房或其他供热设施供给的热量，其单位是W/m2。它是用来确定采暖设备容量的一个重要指标。由于采暖期室外平均温度比采暖期室外计算温度高，因此建筑物耗热量指标在数值上比采暖设计热负荷指标要小。

    三、采暖耗煤量指标

    采暖耗煤量指标系指在采暖期室内外平均温度条件下，为保持室内计算温度，单位建筑面积在一个采暖期内消耗的标准煤量，其单位是kg/m2。采暖耗煤量指标随建筑物耗热量指标的增加和采暖期的增长而增加，随锅炉运行效率和室外管网输送效率的提高而降低。这个指标是用来评价建筑物和采暖供热系统组成的一个综合体系的能耗水平的一个重要指标。某一建筑物或一小区是否达到节能标准的要求，最终要求用采暖耗煤量指标来衡量。附录3中有我国主要城市住宅建筑的采暖耗煤量指标。

四、影响建筑物耗热量指标的几个因素

    （1）体形系数：研究表明，在围护结构保温水平（主要指围护结构传热系数和窗墙面积比等）不变条件下，建筑物耗热量指标随体形系数的增长而增长，即不同体形系数的建筑，其耗热量指标是不同的，底层和小单元住宅对节能不利，它们的建筑物耗热量指标相对要大些（图2-2）。

    （2）围护结构的传热系数：在建筑物整体尺寸和窗墙面积比不变的情况下，耗热量指标随围护结构的传热系数的下降而降低。采用保温效能高的墙体、屋顶、门窗等对节能有利。

    （3）窗墙面积比：在采用目前现有门窗构件情况下，加大窗墙面积比对节能不利。

（4）楼梯间设计形式：多层住宅楼梯间采用开敞式的有门窗的楼梯间，其耗热量指标约上升10~20%。

图2-2  多层和高层住宅建筑耗热量指标随体形系数的变化（北京地区）

（5）换气次数：提高门窗的气密性，换气次数由0.8次/小时降至0.5次/小时，耗热量指标可降低10%左右。

    （6）朝向：多层住宅东西朝向时比南北朝向时，其耗热量指标约增加5.5%。

（7）高层住宅：层数在10层以上时，耗热量指标趋于稳定。高层住宅中，带北向封闭式交通廊的板式住宅，其耗热量指标比多层板式住宅低6%。在建筑面积近似的条件下高层塔式住宅的耗热量指标比高层板式住宅高10%—14%。体形复杂，凹凸面过多的塔式住宅，对节能不利。

2-3  围护结构传热系数的修正系数

一、围护结构传热系数修正系数的意义

节能标准中通过围护结构的传热耗热量是采用“有效系数法”来计算的。围护结构传热系数的修正系数与围护结构传热系数的乘积即围护结构的有效传热系数，亦即

                                                           （2-1）

                                                           （2-2）

   由上可见，围护结构的有效传热系数与围护结构传热系数的比值，即为围护结构传热系数的修正系数，它实质上是考虑到太阳辐射和天空辐射对围护结构传热产生的影响而采取的修正系数。

    二、围护结构传热系数与围护结构有效传热系数的区别

    围护结构传热系数系指在两侧空气温差为1K，单位面积在单位时间内的传热量。这里认为传热仅是由两侧空气温差引起的。但实际情况是围护结构中不仅存在有两侧空气温差引起的热损失（），而且还存在有太阳辐射引起的得热（），以及由向天空辐射引起的热损失（）。这三部分传热的代数和即为围护结构的净热损失：

                          （2-3）

净热损失除以两侧空气温度差即为有效传热系数：

                                                           （2-4）

    因此，有效传热系数的定义是：在两侧空气温差为1K时，单位面积围护结构在单位时间内的净热损失。

    三、有效传热系数的计算

    窗户和外墙通常要受到邻近建筑物和树木的遮挡，屋顶则不然，因此在计算有效传热系数时，前者不考虑向天空辐射的影响，后者则予以考虑，窗户的有效传热系数按下式计算

                                           （2-5）

式中        ——窗户通常传热系数[W/（m2·K）]；

    ——室内计算温度，取18℃；

    ——室外计算温度，取采暖期各月的平均温度（℃）；

    ——透过窗户进入室内的太阳辐射热（W/m2）；

    ——窗户吸收太阳辐射热后向室内的传热（W/m2）。

                                            （2-6）

式中    ——玻璃的直射辐射透过系数；

——玻璃的散射辐射透过系数；

、——分别为垂直面上的直射和散射辐射照度（W/m2）；

    ——窗户的太阳辐射通过系数（考虑窗框和阳台等遮挡的影响）；

    ——太阳热利用系数（考虑采暖期末因室外气温较高，太阳辐射强度较大，向阳房间可能超过室内设计温度而采取的修正系数）；

        ——窗户结霜影响系数。

    为窗户吸收太阳热后向室内的传热（W/m2），可按下式计算

单层窗：                            （2-7）

双层窗：

  （2-8）

式中         ——窗户外表面换热阻（m2·K/W）；

    ——窗户总热阻（m2·K/W）；

    ——空气层热阻（m2·K/W）；

、    ——分别为外层玻璃的直射和散射辐射吸收系数；

、    ——分别为内层玻璃的直射和散射辐射吸收系数，

其余符号同前。

    外墙的有效传热系数按下式计算：

                                               （2-9）

式中          ——外墙的有效传热系数[W/（m2·K）]；

    ——外墙原传热系数[W/（m2·K）]；

    ——太阳辐射当量温度（℃），按下式计算：

                                                             （2-10）

式中         ——外表面的太阳辐射吸收系数；

    ——垂直面上的太阳辐射照度（W/m2）；

    ——外表面换热系数[W/（m2·K）]。

其余符号同前。

屋顶的有效传热系数按下式计算：

                                          （2-11）

式中          ——屋顶的有效传热系数[W/（m2·K）]；

    ——屋顶原传热系数[W/（m2·K）]；

    ——天空辐射当量温度（℃），按下式计算：

                                           （2-12）

式中    ——云量减弱系数；

           ——冬季计算云量；

    ——外表面换热系数[W/（m2·K）]；

——室外计算温度（℃）；

——当量天空温度（℃），按下式计算：

                                        （2-13）

——外表面与天空之间的辐射换热系数，按下式计算：

                                 （2-14）

式中         ——表面黑度；

    ——辐射常数，取5.68[W/（m2·K4）]；

    ——温度系数。

有效传热系数可按地区、围护结构类型及朝向等，对采暖期各月（包括采暖期两端不足一个月的那几天）分别进行计算，然后按各月的天数求加权平均值。

四、建筑物耗热量指标计算中的取值规定

（1）附录4中已提供8个地区的取值，可以直接采用；其他地区可根据采暖期室外平均温度就近采用。必要时也可按上述方法进行计算。

（2）南、北、东、西四个朝向和水平面，可参照附录4。东南和西南向可按南向采用，东北和西北向可按北向采用。其他朝向可按就近朝向采用。

（3）不采暖楼梯间隔墙和户门，以及不采暖地下室上面的楼板等的应以温差修正系数代替。温差修正系数的取值见表2-1。

表2-1  温差修正系数值

（5）接触土壤的地面，取。

2-4   建筑节能相关的规范与标准

随着我国国民经济的迅速发展，国家对环境保护、节约能源、改善居住条件等问题高度重视，法制逐步健全，相应制定了一批技术法规和标准规范。深刻理解，全面贯彻执行这些法规是我国节能工作有效开展的重要依据。本节就目前与节能设计、施工相关的法规作一概括性的介绍。

    一、民用建筑节能设计标准（采暖居住建筑部分）（JGJ 26—95）

    该标准是我国1996年7月1日施行的新的节能标准（相对于JGJ 26—86的原节能标准）。新节能标准适用于严寒和寒冷地区设置集中采暖的新建和扩建居住建筑热工与采暖节能设计。暂无条件设置集中采暖的居住建筑，其围护结构宜按标准执行。至于使用功能与居住建筑相近的其他民用建筑、工业企业辅助建筑，究竟包括哪些建筑，如何参照使用也不够明确，故都不列入该标准适用范围。

    新节能标准中，包含以下三部分：

    （1）规定了建筑物耗热量指标和采暖耗煤量指标的计算方法；

    （2）建筑热工设计的一般规定及围护结构设计，包括全国不同采暖地区居住建筑各部分围护结构传热系数限值；

    （3）采暖设计的一般规定，采暖供热系统要求，管道敷设与保温。

    二、夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准（JGJl34—2001）

    该标准于2001年10月1日起施行。主要是为改善夏热冬冷地区居住建筑热环境，提高采暖和空调系统的能源利用效率而制定的标准，该标准适用于夏热冬冷地区新建、改建和扩建居住建筑的建筑节能设计。夏热冬冷地区是指长江中下游及其周围地区。  

    该标准包括以下4部分：

    （1）室内热环境和建筑节能设计指标；

    （2）建筑和建筑热工节能设计；

    （3）建筑物的节能综合指标；

    （4）采暖、空调和通风节能设计。

    三、夏热冬暖地区居住建筑节能设计标准（JGJ 75—2003）

    该标准于2003年10月1日起施行。主要是为了改善夏热冬暖地区居住建筑热环境，提高空调和采暖系统的能源利用效率而制定的标准，该标准适用于夏热冬暖地区新建、扩建和改建居住建筑的建筑节能设计。夏热冬暖地区位于我国南部，在北纬27°以南，东经97°以东，包括海南全境，广东、广西大部，福建南部，云南小部分以及、澳门与。为细化节能工作，标准将这一地区划分为南北两个区。北区内建筑节能设计应主要考虑夏季空调，兼顾冬季采暖。南区内建筑节能设计应考虑夏季空调，可不考虑冬季采暖。

    该标准内容主要为以下4部分： 

（1）建筑节能设计计算指标

    夏季空调室内设计计算指标：居住空间室内设计计算温度为26℃，换气次数为1.0次/h。北区冬季采暖室内设计计算指标：居住空间室内设计计算温度为16℃，换气次数为1.0次/h。对窗的遮阳做出规定。

    （2）建筑和建筑热工节能设计

    对北区住宅的体形系数作了建议性规定，规定了建筑各朝向的窗墙面积比，同时针对外墙的不同传热系数和热惰性指标，规定了外窗的平均窗墙面积比与传热系数的对应关系。

（3）建筑节能设计的综合评价

（4）空调采暖和通风节能设计

四、既有采暖居住建筑节能改造技术规程（JGJ 129—2000）

该规程于2001年1月1日起施行。规程适用于我国严寒及寒冷地区设置集中采暖的既有居住建筑的节能改造。无集中采暖的既有居住建筑，其围护结构及采暖系统宜按该规程的有关规定执行。

    该规程的主要技术内容是：

    （1）建筑节能改造的判定原则及方法；

    （2）墙体外保温技术（以纤维增强聚苯板外保温技术为重点）；

    （3）墙体内保温技术；

    （4）改善门窗的气密性及提高门窗的保温性能；

    （5）屋面和地面的保温改造；

    （6）采暖供热系统的节能改造。

    五、采暖居住建筑节能检验标准（JGJl32—2001）

    该标准于2001年6月1日起施行，编制这个标准就是为了通过实施对采暖居住建筑节能效果的检验，保证新《节能设计标准》提出的各项指标真正落实在居住建筑的设计、施工和运行管理全过程中。

    标准中的主要技术内容有三部分：

    （1）一般规定；

    （2）检测方法包括：建筑物单位采暖耗热量，小区单位采暖耗热量，建筑室内平均温度，建筑围护结构传热系数，建筑物围护结构热桥部位内表面温度，建筑物围护结构热工缺陷，室外管网水力平衡度，供热系统补水率，室外管网输送效率等检测方法；

（3）检验规则，包括检验对象的确定；合格判据两部分。

    六、民用建筑热工设计规范（GB 50176—93）

    该规范是民用建筑热工设计的基本依据，规范适用于新建、扩建和改建的民用建筑热工设计。规范为强制性国家标准，于1993年10月1日起施行。

    规范由六章内容及相关附录组成：                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    

    第一章为总则。

第二章规定了室外气候计算参数。

第三章为建筑热工设计要求，包括：建筑热工设计分区及设计要求；冬季保温设计要求；夏季防热设计要求；空调建筑设计要求。

第四章为围护结构保温设计，包括：围护结构最小总热阻的确定；围护结构保温措施；热桥部位内表面温度验算及保温措施；窗户保温性能的规定；采暖建筑地面热工要求等。

  第五章是围护结构隔热设计要求及措施。

  第六章是采暖建筑围护结构防潮措施。

  附录一是相关名词解释。

附录二是建筑热工设计计算公式及参数。