关于《居住建筑节能设计标准》(征求意见稿)(4)

2019-04-09 19:49

4.3.4 夏热冬冷地区和温和地区A区所设计建筑和参照建筑的采暖耗电量和空调耗电量应采用经国家建设行政主管部门审定通过的逐时动态计算软件计算。

【条文说明】由于夏热冬冷地区的气候特性,室内外温差比较小,一天之内温度波动对围护结构传热的影响比较大,尤其是夏季,白天室外气温很高,又有很强的太阳辐射,热量通过围护结构从室外传入室内;夜里室外温度下降比室内温度快,热量有可能通过围护结构从室内传向室外。如果用室内外平均温差来计算室内外的传热,上面这种昼夜反方向的传热就可能抵消掉了,出现没有空调负荷或很小空调负荷的情况。而事实上,当白

天温度很高,为了消除室外传入室内的热量,房间里开启空调设备,消耗了电能。到了夜间室外温度降低,通过自然通风,室内温度可能降至很舒适的水平。从耗能的角度讲,至多是空调设备停止运行,不消耗电能,24小时累加还是要耗能的。由于这个原因,为了比较准确地计算采暖、空调负荷,并与现行国标《采暖通风与空气调节设计规范》GBJ19保持一致,需要采用动态计算方法。与静态计算方法相比,动态计算方法的一个最显著的特点就是计算的时间步长很小,通常都采用一个小时作为计算的时间步长,因此负荷的计算比较准确。 动态的计算方法有很多,暖通空调设计手册里的冷负荷计算法就是一种常用的动态的计算方法。本标准采用了反应系数计算方法,并采用美国劳伦斯伯克力国家实验室开发的DOE-2软件作为计算工具。

随着建筑节能工作的开展以及暖通设计技术的提高,会出现更多的动态计算软件,例如,清华大学开发的DeST就是一个具有自主知识产权的动态计算软件。不可否认不同的软件计算同一个建筑物也会出现不同的结果,问题的关键是要使不同软件之间的误差得到一定的控制。为了维护国家或行业标准的权威性,依照本标准设计居住建筑或对设计的居住建筑进行节能审核时,应该使用有国家建设行政主管部门审定通过的逐时动态计算软件。 4.3.4.1参照建筑应根据所设计的建筑建立,参照建筑的大小、形状、朝向、内部的房间划分应与所设计的建筑完全一致,参照建筑围护结构热工性能参数应根据设计建筑所处的气候子区分别符合表4.2.2-6、表4.2.2-7、表4.2.2-8、表4.2.2-10的要求。参照建筑的体形系数应处理成符合表4.1.4的要求。

【条文说明】“参照建筑”是用来计算所设计建筑采暖空调耗电量限值的。因此,参照建筑必须在大小、形状、朝向、内部的房间划分等各个方面与所设计的实际建筑物相同,围护结构热工性能参数应符合与地区对应的表4.2.2-6、表4.2.2-7、表4.2.2-8、表4.2.2-10的要求,这样的参照建筑才有比对的意义。

当所设计建筑的窗墙面积比大于对应表中的限值时,参照建筑的窗户要按比例缩小,使得参照建筑的窗墙面积比等于对应表中的限值。

当所设计建筑的天窗和屋顶面积之比大于对应表中的限值时,参照建筑的天窗要按比例缩小,使得参照建筑的天窗和屋顶面积之比等于对应表中的限值。

在夏热冬冷地区和温和地区A区,表4.1.4对建筑的体形系数是有强制性要求的,因此在生成参照建筑时也必须考虑体形系数的限制,否则第4.1.4条就不是真正意义上的强制性条文。

由于已经规定参照建筑的大小、形状必须与所设计的实际建筑物相同,如果不经过特殊参照建筑的体形系数已经客观存在。当参照建筑体形系数大于表4.1.4中规定的限值时,按比例缩小每一个开间外墙的尺寸,按比例缩小顶层每一个开间屋顶的尺寸,开间本身的尺寸不变,使得参照建筑缩小后的外包面积除以参照建筑的体积等于表4.1.4中规定的限值。每一个开间外墙和顶层每一个开间屋顶空出的部分用假想的绝热板填满。由于限制体形系数的真正目的在于控制单位体积对应的外包传热面积,参照建筑经过这样处理后,可以达到同样的目的。

4.3.4.2用外墙平均传热系数计算墙体传热,外墙平均传热系数根据附录B 计算确定。

【条文说明】外墙平均传热系数是指考虑了墙体上的热桥的传热损失之后的一个当量传热系数。由于随着墙体保温性能的提高,热桥对整个墙体的传热性能的相对影响越来越大。例如,一面3.3米宽,2.8米高的典型房间开间的外墙,如果采用5cm厚的聚苯乙烯硬质泡沫塑料板做内侧保温,由于开间两侧的纵墙和上下两边的楼板、地板形成的热桥的影响,平均以后的保温性能大约只相当于采用3cm厚的聚苯乙烯硬质泡沫塑料板做保温。如此大的影响不能不考虑。

现行的几本建筑节能设计标准都采用面积加权法来计算外墙平均传热系数,随着建筑保温材料的多样化,节点的构造方式越来越复杂,面积加权法计算得到的结果误差还是很大,因此本标准规定了新的外墙平均传热系数计算方法。

新的外墙平均传热系数计算方法基于二维稳态传热计算,在附录B中有详细的描述,与现行的ISO 标准一致,能够比较好地反映热桥的传热影响,缺点是比较复杂。

目前几乎所有的动态模拟计算软件,处理墙体传热时都只能按一维传热来考虑,因此在输入墙体分层构造时,适当减薄墙体保温层的厚度,使减薄墙体保温层厚墙体的传热系数于根据附录B 计算得到的外墙平均传热系数相等。

4.3.4.3空气调节和采暖设备采用房间空调器。空调设备额定能效比取2.7,采暖设备的额定能效比取1.5。

【条文说明】采暖设备的额定能效比取1.5,主要是考虑冬季采暖设备部分使用家用冷暖型(风冷热泵)空调器,部分仍使用电热型采暖器;空调设备额定能效比取2.7,主要是考虑家用空调器国家标准规定的最低能效比已有所提高,目前已经完全可以满足这一水平。

在计算中取比较低的设备额定能效比,有利于突出建筑围护结构在建筑节能中的作用。由于本地区室内采暖、空调设备的配置是居民个人的行为,本条文规定的空调和采暖设备能效比只是两个计算参数,并不能控制居住建筑中实际使用设备的能效,本标准能控制的实际上只是建筑围护结构。

4.3.4.4气象条件应采用建筑所地的典型气象年数据,如果没有当地的气象数据,可选择在相同气候区中距离最近的城市的气象数据。

【条文说明】气象数据对计算采暖空调能耗的影响很大,为了维护国家或行业标准的权威性,依照本标准设计居住建筑或对设计的居住建筑进行节能审核时,应该使用统一的气象资料。按照目前我国的实际情况,有很多城市并没有自己的气象站和长期观测的气象资料,因此只能选用在相同气候区中距离最近的城市的气象数据来代替。

条文4.3.4规定计算的采暖耗电量和空调耗电量只是一个用于比较判断的理论数值,并非居住建筑实际消耗的电量。因此最重要的是计算附录A 中的限值和计算所设计建筑的采暖耗电量和空调耗电量用的是同样的气象数据。另一方面,随着我国的社会和经济的发展,随着我国气象观测技术水平的提高,将来气象数据的获取会越来越容易。

4.3.4.5 计算采暖耗电量和空调耗电量时,应按照附录D的规定考虑房间的类别,考虑房间人员、照明、电器的情况,考虑室温的变化情况,考虑设备的运行情况,考虑通风的情况。

【条文说明】计算采暖耗电量和空调耗电量时,房间内的人员、照明、电气设备、通风等都会对结果产生很大的影响,在附录D中对这些因素多做了详细的规定,目的是建立起一个比较接近实际的“标准工况”

由于本标准建立起的“标准工况”与现行的《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》规定的“标准工况”不一样,计算出来的采暖耗电量和空调耗电量不一样。由于本标准建立起的“标准工况”比较接近现实,而《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》规定的“标准工况”比较接近理想,所以按照本标准规定计算得到的能耗会比按《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》规定计算得到的能耗低,但两者并无对错之分。

4.3.5 夏热冬暖地区所设计建筑的空调耗电量和参照建筑的空调耗电量应采用经国家建设行政主管部门审定通过的逐时动态计算软件计算。所设计建筑的空调耗电量和参照建筑的空调耗电量应采用同一个软件,并且在相同的计算条件下完成。

【条文说明】夏热冬暖地区只计算夏季空调能耗,关于夏季空调应使用动态计算方法来计算的理由已在第4.3.4条的条文说明中解释。

由于最重终要根据所设计建筑和参照建筑空调耗电量之间的关系来判断所设计建筑是否满足节能设计标准的要求,为保证两个计算结果的可比性,规定使用同一个软件并且在相同的计算条件下计算空调耗电量。 4.3.5.1参照建筑应根据所设计的建筑建立,参照建筑的大小、形状、朝向、内部的房间划分应与所设计的建筑完全一致,参照建筑围护结构热工性能参数应符合表4.2.2-9的要求。

【条文说明】“参照建筑”是用来计算所设计建筑采暖空调耗电量的限值的。因此,参照建筑必须在大小、形状、朝向。内部的房间划分等各个方面与所设计的实际建筑物相同,围护结构热工性能参数应符合表4.2.2-9的要求,这样的参照建筑才有比对的意义。

当所设计建筑的窗墙面积比大于表4.2.2-9的限值时,参照建筑的窗户要按比例缩小,使得参照建筑的窗墙面积比等于于4.2.2-9的限值。

当所设计建筑的天窗和屋顶面积之比大于表4.2.2-9的限值时,参照建筑的天窗要按比例缩小,使得参照建筑的天窗和屋顶面积之比等于表4.2.2-9的限值。

表4.2.2-9对外窗和天窗的传热系数没有提出要求,参照建筑的外窗和天窗的传热系数取6.0 W/(mK)。 表4.1.4对夏热冬暖地区居住建筑的体形系数没有限值要求,因此生成参照建筑不必象在夏热冬冷地区那样作体形系数的处理。

4.3.5.2宜用外墙平均传热系数计算墙体传热,外墙平均传热系数根据附录B 计算确定。

2

【条文说明】外墙平均传热系数是指考虑了墙体上的热桥的传热损失之后的一个当量传热系数。由于随着墙体保温性能的提高,热桥对整个墙体的传热性能的相对影响越来越大。用外墙平均传热系数计算墙体传热的好处是更加接近实际情况,缺点是比较复杂。

由于在夏热冬暖地区只计算夏季空调负荷,夏季室内外温差并不很大,为简化计算起见,本条文不强调一定要用外墙平均传热系数计算墙体传热。

现行的几本建筑节能设计标准都采用面积加权法来计算外墙平均传热系数,随着建筑保温材料的多样化,节点的构造方式越来越复杂,面积加权法计算得到的结果误差还是很大,因此本标准规定了新的外墙平均传热系数计算方法。

新的外墙平均传热系数计算方法基于二维稳态传热计算,在附录B中有详细的描述,与现行的ISO 标准一致,能够比较好地反映热桥的传热影响,缺点是比较复杂。

目前几乎所有的动态模拟计算软件,处理墙体传热时都只能按一维传热来考虑,因此在输入墙体分层构造时,适当减薄墙体保温层的厚度,使减薄墙体保温层厚墙体的传热系数于根据附录B 计算得到的外墙平均传热系数相等。

4.3.5.3空气调节设备采用房间空调器。空调设备额定能效比取2.7。

【条文说明】空调设备额定能效比取2.7,主要是考虑家用空调器国家标准规定的最低能效比已有所提高,目前已经完全可以满足这一水平。在计算中取比较低的设备额定能效比,有利于突出建筑围护结构在建筑节能中的作用。由于夏热冬暖地区室内空调设备的配置是居民个人的行为,本条文规定的空调设备能效比只是个计算参数,并不能控制居住建筑中实际使用设备的能效,本标准能控制的实际上只是建筑围护结构。

4.3.5.4气象条件应采用建筑所地的典型气象年数据,如果没有当地的气象数据,可选择在相同气候区中距离最近的城市的气象数据。

4.3.5.5 计算空调耗电量时,应按照附录D的规定考虑房间的类别,考虑房间人员、照明、电器的情况,考虑室温的变化情况,考虑设备的运行情况,考虑通风的情况。

5.采暖、通风和空气调节节能设计

附录A主要城市的气候区属、气象参数、能耗限值

A.0.1 根据采暖度日数和空调度冷数,将全国分成I、II、III、IV、V(严寒、寒冷、夏热冬冷、夏热冬暖、温和)五个不同的气候大区,十一个不同的气候小区。 A.0.1.1 Ⅰ区(严寒地区)的分区指标是 8000>HDD18>3800,气候特征是冬季严寒,根据冬季严寒的不同程度,又细分成Ⅰ(A)、Ⅰ(B)、Ⅰ(C)三个小区: Ⅰ(A)区的分区指标是 8000 >HDD18>5500,气候特征冬季异常寒冷,夏季凉爽 Ⅰ(B)区的分区指标是 5500 >HDD18>5000,气候特征冬季非常寒冷,夏季凉爽

Ⅰ(C)区的分区指标是 5000 >HDD18>3800,气候特征冬季很寒冷,夏季凉爽 A.0.1.2 II区(寒冷地区)的分区指标是 3800>HDD18>2000,0 < CDD26 < 200,气候特征是冬季寒冷,根据夏季热的不同程度,又细分成II(A)、II(B)二个小区:

Ⅱ(A)区的分区指标是 3800>HDD18>2000, 0<CDD26 <100,气候特征冬季寒冷,夏季凉爽

Ⅱ(B)区的分区指标是 3800>HDD18>2000,100<CDD26 <200, 气候特征冬季寒冷,夏季热 A.0.1.3 Ⅲ 区(夏热冬冷地区)的分区指标是 2000>HDD18>600, 50<CDD26 <300,气候特征是冬季冷,夏季热,根据冬夏冷热的不同程度,又细分成Ⅲ(A) 、Ⅲ(B) 、Ⅲ(C)三个小区:

Ⅲ(A)区的分区指标是2000>HDD18>1000, 50<CDD26 <150,气候特征冬季冷,夏季稍热 Ⅲ(B)区的分区指标是2000>HDD18>1000, 150<CDD26 <300,气候特征冬季冷,夏季热

Ⅲ(C)区的分区指标是1000>HDD18> 600, 100<CDD26 <300,气候特征冬季稍冷,夏季热 A.0.1.4 Ⅳ区(夏热冬暖地区) 的分区指标是 HDD18<600,CDD26 >200,气候特征冬季温暖,夏季炎热 A.0.1.5 Ⅴ区(温和地区) 的分区指标是 HDD18<2000,CDD26 <50, 气候特征是夏季凉爽, 部分地区冬季冷,根据冬季冷的不同程度,又细分成Ⅴ(A)、Ⅴ(B)二个小区:

Ⅴ(A)区的分区指标是 2000>HDD18>600, CDD26 <50 ,气候特征夏季凉爽,冬季冷 Ⅴ(B)区的分区指标是 HDD18<600, CDD26 <50 ,气候特征冬季夏季,凉爽温暖

表A-1 主要城市的建筑节能计算用气象参数


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