最新《夏热冬暖地区居住建筑节能设计标准》.doc
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1、Four short words sum up what has lifted most successful individuals above the crowd: a little bit more.-author-date夏热冬暖地区居住建筑节能设计标准中华人民共和国行业标准中华人民共和国行业标准夏热冬暖地区居住建筑节能设计标准Energy Efficiency Design Standard for Residential Buildings in Hot Summer and Warm Winter ZoneJGJ *-*标准条文及条文说明(送审稿)2003年2月1 总 则 1.0
2、.1为贯彻国家有关节约能源、保护环境的法律、法规和政策,改善夏热冬暖地区居住建筑热环境,提高空调和采暖的能源利用效率,降低能耗,制定本标准。条文说明 1.0.1: 中华人民共和国节约能源法规定:“建筑物的设计和建造应当依照有关法律、行政法规的规定,采用节能型的建筑结构、材料、器具和产品,提高保温隔热性能,减少采暖、制冷、照明的能耗。”建设部建筑节能“十五”计划纲要要求:“加快夏热冬冷和夏热冬暖地区居住建筑节能工作步伐”,并规定:“夏热冬暖地区各省和自治区2002年制定当地的建筑节能规划和政策,组织建筑节能试点工程,2003年大中城市开始执行夏热冬暖地区居住建筑节能设计标准,2005年小城市普遍
3、执行,2007年各县城均予执行。”夏热冬暖地区位于我国南部,在北纬27o以南,东经97o以东,包括海南全境,广东大部,广西大部,福建南部,云南西南部和元江河谷地带,以及香港、澳门与台湾。其确切范围由现行民用建筑热工设计规范GB51076规定。 该地区处于我国改革开放的最前沿。改革开放以来,经济快速发展,人民生活水平显著提高。此地区人口约1.5亿,国内生产总值占全国国内生产总值的17.4%,进出口总额超过全国进出口总额的38.6%。该地区经济的发展,以沿海一带中心城市及其周边地区最为迅速,其中特别以珠江三角洲地区更为发达。 此地区为亚热带湿润季风气候(湿热型气候),其特征表现为夏季漫长,冬季寒冷
4、时间很短,甚至几乎没有冬季,长年气温高而且湿度大,气温的年较差和日较差都小。太阳辐射强烈,雨量充沛。 近10几年来,该地区建筑空调发展极为迅速,其中经济发达城市如广州市,空调器早已超过户均1 台,而且1户3台以上的也为数不少。冬季比较寒冷的福州等地区,已有越来越多的家庭用电采暖。在空调及采暖使用快速增加、建筑规模宏大的情况下,建筑围护结构热工性能仍然普遍很差,空调采暖设备能效比很低,电能浪费严重,室内热舒适状况不好,还是造成广州等大城市空气污染的一个重要因素,并导致温室气体CO2排放量的增加。由此可见,在夏热冬暖地区开展建筑节能工作已是势在必行,刻不容缓。该地区正在大规模建造居住建筑,有必要通
5、过居住建筑节能设计标准的制定和执行,改善居住热舒适程度,提高空调和采暖设备的能源利用效率,以节约能源,保护环境,贯彻国家建筑节能的方针政策。1.0.2本标准适用于夏热冬暖地区新建、改建和扩建居住建筑的建筑节能设计。条文说明 1.0.2:本标准适用的地区为整个夏热冬暖地区,适用于各类新建、改建和扩建的居住建筑;在夏热冬暖地区居住建筑的节能设计中,应按本标准的规定控制建筑能耗,并采取相应的建筑、热工和空调采暖节能措施。1.0.3夏热冬暖地区居住建筑的建筑热工和空调暖通设计必须采取节能措施,在保证室内热环境的前提下,将空调和采暖能耗控制在规定的范围内。条文说明 1.0.3: 过去,夏热冬暖地区居住建
6、筑的设计,不考虑空调、采暖的要求,建筑围护结构的热工性能差,炎夏和寒冬室内热环境恶劣,空调、采暖能源利用效率低。本标准首先要保证建筑室内热环境质量,提高人民居住生活水平,以此作为前提条件;与此同时,还要提高空调、采暖的能源利用效率,实现节能50%的目标,贯彻国家的可持续发展战略。1.0.4夏热冬暖地区居住建筑的节能设计,除应符合本标准的规定外,还应符合国家现行有关强制性标准、规范的规定。条文说明 1.0.4:本标准对夏热冬暖地区居住建筑的建筑、热工、空调、采暖和通风设计中控制建筑能耗及采取的节能措施做出了规定,但建筑节能所涉及的专业较多,相关的专业还制定有相应的节能标准。因此,夏热冬暖地区居住
7、建筑的节能设计,除应执行本标准外,尚应符合国家现行的有关强制性标准、规范的规定。2 术语、符号2.0.1外窗的综合遮阳系数(SW) synthetic shading coefficient of window SW是考虑窗本身和窗口的建筑外遮阳装置综合遮阳效果的一个系数,其值为窗本身的遮阳系数Sc与窗口的建筑外遮阳系数M的乘积。条文说明 2.0.1:窗口外面各种形式的建筑外遮阳在南方的建筑中是很常见的。建筑外遮阳对建筑能耗,尤其是对建筑的空调能耗有很大的影响,因此在考虑外窗的的遮阳效果时,将窗本身和窗外遮阳设施的遮阳效果结合起来一起考虑。当窗口外面没有任何形式建筑外遮阳时,外窗的遮阳系数Sw
8、就是窗本身的遮阳系数Sc。2.0.2综合窗墙面积比(Cz)mean ratio of window to wall 整栋建筑外墙面上的窗的总面积与整栋建筑的外墙面的总面积(包括其上的窗面积)之比。2.0.3对比评定法 custom budget method 将所设计建筑物的采暖空调能耗和相应的参照建筑物的采暖空调能耗作对比,根据对比的结果来判定所设计的建筑物是否符合节能要求。条文说明 2.0.3: 建筑物的大小、形状、围护结构的热工性能等情况是复杂多变的,判断所设计的建筑是否符合节能要求常常不太容易。对比评定法是一种很灵活的方法,它将所设计的实际建筑物与一个作为能耗基准的假想参照建筑物作比较
9、,当实际建筑物的能耗不超过参照建筑物时,就判定实际建筑物符合节能要求。2.0.4参照建筑 reference building 采用对比评定法时作为对比基准的一个假想节能建筑。条文说明 2.0.4: 参照建筑的概念是对比评定法的一个非常重要的概念,它是一个符合节能要求的假想建筑,该建筑与所设计的实际建筑在大小、形状等方面完全一致,它的围护结构满足本标准第4章中一些重要条文的规定,因此它是符合节能要求的建筑,并为所设计的实际建筑定下了采暖空调能耗的限值。2.0.5 空调采暖年耗电量(EC)annual cooling and heating electricity consumption 按照室
10、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和采暖设备每年所要消耗的电能。条文说明 2.0.5: 建筑物实际消耗的空调采暖能耗除了与建筑设计有关外,还与许多其它的因素有密切关系。这里的空调采暖年耗电量并非建筑物的实际空调采暖耗电量,而是在统一规定的标准条件下计算出来的理论值,这个理论值可以作为从设计的角度出发,评判建筑物能耗性能优劣的基准。2.0.6 空调和采暖年耗电参数(ECF)annual cooling and heating electricity consumption factor与空调采暖年耗电量(EC)相对应的一个参数,其值与空调采暖年耗电量成正比。条文说明 2.
11、0.6: 实施对比评定法需要计算的一个采暖空调能耗参数,也是所设计的建筑物是否符合节能要求的判断依据。2.0.7 空调、采暖设备能效比(EER)energy efficiency ratio of HVAC equipment 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。条文说明 2.0.7: 空调采暖设备本身的能效参数。2.0.8 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
12、。 条文说明 2.0.8: 目前,用于建筑全年动态能量模拟分析时,要输入气象资料。一般应用典型气象年、能量计算气象年(Weather Year for Energy Calculations WYEC)等。本标准应用典型气象年进行参数计算。3 室内热环境和建筑节能设计指标3.0.1 根据一月份的月平均温度,将夏热冬暖地区划分为南北两个子区。北区内建筑应考虑夏季空调,兼顾冬季采暖。南区内建筑应考虑夏季空调,不考虑冬季采暖。条文说明 3.0.1:本标准以一月份的平均温度11.5为分界线,将夏热冬暖地区进一步细分为两个区,等温线的北部为北区,区内建筑要兼顾冬季采暖。南部为南区,区内建筑可不考虑冬季采
13、暖。在标准编制过程中,对整个区内的若干个城市进行了全年能耗模拟计算,模拟时设定的室内温度是1626。从模拟结果中发现,处在南区的建筑采暖能耗占全年采暖空调总能耗的20%以下,考虑到模拟计算时内热源取为0(即没有考虑室内人员、电气、炊事的发热量),同时考虑到当地居民的生活习惯,所以规定南区内的建筑设计时可不考虑冬季采暖。处在北区的建筑的采暖能耗占全年采暖空调总能耗的20%以上,福州市占45%左右,可见北区内的建筑冬季确实有采暖的需求。下图中的虚线为南北区的分界线。下表列出夏热冬暖地区中划入北区的主要城市。省 份划入北区的主要城市福 建福州市、莆田市、龙岩市广 东梅州市、兴宁市、龙州县、新丰县、英
14、德市、怀集县广 西河池市、柳州市、贺州市海 南3.0.2 夏季空调室内热环境设计指标,应符合下列要求: 1 卧室、起居室室内设计温度 26 28;2 换气次数 1.0次/h。3.0.3 北区冬季采暖室内热环境设计指标,应符合下列要求: 1 卧室、起居室室内设计温度 16 18;2 换气次数 1.0 次/h。条文说明 3.0.2 - 3.0.3: 改善居住建筑室内热环境质量,同时提高能源利用效率,实现建筑节能,是本标准的基本目标,因此单列一章确定室内热环境和建筑节能设计指标。 标准中室内热环境质量的指标只规定了温度指标和换气次数指标,这是由于当前一般住宅较少配备户式中央空调系统,室内空气湿度、风
15、速等参数实际上难以控制。应该说,在室内热环境的诸多指标中,温度指标是一个重要的指标;换气次数指标则是从人体卫生角度考虑必不可少的指标。所以只提出空气温度指标和换气次数指标。 居室温度夏季控制在26 - 28,北区冬季控制在16 - 18,和该地区原来恶劣的室内热环境相比,提高幅度比较大,基本上达到了热舒适的水平。这是考虑到该地区经济发展比较快,居民对改善居住条件的要求很迫切,而建筑物的设计基准期为50年,因此居室温度指标的确定应适度超前。至于在室内设计温度上考虑了一个范围,这是充分考虑了该地区的经济发展的差异,使得在考虑制定当地政策及实施时,有一个上下的范围。 换气次数是室内热环境的另外一个重
16、要的设计指标,冬、夏季室外的新鲜空气进入采暖空调的建筑内,一方面有利于确保室内的卫生条件,另一方面又要消耗大量的能量,因此要确定一个合理的换气次数。由于人均住房面积增加,1小时换气1次,人均占有新风量应能达到卫生标准要求。比如,当前居住建筑的净高一般大于2.5m,按人均居住面积15m2计算,1次换气,人均占有新风会超过37.5m3/时,至少已接近我国二级旅游旅馆客房水平。 潮湿是夏热冬暖地区气候的一大特点。在室内热环境主要设计指标中虽然没有明确提出相对湿度设计指标,但并非完全没有考虑潮湿问题。实际上,在空调设备运行的状态下,室内同时在进行除湿。因此在大部分时间内,室内的潮湿问题也已经得到了解决
17、。 由于居住建筑室内温度与换气次数是否保持上述规定,是由用户自行决定的。这里规定室内设计参数,一是根据经济发展,居住者在舒适、卫生方面的要求,二是作为进行能耗、围护结构保温、隔热限值计算时的依据。3.0.4 居住建筑通过采用合理建筑设计,增强建筑围护结构保温隔热性能和提高空调、采暖设备能效比的节能措施,在保证相同的室内热环境指标的前提下,与未采取节能措施前相比,全年空调和采暖总能耗应减少30%(南区) - 50%(北区)。条文说明 3.0.4:(本条文为强制性条文?)以往,由于经济上的原因,夏热冬暖地区的居住建筑,冬夏两季室内的热环境质量很差。实施本标准可以大大改善冬夏两季的室内热环境质量,提
18、高人民的居住生活水平。但是,为了满足本标准提出的室内热环境要求,居住建筑需要采取空调和采暖措施,而空调和采暖措施就必然要消耗能源。以往夏热冬暖地区传统居住建筑的围护结构热工设计,一般都不考虑室内设置空调、采暖设备及节能的需要,以致建筑围护结构的热工性能很差。有条件的部分住户夏季使用空调器降温,而冬季需要采暖的北区,往往应用电暖器采暖。如果这种状况不从根本上改变,要保证主要居室冬天1618、夏天2628,空调和采暖的能源消耗量将会非常巨大。因此必须从合理建筑设计、改善建筑围护结构热工性能和提高空调、采暖设备能效比几方面入手,采取一定的节能技术措施,提高空调、采暖能源利用效率。只有这样才能做到一方
19、面大大提高人民的居住生活水平,另一方面也贯彻执行了国家可持续发展战略。根据气候状况,北区需要采暖和空调才能保持室内热环境条件,而南区则对采暖基本上没有需求,所以标准明确提出居住建筑节能的目标值为30%(南区) - 50%(北区)。该地区随着经济发展、生活水平提高,空调采暖能耗必然急剧增加,这是不可阻挡的,标准是为了控制这部分能耗的无节制增长。当然,节能目标值50%(以北区为例)是有比较对象的。我们采用“基础住宅空调采暖能耗”值作为比较对象,“基础住宅”围护结构的构成、传热系数以及换气次数,按照以往传统做法,即外墙、屋顶及外窗的传热系数分别为,外墙K=2.47 W/(m2K),屋顶K=1.8 W
20、/(m2K),外窗K=6.4 W/(m2K) 和遮阳系数SC=0.9;换气次数考虑1.5次/时。在这样的“基础住宅”中要确定空调采暖能耗,必须要确定室内保持的温度。标准确定居室温度夏季控制在2628,冬季控制在1618;冬夏季换气次数取1.0 次/时。但是,计算能耗时室温应该是固定值,同时还要确定空调采暖设备的能效比。我们约定的计算参数为:冬天保持室温16、夏天保持26的条件下,冬季采用能效比为1.0的电暖器采暖(直接电热式),夏季采用额定制冷工况时的能效比为2.2的空调器降温(根据国标房间空气调节器GB/T7725-1996,分体空调器规定能效比的下限值),由动态模拟计算软件计算出全年空调采
21、暖能耗,将它定义为“基础住宅空调采暖能耗”。当然,这只是一个计算的基础值,并不表示该地区所有居住建筑实际发生的能耗,但是,如果没有定义“基础住宅空调采暖能耗”,50%节能率就没有对比值。 标准中节能目标由改善围护结构热工性能和提高空调采暖设备效率来分担。由于目前居住建筑内所采用的空调采暖设备(或系统)通常由住户自行确定、购置,何况还涉及能源种类、供应、价格等问题,不可能由标准进行硬性规定。在标准中主要强调设备的能效比,要引导选用能效比高、环保性能好的产品(或系统)。在计算、确定标准中对围护结构热工性能限值时,对空调采暖设备的能效比作如下规定,空调:EER=2.7。这是根据国家标准“房间空气调节
22、器能源效率限定值及节能评价值”表2,分体式:额定制冷量4500,冷风型与热泵型EER=2.70(2.602.85平均)。采暖:COP=1.5。这是考虑70%采用直接电采暖,即COP=1.0;30%采用分体热泵型空调器,即EER=2.7;所以COP=1.070%2.730%=1.5。由此计算出全年“空调采暖能耗”值。为了使“空调采暖能耗”值比“基础住宅空调采暖能耗”减少50%,围护结构热工性能的改善当然是必需的。标准也就是按照这样的原则来确定第4、5章围护结构热工性能的规定值。 所以,50%(30%)节能率要这样来理解,从发展的角度来看,夏热冬暖地区的居民会对冬夏季室内热环境提出更高的要求,按节
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