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关于征求《居住建筑节能设计标准(征求意见稿)》意见的函

状态:有效 发布日期:2006-08-02 生效日期: 2006-08-02
发布部门: 建设部标准定额司
发布文号: 建标标函[2006]46号
各省、自治区建设厅,直辖市建委(规划委),新疆生产建设兵团建设局,各有关单位:
  根据建设部《关于印发<2005年工程建设标准规范制订、修订计划(第一批)的通知》(建标函[2005]84号)的要求,在现行的《民用建筑节能设计标准(采暖居住建筑部分)》、《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》、《夏热冬暖地区居住建筑节能设计标准》三部行业标准的基础上,由我部组织中国建筑科学研究院等单位编制的国家标准《居住建设节能设计标准》,现已完成征求意见稿。请你单位结合居住建筑节能设计的实践,组织有关人员进行探讨,提出修改意见和建议,并请将修改意见和建议于2006年9月5日前函告或通知电子邮件反馈该标准编制组。《居住建筑节能设计标准(征求意见稿)》及其征求意见表可在www.cin.gov.cn,www.ccsn.gov.cn,或www.cabr.com.cn网站下载。
  联系方式:中国建筑科学研究院建筑屋里研究所
  地  址:北京市车公庄大街19号,邮政编码:100044
  联 系 人:林海燕 周辉
  电  话:010-68314033,88366046
  传  真:010-88386960
  E-mail:linhaiy2004@yahoo.com.cn或cabrmyzhhh@163.com
建设部标准定额司
二○○六年八月二日
附件:《居住建筑节能设计标准(征求意见稿)》意见表
居 住 建 筑 节 能 设 计 标 准
Design Standard for Energy Efficiency of Residential Buildings
(征求意见稿)
中华人民共和国建设部
国家质量监督检验检疫总局
目     次
1 总则 …………………………………………………………………………….…………….…… …3
2 术语 ……………………………………………………………………………………….………. …5
3室内热环境设计计算指标       ………………………………………………. ……….……..……5
4建筑与建筑热工设计 …………………………………………………………….. ……….………….7
4.1一般规定 …………………………………………………………….……………………..……..7
4.2围护结构热工设计 ……………………………………………………….………………..……..9
4.3围护结构热工性能的权衡判断……………………………………………….…………...…….19
5采暖、通风和空气调节节能设计 ……………………………………………………. ……….……26
5.1一般规定 …………………………………………………………………………. ……….…….26
5.2热源、热力站及热力网……           ……….………………………………………….….27
5.3采暖系统   …………………………………………………….………………………………..32
5.4通风与空气调节系统     ……………………………………………….……………………..34
附录A主要城市的气候区属、气象参数、能耗限值                        ……….……  .36
附录B 平均传热系数和热桥线性传热系数计算方法………………. ……….………………… …49
附录C 建筑遮阳系数的简化计算……………………….…………………    ……….……     56
附录D 夏热冬冷地区和温和地区A区建筑物的采暖和空调耗电量计算条件  ……….……    60
附录E 夏热冬暖地区建筑物的空调耗电量计算条件………………………………….……………63
附录F 严寒和寒冷地区围护结构传热系数的修正系数ε值……………………….………………67
附录G 关于面积和体积的计算…………………………………………………….…………………70
附录H 采暖管道最小保温层厚度 δmin……………………………………….……………………72
本标准用词说明 ………………………………………………………..………………….…….……74.
1 总则
1.0.1 为贯彻国家有关节约能源、保护环境的法规和政策,改善居住建筑热环境,提高采暖和空调的能源利用效率,制定本标准。
【条文说明】节约能源已成为我国的基本国策,是建设节约型社会的根本要求。我国国民经济和社会发展第十一个五年规划规定,2010年单位国内生产总值能源消耗要比2005年降低20%左右,而且这是一个约束性的、必须实现的指标,任务相当艰巨。我国建筑用能已超过全国能源消费总量的1/4,并将随着人民生活水平的提高逐步增加到1/3以上。居住建筑用能数量巨大,浪费严重。因此,居住建筑节能是当务之急。将1995年发布的行业标准《民用建筑节能设计标准(采暖居住建筑部分)》(JGJ 26--95)、2001年发布的行业标准《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》(JGJ 134-2001)、2003年发布的行业标准《夏热冬暖地区居住建筑节能设计标准》(JGJ 75 -2003)加以统一修订补充,制定出包括全国各地区的居住建筑节能设计标准,成为国家标准,并认真实施,有利于改善居住建筑的热环境,提高暖通空调系统的能源利用效率,从根本上扭转我国居住建筑用能严重浪费的状况,必将为实现国家节约能源和保护环境的战略,贯彻有关政策和法规作出重大贡献。
本标准的发布实施,加上已发布的国家标准《公共建筑节能设计标准》,我国即已有了作为国家标准的较为完备的民用建筑节能设计标准,从而有利于满足建筑节能工作不断进展的需要。
1.0.2 本标准适用于全国新建、改建和扩建居住建筑的建筑节能设计。
【条文说明】2004年末,我国各地区城市实有住宅建筑面积共96.2亿m2,2004年全国城镇又新建住宅竣工面积5.7亿m2,此外,全国农村还新建住宅面积6.8亿m2,规模十分巨大。
我国地域广阔,从严寒地区、寒冷地区、夏热冬冷地区、夏热冬暖地区到温和地区,各地气候条件差别非常之大,太阳辐射量很不一样,采暖与制冷的需求各有不同,就在同一个严寒地区,其严寒时间与严寒程度也有相当大的差别,因而,从建筑节能的角度,也必须划分为若干个气候区域,对不同的气候区的居住建筑围护结构的保温隔热要求做出不同的规定。
近来,由于城市用地紧张,从总体上看,居住建筑的层数有增加的趋势,特别是一些大城市和特大城市,不断兴建高层甚至超高层居住建筑;又因富裕阶层的出现,城市周边和郊区,兴建了一些单层或低层别墅;中小城市的居住建筑,则仍以多层和低层为主;小城镇居住建筑则主要是平房和低层建筑。因此,本标准必须全面地而又有区别地考虑各种低层、多层、中高层和高层居住建筑的节能安排。
现在我国人均国内生产总值已超过1500美元,正是人民生活水平迅速提高、消费加快升级的阶段,广大居民对热环境的要求日益提高,采暖和空调的使用越来越普遍,这时如果建筑围护结构仍然保持很低的水平,势必使建筑能耗迅速增加,对国家的能源压力必然越来越大。
所有居住建筑在改建或扩建时,都应该按照本标准的要求采取节能措施。按照国家节能中长期计划的要求,必须有步骤地对既有建筑进行节能改造,到2010年大城市要改造25%,中等城市改造15%,小城市改造10%。在对居住建筑进行节能改造时,必须符合本标准的规定。
本标准适用于各类居住建筑,包括采用和尚未采用采暖或空调的居住建筑,其中包括住宅、集体宿舍、托儿所、幼儿园等;采暖方式包括采用煤、电、油、气等不同燃料或地热等自然能源,使用集中或分散供热的热源;空调方式包括采用电、气、地热等不同能源,使用集中或分散制冷冷源等等。
居住建筑的能源消耗,根据其所在地点的气候条件、围护结构及设备系统情况的不同,有相当大的差别,但绝大部分用于采暖空调的需要,有一小部分用于照明。本标准对建筑采暖与空调用能的节约做出了明确的规定,至于照明节能,在《建筑照明设计标准》GB50034-2004中另有规定。
1.0.3居住建筑的建筑热工和暖通空调设计必须采取节能措施,在保证室内热环境的前提下,将采暖和空调能耗控制在规定的范围内。
【条文说明】各类居住建筑的节能设计,必须根据当地具体的气候条件,首先保证室内热环境质量,提高人民生活水平;与此同时,还要提高采暖、通风、空调和照明系统的能源利用效率,实现国家的节能目标、可持续发展战略和能源发展战略,完成本标准规定节能50%--65%的任务。考虑到不同地区的气候、经济、技术和建筑结构与构造的差异,
为了兼顾较好的节能效益与较高的节能水平,本标准对不同地区的建筑规定的节能率有大约15%以内的差别。
居住建筑的能耗应该包括围护结构以及采暖、通风、空调和照明的能源消耗。我国北方城市建筑供热在二、三十年前还是以烧火炉采暖为主,有一些城市的集中供热也是以小型锅炉供热为主,现在已逐步转变为以集中供热为主,区域供热有了很大发展。1996年全国城市集中供热面积只有7.3 亿m2,到2004年各地区城市集中供热面积已达21.6亿m2,采用不同燃料的分散锅炉供热也迅速增加。而空调在我国居住建筑中的迅速发展更是近十几年的事情。全国各地区城镇居民家庭平均每百户空调器拥有量,1995年为8.09台,其中最高收入户平均也只有18.67台;1996年各地区城镇居民家庭平均每百户空调器拥有量增加到11.61台,其中北京14.20台,上海49.80台,广东54.90台;到2004年底全国各地区城镇居民家庭平均每百户空调拥有量已达69.81台,其中北京135.66台,上海159.20台,广东155.95台;2004年底全国各地区农村居民家庭平均每百户空调拥有量也已有4.70台,其中北京42.13台,上海54.83台,广东9.30台。由此可以看出,采暖和空调的日益普及,更要求建筑节能工作必须迅速跟上。由于居住建筑的照明往往由住户自行安排,难以由设计标准控制,只能通过宣传引导使居住者自觉采用节能灯具,因此,本标准规定的节能率并不包括照明节能在内。
为了合理设定节能目标的基准值,并便于衔接与对比,本标准提出的节能目标的基准仍基本上沿用《民用建筑节能设计标准(采暖居住建筑部分)》(JGJ 26-95)、《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》(JGJ 134-2001)与《夏热冬暖地区居住建筑节能设计标准》(JGJ 75  -2003)的规定。即严寒地区和寒冷地区的建筑,以各地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,经线性处理后的数据作为基准能耗;而对夏热冬冷和夏热冬暖地区的建筑,则在保证主要居室冬天18oC、夏天26oC的条件下,冬季用能效比为1的电暖器采暖,夏季用额定制冷工况时的能效比为2.2的空调器降温,计算出全年的采暖、空调能耗,此能耗值即作为基准能耗。在此能耗值的基础上,确定节能居住建筑全年的采暖、空调能耗降低50%--65%的节能目标,再按此目标对建筑、热工、采暖和空调设计提出节能措施要求。
当然,这种全年采暖和空调的能耗计算,只可能采用典型建筑按典型模式运算,而实际建筑是多种多样、相当复杂的,运行情况也是千差万别的,因此,设计时按照标准的规定去做就可以满足要求,如果再花时间去计算分析所设计建筑物的节能率究竟是多少,可能就不值得了。
1.0.4 居住建筑的节能设计,除应符合本标准的规定外,尚应符合国家现行有关标准的规定。
【条文说明】本标准对居住建筑的建筑、热工以及采暖、通风和空调设计中应该控制的、与能耗有关的指标和应采取的节能措施作出了规定。但居住建筑节能涉及的专业较多,相关专业均制定有相应的标准,有的也作出了节能规定。在进行居住建筑节能设计时,除应符合本标准外,尚应符合国家现行有关标准的规定。
2 术语
(待补充)
3 室内热环境设计计算指标
3.0.1 冬季采暖室内热环境设计计算指标:
   1 卧室、起居室室内设计温度取  18℃;
2 换气次数取                  0.5 次/h。
【条文说明】室内热环境质量的指标体系包括温度、湿度、风速、壁面温度等多项指标。本标准只提了温度指标和换气指标,原因是考虑到一般住宅极少配备集中空调系统,湿度、风速等参数实际上无法控制。另一方面,在室内热环境的诸多指标中,对人体的舒适以及对采暖能耗影响最大的是温度指标,换气指标则是从人体卫生角度考虑必不可少的指标。所以只提了空气温度指标和换气指标。
冬季室温控制18℃,基本达到了热舒适的水平。
本条文规定的18℃只是一个设计计算温度,主要是用来计算采暖能耗,并不等于实际的室温。在严寒和寒冷地区,这个温度由采暖系统保证。在其他地区,室内温度实际上是由住户自己控制的。
换气次数是室内热环境的另外一个重要的设计指标,冬季室外的新鲜空气进入室内一方面有利于确保室内的卫生条件,但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。
住宅建筑的层高为2.5m以上,按人均居住面积20m2计算,1小时换气0.5次,人均占有新风25 m3。
本条文规定的换气次数也只是一个设计计算值,主要也是用来计算采暖能耗,并不等于实际的新风量。实际的换气次数是由住户自己控制的。在北方地区,由于冬季室内外温差很大,居民很注意窗户的密闭性,很少长时间开窗通风。而在中部和南方地区,即使在冬季,居民也很习惯长时间开窗通风。
3.0.2 夏季空调室内热环境设计计算指标:
   1 卧室、起居室室内设计温度取  26℃;
2 换气次数取                  1.0次/h。
【条文说明】夏季室温控制在26℃,对大多数人都达到了热舒适的水平。调查表明,目前使用空调器的家庭,空调运行的设定温度大多数为26℃左右,也有一些青年家庭空调设定温度为24℃。
本条文规定的26℃只是一个设计计算温度,主要是用来计算空调降温能耗,并不等于实际的室温。实际的室内温度是由住户自己控制的。
夏季人们比冬季需要更多的新风,因此要确定一个合理的换气次数。
   住宅建筑的层高为2.5m以上,按人均居住面积20m2计算,1小时换气1次,人均占有新风50 m3。
本条文规定的换气次数也只是一个设计计算值,主要也是用来计算空调降温能耗,并不等于实际的新风量。实际的换气次数是由住户自己控制的。
潮湿是夏热冬冷地区和夏热冬暖地区气候的一大特点。在本节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,在空调机运行的状态下,室内很少会出现感觉潮湿的情况。本标准夏季室内温度定得比较低,这意味着空调机运行的时间较长,因此计算的得出的空调降温能耗也已经包含了很大一部分去湿的能耗。
4建筑与建筑热工设计
4.1  一般规定
4.1.1居住建筑的设计,用采暖度日数HDD18和空调度日数CDD26衡量当地寒冷和炎热的程度。依据不同的采暖度日数HDD18和空调度日数CDD26范围,将全国划分为表4.1.1所示的五个气候区,十一个气候子区。
表4.1.1                          居住建筑节能设计气候分区
气候分区 分区依据
严寒地区
(Ⅰ区) 严寒A区 5500 ≤ HDD18 < 8000
严寒B区
严寒C区 5000 ≤ HDD18 < 5500
3800 ≤ HDD18 < 5000
寒冷地区
(Ⅱ区) 寒冷A区 2000 ≤ HDD18 < 3800,        CDD26 ≤ 100
寒冷B区 2000 ≤ HDD18 < 3800, 100 < CDD26 ≤ 200
夏热冬冷地区(Ⅲ区) 夏热冬冷A区 1000 ≤ HDD18 < 2000,  50 < CDD26 ≤ 150
夏热冬冷B区
夏热冬冷C区 1000 ≤ HDD18 < 2000, 150 < CDD26 ≤ 300
600 ≤ HDD18 < 1000,  100 < CDD26 ≤ 300
夏热冬暖地区(Ⅳ区) 夏热冬暖地区 HDD18 <  600,        CDD26 > 200
温和地区
(Ⅴ区) 温和A区 600 ≤ HDD18  < 2000,       CDD26 ≤  50
温和B区        HDD18 <  600,        CDD26 ≤  50
【条文说明】衡量一个地方的寒冷和炎热的程度可以用不同的指标。从人的主观感觉出发,一年中最热冷月的平均温度和最热月的平均温度比较直接地反映了当地的寒冷和炎热的程度,以前的几本相关标准用的基本上都是温度指标。但是建筑节能设计标准的着眼点在于控制采暖和空调降温的能耗,而采暖和空调降温的需求除了温度的高低这个因素外,还与低温和高温持续的时间长短有着密切的关系。比如说甲地最冷月平均温度比乙地低,但乙地冷的时间比甲地长,这样两地采暖需求的热量可能是相同的。划分气候分区的最主要目的是针对各个分区提出不同的建筑围护结构热工性能要求,由于上述甲乙两地采暖需求的热量相同,将两地划入一个分区比较合理。采暖度日数指标包含了冷的程度和冷持续的时间长度两个因素,用它作为分区指标更可能反映采暖需求的大小。对上述甲乙两地的情况,如用最冷月的平均温度作为分区指标容易将两地分入不同的分区,而用采暖度日数作为分区指标则更可能分入同一个分区。因此,本标准用采暖度日数HDD18和空调度日数CDD26作为气候分区的指标。
采用新的气候分区指标在使用上不会给设计者带来任何新增的麻烦。
将全国划分为五个气候区,与现行的相关标准规范协调一致,而且这五个气候区的名称也大致反映了各自区域气候的特征。
进一步细分成11个子区,目的是使得依此而提出的建筑围护结构热工性能要求更合理一些。我国地域辽阔,一个气候区的面积就可能相当于欧洲的几个国家,区内的冷暖程度相差也还是比较大,客观上也有必要进一步细分。
如何确定表4.1.1中的作为分区指标的HDD18和CCD26的数值,并没有一个绝对'科学'的依据,只能是相对合理。无论如何取值,总有一些城市靠近相邻分区的边界,如将分界HDD18和CCD26的数值一调整,这些城市就会被划入另一个分区,这种现象也是不可避免的。
4.1.2建筑群的规划设计,单体的平、立面设计和门窗的设置应考虑冬季利用日照并避开主导风向,夏季利用凉爽时段的自然通风。
【条文说明】组织好建筑物室内外春秋季和夏季凉爽时间的自然通风,不仅有利于改善室内的热舒适程度,而且可减少开空调的时间有利于降低建筑物的实际使用能耗,因此在建筑单体设计和群体总平面布置时,考虑自然通风是十分必要的。
4.1.3建筑物的朝向宜采用南北或接近南北,主要房间避免夏季受东、西向日晒。
【条文说明】太阳辐射得热对建筑能耗的影响很大,夏季太阳辐射得热增加制冷负荷,冬季太阳辐射得热降低采暖负荷。由于太阳高度角和方位角的变化规律,南北朝向的建筑夏季可以减少太阳辐射得热,冬季可以增加太阳辐射得热,是最有利的建筑朝向。但由于建筑物的朝向还要受到许多其他因素的制约,不可能都作到南北朝向,所以本条用了'宜'字。
4.1.4 建筑物的平、立面不应出现过多的凹凸,建筑物的体形系数应符合表4.1.4的规定,如果体形系数不满足表4.1.4的规定,则必须按照第4.3节的要求进行围护结构热工性能的权衡判断。
表4.1.4             居住建筑的体形系数限值
建筑层数
≤3层 4~6层 7~9层 ≥10层
严寒地区 ≤0.55    ≤0.30 ≤0.26 ≤0.24
寒冷地区 ≤0.55 ≤0.35 ≤0.30 ≤0.26
夏热冬冷地区、温和地区A区 ≤0.55 ≤0.40 ≤0.35 ≤0.30
夏热冬暖地区、温和地区B区 不限
【条文说明】强制性条文。建筑物体形系数是指建筑物的外表面积和外表面积所包的体积之比。
体形系数的大小对建筑能耗的影响非常显著。体形系数越小,单位建筑面积对应的外表面积越小,外围护结构的传热损失越小。从降低建筑能耗的角度出发,应该将体形系数控制在一个较低的水平上。
但是,体形系数不只是影响外围护结构的传热损失,它还与建筑造型,平面布局,采光通风等紧密相关。体形系数过小,将制约建筑师的创造性,造成建筑造型呆板,平面布局困难,甚至损害建筑功能。因此确定体形系数的限值必须权衡利弊,不能仅仅考虑减小传热面积。
表4.1.4中的建筑层数分类与现行《住宅设计规范(2003年版)》GB 50096-1999中的低层、多层、中高层、高层的分类完全一致。考虑到这四类建筑本身固有的特点,在体形系数的限值上有所区别。
体形系数系数对建筑能耗影响较大,  在0.3的基础上每增加0.01,能耗约增加2.4%~2.8%;每减少0.01,能耗约减少2.3%~3%。严寒地区如果将体型系数放宽,会使得围护结构传热系数限值变得很小。使得围护结构在现有的技术条件下实现有难度,同时投入的成本太大。而对于寒冷地区,由于不存在技术难度,本标准适当地将多层建筑的体型系数放大到0.3 。严寒地区高层建筑的体型系数一般在0.2左右。为了给建筑师更大的设计灵活空间,将严寒地区体型系数限值控制在0.24(≥10层);将寒冷地区体型系数控制在0.26。低层建筑的体型系数较大,一般为0.55左右。
无论在哪个气候区,体形系数对围护结构传热量的相对影响都是一样的,但是体形系数对围护结构传热量的绝对影响确是随着室内外温差的增大而增大的。考虑到限制体形系数多少总会影响建筑师的设计自由度,因此权衡利弊,对不同的气候区提出了宽严不同的体形系数限值。夏热冬暖地区和温和地区的一部分,冬季几乎没有采暖的需求,夏季空调降温时,室内外的平均温差只有几度,和北方冬季采暖十几度甚至几十度的温差不可同日而语,降低空调负荷主要是遮阳问题,因此放弃了对体形系数的限制。
本条文是强制性条文,对体形系数的要求是必须满足的。一旦所设计的建筑超过规定的体形系数时,则要求提高建筑围护结构的保温隔热性能,并按照本章第4.3节的规定进行围护结构热工性能的权衡判断,审查建筑物的采暖和空调年耗电量是否能控制在规定的范围内。
4.2  围护结构热工设计
4.2.1  我国主要城市气候分区区属以及采暖度日数HDD18和空调度日数CDD26按附录A确定。
【条文说明】如何确定表4.1.1中的作为分区指标的HDD18和CCD26的数值,并没有一个绝对'科学'的依据,只能是相对合理。因此,在附录A中并非每一个城市都绝对按照表4.1.1中的作为分区指标的HDD18和CCD26的数值确定其气候分区区属,少数城市作了一些适当的调整,之所以作这样一些调整主要是出于地理位置和行政管理上的考虑。
4.2.2  建筑围护结构的热工性能参数,根据建筑所处城市的气候分区区属不同,不应超过表4.2.2-1、4.2.2-2、4.2.2-3、4.2.2-4、4.2.2-5、4.2.2-6、4.2.2-7、4.2.2-8、4.2.2-9、4.2.2-10、4.2.2-11中规定的限值。如果建筑围护结构的热工性能参数不满足上述表中规定的限值要求,必须按照第4.3节的规定进行围护结构热工性能的权衡判断。
表4.2.2-1    严寒地区A区  (5500≤HDD18<8000)   围护结构传热系数限值
围护结构部位 传热系数K  W/(m2·K)
屋面 ≥10层建筑 0.40
7~9层的建筑 0.40
4~6层的建筑 0.40
≤3层建筑 0.33
外墙 ≥10层建筑 0.48
7~9层的建筑 0.40
4~6层的建筑 0.40
≤3层建筑 0.33
底面接触室外空气的架空或外挑楼板 0.48
分隔采暖与非采暖空间的隔墙、楼板 0.70
户门 1.5
阳台门下部门芯板 1.0
地面 周边地面 0.28
非周边地面 0.28
外窗(含阳台门透明部分)    窗墙面积比≤20% 2.5
20%<窗墙面积比≤30% 2.2
30%<窗墙面积比≤40% 2.0
40%<窗墙面积比≤50% 1.7
表4.2.2-2    严寒地区B区 (5000≤HDD18<5500)   围护结构传热系数
围护结构部位 传热系数K  W/(m2·K)
屋面 ≥10层建筑 0.40
7~9层的建筑 0.40
4~6层的建筑 0.40
≤3层建筑 0.36
外墙 ≥10层建筑 0.45
7~9层的建筑 0.45
4~6层的建筑 0.45
≤3层建筑 0.40
底面接触室外空气的架空或外挑楼板 0.45
分隔采暖与非采暖空间的隔墙、楼板 0.80
户门 1.5
阳台门下部门芯板 1.0
地面 周边地面 0.35
非周边地面 0.35
外窗(含阳台门透明部分)    窗墙面积比≤20% 2.8
20%<窗墙面积比≤30% 2.5
30%<窗墙面积比≤40% 2.1
40%<窗墙面积比≤50% 1.8
表4.2.2-3    严寒地区C区 (3800≤HDD18<5000)   围护结构传热系数
围护结构部位 传热系数K  W/(m2·K)
屋面 ≥10层建筑 0.45
7~9层的建筑 0.45
4~6层的建筑 0.45
≤3层建筑 0.36
外墙 ≥10层建筑 0.50
7~9层的建筑 0.50
4~6层的建筑 0.50
≤3层建筑 0.40
底面接触室外空气的架空或外挑楼板 0.50
分隔采暖与非采暖空间的隔墙、楼板 1.0
户门 1.5
阳台门下部门芯板 1.0
地面 周边地面 0.35
非周边地面 0.35
外窗(含阳台门透明部分)    窗墙面积比≤20% 2.8
20%<窗墙面积比≤30% 2.5
30%<窗墙面积比≤40% 2.3
40%<窗墙面积比≤50% 2.1
表4.2.2-4  寒冷地区A 区(2000≤HDD18<3800, CDD26≤100)围护结构传热系数
围护结构部位 传热系数K  W/(m2·K)
屋面 ≥10层建筑 0.50
7~9层的建筑 0.50
4~6层的建筑 0.50
≤3层建筑 0.45
外墙 ≥10层建筑 0.50
7~9层的建筑 0.50
4~6层的建筑 0.50
≤3层建筑 0.45
底面接触室外空气的架空或外挑楼板 0.50
分隔采暖与非采暖空间的隔墙、楼板 1.2
户门 2.0
阳台门下部门芯板 1.7
地面 周边地面 0.50
非周边地面 0.50
外窗(含阳台门透明部分)    窗墙面积比≤20% 2.8
20%<窗墙面积比≤30% 2.8
30%<窗墙面积比≤40% 2.5
40%<窗墙面积比≤50% 2.0
表4.2.2-5  寒冷地区B区(2000≤HDD18<3800, 100<CDD26≤200)围护结构传热系数和遮阳系数限值
围护结构部位 传热系数K  W/(m2·K)
轻钢、木结构、轻质
墙板等围护结构 重质围护结构
屋面 ≥10层建筑 0.50 0.60
7~9层的建筑 0.50 0.60
4~6层的建筑 0.50 0.60
≤3层建筑 0.45 0.50
外墙 ≥10层建筑 0.50 0.60
7~9层的建筑 0.50 0.60
4~6层的建筑 0.50 0.60
≤3层建筑 0.45 0.50
底面接触室外空气的架空或外挑楼板 0.60
分隔采暖与非采暖空间的隔墙、楼板 1.0
户门 2.0
阳台门下部门芯板 1.7
传热系数K  W/(m2·K) 遮阳系数SC (东、西 向 / 南、北向)
外窗(含阳台门透明部分)    窗墙面积比≤20% 3.2 ---
20%<窗墙面积比≤30% 3.2 ---
30%<窗墙面积比≤40% 2.8 0.70 / ---
40%<窗墙面积比≤50% 2.5 0.60 / ---
表4.2.2-6 夏热冬冷地区A区(1000<HDD18<2000,50<CDD26<150)围护结构传热系数和遮阳系数限值
围护结构部位 传热系数K  W/(m2·K)
轻钢、木结构、轻质
墙板等围护结构 重质围护结构
屋面 ≥10层建筑 ≤0.4 ≤0.8
7~9层的建筑 ≤0.4 ≤0.8
4~6层的建筑 ≤0.4 ≤0.8
≤3层建筑 ≤0.4 ≤0.6
外墙 ≥10层建筑 ≤0.5 ≤1.0
7~9层的建筑 ≤0.5 ≤1.0
4~6层的建筑 ≤0.5 ≤1.0
≤3层建筑 ≤0.4 ≤0.8
底面接触室外空气的架空或外挑楼板 ≤1.5
分户墙和楼板 ≤2.0
户门 ≤3.0
传热系数K  W/(m2·K) 遮阳系数SC (东、南、西 向 / 北 向)
外窗(含阳台门透明部分)    窗墙面积比≤20% ≤4.7 -----
20%<窗墙面积比≤30% ≤3.2 ≤0.80 / ----
30%<窗墙面积比≤40% ≤3.2 ≤0.70 / 0.80
40%<窗墙面积比≤50% ≤2.5 ≤0.60 / 0.70
天窗 天窗面积占屋顶面积≤4% ≤3.2 ≤0.6
表4.2.2-7夏热冬冷地区B区(1000<HDD18<2000,150<CDD26<300)围护结构传热系数和遮阳系数限值
围护结构部位 传热系数K  W/(m2·K)
轻钢、木结构、轻质
墙板等围护结构 重质围护结构
屋面 ≥10层建筑 ≤0.4 ≤0.8
7~9层的建筑 ≤0.4 ≤0.8
4~6层的建筑 ≤0.4 ≤0.8
≤3层建筑 ≤0.4 ≤0.6
外墙 ≥10层建筑 ≤0.5 ≤1.0
7~9层的建筑 ≤0.5 ≤1.0
4~6层的建筑 ≤0.5 ≤1.0
≤3层建筑 ≤0.4 ≤0.8
底面接触室外空气的架空或外挑楼板 ≤1.5
分户墙和楼板 ≤2.0
户门 ≤3.0
传热系数K  W/(m2·K) 遮阳系数SC (东、、南、西  向 / 北 向)
外窗(含阳台门透明部分)    窗墙面积比≤20% ≤4.7 -----
20%<窗墙面积比≤30% ≤3.2 ≤0.70 / 0.80
30%<窗墙面积比≤40% ≤3.2 ≤0.60 / 0.70
40%<窗墙面积比≤50% ≤2.5 ≤0.50 / 0.60
天窗 天窗面积占屋顶面积≤4% ≤3.2 ≤0.5
表4.2.2-8夏热冬冷地区C 区(600<HDD18<1000,100<CDD26<300 )围护结构传热系数和遮阳系数限值
围护结构部位 传热系数K  W/(m2·K)
轻钢、木结构、轻质
墙板等围护结构 重质围护结构
屋面 ≥10层建筑 ≤0.5 ≤1.0
7~9层的建筑 ≤0.5 ≤1.0
4~6层的建筑 ≤0.5 ≤1.0
≤3层建筑 ≤0.4 ≤0.8
外墙 ≥10层建筑 ≤0.75 ≤1.5
7~9层的建筑 ≤0.75 ≤1.5
4~6层的建筑 ≤0.75 ≤1.5
≤3层建筑 ≤0.6 ≤1.2
底面接触室外空气的架空或外挑楼板 ≤1.5
分隔采暖空调与非采暖空调空间的隔墙 ≤2.0
分户墙和楼板 ≤2.0
户门 ≤3.5
传热系数K  W/(m2·K) 遮阳系数SC (东、南、西向 / 北 向)
外窗(含阳台门透明部分)    窗墙面积比≤20% ≤4.7 -----
20%<窗墙面积比≤30% ≤4.0 ≤0.70 / 0.80
30%<窗墙面积比≤40% ≤3.2 ≤0.60 / 0.70
40%<窗墙面积比≤50% ≤2.5 ≤0.50 / 0.60
天窗 天窗面积占屋顶面积≤4% ≤4.0 ≤0.5
表4.2.2-9  夏热冬暖地区 (HDD18<600, CDD26<200) 围护结构传热系数和遮阳系数限值
围护结构部位 传热系数K  W/(m2·K)
轻钢、木结构、轻质
墙板等围护结构 重质围护结构
屋面 ≥10层建筑 ≤0.5 ≤1.0
7~9层的建筑 ≤0.5 ≤1.0
4~6层的建筑 ≤0.5 ≤1.0
≤3层建筑 ≤0.4 ≤0.8
外墙 ≥10层建筑 ≤1.0 ≤2.0
7~9层的建筑 ≤1.0 ≤2.0
4~6层的建筑 ≤1.0 ≤2.0
≤3层建筑 ≤0.7 ≤1.5
底面接触室外空气的架空或外挑楼板 ≤2.0
传热系数K  W/(m2·K) 遮阳系数SC(东、南、西  向 / 北 向)
外窗(含阳台门透明部分)    窗墙面积比≤20% ----- -----
20%<窗墙面积比≤30% ----- ≤0.65 / 0.75
30%<窗墙面积比≤40% ----- ≤0.55 / 0.65
40%<窗墙面积比≤50% ----- ≤0.45 / 0.55
天窗 天窗面积占屋顶面积≤4% ----- ≤0.4
表4.2.2-10  温和地区A 区  (600≤HDD18<2000, CDD26<50)  围护结构传热系数和遮阳系数限值
围护结构部位 传热系数K  W/(m2·K)
轻钢、木结构、轻质
墙板等围护结构 重质围护结构
屋面 ≥10层建筑 ≤0.4 ≤0.8
7~9层的建筑 ≤0.4 ≤0.8
4~6层的建筑 ≤0.4 ≤0.8
≤3层建筑 ≤0.4 ≤0.6
外墙 ≥10层建筑 ≤0.5 ≤1.0
7~9层的建筑 ≤0.5 ≤1.0
4~6层的建筑 ≤0.5 ≤1.0
≤3层建筑 ≤0.4 ≤0.8
底面接触室外空气的架空或外挑楼板 ≤1.5
分户墙和楼板 ≤2.0
户门 ≤3.0
传热系数K  W/(m2·K) 遮阳系数SC(东、南、西 向 / 北 向)
外窗(含阳台门透明部分)    窗墙面积比≤20% ≤4.7 -----
20%<窗墙面积比≤30% ≤4.0 ≤0.80 / 0.80
30%<窗墙面积比≤40% ≤3.2 ≤0.70 / 0.70
40%<窗墙面积比≤50% ≤2.5 ≤0.60 / 0.60
天窗 天窗面积占屋顶面积≤4% ≤4.0 ≤0.6
表4.2.2-11  温和地区B 区  (HDD18<600, CDD26<50) 围护结构传热系数和遮阳系数限值
围护结构部位 传热系数K  W/(m2·K)
轻钢、木结构、轻质墙
板等围护结构 重质围护结构
屋面 ---- ----
外墙 ---- ----
底面接触室外空气的架空或外挑楼板 ----
传热系数K  W/(m2·K) 遮阳系数SC(东、南、西 向 / 北 向)
外窗(含阳台门透明部分及天窗)   ---- ----
注: 1、外墙的传热系数是指考虑了热桥影响后计算得到的平均传热系数,平均传热系数按附录B
的规定计算;
2、建筑朝向的范围:
北(偏东600至偏西600);东、西(东或西偏北300至偏南600);南(偏东300至偏西300);
       3、表中的窗墙面积比按不同朝向分别计算;
4、表中的遮阳系数系指外窗透明部分的遮阳系数:
有外遮阳时,遮阳系数=玻璃的遮阳系数×外遮阳的遮阳系数;
无外遮阳时,遮阳系数=玻璃的遮阳系数;
【条文说明】强制性条文。建筑围护结构热工性能直接影响到居住建筑采暖和空调降温的负荷于能耗,必须予以严格的控制。由于我国幅员辽阔,各地气候差异很大。为了使建筑物适应各地不同的气候条件, 满足节能要求,应根据建筑物所处的建筑气候分区,确定建筑围护结构合理的热工性能参数。本标准按照5个大气候区的11个小区,分别提出了建筑围护结构的传热系数限值以及外窗玻璃遮阳系数的限值。
确定建筑围护结构传热系数的限值时不仅考虑节能率,而且也从工程实际的角度考虑了可行性、合理性。
严寒地区和寒冷地区的围护结构传热系数限值,是通过对气候子区的能耗分析和考虑现阶段技术成熟程度而确定的。根据各个气候区节能的难易程度,确定了不同的传热系数限值 。我国严寒地区,在第二步节能时围护结构保温层厚度已经达到6~10mm厚 ,再单纯靠通过加厚保温层厚度,获得的节能收益已经很小。因此通过提高管网输送效率和提高锅炉运行效率来减轻对围护结构的压力。理论分析表明,达到同样的节能效果,锅炉效率每增加1%,则建筑物的耗热量指标可放松要求1.5% 左右, 室外管网输送效率每增加1%, 则建筑物的耗热量指标可放松要求1.0 %左右,并且当锅炉效率和室外管网输送效率都增长时, 总的能耗降低和锅炉效率和室外管网输送效率的增长呈线性关系。考虑到各地节能建筑的节能潜力和我国的围护结构保温的技术成熟程度,避免了各地采用统一的节能比例的做法,而采取同一气候子区,采用相同的围护结构限值的做法。对处于严寒和寒冷气候区的50个城市的多层建筑的建筑物耗热量指标的分析结果表明,采用的管网输送效率为92%,锅炉平均运行效率为70%时,平均节能率约为65%左右,此时最冷的海拉尔的节能率为58%,伊春的节能率为61%。这对于经济不发达且到目前建筑节能刚刚起步的这些地区来讲,该指标是合适的。
为解决以往节能标准中,高层和小高层容易达到节能标准要求,而低层建筑难于达到节能标准要求的状况,分析中将建筑物分别按照低层、多层、小高层和高层进行建筑物耗热量指标的计算,分析中所采用的典型建筑条件见表1及表2 。由于本标准室内计算温度与原标准有所不同,本标准分析中,已经将原标准规定的80~81年的通用建筑的耗热量指标按照公式进行了折算 。
表1                                   体型系数
建筑层数
3层 6层 9层 29层
严寒地区 0.452    0.298 0.26 0.239
寒冷地区 0.452 0.349 0.30 0.259
表2                                   窗墙面积比
建筑层数
3层 6层 9层 29层
严寒地区 南 0.328 0.349 0.4003 0.4003
东西 0.032 0.301 0.3007 0.3005
北 0.15 0.249 0.2497 0.25
寒冷地区
南 0.328 0.502 0.4003 0.4003
东西 0.032 0.298 0.3001 0.3001
北 0.15 0.304
0.25 0.25
严寒和寒冷地区冬季室内外温差大,采暖期长,提高围护结构的保温性能对降低采暖能耗作用明显,因此,本标准提的要求比较高,大致可以达到习惯上所说的节能65%左右的目标。
夏热冬冷地区冬季室内外温差不如北方那么大,提高围护结构的保温性能对降低采暖能耗的作用不如北方明显,因此,本标准提的要求也比北方低。该地区夏季又有空调降温的需求,而透过玻璃直接进入室内的太阳辐射对空调负荷的影响很大,因此本标准对该地区外窗(包括阳台门的透明部分和天窗)除了传热系数的限值外,还提出了遮阳系数的限值。
夏热冬暖地区没有冬季采暖的需求,夏季室内外的平均温差只有几度,提高围护结构的保温性能对降低空调能耗作用不是非常明显,因此本标准提的传热系数要求不高。夏季透过玻璃直接进入室内的太阳辐射对空调负荷的影响很大,因此本标准对该地区外窗(包括阳台门的透明部分和天窗)提出了遮阳系数的限值。至于外窗的传热系数,由于夏季室内外温差不大,考虑到可以使用单层玻璃窗,所以未对传热系数提出要求。
温和地区A区冬季有采暖的需求,围护结构的热工性能要求接近夏热冬暖地区B区。
温和地区B区冬季无采暖需求,夏季无空调降温需求,所以对围护结构的热工性能没提明确要求。
各个朝向窗墙面积比是指不同朝向外墙面上的窗、阳台门的透明部分的总面积与所在朝向建筑的外墙面的总面积(包括该朝向上的窗、阳台门的透明部分的总面积)之比。
窗墙面积比的确定要综合考虑多方面的因素,其中最主要的是不同地区冬、夏季日照情况(日照时间长短、太阳总辐射强度、阳光入射角大小),季风影响、室外空气温度、室内采光设计标准以及外窗开窗面积与建筑能耗等因素。一般普通窗户(包括阳台门的透明部分)的保温隔热性能比外墙差很多,窗墙面积比越大,采暖和空调能耗也越大。因此,从降低建筑能耗的角度出发,必须限制窗墙面积比。本条文规定的围护结构传热系数和遮阳系数限值表中,窗墙面积比越大,对窗的热工性能要求越高。
窗(包括阳台门的透明部分)对建筑能耗高低的影响主要有两个方面,一是窗的传热系数影响到冬季采暖、夏季空调室内外温差传热;另外就是窗受太阳辐射影响而造成的建筑室内的得热。冬季,通过窗口进入室内的太阳辐射有利于建筑的节能,因此,减小窗的传热系数抑制温差传热是降低窗热损失的主要途径之一;而夏季,通过窗口进入室内的太阳辐射成为空调降温的负荷,因此,减少进入室内的太阳辐射以及减小窗或透明幕墙的温差传热都是降低空调能耗的途径。
在严寒和寒冷地区,采暖期室内外温差传热的热量损失占主要地位。因此,对窗的传热系数的要求高于南方地区。反之,在夏热冬暖和夏热冬冷地区,空调期太阳辐射得热所引起的负荷可能成为了主要矛盾,因此,对窗的玻璃(或其他透明材料)的遮阳系数的要求高于北方地区。
4.2.3 夏热冬暖地区、夏热冬冷地区以及寒冷地区空调负荷大的建筑的外窗(包括阳台的透明部分)宜设置外部遮阳,遮阳的设置除能够有效地遮挡太阳辐射外,还应避免对窗口通风特性产生不利影响。外部遮阳的遮阳系数按附录C确定。
【条文说明】夏季透过窗户进入室内的太阳辐射热构成了空调负荷的主要部分,设置外遮阳是减少太阳辐射热进入室内的一个有效措施。夏季外遮阳在遮挡阳光直接进入室内的同时,可能也会阻碍窗口的通风,因此设计时要加以注意。
4.2.4 活动式外遮阳容易兼顾建筑冬夏两季对阳光的不同需求,如设置了展开后可以全部遮蔽窗户的活动式外遮阳,则认定第4.2.2条提到的对外窗的遮阳系数要求得到满足。
【条文说明】建筑物在冬夏两季对透过窗户进入室内的太阳辐射的需求是截然相反的。尤其是在夏热冬冷地区更是如此,所以设置活动式的外遮阳更加合理。窗外侧的卷帘、百叶窗等就属于'展开后可以全部遮蔽窗户的活动式外遮阳',虽然造价比一般固定外遮阳(如窗口上部的外挑板等)高,但遮阳效果好,最能兼顾冬夏,应当鼓励使用。
4.2.5 居住建筑不宜设置凸窗。设置凸窗时,凸窗凸出(从内墙面至凸窗内表面)不应大于600mm。凸窗的传热系数应比普通平窗降低10%,其不透明的顶部、底部、侧面的传热系数应小于或等于外墙的传热系数。
严寒地区不应设置凸窗,寒冷地区及夏热冬冷地区A区和B区北向的卧室、起居室不应设置凸窗。
计算窗墙面积比时,凸窗的窗面积和凸窗所占的墙面积都按窗洞口面积计算。
【条文说明】从节能的角度出发,居住建筑不应设置凸窗,但节能并不是居住建筑设计所要考虑的唯一因素,因此本条文提'不宜设置凸窗'。设置凸窗时,凸窗的保温性能必须予以保证,否则不仅造成能源浪费,而且容易出现结露、淌水、长霉等问题,影响房间的正常使用。严寒地区冬季室内外温差大,凸窗更加容易发生结露现象,寒冷地区以及夏热冬冷地区A区和B区北向的房间冬季凸窗也容易发生结露现象,因此本条文提'不应设置凸窗'。
4.2.6外窗应具有良好的密闭性能,严寒、寒冷地区以及夏热冬冷A区和B区建筑的外窗气密性等级不应低于《建筑外窗空气渗透性能分级及其检测方法》GB7107-2002中规定的4级。夏热冬冷C区、夏热冬暖地区和温和地区建筑的外窗气密性等级不应低于《建筑外窗空气渗透性能分级及其检测方法》GB7107-2002中规定的3级。
【条文说明】强制性条文。为了保证建筑的节能,要求外窗具有良好的气密性能,以避免夏季和冬季室外空气过多地向室内渗漏。《建筑外窗气密性能分级及其检测方法》GB7107-2002中规定的4级对应的性能是:在10Pa压差下,每小时每米缝隙的空气渗透量不大于1.5m3,且每小时每平方米面积的空气渗透量不大于4.5 m3。3级对应的性能是:在10Pa压差下,每小时每米缝隙的空气渗透量不大于2.5m3,且每小时每平方米面积的空气渗透量不大于7.5 m3。
本条文对不同气候区外窗气密性的要求分成两档,在室内外温差比较大的地区,外窗的气密性要求严一些,在室内外温差比较小的地区,外窗的气密性要求则松一些。
4.2.7  外墙与屋面的热桥部位均应进行保温处理,以保证热桥部位的内表面温度在室内空气设计温、湿度条件下不低于露点温度。
【条文说明】住宅室内表面发生结露会给室内环境带来负面的影响,给居住者的生活带来不便。如果长时间的结露则还会滋生霉菌,对居住者的健康造成有害的影响,是不允许的。
室内表面出现结露最直接的原因是表面温度低于室内空气的露点温度。
一般说来,住宅外围护结构的内表面大面积结露的可能性不大,结露大都出现在金属窗框、窗玻璃表面、墙角、墙面、屋面上可能出现热桥的位置附近。本条文规定在住宅的设计过程中,应注意外墙与屋面可能出现热桥的部位的特殊保温措施,核算在设计状态下可能结露部位的内表面温度是否高于露点温度,防止在室内温、湿度设计条件下产生结露现象。
另一方面,热桥是出现大密度热流的部位,加强热桥部位的保温,可以减小采暖和空调负荷。
值得指出的是,要彻底杜绝内表面的结露现象有时也是非常困难的。例如在我国南方的霉雨季节,空气非常潮湿,空气所含的水蒸汽接近饱和,对应的露点温度已经非常接近空气本身的温度。表面温度只要稍稍比空气温度低一点,就会发生结露现象。在这种情况下,除非紧闭门窗,室外空气经除湿处理后再送入室内,否则短时间的结露现象是不可避免的。因此,本条文规定的是在'室内空气设计温、湿度条件下'不应出现结露。'室内空气温、湿度设计条件下'就是一般的正常情况,不是象南方的霉雨季节那样非常潮湿的情况。
4.2.8  底层地坪以及与地坪接触的周边外墙应采用良好的保温防潮措施。
【条文说明】与土壤接触的地面以及地面以上几十厘米高的周边外墙(特别是墙角)由于受二维、三维传热的影响,比较容易出现表面温度低的情况,一方面造成大量的热量损失,另一方面也容易发生返潮、结露,因此要特别注意这一部分围护结构的保温防潮。
在严寒和寒冷地区,即使没有地下室,也应该将外墙外侧的保温延伸到地坪以下,有利于减小周边地面以及地面以上几十厘米高的周边外墙(特别是墙角)热损失,提高内表面温度,避免结露。
4.3  围护结构热工性能的权衡判断
4.3.1  建筑围护结构热工性能的权衡判断在严寒和寒冷地区以建筑耗热量指标为判据,在夏热冬冷地区和温和地区A区以采暖耗电量和空调耗电量之和为判据,在夏热冬暖地区以空调耗电量为判据。
【条文说明】第4.2.2条对各气候区的建筑的围护结构提出了明确的热工性能要求,如果这些热工性能要求全部得到满足,则可认定设计的建筑满足本标准的节能设计要求。但是,随着住宅的商品化,开发商和建筑师越来越关注住宅建筑的个性化,有时会出现所设计建筑不能全部满足各部分建筑围护结构热工性能要求的情况。在这种情况下,不能简单地判定该建筑不满足本标准的节能设计要求。因为第4.2.2条是对每一个部分分别提出热工性能要求,而实际上对建筑物采暖和空调负荷的影响是所有建筑围护结构热工性能的综合结果。某一部分的热工性能差一些可以通过提高另一部分的热工性能弥补回来。例如某建筑的体形系数超过了第4.1.4条提出的限值,通过提高改建筑墙体和外窗的保温性能,完全有可能使它传热损失仍旧得到很好的控制。为了尊重建筑师的创造性工作,同时又使所设计的建筑能够符合节能设计标准的要求,引入建筑围护结构的总体热工性能是否达到要求的权衡判断法。权衡判断法不拘泥于建筑围护结构各个局部的热工性能,而是着眼于总体热工性能是否满足节能标准的要求。
   严寒和寒冷地区夏季空调降温的需求很小,因此建筑围护结构的总体热工性能权衡判断以建筑耗热量指标为判据。夏热冬冷地区和温和地区A区冬季采暖夏季空调都有需求,因此以采暖耗电量和空调耗电量之和为判据。夏热冬暖地区冬季采暖没有需求,因此以空调耗电量为判据。
4.3.2  在严寒和寒冷地区,计算得到的所设计居住建筑的建筑耗热量指标应小于或等于附录A中的表A-2的限值。
在夏热冬冷地区和温和地区A区,计算得到的所设计居住建筑的采暖耗电量和空调耗电量之和应小于或等于参照建筑的采暖耗电量和空调耗电量之和。
在夏热冬暖地区,计算得到的所设计居住建筑的空调耗电量应小于或等于参照建筑的空调耗电量。
【条文说明】附录A中表A-2的严寒和寒冷地区各城市的建筑耗热量指标限值,是根据底层、多层、中高层、高层一些比较典型的建筑计算出来的,这些建筑的体形系数满足表4.1.4的要求,围护结构热工性能参数满足第4.2.2条中提出对应表的要求,因此作为建筑围护结构的总体热工性能权衡判断的基准。
夏热冬冷地区和温和地区A区各城市的建筑既有采暖的需求,又有空调降温的需求,因此需要计算采暖耗电量和空调耗电量。与北方采暖地区集中采暖的居住建筑不同,夏热冬冷地区的采暖和空调是居民的个人行为,冬夏两季,极少数家庭会把一套住宅内各个房间的空调器都同时长时间运行,绝大多数家庭开启空调器的习惯是人在哪个房间就开哪个房间的空调器。按照这种模式计算,同样是3口之家,两室一厅60多平米的一套住宅和3室两厅90多平米一套住宅的采暖空调耗电量折合到单位建筑面积差异会很大,因此如果仿照严寒和寒冷地区,直接给出采暖耗电量和空调耗电量限值不太合适,所以用参照建筑的采暖耗电量和空调耗电量来作为建筑围护结构的总体热工性能权衡判断的基准。
夏热冬暖地区与夏热冬冷相比,除了不计算采暖耗电外,空调的使用情况相仿,因此,也用参照建筑的空调耗电量作为建筑围护结构的总体热工性能权衡判断的基准。
所谓参照就是一栋与所设计的建筑对应的虚拟建筑。参照建筑的形状、大小、内部的房间划分与实际所设计的建筑完全一致,参照建筑各部分的围护结构传热系数和遮阳系数符合第4.2.2条的要求,其中窗墙面积比取40%。计算参照建筑和所设计的建筑全年的采暖和空调能耗,并依照这两个能耗的比较结果作出判断。
4.3.3  严寒和寒冷地区所设计建筑的建筑耗热量指标按式4.3.3计算。
            (4.3.3)
式中   qH ----建筑物耗热量指标  W/m2;
      qHT ----折合到单位建筑面积上的通过建筑围护结构的传热率 W/m2;
      qINF ----折合到单位建筑面积上的建筑空气渗透耗热率 W/m2;
qIH ----折合到单位建筑面积上的建筑物内部得热率,取3.8W/m2。
【条文说明】建筑耗热量指标实际上是一个'功率',将其乘上采暖的时间,就得到单位建筑需要供热系统提供的热量。严寒和寒冷地区的建筑耗热量指标采用静态的方法来计算
4.3.3.1 折合到单位建筑面积上的通过建筑围护结构的传热率qHT按式4.3.4计算
       (4.3.4)
式中  qHq ---- 折合到单位建筑面积上的通过墙的传热率 W/m2;
qHw ---- 折合到单位建筑面积上的通过屋顶的传热率 W/m2;
qHd ---- 折合到单位建筑面积上的通过地面的传热率 W/m2;
qHmc ---- 折合到单位建筑面积上的通过门、窗的传热率 W/m2。
【条文说明】在设计阶段,要控制建筑耗热量指标,最主要的就是控制折合到单位建筑面积上的通过建筑围护结构的传热率。
4.3.3.2 折合到单位建筑面积上的通过墙的传热量qHq按式4.3.5计算
            (4.3.5)
式中  tn  --- 室内计算温度,取18℃;
     te  ---采暖期室外平均温度,根据附录A中的附表A-1确定;
εqi ---- 外墙传热系数的修正系数,根据附录F中的表 F.0.2确定;
Kmqi ---- 外墙平均传热系数 W/(m2K), 根据附录B 计算确定;
Fqi ---- 外墙的面积 m2,参照附录G的规定计算确定;,
A0 ---- 建筑面积  m2,参照附录G的规定计算确定。
【条文说明】外墙传热系数的修正系数主要是考虑太阳辐射和夜间天空辐射对外墙传热的影响。
   外墙设置了保温层之后,其主断面上的保温性能一般都很好,通过主断面流到室外的热量比较小,与此同时通过梁、柱、窗口周边的热桥流到室外的热量在总热量的中的比例越来越大,因此一定要用外墙平均传热系数来计算通过墙的传热量。由于外墙上可能出现的热桥情况非常复杂,沿用以前标准的面积加权法不能准确地计算,因此在附录B 中引入了一种基于二维传热的计算方法,这与现行ISO标准是一致的。
4.3.3.3 折合到单位建筑面积上的通过屋顶的传热量 qHw按式4.3.6计算
                          (4.3.6)
式中  εwi    ---- 屋顶传热系数的修正系数,根据附录F中的表 F.0.2确定;
Kmwi ---- 屋顶平均传热系数 W/(m2K), 根据附录B 计算确定;
Fwi ---- 屋顶的面积 m2,参照附录G的规定计算确定。
【条文说明】屋顶传热系数的修正系数主要是考虑太阳辐射和夜间天空辐射对屋顶传热的影响。
   与外墙相比,屋顶上出现热桥的可能性要小的多。因此,如果确有明显的热桥,同样用附录B 中的计算方法计算屋顶的平均传热系数,如无明显的热桥,则屋顶的平均传热系数就等于屋顶主断面的传热系数。
4.3.3.4 折合到单位建筑面积上的通过地面的传热量 qHd按式4.3.7计算
                     (4.3.7)
式中  Kdi ---- 地面的传热系数 W/(m2K);
Fdi ----地面的面积 m2,参照附录G的规定计算确定。
【条文说明】地面的传热是一个很复杂的非稳态二维或三维(墙角部分)传热过程,式(4.3.7)中的地面传热系数实际上是一个当量传热系数,应由非稳态二维或三维(墙角部分)传热计算程序确定。
4.3.3.5 折合到单位建筑面积上的通过外门、外窗的传热量 qHmc按式4.3.8计算
        (4.3.8)
式中  Kmci ---- 门、窗的传热系数 W/(m2K);
Fmci ---- 门、窗的面积 m2。
Ityi  ----门窗外表面采暖期平均太阳辐射热,W/m2,根据附录A中的表A-1确定;
SCmci  ----无外遮阳时取窗、门透明部分的遮阳系数,有外遮阳时取外遮阳的遮阳系数和窗、门透明部分的遮阳系数的乘积,无透明部分的外门取值0,0.87是3mm玻璃的太阳辐射透过率;
Cmci  ----窗和门的透明部分的污垢遮挡系数,取值0.9;
Mmci  ----计算面积修正系数, 取门、窗透明部分面积与全部面积之比;
【条文说明】外门、外窗的传热分成两部分来计算,前一部分是室内外温差引起的传热,后一部分透过外门、外窗的透明部分进入室内的太阳辐射得热。
4.3.3.6折合到单位建筑面积上的建筑空气渗透耗热量 qINF按式4.3.9计算
                                 (4.3.9)
式中  Cp ---- 空气的比热容,取 0.28 Wh/(kgK);
ρ   ---- 空气的密度,取温度te下的值;
N  ---- 换气次数, 取每小时 0.5 次;
V  ---- 换气体积  m3,参照附录G的规定计算确定。
【条文说明】式(4.3.9)计算室内外空气交换引起的热损失。
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/(m2K)。
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。
【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
5.1  一般规定
5.1.1  采暖和集中空气调节系统的施工图设计,必须对每一个房间进行热负荷和逐项逐时的冷负荷计算。
【条文说明】强制性条文。引自《采暖通风与空气调节设计规范》GB 50019-2003,6.2.1条(强制性条文):'除方案设计或初步设计阶段可使用冷负荷指标进行必要的估算之外,应对空气调节区进行逐项逐时的冷负荷计算';和《公共建筑节能设计标准》 GB 50189-2005,5.1.1条(强制性条文):'施工图设计阶段,必须进行热负荷和逐项逐时的冷负荷计算。'
5.1.2  位于严寒和寒冷地区的居住建筑,应设置采暖设施。位于夏热冬冷地区、夏热冬暖地区和温和地区的居住建筑,宜设置采暖和(或)空气调节设施,或预留设置采暖和(或)空气调节设施的位置和条件。
【条文说明】严寒和寒冷地区的居住建筑,采暖设施是生活必须设施。夏热冬冷地区、夏热冬暖地区和温和地区的居住建筑是否设置采暖和(或)空气调节设施,则要根据气候情况、经济条件等因素确定,但是,不管建设中是否设置,应考虑今后发展因素,预留设置采暖和(或)空气调节设施的位置和条件。
5.1.3  居住建筑集中采暖、空调系统的热、冷源方式及设备的选择,可根据资源情况、环境保护、能源效率及用户对采暖费用的可承受能力等综合因素,经技术经济分析比较确定。
【条文说明】随着经济发展,人民生活水平的不断提高,对空调、采暖的需求逐年上升。对于居住建筑选择设计集中空调、采暖系统方式,还是分户空调、采暖方式,应根据当地能源、环保等因素,通过仔细的技术经济分析来确定。同时,还要考虑用户对设备及运行费用的承担能力。
5.1.4  居住建筑的供热采暖,应符合以下原则:
1 以热电厂和区域锅炉房为主要热源;在城市集中供热范围内时,应优先采用城市热网 提供的热源;
2 有条件时,宜采用冷、热、电联供系统;
3 集中锅炉房的供热规模应根据燃料确定,采用燃气时,供热规模不宜过大,采用燃煤时供热规模不宜过小;
4 在工厂区附近时,应优先利用工业余热和废热;
5 有条件时应积极利用可再生能源,如太阳能、地热能等。
【条文说明】居住建筑的采供热暖占我国建筑能耗的主要部分,热源型式的选择会受到能源、环境、工程状况使用时间及要求等多种因素的影响和制约,为此必须客观全面地对热源方案进行分析比较后合理确定。
5.1.5  居住建筑的采暖供热系统,应按热水连续采暖进行设计。住宅区内的商业、文化及其他公共建筑,可根据其使用性质、供热要求由技术经济比较确定。
【条文说明】居住建筑采用连续采暖能够提供一个较好的供热品质。同时,在采用了相关的控制措施(如散热器恒温阀、热力入口控制、热源气候补偿控制等)的条件下,连续采暖可以使得供热系统的热源参数、热媒流量等实现按需供应和分配,不需要采用间歇式供暖的热负荷附加,降低了热源的装机容量,提高了热源效率,减少了能源的浪费。
对于住宅区内的公共建筑,如果允许较长时间的使用间歇,在保证房间防冻的情况下,采用间歇采暖对于整个采暖季来说相当于降低了房间的平均采暖温度,有利于节能。但必须根据适用要求进行具体的分析确定。
5.1.6 除电力充足和供电政策支持、或者建筑所在地无法利用其他形式的能源外,严寒和寒冷地区的住宅内,不应采用直接电热采暖。.
【条文说明】强制性条文。引自《住宅建筑规范》GB 50368-2005中8.3.5条(强制性条文):'除电力充足和供电政策支持外,严寒地区和寒冷地区的住宅内不应采用直接电热采暖'。建设节约型社会已成为全社会的责任和行动,用高品位的电能直接转换为低品位的热能进行采暖,热效率低,是不合适的。严寒、寒冷地区全年有4~6个月采暖期,时间长,采暖能耗占有较高比例。近些年来由于采暖用电所占比例逐年上升,致使一些省市冬季尖峰负荷也迅速增长,电网运行困难,出现冬季电力紧缺。盲目推广没有蓄热配置的电锅炉,直接电热采暖,将进一步劣化电力负荷特性,影响民众日常用电。因此,应严格限制应用直接电热进行集中采暖的方式。当然,作为居住建筑来说,并不限制居住者选择直接电热方式自行进行分散形式的采暖。
5.1.7  集中采暖和(或)空调系统,必须具备住户分户热量分摊的条件;设计时应设置分户热量分摊装置或预留安装该装置的位置。
【条文说明】强制性条文。楼前热量表是该栋楼耗热(冷)量的结算依据,而楼内住户应理解热(冷)量分摊,当然,每户应该有相应的装置对整栋楼的耗热(冷)量进行户间分摊。在没有实施供热体制改革的严寒、寒冷地区,也应该预留住户热量分摊装置的位置。
5.2  热源、热力站及热力网
5.2.1  在当地没有热电联产、工业余热和废热可资利用的情况下,应建设以集中锅炉房为热源的供热系统。
【条文说明】
建设部、国家发展和改革委员会、财政部、人事部、民政部、劳动和社会保障部、国家税务总局、国家环境保护总局颁布的《关于进一步推进城镇供热体制改革的意见》(建城[2005]220号)中,在优化配置城镇供热资源方面提出'要坚持集中供热为主'的方针。
5.2.2  独立建设的燃煤集中锅炉房中单台锅炉的容量,不宜小于7.0 MW。对于规模较小的住宅区,锅炉的单台容量可适当降低,但不宜小于4.2 MW。
【条文说明】引自《民用建筑节能设计标准(采暖居住建筑部分)》JGJ 26-95中第5.1.2条。
1.根据燃煤锅炉单台容量越大效率越高的特点,为了提高热源效率,应尽量采用较大容量的锅炉;
2.考虑住宅采暖的安全性和可靠性,锅炉的设置台数应在不少于两台,因此对于规模较小(设计供热负荷低于14MW的小区,单台锅炉的容量可以适当的降低。
5.2.3  新建锅炉房时,应考虑与城市热网连接的可能性。锅炉房宜建在靠近热负荷密度大的地区。
【条文说明】目前有些地区的很多城市都已做了集中供热规划设计,但限于经济条件,大部分规模较小,有不少小区暂时无网可入,只能先搞过渡性的锅炉房,因此提出该条文。
5.2.4  锅炉的选型,应与当地长期供应的燃料种类相适应。锅炉的设计效率不应低于表5.2.4中规定的数值。
表5.2.4        锅 炉 的 最 低 设 计 效 率  (%)
锅炉类型、燃料种类及发热值 在下列锅炉容量(MW)下的设计效率(%)
0.7 1.4 2.8 4.2 7.0 14.0 >28.0
燃 煤 烟 煤 Ⅱ           -  - 73 74 78 79 80
Ⅲ   -  - 74 76 78 80 82
燃 油、燃 气 86 87 87 88 89 90 90
【条文说明】锅炉运行效率是长期、监测和记录数据为基础,统计时期内全部瞬时效率的平均值。本标准中规定的锅炉运行效率是以整个采暖季作为统计时间的,它是反映各单位锅炉运行管理水平的重要指标。它既和锅炉及其辅机的状况有关,也和运行制度等因素有关。锅炉运行效率,要达到70%的要求,首先要保证所选用锅炉的最低设计效率不应低于73%。表中数据是根据目前国内企业生产的锅炉的设计效率来确定的。
5.2.5  锅炉房的总装机容量 (W),应按下式确定:
                                 (5.2.1)
式中   Q0  - 锅炉负担的采暖设计热负荷(W);
η1- 室外管网输送效率,一般取0.92。
【条文说明】本条引自《民用建筑节能设计标准》JGJ 26-95第5.2.6条。热水管网热媒输送到各热用户的过程中需要减少下述损失:(1)管网向外散热造成散热损失(保温效率);(2)管网上附件及设备漏水和用户放水而导致的补水耗热损失(输热效率);(3)通过管网送到各热用户的热量由于网路失调而导致的各处室温不等造成的多余热损失(平衡效率)。管网的输送效率是反映上述各个部分效率的综合指标。提高管网的输送效率,应从提高上述三方面效率入手。目前的技术和管理水平,可以达到93%,考虑各地技术及管理上的差异,将室外管网的输送效率取为92%。
5.2.6  燃煤锅炉房的锅炉台数,宜采用2~3台,不应多于5台。在低于设计运行负荷条件下多台锅炉联合运行时,单台锅炉的运行负荷不应低于额定负荷的60 %。
【条文说明】
目前的锅炉产品和热源装置在控制方面已经有了较大的提高,对于低负荷的满足性能得到了改善,因此在有条件时尽量采用较大容量的锅炉有利于提高能效,同时,过多的锅炉台数会导致锅炉房面积加大、控制相对复杂和投资增加等问题,因此宜对设置台数进行一定的限制。
当多台锅炉联合运行时,为了提高单台锅炉的运行效率,其负荷率应有所限制,避免出现多台锅炉同时运行但负荷率都很低而导致的效率较低的现象。因此,设计时应采取一定的控制措施,通过运行台数和容量的组合,在提高单台锅炉负荷率的原则下,确定合理的运行台数。
锅炉的经济运行负荷区通常为70%~100%;允许运行负荷区则为60%~70%和100%~105%。因此,本条根据习惯规定单台锅炉的最低负荷为60%。对于燃煤锅炉来说,不论是多台锅炉联合运行还是只有单台锅炉运行,其负荷都不应低于额定负荷的60%。对于燃气锅炉,由于燃烧调节反应迅速,一般可以适当放宽。
5.2.7  燃气锅炉房的设计,应符合下列规定:
1 供高层建筑时供热面积不宜大于70,000 m2,供多层建筑时供热面积不宜大于40,000 m2;
2 锅炉房的供热半径不宜大于150 m。当受条件限制供热面积较大时,应经技术经济比较确定,采用分区设置热力站的间接供热系统;
3 模块式组合锅炉房,宜以楼栋为单位设置;数量宜为4~8台,不应多于10台;
4 每个锅炉房的供热量宜在1.4MW以下。总供热面积较大,且不能以楼栋为单位设置时,锅炉房也应分散设置;
5 燃气锅炉直接供热系统的锅炉供、回水温度和流量的限定值,与负荷侧在整个运行期对供、回水温度和流量的要求不一致时,应按热源侧和用户侧配置两次泵水系统。
【条文说明】燃气锅炉的效率与容量的关系不太大。关键是锅炉的配置、自动调节负荷的能力等。有时,性能好的小容量锅炉会比性能差的大容量锅炉效率更高。燃气锅炉房供热规模不宜太大,是为了在保持锅炉效率不降低的情况下,减少供热用户,缩短供热半径,有利于室外供热管道的水力平衡,减少由于水力失调形成的无效热损失,同时降低管道散热损失和水泵的输送能耗。
   锅炉的台数不宜过多,只要具备较好满足整个冬季的变负荷调节能力即可。由于燃气锅炉在负荷率30%以上锅炉效率可接近额定效率,负荷调节能力较强,不需要采用很多台数来满足调节要求。锅炉台数过多,必然造成占用建筑面积过多,一次投资增大等问题。
模块式组合锅炉燃烧器的调节方式均采用一段式起停控制,冬季变负荷调节只能依靠台数进行,为了尽量符合负荷变化曲线应采用合适的台数,台数过少易偏离负荷曲线,调节性能不好,8台模块式锅炉已可满足调节的需要。模块式锅炉的燃烧器一般采用大气式燃烧,燃烧效率较低,比非模块式燃气锅炉效率低不少,对节能和环保均不利。以楼栋为单位来设置模块式锅炉房时,因为没有室外供热管道,弥补了燃烧效率低的不足,从总体上提高了供热效率。反之则两种不利条件同时存在,对节能环保非常不利。因此模块式组合锅炉只适合小面积供热,供热面积很大时不应采用模块式组合锅炉,应采用其他高效锅炉。
5.2.8  锅炉房设计时应充分利用锅炉产生的各种余热。
1 热媒供水温度不高于60℃的低温供热系统,应设烟气余热回收装置;
2 散热器采暖系统宜设烟气余热回收装置;
3 有条件时,应选用冷凝式燃气锅炉,当选用普通锅炉时,应另设烟气余热回收装置。
【条文说明】低温供热时,如地面辐射采暖系统,回水温度低,热回收效率较高,技术经济很合理。散热器采暖系统回水温度虽然比地面辐射采暖系统高,但仍有热回收效价值。
冷凝式锅炉价格高,对一次投资影响较大,但因热回收效果好,锅炉效率很高,有条件时应选用。
5.2.9  锅炉房和热力站的一次水总管和二次水总管上,必须设置计量总供热量的热量表;集中采暖系统中的建筑物应该在热力入口处设置热量表,作为该建筑物采暖耗热量的依据,并设置过滤器。
【条文说明】强制性条文。2005年12月6日由建设部、发改委、财政部、人事部、民政部、劳动和社会保障部、国家税务总局、国家环境保护总局八部委发文《关于进一步推进城镇供热体制改革的意见》(建城[2005]220号),文件明确提出,'新建住宅和公共建筑必须安装楼前热计量表和散热器恒温控制阀,新建住宅同时还要具备分户热计量条件'。文件中楼前热表可以理解为是进行与供热单位进行热费计算的依据,至于楼内住户可以依据不同的方法(设备)进行室内参数(比如,热量,温度)测量,然后,依据测量值对全楼的耗热量进行住户间分摊。
由于入口总表为所耗热量的结算表,精度及可靠性要求高,价格相对比较昂贵,如果每个入口,设置热量表,有个投资太高的问题。为了降低计量投资费用,可以在一栋楼设置一个热力入口,当然,系统与外网的连接方式需要做改变。从每栋楼作为一个计量单元来看,这样调整并不影响耗热量的结算。对于建筑结构相近的小区(组团),从降低热表投资角度,也可以若干栋建筑物设置一个热力入口,以一块热表进行该楼的结算。
对于只根据住户的面积进行整栋楼耗热量按户分摊时(比如既有居住建筑改造时),每栋楼应该设置各自的热量表。
5.2.10 有条件采用集中供热或在楼栋内集中设置燃气热水机组(锅炉)的高层建筑中,不宜采用户式燃气供暖炉(热水器)作为采暖热源。如必须采用户式燃气炉作为热源时,应设置专用的进气及排烟通道,并应符合下列要求:
1 燃气炉自身必须配置有完善且可靠的自动安全保护装置;
2 燃气热风供暖炉的额定热效率不低于80%;
   3 燃气热水供暖炉的额定热效率不低于89%,部分负荷下的热效率不低于85%;
   4 具有同时自动调节燃气量和燃烧空气量的功能,并配置有室温控制器;
5 配套供应的循环水泵的工况参数,与采暖系统的要求相匹配。
【条文说明】户式燃气采暖炉包括热风炉和热水炉,已经在一定范围内应用于多层住宅和低层住宅采暖,在建筑围护结构热工性能较好(至少达到节能标准规定)和产品选用得当的条件下,也是一种可供选择的采暖方式。本条根据实际使用过程中的得失,从节能角度提出了对户式燃气采暖炉选用的原则要求。
 对于户式供暖炉,在采暖负荷计算中,应该包括户间传热量,在此基础上可以再适当留有余量。但是设备容量选择过大,会因为经常在部分负荷条件下运行而大幅度地降低热效率,并影响采暖舒适度。
燃气采暖炉大部分时间只需要部分负荷运行,如果单纯进行燃烧量调节而不相应改变燃烧空气量,会由于过剩空气系数增大使热效率下降。因此宜采用具有自动同时调节燃气量和燃烧空气量功能的产品。
为保证锅炉运行安全,要求户式供暖炉设置专用的进气及排气通道。
5.2.11 当系统的规模较大时,宜采用间接连接的一、二次水系统;一次水设计供水温度宜取115~130℃,回水温度应取70~80℃。
【条文说明】引自《民用建筑节能设计标准(采暖居住建筑部分)》 JGJ 26-95第5.2.1条。
5.2.12  变流量水系统的一、二次循环水泵,宜设计采用变频调速水泵;水泵台数宜采用2台(一用一备)。系统较大时,可合理增加台数,但必须避免'大流量、小温差'的运行方式。
【条文说明】
1.水泵采用变频调速是目前较好的节能方式。
2.系统较大时,如果水泵的台数过少,有时可能出现选择的单台水泵容量过大甚至无法选择的问题;同时,由于变频水泵通常设有最低转速限制,单台设计容量过大后,低转速运行时的效率将降低,反而不利于节能。因此可以通过合理的分析后适当增加水泵的台数。
5.2.13 热媒水系统的水质,应符合《热水锅炉水质标准》(GB 1576)的规定。
【条文说明】水质必须符合有关标准规定。
5.2.14  室外管网应进行严格的水力平衡计算,各环路计算流量与设计流量之间的差值应该在90%至120%之内。当室外管网水力平衡计算达不到上述要求时,应在热力站和建筑物热力入口处设置水力平衡阀。建筑物的每个热力入口,应设计安装水过滤器,并根据建筑物内供暖系统所采用的调节方式,决定建筑物的每个热力入口处,是否还要设置自力式流量控制阀或自力式压差控制阀。
【条文说明】部分强制性条文。供热系统水力不平衡的现象现在依然很严重,而水力不平衡是造成供热能耗浪费的主要原因之一,同时,水力平衡又是保证其他节能措施能够可靠实施的前提, 因此对系统节能而言,首先应该做到水力平衡,而且必须强制要求系统达到水力平衡。《采暖居住建筑节能检验标准》(JGJ132-2001)5.2.6条规定,热力入口处的水力平衡度应达到0.9~1.2。该标准的条文说明指出:这是结合北京地区的实际情况,通过模拟计算,当实际水量在90%~120%时,室温在17.6℃~18.7℃范围内,可以满足实际需要。
除规模较小的供热系统经过计算可以满足水力平衡外,一般室外供热管线较长,计算不易达到水力平衡。为了避免设计不当造成水力不平衡,一般供热系统均应设置平衡阀,否则出现不平衡问题时将无法调节。平衡阀应在每个入口(包括系统中的公共建筑在内)均设置。
平衡阀是最基本的平衡元件,系统第一次调试平衡后,在设置了供热量自动控制装置进行质调节的情况下,实践证明,室内散热器恒温阀的动作引起系统压差的变化不会太大,因此,只在某些条件下需要设置自力式流量控制阀或自力式压差控制阀。
关于手动水力平衡阀,流量控制阀,压差控制阀,目前说法不一,比如:流量控制阀也有称为'动态(自动)平衡阀','定流量阀'等。为了尽可能的规范名称,并根据城镇建设行业标准《自力式流量控制阀》 CJ/T 179-2003 中对'自力式流量控制阀'的定义:'工作时不依靠外部动力,在压差控制范围内,保持流量恒定的阀门'。因此,称流量控制阀为'自力式流量控制阀';尽管目前还没有颁布压差控制阀行业标准,同样,称压差控制阀为'自力式压差控制阀'。至于手动或静态平衡阀,称之为'平衡阀'。
5.2.15  水力平衡阀、自力式流量控制阀或自力式压差控制阀两端的压差范围,应符合阀门产品标准的要求;阀门的选择应经计算确定;阀权度宜保持在0.5左右,不应小于0.25。
【条文说明】
1.在变流量采暖系统中,不应采用具有自动定流量功能的调节阀(自力式流量控制阀)。
2.阀权度S的定义是:'调节阀全开时的压力损失ΔPmin与调节阀所在串联支路的总压力损失ΔPo的比值'。阀权度小,说明通过调节阀两端的压差变化较大,调节阀本身的特性会产生较大的偏离与震荡,从而影响其使用效果;同时也说明回路间的互扰现象比较严重。采用不同的平衡手段,则调节阀会得到不同的阀权度,也代表着变流量系统不同的平衡效果。
当S=1时,ΔPo全部降落在调节阀上,调节阀的工作特性与理想特性是一致的;随着S值的减小,理
想的直线特性趋向于快开特性,理想的等百分比特性趋向于直线特性;
从严格意义说,在变流量系统中,只有当所有调节阀的阀权度都等于1时,系统才可能实现绝对意义上的动态水力平衡。实践中,基于实际需要和'节能/投资比'的考虑,没有必要盲目追求过高的阀权度。
国际上通行的两通调节阀的阀权度控制标准是0.25~0.50。其中:0.25为最低值,0.50为推荐值,且供暖与空调基本上没有区别。
5.2.16  在选配供热系统的热水循环泵时,应计算循环水泵的耗电输热比(EHR),并应标注在施工图的设计说明中。EHR值应符合下式要求:
                                                      (5.2.2)
                   (5.2.3)
式中:N - 水泵在设计工况点的轴功率,kW;
Q - 建筑供热负荷,kW ;
η -电机和传动部分的效率,采用直联方式时,η = 0.85;采用联轴器连接方式时,η   = 0.83;
Δt - 设计供回水温度差,℃。系统中管道全部采用钢管连接时:取Δt = 25℃;系统中管道有部分采用塑料管材连接时,取Δt = 20℃。
ΣL -室外主干线(包括供回水管)总长度, m;
当ΣL≤500m时,a = 0.0115;
当500<ΣL<1000m时,a = 0.0092;
当ΣL≥1000m时,a = 0.0069。
【条文说明】.引自《公共建筑节能设计标准》GB 50189-2005中5.2.8条。
5.2.17  设计一、二次热水管网时,应采用经济合理的敷设方式。对于庭院管网和二次网,宜采用直埋管敷设。对于一次管网,当管径较大且地下水位不高时,或者采取了可靠的地沟防水措施时,可采用地沟敷设。
【条文说明】引自《民用建筑节能设计标准(采暖居住建筑部分)》 JGJ 26-95第5.3.1条。一、二次热水管网的敷设方式,直接影响供热系统的总投资及运行费用,应合理选取。对于庭院管网和二次网,管径一般较小,采用直埋管敷设,投资较小,运行管理也比较方便。对于一次管网,可根据管径大小经过经济比较确定采用直埋或地沟敷设。
5.2.18 采暖供热管道保温厚度应不小于附录H规定的厚度,选用其他保温材料或其导热系数与附录H中值差异较大时,最小保温厚度最小保温厚度应按式5.2.18修正:
                          (5.2.18)
式中   -- 修正后的最小保温层厚度,mm ;
-- 表中最小保温层厚度,mm ;
           --实际选用的保温材料在其平均使用温度下的导热系数,w/(m.℃) ;
 --表中保温材料在其平均使用温度下的导热系数,w/(m.℃)。
【条文说明】管网输送效率达到92%时,要求管道保温效率应达到98%。根据《设备及管道保温设计导则》中规定的管道经济保温层厚度的计算方法,对玻璃棉管壳和聚氨酯保温管分析表明,无论是直埋敷设还是地沟敷设,管道的保温效率均能达到98%。严寒地区保温材料厚度有较大的差别,寒冷地区保温材料厚度差别不大。为此严寒地区每个气候子区分别给出了最小保温层厚度,而寒冷地区统一给出最小保温层厚度。如果选用其他保温材料或其导热系数与附录H中值差异较大时,可以按照式5.2.18对最小保温厚度进行修正。
5.2.19  区域供热锅炉房和热力站,除必须设计和配置必要的保证安全运行的控制环节外,还应设计和配置保证供热质量及实现节能的下列环节:
1按需供热:应设置供热量自动控制装置(气候补偿器),通过锅炉系统热特性识别和工况优化程序,根据当前的室外温度和前几天的运行参数等,预测该时段的最佳工况,实现对系统用户侧的运行指导和调节;
2 实时检测:对锅炉房消耗的燃料数量进行检测,对供热量、补水量、耗电量进行检测。锅炉房、热力站的动力用电、水泵用电和照明用电应分别计量。
【条文说明】强制性条文。增加锅炉房运行中的气候补偿功能。锅炉运行参数必须在保持室内温度的情况下,随室外温度的变化进行随时调整,始终保持锅炉房的供热量与建筑物的需热量相一致,达到最佳的运行效率和最稳定的供热质量。目前,锅炉运行绝大多数是看天人工调节,受人员素质和管理水平制约,造成冷热不均、不仅牺牲了居民的采暖舒适度,而且耗能巨大。因此,必须对现状不具备气候补偿功能的锅炉房进行改造,以便合理利用、节约资源,保证最大限度的满足用户的采暖需求。
5.3  采暖系统
5.3.1  室内的采暖系统,应以热水为热媒。
【条文说明】.引自《公共建筑节能设计标准》GB 50189-2005中5.2.1条。
5.3.2  室内的采暖系统的制式,宜采用双管系统。如采用单管系统,应设置跨越管或装置分配阀(H阀)。
【条文说明】要实现室温调节和控制,必须在末端设备前设置调节和控制的装置,这是室内环境的要求,也是'供热体制改革'的必要措施,双管系统可以设置室温调控装置。如果采用顺流式垂直单管系统,必须设置跨越管,采用顺流式水平单管系统时,也可通过装置分配阀(H阀),以便设置室温调控装置。
5.3.3  室内采暖的分户热量分摊,可通过下列任一途径来实现:
1 温度法:按户设置温度传感器,通过测量室内温度、楼栋供热量、结合建筑面积进行 热量(费)分摊;
2户用热量表法:按户设置热量表(流量表),通过测量流量和供、回水温差进行热量计量;
3热量分配表法:每组散热器设置蒸发式或电子式热量分配表,通过对散热器表面温度的监测结合楼栋热量表测出的供热量进行热量(费)分摊;
4 户用热水表法:按户设置热水表,以通过住户的热水量进行分摊;
5 面积法:根据热力入口处楼前热量表的热量、结合各户面积进行热费分摊。等等。
【条文说明】楼前热量表是该栋楼耗热量的结算依据,而楼内住户应理解热量分摊,当然,每户应该有相应的装置对整栋楼的耗热量进行户间分摊。目前在国内已有应用的方法大致有温度法,户用热量表法,散热器热量分配表法,户用热水表法和面积法。这里分别阐述其原理和应用时的各种因素。
1)温度表法。温度法采暖热计量分配系统是利用所测量的每户的室内温度,来对每栋建筑的总供热量进行分摊的。在每户住户内的内门上侧安装一个温度传感器,用来对室内温度进行测量,通过采集器采集的室内温度经通讯线路送到热量采集显示器。热量采集显示器接收来自采集器的信号,并将采集器送来的用户室温送至热量计算分配器;热量计算分配器接收采集显示器、热量表送来的信号后,按照规定的程序将热量进行分摊。这种方法的出发点是:按照住户的等舒适度分摊热费,认为室温与住户的舒适是一致的,如果采暖期的室温维持较高,那么该住户分摊的热费也应该较多。遵循的分摊的原则是:同一栋建筑物内的用户,如果采暖面积相同,在相同的时间内,相同的舒适度应缴纳相同的热费。它与住户在楼内的位置没有关系,不必进行住户位置的修正。因为节能是同一建筑物内各个热用户共同的责任。室温分摊法可以做到根据受益来交费,可以解决热用户的位置差别及户间传热引起的热费不公平问题。另外,室温分摊法与目前的传统垂直室内管路系统没有直接联系,可用于新建建筑的热计量收费,也适合于既有建筑的热计量收费改造。
2)户用热量表法。户用热表安装在每户采暖环路中,可以测量每个住户的采暖耗热量,但是,我们原有的、传统的垂直室内采暖系统需要改为每一户的水平系统。由于每户居民在整幢建筑中所处位置不同,即便同样住户面积,保持同样室温,热表上显示的数字却是不相同的。比如顶层住户会有屋顶,与中间层住户相比多了一个屋顶散热面,为了保持同样室温,散热器必然要多散发出热量来;同样,对于有山墙的住户会比没有山墙的住户在保持同样室温时多耗热量。因此,采用户用热量表对每户的热量进行分摊,需要将各个住户的热量表显示的数据进行折算,使其做到'相同面积的用户,在相同的舒适度的条件下,交相同的热费'。折算后的热量为当量热量,利用当量热量可以进行收费。
3)散热器热量分配表法。在每台散热器上安装一台散热器热量分配表,在采暖季后读取分配表的读数,并根据楼前热量表读数,进行住户耗热量计算。热量分配表法简单,分配表价格低廉,测量精度够用。但这种方法与户用热量表一样,需要将每户根据散热器热量分配表分摊的热量,根据楼内每户居民在整幢建筑中所处位置折算成当量热量后,才能进行收费。散热器热量分配表对既有采暖系统的热计量收费改造比较方便,比如将原有垂直单管顺流系统,加装跨越管就可以,不需要改为每一户的水平系统。
4)户用热水表法。如果假定每户散热器的进出水温一致,热水量相当于热量,以热水量进行分摊。这种方法也需要将每户设计为一个水平系统。同时,这种方法也需要对楼内每户居民在整幢建筑中所处位置不同进行耗热量(或热费)修正。
5)面积法。住户按面积分摊热费。
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5.3.4 室内采用散热器供暖时,每组散热器的进水支管上必须安装恒温控制阀。
【条文说明】散热器恒温控制阀(又称温控阀、恒温器等)安装在每台散热器的进水管上,它是一种自力式调节控制阀,用户可根据对室温高低的要求,调节并设定室温。这样恒温控制阀就确保了各房间的室温,避免了立管水量不平衡,以及单管系统上层及下层室温不匀问题。同时,更重要的是当室内获得'自由热'(Free Heat,又称'免费热',如阳光照射,室内热源 ── 炊事、照明、电器及居民等散发的热量)而使室温有升高趋势时,恒温控制阀会及时减少流经散热器的水量,不仅保持室温合适,同时达到节能目的。当然,如果在散热器前安装一个调节性能好的手动调节阀是可以调节室温的(比如,严寒地区采用铝塑复合管调节阀),但是,手动调节阀难以比较好的调节,更不可能及时、较好的获得'自由热',同时,阀门频繁调节容易出现漏水现象。建议有条件时,应该尽可能应用散热器恒温控制阀。
   散热器恒温控制阀的特性及其选用,应遵循行业标准《散热器恒温控制阀》JG/T 195-2006的规定。
5.3.5 散热器宜明装,散热器的外表面应刷非金属性涂料。
【条文说明】.引自《公共建筑节能设计标准》GB 50189-2005中5.2.4条。
5.3.6 采用散热器的集中采暖系统的供水温度,应符合以下规定:
1 严寒地区采用金属管道输送热水时……………………………… t ≤ 95℃;供回水温差△t≥25℃;
2 严寒/寒冷地区采用铝塑(PE-X或PE-RT)复合管输送热水时 t ≤ 90℃;供回水温差△t≥25℃;
3 严寒/寒冷地区采用热塑性塑料管输送热水时…………………… t ≤ 80℃;供回水温差△t≥20℃;
4 寒冷地区采用金属管材输送热水时……………………………… t ≤ 90℃;供回水温差△t≥25℃;
5 夏热冬冷地区 ……………………………………………………  t ≤ 80℃;供回水温差△t≥20℃。
【条文说明】对于不同气候和不同材料管道,提出不同的设计供水温度。对于以热水锅炉作为直接供暖的热源设备来说,降低供水温度对于降低锅炉排烟温度、提高传热温差具有较好的影响,使得锅炉的热效率得以提高。采用换热器作为采暖热源时,降低换热器二次水供水温度可以在保证同样的换热量情况下减少换热面积,节省投资。由于目前的一些建筑存在大流量、小温差运行的情况,因此本标准规定采暖工会水温差不应小于20℃。在有可能的条件下,设计时应尽量提高设计温差。
5.3.7户内建筑面积大于或等于80m2时,宜采用低温地面辐射供暖方式。采用低温地面辐射供暖时,热水供水温度不宜超过55℃,供/回水设计温差不宜小于10℃。
【条文说明】低温地板辐射采暖是国内近20年以来发展较快的新型供暖方式,埋管式地面辐射采暖具有温度梯度小、室内温度均匀、脚感温度高等特点,在同样的舒适的情况下,辐射供暖房间的设计温度可以比对流供暖房间低2-3℃,因此房间的热负荷随之减小。
室内家具、设备等对地面的遮蔽,对地面散热量的影响很大。而且,地面的遮蔽率与户型大小成反比,但遮蔽面积的绝对值,则变化不大。为了确保地面的散热效率,充分发挥地面辐射供暖方式的优越性,特建议在户内建筑面积大于或等于80m2的建筑中推广使用。
保持较低的供水温度和回水温度,有利于延长塑料加热管的使用寿命;有利于提高室内的热舒适感;有利于保持较大的热媒流速,方便排除管内空气;有利于保证地面温度的均匀。
有关地面辐射供暖工程设计方面规定,应遵循行业标准《地面辐射供暖技术规程》JGJ 142-2004执行。
5.3.8 施工图设计时,必须对室内供暖管道进行严格的水力平衡计算,确保各并联环路间(不包括公共段)的压力损失差额不大于15%;室内供暖管道进行水力平衡计算时,应计算水冷却产生的附加压力,其值可取设计供、回水温度条件下附加压力值的2/3。
【条文说明】引自《采暖通风与空气调节设计规范》GB 50019-2003,4.8.6条》;在采暖季平均水温下,重力循环作用压力约为设计工况下的最大值的2/3。
5.3.9 当冬季设计状态下的COP<1.8时,不宜采用空气源热泵机组供热。
【条文说明】.引自《公共建筑节能设计标准》GB 50189-2005中5.4.10条第3款。
5.4  通风和空气调节系统
5.4.1  应结合建筑设计,首先确定全年各季节的自然通风措施,并应作好室内气流组织,提高自然通风效率,减少机械通风和空调的使用时间。当在大部分时间内自然通风不能满足降温要求时,宜设置机械通风或空气调节系统,设置的机械通风或空气调节系统不应妨碍建筑的自然通风。
【条文说明】一般说来,住宅建筑通风设计包括主动式通风和被动式通风。主动式通风指的是利用机械设备动力组织室内通风的方法,它一般要与空调、机械通风系统进行配合。被动式通风(自然通风)指的是采用'天然'的风压、热压作为驱动对房间降温。在我国多数地区,住宅进行自然通风是解决能耗和改善室内热舒适的有效手段,因为在我国绝大多数地区,过渡季室外气温低于26℃高于18℃的小时数约占2000-3500个小时,由于住宅室内发热量小,这段时间完全可以通过自然通风来消除负荷,改善室内热舒适状况。即使是室外气温高于26℃,当只要低于30-31℃,人在自然通风的条件下仍然感觉到舒适。许多建筑设置的机械通风或空气调节系统,都破坏了建筑的自然通风性能。因此强调设置的机械通风或空气调节系统不应妨碍建筑的自然通风。
5.4.2  采用分散式房间空调器进行空调和(或)采暖时,宜选择符合《房间空气调节器能效限定值及能源效率等级》(GB12021.3-2004),或《转速可控型空气调节器能效限定值及能源效率等级》(GB *****)中规定的节能型产品(能效等级2级);不应采用能效等级低于4级的产品。
【条文说明】采用分散式房间空调器进行空调和采暖时,这类设备一般由用户自行采购,这条的目的是要推荐用户购买能效比高的产品。目前已发布实施国家标准《房间空气调节器能效限定值及能源效率等级》(GB12021.3-2004)和即将发布实施国家标准《转速可控型空气调节器能效限定值及能源效率等级》,建议用户选购节能型产品。
5.4.3 采用电机驱动压缩机的蒸气压缩循环冷水(热泵)机组,或采用名义制冷量大于7100W的电机驱动压缩机单元式空气调节机,作为住宅小区或整栋楼的冷热源机组时,所选用机组的能效比(性能系数)应符合现行国家标准《公共建筑节能设计标准》 GB 50189中规定值;采用转速可控型空调器作为户式集中空调(采暖)机组时,所选用机组的季节能效比不应低于国家标准《转速可控型空气调节器能效限定值及能源效率等级》(GB *****)中规定的第3级。
【条文说明】.强制性条文。主要引自《公共建筑节能设计标准》GB 50189-2005中5.4.5,5.4.8条。
5.4.4 采用分体式空气调节器(含风管机、多联机)时,严禁将室外机设置于建筑竖井或接近封闭的空间内。室外机的安装位置,应确保能通畅地向室外排放空气和自室外吸入空气;应防止进、排风之间气流短路;应方便清扫室外机的换热器;应避免对周围环境造成热污染和噪声污染。
【条文说明】.部分强制性条文。分体式空调器的能效除与空调器的性能有关外,同时也与室外机合理的布置有很大关系。为了保证空调器室外机功能和能力的发挥,应将它设置在通风良好的地方,不应设置在通风不良的建筑竖井或封闭的空间内。如果室外机设置在阳光直射的地方,或有墙壁等障碍物使进、排风不畅和短路,都会影响室外机功能和能力的发挥,而使空调器能效降低。实际工程中,因清洗不便,室外机换热器被灰尘堵塞,造成能效下降甚至不能运行的情况很多。因此,在确定安装位置时,要保证室外机有清洗的条件。
5.4.5 设有集中新风供应的居住建筑,当新风系统的送风量大于或等于3000m3/h时,宜设置排风热回收措施。无集中新风供应的居住建筑,宜分户(或分室)设置带热回收功能的双向换气装置。
【条文说明】主要引自《公共建筑节能设计标准》GB 50189-2005中5.3.14,5.3.15条。对于采暖期较长的地区,比如,HDD大于2000的地区,回收排风热,能效和经济效益都很明显。
5.4.6  居住建筑中的风机盘管机组,应配置风速开关,宜配置自动调节和控制冷、热量的温控器。
【条文说明】1.风机盘管设置一定的冷、热量调控能力,既有利于室内的正常使用,也有利于节能。三速开关是常见的风机盘管的调节方式,由使用人员根据自身的体感需求进行手动的高、中、低速控制。对于大多数居住建筑来说,这是一种比较经济可行的方式,可以在一定程度上节省冷、热消耗。但此方式的单独使用只针对定流量系统,这是设计中需要注意的。
2.采用人工手动的方式,无法做到实时控制。因此,在投资条件相对较好的建筑中,推荐采用利用温控器对房间温度进行自动控制的方式。(1)温控器直接控制风机的转速--适用于定流量系统;(2)温控器和电动阀联合控制房间的温度--适用于变流量系统。
5.4.7  采用全空气直接膨胀风管式空调机时,宜按房间设计配置风量调控装置。
【条文说明】按房间设计配置风量调控装置的目的是使得各房间的温度可调,在满足使用要求的基础上,避免部分房间的过冷或过热而带来的能源浪费。当投资允许时,可以考虑变风量系统的方式(末端采用变风量装置,风机采用变频调速控制);当经济条件不允许时,各房间可配置方便人工使用的手动(或电动)装置,风机是否调速则需要根据风机的性能分析来确定。
5.4.8 当选择地源热泵系统作为居住区或户用空调(热泵)机组的冷热源时,须确保地下资源不被破坏和不被污染,必须遵循国家标准《地源热泵系统工程技术规范》 GB 50366中规定。特别要谨慎采用地下水(井水)作为热源(汇)。
【条文说明】强制性条文。引自《住宅建筑规范》GB 50368-2005中8.3.8条。
5.4.9 空气调节冷热水管的绝热厚度,应按现行国家标准《设备及管道保冷设计导则》GB/T15586的经济厚度和防表面结露厚度的方法计算,建筑物内空气调节冷热水管亦可按表5.4.9的规定选用。
表5.4.9        建筑物内空气调节冷、热水管的经济绝热厚度
     绝热材料
管道类型 离心玻璃棉 柔性泡沫橡塑
公称管径mm 厚度mm 公称管径mm 厚度mm
单冷管道
(管内介质温度7℃~常温) ≤DN32 25 按防结露要求计算
DN 40~DN 100 30
≥DN 125 35
热或冷热合用管道
(管内介质温度5℃~60℃) ≤DN 40 35 ≤DN 50 25
DN 50~DN 100 40 DN 70~DN 150 28
DN 125~DN 250 45 ≥DN 200 32
≥DN 300 50
热或冷热合用管道
(管内介质温度0℃~95℃) ≤DN 50 50 不适宜使用
DN 70~DN 150 60
≥DN 200 70
注:1 绝热材料的导热系数λ:
       离心玻璃棉:λ=0.033+0.00023tm[W/(m·K)]
       柔性泡沫橡塑:λ=0.03375+0.0001375tm[W/(m·K)]
          式中  tm――绝热层的平均温度(℃)。
2单冷管道和柔性泡沫橡塑保冷的管道均应进行防结露要求验算。
【条文说明】引自《公共建筑节能设计标准》GB 50189-2005中5.3.28条。
5.4.10 空气调节风管绝热层的最小热阻应符合表5.4.10的规定。
                           表5.4.10  空气调节风管绝热层的最小热阻
风管类型 最小热阻(m2.K/W)
一般空调风管 0.74
低温空调风管 1.08
【条文说明】引自《公共建筑节能设计标准》GB 50189-2005中5.3.29条。
附录A:主要城市的气候区属、气象参数、耗热量指标
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
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