公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn) GB 50189-2005_第1頁(yè)
公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn) GB 50189-2005_第2頁(yè)
公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn) GB 50189-2005_第3頁(yè)
公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn) GB 50189-2005_第4頁(yè)
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公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)

GB

50189-2005

中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)

公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)

GB50189-2005

1總則1.0.1我國(guó)建筑用能已超過(guò)全國(guó)能源消費(fèi)總量的1/4,并將隨著人民生活水平的提高逐步增加到1/3以上。公共建筑用能數(shù)量巨大,浪費(fèi)嚴(yán)重。制定并實(shí)施公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),有利于改善公共建筑的熱環(huán)境,提高暖通空調(diào)系統(tǒng)的能源利用效率,從根本上扭轉(zhuǎn)公共建筑用能?chē)?yán)重浪費(fèi)的狀況,為實(shí)現(xiàn)國(guó)家節(jié)約能源和保護(hù)環(huán)境的戰(zhàn)略,貫徹有關(guān)政策和法規(guī)作出貢獻(xiàn)。

我國(guó)已經(jīng)編制了北方嚴(yán)寒和寒冷地區(qū)、中部夏熱冬冷地區(qū)和南方夏熱冬暖地區(qū)的居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),并已先后發(fā)布實(shí)施。按照節(jié)能工作從居住建筑向公共建筑發(fā)展的部署,編制出公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),以適應(yīng)節(jié)能工作不斷進(jìn)展的需要。1.0.2建筑劃分為民用建筑和工業(yè)建筑。民用建筑又分為居住建筑和公共建筑。公共建筑則包含辦公建筑(包括寫(xiě)字樓、政府部門(mén)辦公樓等),商業(yè)建筑(如商場(chǎng)、金融建筑等),旅游建筑(如旅館飯店、娛樂(lè)場(chǎng)所等),科教文衛(wèi)建筑(包括文化、教育、科研、醫(yī)療、衛(wèi)生、體育建筑等),通信建筑(如郵電、通訊、廣播用房)以及交通運(yùn)輸用房(如機(jī)場(chǎng)、車(chē)站建筑等)。目前中國(guó)每年竣工建筑面積約為20億m2,其中公共建筑約有4億m2。在公共建筑中,尤以辦公建筑、大中型商場(chǎng),以及高檔旅館飯店等幾類(lèi)建筑,在建筑的標(biāo)準(zhǔn)、功能及設(shè)置全年空調(diào)采暖系統(tǒng)等方面有許多共性,而且其采暖空調(diào)能耗特別高,采暖空調(diào)節(jié)能潛力也最大。

在公共建筑(特別是大型商場(chǎng)、高檔旅館酒店、高檔辦公樓等)的全年能耗中,大約50%~60%消耗于空調(diào)制冷與采暖系統(tǒng),20%~30%用于照明。而在空調(diào)采暖這部分能耗中,大約20%~50%由外圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱所消耗(夏熱冬暖地區(qū)大約20%,夏熱冬冷地區(qū)大約35%,寒冷地區(qū)大約40%,嚴(yán)寒地區(qū)大約50%)。從目前情況分析,這些建筑在圍護(hù)結(jié)構(gòu)、采暖空調(diào)系統(tǒng),以及照明方面,共有節(jié)約能源50%的潛力。

對(duì)全國(guó)新建、擴(kuò)建和改建的公共建筑,本標(biāo)準(zhǔn)提出了節(jié)能要求,并從建筑、熱工以及暖通空調(diào)設(shè)計(jì)方面提出控制指標(biāo)和節(jié)能措施。1.0.3各類(lèi)公共建筑的節(jié)能設(shè)計(jì),必須根據(jù)當(dāng)?shù)氐木唧w氣候條件,首先保證室內(nèi)熱環(huán)境質(zhì)量,提高人民的生活水平;與此同時(shí),還要提高采暖、通風(fēng)、空調(diào)和照明系統(tǒng)的能源利用效率,實(shí)現(xiàn)國(guó)家的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略和能源發(fā)展戰(zhàn)略,完成本階段節(jié)能50%的任務(wù)。

公共建筑能耗應(yīng)該包括建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)以及采暖、通風(fēng)、空調(diào)和照明用能源消耗。本標(biāo)準(zhǔn)所要求的50%的節(jié)能率也同樣包含上述范圍的節(jié)能成效。由于已發(fā)布《建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》GB50034—2004,建筑照明節(jié)能的具體指標(biāo)及技術(shù)措施執(zhí)行該標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。

本標(biāo)準(zhǔn)提出的50%節(jié)能目標(biāo),是有其比較基準(zhǔn)的。即以20世紀(jì)80年代改革開(kāi)放初期建造的公共建筑作為比較能耗的基礎(chǔ),稱(chēng)為“基準(zhǔn)建筑(Baseline)”。“基準(zhǔn)建筑”圍護(hù)結(jié)構(gòu)、暖通空調(diào)設(shè)備及系統(tǒng)、照明設(shè)備的參數(shù),都按當(dāng)時(shí)情況選取。在保持與目前標(biāo)準(zhǔn)約定的室內(nèi)環(huán)境參數(shù)的條件下,計(jì)算“基準(zhǔn)建筑”全年的暖通空調(diào)和照明能耗,將它作為100%。我們?cè)賹⑦@“基準(zhǔn)建筑”按本標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定進(jìn)行參數(shù)調(diào)整,即圍護(hù)結(jié)構(gòu)、暖通空調(diào)、照明參數(shù)均按本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定設(shè)定,計(jì)算其全年的暖通空調(diào)和照明能耗,應(yīng)該相當(dāng)于50%。這就是節(jié)能50%的內(nèi)涵。

“基準(zhǔn)建筑”圍護(hù)結(jié)構(gòu)的構(gòu)成、傳熱系數(shù)、遮陽(yáng)系數(shù),按照以往20世紀(jì)80年代傳統(tǒng)做法,即外墻K值取1.28W/(m2·K)(哈爾濱);1.70W/(m2·K)(北京);2.00W/(m2·K)(上海);2.35W/(m2·K)(廣州)。屋頂K值取0.77W/(m2·K)(哈爾濱);1.26W/(m2·K)(北京);1.50W/(m2·K)(上海);1.55W/(m2·K)(廣州)。外窗K值取3.26W/(m2·K)(哈爾濱);6.40W/(m2·K)(北京);6.40W/(m2·K)(上海);6.40W/(m2·K)(廣州),遮陽(yáng)系數(shù)SC均取0.80。采暖熱源設(shè)定燃煤鍋爐,其效率為0.55;空調(diào)冷源設(shè)定為水冷機(jī)組,離心機(jī)能效比4.2,螺桿機(jī)能效比3.8;照明參數(shù)取25W/m2。

本標(biāo)準(zhǔn)節(jié)能目標(biāo)50%由改善圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱工性能,提高空調(diào)采暖設(shè)備和照明設(shè)備效率來(lái)分擔(dān)。照明設(shè)備效率節(jié)能目標(biāo)參數(shù)按《建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》GB50034—2004確定。本標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)圍護(hù)結(jié)構(gòu)、暖通空調(diào)方面的規(guī)定值,就是在設(shè)定“基準(zhǔn)建筑”全年采暖空調(diào)和照明的能耗為100%情況下,調(diào)整圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱工參數(shù),以及采暖空調(diào)設(shè)備能效比等設(shè)計(jì)要素,直至按這些參數(shù)設(shè)計(jì)建筑的全年采暖空調(diào)和照明的能耗下降到50%,即定為標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定值。

當(dāng)然,這種全年采暖空調(diào)和照明的能耗計(jì)算,只可能按照典型模式運(yùn)算,而實(shí)際情況是極為復(fù)雜的。因此,不能認(rèn)為所有公共建筑都在這樣的模式下運(yùn)行。

通過(guò)編制標(biāo)準(zhǔn)過(guò)程中的計(jì)算、分析,按本標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行建筑設(shè)計(jì),由于改善了圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱工性能,提高了空調(diào)采暖設(shè)備和照明設(shè)備效率,從北方至南方,圍護(hù)結(jié)構(gòu)分擔(dān)節(jié)能率約25%~13%;空調(diào)采暖系統(tǒng)分擔(dān)節(jié)能率約20%~16%;照明設(shè)備分擔(dān)節(jié)能率約7%~18%。由此可見(jiàn),執(zhí)行本標(biāo)準(zhǔn)后,全國(guó)總體節(jié)能率可達(dá)到50%。1.0.4本標(biāo)準(zhǔn)對(duì)公共建筑的建筑、熱工以及采暖、通風(fēng)和空調(diào)設(shè)計(jì)中應(yīng)該控制的、與能耗有關(guān)的指標(biāo)和應(yīng)采取的節(jié)能措施作出了規(guī)定。但公共建筑節(jié)能涉及的專(zhuān)業(yè)較多,相關(guān)專(zhuān)業(yè)均制定有相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn),并作出了節(jié)能規(guī)定。在進(jìn)行公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)時(shí),除應(yīng)符合本標(biāo)準(zhǔn)外,尚應(yīng)符合國(guó)家現(xiàn)行的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。2術(shù)語(yǔ)2.0.1透明幕墻專(zhuān)指可見(jiàn)光可以直接透過(guò)它而進(jìn)入室內(nèi)的幕墻。除玻璃外透明幕墻的材料也可以是其他透明材料。在本標(biāo)準(zhǔn)中,設(shè)置在常規(guī)的墻體外側(cè)的玻璃幕墻不作為透明幕墻處理。2.0.3空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行時(shí),除了通過(guò)運(yùn)行臺(tái)數(shù)組合來(lái)適應(yīng)建筑冷量需求和節(jié)能外,在相當(dāng)多的情況下,冷水機(jī)組處于部分負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài),為了控制機(jī)組部分負(fù)荷運(yùn)行時(shí)的能耗,有必要對(duì)冷水機(jī)組的部分負(fù)荷時(shí)的性能系數(shù)作出一定的要求。參照國(guó)外的一些情況,本標(biāo)準(zhǔn)提出了用綜合部分負(fù)荷性能系數(shù)(IPLV)來(lái)評(píng)價(jià)。它用一個(gè)單一數(shù)值表示的空氣調(diào)節(jié)用冷水機(jī)組的部分負(fù)荷效率指標(biāo),基于機(jī)組部分負(fù)荷時(shí)的性能系數(shù)值、按照機(jī)組在各種負(fù)荷下運(yùn)行時(shí)間的加權(quán)因素,通過(guò)計(jì)算獲得。根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《蒸氣壓縮循環(huán)冷水(熱泵)機(jī)組工商業(yè)用和類(lèi)似用途的冷水(熱泵)機(jī)組》GB/T18430.1—2001確定部分負(fù)荷下運(yùn)行的測(cè)試工況;根據(jù)建筑類(lèi)型、我國(guó)氣候特征確定部分負(fù)荷下運(yùn)行時(shí)間的加權(quán)值。2.0.4圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱工性能權(quán)衡判斷是一種性能化的設(shè)計(jì)方法。為了降低空氣調(diào)節(jié)和采暖能耗,本標(biāo)準(zhǔn)對(duì)建筑物的體形系數(shù)、窗墻比以及圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱工性能規(guī)定了許多剛性的指標(biāo)。所設(shè)計(jì)的建筑有時(shí)不能同時(shí)滿(mǎn)足所有這些規(guī)定的指標(biāo),在這種情況下,可以通過(guò)不斷調(diào)整設(shè)計(jì)參數(shù)并計(jì)算能耗,最終達(dá)到所設(shè)計(jì)建筑全年的空氣調(diào)節(jié)和采暖能耗不大于參照建筑的能耗的目的。這種過(guò)程在本標(biāo)準(zhǔn)中稱(chēng)之為權(quán)衡判斷。2.0.5參照建筑是進(jìn)行圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱工性能權(quán)衡判斷時(shí),作為計(jì)算全年采暖和空調(diào)能耗用的假想建筑,參照建筑的形狀、大小、朝向以及內(nèi)部的空間劃分和使用功能與所設(shè)計(jì)建筑完全一致,但圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱工參數(shù)和體形系數(shù)、窗墻比等重要參數(shù)應(yīng)符合本標(biāo)準(zhǔn)的剛性規(guī)定。3室內(nèi)環(huán)境節(jié)能設(shè)計(jì)計(jì)算參數(shù)3.0.1目前,業(yè)主、設(shè)計(jì)人員往往在取用室內(nèi)設(shè)計(jì)參數(shù)時(shí)選用過(guò)高的標(biāo)準(zhǔn),要知道,溫濕度取值的高低,與能耗多少有密切關(guān)系,在加熱工況下,室內(nèi)計(jì)算溫度每降低1℃,能耗可減少5%~10%;在冷卻工況下,室內(nèi)計(jì)算溫度每升高1℃,能耗可減少8%~10%。為了節(jié)省能源,應(yīng)避免冬季采用過(guò)高的室內(nèi)溫度,夏季采用過(guò)低的室內(nèi)溫度,特規(guī)定了建議的室內(nèi)設(shè)計(jì)參數(shù)值,供設(shè)計(jì)人員參考。

本條文中列出的參數(shù)用于提醒設(shè)計(jì)人員取用合適的設(shè)計(jì)計(jì)算參數(shù),并應(yīng)用于冷(熱)負(fù)荷計(jì)算。至于在應(yīng)用權(quán)衡判斷法計(jì)算參照建筑和所設(shè)計(jì)建筑的全年能耗時(shí),可以應(yīng)用此設(shè)計(jì)計(jì)算參數(shù)。如果計(jì)算資料不全,也可以應(yīng)用附錄C中約定的參數(shù)于參照建筑和所設(shè)計(jì)建筑中,因?yàn)闄?quán)衡判斷法計(jì)算只是用于獲得圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱工限值,并不表示建筑使用時(shí)的實(shí)際運(yùn)行情況。

本條文中的參數(shù)參考《采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50019—2003和《全國(guó)民用建筑工程設(shè)計(jì)技術(shù)措施——暖通空調(diào)·動(dòng)力》中有關(guān)內(nèi)容,并根據(jù)工程實(shí)際應(yīng)用情況提出的建議性意見(jiàn),目的是從確保室內(nèi)舒適環(huán)境的前提下,選取合理設(shè)計(jì)計(jì)算參數(shù),達(dá)到節(jié)能的效果。3.0.2空調(diào)系統(tǒng)需要的新風(fēng)主要有兩個(gè)用途:一是稀釋室內(nèi)有害物質(zhì)的濃度,滿(mǎn)足人員的衛(wèi)生要求;二是補(bǔ)充室內(nèi)排風(fēng)和保持室內(nèi)正壓。前者的指示性物質(zhì)是C02,使其日平均值保持在0.1%以?xún)?nèi);后者通常根據(jù)風(fēng)平衡計(jì)算確定。

參考美國(guó)采暖制冷空調(diào)工程師學(xué)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)ASHRAE62—2001《Ventilationforacceptableindoorairquality》第6.1.3.4條,對(duì)于出現(xiàn)最多人數(shù)的持續(xù)時(shí)間少于3h的房間,所需新風(fēng)量可按室內(nèi)的平均人數(shù)確定,該平均人數(shù)不應(yīng)少于最多人數(shù)的1/2。例如,一個(gè)設(shè)計(jì)最多容納人數(shù)為100人的會(huì)議室,開(kāi)會(huì)時(shí)間不超過(guò)3h,假設(shè)平均人數(shù)為60人,則該會(huì)議室的新風(fēng)量可取:30m3/(h·p)×60p=1800m3/h,而不是按30m3/(h·p)×100p=3000m3/h計(jì)算。另外假設(shè)平均人數(shù)為40人,則該會(huì)議室的新風(fēng)量可?。?0m3/(h·p)×50p=1500m3/h。

由于新風(fēng)量的大小不僅與能耗、初投資和運(yùn)行費(fèi)用密切相關(guān),而且關(guān)系到保證人體的健康。本標(biāo)準(zhǔn)給出的新風(fēng)量,匯總了國(guó)內(nèi)現(xiàn)行有關(guān)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù),并綜合考慮了眾多因素,一般不應(yīng)隨意增加或減少。4建筑與建筑熱工設(shè)計(jì)4.1一般規(guī)定4.1.1建筑的規(guī)劃設(shè)計(jì)是建筑節(jié)能設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容之一,要對(duì)建筑的總平面布置、建筑平、立、剖面形式、太陽(yáng)輻射、自然通風(fēng)等氣候參數(shù)對(duì)建筑能耗的影響進(jìn)行分析。也就是說(shuō)在冬季最大限度地利用自然能來(lái)取暖,多獲得熱量和減少熱損失;夏季最大限度地減少得熱并利用自然能來(lái)降溫冷卻,以達(dá)到節(jié)能的目的。

朝向選擇的原則是冬季能獲得足夠的日照并避開(kāi)主導(dǎo)風(fēng)向,夏季能利用自然通風(fēng)并防止太陽(yáng)輻射。然而建筑的朝向、方位以及建筑總平面設(shè)計(jì)應(yīng)考慮多方面的因素,尤其是公共建筑受到社會(huì)歷史文化、地形、城市規(guī)劃、道路、環(huán)境等條件的制約,要想使建筑物的朝向?qū)ο募痉罒帷⒍颈囟己芾硐胧怯欣щy的,因此,只能權(quán)衡各個(gè)因素之間的得失輕重,選擇出這一地區(qū)建筑的最佳朝向和較好的朝向。通過(guò)多方面的因素分析、優(yōu)化建筑的規(guī)劃設(shè)計(jì),采用本地區(qū)建筑最佳朝向或適宜的朝向,盡量避免東西向日曬。4.1.2強(qiáng)制性條文。嚴(yán)寒和寒冷地區(qū)建筑體形的變化直接影響建筑采暖能耗的大小。建筑體形系數(shù)越大,單位建筑面積對(duì)應(yīng)的外表面面積越大,傳熱損失就越大。但是,體形系數(shù)的確定還與建筑造型、平面布局、采光通風(fēng)等條件相關(guān)。體形系數(shù)限值規(guī)定過(guò)小,將制約建筑師的創(chuàng)造性,可能使建筑造型呆板,平面布局困難,甚至損害建筑功能。因此,如何合理地確定建筑形狀,必須考慮本地區(qū)氣候條件,冬、夏季太陽(yáng)輻射強(qiáng)度、風(fēng)環(huán)境、圍護(hù)結(jié)構(gòu)構(gòu)造形式等各方面的因素。應(yīng)權(quán)衡利弊,兼顧不同類(lèi)型的建筑造型,盡可能地減少房間的外圍護(hù)面積,使體形不要太復(fù)雜,凹凸面不要過(guò)多,以達(dá)到節(jié)能的目的。

在嚴(yán)寒和寒冷地區(qū),如果所設(shè)計(jì)建筑的體形系數(shù)不能滿(mǎn)足規(guī)定的要求,突破了0.40這個(gè)限值,則必須按本標(biāo)準(zhǔn)第4.3節(jié)的規(guī)定對(duì)該建筑進(jìn)行權(quán)衡判斷。進(jìn)行權(quán)衡判斷時(shí),參照建筑的體形系數(shù)必須符合本條文的規(guī)定。

在夏熱冬冷和夏熱冬暖地區(qū),建筑體形系數(shù)對(duì)空調(diào)和采暖能耗也有一定的影響,但由于室內(nèi)外的溫差遠(yuǎn)不如嚴(yán)寒和寒冷地區(qū)大,尤其是對(duì)部分內(nèi)部發(fā)熱量很大的商場(chǎng)類(lèi)建筑,還有個(gè)夜間散熱問(wèn)題,所以不對(duì)體形系數(shù)提出具體的要求。4.2圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱工設(shè)計(jì)4.2.1本標(biāo)準(zhǔn)采用《民用建筑熱工設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50176—93的氣候分區(qū),其中又將嚴(yán)寒地區(qū)細(xì)分成A、B兩個(gè)區(qū)。4.2.2強(qiáng)制性條文。由于我國(guó)幅員遼闊,各地氣候差異很大。為了使建筑物適應(yīng)各地不同的氣候條件,滿(mǎn)足節(jié)能要求,應(yīng)根據(jù)建筑物所處的建筑氣候分區(qū),確定建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)合理的熱工性能參數(shù)。編制本標(biāo)準(zhǔn)時(shí),建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù)限值系按如下方法確定的:采用DOE-2程序,將“基準(zhǔn)”建筑模型置于我國(guó)不同地區(qū)進(jìn)行能耗分析,以現(xiàn)有的建筑能耗基數(shù)上再節(jié)約50%作為節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)的目標(biāo),不斷降低建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù)(同時(shí)也考慮采暖空調(diào)系統(tǒng)的效率提高和照明系統(tǒng)的節(jié)能),直至能耗指標(biāo)的降低達(dá)到上述目標(biāo)為止,這時(shí)的傳熱系數(shù)就是建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)的限值。確定建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)的限值時(shí)也從工程實(shí)踐的角度考慮了可行性、合理性。

外墻的傳熱系數(shù)采用平均傳熱系數(shù),即按面積加權(quán)法求得的傳熱系數(shù),主要是必須考慮圍護(hù)結(jié)構(gòu)周邊混凝土梁、柱、剪力墻等“熱橋”的影響,以保證建筑在冬季采暖和夏季空調(diào)時(shí),通過(guò)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱量不超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的要求,不至于造成建筑耗熱量或耗冷量的計(jì)算值偏小,使設(shè)計(jì)的建筑物達(dá)不到預(yù)期的節(jié)能效果。

北方嚴(yán)寒、寒冷地區(qū)主要考慮建筑的冬季防寒保溫,建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)對(duì)建筑的采暖能耗影響很大。因此,在嚴(yán)寒、寒冷地區(qū)對(duì)圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)的限值要求較高,同時(shí)為了便于操作,按氣候條件細(xì)分成三片,以規(guī)定性指標(biāo)作為節(jié)能設(shè)計(jì)的主要依據(jù)。

夏熱冬冷地區(qū)既要滿(mǎn)足冬季保溫又要考慮夏季的隔熱,不同于北方采暖建筑主要考慮單向的傳熱過(guò)程。上海、南京、武漢、重慶、成都等地節(jié)能居住建筑試點(diǎn)工程的實(shí)際測(cè)試數(shù)據(jù)和DOE-2程序能耗分析的結(jié)果都表明,在這一地區(qū)當(dāng)改變圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)時(shí),隨著K值的減少,能耗指標(biāo)的降低并非按線(xiàn)性規(guī)律變化,對(duì)于公共建筑(辦公樓、商場(chǎng)、賓館等)當(dāng)屋面K值降為0.8W/(m2·K),外墻平均K值降為1.1W/(m2·K)時(shí),再減小K值對(duì)降低建筑能耗已不明顯,如圖4.2.2所示。因此,本標(biāo)準(zhǔn)考慮到以上因素,認(rèn)為屋面K值定為0.7W/(m2·K),外墻K值為1.OW/(m2·K),在目前情況下對(duì)整個(gè)地區(qū)都是比較適合的。

夏熱冬暖地區(qū)主要考慮建筑的夏季隔熱,太陽(yáng)輻射對(duì)建筑能耗的影響很大。太陽(yáng)輻射通過(guò)窗進(jìn)入室內(nèi)的熱量是造成夏季室內(nèi)過(guò)熱的主要原因,同時(shí)還要考慮在自然通風(fēng)條件下建筑熱濕過(guò)程的雙向傳遞,不能簡(jiǎn)單地采用降低墻體、屋面、窗戶(hù)的傳熱系數(shù),增加保溫隔熱材料厚度來(lái)達(dá)到節(jié)約能耗的目的,因此,在圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)的限值要求上也就有所不同。

對(duì)于非透明幕墻,如金屬幕墻、石材幕墻等幕墻,沒(méi)有透明玻璃幕墻所要求的自然采光、視覺(jué)通透等功能要求,從節(jié)能的角度考慮,應(yīng)該作為實(shí)墻對(duì)待。此類(lèi)幕墻采取保溫隔熱措施也較容易實(shí)現(xiàn)。

在表4.2.2-6中對(duì)地面和地下室外墻的熱阻R作出了規(guī)定。

在北方嚴(yán)寒和寒冷地區(qū),如果建筑物地下室外墻的熱阻過(guò)小,墻的傳熱量會(huì)很大,內(nèi)表面尤其是墻角部位容易結(jié)露。同樣,如果與土壤接觸的地面熱阻過(guò)小,地面的傳熱量也會(huì)很大,地表面也容易結(jié)露或產(chǎn)生凍腳現(xiàn)象。因此,從節(jié)能和衛(wèi)生的角度出發(fā),要求這些部位必須達(dá)到防止結(jié)露或產(chǎn)生凍腳的熱阻值。

在夏熱冬冷、夏熱冬暖地區(qū),由于空氣濕度大,墻面和地面容易返潮。在地面和地下室外墻做保溫層增加地面和地下室外墻的熱阻,提高這些部位內(nèi)表面溫度,可減少地表面和地下室外墻內(nèi)表面溫度與室內(nèi)空氣溫度間的溫差,有利于控制和防止地面和墻面的返潮。因此對(duì)地面和地下室外墻的熱阻作出了規(guī)定。4.2.3由于圍護(hù)結(jié)構(gòu)中窗過(guò)梁、圈梁、鋼筋混凝土抗震柱、鋼筋混凝土剪力墻、梁、柱等部位的傳熱系數(shù)遠(yuǎn)大于主體部位的傳熱系數(shù),形成熱流密集通道,即為熱橋。本條規(guī)定的目的主要是防止冬季采暖期間熱橋內(nèi)外表面溫差小,內(nèi)表面溫度容易低于室內(nèi)空氣露點(diǎn)溫度,造成圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱橋部位內(nèi)表面產(chǎn)生結(jié)露;同時(shí)也避免夏季空調(diào)期間這些部位傳熱過(guò)大增加空調(diào)能耗。內(nèi)表面結(jié)露,會(huì)造成圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)表面材料受潮,影響室內(nèi)環(huán)境。因此,應(yīng)采取保溫措施,減少?lài)o(hù)結(jié)構(gòu)熱橋部位的傳熱損失。4.2.4強(qiáng)制性條文。每個(gè)朝向窗墻面積比是指每個(gè)朝向外墻面上的窗、陽(yáng)臺(tái)門(mén)及幕墻的透明部分的總面積與所在朝向建筑的外墻面的總面積(包括該朝向上的窗、陽(yáng)臺(tái)門(mén)及幕墻的透明部分的總面積)之比。

窗墻面積比的確定要綜合考慮多方面的因素,其中最主要的是不同地區(qū)冬、夏季日照情況(日照時(shí)間長(zhǎng)短、太陽(yáng)總輻射強(qiáng)度、陽(yáng)光入射角大?。⒓撅L(fēng)影響、室外空氣溫度、室內(nèi)采光設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)以及外窗開(kāi)窗面積與建筑能耗等因素。一般普通窗戶(hù)(包括陽(yáng)臺(tái)門(mén)的透明部分)的保溫隔熱性能比外墻差很多,窗墻面積比越大,采暖和空調(diào)能耗也越大。因此,從降低建筑能耗的角度出發(fā),必須限制窗墻面積比。

由于我國(guó)幅員遼闊,南北方、東西部地區(qū)氣候差異很大。窗、透明幕墻對(duì)建筑能耗高低的影響主要有兩個(gè)方面,一是窗和透明幕墻的熱工性能影響到冬季采暖、夏季空調(diào)室內(nèi)外溫差傳熱;另外就是窗和幕墻的透明材料(如玻璃)受太陽(yáng)輻射影響而造成的建筑室內(nèi)的得熱。冬季,通過(guò)窗口和透明幕墻進(jìn)入室內(nèi)的太陽(yáng)輻射有利于建筑的節(jié)能,因此,減小窗和透明幕墻的傳熱系數(shù)抑制溫差傳熱是降低窗口和透明幕墻熱損失的主要途徑之一;夏季,通過(guò)窗口透明幕墻進(jìn)入室內(nèi)的太陽(yáng)輻射成為空調(diào)降溫的負(fù)荷,因此,減少進(jìn)入室內(nèi)的太陽(yáng)輻射以及減小窗或透明幕墻的溫差傳熱都是降低空調(diào)能耗的途徑。由于不同緯度、不同朝向的墻面太陽(yáng)輻射的變化很復(fù)雜,墻面日輻射強(qiáng)度和峰值出現(xiàn)的時(shí)間是不同的,因此,不同緯度地區(qū)窗墻面積比也應(yīng)有所差別。

在嚴(yán)寒和寒冷地區(qū),采暖期室內(nèi)外溫差傳熱的熱量損失占主導(dǎo)地位。因此,對(duì)窗和幕墻的傳熱系數(shù)的要求高于南方地區(qū)。反之,在夏熱冬暖和夏熱冬冷地區(qū),空調(diào)期太陽(yáng)輻射得熱所引起的負(fù)荷可能成為了主要矛盾,因此,對(duì)窗和幕墻的玻璃(或其他透明材料)的遮陽(yáng)系數(shù)的要求高于北方地區(qū)。

近年來(lái)公共建筑的窗墻面積比有越來(lái)越大的趨勢(shì),這是由于人們希望公共建筑更加通透明亮,建筑立面更加美觀,建筑形態(tài)更為豐富。本條文把窗墻面積比的上限定為0.7已經(jīng)是充分考慮了這種趨勢(shì)。某個(gè)立面即使是采用全玻璃幕墻,扣除掉各層樓板以及樓板下面梁的面積(樓板和梁與幕墻之間的間隙必須放置保溫隔熱材料),窗墻比一般不會(huì)再超過(guò)0.7。

但是,與非透明的外墻相比,在可接受的造價(jià)范圍內(nèi),透明幕墻的熱工性能相差得較多。因此,不宜提倡在建筑立面上大面積應(yīng)用玻璃(或其他透明材料的)幕墻。如果希望建筑的立面有玻璃的質(zhì)感,提倡使用非透明的玻璃幕墻,即玻璃的后面仍然是保溫隔熱材料和普通墻體。

當(dāng)建筑師追求通透、大面積使用透明幕墻時(shí),要根據(jù)建筑所處的氣候區(qū)和窗墻比選擇玻璃(或其他透明材料),使幕墻的傳熱系數(shù)和玻璃(或其他透明材料)的遮陽(yáng)系數(shù)符合本標(biāo)準(zhǔn)第4.2.2條的幾個(gè)表的規(guī)定。雖然玻璃等透明材料本身的熱工性能很差,但近年來(lái)這些行業(yè)的技術(shù)發(fā)展很快,鍍膜玻璃(包括Low-E玻璃)、中空玻璃等產(chǎn)品豐富多彩,用這些高性能玻璃組成幕墻的技術(shù)也已經(jīng)很成熟,如采用Low-E中空玻璃、填充惰性氣體、暖邊間隔技術(shù)和“斷熱橋”型材龍骨或雙層皮通風(fēng)式幕墻完全可以把玻璃幕墻的傳熱系數(shù)由普通單層玻璃的6.OW/(m2·K)以上降到1.5W/(m2·K)。在玻璃間層中設(shè)百葉或格柵則可使玻璃幕墻具有良好的遮陽(yáng)隔熱性能。

在第4.2.2條的幾個(gè)表中對(duì)嚴(yán)寒地區(qū)的窗戶(hù)(或透明幕墻)和寒冷地區(qū)北向的窗戶(hù)(或透明幕墻),未提出遮陽(yáng)系數(shù)的限制值,此時(shí)應(yīng)選用遮陽(yáng)系數(shù)大的玻璃(或其他透明材料),以利于冬季充分利用太陽(yáng)輻射熱。對(duì)窗墻比比較小的情況,也未提出遮陽(yáng)系數(shù)的限制,此時(shí)選用玻璃(或其他透明材料)應(yīng)更多地考慮室內(nèi)的采光效果。第4.2.2條的幾個(gè)表對(duì)幕墻的熱工性能的要求是按窗墻面積比的增加而逐步提高的,當(dāng)窗墻面積比較大時(shí),對(duì)幕墻的熱工性能的要求比目前實(shí)際應(yīng)用的幕墻要高,這當(dāng)然會(huì)造成幕墻造價(jià)有所增加,但這是既要建筑物具有通透感又要保證節(jié)約采暖空調(diào)系統(tǒng)消耗的能源所必須付出的代價(jià)。

本標(biāo)準(zhǔn)允許采用“面積加權(quán)”的原則,使某朝向整個(gè)玻璃(或其他透明材料)幕墻的熱工性能達(dá)到第4.2.2條的幾個(gè)表中的要求。例如某賓館大廳的玻璃幕墻沒(méi)有達(dá)到要求,可以通過(guò)提高該朝向墻面上其他玻璃(或其他透明材料)熱工性能的方法,使該朝向整個(gè)墻面的玻璃(或其他透明材料)幕墻達(dá)標(biāo)。

本條規(guī)定對(duì)公共建筑達(dá)到節(jié)能的目標(biāo)是關(guān)鍵性的、非常重要的。如果所設(shè)計(jì)的建筑滿(mǎn)足不了規(guī)定性指標(biāo)的要求,突破了限值,則必須按本標(biāo)準(zhǔn)第4.3節(jié)的規(guī)定對(duì)該建筑進(jìn)行權(quán)衡判斷。權(quán)衡判斷時(shí),參照建筑的窗墻面積比、窗的傳熱系數(shù)等必須遵守本條規(guī)定。4.2.5公共建筑的窗墻面積比較大,因而太陽(yáng)輻射對(duì)建筑能耗的影響很大。為了節(jié)約能源,應(yīng)對(duì)窗口和透明幕墻采取外遮陽(yáng)措施,尤其是南方辦公建筑和賓館更要重視遮陽(yáng)。

大量的調(diào)查和測(cè)試表明,太陽(yáng)輻射通過(guò)窗進(jìn)入室內(nèi)的熱量是造成夏季室內(nèi)過(guò)熱的主要原因。日本、美國(guó)、歐洲以及香港等國(guó)家和地區(qū)都把提高窗的熱工性能和陽(yáng)光控制作為夏季防熱以及建筑節(jié)能的重點(diǎn),窗外普遍安裝有遮陽(yáng)設(shè)施。我國(guó)現(xiàn)有的窗戶(hù)傳熱系數(shù)普遍偏大,空氣滲透嚴(yán)重,而且大多數(shù)建筑無(wú)遮陽(yáng)設(shè)施。因此,在第4.2.2條的幾個(gè)表中對(duì)外窗和透明幕墻的遮陽(yáng)系數(shù)應(yīng)作出明確的規(guī)定。當(dāng)窗和透明幕墻設(shè)有外部遮陽(yáng)時(shí),表中的遮陽(yáng)系數(shù)應(yīng)該是外部遮陽(yáng)系數(shù)和玻璃(或其他透明材料)遮陽(yáng)系數(shù)的乘積。

以夏熱冬冷地區(qū)6層磚混結(jié)構(gòu)試驗(yàn)建筑為例,南向四層一房間大小為6.1m(進(jìn)深)×3.9m(寬)×2.8m(高),采用1.5m×1.8m單框鋁合金窗在夏季連續(xù)空調(diào)時(shí),計(jì)算不同負(fù)荷逐時(shí)變化曲線(xiàn),可以看出通過(guò)實(shí)體墻的傳熱量?jī)H占整個(gè)墻面?zhèn)鳠崃康?0%,通過(guò)窗的傳熱量所占比例最大,而且在通過(guò)窗的傳熱中,主要是太陽(yáng)輻射得熱,溫差傳熱部分并不大,如圖4.2.5-1、圖4.2.5-2所示。因此,應(yīng)該把窗的遮陽(yáng)作為夏季節(jié)能措施一個(gè)重點(diǎn)來(lái)考慮。

由于我國(guó)幅員遼闊,南北方如廣州、武漢、北京等地區(qū)、東西部如上海、重慶、西安、蘭州、烏魯木齊等地氣候條件各不相同,因此在附錄B中對(duì)外窗和透明幕墻遮陽(yáng)系數(shù)的要求也有所不同。

夏季,南方水平面太陽(yáng)輻射強(qiáng)度可高達(dá)1000W/m2以上,在這種強(qiáng)烈的太陽(yáng)輻射條件下,陽(yáng)光直射到室內(nèi),將嚴(yán)重地影響建筑室內(nèi)熱環(huán)境,增加建筑空調(diào)能耗。因此,減少窗的輻射傳熱是建筑節(jié)能中降低窗口得熱的主要途徑。應(yīng)采取適當(dāng)遮陽(yáng)措施,防止直射陽(yáng)光的不利影響。而且夏季不同朝向墻面輻射日變化很復(fù)雜,不同朝向墻面日輻射強(qiáng)度和峰值出現(xiàn)的時(shí)間不同,因此,不同的遮陽(yáng)方式直接影響到建筑能耗的大小。

在嚴(yán)寒地區(qū),陽(yáng)光充分進(jìn)入室內(nèi),有利于降低冬季采暖能耗。這一地區(qū)采暖能耗在全年建筑總能耗中占主導(dǎo)地位,如果遮陽(yáng)設(shè)施阻擋了冬季陽(yáng)光進(jìn)入室內(nèi),對(duì)自然能源的利用和節(jié)能是不利的。因此,遮陽(yáng)措施一般不適用于北方嚴(yán)寒地區(qū)。

在夏熱冬冷地區(qū),窗和透明幕墻的太陽(yáng)輻射得熱在夏季增大了空調(diào)負(fù)荷,冬季則減小了采暖負(fù)荷,應(yīng)根據(jù)負(fù)荷分析確定采取何種形式的遮陽(yáng)。一般而言,外卷簾或外百葉式的活動(dòng)遮陽(yáng)實(shí)際效果比較好。4.2.6強(qiáng)制性條文。夏季屋頂水平面太陽(yáng)輻射強(qiáng)度最大,屋頂?shù)耐该髅娣e越大,相應(yīng)建筑的能耗也越大,因此對(duì)屋頂透明部分的面積和熱工性能應(yīng)予以嚴(yán)格的限制。

由于公共建筑形式的多樣化和建筑功能的需要,許多公共建筑設(shè)計(jì)有室內(nèi)中庭,希望在建筑的內(nèi)區(qū)有一個(gè)通透明亮,具有良好的微氣候及人工生態(tài)環(huán)境的公共空間。但從目前已經(jīng)建成工程來(lái)看,大量的建筑中庭的熱環(huán)境不理想且能耗很大,主要原因是中庭透明材料的熱工性能較差,傳熱損失和太陽(yáng)輻射得熱過(guò)大。1988年8月深圳建筑科學(xué)研究所對(duì)深圳一公共建筑中庭進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試,中庭四層內(nèi)走廊氣溫達(dá)到40℃以上,平均熱舒適值PMV≥2.63,即使采用空調(diào)室內(nèi)也無(wú)法達(dá)到人們所要求的舒適溫度。

對(duì)于那些需要視覺(jué)、采光效果而加大屋頂透明面積的建筑,如果所設(shè)計(jì)的建筑滿(mǎn)足不了規(guī)定性指標(biāo)的要求,突破了限值,則必須按本標(biāo)準(zhǔn)第4.3節(jié)的規(guī)定對(duì)該建筑進(jìn)行權(quán)衡判斷。權(quán)衡判斷時(shí),參照建筑的屋頂透明部分面積和熱工性能必須符合本條的規(guī)定。4.2.7建筑中庭空間高大,在炎熱的夏季,中庭內(nèi)的溫度很高。應(yīng)考慮在中庭上部的側(cè)面開(kāi)設(shè)一些窗戶(hù)或其他形式的通風(fēng)口,充分利用自然通風(fēng),達(dá)到降低中庭溫度的目的。必要時(shí),應(yīng)考慮在中庭上部的側(cè)面設(shè)置排風(fēng)機(jī)加強(qiáng)通風(fēng),改善中庭熱環(huán)境。4.2.8公共建筑一般室內(nèi)人員密度比較大,建筑室內(nèi)空氣流動(dòng),特別是自然、新鮮空氣的流動(dòng),是保證建筑室內(nèi)空氣質(zhì)量符合國(guó)家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的關(guān)鍵。無(wú)論在北方地區(qū)還是在南方地區(qū),在春、秋季節(jié)和冬、夏季的某些時(shí)段普遍有開(kāi)窗加強(qiáng)房間通風(fēng)的習(xí)慣,這也是節(jié)能和提高室內(nèi)熱舒適性的重要手段。外窗的可開(kāi)啟面積過(guò)小會(huì)嚴(yán)重影響建筑室內(nèi)的自然通風(fēng)效果,本條規(guī)定是為了使室內(nèi)人員在較好的室外氣象條件下,可以通過(guò)開(kāi)啟外窗通風(fēng)來(lái)獲得熱舒適性和良好的室內(nèi)空氣品質(zhì)。

近來(lái)有些建筑為了追求外窗的視覺(jué)效果和建筑立面的設(shè)計(jì)風(fēng)格,外窗的可開(kāi)啟率有逐漸下降的趨勢(shì),有的甚至使外窗完全封閉,導(dǎo)致房間自然通風(fēng)不足,不利于室內(nèi)空氣流通和散熱,不利于節(jié)能。例如在我國(guó)南方地區(qū)通過(guò)實(shí)測(cè)調(diào)查與計(jì)算機(jī)模擬:當(dāng)室外干球溫度不高于28℃,相對(duì)濕度80%以下,室外風(fēng)速在1.5m/s左右時(shí),如果外窗的可開(kāi)啟面積不小于所在房間地面面積的8%,室內(nèi)大部分區(qū)域基本能達(dá)到熱舒適性水平;而當(dāng)室內(nèi)通風(fēng)不暢或關(guān)閉外窗,室內(nèi)干球溫度26℃,相對(duì)濕度80%左右時(shí),室內(nèi)人員仍然感到有些悶熱。人們?cè)鴮?duì)夏熱冬暖地區(qū)典型城市的氣象數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,從5月到10月,室外平均溫度不高于28℃的天數(shù)占每月總天數(shù),有的地區(qū)高達(dá)60%~70%,最熱月也能達(dá)到10%左右,對(duì)應(yīng)時(shí)間段的室外風(fēng)速大多能達(dá)到1.5m/s左右。所以做好自然通風(fēng)氣流組織設(shè)計(jì),保證一定的外窗可開(kāi)啟面積,可以減少房間空調(diào)設(shè)備的運(yùn)行時(shí)間,節(jié)約能源,提高舒適性。為了保證室內(nèi)有良好的自然通風(fēng),明確規(guī)定外窗的可開(kāi)啟面積不應(yīng)小于窗面積的30%是必要的。4.2.9公共建筑的性質(zhì)決定了它的外門(mén)開(kāi)啟頻繁。在嚴(yán)寒和寒冷地區(qū)的冬季,外門(mén)的頻繁開(kāi)啟造成室外冷空氣大量進(jìn)入室內(nèi),導(dǎo)致采暖能耗增加。設(shè)置門(mén)斗可以避免冷風(fēng)直接進(jìn)入室內(nèi),在節(jié)能的同時(shí),也提高門(mén)廳的熱舒適性。除了嚴(yán)寒和寒冷地區(qū)之外,其他氣候區(qū)也存在著相類(lèi)似的現(xiàn)象,因此也應(yīng)該采取各種可行的節(jié)能措施。4.2.10公共建筑一般室內(nèi)熱環(huán)境條件比較好,為了保證建筑的節(jié)能,要求外窗具有良好的氣密性能,以抵御夏季和冬季室外空氣過(guò)多地向室內(nèi)滲漏,因此對(duì)外窗的氣密性能要有較高的要求。4.2.11目前國(guó)內(nèi)的幕墻工程,主要考慮幕墻圍護(hù)結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)安全性、日光照射的光環(huán)境、隔絕噪聲、防止雨水滲透以及防火安全等方面的問(wèn)題,較少考慮幕墻圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫隔熱、冷凝等熱工節(jié)能問(wèn)題。為了節(jié)約能源,必須對(duì)幕墻的熱工性能有明確的規(guī)定。這些規(guī)定已經(jīng)體現(xiàn)在條文4.2.2中。

由于透明幕墻的氣密性能對(duì)建筑能耗也有較大的影響,為了達(dá)到節(jié)能目標(biāo),本條文對(duì)透明幕墻的氣密性也作了明確的規(guī)定。4.3圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱工性能的權(quán)衡判斷4.3.1公共建筑的設(shè)計(jì)往往著重考慮建筑外形立面和使用功能,有時(shí)難以完全滿(mǎn)足第4章條款的要求,尤其是玻璃幕墻建筑的“窗墻比”和對(duì)應(yīng)的玻璃熱工性能很可能突破第4.2.2條的限制。為了尊重建筑師的創(chuàng)造性工作,同時(shí)又使所設(shè)計(jì)的建筑能夠符合節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的要求,引入建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的總體熱工性能是否達(dá)到要求的權(quán)衡判斷。權(quán)衡判斷不拘泥于建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)各個(gè)局部的熱工性能,而是著眼于總體熱工性能是否滿(mǎn)足節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)的要求。4.3.2權(quán)衡判斷是一種性能化的設(shè)計(jì)方法,具體做法就是先構(gòu)想出一棟虛擬的建筑,稱(chēng)之為參照建筑,然后分別計(jì)算參照建筑和實(shí)際設(shè)計(jì)的建筑的全年采暖和空調(diào)能耗,并依照這兩個(gè)能耗的比較結(jié)果作出判斷。當(dāng)實(shí)際設(shè)計(jì)的建筑的能耗大于參照建筑的能耗時(shí),調(diào)整部分設(shè)計(jì)參數(shù)(例如提高窗戶(hù)的保溫隔熱性能,縮小窗戶(hù)面積等等),重新計(jì)算所設(shè)計(jì)建筑的能耗,直至設(shè)計(jì)建筑的能耗不大于參照建筑的能耗為止。

每一棟實(shí)際設(shè)計(jì)的建筑都對(duì)應(yīng)一棟參照建筑。與實(shí)際設(shè)計(jì)的建筑相比,參照建筑除了在實(shí)際設(shè)計(jì)建筑不滿(mǎn)足本標(biāo)準(zhǔn)的一些重要規(guī)定之處作了調(diào)整外,其他方面都相同。參照建筑在建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的各個(gè)方面均應(yīng)完全符合本節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。4.3.3建筑形狀、大小、朝向以及內(nèi)部的空間劃分和使用功能都與采暖和空調(diào)能耗直接相關(guān),因此在這些方面參照建筑必須與所設(shè)計(jì)建筑完全一致。在形狀、朝向、內(nèi)部空間劃分和使用功能等都確定的條件下,建筑的體形系數(shù)和外立面的窗墻面積比對(duì)采暖和空調(diào)能耗影響很大,因此參照建筑的體形系數(shù)和窗墻面積比分別符合第4.1.2條和第4.2.4條的規(guī)定是非常重要的。當(dāng)所設(shè)計(jì)建筑的體形系數(shù)大于第4.1.2條的規(guī)定時(shí),本條規(guī)定要縮小參照建筑每面外墻尺寸只是一種計(jì)算措施,并不真正去調(diào)整所設(shè)計(jì)建筑的體形系數(shù)。當(dāng)所設(shè)計(jì)建筑的體形系數(shù)小于第4.1.2條的規(guī)定時(shí),參照建筑不作體形系數(shù)的調(diào)整。當(dāng)所設(shè)計(jì)建筑的窗墻面積比小于第4.2.4條的規(guī)定時(shí),參照建筑也不作窗墻面積比的調(diào)整。4.3.4權(quán)衡判斷的核心是對(duì)參照建筑和實(shí)際所設(shè)計(jì)的建筑的采暖和空調(diào)能耗進(jìn)行比較并作出判斷。用動(dòng)態(tài)方法計(jì)算建筑的采暖和空調(diào)能耗是一個(gè)非常復(fù)雜的過(guò)程,很多細(xì)節(jié)都會(huì)影響能耗的計(jì)算結(jié)果。因此,為了保證計(jì)算的準(zhǔn)確性,必須作出許多具體的規(guī)定。

需要指出的是,實(shí)施權(quán)衡判斷時(shí),計(jì)算出的并非是實(shí)際的采暖和空調(diào)能耗,而是某種“標(biāo)準(zhǔn)”工況下的能耗。本標(biāo)準(zhǔn)在規(guī)定這種“標(biāo)準(zhǔn)”工況時(shí)盡量使它接近實(shí)際工況。5采暖、通風(fēng)和空氣調(diào)節(jié)節(jié)能設(shè)計(jì)5.1一般規(guī)定5.1.1強(qiáng)制性條文。目前,有些設(shè)計(jì)人員錯(cuò)誤地利用設(shè)計(jì)手冊(cè)中供方案設(shè)計(jì)或初步設(shè)計(jì)時(shí)估算冷、熱負(fù)荷用的單位建筑面積冷、熱負(fù)荷指標(biāo),直接作為施工圖設(shè)計(jì)階段確定空調(diào)的冷、熱負(fù)荷的依據(jù)。由于總負(fù)荷偏大,從而導(dǎo)致了裝機(jī)容量偏大、管道直徑偏大、水泵配置偏大、末端設(shè)備偏大的“四大”現(xiàn)象。其結(jié)果是初投資增高、能量消耗增加,給國(guó)家和投資人造成巨大損失,因此必須作出嚴(yán)格規(guī)定。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50019—2003中6.2.1條已經(jīng)對(duì)空調(diào)冷負(fù)荷必須進(jìn)行逐時(shí)計(jì)算列為強(qiáng)制性條文,這里再重復(fù)列出,是為了要求設(shè)計(jì)人員必須執(zhí)行。5.1.2嚴(yán)寒地區(qū),由于采暖期長(zhǎng),不論是從節(jié)省能耗或節(jié)省運(yùn)行費(fèi)用來(lái)看,通常都是采用熱水集中采暖系統(tǒng)更為合適。

寒冷地區(qū)公共建筑的冬季采暖問(wèn)題,關(guān)系到很多因素,因此要求結(jié)合實(shí)際工程通過(guò)具體的分析比較、優(yōu)選確定。5.2采暖5.2.1國(guó)家節(jié)能指令第四號(hào)明確規(guī)定:“新建采暖系統(tǒng)應(yīng)采用熱水采暖”。實(shí)踐證明,采用熱水作為熱媒,不僅對(duì)采暖質(zhì)量有明顯的提高,而且便于進(jìn)行節(jié)能調(diào)節(jié)。因此,明確規(guī)定應(yīng)以熱水為熱媒。5.2.2在采暖系統(tǒng)南、北向分環(huán)布置的基礎(chǔ)上,各向選擇2~3個(gè)房間作為標(biāo)準(zhǔn)間,取其平均溫度作為控制溫度,通過(guò)溫度調(diào)控調(diào)節(jié)流經(jīng)各向的熱媒流量或供水溫度,不僅具有顯著的節(jié)能效果,而且,還可以有效的平衡南、北向房間因太陽(yáng)輻射導(dǎo)致的溫度差異,從根本上克服“南熱北冷”的問(wèn)題。5.2.3選擇供暖系統(tǒng)制式的原則,是在保持散熱器有較高散熱效率的前提下,保證系統(tǒng)中除樓梯間以外的各個(gè)房間(供暖區(qū)),能獨(dú)立進(jìn)行溫度調(diào)節(jié)。

由于公共建筑往往分區(qū)出售或出租,由不同單位使用;因此,在設(shè)計(jì)和劃分系統(tǒng)時(shí),應(yīng)充分考慮實(shí)現(xiàn)分區(qū)熱量計(jì)量的靈活性、方便性和可能性,確保實(shí)現(xiàn)按用熱量多少進(jìn)行收費(fèi)。5.2.4散熱器暗裝在罩內(nèi)時(shí),不但散熱器的散熱量會(huì)大幅度減少;而且,由于罩內(nèi)空氣溫度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于室內(nèi)空氣溫度,從而使罩內(nèi)墻體的溫差傳熱損失大大增加。為此,應(yīng)避免這種錯(cuò)誤做法。

散熱器暗裝時(shí),還會(huì)影響溫控閥的正常工作。如工程確實(shí)需要暗裝時(shí)(如幼兒園),則必須采用帶外置式溫度傳感器的溫控閥,以保證溫控閥能根據(jù)室內(nèi)溫度進(jìn)行工作。

實(shí)驗(yàn)證明:散熱器外表面涂刷非金屬性涂料時(shí),其散熱量比涂刷金屬性涂料時(shí)能增加10%左右。

另外,散熱器的單位散熱量、金屬熱強(qiáng)度指標(biāo)(散熱器在熱媒平均溫度與室內(nèi)空氣溫度差為1℃時(shí),每1kg重散熱器每小時(shí)所放散的熱量)和單位散熱量的價(jià)格這三項(xiàng)指標(biāo),是評(píng)價(jià)和選擇散熱器的主要依據(jù),特別是金屬熱強(qiáng)度指標(biāo),是衡量同一材質(zhì)散熱器節(jié)能性和經(jīng)濟(jì)性的重要標(biāo)志。5.2.5散熱器的安裝數(shù)量,應(yīng)與設(shè)計(jì)負(fù)荷相適應(yīng),不應(yīng)盲目增加。有些人以為散熱器裝得越多就越安全,殊不知實(shí)際效果并非如此;盲目增加散熱器數(shù)量,不但浪費(fèi)能源,還很容易造成系統(tǒng)熱力失勻和水力失調(diào),使系統(tǒng)不能正常供暖。

扣除室內(nèi)明裝管道的散熱量,也是防止供熱過(guò)多的措施之一。5.2.6公共建筑內(nèi)的高大空間,如大堂、候車(chē)(機(jī))廳、展廳等處的采暖,如果采用常規(guī)的對(duì)流采暖方式供暖時(shí),室內(nèi)沿高度方向會(huì)形成很大的溫度梯度,不但建筑熱損耗增大,而且人員活動(dòng)區(qū)的溫度往往偏低,很難保持設(shè)計(jì)溫度。采用輻射供暖時(shí),室內(nèi)高度方向的溫度梯度很?。煌瑫r(shí),由于有溫度和輻射照度的綜合作用,既可以創(chuàng)造比較理想的熱舒適環(huán)境,又可以比對(duì)流采暖時(shí)減少15%左右的能耗,因此,應(yīng)該提倡。5.2.7量化管理是節(jié)約能源的重要手段,按照用熱量的多少來(lái)計(jì)收采暖費(fèi)用,既公平合理,更有利于提高用戶(hù)的節(jié)能意識(shí)。設(shè)置水力平衡配件后,可以通過(guò)對(duì)系統(tǒng)水力分布的調(diào)整與設(shè)定,保持系統(tǒng)的水力平衡,保證獲得預(yù)期的供暖效果。5.2.8本條的來(lái)源為《民用建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》JGJ26—95。但根據(jù)實(shí)際情況做了如下改動(dòng):1從實(shí)際情況來(lái)看,水泵功率采用在設(shè)計(jì)工況點(diǎn)的軸功率對(duì)公式的使用更為方便、合理,因此,將《民用建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》JGJ26—95中“水泵銘牌軸功率”修改為“水泵在設(shè)計(jì)工況點(diǎn)的軸功率”。

2《民用建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》JGJ26—95中采用的是典型設(shè)計(jì)日的平均值指標(biāo)??紤]到設(shè)計(jì)時(shí)確定供熱水泵的全日運(yùn)行小時(shí)數(shù)和供熱負(fù)荷逐時(shí)計(jì)算存在較大的難度,因此在這里采用了設(shè)計(jì)狀態(tài)下的指標(biāo)。

3規(guī)定了設(shè)計(jì)供/回水溫度差△t的取值要求,防止在設(shè)計(jì)過(guò)程中由于△t區(qū)值偏小而影響節(jié)能效果。通常采暖系統(tǒng)宜采用95/70℃的熱水;由于目前常用的幾種采暖用塑料管對(duì)水溫的要求通常不能高于80℃,因此對(duì)于系統(tǒng)中采用了塑料管時(shí),系統(tǒng)的供/回水溫度一般為80/60℃??紤]到地板輻射采暖系統(tǒng)的△t不宜大于10℃,且地板輻射采暖系統(tǒng)在公共建筑中采用得不是很普遍,因此本條不針對(duì)地板輻射采暖系統(tǒng)。5.3通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)5.3.1溫、濕度要求不同的空調(diào)區(qū)不應(yīng)劃分在同一個(gè)空調(diào)風(fēng)系統(tǒng)中是空調(diào)風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一個(gè)基本要求,這也是多數(shù)設(shè)計(jì)人員都能夠理解和考慮到的。但在實(shí)際工程設(shè)計(jì)中,一些設(shè)計(jì)人員有時(shí)忽視了不同空調(diào)區(qū)在使用時(shí)間等要求上的區(qū)別,出現(xiàn)把使用要求不同(比如明顯地不同時(shí)使用)的空調(diào)區(qū)劃分在同一空調(diào)風(fēng)系統(tǒng)中的情況,不僅給運(yùn)行與調(diào)節(jié)造成困難,同時(shí)也增大了能耗,為此強(qiáng)調(diào)應(yīng)根據(jù)使用要求來(lái)劃分空調(diào)風(fēng)系統(tǒng)。5.3.2全空氣空調(diào)系統(tǒng)具有易于改變新、回風(fēng)比例,必要時(shí)可實(shí)現(xiàn)全新風(fēng)運(yùn)行從而獲得較大的節(jié)能效益和環(huán)境效益,且易于集中處理噪聲、過(guò)濾凈化和控制空調(diào)區(qū)的溫、濕度,設(shè)備集中,便于維修和管理等優(yōu)點(diǎn)。并且在商場(chǎng)、影劇院、營(yíng)業(yè)式餐廳、展廳、候機(jī)(車(chē))樓、多功能廳、體育館等建筑中,其主體功能房間空間較大、人員較多,通常也不需要再去分區(qū)控制各區(qū)域溫度,因此宜采用全空氣空調(diào)系統(tǒng)。5.3.3單風(fēng)管送風(fēng)方式與雙風(fēng)管送風(fēng)方式相比,不僅占用建筑空間少、初投資省,而且不會(huì)像雙風(fēng)管方式那樣因?yàn)橛欣洹犸L(fēng)混合過(guò)程而造成能量損失,因此,當(dāng)功能上無(wú)特殊要求時(shí),應(yīng)采用單風(fēng)管送風(fēng)方式。5.3.4變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)具有控制靈活、節(jié)能等特點(diǎn),它能根據(jù)空調(diào)區(qū)負(fù)荷的變化,自動(dòng)改變送風(fēng)量;隨著系統(tǒng)送風(fēng)量的減少,風(fēng)機(jī)的輸送能耗相應(yīng)減少。當(dāng)全年內(nèi)區(qū)需要送冷風(fēng)時(shí),它還可以通過(guò)直接采用低溫全新風(fēng)冷卻的方式來(lái)節(jié)能。5.3.5風(fēng)機(jī)的變風(fēng)量途徑和方法很多,考慮到變頻調(diào)節(jié)通風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速時(shí)的節(jié)能效果最好,所以推薦采用。本條文提到的風(fēng)機(jī)是指空調(diào)機(jī)組內(nèi)的系統(tǒng)送風(fēng)機(jī)(也可能包括回風(fēng)機(jī))而不是變風(fēng)量末端裝置內(nèi)設(shè)置的風(fēng)機(jī)。對(duì)于末端裝置所采用的風(fēng)機(jī)來(lái)說(shuō),若采用變頻方式時(shí),應(yīng)采取可靠的防止對(duì)電網(wǎng)造成電磁污染的技術(shù)措施。變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中,隨著送風(fēng)量的變化,送至空調(diào)區(qū)的新風(fēng)量也相應(yīng)改變。為了確保新風(fēng)量能符合衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的要求,同時(shí)為了使初調(diào)試能夠順利進(jìn)行,根據(jù)滿(mǎn)足最小新風(fēng)量的原則,規(guī)定應(yīng)在提供給甲方的設(shè)計(jì)文件中標(biāo)明每個(gè)變風(fēng)量末端裝置必需的最小送風(fēng)量。5.3.6空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)不僅要考慮到設(shè)計(jì)工況,而且應(yīng)考慮全年運(yùn)行模式。在過(guò)渡季,空調(diào)系統(tǒng)采用全新風(fēng)或增大新風(fēng)比運(yùn)行,都可以有效地改善空調(diào)區(qū)內(nèi)空氣的品質(zhì),大量節(jié)省空氣處理所需消耗的能量,應(yīng)該大力推廣應(yīng)用。但要實(shí)現(xiàn)全新風(fēng)運(yùn)行,設(shè)計(jì)時(shí)必須認(rèn)真考慮新風(fēng)取風(fēng)口和新風(fēng)管所需的截面積,妥善安排好排風(fēng)出路,并應(yīng)確保室內(nèi)必須保持的正壓值。

應(yīng)明確的是:“過(guò)渡季”指的是與室內(nèi)、外空氣參數(shù)相關(guān)的一個(gè)空調(diào)工況分區(qū)范圍,其確定的依據(jù)是通過(guò)室內(nèi)、外空氣參數(shù)的比較而定的。由于空調(diào)系統(tǒng)全年運(yùn)行過(guò)程中,室外參數(shù)總是處于一個(gè)不斷變化的動(dòng)態(tài)過(guò)程之中,即使是夏天,在每天的早晚也有可能出現(xiàn)“過(guò)渡季”工況(尤其是全天24h使用的空調(diào)系統(tǒng)),因此,不要將“過(guò)渡季”理解為一年中自然的春、秋季節(jié)。5.3.7本條文系參考美國(guó)采暖制冷空調(diào)工程師學(xué)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)ASHRAE62—2001“VentilationforAcceptableIndoorAirQuality”中第6.3.1.1條的內(nèi)容??紤]到一些設(shè)計(jì)采用新風(fēng)比最大的房間的新風(fēng)比作為整個(gè)空調(diào)系統(tǒng)的新風(fēng)比,這將導(dǎo)致系統(tǒng)新風(fēng)比過(guò)大,浪費(fèi)能源。采用上述計(jì)算公式將使得各房間在滿(mǎn)足要求的新風(fēng)量的前提下,系統(tǒng)的新風(fēng)比最小,因此本條規(guī)定可以節(jié)約空調(diào)風(fēng)系統(tǒng)的能耗。

舉例說(shuō)明式(5.3.7)的用法:

假定一個(gè)全空氣空調(diào)系統(tǒng)為下表中的幾個(gè)房間送風(fēng):5.3.8二氧化碳并不是污染物,但可以作為室內(nèi)空氣品質(zhì)的一個(gè)指標(biāo)值。ASHRAE62—2001標(biāo)準(zhǔn)的第6.2.1條中闡述了“如果通風(fēng)能夠使室內(nèi)C02濃度高出室外在7×10-4m3/m3以?xún)?nèi),人體生物散發(fā)方面的舒適性(氣味)標(biāo)準(zhǔn)是可以滿(mǎn)足的。”考慮到我國(guó)室內(nèi)空氣品質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)中沒(méi)有采納“室外C02濃度+7×10-4m3/m3=室內(nèi)允許濃度”的定義方法,因此參照ASHRAE62—2001的條文作了調(diào)整。當(dāng)房間內(nèi)人員密度變化較大時(shí),如果一直按照設(shè)計(jì)的較大的人員密度供應(yīng)新風(fēng),將浪費(fèi)較多的新風(fēng)處理用冷、熱量。我國(guó)有的建筑已采用了新風(fēng)需求控制(如上海浦東國(guó)際機(jī)場(chǎng)候機(jī)大廳)。要注意的是,如果只變新風(fēng)量、不變排風(fēng)量,有可能造成部分時(shí)間室內(nèi)負(fù)壓,反而增加能耗,因此排風(fēng)量也應(yīng)適應(yīng)新風(fēng)量的變化以保持房間的正壓。5.3.9采用人工冷、熱源進(jìn)行預(yù)熱或預(yù)冷運(yùn)行時(shí)新風(fēng)系統(tǒng)應(yīng)能關(guān)閉,其目的在于減少處理新風(fēng)的冷、熱負(fù)荷,節(jié)省能量消耗;在夏季的夜間或室外溫度較低的時(shí)段,直接采用室外溫度較低的空氣對(duì)建筑進(jìn)行預(yù)冷,是節(jié)省能耗的一個(gè)有效方法,應(yīng)該推廣應(yīng)用。5.3.10建筑物外區(qū)和內(nèi)區(qū)的負(fù)荷特性不同。外區(qū)由于與室外空氣相鄰,圍護(hù)結(jié)構(gòu)的負(fù)荷隨季節(jié)改變有較大的變化;內(nèi)區(qū)則由于遠(yuǎn)離圍護(hù)結(jié)構(gòu),室外氣候條件的變化對(duì)它幾乎沒(méi)有影響,常年需要供冷。冬季內(nèi)、外區(qū)對(duì)空調(diào)的需求存在很大的差異,因此宜分別設(shè)計(jì)和配置空調(diào)系統(tǒng)。這樣,不僅可以方便運(yùn)行管理,獲得最佳的空調(diào)效果,而且還可以避免冷熱抵消,節(jié)省能源的消耗,減少運(yùn)行費(fèi)用。

對(duì)于辦公建筑來(lái)說(shuō),辦公室內(nèi)、外區(qū)的劃分標(biāo)準(zhǔn)與許多因素有關(guān),其中房間分隔是一個(gè)重要的因素,設(shè)計(jì)中需要靈活處理。例如,如果在進(jìn)深方向有明確的分隔,則分隔處一般為內(nèi)、外區(qū)的分界線(xiàn);房間開(kāi)窗的大小、房間朝向等因素也對(duì)劃分有一定影響。在設(shè)計(jì)沒(méi)有明確分隔的大開(kāi)間辦公室時(shí),根據(jù)國(guó)外有關(guān)資料介紹,通??蓪⒕嗤鈬o(hù)結(jié)構(gòu)3~5m的范圍內(nèi)劃為外區(qū),其所包容的為內(nèi)區(qū)。為了設(shè)計(jì)盡可能滿(mǎn)足不同的使用需求,也可以將上述從3~5m的范圍作為過(guò)渡區(qū),在空調(diào)負(fù)荷計(jì)算時(shí),內(nèi)、外區(qū)都計(jì)算此部分負(fù)荷,這樣只要分隔線(xiàn)在3~5m之間變動(dòng),都是能夠滿(mǎn)足要求的。5.3.11水環(huán)熱泵空調(diào)系統(tǒng)具有在建筑物內(nèi)部進(jìn)行冷熱量轉(zhuǎn)移的特點(diǎn)。對(duì)于冬季的建筑供熱來(lái)說(shuō)實(shí)際上是利用了建筑內(nèi)部的發(fā)熱量,從而減少了外部供給建筑的供熱量需求,是一種節(jié)能的系統(tǒng)形式。但其運(yùn)行節(jié)能的必要條件是在冬季建筑內(nèi)部有較為穩(wěn)定、可觀的余熱。在實(shí)際設(shè)計(jì)中,應(yīng)進(jìn)行供冷、余熱和供熱需求的熱平衡計(jì)算,以確定是否設(shè)置輔助熱源及其大小,并通過(guò)適當(dāng)?shù)慕?jīng)濟(jì)技術(shù)比較后確定是否采用此系統(tǒng)。5.3.12如果新風(fēng)經(jīng)過(guò)風(fēng)機(jī)盤(pán)管后送出,風(fēng)機(jī)盤(pán)管的運(yùn)行與否對(duì)新風(fēng)量的變化有較大影響,易造成浪費(fèi)或新風(fēng)不足。5.3.13由于屋頂傳熱量較大,或者當(dāng)?shù)蹴攦?nèi)發(fā)熱量較大以及高大吊頂空間(吊頂至樓板底的高度超過(guò)1.0m)時(shí),若采用吊頂內(nèi)回風(fēng),使空調(diào)區(qū)域加大、空調(diào)能耗上升,不利于節(jié)能。5.3.14空調(diào)區(qū)域(或房間)排風(fēng)中所含的能量十分可觀,加以回收利用可以取得很好的節(jié)能效益和環(huán)境效益。長(zhǎng)期以來(lái),業(yè)內(nèi)人士往往單純地從經(jīng)濟(jì)效益方面來(lái)權(quán)衡熱回收裝置的設(shè)置與否,若熱回收裝置投資的回收期稍長(zhǎng)一些,就認(rèn)為不值得采用。時(shí)至今日,人們考慮問(wèn)題的出發(fā)點(diǎn)已提高到了保護(hù)全球環(huán)境這個(gè)高度,而節(jié)省能耗就意味著保護(hù)環(huán)境,這是人類(lèi)面臨的頭等大事。在考慮其經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí),更重要的是必須考慮節(jié)能效益和環(huán)境效益。因此,設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)優(yōu)先考慮,尤其是當(dāng)新風(fēng)與排風(fēng)采用專(zhuān)門(mén)獨(dú)立的管道輸送時(shí),非常有利于設(shè)置集中的熱回收裝置。

除了考慮設(shè)計(jì)狀態(tài)下新風(fēng)與排風(fēng)的溫度差之外,過(guò)渡季使用空調(diào)的時(shí)間占全年空調(diào)總時(shí)間的比例也是影響排風(fēng)熱回收裝置設(shè)置與否的重要因素之一。過(guò)渡季時(shí)間越長(zhǎng),相對(duì)來(lái)說(shuō)全年回收的冷、熱量越小。因此,還應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)貧庀髼l件,通過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)的合理分析來(lái)決定。

根據(jù)國(guó)內(nèi)對(duì)一些熱回收裝置的實(shí)測(cè),質(zhì)量較好的熱回收裝置的效率普遍在60%以上。5.3.15采用雙向換氣裝置,讓新風(fēng)與排風(fēng)在裝置中進(jìn)行顯熱或全熱交換,可以從排出空氣中回收55%以上的熱量和冷量,有較大的節(jié)能效果,因此應(yīng)該提倡。人員長(zhǎng)期停留的房間一般是指連續(xù)使用超過(guò)3h的房間。5.3.16粗、中效空氣過(guò)濾器的參數(shù)引自國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《空氣過(guò)濾器》GB/T14295—1993。

由于全空氣空調(diào)系統(tǒng)要考慮到空調(diào)過(guò)渡季全新風(fēng)運(yùn)行的節(jié)能要求,因此對(duì)其過(guò)濾器應(yīng)有同樣的要求——滿(mǎn)足全新風(fēng)運(yùn)行的需要。5.3.17在現(xiàn)有的許多空調(diào)工程設(shè)計(jì)中,由于種種原因一些工程采用了土建風(fēng)道(指用磚、混凝土、石膏板等材料構(gòu)成的風(fēng)道)。從實(shí)際調(diào)查結(jié)果來(lái)看,這種方式帶來(lái)了相當(dāng)多的隱患,其中最突出的問(wèn)題就是漏風(fēng)嚴(yán)重,而且由于大部分是隱蔽工程無(wú)法檢查,導(dǎo)致系統(tǒng)調(diào)試不能正常進(jìn)行,處理過(guò)的空氣無(wú)法送到設(shè)計(jì)要求的地點(diǎn),能量浪費(fèi)嚴(yán)重。因此作出較嚴(yán)格的規(guī)定。

在工程設(shè)計(jì)中,也會(huì)因受條件限制或?yàn)榱私Y(jié)合建筑的需求,存在一些用磚、混凝土、石膏板等材料構(gòu)成的土建風(fēng)道、回風(fēng)豎井的情況;此外,在一些下送風(fēng)方式(如劇場(chǎng)等)的設(shè)計(jì)中,為了管道的連接及與室內(nèi)設(shè)計(jì)配合,有時(shí)也需要采用一些局部的土建式封閉空腔作為送風(fēng)靜壓箱。因此本條文對(duì)這些情況不作嚴(yán)格限制。

同時(shí)由于混凝土等墻體的蓄熱量大,沒(méi)有絕熱層的土建風(fēng)道會(huì)吸收大量的送風(fēng)能量,會(huì)嚴(yán)重影響空調(diào)效果,因此對(duì)這類(lèi)土建風(fēng)道或送風(fēng)靜壓箱提出嚴(yán)格的防漏風(fēng)和絕熱要求。5.3.18閉式循環(huán)系統(tǒng)不僅初投資比開(kāi)式系統(tǒng)少,輸送能耗也低,所以推薦采用。

在季節(jié)變化時(shí)只是要求相應(yīng)作供冷/采暖空調(diào)工況轉(zhuǎn)換的空調(diào)系統(tǒng),采用兩管制水系統(tǒng),工程實(shí)踐已充分證明完全可以滿(mǎn)足使用要求,因此予以推薦。

規(guī)模(進(jìn)深)大的建筑,由于存在負(fù)荷特性不同的外區(qū)和內(nèi)區(qū),往往存在需要同時(shí)分別供冷和供暖的情況,常規(guī)的兩管制顯然無(wú)法同時(shí)滿(mǎn)足以上要求。這時(shí),若采用分區(qū)兩管制系統(tǒng)(分區(qū)兩管制水系統(tǒng),是一種根據(jù)建筑物的負(fù)荷特性,在冷熱源機(jī)房?jī)?nèi)預(yù)先將空調(diào)水系統(tǒng)分為專(zhuān)供冷水和冷熱合用的兩個(gè)兩管制系統(tǒng)的空調(diào)水系統(tǒng)制式),就可以在同一時(shí)刻分別對(duì)不同區(qū)域進(jìn)行供冷和供熱,這種系統(tǒng)的初投資比四管制低,管道占用空間也少,因此推薦采用。

采用一次泵方式時(shí),管路比較簡(jiǎn)單,初投資也低,因此推薦采用。過(guò)去,一次泵與冷水機(jī)組之間都采用定流量循環(huán),節(jié)能效果不大。近年來(lái),隨著制冷機(jī)的改進(jìn)和控制技術(shù)的發(fā)展,通過(guò)冷水機(jī)組的水量已經(jīng)允許在較大幅度范圍內(nèi)變化,從而為一次泵變流量運(yùn)行創(chuàng)造了條件。為了節(jié)省更多的能量,也可采用一次泵變流量調(diào)節(jié)方式。但為了確保系統(tǒng)及設(shè)備的運(yùn)行安全可靠,必須針對(duì)設(shè)計(jì)的系統(tǒng)進(jìn)行充分的論證,尤其要注意的是設(shè)備(冷水機(jī)組)的變水量運(yùn)行要求和所采用的控制方案及相關(guān)參數(shù)的控制策略。

當(dāng)系統(tǒng)較大、阻力較高,且各環(huán)路負(fù)荷特性相差較大,或壓力損失相差懸殊(差額大于50kPa)時(shí),如果采用一次泵方式,水泵流量和揚(yáng)程要根據(jù)主機(jī)流量和最不利環(huán)路的水阻力進(jìn)行選擇,配置功率都比較大;部分負(fù)荷運(yùn)行時(shí),無(wú)論流量和水流阻力有多小,水泵(一臺(tái)或多臺(tái))也要滿(mǎn)負(fù)荷配合運(yùn)行,管路上多余流量與壓頭只能采用旁通和加大閥門(mén)阻力予以消耗,因此輸送能量的利用率較低,能耗較高。若采用二次泵方式,二次水泵的流量與揚(yáng)程可以根據(jù)不同負(fù)荷特性的環(huán)路分別配置,對(duì)于阻力較小的環(huán)路來(lái)說(shuō)可以降低二次泵的設(shè)置揚(yáng)程(舉例來(lái)說(shuō),在空調(diào)冷、熱水泵中,揚(yáng)程差值超過(guò)50kPa時(shí),通常來(lái)說(shuō)其配電機(jī)的安裝容量會(huì)變化一檔;同時(shí),對(duì)于水阻力相差50kPa的環(huán)路來(lái)說(shuō),相當(dāng)于輸送距離1OOm或送回管道長(zhǎng)度在200m左右),做到“量體裁衣”,極大地避免了無(wú)謂的浪費(fèi)。而且二次泵的設(shè)置不影響制冷主機(jī)規(guī)定流量的要求,可方便地采用變流量控制和各環(huán)路的自由啟??刂?,負(fù)荷側(cè)的流量調(diào)節(jié)范圍也可以更大;尤其當(dāng)二次泵采用變頻控制時(shí),其節(jié)能效果更好。

冷水機(jī)組的冷水供、回水設(shè)計(jì)溫差通常為5℃。近年來(lái)許多研究結(jié)果表明:加大冷水供、回水設(shè)計(jì)溫差對(duì)輸送系統(tǒng)減少的能耗,大于由此導(dǎo)致的設(shè)備傳熱效率下降所增加的能耗,因此對(duì)于整個(gè)空調(diào)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)具有一定的節(jié)能效益,目前有的實(shí)際工程已用到8℃溫差,從其運(yùn)行情況看也反映良好的節(jié)能效果。由于加大冷水供、回水溫差需要設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)發(fā)生變化(不能按通常的5℃溫差選擇),因此采用此方法時(shí),應(yīng)進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)的分析比較后確定。

采用高位膨脹水箱定壓,具有安全、可靠、消耗電力相對(duì)較少、初投資低等優(yōu)點(diǎn),因此推薦優(yōu)先采用。5.3.19通常,空調(diào)系統(tǒng)冬季和夏季的循環(huán)水量和系統(tǒng)的壓力損失相差很大,如果勉強(qiáng)合用,往往使水泵不能在高效率區(qū)運(yùn)行,或使系統(tǒng)工作在小溫差、大流量工況之下,導(dǎo)致能耗增大,所以一般不宜合用。但若冬、夏季循環(huán)水泵的運(yùn)行臺(tái)數(shù)及單臺(tái)水泵的流量、揚(yáng)程與冬、夏系統(tǒng)工況相吻合,冷水循環(huán)泵可以兼作熱水循環(huán)泵使用。5.3.20做好冷卻水系統(tǒng)的水處理,對(duì)于保證冷卻水系統(tǒng)尤其是冷凝器的傳熱,提高傳熱效率有重要意義。

在目前的一些工程設(shè)計(jì)中,只片面考慮建筑外立面美觀等原因,將冷卻塔安裝區(qū)域用建筑外裝修進(jìn)行遮擋,忽視了冷卻塔通風(fēng)散熱的基本安裝要求,對(duì)冷卻效果產(chǎn)生了非常不利的影響,由此導(dǎo)致了冷卻能力下降,冷水機(jī)組不能達(dá)到設(shè)計(jì)的制冷能力,只能靠增加冷水機(jī)組的運(yùn)行臺(tái)數(shù)等非節(jié)能方式來(lái)滿(mǎn)足建筑空調(diào)的需求,加大了空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行能耗。因此,強(qiáng)調(diào)冷卻塔的工作環(huán)境應(yīng)在空氣流通條件好的場(chǎng)所。

冷卻塔的“飄水”問(wèn)題是目前一個(gè)較為普遍的現(xiàn)象,過(guò)多的“飄水”導(dǎo)致補(bǔ)水量的增大,增加了補(bǔ)水能耗。在補(bǔ)水總管上設(shè)置水流量計(jì)量裝置的目的就是要通過(guò)對(duì)補(bǔ)水量的計(jì)量,讓管理者主動(dòng)地建立節(jié)能意識(shí),同時(shí)為政府管理部門(mén)監(jiān)督管理提供一定的依據(jù)。5.3.21空調(diào)系統(tǒng)的送風(fēng)溫度通常應(yīng)以h-d圖的計(jì)算為準(zhǔn)。對(duì)于濕度要求不高的的舒適性空調(diào)而言,降低一些濕度要求,加大送風(fēng)溫差,可以達(dá)到很好的節(jié)能效果。送風(fēng)溫差加大一倍,送風(fēng)量可減少一半左右,風(fēng)系統(tǒng)的材料消耗和投資相應(yīng)可減40%左右,動(dòng)力消耗則下降50%左右。送風(fēng)溫差在4~8℃之間時(shí),每增加1℃,送風(fēng)量約可減少10%~15%。而且上送風(fēng)氣流在到達(dá)人員活動(dòng)區(qū)域時(shí)已與房間空氣進(jìn)行了比較充分的混合,溫差減小,可形成較舒適環(huán)境,該氣流組織形式有利于大溫差送風(fēng)。由此可見(jiàn),采用上送風(fēng)氣流組織形式空調(diào)系統(tǒng)時(shí),夏季的送風(fēng)溫差可以適當(dāng)加大。

采用置換通風(fēng)方式時(shí),由于要求的送風(fēng)溫差較小,故不受本條文限制。5.3.22分層空調(diào)是一種僅對(duì)室內(nèi)下部空間進(jìn)行空調(diào)、而對(duì)上部空間不進(jìn)行空調(diào)的特殊空調(diào)方式,與全室性空調(diào)方式相比,分層空調(diào)夏季可節(jié)省冷量30%左右,因此,能節(jié)省運(yùn)行能耗和初投資。但在冬季供暖工況下運(yùn)行時(shí)并不節(jié)能,此點(diǎn)特別提請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)人員注意。5.3.23研究表明:置換通風(fēng)系統(tǒng)是一種通風(fēng)效率高,既帶來(lái)較高的空氣品質(zhì),又有利于節(jié)能的有效通風(fēng)方式。置換通風(fēng)是將經(jīng)過(guò)處理或未經(jīng)過(guò)處理的空氣,以低風(fēng)速、低紊流度、小溫差的方式直接送入室內(nèi)人員活動(dòng)區(qū)的下部。置換通風(fēng)型送風(fēng)模式比混合式通風(fēng)模式節(jié)能,根據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計(jì),對(duì)于高大空間來(lái)說(shuō),其節(jié)約制冷能耗費(fèi)20%~50%。

置換通風(fēng)在北歐已經(jīng)普遍采用。最早是用于工業(yè)廠(chǎng)房解決室內(nèi)的污染控制問(wèn)題,然后轉(zhuǎn)向民用,如辦公室、會(huì)議廳、劇院等,目前我國(guó)在一些建筑中已有所應(yīng)用。5.3.24空氣進(jìn)行蒸發(fā)冷卻時(shí),一般都是利用循環(huán)水進(jìn)行噴淋,由于不需要人工冷源,所以能耗較少,是一種節(jié)能的空調(diào)方式。在新疆、甘肅、寧夏、內(nèi)蒙等地區(qū),夏季空調(diào)室外計(jì)算濕球溫度普遍較低,溫度的日較差大,適宜采用蒸發(fā)冷卻。

近幾年,此項(xiàng)技術(shù)在西北地區(qū)得到了廣泛應(yīng)用,且取得了良好的節(jié)能效果;同時(shí),在技術(shù)上已由單獨(dú)直接蒸發(fā)冷卻的一級(jí)系統(tǒng),發(fā)展到間接與直接蒸發(fā)冷卻相結(jié)合的二級(jí)系統(tǒng),以及兩級(jí)間接蒸發(fā)與直接蒸發(fā)冷卻結(jié)合的三級(jí)系統(tǒng),都取得了很好的效果。5.3.25在空氣處理過(guò)程中,同時(shí)有冷卻和加熱過(guò)程出現(xiàn),肯定是既不經(jīng)濟(jì),也不節(jié)能的,設(shè)計(jì)中應(yīng)盡量避免。對(duì)于夏季具有高溫高濕特征的地區(qū)來(lái)說(shuō),若僅用冷卻過(guò)程處理,有時(shí)會(huì)使相對(duì)濕度超出設(shè)定值,如果時(shí)間不長(zhǎng),一般是可以允許的;如果對(duì)相對(duì)濕度的要求很?chē)?yán)格,則宜采用二次回風(fēng)或淋水旁通等措施,盡量減少加熱用量。但對(duì)于一些散濕量較大、熱濕比很小的房間等特殊情況,如室內(nèi)游泳池等,冷卻后再熱可能是需要的方式之一。

對(duì)于置換通風(fēng)方式,由于要求送風(fēng)溫差較小,當(dāng)采用一次回風(fēng)系統(tǒng)時(shí),如果系統(tǒng)的熱濕比較小,有可能會(huì)使處理后的送風(fēng)溫度過(guò)低,若采用再加熱顯然不利于充分利用置換通風(fēng)方式所帶來(lái)的節(jié)能的優(yōu)點(diǎn)。因此,置換通風(fēng)方式適用于熱濕比較大的空調(diào)系統(tǒng),或者可采用二次回風(fēng)的處理方式。5.3.26考慮到目前國(guó)產(chǎn)風(fēng)機(jī)的總效率都能達(dá)到52%以上,同時(shí)考慮目前許多空調(diào)機(jī)組已開(kāi)始配帶中效過(guò)濾器的因素,根據(jù)辦公建筑中的兩管制定風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)、四管制定風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)、兩管制變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)、四管制變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)的最高全壓標(biāo)準(zhǔn)分別為900Pa、1000Pa、1200Pa、1300Pa,商業(yè)、旅館建筑中分別為980Pa、1080Pa、1280Pa、1380Pa,以及普通機(jī)械通風(fēng)系統(tǒng)600Pa,計(jì)算出上述Ws的限值。但考慮到許多地區(qū)目前在空調(diào)系統(tǒng)中還是采用粗效過(guò)濾的實(shí)際情況,所以同時(shí)也列出這類(lèi)空調(diào)送風(fēng)系統(tǒng)的單位風(fēng)量耗功率的數(shù)值要求。在實(shí)際工程中,風(fēng)系統(tǒng)的全壓不應(yīng)超過(guò)前述要求,實(shí)際上是要求通風(fēng)系統(tǒng)的作用半徑不宜過(guò)大,如果超過(guò),則應(yīng)對(duì)風(fēng)機(jī)的效率應(yīng)提出更高的要求。

對(duì)于規(guī)格較小的風(fēng)機(jī),雖然風(fēng)機(jī)效率與電機(jī)效率有所下降,但由于系統(tǒng)管道較短和噪聲處理設(shè)備的減少,風(fēng)機(jī)壓頭可以適當(dāng)減少。據(jù)計(jì)算,由于這個(gè)原因,小規(guī)格風(fēng)機(jī)同樣可以滿(mǎn)足大風(fēng)機(jī)所要求的Ws值。

由于空調(diào)機(jī)組中濕膜加濕器以及嚴(yán)寒地區(qū)空調(diào)機(jī)組中通常設(shè)有的預(yù)熱盤(pán)管,風(fēng)阻力都會(huì)大一些,因此給出了的單位風(fēng)量耗功率(Ws)的增加值。

需要注意的是,為了確保單位風(fēng)量耗功率設(shè)計(jì)值的確定,要求設(shè)計(jì)人員在圖紙?jiān)O(shè)備表上都注明空調(diào)機(jī)組采用的風(fēng)機(jī)全壓與要求的風(fēng)機(jī)最低總效率。5.3.271本條引自《旅游旅館建筑熱工與空氣調(diào)節(jié)節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》GB50189—93,轉(zhuǎn)引時(shí),將原條文中的“水輸送系數(shù)”(WTF),改用輸送能效比(ER)表示,兩者的關(guān)系為:ER=1/WTF。

2本條文適用于獨(dú)立建筑物內(nèi)的空調(diào)水系統(tǒng),最遠(yuǎn)環(huán)路總長(zhǎng)度一般在200~500m范圍內(nèi)。區(qū)域管道或總長(zhǎng)度過(guò)長(zhǎng)的水系統(tǒng)可參照?qǐng)?zhí)行,目的是為了降低管道的輸配能耗。

3考慮到在多臺(tái)泵并聯(lián)的系統(tǒng)中,單臺(tái)泵運(yùn)行時(shí)往往會(huì)超流量,水泵電機(jī)的配置功率會(huì)適當(dāng)放大的情況,在輸送能效比(ER)的計(jì)算公式中,采用水泵電機(jī)銘牌功率顯然不能準(zhǔn)確地反映出設(shè)計(jì)的合理性,因此這里采用水泵軸功率計(jì)算,公式中的效率亦采用水泵在設(shè)計(jì)工作點(diǎn)的效率。

4考慮到冷水泵的揚(yáng)程一般不超過(guò)36m,其效率為70%以上,供回水溫差為5℃時(shí),計(jì)算出冷水的ER=0.0241。

5考慮在兩管制系統(tǒng)中,為了使自控閥門(mén)對(duì)供熱時(shí)的控制性能有所保證,自控閥門(mén)的冷、熱水設(shè)計(jì)流量值之比以不超過(guò)3:1為宜。熱水供回水溫差最大為15℃。

6嚴(yán)寒地區(qū)按設(shè)計(jì)冷/熱量之比平均為1:2考慮;寒冷地區(qū)和夏熱冬冷地區(qū)按設(shè)計(jì)冷/熱量之比平均為1:1考慮;夏熱冬暖地區(qū)按設(shè)計(jì)冷/熱量之比平均為2:1考慮。

7在由于直燃機(jī)的水溫差較小(與冷水溫差差不多),因此這里明確兩管制熱水管道系統(tǒng)中的輸送能效比值計(jì)算“不適用于采用直燃式冷熱水機(jī)組作為熱源的空調(diào)熱水系統(tǒng)”。5.3.28本條文為空調(diào)冷熱水管道絕熱計(jì)算的基本原則,也作為附錄C的引文。

附錄C是建筑物內(nèi)的空調(diào)冷熱水管道絕熱厚度表。該表是從節(jié)能角度出發(fā),按經(jīng)濟(jì)厚度的原則制定的;但由于全國(guó)各地的氣候條件差異很大,對(duì)于保冷管道防結(jié)露厚度的計(jì)算結(jié)果也會(huì)相差較大,因此除了經(jīng)濟(jì)厚度外,還必須對(duì)冷管道進(jìn)行防結(jié)露厚度的核算,對(duì)比后取其大值。

為了方便設(shè)計(jì)人員選用,附錄C針對(duì)目前空調(diào)水管道常使用的介質(zhì)溫度和最常用的兩種絕熱材料制定的,直接給出了厚度。如使用條件不同或絕熱材料不同,設(shè)計(jì)人員應(yīng)自行計(jì)算或按供應(yīng)廠(chǎng)家提供的技術(shù)資料確定。

按照附錄C的絕熱厚度的要求,每100m冷水管的平均溫升可控制在0.06℃以?xún)?nèi);每100m熱水管的平均溫降也控制在0.12℃以?xún)?nèi),相當(dāng)于一個(gè)500m長(zhǎng)的供回水管路,控制管內(nèi)介質(zhì)的溫升不超過(guò)0.3℃(或溫降不超過(guò)0.6℃),也就是不超過(guò)常用的供、回水溫差的6%左右。如果實(shí)際管道超過(guò)500m,設(shè)計(jì)人員應(yīng)按照空調(diào)管道(或管網(wǎng))能量損失不大于6%的原則,通過(guò)計(jì)算采用更好(或更厚)的保溫材料以保證達(dá)到減少管道冷(熱)損失的效果。5.3.29風(fēng)管表面積比水管道大得多,其管壁傳熱引起的冷熱量的損失十分可觀,往往會(huì)占空調(diào)送風(fēng)冷量的5%以上,因此空調(diào)風(fēng)管的絕熱是節(jié)能工作中非常重要的一項(xiàng)內(nèi)容。

由于離心玻璃棉是目前空調(diào)風(fēng)管絕熱最常用的材料,因此這里將它用作為制定空調(diào)風(fēng)管絕熱最小熱阻時(shí)的計(jì)算材料。按國(guó)家玻璃棉標(biāo)準(zhǔn),離心玻璃棉屬2b號(hào),密度在32~48kg/m3時(shí),70℃時(shí)的導(dǎo)熱系數(shù)≤0.046W/(m·K),一般空調(diào)風(fēng)管絕熱材料使用的平均溫度為20℃,可以推算得到20℃時(shí)的導(dǎo)熱系數(shù)為0.0377W/(m·K)。按管內(nèi)溫度15℃時(shí),計(jì)算經(jīng)濟(jì)厚度為28mm,計(jì)算熱阻是0.74(m2·K/W);低溫空調(diào)風(fēng)管管內(nèi)溫度按5℃計(jì)算,得到導(dǎo)熱系數(shù)為0.0366W/(m·K),計(jì)算經(jīng)濟(jì)厚度為39mm,計(jì)算熱阻是1.08(m2·K/W)。如果離心玻璃棉導(dǎo)熱系數(shù)性能好的話(huà),導(dǎo)熱系數(shù)可以達(dá)到0.033和0.031,厚度為24和33mm。5.3.30保冷管道的絕熱層外的隔汽層是防止凝露的有效手段,保證絕熱效果,保護(hù)層是用來(lái)保護(hù)隔汽層的。如果絕熱材料本身就是具有隔汽性的閉孔材料,就可認(rèn)為是隔汽層和保護(hù)層。5.4空氣調(diào)節(jié)與采暖系統(tǒng)的冷熱源5.4.1空調(diào)采暖系統(tǒng)在公共建筑中是能耗大戶(hù),而空調(diào)冷熱源機(jī)組的能耗又占整個(gè)空調(diào),采暖系統(tǒng)的大部分。當(dāng)前各種機(jī)組、設(shè)備品種繁多,電制冷機(jī)組、溴化鋰吸收式機(jī)組及蓄冷蓄熱設(shè)備等各具特色。但采用這些機(jī)組和設(shè)備時(shí)都受到能源、環(huán)境、工程狀況使用時(shí)間及要求等多種因素的影響和制約,為此必須客觀全面地對(duì)冷熱源方案進(jìn)行分析比較后合理確定。1發(fā)展城市熱源是我國(guó)城市供熱的基本政策,北方城市發(fā)展較快,較為普遍,夏熱冬冷地區(qū)少部分城市也在規(guī)劃中,有的已在實(shí)施,具有城市或區(qū)域熱源時(shí)應(yīng)優(yōu)先采用。我國(guó)工業(yè)余熱的資源也存在潛力,應(yīng)充分利用。2《中華人民共和國(guó)節(jié)約能源法》明確提出:“推廣熱電聯(lián)產(chǎn),集中供熱,提高熱電機(jī)組的利用率,發(fā)展熱能梯級(jí)利用技術(shù),熱、電、冷聯(lián)產(chǎn)技術(shù)和熱、電、煤氣三聯(lián)供技術(shù),提高熱能綜合利用率”。大型熱電冷聯(lián)產(chǎn)是利用熱電系統(tǒng)發(fā)展供熱、供電和供冷為一體的能源綜合利用系統(tǒng)。冬季用熱電廠(chǎng)的熱源供熱,夏季采用溴化鋰吸收式制冷機(jī)供冷,使熱電廠(chǎng)冬夏負(fù)荷平衡,高效經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。3原國(guó)家計(jì)委、原國(guó)家經(jīng)貿(mào)委、建設(shè)部、國(guó)家環(huán)保總局聯(lián)合發(fā)布的《關(guān)于發(fā)展熱電聯(lián)產(chǎn)的規(guī)定》(計(jì)基礎(chǔ)[2000]1268號(hào)文)中指出:“以小型燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組和余熱鍋爐等設(shè)備組成的小型熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng),適用于廠(chǎng)礦企業(yè)、寫(xiě)字樓、賓館、商場(chǎng)、醫(yī)院、銀行、學(xué)校等分散的公用建筑。它具有效率高、占地小、保護(hù)環(huán)境、減少供電線(xiàn)路損和應(yīng)急突發(fā)事件等綜合功能,在有條件的地區(qū)應(yīng)逐步推廣”。分布式熱電冷聯(lián)供系統(tǒng)以天然氣為燃料,為建筑或區(qū)域提供電力、供冷、供熱(包括供熱水)三種需求,實(shí)現(xiàn)天然氣能源的梯級(jí)利用,能源利用效率可達(dá)到80%以上,大大減少S02、固體廢棄物、溫室氣體、NOx和TSP的排放,減少占地面積和耗水量,還可應(yīng)對(duì)突發(fā)事件確保安全供電,在國(guó)際上已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用。我國(guó)已有少量項(xiàng)目應(yīng)用了分布式熱電冷聯(lián)供技術(shù),取得較好的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。目前國(guó)家正在制定的《國(guó)家十一五規(guī)劃》、《國(guó)家中長(zhǎng)期能源規(guī)劃》、《國(guó)家中長(zhǎng)期科技規(guī)劃》,都把分布式燃?xì)鉄犭娎渎?lián)供作為發(fā)展的重點(diǎn)。

大量電力驅(qū)動(dòng)空調(diào)的使用是導(dǎo)致高峰期電力超負(fù)荷的主要原因之一。同時(shí)由于空調(diào)負(fù)荷分布極不均衡、全年工作時(shí)間短、平均負(fù)荷率低,如果為滿(mǎn)足高峰期電力需求大規(guī)模建設(shè)電廠(chǎng),將會(huì)導(dǎo)致發(fā)輸配電設(shè)備的利用率低、電網(wǎng)的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)差、供電的成本提高。隨著國(guó)家西氣東輸?shù)忍烊粴夤こ痰慕ㄔO(shè),夏季天然氣出現(xiàn)大量富余,北京冬季供氣高峰和夏季低谷的供氣量相差7~8倍。為平衡負(fù)荷,不得不投巨資建設(shè)調(diào)峰儲(chǔ)氣庫(kù),天然氣輸配管網(wǎng)和設(shè)施也必須按最大供應(yīng)能力建設(shè),在夏季供氣低谷時(shí),造成管網(wǎng)資源的閑置和浪費(fèi)??梢?jiàn)燃?xì)馀c電力都存在峰谷差的難題。但是燃?xì)夥骞扰c電力峰谷有極大的互補(bǔ)性。發(fā)展燃?xì)饪照{(diào)和樓宇冷熱電三聯(lián)供可降低電網(wǎng)夏季高峰負(fù)荷,填補(bǔ)夏季燃?xì)獾牡凸?,同時(shí)降低電力和燃?xì)獾姆骞炔?,平衡能源利用?fù)荷,實(shí)現(xiàn)資源的優(yōu)化配置,是科學(xué)合理地利用能源的雙贏措施。

在應(yīng)用分布式熱電冷聯(lián)供技術(shù)時(shí),必須進(jìn)行科學(xué)論證,從負(fù)荷預(yù)測(cè)、技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保等多方面對(duì)方案做可行性分析。4當(dāng)具有電、城市供熱、天然氣,城市煤氣等能源中兩種以上能源時(shí),可采用幾種能源合理搭配作為空調(diào)冷熱源。如“電+氣”、“電+蒸汽”等,實(shí)際上很多工程都通過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后采用了這種復(fù)合能源方式,投資和運(yùn)行費(fèi)用都降低,取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益。城市的能源結(jié)構(gòu)若是幾種共存,空調(diào)也可適應(yīng)城市的多元化能源結(jié)構(gòu),用能源的峰谷季節(jié)差價(jià)進(jìn)行設(shè)備選型,提高能源的一次能效,使用戶(hù)得到實(shí)惠。5水源熱泵是一種以低位熱能作能源的中小型熱泵機(jī)組,具有可利用地下水、地表水或工業(yè)廢水作為熱源供暖和供冷,采暖運(yùn)行時(shí)的性能系數(shù)COP一般大于4,優(yōu)于空氣源熱泵,并能確保采暖質(zhì)量。水源熱泵需要穩(wěn)定的水量,合適的水溫和水質(zhì),在取水這一關(guān)鍵問(wèn)題上還存在一些技術(shù)難點(diǎn),目前也沒(méi)有合適的規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)可參照,在設(shè)計(jì)上應(yīng)特別注意。采用地下水時(shí),必須確保有回灌措施和確保水源不被污染,并應(yīng)符合當(dāng)?shù)氐挠嘘P(guān)保護(hù)水資源的規(guī)定。

采用地下埋管換熱器的地源熱泵可省去水質(zhì)處理、回灌和設(shè)置板式換熱器等裝置。埋管換熱器可以分為立式和臥式。我國(guó)對(duì)這一新技術(shù)還處于開(kāi)發(fā)研究階段,當(dāng)前設(shè)計(jì)上還缺乏可靠的土壤熱物性有關(guān)數(shù)據(jù)和正確的計(jì)算方法。在工程實(shí)施中宜由小型建筑起步,不斷總結(jié)完善設(shè)計(jì)與施工的經(jīng)驗(yàn)。5.4.2強(qiáng)制性條文。合理利用能源、提高能源利用率、節(jié)約能源是我國(guó)的基本國(guó)策。用高品位的電能直接用于轉(zhuǎn)換為低品位的熱能進(jìn)行采暖或空調(diào),熱效率低,運(yùn)行費(fèi)用高,是不合適的。國(guó)家有關(guān)強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)中早有“不得采用直接電加熱的空調(diào)設(shè)備或系統(tǒng)”的規(guī)定。近些年來(lái)由于空調(diào),采暖用電所占比例逐年上升,致使一些省市冬夏季尖峰負(fù)荷迅速增長(zhǎng),電網(wǎng)運(yùn)行日趨困難,造成電力緊缺。2003年夏季,全國(guó)20多個(gè)省、市不同程度出現(xiàn)了拉閘限電;入冬以后,全國(guó)大范圍缺電現(xiàn)象愈演愈烈。而盲目推廣電鍋爐、電采暖,將進(jìn)一步劣化電力負(fù)荷特性,影響民眾日常用電,制約國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展,為此必須嚴(yán)格限制。考慮到國(guó)內(nèi)各地區(qū)的具體情況,在只有符合本條所指的特殊情況時(shí)方可采用。但前提條件是:該地區(qū)確實(shí)電力充足且電價(jià)優(yōu)惠或者利用如太陽(yáng)能、風(fēng)能等裝置發(fā)電的建筑。

要說(shuō)明的是,對(duì)于內(nèi)、外區(qū)合一的變風(fēng)量系統(tǒng),作了放寬。目前在一些南方地區(qū),采用變風(fēng)量系統(tǒng)時(shí),可能存在個(gè)別情況下需要對(duì)個(gè)別的局部外區(qū)進(jìn)行加熱,如果為此單獨(dú)設(shè)置空調(diào)熱水系統(tǒng)可能難度較大或者條件受到限制或者投入較高。5.4.3強(qiáng)制性條文。本條中各款提出的是選擇鍋爐時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題,以便能在滿(mǎn)足全年變化的熱負(fù)荷前提下,達(dá)到高效節(jié)能要求。當(dāng)前,我國(guó)多數(shù)燃煤鍋爐運(yùn)行效率低、熱損失大。為此,在設(shè)計(jì)中要選用機(jī)械化、自動(dòng)化程度高的鍋爐設(shè)備,配套優(yōu)質(zhì)高效的輔機(jī),減少爐膛未完全燃燒和排煙系統(tǒng)熱損失,杜絕熱力管網(wǎng)中的“跑、冒、滴、漏”,使鍋爐在額定工況下產(chǎn)生最大熱量而且平穩(wěn)運(yùn)行。利用鍋爐余熱的途徑有:在爐尾煙道設(shè)置省煤器或空氣預(yù)熱器,充分利用排煙余熱;盡量使用鍋爐連續(xù)排污器,利用“二次汽”再生熱量;重視分汽缸凝結(jié)水回收余壓汽熱量,接至給水箱以提高鍋爐給水溫度。燃?xì)馊加湾仩t由于新技術(shù)和智能化管理,效率較高,余熱利用相對(duì)減少。5.4.4本條中各款提出的是選擇鍋爐時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題,以便能在滿(mǎn)足全年變化的熱負(fù)荷前提下,達(dá)到高效節(jié)能運(yùn)行的要求。5.4.5強(qiáng)制性條文。隨著建筑業(yè)的持續(xù)增長(zhǎng),空調(diào)的進(jìn)一步普及,我國(guó)已成為冷水機(jī)組的制造大國(guó)。大部分世界級(jí)品牌都已在中國(guó)成立合資或獨(dú)資企業(yè),大大提高了機(jī)組的質(zhì)量水平,產(chǎn)品已廣泛應(yīng)用于各類(lèi)公共建筑。而我國(guó)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)已顯落后,成為高能耗機(jī)組的保護(hù)傘,影響部分國(guó)內(nèi)機(jī)組的技術(shù)進(jìn)步和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力,為此提出額定制冷量時(shí)最低限度的制冷性能系數(shù)(COP)值。由國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)、國(guó)家發(fā)展和改革委員會(huì)主辦,中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)化研究院承辦,全國(guó)能源基礎(chǔ)與管理標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)、中國(guó)家用電器協(xié)會(huì)、中國(guó)制冷空調(diào)工業(yè)協(xié)會(huì)和全國(guó)冷凍設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)協(xié)辦的“空調(diào)能效國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)新聞發(fā)布會(huì)”已于2004年9月16日在北京召開(kāi),會(huì)議發(fā)布了國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《冷水機(jī)組能效限定值及能源效率等級(jí)》GB19577—2004,《單元式空氣調(diào)節(jié)機(jī)能效限定值及能源效率等級(jí)》GB19576—2004等三個(gè)產(chǎn)品的強(qiáng)制性國(guó)家能效標(biāo)準(zhǔn),這給本標(biāo)準(zhǔn)在確定能效最低值時(shí)提供了依據(jù)。能源效率等級(jí)判定方法,目的是配合我國(guó)能效標(biāo)識(shí)制度的實(shí)施。能源效率等級(jí)劃分的依據(jù):一是拉開(kāi)檔次,鼓勵(lì)先進(jìn),二是兼顧國(guó)情,以及對(duì)市場(chǎng)產(chǎn)生的影響,三是逐步與國(guó)際接軌。根據(jù)我國(guó)能效標(biāo)識(shí)管理辦法(征求意見(jiàn)稿)和消費(fèi)者調(diào)查結(jié)果,建議依據(jù)能效等級(jí)的大小,將產(chǎn)品分成1、2、3、4、5五個(gè)等級(jí)。能效等級(jí)的含義1等級(jí)是企業(yè)努力的目標(biāo);2等級(jí)代表節(jié)能型產(chǎn)品的門(mén)檻(最小壽命周期成本);3、4等級(jí)代表我國(guó)的平均水平;5等級(jí)產(chǎn)品是未來(lái)淘汰的產(chǎn)品。目的是能夠?yàn)橄M(fèi)者提供明確的信息,幫助其購(gòu)買(mǎi)的選擇,促進(jìn)高效產(chǎn)品的市場(chǎng)。以下摘錄國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《冷水機(jī)組能效限定值及能源效率等級(jí)》GB19577—2004中“表2能源效率等級(jí)指標(biāo)”。

本標(biāo)準(zhǔn)確定表5.4.5中制冷性能系數(shù)(COP)值考慮了以下因素:國(guó)家的節(jié)能政策;我國(guó)產(chǎn)品現(xiàn)有與發(fā)展水平;鼓勵(lì)國(guó)產(chǎn)機(jī)組盡快提高技術(shù)水平。同時(shí),從科學(xué)合理的角度出發(fā),考慮到不同壓縮方式的技術(shù)特點(diǎn),對(duì)其制冷性能系數(shù)分別作了不同要求。活塞/渦旋式采用第5級(jí),水冷離心式采用第3級(jí),螺桿機(jī)則采用第4級(jí)。至于確定名義工況時(shí)的參數(shù),則根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《蒸氣壓縮循環(huán)冷水(熱泵)機(jī)組工商業(yè)用和類(lèi)似用途的冷水(熱泵)機(jī)組》GB/T18430.1—2001中的規(guī)定,即:1.使用側(cè):制冷進(jìn)/出口水溫12/7℃;2.熱源側(cè)(或放熱側(cè)):水冷式冷卻水進(jìn)出口水溫30/35℃,風(fēng)冷式制冷空氣干球溫度35℃,蒸發(fā)冷卻式空氣濕球溫度24℃;3.使用側(cè)和水冷式熱源側(cè)污垢系數(shù)0.086m2·C/kW。5.4.6、5.4.7空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行時(shí),除了通過(guò)運(yùn)行臺(tái)數(shù)組合來(lái)適應(yīng)建筑冷量需求和節(jié)能外,在相當(dāng)多的情況下,冷水機(jī)組處于部分負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài),為了控制機(jī)組部分負(fù)荷運(yùn)行時(shí)的能耗,有必要對(duì)冷水機(jī)組的部分負(fù)荷時(shí)的性能系數(shù)作出一定的要求。參照國(guó)外的一些情況,本標(biāo)準(zhǔn)提出了用IPLV來(lái)評(píng)價(jià)的方法。

蒸氣壓縮循環(huán)冷水(熱泵)機(jī)組綜合部分負(fù)荷性能系數(shù)計(jì)算的根據(jù):取我國(guó)典型公共建筑模型,計(jì)算出我國(guó)19個(gè)城市氣候條件下,典型建筑的空調(diào)系統(tǒng)供冷負(fù)荷以及各負(fù)荷段的機(jī)組運(yùn)行小時(shí)數(shù),參照美國(guó)空調(diào)制冷協(xié)會(huì)ARI550/590—1998《采用蒸氣壓縮循環(huán)的冷水機(jī)組》標(biāo)準(zhǔn)中綜合部分負(fù)荷性能IPLV系數(shù)的計(jì)算方法,對(duì)我國(guó)4個(gè)氣候區(qū)分別統(tǒng)計(jì)平均,得到全國(guó)統(tǒng)一的IPLV系數(shù)值。

建議的部分負(fù)荷檢測(cè)條件:水冷式蒸氣壓縮循環(huán)冷水(熱泵)機(jī)組屬制冷量可調(diào)節(jié)系統(tǒng),機(jī)組應(yīng)在100%負(fù)荷、75%負(fù)荷、50%負(fù)荷、25%負(fù)荷的卸載級(jí)下進(jìn)行標(biāo)定,這些標(biāo)定點(diǎn)用于計(jì)算IPLV系數(shù)。

部分負(fù)荷額定性能工況條件應(yīng)符合GB/T18430.1—2001《蒸氣壓縮循環(huán)冷水(熱泵)機(jī)組工商業(yè)用和類(lèi)似用途的冷水(熱泵)機(jī)組》標(biāo)準(zhǔn)中第4.6節(jié)、5.3.5條的規(guī)定。

當(dāng)冷水機(jī)組

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