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文檔簡介
近零能耗建筑設計與評價標準
StandardforDesign&EvaluationofNearlyZeroEnergyBuildings
(征求意見稿)
1
前言
根據(jù)陜西省住房和城鄉(xiāng)建設廳《關于下達2021年度工程建設標準制訂計劃
的通知》(陜建標發(fā)[2021]3號)中《近零能耗建筑節(jié)能設計及評價標準》(后
更名為《近零能耗建筑設計與評價標準》)立項批復文件的要求,標準編制組經(jīng)
廣泛調查研究,認真總結實踐經(jīng)驗,參考相關國家標準、國家標準和國內外先進
技術,并在廣泛征求意見的基礎上,編制本標準。
本標準的主要技術內容是:1.總則;2.術語;3.基本規(guī)定;4.建筑設計;5.
供暖、供冷與通風;6.給水排水與生活熱水;7.照明與電梯;8.可再生能源利用;
9控制與計量;10設計評價。
《近零能耗建筑設計與評價標準》由陜西省住房和城鄉(xiāng)建設廳負責歸口管理,
陜西省建設標準設計站負責出版,中聯(lián)西北工程設計研究院有限公司負責具體
技術內容的解釋。執(zhí)行過程中如有意見和建議,請反饋給中聯(lián)西北工程設計研
究院有限公司(地址:陜西省西安市高新區(qū)丈八四路16號,郵編710077,電話
主編單位:中聯(lián)西北工程設計研究院有限公司
參編單位:西安建筑科技大學
陜西省建筑設計研究院(集團)有限公司
陜西省建筑科學研究院有限公司
本標準主要起草人:
倪欣于文海閆增峰梁曉光薄蓉柳成輝陳旭
鄧軍孫建華柳彥吉高峰王翼岳慧峰丁峰
于海李喆迭勇張海濤劉濤耿玉史光超
沈彥暉王磊賈桂香
本標準主要審查人:
1
目次
1總則...........................................................................................................................1
2術語...........................................................................................................................1
3基本規(guī)定...................................................................................................................3
3.1一般規(guī)定.........................................................................................................3
3.2室內環(huán)境參數(shù).................................................................................................4
3.3建筑能效指標.................................................................................................5
4建筑設計...................................................................................................................9
4.1一般規(guī)定........................................................................................................9
4.2建筑方案設計................................................................................................9
4.3圍護結構設計...............................................................................................11
4.4外遮陽設計..................................................................................................14
4.5氣密性設計..................................................................................................15
4.6無熱橋設計...................................................................................................18
5供暖、通風與空調.................................................................................................20
5.1一般規(guī)定......................................................................................................20
5.2設備和系統(tǒng)..................................................................................................21
5.3供暖、供冷..................................................................................................25
5.4通風..............................................................................................................26
6給水排水與生活熱水.............................................................................................31
6.1給水排水設計..............................................................................................31
6.2生活熱水系統(tǒng)設計......................................................................................32
7照明與電梯.............................................................................................................35
8可再生能源利用......................................................................................................37
8.1一般規(guī)定......................................................................................................37
8.2地源熱泵系統(tǒng)..............................................................................................37
8.3空氣源熱泵系統(tǒng)..........................................................................................40
8.4太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)..................................................................................42
8.5太陽能生活熱水系統(tǒng)..................................................................................43
3
9控制與計量.............................................................................................................45
10設計評價...............................................................................................................48
10.1一般規(guī)定.....................................................................................................48
10.2評價方法.....................................................................................................48
附錄A能效指標計算方法......................................................................................49
附錄B能效指標計算公式......................................................................................57
附錄C新風熱回收裝置冬季防結露校核計算......................................................59
附錄D外墻保溫構造做法......................................................................................62
附錄E屋面保溫構造做法......................................................................................63
附錄F氣密層密封節(jié)點構造做法..........................................................................66
附錄G地面(樓板)保溫層構造做法....................................................................69
附錄H外窗傳熱系數(shù)和太陽得熱系數(shù)..................................................................71
(常用外窗熱工性能/外門窗設計選型及熱工性能)............................................71
附錄I近零能耗建筑基本信息表(設計)..........................................................74
本標準用詞說明.........................................................................................................78
引用標準名錄.............................................................................................................79
附:條文說明................................................................................................................x
4
1總則
1.0.1為貫徹國家和陜西省節(jié)約能源、保護環(huán)境、實現(xiàn)低碳排放目標的方針政
策,提升建筑室內環(huán)境品質、降低建筑能耗、提高能源利用效率、推動可再生能
源在建筑中廣泛應用,規(guī)范陜西省近零能耗建筑設計,制定本標準。
【條文說明】
《中華人民共和國國民經(jīng)濟和社會發(fā)展第十四個五年規(guī)劃綱要》提出的“生活方式綠色
轉型、合理配置能源資源、大幅提高能源使用效率、明顯改善人居環(huán)境”。
近零能耗建筑設計,是以控制建筑能耗指標為導向,采用性能化設計方法進行設計。提
高建筑圍護結構熱工性能、斷熱橋設計等技術措施的使用,使得建筑物全年供冷供暖能耗顯
著降低;建筑內表面溫度均勻穩(wěn)定、與室內空氣溫差較小、人員體感舒適度更高;圍護結構
的氣密性和隔聲性能大幅度提高、室內噪聲值更低;有組織的新風系統(tǒng)設計、進一步提高室
內空氣品質。
為建立符合陜西省“近零能耗建筑技術標準及評價體系”,編制組在結合國內外近零能
耗建筑實踐的基礎上,結合陜西省的實際情況,制定出陜西省《近零能耗建筑設計與評價標
準》(以下簡稱“本標準”),為陜西省近零耗建筑的建設推廣提供技術依據(jù)。
1.0.2本標準適用于陜西省新建、改建和擴建的近零能耗建筑的設計和設計評
價。
【條文說明】
本標準為民用建筑的統(tǒng)一要求,適用于新建和擴建的居住建筑和公共建筑,也適用于改
建的居住建筑和公共建筑。
1.0.3近零能耗建筑的實施應考慮技術的成熟度和實際節(jié)能效果,在寒冷地區(qū)
示范推廣,在夏熱冬冷地區(qū)試點研究并逐步推廣。
【條文說明】
陜西省跨越寒冷和夏熱冬冷兩個氣候區(qū)。各地區(qū)氣候差異較大,建筑特點及人們生活
習慣大不相同。近零能耗建筑的實施應因地制宜,充分考慮當?shù)貙嶋H情況與需求。
1.0.4近零能耗建筑設計和設計評價除應符合本標準規(guī)定外,尚應符合國家現(xiàn)
1
行有關設計標準的規(guī)定。
【條文說明】
本標準僅從近零能耗建筑目標的角度對建筑提出設計要求,不涵蓋建筑應遵循的全部功
能和性能要求,如結構、防火安全等。且建筑節(jié)能涉及專業(yè)較多,相關專業(yè)均已制定相關標
準,并作出相應規(guī)定。因此,在進行近零能耗建筑設計時,除應符合本標準外,尚應符合國
家、行業(yè)和本地區(qū)現(xiàn)行有關標準規(guī)定。
2
2術語
2.0.1近零能耗建筑nearlyzeroenergybuilding
適應氣候特征和場地條件,通過被動式建筑設計最大幅度降低建筑供暖、空調、照明需求,
通過主動式技術措施最大幅度提高能源設備與系統(tǒng)能效,充分利用可再生能源,以最少的能源消
耗提供舒適室內環(huán)境。且其室內環(huán)境參數(shù)和能效指標符合本標準規(guī)定的建筑,其建筑能耗水平應
較國家標準《公共建筑節(jié)能設計標準》GB50189-2015和行業(yè)標準《嚴寒和寒冷地區(qū)居住建筑節(jié)
能設計標準》JGJ26-2010、《夏熱冬冷地區(qū)居住建筑節(jié)能設計標準》JGJ134-2010降低60%~75%
以上。
2.0.2超低能耗建筑ultra-lowenergybuilding
超低能耗建筑是近零能耗建筑的初級表現(xiàn)形式,其室內環(huán)境參數(shù)與近零能耗建筑相同,能效
指標略低于近零能耗建筑,其建筑能耗水平應較國家標準《公共建筑節(jié)能設計標準》GB50189-2015
和行業(yè)標準《嚴寒和寒冷地區(qū)居住建筑節(jié)能設計標準》JGJ26-2010、《夏熱冬冷地區(qū)居住建筑節(jié)
能設計標準》JGJ134-2010降低50%以上。
2.0.3零能耗建筑zeroenergybuilding
零能耗建筑能是近零能耗建筑的高級表現(xiàn)形式,其室內環(huán)境參數(shù)與近零能耗建筑相同,充分
利用建筑本體和周邊的可再生能源,使可再生能源年產(chǎn)能大于等于建筑全年全部用能的建筑。
2.0.4建筑能耗energyconsumptionofbuilding
建筑使用過程中由外部輸入的能源,包括維持建筑環(huán)境的用能(如供暖、制冷、通風、空調和
照明等)和各類建筑內活動(如辦公、家電、電梯、生活熱水等)的用能。
2.0.5建筑綜合能耗值buildingenergyconsumption
在設定計算條件下,單位面積年供暖、通風、空調、照明、生活熱水、電梯的終端能耗量和
可再生能源系統(tǒng)發(fā)電量,利用能源換算系數(shù),統(tǒng)一換算到標準煤當量后,兩者的差值。
2.0.6建筑本體節(jié)能率buildingenergyefficiencyimprovementrate
在設定計算條件下,設計建筑不包括可再生能源發(fā)電量的建筑能耗綜合值與基準建筑的建筑
能耗綜合值的差值,與基準建筑的建筑能耗綜合值的比值。
2.0.7建筑綜合節(jié)能率buildingenergysavingrate
設計建筑和基準建筑的建筑能耗綜合值的差值,與基準建筑的建筑能耗綜合值的比值。
2.0.8建筑年終端能源消耗量annualterminalenergyconsumptionofthebuilding
在設定計算條件下,單位面積年供暖、通風、空調、照明、生活熱水、電梯的能耗量和建筑
1
內其他用能設備年能耗量的總和。
2.0.9建筑氣密性air-tightness
建筑在封閉狀態(tài)下阻止空氣滲透的能力。用于表征建筑或房間在正常密閉情況下的無組織空
氣滲透量。通常采用壓差實驗檢測建筑氣密性,以換氣次數(shù)N50,即室內外50Pa壓差下?lián)Q氣次數(shù)
來表征建筑氣密性。
2.0.10氣密性材料airtightnessmaterial
對建筑外圍護結構室內側的縫隙進行密封、防止空氣滲透的材料。
2.0.11氣密層air-tightnesslayer
由氣密性材料和部件、抹灰層等形成的防止空氣滲透的連續(xù)性構造層。
2.0.12防水隔氣層waterproofvaporbarrierlayer
具有抗氧化、防水、難透氣性能的構造層。
2.0.13熱橋thermalbridge
圍護結構中熱流強度顯著增大的部位稱為熱橋,熱橋分結構性熱橋和系統(tǒng)性熱橋。由于梁、
柱、板等結構構件穿入保溫層而造成保溫層減薄或不連續(xù)所形成的熱橋為結構性熱橋;在外墻保
溫系統(tǒng)中,由連接保溫材料與結構墻的錨栓或是插入保溫層的金屬連接件等所形成的熱橋為系統(tǒng)
性熱橋。
2.0.14基準建筑referencebuilding
計算建筑本體節(jié)能率和綜合節(jié)能率時,用于符合國家標準《公共建筑節(jié)能設計標準》GB
50189-2015和行業(yè)標準《嚴寒和寒冷地區(qū)居住建筑節(jié)能設計標準》JGJ26-2010、《夏熱冬冷地
區(qū)居住建筑節(jié)能設計標準》JGJ134-2010相關要求的建筑能耗綜合值的建筑。
2.0.15能源換算系數(shù)conversioncoefficientofenergyresources
各種能源實際含熱值與標準燃料熱值之比。
2.0.16建筑光伏系統(tǒng)buildingmountedphoto-voltaic(PV)system
安裝在建筑物上,利用太陽能電池的光伏效應將太陽輻射能直接轉換成電能的發(fā)電系統(tǒng)。
2.0.17太陽能保證率solarfraction
太陽能熱水系統(tǒng)中由太陽能部分提供的熱量占系統(tǒng)總耗熱量的百分比。
2
3基本規(guī)定
3.1一般規(guī)定
3.1.1建筑設計應結合陜西省氣候特征和自然條件,在建筑空間布局、朝向、體形系數(shù)和使用功
能方面體現(xiàn)近零能耗建筑的設計理念與特點。
【條文說明】
近零能耗建筑設計應結合氣候特征和場地自然條件,通過被動式技術降低建筑冷熱需求、提高主動式能源
系統(tǒng)的能效達到降低建筑能耗的目標。在此基礎上,利用可再生能源對建筑能耗進行平衡和替代。
3.1.2應以室內環(huán)境參數(shù)和能效指標為約束性指標,圍護結構、用能設備及系統(tǒng)等性能參數(shù)應為
推薦性指標。
【條文說明】
本標準要求近零能耗建筑設計采用性能化設計方法,即以建筑室內環(huán)境參數(shù)和能效指標為目標,利用模擬
計算軟件,對設計方案逐步迭代優(yōu)化,最終達到預設能效目標。在此過程中,應將建筑圍護結構、設備能效等
參數(shù)的選擇與經(jīng)濟性相結合。
3.1.3應采用性能化設計方法,優(yōu)化圍護結構保溫、隔熱、防潮、通風、遮陽以及氣密性等關鍵
設計參數(shù),最大限度地降低建筑圍護結構的負荷強度。
【條文說明】
近零能耗建筑的設計與判定于現(xiàn)行節(jié)能設計標準不同,是以建筑能效為目標,設計達標判定不以建筑體型
系數(shù)、窗墻比、圍護結構性能參數(shù)、冷熱源系統(tǒng)性能系數(shù)等性能指標的取值為依據(jù),而是根據(jù)建筑類型及運行
特點等因素,綜合考慮建筑的能耗指標。
3.1.4應采用全裝修設計,且不應損壞圍護結構氣密層和不影響室內氣流組織。
3.1.5可再生能源利用設計,應與建筑總體設計同步完成,且不應損壞建筑構造及建筑外遮陽設
施。
【條文說明】3.1.5~3.1.5
近零能耗建筑的圍護結構構造復雜,如在二次設計與施工時將其損壞,將導致氣密層被破壞,
進而影響室內環(huán)境并使建筑能效下降。
3
3.1.6近零能耗建筑能效指標計算應符合本標準附錄A的規(guī)定。
【條文說明】
建筑能效指標和能耗計算依賴于計算軟件,相同設計師采用不同軟件或者同一設計師采用不同軟件的計算
結果不盡相同,這也是性能化設計的主要障礙。因此本標準規(guī)定了能效指標計算方法,制定了設計與評價一致
化原則。
3.2室內環(huán)境參數(shù)
3.2.1建筑主要房間室內熱濕環(huán)境參數(shù)應符合表3.2.1規(guī)定。
表3.2.1建筑主要房間室內熱濕環(huán)境參數(shù)
室內熱濕環(huán)境參數(shù)冬季夏季
溫度(℃)≥20≤26
相對濕度(%)≥30≤60
注:冬季室內相對濕度不參與與設備選型和能效指標的計算。
【條文說明】
在進行能耗計算和評價時,使用的室內環(huán)境參數(shù)應與施工圖設計選用的室內設計參數(shù)相同。
健康、舒適的室內環(huán)境是近零能耗建筑建造的基本前提。近零能耗建筑優(yōu)先使用被動式技術營造較高水平
的室內環(huán)境。在過渡季,通過自然通風和高性能的外圍護結構保證室內環(huán)境的熱舒適度。冬季,通過高性能的
外圍護結構和太陽能得熱保證冬季室內溫度;當室內溫度低于20℃時,開啟供暖系統(tǒng)。夏季首先利用自然通風
和外遮陽系統(tǒng)降低室內溫度;當室外溫度高于28℃或相對濕度高于70%以及不適宜自然通風的情況下開啟供冷
系統(tǒng),保證室內溫度不高于26℃。近零能耗建筑室內全年處于動態(tài)熱舒適水平,95%的時間段處于國家標準《民
用建筑供暖通風與空氣調節(jié)設計規(guī)范》GB50736規(guī)定的熱舒適I級。本條文的規(guī)定突出以人為本且不盲目追求
過高的舒適度和溫濕度保證率。
本條中的“主要房間”是指建筑中人員長期停留的房間,其他人已按短期停留的空間如走廊、電梯廳、地
下車庫等公共區(qū)域的熱濕參數(shù)應按實際需求確定,并應滿足現(xiàn)行相關標準的規(guī)定。
3.2.2居住建筑主要房間的室內新風量不應小于30m3/(h·人)且不應小于0.5次/小時換氣次
數(shù)。公共建筑的新風量應符合現(xiàn)行國家標準《民用建筑供暖通風與空氣調節(jié)設計規(guī)范》GB50736
的規(guī)定。
【條文說明】
室內空氣質量是室內主要環(huán)境影響因素。國內外相關研究表明,當室內二氧化碳濃度超過于1000ppm時,
4
人體會感覺不適。而空氣凈化器無法完全替代室外新鮮空氣,新風對于改善室內空氣品質,減少病態(tài)建筑綜合
征具有不可替代的重要作用。因此,合理確定近零能耗建筑新風量對改善室內空氣環(huán)境和保證室內人員的健康
舒適具有重要的現(xiàn)實意義。本條中的最小新風量指標綜合考慮了人員污染和建筑污染對人體健康的影響。
3.2.3居住建筑室內噪聲晝間不應大于40dB(A),夜間不應大于30dB(A)。酒店類建筑的室
內噪聲級應符合現(xiàn)行國家標準《民用建筑隔聲設計規(guī)范》GB50118中室內允許噪聲級一級的規(guī)定。
其他類建筑的室內噪聲級應符合現(xiàn)行國家標準《民用建筑隔聲設計規(guī)范》GB50118中室內允許噪
聲級高要求標準的規(guī)定。
【條文說明】
室內噪聲不僅和建筑所處的聲功能區(qū)、周邊噪聲源的情況有關,而且和建筑本身的隔聲設計密切相關。近
零能耗建筑采用高性能的建筑部品,具有較好的隔聲能力。根據(jù)國內外的標準和現(xiàn)有隔聲技術情況,確定了近
零能耗建筑應具備較高水平的室內聲環(huán)境。
近零能耗建筑通過技術手段控制室內自身的噪聲源和來自室外的噪聲。室內噪聲源一般為通風空調設備、
電器設備等;室外噪聲源則包括來自建筑外部的噪聲(如周邊交通噪聲、社會生活噪聲、工業(yè)噪聲等)。設計
過程中應計算外墻、樓板、分戶墻、門窗的隔聲性能驗證建筑室內的聲環(huán)境是否滿足要求。
3.3建筑能效指標
3.3.1超低能耗居住建筑的能效指標應符合表3.3.1的規(guī)定;
表3.3.1超低能耗居住建筑能效指標
建筑能耗綜合值≤65(kWh/(㎡·a))或≤8.0(kgce/(㎡·a))
寒冷地區(qū)夏熱冬冷地區(qū)
建筑本供暖年耗熱量(kWh/(㎡·a))
≤20≤10
體性能
供冷年耗冷量(kWh/(㎡·a))≤3.5+2.0×WDH20+2.2×DDH28
指標
建筑氣密性(換氣次數(shù)N50)≤0.6≤1.0
注:1建筑本體性能指標中的照明、生活熱水、電梯系統(tǒng)能耗通過建筑能耗綜合值進行約束,不作分項限值要求;
2本表適用于零能耗居住建筑中的住宅類建筑,面積的計算基準為套內使用面積;
3WDH20(Wet-bulbdegreehours20)為一年中室外濕球溫度高于20℃時刻的濕球溫度與20℃差值的逐時累計值(單
位:kWh);
4DDH28(Dry-bulbdegreehours28)為一年中室外干球溫度高于28℃時刻的干球溫度與28℃差值的逐時累計值(單
5
位:kWh)。
3.3.2近零能耗居住建筑的能效指標應符合表3.3.2的規(guī)定;
表3.3.2近零能耗居住建筑能效指標
建筑能耗綜合值≤55(kWh/(㎡·a))或≤6.8(kgce/(㎡·a))
寒冷地區(qū)夏熱冬冷地區(qū)
建筑本供暖年耗熱量(kWh/(㎡·a))
≤15≤8
體性能
供冷年耗冷量(kWh/(㎡·a))≤3+1.5×WDH20+2.0×DDH28
指標
建筑氣密性(換氣次數(shù)N50)≤0.6≤1.0
可再生能源利用率≥10%
3.3.3零能耗居住建筑的能效指標應符合下列規(guī)定:
表3.3.3零能耗居住建筑能效指標
建筑能耗綜合值≤0(kWh/(㎡·a))或≤0(kgce/(㎡·a))
寒冷地區(qū)夏熱冬冷地區(qū)
建筑本供暖年耗熱量(kWh/(㎡·a))
≤15≤8
體性能
供冷年耗冷量(kWh/(㎡·a))≤3+1.5×WDH20+2.0×DDH28
指標
建筑氣密性(換氣次數(shù)N50)≤0.6≤1.0
可再生能源利用率≥10%
3.3.4超低能耗公共建筑的能效指標應符合表3.3.4的規(guī)定:
表3.3.4超低能耗公共建筑能效指標
建筑綜合節(jié)能率≥50%
寒冷地區(qū)夏熱冬冷地區(qū)
建筑本體性建筑本體節(jié)能率
能指標≥25%≥20%
建筑氣密性(換氣次數(shù)N50)≤1.0—
注:本表也適用于非住宅類居住建筑。
3.3.5近零能耗公共建筑的能效指標應符合表3.3.5的規(guī)定:
6
表3.3.5近零能耗公共建筑能效指標
建筑綜合節(jié)能率≥60%
寒冷地區(qū)夏熱冬冷地區(qū)
建筑本體性建筑本體節(jié)能率
能指標≥30%≥20%
建筑氣密性(換氣次數(shù)N50)≤1.0—
可再生能源利用率≥10%
3.3.6零能耗居住建筑的能效指標應符合下列規(guī)定:
表3.3.6零能耗公共建筑能效指標
建筑綜合節(jié)能率≥100%
寒冷地區(qū)夏熱冬冷地區(qū)
建筑本體性建筑本體節(jié)能率
能指標≥30%≥20%
建筑氣密性(換氣次數(shù)N50)≤1.0—
可再生能源利用率≥10%
【條文說明】3.3.1~3.3.6
能效指標是判別建筑是否達到近零能耗建筑標準的約束性指標,其計算方法應符合本標準附錄A能效指標
計算方法的規(guī)定。
能效指標包括建筑能耗綜合值(居住建筑)、建筑綜合節(jié)能率(公共建筑)、建筑本體性能指標和可再生
資源利用率三部分,三者需要同時滿足要求。近零建筑本體性能指標范圍為供暖、通風、空調、照明、生活熱
水和電梯的能耗,不包括炊事、家電和插座等受個體用戶行為影響較大的能源系統(tǒng)消耗。建筑以供暖年耗熱量、
供冷年耗冷量以及建筑氣密性作為約束指標。照明、通風、生活熱水和電梯的能耗在建筑能耗綜合值中體現(xiàn),
不作分項能耗限值要求。建筑綜合能耗值(居住建筑)或建筑綜合節(jié)能率(公共建筑)是建筑總體能效指標,
其中包含了可再生能源的貢獻。
能效指標是在對典型建筑模型優(yōu)化分析計算基礎上,結合國內外工程實踐,經(jīng)綜合比較確定。指標確定主
要基于以下原則:第一,在現(xiàn)有建筑節(jié)能水平上大幅度提高,尤其在寒冷地區(qū),建筑可不采用傳統(tǒng)供暖系統(tǒng);
夏熱冬冷地區(qū)在不設置供暖設施的前提下,冬季室內環(huán)境大幅改善。第二,建筑實際能耗在現(xiàn)有基礎上大幅度
降低。第三,能效水平基本與國際相近氣候區(qū)持平。指標確定的控制邏輯為:通過充分利用自然資源、采用高
性能的圍護結構、自然通風等被動式技術降低建筑用能需求,在此基礎上,利用高效的供暖、空調及照明技術
7
和設備以及可再生能源利用系統(tǒng),降低建筑能源總消耗。
最大限度利用被動式技術降低建筑用能需求,是實現(xiàn)近零能耗建筑目標的最有效途徑。高性能外墻、外窗
等被動式技術在提高建筑能效的同時,還可以大幅度提高建筑質量和壽命,改善室內環(huán)境。為此,以供暖年耗
熱量、供冷年耗冷量以及建筑氣密性指標為約束,保證圍護結構的高性能。在此基礎上,再通過提高能源系統(tǒng)
效率和可再生能源的利用進一步降低能耗。
8
4建筑設計
4.1一般規(guī)定
4.1.1近零能耗建筑設計應以滿足本標準的能效指標為目標,以性能化設計方法為原則,通過能
耗模擬計算進行優(yōu)化分析后確定。
【條文說明】
近零能耗建筑設計是以能效目標值為導向,以“被動技術優(yōu)先、主動技術優(yōu)化”為原則,結合項目場地、
區(qū)域環(huán)境、氣候等特點,根據(jù)建筑功能需求,利用性能化的設計方法,最大限度地降低建筑能源消耗,使其室
內環(huán)境參數(shù)和能效指標符合本標準規(guī)定。
4.1.2性能化設計應以定量分析和優(yōu)化設計為核心。在建筑設計和耗能設備的關鍵性參數(shù)對建
筑負荷及其能耗的敏感性分析的基礎上,結合建筑全壽命周期的經(jīng)濟效益分析,進行技術措施和
性能參數(shù)的選取。
4.1.3性能化設計應采用協(xié)同設計的組織形式,流程宜按下列步驟進行:
1設定室內環(huán)境參數(shù)和能效目標;
2制定建筑設計方案;
3利用能耗模擬軟件等工具對建筑設計方案進行定量分析和優(yōu)化;
4根據(jù)優(yōu)化結果進行達標判定。當能效指標不滿足設定目標時,修改設計方案,重新進行量
化分析和優(yōu)化,直到達到設定能效目標。
5以最終優(yōu)化設計方案進行施工圖設計;
6編制性能化設計報告。
【條文說明】
為實現(xiàn)近零能耗建筑設計,設計師應以氣候特征為引導進行建筑設計。將設計方案和關鍵性能參數(shù)代入能
耗模擬軟件,定量分析是否滿足預先設定的能耗目標及技術經(jīng)濟目標。根據(jù)模擬結果,不斷優(yōu)化設計參數(shù)和設
計策略,迭代循環(huán),直至滿足性能目標。能效指標計算方法應符合本標準附錄A的規(guī)定。
4.2建筑方案設計
4.2.1建筑的總體規(guī)劃應有利于營造適宜的微氣候。通過優(yōu)化建筑空間布局,合理選擇和利用景
觀、生態(tài)綠化等措施。
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【條文說明】
建筑的規(guī)劃布局與建筑節(jié)能息息相關。近零能耗建筑在規(guī)劃階段,應充分利用場地自然條件以降低建筑能
耗。具體說來就是:冬季通過建筑群空間布局營造適宜的風環(huán)境,降低冬季冷風滲透并加強太陽能得熱;夏季
通過增強自然通風、景觀及綠化設計減少熱島效應,降低夏季冷負荷。
4.2.2寒建筑的主朝向宜為南北朝向,主入口及主要房間宜避開冬季主導風向。
【條文說明】
建筑主入口避開主導風向,冬季可有效降低冷風侵入對建筑室內環(huán)境和能耗的影響。當主入口由于場地和
功能限制需要設置在不利朝向時,宜設置避風門斗或緩沖區(qū),減少冬季冷風滲透。具體工程中建議采用計算機
模擬手段優(yōu)化設計。
4.2.3單體建筑應優(yōu)化體形系數(shù)、窗墻面積比和屋頂透光面積比例,相關指標應符合現(xiàn)行《建筑
節(jié)能與可再生能源利用通用規(guī)范》GB55015的規(guī)定。
【條文說明】
建筑物體形系數(shù)是指建筑物的外表面積和外表面積所包圍的體積之比。體形系數(shù)越小,單位建筑體積對應
的外表面積越小,外圍護結構的傳熱損失越少,從降低能耗角度出發(fā),應該將體形系數(shù)控制在一個較小的水平
上。
窗墻面積比既是影響建筑能耗的重要因素,也受到建筑日照、采光、自然通風等室內環(huán)境要求的制約。外
窗和屋頂透光部分的傳熱系數(shù)遠大于外墻,窗墻面積比越大,外窗在外墻面上的面積比例越高,越不利于建筑
節(jié)能。不同朝向的開窗面積,對于不同因素的影響不同,因此在近零能耗建筑設計時,應考慮外窗朝向的不同
對窗墻比的要求。一般來說,近零能耗建筑的各朝向窗墻面積比不宜超過節(jié)能設計標準規(guī)定的限值要求。
4.2.4單體建筑的平面設計應有利于自然通風和冬季日照。在滿足不同氣候區(qū)最小日照要求的前
提下,提高南向房間的冬季得熱,降低東側、西側房間的夏季得熱。
4.2.5單體建筑平面設計應充分利用天然采光。進深較大的房間及地下空間,宜設置采光中庭、
采光天窗、采光側窗、下沉式廣場(庭院)、光導管等措施,改善天然采光效果,降低照明能耗。
4.2.6建筑設計宜根據(jù)房間功能的使用要求、窗口的朝向及建筑安全性綜合考慮,合理選擇遮陽
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設計。
4.2.7建筑設計宜采用建筑光伏一體化系統(tǒng)。
【條文說明】
光伏建筑一體化的目的一是保持建筑的美觀性,光伏構件的布置不應對建筑形體的完整性、美觀性構成破
壞。二是避免后期光伏系統(tǒng)二次設計對圍護結構的破壞。
4.3圍護結構設計
4.3.1建筑圍護結構的平均傳熱系數(shù)(K)應以滿足本標準的能耗指標為目標,采用性能化設計
方法,經(jīng)技術經(jīng)濟分析后確定。
4.3.2建筑非透光圍護結構平均傳熱系數(shù)可參考表4.3.2-1、4.3.2-2選??;
表4.3.2-1居住建筑非透光圍護結構平均傳熱系數(shù)(K)參考值
K(W/(㎡.K))寒冷地區(qū)夏熱冬冷地區(qū)
屋面0.10~0.200.15~0.35
外墻0.15~0.200.15~0.40
地面及外挑樓板0.20~0.40-
表4.3.2-2公共建筑非透光圍護結構平均傳熱系數(shù)(K)參考值
K(W/(㎡.K))寒冷地區(qū)夏熱冬冷地區(qū)
屋面0.10~0.300.15~0.35
外墻0.10~0.300.15~0.40
地面及外挑樓板0.25~0.40-
【條文說明】
近零能耗建筑是以能效指標為約束值,建筑圍護結構的傳熱系數(shù)值非唯一性,可通過優(yōu)化設計進行調整。
表4.3.2是在大量的相應典型建筑模擬和示范工程調研的情況下給出的推薦參考值范圍。對于建筑圍護結構設
計,傳熱系數(shù)滿足現(xiàn)行國家標準《建筑節(jié)能與可再生能源利用通用規(guī)范》GB55015的規(guī)定即可。
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4.3.3分隔采暖空間和非采暖空間的非透光圍護結構平均傳熱系數(shù)可按表4.3.3選取:
表4.3.3分隔采暖空間和非采暖空間的非透光結構平均傳熱系數(shù)(K)參考值
K(W/(㎡.K))寒冷地區(qū)夏熱冬冷地區(qū)
樓板0.30~0.50≤1.80
隔墻1.20~1.50≤1.50
【條文說明】
本條所指的非供暖空間不含室外空間。在寒冷地區(qū),樓板分隔的一般是非供暖管道夾層或小型庫房空間,
隔墻分隔的一般是非供暖樓梯間等空間。地下車庫溫度較低且樓板面積相對較大,因此相對隔墻來說,樓板的
節(jié)能要求更高。對于夏熱冬冷地區(qū),由于其氣候條件和供暖空間條件不同,本條對實施供暖的空間提出指標建
議,不供暖空間不予考慮。
4.3.4外墻及屋面保溫設計應符合下列規(guī)定:
1圍護結構保溫性能的確定應遵循性能化設計原則,通過能耗模擬計算進行優(yōu)化分析后確定。
2外墻保溫材料應充分考慮材料的耐久性及安全性。
3屋面保溫材料應具備較低的吸水率、吸濕率,上人屋面的保溫材料還應根據(jù)設計荷載選擇
滿足抗壓強度或壓縮強度的產(chǎn)品。
4保溫材料燃燒性能等級要求應符合現(xiàn)行國家標準《建筑設計防火規(guī)范》GB50016的要求。
4.3.5外墻變形縫之間應采用保溫材料進行填充,保溫外側應采取防水措施。
【條文說明】
變形縫是保溫的薄弱環(huán)節(jié),加強對變形縫部位的保溫處理,既可避免變形縫兩側墻出現(xiàn)結露,也可減小通
過變形縫的熱損失。
變形縫的保溫措施大多采用在變形縫內填充保溫材料,或使變形縫形成一個與外部空氣隔絕的密閉空腔,
填充深度不宜小于1.0m。如需進一步提高變形縫處的保溫性能,側墻增加內保溫措施。
4.3.6建筑外圍護結構防水應采用以下措施:
1外墻外保溫水平或傾斜的出挑部位以及延伸至地面以下的部位應做防水處理。
2門窗洞口與門窗交界處、外墻與屋頂交接處應進行密封和防水構造設計,水不應滲入保溫
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層及基層墻體。
3穿過外保溫系統(tǒng)的安裝設備、穿墻管線或支架等應固定在基層墻體上,并應做密封、防水
設計。
4.3.7外門窗設計應符合下列規(guī)定:
外窗(包括透光幕墻、外門及陽臺門透光部分)的傳熱系數(shù)應按現(xiàn)行國家標準《建筑節(jié)能與可
再生能源利用通用規(guī)范》GB55015的規(guī)定。外窗(包括透光幕墻)的保溫和遮陽性能可參考表
4.3.6-1、4.3.6-2選取:
表4.3.6-1居住建筑外窗(包括透光幕墻)傳熱系數(shù)(K)和太陽得熱系數(shù)(SHGC)參考值
性能參數(shù)寒冷地區(qū)夏熱冬冷地區(qū)
傳熱系數(shù)K(W/(㎡.K))≤1.2≤2.0
太陽得熱系數(shù)冬季≥0.45≥0.40
(SHGC)夏季≤0.30≤0.30
注:太陽得熱系數(shù)為包括遮陽(不含內遮陽)的綜合太陽得熱系數(shù)
表4.3.6-2公共建筑外窗(包括透光幕墻)傳熱系數(shù)(K)和太陽得熱系數(shù)(SHGC)參考值
性能參數(shù)寒冷地區(qū)夏熱冬冷地區(qū)
傳熱系數(shù)K(W/(㎡.K))≤1.5≤2.2
太陽得熱系數(shù)冬季≥0.45≥0.40
(SHGC)夏季≤0.30≤0.15
注:太陽得熱系數(shù)為包括遮陽(不含內遮陽)的綜合太陽得熱系數(shù)
【條文說明】
外窗(包括透光幕墻)的傳熱系數(shù)應按現(xiàn)行國家標準《建筑節(jié)能與可再生能源利用通用規(guī)范》GB55015的規(guī)
定,綜合考慮我國建筑外窗(包括透光幕墻)的技術水平確定,即在室內空氣溫濕度條件下外窗大部分區(qū)域(玻璃
邊緣除外)不結露,并適當提高內表面平均輻射溫度以提高室內熱舒適度。
當采用遮陽(不包括內遮陽)時,太陽得熱系數(shù)是指由遮陽和外窗(包括透光幕墻)組成的外窗系統(tǒng)的太陽得
熱系數(shù),遮陽的太陽得熱系數(shù)應根據(jù)現(xiàn)行國家標準《建筑節(jié)能與可再生能源利用通用規(guī)范》GB55015的規(guī)定計
算確定。冬季供暖地區(qū)應提高冬季建筑外窗(包括透光幕墻)的綜合太陽得熱系數(shù)以減少供暖能耗,夏季空調地
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區(qū)應降低綜合太陽得熱系數(shù)以減少制冷能耗。
4.3.8外門和戶門均應采用保溫密閉門。寒冷地區(qū)外門非透光部分傳熱系數(shù)K值不宜大于1.5W/
(㎡·K),透光部分保溫性能不應低于外窗的相關要求。
【條文說明】
外門占圍護結構比例較小,且承擔著重要的安全防盜功能,達到與外窗同樣的保溫性能技術難度較高,因
此僅對寒冷地區(qū)建筑外門的熱工性能降低要求。外門透光部分多為玻璃窗,應符合外窗的相應要求;非透光部
分多為金屬框架填充保溫隔熱材料。由于金屬框架的熱橋保溫隔熱材料厚度受到門體限制,故非透光部分K值
不宜要求太嚴格。需要強調的是,透光部分除透光構件本身外,還包括安裝該透光構件的邊緣專用支撐構造。
4.3.9寒冷地區(qū)面向冬季主導風向的外門應設置門斗或雙層外門;夏熱冬冷地區(qū)外門宜設門斗或
應采取其它減少冷風滲透的措施。
【條文說明】
為減少冷風滲透和煙囪效應,寒冷地區(qū)面向冬季主導風向的外門應設置門斗或雙層外門。
4.3.10門窗洞口尺寸宜符合現(xiàn)行國家標準《建筑門窗洞口尺寸系列》GB/T5824規(guī)定的建筑門洞
口尺寸和窗洞口尺寸。
【條文說明】
門窗洞口尺寸的非標準化是阻礙我國建筑門窗工業(yè)化發(fā)展的重要瓶頸。近年來標準化窗已引起了行業(yè)的高
度重視,也制定了相應的國家標準。超低能耗建筑作為我國建筑節(jié)能發(fā)展的重要方向,在建筑門窗標準化方面
也應作出示范引導。
4.4外遮陽設計
4.4.1建筑外遮陽設計應根據(jù)房間的使用要求、窗口朝向及建筑安全性綜合考慮。
【條文說明】
夏季過多的太陽得熱會導致冷負荷上升,因此外窗應采用遮陽措施。遮陽設計應根據(jù)房間的使用要求以及
窗口所在朝向綜合考慮??刹捎猛庹陉柎胧部刹捎每烧{節(jié)太陽得熱系數(shù)(SHGC)的調光玻璃進行遮陽???/p>
調節(jié)外遮陽表面吸收的太陽得熱,不會像內遮陽或中置遮陽一樣傳入室內,并且可根據(jù)太陽高度角和室外天氣
情況調整遮陽角度,從遮陽性能來看,是最適合近零能耗建筑的遮陽形式。
4.4.2寒冷地區(qū)的透明外圍護結構宜采用外遮陽裝置;夏熱冬冷地區(qū)的東、西、南的透明外圍護
14
結構向應采用外遮陽。
4.4.3建筑南向宜采用可調節(jié)外遮陽、可調節(jié)中置遮陽或水平固定外遮陽的方式。東向和西向宜
采用可調節(jié)外遮陽設施,或采用垂直方向起降遮陽百葉簾,不宜設置水平遮陽板。
4.4.4固定遮陽設計時應綜合考慮建筑所處地理緯度、朝向,太陽高度角和太陽方向角及遮陽時
間,通過對建筑進行日照分析來確定遮陽的分布和特征。
4.4.5除固定遮陽和可調節(jié)遮陽外,宜結合建筑立面設計,利用建筑周邊樹木形成自然遮陽。
4.4.6夏熱冬冷地區(qū)建筑的墻面和屋面可采用綠化植物進行生態(tài)遮陽。
【條文說明】4.4.2~4.4.6
固定遮陽是將建筑的天然采光、遮陽與建筑融為一體的外遮陽系統(tǒng)。設計固定遮陽時應綜合考慮建筑所處
地理緯度、朝向,太陽高度角和太陽方向角及遮陽時間,通過對建筑進行日照分析來確定遮陽的分布和特征。
水平固定外遮陽挑出長度應滿足夏季太陽不直接照射到室內,且不影響冬季日照。在設置固定遮陽板時,可考
慮同時利用遮陽板反射天然光到大進深的室內,改善室內采光效果。除固定遮陽外,也可結合建筑立面設計,
采用自然遮陽措施。非高層建筑宜結合景觀設計,利用樹木形成自然遮陽,降低夏季輻射熱負荷。
4.5氣密性設計
4.5.1近零能耗建筑外圍護結構應進行氣密性專項設計。
4.5.2氣密層應連續(xù)并包圍整個外圍護結構,建筑設計施工圖中應明確標注氣密層的位置。
【條文說明】
建筑良好的氣密性可以減少冬季冷風滲透,避免濕氣侵入造成的建筑發(fā)霉、結露等損壞,降低夏季非受控
通風導致的供冷需求增加,減少室外噪聲和室外空氣污染等不良因素對室內環(huán)境的影響,提高居住者的生活品
質。建筑圍護結構氣密層應連續(xù)并包圍整個外圍護結構,如圖4.5.2所示。
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圖4.5.2氣密層設置示意圖
4.5.3氣密層設計應依托密閉的圍護結構層,并選擇適用的氣密性材料。
【條文說明】
構成氣密性的材料包括抹灰層,硬質材料板,以及專用的氣密性薄膜。包裝膠帶、高性能保溫材料、防水
硅膠等材料不適合做節(jié)點氣密性處理材料。
4.5.4氣密層應與鋼筋混凝土屋面板、樓板或地面相交接,形成完整閉合的氣密區(qū)。宜采用簡的
造型和節(jié)點設計,減少或避免出現(xiàn)氣密性難以處理的節(jié)點。
4.5.5外門窗洞口、結構墻之間的縫隙應采用耐久性良好的密封材料密封。
【條文說明】
防水隔(透)汽膜與門窗框粘貼應緊密,無起鼓漏氣現(xiàn)象,在粘貼防水隔(透)汽膜時要確保粘貼牢固嚴
密。具體做法如下:
1室內一側應使用防水隔汽膜,室外一側應使用防水透氣膜;
2宜采用預壓膨脹密封帶密封。
3防水隔(透)汽膜與門窗框粘貼寬度不應小于20mm,與基層墻體粘貼寬度不應小于50mm;防水隔(透)
汽膜的搭接寬度均應不小于50mm。
16
4.5.6外門窗氣密性能、水密性能、抗風壓性能應符合規(guī)定:
1外窗氣密性能不宜低于8級;
2外門、敞開式陽臺門、分隔供暖空間與非供暖空間戶門氣密性能不宜低于6級;
3外窗臺上應安裝窗臺板。
4.5.7各類管道穿過透氣密層及外圍護結構時,應對洞口進行有效的氣密性處理。
【條文說明】
建筑的氣密層應連續(xù)設置,當各類管線穿透氣密層及外圍護結構時,建議采用以下措施:
1穿透氣密層管線宜采用預埋方式,不應采用橋架敷設方式。
2電力管線預留孔洞直徑宜大于100mm。其他管線預留孔洞應大于管道外徑。管道與洞口之間的縫隙應
采用巖保溫材料填實。
3外圍護結構內側應采用防水隔氣膜粘貼,外圍護結構外側應采用防水透氣膜粘貼。
4防水隔(透)氣膜與管道和結構墻體的搭接寬度不應小于40mm。
4.5.8開關、接線盒等在外墻或有氣密性要求的內墻上安裝時應進行有效的氣密性處理。
【條文說明】
建筑的氣密層應連續(xù)設置,當需要阻斷透氣密層時,建議采用以下措施:
1位于砌體墻體上的開關、插座線盒,應在砌筑墻體時預留孔槽,安裝線盒時應先用石膏灰漿封堵孔槽,
再將線盒底座嵌入孔位內,使其密封。
2對于穿透氣密層的電線套管,在墻體內預埋套管時,應在接口處采用專用的密封膠帶密封,同時用石
膏灰漿將套管與線盒接口處封堵密實。套管內穿線完畢后,應采用密封膠對開關、插座等的管口進行有效封堵。
4.5.9不同圍護結構的交界處、通風
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