团 体 标 准
T/CABEE 004-2021
《夏热冬冷地区低能耗住宅建筑
技术标准》
Technical standard for low energy residential buildings in hot summer and cold winter zone
2021-02-19 发布 2021-05-01 实施
中国建筑节能协会 发布
团 体 标 准
《夏热冬冷地区低能耗住宅建筑
技术标准》
Technical standard for low energy residential buildings in hot summer and cold winter zone
T/CABEE 004-2021
主编单位:上海市建筑科学研究院有限公司
批准部门: 中国建筑节能协会
施行日期:20XX 年 X 月 X 日
前 言
根据《中国建筑节能协会团体标准管理办法(试行)》(国建节协(2017)40号)及《关于印发<2018 年度第二批团体标准制修订计划的通知》(国建节协[2018]057 号)的要求,由上海市建筑科学研究院有限公司会同有关单位组建编制组,经广泛的调查研究,认真总结实践经验,考察有关国内外标准和先进经验,并在广泛征求意见的基础上,共同编制了本标准。
本标准的主要技术内容是:1.总则;2.术语;3.基本规定;4.指标;5.设计;
6.施工;7.质量控制与验收;8.运行维护,附录和条文说明。
本标准由中国建筑节能协会标准化管理办公室负责管理(联系电话:010- 57811218,邮箱:jishubu@cabee.org),由上海市建筑科学研究院有限公司负责具体技术内容的解释。执行过程中如有意见或建议,请寄送上海市建筑科学研究院有限公司(地址:上海市闵行区申富路 568 号 10 号楼,邮编201108)。
本 标 准 主 编 单 位 :上海市建筑科学研究院有限公司
本 标 准 参 编 单 位 :重庆大学浙江大学
清华大学
江苏建科院
中国建筑第八工程局有限公司
华东建筑设计研究院有限公司
珠海兴业绿色建筑科技有限公司
广州孚达保温隔热材料有限公司
上海克络蒂材料科技发展有限公司
浙江世贸房地产开发有限公司
上海中建东孚投资发展有限公司
青岛科瑞新型环保材料有限公司
上海圣奎塑业有限公司
威尔达节能科技有限公司
北京科尔建筑节能技术有限公司
龙元明筑科技有限责任公司
本标准主要起草人员:徐 强 潘 黎 姚润明 葛 坚李先庭 许锦峰 张文丽 杨真静夏 麟 罗 多 范宏武 赵德印石文星 聂 悦 樊一帆 葛 杰魏燕丽 熊 珂 熊少波 孙生根翟传伟 崔新明 孙学锋 刘丙强邓 超 吴亚洲 裴传飞
本标准主要审查人员:孟庆林 张 旭 高小平 苑素娥席时葭 鲍宇清 赵宇宏 薛 峰李晓峰
1 总则
1.0.1 为贯彻国家有关法律法规和方针政策,提升夏热冬冷地区住宅建筑室内环境品质,降低用能需求,提高能源利用效率,制定本标准。
1.0.2 本标准适用于夏热冬冷地区间歇用能模式下低能耗住宅建筑设计、施工、验收和运行。
1.0.3 夏热冬冷地区低能耗住宅建筑质量控制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。
2 术语
2.0.1 低能耗住宅建筑 low energy residential building
不考虑使用可再生能源的情况下,单位套内面积的供暖、供冷全年耗电量不高于 20kWh/m2.a,且符合室内热舒适要求的住宅建筑。
2.0.2 性能化设计 performance oriented design
以建筑室内环境参数和能耗指标为性能目标,利用建筑模拟工具,对设计方案进行综合优化,最终达到预定性能目标要求的设计过程。
2.0.3 间歇用能模式 energy consumption of intermittenting mode
由人员行为模式影响房间供暖、供冷开启和关闭的“间歇时间、部分空间”用能模式。
2.0.4 子气候区 subclimate zone
基于不同城市温度、相对湿度、太阳辐照量等气象参数, 根据供暖度日数和供冷度日数,将夏热冬冷地区气候区分为多个建筑供暖、供冷需求特征相似的子气候区。本标准划分为子气候 A 区、子气候 B 区、子气候 C 区。
2.0.5 年供暖、供冷耗电量 annual heating and cooling electricity consumption
在设定计算条件下,为满足室内环境参数要求,单位套内面积年累计消耗的需由室内供暖、供冷设备供给的电量。
2.0.6 套内面积 unit floor area
套内房屋空间的面积,以水平投影面积计算,包括套内卧室、起居室、过厅、过道、厨房、卫生间、贮藏室、壁柜、供暖供冷的阳台等使用面积及套内墙体面积的总和。
2.0.7 单一朝向窗墙比 window to wall ratio of one direction
单一朝向立面上窗户面积(包括阳台门透明部分)与该朝向外墙建筑立面面积(不包括女儿墙面积)之比,窗户面积按洞口面积计算。
2.0.8 开间窗墙比 ratio of window to wall of a room
房间窗户洞口面积与该窗户所在开间外墙面积(即建筑层高与开间定位线围成的面积)之比。
2.0.9 换气次数 air change rate
自然压差下单位时间内室内空气的更换次数,即通风量与房间容积的比值。
2.0.10 热桥 thermal bridge
围护结构中热流强度显著增大的部位。
2.0.11 嵌管式围护结构
在墙体或窗户中埋设传热管道,通过循环流动的载冷介质拦截围护结构传热,
从而减少室内负荷的围护结构形式。
3 基本规定
3.0.1 低能耗住宅建筑约束性指标为室内环境参数及建筑供暖、供冷耗电量,推荐性指标包括围护结构的热工性能和能源设备系统的技术指标。应采用性能化设计方法、精细化施工和优化运行三方面来保障实现低能耗目标。
3.0.2 低能耗住宅建筑宜进行全装修,全装修不得降低建筑围护结构的热工性,不得影响气流组织。
3.0.3 夏热冬冷地区子气候区划分和典型城市应按表 3.0.3 选用。
表 3.0.3 夏热冬冷地区子气候区
注:1 CDD26 (cooling degree day based on 26℃)为一年中,当某天室外日平均温度高于 26°C时,将该日平均温度与 26°C 的差值乘以 1d,所得乘积的累加值(单位:°C•d,度日)
2 HDD18 (heating degree day based on 18℃)为一年中,当某天室外日平均温度低于 18°C时,将该日平均温度与 18°C 的差值乘以 1d,所得乘积的累加值(单位:°C•d,度日)。
3.0.4 住宅建筑典型间歇用能模式可按表 3.0.4 选用。
表 3.0.4 住宅建筑典型间歇用能模式
4 指标
4.0.1 室内环境设计参数应符合表4.0.1 的规定。
表 4.0.1 低能耗建筑室内环境设计参数指标
4.0.2 在满足间歇用能的室内舒适情况下,单位面积年供暖、供冷耗电量不应大于 20kWh/(m²·a),能耗指标计算应符合本标准附录 A 的规定,能耗计算空调性能参数按照 EER=3.20(W/W),COP=2.8(W/W)取值。
4.0.3 建筑冷、热负荷指标之一不宜高于表4.0.3 中的取值。
表 4.0.3 建筑平均冷热负荷指标(W/m2)
5 设计
5.1 一般规定
5.1.1 低能耗住宅建筑的设计应以建筑供暖、供冷单位套内面积年耗电量为目标,以性能设计为原则,通过定量分析和优化设计,选取适宜的围护结构性能参数与技术措施。
5.1.2 建筑总平面的规划布局和单体平面设计,应有利于自然通风、减少夏季的太阳热辐射、减少热岛效应,应有利于冬季日照并避开冬季主导风向。
5.1.3 建筑物的朝向宜采用南北向或南偏东30°至南偏西 30°。
5.1.4 建筑环境设计应满足现行行业标准《城市居住区热环境设计标准》JGJ 286的要求。
5.2 围护结构
Ⅰ 基本要求
5.2.1 建筑体形应避免过多凹凸与错落,体形系数宜按表 5.2.1 选取。
表 5.2.1 住宅建筑的体形系数限值
5.2.2 建筑朝向窗墙比不宜超过表 5.2.2 中的限值。
表 5.2.2 朝向窗墙比的限值
Ⅱ 非透明围护结构
5.2.3 低能耗住宅建筑非透明围护结构的平均传热系数宜符合表 5.2.3 的规定。外墙平均传热系数计算方法如附录 B 所示。
表 5.2.3.1 子气候 A 区非透明围护结构各部分的平均传热系数(W/(m2.K))
表 5.2.3.2 子气候 B 区非透明围护结构各部分的平均传热系数(W/(m2.K))
表 5.2.3.3 子气候 C 区非透明围护结构各部分的平均传热系数(W/(m2.K))
注:1)普通指以各种混凝土、砌体(包括加气混凝土砌块)等为外墙或屋面材料,包括粉刷材料层。2)轻质指用于外墙屋面主体材料的单位面积质量小于 200kg/m2 的非砌体类材料,如轻质夹心墙板、金属夹心屋面板等。3)轻质应按现行国家标准《民用建筑热工设计规范》GB 50176 规定,经隔热验算并符合规定要求。
5.2.4 保温构造的选取应符合以下要求:
1 保温层的安全和耐久为主要影响因素时,宜选用保温层内置的方式,包括自保温、内保温及自内组合保温;
2 热反应速度为主要影响因素时,宜选用内保温和自内组合保温;
3 热桥处理为主要影响因素时,宜选用内外组合保温和外保温方式;
4 选择有机保温板时采用环保阻燃剂。
5.2.5 建筑的轻质外墙及屋面宜使用建筑反射隔热涂料,东、西的重质外墙及屋面宜使用建筑反射隔热涂料。
5.2.6 当重质外墙和屋面使用建筑反射隔热涂料时,其污染修正后的太阳辐射吸收系数不宜大于 0.5。当轻质外墙和屋面使用建筑反射隔热涂料时,其污染修正后的太阳辐射吸收系数不宜大于 0.4 。反射隔热涂料应结合保温材料在外墙或屋面外表面使用。
5.2.7 屋面的保温隔热宜采用下列措施:
1 宜采用种植屋面或架空隔热屋面等构造,种植屋面不宜采用倒置式屋面;
2 宜采用平、坡屋顶结合的构造形式,合理利用屋顶空间,屋顶可设置花架,种植攀缘植物、盆栽、箱栽植物等;
3 面层宜采用浅色或建筑用反射隔热涂料。
5.2.8 分户门的传热系数不宜大于 1.8 W/(m2.K)。
5.2.9 宜将地埋管换热器、太阳能集热器等采集到的自然冷热源直接作用于嵌管式围护结构,用于拦截通过围护结构的传热负荷。夏季宜将嵌管式围护结构与房间通风相结合,主动调节室内环境。
Ⅲ 透明围护结构
5.2.10 低能耗住宅建筑不同窗墙比下的外窗传热系数宜符合表 5.2.10 的规定。
表 5.2.10-1 子气候 A 区不同窗墙比下的外窗传热系数(W/(m2.K))
表 5.2.10-2 子气候 B 区不同窗墙比下的外窗传热系数(W/(m2.K))
表 5.2.10-3 子气候 C 区不同窗墙比下的外窗传热系数(W/(m2.K))
5.2.11 建筑不宜设置凸窗。当设置凸窗时,应符合下列要求:
1 凸窗传热系数应比表 5.2.10 限值减少 10%;
2 凸窗的面积应按洞口面积计;
3 凸窗的顶板、底板及侧向不透明部分应采取保温措施,传热阻不低于热桥要求。
5.2.12 建筑室内与阳台间的墙体和门窗,应符合建筑物外墙和外窗的热工要求。
Ⅳ 遮阳与隔热
5.2.13 遮阳设计应根据当地太阳能资源气候特征、房间使用要求、 外窗朝向、建筑周边环境及建筑安全性综合考虑。
5.2.14 遮阳方式宜采用活动式遮阳,高层建筑外窗宜采用可调节中置遮阳措施。
5.2.15 低能耗住宅建筑外窗综合遮阳系数以及外遮阳要求宜按表 5.2.15 选取;有外遮阳时,外窗综合遮阳系数取外窗遮阳系数与外遮阳系数乘积。无外遮阳时,外窗综合遮阳系数取外窗遮阳系数。
表 5.2.15-1 子气候 A 区外窗综合遮阳系数及活动遮阳要求
表 5.2.15-2 子气候 B 区外窗综合遮阳系数及活动遮阳要求
注:表中的“东、西 ”指从东或西偏北 30。(包括 30。)至偏南 60。(包括 60。)的范围;“南”指从南偏东30。至偏西30。的范围;
表 5.2.15-3 子气候 C 区外窗综合遮阳系数及活动遮阳要求
注:表中的“东、西 ”指从东或西偏北 30°(包括 30°)至偏南 60°(包括 60°)的范围;“南”指从南偏东30°至偏西30°的范围;
5.2.16 南向外窗可采用水平、阳台等固定遮阳措施和活动外遮阳相结合的综合遮阳设施。
Ⅴ 气密性
5.2.17 建筑物外门窗的气密性等级应满足下列要求:
1 建筑物外窗不应低于现行国家标准《建筑外门窗气密、水密、抗风压性能分级及检测方法》GB/T 7106 规定的气密性 7 级:0.5
2 分隔供暖空间与非供暖空间户门不应低于现行国家标准《建筑外门窗气密、水密、抗风压性能分级及检测方法》GB/T 7106 规定的气密性 6 级:1.0
5.2.18 低能耗住宅建筑应采用高等级气密性外窗。
5.2.19 各类管道穿透气密层及外墙时,宜对洞口进行有效的气密性处理,并符合下列要求:
1 穿墙管预留孔洞直径宜大于管径 100mm 以上,墙体结构或套管与管道之间应填充保温材料;
2 外围护结构内侧应采用防水隔汽膜粘贴。防水隔汽膜与管道和结构墙体的搭接宽度均不小于 40mm;
3 外围护结构外侧应采用防水透汽膜粘贴,防水透汽膜与管道和结构墙体的搭接宽度均不小于 40mm。
5.2.20 外门窗外表面与基层墙体的联结处宜采用防水透汽材料密封,门窗内表面与基层墙体的联结处应采用气密性材料密封。
W 热桥
5.2.21 不同子气候区的墙体热桥部位设计参数要求宜不大于表 5.2.21 的要求。不同形式的热桥热工参数要求参考附录 D。
表 5.2.21 墙体热桥部位传热系数指标要求(W/(m2.K))
5.2.22对平面外墙热桥进行部分保温时,宜先进行中央的保温;对转角外墙热桥进行部分保温时,宜先进行外侧的保温。对梁与楼板形成的热桥进行部分外保温时,宜优先进行梁处的保温。
5.2.23 外窗框与外墙之间缝隙应采用弹性高效保温材料填充,并采用耐候防水密封胶嵌缝。
5.2.24 外墙保温层采用锚栓固定时,应采用断热桥锚栓固定。
5.2.25 应避免在外墙保温侧固定导轨、龙骨、支架等可能导致热桥的部件; 当必需固定时,应在外墙上预埋断热桥的锚固件,并采用有效措施降低传热损失。
5.2.26 外门窗安装方式应根据墙体的构造方式和建筑高度进行优化设计,外门窗与基层墙体的联结件应采用阻断热桥的处理措施,外门窗应采用节能型附框。
5.2.27 窗户外遮阳设计应与主体建筑结构可靠连接,当采用外保温时,连接件与基层墙体之间应采取阻断热桥的处理措施。
5.2.28 屋面保温层、隔汽层及排气构造设计应符合现行国家标准《屋面工程技术规范》GB50345 的规定。
5.2.29 女儿墙等突出屋面的结构体,其保温层应与屋面、墙面保温层连续, 不得出现结构性热桥。女儿墙、土建风道出风口等薄弱环节, 宜设置金属盖板,以提高其耐久性,金属盖板与结构连接部位,应采取避免热桥的措施。
5.2.30 穿屋面管道的预留洞口宜大于管道外径 100mm 以上。伸出屋面外的管道应设置套管进行保护,套管与管道间应填充保温材料。
5.3 供暖与供冷
5.3.1 低能耗住宅建筑不宜采用集中冷热源方式的供暖、供冷系统;当具备可资利用的余热和可再生能源时,在技术经济分析合理条件下,可采用小规模集中式供热系统。
5.3.2 低能耗住宅建筑供暖、供冷系统应综合经济技术因素进行性能参数优化和方案比选,宜符合下列规定:
1 冷热源宜选用能效水平在二级及以上的产品;
2 宜采用高性能的变频空调系统;
3 宜使用自然能源。
5.3.3 冷热源宜采用下列产品或系统形式:房间空调器、户用多联式空调(热泵)机组、冷热源设备宜采用能够满足供暖、供冷需求的变频调速型热泵机组。
5.3.4 房间空调器的全年能源消耗效率(APF)不得低于表 5.3.5 规定的能效指标;单冷型房间空调器的制冷季节能源消耗效率(SEER)不得低于表 5.3.5 规定的能效指标。
表 5.3.5 房间空调器能效指标((W·h)/(W·h))
5.3.5 户用多联式空调(热泵)机组的全年能源消耗效率或制冷季节能源消耗效率不得低于表 5.3.5 规定的数值。
表 5.3.5 户用多联式空调(热泵)机组能效指标((W·h)/ (W·h))
5.3.6 宜选用自带能耗计量装置的空调供暖设备。
5.3.7 宜采用智能控制的空调设备。
5.4 通风与调风
5.4.1 空调房间外窗通风开口面积不宜小于房间地板面积的 1/10(6 层及以下)和1/12(7 层及以上)。
5.4.2 在两个及两个以上房间串联通风时,宜进行气流组织优化设计,保证各户、房间气流顺畅,充分利用穿堂风。
5.4.3 宜在房间设置吊扇等形式的电风扇进行调风。
5.4.4 厨房应为排油烟机预留位置并与炉灶位置对应,需要集中排烟的,排烟口应与排气道直接连通,设计时需要考虑保证排烟顺畅,做好洞口气密性防护措施。
6 施工
6.1 一般规定
6.1.1 节能工程专项施工方案应根据经审查合格的设计文件与现行国家标准《建筑工程施工质量验收统一标准》GB 50300 进行编制,施工前应进行技术交底。专项施工方案应包含以下内容:
1 冷热桥位置、处理方式、施工节点详图及施工工艺流程图;
2 气密性施工工艺及保障措施。
6.1.2 所用节能材料、设备等应有产品合格证书和性能检测报告,设备性能和材料的品种、规格、性能应符合设计要求,不得采用国家明令禁止使用或淘汰的材料与设备。节能材料及设备应按规定见证取样送检,经检验合格后方可使用。
6.1.3 节能工程施工质量应符合现行国家标准《建筑节能工程施工质量验收标准》 GB 50411 的相关规定。相关施工工艺与工法除应符合本标准规定外,尚应符合国家现行有关标准的规定。
6.2 围护结构
Ⅰ保温隔热
6.2.1 围护结构保温工程施工应在基层处理、外门窗洞口处理、结构预埋件安装完成且验收合格后进行。外墙保温施工前, 外门窗框(或附框)应安装完毕并验收合格。
6.2.2 预制节能墙板、自保温砌块或板材、一体化节能墙板等保温隔热工程运输和装卸过程中应采取有效保护措施。施工安装时表面应清洁干燥, 受潮与污染时不得使用。
6.2.3 外门窗的类型、规格、性能指标等应符合设计要求, 门窗框和附框安装应牢固,预埋件和锚固件数量、位置、及连接方式应符合设计要求。门窗边框与墙体连接应预留出保温层的厚度,缝隙分层填塞严密,做好门窗表面保护。
6.2.4 外墙的混凝土的梁、柱和剪力墙,夹心保温墙中的金属联结件,外保温墙体中的金属锚固件,内保温层中设置的龙骨,挑出阳台与主体结构的连接部位应
进行断热桥处理。
6.2.5 外门窗框等部位宜进行断热桥处理。
6.2.6 围护结构保温层应均匀连续,外墙内保温和外墙自保温墙体突出外围护结构的柱、梁和楼板,以及装配式夹心保温墙板的横竖缝,应采取断热桥处理措施。
6.2.7 采用防火隔离带构造的节能工程施工方案应符合现行行业标准《建筑外墙外保温防火隔离带技术规程》JGJ 289 的规定,防火隔离带燃烧性能等级应为 A级,并应与基层墙体可靠连接,面层材料应与外保温一致。
Ⅱ气密性处理
6.2.8 围护结构气密性材料的材质应根据使用部位和方式进行选择,气密性施工应在热桥处理之后进行,搭接长度应不小于 50mm。
6.2.9 围护结构开口部位、砌体与结构间缝隙、及屋面檐角等关键部位均应按照设计要求进行气密性处理。
6.2.10 当使用隔气膜和透汽膜做气密性处理时,室外侧使用防水透汽膜,室内侧使用防水隔气膜,并保证粘贴牢固严密。
6.2.11 门、窗安装完成后,应保证门、窗密封条能够气密闭合。
III 遮阳措施
6.2.12 外遮阳应与主体建筑结构可靠连接,连接件与基层墙体之间采取阻断热桥处理措施。卷闸窗(硬卷帘)系统应对缝隙做封堵处理。
6.2.13 遮阳电源、控制线穿墙孔应采用密封材料封堵密实。
6.3 供暖与供冷
6.3.1 供暖空调系统型式、数量与容量应符合设计要求,机组设备和系统效率应符合本标准设计要求。
6.3.2 供暖、供冷工程中的隐蔽工程在隐蔽前应经监理或建设单位验收及确认,必要时应留下影像资料。
6.3.3 房间空调器、户用型多联式空调(热泵)机组和空气处理设备的产品性能、技术参数和接口方向应符合设计要求。减振支座或支、吊架应符合设计及产品技术要求。
6.3.4空调末端设备的产品性能、技术参数应符合设计要求。
6.3.5空调室外机安装固定应牢固可靠,并应满足冷却风自然进入的空间环境要求,室内机安装位置应正确,并保持水平,冷凝水排放应顺畅。管道穿墙处密封应良好,不应有雨水渗入。
6.3.6多联式空调(热泵)机组的室内、外机产品性能、技术参数等应符合设计要求,并应具有出厂合格证、产品性能检验报告。室内外机的安装位置、高度应符合设计及产品技术的要求,固定应可靠。制冷剂应根据工程管路系统的实际情况通过计算后进行充注。室外机组应可靠接地,并应采取防雷保护措施。
6.4 通风与调风
6.4.1 建筑外窗的开启方式与面积大小应符合设计要求。
6.4.2 吊扇等调风装置应保证安装牢固可靠。
6.4.3 厨房、卫生间排风系统的风道结构、尺寸应符合设计要求, 内表面应平整。各层支管与风道的连接应严密,做好洞口封堵工作,并应按照设计要求安装防倒灌装置。
7 质量控制与验收
7.1 一般规定
7.1.1低能耗住宅建筑节能工程验收应符合现行国家标准《建筑节能工程施工质量验收标准》GB 50411相关规定。
7.1.2低能耗住宅建筑工程可按分项工程进行验收,分项工程划分应符合表7.1.2的规定。当分项工程工程量较大时,可划分为若干个检验批进行验收。
表7.1.2 低能耗住宅工程子分部工程和分项工程划分
7.1.3当工程验收无法按本标准第7.1.2条的要求进行分项工程或检验批时,可由建设、设计、施工、监理等各方协商进行,验收项目、验收内容、验收标准和验收记录等均应符合本标准的规定。
7.1.4验收记录所用表格可根据现行国家标准《建筑节能工程施工质量验收标准》 GB 50411的相关规定进行填写。
7.1.5低能耗住宅建筑工程全部满足下列要求时,质量验收应合格。
1 子分部工程验收应全部合格;
2 质量控制资料应完整;
3 外墙节能构造现场实体检验结果应符合设计要求;
4 建筑外窗气密性能现场实体检验结果应符合设计要求。
7.2 围护结构
7.2.1工程所用围护结构节能材料、构件的质量证明文件和相关技术资料应齐全,并应符合设计要求和国家现行有关标准的规定。
检验方法:观察、尺量检查;核查质量证明文件及相关技术资料。
检查数量:全数检查。
7.2.2工程所用节能材料、构件及产品进场时, 应对下列性能进行复验,复验应为见证取样检验。
1 保温隔热材料导热系数、密度、压缩强度或抗压强度、垂直于板面方向的抗拉强度、吸水率、燃烧性能(不燃材料除外);
2 预制节能墙板、自保温砌块或板材、 一体化节能墙板等节能定型产品的传热系数或热阻、单位面积质量、拉伸粘结强度、抗压强度、吸水率、燃烧性能(不燃材料除外);
3 反射隔热材料的太阳光反射比、半球发射率;
4 粘贴材料的拉伸粘结强度;
5 抹面材料的拉伸粘结强度、压折比;
6 增强网的力学性能、抗腐蚀性能。
检验方法:核查质量证明文件;核查复验报告(导热系数或热阻、密度或单位面积质量、燃烧性能必须在同一报告中)。
检查数量:抽样检查。
7.2.3节能工程施工前应对基层进行处理,各层构造做法应符合设计和专项施工方案要求。
检验方法:观察检查、核查隐蔽工程验收记录。
检查数量:全数检查。
7.2.4围护结构节能工程施工质量,应符合下列要求:
1 保温隔热材料的最小厚度符合设计要求;
2 保温板材与基层及各构造层之间的粘结或连接应牢固,不应脱层、空鼓和开裂。保温板材与基层之间的拉伸粘结强度应进行现场拉拔试验, 且不得在界面
破坏。粘结面积应进行剥离检验;
3 保温层采用锚固件固定时,锚固件数量、位置、 锚固深度、胶结材料性能和锚固力应符合设计和施工方案要求。保温装饰板的锚固件应使其装饰面板可靠固定。锚固力应做现场拉拔试验。
检验方法:观察检查、核查隐蔽工程验收记录和检验报告、核查保温材料厚度检查报告、拉伸粘结强度现场检验报告、粘结面积比现场检验报告、锚固力检验报告、锚栓拉拔力检验报告。
检查数量:每个检验批应抽查3处。
7.2.5设置的隔气层、防潮层、防水层、气密性材料等的位置、材料及构造做法应符合设计要求。
检验方法:观察检查、核查专项施工方案、核查质量证明文件及检验报告、核查隐蔽工程验收记录。
检查数量:全数检查。
7.2.6节能工程女儿墙、窗框周边、封闭阳台、出挑构件、室外栏杆连接处、空调支架连接处、雨水管支架连接处、太阳能集热器支架连接处、外遮阳连接处及穿墙管线处等重点部位热桥节点处理措施、构造及材料性能应符合设计要求。
检验方法:观察检查、核查专项施工方案与隐蔽工程验收记录、核查质量证明文件及检验报告、核查热桥现场检验报告。
检查数量:全数检查。
7.2.7外门窗安装、围护结构开口部位、外围护填充墙体、室内分户墙体与主体结构连接等气密性处理方式、材料及位置等应符合设计要求和专项施工方案。
检验方法:观察检查、核查专项施工方案、核查隐蔽工程验收记录、核查质量证明文件。
检查数量:全数检查。
7.2.8建筑门窗使用的材料、构件进场时应进行核查质量证明文件、节能性能标识证书、门窗节能性能计算书, 并应对传热系数、气密性能、 玻璃的遮阳系数和可见光透射比等指标进行复验,复验应为见证取样检验。
检验方法:观察检查、核查质量证明文件及见证取样检验报告。
检查数量:抽样检查。
7.2.9遮阳设施的位置、尺寸、性能等应符合设计和产品标准要求,安装应牢固,满足安全和使用功能要求。
检验方法:观察检查、核查质量证明文件及型式检验报告录。
检查数量:全数检查。
7.3 供暖与供冷
7.3.1房间空调器、多联式空调(热泵)机组等应进行进场验收,设备、管道、绝热材料等产品相关性能指标应符合设计要求和国家现行有关标准的规定。
检验方法:观察检查、核查质量证明文件、核查见证取样检验报告。
检查数量:全数检查。
7.3.2房间空调器、多联式空调(热泵)机应满足符合设计和有关标准规定。
1 房间空调器室外机安装应满足性能、环保、建筑立面等相关要求,安装位置不得妨碍公共空间的使用;
2 房间空调器室内机安装应保证室内机出风气流顺畅合理;
3 多联式空调(热泵)机组室内机、室外机的安装应符合设计文件以及现行行业标准《多联机空调系统工程技术规程》JGJ 174相关规定。
检验方法:观察检查。
检查数量:全数检查。
7.3.3供暖与空调机组安装完毕后应进行功能调试。
检验方法:核查试运转和调试记录。
检查数量:全数检查。
7.4 通风与调风
7.4.1 吊扇等调风系统的安装应符合下列规定:
1 调风系统安装位置符合设计要求;
2 安装应固定可靠,运转时无明显颤动和异常声响。
检验方法:观察检查。
检验数量:全数检查。
7.4.2 厨房、卫生间排风道结构、尺寸等应符合设计要求, 内表面应平整,各层支管与风道连接应严密,防倒灌装置设置应符合设计要求。
检验方法:观察检查。
检验数量:全数检查。
8 运行维护
8.1 空调设备运行与保养
8.1.1 运行管理策略应根据室外气象条件和室内实际需求选取空调运行模式和空调供暖启动温度。条件允许时宜采用智能运行模式。
8.1.2 室外温湿度达到热舒适要求时应采用适宜的自然通风方式。
1 春夏过渡季、夏秋过渡季和夏季夜间宜采用适宜通风策略,实现延长非空调制冷时间;
2 夏秋过渡季有更强的通风换热需求时,宜采用电扇等强化自然通风。
8.1.3 应编制低能耗建筑运行策略手册,内容包括低能耗建筑特点介绍和使用注意事项,并做好告知和培训工作。
8.1.4 空调器宜进行日常维护保养,定期检查,及时维修,保持良好运行状态。
8.1.5 室内机、室外机应定期检查,室内机过滤网应定期清洗,室外机换热器宜请专业人员定期进行清洗保养。
8.2 围护结构维护保养
8.2.1 物业应制定维护保养手册,对围护结构保温构造进行定期检查,检查频率不低于 1 次/年,发生台风等灾害性气候时应及时检查,发现保温构造缺陷应及时维修,保持围护结构的功能完整和安全耐久。
8.2.2 二次装修应避免影响建筑的围护结构及设备系统性能。
8.2.3 外门窗的维护保养应符合以下规定:
1 应及时更换老化和磨损的门窗密封条;
2 定期检查五金配件和活动式开启窗扇质量,及时更换使用功能受损的配件。
8.2.4 对遮阳设施进行维护保养,应符合以下规定。
1 定期检查活动遮阳的功能正常;
2 对于活动部件和易磨损连接处进行质量安全检查;
3 对于装有自动控制的遮阳系统,应定期检查确保控制装置的运转正常和电气安全。
附录 A 能耗指标计算方法
A.0.1 低能耗建筑设计与计算应满足下列规定:
1 气象参数按现行行业标准《建筑节能气象参数标准》JGJ/T 346 的规定计算;
2 应计算围护结构(包括热桥部位)传热、太阳辐射得热、建筑内部得热、通风热损失的负荷,可计算热回收装置和气密性对建筑供暖能耗的影响;计算中应考虑建筑热惰性对负荷的影响;
3 计算软件具备计算 10 个以上的建筑热工分区的功能,能实现能耗逐时动态计算,同时能自动生成满足本标准要求的技术指标审核表。
A.0.2 建筑能耗指标应以建筑套内面积为基准,并符合下列规定:
1 跃层住宅中的套内楼梯应按其自然层数的使用面积总和计入套内面积;
2 坡屋顶内设置供暖或空调设施的空间应列入套内使用面积中。坡屋顶内屋面板下表面与楼板地面的净高低于 1.2m 的空间不计算套内面积;净高在1.2m~2. 1m 的空间应按 1/2 计算套内面积;净高超过 2. 1m 的空间应全部计入套内面积;
3 套内烟囱、通风道、管井等均不应计入套内面积。
A.0.3 低能耗建筑室内热环境设计计算参数应满足下列条件:
1 冬季供暖室内温度不低于 18℃ , 换气次数为 0.5 次/h;
2 夏季空调建筑室内温度不高于 26℃ , 换气次数为 0.5 次/h,相对湿度不应高于 60%;
3 夏季采用空调+风扇时,空调温度不高于 28℃, 换气次数为 0.5 次/h ,相对湿度不应高于 65%,人活动区域风速不高于 0.8m/s。
A.0.4设计建筑能耗指标计算参数设置应符合下列规定:
1 建筑的形状、大小、朝向、内部的空间划分和使用功能、建筑构造尺寸、建筑围护结构传热系数、做法、外窗太阳得热系数、窗墙面积比应与设计文件一致;
2 建筑功能区均应按设置供暖和供冷计算;
3 房间人员密度及在室率、电器设备功率密度及使用率、照明开启时间按表
A.0.4设置;
4 供暖、供冷系统的系统形式和能效应与设计文件一致;
5 供暖、空调全年终端电耗按下式计算:
ET (A.0.4)
式中:ET——建筑供暖、供冷耗电量(kWh/m2);
A——建筑套内面积(m2);
Qh——供暖系统的能耗需求(kWh);
Qc——空调系统的能耗需求(kWh)。
表A.0.4 不同类型房间人员、设备、照明内热设置
A.0.5 能耗指标计算过程中涉及的关键输入参数、结果等信息应以文件的形式提交,文件应包括下列信息:
1 项目基本情况的简要描述,包括建筑层数、朝向、面积, 窗墙面积比,围护结构的关键性能参数,暖通空调系统形式及关键性能参数;
2. 建筑内部物理分隔图及其是否供暖、供冷,能耗模拟工具中采用的热区分隔图等;
3 对计算结果产生影响的模型简化的说明文件;
4 能耗模拟工具的输入和输出文件及能耗指标计算报告。
附录 B 外墙平均传热系数计算
B.0.1外墙受周边热桥的影响,其平均传热系数应按照下式计算:
式中:Km——外墙平均传热系数(W/(m2﹒K));
KP——外墙主体部位传热系数(W/(m2﹒K)),按现行国家标准《民用建
筑热工设计规范》GB50176 的规定计算;
KB1 ,KB2 ,KB3——外墙周边结构热桥部位传热系数(W/(m2﹒K)); FP——外墙主体部位面积(m2);
FB1 ,FB2 ,FB3——外墙周边热桥部位面积(m2)。
附录 C 典型用能模式
表 C.1-1 独居退休老人、退休夫妇在室率
表 C.1-2 夫妻+子女在室率
表 C.1-3 老人+夫妻+子女在室率
附录 D 热桥参数设计要求
D.0.1 热桥部分 5 种典型形式(图 D.0. 1)。
图 D.0.1 五种典型热桥形式
D.0.2 热桥部分的热工性能按本附录第 D.0. 1 条 5 种典型实行计算结果见表 D.0.2。
表 D.0.2-1 子气候 A 区热桥设计参数
注:主体墙非热桥部位传热系数为 0.6W/m2·K。
表 D.0.2-2 子气候 B 区热桥设计参数
注:主体墙非热桥部位传热系数为 0.5W/m2·K。
表 D.0.2-3 子气候 C 区热桥设计参数
注:主体墙非热桥部位传热系数为 0.4W/m2·K。
附录 E 建筑自然通风潜力分析
E.0.1 不考虑热压作用,当风向与建筑物迎风面垂直时,长方形建筑物风压作用下的房间逐时最大通风量计算可按下列公式计算:
L = 0.5 × K × A × V (E.0.1)
式中:L——空气流量(m3/s);
K——取决于进排气口净面积比的系数,K 值按照表 E.0.1 选取,例如进排气净面积比为 1,则查得 K 值为0.6;
A——进气口面积(m2);
V——风速(m/s)。
表 E.0.1 K 值选用表
E.0.2 建筑通风方式优化应按照以下步骤进行:
1 绘制过渡季节和夏季空调季节各月风速风向玫瑰图,找出各月小时平均风速风向边界条件;
2 建立住宅建筑模型分析室内气流组织,宜应进行小区风环境模拟分析;
3 计算时应详细列出边界条件设置情况可参考现行行业标准《民用建筑绿色性能计算标准》JGJ/T449。
附录 F 自然通风延长非供暖、供冷时间计算方法
F.0.1 采用温度分析的方法确定既定城市自然通风舒适小时数,温度分析应该在设计的初期阶段,主要用于评估目标城市最大自然通风节能潜力。
F.0.2 自然通风热舒适小时数分析按如下方法进行:
1 计算住宅建筑室内热舒适温度按下列公式计算:
Ta = 0.30To + 19.7 (F.0.2-1)
式中:Ta——室内中性温度 (℃),取值范围:18-30℃;
To——室外空气平均温度 (℃)。
2 使用软件计算全年逐时自然室温,计算时室内换气次数取为 1 次/h。
3 通风节能潜力指标 NVCP 按下列公式计算:
NVCP x 100% (F.0.2-2)
式中:NVCP——自然通风状态下热舒适小时数与评价期间总小时数的比值; Hnv——计算时间段内,建筑自然通风时室内自然室温能够达到舒适范
围内的小时数(h);
H ——计算时间段的时长(h)。
附录 G 围护结构综合解决方案
G.0.1 建筑围护结构热工性能可按照表 G.0.1 选取。
表 G.0.1-1 外墙构造及热工性能
注:1. 外墙总传热系数计算中内表面换热热阻 Ri 取值 0.11 m2K/W,外表面换热热阻 Re 取值 0.04 m2K/W。
2. 保温材料 STP 板导热系数为 0.008 W/m·K,SW 保温隔声板导热系数≤0.030 W/m·K,SW 硅墨烯保温板导热系数≤0.049 W/m·K。
3. 表中传热系数为主体墙体传热系数,未考虑热桥影响。
表 G.0.1-2 金属隔热型材外窗热工性能
注:1.“/”前数值对应填充气体为空气,“/”后数值对应填充气体为氩气;
2. 采用暖边技术时,外窗传热系数表中对应数值-0.1;
3. 框玻比为 30:70;
4. 外窗玻璃遮阳系数≥0.6 的玻璃类型有:6 高透光 Low-E+12Ar+6 、5 高透光 Low-E+15/20Ar+5 、5 高透光Low-E+6Ar+5+6A+5 、5 高透光 Low-E+9A/Ar+5+9A+5 、5 高透光 Low-E+12A/Ar+5+12A+5。
表 G.0.1-3 金属隔热型材系统窗热工性能
注:1. 铝合金型材均为粉末喷涂;
2. 系统窗的气密和水密性能高于普通金属型材窗,以平开窗为例,气密性达到 1.5m3/(m2 ·h),水密性达到700Pa。
表 G.0.1-4 塑料型材外窗热工性能
注:1.《/”前数值对应填充气体为空气,《/”后数值对应填充气体为氩气。
2. 采用暖边技术时,外窗传热系数表中对应数值-0.1。
3. 外窗玻璃遮阳系数≥0.6 的玻璃类型有:5 高透光 Low-E+9Ar+5 、5 高透光 Low-E+12A/Ar+5 、5 高透光Low-E+15A/Ar+5 、5 高透光 Low-E+20A/Ar+5 、5+6Ar+5+6A+5 、5+9A/Ar+5+9A+5、5+12A/Ar+5+12A+5、 5 高透光 Low-E+6A/Ar+5+6A+5 、5 高透光 Low-E+9A/Ar+5+9A+5 、5 高透光 Low-E+12A/Ar+5+12A+5。
表 G.0.1-5 木型材和铝包木型材外窗热工性能
注:1.《/”前数值对应填充气体为空气,《/”后数值对应填充气体为氩气;
2. 采用暖边技术时,外窗传热系数表中对应数值-0.1;
3. 框玻比为 30:70;
4. 外窗玻璃遮阳系数≥0.6 的玻璃类型有:5 高透光 Low-E+9A/Ar+5、5 高透光 Low-E+12A/Ar+5、5 高透光Low-E+15A/Ar+5、5 高透光 Low-E+20A/Ar+5、5+6A/Ar+5+6A+5、5+9A/Ar+5+9A+5、5+12A/Ar+5+12A+5、 5 高透光 Low-E+6A/Ar+5+6A+5 、5 高透光 Low-E+9A/Ar+5+9A+5 、5 高透光 Low-E+12A/Ar+5+12A+5。
表 G.0.1-6 玻纤增强聚氨酯外窗热工性能
注:1.《/”前数值对应填充气体为空气,《/”后数值对应填充气体为氩气;
2. 窗框与玻璃结合处的线传热系数:普通玻璃传热系数为 0.04W/(m·K) 、Low-E 玻璃传热系数为0.06W/(m·K)。当采用暖边技术时,两玻单腔线传热系数取 0.04W/(m·K),表中对应数据-0.1;三玻两腔线传热系数取 0.03W/(m·K),表中对应数据-0.15;
3. 表中所示 Low-E 玻璃均为高透光玻璃,外窗玻璃遮阳系数≥0.6;
4. 框玻比为 30:70。
表 G.0.1-7 中空玻璃遮阳系数、可见光透射比
表 G.0.1-8 遮阳方式选取
备注:宜采用电动操控的遮阳设施,采用本地开关控制、无线遥控控制、群组集中控制、风/光/雨感应自动控制以及楼宇系统智能管理。
表 G.0.1-9 冬季辅助加热解决方案——电辐射保温材料性能的要求
备注:高强度 XPS 地暖模块:由高强度挤塑聚苯板和附着其表面的均热层组成。
本规范用词说明
1 为便于在执行本规范条文时区别对待,对要求严格程度不同的用词说明如下:
1) 表示很严格,非这样做不可的:
正面词采用“必须 ”,反面词采用“严禁 ”;
2) 表示严格,在正常情况下均应这样做的:
正面词采用“应 ”,反面词采用“不应 ”或“不得 ”;
3) 表示允许稍有选择,在条件许可时首先应这样做的:
正面词采用“宜 ”,反面词采用“不宜 ”;
4) 表示有选择,在一定条件下可以这样做的,采用“可 ”。
2 条文中指明应按其他有关标准执行的写法为:“应符合……的规定 ”或“应按……执行 ”。
引用标准名录
1 《民用建筑热工设计规范》GB 50176
2 《建筑工程施工质量验收统一标准》GB 50300
3 《屋面工程技术规范》GB 50345
4 《建筑节能工程施工质量验收规范》GB 50411
5 《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》GB 50736
6 《近零能耗建筑技术标准》GB 51350
7 《建筑外门窗气密、水密、抗风压性能分级及检测方法》GB/T 7106
8 《多联式空调(热泵)机组》GB/T 18837
9 《多联式空调(热泵)机组能效等级限定值及能源效率等级》GB 21454
10 《多联机空调系统工程技术规程》JGJ 174
11 《城市居住区热环境设计标准》JGJ 286
12 《建筑外墙外保温防火隔离带技术规程》JGJ 289
13 《建筑节能气象参数标准》JGJ/T 346
14 《民用建筑绿色性能计算标准》JGJ/T 449
中国建筑节能协会团体标准
《夏热冬冷地区低能耗住宅建筑技术标准》
T/CABEE 004-2021
条文说明
编制说明
《夏热冬冷地区低能耗住宅建筑技术标准》T/CABEE 004-2021 经中国建筑节能协会 2021 年 x 月x 日以第 xx 号公告批准、发布。
本标准在编制过程中,编制组进行了深入、广泛的调查研究,总结了我国夏热冬冷地区低能耗住宅建筑相关科研和示范成果,同时借鉴了国内外先进技术和标准,提出了我国夏热冬冷地区住宅建筑的室内环境、能耗指标,以及设计、施工、验收以及运行全过程技术要求及措施。
夏热冬冷地区居住建筑以间歇用能为主,制冷和采暖需求均较高,在提高舒适度下低能耗建筑缺少统一定义,尚无适宜的低能耗建筑设计、施工和检测体系,需要确定舒适度标准、构建建筑围护结构及通风体系、统一低能耗指标和单位。目前尚无适宜夏热冬冷地区气候特征和间歇用能模式的低能耗技术体系,而且当前的居住建筑节能设计标准都是采用“建筑模拟能耗值”与“基准建筑能耗值”进行对比来判断建筑是否满足标准,无法控制建筑的实际使用能耗。本标准建立了既满足舒适又实现较低采暖空调能耗的低能耗技术体系,并指导夏热冬冷地区低能耗住宅建筑的设计、施工和验收工作的开展。
为了便于广大设计、施工、科研、学校等单位有关人员在使用本标准时能正确理解和执行条文规定,标准编制组按章、节、条顺序编制了本标准的条文说明,对条文规定的目的、依据及执行中需注意的有关事项进行了说明。
1 总则
1.0.1 在城镇化快速发展时期,经济社会发展和人民生活水平不断提高,导致能源和环境矛盾日益突出,建筑能耗总量和能耗强度上行压力增加,实施能源资源消费革命发展战略,推进城乡发展从粗放型向绿色低碳型转变,对实现新型城镇化,建设生态文明具有重要意义。
夏热冬冷地区夏季炎热、有较高的制冷需求,冬季寒冷、有显著的供暖需求。住宅建筑普遍采用“间歇时间、部分空间”的用能模式,根据夏热冬冷地区典型省份和城市的用电统计数据分析,全年建筑供暖、供冷能耗较低,主要原因是未开启空调的居民仍占有一定比例,室内的舒适度较低。因此, 夏热冬冷地区具有较强的改善室内热舒适度需求,能耗刚性增长潜力较大。
巴黎气候变化大会上中国提出 2030 年碳排放达峰并争取提前达峰,《上海市城市总体规划(2017-2035 年)》提出,全市碳排放总量与人均碳排放量预计于2025 年前达到峰值,至 2035 年,控制碳排放总量较峰值减少 5%左右。建筑运行能耗占社会总能耗约 20%,建筑能耗达峰对于总能耗峰值意义重大。未来建筑能耗的发展目标之一即实现室内舒适度显著提升的同时减缓能耗增长。
本标准将针对“间歇时间、部分空间”的间歇用能模式构建围护结构性能和空调供暖设备性能提升的技术体系,优化用能策略,限制用能浪费行为,最终实现热舒适提升的同时控制能耗在合理范围内,为建筑碳排放达标提供技术支撑。
1.0.2 夏热冬冷地区包含上海重庆两直辖市,湖北、湖南、江西、安徽、浙江五省,四川、贵州两省东半部,江苏、河南两省南半部,福建省北半部,陕西、
甘肃两省南段,广东、广西两省区北端,涉及 16 个省、市、自治区。该地区夏季炎热、冬季寒冷,供暖和供冷需求均较高。本标准针对夏热冬冷地区所有的省份和典型城市进行技术体系推荐。
1.0.3 本标准对低能耗住宅建筑的技术指标和应采取的节能措施做出了规定,但是建筑节能涉及的专业较多,相关专业均制定了相应的标准并做出了节能规定,因此,在进行建筑节能设计的同时,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
2.0.1 低能耗住宅建筑特点主要体现在,适应气候特征和周边环境,将自然通风、自然采光、太阳辐射和室内非供暖热源得热与高性能围护结构相结合, 同时提高供暖、供冷设备性能,在满足室内热舒适的前提下最大限度地降低建筑供暖制冷设备的能源消耗。夏热冬冷地区住宅建筑在当前节能设计标准要求下,满足室内舒适的全年供暖、供冷能耗约在 30kW/m2,本标准中,以能耗进一步下降 30%为目标,最终实现 20kW/m2。
低能耗建筑在满足能耗控制目标的同时,其室内环境参数应满足夏热冬冷气候区的热舒适水平要求,健康、舒适的室内环境是低能耗建筑的基本前提。结合目前夏热冬冷地区各个省市的节能设计标准要求,并考虑室内舒适度的适当提升,给出适宜的低能耗建筑室内环境指标参数。
2.0.2 低能耗住宅建筑的围护结构和通风策略都应依据不同子气候区进行节能设计,夏热冬冷地区包含的省份和城市较多,覆盖面广,各个城市的供暖、供冷特征差异较大,需要依据气候适应性的低能耗住宅建筑节能技术路线,逐步进行性能化设计,最终实现低能耗建筑能耗需求。
2.0.5 该指标是约束性指标,计算方法见本标准附录 A 能耗指标计算方法。
2.0.7 朝向窗墙比用于规定外窗传热系数要求。某一朝向可能会有 2 个或 2 个以上的单一立面,不可将同一朝向方位的不同立面合并计算窗墙比。
2.0.8 开间窗墙比用于规定遮阳系数要求。
2.0.9 本条文参照《供暖通风与空气调节术语标准》GB/T 50155 和《建筑整体气密性检测及性能评价标准》T/CECS 704 给出具体定义。
自然压差是指建筑物在日常运行过程中的室内外压差,由于住宅通常并无集中送排风系统,无法通过设计维持固定压差。因此由于建筑方位差异以及受自身所处风环境影响,该压差数值上可能为正值,也可能为负值。图 1 为上海一栋住宅的冬季设计日风环境计算图,经统计分析其前后表面静压差小于 5Pa。
图 1 上海市冬季设计日风环境图
2.0.11 嵌管式围护结构包括嵌管式窗户和内嵌管式墙体,是近年发展起来的用于改善围护结构性能的主动式隔热保温技术,区别于传统的仅采用保温材料进行保温隔热的被动式技术,它是在建筑外围护结构(外墙、屋顶、外窗) 内预埋管道,将埋管换热器、太阳能集热器等采集到的自然冷热源, 通过循环介质泵,将循环流动的载冷(热)介质送入预埋管道内,以拦截室外传入室内的冷(热)量,从而减小室内负荷,是一种新型的高性能围护结构。
3 基本规定
3.0.1 低能耗建筑的目标是实现热舒适环境下的全年供暖、供冷电耗不高于20kWh/m2 ,表征室内舒适水平的环境参数和单位面积电耗是低能耗建筑的约束性指标。在此控制目标下, 给出围护结构性能参数、能源设备系统参数的选择范围,低能耗建筑性能设计时可以进行一定自由度的调节适配。
性能化设计主要是在设计端对负荷和设备系统效率进行控制,实现低负荷和设备高性能;精细施工是为了保障施工质量,最大幅度的体现和完成设计指标要求;优化运行是在使用端对建筑能耗进行控制,引导居民科学合理用能,避免浪费。
3.0.2 全装修指建筑功能空间的固定面装修和设备设施安装全部完成,达到建筑使用功能和性能的基本要求。低能耗建筑气密性能要求较高,围护结构构造复杂,如在室内装修过程中对其进行破坏,容易导致气密性损坏,影响室内环境,降低建筑能效,因此,低能耗新建建筑应进行全装修。围护结构的重要热工性能包含传热、蓄热、隔热性以及气密性。
3.0.3 基于典型气象年的供暖度日数(以 18℃为基准温度)、制冷度日数(以 26℃为基准温度)、最冷月平均温度、最热月平均温度等气象参数的分析和能耗模拟,将夏热冬冷地区分为 3 个子气候区。各子气候区在供暖和制冷需求差异如下:1) A 区:制冷需求显著高于供暖需求;2)B 区:制冷和供暖相对均衡且较高;3)
C 区:供暖需求占的比例比其他子气候区更高。本标准将结合 3 个子气候区的气候特征,制定适宜各个子气候区的满足年供暖空调能耗不高于 20kWh/m2 的技术体系。
3.0.4 夏热冬冷地区大多数居民采用“ 间歇时间、部分空间 ”的用能模式,在本标准中定义一个典型模式。夏热冬冷各子气候区均对用能模式进行调研, 时间区间有重叠也有差异,为提高整体舒适度并体现典型性,用能时间进行了延伸,覆盖到调研中的所有用能时间,基本反映居民用能中位值的时间长度。同时,本标准中,用能时间针对的是全年间歇工况,不进行夏季制冷季和冬季供暖季的划分。
4 指标
4.0.1 本条规定是设计人员选用室内环境设计参数时需要遵循的条文。性能化设计进行能耗计算和评价时使用的室内环境参数应与设计选用的室内环境参数相同。
根据国内外有关标准和文献的研究成果,当人体衣着适宜且处于安静状态时,室内温度 20℃比较舒适,18℃无冷感,15℃是产生明显冷感的温度界限。冬季热舒适(-1≤PMV≤1)对应的温度范围:18~24℃。结合目前夏热冬冷地区各个省市的节能设计标准要求,夏季的舒适温度仍定为 26℃,冬季的设计温度范围下限是 16℃, 考虑到室内舒适度的提升,由于大部分居民用能习惯,本标准将冬季室内供暖设计温度设定为 18℃ 。如果夏季采取风扇调风措施做补偿,室内温湿度要求可以适当放宽,同时增加风速要求。风速<0.8m/s ,是人长期活动区域的指标限值要求。
本条文主要是对建筑围护结构气密性能提出具体指标要求,为了提升室内舒适度,尤其是冬季热舒适,减少室内无组织渗风,夏热冬冷地区的建筑气密性必须在当前水平上有所提升。通过实测和模拟分析均可以得到,在夏热冬冷地区,气密性过高会带来夏季能耗的显著升高,气密性太低影响冬季室内热舒适的同时供暖能耗显著升高,为实现夏季和冬季的均衡,低能耗住宅建筑气密性水平应该在当前节能设计标准要求上提高,减少冬季的无组织渗风,同时保证夏季房间散热。
研究表明,冬季供暖负荷对渗透换气次数数值较为敏感。冬季供暖时由于室内外温度存在显著差异,导致室内外存在一定的热压差,房间气密性不良将会存在较大的热压渗透通风,因此需要对该换气次数作出限制。
基于室内基础温度计算得到采暖度时数(HDH18)和制冷度时数(CDH26),如图 3 所示。由图中看到,随着换气次数增加,采暖度时数上升,换气次数≥5 h-1 后增速变缓,制冷度时数降低,换气次数≥1 h-1 后几乎无变化。同时可看出,换气次数 0.3~0.5 h-1 时全年采暖度时数和制冷度时数达到平衡,可认为是适宜的换气次数水平,此时较低的采暖度时数可显著降低热负荷,略高的制冷度时数可通过加强夏季和过渡季节自然通风来调节降低,最终实现全年节能。
图 2 不同换气次数下全年制冷/采暖度时数
《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》GB 50736-2012 中第 3.0.6 章节对住宅建筑人均最小新风量以换气次数的形式给出了指标要求,根据人均居住面积的不同换气次数指标介于 0.45 次/h~0.7 次/h 之间。其中人均居住面积介于20~50 ㎡之间的、满足人员健康的最小新风量为 0.5 次/h 。换气次数测试方法应符合标准《公共场所室内换气率测定方法》GBT 18204.19-2000 的规定。
因此本标准建议在室内外自然压差小于 5Pa 时,室内外渗透换气次数不高于0.5 次/h。
4.0.2 耗电量指标计算方法应符合本标准附录 A 的规定,耗电量的范围为供暖、空调。本标准提到的供暖、供冷终端电耗不包括可再生能源发电量的折减。
耗电量指标的确定主要采用实测和模拟的方式,分析思路如下:(一)调研夏热冬冷地区满足室内热舒适的项目能耗实测值,在该建筑能耗水平上实现一定幅度的降低,来确定能耗限值。(二)对典型建筑模型进行大量的优化分析计算,通过调节围护结构各参数的性能、选用不同的自然通风策略进行全工况模拟, 优化得到最佳方案实现最大限度降低建筑负荷,同时利用高效供暖、空调设备设施来降低建筑能耗。
通过统计数据和现场实测可得到夏热冬冷地区大部分省市的住宅年供暖、供冷用电量平均值范围 10 kWh/m2·a -15 kWh/m2·a,然而室内舒适无法保证(调研发现居民冬季室内温度低于 14℃, 夏季接近 30℃)。如果实现室内间歇用能模式下的舒适,模拟得到全年供暖、供冷耗电量约 25kWh/m2·a。本标准通过提升围护结构性能和设备性能实现年供暖、供冷耗电量≤20kWh/m2·a。各子气候区不单独设定耗电量指标。
空调器性能取值高低直接影响能耗计算。本标准选取 2HP 空调器,按照 GB
21455-2019 、GB 21455-2013 进行 2 级性能核算,计算结果表明,当根据制冷、制热温度发生小时数进行 SEER、HSPF 计算式,其数值远高于目前计算推荐值,较高的取值将会削弱围护结构的节能作用。
实际上空调器的使用时间集中在较冷(空调供暖)、较热(空调制冷)期间,因此空调器的性能计算取值应综合考虑以下因素,
(1) 考虑低温运行期间和高温运行期间的空调器点能效;
(2) 考虑实际安装过程中,受限于建筑整体结构、周围环境、安装位置限值等不利因素,空调器在使用过程中往往存在“ 热岛” 、“冷岛”现象,造成空调器性能下降;
(3) 考虑空调器的性能提升因素,其性能取值不能过低。
因此参考表 1、表 2 新旧二级空调器性能对比表、国家标准《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》 JGJ 134-2010 关于空调器性能计算取值(制冷取 2.3,制热取 1.9)、上海市工程建设规范《居住建筑节能设计标准》 DGJ 08-205-2015关于空调器性能计算取值(制冷取 3.1,制热取 2.5)、四川省居住建筑节能设计标准《四川省居住建筑节能设计标准》DB51/5027-2019 关于空调器性能计算取值(制冷取 3.3,制热取 3.0),按照制冷 40℃、制热 0℃分别计算其点能效,取1 位小数后的性能点作为建筑能耗计算的空调器性能标准值。
表 1 2HP 空调器制冷性能系数
表 2 2HP 空调器制热性能系数
在进行性能化计算的时候,可以根据负荷计算值对围护结构性能参数进行优化,使其最终达到低能耗建筑要求。在本标准规定子气候 A 区和 B 区的典型城市,负荷计算时如果均超出本表格范围,则应重点考虑加强夏季遮阳隔热,例如设置外遮阳、中置遮阳或使用隔热涂料等。在本标准规定子气候 C 区的典型城市,负荷计算时如果超出本表格范围,则应重点考虑加强冬季保温,例如围护结构传热系数降低。
4.0.3 本条文的负荷指标作为设计选取围护结构指标时参考,不用于设备选型。为了避免设计时仅通过提高空调设备性能来实现能耗目标的做法,用单位面积负荷进行约束,来推动围护结构性能提升。由于围护结构参数与供暖负荷、制冷负荷的相关性相反,因此,供暖负荷或者制冷负荷指标只需满足其一。如要同时实现两个指标,可采用可变围护结构,通过围护结构性能的改变,来调节实现冷热负荷指标。
本标准中的负荷指标是一个平均负荷指标的概念,计算方法如下:年耗电量指标 20kWh/m2·a

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