河北省《被動式低能耗居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》編制.doc

.被動式低能耗居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)編制河北標(biāo)準(zhǔn)通過規(guī)定了被動房所應(yīng)具有室內(nèi)環(huán)境品質(zhì)和能耗需求，并限定建筑物的采暖、空調(diào)和總能耗，提出滿足房屋關(guān)鍵材料的性能，最終達(dá)到工程建設(shè)人員可依據(jù)這本標(biāo)準(zhǔn)能夠建造出在能源消住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部科技與產(chǎn)業(yè)化發(fā)展中心 張小玲住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部科技發(fā)展促進(jìn)中心、河北省建筑科學(xué)研究院和河北五興能源集團(tuán)秦皇島五興房地產(chǎn)有限公司聯(lián)合主編的由河北省工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)被動式低能耗居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)（以下簡稱：河北標(biāo)準(zhǔn)）送審稿，于2014年5月17日通過了河北省住房和城鄉(xiāng)建設(shè)廳主持的審查會。該標(biāo)準(zhǔn)是世界范圍內(nèi)繼瑞典被動房低能耗住宅規(guī)范后第二本有關(guān)被動式房屋的標(biāo)準(zhǔn)。該標(biāo)準(zhǔn)的主要技術(shù)內(nèi)容包括：總則，術(shù)語和符號，被動式房屋的定義和規(guī)定，被動式房屋的基本設(shè)計(jì)原則，被動式房屋的熱工和能耗計(jì)算規(guī)定，熱工計(jì)算，采暖負(fù)荷和能耗計(jì)算，冷負(fù)荷和空調(diào)能耗計(jì)算，房屋總一次能源計(jì)算項(xiàng)目和計(jì)算方法，圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，照明和遮陽設(shè)計(jì)，通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，關(guān)鍵材料和產(chǎn)品性能，防火設(shè)計(jì)，施工工法，被動式房屋的測試，被動式房屋的認(rèn)定條件，各種建筑能耗轉(zhuǎn)化成一次能源和CO2排放量的計(jì)算方法，運(yùn)行管理，以及附錄和條文說明。河北標(biāo)準(zhǔn)通過規(guī)定了被動房所應(yīng)具有室內(nèi)環(huán)境品質(zhì)和能耗需求，并限定建筑物的采暖、空調(diào)和總能耗，提出滿足房屋關(guān)鍵材料的性能，最終達(dá)到工程建設(shè)人員可依據(jù)這本標(biāo)準(zhǔn)能夠建造出在能源消耗量極低的情況下，擁有健康、舒適的室內(nèi)環(huán)境的房屋。一、提出了明確的室內(nèi)環(huán)境指標(biāo)規(guī)定被動式房屋首先是一個(gè)舒適度很高的房子，居住建筑的室內(nèi)環(huán)境應(yīng)全年處于舒適狀態(tài)，河北標(biāo)準(zhǔn)對室內(nèi)環(huán)境規(guī)定如下：1、室內(nèi)溫度為2026；2、超溫頻率10%；3、室內(nèi)二氧化碳濃度1000 ppm；4、圍護(hù)結(jié)構(gòu)非透明部分內(nèi)表面溫差不超過3，圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)表面溫度不低于室內(nèi)溫度3；5、門窗的室內(nèi)一側(cè)無結(jié)露現(xiàn)象；6、室內(nèi)相對濕度宜全年處于35%65%；7、通過管網(wǎng)和輔助通道傳遞的聲音，應(yīng)符合機(jī)房35 dB、功能房30 dB、起居室30 dB和臥室30 dB。室內(nèi)環(huán)境規(guī)定的提出確保了被動式房屋具有良好的室內(nèi)環(huán)境，避免了以犧牲室內(nèi)舒適度來換取能耗的降低。特別需要指出的是，被動式房屋允許出現(xiàn)超溫，也就是室內(nèi)溫度在夏季超過26的小時(shí)數(shù)與在冬季低于20的小時(shí)數(shù)之和，與全年小時(shí)數(shù)的比值的頻率10%。這一個(gè)規(guī)定是考慮了人們有可能選擇室內(nèi)溫度在冬季20以下，在夏季26以上生活。秦皇島在水一方的實(shí)測結(jié)果表明，當(dāng)人們自由選擇室內(nèi)溫度時(shí)，有人在冬季選擇了將室內(nèi)溫度控制在18；有人在夏季自然通風(fēng)時(shí)，在夏季室內(nèi)溫度達(dá)到30時(shí)仍感到處于舒適狀態(tài)。被動式房屋對室內(nèi)二氧化碳濃度1000 ppm的要求確保了室內(nèi)一年四季的空氣必須永遠(yuǎn)處于新鮮狀態(tài)。一旦超過限值，新風(fēng)機(jī)組將要自動補(bǔ)充新鮮空氣。筆者冬季在秦皇島“在水一方”體驗(yàn)房試住時(shí)，當(dāng)時(shí)家俱剛由工人搬進(jìn)來，室內(nèi)儀表顯示二氧化碳濃度是1500 ppm，經(jīng)過一夜睡眠之后，第二天二氧化碳濃度是800 ppm。圍護(hù)結(jié)構(gòu)非透明部分內(nèi)表面溫差不超過3和圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)表面溫度不低于室內(nèi)溫度3的規(guī)定，使得被動式房屋的外圍護(hù)結(jié)構(gòu)任何一個(gè)部位的保溫隔熱性能都不能被削弱。屋頂、外墻和地面不能出現(xiàn)梁、板、柱造成的結(jié)構(gòu)性熱橋；外門窗也不能出現(xiàn)過于薄弱部分，以避免出現(xiàn)結(jié)露現(xiàn)象。室內(nèi)溫度的宜全年處于35%65%雖然不是強(qiáng)制的條文，但是被動房實(shí)際工程表明：這一指標(biāo)完全能夠滿足要求。同普通住宅相比，被動房為人們在冬季提供適宜的濕度環(huán)境。被動式房屋對室內(nèi)噪音有了更嚴(yán)格的規(guī)定。國家標(biāo)準(zhǔn)住宅設(shè)計(jì)規(guī)范GB 50096-1999中第5.3.1條規(guī)定：住宅的臥室、起居室（廳）內(nèi)的允許噪聲級（A聲級）晝間應(yīng)小于或等于50dB，夜間應(yīng)小于或等于40dB。被動式房屋作為高端住宅，其控制指標(biāo)比該標(biāo)準(zhǔn)值更為嚴(yán)格。為實(shí)現(xiàn)本條規(guī)定，必須在設(shè)計(jì)、施工階段采取相應(yīng)的技術(shù)措施，主要包括：采用隔聲性能良好的門窗、沿樓準(zhǔn)對其進(jìn)行了明確規(guī)定：1、房屋外門窗的透明材料應(yīng)選用Low-E中空玻璃或真空玻璃，其性能應(yīng)符合K0.8W/(m2K)；玻璃的太陽能總透射比g0.35；玻璃的選擇性系數(shù)S=TL/1.40。2、屋外門窗框的型材宜選擇木材或塑料， 其傳熱系數(shù)K1.3W/(m2K)。3、外門窗的傳熱系數(shù)K1.0W/(m2K)。4、外窗應(yīng)采用三道耐久性良好的密封材料密封，每扇窗至少有兩個(gè)鎖點(diǎn)，并盡可能減少窗框?qū)ν该鞑牧喜糠值姆指簟?、玻璃間隔條應(yīng)使用耐久性良好的暖邊間隔條。對玻璃的太陽能總透射比g和玻璃的選擇性系數(shù)s的規(guī)定了透明外圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱、得熱和采光三方面的性能。雖然我國能夠生產(chǎn)出上述性能的廠商不是很多，但還能夠滿足現(xiàn)有被動房的市場需求。對玻璃間隔條應(yīng)使用耐久性良好的暖邊間隔條規(guī)定，可以避免普通間隔條會造成窗框部分冬季室內(nèi)一側(cè)結(jié)露現(xiàn)象。室內(nèi)溫度的宜全年處于35%65%雖然不是強(qiáng)制的條文，但是被動房實(shí)際工程表明：這一指標(biāo)完全能夠滿足要求。同普通住宅相比，被動房為人們在冬季提供適宜的濕度環(huán)境。被動式房屋對室內(nèi)噪音有了更嚴(yán)格的規(guī)定。國家標(biāo)準(zhǔn)住宅設(shè)計(jì)規(guī)范GB 50096-1999中第5.3.1條規(guī)定：住宅的臥室、起居室（廳）內(nèi)的允許噪聲級（A聲級）晝間應(yīng)小于或等于50dB，夜間應(yīng)小于或等于40dB。被動式房屋作為高端住宅，其控制指標(biāo)比該標(biāo)準(zhǔn)值更為嚴(yán)格。為實(shí)現(xiàn)本條規(guī)定，必須在設(shè)計(jì)、施工階段采取相應(yīng)的技術(shù)措施，主要包括：采用隔聲性能良好的門窗、沿樓板設(shè)置隔音墊、對管道采取隔聲措施、做好鄰戶以及鄰室之間的隔聲、避免產(chǎn)生聲橋等。二、對房屋能源消耗需求進(jìn)行了規(guī)定被動式房屋首先應(yīng)該是能耗需求極低房屋。能耗需求規(guī)定使得被動房從源頭設(shè)計(jì)就是使房屋本身的對能耗的需求極低。1、房屋單位面積的年采暖需求Qh15 kWh/(ma) ；2、房屋單位面積的采暖負(fù)荷qh10 W/m ；3、房屋單位面積的年制冷需求，Qc15 kWh/(ma) ；4、房屋制冷的冷負(fù)荷qc,max20 W/m。這些規(guī)定不但限制了房屋的采暖能耗，也限制了房屋制冷能耗；并將被動房同一些所謂的低能耗的建筑區(qū)分開來。譬如，某些零能耗建筑或超低能耗建筑本身的能耗需求很高，卻通過使用大量的太陽能光伏和光熱滿足建筑物的能源消耗。三、對房屋的實(shí)際能源消耗進(jìn)行了規(guī)定并提出了一次能源和一次能源系數(shù)念被動式房屋不但是能耗需求極低的房屋，最終反映到實(shí)際能源消耗上也同樣是極低的。河北標(biāo)準(zhǔn)對被動式居住建筑能源消耗規(guī)定如下：1、采暖的房屋單位面積年一次能源需求Eph20 kWh/(ma)；2、制冷的房屋單位面積年一次能源需求Epc20 kWh/(ma)；房屋單位面積年一次能源總需求EPT120 kWh/(ma)。通過對被動式房屋實(shí)際能源消耗的限定，使被動式房屋的能耗低落實(shí)到了實(shí)處。河北標(biāo)準(zhǔn)引入了德國一次能源和一次能源系數(shù)念。被動房的能耗量是用一次能源來表示，在自然界中以原有形式存在的、未經(jīng)加工轉(zhuǎn)換的能量資源。又稱天然能源。如原煤、石油、天然氣等。當(dāng)某種建筑用能換算成一次能源時(shí)，需要考慮該種能源在開采、運(yùn)輸和加工轉(zhuǎn)換過程中的能源損失。將某種能源換算成一次能源時(shí)，考慮能源在開采、運(yùn)輸和加工轉(zhuǎn)換過程中造成能源消耗的系數(shù)就是一次能源系數(shù)。根據(jù)德國、歐盟現(xiàn)行一次能源系數(shù)，并考慮我國目前的能源生產(chǎn)水平，河北標(biāo)準(zhǔn)的一次能源系數(shù)見表1：表1 不同能源種類的一次能源系數(shù)一次能源較真實(shí)地反映了對社會終端能耗的需求。它可以引導(dǎo)人們盡量降低對一次能源的消耗，鼓勵(lì)人們使用太陽能和生物質(zhì)能，限制人們?yōu)E用高品質(zhì)能源的行為。譬如，電的一次能源系數(shù)是3.0。反映到同樣采暖能源需求水平的被動式房屋中，如果用電則是用生物質(zhì)燃料的3倍以上的一次能源。 四、提出了完整的計(jì)算方法我國已經(jīng)建立了完整的熱工和能耗計(jì)算理論。河北標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定應(yīng)按照民用建筑熱工設(shè)計(jì)規(guī)范GB 50176規(guī)定的計(jì)算方法進(jìn)行熱工計(jì)算，其中包括冷凝受潮計(jì)算和隔熱計(jì)算。這一部分計(jì)算往往被工程技術(shù)人員忽略，也造成了一些節(jié)能建筑設(shè)計(jì)就是有隱患的設(shè)計(jì)。譬如，某些建筑的設(shè)計(jì)方案本身就注定外圍護(hù)結(jié)構(gòu)出現(xiàn)結(jié)露，或是不能夠滿足隔熱要求。被動式房屋設(shè)計(jì)時(shí)嚴(yán)禁出現(xiàn)冷凝受潮并對隔熱性能提出了更為嚴(yán)格的要求，否則被動式房屋隨著使用年限的增加會逐漸喪失性能。河北標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)民用建筑供暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范GB50736規(guī)定，提供了完整的計(jì)算方法。被動式房屋的能耗計(jì)算必須為設(shè)計(jì)人員提供逐項(xiàng)能耗，即：1、圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱引起的房屋單位面積耗熱量；2、通風(fēng)引起的房屋單位面積耗熱量；3、透明圍護(hù)結(jié)構(gòu)通過太陽輻射獲得的房屋單位面積得熱量；4、建筑物內(nèi)部得熱引起的房屋單位面積得熱量?？梢酝ㄟ^對這些分項(xiàng)能耗的分析，最終幫助設(shè)計(jì)人員采取適當(dāng)?shù)拇胧?。所以被動式房屋的能耗?jì)算絕不僅僅地給出一個(gè)計(jì)算值，用以判定是不是滿足被動房的限定值，更重要地是幫助設(shè)計(jì)人員優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，設(shè)計(jì)出更為合理的被動房。需要指出的是，秦皇島“在水一方”的實(shí)測結(jié)果比計(jì)算結(jié)果要好。這是人們行為節(jié)能帶來的結(jié)果，譬如，在自然通風(fēng)的狀態(tài)下，室內(nèi)溫度在30時(shí)候，人們?nèi)愿惺孢m。所以，有良好自然通風(fēng)的房屋，夏季需要制冷的時(shí)間會比計(jì)算規(guī)定的時(shí)間要短。這也就不難理解，被動房實(shí)測能耗比計(jì)算能耗要小。五、提出了完整的數(shù)據(jù)庫河北標(biāo)準(zhǔn)提供了被動式房屋的計(jì)算涉及到所用到的數(shù)據(jù)庫。包括河北省主要城市全年逐時(shí)計(jì)算溫度、河北省太陽總輻射照度、人體顯熱散熱系數(shù)、照明散熱系數(shù)、家用電器、炊事及其他內(nèi)部熱源散熱系數(shù)和河北省主要城市日平均相對濕度等。河北省區(qū)域較廣，地理氣候差異較大。為了使計(jì)算結(jié)果盡可能地符合實(shí)際情況，河北標(biāo)準(zhǔn)提供了豐寧、承德、張家口、秦皇島、唐山、廊坊、保定、滄州、石家莊、衡水、邢臺11個(gè)城市的氣象數(shù)據(jù)庫。六、提出了透明外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的控制性指標(biāo)透明外圍護(hù)結(jié)構(gòu)對最終實(shí)現(xiàn)被動式房屋的性能起了至關(guān)重要的作用。我國目前市場普遍供應(yīng)的外門窗與被動房所用門窗相差較遠(yuǎn)。在現(xiàn)有國家標(biāo)準(zhǔn)中，有些關(guān)鍵性能指標(biāo)的缺失。河北標(biāo)準(zhǔn)對其進(jìn)行了明確規(guī)定：1、房屋外門窗的透明材料應(yīng)選用Low-E中空玻璃或真空玻璃，其性能應(yīng)符合K0.8W/(m2K)；玻璃的太陽能總透射比g0.35；玻璃的選擇性系數(shù)S=TL/1.40。2、屋外門窗框的型材宜選擇木材或塑料， 其傳熱系數(shù)K1.3W/(m2K)。3、外門窗的傳熱系數(shù)K1.0W/(m2K)。4、外窗應(yīng)采用三道耐久性良好的密封材料密封，每扇窗至少有兩個(gè)鎖點(diǎn)，并盡可能減少窗框?qū)ν该鞑牧喜糠值姆指簟?、玻璃間隔條應(yīng)使用耐久性良好的暖邊間隔條。對玻璃的太陽能總透射比g和玻璃的選擇性系數(shù)s的規(guī)定了透明外圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱、得熱和采光三方面的性能。雖然我國能夠生產(chǎn)出上述性能的廠商不是很多，但還能夠滿足現(xiàn)有被動房的市場需求。對玻璃間隔條應(yīng)使用耐久性良好的暖邊間隔條規(guī)定，可以避免普通間隔條會造成窗框部分冬季室內(nèi)一側(cè)結(jié)露現(xiàn)象。七、關(guān)鍵材料性能指標(biāo)規(guī)定被動房必須采用性能指標(biāo)合格的產(chǎn)品。河北標(biāo)準(zhǔn)中對涉及到被動式房屋的一些關(guān)鍵材料的性能進(jìn)行了規(guī)定，如屋面和外墻用防水隔氣層、防水透氣層的性能指標(biāo)、外墻外保溫系統(tǒng)及其材料的性能指標(biāo)、外圍護(hù)門窗洞口的密封材料、屋頂金屬扣板和窗臺金屬板的性能指標(biāo)、基礎(chǔ)和地下室外保溫材料的性能指標(biāo)等。八、提出了被動式房屋的檢測方法認(rèn)定方法被動式房屋必須進(jìn)行氣密性測試。應(yīng)抽檢位于不同樓層的不同戶型作為測試樣本。首層、頂層的抽檢樣本不得少于1套。抽檢樣本量不得小于整棟建筑住宅總量的20%，且不應(yīng)少于3套住宅；樓梯間必須做氣密性測試。被動式房屋竣工后，應(yīng)按本標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定進(jìn)行氣密性測試。如果測試結(jié)果全部符合n500.6h-1的規(guī)定，則可判定該建筑的設(shè)計(jì)、施工符合對被動式房屋的要求；如果有不滿足n500.6h-1的樣本，則必須對此樣本進(jìn)行整改使之滿足要求，且應(yīng)重新抽樣，直至