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文檔簡介

公共建筑節(jié)能設計標準

GB

50189-2005

中華人民共和國國家標準

公共建筑節(jié)能設計標準

GB50189-2005

1總則1.0.1我國建筑用能已超過全國能源消費總量的1/4,并將隨著人民生活水平的提高逐步增加到1/3以上。公共建筑用能數量巨大,浪費嚴重。制定并實施公共建筑節(jié)能設計標準,有利于改善公共建筑的熱環(huán)境,提高暖通空調系統(tǒng)的能源利用效率,從根本上扭轉公共建筑用能嚴重浪費的狀況,為實現國家節(jié)約能源和保護環(huán)境的戰(zhàn)略,貫徹有關政策和法規(guī)作出貢獻。

我國已經編制了北方嚴寒和寒冷地區(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)能設計標準,并已先后發(fā)布實施。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)能設計標準,以適應節(jié)能工作不斷進展的需要。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(包括寫字樓、政府部門辦公樓等),商業(yè)建筑(如商場、金融建筑等),旅游建筑(如旅館飯店、娛樂場所等),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)以及交通運輸用房(如機場、車站建筑等)。目前中國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,以及高檔旅館飯店等幾類建筑,在建筑的標準、功能及設置全年空調采暖系統(tǒng)等方面有許多共性,而且其采暖空調能耗特別高,采暖空調節(jié)能潛力也最大。

在公共建筑(特別是大型商場、高檔旅館酒店、高檔辦公樓等)的全年能耗中,大約50%~60%消耗于空調制冷與采暖系統(tǒng),20%~30%用于照明。而在空調采暖這部分能耗中,大約20%~50%由外圍護結構傳熱所消耗(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%,嚴寒地區(qū)大約50%)。從目前情況分析,這些建筑在圍護結構、采暖空調系統(tǒng),以及照明方面,共有節(jié)約能源50%的潛力。

對全國新建、擴建和改建的公共建筑,本標準提出了節(jié)能要求,并從建筑、熱工以及暖通空調設計方面提出控制指標和節(jié)能措施。1.0.3各類公共建筑的節(jié)能設計,必須根據當地的具體氣候條件,首先保證室內熱環(huán)境質量,提高人民的生活水平;與此同時,還要提高采暖、通風、空調和照明系統(tǒng)的能源利用效率,實現國家的可持續(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。

公共建筑能耗應該包括建筑圍護結構以及采暖、通風、空調和照明用能源消耗。本標準所要求的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《建筑照明設計標準》GB50034—2004,建筑照明節(jié)能的具體指標及技術措施執(zhí)行該標準的規(guī)定。

本標準提出的50%節(jié)能目標,是有其比較基準的。即以20世紀80年代改革開放初期建造的公共建筑作為比較能耗的基礎,稱為“基準建筑(Baseline)”。“基準建筑”圍護結構、暖通空調設備及系統(tǒng)、照明設備的參數,都按當時情況選取。在保持與目前標準約定的室內環(huán)境參數的條件下,計算“基準建筑”全年的暖通空調和照明能耗,將它作為100%。我們再將這“基準建筑”按本標準的規(guī)定進行參數調整,即圍護結構、暖通空調、照明參數均按本標準規(guī)定設定,計算其全年的暖通空調和照明能耗,應該相當于50%。這就是節(jié)能50%的內涵。

“基準建筑”圍護結構的構成、傳熱系數、遮陽系數,按照以往20世紀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),遮陽系數SC均取0.80。采暖熱源設定燃煤鍋爐,其效率為0.55;空調冷源設定為水冷機組,離心機能效比4.2,螺桿機能效比3.8;照明參數取25W/m2。

本標準節(jié)能目標50%由改善圍護結構熱工性能,提高空調采暖設備和照明設備效率來分擔。照明設備效率節(jié)能目標參數按《建筑照明設計標準》GB50034—2004確定。本標準中對圍護結構、暖通空調方面的規(guī)定值,就是在設定“基準建筑”全年采暖空調和照明的能耗為100%情況下,調整圍護結構熱工參數,以及采暖空調設備能效比等設計要素,直至按這些參數設計建筑的全年采暖空調和照明的能耗下降到50%,即定為標準規(guī)定值。

當然,這種全年采暖空調和照明的能耗計算,只可能按照典型模式運算,而實際情況是極為復雜的。因此,不能認為所有公共建筑都在這樣的模式下運行。

通過編制標準過程中的計算、分析,按本標準進行建筑設計,由于改善了圍護結構熱工性能,提高了空調采暖設備和照明設備效率,從北方至南方,圍護結構分擔節(jié)能率約25%~13%;空調采暖系統(tǒng)分擔節(jié)能率約20%~16%;照明設備分擔節(jié)能率約7%~18%。由此可見,執(zhí)行本標準后,全國總體節(jié)能率可達到50%。1.0.4本標準對公共建筑的建筑、熱工以及采暖、通風和空調設計中應該控制的、與能耗有關的指標和應采取的節(jié)能措施作出了規(guī)定。但公共建筑節(jié)能涉及的專業(yè)較多,相關專業(yè)均制定有相應的標準,并作出了節(jié)能規(guī)定。在進行公共建筑節(jié)能設計時,除應符合本標準外,尚應符合國家現行的有關標準的規(guī)定。2術語2.0.1透明幕墻專指可見光可以直接透過它而進入室內的幕墻。除玻璃外透明幕墻的材料也可以是其他透明材料。在本標準中,設置在常規(guī)的墻體外側的玻璃幕墻不作為透明幕墻處理。2.0.3空調系統(tǒng)運行時,除了通過運行臺數組合來適應建筑冷量需求和節(jié)能外,在相當多的情況下,冷水機組處于部分負荷運行狀態(tài),為了控制機組部分負荷運行時的能耗,有必要對冷水機組的部分負荷時的性能系數作出一定的要求。參照國外的一些情況,本標準提出了用綜合部分負荷性能系數(IPLV)來評價。它用一個單一數值表示的空氣調節(jié)用冷水機組的部分負荷效率指標,基于機組部分負荷時的性能系數值、按照機組在各種負荷下運行時間的加權因素,通過計算獲得。根據國家標準《蒸氣壓縮循環(huán)冷水(熱泵)機組工商業(yè)用和類似用途的冷水(熱泵)機組》GB/T18430.1—2001確定部分負荷下運行的測試工況;根據建筑類型、我國氣候特征確定部分負荷下運行時間的加權值。2.0.4圍護結構熱工性能權衡判斷是一種性能化的設計方法。為了降低空氣調節(jié)和采暖能耗,本標準對建筑物的體形系數、窗墻比以及圍護結構的熱工性能規(guī)定了許多剛性的指標。所設計的建筑有時不能同時滿足所有這些規(guī)定的指標,在這種情況下,可以通過不斷調整設計參數并計算能耗,最終達到所設計建筑全年的空氣調節(jié)和采暖能耗不大于參照建筑的能耗的目的。這種過程在本標準中稱之為權衡判斷。2.0.5參照建筑是進行圍護結構熱工性能權衡判斷時,作為計算全年采暖和空調能耗用的假想建筑,參照建筑的形狀、大小、朝向以及內部的空間劃分和使用功能與所設計建筑完全一致,但圍護結構熱工參數和體形系數、窗墻比等重要參數應符合本標準的剛性規(guī)定。3室內環(huán)境節(jié)能設計計算參數3.0.1目前,業(yè)主、設計人員往往在取用室內設計參數時選用過高的標準,要知道,溫濕度取值的高低,與能耗多少有密切關系,在加熱工況下,室內計算溫度每降低1℃,能耗可減少5%~10%;在冷卻工況下,室內計算溫度每升高1℃,能耗可減少8%~10%。為了節(jié)省能源,應避免冬季采用過高的室內溫度,夏季采用過低的室內溫度,特規(guī)定了建議的室內設計參數值,供設計人員參考。

本條文中列出的參數用于提醒設計人員取用合適的設計計算參數,并應用于冷(熱)負荷計算。至于在應用權衡判斷法計算參照建筑和所設計建筑的全年能耗時,可以應用此設計計算參數。如果計算資料不全,也可以應用附錄C中約定的參數于參照建筑和所設計建筑中,因為權衡判斷法計算只是用于獲得圍護結構的熱工限值,并不表示建筑使用時的實際運行情況。

本條文中的參數參考《采暖通風與空氣調節(jié)設計規(guī)范》GB50019—2003和《全國民用建筑工程設計技術措施——暖通空調·動力》中有關內容,并根據工程實際應用情況提出的建議性意見,目的是從確保室內舒適環(huán)境的前提下,選取合理設計計算參數,達到節(jié)能的效果。3.0.2空調系統(tǒng)需要的新風主要有兩個用途:一是稀釋室內有害物質的濃度,滿足人員的衛(wèi)生要求;二是補充室內排風和保持室內正壓。前者的指示性物質是C02,使其日平均值保持在0.1%以內;后者通常根據風平衡計算確定。

參考美國采暖制冷空調工程師學會標準ASHRAE62—2001《Ventilationforacceptableindoorairquality》第6.1.3.4條,對于出現最多人數的持續(xù)時間少于3h的房間,所需新風量可按室內的平均人數確定,該平均人數不應少于最多人數的1/2。例如,一個設計最多容納人數為100人的會議室,開會時間不超過3h,假設平均人數為60人,則該會議室的新風量可?。?0m3/(h·p)×60p=1800m3/h,而不是按30m3/(h·p)×100p=3000m3/h計算。另外假設平均人數為40人,則該會議室的新風量可?。?0m3/(h·p)×50p=1500m3/h。

由于新風量的大小不僅與能耗、初投資和運行費用密切相關,而且關系到保證人體的健康。本標準給出的新風量,匯總了國內現行有關規(guī)范和標準的數據,并綜合考慮了眾多因素,一般不應隨意增加或減少。4建筑與建筑熱工設計4.1一般規(guī)定4.1.1建筑的規(guī)劃設計是建筑節(jié)能設計的重要內容之一,要對建筑的總平面布置、建筑平、立、剖面形式、太陽輻射、自然通風等氣候參數對建筑能耗的影響進行分析。也就是說在冬季最大限度地利用自然能來取暖,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降溫冷卻,以達到節(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主導風向,夏季能利用自然通風并防止太陽輻射。然而建筑的朝向、方位以及建筑總平面設計應考慮多方面的因素,尤其是公共建筑受到社會歷史文化、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對夏季防熱、冬季保溫都很理想是有困難的,因此,只能權衡各個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。通過多方面的因素分析、優(yōu)化建筑的規(guī)劃設計,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強制性條文。嚴寒和寒冷地區(qū)建筑體形的變化直接影響建筑采暖能耗的大小。建筑體形系數越大,單位建筑面積對應的外表面面積越大,傳熱損失就越大。但是,體形系數的確定還與建筑造型、平面布局、采光通風等條件相關。體形系數限值規(guī)定過小,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、夏季太陽輻射強度、風環(huán)境、圍護結構構造形式等各方面的因素。應權衡利弊,兼顧不同類型的建筑造型,盡可能地減少房間的外圍護面積,使體形不要太復雜,凹凸面不要過多,以達到節(jié)能的目的。

在嚴寒和寒冷地區(qū),如果所設計建筑的體形系數不能滿足規(guī)定的要求,突破了0.40這個限值,則必須按本標準第4.3節(jié)的規(guī)定對該建筑進行權衡判斷。進行權衡判斷時,參照建筑的體形系數必須符合本條文的規(guī)定。

在夏熱冬冷和夏熱冬暖地區(qū),建筑體形系數對空調和采暖能耗也有一定的影響,但由于室內外的溫差遠不如嚴寒和寒冷地區(qū)大,尤其是對部分內部發(fā)熱量很大的商場類建筑,還有個夜間散熱問題,所以不對體形系數提出具體的要求。4.2圍護結構熱工設計4.2.1本標準采用《民用建筑熱工設計規(guī)范》GB50176—93的氣候分區(qū),其中又將嚴寒地區(qū)細分成A、B兩個區(qū)。4.2.2強制性條文。由于我國幅員遼闊,各地氣候差異很大。為了使建筑物適應各地不同的氣候條件,滿足節(jié)能要求,應根據建筑物所處的建筑氣候分區(qū),確定建筑圍護結構合理的熱工性能參數。編制本標準時,建筑圍護結構的傳熱系數限值系按如下方法確定的:采用DOE-2程序,將“基準”建筑模型置于我國不同地區(qū)進行能耗分析,以現有的建筑能耗基數上再節(jié)約50%作為節(jié)能標準的目標,不斷降低建筑圍護結構的傳熱系數(同時也考慮采暖空調系統(tǒng)的效率提高和照明系統(tǒng)的節(jié)能),直至能耗指標的降低達到上述目標為止,這時的傳熱系數就是建筑圍護結構傳熱系數的限值。確定建筑圍護結構傳熱系數的限值時也從工程實踐的角度考慮了可行性、合理性。

外墻的傳熱系數采用平均傳熱系數,即按面積加權法求得的傳熱系數,主要是必須考慮圍護結構周邊混凝土梁、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時,通過圍護結構的傳熱量不超過標準的要求,不至于造成建筑耗熱量或耗冷量的計算值偏小,使設計的建筑物達不到預期的節(jié)能效果。

北方嚴寒、寒冷地區(qū)主要考慮建筑的冬季防寒保溫,建筑圍護結構傳熱系數對建筑的采暖能耗影響很大。因此,在嚴寒、寒冷地區(qū)對圍護結構傳熱系數的限值要求較高,同時為了便于操作,按氣候條件細分成三片,以規(guī)定性指標作為節(jié)能設計的主要依據。

夏熱冬冷地區(qū)既要滿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程。上海、南京、武漢、重慶、成都等地節(jié)能居住建筑試點工程的實際測試數據和DOE-2程序能耗分析的結果都表明,在這一地區(qū)當改變圍護結構傳熱系數時,隨著K值的減少,能耗指標的降低并非按線性規(guī)律變化,對于公共建筑(辦公樓、商場、賓館等)當屋面K值降為0.8W/(m2·K),外墻平均K值降為1.1W/(m2·K)時,再減小K值對降低建筑能耗已不明顯,如圖4.2.2所示。因此,本標準考慮到以上因素,認為屋面K值定為0.7W/(m2·K),外墻K值為1.OW/(m2·K),在目前情況下對整個地區(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,太陽輻射對建筑能耗的影響很大。太陽輻射通過窗進入室內的熱量是造成夏季室內過熱的主要原因,同時還要考慮在自然通風條件下建筑熱濕過程的雙向傳遞,不能簡單地采用降低墻體、屋面、窗戶的傳熱系數,增加保溫隔熱材料厚度來達到節(jié)約能耗的目的,因此,在圍護結構傳熱系數的限值要求上也就有所不同。

對于非透明幕墻,如金屬幕墻、石材幕墻等幕墻,沒有透明玻璃幕墻所要求的自然采光、視覺通透等功能要求,從節(jié)能的角度考慮,應該作為實墻對待。此類幕墻采取保溫隔熱措施也較容易實現。

在表4.2.2-6中對地面和地下室外墻的熱阻R作出了規(guī)定。

在北方嚴寒和寒冷地區(qū),如果建筑物地下室外墻的熱阻過小,墻的傳熱量會很大,內表面尤其是墻角部位容易結露。同樣,如果與土壤接觸的地面熱阻過小,地面的傳熱量也會很大,地表面也容易結露或產生凍腳現象。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到防止結露或產生凍腳的熱阻值。

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,提高這些部位內表面溫度,可減少地表面和地下室外墻內表面溫度與室內空氣溫度間的溫差,有利于控制和防止地面和墻面的返潮。因此對地面和地下室外墻的熱阻作出了規(guī)定。4.2.3由于圍護結構中窗過梁、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遠大于主體部位的傳熱系數,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外表面溫差小,內表面溫度容易低于室內空氣露點溫度,造成圍護結構熱橋部位內表面產生結露;同時也避免夏季空調期間這些部位傳熱過大增加空調能耗。內表面結露,會造成圍護結構內表面材料受潮,影響室內環(huán)境。因此,應采取保溫措施,減少圍護結構熱橋部位的傳熱損失。4.2.4強制性條文。每個朝向窗墻面積比是指每個朝向外墻面上的窗、陽臺門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、陽臺門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(日照時間長短、太陽總輻射強度、陽光入射角大?。⒓撅L影響、室外空氣溫度、室內采光設計標準以及外窗開窗面積與建筑能耗等因素。一般普通窗戶(包括陽臺門的透明部分)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、透明幕墻對建筑能耗高低的影響主要有兩個方面,一是窗和透明幕墻的熱工性能影響到冬季采暖、夏季空調室內外溫差傳熱;另外就是窗和幕墻的透明材料(如玻璃)受太陽輻射影響而造成的建筑室內的得熱。冬季,通過窗口和透明幕墻進入室內的太陽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,通過窗口透明幕墻進入室內的太陽輻射成為空調降溫的負荷,因此,減少進入室內的太陽輻射以及減小窗或透明幕墻的溫差傳熱都是降低空調能耗的途徑。由于不同緯度、不同朝向的墻面太陽輻射的變化很復雜,墻面日輻射強度和峰值出現的時間是不同的,因此,不同緯度地區(qū)窗墻面積比也應有所差別。

在嚴寒和寒冷地區(qū),采暖期室內外溫差傳熱的熱量損失占主導地位。因此,對窗和幕墻的傳熱系數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),空調期太陽輻射得熱所引起的負荷可能成為了主要矛盾,因此,對窗和幕墻的玻璃(或其他透明材料)的遮陽系數的要求高于北方地區(qū)。

近年來公共建筑的窗墻面積比有越來越大的趨勢,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已經是充分考慮了這種趨勢。某個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),窗墻比一般不會再超過0.7。

但是,與非透明的外墻相比,在可接受的造價范圍內,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。

當建筑師追求通透、大面積使用透明幕墻時,要根據建筑所處的氣候區(qū)和窗墻比選擇玻璃(或其他透明材料),使幕墻的傳熱系數和玻璃(或其他透明材料)的遮陽系數符合本標準第4.2.2條的幾個表的規(guī)定。雖然玻璃等透明材料本身的熱工性能很差,但近年來這些行業(yè)的技術發(fā)展很快,鍍膜玻璃(包括Low-E玻璃)、中空玻璃等產品豐富多彩,用這些高性能玻璃組成幕墻的技術也已經很成熟,如采用Low-E中空玻璃、填充惰性氣體、暖邊間隔技術和“斷熱橋”型材龍骨或雙層皮通風式幕墻完全可以把玻璃幕墻的傳熱系數由普通單層玻璃的6.OW/(m2·K)以上降到1.5W/(m2·K)。在玻璃間層中設百葉或格柵則可使玻璃幕墻具有良好的遮陽隔熱性能。

在第4.2.2條的幾個表中對嚴寒地區(qū)的窗戶(或透明幕墻)和寒冷地區(qū)北向的窗戶(或透明幕墻),未提出遮陽系數的限制值,此時應選用遮陽系數大的玻璃(或其他透明材料),以利于冬季充分利用太陽輻射熱。對窗墻比比較小的情況,也未提出遮陽系數的限制,此時選用玻璃(或其他透明材料)應更多地考慮室內的采光效果。第4.2.2條的幾個表對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,當窗墻面積比較大時,對幕墻的熱工性能的要求比目前實際應用的幕墻要高,這當然會造成幕墻造價有所增加,但這是既要建筑物具有通透感又要保證節(jié)約采暖空調系統(tǒng)消耗的能源所必須付出的代價。

本標準允許采用“面積加權”的原則,使某朝向整個玻璃(或其他透明材料)幕墻的熱工性能達到第4.2.2條的幾個表中的要求。例如某賓館大廳的玻璃幕墻沒有達到要求,可以通過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,使該朝向整個墻面的玻璃(或其他透明材料)幕墻達標。

本條規(guī)定對公共建筑達到節(jié)能的目標是關鍵性的、非常重要的。如果所設計的建筑滿足不了規(guī)定性指標的要求,突破了限值,則必須按本標準第4.3節(jié)的規(guī)定對該建筑進行權衡判斷。權衡判斷時,參照建筑的窗墻面積比、窗的傳熱系數等必須遵守本條規(guī)定。4.2.5公共建筑的窗墻面積比較大,因而太陽輻射對建筑能耗的影響很大。為了節(jié)約能源,應對窗口和透明幕墻采取外遮陽措施,尤其是南方辦公建筑和賓館更要重視遮陽。

大量的調查和測試表明,太陽輻射通過窗進入室內的熱量是造成夏季室內過熱的主要原因。日本、美國、歐洲以及香港等國家和地區(qū)都把提高窗的熱工性能和陽光控制作為夏季防熱以及建筑節(jié)能的重點,窗外普遍安裝有遮陽設施。我國現有的窗戶傳熱系數普遍偏大,空氣滲透嚴重,而且大多數建筑無遮陽設施。因此,在第4.2.2條的幾個表中對外窗和透明幕墻的遮陽系數應作出明確的規(guī)定。當窗和透明幕墻設有外部遮陽時,表中的遮陽系數應該是外部遮陽系數和玻璃(或其他透明材料)遮陽系數的乘積。

以夏熱冬冷地區(qū)6層磚混結構試驗建筑為例,南向四層一房間大小為6.1m(進深)×3.9m(寬)×2.8m(高),采用1.5m×1.8m單框鋁合金窗在夏季連續(xù)空調時,計算不同負荷逐時變化曲線,可以看出通過實體墻的傳熱量僅占整個墻面?zhèn)鳠崃康?0%,通過窗的傳熱量所占比例最大,而且在通過窗的傳熱中,主要是太陽輻射得熱,溫差傳熱部分并不大,如圖4.2.5-1、圖4.2.5-2所示。因此,應該把窗的遮陽作為夏季節(jié)能措施一個重點來考慮。

由于我國幅員遼闊,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中對外窗和透明幕墻遮陽系數的要求也有所不同。

夏季,南方水平面太陽輻射強度可高達1000W/m2以上,在這種強烈的太陽輻射條件下,陽光直射到室內,將嚴重地影響建筑室內熱環(huán)境,增加建筑空調能耗。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。應采取適當遮陽措施,防止直射陽光的不利影響。而且夏季不同朝向墻面輻射日變化很復雜,不同朝向墻面日輻射強度和峰值出現的時間不同,因此,不同的遮陽方式直接影響到建筑能耗的大小。

在嚴寒地區(qū),陽光充分進入室內,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地位,如果遮陽設施阻擋了冬季陽光進入室內,對自然能源的利用和節(jié)能是不利的。因此,遮陽措施一般不適用于北方嚴寒地區(qū)。

在夏熱冬冷地區(qū),窗和透明幕墻的太陽輻射得熱在夏季增大了空調負荷,冬季則減小了采暖負荷,應根據負荷分析確定采取何種形式的遮陽。一般而言,外卷簾或外百葉式的活動遮陽實際效果比較好。4.2.6強制性條文。夏季屋頂水平面太陽輻射強度最大,屋頂的透明面積越大,相應建筑的能耗也越大,因此對屋頂透明部分的面積和熱工性能應予以嚴格的限制。

由于公共建筑形式的多樣化和建筑功能的需要,許多公共建筑設計有室內中庭,希望在建筑的內區(qū)有一個通透明亮,具有良好的微氣候及人工生態(tài)環(huán)境的公共空間。但從目前已經建成工程來看,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,傳熱損失和太陽輻射得熱過大。1988年8月深圳建筑科學研究所對深圳一公共建筑中庭進行現場測試,中庭四層內走廊氣溫達到40℃以上,平均熱舒適值PMV≥2.63,即使采用空調室內也無法達到人們所要求的舒適溫度。

對于那些需要視覺、采光效果而加大屋頂透明面積的建筑,如果所設計的建筑滿足不了規(guī)定性指標的要求,突破了限值,則必須按本標準第4.3節(jié)的規(guī)定對該建筑進行權衡判斷。權衡判斷時,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,中庭內的溫度很高。應考慮在中庭上部的側面開設一些窗戶或其他形式的通風口,充分利用自然通風,達到降低中庭溫度的目的。必要時,應考慮在中庭上部的側面設置排風機加強通風,改善中庭熱環(huán)境。4.2.8公共建筑一般室內人員密度比較大,建筑室內空氣流動,特別是自然、新鮮空氣的流動,是保證建筑室內空氣質量符合國家有關標準的關鍵。無論在北方地區(qū)還是在南方地區(qū),在春、秋季節(jié)和冬、夏季的某些時段普遍有開窗加強房間通風的習慣,這也是節(jié)能和提高室內熱舒適性的重要手段。外窗的可開啟面積過小會嚴重影響建筑室內的自然通風效果,本條規(guī)定是為了使室內人員在較好的室外氣象條件下,可以通過開啟外窗通風來獲得熱舒適性和良好的室內空氣品質。

近來有些建筑為了追求外窗的視覺效果和建筑立面的設計風格,外窗的可開啟率有逐漸下降的趨勢,有的甚至使外窗完全封閉,導致房間自然通風不足,不利于室內空氣流通和散熱,不利于節(jié)能。例如在我國南方地區(qū)通過實測調查與計算機模擬:當室外干球溫度不高于28℃,相對濕度80%以下,室外風速在1.5m/s左右時,如果外窗的可開啟面積不小于所在房間地面面積的8%,室內大部分區(qū)域基本能達到熱舒適性水平;而當室內通風不暢或關閉外窗,室內干球溫度26℃,相對濕度80%左右時,室內人員仍然感到有些悶熱。人們曾對夏熱冬暖地區(qū)典型城市的氣象數據進行分析,從5月到10月,室外平均溫度不高于28℃的天數占每月總天數,有的地區(qū)高達60%~70%,最熱月也能達到10%左右,對應時間段的室外風速大多能達到1.5m/s左右。所以做好自然通風氣流組織設計,保證一定的外窗可開啟面積,可以減少房間空調設備的運行時間,節(jié)約能源,提高舒適性。為了保證室內有良好的自然通風,明確規(guī)定外窗的可開啟面積不應小于窗面積的30%是必要的。4.2.9公共建筑的性質決定了它的外門開啟頻繁。在嚴寒和寒冷地區(qū)的冬季,外門的頻繁開啟造成室外冷空氣大量進入室內,導致采暖能耗增加。設置門斗可以避免冷風直接進入室內,在節(jié)能的同時,也提高門廳的熱舒適性。除了嚴寒和寒冷地區(qū)之外,其他氣候區(qū)也存在著相類似的現象,因此也應該采取各種可行的節(jié)能措施。4.2.10公共建筑一般室內熱環(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多地向室內滲漏,因此對外窗的氣密性能要有較高的要求。4.2.11目前國內的幕墻工程,主要考慮幕墻圍護結構的結構安全性、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題,較少考慮幕墻圍護結構的保溫隔熱、冷凝等熱工節(jié)能問題。為了節(jié)約能源,必須對幕墻的熱工性能有明確的規(guī)定。這些規(guī)定已經體現在條文4.2.2中。

由于透明幕墻的氣密性能對建筑能耗也有較大的影響,為了達到節(jié)能目標,本條文對透明幕墻的氣密性也作了明確的規(guī)定。4.3圍護結構熱工性能的權衡判斷4.3.1公共建筑的設計往往著重考慮建筑外形立面和使用功能,有時難以完全滿足第4章條款的要求,尤其是玻璃幕墻建筑的“窗墻比”和對應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,同時又使所設計的建筑能夠符合節(jié)能設計標準的要求,引入建筑圍護結構的總體熱工性能是否達到要求的權衡判斷。權衡判斷不拘泥于建筑圍護結構各個局部的熱工性能,而是著眼于總體熱工性能是否滿足節(jié)能標準的要求。4.3.2權衡判斷是一種性能化的設計方法,具體做法就是先構想出一棟虛擬的建筑,稱之為參照建筑,然后分別計算參照建筑和實際設計的建筑的全年采暖和空調能耗,并依照這兩個能耗的比較結果作出判斷。當實際設計的建筑的能耗大于參照建筑的能耗時,調整部分設計參數(例如提高窗戶的保溫隔熱性能,縮小窗戶面積等等),重新計算所設計建筑的能耗,直至設計建筑的能耗不大于參照建筑的能耗為止。

每一棟實際設計的建筑都對應一棟參照建筑。與實際設計的建筑相比,參照建筑除了在實際設計建筑不滿足本標準的一些重要規(guī)定之處作了調整外,其他方面都相同。參照建筑在建筑圍護結構的各個方面均應完全符合本節(jié)能設計標準的規(guī)定。4.3.3建筑形狀、大小、朝向以及內部的空間劃分和使用功能都與采暖和空調能耗直接相關,因此在這些方面參照建筑必須與所設計建筑完全一致。在形狀、朝向、內部空間劃分和使用功能等都確定的條件下,建筑的體形系數和外立面的窗墻面積比對采暖和空調能耗影響很大,因此參照建筑的體形系數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。當所設計建筑的體形系數大于第4.1.2條的規(guī)定時,本條規(guī)定要縮小參照建筑每面外墻尺寸只是一種計算措施,并不真正去調整所設計建筑的體形系數。當所設計建筑的體形系數小于第4.1.2條的規(guī)定時,參照建筑不作體形系數的調整。當所設計建筑的窗墻面積比小于第4.2.4條的規(guī)定時,參照建筑也不作窗墻面積比的調整。4.3.4權衡判斷的核心是對參照建筑和實際所設計的建筑的采暖和空調能耗進行比較并作出判斷。用動態(tài)方法計算建筑的采暖和空調能耗是一個非常復雜的過程,很多細節(jié)都會影響能耗的計算結果。因此,為了保證計算的準確性,必須作出許多具體的規(guī)定。

需要指出的是,實施權衡判斷時,計算出的并非是實際的采暖和空調能耗,而是某種“標準”工況下的能耗。本標準在規(guī)定這種“標準”工況時盡量使它接近實際工況。5采暖、通風和空氣調節(jié)節(jié)能設計5.1一般規(guī)定5.1.1強制性條文。目前,有些設計人員錯誤地利用設計手冊中供方案設計或初步設計時估算冷、熱負荷用的單位建筑面積冷、熱負荷指標,直接作為施工圖設計階段確定空調的冷、熱負荷的依據。由于總負荷偏大,從而導致了裝機容量偏大、管道直徑偏大、水泵配置偏大、末端設備偏大的“四大”現象。其結果是初投資增高、能量消耗增加,給國家和投資人造成巨大損失,因此必須作出嚴格規(guī)定。國家標準《采暖通風與空氣調節(jié)設計規(guī)范》GB50019—2003中6.2.1條已經對空調冷負荷必須進行逐時計算列為強制性條文,這里再重復列出,是為了要求設計人員必須執(zhí)行。5.1.2嚴寒地區(qū),由于采暖期長,不論是從節(jié)省能耗或節(jié)省運行費用來看,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題,關系到很多因素,因此要求結合實際工程通過具體的分析比較、優(yōu)選確定。5.2采暖5.2.1國家節(jié)能指令第四號明確規(guī)定:“新建采暖系統(tǒng)應采用熱水采暖”。實踐證明,采用熱水作為熱媒,不僅對采暖質量有明顯的提高,而且便于進行節(jié)能調節(jié)。因此,明確規(guī)定應以熱水為熱媒。5.2.2在采暖系統(tǒng)南、北向分環(huán)布置的基礎上,各向選擇2~3個房間作為標準間,取其平均溫度作為控制溫度,通過溫度調控調節(jié)流經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、北向房間因太陽輻射導致的溫度差異,從根本上克服“南熱北冷”的問題。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房間(供暖區(qū)),能獨立進行溫度調節(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,在設計和劃分系統(tǒng)時,應充分考慮實現分區(qū)熱量計量的靈活性、方便性和可能性,確保實現按用熱量多少進行收費。5.2.4散熱器暗裝在罩內時,不但散熱器的散熱量會大幅度減少;而且,由于罩內空氣溫度遠遠高于室內空氣溫度,從而使罩內墻體的溫差傳熱損失大大增加。為此,應避免這種錯誤做法。

散熱器暗裝時,還會影響溫控閥的正常工作。如工程確實需要暗裝時(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室內溫度進行工作。

實驗證明:散熱器外表面涂刷非金屬性涂料時,其散熱量比涂刷金屬性涂料時能增加10%左右。

另外,散熱器的單位散熱量、金屬熱強度指標(散熱器在熱媒平均溫度與室內空氣溫度差為1℃時,每1kg重散熱器每小時所放散的熱量)和單位散熱量的價格這三項指標,是評價和選擇散熱器的主要依據,特別是金屬熱強度指標,是衡量同一材質散熱器節(jié)能性和經濟性的重要標志。5.2.5散熱器的安裝數量,應與設計負荷相適應,不應盲目增加。有些人以為散熱器裝得越多就越安全,殊不知實際效果并非如此;盲目增加散熱器數量,不但浪費能源,還很容易造成系統(tǒng)熱力失勻和水力失調,使系統(tǒng)不能正常供暖。

扣除室內明裝管道的散熱量,也是防止供熱過多的措施之一。5.2.6公共建筑內的高大空間,如大堂、候車(機)廳、展廳等處的采暖,如果采用常規(guī)的對流采暖方式供暖時,室內沿高度方向會形成很大的溫度梯度,不但建筑熱損耗增大,而且人員活動區(qū)的溫度往往偏低,很難保持設計溫度。采用輻射供暖時,室內高度方向的溫度梯度很小;同時,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,又可以比對流采暖時減少15%左右的能耗,因此,應該提倡。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計收采暖費用,既公平合理,更有利于提高用戶的節(jié)能意識。設置水力平衡配件后,可以通過對系統(tǒng)水力分布的調整與設定,保持系統(tǒng)的水力平衡,保證獲得預期的供暖效果。5.2.8本條的來源為《民用建筑節(jié)能設計標準》JGJ26—95。但根據實際情況做了如下改動:1從實際情況來看,水泵功率采用在設計工況點的軸功率對公式的使用更為方便、合理,因此,將《民用建筑節(jié)能設計標準》JGJ26—95中“水泵銘牌軸功率”修改為“水泵在設計工況點的軸功率”。

2《民用建筑節(jié)能設計標準》JGJ26—95中采用的是典型設計日的平均值指標??紤]到設計時確定供熱水泵的全日運行小時數和供熱負荷逐時計算存在較大的難度,因此在這里采用了設計狀態(tài)下的指標。

3規(guī)定了設計供/回水溫度差△t的取值要求,防止在設計過程中由于△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水溫的要求通常不能高于80℃,因此對于系統(tǒng)中采用了塑料管時,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,因此本條不針對地板輻射采暖系統(tǒng)。5.3通風與空氣調節(jié)5.3.1溫、濕度要求不同的空調區(qū)不應劃分在同一個空調風系統(tǒng)中是空調風系統(tǒng)設計的一個基本要求,這也是多數設計人員都能夠理解和考慮到的。但在實際工程設計中,一些設計人員有時忽視了不同空調區(qū)在使用時間等要求上的區(qū)別,出現把使用要求不同(比如明顯地不同時使用)的空調區(qū)劃分在同一空調風系統(tǒng)中的情況,不僅給運行與調節(jié)造成困難,同時也增大了能耗,為此強調應根據使用要求來劃分空調風系統(tǒng)。5.3.2全空氣空調系統(tǒng)具有易于改變新、回風比例,必要時可實現全新風運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、過濾凈化和控制空調區(qū)的溫、濕度,設備集中,便于維修和管理等優(yōu)點。并且在商場、影劇院、營業(yè)式餐廳、展廳、候機(車)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系統(tǒng)。5.3.3單風管送風方式與雙風管送風方式相比,不僅占用建筑空間少、初投資省,而且不會像雙風管方式那樣因為有冷、熱風混合過程而造成能量損失,因此,當功能上無特殊要求時,應采用單風管送風方式。5.3.4變風量空調系統(tǒng)具有控制靈活、節(jié)能等特點,它能根據空調區(qū)負荷的變化,自動改變送風量;隨著系統(tǒng)送風量的減少,風機的輸送能耗相應減少。當全年內區(qū)需要送冷風時,它還可以通過直接采用低溫全新風冷卻的方式來節(jié)能。5.3.5風機的變風量途徑和方法很多,考慮到變頻調節(jié)通風機轉速時的節(jié)能效果最好,所以推薦采用。本條文提到的風機是指空調機組內的系統(tǒng)送風機(也可能包括回風機)而不是變風量末端裝置內設置的風機。對于末端裝置所采用的風機來說,若采用變頻方式時,應采取可靠的防止對電網造成電磁污染的技術措施。變風量空調系統(tǒng)在運行過程中,隨著送風量的變化,送至空調區(qū)的新風量也相應改變。為了確保新風量能符合衛(wèi)生標準的要求,同時為了使初調試能夠順利進行,根據滿足最小新風量的原則,規(guī)定應在提供給甲方的設計文件中標明每個變風量末端裝置必需的最小送風量。5.3.6空調系統(tǒng)設計時不僅要考慮到設計工況,而且應考慮全年運行模式。在過渡季,空調系統(tǒng)采用全新風或增大新風比運行,都可以有效地改善空調區(qū)內空氣的品質,大量節(jié)省空氣處理所需消耗的能量,應該大力推廣應用。但要實現全新風運行,設計時必須認真考慮新風取風口和新風管所需的截面積,妥善安排好排風出路,并應確保室內必須保持的正壓值。

應明確的是:“過渡季”指的是與室內、外空氣參數相關的一個空調工況分區(qū)范圍,其確定的依據是通過室內、外空氣參數的比較而定的。由于空調系統(tǒng)全年運行過程中,室外參數總是處于一個不斷變化的動態(tài)過程之中,即使是夏天,在每天的早晚也有可能出現“過渡季”工況(尤其是全天24h使用的空調系統(tǒng)),因此,不要將“過渡季”理解為一年中自然的春、秋季節(jié)。5.3.7本條文系參考美國采暖制冷空調工程師學會標準ASHRAE62—2001“VentilationforAcceptableIndoorAirQuality”中第6.3.1.1條的內容??紤]到一些設計采用新風比最大的房間的新風比作為整個空調系統(tǒng)的新風比,這將導致系統(tǒng)新風比過大,浪費能源。采用上述計算公式將使得各房間在滿足要求的新風量的前提下,系統(tǒng)的新風比最小,因此本條規(guī)定可以節(jié)約空調風系統(tǒng)的能耗。

舉例說明式(5.3.7)的用法:

假定一個全空氣空調系統(tǒng)為下表中的幾個房間送風:5.3.8二氧化碳并不是污染物,但可以作為室內空氣品質的一個指標值。ASHRAE62—2001標準的第6.2.1條中闡述了“如果通風能夠使室內C02濃度高出室外在7×10-4m3/m3以內,人體生物散發(fā)方面的舒適性(氣味)標準是可以滿足的。”考慮到我國室內空氣品質標準中沒有采納“室外C02濃度+7×10-4m3/m3=室內允許濃度”的定義方法,因此參照ASHRAE62—2001的條文作了調整。當房間內人員密度變化較大時,如果一直按照設計的較大的人員密度供應新風,將浪費較多的新風處理用冷、熱量。我國有的建筑已采用了新風需求控制(如上海浦東國際機場候機大廳)。要注意的是,如果只變新風量、不變排風量,有可能造成部分時間室內負壓,反而增加能耗,因此排風量也應適應新風量的變化以保持房間的正壓。5.3.9采用人工冷、熱源進行預熱或預冷運行時新風系統(tǒng)應能關閉,其目的在于減少處理新風的冷、熱負荷,節(jié)省能量消耗;在夏季的夜間或室外溫度較低的時段,直接采用室外溫度較低的空氣對建筑進行預冷,是節(jié)省能耗的一個有效方法,應該推廣應用。5.3.10建筑物外區(qū)和內區(qū)的負荷特性不同。外區(qū)由于與室外空氣相鄰,圍護結構的負荷隨季節(jié)改變有較大的變化;內區(qū)則由于遠離圍護結構,室外氣候條件的變化對它幾乎沒有影響,常年需要供冷。冬季內、外區(qū)對空調的需求存在很大的差異,因此宜分別設計和配置空調系統(tǒng)。這樣,不僅可以方便運行管理,獲得最佳的空調效果,而且還可以避免冷熱抵消,節(jié)省能源的消耗,減少運行費用。

對于辦公建筑來說,辦公室內、外區(qū)的劃分標準與許多因素有關,其中房間分隔是一個重要的因素,設計中需要靈活處理。例如,如果在進深方向有明確的分隔,則分隔處一般為內、外區(qū)的分界線;房間開窗的大小、房間朝向等因素也對劃分有一定影響。在設計沒有明確分隔的大開間辦公室時,根據國外有關資料介紹,通??蓪⒕嗤鈬o結構3~5m的范圍內劃為外區(qū),其所包容的為內區(qū)。為了設計盡可能滿足不同的使用需求,也可以將上述從3~5m的范圍作為過渡區(qū),在空調負荷計算時,內、外區(qū)都計算此部分負荷,這樣只要分隔線在3~5m之間變動,都是能夠滿足要求的。5.3.11水環(huán)熱泵空調系統(tǒng)具有在建筑物內部進行冷熱量轉移的特點。對于冬季的建筑供熱來說實際上是利用了建筑內部的發(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。但其運行節(jié)能的必要條件是在冬季建筑內部有較為穩(wěn)定、可觀的余熱。在實際設計中,應進行供冷、余熱和供熱需求的熱平衡計算,以確定是否設置輔助熱源及其大小,并通過適當的經濟技術比較后確定是否采用此系統(tǒng)。5.3.12如果新風經過風機盤管后送出,風機盤管的運行與否對新風量的變化有較大影響,易造成浪費或新風不足。5.3.13由于屋頂傳熱量較大,或者當吊頂內發(fā)熱量較大以及高大吊頂空間(吊頂至樓板底的高度超過1.0m)時,若采用吊頂內回風,使空調區(qū)域加大、空調能耗上升,不利于節(jié)能。5.3.14空調區(qū)域(或房間)排風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。長期以來,業(yè)內人士往往單純地從經濟效益方面來權衡熱回收裝置的設置與否,若熱回收裝置投資的回收期稍長一些,就認為不值得采用。時至今日,人們考慮問題的出發(fā)點已提高到了保護全球環(huán)境這個高度,而節(jié)省能耗就意味著保護環(huán)境,這是人類面臨的頭等大事。在考慮其經濟效益的同時,更重要的是必須考慮節(jié)能效益和環(huán)境效益。因此,設計時應優(yōu)先考慮,尤其是當新風與排風采用專門獨立的管道輸送時,非常有利于設置集中的熱回收裝置。

除了考慮設計狀態(tài)下新風與排風的溫度差之外,過渡季使用空調的時間占全年空調總時間的比例也是影響排風熱回收裝置設置與否的重要因素之一。過渡季時間越長,相對來說全年回收的冷、熱量越小。因此,還應根據當地氣象條件,通過技術經濟的合理分析來決定。

根據國內對一些熱回收裝置的實測,質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,讓新風與排風在裝置中進行顯熱或全熱交換,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,因此應該提倡。人員長期停留的房間一般是指連續(xù)使用超過3h的房間。5.3.16粗、中效空氣過濾器的參數引自國家標準《空氣過濾器》GB/T14295—1993。

由于全空氣空調系統(tǒng)要考慮到空調過渡季全新風運行的節(jié)能要求,因此對其過濾器應有同樣的要求——滿足全新風運行的需要。5.3.17在現有的許多空調工程設計中,由于種種原因一些工程采用了土建風道(指用磚、混凝土、石膏板等材料構成的風道)。從實際調查結果來看,這種方式帶來了相當多的隱患,其中最突出的問題就是漏風嚴重,而且由于大部分是隱蔽工程無法檢查,導致系統(tǒng)調試不能正常進行,處理過的空氣無法送到設計要求的地點,能量浪費嚴重。因此作出較嚴格的規(guī)定。

在工程設計中,也會因受條件限制或為了結合建筑的需求,存在一些用磚、混凝土、石膏板等材料構成的土建風道、回風豎井的情況;此外,在一些下送風方式(如劇場等)的設計中,為了管道的連接及與室內設計配合,有時也需要采用一些局部的土建式封閉空腔作為送風靜壓箱。因此本條文對這些情況不作嚴格限制。

同時由于混凝土等墻體的蓄熱量大,沒有絕熱層的土建風道會吸收大量的送風能量,會嚴重影響空調效果,因此對這類土建風道或送風靜壓箱提出嚴格的防漏風和絕熱要求。5.3.18閉式循環(huán)系統(tǒng)不僅初投資比開式系統(tǒng)少,輸送能耗也低,所以推薦采用。

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

規(guī)模(進深)大的建筑,由于存在負荷特性不同的外區(qū)和內區(qū),往往存在需要同時分別供冷和供暖的情況,常規(guī)的兩管制顯然無法同時滿足以上要求。這時,若采用分區(qū)兩管制系統(tǒng)(分區(qū)兩管制水系統(tǒng),是一種根據建筑物的負荷特性,在冷熱源機房內預先將空調水系統(tǒng)分為專供冷水和冷熱合用的兩個兩管制系統(tǒng)的空調水系統(tǒng)制式),就可以在同一時刻分別對不同區(qū)域進行供冷和供熱,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,管路比較簡單,初投資也低,因此推薦采用。過去,一次泵與冷水機組之間都采用定流量循環(huán),節(jié)能效果不大。近年來,隨著制冷機的改進和控制技術的發(fā)展,通過冷水機組的水量已經允許在較大幅度范圍內變化,從而為一次泵變流量運行創(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節(jié)方式。但為了確保系統(tǒng)及設備的運行安全可靠,必須針對設計的系統(tǒng)進行充分的論證,尤其要注意的是設備(冷水機組)的變水量運行要求和所采用的控制方案及相關參數的控制策略。

當系統(tǒng)較大、阻力較高,且各環(huán)路負荷特性相差較大,或壓力損失相差懸殊(差額大于50kPa)時,如果采用一次泵方式,水泵流量和揚程要根據主機流量和最不利環(huán)路的水阻力進行選擇,配置功率都比較大;部分負荷運行時,無論流量和水流阻力有多小,水泵(一臺或多臺)也要滿負荷配合運行,管路上多余流量與壓頭只能采用旁通和加大閥門阻力予以消耗,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程可以根據不同負荷特性的環(huán)路分別配置,對于阻力較小的環(huán)路來說可以降低二次泵的設置揚程(舉例來說,在空調冷、熱水泵中,揚程差值超過50kPa時,通常來說其配電機的安裝容量會變化一檔;同時,對于水阻力相差50kPa的環(huán)路來說,相當于輸送距離1OOm或送回管道長度在200m左右),做到“量體裁衣”,極大地避免了無謂的浪費。而且二次泵的設置不影響制冷主機規(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?,負荷側的流量調節(jié)范圍也可以更大;尤其當二次泵采用變頻控制時,其節(jié)能效果更好。

冷水機組的冷水供、回水設計溫差通常為5℃。近年來許多研究結果表明:加大冷水供、回水設計溫差對輸送系統(tǒng)減少的能耗,大于由此導致的設備傳熱效率下降所增加的能耗,因此對于整個空調系統(tǒng)來說具有一定的節(jié)能效益,目前有的實際工程已用到8℃溫差,從其運行情況看也反映良好的節(jié)能效果。由于加大冷水供、回水溫差需要設備的運行參數發(fā)生變化(不能按通常的5℃溫差選擇),因此采用此方法時,應進行技術經濟的分析比較后確定。

采用高位膨脹水箱定壓,具有安全、可靠、消耗電力相對較少、初投資低等優(yōu)點,因此推薦優(yōu)先采用。5.3.19通常,空調系統(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,如果勉強合用,往往使水泵不能在高效率區(qū)運行,或使系統(tǒng)工作在小溫差、大流量工況之下,導致能耗增大,所以一般不宜合用。但若冬、夏季循環(huán)水泵的運行臺數及單臺水泵的流量、揚程與冬、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計中,只片面考慮建筑外立面美觀等原因,將冷卻塔安裝區(qū)域用建筑外裝修進行遮擋,忽視了冷卻塔通風散熱的基本安裝要求,對冷卻效果產生了非常不利的影響,由此導致了冷卻能力下降,冷水機組不能達到設計的制冷能力,只能靠增加冷水機組的運行臺數等非節(jié)能方式來滿足建筑空調的需求,加大了空調系統(tǒng)的運行能耗。因此,強調冷卻塔的工作環(huán)境應在空氣流通條件好的場所。

冷卻塔的“飄水”問題是目前一個較為普遍的現象,過多的“飄水”導致補水量的增大,增加了補水能耗。在補水總管上設置水流量計量裝置的目的就是要通過對補水量的計量,讓管理者主動地建立節(jié)能意識,同時為政府管理部門監(jiān)督管理提供一定的依據。5.3.21空調系統(tǒng)的送風溫度通常應以h-d圖的計算為準。對于濕度要求不高的的舒適性空調而言,降低一些濕度要求,加大送風溫差,可以達到很好的節(jié)能效果。送風溫差加大一倍,送風量可減少一半左右,風系統(tǒng)的材料消耗和投資相應可減40%左右,動力消耗則下降50%左右。送風溫差在4~8℃之間時,每增加1℃,送風量約可減少10%~15%。而且上送風氣流在到達人員活動區(qū)域時已與房間空氣進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。由此可見,采用上送風氣流組織形式空調系統(tǒng)時,夏季的送風溫差可以適當加大。

采用置換通風方式時,由于要求的送風溫差較小,故不受本條文限制。5.3.22分層空調是一種僅對室內下部空間進行空調、而對上部空間不進行空調的特殊空調方式,與全室性空調方式相比,分層空調夏季可節(jié)省冷量30%左右,因此,能節(jié)省運行能耗和初投資。但在冬季供暖工況下運行時并不節(jié)能,此點特別提請設計人員注意。5.3.23研究表明:置換通風系統(tǒng)是一種通風效率高,既帶來較高的空氣品質,又有利于節(jié)能的有效通風方式。置換通風是將經過處理或未經過處理的空氣,以低風速、低紊流度、小溫差的方式直接送入室內人員活動區(qū)的下部。置換通風型送風模式比混合式通風模式節(jié)能,根據有關資料統(tǒng)計,對于高大空間來說,其節(jié)約制冷能耗費20%~50%。

置換通風在北歐已經普遍采用。最早是用于工業(yè)廠房解決室內的污染控制問題,然后轉向民用,如辦公室、會議廳、劇院等,目前我國在一些建筑中已有所應用。5.3.24空氣進行蒸發(fā)冷卻時,一般都是利用循環(huán)水進行噴淋,由于不需要人工冷源,所以能耗較少,是一種節(jié)能的空調方式。在新疆、甘肅、寧夏、內蒙等地區(qū),夏季空調室外計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,此項技術在西北地區(qū)得到了廣泛應用,且取得了良好的節(jié)能效果;同時,在技術上已由單獨直接蒸發(fā)冷卻的一級系統(tǒng),發(fā)展到間接與直接蒸發(fā)冷卻相結合的二級系統(tǒng),以及兩級間接蒸發(fā)與直接蒸發(fā)冷卻結合的三級系統(tǒng),都取得了很好的效果。5.3.25在空氣處理過程中,同時有冷卻和加熱過程出現,肯定是既不經濟,也不節(jié)能的,設計中應盡量避免。對于夏季具有高溫高濕特征的地區(qū)來說,若僅用冷卻過程處理,有時會使相對濕度超出設定值,如果時間不長,一般是可以允許的;如果對相對濕度的要求很嚴格,則宜采用二次回風或淋水旁通等措施,盡量減少加熱用量。但對于一些散濕量較大、熱濕比很小的房間等特殊情況,如室內游泳池等,冷卻后再熱可能是需要的方式之一。

對于置換通風方式,由于要求送風溫差較小,當采用一次回風系統(tǒng)時,如果系統(tǒng)的熱濕比較小,有可能會使處理后的送風溫度過低,若采用再加熱顯然不利于充分利用置換通風方式所帶來的節(jié)能的優(yōu)點。因此,置換通風方式適用于熱濕比較大的空調系統(tǒng),或者可采用二次回風的處理方式。5.3.26考慮到目前國產風機的總效率都能達到52%以上,同時考慮目前許多空調機組已開始配帶中效過濾器的因素,根據辦公建筑中的兩管制定風量空調系統(tǒng)、四管制定風量空調系統(tǒng)、兩管制變風量空調系統(tǒng)、四管制變風量空調系統(tǒng)的最高全壓標準分別為900Pa、1000Pa、1200Pa、1300Pa,商業(yè)、旅館建筑中分別為980Pa、1080Pa、1280Pa、1380Pa,以及普通機械通風系統(tǒng)600Pa,計算出上述Ws的限值。但考慮到許多地區(qū)目前在空調系統(tǒng)中還是采用粗效過濾的實際情況,所以同時也列出這類空調送風系統(tǒng)的單位風量耗功率的數值要求。在實際工程中,風系統(tǒng)的全壓不應超過前述要求,實際上是要求通風系統(tǒng)的作用半徑不宜過大,如果超過,則應對風機的效率應提出更高的要求。

對于規(guī)格較小的風機,雖然風機效率與電機效率有所下降,但由于系統(tǒng)管道較短和噪聲處理設備的減少,風機壓頭可以適當減少。據計算,由于這個原因,小規(guī)格風機同樣可以滿足大風機所要求的Ws值。

由于空調機組中濕膜加濕器以及嚴寒地區(qū)空調機組中通常設有的預熱盤管,風阻力都會大一些,因此給出了的單位風量耗功率(Ws)的增加值。

需要注意的是,為了確保單位風量耗功率設計值的確定,要求設計人員在圖紙設備表上都注明空調機組采用的風機全壓與要求的風機最低總效率。5.3.271本條引自《旅游旅館建筑熱工與空氣調節(jié)節(jié)能設計標準》GB50189—93,轉引時,將原條文中的“水輸送系數”(WTF),改用輸送能效比(ER)表示,兩者的關系為:ER=1/WTF。

2本條文適用于獨立建筑物內的空調水系統(tǒng),最遠環(huán)路總長度一般在200~500m范圍內。區(qū)域管道或總長度過長的水系統(tǒng)可參照執(zhí)行,目的是為了降低管道的輸配能耗。

3考慮到在多臺泵并聯的系統(tǒng)中,單臺泵運行時往往會超流量,水泵電機的配置功率會適當放大的情況,在輸送能效比(ER)的計算公式中,采用水泵電機銘牌功率顯然不能準確地反映出設計的合理性,因此這里采用水泵軸功率計算,公式中的效率亦采用水泵在設計工作點的效率。

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

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

6嚴寒地區(qū)按設計冷/熱量之比平均為1:2考慮;寒冷地區(qū)和夏熱冬冷地區(qū)按設計冷/熱量之比平均為1:1考慮;夏熱冬暖地區(qū)按設計冷/熱量之比平均為2:1考慮。

7在由于直燃機的水溫差較小(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算“不適用于采用直燃式冷熱水機組作為熱源的空調熱水系統(tǒng)”。5.3.28本條文為空調冷熱水管道絕熱計算的基本原則,也作為附錄C的引文。

附錄C是建筑物內的空調冷熱水管道絕熱厚度表。該表是從節(jié)能角度出發(fā),按經濟厚度的原則制定的;但由于全國各地的氣候條件差異很大,對于保冷管道防結露厚度的計算結果也會相差較大,因此除了經濟厚度外,還必須對冷管道進行防結露厚度的核算,對比后取其大值。

為了方便設計人員選用,附錄C針對目前空調水管道常使用的介質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,設計人員應自行計算或按供應廠家提供的技術資料確定。

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℃以內;每100m熱水管的平均溫降也控制在0.12℃以內,相當于一個500m長的供回水管路,控制管內介質的溫升不超過0.3℃(或溫降不超過0.6℃),也就是不超過常用的供、回水溫差的6%左右。如果實際管道超過500m,設計人員應按照空調管道(或管網)能量損失不大于6%的原則,通過計算采用更好(或更厚)的保溫材料以保證達到減少管道冷(熱)損失的效果。5.3.29風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,往往會占空調送風冷量的5%以上,因此空調風管的絕熱是節(jié)能工作中非常重要的一項內容。

由于離心玻璃棉是目前空調風管絕熱最常用的材料,因此這里將它用作為制定空調風管絕熱最小熱阻時的計算材料。按國家玻璃棉標準,離心玻璃棉屬2b號,密度在32~48kg/m3時,70℃時的導熱系數≤0.046W/(m·K),一般空調風管絕熱材料使用的平均溫度為20℃,可以推算得到20℃時的導熱系數為0.0377W/(m·K)。按管內溫度15℃時,計算經濟厚度為28mm,計算熱阻是0.74(m2·K/W);低溫空調風管管內溫度按5℃計算,得到導熱系數為0.0366W/(m·K),計算經濟厚度為39mm,計算熱阻是1.08(m2·K/W)。如果離心玻璃棉導熱系數性能好的話,導熱系數可以達到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,保護層是用來保護隔汽層的。如果絕熱材料本身就是具有隔汽性的閉孔材料,就可認為是隔汽層和保護層。5.4空氣調節(jié)與采暖系統(tǒng)的冷熱源5.4.1空調采暖系統(tǒng)在公共建筑中是能耗大戶,而空調冷熱源機組的能耗又占整個空調,采暖系統(tǒng)的大部分。當前各種機組、設備品種繁多,電制冷機組、溴化鋰吸收式機組及蓄冷蓄熱設備等各具特色。但采用這些機組和設備時都受到能源、環(huán)境、工程狀況使用時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冷熱源方案進行分析比較后合理確定。1發(fā)展城市熱源是我國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,有的已在實施,具有城市或區(qū)域熱源時應優(yōu)先采用。我國工業(yè)余熱的資源也存在潛力,應充分利用。2《中華人民共和國節(jié)約能源法》明確提出:“推廣熱電聯產,集中供熱,提高熱電機組的利用率,發(fā)展熱能梯級利用技術,熱、電、冷聯產技術和熱、電、煤氣三聯供技術,提高熱能綜合利用率”。大型熱電冷聯產是利用熱電系統(tǒng)發(fā)展供熱、供電和供冷為一體的能源綜合利用系統(tǒng)。冬季用熱電廠的熱源供熱,夏季采用溴化鋰吸收式制冷機供冷,使熱電廠冬夏負荷平衡,高效經濟運行。3原國家計委、原國家經貿委、建設部、國家環(huán)??偩致摵习l(fā)布的《關于發(fā)展熱電聯產的規(guī)定》(計基礎[2000]1268號文)中指出:“以小型燃氣發(fā)電機組和余熱鍋爐等設備組成的小型熱電聯產系統(tǒng),適用于廠礦企業(yè)、寫字樓、賓館、商場、醫(yī)院、銀行、學校等分散的公用建筑。它具有效率高、占地小、保護環(huán)境、減少供電線路損和應急突發(fā)事件等綜合功能,在有條件的地區(qū)應逐步推廣”。分布式熱電冷聯供系統(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,實現天然氣能源的梯級利用,能源利用效率可達到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,還可應對突發(fā)事件確保安全供電,在國際上已經得到廣泛應用。我國已有少量項目應用了分布式熱電冷聯供技術,取得較好的社會和經濟效益。目前國家正在制定的《國家十一五規(guī)劃》、《國家中長期能源規(guī)劃》、《國家中長期科技規(guī)劃》,都把分布式燃氣熱電冷聯供作為發(fā)展的重點。

大量電力驅動空調的使用是導致高峰期電力超負荷的主要原因之一。同時由于空調負荷分布極不均衡、全年工作時間短、平均負荷率低,如果為滿足高峰期電力需求大規(guī)模建設電廠,將會導致發(fā)輸配電設備的利用率低、電網的技術和經濟指標差、供電的成本提高。隨著國家西氣東輸等天然氣工程的建設,夏季天然氣出現大量富余,北京冬季供氣高峰和夏季低谷的供氣量相差7~8倍。為平衡負荷,不得不投巨資建設調峰儲氣庫,天然氣輸配管網和設施也必須按最大供應能力建設,在夏季供氣低谷時,造成管網資源的閑置和浪費??梢娙細馀c電力都存在峰谷差的難題。但是燃氣峰谷與電力峰谷有極大的互補性。發(fā)展燃氣空調和樓宇冷熱電三聯供可降低電網夏季高峰負荷,填補夏季燃氣的低谷,同時降低電力和燃氣的峰谷差,平衡能源利用負荷,實現資源的優(yōu)化配置,是科學合理地利用能源的雙贏措施。

在應用分布式熱電冷聯供技術時,必須進行科學論證,從負荷預測、技術、經濟、環(huán)保等多方面對方案做可行性分析。4當具有電、城市供熱、天然氣,城市煤氣等能源中兩種以上能源時,可采用幾種能源合理搭配作為空調冷熱源。如“電+氣”、“電+蒸汽”等,實際上很多工程都通過技術經濟比較后采用了這種復合能源方式,投資和運行費用都降低,取得了較好的經濟效益。城市的能源結構若是幾種共存,空調也可適應城市的多元化能源結構,用能源的峰谷季節(jié)差價進行設備選型,提高能源的一次能效,使用戶得到實惠。5水源熱泵是一種以低位熱能作能源的中小型熱泵機組,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,采暖運行時的性能系數COP一般大于4,優(yōu)于空氣源熱泵,并能確保采暖質量。水源熱泵需要穩(wěn)定的水量,合適的水溫和水質,在取水這一關鍵問題上還存在一些技術難點,目前也沒有合適的規(guī)范、標準可參照,在設計上應特別注意。采用地下水時,必須確保有回灌措施和確保水源不被污染,并應符合當地的有關保護水資源的規(guī)定。

采用地下埋管換熱器的地源熱泵可省去水質處理、回灌和設置板式換熱器等裝置。埋管換熱器可以分為立式和臥式。我國對這一新技術還處于開發(fā)研究階段,當前設計上還缺乏可靠的土壤熱物性有關數據和正確的計算方法。在工程實施中宜由小型建筑起步,不斷總結完善設計與施工的經驗。5.4.2強制性條文。合理利用能源、提高能源利用率、節(jié)約能源是我國的基本國策。用高品位的電能直接用于轉換為低品位的熱能進行采暖或空調,熱效率低,運行費用高,是不合適的。國家有關強制性標準中早有“不得采用直接電加熱的空調設備或系統(tǒng)”的規(guī)定。近些年來由于空調,采暖用電所占比例逐年上升,致使一些省市冬夏季尖峰負荷迅速增長,電網運行日趨困難,造成電力緊缺。2003年夏季,全國20多個省、市不同程度出現了拉閘限電;入冬以后,全國大范圍缺電現象愈演愈烈。而盲目推廣電鍋爐、電采暖,將進一步劣化電力負荷特性,影響民眾日常用電,制約國民經濟發(fā)展,為此必須嚴格限制??紤]到國內各地區(qū)的具體情況,在只有符合本條所指的特殊情況時方可采用。但前提條件是:該地區(qū)確實電力充足且電價優(yōu)惠或者利用如太陽能、風能等裝置發(fā)電的建筑。

要說明的是,對于內、外區(qū)合一的變風量系統(tǒng),作了放寬。目前在一些南方地區(qū),采用變風量系統(tǒng)時,可能存在個別情況下需要對個別的局部外區(qū)進行加熱,如果為此單獨設置空調熱水系統(tǒng)可能難度較大或者條件受到限制或者投入較高。5.4.3強制性條文。本條中各款提出的是選擇鍋爐時應注意的問題,以便能在滿足全年變化的熱負荷前提下,達到高效節(jié)能要求。當前,我國多數燃煤鍋爐運行效率低、熱損失大。為此,在設計中要選用機械化、自動化程度高的鍋爐設備,配套優(yōu)質高效的輔機,減少爐膛未完全燃燒和排煙系統(tǒng)熱損失,杜絕熱力管網中的“跑、冒、滴、漏”,使鍋爐在額定工況下產生最大熱量而且平穩(wěn)運行。利用鍋爐余熱的途徑有:在爐尾煙道設置省煤器或空氣預熱器,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;重視分汽缸凝結水回收余壓汽熱量,接至給水箱以提高鍋爐給水溫度。燃氣燃油鍋爐由于新技術和智能化管理,效率較高,余熱利用相對減少。5.4.4本條中各款提出的是選擇鍋爐時應注意的問題,以便能在滿足全年變化的熱負荷前提下,達到高效節(jié)能運行的要求。5.4.5強制性條文。隨著建筑業(yè)的持續(xù)增長,空調的進一步普及,我國已成為冷水機組的制造大國。大部分世界級品牌都已在中國成立合資或獨資企業(yè),大大提高了機組的質量水平,產品已廣泛應用于各類公共建筑。而我國的行業(yè)標準已顯落后,成為高能耗機組的保護傘,影響部分國內機組的技術進步和市場競爭力,為此提出額定制冷量時最低限度的制冷性能系數(COP)值。由國家標準化管理委員會、國家發(fā)展和改革委員會主辦,中國標準化研究院承辦,全國能源基礎與管理標準化技術委員會、中國家用電器協(xié)會、中國制冷空調工業(yè)協(xié)會和全國冷凍設備標準化技術委員會協(xié)辦的“空調能效國家標準新聞發(fā)布會”已于2004年9月16日在北京召開,會議發(fā)布了國家標準《冷水機組能效限定值及能源效率等級》GB19577—2004,《單元式空氣調節(jié)機能效限定值及能源效率等級》GB19576—2004等三個產品的強制性國家能效標準,這給本標準在確定能效最低值時提供了依據。能源效率等級判定方法,目的是配合我國能效標識制度的實施。能源效率等級劃分的依據:一是拉開檔次,鼓勵先進,二是兼顧國情,以及對市場產生的影響,三是逐步與國際接軌。根據我國能效標識管理辦法(征求意見稿)和消費者調查結果,建議依據能效等級的大小,將產品分成1、2、3、4、5五個等級。能效等級的含義1等級是企業(yè)努力的目標;2等級代表節(jié)能型產品的門檻(最小壽命周期成本);3、4等級代表我國的平均水平;5等級產品是未來淘汰的產品。目的是能夠為消費者提供明確的信息,幫助其購買的選擇,促進高效產品的市場。以下摘錄國家標準《冷水機組能效限定值及能源效率等級》GB19577—2004中“表2能源效率等級指標”。

本標準確定表5.4.5中制冷性能系數(COP)值考慮了以下因素:國家的節(jié)能政策;我國產品現有與發(fā)展水平;鼓勵國產機組盡快提高技術水平。同時,從科學合理的角度出發(fā),考慮到不同壓縮方式的技術特點,對其制冷性能系數分別作了不同要求?;钊?渦旋式采用第5級,水冷離心式采用第3級,螺桿機則采用第4級。至于確定名義工況時的參數,則根據國家標準《蒸氣壓縮循環(huán)冷水(熱泵)機組工商業(yè)用和類似用途的冷水(熱泵)機組》GB/T18430.1—2001中的規(guī)定,即:1.使用側:制冷進/出口水溫12/7℃;2.熱源側(或放熱側):水冷式冷卻水進出口水溫30/35℃,風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.使用側和水冷式熱源側污垢系數0.086m2·C/kW。5.4.6、5.4.7空調系統(tǒng)運行時,除了通過運行臺數組合來適應建筑冷量需求和節(jié)能外,在相當多的情況下,冷水機組處于部分負荷運行狀態(tài),為了控制機組部分負荷運行時的能耗,有必要對冷水機組的部分負荷時的性能系數作出一定的要求。參照國外的一些情況,本標準提出了用IPLV來評價的方法。

蒸氣壓縮循環(huán)冷水(熱泵)機組綜合部分負荷性能系數計算的根據:取我國典型公共建筑模型,計算出我國19個城市氣候條件下,典型建筑的空調系統(tǒng)供冷負荷以及各負荷段的機組運行小時數,參照美國空調制冷協(xié)會ARI550/590—1998《采用蒸氣壓縮循環(huán)的冷水機組》標準中綜合部分負荷性能IPLV系數的計算方法,對我國4個氣候區(qū)分別統(tǒng)計平均,得到全國統(tǒng)一的IPLV系數值。

建議的部分負荷檢測條件:水冷式蒸氣壓縮循環(huán)冷水(熱泵)機組屬制冷量可調節(jié)系統(tǒng),機組應在100%負荷、75%負荷、50%負荷、25%負荷的卸載級下進行標定,這些標定點用于計算IPLV系數。

部分負荷額定性能工況條件應符合GB/T18430.1—2001《蒸氣壓縮循環(huán)冷水(熱泵)機組工商業(yè)用和類似用途的冷水(熱泵)機組》標準中第4.6節(jié)、5.3.5條的規(guī)定。

當冷水機組

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