正如前面谈到的,应用规定性方法的前提是建筑设计满足一些规定的要求,这些要求用强制性条文来表述。他们是,建筑体形系数;围护结构热工性能(包括外墙、屋面、外窗、屋顶透明部分等传热系数,遮阳系数,以及地面和地下室外墙的热阻);每个朝向窗(包括透明幕墙)的窗墙比、可见光透射比;以及屋顶透明部分面积。对寒冷、严寒地区来说,由于采暖是建筑的主要负荷,所以,加强围护结构的保温是主要措施。建筑体形系数越大,对保温的要求越严(即要求传热系数越小)。窗墙比越大,当然对窗户的保温的要求越严。但是对南方,特别是夏热冬暖地区,空调是建筑的主要负荷,因此,窗户的隔热性能优劣成为了主要矛盾,窗户的遮阳系数是关键参数,随着窗墙比的增大,对窗户的遮阳系数越来越严,但对建筑体形系数不设限制,对窗户的传热系数也要求较低。中部夏热冬冷地区,采暖空调都十分需要,因此,编制标准时权衡各种因数,提出了保温和隔热的规定。
为了使大部分公共建筑可以应用规定性(查表)方法,标准在窗墙比的范围上列出从20%到70%时对窗户热工参数的规定,这可以覆盖一般的玻璃幕墙,因为某个立面即使是采用全玻璃幕墙,扣除掉各层楼板以及楼板下面梁的面积(楼板和梁与幕墙之间的间隙必须放置保温隔热材料),窗墙比一般不会超过0.7。
如果所设计建筑的体形系数、窗墙比、天窗面积比不在标准规定的范围内,那么必须使用权衡判断法来判定围护结构的总体热工性能是否符合节能要求。具体的做法:首先计算“参照建筑”在规定条件下的全年采暖和空气调节能耗,然后计算所设计建筑在相同条件下的全年采暖和空气调节能耗,如果所设计建筑的采暖和空气调节能耗小于或等于“参照建筑”的采暖和空气调节能耗,则判定围护结构的总体热工性能符合节能要求。“参照建筑”的形状、大小、朝向以及内部的空间划分和使用功能与所设计建筑完全一致。当所设计建筑的体形系数、窗墙面积比大于标准规定时,“参照建筑”的每面外墙都按某一比例缩小,使体形系数符合标准规定;“参照建筑”的每个窗户(或每个玻璃幕墙单元)都按某一比例缩小,使窗墙面积比符合标准的规定。在计算“参照建筑”和所设计建筑的全年采暖和空气调节能耗时,“参照建筑”的围护结构传热系数和玻璃遮阳系数限值由“围护结构限值和遮阳系数限值”表查取,“参照建筑”和所设计建筑的建筑内部运行时间表,采暖、空气调节系统类别,室内设定温度,照明功率密度,人员密度,电气设备功率等计算参数按照标准中约定的数据取用。设计者应调整所设计建筑的围护结构热工参数(要比“围护结构限值和遮阳系数限值”表中规定的更严),直至计算到所设计建筑的全年采暖和空气调节能耗值小于或等于“参照建筑”的全年采暖和空气调节能耗值为止。
6采暖、通风和空调设计
大部分公共建筑,尤其大型公共建筑在设计阶段要完成暖通空调设计,相对居住建筑来说,暖通空调的条文占的比重比较大,对采暖,通风与空调,冷热源,和检测与控制都编写了条文。这里简要的介绍主要的内容。
6.1对施工图设计阶段,提出必须进行详细负荷计算
为了准确确定采暖与空调冷、热源容量、空气处理设备能力、输送管道和设备的尺寸等参数,标准中作为强制性条文规定,施工图设计阶段,必须进行热负荷和逐项逐时的冷负荷计算。以免工程的初投资增高,运行费用和能源消耗量增大。
6.2对冷热源规定设备选型的能效比限值
根据国家标准《冷水机组能效限定值及能源效率等级》GB19577-2004,和《单元式空气调节机能效限定值及能源效率等级》GB19576-2004中规定的能源效率等级值,在标准中对电驱动压缩式冷水机组和单元空调机,规定了优于能效限定值的能效比值。对于国家还没有颁布能源效率等级的吸收式机组和锅炉的热效率,仍以目前规定的能效限定值为最低要求。
此外,还对电驱动压缩式冷水机组首次提出机组综合部分负荷性能系数的规定。
6.3严格限制直接用电作为采暖和空调系统的热源
合理利用能源、提高能源利用率、节约能源是我国的基本国策。用高品位的电能直接用于转换为低品位的热能进行采暖或空调,热效率低,运行费用高,是不合适的。因此,规定了严格的限制使用条文。
6.4控制水、空气输送系统中的功耗
当前,在一些集中采暖系统和空调系统中,输送水和空气的能耗相当可观。标准中规定了集中采暖系统热水循环水泵的耗电输热比,和空调风系统中风机的单位风量耗功率、空调冷热水系统的输送能效限值。
6.5推荐进行排风热回收
采暖空调系统中排风中的热量十分可观,应该加以回收。标准中建议有条件的系统和达到一定规模的系统适宜设计应用排风热回收装置。
利用建筑内区空调时排出的热量对建筑周边区进行采暖,也是排风热量再利用技术。标准中建议对这类建筑应用水环热泵系统。
6.6鼓励、推荐应用可再生能源和蒸发冷却技术等
推荐应用地热能的水(地)源热泵,有条件地区应用蒸发冷却技术进行降温;以及采用新风和回风焓值控制法等。
6.7提出监测与控制的要求
提出了空调冷热源系统,冷热源机房,风系统,水系统等控制内容,以及能量计量的要求。
7结束语
近年来,我国每年在城镇新建3-4亿m2公共建筑,随着经济发展、人民生活水平提高,空调、采暖需求增长快,建筑能耗将持续上升。我国已经颁布实施了公共建筑节能设计标准,是否执行好节能设计标准是实现我国可持续发展的重要环节。
根据近年对公共建筑全年能耗的实测,公共建筑的全年采暖、通风空调和照明能耗平均取100kWh/m2,按全国每年新建公共建筑面积3.5亿m2计算,总计全年能耗为350亿kWh。如果火电供电煤耗以0.4kg标煤/kWh计,节能率以50%计,每年新建公共建筑的能耗可节省700万吨标煤,这相当于每年减排1862万吨CO2。我国目前还有既有公共建筑约40亿m2,如果分10年进行节能改造,即每年改造4亿m2,那么,每年还能节省标煤800万吨,减排2128万吨CO2。所以,严格实施节能设计标准,不仅减轻了我国能源压力,保持经济可持续发展,同时减少污染,保护环境。


