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深圳节能规范2003-10-130948


深圳市居住建筑节能设计规范
Design code for Energy Efficiency of Residential Buildings in Shenzhen SJG10-2003

批准部门:深圳市建设局

施行日期:2003 年 10 月 1 日

2003 深圳

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根据深建技[2001]11 号文的要求,规范编制组经广泛调查研究,认真 总结实践经验,参考有关国际标准和国内其他省(市)有关标准,并在 广泛征求意见的基础上,制定了本规范。 本规范的主要技术内容是:1、总则,2、术语,3、室内热环境和建 筑节能设计指标,4、建筑和建筑热工节能设计,5、建筑物的节能综合 指标,6、空调和通风节能设计,7、其它建筑设备节能设计。 本规范由深圳市建设局归口管理,授权由深圳市建筑科学研究院负 责具体技术内容的解释。本规范在执行过程中如发现需要修改和补充之 处,请将意见和有关资料寄送深圳市建筑科学研究院(深圳市振华路 8 号设计大厦,邮编:518031) ,以供今后修订时参考。 本规范组织编制机构: 深圳市经济贸易局 深圳市建设局 深圳市住宅局 本规范主编单位: 深圳市经济贸易局资源节约与综合利用办公室 深圳市建设局科技教育处 深圳市住宅局规划设计处 深圳市建筑科学研究院 本规范参加单位: 深圳市建筑设计研究总院 深圳万科企业股份有限公司 本规范主要起草人员:叶 青 刘俊跃 李承宗 李劲鹏 李晓君 刚 吴大农 肖景文 周 泓

朱银洪 罗

徐俊雄 黄俊红
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(按笔划顺序排序)





1 总则 ????????????????????4 2 术语???????????????????? 5 3 室内热环境和建筑节能设计指标 ????????8 4 建筑和建筑热工节能设计 ???????????9 5 建筑物的节能综合指标 ??????????? 12 6 空调和通风节能设计 ???????????? 13 7 其它建筑设备节能设计????????????15 附录 A 外墙平均传热系数的计算????????16 附录 B 建筑面积和体积的计算?????????17 附录 C 本规范用词说明????????????18

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1 总则

1.0.1 为贯彻国家节约能源、保护环境的有关政策和法规,改善深圳市居 住建筑热环境,提高居住建筑使用过程中的能源利用效率,制定本规范。 1.0.2 本规范适用于深圳市新建、改建和扩建居住建筑的节能设计。 1.0.3 居住建筑的节能设计,应从规划、建筑、热工、空调、照明等多方 面采取措施,在保证舒适的室内热环境的前提下,将使用能耗控制在规 定的范围内。 1.0.4 居住小区宜通过采用生态设计,改善小区热环境与空气品质;居住 建筑应通过采用增强建筑围护结构隔热性能和提高空调设备能效比等节 能措施,在保证相同的室内热环境质量和卫生换气指标的前提下,与未 采取节能措施前相比,空调能耗应节约 50% 。 1.0.5 居住建筑的节能设计,除应符合本规范的规定外,尚应符合国家现 行有关强制性标准的规定。

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2 术语

2.0.1 建筑物耗冷量指标(qc) index of cool loss of building 按照夏季室内热环境设计标准和设定的计算条件,计算出的单位建 筑面积在单位时间内消耗的由空调设备提供的冷量。 2.0.2 空调年耗电量(Ec) annual cooling electricity consumption

按照夏季室内热环境设计标准和设定的计算条件,计算出的单位建 筑面积空调设备每年消耗的电能。 2.0.3 空调设备能效比(EER)energy efficiency ratio 在额定工况下,空调设备提供的冷量与设备本身所消耗的能量之 比。同一设备在不同工况下的能效比不同,涉及能效比数值时,必须指 定工况。 2.0.4 热惰性指标(D)index of thermal inertia 表征围护结构反抗温度波动和热流波动能力的无量纲指标,其值等 于材料层热阻与蓄热系数的乘积。 2.0.5 典型气象年 (TMY)Typical Meteorological Year 以近 30 年的月平均值为依据,从近 10 年的资料中选取接近 30 年平 均值的各月组成一年,作为典型气象年。由于选取的各月在不同的年份, 资料不连续,尚需要进行月间平滑处理。 2.0.6 卫生换气 ventilation for health 为满足室内卫生要求而必需的通风换气。 2.0.7 穿堂通风 cross ventilation
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在风压作用下,室外空气从建筑物一侧进入,穿过内部,从另一侧 流出的自然通风。 2.0.8 单侧通风 one-side ventilation 依靠同一面墙上开启的外门窗进行室内外空气交换的通风方式。 2.0.9 空气动力系数 air-dynamical coefficient 建筑物表面某一点上由风造成的压力与风(未受建筑物干扰)的动 压之比值。 2.0.10 体型系数 shape coefficient of building 建筑物与室外大气直接接触的外表面面积与其所包围的体积的比 值。 2.0.11 室内热环境 indoor thermal environment 影响人体热感受的室内环境因素的总称。由室内干球温度、空气湿 度、风速和平均辐射温度综合表征。 2.0.12 太阳辐射 solar radiation 太阳表面以电磁波的方式向宇宙空间发射出的热能。 2.0.13 短波辐射 short-wavelength radiation 物体发射的波长不大于 3μ m 的电磁波辐射。 由于太阳发射的电磁波 长很短,主要在 0.3~3μ m 范围内,所以太阳辐射是短波辐射。 2.0.14 长波辐射 long-wavelength radiation 物体发射的波长大于 3μ m 的电磁波辐射。地面、建筑外表面及大气 的温度都远低于太阳表面温度,它们发射的电磁波的波长大于 3μ m,属 于长波辐射。 2.0.15 窗墙面积比 area ratio of window to wall
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窗户洞口面积与其所在房间立面单元面积(即建筑层高与开间定位 线围成的面积)的比值。 2.0.16 换气次数 air changes 通风量的计量单位之一。单位时间室内空气的更换次数,即通风量 与房间容积的比值。 2.0.17 热环境综合评价指标(PMV)Predicted Mean Vote 表征人体热反应(冷热感)的评价指标,代表了同一环境中大多数 人的冷热感觉的平均。

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3 室内热环境和建筑节能设计指标

3.0.1 居住建筑在采用空调时,室内热环境质量应达到热舒适水平,并满 足卫生换气要求;在通风时应达到本规范表 3.0.2 规定的可居住水平。 3.0.2 夏季建筑室内热环境质量指标与卫生换气次数应符合表 3.0.2。 表 3.0.2
指 标 名 称 综合性指标(PMV) 主要指标(干球温度) 卫生换气次数 空气相对湿度

夏季建筑室内热环境质量与卫生换气次数
舒适水平 ≤0.7 24~28℃ 1.5 次/小时 ≤70% 日均值≤29℃ 1.5 次/小时 可居住水平

3.0.3 居住建筑夏季空调室内热环境设计指标应符合下列要求: 1 2 3 卧室、起居室室内干球温度取 卫生换气次数取 卧室、起居室室内空气相对湿度 26±2℃; 1.5 次/小时; ≤70% 。

3.0.4 居住建筑夏季通风夜间室内热环境设计指标中,卧室室内干球温度 不应大于 30℃。

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4 建筑和建筑热工节能设计
4.1 自然通风设计 4.1.1 应强化整个居住小区的通风换气,避免居住小区内出现滞流区。用 地面积在 15 万 m2 以上的居住小区应进行气流模拟设计。 4.1.2 自然通风设计应以夏季为主,并综合利用风压、热压作用,重点考 虑夜间自然通风。宜使小区各建筑的主立面迎向夏季主导风向,或将夏 季主导风引向建筑的主立面。 4.1.3 在确定建筑物的相对位置时,应使建筑物处于周围建筑物的气流旋 涡区之外。 4.1.4 建筑物的单体设计应有利于自然通风。 4.1.5 宜采用穿堂通风,避免单侧通风。采用穿堂通风时,应使进风窗迎 向主导风向,排风窗背向主导风向;应通过建筑造型或窗口设计等措施 增大进、排风窗空气动力系数的差值。 4.1.6 当由两个和两个以上房间共同组成穿堂通风时,房间的气流流通面 积应大于进排风窗面积。 4.1.7 由一套住房共同组成穿堂通风时,卧室、起居室应为进风房间,厨 房、卫生间应为排风房间。进行建筑造型、窗口设计时,应使厨房、卫 生间窗口的空气动力系数小于其它房间窗口的空气动力系数。 4.1.8 采用单侧通风时,通风窗所在外墙与主导风向间的夹角宜为 40° ~65°。应通过窗口及窗户设计,在同一窗口上形成面积相近的下部进风 区和上部排风区,并宜通过增加窗口高度以增大进、排风区的空气动力 系数差值。
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4.1.9 采用单侧通风时,窗户设计应使进风气流深入房间。外窗(包括阳 台门)的可开启面积不应小于所在房间楼面面积的 10﹪。 4.1.10 采用单侧通风时,窗口设计应防止其它房间的排气进入本房间窗 口。宜利用室外风驱散房间排气气流。 4.1.11 宜考虑夏季阵雨、暴雨时,关闭外窗情况下的自然通风措施。 4.2 遮阳设计 4.2.1 建筑物的朝向宜采用南向或东南向。 4.2.2 建筑外窗(含阳台门透明部分)应设置夏季遮阳设施,外遮阳设施 应与建筑物外立面造型相协调。建筑外窗太阳辐射透过率不应大于 0.3。 4.2.3 建筑外窗的遮阳设施不应阻碍自然通风,并应避免遮阳设施吸收的 太阳辐射热被进风气流带入室内。建筑外窗的遮阳设施不应阻碍房间夜 间的长波辐射散热和房间获得冬季太阳辐射热。 4.2.4 建筑外窗宜设置活动外遮阳设施。活动外遮阳设施应方便操作和维 护,应能承受夏季晴天时的风力,保持设定位置,并必须保证暴风雨时, 外遮阳设施结构上的安全。 4.2.5 对附近建筑外墙投向外窗的反射辐射和发射辐射应采取遮挡措施。 对着外窗的东、西、东北、西北向外墙不应采用热反射型外隔热措施。 4.3 围护结构性能要求 4.3.1 建筑物 1~6 层的外窗及阳台门的气密性等级,不应低于现行国家标 准 《建筑外窗空气渗透性能分级及其检测方法》 (GB7107-86) 规定的III 级;7 层及 7 层以上的外窗及阳台门的气密性等级,不应低于该标准规定 的II级。 4.3.2 围护结构各部分的传热系数和热惰性指标应符合表 4.3.2 的规定。 其 中外墙的传热系数应考虑结构性热桥的影响,取平均传热系数,其计算
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方法应符合本规范附录 A 的规定。
表 4.3.2 围护结构各部分的传热系数(K [W/(m2?K)])和热惰性指标(D)
屋顶* K≤1.0 D≥3.0 外墙* K≤1.5 D≥3.0 外窗 (含阳台门透明部分) K≤4.7 分户墙和楼板 底部自然通风 的架空楼板 K≤1.5 户门

K≤2.0

K≤3.0

注 1:当屋顶和外墙的 K 值满足要求,但 D 值不满足要求时,应按照国家标准《民用建筑热工设 计规范》 (GB 50176-93)第 5.0.1 条来验算隔热设计要求。 注 2:当屋顶、外墙、外窗任一项的 K 值不满足要求时,应进行能耗计算分析。

4.3.3 围护结构的外表面宜采用浅色饰面材料。平屋顶和东、西、东北、 西北向外墙可采用绿化等生态设计方法,提高隔热性能。

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5 建筑物的节能综合指标
5.0.1 当设计的居住建筑不符合本规范第 4.2.2 和 4.3.2 条中的各项规定 时,则应按本规范第 5.0.2、5.0.3 和 5.0.4 条的规定计算建筑物节能综合 指标。计算出的建筑物节能综合指标应符合本规范第 5.0.5 条的规定。 5.0.2 本规范采用建筑物耗冷量指标和空调年耗电量为建筑物的节能综 合指标。 5.0.3 建筑物的节能综合指标应采用动态方法计算。 5.0.4 建筑物的节能综合指标按下列条件计算: 1 2 3 4 5 室外气象计算参数采用典型气象年。 空调居室室内计算干球温度为 26℃, 卫生换气次数为 1.5 次/小时。 空调设备为家用风冷空调器,空调器(机)额定能效比为 2.5。 不计室内其它热源散热。 建筑面积和体积应按本规范附录 B 计算。

5.0.5 计算出的每栋建筑的单位建筑面积空调年耗电量和最热月平均建 筑物耗冷量指标不应超过表 5.0.5 的限值。
表 5.0.5 建筑物的节能综合指标的限值 空调年耗电量 Ec (kWh/m2) 建筑物耗冷量指标 qc (W/m2) 26.5 27.5

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6 空调和通风节能设计
6.1 空调节能设计 6.1.1 居住建筑空调方式及其设备的选择,应优先考虑能源利用效率,经 技术经济分析和环境评价综合考虑确定。 6.1.2 居住建筑采用集中空调时,应设计分室(户)温度控制及分户冷量 计量设施。采用的集中冷源机组,其性能应符合现行有关标准的规定。 6.1.3 居住建筑采用房间空气调节器进行空调时,其能效比应符合国家标 准《房间空气调节器能源效率限定值及节能评价值》 (GB12021.3-2000) 中第 5 条“节能评价值”的规定。 6.1.4 集中空调系统的水泵、风机宜采用变频调速节能技术。 6.1.5 采用户式中央空调和集中空调系统时,应着重分析比较部分负荷下 的能效比。 6.1.6 居住建筑空调可向空气、水体、大地排热。应通过能源利用效率、 环境影响、技术经济等方面的分析确定空调排热体。 6.1.7 当具备地面水资源(如江河、海水等) ,或有适合的废水等水源条 件时,空调冷源可向水体排热。在向水体排热时,应分析排热对水体温 度的影响。 6.1.8 当需抽取地下水作为空调冷源的冷却用水时,应报请有关管理部门 批准,抽取的地下水必须能有效回灌。 6.1.9 具有以下情况之一时,空调系统宜采用埋管式岩土换热器向大地排 热: 1 对室外环境要求较高的居住建筑,如别墅、别墅小区、高级住宅区 等;
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2 不具备向空气、水体排热条件的。 6.1.10 当采用风冷空调向空气排热时, 建筑平面和立面设计应考虑空调设 备的位置,做到既不影响建筑立面景观,又有利于空调设备夏季排热, 并应便于清洗和维护室外换热器设备和部件。 6.2 通风节能设计 6.2.1 居住建筑通风设计应处理好室内气流组织,提高通风效率。 6.2.2 当室外空气温度不高于 28℃时,应首先采用通风降温措施改善室内 热环境。在夏季高温时,应避免热风大量侵入室内。 6.2.3 居住建筑通风设计应首先考虑采用自然通风。当夏季夜间自然通风 不能满足 20 次/小时换气次数要求时,可采用机械通风。机械通风装置的 设置,应使居室气压高于厨房、卫生间气压。宜在厨房、卫生间设机械 排风,居室设机械送风。 6.2.4 空调房间的排风宜经厨房、卫生间等非空调房间排出,充分利用排 风中的冷量。 6.2.5 采用集中空调或户式中央空调的建筑,可在新风系统与排风系统之 间设冷、热量回收装置。没有排风系统的,可利用排风减少窗户的冷、 热耗量。 6.2.6 建筑外窗等通风设施宜有方便灵活的开关调节装置,以满足不同天 气条件下的不同通风要求。

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其它建筑设备的节能设计

7.0.1 居住建筑室内照明应采用发光效率不低于每瓦 60 流明、显色指数 (Ra)不小于 80 并带电子整流器的光源。 7.0.2 多层居住建筑宜采用太阳能技术供应热水。太阳能热水系统的设置 应与建筑物相协调。 7.0.3 居住建筑可采用成熟可靠的热泵技术供应热水。 7.0.4 居住建筑生活供水系统宜采用变频恒压系统。

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附 录 A 外墙平均传热系数的计算
A.0.1 外墙受周边热桥的影响,其平均传热系数按下式计算:
Km ? K P ? FP ? K B1 ? FB1 ? K B 2 ? FB 2 ? K B 3 ? FB 3 (A.0.1) FP ? FB1 ? FB 2 ? FB 3

式中 Km——外墙的平均传热系数[W/(m2?K)]; KP——外墙主体部位的传热系数[W/(m2?K)],按国家标准《民用建筑热工 设计规范》 (GB50176-93)的规定计算; KB1、KB2、KB3——外墙周边热桥部位的传热系数[W/(m2?K)]; FP——外墙主体部位的面积(m2) ; FB1、FB2、FB3——外墙周边热桥部位的面积(m2) 。 外墙主体部位和周边热桥部位如图 A.0.1 所示。

FB2 FB3 FB1 Fp

KB2
圈梁或框架梁传热系数

2

2

Kp 外墙传热系数 KB3
窗过梁传热系数

1

1-1

KB1
抗震柱或框架柱传热系数

Kp 外墙传热系数

2-2

图 A.0.1 外墙主体部位与周边热桥部位示意
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附 录 B 建筑面积和体积的计算

B.0.1 在进行建筑节能综合指标的计算时, 建筑面积应按各层外墙外包线 围成面积的总和计算。 B.0.2 建筑体积应按建筑物外表面和底层地面围成的体积计算。 B.0.3 建筑物外表面积应按墙面面积、 屋顶面积和下表面直接接触室外空 气的楼板面积的总和计算。

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附 录 C 本规范用词说明

C.0.1 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” 。 C.0.2 规范中指明应按其他有关标准执行时,写法为: “应符合……的规 定”或“应按……执行” 。

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深圳市居住建筑节能设计规范
Design code for Energy Efficiency of Residential Buildings in Shenzhen SJG10-2003

条 文 说 明

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深 圳

前 言
《深圳市居住建筑节能设计规范》 (SJG10-2003) ,经深圳市建设局 2003 年 xx 月 xx 日以深建标[2003]xx 号文批准,业已发布。

为便于广大设计、施工、科研等有关人员在使用本规范时能正确理 解和执行条文规定,本规范编制组按章、节、条顺序编制了本规范的条 文说明,供使用者参考。在使用中如发现本条文说明有不妥之处,请将 意见函寄深圳市建筑科学研究院。

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1 总则 ?????????????????????? 23 2 术语?????????????????????? 25 3 室内热环境和建筑节能设计指标 ?????????? 28 4 建筑和建筑热工节能设计 ????????????? 31 5 建筑物的节能综合指标 ?????????????? 38 6 空调和通风节能设计 ??????????????? 42 7 其它建筑设备节能设计 ?????????????? 50

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1 总则

1.0.1 《中华人民共和国节约能源法》已于 1998 年 1 月 1 日起实行。其中第三十七 条专门规定“建筑物的设计和建造应当依照有关法律、行政法规的规定,采用节能 型的建筑结构、材料、器具和产品,提高保温隔热性能,减少采暖、制冷、照明的 能耗” 。建设部《建筑节能“十五”计划纲要》要求: “加快夏热冬冷和夏热冬暖地 区居住建筑节能工作步伐” ,并规定: “夏热冬暖地区各省和自治区 2002 年制定当 地的建筑节能规划和政策,组织建筑节能试点工程,2003 年大中城市开始执行夏热 冬暖地区居住建筑节能设计标准,2005 年小城市普遍执行,2007 年各县城均予执 行。 ”

深圳市属亚热带季风海洋性气候,具有夏热冬暖的气候特点。夏热 时间长(一般 4~10 月) ,每年从 5 月上旬至 10 月中旬近半年的时间中温 度超过 25℃,相对湿度在 60%以上。高温高湿气候持久,空调时间长。 冬季大部分时间气温在 10℃以上,日照率为 35%,基本不用采暖。同时, 由于受海洋影响,白天风大,从海洋吹向陆地;夜间风速低,从陆地吹 向海洋。昼夜温差较小,夏季只有 4~5℃。气候条件优于夏热冬冷地区夏 季闷热、冬季阴冷潮湿的气候,室内热环境也优于夏热冬冷地区。但是, 深圳市的建筑能耗状况仍不容乐观。由于深圳市经济比较发达,现代居 住建筑、公共建筑、商业建筑的大量增加和空调的普遍应用,使建筑能 耗大大增加。深圳市空调电耗占全市用电量的 1/3,而且峰谷差加大,已 达 2:1。由此可见,深圳市有必要制定居住建筑节能设计规范,更好地贯 彻国家有关建筑节能的方针、政策和法规制度,改善居住建筑热环境, 提高空调的能源利用效率,实现节约能源,保护环境,提高人民生活质
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量的现代化目标。 1.0.2 本规范的内容主要是对深圳市居住建筑从建筑、热工和空调设计方 面提出节能措施,对空调能耗规定控制指标。
1.0.3 居住建筑的节能设计需要多方面综合考虑, 设计的目的首先要满足室内热环境 舒适的条件,同时应将空调能耗控制在规定的范围内。 1.0.4 居住小区生态设计是提高小区热环境和空气品质的最有效方式,小区热环境 和空气品质的改善能明显减少围护结构的耗冷量、增加建筑自然通风的时间,从而 减少建筑空调能耗。深圳市既有居住建筑围护结构的热工性能差,室内热环境质量 有待提高,空调能源利用效率低。本规范具有双重意义,首先是要保证室内热环境 质量,提高人民的居住水平;同时要提高空调能源利用效率,贯彻执行国家可持续 发展战略,实现节能 50%的目标。

居住建筑节能 50%的具体含义是:以未实施节能规范之前,深圳居 住建筑为达到规定的室内热环境水平,空调所消耗的能源为基础能耗; 实施节能规范后,符合节能规范的居住建筑,达到同样规定的室内热环 境水平,空调所消耗的能源只有基础能耗的 50%。
通过用 DOE-2 软件对深圳市的代表性居住建筑进行计算分析得出,要达到 3.0.1~3.0.4 条规定的室内热环境的舒适性水平,每平方米建筑面积全年空调(不包 含冬季采暖)所消耗的电能为 48.89~55.61kWh/m2,平均为 52.49 kWh/m2,这即是 深圳居住建筑的基础能耗。按节能 50%的目标,实施节能规范后,深圳居住建筑的 空调年耗电量应控制在 26.3 kWh/m2(建筑面积)左右。 1.0.5 本规范对居住建筑的有关建筑、热工、通风和空调设计中所采取的节能措施 和应该控制的能耗指标做出了规定,参考了中华人民共和国行业标准《夏热冬冷地 区居住建筑节能设计标准》《夏热冬暖地区居住建筑节能设计标准》 、 、美国加利福

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尼亚州地方标准《Energy Efficiency Standards for Residential and Nonresidential Buildings》但建筑节能涉及的专业较多, 。 相关专业均制定了相应的标准和节能规定。 所以,深圳市居住建筑节能设计,除符合本规范外,尚应符合国家现行的有关强制 性标准、规范的规定。

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2 术语

2.0.1 建筑物耗冷量指标用符号 qc 表示, 单位为 W/m2。 如果用稳态的方法计算,qc 是一个固定的值。本规范采用的是动态计算方法,所以不同时间的建筑物耗冷量指 标是变化的。为了使用上的方便,这里的建筑物耗冷量指标是将建筑物在一年中最 热月份一个月的耗冷量(kWh)除以该月的小时数和建筑面积所获得的值。在实际 使用中,这个指标主要用来衡量建筑围护结构热工性能的优劣。将建筑耗冷量指标 乘以一个月的小时数和建筑面积,再除以所用空调设备的最热月平均能效比,就可 以得出该建筑物最热月份的空调耗电量。 2.0.2 为了将夏季卧室和起居室的空气温度控制在设计指标 26℃并保持每小时 1.5 次的通风换气量,空调设备或系统要消耗一定量的电能,将全年空调设备或系统消 耗的电量除以建筑面积,就得到空调年耗电量 Ec,Ec 的单位 kWh/m2。 2.0.3 空调设备能效比(EER)是表征空调设备能源利用效率的一个重要参数。能效 比受工况影响,额定工况下的能效比称为额定能效比。能效比越高,设备的能源利 用效率越高。实际使用中,受客观条件影响,设备实际的能效比有可能不等于额定 能效比。 2.0.4 热惰性指标 D 是表征围护结构抵抗热流波和温度波在材料层中传播的一个无 量纲数,其值等于各材料层热阻与其蓄热系数的乘积之和,即 D=?R?S,R 为围护 结构材料层的热阻,S 为对应材料层的蓄热系数。 2.0.5 对建筑物进行全年动态能量模拟分析时,要输入气象资料。一般应用典型气 象年、能量计算气象年(Weather Year for Energy Calculations – WYEC)等。本规范
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采用典型气象年进行分析计算。 2.0.6 由于室内人员活动、设备运行等,室内空气会逐渐污浊,室内空气品质变差, 不能满足室内卫生要求,即达不到为保证人员健康等而规定的室内空气品质要求。 因此必须进行通风换气, 随时补充一定量的新鲜空气, 以使室内空气品质达到要求。 2.0.7 利用建筑不同墙面处的风压不同而产生的一种自然通风方式, 由于其通常是从 住宅的一侧流入,穿过住宅后从另一侧流出,故称为穿堂风。利用穿堂通风,可有 效地避免单侧通风中出现的进排气流掺混、短路、进气气流不能充分深入房间内部 等缺点。 穿堂通风主要靠风压作用,热压很难在住宅中形成穿堂通风。如果室外风力 弱,尽管建筑上创造了条件,仍不能形成穿堂通风。同时,穿堂通风要取得好效果, 除室外风要有一定强度外,主要房间的外门窗应进风,次要房间(厨、卫等)的外 窗应排风。 2.0.8 同一建筑的外围护结构上,如果有两个风压值不同的窗孔,空气动力系数大的 窗孔将会进风,空气动力系数小的窗孔将会排风。 2.0.10 体型系数的大小对建筑能耗的影响较大。体型系数越大,单位建筑面积对应 的外表面积越大,能耗越高。从建筑节能的角度看,理应尽量减小体型系数。但是, 体型系数不只是影响外围护结构的传热损失,它和建筑造型、平面布局、 功能划分、 采光通风等若干方面也有密切关系。体型系数过小,将制约建筑师的创造性,建筑 造型难以丰富多彩,平面布局困难,功能划分难以合理,要损害建筑的使用功能。 对于深圳市而言,建筑节能的重点是如何利用好自然通风和降低夏季建筑外窗的辐 射透过率,体型系数过小必定会影响采光和自然通风,因此深圳市不宜限制体型系 数。 2.0.12 太阳辐射是地球接受到的一种自然能源,是地球的基本热源,也是决定地球

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气候的主要因素。 2.0.13~2.0.14 物体温度越高,辐射的波长越短。太阳表面温度约 6000K,它发射的 电磁波长很短,主要在 0.3~3μ m 的范围内,称为太阳短波辐射(其中包括波长为 0.3~0.4μ m 的紫外光、 波长为 0.4~0.7μ m 的可见光和波长为 0.7~3.0μ m 的红外光) 。 地面在接受太阳短波辐射而升温的同时,也时时刻刻以电磁波形式向外辐射能量。 地面发射的电磁波长因为地面温度较低而较长,波长主要在 3~120μ m 的范围内, 属远红外区间,与太阳短波辐射相比,称为地面长波辐射。 地面的辐射能力,主要决定于地面本身的温度。由于辐射能力随辐射体温度的 增高而增强,所以,白天,地面温度较高,地面辐射较强;夜间,地面温度较低, 地面辐射较弱。 大气对太阳短波辐射几乎是透明的,却强烈吸收地面长波辐射。大气在吸收地 面长波辐射的同时,它自己也向外辐射波长更长的长波辐射(因为大气的温度比地 面更低) 。因此,大气,尤其是对流层中的大气,主要靠吸收地面辐射而增温。 2.0.17 PMV 值是丹麦的范格尔 (P.O.Fanger) 教授提出的表征人体热反应 (冷热感) 的评价指标,代表了同一环境中大多数人的冷热感觉的平均。PMV=0 时意味着室 内热环境为最佳热舒适状态。ISO7730 的推荐值为 PMV=-0.5~+0.5。 PMV 热 感 觉 标 尺 热感觉 PMV 值 寒冷 -3 冷 -2 微冷 -1 适中 0 微热 +1 热 +2 酷热 +3

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3 室内热环境和建筑节能设计指标

3.0.1 改善居住建筑室内热环境质量,同时提高能源利用效率,实现建筑节能,是 本规范的两大基本目标,因此单列一章确定室内热环境和建筑节能设计指标。 室内热环境质量标准的高低,对建筑、建筑供配电和空调设备的投资、能耗、 运行费用都有显著的影响,需要相应的社会经济与能源的支撑及个人承受能力。在 确定室内热环境质量标准时,须考虑到整个深圳市不同区域社会经济发展及居民个 体存在的差异。故按不同程度,确定热舒适水平和可居住水平两个等级的室内热环 境质量标准。 热舒适水平是指:使居住者在室内既不感到热,也不感到冷的舒适状态的热环 境质量水平。可居住水平是指:居住者在室内感到热或冷,但尚可在室内正常生活 (睡眠、学习、家务劳动等) 。 由于深圳市地处东南沿海,夏热冬暖,冬季大部分时间内气温在 10℃以上, 冬季日照率为 35%,基本不用采暖,其建筑节能的重点是提高夏季室内热环境质量 和降低空调能耗。因此,本规范中只规定了夏季的室内热环境质量标准。 3.0.2 影响热感觉有 6 个指标:干球温度、空气湿度、风速、平均辐射温度、人体活 动强度及衣着。前 4 个是热环境因素,后 2 个是人为因素。国际标准 ISO7730 以丹 麦范格尔 (P.O.Fanger) 教授的热舒适方程为理论基础, 将上述 6 个因素综合为 PMV, 再将 PMV 与不满意率 (PPD) 联系, 形成 PMV—PPD 热环境质量指标体系。 ISO7730 推荐的热环境质量指标为 PMV=-0.5~+0.5,对应不满意率 PPD≤10%。PMV 是由热 感受 6 个因素共同决定的,综合考虑这 6 个因素,可在保证热环境质量的前提下, 降低能耗。 采用 PMV—PPD 指标有两个好处,一是拓宽了节能的途径;二是便于和国际
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接轨。PMV—PPD 值可用热舒适仪直接测得,也可用热舒适方程计算。ISO7730 给 出了计算 PMV—PPD 的热舒适方程,我国的暖通空调设计手册也采用了这个热舒 适方程。 室内热环境质量的指标体系包括干球温度、 湿度、 风速、 壁面温度等多项指标。 本规范主要指标只提了干球温度指标,原因是在室内热环境的诸多指标中,起主要 作用的是干球温度指标。 换气指标则是从人体卫生角度考虑必不可少的指标。 另外, 深圳是海滨城市,空气相对湿度大,相对湿度大也常常是不舒适的重要原因,所以 又将换气次数和室内空气相对湿度要求列出。 综合考虑现状与发展,本规范采用两个控制室内热环境质量的指标,一是综合 性指标——PMV,另一个是主要指标——干球温度,工程设计中可根据具体情况决 定采用哪一个指标。采用换气次数指标是为了保证室内的卫生条件。相对湿度是舒 适性指标,故可居住水平中没有相对湿度要求。 室内热环境质量标准的高低,对能耗与投资都有显著影响。在同样的技术水平 下,夏季室温每提高 1℃,空调冷负荷可减少约 10%,空调运行时间相应减少,空 调能耗从而可减少 20%以上。 室内热环境质量标准的高低, 对居住条件、 生活水平 (特别是工作和学习效率) 、 身体健康有重大影响。 研究表明, 空气温度在 25℃左右, 脑力劳动的工作效率最高。 以 25℃时的工作效率为 100%,35℃时只有 50%。深圳市的调查结果表明,夏季室 内空气温度不超过 28℃时,多数人对室内热环境表示满意;对气温不超过 30℃的 住房,一般表示虽不舒服,有点热,但尚能够居住,能够睡眠、学习或做家务等。 综合考虑室内热环境质量的效益和能耗费用, 并考虑到社会经济发展的不同程 度,室内热环境质量标准分为两个等级。一个为舒适性热环境质量水平,夏季 PMV ≤0.7(干球温度 24~28℃) 。另一个是可居住性热环境标准,夏季日平均干球温度

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≤29℃。

3.0.3~3.0.4 室内热环境设计指标规定了干球温度的变化范围, 具体设计还 需确定一个基准值。通过调查表明,目前使用空调器的家庭,55.9%的空 调运行的设定温度为 26℃左右。 空调设定温度小于等于 24℃的占 36.2%, 家庭成员一般为青年。空调设定温度大于等于 28℃的占 7.9%,家庭成员 通常为中老年人。3.0.2 条规定的舒适性热环境设计指标为夏季干球温度 24~28℃,因此夏季居室空调温度控制在 26±2℃。
卫生换气是指控制室内空气污染物浓度,保持室内空气品质符合卫生标准的通 风换气。空调房间的换气次数是室内卫生条件的一个重要的设计指标。室外的新鲜 空气进入室内,一方面有利于确保室内的卫生条件,但另一方面又要消耗大量的能 量,因此要确定一个合理的换气次数。 在《旅游旅馆建筑热工与空气调节节能设计标准》 (GB50198-93)中,规定的 不同等级旅游旅馆客房新风量为:一级客房每人每小时 50m3,二级客房 40m3,三 级客房 30m3 。美国 ASHRE 标准(62-1989)推荐的住宅居室新风量为每人每小时 45.5m3。住宅建筑的层高为 2.5m 以上,按人均居住面积 15m2 计算,1 小时换气 1.5 次,人均占有新风 56.25 m3,数量上超过了一级客房的水平。但是,这并不表明超 过了一级客房的卫生水平。

室内空气的卫生水平与许多因素有关。根据通风方程,

L?

x C N ? CW

,其中 L 为通风量,x 为室内空气污染源散发的污染物

量,CN 是室内空气卫生标准所允许的污染物浓度,CW 是室外空气中的污 染物浓度。由于住宅内的物品、人员活动比宾馆客房复杂,室内空气污 染源散发的污染物量明显大于客房。因此,尽管人均新风量高于一级客
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房,但室内空气品质会不及一级客房。深圳市湿热的特点,使细菌繁殖 速度比干燥的北方快得多,要达到相当的室内卫生条件,深圳市居住建 筑的通风换气量必然比北方多。
夏季可居住水平的设计重点在夜间通风。夏季夜间通风时,使室内干球温度≤ 30℃的通风量大大超过 1.5 次/h,能充分满足卫生换气的要求。所以夏季通风夜间 室内热环境设计指标中没有再列卫生换气的要求。

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4 建筑和建筑热工节能设计
4.1 自然通风设计

4.1.1 换气共分五个层次,即室内换气、建筑换气、小区换气、城市换气、
区域换气。每个层次的换气都受上一层次制约,例如夏季长江流域受副 热带高压的控制,换气不良,造成重庆、武汉、南京等城市成为“火炉” 。 而深圳的城市换气良好,是深圳市各小区夏季热环境比其它城市小区良 好的主要原因。而建筑和室内的换气是否良好,首先取决于小区换气是 否良好,尤其是用地面积 15 万 m2 以上的小区,若换气不良,小区内各 栋建筑和各房间很难有实现自然通风的条件。所以本条文强调规划设计 中应强化整个小区的通风换气,而且规定用地面积 15 万 m2 以上的小区 应进行气流模拟设计。

4.1.2 春秋季和夏季凉爽时间是指室外气温低于室内设计温度的时间。组
织好建筑物室内外的自然通风,不仅有利于改善室内热环境,而且可减 少开空调的时间,有利于降低建筑物的实际使用能耗。 当室外气温高于室内温度时,自然通风不但不能改善室内热环境, 反而会恶化室内热环境。只有当室外空气状态处于舒适区,低于夏季室 内设计温度时, 自然通风才能有效地改善室内热环境。 当夏季室外温度 < 28℃时,可利用自然通风达到热舒适水平,当夏季室外温度 < 29℃时, 可利用自然通风达到可居住水平。使小区各建筑的主立面迎向夏季凉爽 时间的主导风向,或将夏季凉爽时间的主导风引向建筑的主立面,有利 于建筑室内的自然通风。当小区建筑较多时,由于建筑物的干扰,吹向 每栋建筑物的气流方向不是当地气象台所提供的主导风向,所以需要使
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小区各建筑的主立面迎向夏季主导风向,或将夏季主导风引向建筑的主 立面。
4.1.3 室外气流吹过建筑物时,气流将发生绕流,在建筑物的顶部和后侧形成弯曲 循环气流。屋顶上部的涡流区称为回流空腔,建筑物背风面的涡流区称为回旋气流 区。 这两个区域的静压力均低于大气压力, 形成负压区,这个区域即是气流旋涡区。 通过实地观测表明:深圳市夏季气流旋涡区的空气温度要比主流区高 1℃以上。当 主流区的建筑利用自然通风达到室内热舒适时,气流旋涡区内的建筑还需用空调才 能达到热舒适,增加空调能耗。另外,在气流旋涡区内,污染物会逐渐积聚。建筑 物若处在周围建筑的气流旋涡区内,污染物会随进风进入室内,反而降低了室内空 气品质,这是应该避免的。

4.1.5~4.1.7 穿堂通风可有效避免单侧通风中出现的进排气流掺混、短路、 进气气流不能充分深入房间内部等缺点,因此宜采用穿堂通风。深圳市 室外风力较强,为有效利用穿堂风提供了良好的条件。建筑造型中应充 分利用这个优势,组织好室内气流,最大限度地减少空调的使用时间, 获得节能效果。
要得到好的穿堂通风效果,还应使主要房间处于上游段,避免厨房、卫生间等 房间的污浊空气随气流流入其它房间,影响室内空气品质。由于是空气动力系数小 的窗口排风,因此设计中应使厨、卫窗口的空气动力系数小于其它房间窗口的空气 动力系数。 总之,要获得良好的自然穿堂风,需要如下一些基本条件: (1) 室外风要达到一定强度; (2) 室外空气首先进入卧室、客厅等主要房间; (3) 穿堂气流通道上,应避免出现喉部;

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(4) 气流通道宜短而直; (5) 减小建筑外门窗的气流阻力。 深圳市昼夜的风是反向的,在进排风口的布置上应注意这个问题。 4.1.8~4.1.10 单侧通风通常效果不太理想,因此在采用单侧通风时,要有强化措施使 单面外墙窗口出现不同的风压分布,同时增大室内外温差下的热压作用。进排风口 的空气动力系数差值增大,可加强风压作用;增加窗口高度可加强热压作用。建筑 外窗可开启面积的大小是影响窗口出现不同风压分布和加强热压作用的主要因素。 在深圳市可利用自然通风的室外气象条件下:即室外干球温度不高于 28℃,相对湿 度 80%,室外风速在 1.5m/s 左右时,通过实测调查与计算机模拟得出,当外窗的可 开启面积不小于所在房间地面面积的 10%时,室内大部分区域基本能达到可居住水 平。根据调查,深圳市既有居住建筑的窗地面积比一般在 16%到 30%之间,而根据 《住宅设计规范》 (GB50096-1999)的规定:为保证住宅侧面采光,窗地面积比值 不得小于 1/7(即 14.3%) 。考虑到深圳居住建筑普遍使用推拉窗和平开窗,推拉窗 的最大可开启面积为 50%,平开窗为 100%。所以本条文规定的“外窗(包括阳台门) 的可开启面积不应小于所在房间的地面面积的 10%”是合理的。 4.1.11 夏季阵雨、暴雨时,为避免室内物品受污,多数情况下居民会关闭外窗。这 种情况下会造成室内通风不畅,影响室内热环境。根据实测和调查:当室内通风不 畅或关闭外窗,室内干球温度 26℃,相对湿度 80%左右时,室内人员仍然感到有些 闷热,所以需对夏季阵雨、暴雨时关闭外窗情况下的自然通风措施加以考虑。 4.2 遮阳设计 4.2.1 太阳辐射得热对建筑能耗的影响很大,夏季太阳辐射得热增加制冷负荷,冬季 太阳辐射得热降低采暖负荷。根据太阳高度角和方位角的变化规律,建筑的南向夏 季可以减少太阳辐射得热,冬季可以增加太阳辐射得热,是最有利的建筑朝向。由

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于深圳夏季的主导风为东南风,东南向建筑有利于自然通风,而太阳辐射得热又不 是很强,所以在深圳,东南朝向是推荐朝向。但由于建筑物的朝向还要受到许多其 他因素的制约,不可能都做到南或东南向,所以本条用了“宜”字。

4.2.2 夏季透过窗户进入室内的太阳辐射热构成了空调负荷的主要部分,
设置外遮阳是减少太阳辐射热进入室内的一个有效措施。透过窗户进入 室内的太阳辐射与射到没有任何遮挡措施窗口的太阳辐射之比称为外窗 的太阳辐射透过率。采取遮阳等措施,降低夏季外窗的辐射透过率,不 但可大幅度降低空调设备的能耗,还可以明显改善自然通风条件下的室 内热环境质量。现场实测表明,有效的遮阳,可使室内空气最高温度降 低 1.4℃,平均温度降低 0.7℃;使室内各表面温度下降 1.2℃,从而延长 采用自然通风的时间,减少使用空调的时间,获得节能效果。模拟计算 表明,仅夏季采取外遮阳一项措施,就可以获得 26%以上的节能率。因 此,窗户外遮阳是深圳居住建筑节能的最主要的技术措施。冬季透过窗 户进入室内的太阳辐射热可以减小采暖负荷,所以设置活动式外遮阳是 比较合理的。外窗夏季的辐射透过率不大于 0.3,再辅以墙体隔热和提高 空调设备能效比等措施,能够达到节能 50%的要求。 常用遮阳设施的太阳辐射透过率可参见下表
表1 外窗类型 单层普通玻璃窗: 3-6mm 厚玻璃 单框双层普通玻璃窗: 3+3mm 厚玻璃 6+6mm 厚玻璃 常用遮阳设施的太阳辐射透过率 窗帘内遮阳 浅色较紧 浅色紧密 密织物 织物 0.45 0.42 0.42 0.35 0.35 0.35 活动外遮阳 铝制百叶卷 金属或木制百叶卷 帘(浅色) 帘(浅色) 0.09 0.09 0.13 0.12 0.13 0.15

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在建筑外窗设置遮阳,应与其它节能措施结合起来,不应影响其它节能措施的 效果,使得事倍功半。 当窗玻璃的夏季太阳辐射透过率小于等于 0.3 时可不采用外窗遮阳。但要考虑 冬季利用太阳辐射改善室内热环境,窗玻璃的冬季太阳辐射透过率应尽可能地大。 这就意味着窗玻璃的太阳辐射透过率应可按季节进行调整。低辐射玻璃(Low-e 玻 璃)的太阳辐射透过率可以低到 0.3,这时不需再设遮阳。但是低辐射玻璃同时也 阻挡了冬季通过玻璃窗进入室内的太阳辐射热, 不利于冬季太阳能利用, 从全年看, 节能效果不及活动外遮阳,并且对室内的自然采光有负面影响。 4.2.3 自然通风时,在通风窗口设置遮阳有多方面的影响,一是可以降低窗口辐射温 度和室内各表面温度,从而降低全天的室内平均辐射温度;二是遮阳体将本身吸收 的太阳辐射热转移给进风气流,会引起室温上升;再者,若遮阳设施夜间仍挡在窗 口,会影响夜间降温的通风量和室内通过窗口向夜空长波辐射散热,使夜间室内温 度下降较慢。因此,遮阳设施的太阳辐射吸收率应小,夜间应离开窗口。 冬天,太阳辐射热是提高室内热环境质量的一个有利因素,应充分利用,因此 应避免外窗的遮阳对太阳辐射的阻碍。采用活动外遮阳,冬季时将其移离窗口,是 比较有效的节能措施。 4.2.4 实测表明:在深圳,通过开窗进行自然通风时,采用布帘、百叶等轻质悬挂的 活动遮阳措施来降温,效果并不显著。分析其原因,是由于深圳市室外风速高,常 把遮阳吹开,太阳辐射仍进入室内。同时,大量室外空气涌入室内,形成穿堂风, 使室内、外气温相近。因此在外窗开启的情况下,利用遮阳的方法改善深圳市的室 内热环境,应使遮阳设施能稳定地固定在窗口,不能被风吹开,同时又不能影响室 内通风。 4.2.5 外墙投向附近外窗的反射辐射和发射辐射会增加透过外窗的辐射热, 恶化室内

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热环境,应避免这种情况。东、西、东北、西北向外墙受日照较多,表面温度较高, 辐射较强,宜采用绿化遮阳隔热措施, 降低其外表面温度, 减弱其反射和辐射强度。 4.3 围护结构性能要求

4.3.1 为了保证空调时居住建筑的换气次数得以控制,要求外窗及阳台门 具有良好的气密性。现行国家标准《建筑外窗空气渗透性能分级及其检 测方法》 (GB7107-86) 规定的III级所对应的空气渗透数据是: 10 Pa 压 在 差下,每小时每米缝隙的空气渗透量在 1.5~2.5m3 之间;II级所对应的 空气渗透数据是:在 10 Pa 压差下,每小时每米缝隙的空气渗透量在 0.5~1.5m3 之间。
4.3.2 大量的动态模拟计算结果表明,对一般的居住建筑,在窗户太阳辐射透过率≤ 0.3 的前提下,当外窗、墙和屋顶等的热工性能满足表 4.3.2 的规定时,此类量大面 广的居住建筑空调年耗电量能满足节能 50 % 的要求,对这些建筑无需再用动态方 法进行计算。 规定热惰性指标是考虑了深圳市夏季外围护结构严重地受到不稳定温度波作 用,只采用传热系数这个指标不能全面地评价围护结构的热工性能。传热系数只是 描述围护结构传热能力的一个性能参数,是在稳态传热条件下建筑围护结构的评价 指标。 在非稳态传热的条件下, 围护结构的热工性能除了用传热系数这个参数之外, 还应该用抵抗温度波和热流波在建筑围护结构中传播能力的热惰性指标 D 来评价。 当外墙和屋顶采用含有轻质的绝热材料的复合结构时,会出现热惰性指标值 很低的情况。这样,在夏季不开启空调机的自然通风条件下,屋顶和外墙的内表面 最高计算温度有可能高于国家标准《民用建筑热工设计规范》 (GB50176-93)的规 定。为了避免出现这种情况,并提高空调时室内温度的稳定性,在表 4.3.2 中,规 定了屋顶和外墙的热惰性指标不应低于 3.0。 但是,不是所有的采用含有轻质的绝热材料的复合结构的外墙和屋顶都能满
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足热惰性指标值高于 3.0,出现这种情况时,屋顶和外墙的内表面温度应按照国家 标准《民用建筑热工设计规范》 (GB50176-93)的规定进行核算。 《民用建筑热工设 计规范》 (GB50176-93)的关于屋顶和外墙的内表面温度的规定是最低要求,可以 根据实际情况,适当提高要求。 PVC 塑料和铝合金单框双层玻璃窗的传热系数可满足规定的 4.7 W/(m2?K)。 使 用双层玻璃窗是一种发展的方向,是深圳市节能居住建筑兼顾通透明亮、节能、放 宽窗墙面积比、提高外窗热工性能的主要技术途径。因为外窗是围护结构各部分中 热工性能最差的部分,提高外窗的热工性能,常常是大幅度提高整个围护结构热工 性能的捷径。另外,提高外窗的热工性能的节能投资回收期也是较短的。 采用平均传热系数,即按面积加权法求得外墙的传热系数,考虑了围护结构周 边混凝土梁、柱、剪力墙等“热桥”的影响,以保证建筑在夏季空调时通过围护结 构的传热量小于标准的要求,不至于造成建筑耗冷量的计算值偏小,使设计的建筑 物达不到预期的节能效果。 根据实际测试数据和 DOE-2 程序能耗分析的结果, 在深圳市当改变围护结构 传热系数时,随着 K 值的减小,能耗指标的降低并非按线性规律变化,当屋面 K 值降为 1.0 W/(m2?K) ,外墙平均 K 值降为 1.5 W/(m2?K)时,再减小 K 值对降低 建筑能耗的作用已不太明显。因此,本规范考虑到以上因素和降低围护结构的 K 值 所增加的建筑造价, 认为屋面 K 值定为 1.0 W/ m2?K) 外墙 K 值为 1.5W/ m2?K) ( , ( , 在目前情况下对整个深圳市都是比较适合的。 本规范对墙体和屋顶传热系数的要求是不太高的。 主要原因是考虑到深圳市建 筑节能的重点在自然通风和外窗遮阳上,这两项措施的节能效果远高于改善墙体和 屋顶的热工性能。但在技术、经济许可的条件下,使用高效保温材料来提高墙体的 保温性能(例如采取聚苯乙烯泡沫塑料做墙体外保温) ,进一步降低墙体的 K 值,

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只要增加保温层的厚度即可, 造价不会成比例增加, 所以进一步降低 K 值是可行的, 也是经济的。屋顶的情况也是如此。如果采用聚苯乙烯泡沫塑料做屋顶的保温层, 保温层适当增厚,不会大幅度增加屋面的总造价,而屋面的 K 值则会明显降低,也 是经济合理的。 建筑物的使用寿命比较长,从长远来看,应鼓励围护结构采用较高档的节能技 术和产品,热工性能指标突破本规范的规定。深圳市经济比较发达,也是夏热冬暖 地区建筑节能工作开展得比较早的地区,应该往这个方向努力。

本规范对楼板和分户墙提出了保温性能的要求。这是因为在深圳市, 是否开启空调设备是居民的个人行为,如果相邻的住户不采用空调,而 楼板和分户墙的保温性能又太差,则开启空调设备的住户的室内能量会 大量通过楼板和分户墙损失掉。在楼板和分户墙上采取一些措施,达到 表 4.3.2 的要求是不困难的,而且增加造价不多。 用 DOE-2 模拟分析表明,在深圳,当窗户太阳辐射透过率小于等于 0.3 时, 窗墙面积比的变化对空调的能耗影响不大。 窗墙面积比每增加 0.1, 单位建筑面积的空调年耗电量只增加 0.11~0.30kWh;节能率仅下降 0.2~0.6 个百分点。而且,外窗可开启面积过小,会造成自然通风不良, 夏季不能充分利用自然通风,增加空调运行时间和能耗。所以深圳居住 建筑,在加强窗户夏季遮阳的前提下,根据室内外视觉感受、自然通风、 自然采光等的要求确定窗户面积是比较合理的,对居住建筑窗墙面积比 不提出要求。
4.3.3 采用浅色饰面材料的围护结构外墙面,在夏季有太阳直射时,能反射较多的 太阳辐射热,从而能降低空调时的得热量和自然通风时的内表面温度,当无太阳直 射时,它又能把围护结构内部在白天所积蓄的太阳辐射热较快地向外天空辐射出

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去,因此,无论是对降低空调耗电量还是对改善无空调时的室内热环境都有重要意 义。

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5 建筑物的节能综合指标
5.0.1 本规范为居住建筑提供了两条节能设计达标的途径,一条途径是符合第四章 的规定,另一条途径是满足第五章的要求。 第四章列出的是居住建筑节能设计的规定性指标。 对于围护结构的热工性能能 符合第四章的有关规定的居住建筑,它们的空调能耗已经在编制本标准的过程中经 过了大量的计算,节能 50%的目标是有保证的,不必再进行本章所规定的计算。

本章列出的是居住建筑节能设计的性能性指标。对于那些在某些方 面不符合第四章有关规定的居住建筑,本规范具有一定的灵活性。这类 居住建筑可以采取在其它方面增强措施的方法,仍然达到节能 50%的目 标。例如一栋建筑外墙的传热系数超过了第四章的规定,它可以采取降 低外窗辐射透过率的方法,仍然达到节能 50%的目标。但是对这一类建 筑就必须经过计算证明它达到了本章规定的性能性指标要求,才能判定 其能满足节能 50%的要求。
5.0.2 建筑物的耗冷量指标综合反映了建筑设计和围护结构热工性能的优劣,因此 是节能建筑的重要控制指标。 围护结构热工性能好的居住建筑,在不配备空调设备的条件下,夏季的室内温 度情况也要比一般居住建筑好。 建筑节能除了改善建筑围护结构的热工性能之外,提高空调设备的效率也是 一个很重要的方面。

本规范没有明确划定空调期,而是用空调年耗电量作为控制指标, 主要原因是深圳市的居住建筑目前极少配备集中供冷系统,降温基本上 是居民的个人行为,春季,气温骤升时,不论是否已到了所谓的空调期,
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居民都有可能开启空调器降温。 空调设备的运行时间很集中,用电的峰值负荷对电网的压力很大, 除了耗电量之外,空调的用电负荷也是一个重要指标,设计时应予以足 够的重视。 5.0.3 根据深圳市的气候特性,一天之内温度波动对围护结构传热的影响 比较大,尤其是夏季,白天室外气温很高,又有很强的太阳辐射,热量 通过围护结构从室外传入室内;夜里室外温度下降比室内温度快,热量 有可能通过围护结构从室内传向室外。由于这个原因,为了比较准确地 计算空调负荷,并与现行国标《采暖通风与空气调节设计规范》 (GBJ19 -87)保持一致,需要采用动态计算方法。 动态的计算方法有很多,暖通空调设计手册里的冷负荷计算法就是 一种常用的动态的计算方法。 本规范采用了反应系数计算方法,并采用美国劳伦斯伯克力国家实 验室开发的 DOE-2 软件作为计算工具。 DOE-2 用反应系数法来计算建筑围护结构的传热量。反应系数法是 先计算围护结构内外表面温度和热流对一个单位三角波温度扰量的反 应,计算出围护结构的吸热、放热和传热反应系数,然后将任意变化的 室外温度分解成一个个可迭加的三角波,利用导热微分方程可迭加的性 质,将围护结构对每一个温度三角波的反应迭加起来,得到任意一个时 刻围护结构表面的温度和热流。
DOE-2 用反应系数法来计算建筑围护结构的传热量。反应系数的基本原理如 下:

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参照右图,当室内温度恒为零,室外侧 有一个单位等腰三角波形温度扰量作用时, 从 作用时刻算起, 单位面积壁体外表面逐时所吸 收的热量,称为壁体外表面的吸热反应系数, 用符号 X(j)表示;通过单位面积壁体逐时 传入室内的热量, 称为壁体传热反应系数, 用 符号 Y(j)表示;与上述情况相反,当室外 温度恒为零, 室内侧有一个单位等腰三角波形 温度扰量作用时,从作用时刻算起,单位面积壁体内表面逐时所吸收的热量,称为 壁体内表面的吸热反应系数,用符号 Z(j)表示;通过单位面积壁体逐时传至室外 的热量,仍称为壁体传热反应系数,数值与前一种情况相等,固仍用符号 Y(j)表 示。 传热反应系数和内外壁面的吸热反应系数的单位均为 W/(m2?℃) ,符号括号 中的 j=0,1,2...,表示单位扰量作用时刻以后 j??小时。一般情况??均取 1 小时, 所以 X(5)就表示单位扰量作用时刻以后 5 小时的外壁面吸热反应系数。 反应系数的计算可以参考专门的资料或使用专门的计算机程序,有了反应系 数后就可以利用下式计算第 n 个时刻,室内从室外通过板壁围护结构的传热得热量 HG(n)

HG(n) ? ? Y ( j )t z (n ? j ) ? ? Z ( j )t r (n ? j )
j ?0 j ?0

?

?

(公式 1)

式中:tz(n-j)是第 n-j 时刻室外综合温度; tr(n-j)是第 n-j 时刻室内温度; 当室内温度 tr 不变时,此式还可以简化成:

43

HG(n) ? ? Y ( j )t z (n ? j ) ? K ? t r
j ?0

?

式中的 K 就是板壁的传热系数。

DOE-2 软件可以模拟建筑物采暖、空调的热过程。用户可以输入建 筑物的几何形状和尺寸,可以输入建筑围护结构的细节,可以输入室内 人员、电器、炊事、照明等的作息时间,可以输入一年 8760 个小时的气 象数据,可以选择空调系统的类型和容量等参数。DOE-2 根据用户输入 的数据进行计算,计算结果以各种各样的报告形式来提供。
5.0.4 本规范第五章的目的是审查那些不完全符合第四章规定的居住建筑是否也能 满足节能 50%的要求。为了在不同的建筑之间建立起一个公平合理的可比性,并简 化审查工作量,本条规定了计算的标准条件。 在建筑节能中,建筑的能耗水平应是该建筑历年来的平均能耗。由于典型气象 年的原始数据与历年平均值所用的原始气象数据年相同,采用典型气象年数据计算 所得的年能耗与采用历年平均气象数据计算所得的年能耗最接近,最能反映能耗的 “平均”情况。同时,典型气象年的数据是最齐全的,因此,以典型气象年作为能 耗计算的气象数据。 计算时取卧室和起居室室内温度,夏季全天为 26℃,换气次数为 1.5 次/小时, 其他房间不进行温度控制。 空调设备额定能效比取 2.5。 5.0.5 表 5.0.5 中所列的数据就是用 DOE-2 计算出来的,计算中严格按照 5.0.4 规定 的计算条件,并通过大量的调查,选取了深圳市具有代表性的 12 个住宅小区进行 外形、户型、结构类型、围护结构的构造、围护结构热工性能、层数、体型系数、 窗墙面积比等各方面的统计分析,获得计算所依据的建筑模型:包括两栋典型的高

44

层建筑(17 层)和四栋典型的多层建筑(5~7 层) 。这两栋高层建筑的建筑面积各 1 万平方米左右, 体形系数 0.288 和 0.31, 南北朝向, 一梯六户, 每户建筑面积 71~107 平方米,分为 2?3 个卧室,1 个起居室,1 个厨房,1?2 个卫生间;这 4 栋多层建 筑,一梯二~四户,每户建筑面积 100 平方米左右。卧室和起居室控制温度和换气 次数,卫生间和厨房不控制温度。外墙的传热系数为 1.39W/(m2?K),屋顶的传热系 数为 0.95 W/(m2?K), 窗户的传热系数为 4.7W/(m2?K), 夏季外窗的辐射透过率为 0.3。 将这 6 栋典型建筑放到深圳市的逐时气象条件下计算, 把计算的结果进行比较整理, 综合分析各因素的影响,得出了表 5.0.5 中所列的数据。 设计的居住建筑物用 DOE-2 计算的空调年耗电量不应超过表 5.0.5 中的规定 值。 DOE-2 的计算是逐时动态的,所以建筑物耗冷量指标都不是一个固定的数值, 而是每小时都变化的。为了使用上的方便,表 5.0.5 中所列的建筑物耗冷量指标 qc 是将建筑物在一年中最热月份一个月的耗冷量除以该月的小时数和建筑面积所获 得的值。计算耗冷量指标时所用的建筑面积系指整栋建筑的建筑面积。

45

6 空调和通风节能设计
6.1 空调节能设计 6.1.1 随着深圳市经济发展,人民生活水平的不断提高,对空调的需求逐年上升。对 于居住建筑设计选择集中空调系统方式,还是分户空调方式,应根据当地能源、环 保等因素,通过仔细的技术经济分析来确定。同时,该地区居民采暖空调所需设备 及运行费用全部由居民自行支付,因此,还要考虑用户对设备及运行费用的承担能 力。对于一些特殊的居住建筑,如幼儿院、养老院等,可根据具体情况设置集中采 暖、空调设施。主要考虑以下情况; (1) 深圳市的气候条件和建筑所在地点的气流、水、土地等有关自然资源; (2) 建筑所在地点的能源资源和价格; (3) 建筑所在地点的环境状况和相关环境法规; (4) 建筑自身特点:住宅小区还是单幢住宅楼,高层住宅还是多层住宅楼,或 别墅等; (5) 当地生活水平、生活习惯和住户经济收入; (6) 设备同时使用率、设备系统的部分负荷性能和调控性能; (7) 设备费、运行费; (8) 安装方式,运行调节和维护管理工作量及条件; (9) 对生态环境的影响; (10) 对城市、小区或周围环境的影响。

6.1.2 建设部 2000 年 2 月 18 日颁布了第 76 号令《民用建筑节能管理规定》 ,其中第 八条规定: “设计单位应当依据建设单位的委托以及节能的标准和规范进行设计, 保证建筑节能设计质量。 (一)严寒和寒冷地区设置集中采暖的新建、扩建和改建 的居住建筑设计,应当执行中华人民共和国《民用建筑节能设计标准(采暖居住建
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筑部分)。 》(二)新建、扩建和改建的旅游旅馆的热工与空气调节设计,应当执行 中华人民共和国《旅游旅馆建筑热工与空气调节节能设计标准》”因此,该地区采 。 用集中空调方式时,应设置分室(户)温度控制及分户计量设施,其它空调设计技 术规定应执行或参照执行上述标准中有关条款。 居住建筑小区采用电或燃气(油、蒸汽、热水)驱动的冷(热)水机组作为集 中供冷热源时,其能效比(性能系数)应符合目前已报批的国家标准《蒸汽压缩循 环冷水(热泵)机组 ——工商业用或类似用途的冷水(热泵)机组》 《直燃型溴 、 化锂吸收式冷热水机组》以及《蒸汽和热水型溴化锂吸收式冷水机组》中有关能效 比的规定值。下列各表摘自上述各标准。 (1) 水冷冷风型空调机的能效比应不小于表 1 的规定值。 表 1 水冷冷风型空调机能效比 名义制冷量 (W) >7000—14000 >14000—28000 >28000—50000 >50000—80000 >80000—100000 >100000—150000 >150000 (2) 风冷冷风型空调机的能效比应不小于表 2 的规定值。 表 2 风冷冷风型空调机能效比 名义制冷量 (W) >7000—14000 >14000—28000 >28000—50000 >50000—80000 >80000—100000 >100000—150000 >150000
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EER (W/W) 2.70 2.75 2.80 2.85 2.95 3.00 3.00

EER (W/W) 2.50 2.50 2.45 2.40 2.35 2.30 2.30

(3) 水源热泵型空调机的能效比应不小于表 3 的规定值。 表 3 水源热泵型空调机能效比 名义制冷量 (W) >7000—14000 >14000—28000 >28000—50000 >50000—80000 >80000—100000 >100000—150000 >150000 EER (W/W) 2.60 2.65 2.70 2.75 2.85 2.90 2.90

(4) 空气源热泵型空调机的能效比应不小于表 4 的规定值。 表 4 空气源热泵型空调机能效比 名义制冷量 (W) >7000—14000 >14000—28000 >28000—50000 >50000—80000 >80000—100000 >100000—150000 >150000 EER (W/W) 2.26 2.40 2.35 2.30 2.25 2.25 2.25

(5) 蒸汽压缩循环冷水(热泵)机组——户用和类似用途冷水(热泵)机组的能 效比应不小于表 5 的规定值。 表 5 蒸汽压缩循环冷水(热泵)能效比 名义制冷量 (kW) <8 ≥8—16 ≥16—31.5 ≥31.5—50 EER (W/W) 风冷式 2.30 2.35 2.40 2.45 水冷式 — — 3.30 3.40 蒸发冷却 2.60 2.70 2.80 2.90

(6) 蒸汽和热水型溴化锂吸收式冷水机组单位制冷量的加热源的耗量应不大于表
48

6 的规定值。 表 6 蒸汽和热水型溴化锂吸收式冷水机组名义工况和性能参数 名义工况 加热源 型式 饱和蒸汽 MPa 热 水℃ 冷水出 口温度 ℃ 冷水进、出 口温度差 ℃ ℃ 蒸汽单 效型 0.1 0.25 蒸汽双 效型 0.4 0.6 0.8 — — 7 13 7 10 7 10 7 35(40) 冷却水进 口温度 冷却水出 口温度 ℃ 单位制冷 量的加热 源耗量 kg/(kWh) 2.35 1.40 5 30(32) 35(38) 1.31 1.28 — 性能参数

热水型

注: 1. 蒸汽压力系指发生器(高压发生器)蒸汽进口管箱处压力。 2. 热水进口温度由制造厂和用户协商确定。 3. 表中括号内的参数值为应用名义工况值。 (7) 直燃型溴化锂吸收式冷(热)水机组单位制冷(热)量燃料的耗量应不大于 表 7 的规定值。 表 7 直燃型溴化锂吸收式冷(热)水机组名义工况和性能参数 项 目 冷(热)水出口温度 冷(热)水进、出口温差 冷却水进口温度 单位制冷量冷却水流量 冷(热)水、冷却水侧污垢系数 轻柴油 单位制冷 (供热) 量燃料耗量 重油 人工煤气 天然气 m /(kW h) m· ℃/kW kg/(kW h) Nm3(kW h) 0.077 0.079 0.221 0.091
2 3

制冷 7 ℃ 5 32 0.260 0.086

制热 60 —

0.093 0.095 0.271 0.112

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注: 1. 本标准中标准状态(101.325kPa· 0℃)下的体积单位以 Nm3 表示。 2. 单位制冷(供热)量燃料耗量是指下列热值下的数值: 轻柴油低热值:42.9MJ/kg; 重油低热值:41.9 MJ/kg; 人工煤气高热值:16.3 MJ/Nm3; 天然气高热值:39.5 MJ/Nm3。

(8) 燃气取暖器的热效率应不小于表 8 的规定值。

表 8 燃气取暖器热效率规定指标 燃气取暖器类型 家用燃气取暖器 家用燃气快速热水器 常压容积式燃气热水器 热效率 66% 80% 70%(以高热值计算)

6.1.3 中华人民共和国国家标准《房间空气调节器能源效率限定值及节能评价值》 (GB1201.3—2000)规定了房间空气调节器的能源效率限定值与节能评价值,能源 效率限定值是指房间空气调节器在额定工况和规定条件下,能效比(或性能系数) 的最小允许值;节能评价值是指在额定工况和规定条件下,节能型房间空气调节器 应达到的能效比(或性能系数)最小值。提高空调设备能效比是实现居住建筑空调 能耗节约 50%的重要措施之一,所以强调居住建筑所采用的房间空气调节器的能效 比应达到《房间空气调节器能源效率限定值及节能评价值》 (GB12021.3-2000) 所 规定的“节能评价值” ,即不小于表 9 的规定值。 表 9 房间空气调节器节能评价值 能效比(EER) 类型 额定制冷量(CC) W CC≤4500 整体式 CC>4500 CC≤2500
50

W/W 冷风型 2.35 - 2.85 热泵型 2.30 - 2.75

分体式

2500<CC≤4500 CC>4500

2.70 2.55

2.60 2.45

6.1.4 中央空调系统中水泵与风机的能耗也占了很大一部分,在负荷调节时,用阀 门来调节流量,消耗了很大的能量,所以水泵与风机都宜采用变频调速节能技术。 6.1.5 空调设备绝大多数时间是在部分负荷状态下运行,良好的部分负荷性能是节 约全年空调耗电量,实现节能 50%的关键因素之一,所以强调重视部分负荷下的能 效比。 6.1.6 空调的排热体可根据具体情况决定。 风冷热泵机组可以利用环境空气作为热泵 机组的热源与热汇,取之不尽、用之不竭。但是,它也有二个主要的缺点,当冬季 环境空气温度在 4℃左右时,室外侧热交换器盘管表面温度将低于 0℃,会出现结 霜。霜层会减小蒸发器的传热能力,增大蒸发器的空气阻力,严重时会使热泵无法 工作。所以要采取除霜措施,这会影响到室内热环境质量并多耗能;另一个缺点便 是它的出力正好与需求量(冷、热负荷)以及性能系数、能效比值呈反比。尤其在 冬季为了保持室内需要的室温,往往需要设置辅助加热装置(一般为直接电热) 。 水源热泵机组不存在除霜问题,出力稳定,性能系数、能效比大大高于风冷热泵。 它利用水作为热泵机组的热源及热汇,可以利用河水、湖水、海水及废水等,以及 打井取用的地下水。但利用地下井水时,必须确保有(真正的)回灌措施以及确保 水源不被污染,并必须符合当地有关规定。否则,会引起水资源保护及环境问题。 如果没有合适的水源可以利用,也可以采用封闭水循环系统,但需要在水循环系统 中设置冷却塔及加热装置,以便保持水循环系统中的水温在一定的范围内。如果在 该建筑附近有一定面积的土壤可以埋设专门的塑料管道(水平开槽埋设或垂直钻孔 埋设) ,可以采用地热源热泵机组,它利用土壤作热源和热汇,通过在管道里流动 的水进行热交换,有很高的能效比,并有利于环保。
51

6.1.7 具备地面水资源(如江河、海水等) ,有适合的废水等水源条件时,空调冷源 可向水体排热。采用向水体排热时,应计算水源热泵夏季排热造成的地面水体温度 变化,分析此温度变化对水体水质、水体中生物及对相关生活、生产的影响等,并 应报请有关管理部门、单位或人员批准或同意。 6.1.8 抽取地下水可能会导致水质污染,乃至地壳下陷等后果,所以必须在报请有关 管理部门批准后,方可抽取地下水作为冷却水。抽取地下水时必须确保: (1) 地下水源不被污染; (2) 地下水分布状况不被破坏。 要达到以上要求,抽取的地下水使用后必须有效回灌。 6.1.9 采用埋管式地源热泵时,应计算所需的地下岩土体量,合理确定埋管形式和 分布,不应影响土地表面积的使用;应计算排热造成的地下岩土温度的变化,分析 相关的环境影响,不得造成危害。 6.1.10 采用风冷空调向空气排热,应注意以下问题: (1) 应避免安装在阳光直射的地方,宜安装在东南、北或东南、西南向的外墙, 西、西北和东、东北向外墙不宜安装空调室外散热设备。应维持室外散热设 备的进风温度不超过 43℃。 (2) 空调室外换热器四周应开敞通风,避免处于滞流区,应避免室外换热器气流 短路或吸入其它空调器室外换热器的排风或吸入厨房、卫生间排气。 (3) 空调室外换热器出风口前 1.5 倍风口直径范围内不应有障碍物。 (4) 不宜将多层或高层住宅的空调室外换热器从下到上一条线地布置在外立面 上,不应布置在竖向凹入处。 (5) 空调室外换热器的排风不应吹向窗口或阳台,排风口与前方窗口、阳台距离 应大于 20 倍排风口直径,不应直接吹到行人区和绿化植物上。

52

(6) 应消除或减弱空调器(机)噪声污染。 6.2 通风节能设计 6.2.1 居住建筑通风设计应处理好室内气流组织,应使室外新鲜空气首先进入居室, 然后经厨房、卫生间排出,提高通风效率。 应避免厨房、卫生间的污浊空气进入居室,厨房卫生间排气窗口应设于建筑的 负压区。 居室采用密闭性能良好的窗户,宜设置可限定风量的单向进风口,风量的限定 值按 1.5 次/小时换气确定。 厨房应设置局部机械排风,就近捕集和排除炊事油烟,其排风应避免污损建筑 物外表面和侵入其它房间。 6.2.2~6.2.3 夏季通风历来被视为改善室内热环境的主要措施之一,利用通风降温措 施,是一种自然的降温方式。但是在室外温度很高(超过 35℃)的情况下,全天开 窗自然通风,白天大量热风侵入室内,造成室内气温猛升,墙体、楼板、物品大量 蓄热。而夜间由于室外风小,房间换气量少,不能迅速带走室内蓄热,致使室内气 温居高不下。因此,夏季防热降温,不宜泛泛地提自然通风,应注意加强夜间通风。 若夜间自然通风量达不到要求的通风量时,可采用机械通风,住宅可用通风换 气扇取代电扇加强夜间通风,建筑设计时要考虑夜间通风换气扇的安装位置。 6.2.4~6.2.5 排风中有可利用的冷热量,设有排风系统的宜采取措施充分进行冷热回 收,提高能源利用效率。没有排风系统的,通常是窗缝排风。可通过巧妙的窗缝设 计,使排风掠过窗玻璃外表面,从而减少窗户的冷热耗量。 6.2.6 该措施使得通风换气更加灵活自由,以满足居住者的不同需要,并使居住者能 调节通风设备,适应不同的天气条件,减少空调运行时间,提高房间舒适性,获得 更大的节能效果。

53

7 其它建筑设备的节能设计
我国建筑节能的重点是改善室内热环境,提高空调采暖的能源利用效率,居住 建筑节能设计标准是围绕这一重点编制的。但照明、热水供应、生活供水的能耗也 在随着生活水平的提高而不断增加,考虑到这一趋势,编制了这一章。

这一章的内容显得单薄,从分量上看不够一章,需要充实。但由于 这些方面的科学研究成果、工程技术和工程实践经验不足,一时难以充 实。但这一章涉及的工程技术范围又难以和其它章合并,暂且从工程技 术范围考虑,单列一章。

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