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公共建筑节能设计标准(节选)

1         则
1.0.1 为贯彻国家有关法律法规和方针政策,改善公共建筑的室内环境,提高能源利用效率,制定本标准。
1.0.2 本标准适用于新建、改建和扩建的公共建筑节能设计。
1.0.3 按本标准进行的建筑节能设计,在保证相同的室内环境参数条件下,与未采取节能措施前相比,全年采暖、通风、空气调节和照明的总能耗应减少50%。公共建筑的照明节能设计应符合国家现行标准《建筑照明设计标准》GB 50034-2004的有关规定。
1.0.4 公共建筑的节能设计,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 透明幕墙 transparent curtain wall
可见光可直接透射人室内的幕墙。
2.0.2 可见光透射比 visible transmittance
透过透明材料的可见光光通量与投射在其表面上的可见光光通量之比。
2.0.3 综合部分负荷性能系数 integrated part load value( IPLI)
用一个单一数值表示的空气调节用冷水机组的部分负荷效率指标,它基于机组部分负荷时的性能系数值、按照机组在各种负荷下运行时间的加权因素,通过计算获得。
2.0.4 围护结构热工性能权衡A断 building envelope trade-off option
当建筑设计不能完全满足规定的围护结构热工设计要求时,计算并比较参照建筑和所设计建筑的全年采暖和空气调节能耗,判定围护结构的总体热工性能是否符合节能设计要求。
2.0.5 参照建筑reference building
对围护结构热工性能进行权衡判断时,作为计算全年采暖和空气调节能耗用的假想建筑。
3     室内环境节能设计计算参数
3.0.1 集中采暖系统室内计算温度宜符合表3.0.1-1的规定;空气调节系统室内计算参数宜符合表3.0.1-2的规定。

 表3.0.1-2   空气调节系统室内计算参数

3.0.2 公共建筑主要空间的设计新风量,应符合表3.0.2的规定

表3.0.2  公共建筑主要空间的设计新风量

 

4 建筑与建筑热工设计

4.1 一般规定
4.1.1 建筑总平面的布置和设计,宜利用冬季日照并避开冬季主导风向,利用夏季自然通风。建筑的主朝向宜选择本地区最佳朝向或接近最佳朝向。
4.1.2 严寒、寒冷地区建筑的体形系数应小于或等于0.40。当不能满足本条文的规定时,必须按本标准第4.3节的规定进行权衡判断。
4.2 围护结构热工设计
4.2.1 各城市的建筑气候分区应按表4.2.1确定。
表4.2.1  主要城市所处气候分区

4.2.2 根据建筑所处城市的建筑气候分区。围护结构的热工性能应分别符合表4.2.2-1、表4.2.2-2、表4.2.2-3、表4.2.2-4,表4.2.2-5以及表4.2.2-6的规定,其中外墙的传热系数为包括结构性热桥在内的平均值Km。当建筑所处城市属于温和地区时,应判断该城市的气象条件与表4.2.1中的哪个城市最接近,围护结构的热工性能应符合那个城市所属气候分区的规定。当本条文的规定不能满足时,必须按本标准第4.3节的规定进行权衡判断。

表4.2.2-1   严寒地区A区围护结构传热系数限值

表4.2.2.2 严寒地区B区围护结构传热系数限值

续表4.2.2-2

  表4.2.2-3 寒冷地区围护结构传热系数和遮阳系数限值

 

表4.2.2-4 夏热冬冷地区围护结构传热系数和遮阳系数限值

表4.2.2-5 夏热冬暖地区围护结构传热系数和遮阳系数限值

4.2.2_6 不同气候区地面和地下室外墙热阻限值

 

 

4.2.3 外墙与屋面的热桥部位的内表面温度不应低于室内空气露点温度
4.2.4 建筑每个朝向的窗(包括透明幕墙)墙面积比均不应大于0.70。当窗(包括透明幕墙)墙面积比小于0.40时,玻璃(或其他透明材料)的可见光透射比不应小于0.4。当不能满足本条文的规定时,必须按本标准第4.3节的规定进行权衡判断。
4.2.5 夏热冬暖地区、夏热冬冷地区的建筑以及寒冷地区中制冷负荷大的建筑,外窗(包括透明幕墙)宜设置外部遮阳,外部遮阳的遮阳系数按本标准附录A确定。
4.2.6 屋顶透明部分的面积不应大于屋顶总面积的20%a,当不能满足本条文的规定时.必须按本标准第4.3节的规定进行权衡判断。
4.2.7 建筑中庭夏季应利用通风降温,必要时设置机械排风装置。
4.2.8 外窗的可开启面积不应小于窗面积的30%;透明幕墙应具有可开启部分或设有通风换气装置。
4.2.9 严寒地区建筑的外门应设门斗,寒冷地区建筑的外门宜设门斗或应采取其他减少冷风渗透的措施。其他地区建筑外门也应采取保温隔热节能措施。
4.2.10 外窗的气密性不应低于《建筑外窗气密性能分级及其检测方法》GB7107规定的4级。
4.2.11 透明幕墙的气密性不应低于《建筑幕墙物理性能分级》GBIT 15225规定的3级。
4.3 围护结构热工性能的权衡判断
4.3.1 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,当所设计建筑的采暖和空气调节能耗不大于参照建筑的采暖和空气调节能耗时,判定围护结构的总体热工性能符合节能要求。当所设计建筑的采暖和空气调节能耗大于参照建筑的采暖和空气调节能耗时,应调整设计参数重新计算,直至所设计建筑的采暖和空气调节能耗不大于参照建筑的采暖和空气调节能耗。
4.3.2 参照建筑的形状、大小、朝向、内部的空间划分和使用功能应与所设计建筑完全一致。在严寒和寒冷地区,当所设计建筑的体形系数大于本标准第4.1.2条的规定时,参照建筑的每面外墙均应按比例缩小,使参照建筑的体形系数符合本标准第4.1.2条的规定。当所设计建筑的窗墙面积比大于本标准第4.2.4条的规定时,参照建筑的每个窗户(透明幕墙)均应按比例缩小,使参照建筑的窗墙面积比符合本标准第4.2.4条的规定。当所设计建筑的屋顶透明部分的面积大于本标准第4.2.6条的规定时,参照建筑的屋顶透明部分的面积应按比例缩小,使参照建筑的屋顶透明部分的面积符合本标准第4.2.6条的规定。
4.3.3 参照建筑外围护结构的热工性能参数取值应完全符合本标准第4.2.2条的规定。
4.3.4 所设计建筑和参照建筑全年采暖和空气调节能耗的计算必须按照本标准附录B的规定进行。
5 采暖、通风和空气调节节能设计
5.1 一般规定
5.1.1 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。
5.1.2 严寒地区的公共建筑,不宜采用空气调节系统进行冬季采暖,冬季宜设热水集中采暖系统。对于寒冷地区,应根据建筑等级、采暖期天数、能源消耗量和运行费用等因素,经技术经济综合分析比较后确定是否另设置热水集中采暖系统。
5.2 采暖
5.2.1 集中采暖系统应采用热水作为热媒。
5.2.2 设计集中采暖系统时,管路宜按南、北向分环供热原则进行布置并分别设置室温调控装置。
5.2.3 集中采暖系统在保证能分室(区)进行室温调节的前提下,可采用下列任一制式;系统的划分和布置应能实现分区热量计量。
1  上/下分式垂直双管;
2  下分式水平双管;
3  上分式垂直单双管;
4  上分式全带跨越管的垂直单管;
5  下分式全带跨越管的水平单管。
5.2.4 散热器宜明装,散热器的外表面应刷非金属性涂料。
5.2.5 散热器的散热面积,应根据热负荷计算确定。确定散热器所需散热量时,应扣除室内明装管道的散热量。
5.2.6 公共建筑内的高大空间,宜采用辐射供暖方式。
5.2.7 集中采暖系统供水或回水管的分支管路上,应根据水力平衡要求设置水力平衡装置。必要时,在每个供暖系统的入口处,应设置热量计量装置。
5.2.8 集中热水采暖系统热水循环水泵的耗电输热比(EHR),应符合下式要求:
        12EHR=N/Q畏' type="#_x0000_t75">                                                (5.2.8-1)
         12EHR鈮?/m:t>0.00056锛?/m:t>14+s= ws伪危s= ws/>L锛?/m:t>/鈻?/m:t>t' type="#_x0000_t75">5                           (5.2.8-2)
式中    N — 水泵在设计工况点的轴功率(kW);
Q — 建筑供热负荷(kW);
η—  考虑电机和传动部分的效率(%);
当采用直联方式时,η= 0.85;
当采用联轴器连接方式时 ,η=0.83;
Δt— 设计供回水温度差(℃)。系统中管道全部采用钢管连接时,取 Δt= 2 5 ℃;系统中管道有部分采用塑料管材连接时,取Δt= 20℃;
ΣL — 室外主干线(包括供回水管)总长度(m);
当ΣL≤ 500m时,α=0.0115;
当 500<EL< 1000m时,α =0.0092;
当ΣL ≥1000m时 ,α = 0.0069.
5.3 通风与空气调节
5.3.1 使用时间、温度、湿度等要求条件不同的空气调节区,不应划分在同一个空气调节风系统中。
5.3.2 房间面积或空间较大、人员较多或有必要集中进行温、湿度控制的空气调节区,其空气调节风系统宜采用全空气空气调节系统,不宜采用风机盘管系统。
5.3.3 设计全空气空气调节系统并当功能上无特殊要求时,应采用单风管送风方式。
5.3.4 下列全空气空气调节系统宜采用变风量空气调节系统:
1  同一个空气调节风系统中,各空调区的冷、热负荷差异和变化大、低负荷运行时间较长,且需要分别控制各空调区温度;
2  建筑内区全年需要送冷风。
5.3.5 设计变风量全空气空气调节系统时,宜采用变频自动调节风机转速的方式,并应在设计文件中标明每个变风量末端装置的最小送风量。
5.3.6 设计定风量全空气空气调节系统时,宜采取实现全新风运行或可调新风比的措施,同时设计相应的排风系统。新风量的控制与工况的转换,宜采用新风和回风的焙值控制方法。
5.3.7 当一个空气调节风系统负担多个使用空间时,系统的新风量应按下列公式计算确定:
              12Y=X/锛?/m:t>1+X-Z锛?/m:t>' type="#_x0000_t75">                                       (5.3.7-1)                                 
              12Y=V0t/Vst' type="#_x0000_t75">                                               (5.3.7-2)    
              12Y=V0n/Vst' type="#_x0000_t75">                                               (5.3.7-3)                                        
               12Y=V0c/Vsc' type="#_x0000_t75">                                              (5.3.7-4) 
式中     Y —— 修正后的系统新风量在送风量中的比例;
Vot—— 修正后的总新风量(m3/h);
Vst——  总送风量,即系统中所有房间送风量之和(m3/h);
X —— 未修正的系统新风量在送风量中的比例;
Von —— 系统中所有房间的新风量之和(m3/h);
Z —— 需求最大的房间的新风比;
Voc —— 需求最大的房间的新风量(m3/h);
Vsc ——  需 求最大的房间的送风量(m3/h)。
5.3.8 在人员密度相对较大且变化较大的房间,宜采用新风需求控制。即根据室内C02浓度检测值增加或减少新风量,使CO2浓度检测维持在卫生标准规定的限值内。
5.3.9 当采用人工冷、热源对空气调节系统进行预热或预冷运行时,新风系统应能关闭;当采用室外空气进行预冷时,应尽量利用新风系统。
5.3.10 建筑物空气调节内、外区应根据室内进深、分隔、朝向、楼层以及围护结构特点等因素划分。内、外区宜分别设置空气调节系统并注意防止冬季室内冷热风的混合损失。
5.3.11 对有较大内区且常年有稳定的大量余热的办公、商业等建筑,宜采用水环热泵空气调节系统。
5.3.12 设计风机盘管系统加新风系统时,新风宜直接送人各空气调节区,不宜经过风机盘管机组后再送出。
5.3.13 建筑顶层、或者吊顶上部存在较大发热量、或者吊顶空间较高时,不宜直接从吊顶内回风。
5.3.14 建筑物内设有集中排风系统且符合下列条件之一时,宜设置排风热回收装置。排风热回收装置(全热和显热)的额定热回收效率不应低于60%。
1  送风量大于或等于3000m3/h的直流式空气调节系统,且新风与排风的温度差大于或等于80C;
2  设计新风量大于或等于4000 m3/h的空气调节系统,且新风与排风的温度差大于或等于80C ;
3  设有独立新风和排风的系统。
5.3.15 有人员长期停留且不设置集中新风、排风系统的空气调节区(房间),宜在各空气调节区(房间)分别安装带热回收功能的双向换气装置。
5.3.16 选配空气过滤器时,应符合下列要求:
1  粗效过滤器的初阻力小于或等于50Pa(粒径大于或等于5.0μm,效率:80%≥E:20%);终阻力小于或等于100Pa;
2  中效过滤器的初阻力小于或等于80Pa(粒径大于或等于1.0μm,效率:70%>E,20%);终阻力小于或等于160Pa;
3  全空气空气调节系统的过滤器,应能满足全新风运行的需要。
5.3.17 空气调节风系统不应设计土建风道作为空气调节系统的送风道和已经过冷、热处理后的新风送风道。不得已而使用土建风道时,必须采取可靠的防漏风和绝热措施。
5.3.18 空气调节冷、热水系统的设计应符合下列规定:
1 应采用闭式循环水系统;
2 只要求按季节进行供冷和供热转换的空气调节系统,应采用两管制水系统;
3 当建筑物内有些空气调节区需全年供冷水,有些空气调节区则冷、热水定期交替供应时,宜采用分区两管制水系统;
4 全年运行过程中,供冷和供热工况频繁交替转换或需同时使用的空气调节系统,宜采用四管制水系统;
5 系统较小或各环路负荷特性或压力损失相差不大时,宜采用一次泵系统;在经过包括设备的适应
性、控制系统方案等技术论证后,在确保系统运行安全可靠且具有较大的节能潜力和经济性的前
提下,一次泵可采用变速调节方式;
6 系统较大、阻力较高、各环路负荷特性或压力损失相差悬殊时,应采用二次泵系统;二次泵宜根据流量需求的变化采用变速变流量调节方式;
7 冷水机组的冷水供、回水设计温差不应小于50C。在技术可靠、经济合理的前提下宜尽量加大冷
水供、回水温差;
8 空气调节水系统的定压和膨胀,宜采用高位膨胀水箱方式。
5.3.19 选择两管制空气调节冷、热水系统的循环水泵时,冷水循环水泵和热水循环水泵宜分别设置。
5.3.20 空气调节冷却水系统设计应符合下列要求:
1  具有过滤、缓蚀、阻垢、杀菌、灭藻等水处理功能;
2  冷却塔应设置在空气流通条件好的场所;
3  冷却塔补水总管上设置水流量计量装置。
5.3.21 空气调节系统送风温差应根据焓湿图(h—d)表示的空气处理过程计算确定。空气调节系统采用上送风气流组织形式时,宜加大夏季设计送风温差,并应符合下列规定:
1  送风高度小于或等于5m时,送风温差不宜小于50C ;
2  送风高度大于5m时,送风温差不宜小于100C;
3  采用置换通风方式时,不受限制。
5.3.22 建筑空间高度大于或等于10m、且体积大于10000m3,宜采用分层空气调节系统。
5.3.23 有条件时,空气调节送风宜采用通风效率高、空气龄短的置换通风型送风模式。
5.3.24 在满足使用要求的前提下,对于夏季空气调节室外计算湿球温度较低、温度的日较差大的地区,空气的冷却过程,宜采用直接蒸发冷却、间接蒸发冷却或直接蒸发冷却与间接蒸发冷却相结合的二级或三级冷却方式。
5.3.25 除特殊情况外,在同一个空气处理系统中,不应同时有加热和冷却过程。
5.3.26 空气调节风系统的作用半径不宜过大。风机的单位风量耗功率(Ws)应按下式计算,并不应大于表5.3.26中的规定。

 12Ws=P/锛?/m:t>3600畏t锛?/m:t>' type="#_x0000_t75">                              (5.3.26

式中    Ws—— 单位风量耗功率[(W/ (m3/h)];

P —— 风机全压值 (Pa);

ηt —— 包含风机、电机及传动效率在内的总效率(%)。

表 5.3.26     风机的单位风f耗功率限值[W/ (m3/h)

 

5.3.27 空气调节冷热水系统的输送能效比(ER)应按下式计算,且不应大于表5.3.27中的规定值。                 12ER=0.002342H/锛?/m:t>螖T路畏锛?/m:t>' type="#_x0000_t75">                       (5.3.27)

式中   H —— 水泵设计扬程(m);
ΔT —— 供回水温差(℃);
η —— 水泵在设计工作点的效率(%)。

 表 5.3.27  空气调节冷热水系统的最大输送能效比(ER)

 

5.3.28 空气调节冷热水管的绝热厚度,应按现行国家标准《设备及管道保冷设计导则》GB/T 15586的经济厚度和防表面结露厚度的方法计算,建筑物内空气调节冷热水管亦可按本标准附录C的规定选用。
5.3.29 空气调节风管绝热层的最小热阻应符合表5.3.29的规定。
5.3.30 空气调节保冷管道的绝热层外,应设置隔汽层和保护层。

表5.3.29 空气调节网管绝热层的最小热阻

 

5. 4 空气调节与采暖系统的冷热源
5.4.1空气调节与采暖系统的冷、热源宜采用集中设置的冷(热)水机组或供热、换热设备。机组或设备的选择应根据建筑规模、使用特征,结合当地能源结构及其价格政策、环保规定等按下列原则经综合论证后确定:
1 具有城市、区域供热或工厂余热时,宜作为采暖或空调的热源;
2 具有热电厂的地区,宜推广利用电厂余热的供热、供冷技术;
3 具有充足的天然气供应的地区,宜推广应用分布式热电冷联供和燃气空气调节技术,实现电力和天然气的削峰填谷,提高能源的综合利用率;
4 具有多种能源(热、电、燃气等)的地区,宜采用复合式能源供冷、供热技术;
5 具有天然水资源或地热源可供利用时,宜采用水(地)源热泵供冷、供热技术。
5.4.2 除了符合下列情况之一外,不得采用电热锅炉、电热水器作为直接采暖和空气调节系统的热源:
1 电力充足、供电政策支持和电价优惠地区的建筑;
2 以供冷为主,采暖负荷较小且无法利用热泵提供热源的建筑;
3 无集中供热与燃气源,用煤、油等燃料受到环保或消防严格限制的建筑;
4 夜间可利用低谷电进行蓄热、且蓄热式电锅炉不在日间用电高峰和平段时间启用的建筑;
5 利用可再生能源发电地区的建筑;
6 内、外区合一的变风量系统中需要对局部外区进行加热的建筑。

5.4.3    锅炉的额定热效率,应符合表5.4.3的规定

 

 

5.4.4 燃油、燃气或燃煤锅炉的选择应符合下列规定:
1  锅炉房单台锅炉的容量,应确保在最大热负荷和低谷热负荷时都能高效运行;
2  锅炉台数不宜少于2台,当中、小型建筑设置1台锅炉能满足热负荷和检修需要时,可设1台;
3  应充分利用锅炉产生的多种余热。
5.4.5 电机驱动压缩机的蒸气压缩循环冷水(热泵)机组,在额定制冷工况和规定条件下,性能系数(COP)不应低于表5.4.5的规定。

表5.4.5   冷水(热泵)机组制冷性能系数

5.4.6    蒸气压缩循环冷水(热泵)机组的综合部分负荷性能系数(IPLV )不宜低于表5.4.6的规定。

表 5.4.6    冷水(热泵)机组综合部分负荷性能系数

 

5.4.7 水冷式电动蒸气压缩循环冷水(热泵)机组的综合部分负荷性能系数.PLV)宜按下式计算和检测条件检测:
12IPLV=2.3%脳A+41.5%脳B+46.1%脳C+10.1%脳D' type="#_x0000_t75">
式中    A —— 100%负荷时的性能系数(W/W),冷却水进水温度300C;
B —— 75%负荷时的性能系数(W/W),冷却水进水温度260C;
C ——-50%负荷时的性能系数(W/W),冷却水进水温度230C;
D —— 25%负荷时的性能系数(W/W),冷却火进水温度190C;
5.4.8 名义制冷量大于7100W、采用电机驱动压缩机的单元式空气调节机、风管送风式和屋顶式空气调节机组时,在名义制冷工况和规定条件下。其能效比(FER)不应低于表5.4.8的规定。

表5.4.8 单元式机组能效比

 

5.4.9 蒸汽、热水型溴化锂吸收式冷水机组及直燃型溴化锂吸收式冷(温)水机组应选用能量调节装置灵敏、可靠的机型、在名义工况下的性能参数应符合表5.4.9的规定。

  

5.4.10 空气源热泵冷、热水机组的选择应根据不同气候区,按下列原则确定:
1  较适用于夏热冬冷地区的中、小型公共建筑;
2  夏热冬暖地区采用时,应以热负荷选型,不足冷量可由水冷机组提供;
3  在寒冷地区,当冬季运行性能系数低于1.8或具有集中热源、气源时不宜采用。
注 :冬 季运行性能系数系指冬季室外空气调节计算温度时的机组供热量(W)与机组输 人功率(W)之比。
5.4.11 冷水(热泵)机组的单台容量及台数的选择,应能适应空气调节负荷全年变化规律,满足季节及部分负荷要求。当空气调节冷负荷大于528kW时不宜少于2台。
5.4.12 采用蒸汽为热源,经技术经济比较合理时应回收用汽设备产生的凝结水。凝结水回收系统应采用闭式系统。
5.4.13 对冬季或过渡季存在一定量供冷需求的建筑,经技术经济分析合理时应利用冷却塔提供空气调节冷水。
5.5 监测与控制
5.5.1 集中采暖与空气调节系统,应进行监测与控制,其内容可包括参数检测、参数与设备状态显示、自动调节与控制、工况自动转换、能量计量以及中央监控与管理等,具体内容应根据建筑功能、相关标淮、系统类型等通过技术经济比较确定。
5.5.2 间歇运行的空气调节系统,宜设自动启停控制装置;控制装置应具备按预定时间进行最优启停的功能。
5.5.3 对建筑面积20000m2以上的全空气调节建筑,在条件许可的情况下,空气调节系统、通风系统,以及冷、热源系统宜采用直接数字控制系统。
5.5.4 冷、热源系统的控制应满足下列基本要求:
1  对系统冷、热量的瞬时值和累计值进行监测,冷水机组优先采用由冷量优化控制运行台数的方式;
2  冷水机组或热交换器、水泵、冷却塔等设备连锁启停;
3  对供、回水温度及压差进行控制或监测;
4  对设备运行状态进行监测及故障报警;
5  技术可靠时,宜对冷水机组出水温度进行优化设定。
5.5.5 总装机容量较大、数量较多的大型工程冷、热源机房,宜采用机组群控方式。
5.5.6 空气调节冷却水系统应满足下列基本控制要求:
冷水机组运行时,冷却水最低回水温度的控制;
2  冷却塔风机的运行台数控制或风机调速控制;
3  采用冷却塔供应空气调节冷水时的供水温度控制;
4  排污控制。
5.5.7 空气调节风系统(包括空气调节机组)应满足下列基本控制要求:
1  空气温、湿度的监测和控制;
2  采用定风量全空气空气调节系统时,宜采用变新风比焓值控制方式;
3  采用变风量系统时,风机宜采用变速控制方式;
4  设备运行状态的监测及故障报警;
5  需要时,设置盘管防冻保护;
6  过滤器超压报警或显示。
5.5.8 采用二次泵系统的空气调节水系统,其二次泵应采用自动变速控制方式
5.5.9 对末端变水量系统中的风机盘管,应采用电动温控阀和三挡风速结合的控制方式。
5.5.10 以排除房间余热为主的通风系统,宜设置通风设备的温控装置。
5.5.11 地下停车库的通风系统,宜根据使用情况对通风机设置定时启停(台数)控制或根据车库内的CO浓度进行自动运行控制。5.5.12 采用集中空气调节系统的公共建筑,宜设置分楼层、分室内区域、分用户或分室的冷、热量计量装置;建筑群的每栋公共建筑及其冷、热源站房,应设置冷、热量计量装置。 

 

 

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