重庆市建筑热环境与节能设计标准.doc
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1、1重庆市建筑气候特点. o8 S5 i9 a/ s! a% B 重庆地区,在建筑气候分区上属于夏热冬冷地区,是中国人口最密集,经济发展速度比较快的地区。该地区最热月平均温度2530,平均相对湿度80左右,热湿是夏季的基本气候特点。夏季,连晴高温。太平洋副热带高压从中国东部沿海登陆,沿长江西扩,直达重庆地区,笼罩时间长达740天以上。这是夏季最恶劣的天气过程,最高气温可达40以上,日最低气温也超过28,全天无凉爽时刻。白天日照强、气温高、风速大。热(火)风横行,所到之处,如同火炉。空气升温,物体表面发烫。夜间,静风率高,带不走白天积蓄的热量,气温和物体表面湿度都居高难降。重庆“火炉”之称由此而来
2、。8 i L5 n/ F w5 ! t 夏季也有舒适的天气过程。那就是晴雨相间。一般是晴23天后降雨12天,当地老百姓称为3晴2雨天气。这种天气过程中,尽管晴天最高温度可上升到35左右,但夜间气温可降到24以下。雨前虽有短暂的闷湿感,但很快过去。降雨和雨后初晴时空气清爽宜人。 u3 g% k4 I5 P( I 夏季第三种常见天气过程是持续阴雨。这种天气过程可持续520天左右。也是夏季一种不舒适的天气过程。尽管天空云层厚,日照弱,气温最高不超过32左右。但昼夜温差小,只有35;尤其是空气湿度大,气压低,相对湿度持续保持在80左右以上。使人感到闷湿难受,而且使室内细菌繁殖迅速。黄梅雨季节就是这种天
3、气过程。8 A. n# M/ x. G Z0 d7 G1 : ? 该地区最冷月平均气温010,平均相对湿度80左右。冬季气温虽然比北方高,但日照率远远低于北方。北方冬季日照率大多超过60。重庆只有13,整个冬季天气阴沉,雨雪绵绵,几乎不见阳光。该地区冬季的基本气候特点是阴冷潮湿。) |M a, |1 V; ?, V. ) d* _+ ? 该地区冬夏两季都很潮湿,相对湿度都在80左右。但必须注意,造成冬夏两季潮湿的基本原因是不一样的。夏季原因是空气中水蒸汽含量太多;冬季原因是空气温度低,日照严重不足。4 s. f( Hv$ t8 b1 T& 2重庆地区的建筑热环境和能耗状况) y$ BA# w)
4、 s6 G 该地区没有采暖空调设施的建筑,冬夏季节的室内热环境质量是全中国最差的。夏季连晴高温天气中,室内温度超过30,甚至高达3637。人进室内如入火炉,大汗淋漓,坐立不安,卧不能眠。冬季室内外温度几乎相同,温差只有14。室内阴冷,温度不到12(卫生标准的下限),整个冬季平均只有8.5,78的时间低于10。在室内不能久坐,久坐则感到寒气袭人,受寒生病是普遍现象。该地区建筑,若不采暖空调,冬夏季节室内热环境都达不到基本的居住条件,更谈不上舒适。4 Q+ 9 A8 6 A- S& w; r: e 长期以来,重庆地区人民一直在渴望改善建筑热环境,也一直在努力改善建筑热环境,其进程可分为四个阶段。:
5、 P2 e- G+ n4 a& l3 u0 t 第一阶段,扇子与手炉阶段。20世纪七十年代以前,城市住宅多为砖瓦房。夏季降温主要依靠自然通风和手中的扇子。室内闷热,人们一到傍晚就到室外纳凉,甚至整夜露宿,成为重庆地区的民风。冬季御寒,主要靠加厚衣被,手提烘炉或烘笼个体取暖,经济条件好的家庭,在室内烧小火盆或火炉,一家人围着取暖。冬夏季节,纳凉取暖成了人们的主要生活内容,其它生活内容因此受到严重影响或妨碍。这一阶段,没有明显的采暖空调能耗。: t- R7 i; Q+ t/ v e6 | 8 B1 u4 F 第二阶段,电扇与烤火炉阶段。从20世纪八十年初开始,砖混结构建筑越来越多,但厨卫往往不配套
6、。室内仍然是夏季闷热,冬季寒冷。电扇和各种燃料的烤火炉逐渐普及,开始有了采暖降温能耗。夏季每户电扇用电负荷100w左右,用电量约50kwh。冬季每户烤火炉燃料用量约50kg标准煤。能耗不高,但热环境改善也甚微。 A1 : M% Z4 s- H3 h2 _ w 第三阶段,电暖器与空调阶段。从20世纪九十年代初开始,住宅成套化,但建筑热工性能较之第二阶段没有明显改进。电暖器、空调器相继进入普遍百姓家。目前电暖器已普及,空调器正在迅速普及之中,1998年重庆家庭空调器拥有率已超过50。各个商场、旅店、影剧院等公共建筑,不论档次高低,都已有了空调。建筑热环境开始得到明显改善,采暖空调能耗急剧上升。每户
7、采暖空调用电负荷14kw,年用电量5004000kwh。按此水平,包括重庆地区在内的我国夏热冬冷地区住宅采暖空调用电负荷将达2亿kw,年用电量2240亿kwh。相当于11座三峡电厂的装机容量,3座三峡电厂的年发电量。此外,还有公用建筑的采暖空调能耗。1 P6 T8 n/ J, Q w% _8 W 第四阶段,全面改善建筑热环境与节能的阶段。中华人民共和国建设部建筑节能“九五”计划和2010年规划提出了基本目标:2000年夏热冬冷地区开始执行建筑热环境与节能标准。这是进入第四阶段的基本标志。9 y j& N: h- h 3重庆地区建筑节能标准的总体构想和基本原则, _* a% x& K: b, p
8、* Y7 S& m 建筑能耗受当地气候条件、建筑热环境质量标准、室内空气质量标准、建筑热工性能、采暖空调设施性能和建筑使用管理情况等诸多方面共同制约,总体关系错综复杂。建筑节能标准必须把握好这个总体关系,不宜脱离总体关系孤立确定某一个方面的指标。要紧密结合重庆地区的气候特点,社会经济发展水平,综合制定建筑热环境标准、室内空气质量标准、建筑能耗指标、建筑热工指标和采暖空调设备的能源利用效率,以及配套的技术细则。- s+ 2 R2 L2 B$ g K/ h# J# Z 制定节能标准应该确立以下基本原则:0 q2 6 q1 F# t- Y i6 D5 其一,改善建筑热环境,提高居住质量是重庆地区人民
9、的强烈要求和基本权利。不能以压抑这方面的需求来抑制建筑能耗的增长。2 J2 p- U! Q; G# |5 r* g* u 其二,室内空气质量是与居住者的身体健康和工作学习效率密切相关的。不能以牺牲室内空气质量为代价换取节能效果。# i3 ?# m6 s8 E6 7 W0 % M 其三,建筑是个多功能系统,不能以建筑节能为由,影响和妨碍其它功能的实现。, C1 Y- n; ?) 8 z3 W 其四,建筑节能标准应依靠科学技术进步,提高建筑热工性能和采暖空调设备的能源利用效率,不断提高建筑热环境质量,降低单位建筑面积能耗。 4重庆地区建筑热环境标准6 b) Q2 M, Q ?$ S& D1 O n
10、 重庆地区夏热冬冷,冬夏两季建筑居住性差。节能标准必须确定建筑热环境标准。G8 N+ f$ , B c: N 建筑热环境质量对生活水平、身体健康、工作和学习效率有重大影响。7 w; X: H# I9 M: Y! 在信息社会和知识经济时代,脑力劳动效率具有巨大的经济价值。研究发现,空气温度在25左右时,脑力劳动效率最高。低于18或高于28,工作效率急剧下降。以25时的工作效率为100%,35时只有50,10时只有30。) N6 ?# 0 b% Z S1 6 在重庆地区调查的结果表明,夏季室温不超过28时,人们对热环境均表示满意。2830时,约30的人感到热,但很少有人感到热得难受,室内尚可正常生
11、活,具备基本的居住条件。3034时,84的人感到热,14.5%的人感到室内不能居住。超过34,100的人感到热,42.3%的人感到难忍受,室内不具备基本的居住条件。冬季室温达到18时,坐着的人有5感到冷。室温低于12时,80以上坐着的人感到冷而且有的冷得难受,不能坚持久坐不动,动着的人也有20以上感到冷。( D* 4 M# ) D1 D: t 另外卫生学研究表明,气温超过30,低于12,人体血液循环出现明显反应。在30以上,胃酸分泌减少,胃肠蠕动减慢,食欲下降。30和12是建筑热环境的卫生学上、下限。& A$ ?& U# v k, 8 p- U ? 建筑热环境标准的高低,对能耗与投资都有显著影
12、响。相同的技术水平下,室温夏季每提高1,冬季每降低1,投资、冷热负荷和能耗可减少10左右。: e7 C8 j: X) y7 G0 J$ b2 p9 Z5 _ 重庆地区社会经济发展存在显著差异。东部已经进入小康,正向中等发达水平发展;西部不少地区尚处于温饱阶段,甚至还未脱贫。不同社会经济发展水平,对建筑热环境的综合支撑能力悬殊较大。6 h i5 P7 v. s% 4 V/ 5 m# 综合考虑热环境质量的效益和费用能耗,适应重庆地区社会经济发展的不同程度,建筑热环境质量标准分为两个等级。一级标准为舒适性标准,二级标准为可居住性标准。可居住性标准虽达不到热舒适,夏季仍感到热,冬季仍感到冷,但它保证了
13、基本的居住条件,室内夏季可以休息睡眠,冬季不至于受冻生病。可居住性标准和舒适性标准对建筑热工的要求是基本相同的。不同处在于不用全面采暖空调设施。 u+ X7 s6 k3 x 采用什么样的建筑热环境指标体系,要综合考虑科学性和方便性,要有利于推动建筑节能。% Z: F- O0 A0 . M2 E 影响热感受的主要因素有6个:干球温度、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个是人的个体因素。ISO7730采用丹麦P.O.Fangtr教授的热舒适理论,将上述6因素综合为PMV,再将PMV与热感受的不满意率PPD联系,形成PMV-PPD热环境质量指标体系。ISO7730
14、推荐:-0.5PMV0.5,PPD10。PMV-PPD指标体系表明,同一等级的热环境质量,可以由不同的6因素值组合达到。而这些不同的组合,所需的设备投资和能耗是不一样的。合理组合6因素,可在保证热环境质量的前提下,减少投资,降低能耗。采用PMV-PPD指标有2个好处,一是有利于开拓节能途径;二是有利于国际合作交流。不足之处是实际使用不便;除暖通空调专业外,其它专业对此尚缺乏了解;检测PMV的热舒适仪昂贵,一时难以普遍配置。# d5 I9 M4 7 p% q 我国工程界和普通老百姓都习惯于以干球温度表示热环境质量,政府文件和技术法规也多采用干球温度。干球温度检测简便,仪表设备已普及。不足之处是不
15、能全面准确地反映热环境质量,可能限制建筑节能的技术思路。( Z2 ! V8 5 z) H5 R1 * ? Y% F 综合考虑现状与发展,采用双指标体系。一是简便性指标(或主要指标)干球温度;二是完整性指标PMV-PPD。, s# J+ _; Y1 u9 B( K 目前,我国夏热冬冷地区各省市建筑节能地方标准或技术细则所规定的舒适性建筑热环境标准基本一致,见表41。因此,重庆地区舒适性建筑热环境质量标准可以统一为:干球温度夏季不超过28,冬季不低于18。, |6 Q3 Q# ? T, y0 表41 各省市的建筑热环境标准 e* m# P& 7 N- % N 省 市 重庆 湖北 江苏 上海( e;
16、 M! G* J. b. _, a- G! q9 Y舒 夏季干球温度() 28 2627 2428 286 U+ G8 z4 P- E9 S s适 冬季干球温度() 18 18 ( f3 f) P) Fo2 e性 PMV -0.400.76 ( Q, : | 9 j5 O4 x可居 夏季干球温度() 日平均值30 ; X / n- & |; x E s住性 冬季干球温度() 日平均值10 7 + t! J! H U: j人员久留位置12 1012 & F6 j- l ?ro1 s V! |/ j12 ! N P W8 D g8 w* U# G, P注:重庆市民用建筑热环境与节能设计标准(报批稿
17、),1999.4.9 J: R B8 z- t9 h0 X# y1 d V 湖北省民用建筑热环境与节能设计标准(居住建筑部分)(征求意见稿),1999.3.7 K1 E N+ p! i1 江苏省民用建筑节能设计标准实施细则,DB32/T122-95,1995.7.! J4 o. T1 C. 8 n上海市新型墙体材料试点小区节能住宅建筑热工设计暂行规定,1996.7.! P0 + - Y9 P5 N) U南京市民用建筑节能设计技术要点,1999.2. J+ E& F0 Y* R, R# d4 T2 T* R0 2 a 另外重庆市建筑热环境与节能设计标准规定完整性舒适指标:-0.40PMV0.76
18、;可居住性标准:室内日平均温度,夏季不超过30,冬季不低于10,人员久留位置不低于12。南京市民用建筑节能设计技术要点规定的冬季被动或采暖建筑室内平均温度不宜小于12。可供参考。 C3 & g9 l1 O/ w4 c7 w 5重庆地区室内空气质量* h6 O; F5 p- : ZX 建筑节能绝不能损害室内空气质量。冬夏季节通风换气要消耗冷热量,为节能适当限制换气量是可以的。但过度减少换气量将使室内空气质量下降,影响工作效率,危害人体健康,得不偿失。必须牢记国际建筑节能的沉痛教训。美国为节能,曾将换气量由25.5m3/hp减少到8.5m3/hp。结果“密闭建筑综合症”蔓延,每年因室内空气质量恶化
19、所造成的损失达590亿美元。现在重新增加的换气量超过节能以前的换气量,达到34m3/hp。; W1 u s8 p8 4 x6 X 重庆地区居民长期养成了加强房间通风,保持室内空气新鲜的良好卫生习惯。在实际调查中,大量住户冬季都开窗,他们宁愿室内冷一点,也要保持空气清新。当室内空气质量与节能热舒适发生冲突时,他们选择室内空气质量。, N6 |# N! w. ) O2 W7 重庆地区比北方潮湿,室内细菌繁殖速度高于北方,需要增大换气量。5 4 F# D% L1 q2 F- v- v$ n 重庆地区冬季室外气温比北方高,换气耗热量低于北方,如冬季通风室外计算温度,重庆为7,而哈尔滨低达-20。重庆冬
20、季相同换气量的耗热量分别只有哈尔滨的29。重庆地区夏季也只有约13的时间新风焓值高于室内,换气要冷量。% p2 i! B# O2 T; P( g+ w+ I 重庆地区换气量应明显高于北方。4 |0 i5 y6 h% H4 $ _$ z, 具体要多少换气量才能保证室内空气质量,这是个复杂的难题。美国ASHRAE标准(621989)等推荐住宅居室为42.5m3/hp,办公室为34m3/hp。我国旅游旅馆建筑热工与空气调节节能设计标准规定客房换气量为:一级50m3/hp,二级40m3/hp,三级30m3/hp,市民用建筑热环境与重庆节能设计标准规定为1.5次/ h,按人均8 m2居住面积计算为32
21、m3/hp,按人均12 m2居住面积计算为48 m3/hp。湖北省节能设计标准规定夏季为1.5次/ h,冬季为0.5次/ h。建议重庆地区住宅换气量为1.5次/ h。( C4 e1 f ?0 1 N9 G; |+ d 既要保证室内空气质量又要节能,必须组织好室内外气流,提高通风换气的有效利用率。室外清洁的新鲜空气应首先进入居室,然后到厨房、卫生间。应避免厨房、卫生间的污浊空气进入本套住房的居室,也应避免厨房、卫生间排气从室外进入其它房间。1 E, q2 K# f5 a: B$ D 消除室内空气污染源,是保证室内空气质量,减少换气能耗的最有效措施。必须严格禁止建筑特别是室内装饰选用散发空气污染物
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