16、公共建筑节能设计标准.docx
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1、公共建筑节能设计标准(GB50189-2015)总那么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,促进可再生能源的建筑应用,降低建筑能耗,制定本标准。本标准适用于新建、扩建和改建的公共建筑节能设计。公共建筑节能设计应根据当地的气候条件,在保证室内环境参数条件下,改 善围护结构保温隔热性能,提高建筑设备及系统的能源利用效率,利用可再生能 源,降低建筑暖通空调、给水排水及电气系统的能耗。当建筑高度超过150m或单栋建筑地上建筑面积大于200000m2时,除应符 合本标准的各项规定外,还应组织专家对其节能设计进行专项论证。施工图设计文件中应说明该工程工程采取的节能措
2、施,并宜说明其使用要求。公共建筑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。建筑与建筑热工一般规定公共建筑分类应符合以下规定:1单栋建筑面积大于300m2的建筑,或单栋建筑面积小于或等于300m2但 总建筑面积大于1000m2的建筑群,应为甲类公共建筑;2单栋建筑面积小于或等于300m2的建筑,应为乙类公共建筑。代表城市的建筑热工设计分区应按代表城市建筑热工设计分区表确定。代表城市建筑热工设计分区表6温和地区甲类公共建筑围护结构热工性能限值围护结构部位传热系数K W/(n? - K)太阳得热系数(东、南、西向/北向)屋面围护结构热情性指标人2.5(0 50围护结构热情性指
3、标D2.52. 51.5单一立面外窗(包括透光幕墙)窗墙面积比40.205,20. 20V窗墙面积比W0.304.0WO. 44/0. 48030V窗墙面积比(0. 403.040 40/0. 440.40V窗墙面积比40.50(2.70. 35/0. 44)0. 50窗墙面积比40.602.5CO. 35/0. 4(10. 60窗墙面积比40. 702.540 30/0.35. 70V窗墙面积比40. 80(2.50. 804200. 24/0.30屋顶透光局部(屋顶透光局部面积420%)0.040.30注:传热系数K只适用于温和A区,温和B区的传热系数K不作要求。乙类公 共建筑的围护结构热
4、工性能应符合表7和表8的规定。表7乙类公共建筑屋面、外墙、楼板热工性能限值围护结构部位传热系数KW/(gK)J严寒A、B区严塞C区东冷地区夏热冬冷地区夏热冬暖地区BW0. 350. 4540 55140. 700.90外墙(包括非 透光幕墙)0.45W0 500.6001.5底面接触室外空气 的架空或外挑楼板(0. 4540 500. 6041。地下车库和供暖房 间与之间的楼板0 500 70CI.0一年中自然的春、秋季节。在条件合适的地区应充分利用全空气空调系统的优势,尽可能利用室外天然 冷源,最大限度地利用新风降温,提高室内空气品质和人员的舒适度,降低能耗。 利用新风免费供冷(增大新风比)
5、工况的判别方法可采用固定温度法、温差法、固 定焰法、电子焰法、焙差法等。从理论分析,采用焰差法的节能性最好,然而该 方法需要同时检测温度和湿度,且湿度传感器误差大、故障率高,需要经常维护, 数年来在国内、外的实施效果不够理想。而固定温度和温差法,在工程中实施最 为简单方便。因此,本条对变新风比控制方法不作限定。本条文系参考美国供暖制冷空调工程师学会标准Ventilation for Acceptable Indoor Air Quality) ASHRAE 62. 1中第6章的内容。考虑到一些设计采用新风比 最大的房间的新风比作为整个空调系统的新风比,这将导致系统新风比过大,浪 费能源。采用上
6、述计算公式将使得各房间在满足要求的新风量的前提下,系统的 新风比最小,因此本条规定可以节约空调风系统的能耗。举例说明式的用法:假定一个全空气空调系统为表中的几个房间送风: 案例计算表房间用途在室人数新风址(m3/h)曲风量(rn/h)新风比(%)办公室20680340020办公室413619407会议室501700510033接待室615631205合计8026721356020如果为了满足新风量需求最大(新风比最大的房间)的会议室,那么须按该会议 室的新风比设计空调风系统。其需要的总新风量变成:13560X33%=4475(m3 / h),比实际需要的新风量(2672m3 / h)增加了 6
7、7%。现用式计算,在上面的例子中,Vot =未知;Vst = 13560m3 / h; Von = 2672m3/ h; Voc = 1700m3 / h; Vsc = 5100m3 / ho 因此可以计算得到:Y=Vo,/Vm=Voi/13560X=Vg/V =2672/13560= 19. 7% 2=仁/匕=1700/5100=33. 3% 代人方程Y = X/C + X-Z)中,得到 Vol/13560 = 0.197/(1 4-0. 197-0. 333) = 0. 228 可以得出 V0t = 3092m3/h.根据二氧化碳浓度控制新风量设计要求。二氧化碳并不是污染物,但可以作 为评
8、价室内空气品质的指标,现行国家标准室内空气质量标准GB/T 18883 对室内二氧化碳的含量进行了规定。当房间内人员密度变化较大时,如果一直按 照设计的较大人员密度供应新风,将浪费较多的新风处理用冷、热量。我国有的 建筑已采用了新风需求控制,要注意的是,如果只变新风量、不变排风量,有可 能造成局部时间室内负压,反而增加能耗,因此排风量也应适应新风量的变化以 保持房间的正压。在技术允许条件下,二氧化碳浓度检测与VAV变风量系统相结 合,同时满足各个区域新风与室内温度要求。新风系统的节能。采用人工冷、热源进行预热或预冷运行时新风系统应能关 闭,其目的在于减少处理新风的冷、热负荷,降低能量消耗;在夏
9、季的夜间或室 外温度较低的时段,直接采用室外温度较低的空气对建筑进行预冷,是一项有效 的节能方法,应该推广应用。建筑外区和内区的负荷特性不同。外区由于与室外空气相邻,围护结构的负 荷随季节改变有较大的变化;内区那么由于无外围护结构,室内环境几乎不受室外 环境的影响,常年需要供冷。冬季内、外区对空调的需求存在很大的差异,因此 宜分别设计和配置空调系统。这样,不仅方便运行管理,易于获得最正确的空调效 果,而且还可以防止冷热抵消,降低能源的消耗,减少运行费用。对于办公建筑而言,办公室内、外区的划分标准与许多因素有关,其中房间 分隔是一个重要的因素,设计中需要灵活处理。例如,如果在进深方向有明确的 分
10、隔,那么分隔处一般为内、外区的分界线;房间开窗的大小、房间朝向等因素也 对划分有一定影响。在设计没有明确分隔的大开间办公室时,根据国外有关资料 介绍,通常可将距外围护结构3m5m的范围内划为外区,其所包围的为内区。 为了满足不同的使用需求,也可以将上述从3m5m的范围作为过渡区,在空调 负荷计算时,内、外区都计算此局部负荷,这样只要分隔线在3m5m之间变 动,都是能够满足要求的。如果新风经过风机盘管后送出,风机盘管的运行与否对新风量的变化有较大 影响,易造成能源浪费或新风缺乏。粗、中效空气过滤器的性能应符合现行国家标准空气过滤器GB/T14295 的有关规定:粗效过滤器的初阻力小于或等于50P
11、a(粒径大于或等于2. Oum,效率不大 于50%且不小于20%);终阻力小于或等于lOOPa;中效过滤器的初阻力小于或等于80Pa(粒径大于或等于0. 5um,效率小于 70%且不小于20%);终阻力小于或等于160Pa;由于全空气空调系统要考虑到空调过渡季全新风运行的节能要求,因此其过 滤器应能满足全新风运行的需要。由于种种原因一些工程采用了土建风道(指用砖、混凝土、石膏板等材料构 成的风道)。从实际调查结果来看,这种方式带来了相当多的隐患,其中最突出的 问题就是漏风严重,而且由于大局部是隐蔽工程无法检查,导致系统不能正常运 行,处理过的空气无法送到设计要求的地点,能量浪费严重。因此作出较
12、严格的 规定。在工程设计中,有时会因受条件限制或为了结合建筑的需求,存在一些用砖、 混凝土、石膏板等材料构成的土建风道、回风竖井的情况;止匕外,在一些下送风 方式(如剧场等)的设计中,为了管道的连接及与室内设计配合,有时也需要采用 一些局部的土建式封闭空腔作为送风静压箱。因此本条文对这些情况不作严格限 制。同时由于混凝土等墙体的蓄热量大,没有绝热层的土建风道会吸收大量的送 风能量,严重影响空调效果,因此当受条件限制不得已利用土建风道时,对这类 土建风道或送风静压箱提出严格的防漏风和绝热要求。做好冷却水系统的水处理,对于保证冷却水系统尤其是冷凝器的传热,提高 传热效率有重要意义。在目前的一些工程
13、设计中,片面考虑建筑外立面美观等原因,将冷却塔安装 区域用建筑外装修进行遮挡,忽视了冷却塔通风散热的基本要求,对冷却效果产 生了非常不利的影响,导致了冷却能力下降,冷水机组不能到达设计的制冷能力, 只能靠增加冷水机组的运行台数等非节能方式来满足建筑空调的需求,加大了空 调系统的运行能耗。因此,强调冷却塔的工作环境应在空气流通条件好的场所。冷却塔的“飘水”问题是目前一个较为普遍的现象,过多的“飘水”导致补 水量的增大,增加了补水能耗。在补水总管上设置水流量计量装置的目的就是要 通过对补水量的计量,让管理者主动地建立节能意识,同时为政府管理部门监督 管理提供一定的依据。在室内设置水箱存在占据室内面
14、积、水箱和冷却塔的高差增加水泵电能等缺 点,因此是否设置应根据具体工程情况确定,且应尽量减少冷却塔和集水箱高差。空调系统的送风温度应以h-d图的计算为准。对于湿度要求不高的舒适性空 调而言,降低湿度要求,加大送风温差,可以到达很好的节能效果。送风温差加 大一倍,送风量可减少一半左右,风系统的材料消耗和投资相应可减少40%左 右,风机能耗那么下降50%左右。送风温差在48之间时,每增加送 风量可减少10%15%。而且上送风气流在到达人员活动区域时已与房间空气 进行了比拟充分的混合,温差减小,可形成较舒适环境,该气流组织形式有利于 大温差送风。由此可见,采用上送风气流组织形式空调系统时,夏季的送风
15、温差 可以适当加大。在空气处理过程中,同时有冷却和加热过程出现,肯定是既不经济也不节能 的,设计中应尽量防止。对于夏季具有高温高湿特征的地区来说,假设仅用冷却过 程处理,有时会使相对湿度超出设定值,如果时间不长,一般是可以允许的;如 果对相对湿度的要求很严格,那么宜采用二次回风或淋水旁通等措施,尽量减少加 热用量。但对于一些散湿量较大、热湿比很小的房间等特殊情况,如室内游泳池 等,冷却后再热可能是必要的方式之一。对于置换通风方式,由于要求送风温差较小,当采用一次回风系统时,如果 系统的热湿比拟小,有可能会使处理后的送风温度过低,假设采用再加热显然降低 利用置换通风方式所带来的节能效益。因此,置
16、换通风方式适用于热湿比拟大的 空调系统,或者可采用二次回风的处理方式。采用变风量系统(VAV)也通常使用热水盘管对冷空气进行再加热。在执行过程中发现,本标准2005版中风机的单位耗功率的规定中对总效率nt和风机全压的要求存在一定的问题:1设计人员很难确定实际工程的总效率nt;2对于空调机组,由于内部组合的变化越来越多,且设计人员很难计算出其 所配置的风机的全压要求。这些都导致实际执行和节能审查时存在一定的困难。 因此进行修改。由于设计人员并不能完全掌控空调机组的阻力和内部功能附件的配置情况。 作为节能设计标准,规定ws的目的是要求设计师对常规的空调、通风系统的管 道系统在设计工况下的阻力进行一
17、定的限制,同时选择高效的风机。近年来,我国的机电产品性能取得了较大的进步,风机效率和电机效率得到 了较大的提升。本次修订按照新的风机和电机能效等级标准的规定来重新计算了 风道系统的ws限值。在计算过程中,将传动效率和电机效率合并后,作为后台 计算数据,这样就不需要暖通空调的设计师再对此进行计算。首先要明确的是,Ws指的是实际消耗功率而不是风机所配置的电机的额定 功率。因此不能用设计图(或设备表)中的额定电机容量除以设计风量来计算Wso 设计师应在设计图中标明风机的风压(普通的机械通风系统)或机组余压(空调风 系统)P,以及对风机效率n F的最低限值要求。这样即可用上述公式来计算实际 设计系统的
18、Ws,并和表4. 3. 23对照来评判是否到达了本条文的要求。本标准附录D是管道与设备绝热厚度。该附录是从节能角度出发,按经济厚 度和防结露的原那么制定。但由于全国各地的气候条件差异很大,对于保冷管道防 结露厚度的计算结果也会相差较大,因此除了经济厚度外,还必须对冷管道进行 防结露厚度的核算,比照后取其大值。为了方便设计人员选用,本标准附录D针对目前建筑常用管道的介质温度 和最常使用、性价比高的两种绝热材料制定,并直接给出了厚度。如使用条件不 同或绝热材料不同,设计人员应结合供应厂家提供的技术资料自行计算确定。按照本标准附录D的绝热厚度的要求,在最长管路为500m的空调供回水系 统中,设计流速
19、状态下计算出来的冷水温升在0. 25c以下。对于超过500m的 系统管路中,主要增加的是大口径的管道,这些管道设计流速状态下的每百米温 升都在0. 004c以下,因此完全可以将整个系统的管内冷水的温升控制在0. 3 (对于热水温降控制在0. 6)以内,也就是不超过常用的供、回水温差的6%左 右。但是,对于超过500m的系统管道,其绝热层外表冷热量损失的绝对值是不 容忽视的,尤其是区域能源供应管道,往往长达一千多米。当系统低负荷运行时, 绝热层外表冷热量损失相对于整个系统的输送能量的比例就会上升,会大大降低 能源效率,其绝热层厚度应适当加厚。保冷管道的绝热层外的隔汽层是防止凝露的有效手段,保证绝
20、热效果。空气 调节保冷管道绝热层外设置保护层主要作用有两个:1防止外力,如车辆碰撞、经常性踩踏对隔汽层的物理损伤;2防止外部环境,如紫外线照射对于隔汽层的老化、气候变化-雨雪对隔汽 层的腐蚀和由于刮风造成的负风压对隔汽层的损坏。实际上,空气调节保冷管道绝热层在室外局部是必须设置保护层的;在室内 局部,由于外界气候环境比拟稳定,无紫外线照射,温湿度变化并不剧烈,也没 有负风压的危险。另外空气调节保冷管道所处的位置也很少遇到车辆碰撞或者经 常性的踩踏,所以在室内的空气调节保冷管道一般都不设置保护层。这样既节省 了施工本钱,也方便室内的维修。与风道的气密性要求类似,通风空调系统即使在停用期间,室内外
21、空气的温 湿度相差较大,空气受压力作用流出或流入室内,都将造成大量热损失。为减少 热损失,靠近外墙或外窗设置的电动风阀设计上应采用漏风量不大于0. 5%的 密闭性阀门。随着风机的启停,自动开启或关闭,通往室外的风道外侧与土建结 构间也应密封可靠。否那么,常会造成大量隐蔽的热损失,严重的甚至会结露、冻 裂水管。空气-空气能量回收过去习惯称为空气热回收。空调系统中处理新风所需的 冷热负荷占建筑物总冷热负荷的比例很大,为有效地减少新风冷热负荷,宜采用 空气-空气能量回收装置回收空调排风中的热量和冷量,用来预热和预冷新风, 可以产生显著地节能效益。现行国家标准空气-空气能量回收装置GB/T21087将
22、空气热回收装置按 换热类型分为全热回收型和显热回收型两类,同时规定了内部漏风率和外部漏风 率指标。由于热回收原理和结构特点的不同,空气热回收装置的处理风量和排风 泄漏量存在较大的差异。当排风中污染物浓度较大或污染物种类对人体有害时, 在不能保证污染物不泄漏到新风送风中时,空气热回收装置不应采用转轮式空气热回收装置,同时也不宜采用板式或板翅式空气热回收装置。在进行空气能量回收系统的技术经济比拟时,应充分考虑当地的气象条件、 能量回收系统的使用时间等因素。在满足节能标准的前提下,如果系统的回收期 过长,那么不宜采用能量回收系统。在严寒地区和夏季室外空气比焰低于室内空气设计比焰而室外空气温度又 高于
23、室内空气设计温度的温和地区,宜选用显热回收装置;在其他地区,尤其是 夏热冬冷地区,宜选用全热回收装置。空气热回收装置的空气积灰对热回收效率 的影响较大,设计中应予以重视,并考虑热回收装置的过滤器设置问题。对室外温度较低的地区(如严寒地区),如果不采取保温、防冻措施,冬季就 可能冻结而不能发挥应有的作用,因此,要求对热回收装置的排风侧是否出现结 霜或结露现象进行核算,当出现结霜或结露时,应采取预热等措施。常用的空气热回收装置性能和适用对象参见表。适用对象风*较 大且允许 排风与新 风间有适 量溶透的 系统新风与 持风热回 收点较多 且比拟分 散的系统仅需回 收显热的 系统含有轻 微灰尘或 温度较
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