4.2 暖通空调系统

4.2.1 暖通空调系统能耗应包括冷源能耗、热源能耗、输配系统及末端空气处理设备能耗。

4.2.2 暖通空调系统能耗计算方法应符合下列规定：

1 应采用月平均方法计算年累计冷负荷和累计热负荷；

2 应分别设置工作日和节假日室内人员数量、照明功率、设备功率、室内设定温度、供暖和空调系统运行时间；

3 应根据负荷计算结果和室内环境参数计算供暖和供冷起止时间；

4 应反映建筑外围护结构热惰性对负荷的影响；

5 负荷计算时应能够计算不少于10个建筑分区；

6 应计算暖通空调系统间歇运行对负荷计算结果的影响；

7 应考虑能源系统形式、效率、部分负荷特性对能耗的影响；

8 计算结果应包括负荷计算结果、按能源类型输出系统能耗计算结果；

9 建筑运行参数可参照本标准附录B的建筑物运行特征确定。

4.2.3 建筑碳排放计算模型中建筑分区应考虑建筑物理分隔、建筑区域功能、为分区提供服务的暖通空调系统、区域内采光（通过外窗或天窗）情况。

4.2.4 年供暖（供冷）负荷应包括围护结构的热损失和处理新风的热（冷）需求；处理新风的热（冷）需求应扣除从排风中回收的热量（冷量）。

4.2.5 建筑碳排放计算中建筑室内环境计算参数应与设计参数一致，并应符合国家现行相关标准的要求。

4.2.6 建筑碳排放计算气象参数的选取应符合现行行业标准《建筑节能气象参数标准》JGJ/T346的规定。

4.2.7 建筑碳排放计算应定义建筑围护结构，围护结构的热工性能及构造做法应与设计文件一致。

4.2.8 建筑碳排放计算中应分别计算建筑累积冷负荷和累积热负荷。

4.2.9 建筑碳排放计算中的累积冷热负荷应根据下列内容确定：

1 通过围护结构传入的热量；

2 透过透明围护结构进入的太阳辐射热量；

3 人体散热量；
4 照明散热量；

5 设备、器具、管道及其他内部热源的散热量；

6 食品或物料的散热量；

7 渗透空气带入的热量；

8 伴随各种散湿过程产生的潜热量。

4.2.10 建筑碳排放计算时应计算气密性、风压和热压的作用、人员密度、新风量、热回收系统效率对通风负荷的影响。

4.2.11 建筑累积冷负荷和热负荷应根据建筑物分区的空调系统计算，同一暖通空调系统服务的建筑物分区的冷负荷和热负荷应分别进行求和计算。

4.2.12 根据建筑年供冷负荷和年供暖负荷计算暖通空调系统终端能耗时应根据下列影响因素分别进行计算：

1 供冷供暖系统类型；

2 冷源和热源的效率；

3 泵与风机的能耗情况；

4 未端类型；

5 系统控制策略；

6 系统运行内部冷热抵消等情况；

7 暖通空调系统能量输送介质的影响；

8 冷热回收措施。

4.2.13 暖通空调系统中由于制冷剂使用而产生的温室气体排放，应按下式计算：

式中：

C_r——建筑使用制冷剂产生的碳排放量（tCO₂e/a）；

r——制冷剂类型；

m_r——设备的制冷剂充注量（kg/台）；

y_e——设备使用寿命（a）；

GWP_r——制冷剂r的全球变暖潜值。

4.2.14 建筑物碳排放计算采用的冷热源及相关用能设备的性能参数应与设计文件一致。

4.2.15 建筑冷热源的能耗计算应计入负载、输送过程和末端的冷热量损失等因素的影响。

4.2.16 输送系统的能耗计算应计入水泵与风机的效率、运行时长、实际工作状态点的负载率、变频等因素的影响。

条文说明

4.2.1 暖通空调系统能耗由冷热源的能耗、输配系统及末端空气处理设备的能耗构成，输配系统包括冷冻水系统、冷却水系统、热水系统和风系统。
4.2.2 目前常用的逐时建筑能耗模拟工具都较为复杂、涉及的计算因素也很多，对计算工程师的专业素质要求高，计算工作量大，计算结果一致性不高。运行阶段建筑物碳排放计算方法的核心是简便、一致、易用、准确的建筑能耗的计算方法。国际标准化组织发布的《Energy performance of buildings-Calculation o fenergy use for space heating and cooling》ISO13790-2008提供了简便、准确的月平均负荷计算方法，英国官方提供的建筑能效和碳排放计算软件SBEM、德国的WUFI和PHPP、我国的爱必宜都采用该方法。在工程应用上具有一致性高和计算简便的优势，能够保证评价结果的一致性和权威性。
4.2.3 建筑分区原则：首先应确定计算供暖和供冷能效需求的建筑物的边界条件。同时由于建筑类型众多，室内活动复杂，在计算过程中经常需要对其室内区域进行分区计算。
关于建筑分区需要基于如下考虑：
1 建筑物理分隔；
2 建筑区域的功能；
3 为区域提供服务的暖通空调系统；
4 区域内采光（通过外窗或天窗）情况；
5 对某一特定楼层，其分区程序应如下：
1）按物理分区进行划分，如墙或其他；
2）如同一物理分区内由不同HVAC系统提供服务，按HVAC系统的服务区域进行划分；
3）如果物理分区内有不同的活动类型，按活动类型将物理分区划分，确保每个分区内只有一种活动类型；
4）再将每个分区按其接受日光的程度进行划分；
5）如果分区有窗墙比大于0.2的外墙，且该外墙对应的分区长度大于6m，将距离该外墙6m的空间单独划分为一个分区；
6）如果该分区的宽度小于3m，将其同临近分区进行合并；
7）如果任何分区重叠，将分区分配给临近的分区；
8）将由同一HVAC系统和照明系统提供服务，且活动类型一样的分区进行合并。
每个分区应有独立的对其围护结构的描述，当其围护结构为虚拟时（如通过接受日光的程度进行划分的分区），则无须定义围护结构，当然，此分区和周围分区也无热量传输。
4.2.5 对建筑碳排放进行计算，主要是考虑围护结构不同及暖通系统不同而带来的碳排放不同，所以对不同的建筑室内活动，其室内参数应保持统一，具体如下：
1 室内设计温度
国家标准《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》GB50736-2012规定：“严寒和寒冷地区主要房间应采用18℃～24℃；夏热冬冷地区主要房间宜采用16℃～22℃；设置值班供暖房间不应低于5℃。辐射供暖室内设计温度宜降低2℃；辐射供冷室内设计温度宜提高0.5℃～1.5℃。”
国家标准《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》GB50736-2012对舒适性空调室内设计参数进行了规定：人员长期逗留区域空调室内设计参数见表5。

表5　人员长期逗留区域空调室内设计参数

注：Ⅰ级热舒适度较高，Ⅱ级热舒适度一般。
人员短期逗留区域空调供冷工况室内设计参数宜比长期逗留区域提高1℃～2℃，供暖工况宜降低1℃～2℃。短期逗留区域供冷工况风速不宜大于0.5m/s，供暖工况风速不宜大于0.3m/s。
所以，人员长期逗留区域空调室内设计温度，供暖工况选22℃，供冷工况选26℃。人员短期逗留区域空调供暖工况选20℃，供冷工况选28℃。辐射供冷室内设计温度选27℃。

表6　公共建筑主要房间每人所需最小新风量［m/（h·人）］

设置新风系统的居住建筑和医院建筑，所需最小新风量宜按换气次数法确定。居住建筑设计最小换气次数见表7，医院建筑设计最小换气次数见表8，高密人群建筑每人所需最小新风量应按人员密度确定，见表9。

表7　居住建筑设计最小换气次数（次/h）

表8　医院建筑设计最小换气次数（次/h）

表9　高密人群建筑每人所需最小新风量［m/（h·人）］

4.2.6 室外环境的变化是建筑终端能耗的关键外扰之一。室外气象参数中应包括太阳辐射照度逐时值、室外干球温度逐时值、室外湿球温度逐时值、室外风速、相对湿度等。
建筑能耗模拟计算过程中使用典型气象年数据，数据的来源和格式不同导致不同的数据之间也存在一定的差异。常见的典型气象年的数据格式有TMY、TMY2、TMY3、EPW等。现行行业标准《建筑节能气象参数标准》JGJ/T346提供了我国的官方典型气象年数据。本标准的计算将采用该标准中的典型气象年数据。
4.2.7 建筑围护结构指建筑墙体、屋面、地面、楼板和窗等。定义一个建筑分区需要准确定义建筑物的围护结构（图2）。图2是一个简单建筑分区的示意图，定义该分区的建筑围护结构，需要定义6个围护结构和1个外窗、1个外门。

图2围　护结构定义

1 外墙、屋面、地面、楼板
外墙、屋面、地面、楼板的热工性能应按设计资料或建筑实际情况逐层逐项输入以保证建模过程中的外围护结构资料和建筑实际情况相符。围护结构的信息应包括围护结构的各层厚度、传热系数、热容、密度及最外层和最内层的吸收系数和反射系数等。
2 外窗
通过建筑物外窗发生的能量传递主要包括温差传热和太阳辐射得热。通过外窗的太阳辐射是建筑物非常重要的一项外扰。夏季外窗的太阳辐射得热产生的冷负荷是空调系统能量消耗的重要部分，冬季透过外窗的太阳辐射给室内带来了热量。准确计算外窗的冷热负荷是确定建筑终端消耗的能量的重要影响因素。
计算外窗的冷热负荷时，需要建筑能耗模拟软件依据实际外窗数据进行建模。建模过程中应包含下列数据：
1）外窗构造（玻璃和窗框的面积比例）；
2）玻璃的传热系数；
3）玻璃的光学特性，可见光透过率、反射率，不同入射角下的表面折射率和反射率；
4）外窗的位置；
5）外窗的内外遮阳情况。
围护结构的传热系数应该满足国家现行相关标准的要求。围护结构的传热系数的最小值应按建筑物所处的热工分区确定。
4.2.8 建筑累积冷负荷和累积热负荷是计算建筑物碳排放的基础。建筑物的供热和供冷的系统性能差异较大，宜分别计算确定。
4.2.9 本条从现代空调负荷计算方法的基本原理出发，规定了计算空调区夏季冷负荷所应考虑的基本因素，强调指出得热量与冷负荷是两个不同的概念。
以空调房间为例，通过围护结构传入房间的及房间内部散出的各种热量，称为房间得热量。为保持所要求的室内温度须由空调系统从房间带走的热量称为房间冷负荷。两者在数值上不一定相等，这取决于得热中是否含有时变的辐射成分。当时变的得热量中含有辐射成分时或虽然时变得热曲线相同但所含的辐射百分比不同时，由于进入房间的辐射成分不能被空调系统的送风消除，只能被房间内表面及室内各种陈设所吸收、反射、放热，再吸收、再反射、再放热……在多次换热过程中，通过房间及陈设的蓄热、放热作用，使得热中的辐射成分逐渐转化为对流成分，即转化为冷负荷。显然，此时得热曲线与负荷曲线不再一致，比起前者，后者线形将产生峰值上的衰减和时间上的延迟，这对准确计算空调设计负荷有重要意义。
4.2.11 建筑物供暖功能系统的能量需求是指为维持建筑物设计条件下的温湿度、新风条件，建筑物需要暖通空调系统末端向建筑物内供应的热量或从建筑物内移出的热量，建筑终端消耗的能量是计算建筑能耗的重要依据。
根据建筑物分区的空调系统，将由同一暖通空调系统服务的建筑物分区的冷负荷和热负荷分别进行求和计算。同一系统服务的建筑分区是指由同一的风系统、水系统或其他能量输配系统提供暖量和冷量的建筑分区。一栋建筑物可能有多种暖通空调系统形式和多个暖通空调系统。实际计算过程中，应该按暖通空调系统对建筑分区的供冷供暖能量进行求和，计算出同一系统的建筑物供冷系统能量需求和供暖系统能量需求。
4.2.13 假定制冷设备达到使用寿命后，制冷剂不回收。HCFC-22、HFC-134、HFC-134a的GWP值分别为1760、1120、1300；其他制冷剂的GWP值可参考IPCC第五次评估报告。

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