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附录B 围护结构热工性能的权衡计算


B.0.1 建筑围护结构热工性能权衡判断应采用能自动生成符合本标准要求的参照建筑计算模型的专用计算软件,软件应具有下列功能:
    1全年8760h逐时负荷计算;
    2 分别逐时设置工作日和节假日室内人员数量、照明功率、设备功率、室内温度、供暖和空调系统运行时间;
    3 考虑建筑围护结构的蓄热性能;
    4 计算10个以上建筑分区;
    5 直接生成建筑围护结构热工性能权衡判断计算报告。
B.0.2 建筑围护结构热工性能权衡判断应以参照建筑与设计建筑的供暖和空气调节总耗电量作为其能耗判断的依据。参照建筑与设计建筑的供暖耗煤量和耗气量应折算为耗电量。
B.0.3 参照建筑与设计建筑的空气调节和供暖能耗应采用同一软件计算,气象参数均应采用典型气象年数据。
B.0.4 计算设计建筑全年累计耗冷量和累计耗热量时,应符合下列规定:
    1 建筑的形状、大小、朝向、内部的空间划分和使用功能、建筑构造尺寸、建筑围护结构传热系数、做法、外窗(包括透光幕墙)太阳得热系数、窗墙面积比、屋面开窗面积应与建筑设计文件一致;
    2 建筑空气调节和供暖应按全年运行的两管制风机盘管系统设置。建筑功能区除设计文件明确为非空调区外,均应按设置供暖和空气调节计算;
    3 建筑的空气调节和供暖系统运行时间、室内温度、照明功率密度值及开关时间、房间人均占有的使用面积及在室率、人员新风量及新风机组运行时间表、电气设备功率密度及使用率应按表8.0.4-1~表8.0.4-10设置。
表B.0.4-1 空气调节和供暖系统的日运行时间

表B.0.4-2 供暖空调区室内温度(℃)

表B.0.4-3 照明功率密度值(W/㎡)

表B.0.4-4 照明开关时间(%)

表B.0.4-5 不同类型房间人均占有的建筑面积(㎡/人)

表B.0.4-6 房间人员逐时在室率(%)

表B.0.4-7  不同类型房间的人均新风量[m³/(h·人)]、

表B.0.4-8 新风运行情况(1表示新风开启,0表示新风关闭)

表B.0.4-9 不同类型房间电器设备功率密度(W/㎡)

表B.0.4-10 电气设备逐时使用率(%)
B.0.5 计算参照建筑全年累计耗冷量和累计耗热量时,应符合下列规定:
    1 建筑的形状、大小、朝向、内部的空间划分和使用功能、建筑构造尺寸应与设计建筑一致;
    2 建筑围护结构做法应与建筑设计文件一致,围护结构热工性能参数取值应符合本标准第3.3节的规定;
    3 建筑空气调节和供暖系统的运行时间、室内温度、照明功率密度及开关时间、房间人均占有的使用面积及在室率、人员新风量及新风机组运行时间表、电气设备功率密度及使用率应与设计建筑一致;
  4 建筑空气调节和供暖应采用全年运行的两管制风机盘管系统。供暖和空气调节区的设置应与设计建筑一致。
B.0.6 计算设计建筑和参照建筑全年供暖和空调总耗电量时,空气调节系统冷源应采用电驱动冷水机组;严寒地区、寒冷地区供暖系统热源应采用燃煤锅炉;夏热冬冷地区、夏热冬暖地区、温和地区供暖系统热源应采用燃气锅炉,并应符合下列规定:
    1 全年供暖和空调总耗电量应按下式计算:
    式中:
    E——全年供暖和空调总耗电量(kWh/㎡);
    EC——全年空调耗电量(kWh/㎡);
    EH——全年供暖耗电量(kWh/㎡))。
    2 全年空调耗电量应按下式计算:
    式中:
    QC——全年累计耗冷量(通过动态模拟软件计算得到)(kWh);
    A——总建筑面积(㎡));
    SCOPT——供冷系统综合性能系数,取2.50。
    3  严寒地区和寒冷地区全年供暖耗电量应按下式计算:
    式中:
    QH——全年累计耗热量(通过动态模拟软件计算得到)(kWh);
     η1——热源为燃煤锅炉的供暖系统综合效率,取0.60;
    q1——标准煤热值,取8.14kWh/kgce;
    q2——发电煤耗(kgce/kWh)取0.360kgce/kWh。
    4 夏热冬冷、夏热冬暖和温和地区全年供暖耗电量应按下式计算:
    式中:
    η2——热源为燃气锅炉的供暖系统综合效率,取0.75;
    q3——标准天然气热值,取9.87kWh/m³;
    φ——天然气与标煤折算系数.取1.21kgce/m³。
 
条文说明

B.0.1 为了提高权衡计算的准确性提出上述要求,权衡判断专用计算软件指参照建筑围护结构性能指标应按本标准要求固化到软件中,计算软件可以根据输入的设计建筑的信息自动生成符合本标准要求的参照建筑模型,用户不能更改。

    权衡判断专用计算软件应具备进行全年动态负荷计算的基本功能,避免使用不符合动态负荷计算方法要求的、简化的稳态计算软件。

    建筑围护结构热工性能权衡判断计算报告应该包含设计建筑和参照建筑的基本信息,建筑面积、层数、层高、地点以及窗墙面积比、外墙传热系数、外窗传热系数、太阳得热系数等详细参数和构造,照明功率密度、设备功率密度、人员密度、建筑运行时间表、房间供暖设定温度、房间供冷设定温度等室内计算参数等初始信息,建筑累计热负荷、累计冷负荷、全年供热能耗量、空调能耗量、供热和空调总耗电量、权衡判断结论等。

B.0.2 建筑围护结构的权衡判断的核心是在相同的外部条件和使用条件下,对参照建筑和所设计的建筑的供暖能耗和空调能耗之和进行比较并作出判断。建筑围护热工性能的权衡判断是为了判断建筑物围护结构整体的热工性能,不涉及供暖空调系统的差异,由于提供热量和冷量的系统效率和所使用的能源品位不同,为了保证比较的基准一致,将设计建筑和参照建筑的累计耗热量和累计耗冷量按照规定方法统一折算到所消耗的能源,将除电力外的能源统一折算成电力,最终以参照建筑与设计建筑的供暖和空气调节总耗电量作为权衡判断的依据。具体折算方法详见本标准第8.0.6条。

B.0.3 准确分析建筑热环境性能及其能耗需要代表当地平均气候状况的逐时典型气象年数据。典型气象年是以累年气象观测数据的平均值为依据,从累年气象观测数据中,选出与平均值最接近的12个典型气象月的逐时气象参数组成的假想年。

B.0.4 表B.0.4-2空调区室内温度所规定的温度为建筑围护结构热工性能权衡判断时的室内计算温度,并不代表建筑物内的实际温度变化。目前建筑能耗模拟软件计算时,一般通过室内温度的设定完成供暖空调系统的运行控制,即当室内温度为37℃时空调系统停止工作,室内温度为5℃时为值班供暖,保证室内温度。

    为保证建筑围护结构的热工性能权衡判断计算的基础数据一致,规定权衡判断计算节假日的设置应按照2013年国家法定节假日进行设置。学校的暑假假期为7月15日至8月25日,寒假假期为1月15日至3月1日。

    室内人体、照明和设备的散热中对流和辐射的比例也是影响建筑负荷计算结果的因素,进行建筑围护结构热工性能权衡判断计算时可按表11选择。人员的散热量可按照表12选取。

表11 人体、照明、设备散热中对流和辐射的比例

表12 人员的散热量和散湿量

B.0.5 围护结构的做法对围护结构的传热系数、热惰性等产生影响。当计算建筑物能耗时采用相同传热系数,不同做法的围护结构其计算结果会存在一定的差异。因此规定参照建筑的围护结构做法应与设计建筑一致,参照建筑的围护结构的传热系数应采用与设计建筑相同的围护结构做法并通过调整围护结构保温层的厚度以满足本标准第3.3节的要求。

B.0.6 由于提供冷量和热量所消耗能量品位以及供冷系统和供热系统能源效率的差异,因此以建筑物供冷和供热能源消耗量作为权衡判断的依据。在建筑能耗模拟计算中,如果通过动态计算的方法,根据建筑逐时负荷计算建筑能耗,涉及末端、输配系统、冷热源的效率,存在一定的难度,需要耗费较大的精力和时间,也难于准确计算。建筑物围护结构热工性能的权衡判断着眼于建筑物嗣护结构的热工性能,供暖空调系统等建筑能源系统不参与权衡判断。为消除无关因素影响、简化计算、减低计算难度,水标准采用统一的系统综合效率简化计算供暖空调系统能耗。

    本条的目的在于使用相同的系统效率将设计建筑和参照建筑的累计耗热量和累计耗冷量计算成设计建筑和参照建筑的供暖耗电量和供冷耗电量,为权衡判断提供依据。

    本条针对不同气候区的特点约定了不同的标准供暖系统和供冷系统形式。空气调节系统冷源统一采用电驱动冷水机组;严寒地区、寒冷地区供暖系统热源采用燃煤锅炉;夏热冬冷地区、夏热冬暖地区、温和地区供暖系统热源采用燃气锅炉。

    需要说明的是,进行权衡判断计算时,计算的并非实际的供暖和空调能耗,而是在标准规定的工况下的能耗,是用于权衡判断的依据,不能用作衡量建筑的实际能耗。

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公共建筑节能设计标准 GB50189-2015
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