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河北颁布中国首部地方性《被动式低能耗居住建筑节能设计标准》

2015-3-24 09:36| 发布者: lngcrj| 查看: 482| 评论: 0|来自: 中国建筑节能协会

摘要: 根据河北省住房和城乡建设厅《2012年度河北省工程建设标准和标准设计第一批编制计划》(冀建质〔2012〕214号)要求,由住房城乡建设部科技发展促进中心和河北省建筑科学研究院会同有关单位编制的《被动式低能耗居住建 ...

根据河北省住房和城乡建设厅《2012年度河北省工程建设标准和标准设计第一批编制计划》(冀建质〔2012〕214号)要求,由住房城乡建设部科技发展促进中心和河北省建筑科学研究院会同有关单位编制的《被动式低能耗居住建筑节能设计标准》,经组织审查,批准为河北省工程建设标准,编号为DB13(J)/T177—2015,自2015年5月1日起实施。该标准是世界范围内继瑞典《被动房低能耗住宅规范》后第二本有关被动式房屋的标准。

    该标准的主要技术内容包括:总则,术语和符号,被动式房屋的定义和规定,被动式房屋的基本设计原则,被动式房屋的热工和能耗计算规定,热工计算,采暖负荷和能耗计算,冷负荷和空调能耗计算,房屋总一次能源计算项目和计算方法,围护结构设计,照明和遮阳设计,通风系统设计,关键材料和产品性能,防火设计,施工工法,被动式房屋的测试,被动式房屋的认定条件,各种建筑能耗转化成一次能源和CO2排放量的计算方法,运行管理,以及附录和条文说明。

    河北标准通过规定了被动房所应具有室内环境品质和能耗需求,并限定建筑物的采暖、空调和总能耗,提出满足房屋关键材料的性能,最终达到工程建设人员可依据这本标准能够建造出在能源消耗量极低的情况下,拥有健康、舒适的室内环境的房屋。

    1 室内舒适度的相关规定

被动式房屋首先是一个舒适度很高的房子,居住建筑的室内环境应全年处于舒适状态,河北标准对室内环境规定如下:

    (1)室内温度为20℃~26℃;

    (2)超温频率≤10%;

    (3)室内二氧化碳浓度≤1000ppm;

    (4)围护结构非透明部分内表面温差不超过3℃,围护结构内表面温度不低于室内温度3℃;

    (5)门窗的室内一侧无结露现象;

    (6)室内相对湿度宜全年处于35%~65%;

    (7)通过管网和辅助通道传递的声音,应符合机房≤35dB、功能房≤30dB、起居室≤30dB和卧室≤30dB。

    2 围护结构门窗相关要求

    (1)房屋外门窗的透明材料应选用Low-E中空玻璃或真空玻璃,其性能应符合K≤0.8W/(m2•K);玻璃的太阳能总透射比g≥0.35;玻璃的选择性系数S=TL/≥1.40。

    (2)屋外门窗框的型材宜选择木材或塑料,其传热系数K≤1.3W/(m2•K)。

    (3)外门窗的传热系数K≤1.0W/(m2•K)。

    (4)外窗应采用三道耐久性良好的密封材料密封,每扇窗至少有两个锁点,并尽可能减少窗框对透明材料部分的分隔。

    (5)玻璃间隔条应使用耐久性良好的暖边间隔条。

    3 对房屋能源消耗需求进行了规定

    被动式房屋首先应该是能耗需求极低房屋。能耗需求规定使得被动房从源头设计就是使房屋本身的对能耗的需求极低。

    (1)房屋单位面积的年采暖需求Qh≤15kWh/(m2·a) ;

    (2)房屋单位面积的采暖负荷qh≤10W/m2;

    (3)房屋单位面积的年制冷需求,Qc≤15kWh/(m2·a) ;

    (4)房屋制冷的冷负荷qc,max≤20W/m2。

    这些规定不但限制了房屋的采暖能耗,也限制了房屋制冷能耗;并将被动房同一些所谓的低能耗的建筑区分开来。譬如,某些零能耗建筑或超低能耗建筑本身的能耗需求很高,却通过使用大量的太阳能光伏和光热满足建筑物的能源消耗。

    4 对房屋的实际能源消耗进行了规定并提出了一次能源和一次能源系数念

    被动式房屋不但是能耗需求极低的房屋,最终反映到实际能源消耗上也同样是极低的。河北标准对被动式居住建筑能源消耗规定如下:

    (1)采暖的房屋单位面积年一次能源需求Eph≤20kWh/(m2·a);

    (2)制冷的房屋单位面积年一次能源需求Epc≤20kWh/(m2·a);

    (3)房屋单位面积年一次能源总需求EPT≤12 kWh/(m2·a)。

    通过对被动式房屋实际能源消耗的限定,使被动式房屋的能耗低落实到了实处。河北标准引入了德国一次能源和一次能源系数念。被动房的能耗量是用一次能源来表示,在自然界中以原有形式存在的、未经加工转换的能量资源。又称天然能源。如原煤、石油、天然气等。当某种建筑用能换算成一次能源时,需要考虑该种能源在开采、运输和加工转换过程中的能源损失。将某种能源换算成一次能源时,考虑能源在开采、运输和加工转换过程中造成能源消耗的系数就是一次能源系数。

    5 提出了完整的计算方法

    我国已经建立了完整的热工和能耗计算理论。河北标准规定应按照《民用建筑热工设计规范》GB 50176规定的计算方法进行热工计算,其中包括冷凝受潮计算和隔热计算。这一部分计算往往被工程技术人员忽略,也造成了一些节能建筑设计就是有隐患的设计。譬如,某些建筑的设计方案本身就注定外围护结构出现结露,或是不能够满足隔热要求。被动式房屋设计时严禁出现冷凝受潮并对隔热性能提出了更为严格的要求,否则被动式房屋随着使用年限的增加会逐渐丧失性能。

    河北标准依据《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》GB50736规定,提供了完整的计算方法。被动式房屋的能耗计算必须为设计人员提供逐项能耗,即:

    (1)围护结构传热引起的房屋单位面积耗热量;

    (2)通风引起的房屋单位面积耗热量;

    (3)透明围护结构通过太阳辐射获得的房屋单位面积得热量;

    (4)建筑物内部得热引起的房屋单位面积得热量。

    可以通过对这些分项能耗的分析,最终帮助设计人员采取适当的措施。所以被动式房屋的能耗计算绝不仅仅地给出一个计算值,用以判定是不是满足被动房的限定值,更重要地是帮助设计人员优化设计方案,设计出更为合理的被动房。

    需要指出的是,秦皇岛“在水一方”的实测结果比计算结果要好。这是人们行为节能带来的结果,譬如,在自然通风的状态下,室内温度在30℃时候,人们仍感舒适。所以,有良好自然通风的房屋,夏季需要制冷的时间会比计算规定的时间要短。这也就不难理解,被动房实测能耗比计算能耗要小。

    6 提出了完整的数据库

    河北标准提供了被动式房屋的计算涉及到所用到的数据库。包括河北省主要城市全年逐时计算温度、河北省太阳总辐射照度、人体显热散热系数、照明散热系数、家用电器、炊事及其他内部热源散热系数和河北省主要城市日平均相对湿度等。河北省区域较广,地理气候差异较大。为了使计算结果尽可能地符合实际情况,河北标准提供了丰宁、承德、张家口、秦皇岛、唐山、廊坊、保定、沧州、石家庄、衡水、邢台11个城市的气象数据库。

    7 提出了透明外围护结构的控制性指标

    透明外围护结构对最终实现被动式房屋的性能起了至关重要的作用。我国目前市场普遍供应的外门窗与被动房所用门窗相差较远。在现有国家标准中,有些关键性能指标的缺失。

    《河北标准》对其进行了明确规定:

    (1)房屋外门窗的透明材料应选用Low-E中空玻璃或真空玻璃,其性能应符合K≤0.8W/(m2•K);玻璃的太阳能总透射比g≥0.35;玻璃的选择性系数S=TL/≥1.40。

    (2)屋外门窗框的型材宜选择木材或塑料,其传热系数K≤1.3W/(m2•K)。

    (3)外门窗的传热系数K≤1.0W/(m2•K)。

    (4)外窗应采用三道耐久性良好的密封材料密封,每扇窗至少有两个锁点,并尽可能减少窗框对透明材料部分的分隔。

    (5)玻璃间隔条应使用耐久性良好的暖边间隔条。

    对玻璃的太阳能总透射比g和玻璃的选择性系数s的规定了透明外围护结构传热、得热和采光三方面的性能。虽然我国能够生产出上述性能的厂商不是很多,但还能够满足现有被动房的市场需求。对玻璃间隔条应使用耐久性良好的暖边间隔条规定,可以避免普通间隔条会造成窗框部分冬季室内一侧结露现象。


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