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《公共建筑节能设计标准》

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1 总 则

1.0.1

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。

条文说明

1.0.1 我国建筑用能约占全国能源消费总量的27.5%,并将随着人民生活水平的提高逐步增加到30%以上。公共建筑用能数量巨大,浪费严重。制定并实施公共建筑节能设计标准,有利于改善公共建筑的室内环境,提高建筑用能系统的能源利用效率,合理利用可再生能源,降低公共建筑的能耗水平,为实现国家节约能源和保护环境的战略,贯彻有关政策和法规作出贡献。

1.0.2

本标准适用于新建、扩建和改建的公共建筑节能设计。

条文说明

1.0.2 建筑分为民用建筑和工业建筑。民用建筑又分为居住建筑和公共建筑。公共建筑则包括办公建筑(如写字楼、政府办公楼等),商业建筑(如商场、超市、金融建筑等),酒店建筑(如宾馆、饭店、娱乐场所等),科教文卫建筑(如文化、教育、科研、医疗、卫生、体育建筑等),通信建筑(如邮电、通讯、广播用房等)以及交通运输建筑(如机场、车站等)。目前中国每年建筑竣工面积约为25亿㎡,其中公共建筑约有5亿㎡。在公共建筑中,办公建筑、商场建筑,酒店建筑、医疗卫生建筑、教育建筑等几类建筑存在许多共性,而且其能耗较高,节能潜力大。
在公共建筑的全年能耗中,供暖空调系统的能耗约占40%~50%,照明能耗约占30%~40%,其他用能设备约占10%~20%。而在供暖空调能耗中,外围护结构传热所导致的能耗约占20%~50%(夏热冬暖地区大约20%,夏热冬冷地区大约35%,寒冷地区大约40%,严寒地区大约50%)。从目前情况分析,这些建筑在围护结构、供暖空调系统、照明、给水排水以及电气等方面,有较大的节能潜力。
对全国新建、扩建和改建的公共建筑,本标准从建筑与建筑热工、供暖通风与空气调节、给水排水、电气和可再生能源应用等方面提出了节能设计要求。其中,扩建是指保留原有建筑,在其基础上增加另外的功能、形式、规模,使得新建部分成为与原有建筑相关的新建建筑;改建是指对原有建筑的功能或者形式进行改变,而建筑的规模和建筑的占地面积均不改变的新建建筑。不包括既有建筑节能改造。新建、扩建和改建的公共建筑的装修工程设计也应执行本标准。不设置供暖供冷设施的建筑的围护结构热工参数可不强制执行本标准,如:不设置供暖空调设施的自行车库和汽车库、城镇农贸市场、材料市场等。
宗教建筑、独立公共卫生间和使用年限在5年以下的临时建筑的围护结构热工参数可不强制执行本标准。

1.0.3

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。

条文说明

1.0.3 公共建筑的节能设计,必须结合当地的气候条件,在保证室内环境质量,满足人们对室内舒适度要求的前提下,提高围护结构保温隔热能力,提高供暖、通风、空调和照明等系统的能源利用效率;在保证经济合理、技术可行的同时实现国家的可持续发展和能源发展战略,完成公共建筑承担的节能任务。
本次标准的修订参考了发达国家建筑节能标准编制的经验,根据我国实际情况,通过技术经济综合分析,确定我国不同气候区典型城市不同类型公共建筑的最优建筑节能设计方案,进而确定在我国现有条件下公共建筑技术经济合理的节能目标,并将节能目标逐项分解到建筑围护结构、供暖空调、照明等系统,最终确定本次标准修订的相关节能指标要求。
本次修订建立了代表我国公共建筑使用特点和分布特征的典型公共建筑模型数据库。数据库中典型建筑模型通过向国内主要设计院、科研院所等单位征集分析确定,由大型办公建筑、小型办公建筑、大型酒店建筑、小型酒店建筑、大型商场建筑、医院建筑及学校建筑等七类模型组成,各类建筑的分布特征是在国家统计局提供数据的基础上研究确定。
以满足国家标准《公共建筑节能设计标准》GB 50189-2005要求的典型公共建筑模型作为能耗分析的“基准建筑模型”,“基准建筑模型”的围护结构、供暖空调系统、照明设备的参数均按国家标准《公共建筑节能设计标准》GB 50189-2005规定值选取。通过建立建筑能耗分析模型及节能技术经济分析模型,采用年收益投资比组合优化筛选法对基准建筑模型进行优化设计。根据各项节能措施的技术可行性,以单一节能措施的年收益投资比(简称SIR值)为分析指标,确定不同节能措施选用的优先级,将不同节能措施组合成多种节能方案;以节能方案的全寿命周期净现值(NPV)大于零为指标对节能方案进行筛选分析,进而确定各类公共建筑模型在既定条件下的最优投资与收益关系曲线,在此基础上,确定最优节能方案。根据最优节能方案中的各项节能措施的SIR值,确定本标准对围护结构、供暖空调系统以及照明系统各相关指标的要求。年收益投资比SIR值为使用某项建筑节能措施后产生的年节能量(单位:kgce/a)与采用该项节能措施所增加的初投资(单位:元)的比值,即单位投资所获得的年节能量(单位:kgce/(年·元))。
基于典型公共建筑模型数据库进行计算和分析,本标准修订后,与2005版相比,由于围护结构热工性能的改善,供暖空调设备和照明设备能效的提高,全年供暖、通风、空气调节和照明的总能耗减少约20%~23%。其中从北方至南方,围护结构分担节能率约6%~4%;供暖空调系统分担节能率约7%~10%;照明设备分担节能率约7%~9%。该节能率仅体现了围护结构热工性能、供暖空调设备及照明设备能效的提升,不包含热回收、全新风供冷、冷却塔供冷、可再生能源等节能措施所产生的节能效益。由于给水排水、电气和可再生能源应用的相关内容为本次修订新增内容,没有比较基准,无法计算此部分所产生的节能率,所以未包括在内。该节能率是考虑不同气候区、不同建筑类型加权后的计算值,反映的是本标准修订并执行后全国公共建筑的整体节能水平,并不代表某单体建筑的节能率。

1.0.4

当建筑高度超过150m或单栋建筑地上建筑面积大于200000㎡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。

条文说明

1.0.4 随着建筑技术的发展和建设规模的不断扩大,超高超大的公共建筑在我国各地日益增多。1990年,国内高度超过200m的建筑物仅有5栋。截至2013年,国内超高层建筑约有2600栋,数量远远超过了世界上其他任何一个国家,其中,在全球建筑高度排名前20的超高层建筑中,国内就占有10栋。特大型建筑中,城市综合体发展较快,截至2011年,我国重点城市的城市综合体存量已突破8000万㎡,其中北京就达到1684万㎡。超高超大类建筑多以商业用途为主,在建筑形式上追求特异,不同于常规建筑类型,且是耗能大户,如何加强对此类建筑能耗的控制,提高能源系统应用方案的合理性,选取最优方案,对建筑节能工作尤其重要。
因而要求除满足本标准的要求外,超高超大建筑的节能设计还应通过国家建设行政主管部门组织的专家论证,复核其建筑节能设计特别是能源系统设计方案的合理性,设计单位应依据论证会的意见完成本项目的节能设计。
此类建筑的节能设计论证,除满足本规范要求外,还需对以下内容进行论证,并提交分析计算书等支撑材料:
1 外窗有效通风面积及有组织的自然通风设计;
2 自然通风的节能潜力计算;
3 暖通空调负荷计算;
4 暖通空调系统的冷热源选型与配置方案优化;
5 暖通空调系统的节能措施,如新风量调节、热回收装置设置、水泵与风机变频、计量等;
6 可再生能源利用计算;
7 建筑物全年能耗计算。
此外,这类建筑通常存在着多种使用功能,如商业、办公、酒店、居住、餐饮等,建筑的业态比例、作息时间等参数会对空调能耗产生较大影响,因而此类建筑的节能设计论证材料中应提供建筑的业态比例、作息时间等基本参数信息。

1.0.5

施工图设计文件中应说明该工程项目采取的节能措施,并宜说明其使用要求。

条文说明

1.0.5 设计达到节能要求并不能保证建筑做到真正的节能。实际的节能效益,必须依靠合理运行才能实现。
就目前我国的实际情况而言,在使用和运行管理上,不同地区、不同建筑存在较大的差异,相当多的建筑实际运行管理水平不高、实际运行能耗远远大于设计时对运行能耗的评估值,这一现象是严重阻碍了我国建筑节能工作的正常进行。设计文件应为工程运行管理方提供一个合理的、符合设计思想的节能措施使用要求。这既是各专业的设计师在建筑节能方面应尽的义务,也是保证工程按照设计思想来取得最优节能效果的必要措施之一。
节能措施及其使用要求包括以下内容:
1 建筑设备及被动节能措施(如遮阳、自然通风等)的使用方法,建筑围护结构采取的节能措施及做法;
2 机电系统(暖通空调、给排水、电气系统等)的使用方法和采取的节能措施及其运行管理方式,如:
(1)暖通空调系统冷源配置及其运行策略;
(2)季节性(包括气候季节以及商业方面的“旺季”与“淡季”)使用要求与管理措施;
(3)新(回)风风量调节方法,热回收装置在不同季节使用方法,旁通阀使用方法,水量调节方法,过滤器的使用方法等;
(4)设定参数(如:空调系统的最大及最小新(回)风风量表);
(5)对能源的计量监测及系统日常维护管理的要求等。
需要特别说明的是:尽管许多大型公建的机电系统设置了比较完善的楼宇自动控制系统,在一定程度上为合理使用提供了相应的支持。但从目前实际使用情况来看,自动控制系统尚不能完全替代人工管理。因此,充分发挥管理人员的主动性依然是非常重要的节能措施。

1.0.6

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。

条文说明

1.0.6 本标准对公共建筑的建筑、热工以及暖通空调、给水排水、电气以及可再生能源应用设计中应该控制的、与能耗有关的指标和应采取的节能措施作出了规定。但公共建筑节能涉及的专业较多,相关专业均制定了相应的标准,并作出了节能规定。在进行公共建筑节能设计时,除应符合本标准外,尚应符合国家现行的有关标准的规定。

2 术 语

2.0.1 透光幕墙 transparent curtain wall

可见光可直接透射入室内的幕墙。

2.0.2 建筑体形系数 shape factor

建筑物与室外空气直接接触的外表面积与其所包围的体积的比值,外表面积不包括地面和不供暖楼梯间内墙的面积。

2.0.3 单一立面窗墙面积比 single facade window to wall rat

建筑某一个立面的窗户洞口面积与该立面的总面积之比,简称窗墙面积比。

条文说明

2.0.3 本标准中窗墙面积比均是以单一立面为对象,同一朝向不同立面不能合并计算窗墙面积比。

2.0.4 太阳得热系数(SHGC) solar heat gain coefficient


通过透光围护结构(门窗或透光幕墙)的太阳辐射室内得热量与投射到透光围护结构(门窗或透光幕墙)外表面上的太阳辐射量的比值。太阳辐射室内得热量包括太阳辐射通过辐射透射的得热量和太阳辐射被构件吸收再传入室内的得热量两部分。

条文说明

2.0.4 通过透光围护结构(门窗或透光幕墙)成为室内得热量的太阳辐射部分是影响建筑能耗的重要因素。目前ASHARE90.1等标准均以太阳得热系数(SHGC)作为衡量透光围护结构性能的参数。主流建筑能耗模拟软件中也以太阳得热系数(SHGC)作为衡量外窗的热工性能的参数。为便于工程设计人员使用并与国际接轨,本次标准修订将太阳得热系数作为衡量透光围护结构(门窗或透光幕墙)性能的参数。人们最关心的也是太阳辐射进入室内的部分,而不是被构件遮挡的部分。
太阳得热系数(SHGC)不同于本标准2005版中的遮阳系数(SC)值。2005版标准中遮阳系数(SC)的定义为通过透光围护结构(门窗或透光幕墙)的太阳辐射室内得热量,与相同条件下通过相同面积的标准玻璃(3mm厚的透明玻璃)的太阳辐射室内得热量的比值。标准玻璃太阳得热系数理论值为0.87。因此可按SHGC等于SC乘以0.87进行换算。
随着太阳照射时间的不同,建筑实际的太阳得热系数也不同。但本标准中透光围护结构的太阳得热系数是指根据相关国家标准规定的方法测试、计算确定的产品固有属性。新修订的《民用建筑热工设计规范》GB 50176给出了SHGC的计算公式,如式(1)所示,其中外表面对流换热系数αe按夏季条件确定。


图示暂不可用

2.0.5 可见光透射比 visible transmittance

透过透光材料的可见光光通量与投射在其表面上的可见光光通量之比。

2.0.6 围护结构热工性能权衡判断 building envelope thermal per

当建筑设计不能完全满足围护结构热工设计规定指标要求时,计算并比较参照建筑和设计建筑的全年供暖和空气调节能耗,判定围护结构的总体热工性能是否符合节能设计要求的方法,简称权衡判断。

条文说明

2.0.6 围护结构热工性能权衡判断是一种性能化的设计方法。为了降低空气调节和供暖能耗,本标准对围护结构的热工性能提出了规定性指标。当设计建筑无法满足规定性指标时,可以通过调整设计参数并计算能耗,最终达到设计建筑全年的空气调节和供暖能耗之和不大于参照建筑能耗的目的。这种方法在本标准中称之为权衡判断。

2.0.7 参照建筑 reference building

进行围护结构热工性能权衡判断时,作为计算满足标准要求的全年供暖和空气调节能耗用的基准建筑。

条文说明

2.0.7 参照建筑是一个达到本标准要求的节能建筑,进行围护结构热工性能权衡判断时,用其全年供暖和空调能耗作为标准来判断设计建筑的能耗是否满足本标准的要求。
参照建筑的形状、大小、朝向以及内部的空间划分和使用功能与设计建筑完全一致,但其围护结构热工性能等主要参数应符合本标准的规定性指标。

2.0.8 综合部分负荷性能系数(IPLV) integrated part load valu


基于机组部分负荷时的性能系数值,按机组在各种负荷条件下的累积负荷百分比进行加权计算获得的表示空气调节用冷水机组部分负荷效率的单一数值。

2.0.9 集中供暖系统耗电输热比(EHR-h) electricity con-sumption


设计工况下,集中供暖系统循环水泵总功耗(kW)与设计热负荷(kW)的比值。

2.0.10 空调冷(热)水系统耗电输冷(热)比 [EC(H)R-a] electricity


设计工况下,空调冷(热)水系统循环水泵总功耗(kW)与设计冷(热)负荷(kW)的比值。

2.0.11 电冷源综合制冷性能系数 (SCOP) system coefficient of

设计工况下,电驱动的制冷系统的制冷量与制冷机、冷却水泵及冷却塔净输入能量之比。

条文说明

2.0.11 电冷源综合制冷性能系数(SCOP)是电驱动的冷源系统单位耗电量所能产出的冷量,反映了冷源系统效率的高低。
电冷源综合制冷性能系数(SCOP)可按下列方法计算:


图示暂不可用

2.0.12 风道系统单位风量耗功率 (Ws) energy consumption per u

设计工况下,空调、通风的风道系统输送单位风量(ifm³/h)所消耗的电功率(W)。

3 建筑与建筑热工

3.1 一般规定

3.1.1

公共建筑分类应符合下列规定:
1 单栋建筑面积大于300㎡的建筑,或单栋建筑面积小于或等于300㎡但总建筑面积大于1000㎡的建筑群,应为甲类公共建筑;
2 单栋建筑面积小于或等于300㎡的建筑,应为乙类公共建筑。

条文说明

3.1.1 本条中所指单栋建筑面积包括地下部分的建筑面积。对于单栋建筑面积小于等于300㎡的建筑如传达室等,与甲类公共建筑的能耗特性不同。这类建筑的总量不大,能耗也较小,对全社会公共建筑的总能耗量影响很小,同时考虑到减少建筑节能设计工作量,故将这类建筑归为乙类,对这类建筑只给出规定性节能指标,不再要求作围护结构权衡判断。对于本标准中没有注明建筑分类的条文,甲类和乙类建筑应统一执行。

3.1.2

代表城市的建筑热工设计分区应按表3.1.2确定。


图示暂不可用

条文说明

3.1.2 本标准与现行国家标准《民用建筑热工设计规范》GB 50176的气候分区一致。

3.1.3

建筑群的总体规划应考虑减轻热岛效应。建筑的总体规划和总平面设计应有利于自然通风和冬季日照。建筑的主朝向宜选择本地区最佳朝向或适宜朝向,且宜避开冬季主导风向。

条文说明

3.1.3 建筑的规划设计是建筑节能设计的重要内容之一,它是从分析建筑所在地区的气候条件出发,将建筑设计与建筑微气候、建筑技术和能源的有效利用相结合的一种建筑设计方法。分析建筑的总平面布置、建筑平、立、剖面形式、太阳辐射、自然通风等对建筑能耗的影响,也就是说在冬季最大限度地利用日照,多获得热量,避开主导风向,减少建筑物外表面热损失;夏季和过渡季最大限度地减少得热并利用自然能来降温冷却,以达到节能的目的。因此,建筑的节能设计应考虑日照、主导风向、自然通风、朝向等因素。
建筑总平面布置和设计应避免大面积围护结构外表面朝向冬季主导风向,在迎风面尽量少开门窗或其他孔洞,减少作用在围护结构外表面的冷风渗透,处理好窗口和外墙的构造型式与保温措施,避免风、雨、雪的侵袭,降低能源的消耗。尤其是严寒和寒冷地区,建筑的规划设计更应有利于日照并避开冬季主导风向。
夏季和过渡季强调建筑平面规划具有良好的自然风环境主要有两个目的,一是为了改善建筑室内热环境,提高热舒适标准,体现以人为本的设计思想;二是为了提高空调设备的效率。因为良好的通风和热岛强度的下降可以提高空调设备冷凝器的工作效率,有利于降低设备的运行能耗。通常设计时注重利用自然通风的布置形式,合理地确定房屋开口部分的面积与位置、门窗的装置与开启方法、通风的构造措施等,注重穿堂风的形成。
建筑的朝向、方位以及建筑总平面设计应综合考虑社会历史文化、地形、城市规划、道路、环境等多方面因素,权衡分析各个因素之间的得失轻重,优化建筑的规划设计,采用本地区建筑最佳朝向或适宜的朝向,尽量避免东西向日晒。

3.1.4

建筑设计应遵循被动节能措施优先的原则,充分利用天然采光、自然通风,结合围护结构保温隔热和遮阳措施,降低建筑的用能需求。

条文说明

3.1.4 建筑设计应根据场地和气候条件,在满足建筑功能和美观要求的前提下,通过优化建筑外形和内部空间布局,充分利用天然采光以减少建筑的人工照明需求,适时合理利用自然通风以消除建筑余热余湿,同时通过围护结构的保温隔热和遮阳措施减少通过围护结构形成的建筑冷热负荷,达到减少建筑用能需求的目的。
建筑物屋顶、外墙常用的隔热措施包括:
1 浅色光滑饰面(如浅色粉刷、涂层和面砖等);
2 屋顶内设置贴铝箔的封闭空气间层;
3 用含水多孔材料做屋面层;
4 屋面遮阳;
5 屋面有土或无土种植;
6 东、西外墙采用花格构件或爬藤植物遮阳。

3.1.5

建筑体形宜规整紧凑,避免过多的凹凸变化。

条文说明

3.1.5 合理地确定建筑形状,必须考虑本地区气候条件,冬、夏季太阳辐射强度、风环境、围护结构构造等各方面的因素。应权衡利弊,兼顾不同类型的建筑造型,对严寒和寒冷地区尽可能地减少房间的外围护结构面积,使体形不要太复杂,凹凸面不要过多,避免因此造成的体形系数过大;夏热冬暖地区也可以利用建筑的凹凸变化实现建筑的自身遮阳,以达到节能的目的。但建筑物过多的凹凸变化会导致室内空间利用效率下降,造成材料和土地的浪费,所以应综合考虑。
通常控制体形系数的大小可采用以下方法:
1 合理控制建筑面宽,采用适宜的面宽与进深比例;
2 增加建筑层数以减小平面展开;
3 合理控制建筑体形及立面变化。

3.1.6

建筑总平面设计及平面布置应合理确定能源设备机房的位置,缩短能源供应输送距离。同一公共建筑的冷热源机房宜位于或靠近冷热负荷中心位置集中设置。

条文说明

3.1.6 在建筑设计中合理确定冷热源和风动力机房的位置,尽可能缩短空调冷(热)水系统和风系统的输送距离是实现本标准中对空调冷(热)水系统耗电输冷(热)比(EC(H)R-a)、集中供暖系统耗电输热比(EHR-h)和风道系统单位风量耗功率(Ws)等要求的先决条件。
对同一公共建筑尤其是大型公建的内部,往往有多个不同的使用单位和空调区域。如果按照不同的使用单位和空调区域分散设置多个冷热源机房,虽然能在一定程度上避免或减少房地产开发商(或业主)对空调系统运行维护管理以及向用户缴纳空调用费等方面的麻烦,但是却造成了机房占地面积、土建投资以及运行维护管理人员的增加;同时,由于分散设置多个机房,各机房中空调冷热源主机等设备必须按其所在空调系统的最大冷热负荷进行选型,这势必会加大整个建筑冷热源设备和辅助设备以及变配电设施的装机容量和初投资,增加电力消耗和运行费用,给业主和国家带来不必要的经济损失。因此,本标准强调对同一公共建筑的不同使用单位和空调区域,宜集中设置一个冷热源机房(能源中心)。对于不同的用户和区域,可通过设置各自的冷热量计量装置来解决冷热费的收费问题。
集中设置冷热源机房后,可选用单台容量较大的冷热源设备。通常设备的容量越大,高能效设备的选择空间越大。对于同一建筑物内各用户区域的逐时冷热负荷曲线差异性较大,且各同时使用率比较低的建筑群,采用同一集中冷热源机房,自动控制系统合理时,集中冷热源共用系统的总装机容量小于各分散机房装机容量的叠加值,可以节省设备投资和供冷、供热的设备房面积。而专业化的集中管理方式,也可以提高系统能效。因此集中设置冷热源机房具有装机容量低、综合能效高的特点。但是集中机房系统较大,如果其位置设置偏离冷热负荷中心较远,同样也可能导致输送能耗增加。因此,集中冷热源机房宜位于或靠近冷热负荷中心位置设置。
在实际工程中电线电缆的输送损耗也十分可观,因此应尽量减小高低压配电室与用电负荷中心的距离。

3.2 建筑设计

3.2.1

严寒和寒冷地区公共建筑体形系数应符合表3.2.1的规定。


图示暂不可用

条文说明

3.2.1 强制性条文。严寒和寒冷地区建筑体形的变化直接影响建筑供暖能耗的大小。建筑体形系数越大,单位建筑面积对应的外表面面积越大,热损失越大。但是,体形系数的确定还与建筑造型、平面布局、采光通风等条件相关。随着公共建筑的建设规模不断增大,采用合理的建筑设计方案的单栋建筑面积小于800m2,其体形系数一般不会超过0.50。研究表明,2层~4层的低层建筑的体形系数基本在0.40左右,5层~8层的多层建筑体形系数在0.30左右,高层和超高层建筑的体形系数一般小于0.25,实际工程中,单栋面积300㎡以下的小规模建筑,或者形状奇特的极少数建筑有可能体形系数超过0.50。因此根据建筑体形系数的实际分布情况,从降低建筑能耗的角度出发,对严寒和寒冷地区建筑的体形系数进行控制,制定本条文。
在夏热冬冷和夏热冬暖地区,建筑体形系数对空调和供暖能耗也有一定的影响,但由于室内外的温差远不如严寒和寒冷地区大,尤其是对部分内部发热量很大的商场类建筑,还存在夜间散热问题,所以不对体形系数提出具体的要求,但也应考虑建筑体形系数对能耗的影响。
因此建筑师在确定合理的建筑形状时,必须考虑本地区的气候条件,冬、夏季太阳辐射强度、风环境、围护结构构造等多方面因素,综合考虑,兼顾不同类型的建筑造型,尽可能地减少房间的外围护结构,使体形不要太复杂,凹凸面不要过多,以达到节能的目的。
在本条中,建筑面积应按各层外墙外包线围成的平面面积的总和计算,包括半地下室的面积,不包括地下室的面积;建筑体积应按与计算建筑面积所对应的建筑物外表面和底层地面所围成的体积计算。

3.2.2

严寒地区甲类公共建筑各单一立面窗墙面积比(包括透光幕墙)均不宜大于0.60;其他地区甲类公共建筑各单一立面窗墙面积比(包括透光幕墙)均不宜大于0.70。

条文说明

3.2.2 窗墙面积比的确定要综合考虑多方面的因素,其中最主要的是不同地区冬、夏季日照情况(日照时间长短、太阳总辐射强度、阳光入射角大小)、季风影响、室外空气温度、室内采光设计标准以及外窗开窗面积与建筑能耗等因素。一般普通窗户(包括阳台门的透光部分)的保温隔热性能比外墙差很多,窗墙面积比越大,供暖和空调能耗也越大。因此,从降低建筑能耗的角度出发,必须限制窗墙面积比。
我国幅员辽阔,南北方、东西部地区气候差异很大。窗、透光幕墙对建筑能耗高低的影响主要有两个方面,一是窗和透光幕墙的热工性能影响到冬季供暖、夏季空调室内外温差传热;二是窗和幕墙的透光材料(如玻璃)受太阳辐射影响而造成的建筑室内的得热。冬季通过窗口和透光幕墙进入室内的太阳辐射有利于建筑的节能,因此,减小窗和透光幕墙的传热系数抑制温差传热是降低窗口和透光幕墙热损失的主要途径之一;夏季通过窗口和透光幕墙进入室内的太阳辐射成为空调冷负荷,因此,减少进入室内的太阳辐射以及减小窗或透光幕墙的温差传热都是降低空调能耗的途径。由于不同纬度、不同朝向的墙面太阳辐射的变化很复杂,墙面日辐射强度和峰值出现的时间是不同的,因此,不同纬度地区窗墙面积比也应有所差别。
近年来公共建筑的窗墙面积比有越来越大的趋势,这是由于人们希望公共建筑更加通透明亮,建筑立面更加美观,建筑形态更为丰富。但为防止建筑的窗墙面积比过大,本条规定要求严寒地区各单一立面窗墙面积比均不宜超过0.60,其他地区的各单一立面窗墙面积比均不宜超过0.70。
与非透光的外墙相比,在可接受的造价范围内,透光幕墙的热工性能要差很多。因此,不宜提倡在建筑立面上大面积应用玻璃(或其他透光材料)幕墙。如果希望建筑的立面有玻璃的质感,可使用非透光的玻璃幕墙,即玻璃的后面仍然是保温隔热材料和普通墙体。

3.2.3

单一立面窗墙面积比的计算应符合下列规定:
1 凸凹立面朝向应按其所在立面的朝向计算;
2 楼梯间和电梯间的外墙和外窗均应参与计算;
3 外凸窗的顶部、底部和侧墙的面积不应计入外墙面积;
4 当外墙上的外窗、顶部和侧面为不透光构造的凸窗时,窗面积应按窗洞口面积计算;当凸窗顶部和侧面透光时,外凸窗面积应按透光部分实际面积计算。

3.2.4

甲类公共建筑单一立面窗墙面积比小于0.40时,透光材料的可见光透射比不应小于0.60;甲类公共建筑单一立面窗墙面积比大于等于0.40时,透光材料的可见光透射比不应小于0.40。

条文说明

3.2.4 玻璃或其他透光材料的可见光透射比直接影响到天然采光的效果和人工照明的能耗,因此,从节约能源的角度,除非一些特殊建筑要求隐蔽性或单向透射以外,任何情况下都不应采用可见光透射比过低的玻璃或其他透光材料。目前,中等透光率的玻璃可见光透射比都可达到0.4以上。根据最新公布的建筑常用的低辐射镀膜隔热玻璃的光学热工参数中,无论传热系数、太阳得热系数的高低,无论单银、双银还是三银镀膜玻璃的可见光透光率均可以保持在45%~85%,因此,本标准要求建筑在白昼更多利用自然光,透光围护结构的可见光透射当窗墙面积比较大时,不应小于0.4,当窗墙面积比较小时,不应小于0.6。

3.2.5

夏热冬暖、夏热冬冷、温和地区的建筑各朝向外窗(包括透光幕墙)均应采取遮阳措施;寒冷地区的建筑宜采取遮阳措施。当设置外遮阳时应符合下列规定:
1 东西向宜设置活动外遮阳,南向宜设置水平外遮阳;
2 建筑外遮阳装置应兼顾通风及冬季日照。

条文说明

3.2.5 对本条所涉及的建筑,通过外窗透光部分进入室内的热量是造成夏季室温过热使空调能耗上升的主要原因,因此,为了节约能源,应对窗口和透光幕墙采取遮阳措施。
遮阳设计应根据地区的气候特点、房间的使用要求以及窗口所在朝向。遮阳设施遮挡太阳辐射热量的效果除取决于遮阳形式外,还与遮阳设施的构造、安装位置、材料与颜色等因素有关。遮阳装置可以设置成永久性或临时性。永久性遮阳装置包括在窗口设置各种形式的遮阳板等;临时性的遮阳装置包括在窗口设置轻便的窗帘、各种金属或塑料百叶等。永久性遮阳设施可分为固定式和活动式两种。活动式的遮阳设施可根据一年中季节的变化,一天中时间的变化和天空的阴暗情况,调节遮阳板的角度。遮阳措施也可以采用各种热反射玻璃和镀膜玻璃、阳光控制膜、低发射率膜玻璃等。
夏热冬暖、夏热冬冷、温和地区的建筑以及寒冷地区冷负荷大的建筑,窗和透光幕墙的太阳辐射得热夏季增大了冷负荷,冬季则减小了热负荷,因此遮阳措施应根据负荷特性确定。一般而言,外遮阳效果比较好,有条件的建筑应提倡活动外遮阳。
本条对严寒地区未提出遮阳要求。在严寒地区,阳光充分进入室内,有利于降低冬季供暖能耗。这一地区供暖能耗在全年建筑总能耗中占主导地位,如果遮阳设施阻挡了冬季阳光进入室内,对自然能源的利用和节能是不利的。因此,遮阳措施一般不适用于严寒地区。
夏季外窗遮阳在遮挡阳光直接进入室内的同时,可能也会阻碍窗口的通风,设计时要加以注意。

3.2.6

建筑立面朝向的划分应符合下列规定:
1 北向应为北偏西60°至北偏东60°;
2 南向应为南偏西30°至南偏东30°;
3 西向应为西偏北30°至西偏南60°(包括西偏北30°和西偏南60°);
4 东向应为东偏北30°至东偏南60°(包括东偏北30°和东偏南60°)。

3.2.7

甲类公共建筑的屋顶透光部分面积不应大于屋顶总面积的20%。当不能满足本条的规定时,必须按本标准规定的方法进行权衡判断。

条文说明

3.2.7 强制性条文。夏季屋顶水平面太阳辐射强度最大,屋顶的透光面积越大,相应建筑的能耗也越大,因此对屋顶透明部分的面积和热工性能应予以严格的限制。
由于公共建筑形式的多样化和建筑功能的需要,许多公共建筑设计有室内中庭,希望在建筑的内区有一个通透明亮,具有良好的微气候及人工生态环境的公共空间。但从目前已经建成工程来看,大量的建筑中庭热环境不理想且能耗很大,主要原因是中庭透光围护结构的热工性能较差,传热损失和太阳辐射得热过大。夏热冬暖地区某公共建筑中庭进行测试结果显示,中庭四层内走廊气温达到40℃以上,平均热舒适值PMV≥2.63,即使采用空调室内也无法达到人们所要求的舒适温度。
对于需要视觉、采光效果而加大屋顶透光面积的建筑,如果所设计的建筑满足不了规定性指标的要求,突破了限值,则必须按本标准第3.4节的规定对该建筑进行权衡判断。权衡判断时,参照建筑的屋顶透光部分面积应符合本条的规定。
透光部分面积是指实际透光面积,不含窗框面积,应通过计算确定。

3.2.8

单一立面外窗(包括透光幕墙)的有效通风换气面积应符合下列规定;
1 甲类公共建筑外窗(包括透光幕墙)应设可开启窗扇,其有效通风换气面积不宜小于所在房间外墙面积的10%;当透光幕墙受条件限制无法设置可开启窗扇时,应设置通风换气装置。
2 乙类公共建筑外窗有效通风换气面积不宜小于窗面积的30%。

条文说明

3.2.8 公共建筑一般室内人员密度比较大,建筑室内空气流动,特别是自然、新鲜空气的流动,是保证建筑室内空气质量符合国家有关标准的关键。无论在北方地区还是在南方地区,在春、秋季节和冬、夏季节的某些时段普遍有开窗加强房间通风的习惯,这也是节能和提高室内热舒适性的重要手段。外窗的可开启面积过小会严重影响建筑室内的自然通风效果,本条规定是为了使室内人员在较好的室外气象条件下,可以通过开启外窗通风来获得热舒适性和良好的室内空气品质。
近来有些建筑为了追求外窗的视觉效果和建筑立面的设计风格,外窗的可开启率有逐渐下降的趋势,有的甚至使外窗完全封闭,导致房间自然通风不足,不利于室内空气流通和散热,不利于节能。现行国家标准《民用建筑设计通则》GB 50352中规定:采用直接自然通风的房间……生活、工作的房间的通风开口有效面积不应小于该房间地板面积的1/20。这是民用建筑通风开口面积需要满足的最低规定。通过对我国南方地区建筑实测调查与计算机模拟表明:当室外干球温度不高于28℃,相对湿度80%以下,室外风速在1.5m/s左右时,如果外窗的有效开启面积不小于所在房间地面面积的8%,室内大部分区域基本能达到热舒适性水平;而当室内通风不畅或关闭外窗,室内干球温度26℃,相对湿度80%左右时,室内人员仍然感到有些闷热。人们曾对夏热冬暖地区典型城市的气象数据进行分析,从5月到10月,室外平均温度不高于28℃的天数占每月总天数,有的地区高达60%~70%,最热月也能达到10%左右,对应时间段的室外风速大多能达到1.5m/s左右。所以做好自然通风气流组织设计,保证一定的外窗可开启面积,可以减少房间空调设备的运行时间,节约能源,提高舒适性。
甲类公共建筑大多内区较大,且设计时各层房间分隔情况并不明确,因此以房间地板面积为基数规定通风开口面积会出现无法执行的情况;而以外区房间地板面积计算,会造成通风开口面积过小,不利于节能。以平层40m×40m的高层办公建筑为例,有效使用面积按67%计,即为1072㎡,有效通风面积为该层地板面积5%时,相当于外墙面积的9.3%;有效通风面积为该层地板面积的8%时,相当于外墙面积的15%。考虑对于甲类建筑过大的有效通风换气面积会给建筑设计带来较大难度,因此取较低值,开启有效通风面积不小于外墙面积的10%对于100m以下的建筑设计均可做到。当条件允许时应适当增加有效通风开口面积。
自然通风作为节能手段在体量较小的乙类建筑中能发挥更大作用,因此推荐较高值。房间面积6m(长)×8m(进深)层高3.6m的公共建筑,有效通风面积为房间地板面积的8%时,相当于外墙面积的17%。以窗墙比0.5计,为外窗面积的34%;以窗墙比0.6计,为外窗面积的28%。

3.2.9

外窗(包括透光幕墙)的有效通风换气面积应为开启扇面积和窗开启后的空气流通界面面积的较小值。

条文说明

3.2.9 目前7层以下建筑窗户多为内外平开、内悬内平开及推拉窗形式;高层建筑窗户则多为内悬内平开或推拉扇开启;高层建筑的玻璃幕墙开启扇大多为外上悬开启扇,目前也有极少数外平推扇开启方式。
对于推拉窗,开启扇有效通风换气面积是窗面积的50%;
对于平开窗(内外),开启扇有效通风换气面积是窗面积的100%。
内悬窗和外悬窗开启扇有效通风换气面积具体分析如下:
根据现行行业标准《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ 102的要求:“幕墙开启窗的设置,应满足使用功能和立面效果要求,并应启闭方便,避免设置在梁、柱、隔墙等位置。开启扇的开启角度不宜大于30°,开启距离不宜大于300mm。”这主要是出于安全考虑。
以扇宽1000mm,高度分别为500mm、800mm、1000mm、1200mm、1500mm、1800mm、2000mm、2500mm的外上悬扇计算空气流通界面面积,如表1所示。不同开窗角度下有效通风面积见图1。
由表1中可以看出,开启距离不大于300mm时,“有效通风换气面积”小于开启扇面积,仅为窗面积的19%~67%。当幕墙、外窗开启时,空气将经过两个“洞口”,一个是开启扇本身的固定洞口,一个是开启后的空气界面洞口。因此决定空气流量的是较小的洞口。如果以开启扇本身的固定洞口作为有效通风换气面积进行设计,将会导致实际换气量不足,这也是目前市场反映通风量不够的主要原因。另一方面,内开悬窗开启角度更小,约15°左右,换气量更小。


图示暂不可用


图示暂不可用

3.2.10

严寒地区建筑的外门应设置门斗;寒冷地区建筑面向冬季主导风向的外门应设置门斗或双层外门,其他外门宜设置门斗或应采取其他减少冷风渗透的措施;夏热冬冷、夏热冬暖和温和地区建筑的外门应采取保温隔热措施。

条文说明

3.2.10 公共建筑的性质决定了它的外门开启频繁。在严寒和寒冷地区的冬季,外门的频繁开启造成室外冷空气大量进入室内,导致供暖能耗增加。设置门斗可以避免冷风直接进入室内,在节能的同时,也提高门厅的热舒适性。除了严寒和寒冷地区之外,其他气候区也存在类似的现象,因此也应该采取各种可行的节能措施。

3.2.11

建筑中庭应充分利用自然通风降温,并可设置机械排风装置加强自然补风。

条文说明

3.2.11 建筑中庭空间高大,在炎热的夏季,太阳辐射将会使中庭内温度过高,大大增加建筑物的空调能耗。自然通风是改善建筑热环境,节约空调能耗最为简单、经济,有效的技术措施。采用自然通风能提供新鲜、清洁的自然空气(新风),降低中庭内过高的空气温度,减少中庭空调的负荷,从而节约能源。而且中庭通风改善了中庭热环境,提高建筑中庭的舒适度,所以中庭通风应充分考虑自然通风,必要时设置机械排风。
由于自然风的不稳定性,或受周围高大建筑或植被的影响,许多情况下在建筑周围无法形成足够的风压,这时就需要利用热压原理来加强自然通风。它是利用建筑中庭高大空间内部的热压,即平常所讲的“烟囱效应”,使热空气上升,从建筑上部风口排出,室外新鲜的冷空气从建筑底部被吸入。室内外空气温度差越大,进排风口高度差越大,则热压作用越强。
利用风压和热压来进行自然通风往往是互为补充、密不可分的。但是,热压和风压综合作用下的自然通风非常复杂,一般来说,建筑进深小的部位多利用风压来直接通风,进深较大的部位多利用热压来达到通风的效果。风的垂直分布特性使得高层建筑比较容易实现自然通风。但对于高层建筑来说,焦点问题往往会转变为建筑内部(如中庭、内天井)及周围区域的风速是否会过大或造成紊流,新建高层建筑对于周围风环境特别是步行区域有什么影响等。在公共建筑中利用风压和热压来进行自然通风的实例是非常多的,它利用中庭的高大空间,外围护结构为双层通风玻璃幕墙,在内部的热压和外表面太阳辐射作用下,即平常所讲的“烟囱效应”热空气上升,形成良好的自然通风。
对于一些大型体育馆、展览馆、商业设施等,由于通风路径(或管道)较长,流动阻力较大,单纯依靠自然的风压,热压往往不足以实现自然通风。而对于空气和噪声污染比较严重的大城市,直接自然通风会将室外污浊的空气和噪声带入室内,不利于人体健康,在上述情况下,常采用机械辅助式自然通风系统,如利用土壤预冷、预热、深井水换热等,此类系统有一套完整的空气循环通道,并借助一定的机械方式来加速室内通风。
由于建筑朝向、形式等条件的不同,建筑通风的设计参数及结果会大相径庭;周边建筑或植被会改变风速、风向;建筑的女儿墙,挑檐,屋顶坡度等也会影响建筑围护结构表面的气流。因此建筑中庭通风设计必须具体问题具体分析,并且与建筑设计同步进行(而不是等到建筑设计完成之后再做通风设计)。
因此,若建筑中庭空间高大,一般应考虑在中庭上部的侧面开一些窗口或其他形式的通风口,充分利用自然通风,达到降低中庭温度的目的。必要时,应考虑在中庭上部的侧面设置排风机加强通风,改善中庭热环境。尤其在室外空气的焓值小于建筑室内空气的焓值时,自然通风或机械排风能有效地带走中庭内的散热量和散湿量,改善室内热环境,节约建筑能耗。

3.2.12

建筑设计应充分利用天然采光。天然采光不能满足照明要求的场所,宜采用导光、反光等装置将自然光引入室内。

条文说明

3.2.12 应优先利用建筑设计实现天然采光。当利用建筑设计实现的天然采光不能满足照明要求时,应根据工程的地理位置、日照情况进行经济、技术比较,合理的选择导光或反光装置。可采用主动式或被动式导光系统。主动式导光系统采光部分实时跟踪太阳,以获得更好的采光效果,该系统效率较高,但机械、控制较复杂,造价较高。被动式导光系统采光部分固定不动,其系统效率不如主动式系统高,但结构、控制较简单,造价低廉。自然光导光、反光系统只能用于一般照明的补充,不可用于应急照明。当采用天然光导光、反光系统时,宜采用照明控制系统对人工照明进行自动控制,有条件时可采用智能照明控制系统对人工照明进行调光控制。

3.2.13

人员长期停留房间的内表面可见光反射比宜符合表3.2.13的规定。


图示暂不可用

条文说明

3.2.13 房间内表面反射比高,对照度的提高有明显作用。可参照国家标准《建筑采光设计标准》GB 50033的相关规定执行。

3.2.14

电梯应具备节能运行功能。两台及以上电梯集中排列时,应设置群控措施。电梯应具备无外部召唤且轿厢内一段时间无预置指令时,自动转为节能运行模式的功能。

条文说明

3.2.14 设置群控功能,可以最大限度地减少等候时间,减少电梯运行次数。轿厢内一段时间无预置指令时,电梯自动转为节能方式主要是关闭部分轿厢照明。高速电梯可考虑采用能量再生电梯。
在电梯设计选型时,宜选用采用高效电机或具有能量回收功能的节能型电梯。

3.2.15

自动扶梯、自动人行步道应具备空载时暂停或低速运转的功能。

3.3 围护结构热工设计

3.3.1

根据建筑热工设计的气候分区,甲类公共建筑的围护结构热工性能应分别符合表3.3.1-1~表3.3.1-6的规定。当不能满足本条的规定时,必须按本标准规定的方法进行权衡判断。 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。


图示暂不可用


图示暂不可用


图示暂不可用


图示暂不可用


图示暂不可用


图示暂不可用

条文说明

3.3.1、3.3.2 强制性条文。采用热工性能良好的建筑围护结构是降低公共建筑能耗的重要途径之一。我国幅员辽阔,气候差异大,各地区建筑围护结构的设计应因地制宜。在经济合理和技术可行的前提下,提高我国公共建筑的节能水平。根据建筑物所处的气候特点和技术情况,确定合理的建筑围护结构热工性能参数。
本标准修订时,建筑围护结构的热工性能参数是根据不同类型、不同气候区的典型建筑模型的最优节能方案确定的。并将同一气候区不同类型的公共建筑限值按其分布特征加权,得到该气候区公共建筑围护结构热工性能限值,再经过专家论证分析最终确定。
围护结构热工性能与投资增量经济模型的准确性是经济、技术分析的关键。非透光围护结构(外墙、屋顶)的热工性能主要以传热系数来衡量。编制组通过调研,确定了目前最常用的保温材料价格,经统计分析建立传热系数与投资增量的数学模型。对于透光围护结构,传热系数K和太阳得热系数SHGC是衡量外窗、透光幕墙热工性能的两个主要指标。外窗造价与其传热系数和太阳得热系数的经济分析模型是通过对调研数据进行统计分析确定的。
外墙的传热系数采用平均传热系数,主要考虑围护结构周边混凝土梁、柱、剪力墙等“热桥”的影响,以保证建筑在冬季供暖和夏季空调时,围护结构的传热量不超过标准的要求。
本次修订以太阳得热系数(SHGC)作为衡量透光围护结构性能的参数,一方面在名称上更贴近人们关心的太阳辐射进入室内得热量,另一方面国外标准及主流建筑能耗模拟软件中也是以太阳得热系数(SHGC)作为衡量窗户或透光幕墙等透光围护结构热工性能的参数。
由于严寒A区的公共建筑面积仅占全国公共建筑的0.24%,该气候区的公共建筑能耗特点和严寒B区相近,冈此,对严寒A区和B区提出相同要求,以规定性指标作为节能设计的主要依据。严寒和寒冷地区冬季室内外温差大、供暖期长,建筑围护结构传热系数对供暖能耗影响很大,供暖期室内外温差传热的热量损失占主导地位。因此,在严寒、寒冷地区主要考虑建筑的冬季保温,对围护结构传热系数的限值要求相对高于其他气候区。在夏热冬暖和夏热冬冷地区,空调期太阳辐射得热是建筑能耗的主要原因,因此,对窗和幕墙的玻璃(或其他透光材料)的太阳得热系数的要求高于北方地区。
夏热冬冷地区要同时考虑冬季保温和夏季隔热,不同于北方供暖建筑主要考虑单向的传热过程。能耗分析结果表明,在该气候区改变围护结构传热系数时,随着K值的减少,能耗并非按线性规律变化:提高屋顶热工性能总是能带来更好的节能效果,但是提高外墙的热工性能时,全年供冷能耗量增加,供热能耗量减少,变化幅度接近,导致节能效果不明显。但是考虑到随着人们生活水平的日益提高,该地区对室内环境热舒适度的要求越来越高,因此对该地区围护结构保温性能的要求也作出了相应的提高。
目前以供冷为主的南方地区越来越多的公共建筑采用轻质幕墙结构,其热工性能与重型墙体差异较大。本次修订分析了轻型墙体和重型墙体结构对建筑全年能耗的影响,结果表明,建筑全年能耗随着墙体热惰性指标D值增大而减小。这说明,采用轻质幕墙结构时,只对传热系数进行要求,难以保证墙体的节能性能。通过调查分析,常用轻质幕墙结构的热惰性指标集中在2.5以下,故以D=2.5为界,分别给出传热系数限值,通过热惰性指标和传热系数同时约束。
夏热冬暖地区主要考虑建筑的夏季隔热。该地区太阳辐射通过透光围护结构进入室内的热量是夏季冷负荷的主要成因,所以对该地区透光围护结构的遮阳性能要求较高。
当建筑师追求通透、大面积使用透光幕墙时,要根据建筑所处的气候区和窗墙面积比选择玻璃(或其他透光材料),使幕墙的传热系数和玻璃(或其他透光材料)的热工性能符合本标准的规定。为减少做权衡判断的机会,方便设计,本次修订对窗墙面积比大于0.70的情况,也做了节能性等效的热工权衡计算,并给出其热工性能限值。当采用较大的窗墙面积比时,其透光围护结构的热工性能所要达到的要求也更高,需要付出的经济代价也更大。但正常情况下,建筑应采用合理的窗墙面积比,尽量避免采用大窗墙面积比的设计方案。通常,窗墙面积比不宜大于0.7。乙类建筑的建筑面积小,其能耗总量也小,可适当放宽对该类建筑的围护结构热工性能要求,以简化该类建筑的节能设计,提高效率。
在严寒和寒冷地区,如果建筑物地下室外墙的热阻过小,墙的传热量会很大,内表面尤其是墙角部位容易结露。同样,如果与土壤接触的地面热阻过小,地面的传热量也会很大,地表面也容易结露或产生冻脚现象。因此,从节能和卫生的角度出发,要求这些部位必须达到防止结露或产生冻脚的热阻值。因此对地面和地下室外墙的热阻作出了规定。为方便计算本标准只对保温材料层的热阻性能提出要求,不包括土壤和混凝土地面。周边地面是指室内距外墙内表面2m以内的地面。
温和地区气候温和,近年来,为满足旅游业和经济发展的需要,主要公共建筑都配置了供暖空调设施,公共建筑能耗逐年呈上升趋势。目前国家在大力推广被动建筑,提出被动优先、主动优化的原则,而在温和地区,被动技术是最适宜的技术,因此,从控制供暖空调能耗和室内热环境角度,对围护结构提出一定的保温、隔热性能要求有利于该地区建筑节能工作,也符合国家提出的可持续发展理念。
温和A区的采暖度日数与夏热冬冷地区一致,温和B区的采暖度日数与夏热冬暖地区一致,因此,对于温和A区,从控制供暖能耗角度,其围护结构保温性能宜与具有相同采暖度日数的地区一致,一方面可以有效降低供暖能耗,另一方面围护结构热工性能的提升也将有效改善室内热舒适性,有利于减少供暖系统的设置和使用。温和地区空调度日数远小于夏热冬冷地区,但温和地区所处地理位置普遍海拔高、纬度低,太阳高度角较高、辐射强,空气透明度大,多数地区太阳年日照小时数为2100h~2300h,年太阳能总辐照量4500MJ/㎡~6000MJ/㎡,太阳辐射是导致室内过热的主要原因。因此,要求其遮阳性能分别与相邻气候区一致,不仅能有效降低能耗,而且可以明显改善夏季室内热环境,为采用通风手段满足室内热舒适度、尽量减少空调系统的使用提供可能。但考虑到该地区经济礼会发展水平相对滞后、能源资源条件有限,且温和地区建筑能耗总量占比较低,因此,本标准对温和A区围护结构保温性能的要求低于相同采暖度日数的夏热冬冷地区;对温和B区,也只对其遮阳性能提出要求,而对围护结构保温性能不作要求。
由于温和地区的乙类建筑通常不设置供暖和空调系统,因此未对其围护结构热工性能作出要求。

3.3.2

乙类公共建筑的围护结构热工性能应符合表3.3.2-1和表3.3.2-2的规定。


图示暂不可用


图示暂不可用

条文说明

3.3.1、3.3.2 强制性条文。采用热工性能良好的建筑围护结构是降低公共建筑能耗的重要途径之一。我国幅员辽阔,气候差异大,各地区建筑围护结构的设计应因地制宜。在经济合理和技术可行的前提下,提高我国公共建筑的节能水平。根据建筑物所处的气候特点和技术情况,确定合理的建筑围护结构热工性能参数。
本标准修订时,建筑围护结构的热工性能参数是根据不同类型、不同气候区的典型建筑模型的最优节能方案确定的。并将同一气候区不同类型的公共建筑限值按其分布特征加权,得到该气候区公共建筑围护结构热工性能限值,再经过专家论证分析最终确定。
围护结构热工性能与投资增量经济模型的准确性是经济、技术分析的关键。非透光围护结构(外墙、屋顶)的热工性能主要以传热系数来衡量。编制组通过调研,确定了目前最常用的保温材料价格,经统计分析建立传热系数与投资增量的数学模型。对于透光围护结构,传热系数K和太阳得热系数SHGC是衡量外窗、透光幕墙热工性能的两个主要指标。外窗造价与其传热系数和太阳得热系数的经济分析模型是通过对调研数据进行统计分析确定的。
外墙的传热系数采用平均传热系数,主要考虑围护结构周边混凝土梁、柱、剪力墙等“热桥”的影响,以保证建筑在冬季供暖和夏季空调时,围护结构的传热量不超过标准的要求。
本次修订以太阳得热系数(SHGC)作为衡量透光围护结构性能的参数,一方面在名称上更贴近人们关心的太阳辐射进入室内得热量,另一方面国外标准及主流建筑能耗模拟软件中也是以太阳得热系数(SHGC)作为衡量窗户或透光幕墙等透光围护结构热工性能的参数。
由于严寒A区的公共建筑面积仅占全国公共建筑的0.24%,该气候区的公共建筑能耗特点和严寒B区相近,冈此,对严寒A区和B区提出相同要求,以规定性指标作为节能设计的主要依据。严寒和寒冷地区冬季室内外温差大、供暖期长,建筑围护结构传热系数对供暖能耗影响很大,供暖期室内外温差传热的热量损失占主导地位。因此,在严寒、寒冷地区主要考虑建筑的冬季保温,对围护结构传热系数的限值要求相对高于其他气候区。在夏热冬暖和夏热冬冷地区,空调期太阳辐射得热是建筑能耗的主要原因,因此,对窗和幕墙的玻璃(或其他透光材料)的太阳得热系数的要求高于北方地区。
夏热冬冷地区要同时考虑冬季保温和夏季隔热,不同于北方供暖建筑主要考虑单向的传热过程。能耗分析结果表明,在该气候区改变围护结构传热系数时,随着K值的减少,能耗并非按线性规律变化:提高屋顶热工性能总是能带来更好的节能效果,但是提高外墙的热工性能时,全年供冷能耗量增加,供热能耗量减少,变化幅度接近,导致节能效果不明显。但是考虑到随着人们生活水平的日益提高,该地区对室内环境热舒适度的要求越来越高,因此对该地区围护结构保温性能的要求也作出了相应的提高。
目前以供冷为主的南方地区越来越多的公共建筑采用轻质幕墙结构,其热工性能与重型墙体差异较大。本次修订分析了轻型墙体和重型墙体结构对建筑全年能耗的影响,结果表明,建筑全年能耗随着墙体热惰性指标D值增大而减小。这说明,采用轻质幕墙结构时,只对传热系数进行要求,难以保证墙体的节能性能。通过调查分析,常用轻质幕墙结构的热惰性指标集中在2.5以下,故以D=2.5为界,分别给出传热系数限值,通过热惰性指标和传热系数同时约束。
夏热冬暖地区主要考虑建筑的夏季隔热。该地区太阳辐射通过透光围护结构进入室内的热量是夏季冷负荷的主要成因,所以对该地区透光围护结构的遮阳性能要求较高。
当建筑师追求通透、大面积使用透光幕墙时,要根据建筑所处的气候区和窗墙面积比选择玻璃(或其他透光材料),使幕墙的传热系数和玻璃(或其他透光材料)的热工性能符合本标准的规定。为减少做权衡判断的机会,方便设计,本次修订对窗墙面积比大于0.70的情况,也做了节能性等效的热工权衡计算,并给出其热工性能限值。当采用较大的窗墙面积比时,其透光围护结构的热工性能所要达到的要求也更高,需要付出的经济代价也更大。但正常情况下,建筑应采用合理的窗墙面积比,尽量避免采用大窗墙面积比的设计方案。通常,窗墙面积比不宜大于0.7。乙类建筑的建筑面积小,其能耗总量也小,可适当放宽对该类建筑的围护结构热工性能要求,以简化该类建筑的节能设计,提高效率。
在严寒和寒冷地区,如果建筑物地下室外墙的热阻过小,墙的传热量会很大,内表面尤其是墙角部位容易结露。同样,如果与土壤接触的地面热阻过小,地面的传热量也会很大,地表面也容易结露或产生冻脚现象。因此,从节能和卫生的角度出发,要求这些部位必须达到防止结露或产生冻脚的热阻值。因此对地面和地下室外墙的热阻作出了规定。为方便计算本标准只对保温材料层的热阻性能提出要求,不包括土壤和混凝土地面。周边地面是指室内距外墙内表面2m以内的地面。
温和地区气候温和,近年来,为满足旅游业和经济发展的需要,主要公共建筑都配置了供暖空调设施,公共建筑能耗逐年呈上升趋势。目前国家在大力推广被动建筑,提出被动优先、主动优化的原则,而在温和地区,被动技术是最适宜的技术,因此,从控制供暖空调能耗和室内热环境角度,对围护结构提出一定的保温、隔热性能要求有利于该地区建筑节能工作,也符合国家提出的可持续发展理念。
温和A区的采暖度日数与夏热冬冷地区一致,温和B区的采暖度日数与夏热冬暖地区一致,因此,对于温和A区,从控制供暖能耗角度,其围护结构保温性能宜与具有相同采暖度日数的地区一致,一方面可以有效降低供暖能耗,另一方面围护结构热工性能的提升也将有效改善室内热舒适性,有利于减少供暖系统的设置和使用。温和地区空调度日数远小于夏热冬冷地区,但温和地区所处地理位置普遍海拔高、纬度低,太阳高度角较高、辐射强,空气透明度大,多数地区太阳年日照小时数为2100h~2300h,年太阳能总辐照量4500MJ/㎡~6000MJ/㎡,太阳辐射是导致室内过热的主要原因。因此,要求其遮阳性能分别与相邻气候区一致,不仅能有效降低能耗,而且可以明显改善夏季室内热环境,为采用通风手段满足室内热舒适度、尽量减少空调系统的使用提供可能。但考虑到该地区经济礼会发展水平相对滞后、能源资源条件有限,且温和地区建筑能耗总量占比较低,因此,本标准对温和A区围护结构保温性能的要求低于相同采暖度日数的夏热冬冷地区;对温和B区,也只对其遮阳性能提出要求,而对围护结构保温性能不作要求。
由于温和地区的乙类建筑通常不设置供暖和空调系统,因此未对其围护结构热工性能作出要求。

3.3.3

建筑围护结构热工性能参数计算应符合下列规定:
1 外墙的传热系数应为包括结构性热桥在内的平均传热系数,平均传热系数应按本标准附录A的规定进行计算;
2 外窗(包括透光幕墙)的传热系数应按现行国家标准《民用建筑热工设计规范》GB 50176的有关规定计算;
3 当设置外遮阳构件时,外窗(包括透光幕墙)的太阳得热系数应为外窗(包括透光幕墙)本身的太阳得热系数与外遮阳构件的遮阳系数的乘积。外窗(包括透光幕墙)本身的太阳得热系数和外遮阳构件的遮阳系数应按现行国家标准《民用建筑热工设计规范》GB 50176的有关规定计算。

条文说明

3.3.3 本条是对本标准第3.3.1条和3.3.2条中热工性能参数的计算方法进行规定。建筑围护结构热工性能参数是本标准衡量围护结构节能性能的重要指标。计算时应符合现行国家标准《民用建筑热工设计规范》GB 50176的有关规定。
围护结构设置保温层后,其主断面的保温性能比较容易保证,但梁、柱、窗口周边和屋顶突出部分等结构性热桥的保温通常比较薄弱,不经特殊处理会影响建筑的能耗,因此本标准规定的外墙传热系数是包括结构性热桥在内的平均传热系数,并在附录A对计算方法进行了规定。
外窗(包括透光幕墙)的热工性能,主要指传热系数和太阳得热系数,受玻璃系统的性能、窗框(或框架)的性能以及窗框(或框架)和玻璃系统的面积比例等影响,计算时应符合《民用建筑热工设计规范》GB 50176的规定。
外遮阳构件是改善外窗(包括透光幕墙)太阳得热系数的重要技术措施。有外遮阳时,本标准第3.3.1条和3.3.2条中外窗(包括透光幕墙)的遮阳性能应为由外遮阳构件和外窗(包括透光幕墙)组成的外窗(包括透光幕墙)系统的综合太阳得热系数。外遮阳构件的遮阳系数计算应符合《民用建筑热工设计规范》GB 50176的规定。需要注意的是,外窗(包括透光幕墙)的太阳得热系数的计算不考虑内遮阳构件的影响。

3.3.4

屋面、外墙和地下室的热桥部位的内表面温度不应低于室内空气露点温度。

条文说明

3.3.4 围护结构中窗过梁、圈梁、钢筋混凝土抗震柱、钢筋混凝土剪力墙、梁、柱、墙体和屋面及地面相接触部位的传热系数远大于主体部位的传热系数,形成热流密集通道,即为热桥。对这些热工性能薄弱的环节,必须采取相应的保温隔热措施,才能保证围护结构正常的热工状况和满足建筑室内人体卫生方面的基本要求。
热桥部位的内表面温度规定要求的目的主要是防止冬季供暖期间热桥内外表面温差小,内表面温度容易低于室内空气露点温度,造成围护结构热桥部位内表面产生结露,使围护结构内表面材料受潮、长霉,影响室内环境。因此,应采取保温措施,减少围护结构热桥部位的传热损失。同时也可避免夏季空调期间这些部位传热过大导致空调能耗增加。

3.3.5

建筑外门、外窗的气密性分级应符合国家标准《建筑外门窗气密、水密、抗风压性能分级及检测方法》GB/T 7106-2008中第4.1.2条的规定,并应满足下列要求:
1 10层及以上建筑外窗的气密性不应低于7级;
2 10层以下建筑外窗的气密性不应低于6级;
3 严寒和寒冷地区外门的气密性不应低于4级。

条文说明

3.3.5 公共建筑一般对室内环境要求较高,为了保证建筑的节能,要求外窗具有良好的气密性能,以抵御夏季和冬季室外空气过多地向室内渗漏,因此对外窗的气密性能要有较高的要求。根据国家标准《建筑外门窗气密、水密、抗风压性能分级及检测方法》GB/T 7106-2008,建筑外门窗气密性7级对应的分级指标绝对值为:单位缝长1.0≥q1[m³/(m·h)]>0.5,单位面积3.0≥q2[m³/(㎡·h)]>1.5;建筑外门窗气密性6级对应的分级指标绝对值为:单位缝长1.5≥q1[m³/(m·h)]>1.0,单位面积4.5≥q2[m³/(㎡·h)]>3.0。建筑外门窗气密性4级对应的分级指标绝对值为:单位缝长2.5≥q1[m³/(m·h)]>2.0,单位面积7.5≥q2[m3/(㎡·h)]>6.0。

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