我國目前采用的節(jié)能建筑的判定
自從上個世紀(jì)國家陸陸續(xù)續(xù)頒布了一系列的節(jié)能設(shè)計法規(guī),首先從北方開始的住宅節(jié)能法規(guī),到冬冷夏熱地區(qū)和冬暖夏熱[1-4]地區(qū)的住宅節(jié)能法規(guī),上海首先開始的公共建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)[5]也拉開了國家公共建筑設(shè)計方面的節(jié)能法規(guī)制定的序幕。關(guān)于建筑節(jié)能的界定也從單一規(guī)定熱阻發(fā)展為綜合的判定建筑物全年能耗的方法。
建筑物全年能耗評估方法最早出現(xiàn)在ASHRAE的節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)上,該標(biāo)準(zhǔn)具有很多理論上的優(yōu)點:比如說,允許設(shè)計人員充分展示自己的設(shè)計理念和特點,并可以從能源控制的角度組織包括建筑、電氣、給排水等多工種的有效的設(shè)計組織,從多個角度共同協(xié)作,有效控制建筑能耗的規(guī)模。而且可以多工種之間進(jìn)行有效配合,為建筑節(jié)能的實施提供更多的空間。但是在實際的操作過程中也遇到了比較大的障礙,一方面是設(shè)計師沒有足夠的時間和渠道進(jìn)行互相交流,同時由于建筑的全年能耗計算需要一個動態(tài)的能耗計算軟件,將有關(guān)的建筑信息、設(shè)備信息、管理控制信息輸入軟件,因此它的實施必須具備一個成熟的軟件平臺和非常熟悉軟件的建筑工程師,而恰恰是這一點阻礙了該方法的實際應(yīng)用。
作為上海市公共建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)的主編單位,同濟(jì)大學(xué)也是與該標(biāo)準(zhǔn)配套的軟件的主編單位,有機(jī)會在標(biāo)準(zhǔn)和軟件的編制過程中對上海的公共建筑進(jìn)行了軟件上的測試和協(xié)助工程師完成他們的工作。在這個過程中發(fā)現(xiàn)了許多問題,其中比較特殊的、直接影響工作進(jìn)程的問題之一就是如何確定節(jié)能建筑的評價方式,是以全年能耗費用的形式出現(xiàn)?還是以建筑全年消耗的能量總和形式出現(xiàn)?
從表面上看,用這兩種評價方式的結(jié)果應(yīng)該是一致的,因為能耗費用是能耗與能源價格的乘積,能耗多了,能耗費用肯定增加。但是在對具體的建筑進(jìn)行節(jié)能評估時卻產(chǎn)生了偏差。
下面以《上海地區(qū)公共建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》為依據(jù),采用Carrier-II為工具,通過對一個建筑的全年能耗費用的模擬,探討該偏差的產(chǎn)生原因、以及對建筑節(jié)能判定的影響。
建筑全年能耗費用的模擬
在上海市公共建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)的編制過程中,考慮到國家對能源政策的宏觀調(diào)控,以及鼓勵使用用戶側(cè)不節(jié)能、但在整個能源的生命周期中節(jié)能的空調(diào)方式(比如冰蓄冷),采用的評價方式是基于建筑全年能耗費用的模擬,即要求設(shè)計建筑物的全年能耗費用不能大于標(biāo)準(zhǔn)建筑物的全年能耗費用。
下面將該原則用于某個具體建筑的實際評價過程。
2.1設(shè)計建筑物的條件
這里構(gòu)筑的設(shè)計建筑物是一個商場,其具體內(nèi)容是根據(jù)提供的設(shè)計文件生成的,考慮到篇幅問題,這里僅僅將部分參數(shù)摘錄如下:
2.1.1建筑的熱工參數(shù)
該設(shè)計建筑的主要熱工參數(shù)如下:
外墻傳熱系數(shù)為0.66W/m2·℃;
內(nèi)墻傳熱系數(shù)為1.4W/m2·℃;
屋頂傳熱系數(shù)為0.80 W/m2·℃;
商店櫥窗傳熱系數(shù)為6.0W/m2·℃,遮陽系數(shù)0.5;
門的傳熱系數(shù)為6.0W/m2,遮陽系數(shù)0.5℃;
玻璃天棚的傳熱系數(shù)為2.4W/m2·℃,遮陽系數(shù)0.5
2.1.2建筑的空調(diào)系統(tǒng)
該建筑在建筑設(shè)計上分為三個部分,分別稱之為A區(qū)、B區(qū)、C區(qū)。三個區(qū)采用的冷熱源形式有兩種:A、B區(qū)采用空氣源熱泵,新風(fēng)系統(tǒng)采用了預(yù)冷設(shè)備;C區(qū)采用直接蒸發(fā)管道機(jī)組,新風(fēng)采用了熱回收裝置。
2.2標(biāo)準(zhǔn)建筑物的條件
標(biāo)準(zhǔn)建筑物是根據(jù)《上海市工程建設(shè)規(guī)范-公共建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》的規(guī)定構(gòu)筑的,同樣考慮到篇幅問題,這里僅僅將部分參數(shù)摘錄如下:
2.2.1建筑的熱工參數(shù)
標(biāo)準(zhǔn)建筑主要熱工參數(shù)如下:
外墻傳熱系數(shù)為1.0W/m2·℃;
內(nèi)墻傳熱系數(shù)為2.0W/m2·℃;
屋頂傳熱系數(shù)為0.8 W/m2·℃;
玻璃窗的傳熱系數(shù)為3.7W/m2·℃,遮陽系數(shù)0. 5;
門的傳熱系數(shù)為3.0W/m2·℃;
玻璃天棚的傳熱系數(shù)為2.5W/m2·℃,遮陽系數(shù)0.5
2.2.2建筑的空調(diào)系統(tǒng)
根據(jù)《上海市工程建設(shè)規(guī)范-公共建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》的規(guī)定,標(biāo)準(zhǔn)建筑采用的冷源為水冷離心冷水機(jī)組,熱源采用了熱水鍋爐。
自從上個世紀(jì)國家陸陸續(xù)續(xù)頒布了一系列的節(jié)能設(shè)計法規(guī),首先從北方開始的住宅節(jié)能法規(guī),到冬冷夏熱地區(qū)和冬暖夏熱[1-4]地區(qū)的住宅節(jié)能法規(guī),上海首先開始的公共建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)[5]也拉開了國家公共建筑設(shè)計方面的節(jié)能法規(guī)制定的序幕。關(guān)于建筑節(jié)能的界定也從單一規(guī)定熱阻發(fā)展為綜合的判定建筑物全年能耗的方法。
建筑物全年能耗評估方法最早出現(xiàn)在ASHRAE的節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)上,該標(biāo)準(zhǔn)具有很多理論上的優(yōu)點:比如說,允許設(shè)計人員充分展示自己的設(shè)計理念和特點,并可以從能源控制的角度組織包括建筑、電氣、給排水等多工種的有效的設(shè)計組織,從多個角度共同協(xié)作,有效控制建筑能耗的規(guī)模。而且可以多工種之間進(jìn)行有效配合,為建筑節(jié)能的實施提供更多的空間。但是在實際的操作過程中也遇到了比較大的障礙,一方面是設(shè)計師沒有足夠的時間和渠道進(jìn)行互相交流,同時由于建筑的全年能耗計算需要一個動態(tài)的能耗計算軟件,將有關(guān)的建筑信息、設(shè)備信息、管理控制信息輸入軟件,因此它的實施必須具備一個成熟的軟件平臺和非常熟悉軟件的建筑工程師,而恰恰是這一點阻礙了該方法的實際應(yīng)用。
作為上海市公共建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)的主編單位,同濟(jì)大學(xué)也是與該標(biāo)準(zhǔn)配套的軟件的主編單位,有機(jī)會在標(biāo)準(zhǔn)和軟件的編制過程中對上海的公共建筑進(jìn)行了軟件上的測試和協(xié)助工程師完成他們的工作。在這個過程中發(fā)現(xiàn)了許多問題,其中比較特殊的、直接影響工作進(jìn)程的問題之一就是如何確定節(jié)能建筑的評價方式,是以全年能耗費用的形式出現(xiàn)?還是以建筑全年消耗的能量總和形式出現(xiàn)?
從表面上看,用這兩種評價方式的結(jié)果應(yīng)該是一致的,因為能耗費用是能耗與能源價格的乘積,能耗多了,能耗費用肯定增加。但是在對具體的建筑進(jìn)行節(jié)能評估時卻產(chǎn)生了偏差。
下面以《上海地區(qū)公共建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》為依據(jù),采用Carrier-II為工具,通過對一個建筑的全年能耗費用的模擬,探討該偏差的產(chǎn)生原因、以及對建筑節(jié)能判定的影響。
建筑全年能耗費用的模擬
在上海市公共建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)的編制過程中,考慮到國家對能源政策的宏觀調(diào)控,以及鼓勵使用用戶側(cè)不節(jié)能、但在整個能源的生命周期中節(jié)能的空調(diào)方式(比如冰蓄冷),采用的評價方式是基于建筑全年能耗費用的模擬,即要求設(shè)計建筑物的全年能耗費用不能大于標(biāo)準(zhǔn)建筑物的全年能耗費用。
下面將該原則用于某個具體建筑的實際評價過程。
2.1設(shè)計建筑物的條件
這里構(gòu)筑的設(shè)計建筑物是一個商場,其具體內(nèi)容是根據(jù)提供的設(shè)計文件生成的,考慮到篇幅問題,這里僅僅將部分參數(shù)摘錄如下:
2.1.1建筑的熱工參數(shù)
該設(shè)計建筑的主要熱工參數(shù)如下:
外墻傳熱系數(shù)為0.66W/m2·℃;
內(nèi)墻傳熱系數(shù)為1.4W/m2·℃;
屋頂傳熱系數(shù)為0.80 W/m2·℃;
商店櫥窗傳熱系數(shù)為6.0W/m2·℃,遮陽系數(shù)0.5;
門的傳熱系數(shù)為6.0W/m2,遮陽系數(shù)0.5℃;
玻璃天棚的傳熱系數(shù)為2.4W/m2·℃,遮陽系數(shù)0.5
2.1.2建筑的空調(diào)系統(tǒng)
該建筑在建筑設(shè)計上分為三個部分,分別稱之為A區(qū)、B區(qū)、C區(qū)。三個區(qū)采用的冷熱源形式有兩種:A、B區(qū)采用空氣源熱泵,新風(fēng)系統(tǒng)采用了預(yù)冷設(shè)備;C區(qū)采用直接蒸發(fā)管道機(jī)組,新風(fēng)采用了熱回收裝置。
2.2標(biāo)準(zhǔn)建筑物的條件
標(biāo)準(zhǔn)建筑物是根據(jù)《上海市工程建設(shè)規(guī)范-公共建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》的規(guī)定構(gòu)筑的,同樣考慮到篇幅問題,這里僅僅將部分參數(shù)摘錄如下:
2.2.1建筑的熱工參數(shù)
標(biāo)準(zhǔn)建筑主要熱工參數(shù)如下:
外墻傳熱系數(shù)為1.0W/m2·℃;
內(nèi)墻傳熱系數(shù)為2.0W/m2·℃;
屋頂傳熱系數(shù)為0.8 W/m2·℃;
玻璃窗的傳熱系數(shù)為3.7W/m2·℃,遮陽系數(shù)0. 5;
門的傳熱系數(shù)為3.0W/m2·℃;
玻璃天棚的傳熱系數(shù)為2.5W/m2·℃,遮陽系數(shù)0.5
2.2.2建筑的空調(diào)系統(tǒng)
根據(jù)《上海市工程建設(shè)規(guī)范-公共建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》的規(guī)定,標(biāo)準(zhǔn)建筑采用的冷源為水冷離心冷水機(jī)組,熱源采用了熱水鍋爐。