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北京市地方标准《居住建筑节能设计标准》修编中能耗指标的研究

来源:建筑光学、城市生态与节能论  撰稿人:  发布时间:2019年01月11日 浏览:
摘要:

为实现国家节约能源和保护环境的战略,落实北京市“十三五”时期建筑节能发展规划的目标,北京市建筑设计研究院有限公司绿色建筑研究所对北京市地方标准《居住建筑节能设计标准》DB11/891-2012进行了修编。

  为实现国家节约能源和保护环境的战略,落实北京市“十三五”时期建筑节能发展规划的目标,北京市建筑设计研究院有限公司绿色建筑研究所对北京市地方标准《居住建筑节能设计标准》DB11/891-2012进行了修编。

  本次对北京市地方标准《居住建筑节能设计标准》DB11/891-2012的修编提出了围护结构规定性指标与性能化指标(能耗指标)双控的模式,要求更加严格,能耗指标的计算方法也改为直接采用经过编制组统一计算条件的能耗模拟软件DeST建立模型进行动态逐时模拟计算。同时,为了配合北京市进一步提高对重点地区的建筑节能水平,打造绿色节能典范的需求,《标准》借鉴日本节能标准中的建筑节能评价方法,对能耗性能化指标提出了引导值与现行值的概念。能耗指标相关的主要修编内容如下:

  1、节能率目标提升至80%以上

  按照北京市“十三五”节能规划的要求,本次修编确定的节能率目标为80%以上(即在现行标准基础上,进一步节能20%以上),且全部由建筑围护结构承担。本次修编建筑外围护结构热工参数计算拟在外墙和屋顶的传热系数变化不大的情况下,外窗的传热系数需要达到1.1W/(m2·K)。

  2、耗热量指标的计算方法改为动态逐时模拟计算

  现行北京市地方标准《居住建筑节能设计标准》DB11/891-2012以及以往的各个版本,对于围护结构热工性能的合规判断都是采取规定性指标与权衡判断结合的方法,耗热量指标计算采用的是与行标规定的稳态计算方法。

  但随着标准的实施,以及围护结构热工性能的不断提升,尤其是外窗传热系数的提升,原有稳态计算方法对于太阳得热计算方面的缺陷越来越凸显。本次修编提出了围护结构规定性指标与性能化指标(能耗指标)双控的模式,要求更加严格,能耗指标的计算方法也改为直接采用经过编制组统一计算条件并经鉴定的能耗模拟软件建立模型进行动态逐时模拟计算。

  3、统一计算条件

  本次修编统一了动态模拟计算的核心,使用DeST软件,同时对模拟计算的条件设置作了统一规定,从而避免了因软件及操作者不同导致的计算差异。在对能耗指标的研究过程中,我们先后收集了33个项目共35栋住宅楼及幼儿园的设计资料。建筑类型涵盖了别墅、公租房、普通住宅、高档住宅及幼儿园,对全部所选建筑进行建模计算。

  4、引入外表系数的概念

  经过模拟计算结果分析,以往标准按照体形系数分级热工参数的划分方式,忽视了建筑层高的影响。模拟计算结果显示,相同体形系数相似平面布局的两个建筑,层高很大程度上影响了建筑物耗热量指标。而单位面积的外表面面积,更能反映建筑体形对耗热量指标的影响。

  本次修编引入了外表系数的概念。外表系数的定义为:建筑物与室外大气接触的外表面积与建筑面积的比值,是一个无量纲数值。通过引入外表系数的概念,重新定义了热工参数的分级指标,能够更加准确的反映建筑耗热量指标与建筑体形的关联性。

  5、提出现行值与引导值

  为了体现重点区域与项目的引领和示范作用,以及鼓励项目进一步提高自身节能水平,将能耗指标分为现行值与引导值,现行值即规定性能耗指标数值,引导值则为相对现行标准节能30%的数值,节能性更高。

  6、引入朝向修正系数ε1及南向窗墙面积比修正系数ε2

  从35个工程中选出6个主朝向为南北朝向的典型工程,将其转换为东西朝向并比对模拟计算结果,详见图1。

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  图1典型工程朝向的影响

  从图1可见东西朝向的建筑耗热量指标大于同等条件下南北朝向的建筑,因而对于主朝向为东西朝向的建筑,耗热量指标的限值需要进行朝向修正,修正系数为ε1。

  此外,南向窗墙比大的建筑,耗热量指标相对较小,因而建筑耗热量指标的限值需要对南向窗墙比进行修正,修正系数为ε2。

  对模拟计算数据进行归纳分析,提出建筑物耗热量指标qH应为基础耗热量指标乘以修正系数,即按下式计算:

  q H=q HB×ε1ε2

  式中:qHB--—建筑物基础耗热量指标。单位:W/m2

  ε1——建筑物朝向修正系数。

  ε2——建筑物南向窗墙面积比修正系数。

  小结

  北京市建筑设计研究院有限公司绿色建筑研究所对北京市地方标准《居住建筑节能设计标准》进行了修编,立足DB11/891-2012(2013版),解决原标准存在的问题,力求合理完善。

  

责任编辑:王澎
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