c省地方标准居住建筑节能设计规范标准

湖北省地方标准居住建筑节能设计标准的说明及执行要点湖北省地方标准DB42/301—2005居住建筑节能设计标准宣贯材料之一湖北省地方标准DB42／301-2005居住建筑节能设计标准的说明及执行要点2005年09月湖北省地方标准居住建筑节能设计标准的说明及执行要点l关于行标夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准JGJ134—2001与本标准的关系问题根据湖北省建设厅文件，本省的居住建筑节能设计执行湖北省地方标准DB42/301-2005。因为省标DB42/301-2005是行标JGJ134—2001的实施细则。一、关于4、0、3条的说明如条文所述，本标准通过采取两种节能措施：一是增强建筑围护结构的保温隔热性能（即5.0.8条表5.0.8的规定指标）；二是提高采暖、空调设备的热效率和性能系数（6.0.3—4条所规定的采暖设备热效率≮1.9，空调设备的名义工况制冷性能系数≮2.3），在保证相同的室内热环境指标（即4.0.1和4.0.2条的规定设计指标）的前提下，与未采取节能措施之前[南北朝向布置的上世纪八十年代典型条式住宅建筑：其体形系数为0.35，北向窗的窗墙面积比为0.25,南向窗的窗墙面积比为0.30，实心钢型材窗的传热系数为6.6W/（m2.K）；有室内外粉刷层的240厚实心粘土砖外墙，传热系数为2.00W/（m2.K）；仅有水泥石灰炉渣混凝土找坡层的无保温屋面，传热系数为2.57W/（m2.K）；实钢阳台门薄钢板门芯板的传热系数为6.6W/（m2.K）；换气次数为1.6次/h（按实心钢门窗的气密性等级求得）；电热采暖器的热效率为1.0,空调器的性能系数为2.2]相比，采暖、空调能耗应节约50﹪。以上述八十年代典型住宅建筑模型及其计算参数，采用本标准第6章规定的建筑能耗计算方法，计算出全省各地的采暖、空调能耗，并以此采暖、空调能耗作为各地的基础能耗，再将此基础能耗节约50﹪，作为全省各地的标准能耗，即本标准附录C的表C.0.3所列各地的采暖年耗电量与空调年耗电量之和的限值。本标准第5章的窗墙面积比限值表、围护结构各部分的传热系数和热惰性指标表等规定性指标，是通过不同类型建筑能耗计算模型，在不同朝向布置状况下，采取“参数设定和试算—修改设定再试算”的渐近计算方法，最终使其计算能耗基本上不超过全省各地的标准能耗而计算得到的。这里需明确指出，本标准第5章关于建筑围护结构的一系列规定性指标，只是使居住建筑能够实现节能50﹪的目标，本标准并未对围护结构作舒适性指标的规定。表5.0.8注1只是规定屋顶和外墙应满足民用建筑热工设计规范GB50176——93第5.1.1条的隔热设计要求，即在房间自然通风情况下，建筑物的屋顶和东、西外墙的内表面最高温度，不应高于夏季室外计算温度最高值（武汉为36.9℃，宜昌为38.2℃，黄石为37.9℃，此温度状况下的房间会有强烈的热辐射和严重的烘烤感），这是包括非节能建筑在内的所有民用建筑都应满足的最低隔热设计要求。符合本标准规定性指标的围护结构，只能对室内热环境有所改善，但与舒适性建筑的要求还相差甚远。那种认为节能50﹪的居住建筑，在不采暖和空调的情况下也冬暖夏凉的说法，是一种误解。l实现节能50%目标的途径有两种：一是设计的建筑物的体形系数、窗墙面积比、围护结构的热工性能都符合本标准第五章的规定性指标；二是当建筑物的体形系数、或窗墙面积比超过本标准的规定时，则可按本标准第六章的规定，采取加强外围护结构的热工性能的办法，计算建筑物的采暖年耗电量和空调年耗电量之和，使其不超过本标准附录C.0.3表C.0.3所规定的各地采暖年耗电量和空调年耗电量之和的限值。二、关于5.0.1条的说明及执行要点●居住建筑节能是一个系统工程，除了应做好建筑围护结构的节能设计之外，还应按照本条的规定，做好居住小区或组团的规划设计。规划设计的关键点：一是建筑物的朝向布置设计；二是做好减轻小区或组团范围内的夏季热岛效应、降低环境温度的措施设计。●减轻城市或区域夏季的热岛效应，降低环境温度的设计措施主要有：加强立体绿化，减少硬化地面，推广应用混凝土植草砖地面（在欧洲，将它作为调节地面气温、迅速排放雨水而防止暴雨渍水的措施），采用绿化屋面，适当设置流动水域和喷泉，做好建筑群和建筑平面的自然通风设计，处理好无集中空调的空调器室外机平台的设计问题等。●建筑群的布局与自然通风设计，应注意因地制宜。夏热冬冷和夏热冬暧地区，不应采用周边式平面布局和周边混合式平面布局形式（它仅适合于严寒和寒冷地区），以及前（迎风面）高后低的竖向布局形式。●空调器室外机平台的设计，应注意如下问题：1.不宜将室外机置于上、下凸窗之间，因为此处通风不畅，会降低空调器的效率。2.设置室外机平台(宜与阳台合一),平台上设置安全栏杆及遮阳设施,室外机平台应具有足够的宽度，以利于安装维修和自然通风，提高空调器的效率。3.设在阳台上的室外机，排风口应面对室外，不应垂直墙面将排风口指向窗户。三、关于5.0.2条的说明当不受场地限制时，节能建筑应尽量采用南北朝向（南偏东至偏西150范围内）布置。南北朝向布置的建筑物有以下特点：1.南北朝向建筑的能耗低●冬季时：①南向墙面上的日照时间比其它任何朝向墙面都长，太阳辐射照度最大（如武汉地区冬季日平均气温≤5℃时的平均太阳总辐射照度日总量，南向墙面上是东或西墙面的1.7倍，南北两墙面上的日平均太阳总辐射照度之和，是东西两墙面上的1.2倍）；②冬季的太阳高度角小，日照通过窗户进入室内的进深大。因此，南北朝向建筑冬季获得的太阳辐射热最多，从而可减小采暖能耗。●夏季时：①东西墙面上的太阳辐射照度最大（如武汉地区日平均气温≥28℃时的日平均太阳总辐射照度，东西朝向墙面上的日总量之和，是南北朝向墙面上日总量之和的1.4倍）；②南向墙面上有日照时的太阳高度角大，日照通过窗户进入室内的进深小，进入室内的太阳辐射热相对较少；③东西向墙面有日照时的太阳高度角小，日照通过窗户进入室内的进深和辐射热相对较多。因此，东西墙面上通过墙体和窗户进入室内的太阳辐射热最多，从而加大了空调能耗。表1列出了湖北省各地东西朝向建筑比南北朝向建筑的能耗增大的百分比的情况。表1湖北省各地，同一建筑在不同窗墙面积比和外窗传热系数条件下，东（E）西（W）朝向布置比南（S）北（N）朝向布置的能耗增大百分比地区窗墙面积比、外窗传热系数KC〔W/（m2•K）〕采暖年耗电量Eh增大百分比(﹪)空调年耗电EC增大百分比(﹪)全年能耗Eh+EC增大百分比(﹪)HDD18=1324～1627地区S(W)0.30N(E)0.25KC=4.714～1811～1313～16S(W)0.50N(E)0.40KC=2.520～3013～1817～24HDD18=1630～2004地区S(W)0.30N(E)0.25KC=4.718～2111～1515～19S(W)0.50N(E)0.40KC=2.530～3913～2120～29HDD18＞2004地区S(W)0.30N(E)0.25KC=4.722～2514～1620～23S(W)0.50N(E)0.40KC=2.541～4919～2333～41表1所列数据表明，东西朝向建筑比南北朝向建筑的采暖能耗和全年采暖空调能耗大很多，且随采暖度日数和窗墙面积比的增大而增大。因此，南北朝向是节能建筑的最佳朝向，东西朝向是节能建筑的最不利朝向。2.南北朝向建筑夏季的太阳辐射得热量小，室内的舒适度高因上述各朝向墙面上夏季的太阳辐射照度大小不同，故建筑物各朝向墙面上，夏季的内表面温度和对室内的辐热量也就不同。东、西墙的夏季内表面温度高，对室内有强烈的辐热。因为南北朝向建筑的南、北外墙面积大，东、西外墙的面积小，所以，南北朝向建筑物的室内舒适度比东西朝向建筑物高。3.南北朝向建筑有利于建筑室内自然通风，可减少夏季开空调的时间，从而也就有利于建筑节能我国南方地区夏季的主导风向一般为南风或偏南风（河谷、山谷地区除外），南北布置时最有利于获得室内自然通风，而冬季的北风或偏北风从背面侵袭，且此时关门关窗，对南向的主要房间影响较小。例如，武汉地区最热的七、八月份多年的平均风向频率，东南风约为26.1％，西北风约为6.6％，西南风约为19％，东北风约为24.5％。西南风加东北风的频率约为43.5％，东南风加西北风的频率约为32.7％，静风频率约为15％（多出现在闷热天），仅从有利于室内自然通风角度讲，武汉地区最为有利的建筑朝向为南偏东或偏西150。在标准所规定的空调设计温度26～28℃的时间内，当有良好的室内自然通风时，部分时间可以不开空调，因此，南北朝向建筑也有利于建筑节能。4.南北朝向建筑有利于采用较小的窗墙面积比获得最大的室内采光和日照南向墙面上无论是在冬季还是在夏季，有直射光照的时间比其它任何朝向墙面都长，特别是在冬季，南向墙上的日照量和日照进深最大，只有南朝向房间能获得最多的日照，最能满足采光和室内日照卫生功能要求。5.南北朝向节能建筑的工程造价低为了使东西朝向建筑不超过节能设计标准所规定的当地的标准能耗，则必须加强建筑围护结构的保温隔热性能。本标准第5.0.8强条规定，东西朝向建筑外墙的传热系数K≤1.0（条式建筑）及0.9（点式建筑）W/(m2·K)（相当于650及740mm厚加双面粉刷层的实心粘土砖墙），它们比南北朝向建筑外墙的传热系数（标准要求条式建筑K≤1.5及点线建筑K≤1.2，相当于380及510mm厚加双面粉刷的实心粘土砖墙）小50﹪。同时，标准要求屋顶得K值，南北朝向建筑比东西朝向建筑要小25%，如果开大窗，东西朝向还必须设置开启式百页窗等垂直式活动外遮阳设施。这样，东西朝向建筑和南北朝向建筑才具有相当的采暖与空调能耗水平。由此可见，同一建筑，南北朝向布置时比东西朝向布置时的工程造价要低。因以上原因，所以第5.0.2条规定建筑物宜采用南北朝向布置。另外，还需注意，《省标》的标准能耗和各项规定指标是正南北朝向布置时求得的，建筑物在南偏东30°～偏西30°范围内，随着偏东或偏西角度的增大，建筑物的节能率将低于50％。因此，当按规定性指标设计时，随着偏离南北朝向角度的增大，应适当降低建筑围护结构的传热系数K。四、关于5.0.3条的说明及执行要点条式建筑、点式建筑、低层（别墅）建筑物的体形系数规定限值，是通过大量调查确定的，且适当留有余地。只有非常规设计（例如受场地环境条件限制时）才有可能突破。建筑物的体形系数值越大，则表明其表面积越大，建筑围护结构的采暧热损失和空调得热也就越高。因此，建筑设计应尽量减小建筑物的体形系数。减小建筑物体形系数的方法主要有：尽量减少外墙的凸、凹面和底部通风的架空楼板；采用封闭式楼梯间；宜采用有结构平顶棚的坡屋顶或小坡度的坡屋顶；不宜采用外墙处无窗户的凸（飘）窗等。五、关于表5.0.4～5.0.7条的说明及执行要点●表5.0.4.1～3各表中所列窗墙面积比数字，在表头已明确为“限值”，即最大值。因此，表中所列的窗墙面积比数字实际上是一个范围值而不是一个固定值。例如：0.25应理解为≤0.25；0.35应理解为≤0.35，或＞0.25～≤0.35；0.40应理解为≤0.40，或＞0.35～≤0.40；以此类推。●依据窗墙面积比的定义，本标准所规定的窗墙面积比限值，是指各个房间的窗洞面积除以房间开间与层高尺寸的乘积，即每个房间的窗墙面积比都不能超过本标准的规定限值。其原因是：本地区的居住建筑基本上是间歇式采暖和空调运行方式，不是所有房间都同时整天采暖或空调，一般是这个房间采暖或空调，另一房间可能不采暖或空调，共用楼梯间都不采暖和空调，厨房、卫生间一般也不采暖和空调（或只有很短时间采暖和空调），采暖和空调运行时间最长的是卧室和起居室。因此，为了使节能率得到控制，窗墙面积比应按单个房间设计。●5.0.4.1～3各表，分别按建筑物朝向、地区条件、外墙和屋顶的K、D值、外窗的遮阳条件、外窗的传热系数K列出规定的窗墙面积比限值，各栏目相互关联，不能分割。例如，南北朝向条式建筑的外墙和屋顶的K、D值，应执行表5.0.8Ⅰ项的规定，东西朝向条式建筑的