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深圳市超低能耗建筑能耗计算方法细化简介

胡铁1,王蕾2,李文3,韦久4

1.中国建筑科学研究院有限公司深圳分公司;2.深圳市建设科技促进中心;3.陕西西咸中央商务区建设发展有限公司;4.奥意建筑工程设计有限公

 

1背景介绍

2019 年1 月,住房和城乡建设部公布GB/T51350—2019《近零能耗建筑技术标准》,定于2019年9月1日起开始实施。该标准紧密了结合了我国各气候区的气候特点、建筑类型、用能特性和发展趋势,广泛借鉴和吸收发达国家先进经验对我国已完成的近零能 耗建筑示范项目进行深入研究,为我国实现更高室内环境舒适性和节能目标提供技术依据,为我国近零能 耗建筑的设计、施工、检测、评价、调适和运维提供技术支持。同时,中国建筑科学研究院于2019年 11月11日在北京组织召开了“2019年第一批近零能耗建筑项目评审会”,北京市建筑设计研究院C座近 零能耗建筑改造项目、台州冠郡豪苑超低能耗住宅项目等12个项目通过评审,这标志着我国零能耗标准建设及项目实践进入了崭新阶段。深圳地区作为夏热冬暖气候区代表性城市,为响应国家“建筑节能与 绿色建筑发展“十三五”专项规划的通知”和广东省绿色建筑量质齐升三年行动方案(2018-2020年) 通知要求,积极开展推进高性能绿色建筑、超低能耗 建筑、近零能耗建筑建设示范工作,深圳市住房建设科技促进中心结合地区自身气候特点以及《近零能耗建 筑技术标准》于2019年3月启动了深圳市《超低能耗 建筑技术导则》编制工作,于2020年12月结题并发布。

深圳市超低能耗建筑技术导则规定:超低能耗建 筑的能耗水平应较深圳市SJG44—2018《公共建筑节 能设计规范》和 SJG45—2018《居住建筑节能设计规范》降低50%以上。那么对于实际参评建筑来说,一项非常重要的工作是确定建筑节能率,这样作为比较基准的假想参照建筑围护结构热工参数、机电 系统设置参数就显得非常重要,在编制深圳市《超低能耗建筑技术导则》附录A能耗计算方法之前,笔者细阅读了《近零能耗建筑技术标准》附录A中的能 耗计算方法,笔者认为存在若干问题,将导致参照建 筑相关参数设置富有很大弹性空间,进而导致不同的能耗计算工程师可能计算出不同的节能率,抑或是评审专家理解不同而出现不一样的评判结果。因此,国家《近零能耗建筑技术标准》针对参照建筑参数未明确的设置规定均需要在深圳市《超低能耗建筑技术导则》中进一步明确,才有利于正确指导深圳市超低能耗建筑的实施。

 

2国家近零能耗计算方法存在问题举例

1《近零能耗建筑技术标准》附录A能耗计算方法中第 A.1.4.5条规定参照建筑窗墙比应满足表1.4-1条规定(本文表1),但未明确参照建筑如何实现这种窗墙比的设置规定,是所有朝向统一采用同一数值窗墙比,还是基于设计建筑窗墙比,各个朝向 按比例缩减至综合窗墙比等于表1中约束窗墙比。举个例子,某建筑面积为20000m2的办公楼建筑,南北朝向窗墙比60%,东西朝向窗墙比为40%,综合窗 墙比为50%。如统一设置同一数值则各朝向窗墙比均为 40%,如果各朝向按比例缩减至综合窗墙比等于40%,则南北朝向窗墙比应为0.6×0.4÷0.5=48%, 东西朝向窗墙比应为32%,这样两类窗墙比设置的参照建筑其能耗结果是不一样的,最终计算出来的节能率也不一样。


1参照建筑窗墙比设置规


(2)标准中第A.1.4.6条规定参照建筑的供暖、供冷系统形式应按表A.1.4-2确定。该表中对于夏热冬暖地区空调系统设置规定如表2所示。


2夏热冬暖地区参照建筑供供冷系统形


 

    上述条款为国家GB/T51350—2019《近零能耗建筑技术标准》附录A能耗计算方法规定中唯一一条对参照建筑空调系统形式设置的条款,笔者认为参照建筑空调系统配置原则应是大部分项目都遵循的设计原则,如“大空间采用全空气系统,小空间采用风机盘管系统或多联机系统”等,该条款及表格中空调系统设置过于统一,且对于空调系统的选型配置要求未明确,存在以下问题需进一步完善:①表中对于一种建筑类型完全统一采用一种空调系不符合实际空调系统设计情以办商场建筑为一般大空间房间类常规设计 一般采用空气系小空间则采用风机盘管系 而表中不管房间类间大小统一采用风机盘管系统或全空气系与一般设计原则相②表中给各类建筑规定了空调冷热源形式,但未 明确冷热源配置原则,如机组选型和台数配置未明确,能耗计算工程师在执行能耗计算时冷源机组配置无明确依据。③条款及表格中未规定建筑规模、空调水系统形式,如空调水系统是采用一次泵系统还是二次泵系统。④条款及表格中未规定空调风系统和冷冻水系统中风机和水泵的选型原则,亦未明确冷却水系统水泵及冷却塔的选型原则。

 

3 深圳市超低能耗计算方法重点增补

针对上诉提到的问题,笔者结合自身对现有能耗模拟软件的掌握情况和工程实践经验,同时征询深圳市暖通行业专家建议,对深圳市《超低能耗建筑技术中附A能耗计算方法中参照建筑窗墙比和空调系统的设置规定做出如下增

3.1窗墙比设置建议

为让参照建筑外窗分布尽量与设计建筑保持一致,只在面积上有所差异,本条款参照 ASHRAE90. 1-2013附录G中G3.1.5条中对窗墙比设置的规定, 约定深圳地区超低能耗建筑参照建筑窗墙比的设置应各朝向按照目标窗墙比与设计建筑窗墙比的比值等比例缩放至参照建筑窗墙比,等于上文中表1中的目标窗墙比。

3.2参照建筑空调系统设置建议

(1) 空调系统类型:办公商业类建筑空调末端主体采用风机盘管+独立新风系统,局部大空间(  大堂、多功能厅、超市、中庭)  采用全空气系统;  医院、酒店建筑空调末端主体采用风机盘管+独立新风系统,局部大空间(酒店大堂、多功能厅、门诊大厅、候诊厅等)采用全空气系统(如含特殊工艺性空调,则与设计建筑空调类型保持一致);学校建筑参考建筑类型应与设计建筑保持一致。

(2) 冷热源原则:①参照建筑冷热源设备容量应为软件自动计算,制冷容量应考虑富裕系数1.1,制热容量应根据软件计算容量确定。②参照建筑冷水机组台数及大小应按表3确定,如设计建筑有制热需求,参照建筑应采用2台等大小燃气锅炉。③参照建筑冷源机组效率应参照SJG44—2018《公共建筑节能设计规范》第5.2.9条和第5.2.10条设置,参照建筑燃气锅炉效率应参照《公共建筑节能设计规范》 第5.2.5条设置。④参照建筑机组启停控制应根据负荷需求控制,当运行台数需求达到2台或以上时, 机组负荷应平均分配运行。


3冷水机组台数配置原则


    (3)参照建筑冷冻水系统参数设置规:建筑冷冻系统采用一次泵主机定流量用户侧变流量水系供回水温差应7℃/12℃参照建冷冻水泵参数设置原:水泵台数应与冷水机组台数应为流量水;冷冻水泵流量由软件自动计应增5%的富裕;水泵扬程应根公共建节能设计规5.3.4条耗电输冷比限值反算确水泵效ηF应根据水泵流量选当水泵流不大于60m3/h水泵效ηF0.63;当水泵流泵流量大200m3 /h  水泵效0.71机及传动效 ηCD0.855

    (4)参照筑冷却水系统参数设置规:照建筑冷冻水系统采用一次泵定流量水系冷却水统供回水温差应32℃/37 ℃参照建筑冷却水泵设置原:水泵台数应与冷水机组台数对定流量水;   冷却水泵流量由软件自动计应增5%的富裕;水泵扬程应按服务半径确当冷于裙楼屋顶及以下的高度水泵扬28m;当冷却塔位置位于塔楼屋100m以下却塔扬程32m;当冷却塔位置位于塔楼屋顶100m冷却塔扬程38m;水泵效置同冷冻水;   参照建筑冷却塔启停控制方式应与冷水机组一

    (5)参照建筑冷却塔参数设置规定:①参照建筑冷却塔冷却能力,水流量由软件自动计算,冷却塔数量应与冷水机组一一对应;②参照建筑冷却塔风机功率应根据单位电耗冷量170kW/kW确定;③参照建筑冷却塔风机应为单速风机。

    (6)参照建筑空调末端参数设置规定:①参照建筑全空气系统送风风量应基于10℃温差由软件计算确定,风机盘管系统应基于8℃温差由软件计算确定;②参照建筑风机全压确定:独立新风系统、全空气系统风机全压应根据GB50189—2015《公共建筑节能设计标准》单位风量耗功率限值反算出机外余压,考虑机组内阻力损失400Pa,计算出空调箱风机全压值;风机盘管风机全压取300Pa。③参照建筑新风系统、全空气系统风机效率ηF 0.77,电机及传动效率 ηCD0.855;风机盘管风机效率ηF0.78,电机及传动效率ηCD0.85。④参照建筑独立新风系统新风量应按照设计建筑各房间类型指标新风指标确定,整栋建筑新风量需求应与设计建筑保持一致,新风送风温度应基于室内等焓线与机械露点确定。⑤参照建筑不考虑排风热回收、可调新风比、CO2 浓度监控系统等措施的节能效益。

 

4结语与展望

本文指出了国家GB  /T51350—2019《近零能耗建筑技术标准》附录A能耗计算方法在执行过程中存在的部分问题,列举了深圳市《超低能耗建筑技术导则》 附录A能耗计算方法基于国家标准的重要补充以及修改,该补充规定能够帮助能耗计算工程师准确计算深圳市超低能耗建筑节能率,同时也为评审专家提供了客观评审依据,避免出现不同能耗计算工程师或者不同评审专家对标准条文的理解不同而计算或评价的节能率不同。同时也可供夏热冬暖地区其他城市执行超低能耗节能率计算分析时提供参考,但由于首次提出应用,不可避免地会存在一些不合理之处,期望后期能够通过项目实践不断地完善该能耗计算体系。
本文来源:建筑节能(中英文)2021年第7期

 

 

 

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