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1、两种住宅建筑节能评估方法的比较编辑:凌月仙仙作者:卜震陆善后范岀处:中国论文下载中心日期:2005-12-24卜震陆善后范宏武曹毅然摘要:随着夏热冬冷地区和夏热冬暖地区居住建筑节能设计标准的颁布,住宅的节能评估对丹能工作的实施和推 广起到了至关重要的作用,本文分别探讨了节能评估中常用的两种方法一一节能综合指标限值法和对比评泄法,并 使用建筑能耗动态模拟软件DcST,计算了三种不同类型住宅建筑的全年采暧空调能耗,采用这两种巧能评估方法 分别分析了节能效果,结果表明对比评左法比现有标准中的限值法更符合实际情况,更有利于住宅肖能技术的推广 应用。关键词:节能评估对比评立法参照建筑动态模拟1前言居住建

2、筑采用节能措施是改善室内热舒适环境和降低建筑能源消耗的重要手段,近年来随着我国住宅产业的蓬勃发 展,大量的新型住宅节能技术得到了广泛的推广及应用,一系列与廿能相关的标准和规范也相继出台,对居住建筑 提出了节能要求及右能措施。而评价住宅是否达到了节能标准就必然涉及到具体的节能评估方法,正确的右能评估 方法有利于合理适用的节能技术及措施的推广,是促进住宅节能事业发展的关键。按照夏热冬冷地区居住建筑节能设讣标准(以下简称标准)的规左,评估节能建筑应首先校和该建筑各个朝 向的窗墙比和外窗以及用护结构热工性能等各项参数是否都满足标准的要求,即优先采用“规左性指标”来评 价居住建筑的节能效果。然而,住宅产

3、业的商业化进程促使住宅建筑的设计日趋多样化和个性化,越来越多的住宅 建筑不能完全满足标准中“规定性指标”的要求,例如南向外墙采用大面积玻璃窗导致南向窗墙比超标,建筑 体形复杂多变导致体形系数过大,此时需采用标准中的“性能性指标”,即动态模拟分析方法,计算建筑物全 年的采暧空调能耗,对节能效果进行评价。采用动态方法计算住宅建筑能耗,一般又包括两种石能评价方法:“节能综合指标限值法”和“对比评左法”。下而 对这两种方法分别加以阐述并进行对比分析。2节能综合指标限值法采用“节能综合指标限值法”评价建筑物的肖能效果是指在标准规左的汁算条件下,计算建筑物的肖能综合指 标,即采暧年耗电量和空调年耗电量之和

4、,并与该建筑所在城市的肖能综合指标限值相比较,如果汁算值不高于标 准规左的限值,就认为该建筑达到了节能要求,如果计算值高于标准规左的限值,则认为该建筑未达到节能要求, 此时需调整该建筑物的热工性能,直到计算结果满足限值要求。夏热冬冷地区范国内的不同城市由于气象条件的差异,节能综合指标限值也有所不同,其具体数值是在标准il算工 况下,通过对两栋典型六层建筑的全年采暧空调耗电量进行模拟计算来确左的。这两栋建筑的建筑面积各2200 m2 左右,体形系数和,南北朝向,每层两个单元四户,每户建筑面积稍小于100 m2,分为23个卧室,1个起居室, 1个厨房,12个卫生间。卧室和起居室控制温度和换气次数,

5、卫生间和厨房不控温。东四山墙不开窗,南北墙上 的窗户都有水平遮阳。外墙的传热系数为(m2 K),屋顶的传热系数为W/(m2 K),窗户的传热系数为W/(m2 K)。 将这两栋典型建筑放到夏热冬冷地区的合肥、南京、上海、杭州、武汉、长沙、南昌、成都、重庆9个大城市的逐 时气象条件下计算,把汁算出来的一些结果按采暖度日数HDD 18和空调度日数CDD26回归,得到与HDD18 (CDD26)相对应的建筑耗热量(耗冷量)指标和采暧(空调)年耗电量关系。根据回归得到的关系式il算并绘制 出对应不同采暧度日数HDD 18和空调度日数CDD26下的建筑物节能综合指标限值的数据表格,然后根据具体建筑 所在城

6、市对应的采暧和空调度日数,采用线性内插法确定该市的全年采暖及空调耗电量限值,例如通过这种方法可 以确左上海地区住宅建筑的节能综合指标限值为kWh/m2由此可见,限值法中的限值”实质上是典型多层标 准建筑的全年采暧空调耗电量值。3对比评定法采用“对比评左法”评价建筑物的巧能效果是指将评估建筑物的采暧空调能耗和相应的参照建筑物的采暧空调能耗 作对比,根据对比的结果来判左所设计的建筑物是否符合卩能要求。其中参照建筑是对比评左法中一个非常重要的 概念,参照建筑是一个假想建筑,它与评估对象在大小、形状等方而完全一致,其囤护结构的热工性能满足标准 中规左性指标的要求,因此参照建筑是符合肖能要求的建筑。将评

7、估建筑与参照建筑进行能耗的计算对比,如果评 估建筑的能耗不髙于参照建筑的能耗,则认为它满足肖能标准的要求:如果评估建筑的能耗高于参照建筑的能耗, 则认为该建筑达不到节能要求,必须调整该建筑的热工性能,然后再进行对比计算,直到不髙于参照建筑的能耗。采用对比评左法评价住宅建筑的节能效果关键在于参照建筑热工参数的正确选取。参照建筑应按以下规左来确定:(1)参照建筑的建筑外形、朝向、建筑面积、外墙表而而积、屋面面积均应与评估建筑相同;(2)参照建筑各朝 向的开窗而枳应与评估建筑相同,但当评估建筑某朝向外窗而积超过标准规左,参照建筑该朝向的外窗而枳应 减小到使该朝向窗墙比达到规立的上限值:(3)参照建筑

8、用护结构的各项热工性能指标均取标准规左的相应限 值。“对比评泄法”是一种灵活、切实的方法,已被夏热冬暧地区居住建筑右能设计标准、上海市公共建筑节能 设汁标准以及国外许多建筑节能标准所广泛采用。4两种方法的对比分析通过以上介绍,可以发现“节能综合指标限值法”和“对比评左法”的主要区别在于选取的建筑能耗比较基准上有 所不同,前者以固左数值作为比较基准,后者则以参照建筑的模拟汁算数值作为比较基准。限值法操作方便,采用 固定数值来评估所有类型建筑的肖能效果。然而相关的理论研究和大疑的工程实践表明,不同类型的建筑要达到相 同的能耗指标所采用的节能措施有很大差别。一般而言,高层建筑比较容易满足廿能要求,而

9、低层建筑则较难达标, 即使对同类型建筑,由于体型系数等参数不同,建筑能耗也相差很大。另外,汁算建筑而积和空调面积稍有误差也 会导致最终评估结论大相径庭。而“对比评左法”比较灵活,参照建筑的能耗是变化的数值,即不同的建筑采用不 同的对比基准,因而更加切合实际。下而选取了位于上海地区的三栋住宅建筑,通过动态模拟计算,并采用两种评 估方法进行节能评估和肖能分析,具体模拟讣算均采用淸华大学建筑技术科学系研发的DcST住宅建筑节能评估软 件,计算条件与标准的规定一致。实例1东方金门花园(见图1)该建筑有25层,建筑类型为髙层住宅,采用ZL胶粉聚苯颗粒保温浆料作内保温。国护结构热工参数为:1 一5层 外墙

10、平均传热系数Km= W/(m2 K), 6-25层外墙平均传热系数Km= W/(m2K),屋而平均传热系数Km= W/ (m2K),外窗传热系数K= W/ (m2K),计权窗墙比。结果和评价结论见表1:图1东方金门花园建筑模型图 表1东方金门花园能耗结果评价肖能综合指标限值法对比评左法标准限值实际建筑参照建筑实际建筑年采暧空调耗电量 (kWh/m2)节能效果评价节能效果显着达到节能要求实例2漓江山水花园(见图2)图2漓江山水花园建筑模型图该建筑属于低层独立建筑,采用挤塑聚苯板作外保温。围护结构热工参数为:外墙平均传热系数Km= W/(m2K), 屋面平均传热系数Km= W/ (m2-K),外窗

11、传热系数K= W/ (m2K),计权窗墙比。在统计建筑面积时,未考虑 地下室和车库的而积。计算结果和评价结论见表2:表2漓江山水花园能耗计算结果评价盯能综合指标限值法对比评左法标准限值实际建筑参照建筑实际建筑年采暧空调耗电量(kWh/ m2)ij能效果评价未达到节能要求节能效果显着实例3东方城市花园(见图3图3东方城市花园建筑模型图该建筑为典型的六层多层住宅,采用膨胀聚苯板作外墙外保温,挤塑聚苯板作屋而保温。用护结构热工参数为:夕卜 墙平均传热系数Km= W/ (m2 K)左右,屋面平均传热系数Km= W/ (m2 K),外窗传热系数K= W/ (m2 K), 计权窗墙比。计算结果和评价结论见

12、表3:表3东方城市花园能耗计算结果评价方法节能综合指标限值法对比评定法标准限值实际建筑参照建筑实际建筑年采暖空调耗电量(kWh/ m2)节能效果评价达到节能要求达到节能要求以上三个实例的模拟讣算结果表明,对不同类型的住宅建筑采用两种方法得岀的肖能评估结论不尽相同:对高层住 宅(东方金门花园),“综合指标限值法“评价较髙,“对比评泄法“则基本达标;对独立别墅(漓江山水花园),“综合 指标限值法评价是不节能,对比评左法呗J是节能效果明显;对多层住宅(东方城市花园),两种方法的评价都是 达到节能要求。如果从建筑物用护结构热工性能方面来评估以上三个建筑,它们基本都能满足标准的肖能要求,这 与“对比评立

13、法”的评估结论是一致的。另外按照对比评定法的左义,参照建筑符合宵能标准,但若采用邙艮值法来 评估与低层建筑相对应的参照建筑(漓江山水花园)时,却得出不符合节能标准的结论,这显然是自相矛盾的。究 其原因,还是由于“限值法“中的限值对应多层标准住宅建筑的能耗,不适用于其他的建筑类型,所以评估多层住宅 时两种方法的结论一致,而评估高层建筑和低层建筑时却不相同。城市高层住宅建筑的全年采暧空调能耗总屋巨大, 远大于英他建筑类型的能耗,应加强节能方面的要求,而采用限值法评估,高层建筑很容易达到节能标准要求,甚 至岀现对其不采用节能措施也能达标的情况,这显然违背了节能评估的最终目的。5结论使用动态模拟软件DeST对不同类型住宅建筑进行能耗计算,并采用两种节能评估方法进行节能评估,通过结果的 对比,可以得岀以下结论:(1)现行节能标准规定采用的“节能综合指标限值法”仅适用于多层住宅的节能评估,不宜于其他类型,尤英是髙 层住宅的节能评估

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