福建省建筑节能设计若干问题

在2004年中央经济工作会议上，胡锦涛总书记明确指出，要大力发展“节能省地型”住宅，全面推广和普及节能技术，制定并强制推行更加严格的节能节材节水标准。温家宝总理在2005年政府工作报告中也明确提出：鼓励发展“节能省地型”住宅和公共建筑。建设部颁发了《关于发展节能省地型住宅和公共建筑的指导意见》，提出了指导思想、工作目标、基本思路和途径，以及主要政策和措施等。新近国务院颁发了《关于加强节能工作的决定》〔国发（2006）28号文〕。党中央和国务院对建筑节能的重视，极大地推动了建筑节能工作的开展。

要使住宅和公共建筑在保持室内健康、舒适的环境下，实现节能的目的，首先应该建造成一个节能型的建筑。具体来说，在建筑设计阶段就应该符合节能型建筑的规定。我国已经颁布实施了不同气候区的3大行业标准《居住建筑节能设计标准》和适应全国的国家标准《公共建筑节能设计标准》，因此，新建的住宅和公共建筑已经有节能设计标准可依。

福建省地跨两个气候区———夏热冬冷地区和夏热冬暖地区。2004年省建设厅下达“福建省执行居住建筑节能设计标准实施细则”编制任务，编制组结合我省省情，在国家行业标准《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》JGJ134-2001和《夏热冬暖地区居住建筑节能设计标准》JGJ75-2003基础上，编制完成省地方标准《福建省居住建筑节能设计标准实施细则》DBJ13-62-2004（以下简称《实施细则》）。《实施细则》对国家两本居住建筑节能设计标准（JGJ134-2001和JGJ75-2003）进行了细化，创新性地提出了福建省气候新分区，制定了节能设计审查内容，给出我省常用围护结构节能构造和热工性能参数，以及节能设计参考实例。《实施细则》具有使用方便、操作性强等特点。

福建省《实施细则》于2004年10月29日由建设厅发布，规定2004年12月10日开始实施，适用于我省新建、改建和扩建的居住建筑节能设计。《公共建设节能设计标准》GB50189-2005于2005年4月4日发布，规定2005年7月1日开始实施，适用于新建、改建和扩建的公共建筑节能设计。

《实施细则》在我省已实施近2年《，公共建筑节能设计标准》已实施1年多。这两项标准既有共同点，也有不同点，如何进一步把握它们的实质,现就一些具体问题作简单分析，帮助设计、管理等人员加深对标准的理解，以便在实际工作中更好运用。

1建筑节能对象和目标

1.1对象和目标

节能设计标准的节能对象和目标是：对于居住建筑，通过改善建筑围护结构保温、隔热性能，提高采暖、通风和空气调节设备及系统的能效比；对于公共建筑，除通过改善建筑围护结构保温、隔热性能，提高采暖、通风和空气调节设备及系统的能效比外，还要采取增进照明设备效率等措施。在保证相同的室内热环境舒适参数条件下，与80年代初设计建成的居住建筑（公共建筑）相比，全年采暖、通风、空气调节（和照明）的总能耗应减少50%。要说明的是由于公共建筑照明能耗占有一定比例，因此，公共建筑的节能对象与目标中还包含照明部分。由于我国已经颁布、施行了《建筑照明设计标准》GB50034-2004，所以在《公共建筑节能设计标准》中没有列出照明设计条文，但照明应纳入节能设计范围。此外，我国北方寒冷和严寒地区，每年有4至6个月采暖期，采暖是生活不可缺少的措施，依据节能设计标准建成的居住建筑，节能量是实实在在的；但是，我国中部夏热冬冷地区和南方夏热冬暖地区，在改革开放前，由于经济和生活水平原因，居住建筑普遍没有采暖空调设施，因此节能50%是一个潜在节能的概念，即，如果80年代初设计建成的居住建筑保持当前室内环境条件会耗费100%的能源，按照节能标准设计建成的居住建筑将耗费50%的能源。

1.2注意点

（1）《实施细则》针对福建气候较复杂，不利于设计师掌握节能标准的客观实际，决定把我省夏热冬冷地区并入夏热冬暖地区北区，执行北区相关的节能设计规定，这样对于居住建筑节能设计，福建只有两个气候区-夏热冬暖北区和南区，分区变得简单了。《实施细则》编制组经过分析论证，认为这样处理是科学可行的，有利于节能设计标准的执行。

（2）对《公共建筑节能设计标准》，福建仍按夏热冬冷地区和夏热冬暖地区分区执行该标准中相应的规定。

2节能设计方法

2.1设计标准

节能设计标准应用两条途径（方法）来进行节能设计，一种为规定性方法（查表法），如果建筑设计符合标准中对围护结构、窗墙比、体形系数等参数的规定，可以方便地按所设计建筑的所在城市（或靠近城市）查取标准中的相关表格得到围护结构节能设计参数值；另一种为性能化方法（计算法），如果建筑设计不能满足上述对围护结构、窗墙比、体形系数等参数的规定，必须使用对比评定法（居住建筑）或权衡判断法（公共建筑）来判定围护结构的总体热工性能是否符合节能要求。对比评定法和权衡判断法需要进行全年采暖和空调能耗计算以确定该建筑的设计参数。规定性方法操作容易、简便；性能化方法则给设计者更多、更灵活的余地。

对于设计、审查人员来说，当然希望查表来获得建筑的围护结构（外墙、外窗、屋面等）的热工参数，进行节能设计，标准编制人员也是尽量让更多的设计方案可以应用规定性方法。但是窗墙比的大小、围护结构性能等参数将会极大地影响采暖空调能耗，在编制标准时不大可能将所有可能的建筑方案都通过查表获得节能设计参数，这样，总会有个别设计方案需要用性能化方法进行计算后获得围护结构热工参数值，也就是说，对于个别突破查表法规定的建筑设计，比如窗墙比超过规定值后，就得通过计算将窗的热工性能做得更好一点，来弥补因窗面积增大带来的能耗超标。

2.2注意点

“对比评定法”和“权衡判断法”实质是相同的，只是名称不同《，实施细则》中称为“对比评定法”《，公共建筑节能设计标准》中称为“权衡判断法”。对于居住建筑节能设计，我省大部份设计单位已有了比较成熟的对比评定法计算软件，可以应用在具体工程节能设计中。公共建筑的权衡判断法计算软件正在编制中，距正式投入使用尚要等待一些时间，因此设计师进行公共建筑节能设计时，目前主要立足于使用规定性方法，由于《公共建筑节能设计》规定性指标放的比较宽，大部分工程节能设计都比较容易满足指标要求，可不必使用权衡判断法软件进行计算调整。

3室内环境节能设计计算参数

3.1计算参数

标准规定了室内环境设计计算参数，比如，居住建筑节能设计标准中规定冬、夏季室内设计计算温度和换气次数；公共建筑节能设计标准中规定室内采暖设计计算温度，空调室内温、湿度，以及设计新风量等指标。这些指标是一种建议性的指标。目的是在设计阶段，要求设计者不要盲目提高室内温度、湿度和新风量的指标值，否则，会使采暖空调系统的冷热源设备装机容量、管路、风机水泵末端的选型偏大，初投资增高，运行费、能耗增大。对于在设计阶段不进行采暖、空调系统设计的居住建筑，室内设计计算温度和换气次数主要用来进行性能化计算时约定计算参数。当然，这些参数并不限制或规定建筑日常使用时室内参数的设定。

3.2注意点

目前一些公共建筑，往往选取不合理的室内设计计算参数。出现冬夏季设计室温倒置（比如冬季要求24℃，夏季要求22℃），甚至，对于舒适性空调建筑要求全年保持22℃（±1℃）。又如新风量的选取，似乎越大越好。新风量的盲目增大将会大大增加能耗。我国卫生部门已颁布有关新风量的标准，在《公共建筑节能设计标准》中按照卫生部门相关标准引入了新风量表，目的也是建议设计者选择合理的新风量值。

4建筑热工设计

4.1规定性方法（查表）

正如前面谈到的，应用规定性方法的前提是居住建筑（公共建筑）设计满足一些规定的要求，这些要求都是用强制性条文表述。他们是：建筑体形系数、围护结构热工性能（包括外墙、屋面、外窗、屋顶透明部分等传热系数，遮阳系数，以及地面和地下室外墙的热阻）；每个朝向窗（包括透明幕墙）的窗墙比，可见光透射比；屋顶透明部分面积。窗墙比越大对窗户保温的要求越严。对我省，特别是夏热冬暖地区南区，空

调是居住建筑的主要负荷，因此，窗户的隔热性能优劣成为了主要矛盾，窗户的遮阳系数是关键参数，随着窗墙比的增大，对窗户遮阳系数的选取越来越严，但对建筑体型系数则不设限制，对窗户的传热系数也要求较低。我省北部夏热冬冷地区和夏热冬暖地区北区，采暖、空调都十分需要，因此，编制标准时提出了保温和隔热的规定。为了使大部分公共建筑可以应用规定性（查表）方法，标准在窗墙比的范围上列出从20%到70%的对窗户热工参数的规定，这可以覆盖一般的玻璃幕墙，因为某个立面即使是采用全玻璃幕墙，扣除掉各层楼板以及楼板下面梁的面积（楼板扣梁与幕墙之间的间隙必须放置保温隔热材料），窗墙比一般不会超过0.7。

4.2性能化方法（计算）

如果所设计建筑的围护结构各部件不能满足各标准有关强制性条文规定，设计者就需要通过计算来获得围护结构各部件的热工性能值，对于我省夏热冬冷地区及夏热冬暖地区居住建筑采暖空调的传热是非稳定传热过程，必须应用动态模拟软件进行全年逐时能耗计算。

根据《夏热冬暖地区居住建筑节能设计标准》JGJ75-2003编制的福建省《实施细则》，没有提出一个固定的空调与采暖的年耗电量限值，而是引入“参照建筑”来计算所设计的实际建筑的空调和采暖能耗限制值。“参照建筑”是一个符合节能要求的假想建筑，该建筑与所设计的实际建筑在大小、形状等方面完全一致，但它的围护结构满足规定性指标中的全部规定，因此它是符合节能要求的建筑，并为所设计的实际建筑定下了全年采暖空调能耗的限值。然后，根据建筑实际参数，改变围护结构热工参数等计算全年能耗，直至小于或等于能耗值时为止。它是一个相对标准，对于高层建筑、多层建筑和低层建筑有着不同的单位建筑面积能耗，这样的计算原则更为合理。同样《，公共建筑节能设计标准》GB50189-2005也采用与JGJ75-2003相同的性能化方法。

4.3注意点

（1）福建省各气候区对外窗性能要求是不同的。居住建筑节能设计，在夏热冬暖地区北区，对外窗隔热性能（遮阳系数SC）和保温性能（传热系数K）均有所要求；在南区，对外窗隔热性能有严格要求，而对保温性能不作限制。公共建筑节能设计，对外窗（包括遮阳幕墙）的隔热性能和保温性能均有所要求。对外窗隔热性能要求，夏热冬暖地区比夏热冬冷地区严格，而对外窗保温性能要求，则正相反，夏热冬冷地区比夏热冬暖地区严格。

（2）我省影响居住建筑能耗的围护结构众多因素中，外窗性能影响是主要因素。因此，在围护结构节能设计时，应优先考虑外窗的节能方案，因为外窗节能选择和实施要比外墙容易，成效明显，且投入的费用不高。

5采暖、通风和空调设计

5.1居住建筑

由于大部分居住建筑在设计阶段不设计空调采暖设备及系统，一般由住户自行选用。所以《，实施细则》从节能角度出发，提出了一些设计原则以及推荐的方式。但是，对于设计阶段就完成的集中采暖空调系统《，实施细则》在条文中规定必须采用温控和计量措施。

5.2公共建筑

大部分公共建筑，尤其大型公共建筑在设计阶段要完成暖通空调设计，相对居住建筑来说，暖通空调的条文占的比重要大得多，对采暖、通风及空调，冷热源，以及检测与控制都编写了条文。

（1）对空调采暖的冷热源，特别是空调系统的冷热源，如空调系统常用的冷水机组、单元式空气调节机规定了比较严格的能源效率要求。在《公共建筑节能设计标准》编制过程中，国家质量监督检验检疫总局发布了国家标准《冷水机组能效限定值及能源效率等级》GB19577-2004《单元式空气调节机能效限定值及能源效率等级》GB19576-2004等空调产品的强制性国家能效标准，这2本标准均于2005年3月1日实施，其中，将机组的能源效率分成5个等级，能效等级的含义：第1级是企业努力的目标；第2级代表节能型产品；第3、4级代表我国的平均水平；第5级产品是未来淘汰的产品。《公共建筑节能设计标准》考虑了国家的节能政策，我国产品现有与发展水平，鼓励国产机组尽快提高技术水平等因素，同时，从科学合理的角度出发，考虑到不同压缩方式的技术特点，对其制冷性能系数分别作了不同要求。在《公共建筑节能设计标准》中对冷水机组的能源效率作如下规定：活塞/涡旋式冷水机组的性能系数不应低于第5级；水冷离心式冷水机组的性能系数不应低于第3级，螺杆式冷水机组的性能系数不应低于第4级；对单元式机组则规定能效比不应低于第4级。

（2）标准严格限制直接用电作为采暖和空调系统的热源。

（3）标准要求应进行建筑热负荷和逐项逐时的冷负荷计算。

5.3注意点

（1）影响公共建筑能耗因素包括围护结构、采暖通风空调设备和照明，它们对节能率50%的贡献大致各占1/3。因此应十分重视采暖、通风和空调设备的节能设计。

（2）设计师应注意采暖、通风和空调系统的节能优化设计，选择使用节能系统和设备，降低电耗；同时要结合我省能源结构形势，注意研究了解将来可能替代电能的新型采暖空调设备性能和使用方法。

6结束语

近年来，福建每年城镇新建居住住宅和公共建筑面积达2000多万m2，随着经济发展、人民生活水平提高，空调、采暖需求增长快速，建筑能耗将持续上升。我省已经实施了居住建筑和公共建筑节能设计标准，执行好建筑节能设计标准是实现我省可持续发展的重要环节。