□文/王卉 顧放

DB 29-153—2014《天津市公共建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》新增條文和技術(shù)特點解析

□文/王卉 顧放

DB 29-153—2014《天津市的公共建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》依據(jù)天津市的具體氣候特點和使用情況，在原標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行了較大的調(diào)整和修改，首次提出以建筑總能耗作為控制要求，并充分考慮不同類型公建的特點，更新參數(shù)、技術(shù)指標(biāo)及技術(shù)規(guī)定，使按新節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計建設(shè)的公共建筑更好地降低能耗，綜合體現(xiàn)經(jīng)濟(jì)性、合理性及可操作性。

公共建筑；節(jié)能設(shè)計；能耗指標(biāo)；標(biāo)準(zhǔn)；解析

天津市已于2013年修訂完成新版《天津市居住建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》并于2013年初啟動《天津市公共建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》的修訂工作，在DB 29-153—2010《天津市公共建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》的基礎(chǔ)上，編制組集各領(lǐng)域節(jié)能專家、學(xué)者，歷時2 a多，經(jīng)過多方面調(diào)研，大量對比實測數(shù)據(jù)與設(shè)計數(shù)據(jù)，對試驗建筑技術(shù)指標(biāo)體系的計算分析等，確定以建筑總能耗作為控制要求，同時考慮不同類型公建的特點，更新參數(shù)、技術(shù)指標(biāo)及技術(shù)規(guī)定，以提高節(jié)能效率，綜合體現(xiàn)經(jīng)濟(jì)性、合理性及可操作性。DB 29-153—2014《天津市公共建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》的完成是對天津市建筑節(jié)能減排工作的完善，是貴徹國家有關(guān)節(jié)約能源、保護(hù)環(huán)境的指導(dǎo)方針，與國家大力開展節(jié)能減排戰(zhàn)略、建設(shè)資源節(jié)約型和環(huán)境友好型社會高度一致，是實現(xiàn)社會、環(huán)境和經(jīng)濟(jì)效益的最佳契合與同步提升。

1　節(jié)能目標(biāo)的確定

1.1計算分析

在標(biāo)準(zhǔn)的研究初期，編制組各成員單位分別采用ies、pkpm等不同的能耗計算軟件，分別對酒店建筑、商業(yè)建筑、教育建筑、辦公建筑、醫(yī)療建筑共96個工程項目進(jìn)行計算模擬。分析對比計算結(jié)果，發(fā)現(xiàn)各軟件由于內(nèi)核不同，計算結(jié)果的離散性較大，無法確定統(tǒng)一的計算要求和節(jié)能目標(biāo)。經(jīng)過多次調(diào)研和研討，咨詢國家標(biāo)準(zhǔn)編制專業(yè)的思見，最后確定在天津市統(tǒng)一采用一種節(jié)能計算軟件，專門針對天津地區(qū)的氣候條件和公建特點進(jìn)行軟件研發(fā)，由各設(shè)計單位采用同一軟件對天津市的公共建筑進(jìn)行節(jié)能計算并分為規(guī)定性指標(biāo)計算和建筑設(shè)計總能耗指標(biāo)計算。選擇2000年以后建設(shè)的公共建筑（不同類型）進(jìn)行模擬計算以及全年能耗統(tǒng)計調(diào)查，確定不同類型公建能耗基線；分析計算確立公建標(biāo)準(zhǔn)的節(jié)能率；確定并歸納總結(jié)不同類型公共建筑的技術(shù)數(shù)據(jù)，明確其輸入?yún)?shù)，優(yōu)化建筑節(jié)能的計算。通過經(jīng)濟(jì)、技術(shù)綜合分析，經(jīng)過反復(fù)計算，確定《天津市公共建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》修編并實施后天津市公共建筑的整體節(jié)能目標(biāo)，平均約為65%。結(jié)合經(jīng)濟(jì)、技術(shù)因素的綜合分析，將節(jié)能目標(biāo)逐項分解到建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)、暖通空調(diào)及建筑照明系統(tǒng)。

1.2用能設(shè)備及產(chǎn)品能效評價方法的確定

DB 29-153—2010中對于冷水機(jī)組性能的要求以COP為主，IPLV為輔。從實際來看，大多數(shù)空調(diào)都不是在滿負(fù)荷狀態(tài)下運行，所以IPLV比COP更能反映機(jī)組的效率，但I(xiàn)PLV只對有能量調(diào)節(jié)功能的機(jī)組有用；如果系統(tǒng)采用大型冷水機(jī)組的話，實際運行時還是希望根據(jù)負(fù)荷變化調(diào)整開機(jī)數(shù)量保持機(jī)組滿載運行，而不是讓所有機(jī)組都處于部分負(fù)荷條件下運行。因此COP和IPLV作為冷水機(jī)組能效的單一評價指標(biāo)都存在一定的缺陷。因此，提供一種更為合理的冷水機(jī)組能效評價指標(biāo)是DB 29-153—2014修編亟待解決的問題之一。編制組依據(jù)節(jié)能目標(biāo)確定的分項節(jié)能指標(biāo)，通過技術(shù)、經(jīng)濟(jì)研究，確定天津市的用能設(shè)備及產(chǎn)品能效限值的確定方法，提供更為科學(xué)、合理的限值要求。

1.3新增建筑給排水專業(yè)

現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)中的節(jié)能目標(biāo)計算中包括了建筑給排水系統(tǒng)的節(jié)能，但在實際條文中并沒有對該部分進(jìn)行要求，使得在實際操作中無法實現(xiàn)其節(jié)能目標(biāo)，本次修編增加了給排水專業(yè)的節(jié)能設(shè)計章節(jié)，使節(jié)能設(shè)計更趨于完善，節(jié)能目標(biāo)更準(zhǔn)確。

生活熱水的熱源如采用了太陽能、地?zé)崮艿瓤稍偕茉磿r，可計算出使用的能量指標(biāo)核減總能耗指標(biāo)。

1.4可再生能源參與能耗計算

隨著時代的進(jìn)步、技術(shù)的發(fā)展，可再生能源的利用對節(jié)能有很大的幫助，所以急需開展相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的研究并增加相關(guān)內(nèi)容?？稍偕茉磪⑴c能耗計算一方面鼓勵可再生能源的利用，與綠色建筑設(shè)計與評價相結(jié)合；另一方面應(yīng)用可再生能源可核減設(shè)計總能耗指標(biāo)，是超能耗建筑達(dá)標(biāo)設(shè)計的最有效途徑。所有國家相關(guān)計算標(biāo)準(zhǔn)中計算可再生能源量的方法均可采用。

例如：某建筑設(shè)計總能耗指標(biāo)為A，該建筑設(shè)有太陽能發(fā)電系統(tǒng)產(chǎn)出B，則建筑最終計算總能耗指標(biāo)為A-B。

如果建筑采暖空調(diào)系統(tǒng)采用了地源熱泵系統(tǒng)，則在模擬計算中會直接核減用電量，得到減少能耗指標(biāo)的結(jié)果。

2　新增與修改條款

2.1取消圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱工性能的權(quán)衡判斷

此次修訂，改變了由圍護(hù)結(jié)構(gòu)來控制節(jié)能目標(biāo)的做法，在全國首次采用強(qiáng)制性能耗計算的方法，通過限定甲類不同類型公共建筑設(shè)計計算總能耗限值來達(dá)到節(jié)能目標(biāo)。

由于圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱工性能不能完全控制公共建筑的總能耗，因此提出將建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)、暖通空調(diào)、照明能耗共同計入設(shè)計總能耗指標(biāo)的現(xiàn)值要求中，對于甲類建筑強(qiáng)制要求；對于小規(guī)模的乙類建筑（≤300 m2），由于其對整體社會節(jié)能減排的影響不大且體形等因素與常規(guī)建筑差別較大，不宜控制，因此給予相對固定的熱工參數(shù)限值以簡化設(shè)計和管理；同時，對甲類建筑和乙類建筑的局部規(guī)定了強(qiáng)制性的圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱工性能要求；甲類建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱工則以滿足能耗限值為前提進(jìn)行動態(tài)的設(shè)計，使建筑用材更趨于合理、科學(xué)和節(jié)材。

2.2超高超限工程的特殊規(guī)定

在總則1.0.4條，新增“當(dāng)公共建筑的建筑高度超過150 m或單棟建筑面積＞20萬m2或具有特殊思義的標(biāo)志性建筑不能滿足本標(biāo)準(zhǔn)3.3.1條的規(guī)定時，建筑的節(jié)能設(shè)計應(yīng)提交天津市建設(shè)行政主管部門組織相關(guān)專家進(jìn)行專題論證”。

該條與國家標(biāo)準(zhǔn)略有區(qū)別，思義在于放開了特殊建筑的能耗計算要求，增加了對有特殊思義的標(biāo)志性建筑，高度和規(guī)模超限的建筑可以進(jìn)行專題論證的要求。

2.3在術(shù)語中引入太陽得熱系數(shù)

此處修改一方面本著與國際標(biāo)準(zhǔn)接軌的原則，另一方面同國家修訂標(biāo)準(zhǔn)一致。新引入太陽得熱系數(shù)SHGC一詞，代替原來的“魅陽系數(shù)”并賦予其新的定義及與魅陽系數(shù)的換算公式，摒棄了與3 mm普通玻璃相比的計算方法，含義更為確切，字面上更為易解。

原魅陽系數(shù)是指透過窗玻璃的太陽輻射得熱與透過3 mm厚普通透明窗玻璃的太陽輻射得熱之比值。修改為太陽得熱系數(shù)，是用來描述太陽輻射通過透光圍護(hù)結(jié)構(gòu)（整窗）的特性。太陽輻射室內(nèi)得熱量由2部分組成：直接進(jìn)入室內(nèi)的太陽輻射室內(nèi)直接得熱量和間接進(jìn)入室內(nèi)的太陽輻射室內(nèi)二次傳熱得熱量。由于透光圍護(hù)結(jié)構(gòu)太陽得熱系數(shù)既包括了直接透射又包括了二次傳熱，得熱量的概念完整清晰。

由于SHGC計算比較復(fù)雜，考慮到太陽輻射室內(nèi)直接得熱量遠(yuǎn)大于太陽輻射室內(nèi)二次傳熱得熱量，對于一般設(shè)計情況，可近似認(rèn)為

式中：SHGC——太陽得熱系數(shù)；

SCB——玻璃的魅陽系數(shù)；

FK——窗框的面積；

FC——窗的面積；

Cc——窗本身的魅陽系數(shù)。

2.4對公共建筑進(jìn)行分類

增加3.1.1 條，公共建筑按規(guī)模與使用功能分為甲乙類，甲類建筑按功能分為教育、辦公、酒店、商業(yè)、醫(yī)療衛(wèi)生與其他6類。

此條參考了新版國家標(biāo)準(zhǔn)，將公共建筑按面積分為甲類建筑和乙類建筑并結(jié)合天津地區(qū)的建造特點，在甲類建筑中分為教育、辦公、酒店、商業(yè)和醫(yī)療衛(wèi)生5類。其中，甲類建筑按功能進(jìn)行分類，對其進(jìn)行各項節(jié)能指標(biāo)分別制定標(biāo)準(zhǔn)是科學(xué)、細(xì)化節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)的有效途徑。關(guān)鏈點是建筑群的概念，放松了小型建筑的控制，但仍要求限制小型群體建筑的建設(shè)，也是“抓大放小”的做法。

2.5體形系數(shù)要求

修改3.2.1條體形系數(shù)的限值，此條取消體形系數(shù)要求的一切做法，取消了乙類建筑體形系數(shù)限值并將甲類建筑的限值按規(guī)摸和建筑功能進(jìn)行了細(xì)化，取消了突破限值仍可進(jìn)行權(quán)衡判斷的條款，成為必須符合要求的強(qiáng)制性條款，從而達(dá)到凸顯寒冷地區(qū)節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)和建筑體形要求的特色。

2.6單一立面窗墻面積比

將原同朝向窗墻面積比改為單一立面窗墻面積比的修改使體形復(fù)雜、多朝向的公共建筑窗墻面積比的計算簡便易行并由于有了能耗限值，無需再將窗墻面積比作為圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱工性能的依據(jù)。第3.3.2條甲類建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱工性能指標(biāo)只作為入門條件或計算起始數(shù)值的限值，有動態(tài)控制的含義，也是公共建筑功能、體形和體量復(fù)雜化不得不采用的措施（例如體形系數(shù)小，內(nèi)區(qū)較大的建筑）。

2.7新增甲類6種類型建筑供熱空調(diào)和照明的能耗限值

根據(jù)國家節(jié)能發(fā)展的趨勢以及世界對抑制全球氣候變暖的緊迫性，編制組經(jīng)過大量調(diào)研、統(tǒng)計和計算，在各類基準(zhǔn)建筑模型的“基準(zhǔn)能耗”的基礎(chǔ)上，考慮目前技術(shù)、材料已達(dá)到的科技水準(zhǔn)，制定了甲類6種類型建筑供熱空調(diào)和照明標(biāo)準(zhǔn)工況的能耗限值，使絕大多數(shù)的公共建筑在統(tǒng)一、公平、公正原則的基礎(chǔ)上，做到將建筑能耗化石能源的用量控制在規(guī)定的范圍內(nèi)，是本標(biāo)準(zhǔn)修編最明顯區(qū)別于以往所有節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)的特點。

2.8可見光透射比

嚴(yán)格了3.2.3條中對透光材料的可見光透射比的要求。由于近年來玻璃產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，使低輻射玻璃可見光透射比有了很大改善，對可見光透射比的調(diào)整有利于自然光的采用，節(jié)約照明用電能耗。

2.9外窗可開啟透風(fēng)面積

新增3.2.5條對甲類建筑外窗可開啟透風(fēng)面積的要求。主要原因是公共建筑的外窗面積有很大的不確定性，而對通風(fēng)本身就有一定的要求，因此以外墻面積作為依據(jù)可行性更強(qiáng)，乙類建筑比較簡單，沒有調(diào)整。

2.10新增給水排水章節(jié)和可再生能源應(yīng)用章節(jié)

充分體現(xiàn)出鼓勵建設(shè)單位利用可再生能源的激勵措施，使本標(biāo)準(zhǔn)與綠色建筑的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)相得益彰，共同為降低化石能源的使用，減少二氧化碳的排放，控制全球氣候上升做出貢獻(xiàn)。

2.11建筑設(shè)計總能耗指標(biāo)計算

增加附錄A建筑設(shè)計總能耗指標(biāo)計算是參考國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)程的全新制訂，詳細(xì)列舉了甲類建筑能耗計算的要求和計算軟件的配置內(nèi)容，由于本章內(nèi)容基本上沒有任何借鑒，需要在實踐的過程中不斷改進(jìn)和完善。

2.125種類型外墻保溫的修正系數(shù)

編制組依據(jù)天津市的實際情況和使用經(jīng)驗，提出5種類型外墻保溫的修正系數(shù)在附錄B增加，是改變過去幾年中不斷推陳出新的保溫材料、系統(tǒng)做法以及外墻平均傳熱系數(shù)算法無統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的情況。

2.13備類建筑房間分區(qū)及設(shè)計運行時間表

經(jīng)過暖通、電氣專業(yè)大量的研究和統(tǒng)計工作，全新制定了用于我天津市能耗計算先決條件的各類建筑各種空間的運行時間、溫度、燈光、設(shè)備功率、密度、新風(fēng)量等參數(shù)表（附錄E），為天津市公建能耗計算提供堅實的基礎(chǔ)。

2.14修編了常用建筑材料熱工性能參數(shù)表

充分利用了近年來天津市多項科研課題研究成果，對常用保溫材料的相關(guān)導(dǎo)熱系數(shù)、密度和導(dǎo)熱系數(shù)的修正系數(shù)進(jìn)行了修訂（附錄F）并結(jié)合新頒布的國家、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，保證統(tǒng)一后的數(shù)值嚴(yán)于國家標(biāo)準(zhǔn)，將成為天津市居住建筑與公共建筑節(jié)能設(shè)計計算的最新依據(jù)。

3　結(jié)語

1）本標(biāo)準(zhǔn)的修訂將建筑設(shè)計在方案設(shè)計、節(jié)能技術(shù)設(shè)計階段從建筑物的體形、體量、空間形態(tài)入手，充分降低供暖、空調(diào)負(fù)荷，最大程度做到被動節(jié)能措施的優(yōu)化。

2）設(shè)備專業(yè)的設(shè)計從提高設(shè)備能效，降低人工照明功率入手，運用現(xiàn)代科技的新成果和技術(shù)實現(xiàn)可再生能源的利用，達(dá)到節(jié)能主動措施優(yōu)化的目的。

3）需要建、暖、電、水四個專業(yè)的共同努力才可完成本標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定的能耗目標(biāo)。

4）在后續(xù)工作中，進(jìn)一步完善節(jié)能設(shè)計軟件的技術(shù)信息和輸入手段，配套相關(guān)審查軟件功能和結(jié)論數(shù)據(jù)，為天津市節(jié)能平臺的對接和實現(xiàn)電子化審圖系統(tǒng)提供支持。

［1］ GB 50189—2015，公共建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)［S］.

□顧放/天津市建筑設(shè)計院。

TU2O1.5

C

1OO8-3197（2O16）O1-O3-O3

2O16-O1-1O

王卉/女，1976年出生，高級工程師，天津市建筑設(shè)計院，從事建筑節(jié)能設(shè)計工作。

□DOI編碼：1O.3969/j.issn.1OO8-3197.2O16.O1.OO2