林新鋒
(1.福建省建筑科學研究院有限責任公司 福建福州 350108; 2.福建省綠色建筑技術重點實驗室 福建福州 350108)
為貫徹落實住建部發(fā)布的《建筑節(jié)能與綠色建筑發(fā)展“十三五”規(guī)劃》,福建省住建廳發(fā)布了《福建省建筑節(jié)能與綠色建筑發(fā)展“十三五”規(guī)劃》,明確提出了福建省建筑能效提升的任務,即“根據建筑的使用功能、結構及用能特征的差異性,按新建公共建筑、新建居住建筑、既有公共建筑、既有居住建筑劃分,建立能效提升指標體系。研究制定與福建省氣候區(qū)域相適應的、涵蓋建筑節(jié)能和綠色建筑發(fā)展的中長期建筑能效提升路線圖,逐步提高能效標準?!?/p>
至2017年,《福建省居住建筑節(jié)能設計標準》(DBJ13-62-2014)[1](以下簡稱“舊標準”)已執(zhí)行三年多,對推動福建省居住建筑節(jié)能設計發(fā)揮了巨大作用。各地、各部門積累了許多好經驗和好方法,鑒于節(jié)能產品更新?lián)Q代快,國家和各省對“十三五”期間能效提升提出更高要求,福建省對建筑外窗性能提升的要求進尤為迫切。
基于以上幾點,福建省住建廳發(fā)布《關于組織編制福建省公共建筑節(jié)能設計標準等3部地方標準的通知》(閩建辦科〔2017〕13號文),決定委托福建省建筑科學研究院有限責任公司會同有關單位對《福建省居住建筑節(jié)能設計標準》進行修訂,修訂后的標準號為(DBJ13-62-2019),于2019年2月21日發(fā)布,2019年6月1日實施,以下簡稱“新標準”。
該修編是在“舊標準”的基礎上進行修訂、完善和提升,依據科學性、先進性和實用性原則,既要有普遍適用原則規(guī)定,又要體現(xiàn)因地制宜的福建地方特色。
(1)與《夏熱冬冷地區(qū)居住建筑節(jié)能設計標準》(JGJ 134-2010)[2]、《夏熱冬暖地區(qū)居住建筑節(jié)能設計標準》(JGJ 75-2012)[3]、《公共建筑節(jié)能設計標準》(GB 50189-2015)[4]等國家現(xiàn)行標準相協(xié)調。
(2)與福建省相關標準協(xié)調,如《福建省綠色建筑評價標準》(DBJT13-118-2014)[5]、《福建省綠色建筑評價標準》(DBJ13-197-2017)[6],特別是《福建省民用建筑外窗工程技術規(guī)范》(DBJ13-255-2016)中外窗熱工性能的規(guī)定。
根據《福建省建筑節(jié)能與綠色建筑發(fā)展“十三五”規(guī)劃》,在現(xiàn)行《福建省居住建筑建筑設計標準》DBJ13-62-2014節(jié)能率60%基礎上,提升福建省居住建筑節(jié)能率達到65%~70%,體現(xiàn)在以下兩個方面:
(1)與《夏熱冬冷地區(qū)居住建筑節(jié)能設計標準》(JGJ 134-2010)(節(jié)能率50%)相比,福建省夏熱冬冷地區(qū)居住建筑在圍護結構方面對節(jié)能率提升約5%,自然通風對節(jié)能率提升約5%,用能設備對節(jié)能率提升約6%,建筑節(jié)能率提升至65%左右。
(2)與《夏熱冬暖地區(qū)居住建筑節(jié)能設計標準》(JGJ 75-2012)(節(jié)能率50%)相比,福建省夏熱冬暖地區(qū)居住建筑在圍護結構方面對節(jié)能率提升約10%,自然通風對節(jié)能率提升約5%,用能設備對節(jié)能率提升約6%,建筑節(jié)能率提升至70%左右。
“新標準”的頒布實施,將使得福建省居住建筑節(jié)能設計全面按照高于國家標準節(jié)能率的要求執(zhí)行,為保證國家有關節(jié)約能源、保護環(huán)境的法律、法規(guī)和政策的落實提供技術支持,并顯著改善居住建筑室內熱環(huán)境,提高能源利用效率。
從2014年發(fā)布至2018年,近4年多的時間里,在福州市轄區(qū)和廈門市建筑節(jié)能引領下,福建省夏熱冬暖各地區(qū)的節(jié)能水平得到了全面提升,基于福建省各地區(qū)經濟快速發(fā)展前提,該標準將不再單列福州市轄區(qū)和廈門市節(jié)能設計要求,將福建夏熱冬暖地區(qū)節(jié)能設計要求統(tǒng)一提升到更高水平。
為了與現(xiàn)行國家標準《公共建筑節(jié)能設計標準》(GB 50189-2015)銜接,“新標準”增加了“綜合太陽得熱系數(shù)”術語,采用了建筑外窗遮陽系數(shù)和太陽得熱系數(shù)并行的節(jié)能設計控制指標,前提是:在同一設計項目中,設計參數(shù)的選取應統(tǒng)一,即不能在同一項目中既采用遮陽系數(shù)又采用太陽得熱系數(shù)。
為統(tǒng)一遮陽系數(shù)、太陽得熱系數(shù)等術語名稱,“新標準”根據國家現(xiàn)行標準《民用建筑熱工設計規(guī)范》(GB 50176-2016)、《建筑節(jié)能基本術語標準》(GB/T 51140-2015)和《建筑門窗玻璃幕墻熱工計算規(guī)程》(JGJ/T 151-2008),同時修訂了“建筑遮陽系數(shù)(SCs)”、“遮陽系數(shù)(SC)”、“綜合遮陽系數(shù)(SCw)”等術語。
參考《福建省綠色建筑評價標準》(DBJT13-118-2014)和《福建省綠色建筑評價標準》(DBJ13-197-2017)的評分要求,窗地面積比最低是不小于1/6,為了與以上標準協(xié)調,“新標準”提高了窗地面積比的要求,由修訂前的臥室、起居室(廳)窗地面積比不應小于1/7,提高到不應小于1/6,比行業(yè)標準《夏熱冬暖地區(qū)居住建筑節(jié)能設計標準》(JGJ 75-2012)強制性條文第4.0.5條、國家標準《住宅建筑規(guī)范》(GB 50368-2005)強制性條文第7.2.2條的要求更加嚴格。
根據國家行業(yè)標準和福建省配套的地方標準,對“舊標準”圍護結構性能的規(guī)定提出修訂。
3.4.1夏熱冬冷地區(qū)
(1)屋面熱工性能指標顯著提升,由原來的0.8W/(m2·K)提升至0.5W/(m2·K)以下。
(2)對熱惰性指標小于2.5的外墻,將傳熱系數(shù)要求提高至0.7W/(m2·K),與福建省夏熱冬暖地區(qū)輕質墻體傳熱系數(shù)要求一致。
(3)將外窗傳熱系數(shù)限制在≤3.0W/(m2·K)的水平,有利于福建省外窗整體性能的提升,要求外窗傳熱系數(shù)的設計是“平均傳熱系數(shù)”,但基于建筑節(jié)能設計、施工圖審查以及建筑節(jié)能施工、驗收等相關工作的操作性考慮,結合國家和福建省全面提升建筑門窗性能的相關政策要求,執(zhí)行時仍需滿足每個外窗傳熱系數(shù)不大于3.0W/(m2·K)的要求。
(4)在JGJ 134-2010第4.0.10條要求的基礎上,對凸窗板傳熱系數(shù)限值作了適當調整:提出了外窗的傳熱系數(shù)K不大于3.0W/(m2·K)的最低要求,比《夏熱冬冷地區(qū)居住建筑節(jié)能設計標準》(JGJ 134-2010)中外窗傳熱系數(shù)最低要求4.7W/(m2·K)有了較大提高,不再對凸窗提出傳熱系數(shù)降低10%的要求,并將凸窗不透明的上頂板和側板的傳熱系數(shù)限制在2.0W/(m2·K)以下。
3.4.2夏熱冬暖地區(qū)
(1)東、西向窗墻面積控制指標從0.30提升至0.25,比行業(yè)標準《夏熱冬暖地區(qū)居住建筑節(jié)能設計標準》(JGJ 75-2012)強制性條文第4.0.4條更加嚴格,否則,必須進行建筑圍護結構熱工性能的綜合評價,通過加強其他節(jié)能措施來保證實現(xiàn)建筑節(jié)能要求。
(2)將建筑天窗“傳熱系數(shù)不應大于4.0W/(m2·K)”提高到“傳熱系數(shù)不應大于3.0W/(m2·K)”,并提高了天窗遮陽系數(shù),比行業(yè)標準《夏熱冬暖地區(qū)居住建筑節(jié)能設計標準》(JGJ 75-2012)中強制性條文第4.0.6條更加嚴格。主要是考慮技術可行以及要求采用性能較好的天窗。
(3)提高了重質屋面的要求,將重質屋面(熱惰性指標D≥2.5)的傳熱系數(shù)由0.9W/(m2·K)提高到0.5W/(m2·K),在技術上是比較容易實現(xiàn)的。
(4)將夏熱冬暖北區(qū)、南區(qū)外窗的傳熱系數(shù)均限制在3.0W/(m2·K)以下,并對外窗的遮陽系數(shù)進行了全面提升,同時仍需滿足每個外窗傳熱系數(shù)不大于3.0W/(m2·K)的要求。
(1)參照建筑的參數(shù)調整
①夏熱冬冷地區(qū),當設計建筑的體型系數(shù)≤0.4,參照建筑屋面?zhèn)鳠嵯禂?shù)由0.8W/(m2·K)提升至0.5W/(m2·K),外窗傳熱系數(shù)由4.0W/(m2·K)提升至3.0W/(m2·K);當設計建筑的體型系數(shù)>0.4,參照建筑屋面?zhèn)鳠嵯禂?shù)由0.8W/(m2·K)提升至0.5W/(m2·K),外窗傳熱系數(shù)由3.5W/(m2·K)提升至3.0W/(m2·K)。
②夏熱冬暖地區(qū),當設計建筑的外墻熱惰性指標≥0.4,參照建筑屋面?zhèn)鳠嵯禂?shù)由0.9W/(m2·K)提升至0.5W/(m2·K),外窗傳熱系數(shù)由4.0W/(m2·K)提升至3.0W/(m2·K);當設計建筑的體型系數(shù)<0.4,參照建筑外窗傳熱系數(shù)由4.0W/(m2·K)提升至3.0W/(m2·K),而屋面?zhèn)鳠嵯禂?shù)不變,仍取0.4W/(m2·K)。
(2)提升空調額定能效比,空調額定能效比由3.0提升至3.2,提升了6%。
(3)提出“全年供暖能耗應為冬季供暖能耗的累計值,全年空氣調節(jié)能耗應為夏季空氣調節(jié)能耗的累計值”。由于福建省絕大多數(shù)建筑在冬季不會有空調能耗,夏季也不會有供暖能耗,與建筑的實際運行模式不一致,從而導致在進行建筑圍護結構熱工性能的綜合評價時,全年能耗出現(xiàn)較大偏差,因此提出本條建筑能耗模擬的要求,為節(jié)能設計提供了更加合理的全年能耗計算方法。
根據住房城鄉(xiāng)建設部和國家安全監(jiān)管總局聯(lián)合發(fā)布的《關于進一步加強玻璃幕墻安全防護工作的通知》,明確了“新建住宅、黨政機關辦公樓、醫(yī)院門診急診樓和病房樓、中小學校、托兒所、幼兒園、老年人建筑”這7類建筑,不得在二層及以上采用玻璃幕墻。并結合近年來發(fā)生在個別城市偶發(fā)的因幕墻玻璃自爆或脫落造成的損物、傷人事件,故對使用玻璃幕墻進行了限制,要求新建居住建筑,不得在二層及以上采用玻璃幕墻。
為便于設計人員對建筑遮陽系數(shù)的計算方法的理解,細化了建筑自遮陽構造的遮陽系數(shù)計算方法,分別補充了水平自遮陽構造的建筑遮陽系數(shù)計算方法,垂直自遮陽構造建筑遮陽系數(shù)計算方法,包括單側垂直自遮擋構造、雙側垂直自遮擋構造和多組外挑系數(shù)的挑出系數(shù)計算方法,以及建筑內凹構造的挑出系數(shù)和建筑遮陽系數(shù)的計算方法。
空調室外機的遮擋情況、安裝布置、擱板構造均直接影響到空調器運行能效的高低,為提升居住建筑空調器能效,“新標準”增加了對空調室外機遮擋格柵、安放位置和擱板構造做了具體的要求,包括:
(1)空調室外機遮擋格柵的通透率不應小于70%;
(2)空調室外機的安裝位置不宜布置在東向或西向的外墻上;
(3)不宜將空調室外機的安裝位置從下到上呈縱向布置在外立面上;
(4)在高層建筑外立面的豎向凹槽內設置空調室外機安裝位置時,凹槽的寬度不宜小于2.5m,凹槽的深度不宜大于4.2m;
(5)空調室外機安裝位置應保證室外機排風不對吹,其水平間距宜大于4m。室外機的排風不宜吹向其他房間窗口或陽臺,排風口與前方窗口或陽臺的距離宜大于20倍排風口直徑,不宜直接吹到行人區(qū)和綠化植物上。
根據現(xiàn)行國家標準《公共建筑節(jié)能設計標準》(GB 50189-2015)關于空調設備的強制條文第4.2.10條、4.2.17 條,并在此基礎上結合福建省實際情況,對冷水(熱泵)機組的制冷性能系數(shù)(COP)、多聯(lián)空調(熱泵)機組制冷綜合性能系數(shù)IPLV(C)進行了提升。通過調研,根據福建省空調市場和經濟發(fā)展現(xiàn)狀,冷水(熱泵)機組的制冷性能系數(shù)提升6%以上,多聯(lián)空調(熱泵)機組制冷綜合性能系數(shù)IPLV(C)提升了8%。
由于取消了建設行政主管部門節(jié)能備案的要求,該修訂將報審表改為執(zhí)行強制性條文措施匯總表,并要求其納入施工圖設計說明中,便于設計、施工圖審查、施工等單位使用,與修訂前的標準相比,主要區(qū)別在于:
(1)簡化了原有的“建筑節(jié)能設計報審表”,只針對強制性條文措施進行填報;
(2)分為夏熱冬冷和夏熱冬暖兩個氣候區(qū)的居住建筑節(jié)能設計匯總表;
(3)按建筑專業(yè)、暖通專業(yè)、給排水專業(yè)、電氣專業(yè)分別進行報審。
根據空調、給排水、電氣的現(xiàn)行國家相關標準,更新補充對應的空調、給排水、電氣產品設備的性能表,以便于設計人員選取適合的節(jié)能技術和設備參數(shù)。
《福建省居住建筑節(jié)能設計標準》在結合“舊標準”、國家行業(yè)標準及相關地方標準的基礎上,認真總結福建省建筑節(jié)能工作經驗,完成了對建筑熱工、暖通空調、給水排水、電氣、可再生能源的節(jié)能設計補充、完善和提升,主要體現(xiàn)在:
(1)取消單列的福州市市轄區(qū)和廈門市節(jié)能設計要求,將福建省夏熱冬暖地區(qū)節(jié)能設計要求統(tǒng)一提升到更高的水平。
(2)根據福建省實際情況,較大幅度提升了建筑外窗熱工性能限值、空調設備能效限值等指標。
(3)針對福建省外遮陽設計不到位、空調室外機位置設計不當?shù)葐栴},補充完善了建筑遮陽的計算方法,提出空調室外機的設計及安裝要求。
(4)調整優(yōu)化了報審文件,將“建筑節(jié)能設計報審表”優(yōu)化為“建筑節(jié)能設計執(zhí)行強制性條文措施匯總表”,簡化了報審流程。
通過修訂,福建省居住建筑綜合節(jié)能率將達到65%~70%,相比于現(xiàn)行國家行業(yè)標準有了較大幅度地提升。本次居住建筑節(jié)能設計標準的全面修訂,對福建省中長期居住建筑能效的提升和節(jié)能產業(yè)的發(fā)展具有重要的意義。