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1、关于居住建筑节能评估方法的探讨上海市建筑节能技术研究发展中心卜震 陆善后 范宏武 曹毅然 摘 要：本文将对比评定法与夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准中的节能评估方法相比较，并采用DeST能耗模拟软件对三种不同建筑类型的节能效果进行了实例分析，模拟计算结果表明对比评定法比现有标准中的限值法更符合实际情况，且有利于住宅节能技术的推广应用。关键词：居住建筑；节能评估；对比评定法；动态模拟1前言居住建筑采用节能措施是改善室内热舒适环境和减少建筑能源消耗的重要手段，近年来随着上海地区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，一系列与节能相关的标准也相继出台对居住建筑提出了节能要求
2、。正确评价住宅的节能效果，合理推广适用的节能技术和措施已成为实现居住建筑节能的关键。按照夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准（以下简称标准）的规定，评估节能建筑应首先校和该建筑各个朝向窗墙比、各个朝向外窗和围护结构热工性能等各项参数是否都满足标准的要求，即采用“规定性指标”来评价居住建筑的节能效果。然而，住宅建筑的设计日趋多样化和个性化，许多住宅建筑往往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，此时应按照标准中的“性能性指标”，即采用动态模拟分析方法，计算建筑物全年的采暖空调能耗，对其节能效果进行评价。采用动态方法计算
3、住宅建筑能耗，一般又包括两种节能评价方法：“节能综合指标限值法”和“对比评定法”。下面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”评价建筑物的节能效果是指在标准规定的计算条件下，计算建筑物的节能综合指标，即采暖年耗电量和空调年耗电量之和，并与该建筑所在城市的节能综合指标限值相比较，如果计算值不高于标准规定的限值，就认为该建筑达到了节能要求，如果计算值高于标准规定的限值，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。夏热冬冷地区范围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工况下，
4、通过对两栋典型六层建筑的全年采暖空调耗电量进行模拟计算来确定的。这两栋建筑的建筑面积各2200 m2左右，体形系数0.31和0.35，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，卫生间和厨房不控温。东西山墙不开窗，南北墙上的窗户都有水平遮阳。外墙的传热系数为1.54W/（m2K），屋顶的传热系数为0.93 W/（m2K），窗户的传热系数为3.1 W/（m2K）。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，把计算出来的一些结
5、果按采暖度日数HDD18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）指标和采暖（空调）年耗电量关系。根据回归得到的关系式计算并绘制出对应不同采暖度日数HDD18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市对应的采暖和空调度日数，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定上海地区住宅建筑的节能综合指标限值为55.1 kWh/ m2。由此可见，限值法中的“限值”仅与典型多层建筑的全年采暖空调耗电量相对应。3对比评定法采用“对比评定法”评价建筑物的节能效果是指将评估建筑物的采暖空调能耗和
6、相应的参照建筑物的采暖空调能耗作对比，根据对比的结果来判定所设计的建筑物是否符合节能要求。其中参照建筑是对比评定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、形状等方面完全一致，其围护结构的热工性能满足标准中规定性指标的要求，因此参照建筑是符合节能要求的建筑。将评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高于参照建筑的能耗，则认为它满足节能标准的要求；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，直到不高于参照建筑的能耗。采用对比评定法评价住宅建筑的节能效果关键在于参照建筑的热工参数的正确选取
7、。参照建筑应按以下规定确定：（1）参照建筑的建筑外形、朝向、建筑面积、外墙表面面积、屋面面积均应与评估建筑相同；（2）参照建筑各朝向的开窗面积应与评估建筑相同，但当评估建筑某个朝向窗的面积超过标准规定时，参照建筑该朝向的外窗面积应减小到使该朝向窗墙比达到规定的上限值；（3）参照建筑围护结构的各项热工性能指标均取标准规定的相应限值。“对比评定法”是一种灵活、切实的方法，已被我国夏热冬暖地区居住建筑节能设计标准和美国许多建筑节能标准广泛采用。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“对比评定法”的主要区别在于选取的实际评估建筑的能耗比较对象不同，前者以固定数值作比较，后者
8、则选取参照建筑的计算值作为比较对象。限值法操作方便，采用固定数值来评估所有类型建筑的节能效果。然而，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节能要求，而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，计算建筑面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“对比评定法”比较灵活，参照建筑的能耗是变化的数值，即节能评估时不同的建筑采用不同的对比基准，因而更加切合实际。下面通过三个实际的工程实例进行具体说明，这几个实例均采用清华大学建筑技术科学系研发的DeST住宅版模拟软件进行能耗计算，并分别采用两种
9、评估方法进行节能评估。实例1：东方金门花园图1 东方金门花园建筑模型图该建筑有25层，建筑类型为高层住宅，采用了ZL胶粉聚苯颗粒保温浆料作内保温。围护结构热工参数为：15层外墙平均传热系数Km1.48 W/（m2K），625层外墙平均传热系数Km1.50 W/（m2K），屋面平均传热系数Km1.00 W/（m2K），外窗传热系数K3.70 W/（m2K），计权窗墙比0.25。计算和评价结果和如下表：表1 东方金门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)55.142.842.942.8节能效果评价节能效果显著达到节能要
10、求实例2：漓江山水花园图2 漓江山水花园建筑模型图该建筑属于低层独立建筑，采用了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Km0.84 W/（m2K），屋面平均传热系数Km0.51 W/（m2K），外窗传热系数K2.70 W/（m2K），计权窗墙比0.19。在统计建筑面积时，未考虑地下室和车库的面积。计算和评价结果如下表：表2 漓江山水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)55.157.968.157.9节能效果评价未达到节能要求节能效果显著实例3：万科朗润园图3 万科朗润园建筑模型图该建筑属于多层住
11、宅，采用了膨胀聚苯板作外墙外保温，挤塑聚苯板作屋面保温。围护结构热工参数为：外墙平均传热系数Km0.86 W/（m2K）左右，屋面平均传热系数Km0.67 W/（m2K），外窗传热系数K3.0 W/（m2K），计权窗墙比0.25。计算和评价结果如下表：表3 万科朗润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)55.147.455.847.4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计算结果表明，对不同类型的住宅建筑采用两种方法得出的节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”评价较高，“对比
12、评定法”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，“对比评定法”则是节能效果明显；对多层住宅万科朗润园，两种方法的评价都是达到节能要求。如果从建筑物围护结构热工性能方面来进行评估，以上三个建筑基本都能满足标准的节能要求，这与“对比评定法”的评估结论是一致的，而“限值法”的误差较大。这是由于“限值法”中的限值与一般多层住宅建筑的能耗相对应，不适用于其他的建筑类型，所以采用限值法评估多层住宅得出的结论与对比法一致，而评估高层建筑和低层建筑却不一致。对于高层建筑，若采用限值法进行节能评估，则较容易达到节能标准要求，甚至出现对其不采用节能措施也能达标的情况，而城市高层住宅的采
13、暖空调能耗总量巨大，这显热与推广建筑节能的目的相悖。5结论综上所述，本文得出以下结论：（1）“节能综合指标限值法”主要适用于多层住宅的节能评估，对高层住宅和低层住宅并不完全适用。（2）“对比评定法”是一种灵活、切实的节能评估方法，可以适用于不同建筑类型的节能评估，因而比采用限值法更为科学合理，更有利于建筑节能事业的推广。参考文献1 夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准(JGJ1342001)2 夏热冬暖地区居住建筑节能设计标准(JGJ752003)3 民用建筑热工设计规范(GB5017693)4 DeST-h用户使用手册 清华大学建筑技术科学系 2003.3作 者：卜 震地 址：上海市宛平南路75
14、号2号楼513室 邮 编：200032 Tel : 021-64390809-338，021-64420342E-mail : buzhen警告：此类已序列化的对象将不再与以后的 Swing 版本兼容。当前的序列化支持适合在运行相同 Swing 版本的应用程序之间短期存储或 RMI。从 1.4 版开始，已在 java.beans 包中加入对所有 JavaBeansTM 的长期存储支持。请参见 XMLEncoder。引用类型和原始类型的行为完全不同，并且它们具有不同的语义。引用类型和原始类型具有不同的特征和用法，它们包括：大小和速度问题，这种类型以哪种类型的数据结构存储，当引用类型和原始类型用作
15、某个类的实例数据时所指定的缺省值。对象引用实例变量的缺省值为 null，而原始类型实例变量的缺省值与它们的类型有关。当JAVA程序违反了JAVA的语义规则时，JAVA虚拟机就会将发生的错误表示为一个异常。违反语义规则包括2种情况。一种是JAVA类库内置的语义检查。例如数组下标越界,会引发IndexOutOfBoundsException;访问null的对象时会引发NullPointerException。另一种情况就是JAVA允许程序员扩展这种语义检查，程序员可以创建自己的异常，并自由选择在何时用throw关键字引发异常。所有的异常都是java.lang.Thowable的子类。这里我们采用的是Java语言，Java，是由Sun Microsystems公司于1995年5月推出的Java程序设计语言和Java平台的总称。用Java实现的HotJava浏览器（支持Java applet）显示了Java的魅力：跨平台、动态的Web、Internet计算。从此，Java被广泛接受并推动了Web的迅速发展，常用的浏览器现在均支持
