6 暖通空调和照明节能设计

6.0.1 夏热冬暖地区夏季酷热,北区冬季也比较湿冷。随着经济发展,人民生活水平的不断提高,对空调、采暖的需求逐年上升。对于居住建筑选择设计集中空调(采暖)系统方式,还是分户空调(采暖)方式,应根据当地能源、环保等因素,通过仔细的技术经济分析来确定。同时,该地区居民空调(采暖)所需设备及运行费用全部由居民自行支付,因此,还要考虑用户对设备及运行费用的承担能力。

6.0.2 2008年10月1日起施行的《民用建筑节能条例》第十八条规定“实行集中供热的建筑应当安装供热系统调控装置、用热计量装置和室内温度调控装置。”对于夏热冬暖地区采取集中式空调(采暖)方式时,也应计量收费,增强居民节能意识。在涉及具体空调(采暖)节能设计时,可以参考执行现行国家标准《公共建筑节能设计标准》GB 50189-2005中的有关规定。

6.0.3~6.0.4 当居住区采用集中供冷(热)方式时,冷(热)源的选择,对于合理使用能源及节约能源是至关重要的。从目前的情况来看,不外乎采用电驱动的冷水机组制冷,电驱动的热泵机组制冷及采暖;直燃型溴化锂吸收式冷(温)水机组制冷及采暖,蒸汽(热水)溴化锂吸收式冷热水机组制冷及采暖;热、电、冷联产方式,以及城市热网供热;燃气、燃油、电热水机(炉)供热等。当然,选择哪种方式为好,要经过技术经济分析比较后确定。《公共建筑节能设计标准》GB 50189-2005给出了相应机组的能效比(性能系数)。这些参数的要求在该标准中是强制性条款,是必须达到的。

6.0.5 为了方便应用,表4为多联式空调(热泵)机组制冷综合性能系数[IPLV(C)]值,是根据《多联式空调(热泵)机组能效限定值及能源效率等级》GB 21454-2008标准中规定的能效等级第3级。

表4 多联式空调(热泵)机组制冷综合性能系数[IPLV(C)]


6.0.6 部分夏热冬暖地区冬季比较温和,需要采暖的时间很短,而且热负荷也很低。这些地区如果采暖,往往可能是直接用电来进行采暖。比如电散热器采暖、电红外线辐射器采暖、低温电热膜辐射采暖、低温加热电缆辐射采暖,甚至电锅炉热水采暖等等。要说明的是,采用这类方式时,特别是电红外线辐射器采暖、低温电热膜辐射采暖、低温加热电缆辐射采暖时,一定要符合有关标准中建筑防火要求,也要分析用电量的供应保证及用户运行费用承担的能力。但毕竟火力发电厂的发电效率约为30%,用高品位的电能直接转换为低品位的热能进行采暖,在能源利用上并不合理。此条只是要求如果设计阶段将采暖方式、设备也在图纸上作了规定,那么,这种较大规模的应用从能源合理利用角度并不合理,不宜鼓励和认同。

6.0.7 采用分散式房间空调器进行空调和(或)采暖时,这类设备一般由用户自行采购,该条文的目的是要推荐用户购买能效比高的产品。目前已发布实施国家标准《房间空气调节器能效限定值及能效等级》GB 12021.3-2010和《转速可控型房间空气调节器能效限定值及能源效率等级》GB 21455-2008,建议用户选购节能型产品(即能源效率第2级)。

     而新修订的《房间空气调节器能效限定值及能效等级》GB 12021.3-2010对于能效限定值与能源效率等级指标已有提高,能效等级分为三级,而GB 12021.3-2004版中的节能评价值(即能效等级第2级)仅列为最低级(即第3级)。

     为了方便应用,表5列出了GB 12021.3-2010房间空气调节器能源效率等级第3级指标,表6列出了GB 12021.3-2010中空调器能源效率等级指标;表7列出了转速可控型房间空气调节器能源效率等级第2级指标。

表5 房间空调器能源效率等级指标

表 6 房间空调器能源效率等级指标

表7 能源效率2级对应的制冷季节能源消耗效率(SEER)指标(wh/wh)

6.0.8 本条文是强制性条文。

     现行国家标准《地源热泵系统工程技术规范》GB 50366-2005中对于“地源热泵系统”的定义为:“以岩土体、地下水或地表水为低温热源,由水源热泵机组、地热能交换系统、建筑物内系统组成的供热空调系统。根据地热能交换形式的不同,地源热泵系统分为地埋管地源热泵系统、地下水地源热泵系统和地表水地源热泵系统”。地表水包括河流、湖泊、海水、中水或达到国家排放标准的污水、废水等。地源热泵系统可利用浅层地热能资源进行供热与空调,具有良好的节能与环境效益,近年来在国内得到了日益广泛的应用。但在夏热冬暖地区应用地源热泵系统时不能一概而论,应针对项目冷热需求特点、项目所处的资源状况选择合适的系统形式,并对选用的地源热泵系统类型进行适宜性分析,包括技术可行性和经济合理性的分析,只有在技术经济合理的情况下才能选用。

     这里引用《地源热泵系统工程技术规范》GB 50366-2005的部分条文进行说明,第3.1.1条:“地源热泵系统方案设计前,应进行工程场地状况调查,并应对浅层地热能资源进行勘察”;第4.3.2条:“地埋管换热系统设计应进行全年动态负荷计算,最小计算周期宜为1年。计算周期内,地源热泵系统总释热量宜与其总吸热量相平衡”;第5.1.2条:“地下水的持续出水量应满足地源热泵系统最大吸热量或释热量的要求”;第6.1.1条:“地表水换热系统设计前,应对地表水地源热泵系统运行对水环境的影响进行评估”。

     特别地,全年冷热负荷基本平衡是土壤源热泵开发利用的基本前提,当计划采用地埋管换热系统形式时,要进行土壤温度平衡的模拟计算,保证全年向土壤的供冷量和取冷量相当,保持地温的稳定。

6.0.9 在空调设计阶段,应重视两方面内容:(1)布置室外机时,应保证相邻的室外机吹出的气流射程互不干扰,避免空调器效率下降;对于居住建筑开放式天井来说,天井内两个相对的主要立面一般不小于6m,这对于一般的房间空调器的室外机吹出气流射程不至于相互干扰,但在天井两个立面距离小于6m时,应考虑室外机偏转一定的角度,使其吹出射流方向朝向天井开口方向:对于封闭内天井来说,当天井底部无架空且顶部不开敞时,天井内侧不宜布置空调室外机;(2)对室内机和室外机进行隐蔽装饰设计有两个主要目的,一是提高建筑立面的艺术效果,二是对室外机有一定的遮阳和防护作用。有的商住楼用百叶窗将室外机封起来,这样会不利于夏季排放热量,大大降低能效比。装饰的构造形式不应对空调器室内机和室外机的进气和排气通道形成明显阻碍,从而避免室内气流组织不良和设备效率下降。

6.0.10~6.0.12 居住建筑应用空调设备保持室内舒适的热环境条件要耗费能量。此外,应用空调设备还会有一定的噪声。而自然通风无能耗、无噪声,当室外空气品质好的情况下,人体舒适感好(空气新鲜、风速风向随机变化、风力柔和),因此,应重视采用自然通风。欧洲国家在建筑节能和改善室内空气品质方面极为重视研究和应用自然通风,我国国家住宅与居住环境工程中心编制的《健康住宅建设技术要点》中规定:“住宅的居住空间应能自然通风,无通风死角”。当然,自然通风在应用上存在不易控制、受气象条件制约、要求室外空气无污染等局限,例如据气象资料统计,广州地区标准年室外干球温度分布在18.5℃~26.5℃的时数为3991小时,近半年的时间里可利用自然通风。对于某些居住建筑,由于客观原因使在气象条件符合利用自然通风的时间里而单纯靠自然通风又不能满足室内热环境要求时,应设计机械通风(一般是机械排风),作为自然通风的辅助技术措施。只有各种通风技术措施都不能满足室内热舒适环境要求时。才开启空调设备或系统。

     目前,居住建筑的机械排风有分散式无管道系统,集中式排风竖井和有管道系统。随着经济的发展和人们生活水平的提高,集中式机械排风竖井或集中式有管道机械排风系统会得到较多的应用。

     居住建筑中由于人(及宠物)的新陈代谢和人的活动会产生污染物,室内装修材料及家具设备也会散发污染物,因此,居住建筑的通风换气是创造舒适、健康、安全、环保的室内环境,提高室内环境质量水平的技术措施之一。通风分为自然通风和机械通风,传统的居住建筑自然通风方法是打开门窗,靠风压作用和热压作用形成“穿堂风”或“烟囱风”;机械通风则需要应用风机为动力。有效的技术措施是居住建筑通风设计采用机械排风、自然进风。机械排风的排风口一般设在厨房和卫生间,排风量应满足室内环境质量要求,排风机应选用符合标准的产品,并应优先选用高效节能低噪声风机。《中国节能技术政策大纲》提出节能型通用风机的效率平均达到84%;选用风机的噪声应满足居住建筑环境质量标准的要求。

     近年来,建筑室内空气品质问题已经越来越引起人们的关注,建筑材料,建筑装饰材料及胶粘剂会散发出各种污染物如挥发性有机化合物(VOC),对人体健康造成很大的威胁。VOC中对室内空气污染影响最大的是甲醛。它们能够对人体的呼吸系统、心血管系统及神经系统产生较大的影响,甚至有些还会致癌,VOC还是造成病态建筑综合症(Sick Building Syndrome)的主要原因。当然,最根本的解决是从源头上采用绿色建材,并加强自然通风。机械通风装置可以有组织地进行通风,大大降低污染物的浓度,使之符合卫生标准。

     然而,考虑到我国目前居住建筑实际情况,还没有条件在标准中规定居住建筑要普遍采用有组织的全面机械通风系统。本标准要求在居住建筑的通风设计中要处理好室内气流组织,即应该在厨房、无外窗卫生间安装局部机械排风装置,以防止厨房、卫生间的污浊空气进入居室。如果当地夏季白天与晚上的气温相差较大,应充分利用夜间通风,既达到换气通风、改善室内空气品质的目的,又可以被动降温,从而减少空调运行时间,降低能源消耗。

6.0.13 本条文引自全文强制的《住宅建筑规范》GB 50368。