建筑节能热工性能综合评定方法对比

龙 源

（中煤科工集团重庆设计研究院重庆400015）

建筑节能热工性能综合评定方法对比

龙 源

（中煤科工集团重庆设计研究院重庆400015）

本文对我国目前建筑节能围护结构热工性能综合评定方法进行比较,以重庆市新、旧居住建筑节能设计标准所采用的不同评定方法，以工程项目为实例进行对比分析，并用doe-2为内核热工计算软件对体形系数、窗墙面积比、外墙平均传热系数进行模拟，提出不同热工性能综合评定方法在建筑节能设计中影响节能率的不同，为设计人员在建筑节能设计中提供参考。

建筑节能；热工性能；评定方法

1 引言

近年来随着能源危机的不断出现,节能减排已成为各国经济社会发展的重大问题。我国属于发展中国家,对能源的需求巨大，随着社会经济的发展而不断增加能源消耗。据有关数据显示，我国建筑能耗已占到全社会总能耗的1/3，已成为社会能耗大户，我国近年来大力推进建设领域的建筑节能，不断完善建筑节能设计标准体系以及评定方法。节能建筑的设计与评定方法密不可分，节能评定方法是实现建筑节能设计的必要手段，节能建筑的设计要求建筑设计人员在设计阶段对所设计的建筑进行建筑能耗分析，以评价建筑方案是否节能。

2010年建设部和重庆市先后颁布了新修订居住建筑节能设计标准《夏热冬冷地区建筑节能设计标准》（JGJ134-2010）、《重庆居住建筑节能设计标准》（DBJ50-102-2010）和《重庆市居住建筑节能65%设计标准》（DBJ50-071-2010），此次新修订标准中对建筑围护结构热工性能综合评定方法进行较大的改动，设计人员对新的评定方法还存在理解不够现象，有的设计人员仍停留在原评定方法的思维上，在设计建筑节能时会出现一些困难和问题。文本以重庆市新、旧标准中不同评定方法对工程项目进行模拟分析，对比两种不同评定方法的差异，希望对设计人员在节能建筑设计中有所帮助和参考。

2 建筑节能评定指标体系

建筑节能设计具有很强的气候特征和区域性，我国划分为严寒、寒冷、夏热冬冷、夏热冬暖、温和5个区域。不同区域的建筑节能设计在考虑各自的节能目标和各种节能设计要素的基础上，所采用的评定指标体系也差异。但就建筑节能评定指标体系总体而言，我国目前建筑的节能设计，有两套并行的评定指标体系，即规定性评价指标和性能性评定指标。

规定性评定指标主要包括围护结构的传热系数、体形系数、窗墙面积比等规定性指标，其值在节能设计标准中都有明确的规定限值。这种方法简便易行,实际运用中只需把握好几个主要参数,并将其控制在规定限值以内即可,但这种方法比较适合造型比较规整、简单的建筑；对于目前造型新颖、奇特、复杂的建筑就不适应，特别是在一定程度上限制了设计人员的创造能力的发挥。

性能性评定指标由建筑热环境质量指标和能耗指标两部分组成，对传热系数、体形系数、窗墙比等参数不再作硬性的规定。设计人员可自行确定具体的技术参数，只要最终能同时满足建筑热环境质量指标和能耗指标的要求即可。性能性指标又分为两类，限值法和权衡对比法。限值法[2]：是指评价建筑物的节能效果在设计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。权衡对比法[2]：是指评价将被评估建筑物的采暖空调能耗和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设计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。将被评估建筑与参照建筑进行能耗的计算对比，如果被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。本文主要就是分析限值法和权衡对比法的差异。

表1 体形系数与节能率关系

3 性能性指标模拟对比

本文将以《重庆市居住建筑节能设计标准》(DB50/5024—2002)限值法和《居住建筑节能50%设计标准》(DBJ50-102-2010)权衡对比法为模拟参照标准，进行两种方法的对比分析。

3.1 体形系数[1]采用不同性能评定方法与节能率的关系

由于体形系数的变化同时会影响窗墙面积比和外墙平均传热系数的变化，在分析模拟过程中本文采取了同比缩小窗墙比和保持外墙平均传热系数不变的处理。分析建筑模型参数如下：

别墅、洋房：窗墙面积比，东0.15、南0.25、西0.15、北0.22；外墙平均传热系数1.37W/m2.K；屋面传热系数1W/m2.K；外窗传热系数2.8W/m2.K；其它参数也都保持不变。高层住宅：窗墙面积比，东0.14、南0.24、西0.14、北0.16；外墙平均传热系数1.37 W/m2.K；屋面传热系数1W/m2.K；外窗传热系数2.8W/m2.K；其它参数也都保持不变。如表1、图1、图2所示。

图1 别墅、洋房建筑体形系数与节能率关系曲线图

图2 高层住宅建筑体形系数与节能率关系曲线图

体形系数是指建筑物与室外大气接触的外表面积和与其所包围的体积之比值[1]。一般来说体形系数越大夏季外部的热量传入室内的热量就越多，空调耗能就越大。反之，冬季室内的热量就散失得越多，采暖耗能就越大。但我们从模拟数据来看，不管是别墅、洋房和高层住宅建筑限值法的节能率呈线性变化，体形系数越大耗能越多，节能率越小；而权衡对比法节能率随体形系数的变化不大，在某些情况下体形系数增大节能率反而升高，如别墅、洋房在当体形系数从0.5～0.55区间时节能率升高，高层建筑在体形系数小于0.3时节能率还有降低的趋势。

3.2 窗墙面积比[1]采用不同评定方法与节能率的关系

为分析出各朝向窗墙比在不受其它因素的影响的变化，在分析模拟时当其中一个朝向的窗墙比变化时其它朝向保持不变，各朝向窗墙面积比为：东0.13、南0.17、西0.13、北0.17。其它参数如屋面、外墙、外窗等都保持不变。如表2、表3所示.

从模拟数据来看，采用限值法时，节能随窗墙面积比的增大而降低，且大致呈线性趋势，特别是东向；而采用权衡对比法时，这种规律和趋势不明显，如东向窗墙面积比从0.1～0.3时对节能率的影响很小，其范围仅在0.1%内，西向窗墙面积比还出现了在0.1～0.25区间节能率反而升高的趋势。

3.3 外墙平均传热系数与节能率的关系

表2 东、西向窗墙比与节能率

表3 南、北向窗墙比与节能率

在分析外墙平均传热系数时模型的其它参数都保持不变。如表4、图3所示。

表4 外墙平均传热系数与节能率关系

图3 外墙平均传热系数与节能率关系曲线图

当采用限值法时外墙平均传热系数与节能率呈线性趋势，随外墙平均传热系数的增大而降低，采用权衡对比法时，传热系数到大于1.2时节能率下降的趋势不明显。

4 结论

（1）从体形系数、窗墙面积比以及外墙平均传热系数分别采用限值法和权衡对比法进行性能性评定节能率的情况来看，两种方法得出的结果及规律有较大差异，在一些取值范围内成相反的规律性；（2）从体形系数来看，权衡对比法比限值法的变化要小，进一步佐证了要达到节能率要求，采用权衡对比法适合目前建筑造型新颖、奇特、复杂的趋势，更能发挥设计人员的创造性，且体形系数过小反而不容易达到节能率的要求；（3）各朝向的窗墙面积比，采用限值法呈明显的线性关系，而采用权衡对比法时这种规律不明显，在窗墙面积比过小时与限值法有相反的规律性。

因此限值法和权衡对比法作为两种不同的性能性指标评定方法对相同建筑模拟计算的节能率规律有较大的差异，设计人员在对建筑进行节能设计时，需要对采用不同性能性指标评定方法有所理解，不要盲目增加外墙保温效果，追求过小的体形系数和窗墙比。另外由于本文篇幅有限，只对体形系数、窗墙面积比及外墙平均传热系数做了模拟分析，分析的数量和范围还不够，仅以此文对两种不同的性能性评定方法做了简要对比分析说明差异，供设计人员参考，其它因素对节能率的影响的对比还待进一步分析。

[1]DBJ50-102—2010.重庆地区《居住建筑节能50%设计标准》[S].

[2]胡吉士，方子晋.《建筑节能与设计方法》[M].北京：中国计划出版社，2005，5.

责任编辑：李 红

Contrastbetween Comprehensive Evaluation Methodson Building Energy Efficiency Thermal Performance

By comparing the existing comprehensive evaluationmethods on thermal performance of palisade structure,analyzing the contrastbetween the differentevaluationmethodsadopted by new and old residential energy-saving standard based on actual projects and simulating the shape coefficient,area ratio ofw indow towalland averageheat transfercoefficientofexteriorwallw ith doe-2 as thekernel thermal calculation software,the author presents the different influence on the energy-saving ratio of different comprehensive evaluationmethods on thermal performance in hope of providing some references for thedesignersin thebuilding energy efficiency design.

building energy efficiency;thermal performance;evaluationmethods

TU111.1

A

1671-9107（2012）05-0048-03

10.3969／j.issn.1671-9107.2012.05.048

2012-04-17

龙源（1980-），女，大学本科，主要从事建筑设计与绿色建筑研究。