《四川省居住建筑节能设计标准》供暖通风和空气调节条文解读

邹秋生

(四川省建筑设计研究院，四川成都 610000)

《四川省居住建筑节能设计标准》2010版自发布以来，为推进我省节约能源和保护环境的战略，指导四川省居住建筑节能设计，减少居住建筑用能浪费，保证建筑节能50 %实现起到重要作用。随着人民生活水平提高，建筑能耗必然仍将成为我国能耗主体，加强居住建筑节能仍是我省当务之急。各种新技术、新材料出现，以及供暖空调设备能效水平不断提高，使得居住建筑进一步提高节能有实现的可能。2019年1月30日，四川省住房城乡建设厅发布了DB51/5027-2019《四川省居住建筑节能设计标准》(以下简称“节能设计标准”)，并于2019年5月1日正式实施。该标准以居住建筑全年的供暖、空调能耗降低65 %为目标，对建筑、热工、供暖通风和空调节能设计提出了措施要求。标准第六章为供暖通风和空调节能设计，本文拟对新版节能设计标准中暖通空调条文重要变化做出解读。

1 节能设计标准中的主、被动技术

建筑节能分为主动节能技术和被动节能技术，以非机械电气设备干预手段实现建筑能耗降低的节能技术称之为被动节能技术。被动节能技术是一种在建筑设计上技术性高，但在科技水平上要求低的一种低成本设计方法，却能使建筑在全生命期获得稳定的节能效果。本标准要求在建筑规划阶段合理设计建筑朝向，充分利用自然光和自然通风，在建筑设计中则强调建筑围护结构的保温隔热等技术措施，都属于被动节能技术。

选择适合于建筑的供暖空调能源形式，设计合理的用能系统，采用高性能的供暖空调设备，并采取措施保证系统在运行中实现节能目标，都是在设计阶段可以利用的主动式节能技术。

被动节能技术是节能目标实现的重要保证，其节能效果最终体现在供暖通风及空调系统能耗上。而以提高供暖空调系统自身能效为目标的主动节能技术，则是节能目标实现的重要途径。

DB 51/5027-2019《四川省居住建筑节能设计标准》第六章为供暖通风和空调节能设计，总共四节43条，基本都是以提升建筑用能系统能效为目的对供暖空调设计技术进行规范和约束的主动节能技术。

2 暖通空调节能设计重要修编内容解读

2.1 将“采暖”修改为“供暖”

GB 50736-2012《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》对供暖定义为“用人工方法通过消耗移动能源向室内供给热量，使室内保持生活或工作所需温度的技术、装备、服务的总称”，2010版《四川省居住建筑节能设计标准》按照习惯称之为“采暖”，更多是从室内需求侧的角度来讲的。事实上节能设计标准不但关心室内需求和效果，同时涉及到热源、管网、输配效率及系统形式等技术要求，更偏重于能源供给侧。因此，新版节能设计标准将将“采暖”修改为“供暖”。

2.2 删除有关燃煤锅炉的技术条文

编制组认为，在城市居住区域采用燃煤锅炉供暖对环境保护、居民健康带来较大挑战。四川省天然气丰富，应大力推广清洁能源供暖。川西高海拔严寒寒冷地区矿物资源缺乏，但可再生能源(太阳能、地热能等)丰富，在当地推广可再生能源供暖技术，对于保护环境有现实的意义。与老版本节能设计标准不同，本次修编删除了有关燃煤锅炉的设计内容，并在6.1.4条中规定“太阳能丰富地区宜采用太阳能集热系统作为供暖热源……”，此举并非放宽了对燃煤锅炉的技术要求，而是希望业界正视本地资源特征，引导大家在工程设计中淘汰落后技术，充分利用清洁能源(如天然气)、可再生能源(如太阳能、地热能)作为供暖热源，达到保护环境的目的。

2.3 提高供暖空调设备能效要求

技术的发展使各类供暖空调设备能效水平都有了较大幅度的提高，为建筑能效提升提供了强有力的支撑。新版节能设计标准将四川省分为高海拔严寒地区、高海拔寒冷地区、夏热冬冷地区和温和地区，住宅可能用到锅炉、热泵、小型壁挂炉、冷水机组、单元空调器、多联机及分体空调等多种供暖空调设备，本次修订的节能设计标准对这些设备提出了新的能效要求。

(1)锅炉设备热效率要求。条文6.2.2给出了锅炉选型的设计热效率标准，与2010版节能设计标准相比，主要区别有四点：一是取消了燃煤锅炉热效率要求(原因见前文所述)；二是原标准仅给出了几个典型容量锅炉的热效率值，新标准按照锅炉容量区间分别给出热效率值，对锅炉设计更有指导意义；三是鉴于重油与轻油不同的物理特性和燃烧性能，分别给出了锅炉热效率值；四是各容量区间锅炉的热效率要求都有了提高，具体内容详见表1。

表1 锅炉热效率限值对比

(2)户式燃气供暖炉(热水器)能效要求。条文6.2.7规定，“当采用户式燃气供暖炉(热水器)作为供暖热源时，应采用能效等级不小于2级的产品”。相对于原节能设计标准，该条文文字未做变更，但2010版《四川省居住建筑节能设计标准》对标GB 20665-2006《家用燃气快速热水器和燃气采暖热水炉能效限定值及能效等级》，新版节能设计标准发布时，热水器能效标准已经升版为GB20665-2015版，其对各能效等级热水器及供暖炉的要求详见表2。

表2 燃气热水器和供暖炉能效等级

新版热水器能效标准不但提高了同等级产品的能效要求，关于产品能效等级的定义也更加苛刻。2006版热水器能效标准认定产品能效的依据为其某个固定热效率，即只要热水器的热效率值能达到某个最大值，便可认定该热水器为相应能效等级的设备。我们知道，燃气热水器及供暖热水炉在使用中的热力效率除了受火力、温度和水量影响以外，还与供水温度(回水温度)等因素相关，实际工作中设备效率与其在特定工况下能达到的最大值相关性不大，因此2015版热水器能效标准对各设备能效等级的认定变为了同时依据其热效率值的最大值和最小值。例如，热水器效率同时满足最大值不低于98 %、最小值不低于94 %时，才认为其达到1级能效等级；同理，能效等级为2级采暖炉的限值为η1=89 %、η2=85 %，只有在η1和η2同时满足要求时，该采暖炉才能被认定为2级能效。

可以看出，尽管节能设计标准中该条文内容没有变化，但由于产品能效标准对产品能效等级认定更加严格，对应等级产品的能效要求也有了一定幅度的提高，该条文事实上对设备的要求更高了，实际使用中有助于提高分户式燃气供暖系统的热效率。

(3)房间空调器能效要求。条文6.4.2规定“采用分散式房间空调器进行空调和(或)供暖时，宜选择符合国家节能等级要求的产品，不应采用能效等级低于2级的产品”。与对燃气热水器的要求一样，该条文文字上并未做任何修改，但2010版节能设计标准对标GB 12021.3-2004《房间空气调节器能效限定值及能效等级》，而新版节能设计标准对标该标准GB12021.3-2010版。由于产品能效要求的提升(见表3)，按照新版居住建筑节能设计标准执行，仅空调器就可带来6～7 %的能效提升。

表3 2级能效房间空气调节器对照

对比节能设计标准中关于围护结构热工性能权衡判断的要求还可以注意到，旧标准规定“供暖、空调设备为家用空气源热泵空调器，空调额定能效比取2.5，采暖额定能效比取1.9”，新版本分别要求为3.3和3.0，都是因为设备能效水平有了较大幅度的提高。

(4)其他设备能效要求。条文6.4.3规定，居住建筑集中设置冷源时，采用的冷水机组、单元式冷水机组、多联机等设备应按照现行国家标准GB 50189《公共建筑节能设计标准》要求的效率执行。现行《公共建筑节能设计标准》(2015版)对冷水机组、单元式冷水机组、多联机等设备的能效值要求比2005版也有较大幅度的提高，新版节能设计标准借此提高了住宅中类似设备的能效水平，具体内容可参照理解。

条文6.3.9对空气源热泵机组的使用提出了要求，与旧版规范相比，除了对空气源热泵的热效率、除霜等要求以外，本次修订增加了根据平衡点温度设置辅助热源的设计要求，针对四川高海拔严寒、寒冷地区，明确了使用该类设备的设计选型方法。

2.4 降低供热系统水温

新版节能设计标准6.3.6条对散热器集中供暖系统的供水温度和供回水温差的规定为：“散热器供暖系统应采用热水作为热媒；散热器集中供暖系统宜按75 ℃/50 ℃连续供暖进行设计，且供水温度不宜大于85 ℃，供回水温差不宜小于20 ℃”。相对于旧版，本条文给出了供回水温度推荐值，并降低了供回水温差(旧版本设计标准对散热器供暖系统要求供回水温差不小于25 ℃)。

旧版节能设计标准要求低温地面辐射供暖系统供水温度不宜超过55 ℃，并要求供回水设计温差 “不宜小于10 ℃”，新版节能设计标准6.3.7条则要求“供水温度宜采用35 ℃～45 ℃，不应大于60 ℃；供回水温差不宜大于10 ℃，且不宜小于5 ℃”。

可以看出，新版标准降低了供暖系统供水温度，减小了供回水温差，参照GB 50736-2012《民用建筑供暖暖通风与空气调节设计规范》的要求，编制组认为，降低系统供水温度有利于节能，还能提高散热器及低温地面辐射供暖的舒适度。综合考虑系统经济性和舒适性之后，将散热器供暖系统供回水温差从25 °改为20 °，低温地面辐射供暖的供回水温差则由原来的“不宜小于10 °”改为“不宜大于10 °”。

2.5修订设备及管道保温(保冷)计算方法

旧版本节能设计标准要求空调冷热水管道绝热厚度按照GB/T 15586《设备及管道保冷设计导则》的经济厚度和防表面结露厚度的方法计算。本次标准修编时，该标准已经被GB/T 8175-2008《设备及管道绝热设计导则》代替，新版设计导则对保温、保冷材料、施工用的粘接剂、密封剂和耐磨剂的性能、选择原则都做出了详细的规定；对于保温，标准给出了经济厚度、允许表面热损失、允许温降计算方法；对于保冷，标准给出了经济厚度、防止表面凝露、允许损失量的保冷层厚度计算方法。根据该设计导则，新版节能设计标准6.4.10条对设备与管道保温层厚度计算做了规定，具体要求如表4。

表4 管道保温(保冷)层厚度计算方法

3 “分散”设置供暖空调系统

新版节能设计标准中，大部分条文都在规定集中供暖、空调系统的能源形式、系统配置、主要设备效率、水系统耗电输热比及系统调节措施等方面。需要注意的是，此举并非表明编制组主张四川地区居住建筑采用大型集中供暖、空调系统，相反，四川地区居住建筑采用集中供暖空调系统反而应非常谨慎。

北方地区大型集中供暖系统的形成有其历史背景和技术原因。过去我国北方供暖以燃煤为主，大型集中燃煤锅炉效率更高，集中热源也有利于对燃烧烟气中污染物的集中处理。然而集中供暖必然增加输配能耗，从锅炉房经换热站再到用户端管道系统的热损失也不容忽视，系统过量损失更可达到系统总热量的25 %。我国北方集中供暖经验表明，热计量与分摊难题造成用户参与节能自主性降低，以上诸多方面导致集中供暖系统极大的能源浪费。现在城市热源主要以清洁能源燃气为主，各种规模燃气锅炉(热水机组)都具有较高热效率且相差不大，设备厂家推出的低氮锅炉使得燃气系统的环保性能再次提升，集中设置大型锅炉房的理由已不充分。同时，燃气到达最终用户无需消耗多余能量，输配能耗降低及过量损失减少使得小型分散式供暖系统的优势更加明显。

2013年在北京举办的第九届国际绿色建筑与建筑节能大会上，江亿院士就南方城市采用集中供暖还是分散供暖，做了重要报告，江院士用大量统计数据和典型工程案例证明了南方分散式供暖实际能耗远低于集中供暖空调系统。江院士认为：由于气候特点、能源结构、建筑特点及历史原因，南方住宅不应该采用集中供暖；在不改变南方人生活习性的基础上，应该发展适合南方特点的分散采暖方式；南方地区不同的采暖模式将对应巨大的能耗差别，从节能减排任务看，应该将采暖的选择权交给居民。

因此，编制组并非主张在四川地区的居住建筑中设置集中供暖空调系统，修编的节能设计标准保留了针对集中供暖空调系统的条文，并就具体内容提高了要求，旨在从能源形式、系统配置、主要设备效率、水系统耗电输热比及系统调节措施等方面，对集中供暖空调系统进行严格的约束(详见表5)，保证对于确有需要的工程，其中供暖空调系统能正确合理设置并高效节能运行。

表5 节能设计标准中与集中供暖空调系统相关的条文

4 暖通空调节能设计章节未设置强制性条文

国家对标准强制性条文进行了改革，拟推出全文强制性条文《住宅项目规范》，居住建筑设计相关强制执行内容(包括暖通空调设计内容)全部汇编在该规范中，目前该规范正在征求意见且即将发布，因此DB 51/5027-2019《四川省居住建筑节能设计标准》暖通空调节能设计章节未设置强制性条文。大家应注意，虽然目前《住宅项目规范》并未颁布，但居住建筑暖通空调设计中涉及强制执行的内容，在其他现行 标准如GB50736-2012《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》、GB50096-2011《住宅设计规范》等标准内，都能找到相对应的强制性条文，故设计时仍应严格遵守相关规定，避免违背强条。

5 结论

DB 51/5027-2019《四川省居住建筑节能设计标准》通过对主、被动节能技术和手段的提升以期实现节能65 %的目标。对建筑规划、建筑设计及围护结构保温隔热性能等的设计要求，可以降低居住建筑供暖空调能耗，供暖通风和空气调节节能设计章节则在暖通空调设备能效、系统设置等方面，结合现有的技术水平给出了技术规定，拟在提高暖通空调系统能效。在进行居住建筑供暖空调系统设计时，应根据本地资源特征，从节约能源、保护生态的角度出发，选择合适的能源形式，利用高效节能设备，按照实事求是的原则设计符合居住建筑负荷特征的供暖空调系统，最终降低居住建筑总体能源消耗。