黑龙江省居住建筑耗热量指标计算方法

马翼飞，王昭俊，方修睦

(1.哈尔滨工业大学 建筑学院，黑龙江 哈尔滨 150006；2.寒地城乡人居环境科学与技术工业和信息化部重点实验室(哈尔滨工业大学)，黑龙江 哈尔滨 150090)

1 概述

居住建筑节能设计是以1980—1981年当地通用住宅(4个单元的6层住宅楼，体型系数为0.3左右)设计能耗作为能耗计算起点。我国严寒和寒冷地区已颁布实施第四步节能标准——JGJ 26—2018《严寒和寒冷地区居住建筑节能设计标准》。全国部分省市自治区，包括北京、天津、吉林、山东、河北、新疆等已经出台了居住建筑第四步节能标准。

黑龙江省第三步节能标准DB 23/1270—2019《黑龙江省居住建筑节能设计标准》在计算耗热量指标时采用稳态计算法，而JGJ 26—2018《严寒和寒冷地区居住建筑节能设计标准》采用动态模拟法计算耗热量指标。因此，本文以某多层居住建筑为研究对象，采用动态模拟法(模拟软件为DeST)、稳态计算法计算黑龙江省18座典型城市的第四步节能标准下的建筑耗热量指标，对两种计算方法的计算结果进行比较。

2 动态模拟法

① 建筑模型及保温性能

以某多层居住建筑为研究对象，根据建筑图纸，在DeST-h软件中建立住宅建筑模型。建筑面积为3 956.58 m2，6层，3个单元，层高3 m，体型系数0.28，东向窗墙比0.05，西向窗墙比0.05，南向窗墙比0.37，北向窗墙比0.20。DB 23/1270—2019规定，当严寒A、B区建筑体型系数大于限值时，需要进行权衡计算。其中，多层建筑体型系数的限值为0.3。本文建立的多层居住建筑模型体型系数为0.28，小于设计标准的限值，无需进行权衡计算。在DeST-h软件中建立的建筑模型见图1。

建筑围护结构做法及传热系数见表1，表中括号中的数据表示厚度，外窗遮阳系数为0.6。围护结构保温性能符合DB 23/1270—2019的要求。

表1 建筑围护结构做法及传热系数

② 室内得热量

室内得热量参数见表2。建筑的太阳辐射得热量通过DeST软件中的建筑日影分析模块计算得出。

表2 室内得热量参数

③ 室内外参数

室外气象参数采用各城市典型气象年的室外气象参数(基于中国国家气象局对各城市20 a的实测数据通过一套随机算法模拟计算生成)，由DeST自行调用。

供暖室内设计温度为18 ℃。黑龙江省各城市属于严寒(A)区、严寒(B)区，楼梯间建议供暖，因此楼梯间的供暖室内设计温度取18 ℃。换气次数取0.5 h-1。

④ 数据后处理

在DeST计算得到供暖期建筑耗热量后，根据供暖时间与模型建筑面积，计算建筑耗热量指标。

3 稳态计算法

稳态计算法按照DB 23/1270—2019规定，建筑耗热量包括围护结构传热量、冷风渗透耗热量、通风耗热量，并扣除建筑得热量。由于人民生活水平的提高，在稳态计算时建筑得热量不再选取3.8 W/m2，而采用5.02 W/m2。各城市供暖室内设计温度为18 ℃，供暖室外计算温度见表3。

表3 各城市供暖室外计算温度

4 模拟结果与分析

由动态模拟法、稳态计算法得到的建筑耗热量指标见表4。由表4可知，由稳态计算法得到的建筑耗热量指标与动态模拟法差别不大，平均相对误差为-1.67%。差别最大的城市为尚志，相差1.7 W/m2。差别最小的城市为嫩江，两种方法的计算结果相一致。

表4 由动态模拟法、稳态计算法得到的建筑耗热量指标

续表4

5 结论

对黑龙江省，稳态计算法建筑耗热量指标与动态模拟法差别不大，平均相对误差为-1.67%。差别最大城市为尚志，相差1.7 W/m2。差别最小城市为嫩江，两种方法结果一致。采用稳态计算法计算黑龙江省建筑耗热量指标可行。