赣州气候区地区居住建筑节能标准的研究

1赣州气候区居住建筑节能标准的研究关键词：建筑节能、节能标准、规定性指标内容简介：本文对比分析同处夏热冬冷地区的南昌和赣州以及处于夏热冬暖地区的福州的采暖度日数HDD18和空调度日数CDD26，对赣州气候区采用适当调整《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》（JGJ134－2001）规定性指标的要求的方法，通过动态模拟计算验证修改后的规定性指标更科学、更符合赣州气候区的实际。1、前言赣州市位于江西南部，赣江上游，东临福建三明市和龙岩地区，南接广东梅州市、河源市和韶关市。赣州市是江西省最大的行政区，面积3.94万平方公里，约占全省总面积的四分之一。赣州市地处中亚热带南缘，气候温和，雨量充沛，无霜期长。全市年平均气温18.8摄氏度，年平均降水量1605毫米，无霜期平均288天。赣州市最冷月（1月）平均温度7.9摄氏度，最冷期三个月（1、2、3月）月平均温度10.4摄氏度；最热月（7月）平均温度29.5摄氏度，最热期三个月（7、8、9月）月平均温度28.2摄氏度。与南昌相比，南昌市最冷月（1月）平均温度5摄氏度，最冷期三个月（1、2、3月）月平均温度7.4摄氏度；最热月（7月）平均温度29.6摄氏度，最热期三个月（7、8、9月）月平均温度27.1摄氏度。可以看出赣州最冷月平均温度比南昌高3摄氏度而夏季最热期温度比南昌高1.1度，因而冬季采暖负荷小，但夏季空调负荷大。为了更直观分析赣州的建筑能耗特点，表表1-1列出赣州与南昌的HDD值和CDD值，并同时列出属于夏热冬暖地区的福州的HDD值和CDD值作对比。2表1-1南昌、赣州、福州的HDD、CDD对比表地区南昌/度.日赣州/度.日福州/度.日采暖度日数HDD1213904605空调度日数CDD230264274从表中可以看出，赣州冬季采暖度日数基本介于南昌与夏热冬暖地区的福州之间，但夏季空调度日数则更接近于福州，因此赣州气候更接近于夏热冬暖地区，夏季隔热要求与福州相似，因此，不能简单采用《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》（JGJ134－2001）进行节能设计。本文将对《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》（JGJ134－2001）的规定性指标进行适当调整，通过能耗模拟计算比较使其更符合赣州气候区（以赣州市城区为代表的气候特点）的建筑节能特点。2、赣州气候区对JGJ134－2001建筑节能规定性指标的修订能耗分析表明，赣州气候区在窗墙面积比一定时，对建筑节能影响最大的是遮阳系数。而在原标准中，没有对遮阳系数提出要求。因此，赣州气候区应适当限制窗的遮阳系数，提高窗在夏季抵抗太阳辐射得热的性能，另一方面赣州市冬季采暖度日数介于夏热冬冷地区的南昌和夏热冬暖地区的福州之间，采暖要求降低，因而在保证墙体隔热能力（热惰性指标）的前提下，可适当降低墙体的传热系数。对《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》中的以下条文做如下变动：①第4.2.1条及表4.2.1的规定性指标改为:4.2.1外窗（包括阳台门的透明部分）的面积不应过大。不同朝向、不同窗墙面积比的外窗，其传热系数及遮阳系数应符合表4.2.1的规定。表4.2.1不同朝向、不同窗墙面积比的外窗传热系数传热系数KW/(m2·K)遮阳系数SC(东、南、西向/北向)外窗（含阳台门透明部分）窗墙面积比≤20%≤4.7无要求20%＜窗墙面积比≤30%≤4.0≤0.70/0.8030%＜窗墙面积比≤40%≤3.2≤0.60/0.7040%＜窗墙面积比≤50%≤2.5≤0.50/0.60天窗天窗面积占屋顶面积≤4%≤4.0≤0.5②第4.2.6条及表4.2.6的规定性指标改为:34.2.6围护结构各部分的传热系数和热惰性指标应符合表4.2.1和4.2.6的规定。其中外墙的传热系数应考虑结构性热桥的影响，取平均传热系数，其计算方法应符合本标准附录A的规定。表4.2.6围护结构各部分的传热系数K[W/m2·k]和热惰性指标D屋顶*外墙*外窗(含阳台门透明部分)分户墙和楼板底部自然通风的架空楼板户门K≤1.0D≥3.0K≤2.0D≥3.0按表4.2.1的规定K≤2.0K≤2.0K≤3.5K≤0.8D≥2.5K≤1.0D≥2.5*注：当屋顶和外墙的K值满足要求，但D值不满足要求时，应按照《民用建筑热工设计规范》GB50176-93第4.1.1条验算隔热设计要求。其他条文要求仍按《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》。3、结果修订后典型建筑节能计算结果如下表2-1：表3-1标准修订后赣州典型建筑能耗分析典型建筑形式窗墙面积比标准基础能耗计算基础能耗赣标设计能耗计算节能率标准节能率标准设计能耗计算节能率标准节能率三层≤20%(0.165)105.2891.749.00.470.5346.40.490.5620~30%(0.247)105.2894.552.20.450.5050.70.460.5230~40%(0.330)105.2897.153.60.450.4954.30.440.4840~50%(0.462)105.28103.056.50.450.4661.60.400.41六层≤20%(0.165)105.2888.148.40.450.5445.90.480.5620~30%(0.247)105.2890.251.40.430.5150.50.440.5230~40%(0.330)105.2894.653.50.430.4954.50.420.4840~50%(0.462)105.28100.356.60.440.4662.40.380.41十八层≤20%(0.165)105.2885.848.00.440.5445.50.470.5720~30%(0.247)105.2889.051.10.430.5150.30.430.5230~40%(0.330)105.2892.653.30.420.4954.50.410.4840~50%(0.462)105.2898.556.60.430.4662.90.360.40平均105.2893.7852.520.440.5053.290.430.494三层典型建筑0.300.350.400.450.500.550.60≤20%(0.165)20~30%(0.247)30~40%(0.330)40~50%(0.462)原标准修改后标准图3-1依据《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》和修订后赣州市建筑节能标准计算的三层典型建筑节能率随平均窗墙面积比的变化情况对比六层典型建筑0.300.350.400.450.500.550.60≤20%(0.165)20~30%(0.247)30~40%(0.330)40~50%(0.462)原标准修改后标准图3-2依据《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》和修订后赣州市建筑节能标准计算的六层典型建筑节能率随平均窗墙面积比的变化情况对比5十八层典型建筑0.300.350.400.450.500.550.60≤20%(0.165)20~30%(0.247)30~40%(0.330)40~50%(0.462)原标准修改后标准图3-3依据《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》和修订后赣州市建筑节能标准计算的十八层典型建筑节能率随平均窗墙面积比的变化情况对比从图3－1、图3－2、图3－3可以看出，随着窗墙面积比的增大，节能率有所降低，但比较《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》和修改后的赣州标准计算结果，标准修订后的计算结果离散性大大降低，显然赣州标准更加合理，其平均节能率也略有提高。不同窗墙面积比条件下，三层典型建筑行标计算节能率波动幅度为41％－56％，而修改后标准计算结果为46％－53％；六层典型建筑行标计算波动幅度为41％－56％，而修改后标准计算结果为46％－54％；十八层典型建筑行标计算波动幅度为40％－57％，而修改后标准计算结果为46％－54％；平均节能率从49％提高到50％。说明修改后的规定性指标更科学、更符合赣州气候区的实际。4、结论4.1通过研究对赣州气候区典型建筑的能耗分析模型，根据当地气候特点适当调整《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》（JGJ134－2001）的部分规定性指标。4.2经动态模拟计算，对《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》（JGJ134－2001）的部分规定性指标调整后的节能率离散性更小，更稳定，因而修改后的规定性指标更科学、更符合赣州气候区的实际。6参考文献1、《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》（JGJ134－2001）2、《江西省居住建筑节能设计标准》（DB36/J004-2006）3、《民用建筑热工设计规范》（GB50176-93）4、《建筑节能与设计方法》胡吉士方子晋（中国计划出版社）5、《全国民用建筑工程设计技术措施节能专篇》（中国建筑标准设计研究院）