中图分类号中图分类号 TU111.19+5 文献标识码文献标识码 A 文章编号文章编号 1003-739X(2015)01-0036-07[摘 要][摘 要] 该文概述了建筑能耗在全球最终能源消费中的现状,分析了全球建筑能效标准发展现状及目标,分别介绍了中美两国建筑能效标准发展的历程。
通过对各国标准的研究,总结了建筑能效标准所涉及的主要内容。
着重以美国建筑能效标准ASHRAE90.1—2010和中国公共建筑节能标准GB50189—2005为例,比较中美建筑能效标准的构架、内容及参数的差别。
提出了国内建筑能效标准发展的几点建议。
[关键词][关键词] 建筑 能耗 能效标准 比较 [Abstract][Abstract] In the paper, we summarize the present status of building energy consumption in the global final energy consumption, the development situation and goals of the global building energy efficiency standards are analyzed. Respectively, we introduce the development of building energy efficiency standards in China and the United States. Based on the research of various national standards, the main content of involved building energy efficiency standards is summarized. Then we focus on building energy efficiency standards of the United States ASHRAE90.1-2010 and Chinese public building energy efficiency standards GB50189-2005, for example, by comparing the difference of framework, content and parameters between China and the U.S. energy ef fi ciency standards. We propose a few pieces of advice for the development of energy ef fi ciency standards of building.[Key words][Key words] Architecture, Energy consumption, Energy ef fi ciency standards, Compare闫埔华 Y an Puhua 唐 坚 T angJian中美建筑能效标准比较A Comparative Study of Chinese and American Building Energy Efficiency Standards建筑是世界各地能源的最大消费者。
在国际能源署(IEA)很多成员国中,建筑行业的能量消耗占初级能源消耗总量超过40%(图1)。
从1971年—2010年,由于人口增长和经济增长的推动,建筑行业的全球最终能源消费翻了一番,达到2794百万吨油当量。
随着建筑物数量的持续增加,将在全球范围内进一步增加能源供应的压力。
预计从2010年—2035年,建筑行业的全球能源需求将增长838百万吨油当量(IEA,2012)[1]。
1 全球建筑能效标准概况1.1 国际建筑能效标准发展欧共体(European Economic Community,EEC)分别于1975年、1980年和1987年委托其成员国开展有关建筑围护结构保温性能的研究。
1994年,美国暖通空调制冷工程师学会(American Society of Heating, Refrigerating and Air Conditioning Engineers,ASHRAE)提议国际标准化组织(ISO)针对更广范围内的用能成立专门技术委员会,并在2007年设置了ISO技术机构TOC20,其“建筑环境设计”(Building Environment Design)目前已经开展了8个不同的项目,4个直接与建筑节能性能有关[2]。
—————————作者信息闫埔华,暨南大学理工学院助教, 1071115655@ 唐 坚,暨南大学理工学院副教授收稿日期:2014-04-01[Architectural Practice]DOI:10.13942/ki.hzjz.2015.01.0082002年12月欧洲议会和欧盟理事会(European Parliament and Council)批准的《建筑能效指令》(Energy Performance of Building Directive, EPBD)对欧洲各国建筑节能工作和建筑节能标准产生了重要的影响。
该指令于2003年1月开始实施,并于2006年1月4日在25个欧盟成员国立法实施。
图2中显示出了欧盟27国到2020年的可再生能源增长20%的发展目标[3],以及各成员国所应承担的份额。
1.2 我国建筑能效标准发展1986年建设部颁发了我国第一部建筑节能标准《民用建筑节能设计标准(采暖居住建筑部分)》JGJ26—86;1995年5月,建设部制定了《建筑节能“九五”计划和2010年规划》;2001年2月,建设部批准发布了《采暖居住建筑节能检验标准》JGJ132—2001;同时按照建筑气候分区,于2001年7月颁布了《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》JGJ134—2001;2003年建设部颁发了《夏热冬暖地区建筑节能设计标准》JGJ75—2003;2002年建设部批准编制《公共建筑节能设计标准》GB50189—2005;2006年我国颁布了第一个有关绿色建筑的标准《绿色建筑评价标准》GB50378—2006;2010年,住房和城乡建设部发布《民用建筑绿色设计规范》JGJ/T229—2010[4]。
《公共建筑节能设计标准》GB50189—2005涵盖了我国各个气候区的公共建筑节能设计参数。
标准共分为5章和3个附录。
主要内容是:室内环境节能设计计算参数,建筑与建筑热工设计,采暖、通风和空气调节节能设计等。
适用于新建、改建和扩建的公共建筑节能设计。
GB50189—2005标准要求进行的建筑节能设计,在保证相同的室内环境参数条件下,与未采取节能措施前相比,全年采暖、通风、空气调节和照明的总能耗应减少50%[5]。
1.3 建筑能效标准主要内容(1)围护结构建筑围护结构是指围绕着建筑供暖和制冷区域的建筑结构,包括建筑外墙、楼板、地面、屋顶、窗户和门。
①围护结构的绝热。
绝热性能以U值指标传热系数和R值指标热阻(传热系数的倒数)衡量。
②门窗。
建筑窗户性能的量化可以有材料的U值、SHGC(遮阳系数)值、VT(可见光透射率)值和漏风量来表示。
建筑门的性能量化可以由U值和漏风量来表示。
③空气渗透。
建筑整体的围护结构都需设计安装连续完整的气密层。
针对墙体的气密层的施工方式、墙体材料及其最小允许厚度在标准中给出。
④遮阳。
遮阳板、遮阳百叶和反射遮阳帘都可以从很大程度上减少窗户等玻璃围护结构的太阳得热。
(2)暖通空调系统暖通空调系统主要包括:通风系统、供暖系统、供冷系统、空气调节系统、除湿、热水供应、风管和水管、自动控制系统。
(3)可再生能源建筑对可再生能源的利用可以是主动的也可以是被动的。
被动使用可再生能源可以减少建筑供热或供冷,目前,欧洲许多国家建立了被动式住宅计划(PEH);主动使用是指将不能直接使用的能源进行转化后使用,比如将太阳能或者风能转化为电能或者热能,再供给暖通空调系统使用。
(4)建筑设备建筑内安装的设备从两个方面影响建筑的能耗:一是其本身的效率,二是其产生的废热可能会导致冷负荷的增加和热负荷的减少。
除了暖通空调系统以外,建筑设备主要包括照明和其他电器用具。
美国的能源之星计划(ENERGY STAR),就是以节能环保为目的,促进消费者选择低能耗产品,引导公众购买和使用节能环保设备。
2 中美建筑能耗标准比较2.1 美国建筑能耗相关标准(1)美国各州建筑能耗标准目前,美国各州接受最广泛的建筑节能标准就是国际标准理事会(ICC)编制的《国际节能标准》(IECC)和由ASHRAE发布的《除低层居住建筑外的建筑节能规范》(Energy Standard for Buildings Except Low-Rise Residential Buildings, ASHRAE90.1)标准。
除此之外,还有一些州独立于IECC和ASHRAE以外,建立本州的建筑能耗标准体系。
例如加利福尼亚建筑标准(Title24,Part6)和福罗里达州建筑标准等[6]。
(2)联邦建筑能耗标准联邦政府的建筑有独立的节能标准——《联邦建筑节能标准》,不隶属于任何州和地方的节能标准。
美国联邦机构要求其所有建筑物的能耗在IECC和ASHRAE的基础上,至少降低30%。
2.2 中美建筑能耗标准比较本文将以美国现行商业建筑标准《ASHRAE90.1—2010》与我国现行《公共建筑节能设计标准》GB50189—2005进行相关参数和要求的比较,以下简称ASHRAE和GB。
ASHRAE根据建筑物所在地的采暖度日数HDD18和建筑物所在地的空调度日数CDD10划分为8个大气候区(极热区、热区、温区、热—海洋性气候区、过渡区、过渡—海洋性气候区、寒冷区、严寒区极地区)[7]; GB将国内主要城市划分为五个气候区(严寒地区A区、表4 ASHRAE90.1—2010与GB50189—2005围护结构限值比较(夏热冬暖地区)严寒地区B区、寒冷地区、夏热冬冷地区、夏热冬暖地区)。
中美两国气候区域划分基本相似,可以将气候条件相似的地区维护结构参数进行比较,为此将两国将气候按类别划分为严寒地区、寒冷地区、夏热冬暖地区和夏热冬冷地区进行参数比较。
(1)内容比较ASHRAE的五大技术内容主要包括:建筑围护结构,暖气、通风和空调,生活热水,电能,照明和其他设备。
GB的主要内容是:室内环境节能设计计算参数,建筑与建筑热工设计,采暖、通风和空气调节节能设计。
(2)围护结构限值比较建筑围护结构是建筑节能标准最重要的组成部分之一,其中非透明围护结构主要包括屋面、地面以上和地面以下墙体、楼板、不透明门,透明围护结构包括窗户、幕墙、天窗、透明门等。