2-《民用建筑暖通空调设计规范》编制思路和专题研究111117-2

民用建筑暖通空调设计规范编制思路和专题研究,徐 伟中国建筑科学研究院,1,2,住房和城乡建设部建标2008102号文件2008年工程建设标准规范制订、修订计划（第一批），下达了民用建筑供暖通风与空气调节设计规范的编制任务。,编制情况,3,编制组主要活动（1）,编制情况,4,2008-12 启动会即第一次工作会议,2009-4 供暖编制组工作会议,5,编制组主要活动（2）,编制情况,6,2009-9 空气调节 章节讨论会,2010-7 通风 征求意见讨论会,7,编制组主要活动（3）,编制情况,8,2009-5 香港HVAC设计专家交流研讨会,2010-8 访问美国ASHRAE总部,9,编制情况,2010年4月完成民用建筑采暖通风与空气调节设计规范征求意见稿，共收到回复150份，回复意见1600余条。,主编单位汇集38家参编单位历时两年多完成送审稿。于2010年12月2日至12月3日在北京召开审查会，评审专家给予了高度评价。,10,适用于新建、扩建和改建的民用建筑的供暖、通风与空调节设计，本规范的通用性方法及规定也适用于工业建筑。,1 总 则2 术 语3 室内空气设计参数4 室外设计计算参数5 供 暖6 通 风7 空气调节8 冷源与热源9 监测与控制10 消声与隔振11 绝热与防腐,附录A 室外空气计算参数附录B 室外空气计算参数简化方法附录C 夏季太阳总辐射照度附录D 夏季透过标准窗玻璃的太阳辐射照度附录E 夏季空气调节大气透明度分布图附录F 加热由门窗缝隙渗入室内的冷空气的耗热量附录G 渗透冷空气量的朝向修正系数N值附录H 空调夏季冷负荷简化方法计算系数表附录J 蓄冰装置容量与双工况制冷机的空调标准制冷量附录K 设备和管道最小保冷厚度及凝结水管防凝露厚度,主要内容,11,1、吸收了先进国家设计标准的方法和规定，借鉴了已有国家标准的有益经验，适应当前行业发展要求。2、对设计工作提出原则性要求强调“节能、安全、环保、健康”的关系，为设计人员的实践创新预留较大空间同时兼顾具体措施规定，提高规范的可操作性3、与现行建筑节能设计、供热计量相关规范协调、统一。4、较好地处理了节能与健康的关系，寻求节能与舒适的平衡。,标准特点,12,5、突出解决了当前暖通空调设计中基础和共性问题气象参数更新、室内设计参数、空调负荷计算方法、供暖供回水参数以及间歇运行负荷附加等6、在满足室内温湿度前提下，更加突出了节能设计和质量要求7、强调新技术的应用对变风量、低温送风、温湿度独立控制、蒸发冷却、区域供冷、燃气冷三联供等新技术的设计要求进行了规定，体现了标准的先进性。,标准特点,13,1、更新了室外气象设计参数，扩大了气象台站的统计数量，明确了冬季通风室外计算参数的统计计算方法。2、明确了夏季、冬季室内温湿度及新风量设计参数的确定原则及方法。3、重新确定供暖系统供回水设计参数；增添毛细管网系统、户式供暖系统等新型供暖形式的有关规定。4、提出自然通风、复合通风的应用条件及设计原则；5、梳理空调冷负荷计算方法，明确了空调冷负荷简化计算方法，并对行业主要负荷计算软件进行了协调。,主要难点,14,6、开展间歇冷负荷、间歇供暖负荷计算方法研究，给出了间歇冷负荷、间歇供暖负荷的附加方法。7、对变风量、低温送风、温湿度独立控制、蒸发冷却、置换通风、空调净化等新空调系统、新技术的应用条件及设计原则做了明确规定。8、梳理冷水系统分类、变水量系统要求；制定了空调冷热水系统循环水泵输送能效比ER值；明确了区域供冷、热电冷三联供的设计规定。9、分类、分地区给出设备与管道最小保温、保冷厚度及冷凝水管防凝露厚度选用表（附录K）。,主要难点,15,专题研究,16,专题研究,室外空气计算参数的确定方法及更新,17,不能简单地将我国参数的不保证时间按小时数与国外不保证率所换算的数值进行比较,夏季空气调节的干球温度介于ASHRAE不保证率的0.4%和1.0%之间，且更靠近于0.4%；夏季通风及日平均温度接近于不保证率5.0%的数值；,采暖温度与保证率为97.5%的数值相当;冬季空气调节室外计算温度与99%的数值相近;冬季通风的温度较高，大于95%的保证率数值。,专题研究,室外空气计算参数的确定方法及更新,18,专题研究,室外空气计算参数的确定方法及更新,19,专题研究,室外空气计算参数的确定方法及更新,20,专题研究,室内设计热工参数的舒适与节能,21,专题研究,室内设计热工参数的舒适与节能,室内热舒适,以热舒适方程为基础，以PMV-PPD指标为依据，计算不同工况的热舒适区,建筑节能,综合考虑温度、相对湿度、风速等参数对建筑负荷及能耗的影响，结合设备初投资和运行管理状况，等处建筑能耗曲线,国际标准,ISO7730，ASHRAE55，欧盟EN15251,国内标准,与国内现行标准相协调,节能、健康、环保、安全、先进性、可操作性,22,专题研究,室内设计热工参数的舒适与节能,供暖室内设计参数 分气候区分别规定，考虑人的行为习惯 辐射供暖系统适当降低室内设计温度空调室内设计参数分级规定严格控制相对湿度，降低能耗辐射供冷室内设计温度宜适当提高,23,专题研究,室内设计热工参数的舒适与节能,供暖室内设计参数严寒和寒冷地区主要房间应采用1824；夏热冬冷地区主要房间宜采用1622；辐射供暖室内设计温度宜降低2 ；空调室内设计温度注：级热舒适度较高， 级热舒适度一般-辐射供冷室内设计温度宜提高0.5 1.5,24,专题研究,建筑室内设计新风量的研究,室外新鲜空气是改善室内空气品质的不可替代的重要因素病态建筑综合症（SBS），建筑相关疾病（BRI），化学物质过敏症（MCS），SRAS设计师在设计过程中缺乏具有可操作性的指导国内外室内空气品质的研究的最新理论进展,研究成果应该具有：1先进性2健康、节能、安全、环保3可操作性,25,专题研究,建筑室内设计新风量的研究,什么因素导致了“bad air”，是室内O2太少、还是CO2太多？ (法国化学家Lavoisier(1775)的回答:过量的CO2而不是O2的减少导致“bad air” ), CO2 作为指示气体与“bad air”的关联目前尚没有被普遍接受的研究成果室外新风改变的是室内空气味道还是稀释污染物浓度( 由于对嗅觉的研究存在困难,目前正在探索中)判断“bad air”的两个标准 （舒适）气味、嗅觉感受、温湿度的影响程度 （健康）生理健康状态、疾病传播的严重程度过去200多年以来的讨论话题 保证健康、舒适的每人最小新风量是多少？,26,专题研究,建筑室内设计新风量的研究,我国室内设计新风量的改进原则参照ASHRAE的指标体系，采用适应性模型鉴于建筑节能和室内舒适健康对新风量的双重要求，新标准应以室内卫生健康要求为主导，而舒适要求只按适宜的目标考虑，且新标准只给出各类建筑所需的最小新风量建筑污染与人员污染对新风量需求的比重变化关系在新标准中给予适当体现，即针对不同建筑类型按不同指标形式给出相应的新风量标准对于我国现行新风量标准中存在问题的建筑类型，应有针对性地借鉴国外标准对这些建筑的新风量指标予以完善,27,专题研究,建筑室内设计新风量的研究,我国室内设计新风量的改进方向对公共建筑的室内设计最小新风量强制要求表3.0.6-1 公共建筑主要房间每人所需最小新风量m3/（h人）住宅和有特殊要求的医院建筑依据换气次数提供具有可操作性的技术要求对于高密度人群按照人员密度 确定,28,专题研究,供暖系统设计参数,供暖系统设计参数专题的研究目的适应当前供热状况提高供热系统节能水平 促进新型节能供热方式发展,29,专题研究,供暖系统设计参数,研究方法1调研2综合考虑初投资、年运行费用3实际项目分析,30,专题研究,供暖系统设计参数,当前国内供热系统采暖设计参数偏高，实际运行参数低于95/70；在当前的设备估算基价、燃料价格、电价下，95/70的采暖设计参数已不是供热系统最经济性的选择结果。尤其是散热器成本开始降低，一次网的投资成本升高，电价上涨造成运行费提高的背景下，该现象将变得更为突出。对于采用不同设备形式（例如不同的热源形式、不同采暖末端形式、新型采暖系统形式等）的集中供热系统，宜推荐不同的采暖设计温度参数。,31,专题研究,供暖系统设计参数,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。地面辐射供暖系统供水温度宜采用3545，不应超过60；供回水温差不宜大于10，且不宜小于5；毛细管网辐射系统供水温度宜满足表5.4.1-1的规定，供回水温差宜采用36。表5.4.1-1 毛细管网辐射系统供水温度（）,32,专题研究,间歇供暖负荷计算方法,间歇供暖的应用情况民用建筑包括居住建筑（住宅、宿舍、公寓等）使用时间公共建筑（如学校，办公建筑、剧院等）使用时间夏热冬冷地区气候特点，供暖时间较短连续的集中供暖方式运行成本较高技术经济、节能国内缺乏具有指导作用和可操作性的间歇供暖负荷计算方法设计负荷偏大设备的选择不合理系统处于低效的运行工况投资偏大运行费用偏高。,33,专题研究,间歇供暖负荷计算方法,研究方法使用建筑能耗模拟软件不同建筑类型的不同间歇供暖运行模式外墙、屋顶和窗户等围护结构中对间歇供暖热负荷的影响 不同供暖方式对间歇供暖负荷的影响不同的建筑热工分区,34,专题研究,间歇供暖负荷计算方法,研究结果满足节能设计标准的住宅建筑，在白天停暖间歇运行时，夏热冬冷地区间歇运行供暖负荷在基于连续供暖负荷的基础上应附加5%15%，寒冷地区应附加15%； 满足公共建筑节能设计标准的办公建筑，夏热冬冷地区的间歇供暖负荷应在连续供暖负荷的基础上附加10%20%，寒冷地区应附加20%25%，严寒地区应附加30%。条文规定对于只要求在使用时间保持室内温度，而其他时间可以自然降温的供暖间歇使用建筑物，可按间歇供暖系统设计。其供暖热负荷应对围护结构耗热量进行间歇附加，附加率应根据保证室温的时间和预热时间等因素通过计算确定。间歇附加率可按下列数值选取： 1 仅白天使用的建筑物，间歇附加率可取20； 2 对不经常使用的建筑物，间歇附加率可取30。,35,研究背景空调系统间歇运行越来越普遍冰蓄冷系统应用国内缺乏有效的间歇逐时空调附加冷负荷计算方法目的提高办公建筑冷负荷计算的准确性为冰蓄冷空调系统的设计与运行提供准确的依据,专题研究,间歇逐时空调附加冷负荷系数计算方法,36,研究方法首先对楼板、内墙、家具进行传热分析，给出平板传热模型，并验证其准确性，以确定负荷分析的基本原理和方法。分析各种影响因素对负荷的影响特点和程度，即因素敏感性分析，以抓住主要因素，合理简化分析和计算。利用模拟软件DeST计算不同窗墙比的标准办公建筑,得到其全天室温变化规律。在上述分析的基础上,对不同厚度、材料的楼板、内墙、家具进行计算，得到其冷负荷系数表，同时给出简化系数表，以适用于不同情况，使冷负荷计算表更加充实，并以实例说明其用法。,专题研究,间歇逐时空调附加冷负荷系数计算方法,37,平板传热模型,传热分析,模型验证,昼夜温差,因素分析,材料热物性,厚度,太阳辐射,实际测试,Dest模拟,计算得到不同材料的冷负荷系数,实例计算工程应用,第一步,第二步,第三步,第四步,分析简化,专题研究,间歇逐时空调附加冷负荷系数计算方法,技术路线,38,专题研究,间歇逐时空调附加冷负荷系数计算方法,规范条文蓄冷系统应按下列规定进行设计： 1 应计算一个蓄冷释冷周期的逐时空调冷负荷，且应考虑间歇运行的冷负荷附加表 13 蓄冷空调系统间歇运行附加冷负荷 W/（m2K）,39,课题的研究背景和意义建筑能耗是整个社会能耗的重要组成部分准确计算空调负荷有助于从源头上控制建筑能耗空调负荷计算存在的主要问题不同的空调冷负荷计算软件的计算结果差异较大在实际工程中，空调系统设备选型普遍偏大实际工程领域存在的空调冷负荷计算软件较多工程师对于空调负荷的计算存在一定的误区上世纪八十年代后，相关研究基本停滞为民用建筑供暖通风与空气调节设计规范提供参考,专题研究,空调冷负荷计算方法及软件比对分析,40,开始,筛选软件,统一计算条件选择算例,比对结果,生成简化计算方法,分析误差,完成,误差5%,误差5%,通过大量的算例和比对分析过程尽量消除计算软件之间的结果差异，提高软件的一致性和准确性。最终确定软件并完成空调冷负荷简化计算方法国内所有商业负荷计算软件以及两家美国主流商业软件参加了比对过程，进行五次现场比对，多次网络及电话比对。共计算43个算例。处理近千组数据。,比对过程,专题研究,空调冷负荷计算方法及软件比对分析,41,完善空调冷负荷计算方法的核心内容 各种辐射在室内的分配模型直射太阳辐射完全分配到地板和家具上其余类型辐射（散射太阳辐射、灯光、设备等）平均分配到室内各表面改进各种得热的对流和辐射的比例,完善软件计算模型和参数,专题研究,空调冷负荷计算方法及软件比对分析,42,目前，空调冷负荷不同计算软件计算结果差异较大通过比对，对计算软件进行了规范、统一、完善后，基本消除了软件之间的差异，使得结果更为合理、准确、一致理论上负荷计算的准确性取决于软件的算法和模型的简化程度实际上工程师的专业经验对结果的影响是巨大的,比对结论,专题研究,空调冷负荷计算方法及软件比对分析,43,区分对流和辐射得热考虑建筑围护结构及内部蓄热体的 蓄热作用对冷负荷的影响能够计算设计日内的冷负荷逐时值目前国内主流的传递函数法和谐波 反应法都符合上述要求，精度满足 工程的实际应用。,空调冷负荷计算方法的基本要求,专题研究,空调冷负荷计算方法及软件比对分析,44,14种外墙、10种屋面的基本信息分城市14种外墙、10种屋面、玻璃窗的传热逐时冷负荷系数分城市透过3mm标准玻璃窗