公共建筑节能设计标准暖通部分

公共建筑节能设计标准暖通空调部分条文解读与设计要点Contents目录公共建筑节能设计标准暖通空调部分核心章节导览01总则与适用范围概述02冷源与热源设计要求03输配系统关键条文04末端系统设计原则05监测控制与计量要求06可再生能源应用Chapter01总则与适用范围概述明确标准的编制目的、适用对象与节能设计基本原则OVERVIEW标准编制背景与核心目标公共建筑能耗占全社会总能耗比重超过30%，GB50189-2015标准通过规范暖通空调等系统设计，在保证使用功能的前提下将能耗控制在合理范围，适用于新建、扩建和改建的各类公共建筑。01建筑能耗占全社会总能耗30%以上，公共建筑单位面积能耗显著高于住宅，节能潜力巨大02标准核心目标：在保证室内环境质量和使用功能的前提下，通过设计规范将暖通空调系统能耗控制在合理范围03适用范围涵盖新建、扩建和改建的公共建筑，包括办公、商业、酒店、医院、教育等各类建筑类型04标准与《民用建筑热工设计规范》《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》等形成互补的技术标准体系公共建筑中央空调机房实景DesignPrinciples节能设计基本原则与关键概念公共建筑节能设计遵循'被动优先、系统能效、权衡判断'三大原则，强调通过建筑本体设计降低负荷、从全系统视角评估能效、并允许通过整体能耗模拟计算替代单项指标限值。被动优先原则优先通过优化建筑朝向、外窗遮阳、自然通风等被动手段降低暖通空调负荷，避免过度依赖设备。被动优先系统能效理念不单独考核某台设备效率，而是从冷热源、输配系统到末端装置的全链条综合评估系统能效。全链条评估权衡判断机制当围护结构或设备参数无法达到规定限值时，可通过建筑整体能耗模拟计算证明全年节能率达标。整体模拟气候分区驱动严寒、寒冷、夏热冬冷、夏热冬暖、温和五大气候区的划分直接决定冷热源选型与围护结构限值。5大气候区ClimateZones·HVACDesign气候分区对暖通设计的影响标准依据气候条件将全国划分为五大气候区，不同分区的暖通设计策略存在本质差异，设计人员须首先明确项目气候分区再执行对应条文。COLD&SEVERECOLD严寒与寒冷地区以冬季供暖为核心需求，供暖期长达4-6个月，重点关注热源效率与管网热损失控制围护结构保温要求最严格，外墙传热系数限值低，外窗需采用三玻两腔等高性能构造4–6个月供暖期HOTSUMMERCOLDWINTER夏热冬冷地区夏季制冷与冬季供暖双重需求并存，系统设计复杂度最高，需兼顾冷热源切换效率围护结构需兼顾保温与隔热，遮阳设计对降低夏季冷负荷尤为关键冷热双需求HOTSUMMERWARMWINTER夏热冬暖与温和地区以夏季制冷为主要需求，重点控制冷源能效比和空调系统全年运行效率自然通风利用潜力大，过渡季节可通过增大新风比降低机械制冷运行时长高能效冷源CHAPTER02冷源与热源设计要求冷水机组、锅炉、热泵等核心设备的选型原则与能效限值能效标准·ENERGYEFFICIENCY冷水机组能效限值与选型原则标准对电动冷水机组的COP和IPLV均设定了最低限值，其中IPLV更能反映实际运行能效，选型时应重点关注部分负荷性能，避免仅按满负荷工况选择设备。01COP满负荷限值：电动蒸汽压缩循环冷水机组按制冷量分段规定COP限值，如制冷量>1163kW的离心机组COP不低于6.1002IPLV部分负荷：综合部分负荷性能系数考虑100%、75%、50%、25%四个负荷率下的加权能效，比COP更贴近实际运行03选型原则：优先选择部分负荷性能优良的机组，避免因选型过大导致长期低负荷运行、能效下降04台数配置：冷水机组台数宜为2–4台，单台容量组合应能覆盖主要负荷区间，确保低负荷时仍能高效运行HEATSOURCESPECIFICATION热源设备选型与热效率要求集中供暖应以热水为热媒，锅炉热效率和热泵制热COP均有明确限值，空气源热泵在适宜气候区具有显著节能优势但需核算低温衰减。热水热媒规定集中供暖系统明确采用热水作为热媒，相比蒸汽系统可提高供暖质量并便于调节，有效降低热损失热水热媒锅炉热效率限值燃油燃气锅炉额定热效率不低于92%，燃煤锅炉不低于85%，选型时优先选用高效冷凝式锅炉≥92%热泵制热COP限值电动压缩循环热泵机组制热COP按名义工况规定限值，螺杆式热泵机组COP不低于4.10COP≥4.10空气源热泵应用在夏热冬冷地区应用时，需核算冬季低温工况制热衰减，建议配备辅助热源保障极端天气供暖辅助热源ENERGYSTRATEGY冷热源系统方案比选策略冷热源系统设计需在方案阶段进行多方案技术经济比较，综合初投资、运行费用和节能效果择优选择，并鼓励利用余热、可再生能源分担常规能源负荷。地源热泵系统钻孔与管道施工现场多方案技术经济比较方案设计阶段须进行至少两种冷热源方案比较，考虑当地能源价格、气候条件和建筑特点择优选择蓄冷蓄热技术大型公共建筑宜利用峰谷电价差降低运行费用，同时减小冷水机组装机容量建筑内区余热回收可用于预热新风或生活热水，尤其适用于酒店、医院等全年热水需求大的建筑可再生能源优先有条件时优先采用地源热泵、太阳能辅助加热等技术，降低常规能源消耗占比能效标准·冷水机组各类冷水机组能效限值对照不同类型和容量段的冷水机组COP限值存在显著差异，离心机组效率最高，风冷机组受环境约束限值较低，选型须严格对照对应限值。电动蒸汽压缩循环冷水机组能效限值机组类型制冷量范围COP限值IPLV限值水冷离心式≤527kW≥5.50≥5.20水冷离心式527-1163kW≥5.80≥5.50水冷离心式>1163kW≥6.10≥5.80水冷螺杆式≤527kW≥4.70≥4.40水冷螺杆式>527kW≥5.20≥5.00风冷式≤50kW≥2.80—风冷式>50kW≥3.00—水冷离心机组能效限值最高（COP5.50-6.10），风冷机组限值相对较低（COP2.80-3.00），选型须严格对应制冷量段Chapter03输配系统关键条文水泵、管网、风系统的节能设计要求与能效控制HVAC·水系统水系统输配能效控制标准通过耗电输冷（热）比限制水泵能耗，并强调水力平衡装置的重要性，解决大流量小温差运行导致的能耗浪费问题。01耗电输冷（热）比EHR：限制循环水泵功率与输送冷热量之比，计算公式综合考虑管道长度和供回水温差的影响。02水力平衡装置：水力失调是大流量小温差运行的主因，设置静态或动态平衡装置可显著提高系统输配效率。03水泵选型偏大：工程常见问题，运行在不合适的工作点导致效率低下，应严格按计算选型避免热量输送效率损失。04热力站供暖半径：公共建筑热力站多建于建筑内部，供暖半径以热力站至末端总长度计算，区别于居住建筑外网方式。循环水泵泵房安装实景VARIABLEFLOWSYSTEM变流量系统与水泵变速调节变流量系统通过变频调速动态调节水流量，是输配环节最重要的节能手段，但冷水机组变流量运行需关注机组对流量变化的适应能力。变频调速节能采用变频调速水泵，根据供回水管压差信号自动控制转速，相比定流量系统可大幅节省水泵电耗≥30%性能曲线要求调速水泵性能曲线宜为陡降型，根据供回水管上的压差变化信号自动控制水泵转速调节陡降型机组适应范围离心式宜适应额定流量30%–130%变化，螺杆式宜适应40%–120%，每分钟可承受30%流量变化30%–130%控制逻辑协调需重点考虑机组允许变化范围、容量调节与水泵变速的控制逻辑协调协调控制HVAC·管路制式空调管路制式选择策略两管制水系统是标准推荐的主流方案，分区两管制仅适用于确有大规模全年供冷需求的区域，设计须充分论证避免盲目采用。01两管制：标准推荐首选适用于仅需季节性冷暖工况转换的系统，投资低、运行管理简单投资低·管理简单02分区两管制：特定场景适用适用于确有全年供冷需求的大型内区，如商业中庭、数据中心，需单独设置冷水管路商业中庭·数据中心03非供冷季：新风冷源优先优先利用室外新风做冷源（如增大新风比），仅在新风冷源不足时才开启分区两管制冷水系统增大新风比04设计论证：避免盲目采用须充分论证内区实际发热量是否持续大于设计冷负荷，避免因估算偏大导致系统运行异常发热量>冷负荷公共建筑节能设计标准·暖通空气处理与输送系统节能集中排风系统宜设置空气-空气能量回收装置，利用排风冷热预处理新风可显著降低新风负荷，严寒地区需额外核算防冻措施。01设有集中排风的空调系统经技术经济比较合理时，宜设置空气-空气能量回收装置，可回收排风中60%以上能量02严寒地区使用能量回收装置时，须核算排风侧是否结霜或结露，出现结霜时应采取预热等保温防冻措施03人员长期停留且不设集中新排风的空调房间，宜分别安装带热回收功能的双向换气装置，改善室内空气质量04全空气系统在过渡季节应增大新风比运行，利用室外新风免费供冷，减少冷水机组运行时长全热交换器·空气-空气能量回收装置Chapter04末端系统设计原则空调末端装置、供暖末端和室内气流组织的节能设计要求HVAC·TERMINALEQUIPMENT空调末端设备选型与配置末端设备是暖通系统的'最后一公里'，须采用低噪高效产品并配置温控阀实现分室调控，大空间宜采用分层空调减少无效能耗。01风机盘管应选用低噪声、高能效产品，配置电动二通温控阀实现分室温控，避免过度供冷或供热分室温控02大空间如商场中庭、报告厅宜采用全空气系统或地板送风系统，利用分层空调原理仅对人员活动区进行温湿度控制分层空调03末端设备水阻力须与系统水力计算匹配，阻力过大导致流量分配不均，影响供暖制冷效果和系统能效水力匹配04变风量末端装置宜采用压力无关型，确保在不同系统风压下维持设定风量，提高控制精度压力无关型风机盘管机组·末端换热设备实拍HVACDESIGN供暖末端系统设计要点散热器供暖须以热水为热媒且明装不加罩，地暖供水温度不宜超过60°C以配合低温热源，末端设计须严格匹配热负荷计算。热水热媒散热器供暖系统明确采用热水作为热媒，不得使用蒸汽，提高供暖质量并便于系统调节。热水明装不加罩加装饰罩会导致散热量下降，影响供暖效果并造成能源浪费。15%-30%精确选型根据室内设计温度、供回水温度和房间热负荷精确计算，不得凭经验随意放大规格。热负荷低温供水地暖供水温度不宜过高，保证脚部舒适度，有利于与空气源热泵等低温热源高效配合。60°CHVAC·暖通空调设计室内气流组织与新风量控制新风量应严格按最小标准确定，人员密度变化大的空间宜采用CO₂浓度动态控制，气流组织设计须区分夏季制冷与冬季供暖的不同需求。最小新风量控制新风量须满足人员卫生要求和正压需要，但不应超出最小新风量标准过多，避免增加新风处理能耗。最小标准CO₂浓度联动控制人员密度变化大的会议室、宴会厅宜采用CO₂浓度传感器联动控制新风阀开度，按需供新风。节能20%+季节性气流组织夏季制冷宜采用侧送或顶送方式，冬季供暖宜从下部或侧下部送风，避免热空气上浮导致温度分层。夏冷·冬暖高大空间分层空调高大空间宜采用置换通风或地板送风方式，利用热压作用实现分层空调，仅控制人员活动区温湿度。置换通风CHAPTER05监测控制与计量要求建筑设备监控系统、能耗计量和智能控制策略BAS·建筑设备监控建筑设备监控系统（BAS）要求大型公共建筑须设置BAS系统实现暖通设备集中监控，核心在于基于负荷预测的优化控制策略，而非简单的远程启停。建筑设备监控系统控制室实景集中监控：大型公共建筑须设置建筑设备监控系统，对冷热源、水泵、空调机组等设备进行集中监控和自动调节参数监测：BAS须实时监测水温、水压、风压、温湿度等关键参数，自动调节水泵变频、新回风比和末端温控阀优化策略：核心是优化控制策略而非简单远程控制，应基于负荷预测和设备性能曲线实现全局能效最优数据支撑：系统须记录能耗数据和设备运行日志，为运维管理提供数据支撑，支持能效分析和故障诊断能耗管理能耗分类计量与数据管理公共建筑须设置分类分项能耗计量，暖通系统冷热量和电量独立计量是节能管理的基础，计量数据应与BAS联动实现实时采集分析。01系统级能耗监测冷热源机房须设置总冷（热）量计量表和总电量计量表，实现系统级能耗的完整监测，为整体能效评估提供基础数据支撑。02分区计量与分户计费各楼层或租户区域宜设置分区冷热量计量装置，支持分户计费和能耗分摊，促进用户主动节能，实现用能精细化管理。03BAS联动实时采集计量数据须与BAS系统联动，实现能耗数据的实时采集、存储和分析，为能效优化提供数据基础，支持智能调控决策。04能耗监测平台对标大型公共建筑宜设置能耗监测平台，按日、月、年统计冷热量和电量消耗，对标同类建筑能效基准，持续改进运行策略。INTELLIGENTCONTROL暖通系统智能控制策略冷热源台数优化、夜间通风预冷和供水温度优化是三大核心智能控制策略，综合实施可降低系统能耗15%-25%。冷热源台数优化根据实际负荷自动调节运行台数和负荷分配，避免多台机组同时低负荷运行15–25%夜间通风预冷利用过渡季节和夏季夜间低温空气预冷建筑，减少白天制冷负荷10%-20%10–20%供水温度优化不影响除湿能力前提下提高冷水供水温度，每提高1°C提升机组COP约3%+3%COP预测性控制利用天气预报和建筑热惯性模型提前调节系统，避免过冷过热和频繁启停PredictiveCHAPTER06可再生能源应用太阳能、地源热泵等可再生能源技术在暖通系统中的集成应用SOLARENERGY·HVACAPPLICATION太阳能在暖通系统中的应用太阳能热水系统在酒店医院等热水需求大的建筑节能效果显著，太阳能辅助空调适用于资源丰富且节能要求高的项目，一体化设计是趋势。建筑屋顶太阳能集热器实拍01太阳能集热器预热生活热水在酒店、医院等全年热水需求大的建筑节能效果显著，可替代30%–60%常规热源02太阳能辅助空调技术成本仍较高，适用于太阳能资源丰富地区且对节能有高要求的示范项目03集热器应与建筑一体化设计，融入屋顶或立面，兼顾功能性与美观，避免后期加装破坏形象04系统设计须考虑太阳能间歇性，配备辅助热源和蓄热水箱，确保阴雨天和夜间供热需求GROUND-SOURCEHEATPUMP地源热泵系统设计要点地源热泵能效比传统系统高30%-50%，但设计须基于岩土热响应测试数据，且全年冷热负荷应尽量平衡以维持土壤温度稳定。高效节能特性利用地下恒温特性，冬季取热夏季排热，COP可达4.0-6.0，比传统空调系统节能30%-50%。COP4.0–6.0岩土热响应测试设计前必须进行岩土热响应测试，获取土壤导热系数、初始温度等准确地质参数作为设计依据。导热系数全年冷热负荷平衡地埋管系统全年冷热负荷应尽量平衡，长期单向取热会导致土壤温度逐年下降、系统性能持续衰减。热平衡辅助平衡措施冷热负荷不平衡项目可采用辅助冷却塔或锅炉补热维持土壤热平衡，确保系统长期稳定运行。冷却塔可再生能源可再生能源综合集成策略可再生能源应用宜采用多技术综合集成方案，设计容量一般承担总能耗10%-30%，须根据当地资源条件和用能特点择优组合。01综合集成方案常见组合：地源热泵基载+太阳能热水+光伏发电，多种技术互补可显著提高可再生能源替代率02设计容量一般承担建筑总能耗的10%-30%，过大导致投资高而经济性下降，过小则节能贡献有限03方案选择须结合当地太阳能资源、地热条件、建筑用能特点和投资预算进行技术经济综合评估04可再生能源系统应与常规系统协调设计，确保在可再生能源不足时常规系统无缝补充，保障供能可靠性光伏建筑一体化（BIPV）公共建筑实景CASESTUDY典型项目综合应用案例以夏热冬冷地区8万平方米办公建筑为例，综合运用高效冷热源、变流量输配、智能控制和可再生能源等技术，全年能耗较同类建筑降低约25%。冷热源与输配冷源采用两台离心机+一台螺杆机组合，IPLV均达5.5以上，满足标准最严格限值要求输配系统采用变频水泵和分区两管制，内区全年供冷，外区季节性冷暖切换IPLV5.5+末端与控制采用VAV变风量系统，配合CO₂浓度传感器动态控制新风量，按需供冷通风设置BAS系统和分项能耗计量平台，实现冷热源台数优化和供水温度自适应控制VAV+BAS可再生能源屋顶太阳能热水系统满足30%生活热水需求，年节约天然气约12,000立方米综合应用标准多项核心技术，全年能耗较同类建筑降低约25%，获绿色建筑二星标识12,000m³Com