超低能耗建筑设计与计算要点对比

引言

First Frost

近零能耗建筑标准体系以能耗控制为目标，在适应气候特征和场地条件的前提下，遵循被动式设计优先，主动技术措施优化，利用了可再生能源应用等手段。该标准体系合理地与我国1986-2016年的建筑节能率达到30%、50%、65%的三个建筑节能发展阶段衔接，同时引导了我国2025、2035、2050三个中长期建筑能效提升的发展目标。

其中超低能耗建筑作为近零能耗的初级表现形式，近年来在全国各省市大力发展，相关政策与技术体系也在不断革新也影响着建筑方案与经济投入。尤其在建筑围护结构热工性能方面，以往运用于建筑节能计算中的敏感性分析策略是否仍旧适用于超低能耗技术标准有待商榷。本文将以公共建筑为例，对比传统节能建筑与超低能耗建筑在设计与计算方面的差异。

01

设计内容对比

除上述建筑围护结构节能措施之外，超低能耗建筑还应进行无热桥设计、气密性设计、建筑遮阳设计等。同时在建筑设备系统节能措施中包含高效冷热源设备、高效热回收新风系统、设置室内环境监控系统、选用节能型光源灯具、节能电梯等措施。此外，还应利用可再生能源设计进一步实现建筑能耗降低。

02

计算内容对比

区别于传统的建筑节能的指令性（规定性）设计方法，建筑节能计算中的权衡判断法和超低能耗建筑中的能耗模拟计算都属于性能化设计方法。通过性能化设计的方法，在设计过程中不断优化迭代各个方案的关键性参数使得其更加合理化，同时也带来更多的经济性收益。

通过围护结构热工性能权衡计算与能耗模拟计算内容的比较，相关设计或咨询人员在超低能耗建筑的项目中可以更好的延续之前的建筑节能设计的经验。以下计算内容取自国家建筑节能及近零能耗建筑技术标准，其中建筑本体节能率计算中设计建筑的建筑能耗综合值不包含可再生能源发电量，建筑综合节能率计算部分包含可再生能源。

传统节能计算中气象参数采用典型气象年数据只要求同一计算软件采用同一符合标准的参数，而国家近零能耗标准及多本地方超低能耗标准中则要求统一使用《建筑节能气象参数标准》JGJ/T346。超低能耗建筑的能效指标计算中还包括新风热回收及渗透通风负荷，而权衡计算中只计算新风负荷。

从被动式设计的角度出发，传统节能计算中只规定了透光围护结构的可见光透射比限值而没有将建筑采光和遮阳进行联动计算，能效计算中的照明能耗考虑天然采光和自动控制的影响能很好的引导相关设计的优化。公共建筑权衡计算中的设计建筑与参照建筑窗墙比相同，而能效指标计算时基准建筑窗墙比按给定建筑类型取值，同时透光围护结构的热工性能按节能规范中对应区间取值使得设计建筑的立面窗墙比设计更加灵活自由。在建筑朝向方面，能效计算中的四个不同朝向的负荷计算也为建筑方案中不同朝向对能耗的影响作出了量化评价。

结语

从能源系统和设备效率来看，不同于权衡计算中设计建筑与参照建筑统一采用特定的末端、输配系统及冷热形式与效率，在超低能耗建筑性能设计的计算中此类参数均与设计文件一致。两种计算内容中供冷/供热系统运行时间、室内温湿度、照明功率密度值及其开关时间表、房间人员密度及在室率分布、人员新风量及新风机组运行时间表、电气设备功率密度及其开关时间表也按不同规范取值不同。

超低能耗建筑设计是在满足室内环境需求的前提下，采用被动式建筑节能技术措施可以从源头减少建筑一次能源消耗量，同时通过主动技术措施大幅度提升机电设备能效和能源系统效率进一步降低建筑能源消耗，提高建筑本体节能率，并结合可再生能源利用量对建筑能耗降低的贡献率，达到建筑综合能耗的大幅度减少的目的。

所以在实际项目案例中，超低能耗建筑中建筑和设备关键参数对建筑负荷及能耗的敏感性分析仍需要按项目进行优化迭代计算得出相适应的结果，而不能简单的套用经验值。