河北頒布中國(guó)首部地方性《被動(dòng)式低能耗居住建築節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》
根據(jù)河北省住房和城鄉(xiāng)建設(shè)廳《2012年度河北省工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)和標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)第一批編制計(jì)劃(huà)》(冀建質(zhì)〔2012〕214號(hào))要求，由住房城鄉(xiāng)建設(shè)部科技發(fā)展促進(jìn)中心和河北省建築科學(xué)研究院會(huì)同有關(guān)單位編制的《被動(dòng)式低能耗居住建築節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》，經(jīng)組織審查，批准為河北省工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，編號(hào)為DB13(J)/T177—2015，自2015年5月1日起實(shí)施。該標(biāo)準(zhǔn)是世界範圍內(nèi)繼瑞典《被動(dòng)房低能耗住宅規(guī)範》後第二本有關(guān)被動(dòng)式房屋的標(biāo)準(zhǔn)。
該標(biāo)準(zhǔn)的主要技術(shù)內(nèi)容包括：總則，術(shù)語和符號(hào)，被動(dòng)式房屋的定義和規(guī)定，被動(dòng)式房屋的基本設(shè)計(jì)原則，被動(dòng)式房屋的熱工和能耗計(jì)算規(guī)定，熱工計(jì)算，採暖負(fù)荷和能耗計(jì)算，冷負(fù)荷和空調(diào)能耗計(jì)算，房屋總一次能源計(jì)算項(xiàng)目和計(jì)算方法，圍護(hù)結(jié)構(gòu )設(shè)計(jì)，照明和遮陽設(shè)計(jì)，通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，關(guān)鍵材料和產(chǎn)品性能，防火設(shè)計(jì)，施工工法，被動(dòng)式房屋的測(cè)試，被動(dòng)式房屋的認(rèn)定條件，各種建築能耗轉(zhuǎn)化成一次能源和CO2排放量的計(jì)算方法，運(yùn)行管理，以及附錄和條文說(shuō)明。
河北標(biāo)準(zhǔn)通過(guò)規(guī)定了被動(dòng)房所應(yīng)具有室內(nèi)環(huán)境品質(zhì)和能耗需求，並限定建築物的採暖、空調(diào)和總能耗，提出滿(mǎn)足房屋關(guān)鍵材料的性能，最終達(dá)到工程建設(shè)人員可依據(jù)這本標(biāo)準(zhǔn)能夠建造出在能源消耗量極低的情況下，擁有健康、舒適的室內(nèi)環(huán)境的房屋。
1 室內(nèi)舒適度的相關(guān)規(guī)定
被動(dòng)式房屋首先是一個(gè)舒適度很高的房子，居住建築的室內(nèi)環(huán)境應(yīng)全年處於舒適狀態(tài)，河北標(biāo)準(zhǔn)對(duì)室內(nèi)環(huán)境規(guī)定如下：
(1)室內(nèi)溫度為20℃～26℃;
(2)超溫頻率≤10%;
(3)室內(nèi)二氧化碳濃度≤1000ppm;
(4)圍護(hù)結(jié)構(gòu )非透明部分內(nèi)表面溫差不超過(guò)3℃，圍護(hù)結(jié)構(gòu )內(nèi)表面溫度不低於室內(nèi)溫度3℃;
(5)門(mén)窗的室內(nèi)一側無(wú)結(jié)露現(xiàn)象;
(6)室內(nèi)相對(duì)溼度宜全年處於35%～65%;
(7)通過(guò)管網(wǎng)和輔助通道傳遞的聲音，應(yīng)符合機(jī)房≤35dB、功能房≤30dB、起居室≤30dB和臥室≤30dB。
2 圍護(hù)結(jié)構(gòu )門(mén)窗相關(guān)要求
(1)房屋外門(mén)窗的透明材料應(yīng)選用Low-E中空玻璃或真空玻璃，其性能應(yīng)符合K≤0.8W/(m2•K);玻璃的太陽能總透射比g≥0.35;玻璃的選擇性係數(shù)S=TL/≥1.40。
(2)屋外門(mén)窗框的型材宜選擇木材或塑料，其傳熱係數(shù)K≤1.3W/(m2•K)。
(3)外門(mén)窗的傳熱係數(shù)K≤1.0W/(m2•K)。
(4)外窗應(yīng)採用三道耐久性良好的密封材料密封，每扇窗至少有兩(liǎng)個(gè)鎖點(diǎn)，並儘可能減少窗框對(duì)透明材料部分的分隔。
(5)玻璃間隔條應(yīng)使用耐久性良好的暖邊間隔條。
3 對(duì)房屋能源消耗需求進(jìn)行了規(guī)定
被動(dòng)式房屋首先應(yīng)該是能耗需求極低房屋。能耗需求規(guī)定使得被動(dòng)房從源頭設(shè)計(jì)就是使房屋本身的對(duì)能耗的需求極低。
(1)房屋單位面積的年採暖需求Qh≤15kWh/(m2·a) ;
(2)房屋單位面積的採暖負(fù)荷qh≤10W/m2;
(3)房屋單位面積的年製冷需求，Qc≤15kWh/(m2·a) ;
(4)房屋製冷的冷負(fù)荷qc，max≤20W/m2。
這些規(guī)定不但限制了房屋的採暖能耗，也限制了房屋製冷能耗;並將被動(dòng)房同一些所謂的低能耗的建築區(qū)分開(kāi)來(lái)。譬如，某些零能耗建築或超低能耗建築本身的能耗需求很高，卻通過(guò)使用大量的太陽能光伏和光熱滿(mǎn)足建築物的能源消耗。
4 對(duì)房屋的實(shí)際能源消耗進(jìn)行了規(guī)定並提出了一次能源和一次能源係數(shù)念
被動(dòng)式房屋不但是能耗需求極低的房屋，最終反映到實(shí)際能源消耗上也同樣是極低的。河北標(biāo)準(zhǔn)對(duì)被動(dòng)式居住建築能源消耗規(guī)定如下：
(1)採暖的房屋單位面積年一次能源需求Eph≤20kWh/(m2·a);
(2)製冷的房屋單位面積年一次能源需求Epc≤20kWh/(m2·a);
(3)房屋單位面積年一次能源總需求EPT≤12 kWh/(m2·a)。
通過(guò)對(duì)被動(dòng)式房屋實(shí)際能源消耗的限定，使被動(dòng)式房屋的能耗低落實(shí)到了實(shí)處。河北標(biāo)準(zhǔn)引入了德國(guó)一次能源和一次能源係數(shù)念。被動(dòng)房的能耗量是用一次能源來(lái)表示，在自然界中以原有形式存在的、未經(jīng)加工轉(zhuǎn)換(huàn)的能量資源。又稱(chēng)天然能源。如原煤、石油、天然氣等。當(dāng)某種建築用能換(huàn)算成一次能源時(shí)，需要考慮該種能源在開(kāi)採、運(yùn)輸(shū)和加工轉(zhuǎn)換(huàn)過(guò)程中的能源損失。將某種能源換(huàn)算成一次能源時(shí)，考慮能源在開(kāi)採、運(yùn)輸(shū)和加工轉(zhuǎn)換(huàn)過(guò)程中造成能源消耗的係數(shù)就是一次能源係數(shù)。
5 提出了完整的計(jì)算方法
我國(guó)已經(jīng)建立了完整的熱工和能耗計(jì)算理論。河北標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定應(yīng)按照《民用建築熱工設(shè)計(jì)規(guī)範》GB 50176規(guī)定的計(jì)算方法進(jìn)行熱工計(jì)算，其中包括冷凝受潮計(jì)算和隔熱計(jì)算。這一部分計(jì)算往往被工程技術(shù)人員忽略，也造成了一些節(jié)能建築設(shè)計(jì)就是有隱患的設(shè)計(jì)。譬如，某些建築的設(shè)計(jì)方案本身就註定外圍護(hù)結(jié)構(gòu )出現(xiàn)結(jié)露，或是不能夠滿(mǎn)足隔熱要求。被動(dòng)式房屋設(shè)計(jì)時(shí)嚴(yán)禁出現(xiàn)冷凝受潮並對(duì)隔熱性能提出了更為嚴(yán)格的要求，否則被動(dòng)式房屋隨著使用年限的增加會(huì)逐漸喪失性能。
河北標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)《民用建築供暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)範》GB50736規(guī)定，提供了完整的計(jì)算方法。被動(dòng)式房屋的能耗計(jì)算必須為設(shè)計(jì)人員提供逐項(xiàng)能耗，即：
(1)圍護(hù)結(jié)構(gòu )傳熱引起的房屋單位面積耗熱量;
(2)通風(fēng)引起的房屋單位面積耗熱量;
(3)透明圍護(hù)結(jié)構(gòu )通過(guò)太陽輻射獲得的房屋單位面積得熱量;
(4)建築物內(nèi)部得熱引起的房屋單位面積得熱量。
可以通過(guò)對(duì)這些分項(xiàng)能耗的分析，最終幫助設(shè)計(jì)人員採取適當(dāng)的措施。所以被動(dòng)式房屋的能耗計(jì)算絕不僅僅地給出一個(gè)計(jì)算值，用以判定是不是滿(mǎn)足被動(dòng)房的限定值，更重要地是幫助設(shè)計(jì)人員優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，設(shè)計(jì)出更為合理的被動(dòng)房。
需要指出的是，秦皇島“在水一方”的實(shí)測(cè)結(jié)果比計(jì)算結(jié)果要好。這是人們行為節(jié)能帶來(lái)的結(jié)果，譬如，在自然通風(fēng)的狀態(tài)下，室內(nèi)溫度在30℃時(shí)候，人們仍感舒適。所以，有良好自然通風(fēng)的房屋，夏季需要製冷的時(shí)間會(huì)比計(jì)算規(guī)定的時(shí)間要短。這也就不難理解，被動(dòng)房實(shí)測(cè)能耗比計(jì)算能耗要小。
6 提出了完整的資料庫(kù)
河北標(biāo)準(zhǔn)提供了被動(dòng)式房屋的計(jì)算涉及到所用到的資料庫(kù)。包括河北省主要城市全年逐時(shí)計(jì)算溫度、河北省太陽總輻射照度、人體顯熱散熱係數(shù)、照明散熱係數(shù)、家用電器、炊事及其他內(nèi)部熱源散熱係數(shù)和河北省主要城市日平均相對(duì)溼度等。河北省區(qū)域較廣(guǎng)，地理氣候差異較大。為了使計(jì)算結(jié)果儘可能地符合實(shí)際情況，河北標(biāo)準(zhǔn)提供了豐寧、承德、張家口、秦皇島、唐山、廊坊、保定、滄州、石家莊、衡水、邢臺(tái)11個(gè)城市的氣象資料庫(kù)。
7 提出了透明外圍護(hù)結(jié)構(gòu )的控制性指標(biāo)
透明外圍護(hù)結(jié)構(gòu )對(duì)最終實(shí)現(xiàn)被動(dòng)式房屋的性能起了至關(guān)重要的作用。我國(guó)目前市場(chǎng)普遍供應(yīng)的外門(mén)窗與被動(dòng)房所用門(mén)窗相差較遠(yuǎn)。在現(xiàn)有國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中，有些關(guān)鍵性能指標(biāo)的缺失。
《河北標(biāo)準(zhǔn)》對(duì)其進(jìn)行了明確規(guī)定：
(1)房屋外門(mén)窗的透明材料應(yīng)選用Low-E中空玻璃或真空玻璃，其性能應(yīng)符合K≤0.8W/(m2•K);玻璃的太陽能總透射比g≥0.35;玻璃的選擇性係數(shù)S=TL/≥1.40。
(2)屋外門(mén)窗框的型材宜選擇木材或塑料，其傳熱係數(shù)K≤1.3W/(m2•K)。
(3)外門(mén)窗的傳熱係數(shù)K≤1.0W/(m2•K)。
(4)外窗應(yīng)採用三道耐久性良好的密封材料密封，每扇窗至少有兩(liǎng)個(gè)鎖點(diǎn)，並儘可能減少窗框對(duì)透明材料部分的分隔。
(5)玻璃間隔條應(yīng)使用耐久性良好的暖邊間隔條。
對(duì)玻璃的太陽能總透射比g和玻璃的選擇性係數(shù)s的規(guī)定了透明外圍護(hù)結(jié)構(gòu )傳熱、得熱和採光三方面的性能。雖然我國(guó)能夠生產(chǎn)出上述性能的廠(chǎng)商不是很多，但還能夠滿(mǎn)足現(xiàn)有被動(dòng)房的市場(chǎng)需求。對(duì)玻璃間隔條應(yīng)使用耐久性良好的暖邊間隔條規(guī)定，可以避免普通間隔條會(huì)造成窗框部分冬季室內(nèi)一側結(jié)露現(xiàn)象。
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