第三章　建筑节能设计计算指标

一、分区规定

条文3.0.1　本标准将夏热冬暖地区划分为南北两个区（图3.0.1）。北区内建筑节能设计应主要考虑夏季空调、兼顾冬季采暖。南区内建筑节能设计应考虑夏季空调，可不考虑冬季采暖。

《民用建筑热工设计规范》GB 51076—93根据建筑热工设计的需要，将全国划分为五个建筑热工设计区，并在规范表3.1.1中说明划分的气候（温度）指标以及设计要求。

可以看出，夏热冬冷、夏热冬暖地区的划分是根据最冷月平均温度10℃为界，最冷月平均温度高于10℃属于夏热冬暖地区，低于10℃则属于夏热冬冷地区。建筑热工设计的要求，夏热冬冷地区要考虑冬季保温，夏热冬暖地区则不必考虑冬季保温。以10℃为界的原因可以这么来理解，室外最冷月平均温度为10℃时，意味着室内的温度大致可以达到12～14℃，因为室内有“自由热”，即被动的太阳得热，人体发热，电器、炊事、制取生活热水等的发热，会提升室温约2～4℃，以往，由于经济的原因，该地区居民冬季可以接受12～14℃室温。但随着经济发展、生活水平提高，12～14℃的室温显得比较低，从今后发展来看，冬季采暖是必然的趋势。本标准以一月份的平均温度11.5℃为分界线，将夏热冬暖地区进一步细分为两个区，等温线的北部为北区，南部为南区。也就是说，冬季室温低于16℃的北区在编制本标准确定围护结构热工参数时要兼顾冬季采暖能耗；而南区内建筑在确定围护结构热工参数时，只考虑夏季空调能耗。

图2-1为夏热冬暖地区图，其中虚线为南北区的分界线，划入北区的主要城市为：福建：福州市、莆田市、龙岩市；广东：梅州市、兴宁市、龙州县、新丰县、英德市、怀集县；广西：河池市、柳州市、贺州市。在标准编制过程中，对整个区内的若干个城市进行了全年能耗模拟计算，模拟时设定的室内温度是冬季16℃，夏季26℃。从模拟结果中发现，处在南区的建筑采暖能耗占全年采暖空调总能耗的20％以下，考虑到模拟计算时内热源取为0（即没有考虑室内人员、电气、炊事的发热量），同时考虑到当地居民的生活习惯，所以规定南区内的建筑设计时可不考虑冬季采暖。处在北区的建筑的采暖耗电量占全年采暖空调总耗电量的20％以上，福州市更是占到总耗电量的45％左右（因为电采暖的效率比较低），可见北区内的建筑冬季确实有采暖的需求。

二、室内设计计算指标的确定

条文3.0.2　夏季空调室内设计计算指标应按下列规定取值：

1　居住空间室内设计计算温度26℃；

2　计算换气次数1.0次/h。

条文3.0.3　北区冬季采暖室内设计计算指标应按下列规定取值：

1　居住空间室内设计计算温度16℃；

2　计算换气次数1.0次/h。

居住建筑要实现节能，必须在保持室内热舒适环境的前提下进行。因此，首先应提出室内设计计算指标。本标准提出了两项室内设计计算指标，即室内空气（干球）温度和换气次数，这是根据经济发展以及居住者在舒适、卫生方面的要求提出的；从另一个角度来看，这两项设计计算指标也是空调采暖能耗计算必不可少的参数，是作为进行围护结构隔热、保温性能限值计算时的依据。

室内热环境质量的指标体系包括温度、湿度、风速、壁面温度等多项指标。标准中只规定了温度指标和换气次数指标，这是由于当前一般住宅较少配备户式中央空调系统，室内空气湿度、风速等参数实际上难以控制。另一方面，在室内热环境的诸多指标中，温度指标是一个最重要的指标，而换气次数指标则是从人体卫生、健康角度考虑必不可少的指标，所以只提出空气温度指标和换气次数指标。

居住空间夏季设计计算温度规定为26℃，北区冬季居住空间设计计算温度规定为16℃，这和该地区原来恶劣的室内热环境相比，提高幅度比较大，基本上达到了热舒适的水平。要说明的是北区室内采暖设计计算温度规定为16℃，而国家标准《住宅设计规范》GB 50096—1999中表6.2.2规定室内采暖计算温度为：卧室、起居室（厅）和卫生间为18℃，厨房为15℃。本标准在讨论北区采暖设计计算温度时，当地居民反映冬季室内保持16℃比较舒适。因此，根据当前现实情况，规定设计计算温度为16℃，当然，这只是根据节能目标在确定围护结构热工参数时的依据，并不影响居民冬季保持室内温度18℃或其他适宜的温度。

换气次数是室内热环境的另外一个重要的设计指标，冬、夏季室外的新鲜空气进入空调、采暖的建筑内，一方面有利于确保室内的卫生条件，另一方面又要消耗大量的能源，因此要确定一个合理的计算换气次数。由于人均住房面积增加，1h换气1次，人均占有新风量应能达到卫生标准要求。比如，当前居住建筑的净高一般大于2.5m，按人均居住面积15m2计算，1h换气1次，相当于人均占有新风会超过37.5m3/h。那么，人均占有新风会超过37.5m3/h意味着什么呢？根据适用于住宅和办公建筑物的国家标准《室内空气质量标准》GB/T 18883—2002中表1的规定，新风量为30m3/h·人，应该说，每小时换气1次已达到卫生要求。国家标准《采暖通风与空气调节设计规范》GB 50019—2003的条文说明中，列出了“民用建筑主要房间人员所需的最小新风量”（表3.1.9），供参考比较。

潮湿是夏热冬暖地区气候的一大特点。在室内热环境主要设计指标中虽然没有明确提出相对湿度设计指标，但并非完全没有考虑潮湿问题。实际上，在空调设备运行的状态下，室内同时在进行除湿。因此在大部分开启空调的时间内，室内的潮湿问题也已经得到了解决。

三、节能目标的确定

条文3.0.4　居住建筑通过采用合理节能建筑设计，增强建筑围护结构隔热、保温性能和提高空调、采暖设备能效比的节能措施，在保证相同的室内热环境的前提下，与未采取节能措施前相比，全年空调和采暖总能耗应减少50％。

以往，由于经济上的原因，夏热冬暖地区的居住建筑，冬夏两季室内的热环境质量很差。实施本标准可以大大改善冬夏两季的室内热环境质量，提高人民的居住舒适水平。但是，为了满足我国相关标准提出的室内热环境要求，居住建筑需要采取空调和采暖措施，而空调和采暖措施就必然要消耗能源。以往夏热冬暖地区传统居住建筑的围护结构热工设计，一般都不考虑室内设置空调、采暖设备及节能的需要，以致建筑围护结构的热工性能很差。有条件的部分住户夏季使用空调器降温，而冬季需要采暖的北区，往往采用电暖器采暖。如果不从根本上改变建筑围护结构热工性能差的这种状况，要保证主要居室冬天和夏天舒适的室内空气温度参数，空调和采暖的能源消耗量将会非常巨大。因此必须从合理建筑设计、改善建筑围护结构热工性能和提高空调、采暖设备能效比几方面入手，采取一定的节能技术措施，提高空调、采暖能源利用效率。只有这样才能做到一方面大大提高人民的居住舒适水平，另一方面也贯彻执行了国家相关建筑节能的方针政策。

根据气候状况，北区需要采暖和空调才能保持室内热环境条件，而南区则在标准对围护结构的热工参数规定上，可以不考虑采暖的因素。随着经济发展、生活水平提高，空调采暖能耗必然急剧增加，这是必然的趋势，《标准》是为了在设计阶段控制这部分能耗的无节制增长。当然，节能目标值50％是相对于比较对象的。我们采用“基准住宅空调采暖能耗”值作为比较对象。“基准住宅”围护结构的构成、传热系数以及换气次数，按照以往传统做法，即外墙、屋顶及外窗的传热系数分别为：外墙K=2.47W/（m2·K），屋顶K=1.8W/（m2·K），外窗K=6.4W/（m2·K）和遮阳系数SC=0.9；换气次数考虑1.5次/h。在这样的“基准住宅”中要确定空调采暖能耗，必须要确定室内保持的温度。我们约定的计算参数为：冬天室温16℃、夏天室温26℃；冬季采用能效比为1.0的电暖器采暖（直接电热式），夏季采用额定制冷工况时的能效比为2.2的空调器降温（根据国家标准《房间空气调节器》GB/T 7725—1996，分体空调器规定能效比的下限值），由动态模拟计算软件计算出全年空调采暖能耗，将它定义为“基准住宅空调采暖能耗”。当然，这只是一个计算的基础值，并不表示该地区所有居住建筑实际发生的能耗，但是，如果没有定义“基准住宅空调采暖能耗”，50％节能率就没有对比根据。

《标准》中节能目标由改善围护结构热工性能和提高空调采暖设备效率来分担。由于目前居住建筑内所采用的空调采暖设备（或系统）通常由住户自行确定、购置，何况还涉及能源种类、供应、价格等问题，不可能由《标准》进行硬性规定。在《标准》中主要强调设备的能效比，以引导选用能效比高、环保性能好的产品（或系统）。在计算、确定《标准》中对围护结构热工性能限值时，对空调采暖设备的能效比作如下规定，空调：EER=2.7。这是根据国家标准“房间空气调节器能源效率限定值及节能评价值”表2，分体式：额定制冷量不大于4500，冷风型与热泵型EER=2.70（2.60～2.85，平均）。采暖：COP=1.5。这是考虑70％采用直接电采暖（即COP=1.0）；30％采用分体热泵型空调器（即EER=2.7）；所以COP=1.0×70％+2.7×30％=1.5。由此计算出全年“空调采暖能耗”。为了使“空调采暖能耗”比“基准住宅空调采暖能耗”减少50％，围护结构热工性能的改善当然是必需的。《标准》也就是按照这样的原则来确定第4、第5章围护结构热工性能的限值。

所以，50％节能率要这样来理解，从发展的角度来看，夏热冬暖地区的居民会对冬夏季室内热环境提出更高的要求，按节能标准设计的居住建筑的能耗，在保持全年舒适环境的前提下，将比维持同样室内热环境的“基准”（既有传统）居住建筑节能50％。