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深圳市建设局、深圳市经济贸易局、深圳市住宅局、深圳市规划与国土资源局关于印发《深圳市居住建筑节能设计规范》的通知

  室内热环境质量的指标体系包括干球温度、湿度、风速、壁面温度等多项指标。本规范主要指标只提了干球温度指标,原因是在室内热环境的诸多指标中,起主要作用的是干球温度指标。换气指标则是从人体卫生角度考虑必不可少的指标。另外,深圳是海滨城市,空气相对湿度大,相对湿度大也常常是不舒适的重要原因,所以又将换气次数指标和室内空气相对湿度要求列出。
  综合考虑现状与发展,本规范采用两个控制室内热环境质量的指标,一是综合性指标PMV,另一个是主要指标干球温度,工程设计中可根据具体情况决定采用哪一个指标。采用换气次数指标是为了保证室内的卫生条件。相对湿度是舒适性指标,故可居住水平中没有相对湿度要求。
  室内热环境质量标准的高低,对能耗与投资都有显著影响。在同样的技术水平下,夏季室温每提高1℃,空调冷负荷可减少约10%,空调运行时间相应减少,空调能耗从而可减少20%以上。
  室内热环境质量标准的高低,对居住条件、生活水平(特别是工作和学习效率)、身体健康有重大影响。研究表明,空气温度在25℃左右,脑力劳动的工作效率最高。以25℃时的工作效率为100%,35℃时只有50%。深圳市的调查结果表明,夏季室内空气温度不超过28℃时,多数人对室内热环境表示满意;对气温不超过30℃的住房,一般表示虽不舒服,有点热,但尚能够居住,能够睡眠、学习或做作家务等。
  综合考虑室内热环境质量的效益和能耗费用,并考虑到社会经济发展的不同程度,室内热环境质量标准分为两个等级。一个为舒适性热环境质量水平,夏季PMV≤0.7(干球温度24~28℃)。另一个是可居住性热环境标准,夏季日平均干球温度≤29℃。
  3.0.3~3.0.4 室内热环境质量设计指标准规定了干球温度的变化范围,具体设计还需确定一个基准值。通过调查表明,目前使用空调器的家庭,55.9%的空调运行的设定温度为26℃左右。空调设定温度为小于等于24℃的占36.2%,家庭成员一般为青年。家庭空调设定温度大于等于28℃的占7.9%,家庭成员通常为中老年人。3.0.2条规定的舒适性热环境质量设计指标准为夏季干球温度为24~28℃,因此夏季居室空调温度控制在26±2℃。
  卫生换气是指控制室内空气污染物浓度,保持室内空气品质符合卫生标准的通风换气。空调房间的换气次数是室内卫生条件的一个重要的设计指标。室外的新鲜空气进入室内,一方面有利于确保室内的卫生条件,但另一方面又要消耗大量的能量,因此要确定一个合理的换气次数。
  在GB50198《旅游旅馆建筑热工与空气调节节能设计标准》(GB50198-93)中,规定的不同等级旅游旅馆客房新风换气量为:一级客房每人每小时50立方米;二级客房40立方米;三级客房30立方米。美国ASHRE标准(62-1989))推荐的住宅居室新风换气量为每人每小时45.5立方米。住宅建筑的层高为2.5m以上,按人均居住面积15㎡计算,1小时换气1.5次,人均占有新风56.25立方米。数量上超过了一级客房的水平。但是,这并不表明超过了一级客房的卫生水平。
                              x
  室内空气的卫生水平与许多因素有关。根据通风方程,L=------
                             C  -C
                              N   W
其中L为通风量,x为室内空气污染源散发的污染物量,CN是室内空气卫生标准所允许的污染物浓度,CW是室外空气中的污染物浓度。由于住宅内的物品、人员活动比宾馆客房复杂,室内空气污染源散发的污染物量明显大于客房。因此,尽管人均新风量高于一级客房,但室内空气品质会不及一级客房。深圳市湿热的特点,使细菌繁殖速度比干燥的北方快得多,要达到相当的室内卫生条件,深圳市居住建筑的通风换气量必然比北方多。
  夏季可居住水平的关键在夜间,设计重点在夜间通风。夏季夜间通风时,使室内干球温度≤30℃的通风量大大超过1.5次/h,能充分满足卫生换气的要求。所以夏季通风夜间室内热环境设计指标中没有再列卫生换气的要求。

4 建筑和建筑热工节能设计

4.1 自然通风设计

  4.1.1 换气共分五个层次,即室内换气、建筑换气、小区换气、城市换气、区域换气。每个层次的换气都受上一层次制约,例如夏季长江流域受副热带高压的控制,换气不良,造成重庆、武汉、南京等城市成为“火炉”。而深圳的城市换气良好,是深圳市各小区夏季热环境比其它城市小区良好的主要原因。而建筑和室内的换气是否良好,首先取决于小区换气是否良好,尤其是用地面积15万㎡以上的小区,若换气不良,小区内各栋建筑和各房间很难有实现自然通风的条件。所以本条文强调规划设计中应强化整个小区的通风换气,而且规定用地面积15万㎡以上的小区应进行气流模拟设计。
  4.1.2 春秋季和夏季凉爽时间是指室外气温低于室内设计温度的时间。组织好建筑物室内外的自然通风,不仅有利于改善室内热环境,而且可减少开空调的时间,有利于降低建筑物的实际使用能耗。
  当室外气温高于室内温度时,自然通风不但不能改善室内热环境,反而会恶化室内热环境。只有当室外空气状态处于舒适区,低于夏季室内设计温度时,自然通风才能有效地改善室内热环境。当夏季室外温度<28℃时,可利用自然通风达到热舒适水平,当夏季室外温度<29℃时,可利用自然通风达到可居住水平。使小区各建筑的主立面迎向夏季凉爽时间的主导风向,或将夏季凉爽时间的主导风引向建筑的主立面,有利于建筑室内的自然通风。当小区建筑较多时,由于建筑物的干扰,吹向每栋建筑物的气流方向不是当地气象台所提供的主导风向,所以需要使小区各建筑的主立面迎向夏季主导风向,或将夏季主导风引向建筑的主立面。
  4.1.3 室外气流吹过建筑物时,气流将发生绕流,在建筑物的顶部和后侧形成弯曲循环气流。屋顶上部的涡流区称为回流空腔,建筑物背风面的涡流区称为回旋气流区。这两个区域的静压力均低于大气压力,形成负压区,这个区域即是气流旋涡区。通过实地观测表明:深圳市夏季气流旋涡区的空气温度要比主流区高1℃以上。当主流区的建筑利用自然通风达到室内热舒适时,气流旋涡区内的建筑还需用空调才能达到热舒适,增加空调能耗。另外,在气流旋涡区内,污染物会逐渐积聚。建筑物若处在周围建筑的气流旋涡区内,污染物会随进风进入室内,反而降低了室内空气品质,这是应该避免的。
  4.1.5~4.1.7 穿堂通风可有效避免单侧通风中出现的进排气流掺混、短路、进气气流不能充分深入房间内部等缺点,因此宜采用穿堂通风。深圳市室外风力较强,为有效利用穿堂风提供了良好的条件。建筑造型中应充分利用这个优势,组织好室内气流,最大限度地减少空调的使用时间,获得节能效果。
  要得到好的穿堂通风效果,还应使主要房间处于上游段,避免厨房、卫生间等房间的污浊空气随气流流入其它房间,影响室内空气品质。由于是空气动力系数小的窗口排风,因此设计中应使厨、卫窗口的空气动力系数小于其它房间窗口的空气动力系数。
  总之,要获得良好的自然穿堂风,需要如下一些基本条件:
  (1)室外风要达到一定强度;
  (2)室外空气首先进入卧室、客厅等主要房间;
  (3)穿堂气流通道上,应避免出现喉部;
  (4)气流通道宜短而直;
  (5)减小建筑外门窗的气流阻力。
  深圳市昼夜的风是反向的,在进排风口的布置上应注意这个问题。
  4.1.8~4.1.10 单侧通风通常效果都比较弱不太理想,因此在采用单侧通风时,要有强化措施使单面外墙窗口出现不同的风压分布,同时增大室内外温差下的热压作用。进排风口的空气动力系数差值增大,可加强风压作用;;增加窗口高度可加强热压作用。建筑外窗可开启面积的大小是影响窗口出现不同风压分布和加强热压作用的主要因素。在深圳市可利用自然通风的室外气象条件下:即室外干球温度不高于28℃,相对湿度80%,室外风速在1.5m/s左右时,通过实测调查与计算机模拟得出,当外窗的可开启面积不小于所在房间地面面积的10%时,室内大部分区域基本能达到可居住水平。根据调查,深圳市既有居住建筑的窗地面积比一般在16%到30%之间,而根据《住宅设计规范》(GB50096-1999)的规定:为保证住宅侧面采光,窗地面积比值不得小于1/7(即14.3%)。考虑到深圳居住建筑普遍使用推拉窗和平开窗,推拉窗的最大可开启面积为50%,平开窗为100%。所以本条文规定的“外窗(包括阳台门)的可开启面积不应小于所在房间的地面面积的10%”是合理的。
  4.1.11 夏季阵雨、暴雨时,为避免室内物品受污,多数情况下居民会关闭外窗。这种情况下会造成室内通风不畅,影响室内热环境。根据实测和调查:当室内通风不畅或关闭外窗,室内干球温度26℃,相对湿度80%左右时,室内人员仍然感到有些闷热,所以需对夏季阵雨、暴雨时关闭外窗情况下的自然通风措施加以考虑。

4.2 遮阳设计

  4.2.1 太阳辐射得热对建筑能耗的影响很大,夏季太阳辐射得热增加制冷负荷,冬季太阳辐射得热降低采暖负荷。根据太阳高度角和方位角的变化规律,建筑的南向夏季可以减少太阳辐射得热,冬季可以增加太阳辐射得热,是最有利的建筑朝向。由于深圳夏季的主导风为东南风,东南向建筑有利于自然通风,而太阳辐射得热又不是很强,所以在深圳,东南朝向是推荐朝向。但由于建筑物的朝向还要受到许多其他因素的制约,不可能都做到南或东南向,所以本条用了“宜”字。


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