辽宁省近零能耗建筑能耗及气密性指标的确定

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建筑节能技术发展至今,已形成了一套完善的技术体系,国内外的建筑设计标准层出不穷,(超)低能耗建筑、近零能耗建筑、零能耗建筑甚至是正能建筑的概念被一一指出且在逐步实现。近年来,我国在借鉴欧美等国家经验的基础上,也在逐步探索适合中国国情的节能建筑标准体系。本文参考国内外近零能耗建筑的成功案例,分析研究辽宁省的近零能耗建筑标准体系,包括能耗指标和气密性指标,为省内的建筑节能工作提供一定的指导。一方面,本文通过总结目前国内居住建筑和办公建筑的标准设置模型,确定了12个居住建筑模型和3个办公建筑模型,借助DeST软件进行模拟分析后得到建筑的年供暖/冷需求;其次,根据规范中的计算模型对供暖/空调系统、照明、生活热水、电梯等耗电量进行了统计,确定了建筑一次能源消耗量及可再生能源利用率;另一方面,通过借鉴国内外标准及严寒寒冷地区示范建筑的气密性设置,确定了气密性指标N50;此外,根据空气渗透的基本原理推导出小压差下空气渗透量的计算模型,并通过实验对其进行了验证。经过研究,本文主要成果如下:(1)新风热回收、太阳得热系数(SHGC)和自然通风等措施可以明显地降低建筑能耗;建筑遮阳节能研究发现,不同朝向的窗户遮阳效果为南向>西向>东向。研究可得年供暖/供冷需求指标为:对于居住建筑,年供暖需求均≤15kWh/(m2·a),年供冷需求≤9kWh/(m2·a),且不同城市标准略有区别;对于小型办公建筑,相对于参照建筑,近零能耗建筑冷热需求相对节能率≥15%。(2)对于近零能耗建筑,照明、生活热水、电梯成为主要的能耗来源,节能设计时应注重高效节能产品的使用。研究可得建筑能耗指标为:对于居住建筑,一次能源消耗量≤55 kWh/(m2·a),可再生能源利用率≥30%;对于小型办公建筑,相对于参照建筑,一次能源消耗量的综合节能率≥45%,可再生能源利用率≥40%。(3)通过结合空气渗透原理和LBL模型,以及国内新建高气密性建筑围护结构空气渗透特性的基本情况,推导得到的小压差下空气渗透量计算模型适用于低层居住建筑,且实验验证可得模型计算值与实测值的相对误差在10%左右。本文通过能耗模拟和理论分析,确定了适用于辽宁省近零能耗建筑的能耗指标和气密性指标,并对常压下的空气渗透情况作出补充,为今后标准的制定提供研究基础。
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