中华人民共和国行业标准
民用建筑绿色性能计算标准
JGJ/Tx—20xx
条文说明
目 次
1 总则.......................................................................................................................... 51
3 基本规定................................................................................................................... 54
4 场地室外物理环境.................................................................................................. 56
4.1 一般规定............................................................................................................ 56
4.2 室外风环境......................................................................................................... 57
4.3 热岛强度............................................................................................................ 59
4.4 环境噪声............................................................................................................ 61
5 建筑节能与碳排放................................................................................................ 64
5.1 一般规定............................................................................................................ 64
5.2 建筑供暖和空调负荷.......................................................................................... 65
5.3 建筑供暖和空调系统能耗.................................................................................. 67
5.4 可再生能源......................................................................................................... 69
5.5 碳排放计算......................................................................................................... 71
6 室内环境品质........................................................................................................... 74
6.1 一般规定............................................................................................................ 74
6.2 自然通风............................................................................................................ 77
6.3 气流组织、热湿环境与空气品质....................................................................... 79
6.4 室内光环境......................................................................................................... 81
6.5 室内声环境......................................................................................................... 86
制订说明
《民用建筑绿色性能计算标准》JGJ/Tx-20xx,经住房和城乡部20xx年xx月xx日以第xxx号文公告批准、发布。
本标准制订过程中,编制组进行了绿色建筑性能评价指标的计算或模拟分析方法、软件以及相应的基础数据的调查研究,总结了我国民用建筑绿色性能指标的计算或模拟分析的实践经验,同时参考了国外先进技术法规、技术标准,通过试验,取得了大量重要技术参数。
为便于广大设计、施工、科研、学校等单位有关人员在使用本标准时能正确理解和执行条文规定,《民用建筑绿色性能计算标准》编制组按章、节、条顺序编制了本标准的条文说明,对条文规定的目的、依据以及执行中需注意的有关事项进行了说明。但是,本条文说明不具备与本标准同等的法律效力,仅供使用者作为理解和把握标准规定的参考。
1 总则
1.0.1、1.0.2、1.0.3 在绿色建筑的设计与评价中,往往需要进行一系列绿色建筑性能指标的计算或模拟分析,例如,室外风环境指标计算或模拟分析、建筑能耗指标计算或模拟分析、天然采光指标计算或模拟分析、自然通风指标计算或模拟分析、室外噪声模拟、室外热岛模拟、日照小时数达标情况的计算或模拟分析、可再生能源替代率指标计算或模拟分析,等等。但是现在的国家技术标准中都没有涉及具体的绿色建筑性能指标的计算方法标准化的问题。这些基础性的计算或模拟分析方法的不统一,导致绿建设计或评价结果存在不确定性,不同工程评价结果之间缺少可比性,甚至造成评价结果的不公平。
总则部分的三个条文,就是为了规范民用建筑绿色性能计算,使之标准化。
编制组调研发现,国家现行标准《绿色建筑评价标准》GB/T50378和《民用建筑绿色设计规范》JGJ/T229涉及规定的需要开展的绿色建筑性能指标的进行计算和模拟分析工作的性能指标包括:
1 场地环境噪声指标:在区域声环境中,很多情况可能需要对场地环境噪声进行计算或模拟分析,才能判断是否符合现行国家标准《城市区域环境噪声标准》GB3096 的规定进行指标计算或模拟分析。
2 室外风环境指标:室外风环境有利于冬季室外行走的舒适度及过渡季、夏季的自然通风。需要进行冬季、夏季、过渡季节的不同工况风环境(如风速、风速增速比、建筑迎风面、背风面风压差等)指标的计算或模拟分析。
3 热岛强度:现行标准要求室外日平均热岛强度不高于1.5℃,这需要指标进行计算或模拟分析,且计算时需要规定统一的边界条件。
4 日照:每套住宅至少有1 个居住空间满足日照标准的要求。当有4 个及4 个以上居住空间时,至少有2个居住空间满足日照标准的要求。需要指标的计算或模拟分析。
5 围护结构节能率:围护结构热工性能指标符合国家批准或备案的公共建筑节能标准的规定。当某个朝向的窗墙比或围护结构某个部位的热工性能不能达标的时候,需要进行全年空调、采暖负荷的计算及模拟分析,并与参考建筑进行权衡计算。
6 系统节能率:供暖或空调能耗及照明能耗不高于国家批准或备案的建筑节能标准规定值的80%。需要进行指标的计算或模拟分析,并与参考建筑比较。
7 建筑通风性能:建筑设计和构造设计有促进自然通风的措施,满足每小时2次的换气次数,需要对自然通风性能指标的计算或模拟分析。
8 采光系数:办公、宾馆类建筑75%以上的主要功能空间的室内采光系数应满足现行国家标准《建筑采光设计标准》GB/T 50033 的要求。绝大多数情况下,需要明确对采光系数、采光均匀度等指标的计算或模拟分析。因此,绿色建筑性能指标的计算和模拟分析结果,已经成为绿色建筑设计和评价标识的重要方面。然而,上述指标计算或模拟方法,目前国内并无直接相关的计算标准。同时,大多数计算使用的软件的边界条件的确定也是出于比较混乱的状态。对于软件开发、使用过程中的约定,没有明确的规定。由于各类细分的绿色建筑性能计算方法越来越多,这些计算方法之间的准确性如何?操作性如何规范,必须在使用过程中规范化和在评价过程中有所约束。事实上造成了对民用建筑绿色性能、相应技术方案的优化带来了错误预测和导向。通过调研发现,应用不同的模拟软件在进行绿色建筑各项性能模拟时,存在着许多不同方面的不规范的问题。而这其中又有许多方面是比较有共性的问题,包括计算方法的统一,计算模型的建立,分析网格的设定,边界条件的设定,计算精度的控制等。根据调研的结果,对建筑绿色性能计算和模拟分析实践中的问题进行分析和总结如下:1)计算方法和理论模型的统一问题:几乎所有性能指标的计算和模拟分析都会涉及到计算方法和理论模型的问题,而目前各类计算和模拟分析都缺乏对于计算模型的标准化规定,包括如何合理的简化模型,对于建筑各类构造和部件的考虑,以及对于周围建筑的考虑。例如室外风环境模拟中,建立建筑体块时如何简化建筑形体的细节。采光模拟中,是否搭建周围遮挡建筑、是否搭建完整多层建筑以及是否搭建模型厚度、内部分割和地面等细节都没有得到有效的统一,窗洞的相关设定存在差异,包括窗口的位置,窗洞的形式,遮阳形式等。2)网格的设定:在大多数的计算分析过程中,都需要通过设定计算网格的数量和大小来保证计算和分析结果的正确性,包括风环境、天然采光和噪声等。目前对于计算网格的相关设定也没有统一标准和准则。网格划分的大小,数量,位置等因素会影响到模拟计算的时间以及精度,对最后的模拟结果影响非常大。例如风环境模拟计算中,网格划分太多会影响计算的时间,划分太少又降低了计算的准确性,天然采光的计算和模拟分析中也存在同样的问题。而大部分调研案例都缺少对于网格设定的描述,因此无法判断计算结果的可靠性。3)边界条件的设定:不同性能指标的计算和模拟分析中都需要设定一定的边界条件,例比如风环境模拟中对入口风速的相关参数设定,风速风向,是否考虑梯度风等。室内通风模拟中对于窗口的相关参数设定有差异,包括阻力模型,压力边界条件等。采光模拟中对于天空模型的设定以及天空照度的设定。噪声模拟中对室外噪声源的设定等。4)计算精度的控制:目前,在模拟分析中对于计算精度的控制也没有标准化的规定,这个因素也会影响最后计算的结果。比如风环境模拟中,对于CFD计算收敛的判断往往是根据技术人员的经验。室内天然采光模拟中计算的精度控制也没有统一要求。能耗模拟中,对于模拟步长的设定也没有具体的规定。5)各类参数的设定:各类参数的设定会直接影响最后的模拟结果。目前在建筑负荷和能耗模拟方面有相对比较完善的规定,而其他性能模拟这方面还比较欠缺。比如天然采光模拟中对于玻璃透过率,玻璃的洁净度,以及室内地面、顶棚和墙面的反射比没有明确的规定,而这些因素会直接影响最后采光的计算结果。室外风环境模拟中,对于地面以及建筑表面粗糙度的设定。能耗模拟中,对于包括围护结构的冷风渗透的设定,自然通风的相关参数设定(通风温度,作息,通风量等),以及对于人工照明的控制方式的考虑等也没有标准化的规定。
因此,总则部分要求,通过本标准统一民用建筑绿色性能指标的计算或模拟分析方法,为在绿色建筑设计、运行与评价等工作标识中准确、有效贯彻执行国家的绿色建筑政策,为绿色建筑性能的优化设计和性能评价做到规范化和标准化提供依据。
3 基本规定
3.0.1 《绿色建筑评价标准》GB/T 50378-2014中对民用建筑的绿色性能从节地与室外环境,节能与能源利用,节水与水资源利用,节材与材料资源利用,室内环境质量,施工管理,运行管理等方面进行了规定,其中包括大量的定量化性能指标要求。从计算复杂性及行业认知角度,本标准从场地室外物理环境、建筑节能与碳排放、室内环境品质三个方面进行规范。
3.0.2 针对国家标准《绿色建筑评价标准》GB/T 50378-2014,明确了民用建筑绿色性能计算涉及的建筑室内外环境品质、建筑节能性能指标内容的具体指标,即场地室外物理环境涉及条文第4.1.4、4.2.5、4.2.6、4.2.7条,建筑节能与碳排放涉及条文第5.2.3、5.2.6,5.2.16、11.2.1、11.2.11条,室内环境品质涉及条文第8.1.1、8.1.2、8.2.1、8.2.2、8.2.4、8.2.6、8.2.7、8.2.10、8.2.11、8.2.12条,整理得到场地日照、风环境、热岛强度、环境噪声、围护结构节能率、暖通空调系统节能率、照明系统节能率、可再生能源利用率、地道风、碳排放、自然通风、气流组织、空气品质、天然采光、室内声环境等专项计算内容。
3.0.2 明确民用建筑绿色性能计算应选用的统一的计算方法或软件工具,以减小软件工具差异对计算结果造成的偏差,对绿色建筑的设计或评价带来不利影响。对于专项计算中不常见的计算软件工具,应同时提交软件工具的精度验证报告。该验证报告可以是国家或行业相关权威机构出具的认证报告,也可以是基于公开实验数据的对比分析报告。除本规范推荐的计算方法或软件工具外,尚应符合相关国家和行业标准的规定。
3.0.3 为保证计算结果的规范性,软件使用人员除应熟练掌握专业相关知识外,还应经过专业培训,其操作应严格按照软件使用手册或规范要求进行。
3.0.4为保证物理模型和边界条件设定的合理性和准确性,必须保证所提供资料的有效性,不宜以方案阶段的图纸作为绿色性能计算的依据。项目图纸必须是按规定通过审查的施工图、竣工图等,设计说明和设计变更等材料也需通过审查证明。图纸的设计深度也应满足绿色建筑分专业分项的要求。对以商住楼、城市综合体为代表的多功能综合建筑进行绿色性能计算时,应坚持建筑单体和建筑群的原则,避免以建筑中的一部分为计算评价对象。对于综合体建筑各个功能区均应以现行国家标准《绿色建筑评价标准》GB50378的各条/款为评价单元,只要有涉及即全部参评,不论面积大小或暖通空调系统是否独立。
设计阶段,建筑模拟是对建筑环境性能的优化过程,在数值模拟过程中,除模型建立的准确性外,应根据建设工程的设计图纸和模拟精度要求,保证建筑模拟工况与周边环境相符,不能相差太大。例如,某建筑建立在高楼群中,在模拟过程中,应按原比例建立建筑周边环境模型,不能放置在空旷环境中进行模拟。
3.0.5 民用建筑绿色性能计算专项报告需要规范,以确定民用建筑绿色性能专项报告应包含专项计算内容的完整性和科学性,以及可供判断的详细资料。这既有利于对数值模拟的质量进行审查和把控,也有利于对不同计算结果做横向比对分析。本条文规定了民用建筑绿色性能计算专项报告应包含的基本内容,专项计算报告的详细要求可按本标准的附录A确定。
4 场地室外物理环境
4.1 一般规定
4.1.1 本条文涉及的国家标准《绿色建筑评价标准》GB/T50378-2014中下列条文:
1 4.1.4 建筑规划布局应满足日照标准,且不得降低周边建筑的日照标准。
2 4.2.4 建筑及照明设计避免产生光污染,评价总分值为 4 分,并按下列规则分别评分并累计:
1)玻璃幕墙可见光反射比不大于 0.2,得 2 分;
2) 室外夜景照明光污染的限制符合现行行业标准《城市夜景照明设计规范》JGJ/T 163 的规定,得 2 分。
3 4.2.5 场地内环境噪声符合现行国家标准《声环境质量标准》GB 3096 的有关规定,评价分值为 4 分。
4 4.2.6 场地内风环境有利于室外行走、活动舒适和建筑的自然通风,评价总分值为 6 分,并按下列规则分别评分并累计:
1)在冬季典型风速和风向条件下,按下列规则分别评分并累计:建筑物周围人行区风速小于 5m/s,且室外风速放大系数小于 2,得 2分;除迎风第一排建筑外,建筑迎风面与背风面表面风压差不大于 5Pa,得 1 分;
2)过渡季、夏季典型风速和风向条件下,按下列规则分别评分并累计:场地内人活动区不出现涡旋或无风区,得 2 分;50%以上可开启外窗室内外表面的风压差大于 0.5Pa,得 1 分。
5 4.2.7 采取措施降低热岛强度,评价总分值为 4 分,并按下列规则分别评分并累计:
1)红线范围内户外活动场地有乔木、构筑物遮荫措施的面积达到 10%,得1 分;达到 20%,得 2 分;
2)超过 70%的道路路面、建筑屋面的太阳辐射反射系数不小于 0.4,得 2分。
4.1.2 《城市居住区规划设计规范》GB50180-93(2002 年版)中第 5.0.2.1 规定了住宅的日照标准,同时明确:老年人居住建筑不应低于冬至日日照 2h的标准;在原设计建筑外增加任何设施不应使相邻住宅原有日照标准降低;旧区改建的项目内新建住宅日照标准可酌情降低,但不应低于大寒日日照 1h的标准。
此外,行业标准《托儿所、幼儿园建筑设计规范》JGJ39-87 中规定:托儿所、幼儿园的生活用房布置在当地最好日照方位,并满足冬至日底层满窗日照不少于 3h 的要求,温暖地区、炎热地区的生活用房应避免朝西,否则应设遮阳设施;国家标准《中小学校设计规范》GB50099-2011 中对建筑物间距的规定是:南向的普通教室冬至日底层满窗日照不应小于 2h。因此,建筑的布局与设计应充分考虑上述技术要求,最大限度地为建筑提供良好的日照条件,满足相应标准对日照的控制要求;若没有相应标准要求,符合城乡规划的要求即为达标。
为了规范化其计算分析报告的完整性和规范性,附录A.1统一规定了其计算分析报告应包括的详细信息,以便检查计算分析结果的准确性,也有利于绿色建筑的评价标识。
4.1.3 幕墙光污染主要是通过窗的不舒适眩光等参数进行计算和评价。国家标准《建筑采光设计标准》GB50033-2013附录B给出了详细的计算方法,本标准直接引用其计算和评价方法。为了规范化其计算分析报告的完整性和规范性,统一规定了其计算分析报告应包括的详细信息,以便检查计算分析结果的准确性,也有利于绿色建筑的评价标识。专项计算报告参照本标准附录A.1。
4.2 室外风环境
4.2.1 在国家标准《绿色建筑评价标准》GB50378-2014第4.2.6条基础上,进一步明确了室外风环境的计算指标和工况。
本条参考了国家标准《绿色建筑评价标准》GB50378-2014第4.2.6条为依据,即:
1 冬季典型工况下,距地面1.5m高度处的风速小于 5m/s,且室外风速放大系数小于2;除迎风第一排建筑外,建筑迎风面与背风面表面风压差不大于 5Pa;
2 过渡季、夏季典型风速和风向条件下,场地内人活动区不出现涡旋或无风区; 50%以上建筑迎风面和背风面的风压差大于0.5Pa。
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