黑龍江省居住建筑耗熱量指標計算方法

馬翼飛，王昭俊，方修睦

(1.哈爾濱工業大學 建筑學院，黑龍江 哈爾濱 150006；2.寒地城鄉人居環境科學與技術工業和信息化部重點實驗室(哈爾濱工業大學)，黑龍江 哈爾濱 150090)

1 概述

居住建筑節能設計是以1980—1981年當地通用住宅(4個單元的6層住宅樓，體型系數為0.3左右)設計能耗作為能耗計算起點。我國嚴寒和寒冷地區已頒布實施第四步節能標準——JGJ 26—2018《嚴寒和寒冷地區居住建筑節能設計標準》。全國部分省市自治區，包括北京、天津、吉林、山東、河北、新疆等已經出臺了居住建筑第四步節能標準。

黑龍江省第三步節能標準DB 23/1270—2019《黑龍江省居住建筑節能設計標準》在計算耗熱量指標時采用穩態計算法，而JGJ 26—2018《嚴寒和寒冷地區居住建筑節能設計標準》采用動態模擬法計算耗熱量指標。因此，本文以某多層居住建筑為研究對象，采用動態模擬法(模擬軟件為DeST)、穩態計算法計算黑龍江省18座典型城市的第四步節能標準下的建筑耗熱量指標，對兩種計算方法的計算結果進行比較。

2 動態模擬法

① 建筑模型及保溫性能

以某多層居住建筑為研究對象，根據建筑圖紙，在DeST-h軟件中建立住宅建筑模型。建筑面積為3 956.58 m2，6層，3個單元，層高3 m，體型系數0.28，東向窗墻比0.05，西向窗墻比0.05，南向窗墻比0.37，北向窗墻比0.20。DB 23/1270—2019規定，當嚴寒A、B區建筑體型系數大于限值時，需要進行權衡計算。其中，多層建筑體型系數的限值為0.3。本文建立的多層居住建筑模型體型系數為0.28，小于設計標準的限值，無需進行權衡計算。在DeST-h軟件中建立的建筑模型見圖1。

建筑圍護結構做法及傳熱系數見表1，表中括號中的數據表示厚度，外窗遮陽系數為0.6。圍護結構保溫性能符合DB 23/1270—2019的要求。

表1 建筑圍護結構做法及傳熱系數

② 室內得熱量

室內得熱量參數見表2。建筑的太陽輻射得熱量通過DeST軟件中的建筑日影分析模塊計算得出。

表2 室內得熱量參數

③ 室內外參數

室外氣象參數采用各城市典型氣象年的室外氣象參數(基于中國國家氣象局對各城市20 a的實測數據通過一套隨機算法模擬計算生成)，由DeST自行調用。

供暖室內設計溫度為18 ℃。黑龍江省各城市屬于嚴寒(A)區、嚴寒(B)區，樓梯間建議供暖，因此樓梯間的供暖室內設計溫度取18 ℃。換氣次數取0.5 h-1。

④ 數據后處理

在DeST計算得到供暖期建筑耗熱量后，根據供暖時間與模型建筑面積，計算建筑耗熱量指標。

3 穩態計算法

穩態計算法按照DB 23/1270—2019規定，建筑耗熱量包括圍護結構傳熱量、冷風滲透耗熱量、通風耗熱量，并扣除建筑得熱量。由于人民生活水平的提高，在穩態計算時建筑得熱量不再選取3.8 W/m2，而采用5.02 W/m2。各城市供暖室內設計溫度為18 ℃，供暖室外計算溫度見表3。

表3 各城市供暖室外計算溫度

4 模擬結果與分析

由動態模擬法、穩態計算法得到的建筑耗熱量指標見表4。由表4可知，由穩態計算法得到的建筑耗熱量指標與動態模擬法差別不大，平均相對誤差為-1.67%。差別最大的城市為尚志，相差1.7 W/m2。差別最小的城市為嫩江，兩種方法的計算結果相一致。

表4 由動態模擬法、穩態計算法得到的建筑耗熱量指標

續表4

5 結論

對黑龍江省，穩態計算法建筑耗熱量指標與動態模擬法差別不大，平均相對誤差為-1.67%。差別最大城市為尚志，相差1.7 W/m2。差別最小城市為嫩江，兩種方法結果一致。采用穩態計算法計算黑龍江省建筑耗熱量指標可行。