江苏省居住建筑节能75%技术研究与应用

魏燕丽，许锦峰

（1.江苏省建筑科学研究院有限公司，江苏 南京 210008；2.江苏省绿色建筑与结构安全重点实验室，江苏 南京 210008）

0 引言

近年来，为了更进一步推进建筑节能暨绿色建筑事业的发展，国内相继发布了建筑节能标准。如2014年山东省发布了DB37 5026—2014《居住建筑节能设计标准》，规定了节能75%设计指标和技术要求。2018年国家发布了JGJ 26—2018《严寒和寒冷地区居住建筑节能设计标准》，对建筑、热工和供暖设计提出了节能措施要求，并将严寒和寒冷地区居住建筑的设计供暖能耗在2010版基础上降低30%左右，即总体达到节能75%。2019年国家发布了GB/T 51350—2019《近零能耗建筑技术标准》。此外，天津市和河北省等也发布了节能75%居住建筑标准。

江苏省自20世纪90年代开始了建筑节能试点工作，2001年编制了DB 32/478—2001《江苏省民用建筑热环境与节能设计标准》，将建筑节能指标从试点阶段的30%提高到50%。2008年江苏省对居住建筑节能设计标准进行了修订，更名为DGJ 32/J71—2008《江苏省居住建筑热环境和节能设计标准》，重新设定了节能50%的强制性控制指标，并增加了节能65%的推荐性控制指标。2014年江苏省再次对居住建筑节能设计标准进行了修订，更名为DGJ 32/J71—2014《江苏省居住建筑热环境和节能设计标准》，取消了节能50%的要求和相关的节能技术指标，提出了节能65%的强制性节能技术指标。随着人民生活水平提高和建筑技术进步，全面提升江苏省居住建筑的节能水平，研究江苏省居住建筑节能75%技术路线并发布江苏省DB 32/4066—2021《居住建筑热环境和节能设计标准》，有助于推动江苏省建筑高品质发展和江苏率先实现建筑行业碳达峰目标。

1 江苏省居住建筑节能75%技术原则

江苏省位于长江中下游地区，按照民用建筑热工设计气候分区，徐州市、连云港市属于寒冷地区，其余各市均属于夏热冬冷地区[1]。江苏省全年气候变化较复杂，夏季炎热、冬季阴冷，夏季需要隔热兼顾冬季保温。因此，江苏省气候特征与北京、山东、河北等寒冷地区的情况差异明显，需结合江苏气候特色，研究因地制宜的节能75%居住建筑节能技术路线，其技术原则是进一步改善居住建筑物室内热环境和室内空气质量，提高江苏省居住建筑物供暖、空调降温用能效率，节约能源，同时提升居住建筑的功能和品质。

2 江苏省居住建筑节能75%技术路线研究

2.1 室内热环境的改善

明确节能75%居住建筑不采取冬季供暖与夏季空调措施时建筑物仍具有一定居住舒适度的原则。即江苏省夏热冬冷地区和寒冷地区建筑室内热舒适度较节能65%建筑有明显提升，如冬季被动供暖时室内平均温度比节能65%建筑均提高2℃。同时，为减少透明围护结构部分对人体的冷辐射，规定了冬季被动供暖时透明与非透明围护结构内表面温差不应超过4℃。

近年来，江苏地区出现了大量的使用可再生能源、集中空调和集中供暖系统的居住建筑。因此，集中空调供暖建筑室内热环境计算参数以对现有集中空调供暖建筑试点工程的调查数据为基础，依据相关人体舒适度标准制定。节能75%居住建筑采用集中供暖建筑的室内舒适度计算参数较节能65%居住建筑有所提升，其中室内平均温度比节能65%建筑提高2℃，见表1。

表1 江苏省居住建筑室内平均温度对比

2.2 围护结构规定性指标的优化

2.2.1 体形系数的优化

合并了分散空调供暖建筑和集中空调供暖建筑对建筑体形系数限值的要求，更便于居住建筑节能设计，可为建筑师设计提供更加创造性的发挥空间。结合GB 50180—2018《城市居住区规划设计标准》和GB 50352—2019《民用建筑设计统一标准》划分建筑层数，其中把江苏省节能65%标准中6～8层、9～11层合并为6～11层。建筑物平立面不应出现过多的凹凸，体形系数对建筑能耗的影响非常显著。体形系数越低，外围护结构的传热损失越小。从降低建筑能耗的角度出发，体形系数应控制在较低的范围内。

体形系数不只是影响外围护结构的传热损失，还与建筑造型、平面布局、采光通风等紧密相关。体形系数过小，将制约建筑师的创造性，造成建筑造型呆板，平面布局困难，甚至难以满足建筑功能的需要。因此，综合考虑多方面的要求，对不低于6层的建筑设置了体形系数下限值。当体形系数超出上限值时，则允许加强建筑围护结构的热工指标，并进行围护结构热工性能的权衡判断。体形系数不允许低于规定的下限值。

2.2.2 围护结构热工指标的提升

根据江苏省实际情况，居住建筑分为分散供暖空调建筑和集中供暖空调建筑2大类型，即对应于江苏省节能65%居住建筑标准中被动建筑和主动建筑。夏热冬冷地区宜优先采用分散供暖空调建筑，寒冷地区宜采用集中供暖建筑。江苏省75%节能居住建筑的围护结构热工指标主要从以下3个方面提升。

（1）外窗方面：从节能65%的工程案例看，由于窗户热工性能提高，住户普遍反映冬季窗户不存在结露现象，切身感受到建筑品质和室内舒适度的明显提升。节能75%居住建筑外窗传热系数≤1.8 W/（m2·K），同时结合江苏地区气候特点，东、南、西向外窗采用活动遮阳，冬季室内可获得更多的太阳得热，夏季显著降低了进入室内的太阳辐射。对于面广量大的多层和高层居住建筑，适合外窗主要类型是塑料型材、断热桥金属型材、聚氨酯型材及三玻两腔窗户等，与当前的技术经济条件相适应，并适度超前。

（2）外墙保温方面：外墙热工性能进行加强，当外墙外保温层过厚时，可采取适宜技术措施，如：增设托架、增加锚栓数量提高粘结面积比等构造加强作法；改变保温材料或系统，如EPS板薄抹灰系统改为EPS现浇免拆保温模板系统；采用夹芯保温等建筑工业化措施；采用复合保温形式，如内外复合保温+隔热反射涂料、成品房采用内保温+隔热反射涂料、填充墙自保温以降低外墙保温层平均厚度等技术措施。

（3）内围护结构方面：继续明确了分户墙、分户楼板等围护结构的性能要求，相比较于江苏省节能65%居住建筑标准稍有提高。不同于北方的集中供暖，在江苏省楼上下、相邻住宅不同时间供暖空调时，分户墙、楼板能耗传递甚至可能超过外围护结构能耗，不利于实际能耗控制；而楼板噪声干扰则一直是居住建筑楼上下邻里矛盾的热点。分户楼板可采用隔声垫、浮筑楼板等做法，既解决了分户保温问题，又提高了上下层之间的隔声性能。

根据以上相关研究，提出了江苏省节能75%居住建筑标准的围护结构指标体系，并与相关标准进行对比，以9层及以上分散供暖空调建筑为例，如表2所示。外墙保温材料以石墨EPS板和热固复合保温板为例，不同地区、不同节能标准时外墙保温厚度对比见表3，其中以典型的外保温材料石墨EPS板为例，江苏省节能75%居住建筑标准和节能65%居住建筑标准相比，夏热冬冷地区外墙保温层厚度大约增加15 mm，江苏省节能75%标准中寒冷地区的外墙保温层厚度和山东省节能75%标准的外墙保温层厚度相当。

表2 不同地区9层及以上分散供暖空调建筑围护结构性能指标对比

表3 不同地区9层及以上分散供暖空调建筑的外墙保温层厚度对比

2.3 新风系统的增设

随着对居住环境健康质量要求的提高，对室内空气品质提出了更高要求。室内通风换气是保持空气品质的主要手段。可采用自然通风和新风系统2种方式配合使用达到室内通风换气的目的。在室内启用供暖空调系统或因室外噪声干扰等原因需要关闭窗户时，室内如果没有新风供应，室内CO2浓度将会大大超标。配置新风系统是保持人体健康的必然要求。节能75%居住建筑每套住宅增设了新风系统，有效改善住宅的室内空气质量。居住建筑的新风系统有新风器、户式新风系统和建筑集中新风系统3大类型。工程上可根据具体情况因地制宜选择。

2.4 可再生能源形式的拓展

江苏地区具备较好的太阳能资源条件，从2008年起已要求在居住建筑中安装太阳能热水系统，多年运行经验表明，居住建筑采用太阳能光热系统具有良好的应用效果。应继续坚持使用太阳能热水系统。根据江苏气候及资源特点，扩大了可再生能源建筑应用形式和范围，降低了居住建筑对传统能源的依赖，具有较强的地方适应性。

太阳能光伏技术近年来发展迅速，光电转化效率在稳步提高，系统造价在不断下降，具备了商业化使用的条件。居住建筑光伏系统可为建筑提供公共照明、公共设施用电等，也可发电并网。经过经济技术比较合理时，居住建筑可采用太阳能光伏发电系统。考虑到江苏地区空气源热泵热水器能效较高，如果因相关条件所限，不能满足太阳能热水设置要求时，可采用空气源热泵热水器。空气源热泵设计时应采取适当措施，避免对邻居和建筑自身产生噪声干扰。

地源热泵系统可利用浅层地热能资源进行供热、空调与生活热水，具有良好的节能与环境效益。近年来，地源热泵系统在江苏地区得到日益广泛的应用。空气源热泵热水系统在江苏夏热冬冷地区应用取得了较好的节能效果，应用也越来越普遍，当居住建筑采用地源热泵或空气源热泵系统时，能够一并提供住户的夏季和冬季生活热水，可不再设置太阳能热水系统。

3 典型分散供暖空调建筑应用研究

江苏大部分建筑为分散供暖空调建筑，以南京某典型分散供暖空调建筑为例，该建筑为18层，建筑面积为4650.14 m2，建筑各朝向窗墙比：东西向0.03、南向0.37、北向0.28。对该建筑进行2种工况模式的能耗比较研究，一种工况模式为原有模式：屋面传热系数K=0.45 W/（m2·K），外窗采用活动外遮阳，外窗传热系数K=2.4 W/（m2·K），外墙传热系数K=0.70 W/（m2·K）；另外一种工况模式为屋面传热系数K=0.45 W/（m2·K），高性能节能窗、稍放松墙体、采用活动外遮阳，外窗传热系数K=1.8 W/（m2·K），外墙传热系数K=0.80 W/（m2·K）。这2种工况模式的建筑能耗见表4，可得出采用高性能节能门窗、稍放松墙体、设置活动外遮阳的工况模式时，该典型分散供暖空调建筑围护结构可达到节能75%。

表4 南京某分散供暖空调建筑原有模式与高性能节能窗、稍放松墙体时建筑耗电量对比

4 结语

（1）江苏省夏热冬冷地区宜优先采用分散供暖空调建筑，寒冷地区宜采用集中供暖建筑。

（2）节能75%居住建筑提升了居住空间的冬夏季舒适度，显著改善居住建筑品质，充分反映居住建筑特点，并与住宅用户实际需求吻合。

（3）提出了更高效节能、更高舒适度的围护结构指标体系，进一步明确了分户楼板的保温隔声要求、加强外窗热工性能和遮阳对居住建筑节能效果有明显作用。

（4）增设户内新风系统以改善室内空气质量，拓展了太阳能光伏、空气源热泵热水系统等可再生能源建筑应用形式和范围，有助于提升居住环境质量和提高居住建筑的整体能效。

（5）江苏省推广实施节能75%技术，既显著提升建筑节能水平，切实增强人民群众的获得感、幸福感和安全感，有助于加快实现建筑用能碳达峰目标，又对江苏省乃至夏热冬冷地区建筑节能暨绿色建筑的可持续发展具有重要意义。