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1 March 30 th 2014 Beijing China China Building Energy Efficiency Codes & Standards 中国建筑节能标准与发展方向 Prof. XU WEI Director of Institute of Building Environment and Energy China Academy of Building Research 徐伟中国建筑科学研究院环能院院长 1

2 Key Challenge and Target of Energy 中国能耗现状 China Building Energy Efficiency Codes & Standards 建筑节能标准规范 Roadmap and Future R&D Work of Building Codes 建筑节能标准发展方向 2

3 The total energy consumption in China 总能耗持续增加 In 2011, China consumed 3.4 billion tce, almost 1/5 of global TPES. The number keep on increasing to 3.62 billion tce in 2012, Annual GDP of 2012 was 7.8%. 3

4 Some data to take glance at China 经济发展迅速, 生活水平迅速提高 In 2012, China produced 716 million tons of crude steel, more than 46.3% of the worldwide production. In 2012, China produced 2.18 billion tons of cement, more than 60% of the worldwide production In 2012, more than 193 million of new vehicles were sold in China. It is the highest sales in history. In 2012, China 42million LCD TVs was sold in China. More than 82% of global household appliances in 35 product groups were made in China. In 2012, exported air conditioners, refrigerators/freezers, washing machines, and TV/monitors from China occupied 47% of worldwide export. 4

5 Drivers of energy demand: Urbanization 城市化 In the past 20 years, the percent of population in urban area increased more than 1% every year in China. 3 亿人口城市化 300 million 5

6 Drivers of energy demand: Urbanization 与国际相比, 还处于发展中 Country (2011) Car Holdings (cars/1000 persons) USA 812 Germany 634 Japan 589 South Korea 379 Russia 271 Brazil 259 South Africa [2009] 162 China 83 6

7 Key Challenges Limited energy resources 能源有限 Oil and gas reserves is only 6% of average level of the world Limited environmental capacity 环境承载有限 Serious air pollution, water pollution and soil pollution: Fog Haze in Beijing! Low energy efficiency 能效偏低 Energy consumption per GDP is the twice of the average level of the world Assurance of energy security 能源安全 In 2012, more than 58% of oil is imported 7

8 Key Challenge and Target of Energy 中国能耗现状 China Building Energy Efficiency Codes & Standards 建筑节能标准规范 Roadmap and Future R&D Work of Building Codes 建筑节能标准发展方向 8

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10 房屋建筑分类 居住建筑 Residential building 建筑 Building 民用建筑 Civil Building 公共建筑 Public Building 工业建筑 Industrial Building 房屋建筑划分为工业建筑和民用建筑 民用建筑又分为居住建筑和公共建筑 居住建筑 : 以住宅为主, 包括集体宿舍 住宅式公寓 商住楼的住宅部分 托儿所 幼儿园等 公共建筑包括 : 办公建筑 ( 写字楼 政府部门办公楼等 ) 商业建筑 ( 商场 金融建筑等 ) 旅游建筑 ( 旅馆饭店娱乐场所等 ) 教科文卫建筑 ( 文化 教育 科研 医疗 卫生 体育建筑等 ) 通信建筑 ( 邮电 通讯 广播用房 ) 交通运输用房 ( 机场 车站建筑等 ) 10

11 建筑节能标准体系构成目标层次工程层次产品层次节能目标及性能要求设计环节节能标准建造环节节能标准运行(使用)环节节能标准建筑门窗产品标准建筑外围护结构节能产品标准可再生能源产品标准检测与评价环节节能标准建筑电气节能产品标准暖通空调产品标准资料来源 : 十一五 国家科技支撑计划重大项目课题 建筑节能技术标准研究 11

12 建筑节能标准编制思路 上世纪八十年代初建设部开始组织开展建筑节能工作 地区 建筑类型考虑原则 先北方 ( 严寒和寒冷地区 ), 然后中部 ( 夏热冬冷地区 ), 南方 ( 夏热冬暖地区 ); 先居住建筑, 后公共建筑 ; 先新建, 后改造 12

13 建筑节能标准编制思路 ( 续 ) 标准类型 设计标准 ( 比如 : 居住建筑 公共建筑节能设计标准 ) 建造标准 ( 比如 : 建筑节能工程施工质量验收规范, 既有居住建筑 公共建筑节能改造技术规程 ) 运行标准 ( 比如 : 民用建筑能耗数据采集标准 ) 检测与评价标准 ( 比如 : 居住建筑节能检测标准, 公共建筑节能检测标准 ; 绿色建筑评价标准 ) 实施原则 强制实施 : 设计标准, 建造标准 推荐 ( 自愿 ) 实施 : 运行标准, 检测与评价标准 13 13

14 Latest version. Implementing on Aug.1 st, 2010 Latest version. Implementing on Aug.1 st, 2010 Implementing on Jul 1 st, 2005; Under revised For residential building: Based on climate zone. For Public building: Not based on climate zone. Implementing on Oct.1 st, 2003 Under revised 14

15 Design Stage 设计环节 15 15

16 设计标准目标与途径 节能目标 保证建筑内舒适 健康前提下, 降低 : 空调 采暖能耗 ( 居住建筑 ) 空调 采暖和照明的能耗 ( 公共建筑 ) 以八十年代初当时传统围护结构建造的居住建筑 公共建筑为基准建筑, 室内保持舒适热环境条件下, 采暖通风空调 ( 与照明 ) 全年能耗认定为 100%, 按照节能标准建造后 : 采暖通风空调能耗减少 65%( 比如 : 严寒和寒冷地区居住建筑 ) 采暖通风空调与照明能耗减少 50% ( 比如 : 公共建筑 ) 如何实现 改善围护结构保温 隔热, 气密性 --- 提高舒适, 节能的先决条件 提高采暖 通风和空调设备 系统,( 和照明设备 ) 的效率 科学合理的系统运行策略 可再生能源替代常规能源 16 16

17 两种设计途径, 方便应用 规定性方法 : 当所设计建筑的体形系数, 窗墙比等参数符合标准规定时, 可查表获得围护结构热工性能设计参数 性能化方法 : 如果建筑设计不能满足对窗墙比等参数的规定, 必须使用权衡判断法来判定围护结构的总体热工性能是否符合节能要求, 权衡判断法需要进行全年采暖和空调能耗计算 e.g. Design standard for energy efficiency of public buildings 17

18 严寒和寒冷地区居住建筑节能设计标准 JGJ 总则 2 术语和符号 2.1 术语 2.2 符号 3 严寒和寒冷地区气候子区与室内热环境计算参数 4 建筑与围护结构热工设计 4.1 一般规定 4.2 围护结构热工设计 4.3 围护结构热工性能的权衡判断 5 采暖 通风和空气调节节能设计 5.1 一般规定 5.2 热源 热力站及热力网 5.3 采暖系统 5.4 通风和空气调节系统 附录 A 主要城市的气候区属 气象参数 耗热量指标 附录 B 平均传热系数和热桥线传热系数计算 附录 C 地面传热系数计算 附录 D 外遮阳系数的简化计算 附录 E 围护结构传热系数的修正系数 ε 和封闭阳台温差修正系数 ζ 附录 F 关于面积和体积的计算 附录 G 采暖管道最小保温层厚度 (δ min) 18

19 Construction Stage 建造环节 19

20 建筑节能工程施工质量验收规范 GB 内容包括 : 墙体节能工程 幕墙节能工程 门窗节能工程 屋面节能工程 地面节能工程 采暖节能工程 2007/10/1 实施 通风与空调节能工程 空调与采暖系统冷热源及管网节能工程 配电与照明节能工程 监测与控制节能工程 建筑节能工程现场检验 建筑节能分部工程质量验收 2009/11/10 青岛 20

21 建筑节能工程施工质量验收规范 ( 续 ) GB 主要内容 ( 比如, 暖通空调有关内容 ) 对于进入施工现场的材料 设备等进行外观质量检查和规格 型号 技术参数及质量证明文件核查 ; 抽取试样送至实验室对参数进行验证 ; 送至检测机构检测, 或现场检验 围护结构使用的材料, 其保温隔热性能 机械性能 防火性能应符合设计要求 ; 施工应符合工艺要求 采暖系统的安装, 通风与空调节能工程中的送 排风系统 空调风系统 空调水系统的安装, 空调与采暖系统冷热源设备和辅助设备及其管网系统的安装, 应符合施工图设计要求 ; 系统安装完毕后, 要进行试运转和调试, 联合试运转和调试结果应满足本规范的相关规定 21

22 公共建筑节能改造技术规范 JGJ Implementing on Dec 1 st, 总则 2 术语 3 节能诊断 4 节能改造判定原则与方法 5 外围护结构热工性能改造 6 采暖通风空调及生活热水供应系统改造 7 供配电与照明系统改造 8 监测与控制系统改造 9 可再生能源利用 10 节能改造综合评估 附录 A: 冷热源设备性能参数选择 22 22

23 Test & Evaluation Stage 检测与评价环节 23 23

24 居住建筑节能检验标准 JGJ/T Implementing on Jul 1 st, 2010/7/1 检测项目章节, 均规定 检测方法 和 合格指标与判定方法 总则 术语和符号 基本规定 室内平均温度 外围护结构热工缺陷 外围护结构热桥部位内表面温度 围护结构主体部位传热系数 外窗窗口气密性能 外围护结构隔热性能 外窗外遮阳设施 室外管网水力平衡度 补水率 室外管网热损失率 锅炉运行效率 耗电输热比 附录 A~G 24 24

25 公共建筑节能检测标准 JGJ/T Implementing on Jul 1 st, 2010 总则 术语 基本规定 建筑物室内平均温度 湿度检测 非透光外围护结构热工性能检测 透光外围护结构热工性能检测 建筑外围护结构气密性能检测 采暖空调水系统性能检测 空调风系统性能检测 建筑物年采暖空调能耗及年冷源系统能效系数检测 供配电系统检测 照明系统检测 监测与控制系统性能检测 附录 A ~ E 25

26 Key Challenge and Target of Energy 中国能耗现状 China Building Energy Efficiency Codes & Standards 建筑节能标准规范 Roadmap and Future R&D Work of Building Codes 建筑节能标准发展方向 26

27 Roadmap and Future R&D Work 路线图 Building Energy Codes Upgrading 100% 80% 13.00% 3.50% 10.00% 相对比例 60% 40% 100% 87.00% 83.50% 73.50% 24.00% 12.80% 相对节能率 相对能耗 20% 49.50% 36.70% 0% 年号 Denmark Building Energy Codes ASHRAE 90.1 Upgrading 美国 丹麦等国家提升建筑节能标准的经验告诉我们, 建筑节能标准提升对 建筑节能贡献率最为显著 27

28 Roadmap and Future R&D Work 路线图 - 居住建筑 能耗基准 100 历史 未来 JGJ 节能 30% JGJ 节能 50% JGJ 节能 50% JGJ 节能 50% 严寒寒冷地区完成节能 65% 标准 ; 未来迈向近零能耗夏热冬冷地区完成节能 65% 标准 ; 未来迈向近零能耗夏热冬暖地区完成节能 65% 标准 ; 未来迈向近零能耗 JGJ 节能 65% JGJ 节能 65% JGJ 节能 65%

29 Roadmap and Future R&D Work 路线图 - 公共建筑 能耗基准 100 历史 未来 GB 节能 50% 公共完成节能 65% 标准 ; 未来匀速阶梯式迈向近零能耗 GB 节能 65%

30 Future R&D Work 未来工作 (1) Reference Building Models: 典型建筑模型研究 Large office: Small office: 18 Fls, 27,000m 2 11 Fls, 8,587m 2 Large Office Small Office Large Hotel Small Hotel others Large hotel: 22 Fls, 33,727m 2 Small hotel: 8 Fls, 8,694m

31 Future R&D Work (2) 考虑建筑能源系统的权衡判断 Building Energy Performance Trade-off 建筑能效评价 权衡判断方法 建筑围护结构热工性能权衡判断 供暖空调系统的权衡判断 公共建筑节能设计标准 31

32 Future R&D Work (3) Integrated solar/geothermal and HVAC systems for buildings 可再生能源与传统暖通系统一体化 Addresses development, modeling and integration of advanced building energy systems; 模型研究 focuses on systems for combined water and space heating and (thermal) cooling; 供热供冷供热水一体化系统研究 identifies and develops specific components and systems that will form future demonstrations. 重要系统及设备研究与示范 32

33 Future R&D Work (4) WEB Based Program for Reference and Designed Energy Calculation 基于网络的参照建筑和实际建筑能耗计算工具 Detailed specification input PDF output of the result Calculation Input for basic specification such as climate zone and floor area Results view 33

34 Future R&D Work (5) Building Energy Efficiency Operation Standard 建筑节能运行标准 制热设备能耗 冷热源系统能耗 制冷设备能耗 冷却塔能耗 空调系统能耗 输配系统能耗 冷热水循环泵能耗 冷却水循环泵能耗 组合式空调机组能耗 末端散热系统能耗 新风机组能耗 风机盘管等其他设备能耗 34

35 Thank you Prof. XU WEI Director of Institute of Building Environment and Energy Efficiency China Academy of Building Research