一、政策與技術標準背景
我國自2019年實施《近零能耗建筑技術標準》(GB/T51350-2019)以來,超低能耗建筑已成為建筑領域碳中和戰略的核心抓手。該標準構建了包含"圍護結構性能+設備能效+可再生能源利用"的三維管控體系,要求居住建筑同時滿足耗冷/耗熱指標與能耗綜合值雙重控制要求。本文基于斯維爾PHES軟件操作流程,系統梳理超低能耗居住建筑的設計計算要點。
二、能效指標雙控機制
根據國標要求,超低能耗居住建筑需實現:
- 圍護結構性能控制:通過提升保溫隔熱性能降低建筑本體負荷
- 設備系統能效控制:采用高效暖通設備并優化運行策略
- 可再生能源應用:鼓勵光伏等技術應用以降低一次能源消耗
三、PHES軟件操作流程
(一)基礎建模階段
- 建筑模型校準
- 完成標準模型搭建及熱工構造設置
- 重點核查房間功能類型參數(需匹配近零能耗專項參數庫)
- 系統參數配置
- 供暖空調系統:強制要求新風熱回收裝置,需設定設備類型(如環控一體機)、能效比及啟停時間
- 特殊系統設置:地面調溫系統需進入熱源機房模塊配置,單元式空調僅需系統設置
(二)負荷診斷優化
- 負荷計算分析
- 執行全年動態負荷模擬,分解為四類得熱:
①圍護結構傳熱?、谔栞椛涞脽帷、凼覂犬a熱?、苄嘛L滲透負荷 - 超標處理:通過分項數據定位薄弱環節(如外窗遮陽不足導致夏季得熱超標)
- 輔助診斷工具
- 負荷瀏覽模塊提供逐時/逐月/分區負荷數據
- 熱工檢查命令驗證圍護結構是否符合地方標準限值
(三)能耗綜合計算
- 基礎能耗計算
- 供暖空調:依據系統設置參數自動計算
- 照明能耗:通過房間功率密度×時間表統計
- 生活熱水:需輸入典型使用工況參數(避免高估)
- 電梯能耗:單獨設置運行參數
- 可再生能源抵扣
- 光伏系統:支持簡化估算或導入BPV軟件詳細模擬數據
- 其他可再生能源:按實際供應能力折算一次能源節約量
四、成果輸出與驗證
- 核心輸出指標
- 耗冷/耗熱量:必須滿足國標限值要求
- 能耗綜合值:電力/標煤等能源形式折算值
- 一次能源利用率:反映能源轉換效率
- 合規性報告生成
- 自動生成包含建筑概況、分項能耗、可再生能源貢獻的完整報告書
- 特別提示:地方標準可能增加圍護結構熱工限值要求,需專項核查
五、技術實施要點
- 設計協同要求
- 建筑師需與暖通工程師密切配合,平衡圍護結構成本與設備系統投入
- 遮陽設施設計應結合太陽輻射分析數據優化
- 軟件應用技巧
- 充分利用PHES的參數關聯功能(如房間類型自動賦值)
- 復雜系統建議分階段驗證:先完成基礎負荷計算,再逐步疊加設備參數
- 常見失誤防范
- 生活熱水計算需采用概率統計法確定典型工況
- 光伏發電量估算應考慮建筑朝向、遮擋等因素
- 電梯能耗需區分待機與運行狀態的不同功耗模式
本計算體系通過數字化工具實現了"性能設計-模擬驗證-優化迭代"的閉環管理,為超低能耗居住建筑提供了科學精準的技術實施路徑。實際應用中需特別注意地方氣候特征與設備選型的適配性,確保技術措施的經濟可行性。