一、政策与技术标准背景
我国自2019年实施《近零能耗建筑技术标准》(GB/T51350-2019)以来,超低能耗建筑已成为建筑领域碳中和战略的核心抓手。该标准构建了包含"围护结构性能+设备能效+可再生能源利用"的三维管控体系,要求居住建筑同时满足耗冷/耗热指标与能耗综合值双重控制要求。本文基于斯维尔PHES软件操作流程,系统梳理超低能耗居住建筑的设计计算要点。
二、能效指标双控机制
根据国标要求,超低能耗居住建筑需实现:
- 围护结构性能控制:通过提升保温隔热性能降低建筑本体负荷
- 设备系统能效控制:采用高效暖通设备并优化运行策略
- 可再生能源应用:鼓励光伏等技术应用以降低一次能源消耗
三、PHES软件操作流程
(一)基础建模阶段
- 建筑模型校准
- 完成标准模型搭建及热工构造设置
- 重点核查房间功能类型参数(需匹配近零能耗专项参数库)
- 系统参数配置
- 供暖空调系统:强制要求新风热回收装置,需设定设备类型(如环控一体机)、能效比及启停时间
- 特殊系统设置:地面调温系统需进入热源机房模块配置,单元式空调仅需系统设置
(二)负荷诊断优化
- 负荷计算分析
- 执行全年动态负荷模拟,分解为四类得热:
①围护结构传热 ②太阳辐射得热 ③室内产热 ④新风渗透负荷 - 超标处理:通过分项数据定位薄弱环节(如外窗遮阳不足导致夏季得热超标)
- 辅助诊断工具
- 负荷浏览模块提供逐时/逐月/分区负荷数据
- 热工检查命令验证围护结构是否符合地方标准限值
(三)能耗综合计算
- 基础能耗计算
- 供暖空调:依据系统设置参数自动计算
- 照明能耗:通过房间功率密度×时间表统计
- 生活热水:需输入典型使用工况参数(避免高估)
- 电梯能耗:单独设置运行参数
- 可再生能源抵扣
- 光伏系统:支持简化估算或导入BPV软件详细模拟数据
- 其他可再生能源:按实际供应能力折算一次能源节约量
四、成果输出与验证
- 核心输出指标
- 耗冷/耗热量:必须满足国标限值要求
- 能耗综合值:电力/标煤等能源形式折算值
- 一次能源利用率:反映能源转换效率
- 合规性报告生成
- 自动生成包含建筑概况、分项能耗、可再生能源贡献的完整报告书
- 特别提示:地方标准可能增加围护结构热工限值要求,需专项核查
五、技术实施要点
- 设计协同要求
- 建筑师需与暖通工程师密切配合,平衡围护结构成本与设备系统投入
- 遮阳设施设计应结合太阳辐射分析数据优化
- 软件应用技巧
- 充分利用PHES的参数关联功能(如房间类型自动赋值)
- 复杂系统建议分阶段验证:先完成基础负荷计算,再逐步叠加设备参数
- 常见失误防范
- 生活热水计算需采用概率统计法确定典型工况
- 光伏发电量估算应考虑建筑朝向、遮挡等因素
- 电梯能耗需区分待机与运行状态的不同功耗模式
本计算体系通过数字化工具实现了"性能设计-模拟验证-优化迭代"的闭环管理,为超低能耗居住建筑提供了科学精准的技术实施路径。实际应用中需特别注意地方气候特征与设备选型的适配性,确保技术措施的经济可行性。