标准规范下载简介

在线阅读

中华人民共和国国家标准
民用建筑能耗分类及表示方法

Classification and presentation of civil building energy use
GB／T 34913-2017

发布日期：2017年11月1日
实施日期：2018年5月1日

中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局
      中国国家标准化管理委员会               发布

前言

    本标准按照GB／T 1．1-2009给出的规则起草。
    本标准由全国能源基础与管理标准化技术委员会(SAC／TC 20)提出并归口。
    本标准起草单位：清华大学、中国建筑设计院有限公司、北京建筑技术发展有限责任公司、中国国际工程咨询公司、国家应对气候变化战略研究和国际合作中心、上海市建筑科学研究院、浙江大学。
    本标准主要起草人：江亿、刘晓华、魏庆芃、杨秀、赵康、谢瑛、刘刚、张其伟、罗淑湘、钟衍、朱伟峰。

1 范 围

    本标准规定了建筑能耗的术语及定义、建筑能耗按用途分类和指标形式、建筑能耗中冷／热量折算为电力或／和化石能源、建筑能耗中电力和化石能源统一折算方法。
    本标准适用于民用建筑能耗的数据采集、能耗计量、数据统计、信息发布、能耗分析和能耗评估等。

2 术语和定义

    下列术语和定义适用于本文件。

2．1
    建筑能耗 building energy use
    建筑使用过程中的运行能耗，包括由外部输入、用于维持建筑环境(如供暖、供冷、通风和照明等)和各类建筑内活动(如办公、炊事等)的用能，不包括建筑材料制造和建筑施工的用能。建筑能耗应采用消耗的电力、化石能源等实物量进行表示，并指明能源种类和数量；也可进一步把不同种类的能源量进行统一折算。

2．2
    能质系数 energy quality coefficient
    为能源的火用与该能源数量的比值，其数值在0～1之间。能源的品位越高，对应的能质系数越大。

3 建筑能耗按用途分类和指标形式

3．1 建筑用能边界位于建筑入口处(图1)，对应为满足建筑各项功能需求从外部输入的电力、燃料、冷／热媒等能源，即建筑能耗。
    注1：建筑能耗不包括由安装在建筑上的太阳能、风能利用设备等提供的可再生能源(非商品能源)。
    注2：可再生能源系统消耗的电力和燃料(如太阳能系统中水泵消耗的电力)需计入建筑能耗。
    注3：如果建筑内制备和输配冷热媒能源系统产生的二次产品(如电、热水、蒸汽、冷水等)除自用外，还供给其他建筑，则需按照第4章所述火用分摊法核算分摊供给其他建筑的二次产品对应的输入能源，并将此输入能源从自身建筑能耗中扣除。
    注4：建筑能耗不包括用于建筑之外设备的储能充电装置用能。
    建筑能耗表示示例参见附录A。


图1 建筑用能边界示意图
3．2 建筑能耗分为以下4类：
    a) 北方城镇建筑供暖能耗，包括供暖热源、循环水泵和辅助设备所消耗的能源；
    b) 公共建筑能耗，包括公共建筑内空调、通风、照明、生活热水、电梯、办公设备等使用的所有能耗，但不包括北方城镇建筑供暖能耗；
    c) 城镇居住建筑能耗，为城镇居住建筑使用过程中消耗的从外部输入的能源量，包括每户内使用的能源和公摊部分使用的能源，但不包括北方城镇建筑供暖能耗；
    d) 农村居住建筑能耗，为农村居住建筑使用过程中消耗的从外部输入的能源量。

3．3 建筑主体应为明确的用能单位，可以是单体建筑或建筑群。建筑群指由相应耗能体系相联合、聚集的单体建筑集合。

3．4 公共建筑能耗、城镇居住建筑能耗、农村居住建筑能耗按用途可分为以下11类：
    a) 供暖用能，为建筑空间提供热量(包括加湿)以达到适宜的室内温湿度环境而消耗的能量，空调系统中以除湿和温度调节为目的的再热能耗也属于此类；
    b) 供冷用能，为建筑空间提供冷量(包括除湿)、以达到适宜的室内温湿度环境而消耗的能量，包括制冷除湿设备、循环水泵和冷源侧辅助设备(如冷却塔、冷却水泵、冷却风机)等的用能；
    c) 生活热水用能，为满足建筑内人员洗浴、盥洗等生活热水需求而消耗的能量，包括热源能耗和输配系统能耗，不包括与生活冷水共用的加压泵的用能；
    d) 风机用能，为建筑内机械通风换气和循环用风机使用的能量，包括空调箱、新风机、风机盘管等设备中的送风机、回风机、排风机以及厕所排风机、车库通风机等消耗的电力；
    e) 炊事用能，为建筑内炊事及炊事环境通风排烟使用的能量，包括炊事设备、厨房通风排烟和油烟处理设备等消耗的电力和燃料；
    f) 照明用能，为满足建筑内人员对光环境的需求，建筑照明灯具及其附件(如镇流器等)使用的能量；
    g) 家电／办公设备用能，为建筑内一般家用电器和办公设备使用的能量，包括从插座取电的各类设备(如计算机、打印机、饮水机、电冰箱、电视机等)的用能；
    h) 电梯用能，为建筑电梯及其配套设备(包括电梯空调、电梯机房的通风机和空调器等)使用的能量；
    i) 信息机房设备用能，为建筑内集中的信息中心、通讯基站等机房内的设备和相应的空调系统使用的能量；
    j) 变压器损耗，为建筑设备配电变压器的空载损耗与负载损耗总和；
    k) 其他专用设备用能，为建筑内各种服务设备(如给排水泵、自动门、防火设备等)、医用设备、洗衣房设备、游泳池辅助设备等不属于以上各类用能的其他专用设备使用的能量。

3．5 建筑能耗指标形式可分为以下4类：
    a) 北方城镇建筑供暖能耗指标形式，是以一个完整供暖期内供暖系统的累积能耗计，并以单位建筑面积年能耗量作为该能耗指标的形式；
    b) 公共建筑能耗指标形式，是以一个完整的日历年或者连续12个日历月的累积能耗计，并以单位建筑面积的年能耗量作为该能耗指标的基本形式；
    c) 城镇居住建筑能耗指标形式，是以一个完整的日历年或者连续12个日历月的累积能耗计，并以每户或单位建筑面积的年能耗量这两种形式作为该能耗指标的形式；
    d) 农村居住建筑能耗指标形式，是以一个完整的日历年或者连续12个日历月的累积能耗计，并以每户或单位建筑面积的年能耗量这两种形式作为该能耗指标的形式。

4 建筑能耗中冷／热量折算为电力或／和化石能源

4．1 当建筑有从外部以热媒循环方式输入的冷／热量时(见图1)，冷／热量应以该冷热源的制备和输送所需消耗的电力或／和化石能源进行折算。

4．2 当建筑外界冷热源制备和输送的冷／热量的输出为单一能源形式时，输出的冷／热量为多座建筑提供能源，则对于某一建筑而言其冷／热量能耗为按照冷／热量的热值分摊的外界冷热源制备和输送系统所消耗的电力或／和化石能源。

4．3 当建筑外界冷热源制备和输送的冷／热量的输出为多种能源形式(见图2)时，输出的冷／热量为多座建筑提供能源，则对于某一建筑而言其冷／热量能耗应根据制备和输送冷／热量系统的输出，采用火用分摊法核算分摊各用能系统对应的输入能量(电力或／和化石能源)。


图2 建筑外界冷热源制备和输送冷／热量的输入能源和多种形式的输出能源
    火用分摊法核算分摊的计算步骤为：
    a) 给出外界冷热源全年制备和输送冷／热量的输入能源种类(电、燃料)和实物量，以及全年输出能源种类(如电、冷媒、热媒)和实物量(第i个输出能源对应能源量为Q_i)，如图2所示；
    b) 根据表1，计算每个输出能源相应的能质系数(第i个输出能源的能质系数为λ_i)，如果所用的冷／热量状态没有在表中列出，则根据附录B的方法计算；
    c) 计算每个输出能源对应的输入能源分摊比例，第i个输出能源分摊输入能源的比例x_i按照式(1)计算；

    式中：
        Q_i——第i个输出能源对应能源量；
        λ_i——第i个输出能源的能质系数(按附录B计算，数值在0～1之间)；
        x_i——第i个输出能源分摊输入能源的比例(数值在0～1之间)。

    d) 计算每个输出能源所消耗(分摊)的输入能源量，图2所示第i个输出能源分摊的输入能源量按照式(2)计算；


    建筑能耗中冷／热量折算为电力或／和化石能源的应用案例参见附录C。

表1 常见的冷热量的能质系数

5 建筑能耗中电力和化石能源统一折算

    建筑能耗涉及的能源种类为电力、化石能源(如煤、油、天然气等)、冷／热量等，可将不同种类的能源统一折算为电力(单位为kWh)。其中冷／热量按照第4章所示方法折算为电力或／和化石能源；化石能源按照其对应的供电能耗折合，其中标准煤为1kWh电＝0．318 kgce，标准天然气为1kWh电＝0．2m³。

附录A 建筑能耗表示示例

    建筑能耗表述示例如图A．1所示。建筑输入能源为电和天然气，数量分别为63万kWh和6万m³。输入建筑的电力用于供给供暖系统(0．5万kWh)、供冷系统(20万kWh)、生活热水系统(0．5万kWh)、风机(6万kWh)、照明设备(15万kWh)、家电／办公设备(8万kWh)、电梯(2万kWh)、信息机房设备(8万kWh)、变压器损耗(1万kWh)以及其他专用设备(2万kWh)。输入建筑的天然气用于供给供暖系统(4万m³)、生活热水系统(1．5万m³)和炊事(0．5万m³)。
    根据图A．1所示的能源使用情况，该建筑能耗为63万kWh电力和6万m³天然气。
    若需要将建筑能耗统一折算为电力，则该建筑能耗为：
    63万kWh电＋6万m³天然气×1kWh电／0．2m³天然气＝93万kWh电


图A．1 建筑能耗表述示例

附录B 不同品位能源的能质系数

B．1 能质系数为能源的火用与该能源数量的比值，按式(B．1)计算，能质系数λ的数值在0～1之间。

    式中：
        λ——该种能源的能质系数，数值在0～1之间；
        Q——该种能源相应的热量；
        E_x——该种能源的火用。

B．2 电力的能质系数λ＝1。

B．3 冷／热媒的能质系数可分为以下3类：
    a) 热水的能质系数，对于供回水温度分别为T1和T2的热水，能质系数见式(B．2)：

    式中：
        T₀——环境温度，单位为开(K)；
        T₁——热水供水温度，单位为开(K)；
        T₂——热水回水温度，单位为开(K)。

    b) 冷水的能质系数，对于供、回水温度分别为T₁和T₂的冷水，能质系数见式(B．3)：

    式中：
        T₀——环境温度，单位为开(K)；
        T₁——冷水供水温度，单位为开(K)；
        T₂——冷水回水温度，单位为开(K)。

    当冷水温度低于环境温度时(例如数据中心冬季仍采用冷水进行降温)，则采用式(B．2)计算冷水的能质系数。
    c) 蒸汽的能质系数，对于蒸汽，一般做功过程为先等温地放出潜热做功，再降温至凝水温度返回热源，按式(B．4)计算蒸汽的能质系数：

    式中：
        T₀——环境温度，单位为开(K)；
        T₁——供给蒸汽压力相应的饱和温度，单位为开(K)；
        T₂——返回热源的凝水温度，单位为开(K)；
        r——蒸汽的汽化潜热，单位为千焦每千克(kJ／kg)；
        h₁——供给蒸汽的焓值，单位为千焦每千克(kJ／kg)；
        h₂——返回热源的凝水的焓值，单位为千焦每千克(kJ／kg)。
    注：冷热媒能质系数中环境温度的取值，环境温度T₀应取冷热媒使用时间段内环境温度的平均值。若在供暖季使用，T₀取为273．15K(0℃)；若在供冷季使用，T₀为303．15K(30℃)。

附录C 建筑能耗分摊与折算应用案例

    某建筑能耗情况如图C．1所示，该建筑能耗涉及的能源种类为电力、天然气、冷水和热水，该建筑全年能耗的具体数值为63万kWh电力、0．5万m³天然气、2000GJ冷水(冷水供回水温度为7℃／12℃)和2140GJ热水(热水供回水温度为95℃／70℃)。
    若需要将该建筑不同能源种类(电力、天然气、冷水、热水)的建筑能耗统一折算为电力，则需要：a)按照第4章方法将该建筑消耗的冷／热量以建筑外界冷热源制备和输送该冷／热量所需消耗的电力或／和化石能源进行折算；b)按照第5章方法将建筑能耗中电力和化石能源统一折算为电力。


图C．1 建筑能耗示例
    1) 若建筑外界制备和输送热量系统的输出为品位一致的单一能源形式
    若该建筑所消耗的热水来源为图C．2所示系统，该系统同时供给热水给多个建筑使用。该制备和输送热媒系统为天然气锅炉房，该锅炉房消耗55万m³天然气、输送热水泵电耗为5万kWh电，输出总热量为21400GJ热水。按照4．2规定，按照热量的热值分摊外界冷热源制备和输送系统所消耗的电力与化石能源。因此，图C．1所示案例中2140GJ热水折算的建筑能耗为5．5万m³天然气和0．5万kWh电。


图C．2 建筑所需热水的制备和输送系统及能耗案例1
    若该建筑所消耗的冷水来源为性能系数EER(EER＝制冷量／制冷站耗电量)为4．0的制冷站，则2000GJ冷量折算的建筑能耗为13．9万kWh电。
    因此，图C．1所示案例的建筑能耗为77．4万kWh电(其中直接耗电量63万kWh、建筑输入热量折算电耗0．5万kWh、建筑输入冷量折算电耗13．9万kWh)和6．0万m³天然气(其中直接耗气量0．5万m³、建筑输入热量折算耗气量5．5万m³)。
    若需要将图C．1建筑能耗统一折算为电力，则为：
    77．4×10⁴kWh电＋6．0×10⁴m³天然气×1kWh电／0．2m³天然气＝107．4万kWh电
    2) 若建筑外界冷热源制备和输送热量的输出为多种能源形式
    若该建筑所消耗的热水来源为图C．3所示系统，该制备和输送热媒系统为热电联产机组，该系统同时产生电力和热水，其中一部分热水供给图C．1所示建筑使用。该热电联产机组的输入能源为燃煤490tce，输出能源为100万kWh电力和200万kWh热水(即7200GJ热水，热水供回水温度为95℃／70℃)。


图C．3 建筑所需热水的制备和输送系统及能耗案例2
    按照4．3规定，采用火用分摊法进行核算分摊，步骤为：
    a) 图C．3中热电联产机组的输入能源为490tce的燃煤，输出的能源为100万kWh电力和200万kWh热量(热水的供回水温度分别为95℃和70℃)；
    b) 根据附录B和表1，电力的能质系数为1，95℃／70℃热水(供暖季取环境温度为0℃)的能质系数为0．232；
    c) 按式(1)计算，输出100万kWh电力对应的输入能源分摊比例x₁，输出200万kWh热水对应的输入能源分摊比例x₂分别为：


由此，图C．1所示案例中2140GJ热水折算的建筑能耗为2140GJ／7200GJ×155．3tce＝46．2tce。
    若该建筑所消耗的冷水来源为性能系数EER为4．0的制冷站，则2000GJ冷量折算的建筑能耗为13．9万kWh电。
    因此，图C．1所示案例中建筑能耗为76．9万kWh电(其中直接耗电量63万kWh、建筑输入冷量折算电耗13．9万kWh)、0．5万m³天然气和46．2tce煤(建筑输入热量折算煤耗)。
    若需要将图C．1建筑能耗统一折算为电力，则为：
    76．9×10⁴kWh电＋0．5×10⁴m³天然气×1kWh电／0．2m³天然气＋46．2×10³kgce×1kWh电／0．318kgce＝93．9万kWh电

下载地址