GB50019 2015 第四章室外空气计算参数 (1)
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《工业建筑供暖通风与空气调节设计规范》 宣贯会
室外空气计算参数 修订与研究
清华大学 建筑学院 燕 达
目录
室外空气计算参数的历史沿革
气象技术近年来的发展
气候变化的事实和对设计的影响 室外空气计算参数的国内外对比 工业建筑设计中对气象的需求 本次规范的修订和更新
正在开展的气象数据研究
21
目录
室外空气计算参数的历史沿革
气象技术近年来的发展
气候变化的事实和对设计的影响 室外空气计算参数的国内外对比 工业建筑设计中对气象的需求 本次规范的修订和更新
正在开展的气象数据研究
室内发热量计算参数讨论
22
我国50年气候变化现状
近50年华北区域年平均气温表现出明显的上升趋势，升温速率达到0.44℃/10年，显著高于全 球平均升温率的0.07℃/10年（IPCC,2007）。升温主要从20世纪70年代开始。
出版时间：2008 统计年份： 1971~2003 《采暖通风与空气调节设计规范》 (GB50019-2003) 原始数据：4次定时 处理方法：1个点代表6个小时 处理结果：270个台站 《中国建筑热环境分析专用气象数据集》（ 2005） 数据类型：26类 数据沿用《中国建筑热环境分 《实用供热空调设计手册（第二版）》 (2007) 析专用气象数据集》
1979年
1987年
1995年
2003年
2005年
规范标准中室外计算参数应用沿革
1975年
《工业企业采暖通风和空气调节设计规范》(TJ19-75) 《暖通空调气象资料集》（ 1979 ） 气象数据统计方法和规定均沿用 87版规范内容 《采暖通风与空气调节设计规范》(GBJ19-87) 《空气调节设计手册（第二版）》(1995)
外墙传热系数 （W/(㎡·K)） 0.60
屋面传热系数 （W/(㎡·K)） 0.55
外窗传热系数 （W/(㎡·K)） 2.7
外窗遮阳系数SC 0.70
26
30年气候变化对设计的影响
计算结果（北京某办公建筑）
北京30年供冷季平均温度（℃） 北京办公建筑30年供冷季能耗
升高11.6%
北京办公建筑30年供暖季能耗
1979年
1987年
1995年
2003年
2005年
2007年
2012年
民用规范室外计算参数统计方法
冬季
空调室外计算干球温度：采用历年平均不保证1日/年的日平均温度 供暖室外计算干球温度：采用历年平均不保证5日/年的日平均温度 通风室外计算干球温度：采用累年最冷月平均温度 空调室外计算相对湿度：采用累年最冷月平均相对湿度
规范标准中室外计算参数应用沿革
1975年
《工业企业采暖通风和空气调节设计规范》(TJ19-75) 《暖通空调气象资料集》（1979）
将供热、空调与通风推广至民用；室外计算参数定义沿用 了79年数据集，相比于原75年版有少许文字叙述上的改动， 但是其主要定义方法仍沿袭了75年的版本
1979年
1987年
华北区域气候中心. 华北区域气候变化评估报告[R]. 北京：中国气象局，2012.
23
我国50年气候变化现状
冬季 春季
夏季
秋季
1961～2009年华北区域各季节平均气温变化
华北区域气候中心. 华北区域气候变化评估报告[R]. 北京：中国气象局，2012.
24
不同统计时间段气象参数对比
2012版民规的附录中，分别给出了1981-2010,1971-2000，1951-1980
室内发热量计算参数讨论
2
目录
室外空气计算参数的历史沿革
气象技术近年来的发展
气候变化的事实和对设计的影响 室外空气计算参数的国内外对比 工业建筑设计中对气象的需求 本次规范的修订和更新
正在开展的气象数据研究
室内发热量计算参数讨论
3
气象参数对设计的重要意义
建筑热环境受室外气候条件、室内各种热源的发热状况以及室内外通 风状况所决定的； 气象参数通过墙体传热、太阳辐射透射、通风等过程对室内环境和空 调采暖负荷造成影响； 因此，室外空气计算参数是进行暖通空调设计的重要边界条件。
1979年
1987年
1995年
2003年
2005年
2007年
规范标准中室外计算参数应用沿革
1975年
《工业企业采暖通风和空气调节设计规范》(TJ19-75) 《暖通空调气象资料集》（ 1979 ） 气象数据统计方法和规定均沿用 87版规范内容 《采暖通风与空气调节设计规范》(GBJ19-87) 《空气调节设计手册（第二版）》(1995)
目录
室外空气计算参数的历史沿革
气象技术近年来的发展
气候变化的事实和对设计的影响 室外空气计算参数的国内外对比 工业建筑设计中对气象的需求 本次规范的修订和更新
正在开展的气象数据研究
室内发热量计算参数讨论
16
气象技术近年来的发展
台站数量不断增加
地面气象观测站从建国初期的101个，增长为目前2300个左右 北京目前已有20个国家级地面气象观测站，自动站已达300多个
室外焓值
空调
太阳辐射
新风
外温
透过外窗的 太阳辐射
新风负荷
渗风负荷
围护结构 传热负荷
4
室外空气计算参数的获取方法
建筑热过程
气象数据 统计方法
负荷计算方法
统计方法 术语表述
气象数据统计
室外空气计算 参数
气象部门 术语
原始气象参数
5
规范标准中室外计算参数应用沿革
1975年
《工业企业采暖通风和空气调节设计规范》(TJ19-75)
首次出现暖通空调设计手册和规范对气象参数的解释，其 对室外空气计算参数的确定方法是我国这四十年来室外空 气计算参数确定方法的源头
出版时间：1976 统计年份：1951~1970 原始数据：4次定时 处理方法：1个点代表6个小时 处理结果：111个台站 数据类型：32类
规范标准中室外计算参数应用沿革
出版时间：2003 修订时取消了“室外气象参数” 《采暖通风与空气调节设计规范》 (GB50019-2003) 表，原计划另行出版的《采暖 与空气调节气象资料集》由于 各种原因一直未能出版。 因此仍沿用87年规范中数据。
1979年
1987年
1995年
2003年
规范标准中室外计算参数应用沿革
1975年
夏季空气调节室外计算干球温度(℃)
-10
1951-1980
1971-2000
1981-2010
25
30年气候变化对设计的影响
计算案例（北京某办公建筑）
• • • • •
5层中型办公建筑，四向窗墙比皆设置为0.4； 外墙：钢筋混凝土+EPS保温板重型墙； 外窗：普通双层玻璃； 典型办公建筑的人员、设备、灯光作息； 围护结构根据《公共建筑节能设计标准》（GB50189-2005）设置。
2007年
《实用供热空调设计手册（第二版）》 (2007) 《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》(GB50736-2012)
2012年
规范标准中室外计算参数应用沿革
1975年
《工业企业采暖通风和空气调节设计规范》(TJ19-75) 《暖通空调气象资料集》（1979） 《采暖通风与空气调节设计规范》(GBJ19-87) 《空气调节设计手册（第二版）》(1995) 《采暖通风与空气调节设计规范》(GB50019-2003) 《中国建筑热环境分析专用气象数据集》（2005） 《实用供热空调设计手册（第二版）》 (2007) 《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》(GB50736-2012)
出版时间：1995 统计年份：1951~1980 原始数据：4次定时 处理方法：1个点代表6个小时 处理结果：177个台站 数据类型：26类
1979年
198Байду номын сангаас年
1995年
规范标准中室外计算参数应用沿革
1975年
《工业企业采暖通风和空气调节设计规范》(TJ19-75) 《暖通空调气象资料集》（ 1979 ） 气象数据统计方法和规定均沿用 87版规范内容 《采暖通风与空气调节设计规范》(GBJ19-87) 《空气调节设计手册（第二版）》(1995)
2004年以来，自动气象观测站陆续建成，实现人工观测向自动观测的转变
观测精度也从原有四次定时数据，逐渐转变为逐小时甚至逐分钟数据
温湿度
雨量计
不同深度 层地温
辐射观测
20
气象技术近年来的发展
数据处理技术
计算机技术发展之后，电脑计算替代了人工手算，大大加大了工作效率， 减少劳动负荷
原始数据可实时记录、实时上传、实时下载 1979年编制气象数据时，动用了一个连的人力，历经一个月的封闭计算统 计，而现在利用计算机程序数分钟就可轻松实现所有计算
《工业企业采暖通风和空气调节设计规范》(TJ19-75) 《暖通空调气象资料集》（ 1979 ） 气象数据统计方法和规定均沿用 87版规范内容 《采暖通风与空气调节设计规范》(GBJ19-87) 《空气调节设计手册（第二版）》(1995)
出版时间：2005 统计年份： 1971~2003 《采暖通风与空气调节设计规范》 (GB50019-2003) 原始数据：4次定时 处理方法：1个点代表6个小时 处理结果：270个台站 《中国建筑热环境分析专用气象数据集》（ 2005） 数据类型：26类
夏季
空调室外计算干球温度：采用历年平均不保证50h/年的干球温度 空调室外计算湿球温度：采用历年平均不保证50h/年的湿球温度 通风室外计算干球温度：历年最热月14时的月平均温度的平均值 通风室外计算相对湿度：历年最热月14时的月平均相对湿度的平均值 空调室外计算日平均温度：采用历年平均不保证5日/年的日平均温度 设计日：利用日平均温度生成典型天
的几个时间段内设计参数统计结果对比
由于气候变暖的事实，室外计算参数的数值也显著升高
供暖室外计算温度(℃)
0 -1 -2 -3 -4 -5 -6 -7 -8 -9 -9 -7.6 32 -6.9 1951-1980 1971-2000 1981-2010 34.5 34 33.5 33 32.5 35
1975年
《工业企业采暖通风和空气调节设计规范》(TJ19-75) 《暖通空调气象资料集》（ 1979） 室外计算参数基本沿用75年规范的统计方法，订正了少量
常用气象术语
1979年
出版时间：1979 统计年份：1951~1970 原始数据：4次定时 处理方法：1个点代表6个小时 处理结果：954个台站 数据类型：43类
降低8.4%
•
北京30年供冷季平均气温上升2.01℃，而供冷季能耗相对1971年上升11.6%；30年 供暖季平均气温上升2.19℃，30年供暖季能耗相比首年下降了8.4%。
27
目录
室外空气计算参数的历史沿革
气象技术近年来的发展
气候变化的事实和对设计的影响 室外空气计算参数的国内外对比 工业建筑设计中对气象的需求 本次规范的修订和更新
出版时间：2012 统计年份： 1971~2000 《采暖通风与空气调节设计规范》 (GB50019-2003) 原始数据：4次定时 处理方法：1个点代表6个小时 处理结果：289个台站 《中国建筑热环境分析专用气象数据集》（ 2005） 数据类型：32类
1979年
1987年
1995年
2003年
2005年
正在开展的气象数据研究
室内发热量计算参数讨论
28
美国ASHRAE室外计算参数统计方法介绍
ASHRAE HANDBOOK FUNDAMENTALS 2013
17
气象技术近年来的发展
1957年气象要素人工操作、读数、记录
54511站1957.8.2辐射参数观测记录表
18
气象技术近年来的发展
1988年气象要素人工操作、读数、记录
54511站1988.8.9~12地面气象参数观测记录表
19
气象技术近年来的发展
从人工观测向自动观测转变
建站初期，气象要素的采集全靠人工观测的仪器，还有云量、水平能见度 等人工目测项目。所有设备都需人工操作、读数、记录，工作量巨大。
《采暖通风与空气调节设计规范》(GBJ19-87)
出版时间：1987 统计年份：1951~1980 原始数据：4次定时 处理方法：1个点代表6个小时 处理结果：203个台站 数据类型：40类
规范标准中室外计算参数应用沿革
1975年
《工业企业采暖通风和空气调节设计规范》(TJ19-75) 《暖通空调气象资料集》（ 1979 ） 气象数据统计方法和规定均沿用 87版规范内容 《采暖通风与空气调节设计规范》(GBJ19-87) 《空气调节设计手册（第二版）》(1995)
室外空气计算参数 修订与研究
清华大学 建筑学院 燕 达
目录
室外空气计算参数的历史沿革
气象技术近年来的发展
气候变化的事实和对设计的影响 室外空气计算参数的国内外对比 工业建筑设计中对气象的需求 本次规范的修订和更新
正在开展的气象数据研究
21
目录
室外空气计算参数的历史沿革
气象技术近年来的发展
气候变化的事实和对设计的影响 室外空气计算参数的国内外对比 工业建筑设计中对气象的需求 本次规范的修订和更新
正在开展的气象数据研究
室内发热量计算参数讨论
22
我国50年气候变化现状
近50年华北区域年平均气温表现出明显的上升趋势，升温速率达到0.44℃/10年，显著高于全 球平均升温率的0.07℃/10年（IPCC,2007）。升温主要从20世纪70年代开始。
出版时间：2008 统计年份： 1971~2003 《采暖通风与空气调节设计规范》 (GB50019-2003) 原始数据：4次定时 处理方法：1个点代表6个小时 处理结果：270个台站 《中国建筑热环境分析专用气象数据集》（ 2005） 数据类型：26类 数据沿用《中国建筑热环境分 《实用供热空调设计手册（第二版）》 (2007) 析专用气象数据集》
1979年
1987年
1995年
2003年
2005年
规范标准中室外计算参数应用沿革
1975年
《工业企业采暖通风和空气调节设计规范》(TJ19-75) 《暖通空调气象资料集》（ 1979 ） 气象数据统计方法和规定均沿用 87版规范内容 《采暖通风与空气调节设计规范》(GBJ19-87) 《空气调节设计手册（第二版）》(1995)
外墙传热系数 （W/(㎡·K)） 0.60
屋面传热系数 （W/(㎡·K)） 0.55
外窗传热系数 （W/(㎡·K)） 2.7
外窗遮阳系数SC 0.70
26
30年气候变化对设计的影响
计算结果（北京某办公建筑）
北京30年供冷季平均温度（℃） 北京办公建筑30年供冷季能耗
升高11.6%
北京办公建筑30年供暖季能耗
1979年
1987年
1995年
2003年
2005年
2007年
2012年
民用规范室外计算参数统计方法
冬季
空调室外计算干球温度：采用历年平均不保证1日/年的日平均温度 供暖室外计算干球温度：采用历年平均不保证5日/年的日平均温度 通风室外计算干球温度：采用累年最冷月平均温度 空调室外计算相对湿度：采用累年最冷月平均相对湿度
规范标准中室外计算参数应用沿革
1975年
《工业企业采暖通风和空气调节设计规范》(TJ19-75) 《暖通空调气象资料集》（1979）
将供热、空调与通风推广至民用；室外计算参数定义沿用 了79年数据集，相比于原75年版有少许文字叙述上的改动， 但是其主要定义方法仍沿袭了75年的版本
1979年
1987年
华北区域气候中心. 华北区域气候变化评估报告[R]. 北京：中国气象局，2012.
23
我国50年气候变化现状
冬季 春季
夏季
秋季
1961～2009年华北区域各季节平均气温变化
华北区域气候中心. 华北区域气候变化评估报告[R]. 北京：中国气象局，2012.
24
不同统计时间段气象参数对比
2012版民规的附录中，分别给出了1981-2010,1971-2000，1951-1980
室内发热量计算参数讨论
2
目录
室外空气计算参数的历史沿革
气象技术近年来的发展
气候变化的事实和对设计的影响 室外空气计算参数的国内外对比 工业建筑设计中对气象的需求 本次规范的修订和更新
正在开展的气象数据研究
室内发热量计算参数讨论
3
气象参数对设计的重要意义
建筑热环境受室外气候条件、室内各种热源的发热状况以及室内外通 风状况所决定的； 气象参数通过墙体传热、太阳辐射透射、通风等过程对室内环境和空 调采暖负荷造成影响； 因此，室外空气计算参数是进行暖通空调设计的重要边界条件。
1979年
1987年
1995年
2003年
2005年
2007年
规范标准中室外计算参数应用沿革
1975年
《工业企业采暖通风和空气调节设计规范》(TJ19-75) 《暖通空调气象资料集》（ 1979 ） 气象数据统计方法和规定均沿用 87版规范内容 《采暖通风与空气调节设计规范》(GBJ19-87) 《空气调节设计手册（第二版）》(1995)
目录
室外空气计算参数的历史沿革
气象技术近年来的发展
气候变化的事实和对设计的影响 室外空气计算参数的国内外对比 工业建筑设计中对气象的需求 本次规范的修订和更新
正在开展的气象数据研究
室内发热量计算参数讨论
16
气象技术近年来的发展
台站数量不断增加
地面气象观测站从建国初期的101个，增长为目前2300个左右 北京目前已有20个国家级地面气象观测站，自动站已达300多个
室外焓值
空调
太阳辐射
新风
外温
透过外窗的 太阳辐射
新风负荷
渗风负荷
围护结构 传热负荷
4
室外空气计算参数的获取方法
建筑热过程
气象数据 统计方法
负荷计算方法
统计方法 术语表述
气象数据统计
室外空气计算 参数
气象部门 术语
原始气象参数
5
规范标准中室外计算参数应用沿革
1975年
《工业企业采暖通风和空气调节设计规范》(TJ19-75)
首次出现暖通空调设计手册和规范对气象参数的解释，其 对室外空气计算参数的确定方法是我国这四十年来室外空 气计算参数确定方法的源头
出版时间：1976 统计年份：1951~1970 原始数据：4次定时 处理方法：1个点代表6个小时 处理结果：111个台站 数据类型：32类
规范标准中室外计算参数应用沿革
出版时间：2003 修订时取消了“室外气象参数” 《采暖通风与空气调节设计规范》 (GB50019-2003) 表，原计划另行出版的《采暖 与空气调节气象资料集》由于 各种原因一直未能出版。 因此仍沿用87年规范中数据。
1979年
1987年
1995年
2003年
规范标准中室外计算参数应用沿革
1975年
夏季空气调节室外计算干球温度(℃)
-10
1951-1980
1971-2000
1981-2010
25
30年气候变化对设计的影响
计算案例（北京某办公建筑）
• • • • •
5层中型办公建筑，四向窗墙比皆设置为0.4； 外墙：钢筋混凝土+EPS保温板重型墙； 外窗：普通双层玻璃； 典型办公建筑的人员、设备、灯光作息； 围护结构根据《公共建筑节能设计标准》（GB50189-2005）设置。
2007年
《实用供热空调设计手册（第二版）》 (2007) 《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》(GB50736-2012)
2012年
规范标准中室外计算参数应用沿革
1975年
《工业企业采暖通风和空气调节设计规范》(TJ19-75) 《暖通空调气象资料集》（1979） 《采暖通风与空气调节设计规范》(GBJ19-87) 《空气调节设计手册（第二版）》(1995) 《采暖通风与空气调节设计规范》(GB50019-2003) 《中国建筑热环境分析专用气象数据集》（2005） 《实用供热空调设计手册（第二版）》 (2007) 《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》(GB50736-2012)
出版时间：1995 统计年份：1951~1980 原始数据：4次定时 处理方法：1个点代表6个小时 处理结果：177个台站 数据类型：26类
1979年
198Байду номын сангаас年
1995年
规范标准中室外计算参数应用沿革
1975年
《工业企业采暖通风和空气调节设计规范》(TJ19-75) 《暖通空调气象资料集》（ 1979 ） 气象数据统计方法和规定均沿用 87版规范内容 《采暖通风与空气调节设计规范》(GBJ19-87) 《空气调节设计手册（第二版）》(1995)
2004年以来，自动气象观测站陆续建成，实现人工观测向自动观测的转变
观测精度也从原有四次定时数据，逐渐转变为逐小时甚至逐分钟数据
温湿度
雨量计
不同深度 层地温
辐射观测
20
气象技术近年来的发展
数据处理技术
计算机技术发展之后，电脑计算替代了人工手算，大大加大了工作效率， 减少劳动负荷
原始数据可实时记录、实时上传、实时下载 1979年编制气象数据时，动用了一个连的人力，历经一个月的封闭计算统 计，而现在利用计算机程序数分钟就可轻松实现所有计算
《工业企业采暖通风和空气调节设计规范》(TJ19-75) 《暖通空调气象资料集》（ 1979 ） 气象数据统计方法和规定均沿用 87版规范内容 《采暖通风与空气调节设计规范》(GBJ19-87) 《空气调节设计手册（第二版）》(1995)
出版时间：2005 统计年份： 1971~2003 《采暖通风与空气调节设计规范》 (GB50019-2003) 原始数据：4次定时 处理方法：1个点代表6个小时 处理结果：270个台站 《中国建筑热环境分析专用气象数据集》（ 2005） 数据类型：26类
夏季
空调室外计算干球温度：采用历年平均不保证50h/年的干球温度 空调室外计算湿球温度：采用历年平均不保证50h/年的湿球温度 通风室外计算干球温度：历年最热月14时的月平均温度的平均值 通风室外计算相对湿度：历年最热月14时的月平均相对湿度的平均值 空调室外计算日平均温度：采用历年平均不保证5日/年的日平均温度 设计日：利用日平均温度生成典型天
的几个时间段内设计参数统计结果对比
由于气候变暖的事实，室外计算参数的数值也显著升高
供暖室外计算温度(℃)
0 -1 -2 -3 -4 -5 -6 -7 -8 -9 -9 -7.6 32 -6.9 1951-1980 1971-2000 1981-2010 34.5 34 33.5 33 32.5 35
1975年
《工业企业采暖通风和空气调节设计规范》(TJ19-75) 《暖通空调气象资料集》（ 1979） 室外计算参数基本沿用75年规范的统计方法，订正了少量
常用气象术语
1979年
出版时间：1979 统计年份：1951~1970 原始数据：4次定时 处理方法：1个点代表6个小时 处理结果：954个台站 数据类型：43类
降低8.4%
•
北京30年供冷季平均气温上升2.01℃，而供冷季能耗相对1971年上升11.6%；30年 供暖季平均气温上升2.19℃，30年供暖季能耗相比首年下降了8.4%。
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目录
室外空气计算参数的历史沿革
气象技术近年来的发展
气候变化的事实和对设计的影响 室外空气计算参数的国内外对比 工业建筑设计中对气象的需求 本次规范的修订和更新
出版时间：2012 统计年份： 1971~2000 《采暖通风与空气调节设计规范》 (GB50019-2003) 原始数据：4次定时 处理方法：1个点代表6个小时 处理结果：289个台站 《中国建筑热环境分析专用气象数据集》（ 2005） 数据类型：32类
1979年
1987年
1995年
2003年
2005年
正在开展的气象数据研究
室内发热量计算参数讨论
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美国ASHRAE室外计算参数统计方法介绍
ASHRAE HANDBOOK FUNDAMENTALS 2013
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气象技术近年来的发展
1957年气象要素人工操作、读数、记录
54511站1957.8.2辐射参数观测记录表
18
气象技术近年来的发展
1988年气象要素人工操作、读数、记录
54511站1988.8.9~12地面气象参数观测记录表
19
气象技术近年来的发展
从人工观测向自动观测转变
建站初期，气象要素的采集全靠人工观测的仪器，还有云量、水平能见度 等人工目测项目。所有设备都需人工操作、读数、记录，工作量巨大。
《采暖通风与空气调节设计规范》(GBJ19-87)
出版时间：1987 统计年份：1951~1980 原始数据：4次定时 处理方法：1个点代表6个小时 处理结果：203个台站 数据类型：40类
规范标准中室外计算参数应用沿革
1975年
《工业企业采暖通风和空气调节设计规范》(TJ19-75) 《暖通空调气象资料集》（ 1979 ） 气象数据统计方法和规定均沿用 87版规范内容 《采暖通风与空气调节设计规范》(GBJ19-87) 《空气调节设计手册（第二版）》(1995)