Стандарт ANSI/ASHRAE/IES 90.1: Энергетический стандарт для зданий, за исключением малоэтажных жилых зданий — стандарт Американского национального института стандартов (ANSI), опубликованный ASHRAE и совместно спонсируемый Обществом инженеров-светотехников (IES), который устанавливает минимальные требования к энергоэффективным проектам для зданий, за исключением малоэтажных жилых зданий (т. е. односемейных домов , многосемейных зданий высотой менее четырех этажей, мобильных домов и модульных домов ). Первоначальный стандарт ASHRAE 90 был опубликован в 1975 году. С тех пор он выходил в нескольких редакциях. В 1999 году Совет директоров ASHRAE проголосовал за то, чтобы поместить стандарт на постоянное обслуживание, основанное на быстрых изменениях в энергетических технологиях и ценах на энергию. Это позволяет обновлять его несколько раз в год. Стандарт был переименован в ASHRAE 90.1 в 2001 году. [1] С тех пор он обновлялся в 2004, 2007, 2010, 2013, 2016 и 2019 годах для отражения более новых и эффективных технологий. [2]
В целом, у проектировщиков зданий есть два способа или пути для соблюдения стандарта ASHRAE 90.1:
В разделах стандарта есть некоторые вариации этого. Некоторые разделы имеют обязательные положения, упрощенные подходы или возможности компромисса.
Стандарт ASHRAE 90.1 включает предписывающие требования по следующим пунктам:
В подходе на основе производительности базовый бюджет затрат на энергию ( ECB ) устанавливается на основе размера здания и программы. Этот базовый ECB устанавливается с использованием моделирования производительности здания для моделирования здания с тем же размером и программой, что и проектное здание, построенное в соответствии с предписывающими требованиями ASHRAE 90.1 (разделы 5-10). ECB выражается в единицах долларов.
Затем выполняется моделирование производительности здания на предлагаемом проекте здания. Предлагаемый бюджет затрат на энергию должен быть меньше или равен базовому бюджету затрат на энергию для достижения соответствия.
Подход к производительности также используется для демонстрации энергоэффективности проекта , часто выражаемой в процентах лучше, чем стандарт ASHRAE 90.1 . Проекты зданий будут указывать свою производительность как «на 40% лучше, чем ASHRAE 90.1-2007» или «на 20% лучше, чем ASHRAE 90.1-2010». Процентное улучшение по сравнению с ASHRAE 90.1 является основой для присуждения энергетических баллов в системе рейтинга LEED .
Многие штаты применяют ASHRAE 90.1 к строящимся или реконструируемым зданиям. Большинство штатов применяют стандарт или эквивалентные стандарты для всех коммерческих зданий. Другие применяют стандарт или эквивалентные стандарты для всех правительственных зданий. Некоторые штаты применяют другие стандарты энергосбережения для всех коммерческих зданий, а некоторые другие штаты используют комбинацию стандарта ASHRAE 90.1 для всех правительственных зданий и другие стандарты энергосбережения для своих коммерческих зданий. Несколько штатов не применяют никаких стандартов энергосбережения для своих правительственных и коммерческих зданий. [3]
Текущий статус принятия энергетических кодексов отслеживается Проектом содействия строительным кодексам . По состоянию на сентябрь 2020 года в 7 штатах действуют кодексы, которые соответствуют или превосходят стандарт ASHRAE 90.1-2016; в 14 штатах действуют кодексы, которые соответствуют или превосходят стандарт ASHRAE 90.1-2013; в 8 штатах действуют кодексы, которые соответствуют или превосходят стандарт ASHRAE 90.1-2010; в 9 штатах действуют кодексы, которые соответствуют или превосходят стандарт ASHRAE 90.1-2007, а в 8 штатах либо нет общегосударственного кодекса, либо есть кодекс, предшествующий 90.1-2004. [4] Калифорнийский энергетический кодекс (CCR Title 24 Part 6) имеет очень похожую структуру и требования.
ASHRAE 90.1 также является отраслевым стандартом, на который ссылается USGBC в программе сертификации зданий LEED . Он часто используется в качестве базового уровня для сравнения в ходе проектов по модернизации энергосистем или любых проектов, в которых используется моделирование эксплуатационных характеристик зданий.
За пределами США Энергосберегающий строительный кодекс Индии имеет форму и сферу применения, схожие с ASHRAE 90.1. (В других странах существуют другие формы, такие как рейтинг энергоэффективности зданий Ирландии или Постановление об энергоэффективности зданий Гонконга )
Разработка Стандарта 90 началась после энергетического кризиса 1970-х годов . Президент ASHRAE Роберт Р. Кирквуд сделал темой ASHRAE 1973 года «Оптимальное использование энергии с помощью технологий». На зимнем заседании ASHRAE в Лос-Анджелесе в феврале 1974 года Национальное бюро стандартов (NBS) представило свои ранние разработки стандарта энергопотребления зданий 200 участникам заседания ASHRAE. NBS и Национальная конференция штатов по строительным нормам и стандартам (NCSBCS) предложили передать разработку стандарта ASHRAE, и ASHRAE согласилась. [5]
Разработка предлагаемого стандарта, Стандарта 90P, была завершена менее чем за шесть месяцев. ASHRAE привлекла представителей Американского института архитекторов (AIA), Общества инженеров-светотехников (IES), Ассоциации подрядчиков-механиков Америки (MCAA), Института кондиционирования и охлаждения воздуха (ARI) и Ассоциации электроэнергетики (EEA). Проект стандарта был выпущен 21 июня 1974 года для публичного ознакомления 5000 заинтересованных сторон отрасли. Были получены комментарии, внесены изменения, и первоначальная версия была выпущена как Стандарт ASHRAE 90-1975 14 января 1975 года. [5]
В 2004 году стандарт ASHRAE 90.1 применялся к зданиям, ограждающим конструкциям зданий и большинству механических и осветительных систем в здании. Новые строящиеся здания и системы, которые управляют новыми зданиями, будут охватываться стандартом. Стандарт также будет применяться к пристройкам к существующим зданиям и их системам, а также к изменениям в существующей системе зданий. Для того чтобы стандарт ASHRAE 90.1 применялся к ограждающим конструкциям зданий, здание должно отапливаться системой отопления с выходной мощностью более 3,4 БТЕ/ч-фут2 или охлаждаться системой охлаждения с выходной мощностью более 5 БТЕ/ч-фут2. Здания, которые освобождены от ASHRAE 90.1, — это односемейные дома, многосемейные дома с тремя этажами или менее, сборные или модульные дома, здания, которые не используют электричество или ископаемое топливо, а также оборудование и строительные системы, которые используются в промышленных, производственных или коммерческих целях. [2]
В 2007 году обновленная версия ASHRAE 90.1 охватывает многие разделы здания, включая ограждающие конструкции, отопление, вентиляцию и кондиционирование воздуха, горячее водоснабжение и освещение. [1]
Ограждающие конструкции здания должны быть разделены на 3 различные категории кондиционируемых помещений, которые являются (a) нежилыми кондиционируемыми помещениями, (b) жилыми кондиционируемыми помещениями и (c) полуотапливаемыми помещениями. Каждая из них имеет различные требования, которым должны соответствовать оболочки зданий, а именно изоляция, оконные проемы и двери, а также утечка воздуха. Требования к этим положениям изложены в руководстве ASHRAE 90.1 и имеют множество требований для каждого из них. Каждая секция оболочки здания, крыша, стены и пол имеют различные требования для каждого из обязательных положений. [1]
Система HVAC имеет много различных требований, которые должны быть выполнены. Это связано с тем, что существует множество типов систем HVAC, каждая из которых имеет различные требования. Раздел HVAC имеет больше всего требований, поскольку существует множество различных типов систем. Существуют системы, которые нельзя использовать, и то, что системы должны иметь для соответствия требованиям. Документ ASHRAE 90.1 содержит несколько таблиц, которые содержат минимальные требования к эффективности для каждой системы. [1]
Системы горячего водоснабжения должны пройти расчет нагрузки перед установкой. Каждая система должна соответствовать рекомендациям производителя по размерам. Каждая система также должна иметь оборудование, которое соответствует минимальной эффективности, указанной в таблице в документе ASHRAE 90.1. Трубы, по которым течет горячая вода, должны быть изолированы, и для каждого типа системы и материала труб существуют определенные требования к изоляции. Существует множество элементов управления, которые необходимы для систем горячего водоснабжения, и каждый элемент управления имеет различные требования. К ним относятся элементы управления температурой, элементы управления поддержанием температуры, элементы управления температурой на выходе и элементы управления циркуляционным насосом. Существуют также требования к нагревателям для бассейнов, покрытиям для бассейнов и тепловым ловушкам для подогреваемых бассейнов. [1]
Если в каком-либо помещении здания устанавливаются или заменяются новые светильники, за некоторыми исключениями, они должны соответствовать требованиям плотности мощности освещения. Освещение также имеет много требований, которые необходимо соблюдать, в том числе предписывающие требования по определению количества светильников для здания. Существуют также элементы управления внутренним освещением, которые необходимо установить для зданий площадью более 5000 кв. футов. Также существует много требований к освещению, которые включают указатели выхода и наружное освещение. [1]
В издании ASHRAE 90.1 2010 года было внесено много изменений, включая определения, таблицы и разделы. Экономия энергии по сравнению с 90.1-2004 составила приблизительно 25 процентов, включая нагрузки подключения, и приблизительно 31 процент без учета нагрузок подключения. DOE выдало положительное заключение и уведомило штаты о том, что они должны принять 90.1-2010 или кодекс, который DOE принимает в качестве эквивалента, к октябрю 2013 года.
Область действия была расширена, чтобы включить определенные промышленные процессы, которые в издании 2010 года включают только экономайзеры для центров обработки данных. Изменения в ограждающих конструкциях здания включают световые люки, солнечное отражение, тепловое излучение, воздушные барьеры и солнечную ориентацию.
Были пересмотрены минимальные требования к эффективности для многих типов оборудования HVAC. Другие изменения затрагивают максимальные пределы мощности вентилятора, расчет напора насоса, размеры труб охлажденной воды, изоляцию излучающей панели, однозонный VAV и сброс температуры приточного воздуха. Для многих других систем HVAC требуется рекуперация энергии. Несколько исключений повторного нагрева были устранены или изменены. Были введены ограничения на нагрев воздуха сверху. Были добавлены требования к экономайзеру для большего количества климатических зон и меньших систем. Класс A теперь требуется для всех герметизирующих устройств воздуховодов.
Плотность мощности освещения (LPD) в среднем немного снизилась. Были добавлены требования к дневному освещению и связанному с ним управлению освещением. Было добавлено много требований к управлению освещением, включая независимое функциональное тестирование управления освещением, управление присутствием и отсутствием, управление внешним освещением и отключение всего здания. Офисы и компьютерные классы теперь требуют, чтобы 50 процентов розеток 120 В автоматически переключались. Были добавлены требования к насосам повышения давления технической воды и лифтам. [6] [7]
В издании 2013 года было внесено несколько обновлений в разделы стандарта, касающиеся оболочки здания, освещения и механики. С каждым новым изданием стандарта ANSI/ASHRAE/IES 90.1 DOE по закону [8] обязано выносить определение относительно того, улучшит ли обновленное издание энергоэффективность в коммерческих зданиях. DOE вынесло положительное определение, в котором говорилось, что стандарт 90.1-2013 позволит достичь большей энергоэффективности в зданиях, подпадающих под этот кодекс. По сравнению с 90.1-2010, ожидается, что 90.1-2013 сэкономит приблизительно 8,7% стоимости энергии, 8,5% энергии источника и 6,7% энергии на месте. [9]
Обновления раздела ограждающих конструкций здания 90.1-2013 включают изменения в предписывающих требованиях к непрозрачным оболочкам и характеристикам окон в нескольких климатических зонах и изменения в требованиях к ориентации окон. Обновления раздела освещения включают измененные требования к допустимой мощности освещения для внутреннего и внешнего освещения; и изменения в требованиях к управлению освещением на основе датчиков дневного освещения и присутствия . В механическом разделе пересмотрены минимальные требования к эффективности для многих типов оборудования HVAC. Кроме того, включены новые требования к коммерческим холодильникам , морозильникам и холодильному оборудованию , системам отопления в вестибюлях и изменения в требованиях к оптимальному запуску для систем DDC , размеру системы и пороговым значениям наружного воздуха для рекуперации энергии и пороговым значениям присутствия для DCV . [10]
Издание ASHRAE 90.1 2016 года содержит несколько важных изменений для снижения потребления энергии в коммерческих зданиях. Значительные изменения включают новый путь соответствия, известный как метод оценки производительности, включенный в Приложение G [11] документа стандартов, добавление двух новых погодных зон, новый формат документа и новые технические требования к ограждающим конструкциям зданий, освещению и механическим системам. DOE вынесло положительное определение, что Стандарт 90.1-2016 позволит достичь большей энергоэффективности в зданиях, подпадающих под действие кодекса, и уведомило штаты о том, что они должны принять 90.1-2016 или кодекс, который DOE принимает в качестве эквивалента, к февралю 2020 года. [12] По сравнению с 90.1-2013, ожидается, что 90.1-2016 сэкономит приблизительно 8,2% стоимости энергии, 7,9% энергии источника и 6,7% энергии на месте. [13]
Обновления раздела ограждающих конструкций здания включают обязательные требования к проверке ограждающих конструкций, документацию, подтверждающую снижение инфильтрации воздуха , обновления требований к утечке воздуха подъемных дверей; изменения предписывающих требований к металлическим крышам зданий, стенам и оконным проемам и непрозрачным дверям и дополнительные требования для климатической зоны 0. Обновления в разделе освещения включают измененные требования к допустимой мощности освещения для внутреннего и внешнего освещения; требования к эффективности источника света для жилых помещений и изменения требований к управлению освещением. Изменения в механическом разделе включают обновления учета охлаждающей установки, DOAS, эффективности лифта, обнаружения и диагностики неисправностей экономайзера .
В дополнение к методу бюджета затрат на энергию Приложение G разрешено как новый путь соответствия. [14] Базовый уровень Приложения G зафиксирован на определенном уровне, что позволяет сравнивать здания из любой версии кода со стабильным базовым уровнем с использованием новой метрики, называемой коэффициентом производительности здания (BPF). BPF основан на климатической зоне и типе здания, что обеспечивает большую гибкость в моделировании соответствия. [10] [15]
В издании ASHRAE 90.1 2019 года [16] были сделаны различные изменения и разъяснения для улучшения внутренней согласованности. Значительные изменения включают: новые требования к вводу в эксплуатацию согласно стандарту ASHRAE/IES 202; [17] и обновления разделов «Ограждающие конструкции здания», «Освещение», «Механика», «Бюджет затрат на энергию», «Метод оценки производительности».
Обновления раздела ограждающих конструкций здания включают пересмотр исключений для требований к утечке воздуха и SHGC , пересмотры коэффициента теплопередачи для оконных проемов . В разделе освещения допуск на плотность мощности освещения изменен для методов «пространство за пространством» и «площадь здания». Добавлен новый упрощенный метод освещения для офисных и торговых зданий площадью до 25 000 квадратных футов (2300 м 2 ). Кроме того, включены требования к управлению освещением для парковок и исключения для управления в зонах дневного освещения. В разделе механики добавлены новые требования для разрешения варианта использования ASHRAE 90.4 [17] вместо стандарта ASHRAE 90.1 в компьютерных залах с нагрузкой ИТ-оборудования более 10 кВт; эффективность насоса; обновления таблиц эффективности оборудования, новые требования к отчетности о мощности вентилятора для потолочных вентиляторов; обновленные требования к выбору двигателя вентилятора; и новые требования к рекуперации энергии в высотных жилых зданиях и к рекуперации тепла конденсатора для стационарных больниц интенсивной терапии.
В разделе 11 добавлены базовые требования к методу бюджета затрат на энергию (ECB) для систем генерации электроэнергии на месте . Обновления раздела стандартов «Метод оценки производительности» (Приложение G) включают разъяснения по размерам вентилятора и змеевика, явный КПД нагрева и охлаждения без вентилятора для базового комплектного охлаждающего оборудования, новые правила моделирования автоматического управления розетками и инфильтрации базовой оболочки и обновленные факторы производительности здания. Кроме того, в обоих путях соответствия включены обновленные формулировки для обработки возобновляемых источников энергии и моделирования освещения.
{{cite web}}: CS1 maint: архивная копия как заголовок ( ссылка ){{cite web}}: CS1 maint: архивная копия как заголовок ( ссылка ){{cite web}}: CS1 maint: архивная копия как заголовок ( ссылка )Rosenberg, Michael I., and Hart, Philip R. Developing Performance Cost Index Targets for ASHRAE Standard 90.1 Appendix G – Performance Rating Method. United States: N. p., 2016. Web. doi:10.2172/1240225.