工业建筑节能设计统一标准GB51245-2017

1总 则

1 总 则

1.0.1 为规范工业建筑节能设计，统一节能设计标准，做到节约和合理利用能源资源，提高能源资源利用效率，制定本标准。
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1.0.1 为适应国家经济建设以及节能、节水、节材、节地和环境保护的需要，结合我国工业建设领域标准规范工作实际，特制定本标准。本标准编制的原则：
(1)宏观、通用原则。先编制一个宏观的、导则性的工业建筑节能设计统一标准，涉及工业建筑节能设计分类、节能设计参数、建筑及其围护结构热工设计、暖通、空调、采光、照明、电力等专业节能设计的指导性条款，形成通用性标准。
(2)聚焦“建筑物节能”原则。工业建筑节能标准的目标是在保证建筑物基本使用功能的前提下，利用现有的各专业技术追求最大的节能效果，因此，要和工业节能区分开来，以“工业建筑物”为目标，集成与建筑物相关的建筑、暖通、空调、照明电气等专业节能技术和节能要求。
(3)借鉴原则。工业建筑和公共建筑、居住建筑一样，属于建筑物类型之一，在建筑节能方面有共同部分，工业建筑节能和公共建筑节能更相近，因此，借鉴国内外现有技术标准的内容，增加一些工业建筑特有的内容。
本标准的制订对我国工业建筑节能事业的发展有着非常重要的作用和积极的意义。

1.0.2 本标准适用于新建、改建及扩建工业建筑的节能设计。特殊行业和有特殊要求的厂房或部位的节能设计，应按其专项节能设计标准执行。
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1.0.2 本标准适用于生产厂房、生产辅助用房的节能设计。对于特殊行业和有特殊要求的厂房，例如炸药厂房(仓库)、花炮厂房(仓库)、冷库等的节能设计，可不按本标准执行，当有专门的国家现行标准时，执行其规定。

1.0.3 本标准针对工业建筑中建筑与建筑热工、供暖通风空调与给排水、电气、能量回收与可再生能源利用等专业提出通用性的节能设计要求，规定相应的节能措施，指导工业建筑节能设计。

1.0.4 工业建筑节能设计除应符合本标准的规定外，尚应符合国家现行有关标准的规定。

2术 语

2 术 语

2.0.1 工业建筑 industrial building

    由生产厂房和生产辅助用房组成，其中生产辅助用房包括仓库及公用辅助用房等。

2.0.2 工业建筑能耗 energy consumption of industrial building

    工业建筑在使用过程中所消耗各类能源的总量。包括为保证工业建筑中生产、人员所需的室内环境要求，及其为满足向室外大气排放标准所产生的各种能源耗量，还包括建筑供水系统及其水处理所产生的各种能源耗量等。
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2.0.2 工业建筑能耗和民用建筑能耗有较大区别。生产设备的能耗不计入工业建筑能耗，与工艺设备一体化配套出厂的环保设备能耗不计入工业建筑能耗。

2.0.3 工业建筑节能 industrial building energy efficiency

    在工业建筑规划、设计和使用过程中，在满足规定的建筑功能要求和室内外环境质量的前提下，通过采取技术措施和管理手段，实现零能耗或降低运行能耗、提高能源利用效率的过程。
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2.0.3 零能耗指通过自然通风、天然采光、围护结构热工设计等措施，避免空调、供暖、机械通风等能耗，实现最大限度的节能设计，并可以避免相关设备的投资。通过降低设计负荷，缩短运行时间来降低运行能耗。

2.0.4 余热强度 intensity of waste heat

    室内人员、照明以及生产工艺过程中产生并放散到室内空间环境中的热量，以建筑单位体积热量计算(W／m³)。
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2.0.4 生产工艺过程中有些设备产生的余热通过局部排风设施直接排至室外，或通过能量回收装置加以利用，并未进入室内环境的热量，不计入影响建筑热环境的热量。

2.0.5 总窗墙面积比 total window to wall ratio

    建筑物各立面透光部分和非透光外门窗的洞口总面积之和，与各立面总面积之和的比值。

2.0.6 围护结构热工性能权衡判断 building envelope thermal performance trade-off

    当工业建筑设计不能完全满足规定的围护结构热工设计要求或计算条件时，而进行的围护结构的总体热工性能是否符合节能设计或室内环境要求的计算。

2.0.7 参照建筑 reference building

    进行一类工业建筑围护结构热工性能权衡判断时，作为计算满足标准要求的全年供暖和空调能耗用的基准建筑。

2.0.8 冷源综合制冷性能系数(SCOP) system coefficient of refrigeration performance

    在名义工况下，以电为能源的空调冷源系统(包括制冷机、冷却水泵及冷却塔或风冷式的风机)的额定制冷量与其净输入能量之比。
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2.0.8 冷源综合制冷性能系数(SCOP)是以消耗电的冷源系统，其单位耗电量所能产出的冷量反映了冷源系统效率的高低。

3基本规定

3.1 节能设计分类与基本原则

3.1 节能设计分类与基本原则

3.1.1 工业建筑节能设计应按表3.1.1进行分类设计。

表3.1.1 工业建筑节能设计分类

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3.1.1 工业建筑涉及行业较多，各行业又明显存在不同的特征，在进行节能设计时，将工业建筑分为两类，其类别有可能是指一栋单体建筑或一栋单体建筑的某个部位。代表性行业里面表示该行业大部分情况属于这类建筑，并不排除该行业个别情况属于另外一类建筑类型。比如，金属冶炼行业大多数情况是属于有强热源或强污染源的情况，但并不排除该行业个别建筑或部位是以供暖或空调为主要环境控制方式。
对于一类工业建筑，冬季以供暖能耗为主，夏季以空调能耗为主，通常无强污染源及强热源。代表性行业有计算机、通信和其他电子设备制造业，食品制造业，烟草制品业，仪器仪表制造业，医药制造业，纺织业等。凡是有供暖空调系统能耗的工业建筑，均执行一类工业建筑相关要求。对于二类工业建筑，以通风能耗为主，通常有强污染源或强热源。代表性行业有金属冶炼和压延加工业，石油加工、炼焦和核燃料加工业，化学原料和化学制品制造业，机械制造等。强污染源是指生产过程中散发较多的有害气体、固体或液体颗粒物的源项，要采用专门的通风系统对其进行捕集或稀释控制才能达到环境卫生的要求。强热源是指在工业加工过程中，具有生产工艺散发的个体散热源，一般生产工艺散发的余热强度在20W／m³～50W／m³，如热轧厂房。此外，在烧结、锻铸、熔炼等热加工车间，往往具有固定的炉窑、冷却体等高温散热体，从而形成高余热散发，此时热强度可超过50W／m³。
不同类型工业建筑节能设计和建筑能耗计算所要考虑的因素见表1。
表1 不同类型工业建筑节能设计和建筑能耗计算所要考虑的因素

注：★表示重点考虑，☆表示考虑，—表示忽略。
在本标准中的条文，没有特指定工业建筑类型的，适用两类工业建筑。  

3.1.2 工业建筑所在地的热工设计分区应符合现行国家标准《民用建筑热工设计规范》GB 50176的有关规定。

3.1.3 工业建筑所在地的光气候分区应符合现行国家标准《建筑采光设计标准》GB 50033的有关规定。

3.1.4 工业建筑能耗的范围和计算原则应符合本标准附录A的规定。

3.2 节能设计环境计算参数

3.2 节能设计环境计算参数

3.2.1 工业建筑中体力劳动强度级别可按表3.2.1进行分类。

表3.2.1 工业建筑中体力劳动强度级别

 注：劳动强度指数(n)测量方法应符合现行国家标准《工作场所物理因素测量 第10部分：体力劳动强度分级》GBZ／T 189.10的有关规定。

3.2.2 冬季室内节能设计计算温度应按表3.2.2确定。

表3.2.2 冬季室内节能设计计算温度

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3.2.2 本着保证工作人员的工作效率及健康，并考虑工作强度不同时人体产热量的不同，确定轻劳动、中等劳动、重劳动及极重劳动状态下工业建筑室内计算温度。本条规定的温度只是节能设计计算时所采用的室内温度，该参数既不是建筑运行时的实际状况，也不是建筑室内热环境的控制目标。对于特定的工业建筑，实际的室温主要受室外温度的变化、室内热源强度情况及供暖系统的运行状况的影响。在进行节能设计计算时，一类工业建筑按轻劳动强度下，室内计算温度取值为16℃；二类工业建筑按中等劳动强度下，室内计算温度取值为14℃。

3.2.3 夏季空气调节室内节能设计计算参数应按表3.2.3确定。

表3.2.3 夏季空气调节室内节能设计计算参数

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3.2.3 空气调节的室内计算参数，是基于人体对周围环境的温度、相对湿度、风速和辐射热等热环境条件的适应程度，工业建筑节能设计参数相对于民用建筑适当降低标准，并结合考虑我国工业建筑环境的实际情况、室内衣着情况等因素确定。本着保证工作人员的工作效率及舒适性，室内的热舒适性根据《中等热环境PMV和PPD指数的测定及热舒适条件的规定》GB／T 18049-2000，采用预计的平均热感觉指数(PMV)和预计不满意者的百分数(PPD)评价，其值为：—1≤PMV≤＋1，PPD≤27％。本条规定的参数也只是用于节能设计计算，并不等于实际的室内参数。

4建筑与建筑热工

4.1 总图与建筑设计

4.1 总图与建筑设计

4.1.1 厂区选址应综合考虑区域的生态环境因素，充分利用有利条件，符合可持续发展原则。
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4.1.1 选址过程中不但要考虑用地性质、交通组织、市政设施、周边建筑等基本因素，还需考虑一定范围内的生态环境因素，避免由于选址不当对整体环境产生不利影响。所涉及生态环境因素主要包括日照条件、降水量、温湿度、风向、风速、风频及地表下垫面情况等。

4.1.2 建筑总图设计应避免大量热、蒸汽或有害物质向相邻建筑散发而造成能耗增加，应采取控制建筑间距、选择最佳朝向、确定建筑密度和绿化构成等措施。
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4.1.2 某些工业建筑在生产过程中向环境放散大量热、蒸汽、烟尘、粉尘及有害物质等，如果在总图阶段未妥善处理建筑群间的相互关系，不但污染周围的自然环境，而且对相邻建筑的节能产生不利影响。因此，要从工业建筑群的总图设计出发，控制建筑间距、选择最佳朝向、确定建筑密度和绿化构成，以消除或减少相互之间的不利干扰。

4.1.3 建筑总图设计应合理确定能源设备机房的位置，缩短能源供应输送距离。冷热源机房宜位于或靠近冷热负荷中心位置集中设置。

4.1.4 厂区总图设计和建筑设计应有利于冬季日照、夏季自然通风和自然采光等条件，合理利用当地主导风向。
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4.1.4 综合考虑工业建筑的工艺需求，挖掘自然通风和日照的节能潜力，可利用计算机模拟分析方法，处理好工艺与建筑节能之间的关系。

4.1.5 在满足工艺需求的基础上，建筑内部功能布局应区分不同生产区域。对于大量散热的热源，宜放在生产厂房的外部并与生产辅助用房保持距离；对于生产厂房内的热源，宜采取隔热措施，并宜采用远距离控制或自动控制。
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4.1.5 工业建筑能耗大致受到两方面的影响，一是工艺流程、设备布局等生产需求，二是方位朝向、空间组织、建筑体形、材料构造等建筑本体造成的能耗性能。因此，工业建筑节能需同时注重上述两个方面，合理划分生产与非生产、强热源和一般热源、强污染源和一般污染源、人员操作区与非人员操作区部位，协调工艺和节能的双重矛盾。

4.1.6 建筑设计应优先采用被动式节能技术，根据气候条件，合理采用围护结构保温隔热与遮阳、天然采光、自然通风等措施，降低建筑的供暖、空调、通风和照明系统的能耗。
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4.1.6 自然通风、保温隔热与遮阳等被动式节能技术，可以减小环境对建筑节能的不利影响，能够缩短暖通空调设备的运行时间、降低设备负荷，起到节能的作用。单纯依赖暖通、空调和照明系统等主动式环境控制技术，无法从根本上达到节能的目的。建筑造型设计结合围护结构保温隔热设计，充分分析采光、通风条件对节能的影响，合理确定开窗方式、窗墙比。

4.1.7 建筑设计应充分结合行业特征和特殊性，统筹兼顾，积极采用节能新技术、新材料、新工艺、新设备。

4.1.8 有余热条件的厂区应充分考虑实现能量就地回收与再利用的设施。
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4.1.8 工业建筑在工艺流程和设备运行中，散发出大量中低品位的废热、余热，虽然无法在工艺流程中直接利用，但是可以在辅助生产用房的供暖、空调、生活热水等方面得到再次利用，也可考虑建立集中的能量回收设施，服务于周边建筑。

4.1.9 建筑设计应充分利用工业厂区水、植被等自然条件，合理选择绿化和铺装形式，营建有利的区域生态条件。
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4.1.9 通常道路、停车场和室外场地等多为石材、混凝土等硬质铺装材料，透水性能较差，强化了热岛效应。在能够满足强度和耐久性要求的情况下，采用透水铺装材料可使雨水通过铺装下的渗水路径渗入到下部土壤，从而改善夏季室外热环境条件。有条件的地区，设置水面，平衡环境温度、湿度，同时提高环境的舒适度。厂区内的水平绿化、垂直绿化、立体绿化在夏季可以对建筑形成遮荫，避免建筑过热；冬季可以遮蔽寒风，降低风速，减少冷风渗透耗能。

4.1.10 严寒和寒冷地区一类工业建筑体形系数应符合表4.1.10的规定。

表4.1.10 严寒和寒冷地区一类工业建筑体形系数

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4.1.10 严寒和寒冷地区室内外温差较大，建筑体形的变化将直接影响一类工业建筑供暖能耗的大小。在一类工业建筑的供暖耗热量中，围护结构的传热耗热量占有很大比例，建筑体形系数越大，单位建筑面积对应的外表面面积越大，传热损失就越大。因此，从降低冬季供暖能耗的角度出发，一定对严寒和寒冷地区一类工业建筑的体形系数进行控制，以更好地实现节能目的。
但是，体形系数的确定还与工艺要求、建筑造型、平面布局、采光通风等条件相关。因此，如何合理地确定建筑形状，一定要考虑本地区气候条件，冬、夏季太阳辐射强度，风环境，围护结构构造形式等各方面的因素。应权衡利弊，兼顾不同工艺要求及使用类型的建筑造型，减少房间的外围护面积，使体形不要太复杂，凹凸面不要过多，以达到节能的目的。

4.1.11 一类工业建筑总窗墙面积比不应大于0.50，当不能满足本条规定时，必须进行权衡判断。
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4.1.11 本条为强制性条文，必须严格执行。
窗的传热系数远大于墙的传热系数，一类工业建筑窗墙面积过大会导致供暖和空调能耗增加，因此，从降低建筑能耗的角度出发，必须对窗墙面积比予以严格的限制。

4.1.12 一类工业建筑屋顶透光部分的面积与屋顶总面积之比不应大于0.15，当不能满足本条规定时，必须进行权衡判断。
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4.1.12 本条为强制性条文，必须严格执行。
一类工业建筑屋顶透光部分面积过大会导致冬季散热面积大，导致供暖能耗增加。夏季屋顶水平面太阳辐射强度最大，屋顶透光面积越大，相应地建筑的空调能耗也越大。因此，从降低建筑能耗的角度出发，必须对一类工业建筑屋顶透光部分的面积予以严格的限制。

4.2 自然通风和天然采光

4.2 自然通风和天然采光

4.2.1 工业建筑宜充分利用自然通风消除工业建筑余热、余湿。
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4.2.1 室内热源较强、空间高度较高的工业建筑，优先利用热压通风。室外年平均风速较高时，充分利用风压通风。除特殊建筑外，建筑物要有外窗。有一些工业建筑外窗可开启面积很小，有的甚至被固定不可开启，这是不合理的。但是对于放散极毒物质的工业建筑，无组织排放将造成室外空气质量不达标和周围空气被粉尘或其他有害物质严重污染的工业建筑不能采用自然通风。

4.2.2 对于二类工业建筑，宜采用单跨结构。
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4.2.2 对于二类工业建筑，室内热源散发大量热量，为了提高自然通风效果，利用围护结构散热，在工艺条件允许的情况下，尽量采用单跨结构，但工业建筑受到工艺条件限制，可能会出现不允许单跨结构的情况，多跨结构热压自然通风常常会形成屋顶排风面积大而侧墙进风面积小的情况，可考虑增大侧墙自然通风进风面积或机械补充进风量。

4.2.3 在多跨工业建筑中，宜将冷热跨间隔布置，宜避免热跨相邻。

4.2.4 在利用自然通风时，应避免自然进风对室内环境的污染或无组织排放造成室外环境的污染。
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4.2.4 周围空气被粉尘或其他有害物质污染的工业建筑，不能采用自然进风。无组织排放对环境污染的程度大于有组织排放，这是因为有组织排放的废气都经过了高效的净化处理。

4.2.5 在利用外窗作为自然通风的进、排风口时，进、排风面积宜相近；当受到工业辅助用房或工艺条件限制，进风口或排风口面积无法保证时，应采用机械通风进行补充。
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4.2.5 为保证自然通风效果，进风口面积与排风面积尽量相等，但在实际工程中，进风面积通常受工业辅助用房或工艺条件限制，从而得不到保证。当进风面积受限时，采用机械进风的方式，形成利用热压的自然与机械的复合通风方式。当排风面积无法保证时，采用机械排风方式进行补充。

4.2.6 当外墙进风面积不能保证自然通风要求时，可采用在地面设置地下风道作为进风口的方式；对于年温差大、地层温度较低的地区，宜利用地道作为进风冷却方式。
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4.2.6 良好的自然通风需要进风口面积与排风口面积尽量相等，但在实际工程中，进风口面积通常受工业辅助用房或工艺条件限制，从而得不到保证。在条件允许的情况下，可在地面设置进风口，以增加进风面积。以地道作为热压通风进风方式，可获得较低的进风温度，提高热压通风效果。

4.2.7 热压自然通风设计时，应使进、排风口高度差满足热压自然通风的需求。
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4.2.7 夏季由于室内外形成的热压小，为保证足够的进风量，消除余热、提高通风效率，自然进风口的位置尽可能低，排风口的位置尽可能高，以增加进、排风口的高度差，增强热压通风效果。

4.2.8 当热源靠近厂房的一侧外墙布置，且外墙与热源之间无工作地点时，该侧外墙的进风口宜布置在热源的间断处。
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4.2.8 本条规定是从防止室外新鲜空气流经散热设备被加热和污染方面考虑的。

4.2.9 以风压自然通风为主的工业建筑，其迎风面与夏季主导风向宜成60°～90°，且不宜小于45°。
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4.2.9 以风压自然通风为主的工业建筑，在确定其朝向时，考虑利用夏季最多风向来增加自然通风的风压作用或形成穿堂风，因而要求建筑的迎风面与最多风向成60°～90°。

4.2.10 自然通风应采用阻力系数小、易于开关和维修的进、排风口或窗扇。不便于人员开关或需要经常调节的进、排风口或窗扇，应设置机械开关或调节装置。
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4.2.10 为了提高自然通风的效果，采用流量系数较大的进、排风口或窗扇，如在工程设计中常采用的性能较好的门、洞、平开窗、上悬窗、中悬窗及隔板或垂直转动窗、板等。
供自然通风用的进、排风口或窗扇，一般随季节的变换要进行调节。对于不便于人员开关或需要经常调节的进、排风口或窗扇，要考虑设置机械开关装置，否则自然通风效果将不能达到设计要求。总之，设计或选用的机械开关装置应便于维护管理并能防止锈蚀失灵，且有足够的构件强度。

4.2.11 建筑设计应充分利用天然采光。大跨度或大进深的厂房采光设计时，宜采用顶部天窗采光或导光管采光系统等采光装置。
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4.2.11 天然光是清洁能源，取之不尽，用之不竭，具有很大的节能潜力，目前世界范围内照明用电量约占总用电量的20％，充分利用天然光是实现照明节能的重要技术措施。在采光设计中，采取各种方法提高采光效率是有效利用天然采光的重要环节。如根据建筑形式和不同的光气候特点，合理选择窗的位置、朝向和不同的开窗面积。在条件允许的情况下，设置天窗采光不但能大大提高采光效率还可以获得好的采光均匀度。与此同时，应用一些新的采光技术，如导光管装置，也可以获得比较好的采光效果。对于大进深的侧面采光，可在室外设置反光板或采用棱镜玻璃，增加房间深处的采光量，有效改善空间的采光质量。
为了提高采光高效率，设计时尽量选择采光性能好的窗和采光性能好的导光管系统。采光装置要求：①采光窗的透光折减系数大于0.45；②导光管采光系统在漫射光条件下的系统效率大于0.5。透光折减系数是在漫射光条件下透射光照度与入射光照度之比。导光管采光系统的采光效率按现行国家标准《建筑采光设计标准》GB 50033取值。
此外，设计时尽量选择适宜的采光材料。采光材料要求：①设计时综合考虑采光和热工的要求，按不同地区选择光热比合适的材料；②导光管集热器材料的透射比不低于0.85，漫射器材料的透射比不低于0.80，导光管材料的反射比不低于0.95。光热比为材料的可加光透射比与材料的太阳光总透射比之比，采光材料的光热比按照现行国家标准《建筑采光设计标准》GB 50033取值。推荐在窗墙比小于0.45时，采用光热比大于1.0的采光材料；窗墙比大于0.45时，采用光热比大于1.2的采光材料。

4.2.12 在大型厂房方案设计阶段，宜进行采光模拟分析计算和采光的节能量核算。可节省的照明用电量宜按下列公式计算：

    式中：U_e——单位面积上可节省的年照明用电量[(kW·h)／(m²·a)]；

          W_e——可节省的年照明用电量[(kW·h)／a]；

          A——照明的总面积(m²)；

          P_n——房间或区域的照明安装总功率(W)；

          t_D——全部利用天然采光的时数(h)；

          F_D——全部利用天然采光时的采光依附系数，取1；

          t′_D——部分利用天然采光的时数(h)；

          F′_D——部分利用天然采光时的采光依附系数，在临界照度与设计照度之间的时段取0.5。
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4.2.12 自然采光设计可以有效降低照明能耗。在设计阶段，进行自然采光节能量的模拟预测和核算，可以预测自然采光的节能潜力，帮助建筑师进行自然采光设计方案的节能优化。采光节能计算方法按照现行国家标准《建筑采光设计标准》GB 50033执行。

'>《工业建筑节能设计统一标准》GB 51245-2017

 本标准用词说明

本标准用词说明

1 为便于在执行本标准条文时区别对待，对要求严格程度不同的用词说明如下：

    1)表示很严格，非这样做不可的：

      正面词采用“必须”，反面词采用“严禁”；

    2)表示严格，在正常情况下均应这样做的：

      正面词采用“应”，反面词采用“不应”或“不得”；

    3)表示允许稍有选择，在条件许可时首先应这样做的：

      正面词采用“宜”，反面词采用“不宜”；

    4)表示有选择，在一定条件下可以这样做的，采用“可”。

2 条文中指明应按其他有关标准执行的写法为：“应符合……的规定”或“应按……执行”。

 引用标准名录

引用标准名录

    《建筑给水排水设计规范》GB 50015

    《工业建筑供暖通风与空气调节设计规范》GB 50019

    《建筑采光设计标准》GB 50033

    《建筑照明设计标准》GB 50034

    《民用建筑热工设计规范》GB 50176

    《公共建筑节能设计标准》GB 50189

    《通风与空调工程施工质量验收规范》GB 50243

    《民用建筑节水设计标准》GB 50555

    《建筑外门窗气密、水密、抗风压性能分级及检测方法》GB／T 7106

    《设备及管道绝热设计导则》GB／T 8175

    《电能质量 供电电压偏差》GB／T 12325

    《电能质量 三相电压不平衡》GB／T 15543

    《用能单位能源计量器具配备和管理通则》GB 17167

    《清水离心泵能效限定值及节能评价值》GB 19762

    《工业企业设计卫生标准》GBZ 1

    《工作场所物理因素测量 第10部分：体力劳动强度分级》GBZ／T 189.10