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基于度日数的气候分区方法比较 清华大学建筑节能研究中心 郭偲悦 燕达 张野 北京市建筑设计院 崔莹1 摘要：气候分区是暖通空调设计的重要依据。对应不同的气候分区，各类建筑的负荷特征 各不相同，对应不同的建筑本体与围护结构设计方案。我国传统上根据最冷与最热月的平均温 度将我国分为了五个气候区；在 2014 年颁布的设计规范中，则在这五个气候区的基础上增加 了基于采暖与供冷度日数的分区方法，将我国在五个大气候区的基础上将我国分为了 11 个二 级气候区。目前，基于度日数进行气候分区是许多国家采用的分区方法。本研究拟针对这一种 方法，基于实际气象观测数据，对我国目前的二级分区标准与同样是根据度日数进行分区的美 国 ASHRAE 标准进行比较，对目前方法的合理性与局限性进行讨论。此外，对由于气候变化导 致的气候分区变化进行了初步讨论。 关键词：气候分区 度日数 中美对比 气象数据 1 研究背景 室外气象是决定建筑运行能耗的重要因素之一。不同的气象条件导致了不同的负荷特性， 因而需要不同的围护结构与系统形式与之匹配，从而使用尽可能少的能源消耗营造更好的室内 环境。而为了更好地进行标准与相关政策的制定，有必要根据各地气候特点进行针对建筑热工 特征的气候分区。 [1] 我国1993 年颁布的《民用建筑热工设计规范（GB 50176-93 ）》 中，根据各地的最冷与 最热月的平均温度，将我国分为了严寒、寒冷、夏热冬冷、夏热冬暖五个气候区。进一步地， 基于这些气候区的划分，针对不同的符合需求，制定了各个气候区的建筑设计规范与手册，以 及建筑节能的相关政策。比如，在严寒与寒冷地区，冬季采暖是主要需求。在过去的二十年 中，通过加强围护结构保温，单位平米的建筑耗热量显著下降，对建筑节能工作做出了巨大的 贡献[2] 。然而，我国幅员辽阔，气候极为多样，仅仅分为五个气候区并不能很好地体现各种气 候特征的差别。随着建筑节能工作的不断推进，精细化设计需求不断提升，有必要对各个气候 区进行进一步的划分。因此，在2016 年颁布的《民用建筑热工设计规范（GB 50176-2016 ）》 [3] 中，在保留了93 年的五个一级分区的基础上，又增加了基于采暖度日数（HDD18）与空调 度日数（CDD26 ）的二级分区。在标准中，基于不同的度日数情况，我国共被分为11 个二级 分区，其中严寒地区有3 个分区，寒冷地区、夏热冬冷地区、夏热冬暖地区与温和地区各2 个。 相对来说，应用度日数来进行气候分区是目前全球各国使用最为广泛的方法[4] 。美国 ASHRAE[5] 、英国CIBSE[6]等都采用了这一方法。其中，美国ASHRAE 的分区方法不仅在美国使 1 郭偲悦，1990 年1 月生，博士后 邮编：100086 地址：清华大学建筑节能研究中心 E-mail：guosiyue@tsinghua.edu.cn Tel ： （010 用，也是许多其他国家制定标准以及相关研究的主要依据。与美国的分区方法相比，我国的分 区方法使用的指标与各个分区的界限均存在一定差别。这些差别反映到各个城市的实际气候情 况中会如何？是本研究拟探讨的第一个问题。 另一方面，近年来，全球气候变化日益显著。据世界气象组织研究，与工业化前水平相 比，2015 年的全球平均温升已达到1K 标线[7] 。全球变暖一方面导致了平均温度的升高，另一 方面也导致了极端气候的增加[8] 。那么，气候变化是否会对气候分区产生影响？根据基于美国 30 年实际数据的研究，发现在过去的三十年中，基于ASHRAE 的分区标准，许多城市的分区都 发生了明显的变化[9] 。那么，在中国是否也存在这一现象？这是本研究拟探讨的第二个问题。 1 研究方法 本研究拟基于1951 年至2014 年64 年的实时气象数据，计算得到各年的度日数情况，然 后根据我国2016 年标准与美国ASHRAE 分区标准，比较不同城市在不同年、根据不同的分区 方法得到的分区结果。 由于篇幅所限，本研究根据不同的一级气候区、地理位置分布、海拔高度、经济发展状况 等各方面因素选择了10 个城市作为典型城市进行研究，包括哈尔滨、乌鲁木齐、北京、拉 萨、西安、上海、杭州、广州、海口和昆明。各城市的基本情况如表1 所