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標準主要技術內容包括:第一章總則,第二章術語,第三章建筑節能設計計算指標,第四章建筑和建筑熱工節能設計,第五章建筑節能設計的綜合評價,第六章空調采暖供暖通風節能設計,第七章給排水節能設計,第八章電氣節能設計,第九章可再生能源建筑應用,第十章建筑節能設計審查技術要求,以及10個附錄A~M。標準強制性條文設置如下:第四章“建筑和建筑熱工節能設計”15條,第六章“空調采暖供暖通風節能設計”3條,第七章“給排水節能設計”1條,第八章“電氣節能設計”1條,第九章“可再生能源建筑應用”1條;第4.1.8條關于凸窗的規定內容和和第4.2.4條關于夏熱冬冷地區建筑圍護結構性能的規定內容,雖未列為強制性條文,但仍按強制性條文要求執行。因此整個標準共設置了23條強制性條文。
2《設計標準》與《實施細則》、現行行業標準相比技術內容有哪些變化?
《設計標準》在現行兩本居住建筑節能設計行業標準基礎上,結合我省建筑節能技術和產業發展水平,對《實施細則》進行修編完成的。標準主要技術內容既符合現行行業標準對節能設計的基本要求,又根據我省實際,有所創新。主要歸納為以下幾個方面:
2.1對我省居住建筑范圍作了界定。《民用建筑設計通則》JGJ37-87(舊標準)條文說明對居住建筑范圍作了界定:居住建筑包括住宅建筑和宿舍建筑。《夏熱冬暖地區居住建筑節能設計標準》JGJ75-2012第1.0.2條的條文說明對居住建筑范圍作了說明:居住建筑主要包括住宅建筑(約占90%)和集體宿舍、招待所、旅館以及托幼建筑等。《夏熱冬冷地區居住建筑節能設計標準》JGJ134-2010第1.0.2條文說明中,居住建筑包括住宅建筑、集體宿舍、住宅式公寓、商住樓的住宅部分、托兒所、幼兒園等。本標準結合我省實際情況,為便于建筑節能工作的統一開展,參照《民用建筑設計通則》JGJ37-87規定,將居住建筑界定為住宅建筑和宿舍兩個部分,宿舍建筑包括集體宿舍、學生宿舍等,未包括招待所、旅館以及托幼建筑。
2.2我省重新劃定節能設計氣候分區,夏熱冬冷地區不再執行夏熱冬暖地區北區節能規定。福建省居住建筑節能設計氣候區劃分為夏熱冬冷地區、夏熱冬暖地區北區和夏熱冬暖地區南區;寧德、南平和三明屬夏熱冬冷地區,福州、平潭、莆田和龍巖屬夏熱冬暖地區北區,泉州、廈門和漳州屬夏熱冬暖地區南區;平潭原為福州市的縣級市,現為國家綜合試驗區,氣候分區仍沿用以往規定,劃入夏熱冬暖地區北區內。見圖1。我省2004年頒布《實施細則》時,考慮到我省夏熱冬冷地區建筑節能工作剛啟動,經驗不足,且該地區建筑規模不大,規定了夏熱冬冷地區節能設計按夏熱冬暖地區北區節能要求執行。現在我省建筑節能形勢發生了很大變化,經過10年的建筑節能實踐,我省夏熱冬冷地區已積累了豐富的建筑節能經驗,已形成一批成熟的節能設計隊伍,已具備條件執行夏熱冬冷地區居住建筑節能設計標準相關規定。本標準對我省夏熱冬冷地區的節能設計要求單獨列出,不再按夏熱冬暖地區北區節能設計要求執行。
2.3制定福州市市轄區和廈門市更高的節能水平標準《實施細則》和現行兩本行業標準是按節能50%水平規定了節能設計一系列措施和方法。《設計標準》對福州市市轄區和廈門市提出了節能水平更高的一系列技術措施,包括提高圍護結構性能、通風、遮陽、綠化等,經過較科學的測算,與現行行業標準《夏熱冬暖地區居住建筑節能設計標準》JGJ75相比,圍護結構節能水平提高接近5%,輔以其它節能措施,總體節能水平接近60%。福州市市轄區指福州市的鼓樓區、臺江區、倉山區、馬尾區和晉安區。今后如有區劃調整,則按調整后的市轄區范圍執行。福州市市轄區和廈門市居住建筑節能設計執行更高節能水平是基于以下考慮:國務院辦公廳以〔2013〕1號轉發的國家發展改革委、住房城鄉建設部制訂的《綠色建筑行動方案》提出:“鼓勵有條件的地區執行更高能效水平的建筑節能標準”;住建部頒布的《“十二五”建筑節能專項規劃》要求:“有條件的地方要執行更高水平的建筑節能標準和綠色建筑標準”;《福建省建筑節能“十二五”專項規劃》要求;“福州和廈門率先開展節能率65%的工程示范”。福州市是福建省省會,廈門市是計劃單列市,長期以來建筑節能工作均走在全省前列,形成了一支較強的建筑節能科技隊伍,經濟發展水平較高,節能產業實力較雄厚,有條件執行更高能效水平的設計標準,為全省做出示范。為與綠色建筑工作相銜接,福州市市轄區和廈門市居住建筑節能設計按以下原則掌握:(1)執行本標準;(2)若不執行本標準,則可轉按綠色建筑標準進行設計。即二選一設計,兩者等同。
2.4在現行行業標準基礎上調整了墻體熱工性能要求。現行行業標準《夏熱冬冷地區居住建筑節能設計標準》和《夏熱冬暖地區居住建筑節能設計標準》對所屬氣候區的外墻體性能有不同的要求,夏熱冬冷地區根據建筑體型系數,要求墻體傳熱系數K=1.0~1.5(體型系數≤0.4時)或K=0.8~1.0(體型系數>0.4時),夏熱冬暖地區北區要求K≤2.0,南區K≤2.5。《設計標準》考慮到南方地區建筑節能重點在于圍護結構的遮陽與隔熱,同時我省夏熱冬冷地區(寧德、南平、三明)與夏熱冬暖北區(福州、莆田、龍巖)接壤,其氣候條件相近,以及我省夏熱冬暖南區(泉州、廈門、漳州)與廣州地區的差異,適當調整我省建筑墻體保溫要求,統一規定我省各氣候區的建筑墻體性能K≤2.0,其中,夏熱冬冷地區當建筑體型系數>0.4時,則要求墻體K≤1.0。這樣要求更切合我省實際,有利于標準執行和進一步推廣自保溫節能墻體技術。
2.5提高對外窗的性能要求。我省圍護結構中墻體與外窗相比,外窗的隔熱與保溫性能應更重要,是節能重點。《設計標準》編制時,適當放寬墻體性能要求,提高對門窗性能的要求,表1給出了我省各氣候區(城市)外窗性能限值要求,與《實施細則》和現行行業標準相比,對外窗的傳熱系數和遮陽系數要求均有了較大的提高。
2.6明確規定外墻體傳熱系數為平均傳熱系數。《設計標準》規定建筑外墻的傳熱系數和熱惰性指標應考慮結構性熱橋的影響,取平均傳熱系數和平均熱惰性指標。《實施細則》對外墻體傳熱系數計算方法未明確,因此我省各地區對墻體傳熱系數取值不盡相同,有的取主墻體傳熱系數,有的取平均傳熱系數。《設計標準》附錄C給出了外墻的傳熱系數和熱惰性指標的計算方法。
2.7合理控制窗墻面積比。普通窗戶(包括陽臺門的透明部分)的保溫性能比外墻差很多,尤其是夏季白天通過窗戶進入室內的太陽輻射得熱也比外墻多得多。一般而言,窗墻面積比越大,則采暖和空調的能耗也越大。因此,從節約的角度出發,必須限制窗墻面積比。在一般情況下,應以滿足室內采光、通風等要求作為窗墻面積比的確定原則。我省人們無論是過渡季節還是冬、夏兩季普遍有開窗加強房間通風的習慣。一是自然通風改善了室內空氣品質;二是夏季在兩個連晴高溫期間的陰雨降溫過程或降雨后連晴高溫開始升溫過程的夜間,室外氣候涼爽宜人,加強房間通風能帶走室內余熱和積蓄冷量,可以減少空調運行時的能耗,因此本標準在南、北朝向有允許較大的開窗面積。而對東、西向窗墻面積比限制較嚴,因為夏季太陽輻射在東、西面最大。不同朝向墻面太陽輻射強度的峰值,以東、西向墻面為最大,西南(東南)向墻面次之,西北(東北)向又次之,南向墻更次之,北向墻為最小,因此,嚴格控制東、西向窗墻面積比限值是合理的。表2給出了各氣候區(城市)的窗墻面積比限值,總體上看比《實施細則》和現行行業標準更嚴格。設計建筑的窗墻面積比突破限值規定是允許的,但是為了滿足建筑節能設計的要求,需進行建筑圍護結構熱工性能的綜合評價。
2.8對建筑設置凸窗提出限制要求。《設計標準》參考了《夏熱冬冷地區居住建筑節能設計標準》JGJ134-2010中的強制性條文第4.0.5條和一般條文第4.0.10條內容,結合我省實際做了調整,對各氣候區凸窗板傳熱系數系數限值作了規定,見表3。《設計標準》對《夏熱冬冷地區居住建筑節能設計標準》規定的凸窗板的傳熱系數作調整,提出新的限值要求,主要基于以下幾個考慮:一是我省居住建筑使用凸窗較多,凸窗熱工性能薄弱,對建筑節能不利;二是我省建筑節能主要以隔熱為主兼顧保溫,同時建筑墻體節能以自保溫為主,熱橋局部采用無機保溫砂漿的做法,經多年工程實踐,證明該做法是切實可行的。三是凸窗側板一般以鋼筋混凝土形式出現,若按行標要求,則要使凸窗板傳熱系數不低于外墻傳熱系數限值[K≤1.0W/(㎡•K)],保溫砂漿厚度勢必超過30mm,不利保溫砂漿施工且易引發工程質量問題,故本標準調整了凸窗板的傳熱系數要求,同時采用“凸窗面積按照展開面積計算”等措施進行補償。四是凸窗下底板,在其下底面進行保溫砂漿施工難度較大,且該部位不受太陽輻射影響,其隔熱性能能夠滿足要求,故不對下底板提出要求。五是在本標準在編制過程中、綜合考慮各方意見,凸窗板保溫太厚,比較難執行,建議設定凸窗板超過400mm的情況下做保溫處理,旨在限制凸窗的過渡做法。經研究討論本標準采納該意見。本條在具體實施時,上頂板可以采用在挑出構件上方用保溫砂漿抹灰,在側板可以采用保溫砂漿進行外保溫處理。
我們國家人口眾多,對建筑的需求量很大,而且對以往建筑行業每年消耗能源的統計,不難看出我國建筑行業消耗存在巨大的浪費,我們需要得到警示,如果這種現象繼續發展下去,那對我國能源的儲存量存在很大傷害,可以說能源資源用一點就是少一點,所以對于建筑節能工作必須要牢牢抓起。我們了解到很多方面資源的浪費,可以針對每一方面提出相應的對策。我需要消耗最少的資源達到建筑最好的使用效果。還可以注重新材料和新技術的開發,減少建筑材料對能源的浪費,就能減少每年建筑消耗量對國家能源的總量的壓迫感。
2全過程工程造價管理應對建筑節能的改革
建筑工程“全過程成本”是指建筑物的一次性建造成本和整個使用(正常使用壽命)期內的消耗、維護運行(即使用)成本兩部分的費用總和。當前我國在工程建設領域中全面實施了嚴格的造價控制,即從建設項目的立項開始直至項目達產投入使用,在各個階段設立了不同的造價控制標準和方法,對控制建設項目的建造成本發揮了極大地作用,但對建設項目的使用成本的認識、控制方面力度不夠,造成我國目前有430億余平方米的既有建筑基本上都是不節能的。
2.1要樹立“全過程成本”的節能建筑造價管理思想
從“全過程成本”的角度來看,節能建筑的成本有建造成本和使用成本兩部分,從其主體來看涉及建設方、施工方和使用方;從其全壽命來看分建造期和使用期兩個階段;從其內容來看涉及到節能、節水、節材、智能化技術等;從其專業來看涉及到更復雜的新技術、新材料、新設備、新工藝,節能建筑涉及的投資資金大。單純的工程量清單計價或預結算編制、審查式的、僅偏重工程建造成本的造價管理已經不能適應節能建筑的要求,必須開拓思路,樹立“全過程成本”管理意識,緊跟行業新技術、及時反饋行業變化,為建設方提供工程造價全面透明、完整、準確的信息服務。
2.2要建立主動控制、動態管理的造價管理體系
在貫徹“全過程成本”工程造價控制的原則下,要大力改革節能建筑的工程造價內容組成,豐富和完善節能建筑建設需要的投資估算、預結算定額、費用定額等,建立適應節能建筑工程造價經濟核算、費用管理的計價體系。要選定適合當地建筑節能的、符合節能減排要求的新技術、新工藝、新設備和新材料加以推廣和應用,為節能建筑構建節能工程造價的全面、動態、合理的技術和經濟體系,要提高節能建筑工程造價管理水平。
3建筑節能中控制成本的內容
我們可以分為兩個時期來考慮建筑對能源的消耗,第一在建筑前期,第二是在建筑的使用時期。就一點而言,工程的實施需要首先對工程進行預算,建設期間消費的資金不得超出預算,起到了一定的控制作用。然后是設計師,設計師需要從綠色節能建筑的角度出發去設計。無論在外部的結構,還有內部空間的體現,都要考慮到節能的因素。如果建筑師能真正的做到一點,無論是對節約能源還是節約成本都會有明顯的效果。在施工階段的時候多要多面的考慮,要對市場進行考察,使合理的價格卻能買到優良的建筑材料。對于建筑施工時所消耗的材料也要進行監管,真正的做到物有所用,禁止浪費。對于一個可再利用資源需要回收再利用,對于一些工業廢料也可以使用的,要盡可能的去使用,從而降低建設所消耗的資金。在建筑的使用時期,我們需要在不影響其使用需求的情況下,減少水、電等資源的浪費。將現代節能技術運用到建筑使用中去。當建筑的使用超過使用年限之后,建筑會被拆除,那么我們就需要考慮到拆除后資源回收的合理利用。有的資源在安全,不影響使用效果的情況之下,在下次建設的過程中我們也可以用到,這樣對以后建筑建設所用成本也會有一定的節省。
4節能建筑全壽命周期造價管理的發展建議
要大力發展節能綠色建筑,建設低碳城市,提高節能建筑的環境效益,減少環境影響,用節能建筑全壽命周期造價管理新理念大力推廣建筑節能低碳,工程造價管理還要落實以下工作:a.大力宣傳、加強服務。通過多種渠道宣傳節能建筑的政策法規、技標準和配套政策;建立全壽命周期造價管理體系,各級管理部門要落實節能建筑的政策,做好全壽命周期造價管理的服務工作,推進節能建筑全壽命周期造價管理的快速發展。b.加快節能建筑政策法規實施細則的制定和配套工作的開展。圍繞節地、節能、節水、節材、環境質量、智能化技術等方面對定額體系持續地補充和完善,將成熟的技術和產品補充進定額體系,為市場提供可持續的工程造價服務。
5結論
新建建筑圍護結構的變化是建筑節能的核心內容,其節能效果主要依靠改善并提高圍護結構的保溫隔熱性能來實現.建筑圍護結構節能主要包括墻體、門窗、屋面、樓地面等部位采取保溫隔熱措施,這些保溫隔熱措施的采用有利于建筑主體結構保護、新型綠色建材的推廣以及工程質量的提高.
1.1墻體節能
墻體是建筑護結構的主體,其所采用材料和砌筑型式直接影響著建筑物的耗熱量.由于單一材料的墻體往往難以同時滿足較高的保溫隔熱功能,尤其是寒冷和嚴寒地區,因而可以在單一材料墻體的基礎上增設一層有保溫功能的材料組成復合墻體,通常墻體保溫材料有聚苯乙烯硬質泡沫塑料、玻化微珠、聚苯乙烯保溫顆粒等等.另外,可以通過墻面的垂直綠化以及色彩的不同,降低墻面太陽輻射和較高的吸收太陽輻射,而且還美化環境.
1.2門窗節能
由于高校建筑的使用學生數眾多,為滿足自然的日照、采光、通風等要求的前提下,設計的門窗洞口尺寸均較大,以致于門窗是能耗散失的最薄弱的部位.戶門和陽臺門應結合防火以及防盜的要求,在門的空腹內填放15~18mm厚玻璃棉板或巖棉板.窗戶節能技術主要從減少滲透、傳熱和太陽輻射三個方面采取措施.如使用新型的、密封性良好的塑性窗框加上雙層中空玻璃;門窗框與墻間的縫隙可用彈性密閉型材料和邊框設灰口等密封;窗扇與窗扇之間可用密封條、壓條以及高低縫等形式.
1.3屋面節能
屋面節能主要通過改善屋面的熱工性能阻止熱量的傳遞,主要節能技術有:選用密度較小、熱導率較低、吸水率較小的保溫材料做屋面保溫層,如采用膨脹珍珠巖保溫芯板代替常規的水泥珍珠巖或瀝青珍珠巖;采用架空、蓄水、種植或鋪貼絕熱反射膜等方式做屋面的隔熱層;在屋面構造形式上采用目前發達國家流行的倒置保溫做法,即將保溫層置于屋面防水層之上,改變傳統的把無機多孔材料(如膨脹珍珠巖、爐焦渣)置于防水層與結構層之間的不利做法.
1.4樓地面節能
高校建筑主要是公共建筑,使用人數眾多,顯然做成木地板或類木地板是不合適的.因此,可以將樓地面保溫節能做成層間樓板(底面不接觸室外冷空氣)和底面接觸室外空氣的架空或懸挑,保溫層可直接設置在樓板底面;采用不采暖的地下室頂板作為首層的保溫隔熱,加強房間與房間的保溫隔熱.另外,用于樓地面節能工程的保溫隔熱材料,其厚度、密度、壓縮強度、導熱系數和阻燃性必須符合設計要求和有關標準的規定.各種保溫板或保溫層的厚度不得有負偏差.
1.5利用太陽能
我國太陽能資源豐富,陸地每年接受的太陽輻射能相當于2.4×1012t,大約2/3國土面積的總輻射量超過0.6MJ/m2.太陽能是可再生能源,不僅資源豐富,免費使用,而且對環境無任何污染,有著礦物能源不可比擬的優越性.高校作為引領社會發展、社會進步的重要力量,在建設節約型社會中起著不容忽視的作用,應加大對太陽能源充分利用技術的相關研究,在高校這個耗能大戶里優先、全面的使用太陽能技術并積極推廣,以降低整個社會對不可再生能源的需求.太陽能在建筑上的利用技術主要有被動式太陽能取暖、太陽能集熱供熱水、太陽能發電、主動式太陽能取暖和空調等.這里面值得一提的是太陽能空調,由于在我國的建筑終端能耗中,空調能耗占據著相當大的比例.利用太陽能制冷主要有兩種途徑:一是利用光電轉換器實現以電制冷;二是利用太陽能集熱器實現光熱轉換,以熱制冷.具體實現太陽能制冷的系統主要有:太陽能吸附式制冷系統、太陽能吸收式制冷系統、太陽能蒸汽噴射式制冷系統、太陽能除濕式制冷系統以及太陽能蒸汽壓縮式制冷系統.安徽省政府、教育廳決定在全省106所高校的教學科研場所、學生宿舍和食堂安裝空調,實施“空調進高校”工程,這對于高校利用太陽能空調技術來建筑節能,無疑是一個重要的發展平臺和良好的基礎條件.
2新建建筑節能檢測技術
2.1節能檢測技術發展現狀
結合我國現時國情并達到降低建筑能耗的目的,國家于2007年頒布并實施了《建筑節能工程施工質量驗收規范》(GB50411-2007),這是我國第一本關于建筑節能方面的規范和標準,全面規定了在建筑節能工程方面需要驗收的項目以及建筑設計、施工中部分強制性執行的標準檢測項目,為建筑節能施工提供了基礎和必要的施工要求和驗收標準.以后我國又陸續頒布并實施了《公共建筑節能檢測標準》(JGJ/T177-2009)、《民用建筑節能設計標準》(JGJ26-95)和《居住建筑節能檢測標準》(JGJ/T132-2009)等建筑工程行業標準,為新建建筑的各類節能現場檢測方法標準提供了技術支持和較為科學的測試依據.目前新建建筑節能檢測技術主要在建筑圍護結構方面有所研究,國內外相關專家、學者也做過一些探討和研究[3].如山東建筑大學潘雷等人對建筑圍護結構的現場檢測技術進行了研究,并采用數值模擬的方法計算出適用于不同保溫形式圍護結構的修正系數.北京中建建筑科學技術研究院費慧慧等人對新建建筑節能現場檢測技術的影響因素進行了分析研究,提出了影響現場檢測技術的主要因素及解決方法.山東省建設發展研究院的朱傳晟總工對建筑節能現場檢測技術的基本原理進行了研究,如熱流計法、熱箱法和紅外線攝像儀法,重點對熱流計法的檢測技術進行了深入探討.揚州大學楊鼎宜教授等用冷熱箱法測定了穩定傳熱狀態下混凝土空心砌塊砌體的保溫隔熱性能等.國外對于建筑物圍護結構熱工性能的現場檢測技術研究及報道也處于起步階段,而且大多在實驗室里完成對建筑材料的熱工性能檢測,相關的檢測性能參數也是在穩定的狀態下完成的,如日本對建筑圍護結構的對流換熱系數進行了測試,提出了建筑物圍護結構對流換熱系數和風速的關系式.
2.2新建建筑節能檢測技術
2.2.1熱箱法
熱箱法檢測技術是需要人工制造一個傳熱的模擬環境.具體做法可以參考如下:分別在試驗試件兩側各布置一個所需溫度、風速和輻射條件的熱箱和一個冷箱,待試驗環境條件達到穩定后,采用相應的儀器設備,分別量測冷、熱箱體內壁的溫度、模擬環境的空氣溫度、試件的表面溫度以及計量箱中的輸入功率,再根據物理計算相關原理和公式,計算出被測試試件的傳熱的性能指標,如熱阻、表面換熱系數等相關指標.熱箱法檢測測試技術適用于室外相對濕度不高于60%,室外空氣平均溫度不高于25℃的自然環境,且試驗所用熱箱的內部溫度不低于室外自然最高溫度8℃的情況[4].在建筑構造方面,熱箱法檢測技術對于門窗、樓板、外墻的傳熱性能指標的室內實驗室檢測非常有利,測試的結果一般較精確.由于需要模擬試驗環境和條件的限制,此種方法不適宜用于現場施工的檢測,但自然氣溫對實驗室試驗的結果影響微乎甚微,可以用實驗數據作為現場施工的參考.
2.2.2熱流計法
建筑耗熱測定中最為常用的儀表就是熱流計,也是傳統的建筑能耗量測儀表,主要適用于對各種材料組成的圍護結構的熱工性能進行分析.使用時將其傳感器埋設在絕熱結構內或貼敷在絕熱結構的外表面,可直接測量得到熱(冷)損失值.檢測時間宜選擇一年中最為寒冷的月份,要求室內外自然氣溫差必須大于20℃的條件下才能測試,而且要求室外氣溫的變化起伏不是很大,測試的條件應放在至少穩定7d的人為制造室內外溫差或連續采暖條件下的房間里進行,以此來保證測試數據結果的準確性和客觀性.根據大量的試驗數據結果顯示,室內外空氣溫差愈大,熱流計讀數的誤差相對愈小,計算所得之結果亦較為精確,因此此法受季節影響較大,一般需要在冬季才采用此法.
2.2.3紅外熱攝像儀法
紅外熱像技術是目前新研發的一種建筑節能檢測手段,也是基于紅外線技術理論以及先進的紅外圖像處理技術、光電子技術和紅外線探測器技術的一種非接觸性的、綜合性的測量技術高科技產品.紅外熱像技術的原理是利用攝像儀對新建建筑物的圍護結構的熱工缺陷進行檢測,分析檢測得到的各種熱像圖來顯示各種建筑構造有無熱工缺陷,并對分析檢測結果做比較參考,以此作為驗收、修復、增強建筑節能施工措施的理論數據依據.紅外熱像技術既不破壞被測物體或試件的溫度場,又能測量細微目標和運動中的目標[5].此法具有可利用計算機存儲測量數據和處理分析,方便長期保存和幾何運算;采用不同的顏色來區分并顯示被測物體溫度的熱圖像;對于溫度的分辨率較高,精度可達到0.01℃;現場節能檢測的紅外熱像儀器具有攜帶方便、操作簡單、還可以形象、直觀地顯示物體表面的溫度場,為簡化檢測程序和優化檢測數據等都有很大益處.此法具有較多優點且不受季節的限制,還可以遠距離測定建筑構造的熱工缺陷,這必將會極大地完善和提高新建建筑節能現場檢測技術,所以具有廣闊的應用和開發前景.
3存在的問
題(1)檢測技術和設備的不完善性.新建建筑的幾種檢測方法本身的不完善性給檢測數據結果的真實性和客觀性產生影響,因此如何針對地區氣候特點和建筑能耗特征研究制定出檢測精度高、快速準確的節能檢測系統是一個迫切現實問題[6].(2)現場與實驗室的對比檢測結果差異較大.由于現場檢測條件受自然氣候條件、新建建筑構造自身狀態、安裝設備系統運行條件等眾多因素的影響和制約,一般地,造成檢測結果與標準理想狀態偏離較大,測試結果不具有實際的指導意義.但在標準的實驗室條件下,易將被檢測試件的周邊模擬或制造成近似熱絕緣狀態,對于檢測試件的熱工傳導系數的測試結果較為準確.由此造成雖然采用的是相同的原理和方法進行檢測,但是得到的檢測結果卻大相徑庭,對成果的取用造成混亂.(3)檢測方法有待統一.隨著科技的不斷進步和發展,建筑節能檢測方法由傳統的、粗略的檢測技術向新型的、精確的測試方法邁進,還有一些衍生發展出來的檢測技術和方法,形成了很多對有關熱工傳導系數的檢測技術和方法標準.該如何統一規范測試條件和檢測方法,建立一個比較同種項目的檢測技術使用和結果的平臺,建設行政主管部門以及相關高校還須對檢測技術進行大力研究和發展,并根據實際情況制定節能檢測的標準和規范,以保證行業的發展需要.(4)專業型建筑節能檢測人才隊伍匱乏.目前高校開辦建筑節能檢測的本科專業較少,一般都是研究生以上才有相關的研究方向,這就造成社會上的建筑節能檢測行業的從業人員學歷水平不高,對于專業型的人才更是缺乏.以致目前大多建筑節能檢測人員由原實驗室的土木工程材料實驗人員轉型而來,專業知識水平不高,對新型檢測技術和方法知之甚少.因此,為加快建筑節能技術的應用和發展、降低新建建筑能耗量,建筑節能檢測專業人才的培養將是我國未來“十三五”規劃中必不可少的建設內容,也是高校培養人才類型的一個重要方面.
4結論與建議
能源問題已經成為當今世界共同關注的問題,能源短缺成為制約經濟發展的重要因素。住宅建筑作本身是巨大的能源消費者。隨著我國人民生活水平的不斷提高,住宅能耗占全國能源消費總量的比例也逐年增加。在我國政府提出建設“節能省地型住宅”和“2020年建筑節能遠景規劃目標”,的今天,堅持可持續發展原則,節約能源,已成為住宅建筑節能設計的重要工作。
2住宅建筑節能的內容
2.1住宅建筑節能的定義
住宅建筑節能是指通過采用合理的建筑設計和選用符合節能要求的新型墻體材料、屋面隔熱材料、門窗、空調等措施,執行建筑節能規范標準,加強住宅建筑耗能設備的管理和使用,合理設計建筑結構的熱工性能,提高其照明、采暖、給排水及通風系統的運行效率及利用可再生資源的能力,從而降低建筑物的能源消耗。
2.2住宅建筑節能的控制內容
①合理規劃節能方案根據住宅所在地環境特點,依照國家及地方住宅建筑節能標準,綜合考慮住宅開發、利用、維護成本,合理地規劃設計節能方案,保證住宅建筑節能效果。②合理利用節能材料節能材料進場前應按照規范標準及設計要求認真核對,審核有關質量保證資料、技術推廣證書。對于保溫隔熱材料、隔熱型材、外窗及中空玻璃、幕墻玻璃、散熱器、風機盤管機組、低壓配電系統的電纜、電線在使用前應根據有關規范要求取樣試驗合格。
3現有住宅工程建筑節能存在的問題
3.1節能材料的選擇
目前,建材市場上主要供應的節能材料種類單一,且大多為一次性能源,而且大多節能材料從國外引進,價格較高、具有自主知識產權、能夠形成主流產品與技術的不多,難以滿足日益增長的市場需求,為推廣使用節能材料帶來難度。另外部分開發商片面的追求降低住宅建筑節能成本,不會綜合考慮節能效果、建筑節能的全部費用等因素;或者缺乏對節能新產品的了解,往往造成節能材料選擇使用不當,影響住宅建筑的節能效果。
3.2住宅建筑節能規劃與設計
目前,多數新建的住宅建筑在進行規劃、設計時僅考慮建筑物的外觀及造型,不重視綠化景觀設計及相關配套工程的建設,相關規劃部門也只要求住宅的方位與周圍的有關參照物相一致(如道路),忽視住宅小區與周圍環境相協調,未考慮住宅建筑的日照及自然通風要求,不能保證房屋的最佳朝向。住宅節能設計在我國還處于起步和發展階段,還沒有一套成熟、通用的體系,某些不成熟的節能技術,通常會產生一些垃圾建筑及建筑垃圾,降低了住宅的耐久性,不利于建筑結構的穩定,損壞建筑結構主體,縮短房屋的壽命,例如外墻內保溫、外墻自保溫、夾芯保溫等做法所產生的一些問題正在加劇一些垃圾建筑和建筑垃圾的產生。
3.3節能住宅的檢測與驗收方法不完善
建筑熱工法是目前國內外檢測建筑節能達標與否常用方法,建筑墻體的傳熱系數是建筑熱工法的一項重要指標。熱工法現場測量的內容主要包括:熱流密度、室內外氣溫、保溫建筑墻體的內外表面溫度以及熱流計的兩表面溫度。此測試方法是以被測試墻體單元的熱工性能代表整棟樓或整個小區的墻體熱工性能。此方法的缺點是具有代表性的測點難以確定,難以準確而全面的確定整個住宅小區內所有建筑墻體及屋面的熱工性能。另外,保溫工程作為一項重要的分項工程,目前仍缺少相應的檢測驗收標準,國家建筑安裝統一驗收標準中也沒有相關內容的規定,施工質量難以檢驗、保證。
4住宅建筑節能設計措施
4.1既有住宅的節能改造措施
非節能既有建筑主要有兩類,一類是已裝修的并居住多年的,這類建筑往往是建成多年的老房子,裝修比較簡陋,居住結構也不合理,各類設施老化,居住者本身為中下等收入群體;另一類是未裝修過的新住宅。對于前者,節能改造要首先考慮成本,以最經濟、效果最明顯的地方下手,無需大動干戈;后者在裝修環節中需加入一系列的節能措施。這二者都可以通過墻體、屋面、房屋結構、門窗的改造達到節能效果。既有住宅建筑節能技術改造的推廣與實施對實現《中華人民共和國國民經濟和社會發展第十一個五年規劃綱要》中的節能目標具有很大的促進作用。我們不僅在節能改造的技術上需要進一步探索,用最簡便、最經濟的措施達到最好的節能效果,而且還需要改變陳舊的觀念,加大經濟投入力度,推出切實可行的管理方法。
4.2新住宅的節能設計措施
應該從可持續發展及發展循環經濟的角度來定位節能住宅以及節能技術,根據住宅的全生命周期來規劃設計建設。針對以上存在的問題,應該從以下幾個方面來解決:①節能住宅要進行科學合理的規劃、設計住宅建筑的布局規劃應根據當地的氣候特點,因地制宜,使建筑物的整體布置和平面布置有利于利用太陽能和利于自然通風,保留小區內自然水域面積,盡量減少硬化地面,增加綠化,形成適合居住的小區氣候。規劃過程中還應該注意建筑物的最佳朝向,采用南北向或接近南北向,使得建筑物可以合理利用太陽能,達到“冬暖夏涼”的效果。房屋的單體設計應控制其體型系數,應該增加房屋的進深,減少體形系數,以減少其結構的熱損失,減小建筑能耗。②提高建筑結構的保溫性能建筑圍護結構的保溫隔熱性能是影響建筑能耗最直接的因素。建筑圍護結構主要有屋頂、外墻和外窗三部分組成。屋頂應采用高效的保溫隔熱屋面,其傳熱系數和熱工性能應滿足規范規定,在條件允許的情況下可以采取屋頂綠化等措施;外墻采用新型的低熱轉移值的節能墻體材料;外窗是建筑結構熱工性能最差的環節,因此提高建筑結構節能性能的有效途徑是控制窗墻比,提高窗戶的保溫隔熱性能。③提高設備的能效比及利用新能源隨著我國的經濟發展,南方地區的居民夏季對空調的需求和使用逐年增長,另外北方地區冬季還需要供暖。能效比是空調、供暖等設備的重要的競技性指標,能效比越高,說明該設備越節能。所以應優先選用符合國家規定的節能型空調和供暖設備。要實現住宅節能,一方面要通過降低建筑能耗;另一方面是利用新能源,減少消耗常規能源。例如,合理利用太陽能,采用太陽能集中供熱水系統。④完善節能設計規范標準節能技術與傳統工藝有著很大的區別,施工技術要求更高,技術難度更高。目前國家及各級政府部門也相繼出臺相應的規范和標準,對節能設計起到一定的指導作用,但是有些規范可操作性差。因此,在節能建筑施工前,要結合現有規范標準制定詳細的技術交底,編制完善的、操作性強的、能夠指導施工全過程的施工組織文件,加強施工人員的技術培訓,嚴格按照施工規范施工。⑤完善對節能住宅的檢測和驗收方法節能住宅的檢測和驗收主要包括節能效果的檢測和施工質量的驗收。首先要對住宅節能體系進行認真檢測,根據其離散程度,確定可靠的保證率。同時加強對各施工工序的專項檢查和監理工作,規范、完善對節能效果和施工質量的驗收方法。
1.1外墻節能改造技術
(1)外墻外保溫。外墻外保溫的有效施工,能夠將外部環境中的冷、熱進行隔離,對建筑的主體起到一定的保護作用,減少高溫對于建筑結構產生的溫度應力,延長建筑物的使用。同時,外墻外保溫技術的應用,不需要對原有的建筑結構進行改變,由于既有建筑的結構大多以磚混結構為主,因此通過外墻外保溫能夠使建筑物內部冬暖夏涼,改善居民生活環境。外墻外保溫過程中經常使用的材料是擠塑聚苯板,其具有良好的保溫性能,施工工藝較為簡單,而且施工成本較低,有利于實現工程造價的有效控制。需要的情況下,可以適當增加擠塑聚苯板的厚度,能夠起到更好的保溫效果。在冬季氣溫相對較低的地區,在進行外墻外保溫時,要注意保溫材料與外墻面的有效貼合,避免縫隙處產生水蒸氣而破壞保溫層。外墻還可以采用重新涂刷隔熱反射涂料的方法,可以有效降低室內溫度。(2)外墻內保溫。與外墻外保溫相比,外墻內保溫的施工工藝更加簡單,只需要在外墻的內表面粘貼聚苯板,再使用水泥砂漿進行抹平即可。外墻內保溫在施工時容易對居民的生活和工作產生一定的影響,所以需要根據實際情況合理應用。
1.2門窗節能改造技術
門窗也是建筑結構中耗能較大的部位,尤其是外窗所占的比例更大,通過外窗所傳遞的熱量和產生的熱量損耗占據建筑耗能的一半以上,因此,要重視對門窗的節能改造,才能達到降耗的目的。(1)門的節能改造。在夏熱冬暖地區的既有建筑中,大部分都是木門,通過在木門的中間位置粘貼聚苯乙烯板,能夠有效的提高建筑的保溫效果。同時,民用建筑中使用的防盜門,在進行定制時可以在門腔內填充一些玻璃棉或者是礦棉等材料,可以達到防火和隔熱的目的。(2)窗的節能改造。既有建筑中的鋁合金框要避免熱橋,需要根據相應的技術標準設置雙層或者多層玻璃窗,在經濟條件允許的情況下可以使用低輻射玻璃,如熱反射玻璃,Low-E玻璃,鍍膜玻璃等,能夠起到更好的隔熱效果。需要注意的是,玻璃層之間要做好密封工作,避免長時間使用導致玻璃層間進入灰塵,影響玻璃透明度。(3)窗簾的合理應用。內置窗簾的應用容易將熱量從玻璃窗外部抵擋,就如同將能量浪費,所以建議室內可以應用鍍膜窗簾,通過鍍膜的循環作用能夠阻擋夏季的高溫直射和降低冬季室內熱量的流失,鍍膜窗簾在國外已經獲得廣泛應用。百葉的形式可以在使用的時候拉開,不使用的時候關閉,對建筑物的空間和使用性能不會產生影響。(4)窗的外遮陽改造。根據《夏熱冬暖地區居住建筑節能設計標準》JGJ75-2012中規定,東、西向外窗需要遮陽措施,所以對外窗的節能要求變得更加嚴格。對于東西向外窗除了選擇低輻射的玻璃外,還可以選擇增加外遮陽的方法。可以選用外遮陽百葉或活動遮陽。
1.3屋頂的節能改造
由于大部分既有建筑使用的都是平屋頂,這種屋面對于防水的施工容易造成較大的困難,因此可以考慮將平屋頂改成坡屋頂,并且在屋頂內部裝入保溫材料,能夠提高屋頂的防水性能和保溫性能,同時也能創造更大的使用空間。一般在屋頂沒有產生較大破損的情況下,不需要對防水層進行大面積返修,可以對漏水的部位進行局部修補和翻改。具體可以在屋頂的部位平鋪一些隔熱材料,但在隔熱材料上層仍然需要使用防水涂料,以此保證屋頂的防水性能。對于屋頂的節能改造,還可以通過使用擠塑聚苯板等保溫材料進行局部修補。另外,可以通過植被的種植來實現隔熱節能的目的。在很多既有建筑的屋面上采用灌草結合的植被進行布置,能夠起到很好的隔熱和降溫的作用,尤其是在夏天,能夠很好的阻隔太陽的高溫輻射對建筑物墻面所產生的作用,既達到了節能的目的,又綠化了環境,這也是一種經濟性很高的節能改造技術。
1.4陽臺、樓梯間及外露傳熱構件的節能改造
有很多建筑節能改造時針對陽臺的措施,都采取將陽臺密封、加保溫窗等措施,而針對一些沒有陽臺的建筑,則可以通過加裝陽臺的方式來進行改造。這種加裝陽臺的技術在國外已經有一定的應用,通過單獨設置相應的支柱實現陽臺與原有建筑物結構的連接,能夠增加建筑物的使用面積,也為建筑物增加了保溫的效能。對于樓梯間的節能改造,可以通過增加保溫防盜門的方式來提高樓梯間的熱工性能。同時在改造過程中,應安裝能隨時關閉的單元門,并且用新型的節能隔熱窗對原有的窗進行替換,適當的增加內墻保溫,增強隔熱效果。
2其他節能改造措施
在針對既有建筑結構進行節能改造時,也可以從室內裝飾的角度進行考慮,比如在室內吊燈的部位增加保溫材料、或者使用新型的遮陽窗簾等,都能夠達到較好的節能效果。同時,科學技術的快速發展,促進了很多新型節能材料的生成,如節能燈具、管材以及變頻空調等,都可以在節能改造中進行適當的應用,降低能源的消耗。另外,在進行節能改造時要堅持對自然資源的充分利用,如太陽能熱水器、太陽能照明系統、地源熱泵、增加夏季室內的通風結構改造等等,都可以實現對自然資源的有效利用,在達到節能效果的同時,節約了成本,高效節能、環保并能實現可持續發展,提高了建筑節能改造的經濟效益。
3結束語
北方既有居住建筑節能改造項目技術經濟評價指標體系構建
1.構建評價指標體
系筆者遵循系統性、合理性、綜合性、應用性的原則,建立評價指標體系,并參照了《既有居住建筑節能改造指南》、《民用建筑節能條例》、《民用建筑節能設計標準》、《建筑氣候規劃標準》、《夏熱冬冷地區居住建筑節能設計標準》、《嚴寒和寒冷地區居住建筑節能設計標準》等相關行業標準,根據實際狀況選取評價指標。
2.確定指標權重
使用層次分析法計算其權重系數,其特點是在對復雜決策問題的本質、影響因素、內在關系等進行深入分析之后,構建一個層次結構模型。然后,運用較少的定量信息,把決策的思維過程數學化,從而為求解多目標、多準則,或無結構特性的復雜決策問題。其步驟:一是構造層次分析結構;二是構造判斷矩陣;三是判斷矩陣的一致性檢驗;四是層次單排序;五是層次總排序;最后是做出決策。
筆者通過運用MCE軟件和Excel,將專家打分通過軟件輸入,選取層次分析法求取權重,結果如表1所示。北方既有居住建筑節能改造項目評價模型構建通過模糊綜合評判法的原理和公式,建立適合北方既有居住建筑節能改造項目技術經濟評價指標體系的模糊綜合評判。
1.建立因素集
第一層為:A={B1,B2,B3}。第二層為:B1={C1,C2},B2={C3,C4},B3={C5,C6,C7}。第三層為:C1={D1,D2,D3,D4,D5,D6},C2={D7,D8,D9},C3={D10,D11},C4={D12,D13,D14},C5={D15,D16},C6={D17,D18},C7={D19,D20}。
2.建立評價指標的評語集
為北方既有居住建筑節能改造項目技術經濟評價指標體系建立評語集,其含義有兩點:一是此方案的選擇是否能達到滿意的效果;二是此指標值對于既有建筑節能改造項目實施的推動作用是否能達到滿意效果,如項目檢測指標中的圍護防水效果。V={v1,v2,v3,v4,v5}={非常滿意,滿意,中,差,非常差}3.確定權重權重的最終確定值是通過層次分析法的計算來求得,此任務已完成。第三層權重記為wDi,第二層權重記為wCi,第一層權重記為wBi。4.分層作綜合評價以調查問卷的形式,請10位專家對評價指標體系中的第三層進行單因素評價,得到模糊評判矩陣如下:RCi(i=1,2,3,…,7)單級綜合評判BCi=WCi莓RCi。
實例分析
北方既有居住建筑節能改造項目技術經濟評價,是在項目改造前對各個方案進行評價,從而選取最優方案。本文以河北省唐山市河北一號小區509號樓為例,對其進行技術經濟評價。以下項目介紹中的數值為《既有居住建筑節能改造評估報告》[2]中給出。
1.項目概況
該項目是1976年唐山大地震后所建樓之一,具有很強的抗震性。509號樓有5層、3個單元共45戶,建筑面積為2156m2。該建筑沒有地下室,樓宇門已不存在。原有平屋面為鋼筋混凝土樓板,局部的保溫層已濕透。預制外墻板為11cm厚的鋼筋混凝土、12cm厚輕質混凝土夾心層,外加4cm厚的砂漿層。原來的單玻空腹鋼窗大部分被換成了鋁合金或塑鋼窗,或在外面又裝了一樘窗,有些是單玻窗,有些是雙膛窗。整個護結構存在許多問題,包括不密封、結露和防水失效。采暖系統為垂直單管系統,并且沒有溫度調節手段。下面根據評價指標體系,對該項目進行有針對性的介紹。(1)技術性指標。第一項,項目改造指標。專家擬定的具體方案為:對窗的改造主要采用塑鋼中空內平開窗,使用low-e玻璃;對外墻的改造主要是采用10cmEPS薄抹灰系統;對屋面的改造主要采用是14cmPU暖屋面。供熱計量方式主要采用熱計量收費;采暖系統采用的是垂直雙管和自動溫控閥。對樓宇門的改造主要采用雙扇保溫鋼板門,將門墻縫里內外均以硅膠密封,并帶有自閉裝置。第二項,項目檢測指標。改造前,對圍護結構傳熱系數進行測定,主要包括對屋面、外墻、外窗、底板的測量。其傳熱系數分別為:1.3W/m2k、2.0W/m2k、4.5W/m2k、2.8W/m2k。經過專業人員檢測,該項目防水效果較差。(2)經濟性指標。第一項,預估指標。該項目總費用為606.1元/m2,即約為131萬元;節能相關費用約占改造總費用的28%;節煤量為33.72噸,按每噸為500元計算,共計16860元。第二項,效果指標。設本項目的項目期為30年。靜態投資回收期=606.1×28%16860÷2156≈22年凈現值=-131×28%+1.686(P/A,5%,30)=-10.75用內插法求取內部收益率。其計算過程為:設i=2%,經計算,凈現值=1.301設i=3%,經計算,凈現值=-3.716IRR1=1.301×(3%-2%)1.301+|-3.716|+2%=2.26%(3)社會性指標。第一項,環保性指標。該項目改造前采暖消耗量為219592.2kWh/a,建筑面積為2156m2,即每平方米采暖消耗量為101.85kWh/a。改造后,采暖消耗量為141696.6kWh/a。同理,其每平方米采暖消耗量為65.72kWh/a;該項目有害物質減少量,是通過其節煤量來計算的,按工程建設標準《民用建筑節能設計規程》,每噸標煤燃燒產生的有害氣體量包括:二氧化硫為1.4千克、粉塵為11千克、氮化物為9千克、烷烴類為0.5千克、二氧化碳為2.6噸。經計算,該項目所減少的有害氣體量為:二氧化硫0.047噸、粉塵0.371噸、氮化物0.303噸、烷烴類0.017噸、二氧化碳87.672噸。第二項,舒適性指標。該項目在改造前室內溫度為16度,改造后會達到20度以上;其霉變結露現象較為嚴重。第三項,支持度指標。唐山市政府出資370元/m2、中央政府出資54元/m2、德國技術合作公司出資140元/m2、居民出資42元/m2。
2.項目技術經濟評價
筆者請10位專家對該項目三級指標進行投票,投票結果如表2所示。由此可知,該項目評價中存在稍微不經濟現象。
結論
1建筑節能存在的問題
1.1圍護結構存在的問題
圍護結構節能技術就是通過改善建筑物圍護結構的熱工性能,在夏季減少室外熱量傳入室內,在冬季減少室內熱量的流失,使建筑物室內溫度盡可能舒適,以減少采暖、制冷設備的負荷,最終實現能源的節約。我國圍護結構節能存在的問題有[2]:①某些建筑體型系數過大。②窗墻面積比過大。③采用夾心復合保溫外墻較多。④設計單位對某些技術參數的取值不統一,有的缺少依據。⑤一些設計單位的施工圖內沒有建筑節能設計熱工計算表,不利于對節能建筑的質量檢查。⑥一些保溫墻體工藝技術出現質量問題。⑦設計單位對圍護結構使用的某些墻體材料、保溫材料及窗戶質量要求不明確,監理和施工單位控制不嚴格。⑧一些節能建筑配置的采暖散熱器高于建筑節能標準確定的熱負荷值應配置的數量。⑨大部分節能建筑只安裝了采暖供熱的開關控制閥門,沒有考慮為將來安裝計量熱表、分室用熱控制裝置留出位置。⑩少數施工單位未嚴格按設計文件要求進行施工。
1.2供暖企業存在的問題
供暖企業肩負著我國城市中市民的供暖重任,其管理質量的好壞直接關系到城市中居民的冷暖問題。近些年,市民對供暖企業的關注程度逐年提升。不僅是因為其供暖的質量方面,還有其經營過程中,對環境的影響方面。這些企業本身會每年消耗大量的能源,產生大量的污染氣體,如果任其自由發展的話,對環境會造成重大影響。目前,我國城市中供暖企業存在的主要問題有:①供暖企業員工缺乏節能減排意識;②過度關注技術投入忽視管理減排;③供暖企業設備滯后。
1.3綠色照明存在的問題
隨著我國經濟的發展,大型公共建筑高耗能的問題日益突出,據統計,國家大型公共建筑單位面積耗電量達到70-300kW•h,為普通居民住宅的10-20倍,占全國城鎮總耗電量的1.5-2倍。電氣系統節能決定了建筑物智能、環保以及主要能耗,電能的消耗占了很大的比例,隨著建筑智能化的發展,這種比例在繼續加大,所以要進行大型公共建筑節能,必須考慮建筑的電氣節能。而在耗電量中,照明能耗一般占整個建筑電量能耗的25%-35%,占全國電力總消耗量的13%,因此實現照明系統節能的意義十分重大,經濟效果明顯[3]。
2建筑節能存在問題的應對措施
2.1圍護結構存在問題的應對措施
①門窗。改善門窗的保溫隔熱性能,可以采用提高門窗的氣密性、窗框采用斷熱金屬型材、增加玻璃層數等措施來提高門窗的保溫隔熱性能;另外有效的遮陽設施對降低能耗的影響非常有益。②屋面。建筑屋面節能的最主要措施之一就是發展和應用高效保溫隔熱材料,并合理確定保溫材料的厚度,可采用倒置式、屋面綠化、蓄水屋面、淺色坡屋面等措施。③加強監管機制。政府應該發揮主觀能動性,加強對設計單位、生產單位以及施工單位的監察管理,加強政府部門的大力管理及社會相關部門的通力協作。
2.2供暖企業存在問題的應對措施
①強化供暖企業節能減排工作小組的職能。建立起一個節能減排專家工作組,要求這些專家來自不同的節能減排相關領域,比如生產調度、環保、財政、統計等部門。并且通過這些專家的評選審定,激勵企業員工的節能減排工作。②建立熱量自動控制系統。為了適應群眾對功能的需求,企業應該建立起熱量自動控制系統,根據用戶的室內溫度和設備的運作狀況來調控熱量的供應,根據用戶的數量和供暖的面積確定設備的數量,調整設備的運行參數。③加快對供暖企業老化設備的更新換代工作。老化的設備會增加能耗,必須加快對供暖企業老化設備的更新換代工作,只有這樣才能有效地降低鍋爐的損害和能耗,減少廢氣的傳播,進而保障環境的清潔。④在政策上支持供暖企業的節能減排工作。供暖企業的節能減排工作離不開政府的支持,所以我國政府應該建立起完整的法律法規,而保障企業節能工作的順利進行。
2.3綠色照明存在問題的應對措施
在整個配電和電氣系統中,末端的照明部分占了非常重要的位置,節能燈具的應用一直是實現電氣節能的關鍵環節之一。在保證有足夠的照明數量及質量的前提下,應盡可能地做到節約照明用電,提高整個照明系統的效率,防止片面性。
3總結
一、我國寒冷地區建筑能耗現狀
據資料顯示,我國新增采暖能耗以每年6×109kg標準煤的速度在增長。我國北方城鎮采暖人口只占全國人口總數的13.6%,但北方集中采暖地區的房屋建筑的建筑面積約占全國采暖房屋面積的50%,且每年有3~6個月的采暖期。在80年代末期,寒冷地區采暖能耗占到當時全國年總能耗的11.5%,占采暖地區全社會能耗的20%以上,在一些嚴寒地區城鎮建筑能耗則高達當地社會總能耗的50%以上。因此,我國建筑節能中心工作首先是圍繞著降低北方寒冷地區城鎮的采暖能耗展開的。寒冷地區的建筑能耗主要是以供熱為主,所以,建筑節能絕大部分是供熱節能。
二、建筑物能耗消耗的途徑
寒冷地區建筑物的能耗主要取決于圍護結構的熱傳導和冷風滲透,建筑圍護結構的散熱量,往往要占采暖熱耗的1/3以上,如果建筑圍護結構具有良好的保溫隔熱性能,便可減少冬季室內傳出室外的熱量和夏季室外傳入室內的熱量,從而減少為維持室內舒適熱環境提供的采暖和制冷能量。
建筑節能按圍護結構界面劃分主要包括墻體節能、門窗節能和屋面節能。如何改善建筑圍護結構的保溫隔熱性,節約能源,開發和利用太陽能,保證人們生活在良好的環境中,是建筑設計中應重點考慮的。
三、寒冷地區建筑節能設計
筆者認為寒冷地區的建筑節能設計應著重做好以下三方面的工作:一是要從建筑物的規劃設計之初進行節能控制;二是要發展高效的保溫隔熱材料,做好屋面保溫隔熱防止室內外熱交換,從而減少建筑能耗;三是要控制建筑物的體形系數、選擇適宜的朝向及采用合理的構造措施。下面將詳細論述。
(一)建筑的規劃節能設計
現在說建筑節能,人們往往只考慮建筑的構造、材料、圍護結構的熱工性能,而忽略了建筑規劃設計創作階段的節能控制。我們應該在設計之初將建筑設計創作與規劃、構造、材料等方面進行綜合考慮,從而全面提高住宅建筑的節能效果和建筑品質。
1、住宅選址與規劃布局
國內住宅建筑多以小區形式出現,住宅建筑選址的好壞、規劃的合理性是決定住宅節能設計的先決條件。住宅小區選址應根據地形特點,選擇避風向陽的朝南坡地或平原,避開迎風的水域岸邊或容易形成風道的山谷、山頂等,因為冬季冷氣流在凹地里易形成對建筑物的“霜洞”效應。
2、道路設計與小區通風
為使建筑單體爭取更好的朝向,我們在設計初通常將小區道路的布局與用地結合布置。除施工便利、方便使用,道路也是整個小區的通風道。道路設計時應便于組織小區通風,并與城市、小區綠化空間結合,把新鮮空氣引入小區,從而提高居住區內的小氣候環境質量。
3、景觀綠化設計
小區環境綠化要突出居住條件的均好性和共享性,為居民提供戶外休閑、觀賞和改善生態環境的綠化空間。景觀綠化可以有效降低氣溫、調節濕度、防風抗風、改善通風質量,從而抑制熱島效應,改善住宅建筑外維護結構的熱工性能。綠化應以綠植物為主,形成點、線、面相結合的完整綠化系統,形成良好適應氣候特點的植物群落。
4、雨水收集利用。
在現代住宅的節能設計中,應建立雨水收集與中水利用系統,并使其用量達到總用水量的30%。一般住宅小區,屋面與路面面積之和約占地面面積40%,做好屋面和路面收集將是雨水收集的重要部分。屋面雨水收集主要是通過水落管將雨水收集引流,進入小區內中水處理系統。小區路面通常采用鋪貼滲水磚和設置路面排水溝,這樣雨水可以通過滲水磚和水溝進入小區的中水系統中,為小區的綠化灌溉和中水使用提供水源。
(二)建筑外圍體系節能設計
建筑物耗熱量主要由通過圍護結構的傳熱耗量構成,其數值約占總耗熱量的1/3以上,所以改善圍護體系節能對于提高住宅節能設計有著深遠的影響。住宅建筑圍護體系的節能設計重點在其外墻、門窗和屋面三大部分。
1、外墻保溫設計
(1)外墻節能構造
目前外墻節能的主要方式是采取復合墻,即在墻體不同部位設置高效保溫隔熱層,形成外墻內保溫、外墻夾心保溫、外墻外保溫3種復合墻體。
(2)外墻內部保溫
外墻內保溫是用保溫材料置于外墻的內側,它的優點在于:對飾面和保溫材料的防水、耐候性等技術指標的要求不高;內保溫材料被樓板所分隔,僅在一個層高范圍內施工,不需搭設腳手架,施工方便。
(3)外墻夾心保溫
外墻夾心保溫是將保溫材料置于外墻的中間部位,內外側墻均可采用傳統的磚、混凝土空心砌塊等,這些傳統材料的防水、耐候等性能均較好,對內側墻和保溫材料形成有效的保護,對保溫材料的選材要求不高,聚苯乙烯、玻璃棉、巖棉等保溫材料均可使用。夾心保溫墻施工季節和施工條件的要求不十分高,不影響冬期施工,近年來在嚴寒地區得到一定的應用。
(4)外墻外保溫
由于對節約能源與保護環境的需求不斷提高,建筑圍護結構的保溫也在日益加強,其中以外墻外保溫的發展最為迅速。外保溫墻體適用于有采暖和空調要求的工業與民用建筑,既可用于新建建筑,又可用于既有建筑節能改造。其對主體結構具有保護作用,有效避免了室外氣候變化引起墻體內部溫度變化,使結構主體壽命延長;有利于消除或減弱冷、熱橋的影響;可避免室溫發現較大波動;對原有建筑改造時,減少對室內的干擾;不占用室內空間,在二次裝修時,避免對保溫層進行破壞;增加了立面裝飾效果;適用范圍廣泛,綜合效益顯著。
外墻外保溫技術在國內已有良好的基礎,特別是在北方寒冷地區推廣應用中已取得了成效。因此應成為日后寒冷地區外墻保溫的首選設計。
2、窗體節能設計
窗戶是建筑外圍結構重要的組成部分,也是外圍護結構中能量損失最大的部位。一般住宅的外窗(包括陽臺門)面積約占建筑面積的20%左右,其中通過外窗傳熱散失的能量約占建筑能耗的28%左右,通過外窗透氣散失的能量占建筑能耗的27%左右。
(1)合理選擇玻璃類型
玻璃是窗戶中面積最大的組件.改進這部分的熱工性能對整個窗戶的節能性能有很大的影響。隨著技術的發展和人們節能意識的提高,窗戶玻璃材料發生了巨大的技術進步。從透明玻璃到有色玻璃、鍍膜玻璃,從單層玻璃到雙層玻璃以及中空、真空玻璃。使用節能型窗玻璃,是提高整個窗戶保溫性能的一大重要措施。目前節能效果好、具有推廣價值的節能型玻璃有中空玻璃、鍍膜玻璃等功能性玻璃。
(2)提高外窗氣密性
如門窗框與墻間的縫隙可用彈性松軟型材料(如毛氈)、彈性密閉型材料(如聚乙烯泡沫材料)、密封膏以及邊框設灰口等密封。框與扇之間的密封可用橡膠、橡塑或泡沫密封條以及高低縫、回風槽等。
(3)選擇節能的窗型
目前常用的窗型有外平開窗、左右推拉窗、固定窗、亮窗和上下懸窗,還有內開下懸翻轉窗、上下提拉窗等。固定窗如果安裝合理是氣密性最好的,且造價低,但是在要求有良好通風的地方不能使用,故一般用于工業建筑中。安裝了密封條的外平開窗、下懸翻轉窗有適度的氣密性,在開啟時還有良好的通風性能,但開啟時需占用空間。平開窗由上部固定扇和下部推拉扇組成,平開窗能移動的窗扇越少氣密性相對越好。平開窗在窗扇關閉后,窗扇和窗框之間壓條壓得較緊,很難形成對流,節能優勢明顯。
3、屋面的節能設計
從保溫原理來說,熱氣流是向上運動的,而冷氣流則向下運動,屋頂可截住熱氣流使熱量不散出室外,屋頂作為建筑的主要圍護構件比其他界面更要起到保溫、隔熱作用,是建筑節能的主要部位之一。
屋面節能措施應主要選擇密度大,傳熱系數小的保溫材料,不宜選擇吸水率大的保溫材料,以防止保溫層大量吸水而降低保溫效果。北方地區經常采用的水泥珍珠巖、加氣混凝土砌塊及水泥聚乙烯苯板等保溫材料上鋪防水層方法,經過多年使用效果很好。
結語
節能降耗是目前建筑業發展的趨勢,寒冷地區建筑節能的主要途徑就是要加強外圍結構的保溫設計,應用高效保溫隔熱材料并改進建筑構造。使中國建筑業不斷走向可持續發展的道路,為創造節約型社會做貢獻。
作者:張國強 來源:云南建筑 2013年4期