民用建筑節(jié)能技術(shù)要點(diǎn)及其前景淺析

呂紅麗 楊俊偉 · 2008-09-17 00:00 留言

  民用建筑節(jié)能指在保證民用建筑使用功能和室內(nèi)熱環(huán)境質(zhì)量的前提下,降低其使用過(guò)程中能源消耗的活動(dòng)。

  節(jié)約能源是社會(huì)發(fā)展所必須遵循的一項(xiàng)原則,建筑節(jié)能是我國(guó)節(jié)能工作的一個(gè)重要領(lǐng)域。我國(guó)城市住房用地目前占整個(gè)城市用地的30%,城市住房能耗占全國(guó)總能耗的37%。與發(fā)達(dá)國(guó)家相比,我國(guó)城市住宅能耗平均高出3.5倍。國(guó)家“十一五”規(guī)劃提出節(jié)能目標(biāo)為20%,即5年內(nèi)實(shí)現(xiàn)平均年4%左右的節(jié)能率。圍繞此宏觀強(qiáng)制性指標(biāo),控制國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值中的單位能耗,建設(shè)節(jié)約型社會(huì)在各行業(yè)展開(kāi)?!豆?jié)約能源法》、《節(jié)能中長(zhǎng)期專項(xiàng)規(guī)劃》、《民用建筑節(jié)能管理規(guī)定》、《民用建筑節(jié)能條例》等規(guī)劃、法律、條例的相繼出臺(tái)和施行,為民用建筑節(jié)能工作指明了方向,提供了法律保障。

  建筑節(jié)能是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程,涉及規(guī)劃設(shè)計(jì)、建設(shè)施工、建筑節(jié)能產(chǎn)品等多個(gè)環(huán)節(jié),甚至延伸到整個(gè)建筑的全周期。因此,推行建筑節(jié)能性能認(rèn)證和公示制度,不僅可以正確評(píng)價(jià)建筑物的節(jié)能效果,推動(dòng)建筑節(jié)能市場(chǎng)的形成和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整,提高資源利用效率,而且可以帶動(dòng)建筑業(yè)及相關(guān)產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。

  我國(guó)國(guó)土面積大,不同地區(qū)和類型的建筑物熱環(huán)境要求不同,節(jié)能措施也就不同。民用建筑在總平面布置時(shí)迎風(fēng)面一側(cè)不宜布置過(guò)多的高大附屬建筑物、構(gòu)筑物,進(jìn)風(fēng)面應(yīng)與夏季主導(dǎo)風(fēng)向成60°~90°角,一般不宜小于45°角。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)充分利用自然通風(fēng)改善室內(nèi)空氣環(huán)境,盡量減少室內(nèi)環(huán)境控制的能耗,建筑物朝向宜采用南北向或接近南北向,主要房間宜避開(kāi)冬季主導(dǎo)風(fēng)向。建筑物體形系數(shù)宜控制在0.3及0.3以下,控制民用建筑物的窗墻面積比。

  我國(guó)建筑能耗高于發(fā)達(dá)國(guó)家,主要表現(xiàn)在建筑物保溫與供熱系統(tǒng)狀況差。

  建筑物節(jié)能分為圍護(hù)結(jié)構(gòu)節(jié)能和建筑設(shè)備系統(tǒng)(供水、供熱采暖、空調(diào)制冷、照明、熱水供應(yīng))節(jié)能。墻體、門窗、屋面、樓板和不采暖樓梯間的隔墻等圍護(hù)結(jié)構(gòu),其傳熱阻大于或等于所在地區(qū)要求的最小傳熱阻,即Ro.min=[(ti-te)/△t].n·Ri,其中ti為冬季室內(nèi)計(jì)算溫度,te為圍繞結(jié)構(gòu)外計(jì)算溫度,n為溫差修正系數(shù),Ri為圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)表面換熱阻,△t為室內(nèi)空氣與圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)表面之間的允許溫差。

  隨著墻體保溫技術(shù)的廣泛應(yīng)用,人們?cè)絹?lái)越關(guān)心外墻保溫的經(jīng)濟(jì)性。設(shè)采暖住宅外墻造價(jià)W(元/平方米),房屋使用年限Zc(年)。外墻的相當(dāng)年費(fèi)用A的經(jīng)濟(jì)表達(dá)式或經(jīng)濟(jì)函數(shù)為A=PiW+KW+ηw+υW(其中Pi為年折舊費(fèi),K為材料墻體的總傳熱系數(shù),η為年利潤(rùn)率,υ為維修費(fèi)用系數(shù))。

  通過(guò)上式可對(duì)不同外墻進(jìn)行經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià),也可用它對(duì)同一外墻進(jìn)行經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià),也可用它對(duì)同一外墻的不同方案做經(jīng)濟(jì)比較,求得最佳熱阻或保溫層的最佳厚度。

  圍護(hù)結(jié)構(gòu)中的熱橋部位應(yīng)進(jìn)行保溫驗(yàn)算,避免熱橋部位表面結(jié)露。外墻傳熱系數(shù)計(jì)算方法為K=1/Ri+Ro+Re(其中Ri為內(nèi)表面換熱阻,Ro為圍護(hù)結(jié)傳熱阻,Re為外表面換熱阻)。相同條件下,導(dǎo)熱系數(shù)越大,熱阻越小,傳熱系數(shù)越大,保溫性能越差。要提高保溫效果可考慮采取使用導(dǎo)熱系數(shù)小的保溫材料加強(qiáng)保溫。

  窗戶類保溫材料包括斷熱橋鋁合金中空玻璃窗、斷熱橋鋁合金LOW_E中空玻璃窗、塑鋼中空玻璃窗、塑鋼LOW_E中空玻璃窗。對(duì)于北向窗戶不宜采用飄窗,窗戶的氣密性不應(yīng)低于現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《建筑外窗空氣滲透性能分級(jí)及其檢測(cè)方法》(GB/T7017)規(guī)定的等級(jí)水平。外門和外窗框靠墻體部位的縫隙,采用高效保溫材料填堵,窗框四周與摸灰層之間的縫隙,宜采用保溫材料和嵌縫密封膏密封。玻璃幕墻的氣密性不應(yīng)低于《建筑幕墻物理性能分級(jí)》(GB/T-15225)規(guī)定等級(jí)。

  建筑設(shè)備節(jié)能指建筑的供排水、供電、冷暖空調(diào)燃?xì)獾染S護(hù)室內(nèi)功能的系統(tǒng)工程。

  建筑給水系統(tǒng)是將城鎮(zhèn)給水管網(wǎng)或自備水源的水經(jīng)引入管送至建筑內(nèi)的生活和消防設(shè)備,并滿足各用水點(diǎn)的水質(zhì)、水量和水壓要求的冷水供應(yīng)系統(tǒng)。給水方式有直接給水、單設(shè)水箱和水泵給水、單設(shè)氣壓給水設(shè)備的給水、分區(qū)給水四種最基本給水方式。給水方式按照水平干管在建筑內(nèi)敷設(shè)的位置分上行下給式和下行上給式和兩種兼用的管路布置。高層建筑由于層數(shù)多,必須進(jìn)行豎向分區(qū),避免管中的壓力超過(guò)其工作壓力而損壞管道,避免靜壓過(guò)大使出水產(chǎn)生噴射。室內(nèi)生活排水分污水和廢水排水系統(tǒng),建筑中水工程是利用生活廢水經(jīng)適當(dāng)處理后回用于建筑物、小區(qū)供生活雜用,中水處理方法可分為生物處理法、物理化學(xué)處理法和膜處理法,適用于缺水地區(qū)的各類民用建筑的新建、擴(kuò)建和改建工程。

  天然氣作為一種潔凈、廉價(jià)的能源,目前在城市生活燃料源中頗受關(guān)注,天然氣的利用按市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)作前景廣闊。房間的采光充分利用天然光,辦公、商業(yè)、旅館、醫(yī)院建筑照明功率密度值不應(yīng)大于規(guī)定值。民用建筑的照度要求隨類別和功能按我國(guó)頒布的民用建筑照度標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì),在照度標(biāo)準(zhǔn)中按照視力條件將各類民用建筑歸納為居住建筑、科教辦公建筑、醫(yī)療建筑、體育建筑、商業(yè)建筑、機(jī)電用房等11大類,每類中按房間的功能不同執(zhí)行相應(yīng)的照度標(biāo)準(zhǔn)。利用系數(shù)法,根據(jù)建筑的功能要求,房間的照度標(biāo)準(zhǔn),選擇合理的照明方式,并根據(jù)房間對(duì)配光、光色、顯色性及環(huán)境條件來(lái)選擇光源和燈型。光照要求高的場(chǎng)所,需選用便于啟動(dòng)的白熾燈,高大的房間宜選用壽命長(zhǎng)、效率高的光源,辦公室宜選用光效高、顯色性好、表面亮度低的熒光燈作光源。

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  利用太陽(yáng)能、地?zé)崮?、風(fēng)能等可再生能源,是實(shí)現(xiàn)建筑節(jié)能減少能耗非常有效的措施,是從供暖、供給的熱源、輸送渠道及實(shí)現(xiàn)方式來(lái)節(jié)約能源。

  對(duì)民用建筑節(jié)能工程施工質(zhì)量驗(yàn)收,在保溫材料的厚度、導(dǎo)熱系數(shù)復(fù)測(cè)結(jié)果、外窗傳熱系數(shù)、氣密性復(fù)測(cè)結(jié)果以及屋面保溫隔熱材料的導(dǎo)熱系數(shù)、密度、抗壓強(qiáng)度或壓縮強(qiáng)度、燃?xì)庑阅艿确矫?,?yīng)符合設(shè)計(jì)文件規(guī)定的要求。

  我國(guó)每年新增建筑面積18億至20億平方米,民用建筑節(jié)能潛力很大。國(guó)家推廣使用民用建筑節(jié)能的新技術(shù)、新工藝、新材料和新設(shè)備,限制使用或者禁止使用能源消耗高的技術(shù)、工藝、材料和設(shè)備?!睹裼媒ㄖ?jié)能條例》明確要求:編制城市詳細(xì)規(guī)劃、鎮(zhèn)詳細(xì)規(guī)劃,應(yīng)當(dāng)按照民用建筑節(jié)能的要求,確定建筑的布局、形狀和朝向。對(duì)不符合民用建筑節(jié)能強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)的,不得頒發(fā)建設(shè)工程規(guī)劃許可證。對(duì)于新建集中供熱的采暖系統(tǒng),應(yīng)進(jìn)行熱水連續(xù)采暖設(shè)計(jì),室內(nèi)采暖系統(tǒng)的共用部分應(yīng)當(dāng)使用雙管系統(tǒng),應(yīng)能實(shí)施分室溫度調(diào)節(jié)和分化瓦解計(jì)量控制。采暖供熱系統(tǒng)規(guī)模較大時(shí),宜采用間接連接的一、二次水系統(tǒng),供暖保溫材料層厚度按”經(jīng)濟(jì)厚度”方法計(jì)算。條例指出,實(shí)行集中供熱的建筑應(yīng)當(dāng)安裝供熱系統(tǒng)調(diào)控裝置,用熱計(jì)量裝置和室內(nèi)溫度調(diào)控裝置。居住建筑安裝的用熱計(jì)量裝置應(yīng)當(dāng)滿足分戶計(jì)量的要求。對(duì)具備可再生能源利用條件的建筑,建設(shè)單位應(yīng)當(dāng)選擇合適的可再生能源,用于采暖、制冷、照明和熱水供應(yīng)等。

  對(duì)即有建筑節(jié)能的改造原則,優(yōu)先采用遮陽(yáng)、改善通風(fēng)等低成本改造措施,建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)改造和供熱系統(tǒng)改造同步,供熱系統(tǒng)采用熱水為熱媒集中供熱采暖,分戶計(jì)量。改造費(fèi)用負(fù)擔(dān)方式采取國(guó)家機(jī)關(guān)辦公建筑的節(jié)能改造費(fèi)用由縣級(jí)以上政府財(cái)政負(fù)擔(dān),居住和公益用公共建筑節(jié)約改造由政府和權(quán)益人共同負(fù)擔(dān)。

  國(guó)家鼓勵(lì)和扶持在新建建筑和既有建筑節(jié)能改造中采用太陽(yáng)能、地?zé)崮艿瓤稍偕茉础?/FONT>

  《民用建筑節(jié)能條例》將于2008年10月1日起施行,我國(guó)的建筑節(jié)能工程也必將邁入一個(gè)嶄新的發(fā)展階段,如何把握好建筑節(jié)能工程的技術(shù)要點(diǎn),并從經(jīng)濟(jì)角度和長(zhǎng)遠(yuǎn)的觀點(diǎn)算好經(jīng)濟(jì)賬,也是我們建設(shè)領(lǐng)域行業(yè)人員直接面對(duì)的問(wèn)題,本文是結(jié)合多年建筑施工一線的心得,以及行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)所做的分析,望對(duì)大家有一點(diǎn)啟示。

 (作者系許昌中原建設(shè)集團(tuán)有限公司技術(shù)負(fù)責(zé)人/一級(jí)注冊(cè)建造師)


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