民用建筑節能技術要點和經濟前景淺析

    民用建筑節能指在保證民用建筑使用功能和室內熱環境質量的前提下，降低其使用過程中能源消耗的活動。


    節約能源是社會發展所必須遵循的一項原則，建筑節能是我國節能工作的一個重要領域。我國城市住房用地目前占整個城市用地的30%，城市住房能耗占全國總能耗的37%。與發達國家相比，我國城市住宅能耗平均高出3.5倍。國家“十一五”規劃提出節能目標為20%，即5年內實現平均年4%左右的節能率。圍繞此宏觀強制性指標，控制國內生產總值中的單位能耗，建設節約型社會在各行業展開。《 節約能源法》、《節能中長期專項規劃》、《民用建筑節能管理規定》、《民用建筑節能條例》等規劃、法律、條例的相繼出臺和施行，為民用建筑節能工作指明了方向，提供了法律保障。


    建筑節能是一項復雜的系統工程，涉及規劃設計、建設施工、建筑節能產品等多個環節，甚至延伸到整個建筑的全周期。因此，推行建筑節能性能認證和公示制度，不僅可以正確評價建筑物的節能效果，推動建筑節能市場的形成和產品結構調整，提高資源利用效率，而且可以帶動建筑業及相關產業的快速發展。


    我國國土面積大，不同地區和類型的建筑物熱環境要求不同，節能措施也就不同。民用建筑在總平面布置時迎風面一側不宜布置過多的高大附屬建筑物、構筑物，進風面應與夏季主導風向成60°~90°角，一般不宜小于45°角。設計時應充分利用自然通風改善室內空氣環境，盡量減少室內環境控制的能耗，建筑物朝向宜采用南北向或接近南北向，主要房間宜避開冬季主導風向。建筑物體形系數宜控制在0.3及0.3以下，控制民用建筑物的窗墻面積比。


    我國建筑能耗高于發達國家，主要表現在建筑物保溫與供熱系統狀況差。


    建筑物節能分為圍護結構節能和建筑設備系統(供水、供熱采暖、空調制冷、照明、熱水供應)節能。墻體、門窗、屋面、樓板和不采暖樓梯間的隔墻等圍護結構，其傳熱阻大于或等于所在地區要求的最小傳熱阻，即Ro.min=[（ti-te）／△t].n·Ri，其中ti為冬季室內計算溫度，te為圍繞結構外計算溫度，n為溫差修正系數，Ri為圍護結構內表面換熱阻，△t為室內空氣與圍護結構內表面之間的允許溫差。


    隨著墻體保溫技術的廣泛應用，人們越來越關心外墻保溫的經濟性。設采暖住宅外墻造價W（元/平方米），房屋使用年限Zc（年）。外墻的相當年費用A的經濟表達式或經濟函數為A=PiW+KW+ηw+υW（其中Pi為年折舊費，K為材料墻體的總傳熱系數，η為年利潤率，υ為維修費用系數）。


    通過上式可對不同外墻進行經濟評價，也可用它對同一外墻進行經濟評價，也可用它對同一外墻的不同方案做經濟比較，求得最佳熱阻或保溫層的最佳厚度。


    圍護結構中的熱橋部位應進行保溫驗算，避免熱橋部位表面結露。外墻傳熱系數計算方法為K=1/Ri+Ro+Re（其中Ri為內表面換熱阻，Ro為圍護結傳熱阻，Re為外表面換熱阻）。相同條件下，導熱系數越大，熱阻越小，傳熱系數越大，保溫性能越差。要提高保溫效果可考慮采取使用導熱系數小的保溫材料加強保溫。


    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。


    對于北向窗戶不宜采用飄窗，窗戶的氣密性不應低于現行國家標準《建筑外窗空氣滲透性能分級及其檢測方法》（GB/T7017）規定的等級水平。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低于《建筑幕墻物理性能分級》（GB/T-15225）規定等級。


    建筑設備節能指建筑的供排水、供電、冷暖空調燃氣等維護室內功能的系統工程。


    建筑給水系統是將城鎮給水管網或自備水源的水經引入管送至建筑內的生活和消防設備，并滿足各用水點的水質、水量和水壓要求的冷水供應系統。給水方式有直接給水、單設水箱和水泵給水、單設氣壓給水設備的給水、分區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敷設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。高層建筑由于層數多，必須進行豎向分區，避免管中的壓力超過其工作壓力而損壞管道，避免靜壓過大使出水產生噴射。室內生活排水分污水和廢水排水系統，建筑中水工程是利用生活廢水經適當處理后回用于建筑物、小區供生活雜用，中水處理方法可分為生物處理法、物理化學處理法和膜處理法，適用于缺水地區的各類民用建筑的新建、擴建和改建工程。


    天然氣作為一種潔凈、廉價的能源，目前在城市生活燃料源中頗受關注，天然氣的利用按市場經濟運作前景廣闊。房間的采光充分利用天然光，辦公、商業、旅館、醫院建筑照明功率密度值不應大于規定值。民用建筑的照度要求隨類別和功能按我國頒布的民用建筑照度標準進行設計，在照度標準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、醫療建筑、體育建筑、商業建筑、機電用房等11大類，每類中按房間的功能不同執行相應的照度標準。利用系數法，根據建筑的功能要求，房間的照度標準，選擇合理的照明方式，并根據房間對配光、光色、顯色性及環境條件來選擇光源和燈型。光照要求高的場所，需選用便于啟動的白熾燈，高大的房間宜選用壽命長、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。


    利用太陽能、地熱能、風能等可再生能源，是實現建筑節能減少能耗非常有效的措施，是從供暖、供給的熱源、輸送渠道及實現方式來節約能源。


    對民用建筑節能工程施工質量驗收，在保溫材料的厚度、導熱系數復測結果、外窗傳熱系數、氣密性復測結果以及屋面保溫隔熱材料的導熱系數、密度、抗壓強度或壓縮強度、燃氣性能等方面，應符合設計文件規定的要求。


    我國每年新增建筑面積18億至20億平方米，民用建筑節能潛力很大。國家推廣使用民用建筑節能的新技術、新工藝、新材料和新設備，限制使用或者禁止使用能源消耗高的技術、工藝、材料和設備。《民用建筑節能條例》明確要求：編制城市詳細規劃、鎮詳細規劃，應當按照民用建筑節能的要求，確定建筑的布局、形狀和朝向。對不符合民用建筑節能強制性標準的，不得頒發建設工程規劃許可證。對于新建集中供熱的采暖系統，應進行熱水連續采暖設計，室內采暖系統的共用部分應當使用雙管系統，應能實施分室溫度調節和分化瓦解計量控制。采暖供熱系統規模較大時，宜采用間接連接的一、二次水系統，供暖保溫材料層厚度按”經濟厚度”方法計算。條例指出，實行集中供熱的建筑應當安裝供熱系統調控裝置，用熱計量裝置和室內溫度調控裝置。居住建筑安裝的用熱計量裝置應當滿足分戶計量的要求。對具備可再生能源利用條件的建筑，建設單位應當選擇合適的可再生能源，用于采暖、制冷、照明和熱水供應等。


    對即有建筑節能的改造原則，優先采用遮陽、改善通風等低成本改造措施，建筑圍護結構改造和供熱系統改造同步，供熱系統采用熱水為熱媒集中供熱采暖，分戶計量。改造費用負擔方式采取國家機關辦公建筑的節能改造費用由縣級以上政府財政負擔，居住和公益用公共建筑節約改造由政府和權益人共同負擔。


    國家鼓勵和扶持在新建建筑和既有建筑節能改造中采用太陽能、地熱能等可再生能源。


    《民用建筑節能條例》將于2008年10月1日起施行，我國的建筑節能工程也必將邁入一個嶄新的發展階段，如何把握好建筑節能工程的技術要點，并從經濟角度和長遠的觀點算好經濟賬，也是我們建設領域行業人員直接面對的問題，本文是結合多年建筑施工一線的心得，以及行業發展趨勢所做的分析，望對大家有一點啟示。

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