综合节能

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2018-12-14发布 555次浏览

  • 简介:本文介绍了中国既有建筑节能改造的必要性、紧迫性,以及节能改造的技术方案与政策建议。
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  • 关键字:本文通过分析既有建筑的节能改造的需要,提出对节能改造的总体顺序安排建议,并通过国内外节能改造实例分析提出支撑节能改造的政策建议。  

  • 一、既有建筑节能改造势在必行

      我国幅员辽阔,地域宽广。从北到南分为严寒地区、寒冷地区、夏热冬冷地区、夏热冬暖地区和温和地区。我国严寒地区、寒冷地区以及夏热冬冷地区的部分城镇冬季都需要采暖,采暖燃煤对大气造成严重污染。与此同时,我国大部分地区夏季炎热,空调又日益普及,建筑空调能耗正在迅速增加。至2000年,我国城市既有建筑面积达76.6亿m²,城乡新建筑竣工面积18.2亿m²,其中建成的节能建筑面积累计仅1.8亿m²。由此可见,节能建筑面积所占比例很少。

      每平方米建筑面积年耗能量,我国与气候条件相近地区的发达国家相比,要高出约2倍以上。问题的关键在于,大量没有任何节能措施的既有建筑,其保温隔热性能差,设备系统效率低,导致采暖和制冷能耗浪费严重。我国各地建筑围护结构保温隔热性能普遍很差,传统外墙一般为实心粘土砖,其厚度严寒地区1.5-2砖;寒冷地区1-1.5砖;夏热冬冷地区1砖;夏热冬暖地区3/4砖;寒冷地区及其以南均用单层窗,严寒地区用双层窗。再者,我国建筑采暖基本上以燃煤为主,对环境的影响也比用油、天然气采暖的发达国家更加严重。

      我国大量的既有建筑在采暖季节和空调期间继续不断地浪费着越来越有限的能源,并且向大气中排放着二氧化碳等污染物,增加温室气体浓度。随之而来的是自然灾害如沙尘暴、水灾、旱灾、土地荒漠化等,使人类的生活环境加剧恶化。由此可见,对既有建筑物的节能改造应该及早开展。否则,既有建筑的数量将越积越多,我们国家更难以承受对节能改造的经济支出,使人民生活在越来越不良的大气环境中。因此,对既有建筑进行节能改造,以避免能源资源的浪费,提高建筑热舒适度,还我们一个清澈的蓝天,已成为我国当前紧迫的、必须尽快解决的重大问题。

      建设部第76号部长令的颁、《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》的出台、《夏热冬暖地区居住建筑节能设计标准》的开始编制,对我国建筑节能工作的深入发展无疑起到了强有力的推动作用。随着建筑节能步伐的不断推进,新建建筑正在从设计开始抓紧;住房制度改革后,北方采暖地区供热体制改革正在紧锣密鼓地开始。在供热体制改革方案近期出台后,既有建筑节能改造的问题就会越来越突出,成为摆在我们面前的艰巨任务。

    二、 对节能改造的总体顺序安排建议

      既有建筑数量巨大,改造工作要经历一个长期的复杂的过程,必须有计划、有步骤地推进。

      既有建筑节能改造应按照建设部《建筑节能“十五”计划和2010年规划》的部署,从政策、法规和标准的研究、编制和落实入手,由易到难,从居住建筑到公共建筑;从大中城市到城镇、乡村;经济发达地区先行,从有条件的建筑着手,逐步推进。

      既有建筑节能改造,特别是宾馆、写字楼、商场等可以结合装修改造进行,也可以结合平屋顶改斜屋顶以及建筑加层工程同时进行;还可结合供热计量收费体制改革、供热管网的改造进行,在室内管网改造的同时,对围护结构加强保温,才能收到很好的节能效果。

      既有建筑节能改造,无论北方或是南方,只要是条件允许,就应该抓紧进行。结构质量不好的危旧建筑则应该逐步拆除,不宜改造。

    三、 国内外节能改造实例

      1.我国既有建筑的建筑节能改造

      80年你末、90年代初,我国已经开始了个别既有建筑节能改造示范工程,总结了不少有益的确经验。从这些经验中可以看出,改进建筑围护结构热工性能是节能改造的关键。而提高围护结构热工性能的有效途径,首推外墙外保温技术。与外墙内保温相比,外墙外保温的优越性在于:我国传统建筑大多为砖混结构,这种结构热容量大,有较好的蓄热能力,使室内温度保持稳定。旧房改造时,外墙加外保温层,阻隔了热量通过墙体向外散热的渠道。在外保温施工时,不影响住户的日常生活,不减少室内居住面积;并阻断冷桥,提高了供热效果,改善了室内热舒适度。外墙外保温材料主要使用聚苯乙烯板,这种材料保温性能好,施工方便,造价较低,在我国既有建筑节能改造中可以普遍使用。但值得注意的是:聚苯乙烯板的密度应该在18kg/ m³以上。板的厚度应符合节能设计标准的要求。增加聚苯乙烯板的厚度,其造价的增加不多,但保温效果会大大提高,更适应建筑节能对墙体热工性能不断提高的要求,长远效益会更可观。

      北京南苑某住宅楼的既有建筑节能改造,就是在1993年进行的,此住宅楼是一栋三个单元的砖混建筑,建筑面积1320平方米,层高2.7米,37厘米实心砖墙,单层玻璃木门窗。节能改造的技术为:外墙用50毫米的聚苯乙烯板作外保温:对原有平屋顶改造成坡屋顶,并在天棚顶上填充20厘米厚的袋装膨胀珍珠岩;在除厨房外的所有窗框外安装了毛刷密封条,并将北向卧室窗改造成单框双层玻璃窗;进户门内加3厘米厚的聚苯板,门的四周也安装毛刷密封条,阳台门的门芯内加反射铝薄膜并留空气间层;楼梯间墙加贴3厘米厚的聚苯乙烯板保温。改造后,对此建筑的外围护结构进行热工测试,其节能效果很明显。外墙、窗户和屋顶的传热系数(w/ m²k )。节能改造前与节能改造后的结果分别是:外墙从1.59减至1.53;窗户从4.96减至2.85;屋顶从0.97减至0.28。实践证明,采取以上一系列的节能措施后,可以达到节能50%的要求。 
    哈尔滨煤炭研究院7层住宅楼于1997年进行了节能改造,也达到了节能50%的要求。

      2.国外既有建筑节能改造

      发达国家自70年代爆发的石油危机以来,一直重视建筑节能,并在改造中提倡采用外墙外保温技术。既有建筑改造方面的法规、规范等不断完善,已积累了丰富的经验。这些经验证明,外墙外保温是既有建筑节能改造的一项最佳途径。他们的做法多是使用聚苯乙烯板,或挂、或粘、或用固定件固定在外墙表面,再贴耐碱玻纤网络布,并抹面层。聚苯乙烯板使用厚度10-20厘米,造价提高不多,节能效果大大提高,居住舒适性大为改善。

      2.1.国外几种节能做法

      1)德国冬季多以燃油取暖为主。未进行节能改造的住宅,其燃油量在20升/ m²以上。路得维希港的一栋示范建筑,主体为砖墙的住宅,外墙贴上20厘米厚的聚苯乙烯板做外保温,层顶则采用29厘米聚苯板保温,还采用了其他一些措施。改造的结果,在提高室内热舒适度的情况下,采暖燃油降到3升/ m²。

      2)窗户。外窗采用了三层玻璃密封窗,用low-e玻璃,内充惰性气体,外设卷帘或窗板

      3)德国最近研制出了一种加石墨的聚苯乙烯板,即在聚苯颗粒生产中加进石墨后发泡制出的,提高了保温隔热性能

      4)将石蜡制成分散的极小颗粒掺入保温材料中,抹于外墙内侧,利用石蜡相变吸收或放出热量的特性,起调节室温的作用。

      5)外保温与装饰一体装配化。对于既有建筑的节能改造成来说,施工速度快、没有湿作业、对住户影响很小。在聚苯乙烯保温层外贴面砖,在工厂预制成块体,在现场用锚固件固定在外墙上,修补好预留的、错开接缝后,外保温与外饰面即可一次完成。这种技术,可用于我国既有建筑的节能改造。

    四、 可供考虑的节能的改造技术方案

      1.窗门 窗是建筑围护结构的重要组成部分,有1/3强的热能是经过门窗损失掉的。对门窗的改造更为简单易行。

      1)门 居住建筑的门多为木门,在木门中间或内外贴置聚苯乙烯板,可以提高保温效果。

      2)窗户 对于钢窗框和铝合金窗的窗框要避免冷桥。应按照规定,设置双玻或三玻窗、并积极采用中空玻璃、镀膜玻璃,有条件的建筑还可以采用低发射玻璃。对于双玻或三玻,两层玻璃之间的密度一定要做好,否则经过不长时间的使用后,玻璃之间因密封不好而进入灰尘,无法擦洗,影响玻璃的透明度。

      3)窗帘 内置帘固然有装饰效果,但低垂的窗帘把散热器挡住,使热量更易从窗玻璃处损失掉,就浪费了能源。室内还可使用镀膜窗帘。冬季,镀层使热量在室内循环以减少供热用能;夏季,可防止强烈的太阳辐射而减少制冷用能;发达国家早就重视室外遮阳或室外窗帘。历史久远的木质窗板,有单扇和对开的,有全木板和百叶式的,设在窗外。使用时关上,不用时打开,并有牢固的固定设施,对建筑物的外观没有任何影响。现在发达国家在这方面又发展为集遮阳、保温、隔热与防盗为一体的外窗帘板,有的是铝质或塑料百叶,有的用钢卷帘或布卷帘,也有横向推拉式的。

      2.外保温技术

      1)外墙外保温 我国的外墙外保温技术经过多年的发展现在已经成熟。主要的做法是在外墙外表面粘贴或钉固聚苯乙烯板,或将聚苯板浇筑在混凝土墙外表面,或抹上保温浆料,外贴加强网布并用聚合物浆料抹面,可以作出质量良好的保温墙体。

      如果在装修改造的同时在外墙上做外保温,所增加的造价较少,但经过保温改造的建筑,日后的运行费用(如采暖、空调用能量)会大大降低。时间越久,其经济效益越明显。

      2)外墙内保温 内保温施工简单,在外墙内表面贴岩棉或聚苯板,再贴石膏板抹饰面材料,也可贴预制保温板。此法与外保温相比,有占用建筑面积、存在冷桥和施工时影响住户正常生活、工作等缺点。

      3. 屋顶

      1)平改坡

      在过去的经济条件下,我国大多数居住建筑采用平屋顶,这种做法防水较为困难,且耗能较多,将平屋顶改为坡屋顶(斜屋顶)并内置保温材料,不仅提高了屋顶的热工性能,还有可能提供新的使用的空间,也有利于防水。

      2)屋顶绿化

      屋顶绿化,在我国南方地区是改善顶层住户的生活,提高室内舒适度的有效的办法,但要考虑屋顶荷载,注意做好屋面防水处理,并选择适当的植物,以防后患。 
           4.阳台

      对阳台的节能措施现象在住是密封阳台,其实,如有空地,对于有些没有阳台湾的建筑,在旧房改造时可另加阳台。这种技术在国外已有应用。另设的阳台与单独设置的支柱配套建成,并与原有建筑物连结。这种做法既扩大了使用面积,又给建筑物添加了保温层。

      5.采暖系统及其运行管理

      在供热方式方面,可采取集中供热、热电联产等措施,并提高锅炉效率,准确计算需用锅炉的大小,避免“大马拉小车”的现象,提高能源利用率。对于供热系统的改造,是实现计量收费的关键。既有建筑的采暖系统,由于传统的福利供热的体制,均为单管系统,这种系统不便于用户根据自己的需要调节室温,更不利于节能。如果有条件,可改为双管系统,并安设热计量表;一般情况,可在单管系统上加旁通管,并安设热量分配表,也可以满足要求。还可先考虑安设栋用热表,公共建筑也可用栋用热表进行热计量。 在有地热资源的地方,也可利用地热水供暖或地热水辅助供暖。

      6.太阳能利用

      太阳能是可永续利用和无污染的能源,我国冬季日照时间相对较长,有利用太阳能的有利条件。节能改造时,有条件的低层建筑物的南面,如有空地,也可设置阳光间。还应努力探索太阳能集热器与建筑结合。如在平改坡时,结合太阳能集热器采集能量的最佳坡度确定坡屋面的坡度,使二者结为一体。太阳能不仅可提供生活热水,还可采用光伏电池,为建筑的照明系统提供光源。

      7.空调节能

      选用高能效即能效比高或能效系数都高的节能空调器,合理布置,避免设在阳光直射的地方,选择合理的安装方位。出风口附近不应有障碍物。如果既有建筑的围护结构得到改善,空调负荷会大大降低,不仅节约了能源,还会提高建筑物的舒适性。无动力换气扇在密封好的建筑物中使用,会给在此环境中工作或生活的人们提供机关报鲜的空气,并且不使用能源,有利于改善室内的空气质量。

      8.照明节能

      照明系统的节能也应随既有建筑节能改造的同时进行。如节能灯具的选用、智能布线、室内灯光亮度的合理配置、与自然光的结合等等,均是节能的具体手段。尤其是公共建筑的灯具和灯光配置,更应引起重视。我国一些公共建筑的灯具选择和灯光配置不当,浪费能源,应予改造。

      9.使用侧行为节能

      建筑节能是群众自己的事业,使用侧行为节能在建筑节能中是一个重要组成部分,要大力作好宣传工作,提高人们的建筑节能意识,增加建筑节能知识,也能取得良好的节能效果。

    五、支撑节能改造的政策建议

      1.建议国家计委、国家以贸委、建设部等部委共同研究,将既的建筑节能改造列为我国国民经济发展的一项必要的工作,作为专项计划、争取像抗震加固那样得到资金支持,从国债中拨出专款,有计划有步骤地推进节能改造。这样做,有利于启动内需,增加就业机会,并推进建筑节能事业的发展。

      2.积极创造条件,搞试点示范工程和示范小区。国家和地方应有政策的支持、给予一定的优惠条件。地方可先可先从某一栋建筑或某个试点小区开始,采用多项改造技术,总结经验,逐步铺开。

      3.根据当地条件,研究可行的节能改造政策和技术措施。节能改造要因地制宜。如某地考虑在批准旧房加层时,同时要求用加层后建筑售款进行节能改造,做外墙外保温及窗户改造。这应该是一种切合实际的思路。

      4.要求有条件的宾馆、饭店、写字楼等结合重新装修进行节能改造。一些大宾馆、饭店、写字楼,每过若干年就需要进行装修,结合进修进行节能改造,是一举两得的事情。不少公共建筑浪费采暖能源相当严重,这方面的节能改造做好了,对节约能源、减少二氧化碳等温室气体排放将是极大的贡献。