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篇(1)

關(guān)鍵詞：節(jié)能評估對比評定法參照建筑動態(tài)模擬

1前言

居住建筑采用節(jié)能措施是改善室內(nèi)熱舒適環(huán)境和降低建筑能源消耗的重要手段，近年來隨著我國住宅產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展，大量的新型住宅節(jié)能技術(shù)得到了廣泛的推廣及應用，一系列與節(jié)能相關(guān)的標準和規(guī)范也相繼出臺，對居住建筑提出了節(jié)能要求及節(jié)能措施。而評價住宅是否達到了節(jié)能標準就必然涉及到具體的節(jié)能評估方法，正確的節(jié)能評估方法有利于合理適用的節(jié)能技術(shù)及措施的推廣，是促進住宅節(jié)能事業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵。

按照《夏熱冬冷地區(qū)居住建筑節(jié)能設計標準》（以下簡稱《標準》）的規(guī)定，評估節(jié)能建筑應首先校和該建筑各個朝向的窗墻比和外窗以及圍護結(jié)構(gòu)熱工性能等各項參數(shù)是否都滿足《標準》的要求，即優(yōu)先采用“規(guī)定性指標”來評價居住建筑的節(jié)能效果。然而，住宅產(chǎn)業(yè)的商業(yè)化進程促使住宅建筑的設計日趨多樣化和個性化，越來越多的住宅建筑不能完全滿足《標準》中“規(guī)定性指標”的要求，例如南向外墻采用大面積玻璃窗導致南向窗墻比超標，建筑體形復雜多變導致體形系數(shù)過大，此時需采用《標準》中的“性能性指標”，即動態(tài)模擬分析方法，計算建筑物全年的采暖空調(diào)能耗，對節(jié)能效果進行評價。

采用動態(tài)方法計算住宅建筑能耗，一般又包括兩種節(jié)能評價方法：“節(jié)能綜合指標限值法”和“對比評定法”。下面對這兩種方法分別加以闡述并進行對比分析。

2節(jié)能綜合指標限值法

采用“節(jié)能綜合指標限值法”評價建筑物的節(jié)能效果是指在《標準》規(guī)定的計算條件下，計算建筑物的節(jié)能綜合指標，即采暖年耗電量和空調(diào)年耗電量之和，并與該建筑所在城市的節(jié)能綜合指標限值相比較，如果計算值不高于標準規(guī)定的限值，就認為該建筑達到了節(jié)能要求，如果計算值高于標準規(guī)定的限值，則認為該建筑未達到節(jié)能要求，此時需調(diào)整該建筑物的熱工性能，直到計算結(jié)果滿足限值要求。

夏熱冬冷地區(qū)范圍內(nèi)的不同城市由于氣象條件的差異，節(jié)能綜合指標限值也有所不同，其具體數(shù)值是在標準計算工況下，通過對兩棟典型六層建筑的全年采暖空調(diào)耗電量進行模擬計算來確定的。這兩棟建筑的建筑面積各2200m2左右，體形系數(shù)0.31和0.35，南北朝向，每層兩個單元四戶，每戶建筑面積稍小于100m2，分為2~3個臥室，1個起居室，1個廚房，1~2個衛(wèi)生間。臥室和起居室控制溫度和換氣次數(shù)，衛(wèi)生間和廚房不控溫。東西山墻不開窗，南北墻上的窗戶都有水平遮陽。外墻的傳熱系數(shù)為1.54W/（m2·K），屋頂?shù)膫鳠嵯禂?shù)為0.93W/（m2·K），窗戶的傳熱系數(shù)為3.1W/（m2·K）。將這兩棟典型建筑放到夏熱冬冷地區(qū)的合肥、南京、上海、杭州、武漢、長沙、南昌、成都、重慶9個大城市的逐時氣象條件下計算，把計算出來的一些結(jié)果按采暖度日數(shù)HDD18和空調(diào)度日數(shù)CDD26回歸，得到與HDD18（CDD26）相對應的建筑耗熱量（耗冷量）指標和采暖（空調(diào)）年耗電量關(guān)系。根據(jù)回歸得到的關(guān)系式計算并繪制出對應不同采暖度日數(shù)HDD18和空調(diào)度日數(shù)CDD26下的建筑物節(jié)能綜合指標限值的數(shù)據(jù)表格，然后根據(jù)具體建筑所在城市對應的采暖和空調(diào)度日數(shù)，采用線性內(nèi)插法確定該市的全年采暖及空調(diào)耗電量限值，例如通過這種方法可以確定上海地區(qū)住宅建筑的節(jié)能綜合指標限值為55.1kW·h/m2。由此可見，限值法中的“限值”實質(zhì)上是典型多層標準建筑的全年采暖空調(diào)耗電量值。

3對比評定法

采用“對比評定法”評價建筑物的節(jié)能效果是指將評估建筑物的采暖空調(diào)能耗和相應的參照建筑物的采暖空調(diào)能耗作對比，根據(jù)對比的結(jié)果來判定所設計的建筑物是否符合節(jié)能要求。其中參照建筑是對比評定法中一個非常重要的概念，參照建筑是一個假想建筑，它與評估對象在大小、形狀等方面完全一致，其圍護結(jié)構(gòu)的熱工性能滿足《標準》中規(guī)定性指標的要求，因此參照建筑是符合節(jié)能要求的建筑。將評估建筑與參照建筑進行能耗的計算對比，如果評估建筑的能耗不高于參照建筑的能耗，則認為它滿足節(jié)能標準的要求；如果評估建筑的能耗高于參照建筑的能耗，則認為該建筑達不到節(jié)能要求，必須調(diào)整該建筑的熱工性能，然后再進行對比計算，直到不高于參照建筑的能耗。

采用對比評定法評價住宅建筑的節(jié)能效果關(guān)鍵在于參照建筑熱工參數(shù)的正確選取。參照建筑應按以下規(guī)定來確定：（1）參照建筑的建筑外形、朝向、建筑面積、外墻表面面積、屋面面積均應與評估建筑相同；（2）參照建筑各朝向的開窗面積應與評估建筑相同，但當評估建筑某朝向外窗面積超過《標準》規(guī)定，參照建筑該朝向的外窗面積應減小到使該朝向窗墻比達到規(guī)定的上限值；（3）參照建筑圍護結(jié)構(gòu)的各項熱工性能指標均取《標準》規(guī)定的相應限值。

“對比評定法”是一種靈活、切實的方法，已被《夏熱冬暖地區(qū)居住建筑節(jié)能設計標準》、上海市《公共建筑節(jié)能設計標準》以及國外許多建筑節(jié)能標準所廣泛采用。

4兩種方法的對比分析

通過以上介紹，可以發(fā)現(xiàn)“節(jié)能綜合指標限值法”和“對比評定法”的主要區(qū)別在于選取的建筑能耗比較基準上有所不同，前者以固定數(shù)值作為比較基準，后者則以參照建筑的模擬計算數(shù)值作為比較基準。限值法操作方便，采用固定數(shù)值來評估所有類型建筑的節(jié)能效果。然而相關(guān)的理論研究和大量的工程實踐表明，不同類型的建筑要達到相同的能耗指標所采用的節(jié)能措施有很大差別。一般而言，高層建筑比較容易滿足節(jié)能要求，而低層建筑則較難達標，即使對同類型建筑，由于體型系數(shù)等參數(shù)不同，建筑能耗也相差很大。另外，計算建筑面積和空調(diào)面積稍有誤差也會導致最終評估結(jié)論大相徑庭。而“對比評定法”比較靈活，參照建筑的能耗是變化的數(shù)值，即不同的建筑采用不同的對比基準，因而更加切合實際。下面選取了位于上海地區(qū)的三棟住宅建筑，通過動態(tài)模擬計算，并采用兩種評估方法進行節(jié)能評估和節(jié)能分析，具體模擬計算均采用清華大學建筑技術(shù)科學系研發(fā)的DeST住宅建筑節(jié)能評估軟件，計算條件與《標準》的規(guī)定一致。

實例1東方金門花園（見圖1）

該建筑有25層，建筑類型為高層住宅，采用ZL膠粉聚苯顆粒保溫漿料作內(nèi)保溫。圍護結(jié)構(gòu)熱工參數(shù)為：1－5層外墻平均傳熱系數(shù)Km＝1.48W/（m2·K），6－25層外墻平均傳熱系數(shù)Km＝1.50W/（m2·K），屋面平均傳熱系數(shù)Km＝1.00W/（m2·K），外窗傳熱系數(shù)K＝3.70W/（m2·K），計權(quán)窗墻比0.25。計算結(jié)果和評價結(jié)論見表1：

圖1東方金門花園建筑模型圖

表1東方金門花園能耗計算結(jié)果評價方法

節(jié)能綜合指標限值法

對比評定法

標準限值

實際建筑

參照建筑

實際建筑

年采暖空調(diào)耗電量(kWh/m2)

55.1

42.8

42.9

42.8

節(jié)能效果評價

節(jié)能效果顯著

達到節(jié)能要求

實例2漓江山水花園（見圖2）

圖2漓江山水花園建筑模型圖

該建筑屬于低層獨立建筑，采用擠塑聚苯板作外保溫。圍護結(jié)構(gòu)熱工參數(shù)為：外墻平均傳熱系數(shù)Km＝0.84W/（m2·K），屋面平均傳熱系數(shù)Km＝0.51W/（m2·K），外窗傳熱系數(shù)K＝2.70W/（m2·K），計權(quán)窗墻比0.19。在統(tǒng)計建筑面積時，未考慮地下室和車庫的面積。計算結(jié)果和評價結(jié)論見表2：

表2漓江山水花園能耗計算結(jié)果評價方法

節(jié)能綜合指標限值法

對比評定法

標準限值

實際建筑

參照建筑

實際建筑

年采暖空調(diào)耗電量(kWh/m2)

55.1

57.9

68.1

57.9

節(jié)能效果評價

未達到節(jié)能要求

節(jié)能效果顯著

實例3東方城市花園（見圖3）

圖3東方城市花園建筑模型圖

該建筑為典型的六層多層住宅，采用膨脹聚苯板作外墻外保溫，擠塑聚苯板作屋面保溫。圍護結(jié)構(gòu)熱工參數(shù)為：外墻平均傳熱系數(shù)Km＝0.86W/（m2·K）左右，屋面平均傳熱系數(shù)Km＝0.67W/（m2·K），外窗傳熱系數(shù)K＝3.0W/（m2·K），計權(quán)窗墻比0.25。計算結(jié)果和評價結(jié)論見表3：

表3東方城市花園能耗計算結(jié)果評價方法

節(jié)能綜合指標限值法

對比評定法

標準限值

實際建筑

參照建筑

實際建筑

年采暖空調(diào)耗電量(kWh/m2)

55.1

48.1

53.2

48.1

節(jié)能效果評價

達到節(jié)能要求

達到節(jié)能要求

以上三個實例的模擬計算結(jié)果表明，對不同類型的住宅建筑采用兩種方法得出的節(jié)能評估結(jié)論不盡相同：對高層住宅（東方金門花園），“綜合指標限值法”評價較高，“對比評定法”則基本達標；對獨立別墅（漓江山水花園），“綜合指標限值法”評價是不節(jié)能，“對比評定法”則是節(jié)能效果明顯；對多層住宅（東方城市花園），兩種方法的評價都是達到節(jié)能要求。如果從建筑物圍護結(jié)構(gòu)熱工性能方面來評估以上三個建筑，它們基本都能滿足標準的節(jié)能要求，這與“對比評定法”的評估結(jié)論是一致的。另外按照對比評定法的定義，參照建筑符合節(jié)能標準，但若采用“限值法”來評估與低層建筑相對應的參照建筑（漓江山水花園）時，卻得出不符合節(jié)能標準的結(jié)論，這顯然是自相矛盾的。究其原因，還是由于“限值法”中的限值對應多層標準住宅建筑的能耗，不適用于其他的建筑類型，所以評估多層住宅時兩種方法的結(jié)論一致，而評估高層建筑和低層建筑時卻不相同。城市高層住宅建筑的全年采暖空調(diào)能耗總量巨大，遠大于其他建筑類型的能耗，應加強節(jié)能方面的要求，而采用限值法評估，高層建筑很容易達到節(jié)能標準要求，甚至出現(xiàn)對其不采用節(jié)能措施也能達標的情況，這顯然違背了節(jié)能評估的最終目的。

5結(jié)論

使用動態(tài)模擬軟件DeST對不同類型住宅建筑進行能耗計算，并采用兩種節(jié)能評估方法進行節(jié)能評估，通過結(jié)果的對比分析，可以得出以下結(jié)論：

（1）現(xiàn)行節(jié)能標準規(guī)定采用的“節(jié)能綜合指標限值法”僅適用于多層住宅的節(jié)能評估，不宜應用于其他類型，尤其是高層住宅的節(jié)能評估。

（2）“對比評定法”是一種靈活、切實的節(jié)能評估方法，適用于不同建筑類型的節(jié)能評估，因而比采用限值法更為科學合理，更有利于建筑節(jié)能事業(yè)發(fā)展，值得借鑒推廣。

參考文獻

1中華人民共和國行業(yè)標準——夏熱冬冷地區(qū)居住建筑節(jié)能設計標準.JGJ134-2001.北京:中國建筑工業(yè)出版社，2001

篇(2)

關(guān)鍵詞： 建筑節(jié)能；保溫材料；發(fā)展趨勢

中圖分類號：TE08文獻標識碼： A

一、目前現(xiàn)狀

我國是能耗大國，建筑能耗又占全國總能耗的很大一部分，單位建筑能耗比同氣候條件下發(fā)達國家高出二十余倍，建筑能源在高消耗的過程中很容易對環(huán)境產(chǎn)生諸多不良影響。建設資源節(jié)約型社會，是我國重大戰(zhàn)略決策，建筑節(jié)能在我國經(jīng)濟發(fā)展中占有重要地位，直接關(guān)系到社會經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展。提高建筑的保溫隔熱性能是降低建筑能耗的關(guān)鍵，建筑保溫材料是實現(xiàn)建筑節(jié)能的最基本的條件。在國外發(fā)達國家已經(jīng)廣泛使用的背景下，全國范圍內(nèi)新型建筑保溫材料的用量日益增多，推廣使用的政策力度加大。隨著建筑節(jié)能要求的進一步提高，各種新型墻體材料的研究和應用是建筑建材工業(yè)可持續(xù)發(fā)展的又一個新趨勢。

二、影響建筑節(jié)能效果的因素

加強建筑節(jié)能措施,首先要了解決定節(jié)能效果的因素,影響建筑節(jié)能的因素有很多,筆者認為主要有墻體節(jié)能、屋面節(jié)能、門窗節(jié)能等幾個主要方面。這幾個方面目前存在的主要問題為:

2.1 墻體

就墻體節(jié)能而言,傳統(tǒng)的用重質(zhì)單一材料增加墻體厚度來達到保溫的作法已不能適應節(jié)能和環(huán)保的要求,而復合墻體越來越成為墻體的主流。墻體保溫分為墻體內(nèi)保溫和墻體外保溫兩種。墻體內(nèi)保溫節(jié)能因效果不理想已不再提倡采用,墻體外保溫應用比較廣泛。目前,墻體外保溫多采取無機保溫砂漿拌合波化微珠或聚苯顆粒保溫砂漿，兩者的阻燃性能，試塊抗壓強度，傳熱系數(shù)各有優(yōu)劣，大多數(shù)城市因為消防要求，采用無機保溫砂漿這種阻燃性能A級材料，但由于材料本身的材質(zhì)，和施工過程中的技術(shù)水平參差不起，使得外保溫存在抗裂技術(shù)水平不足,容易出現(xiàn)保溫層與保護層裂開的現(xiàn)象,不能起到保溫的作用;在溫差變化較大地區(qū),外墻保溫材料的保溫層及保護層容易損壞,耐久性差;傳統(tǒng)的保溫節(jié)能墻體不能滿足新的節(jié)能標準的要求,需要新的節(jié)能墻體體系。

2.2 屋面

建筑工程的屋面形式主要有坡屋面和平屋面兩種。坡屋面多應用于低層建筑,平屋面多應用于高層建筑。目前,屋面工程節(jié)能方式和選取材料種類較多。坡屋面應用較多的是瓦片和鋼筋砼形式。平屋面應用較多的是保溫材料隔層，大多采用聚苯板，泡沫玻璃等，架空隔層以及使用很少的蓄水形式。這些保溫隔熱節(jié)能措施都存在一定程度的阻熱小、傳熱快、外觀質(zhì)量差等不足,因此,研究新的屋面節(jié)能形式是當前至關(guān)重要的。

2.3 門窗

門窗是建筑圍護結(jié)構(gòu)的重要組成部分,也是房屋室內(nèi)與室外能量阻隔最薄弱的環(huán)節(jié)。然而,回顧近年來推廣應用節(jié)能門窗的歷程,發(fā)現(xiàn)了不容忽視的問題。

目前,塑料節(jié)能門窗,技術(shù)上已經(jīng)發(fā)展成熟,從性能上看,是一個理想產(chǎn)品。而鋁塑復合節(jié)能門窗近幾年開發(fā)出來的新產(chǎn)品,生產(chǎn)廠家和使用工程越來越多。就整體鋁塑復合門窗產(chǎn)品而言,它剛度好,外觀美,制作快,保溫性能能夠達到標準要求,是個前景較為廣闊的產(chǎn)品。當然也存在著急待解決的問題:一是鋁塑復合節(jié)能門窗型材標準問題。經(jīng)常會出現(xiàn)鋁塑型材復合強度低、脫節(jié)等現(xiàn)象,影響在門窗上的使用。二是由于鋁塑復合型材先天設置不足,無法在成窗上設置排水、導流及氣壓平衡孔,使鋁塑復合節(jié)能窗的導水、排水性能大為降低。三是目前的鋁塑復合節(jié)能窗缺少與之配套的標準五金配件,現(xiàn)有的鋁塑節(jié)能門窗同閉器,執(zhí)手,鉸鏈等五金件均是各企業(yè)自己加工制造,屬非標準件,不具互換性。

三、提高建筑節(jié)能效果的措施

3.1 墻體節(jié)能改進措施

根據(jù)建筑節(jié)能新標準,墻體材料發(fā)展要適應節(jié)材、節(jié)能、環(huán)保和墻體隔熱的要求。為提高墻體節(jié)能體系的抗裂抵制能力和耐久性,應研制新的墻體節(jié)能材料體系。

3.1.1 復合燒結(jié)新型墻體

新型的復合燒結(jié)墻體節(jié)能體系,可以生產(chǎn)出低能耗、低污染、高性能、高強度、多功能的墻體材料。發(fā)展綠色制磚技術(shù),合理利用現(xiàn)有資源,設置生活及建筑垃圾,使“無用”變“有用”,還能更好的保護不再生資源,起到增強墻體節(jié)能的作用。大力推廣節(jié)能型燒磚窯的研究和開發(fā),提高技術(shù)設備水平,降低能耗,淘汰落后的生產(chǎn)工藝,結(jié)合不同地區(qū)的資源情況,制定符合本地區(qū)特點的墻體節(jié)能體系的研發(fā)和運行。

3.1.2 新型粉煤灰磚

高摻量的高性能粉煤灰制品具有高強度、低收縮、高熱工性能等優(yōu)良特性,并且減少對大氣的污染,又可以大量的利用粉煤灰,是墻體材料創(chuàng)新和節(jié)能的新思路。

3.1.3 新型混凝土砌塊

目前,混凝土砌塊的型式也是多種多樣,適合建筑節(jié)能的主要為多排孔的保溫復合砌塊。小型建筑砌塊由于其良好的抗壓強度和保溫性能,近年來也得以迅速發(fā)展。目前工程中所采用的混凝土空心砌塊、硅酸鹽砌塊、加氣混凝土砌塊、陶粒砌塊、粉煤灰砌塊等具有一系列優(yōu)點:自重輕、單塊體積大、砌筑灰縫少、工效高、工人勞動強度減輕、保溫隔熱性能好、能耗低、可以利用廢物、節(jié)約土地資源。

3.2 屋面節(jié)能改進措施

屋面節(jié)能方式雖然多種多樣,可都不同程度的存在著很大的不足,本文重點介紹新型屋面節(jié)能形式――綠色屋面節(jié)能形式。

所謂綠色屋面節(jié)能形式主要是指以土壤和植被為介質(zhì),利用建筑屋面種植花草樹木,改善生態(tài)環(huán)境,營造綠色空間,降低能耗,節(jié)約能源,提高人民群眾的居住、生活質(zhì)量。綠色屋面節(jié)能的主要優(yōu)勢在于:

3.2.1 對于室內(nèi)溫度,可以起到冬暖夏涼的控制作用,有效的發(fā)揮保溫隔熱作用。從而有效控制了能源的消耗,達到節(jié)能的目的。

3.2.2 綠色屋頂不僅可以吸收熱量,降低溫度,增加濕度,還能形成一層“空氣過濾網(wǎng)”。據(jù)資料統(tǒng)計,一平方米屋頂草地每年可以去除0.2公斤空氣中懸浮顆粒。

3.2.3 綠色屋頂還能起到吸收噪音、隔音的作用。土壤層易阻擋頻率較低的聲音,植物易阻擋頻率較高的聲音。土壤層厚12厘米,綠色屋頂可以降低噪音40分貝,土壤層厚20厘米,可降低46至50分貝。

3.2.4 儲存雨水:在建筑承重量允許的情況下通過土壤層和排水層儲存更多雨水,滿足灌溉需求。這樣,大量降水不會白白從雨水管流走,也可以減少對城市下水道排水系統(tǒng)的壓力。

3.2.5 除了環(huán)保和節(jié)能等功能,綠色屋頂還具有審美價值,可望成為都市新景色。

3.3 門窗節(jié)能改進措施

根據(jù)門窗節(jié)能方面存在的問題,主要應通過如下幾個方面改進:

3.3.1 新產(chǎn)品在國家和行業(yè)標準未頒布前,各相關(guān)復合型材的生產(chǎn)企業(yè),可借鑒同類產(chǎn)品標準,并及時進行逐一相應的檢測,推薦指標一定要因地制宜,作到科學、適用,并合理調(diào)整復合工藝,確保型材的復合強度。

3.3.2 合理設計鋁塑復合型材的截面構(gòu)造,要具有起碼三個以上的保溫隔熱腔,一個排水兼導流、氣壓平衡腔。

3.3.3 可參照相應的國際標準進行設計生產(chǎn),主管部門和監(jiān)督部門應對其通用性、技術(shù)性把關(guān)審查,確保各企業(yè)生產(chǎn)的配件都具有使用功能和統(tǒng)一互換性。

四、總結(jié)

無論是經(jīng)濟發(fā)達國家還是發(fā)展中國家，在各國的總能耗中，建筑能耗都占有相當大的比重。據(jù)統(tǒng)計，全世界有30%的能源消耗在建筑上。建筑能耗包括建材生產(chǎn)、建筑施工、建筑日常運轉(zhuǎn)及建筑拆除等項目的能耗，其中比重最大（約占80%左右）的是建筑日常運轉(zhuǎn)能耗（主要為采暖、空調(diào)、照明、電器、熱水等能源）。隨著各國工業(yè)化和人民生活水平的提高，民用建筑的發(fā)展，尤其是居住建筑的發(fā)展，建筑能耗的比重將越來越大。因此，做好建筑節(jié)能這一富有深遠意義的課題將在二十一世紀引起世界廣泛關(guān)注。

參考文獻：

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[3]. 賈衡. 人與建筑環(huán)境 [M]. 北京: 北京工業(yè)大學出版社, 2001

[4]. 陳春滋，朱未禺. 保溫絕熱材料與應用技術(shù)（第一版)[M]. 北京: 中國建材出版社， 2005.