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民用建筑节能技术要点和经济前景浅析
民用建筑节能指在保证民用建筑使用功能和室内热环境质量的前提下，降低其使用过程中能源消耗的活动。节约能源是社会发展所必须遵循的一项原则，建筑节能是我国节能工作的一个重要领域。我国城市住房用地目前占整个城市用地的30%，城市住房能耗占全国总能耗的37%。与发达国家相比，我国城市住宅能耗平均高出3.5倍。国家“十一五”规划提出节能目标为20%，即5年内实现平均年4%左右的节能率。围绕此宏观强制性指标，控制国内生产总值中的单位能耗，建设节约型社会在各行业展开。《节约能源法》、《节能中长期专项规划》、《民用建筑节能管理规定》、《民用建筑节能条例》等规划、法律、条例的相继出台和施行，为民用建筑节能工作指明了方向，提供了法律保障。建筑节能是一项复杂的系统工程，涉及规划设计、建设施工、建筑节能产品等多个环节，甚至延伸到整个建筑的全周期。因此，推行建筑节能性能认证和公示制度，不仅可以正确评价建筑物的节能效果，推动建筑节能市场的形成和产品结构调整，提高资源利用效率，而且可以带动建筑业及相关产业的快速发展。我国国土面积大，不同地区和类型的建筑物热环境要求不同，节能措施也就不同。民用建筑在总平面布置时迎风面一侧不宜布置过多的高大附属建筑物、构筑物，进风面应与夏季主导风向成60°~90°角，一般不宜小于45°角。设计时应充分利用自然通风改善室内空气环境，尽量减少室内环境控制的能耗，建筑物朝向宜采用南北向或接近南北向，主要房间宜避开冬季主导风向。建筑物体形系数宜控制在0.3及0.3以下，控制民用建筑物的窗墙面积比。我国建筑能耗高于发达国家，主要表现在建筑物保温与供热系统状况差。建筑物节能分为围护结构节能和建筑设备系统(供水、供热采暖、空调制冷、照明、热水供应)节能。墙体、门窗、屋面、楼板和不采暖楼梯间的隔墙等围护结构，其传热阻大于或等于所在地区要求的最小传热阻，即Ro.min=[（ti-te）／△t].n·Ri，其中ti为冬季室内计算温度，te为围绕结构外计算温度，n为温差修正系数，Ri为围护结构内表面换热阻，△t为室内空气与围护结构内表面之间的允许温差。随着墙体保温技术的广泛应用，人们越来越关心外墙保温的经济性。设采暖住宅外墙造价W（元/平方米），房屋使用年限Zc（年）。外墙的相当年费用A的经济表达式或经济函数为A=PiW+KW+ηw+υW（其中Pi为年折旧费，K为材料墙体的总传热系数，η为年利润率，υ为维修费用系数）。通过上式可对不同外墙进行经济评价，也可用它对同一外墙进行经济评价，也可用它对同一外墙的不同方案做经济比较，求得最佳热阻或保温层的最佳厚度。围护结构中的热桥部位应进行保温验算，避免热桥部位表面结露。外墙传热系数计算方法为K=1/Ri+Ro+Re（其中Ri为内表面换热阻，Ro为围护结传热阻，Re为外表面换热阻）。相同条件下，导热系数越大，热阻越小，传热系数越大，保温性能越差。要提高保温效果可考虑采取使用导热系数小的保温材料加强保温。窗户类保温材料包括断热桥铝合金中空玻璃窗、断热桥铝合金LOW_E中空玻璃窗、塑钢中空玻璃窗、塑钢LOW_E中空玻璃窗。对于北向窗户不宜采用飘窗，窗户的气密性不应低于现行国家标准《建筑外窗空气渗透性能分级及其检测方法》（GB/T7017）规定的等级水平。外门和外窗框靠墙体部位的缝隙，采用高效保温材料填堵，窗框四周与摸灰层之间的缝隙，宜采用保温材料和嵌缝密封膏密封。玻璃幕墙的气密性不应低于《建筑幕墙物理性能分级》（GB/T-15225）规定等级。建筑设备节能指建筑的供排水、供电、冷暖空调燃气等维护室内功能的系统工程。建筑给水系统是将城镇给水管网或自备水源的水经引入管送至建筑内的生活和消防设备，并满足各用水点的水质、水量和水压要求的冷水供应系统。给水方式有直接给水、单设水箱和水泵给水、单设气压给水设备的给水、分区给水四种最基本给水方式。给水方式按照水平干管在建筑内敷设的位置分上行下给式和下行上给式和两种兼用的管路布置。高层建筑由于层数多，必须进行竖向分区，避免管中的压力超过其工作压力而损坏管道，避免静压过大使出水产生喷射。室内生活排水分污水和废水排水系统，建筑中水工程是利用生活废水经适当处理后回用于建筑物、小区供生活杂用，中水处理方法可分为生物处理法、物理化学处理法和膜处理法，适用于缺水地区的各类民用建筑的新建、扩建和改建工程。天然气作为一种洁净、廉价的能源，目前在城市生活燃料源中颇受关注，天然气的利用按市场经济运作前景广阔。房间的采光充分利用天然光，办公、商业、旅馆、医院建筑照明功率密度值不应大于规定值。民用建筑的照度要求随类别和功能按我国颁布的民用建筑照度标准进行设计，在照度标准中按照视力条件将各类民用建筑归纳为居住建筑、科教办公建筑、医疗建筑、体育建筑、商业建筑、机电用房等11大类，每类中按房间的功能不同执行相应的照度标准。利用系数法，根据建筑的功能要求，房间的照度标准，选择合理的照明方式，并根据房间对配光、光色、显色性及环境条件来选择光源和灯型。光照要求高的场所，需选用便于启动的白炽灯，高大的房间宜选用寿命长、效率高的光源，办公室宜选用光效高、显色性好、表面亮度低的荧光灯作光源。利用太阳能、地热能、风能等可再生能源，是实现建筑节能减少能耗非常有效的措施，是从供暖、供给的热源、输送渠道及实现方式来节约能源。对民用建筑节能工程施工质量验收，在保温材料的厚度、导热系数复测结果、外窗传热系数、气密性复测结果以及屋面保温隔热材料的导热系数、密度、抗压强度或压缩强度、燃气性能等方面，应符合设计文件规定的要求。我国每年新增建筑面积18亿至20亿平方米，民用建筑节能潜力很大。国家推广使用民用建筑节能的新技术、新工艺、新材料和新设备，限制使用或者禁止使用能源消耗高的技术、工艺、材料和设备。《民用建筑节能条例》明确要求：编制城市详细规划、镇详细规划，应当按照民用建筑节能的要求，确定建筑的布局、形状和朝向。对不符合民用建筑节能强制性标准的，不得颁发建设工程规划许可证。对于新建集中供热的采暖系统，应进行热水连续采暖设计，室内采暖系统的共用部分应当使用双管系统，应能实施分室温度调节和分化瓦解计量控制。采暖供热系统规模较大时，宜采用间接连接的一、二次水系统，供暖保温材料层厚度按”经济厚度”方法计算。条例指出，实行集中供热的建筑应当安装供热系统调控装置，用热计量装置和室内温度调控装置。居住建筑安装的用热计量装置应当满足分户计量的要求。对具备可再生能源利用条件的建筑，建设单位应当选择合适的可再生能源，用于采暖、制冷、照明和热水供应等。对即有建筑节能的改造原则，优先采用遮阳、改善通风等低成本改造措施，建筑围护结构改造和供热系统改造同步，供热系统采用热水为热媒集中供热采暖，分户计量。改造费用负担方式采取国家机关办公建筑的节能改造费用由县级以上政府财政负担，居住和公益用公共建筑节约改造由政府和权益人共同负担。国家鼓励和扶持在新建建筑和既有建筑节能改造中采用太阳能、地热能等可再生能源。《民用建筑节能条例》将于2008年10月1日起施行，我国的建筑节能工程也必将迈入一个崭新的发展阶段，如何把握好建筑节能工程的技术要点，并从经济角度和长远的观点算好经济账，也是我们建设领域行业人员直接面对的问题，本文是结合多年建筑施工一线的心得，以及行业发展趋势所做的分析，望对大家有一点启示。 （作者系许昌中原建设集团有限公司技术负责人/一级注册建造师）
