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論文摘要:分析了我國(guó)北方農(nóng)村地區(qū)建筑現(xiàn)狀,針對(duì)農(nóng)村建筑的特點(diǎn),提出一些建筑節(jié)能設(shè)計(jì)措施以及能源綜合利用方式。強(qiáng)調(diào)農(nóng)村建筑規(guī)劃體系建立和建筑節(jié)能的管理,以期為北方廣大農(nóng)村農(nóng)民提供一個(gè)健康、舒適的節(jié)能建筑。
隨著現(xiàn)代化建設(shè)的發(fā)展,我國(guó)農(nóng)民的生活水平不斷的提高,他們對(duì)自己的居住條件的要求也越來(lái)越高。長(zhǎng)期以來(lái),我國(guó)北方農(nóng)村地區(qū)建筑特點(diǎn)是占地多,建造技術(shù)水平低,缺乏科學(xué)性,甚至是忽視最基本的建筑熱工性能和舒適性要求,特別是缺乏統(tǒng)一的建筑規(guī)劃,能源利用率低,導(dǎo)致其建筑土地利用率低,保溫隔熱性能差,能耗大,舒適度低。因此,為了提高農(nóng)民生活質(zhì)量,應(yīng)以改善居住條件為重點(diǎn),科學(xué)制定農(nóng)村建筑規(guī)劃體系,因地制宜地在廣大北方農(nóng)村地區(qū)推廣建筑節(jié)能技術(shù),發(fā)展節(jié)能建筑。
1農(nóng)村建筑節(jié)能設(shè)計(jì)
1.1北方農(nóng)村建筑現(xiàn)狀分析
我國(guó)北方地區(qū)農(nóng)村建筑要適應(yīng)日常居住生活和農(nóng)副業(yè)生產(chǎn)的雙重需要,居民建筑類(lèi)型大多為單戶(hù)、雙戶(hù)以及多戶(hù)并聯(lián)的建筑類(lèi)型。長(zhǎng)期以來(lái),我國(guó)農(nóng)村建筑大多為個(gè)人建造,農(nóng)民隨意建設(shè),農(nóng)村建筑缺乏規(guī)劃和設(shè)計(jì),造成建筑的功能劃分不合理,用地浪費(fèi)。在房屋建設(shè)的過(guò)程中,由于技術(shù)和施工條件的限制以及經(jīng)濟(jì)條件的制約,農(nóng)民建房時(shí)多選用一些落后的建材,圍護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)仍采用傳統(tǒng)的做法,致使其建筑能耗大,不利于節(jié)能。
1.2建筑規(guī)劃布局
我國(guó)北方農(nóng)村大多地區(qū)冬季寒冷,夏季炎熱。建筑規(guī)劃選址中應(yīng)充分利用當(dāng)?shù)氐淖匀坏乩韮?yōu)勢(shì),根據(jù)當(dāng)?shù)氐臍夂蛱攸c(diǎn),合理地安排建筑與周?chē)h(huán)境因素之間的關(guān)系。在建筑平面的布局時(shí),要充分考慮當(dāng)?shù)剞r(nóng)民的生活習(xí)慣,合理地安排建筑物功能分區(qū)。
1.2.1建筑選址應(yīng)避免在山谷、溝底等區(qū)域,這主要考慮冬季氣流在這些區(qū)域里形成對(duì)建筑物的“霜洞”效應(yīng),會(huì)使其能耗增加。建筑朝向應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)氐牡乩項(xiàng)l件和氣候條件,選擇最有利的自然采光和通風(fēng)的區(qū)域,注意冬季防風(fēng)和夏季有效利用自然通風(fēng),減少能耗。
1.2.2建筑類(lèi)型上應(yīng)多采用兩戶(hù)或多戶(hù)并聯(lián)的布置形式,減少建筑體系系數(shù),有利于降低建筑能耗。
1.2.3根據(jù)當(dāng)?shù)剞r(nóng)民生活習(xí)慣,將居住建筑和農(nóng)副業(yè)生產(chǎn)用房進(jìn)行合理的劃分。例如將臥室、大堂宜布置在南向,飼養(yǎng)室、農(nóng)副產(chǎn)品加工室宜布置在北向。
1.2.4規(guī)劃中應(yīng)注重綠化環(huán)境。綠化可以改善建筑群體的氣候條件,可以調(diào)節(jié)氣溫、降低溫室效應(yīng)、隔熱遮陽(yáng)、減少噪聲,是優(yōu)化建筑室內(nèi)環(huán)境、減少建筑能耗的有效措施。
1.3建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)節(jié)能設(shè)計(jì)
1.3.1外墻
外墻散失的熱量約占整個(gè)圍護(hù)結(jié)構(gòu)總能耗的25~28%,因此應(yīng)在寒冷地區(qū)的北方農(nóng)村建筑外墻設(shè)計(jì)中應(yīng)采用外墻外保溫。依據(jù)當(dāng)?shù)匾延械脑牧希侠磉x擇建筑外墻材料,推廣使用空心磚或混凝土空心小砌塊等節(jié)能磚。同時(shí)在建造時(shí)靈活選取構(gòu)造措施,利用農(nóng)村地區(qū)容易獲得的材料(稻殼,麥秸等)作為外墻保溫材料,使外墻獲得良好的隔熱效果。
1.3.2屋面與地面
北方地區(qū)農(nóng)村建筑屋面散熱量占總散熱量的15%左右,地面約為6%。在屋面建造時(shí)應(yīng)采用坡屋頂,設(shè)置架空層或平屋頂,設(shè)置吊頂層。選用導(dǎo)熱系數(shù)小,吸水率低,易于就地取材的保溫材料。重視地面保溫,在地面墊層下鋪設(shè)廉價(jià)的爐渣等其他保溫材料,并注意地面防潮設(shè)計(jì),減少地面散熱量。
1.3.3門(mén)與外窗
長(zhǎng)期以來(lái),北方農(nóng)村建筑的門(mén)窗建造較為簡(jiǎn)陋,大部分為單層,而且密封性較差。外窗的熱損失量,約占整個(gè)房屋的30%。為了減少外窗的熱損失,在滿(mǎn)足自然通風(fēng)和采光的要求下,減少窗墻比,應(yīng)采用雙層窗或單框雙玻璃窗,增強(qiáng)其密封性,以此來(lái)提高窗的總熱阻。外門(mén)應(yīng)采用雙層,若采用單層應(yīng)作保溫處理,提高外門(mén)的隔熱性能。尺寸較大的門(mén)窗應(yīng)在室內(nèi)加裝門(mén)窗簾,也有利于減少門(mén)窗的熱損失。
2能源的綜合開(kāi)發(fā)與應(yīng)用
2.1太陽(yáng)能開(kāi)發(fā)與應(yīng)用
北方農(nóng)村地區(qū)有著豐富的太陽(yáng)能資源,建造太陽(yáng)能綜合利用建筑,在屋頂放置太陽(yáng)能利用設(shè)備可提供生活熱水、采暖系統(tǒng)以及照明等綜合應(yīng)用。特別是近年來(lái)太陽(yáng)能低溫地板輻射采暖系統(tǒng)的應(yīng)用,適合應(yīng)用在無(wú)集中供暖的農(nóng)村建筑。在過(guò)渡季節(jié),利用太陽(yáng)能熱水還可以強(qiáng)化自然通風(fēng)。
2.2沼氣開(kāi)發(fā)與應(yīng)用
沼氣是一種清潔的可再生能源。在北方廣大農(nóng)村地區(qū)各種農(nóng)作物的秸稈,牲畜的糞便等都可以作為產(chǎn)生沼氣的原料。沼氣不僅用來(lái)解決農(nóng)村燃料缺乏問(wèn)題,也可以應(yīng)用沼氣進(jìn)行采暖和照明等綜合利用。另外沼液和沼渣可以作為有機(jī)肥料,施在農(nóng)田和果園里。沼氣建設(shè)與種養(yǎng)殖業(yè)結(jié)合,通過(guò)資源的優(yōu)化配置,延伸了經(jīng)濟(jì)鏈,使能源得到有效的循環(huán)利用。目前我國(guó)農(nóng)村大多采用單戶(hù)的沼氣建設(shè),受技術(shù)條件的限制經(jīng)常沼氣產(chǎn)量不足,而且安全性較差。建議采用多戶(hù)集中建造高效的沼氣設(shè)施,集中管理,有效利用資源,這樣能使沼氣設(shè)施能源利用率高,便于為廣大農(nóng)民提供高效、潔凈、安全的沼氣能源。2.3其他能源的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用
我國(guó)有著豐富的淺層地?zé)崮茉矗诒狈睫r(nóng)村地區(qū)可以開(kāi)發(fā)利用當(dāng)?shù)氐牡責(zé)豳Y源,為集中規(guī)劃建造的村鎮(zhèn)建筑群提供熱源,宜于集中熱水供應(yīng)和采暖設(shè)施建造,從而節(jié)約燃料的使用。在北方農(nóng)村的一些地區(qū)風(fēng)能資源也較為豐富,利用其建造風(fēng)力發(fā)電,供應(yīng)日常的生活和照明用電,既方便又廉價(jià),節(jié)約用電。
3農(nóng)村建筑節(jié)能管理
農(nóng)村建筑的節(jié)能不僅僅是在體現(xiàn)在節(jié)能設(shè)計(jì),節(jié)能管理也是很重要的一方面。建立健全建筑節(jié)能管理機(jī)制,是落實(shí)建筑節(jié)能規(guī)劃設(shè)計(jì)的前提。首先,在新建農(nóng)村建筑時(shí)應(yīng)注重改變觀念,統(tǒng)一規(guī)劃建設(shè),進(jìn)行初期的建筑項(xiàng)目可行性論證報(bào)告以及綜合利用能源的可行性方案設(shè)計(jì)。要按照節(jié)能設(shè)計(jì)和規(guī)范進(jìn)行建造,加強(qiáng)節(jié)能設(shè)計(jì),充分利用當(dāng)?shù)匾子谌〉玫牧畠r(jià)又節(jié)能的建筑材料。其次,在建筑建成后注重農(nóng)民節(jié)能意識(shí)培養(yǎng),統(tǒng)一管理一些集中的公用能源設(shè)施,例如集中的沼氣設(shè)施或采暖系統(tǒng)。
4結(jié)束語(yǔ)
目前,在我國(guó)北方農(nóng)村地區(qū)由于經(jīng)濟(jì)條件的制約,多數(shù)農(nóng)村建筑未能使用節(jié)能設(shè)計(jì),這就需要國(guó)家和當(dāng)?shù)卣峁┱吆徒?jīng)濟(jì)支持,開(kāi)發(fā)出適合在農(nóng)村地區(qū)的廉價(jià)節(jié)能的建筑材料和能源利用設(shè)備,樹(shù)立可持續(xù)發(fā)展觀念,建立農(nóng)村建筑規(guī)劃管理體系,在農(nóng)村地區(qū)大力推廣節(jié)能建筑,為廣大農(nóng)民創(chuàng)造一個(gè)健康、舒適的居住環(huán)境。
參考文獻(xiàn):
[1]牛明成,谷延霞,韓璐.新農(nóng)村住宅節(jié)能研究[J].山西建筑,2007,33(22):238-239.
【論文摘要】目前,建筑耗能伴隨著建筑總量的不斷攀升和居住舒適度的提升,呈急劇上揚(yáng)趨勢(shì)。根據(jù)測(cè)算,如果不采取有力措施,到2020年中國(guó)建筑能耗將是現(xiàn)在3倍以上。因此,建筑節(jié)能已迫在眉睫。而優(yōu)化設(shè)計(jì)是建筑節(jié)能的根本途徑,優(yōu)化設(shè)計(jì)不僅影響工程建造直接能源消耗,而且影響建成后使用的能耗。
目前,建筑耗能已與工業(yè)耗能、交通耗能并列,成為中國(guó)能源消耗的三大“耗能大戶(hù)”。尤其是建筑耗能伴隨著建筑總量的不斷攀升和居住舒適度的提升,呈急劇上揚(yáng)趨勢(shì)。建筑的能耗(包括建造能耗、生活能耗、采暖空調(diào)等)約占全社會(huì)總能耗的28%,其中最主要的是采暖和空調(diào),占到20%。而這“28%”還僅僅是建筑物在建造和使用過(guò)程中消耗的能源比例,如果再加上建材生產(chǎn)過(guò)程中耗掉的能源(占全社會(huì)總能耗的16.7%),和建筑相關(guān)的能耗將占到社會(huì)總能耗的46.7%。現(xiàn)在中國(guó)既有的約430億平方米建筑中,只有4%采取了能源效率措施,單位建筑面積采暖能耗為發(fā)達(dá)國(guó)家新建建筑的3倍以上。根據(jù)測(cè)算,如果不采取有力措施,到2020年中國(guó)建筑能耗將是現(xiàn)在3倍以上。因此,建筑節(jié)能已迫在眉睫,要把節(jié)能建筑工作放到貫徹科學(xué)發(fā)展觀、全面建設(shè)小康社會(huì)、保證國(guó)家能源安全、實(shí)施可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略高度來(lái)認(rèn)識(shí)。因此,通過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)來(lái)有效控制能源消耗,應(yīng)得到廣泛重視。
一、優(yōu)化設(shè)計(jì)對(duì)建筑節(jié)能的影響
1、設(shè)計(jì)方案影響工程建造直接能源消耗
在工程設(shè)計(jì)中,其建筑和結(jié)構(gòu)方案的選擇對(duì)建筑的直接能耗有較大影響,如建筑方案中的平面布置為內(nèi)廊式還是外廊式、進(jìn)深與開(kāi)間的確定、立面形式的選擇、層高與層數(shù)的確定、基礎(chǔ)類(lèi)型選用、結(jié)構(gòu)形式選擇等都存在著技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析問(wèn)題。中國(guó)住宅建設(shè)用鋼平均每平方米55公斤,比發(fā)達(dá)國(guó)家高出10%~25%,水泥用量為221.5公斤,每一立方米混凝土比發(fā)達(dá)國(guó)家要多消耗80公斤水泥。據(jù)統(tǒng)計(jì),在滿(mǎn)足同樣功能的條件下,技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理的設(shè)計(jì),可降低工程建造直接能源消耗5%~10%,甚至可達(dá)10%~20%,如某無(wú)線(xiàn)電廠(chǎng)的多層框架結(jié)構(gòu)廠(chǎng)房(4層),設(shè)計(jì)單位按常規(guī)設(shè)計(jì)為獨(dú)立基礎(chǔ),由于多層廠(chǎng)房荷載較大,致使獨(dú)立基礎(chǔ)的單體尺寸較大,埋深較深(-3.2m),事后經(jīng)其他設(shè)計(jì)人員分析如采用柱下條基,可節(jié)約大量的砼,并可降低埋深減少土方開(kāi)挖所消耗的機(jī)械能耗;某綜合辦公樓,在優(yōu)化設(shè)計(jì)中,因改變?cè)仍O(shè)計(jì)中的普通鋼筋為帶肋鋼筋,單此一項(xiàng)優(yōu)化設(shè)計(jì),共節(jié)約鋼筋1000T,鋼筋總節(jié)約率達(dá)30%左右。
2、設(shè)計(jì)方案影響建成后使用的能耗
建筑是牽涉到很多專(zhuān)業(yè)的復(fù)合體,并且完整的建筑節(jié)能工作包括了從最初的規(guī)劃、方案到設(shè)計(jì)、施工,以及多年的運(yùn)營(yíng)使用,直至最后拆除重建的全生命周期過(guò)程。但以往只注重直接建造成本的降低,輕運(yùn)營(yíng)階段能耗的使用情況。從住宅使用過(guò)程中的資源消耗看,與發(fā)達(dá)國(guó)家相比,我國(guó)住宅使用能耗為相同技術(shù)條件下發(fā)達(dá)國(guó)家的兩到三倍。2020年,中國(guó)的建筑能耗將達(dá)到29430億度電,比三峽電站34年的發(fā)電量總和還要多。現(xiàn)在,我們必須用全壽命周期的節(jié)能理念對(duì)建筑進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì),即以較低的壽命周期能耗實(shí)現(xiàn)必要的功能,獲得豐厚的壽命周期經(jīng)濟(jì)效益。所謂壽命周期能耗是指整個(gè)壽命周期過(guò)程中發(fā)生的全部能源消耗,包括建設(shè)、使用、維修、殘值及清理等階段所發(fā)生的能源消耗。設(shè)計(jì)不僅影響項(xiàng)目建設(shè)的一次性能耗,而且還影響使用階段的能源消耗,如暖通、照明的能源消耗、清潔、保養(yǎng)、維修等,一次性建造能耗與經(jīng)常性使用能耗有一定的反比關(guān)系,但通過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)可努力尋求這兩者的最佳結(jié)合,使項(xiàng)目建設(shè)的全壽命費(fèi)用最低,全壽命能耗達(dá)到最佳經(jīng)濟(jì)合理狀態(tài)。建筑節(jié)能優(yōu)化設(shè)計(jì)的途徑主要是通過(guò)圍護(hù)結(jié)構(gòu)保溫和氣密性能的提高,以及采暖空調(diào)設(shè)備能效的提高等等,來(lái)達(dá)到減少空調(diào)和采暖等能源的消耗。在方案設(shè)計(jì)當(dāng)中,建筑師需要對(duì)建筑的方位、體型、朝向進(jìn)行優(yōu)化,必需要為充分利用自然風(fēng)、陽(yáng)光等自然資源創(chuàng)造條件。同時(shí),也必須對(duì)建筑材料優(yōu)化;外墻、樓板、分戶(hù)墻、屋面、玻璃、窗框的設(shè)計(jì)等都需要量化與優(yōu)化;窗墻比須要以節(jié)能和居住舒適度為前提進(jìn)行優(yōu)化。從方案設(shè)計(jì)開(kāi)始到初步設(shè)計(jì),工程師需要根據(jù)不斷調(diào)整的設(shè)計(jì)方案模擬量化建筑的能耗情況、計(jì)算空調(diào)和采暖設(shè)備的裝機(jī)功率,比對(duì)各種影響因素,最后向客戶(hù)提供最佳的設(shè)計(jì)方案。例如,在空調(diào)與采暖設(shè)備的市場(chǎng)上,各種品牌各種型號(hào)使消費(fèi)者眼花繚亂。空調(diào)設(shè)備有空氣源熱泵、地源熱泵、風(fēng)機(jī)盤(pán)管、地板采暖、輻射制冷、采暖系統(tǒng)、戶(hù)室中央空調(diào)、變頻機(jī)組、水系統(tǒng)、冷媒系統(tǒng)等等。這些空調(diào)系統(tǒng)的初投資和運(yùn)行費(fèi)用大不相同,那么通過(guò)模擬量化,計(jì)算出初投資的費(fèi)用、每年的耗能量、能源費(fèi)用,消費(fèi)者或者項(xiàng)目開(kāi)發(fā)者就可以很容易地作出正確的決定。例如北京的一些奧運(yùn)場(chǎng)館中,為減少能耗,設(shè)計(jì)者沒(méi)有采用普通的新風(fēng)系統(tǒng)和空調(diào)系統(tǒng),而是經(jīng)過(guò)多次優(yōu)化設(shè)計(jì),尋找最佳節(jié)能方案。為實(shí)現(xiàn)自然通風(fēng)和改善室內(nèi)環(huán)境,采用了智能電動(dòng)窗,很好的解決了新風(fēng)問(wèn)題;在場(chǎng)館空調(diào)設(shè)計(jì)中(包括“水立方”和“鳥(niǎo)巢”)都采用了由美國(guó)聯(lián)合技術(shù)開(kāi)利公司設(shè)計(jì)的節(jié)能空調(diào)系統(tǒng)。該系統(tǒng)通過(guò)熱回收技術(shù)在空調(diào)系統(tǒng)中的應(yīng)用,節(jié)能率為10%。該系統(tǒng)在冷水機(jī)組上加裝了熱回收裝置,在空氣處理機(jī)中采用了新型熱管熱回收裝置,可以回收?qǐng)鲳^排放總熱量的50%,回收的熱能一部分用于加熱游泳池水和生活用水,另一部分用于加熱新風(fēng)。
二、現(xiàn)階段推行優(yōu)化設(shè)計(jì)運(yùn)作困難的成因
1、政府主管部門(mén)對(duì)建筑節(jié)能優(yōu)化設(shè)計(jì)監(jiān)控不力
長(zhǎng)期以來(lái),主管部門(mén)對(duì)設(shè)計(jì)節(jié)能成果缺乏必要的考核與評(píng)價(jià),有的僅靠圖紙會(huì)審來(lái)發(fā)現(xiàn)一些簡(jiǎn)單問(wèn)題,僅僅是一些新材料或空間布置的一些規(guī)定。缺乏對(duì)方案的節(jié)能性方面的系統(tǒng)審查要求。建筑節(jié)能設(shè)計(jì)首先是一個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)問(wèn)題,它絕不是多項(xiàng)節(jié)能技術(shù)或者節(jié)能設(shè)備的簡(jiǎn)單累加,它需要定量化。例如,人們?cè)谑袌?chǎng)上可以買(mǎi)到節(jié)能空調(diào)、節(jié)能玻璃、節(jié)能熱水器、太陽(yáng)能熱水器、墻體保溫材料等等,但是這些材料與設(shè)備如何使用、使用哪種型號(hào)、用量多少、所起到的作用是什么就需要通過(guò)量化整合來(lái)完成。集思廣益,從多方面影響因素出發(fā),以最低的投資、最佳的手段完成并達(dá)到節(jié)能設(shè)計(jì)目標(biāo)。所以建設(shè)主管部門(mén)監(jiān)管的同時(shí),應(yīng)增加人員配備和審查力度,對(duì)設(shè)計(jì)節(jié)能成果進(jìn)行量化全面審查。
2、業(yè)主要求優(yōu)化設(shè)計(jì)的意識(shí)不強(qiáng)
目前,業(yè)主往往把控制重心放在施工直接投資環(huán)節(jié)上,而對(duì)建成后使用運(yùn)營(yíng)成本及節(jié)能優(yōu)化設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)重視不夠。其原因:一是對(duì)設(shè)計(jì)對(duì)投資影響的重要性認(rèn)識(shí)不夠,只看到搞施工招標(biāo),投標(biāo)價(jià)要低于標(biāo)底價(jià)、施工單位要讓利等,殊不知選擇一個(gè)優(yōu)秀的設(shè)計(jì)單位進(jìn)行設(shè)計(jì)方案的優(yōu)化會(huì)帶來(lái)更大的節(jié)約;二是對(duì)建筑節(jié)能的認(rèn)識(shí)不到位,沒(méi)有一個(gè)節(jié)能環(huán)保綠色建筑意識(shí)。
3、建筑節(jié)能優(yōu)化設(shè)計(jì)的開(kāi)展缺乏必要的壓力和動(dòng)力
由于缺少建筑節(jié)能優(yōu)化設(shè)計(jì)與企業(yè)和公眾的直接經(jīng)濟(jì)利益聯(lián)系,使得節(jié)能工作缺少內(nèi)在經(jīng)濟(jì)利益推動(dòng)力,政府部門(mén)建筑節(jié)能管理工作還存在體制不順、監(jiān)管體系不健全,造成執(zhí)法不嚴(yán)、監(jiān)督不力,國(guó)家政策不配套,缺乏激勵(lì)機(jī)制和工作力度。對(duì)一些國(guó)有投資建設(shè)項(xiàng)目,有關(guān)行政審批單位在審核初步方案時(shí),只注重設(shè)計(jì)的建設(shè)規(guī)模和投資限額,對(duì)方案的經(jīng)濟(jì)合理性和節(jié)能性不做深入研究分析;另外,由于現(xiàn)在的設(shè)計(jì)收費(fèi)是按面積或按造價(jià)的比例計(jì)取,幾乎跟建筑節(jié)能和設(shè)計(jì)質(zhì)量的優(yōu)劣無(wú)關(guān),導(dǎo)致對(duì)設(shè)計(jì)方案不認(rèn)真進(jìn)行節(jié)能分析,而是追求高標(biāo)準(zhǔn),造成能源浪費(fèi)。相反,設(shè)計(jì)單位即使花費(fèi)了較多的人力、物力,優(yōu)化了設(shè)計(jì)方案,給業(yè)主節(jié)約了投資,也不能得到應(yīng)有的報(bào)酬,有時(shí)設(shè)計(jì)費(fèi)反而變少了,從而挫傷了優(yōu)化設(shè)計(jì)的積極性。
三、搞好優(yōu)化設(shè)計(jì)的幾點(diǎn)建議
1、主管部門(mén)應(yīng)加強(qiáng)對(duì)建筑節(jié)能優(yōu)化設(shè)計(jì)工作的監(jiān)控
為保證建筑節(jié)能優(yōu)化設(shè)計(jì)工作的進(jìn)行,開(kāi)始可由政府主管部門(mén)來(lái)強(qiáng)制執(zhí)行,通過(guò)對(duì)設(shè)計(jì)節(jié)能成果進(jìn)行全面審查后方可實(shí)施。政府主管部門(mén)不僅需在技術(shù)法規(guī)與標(biāo)準(zhǔn)相結(jié)合方面做出努力,而且還需要政府以技術(shù)法規(guī)的形式提出必須嚴(yán)格控制的最基本的技術(shù)指標(biāo)、技術(shù)要求、功能要求,可以導(dǎo)則、指南、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)等標(biāo)準(zhǔn)類(lèi)技術(shù)文件予以體現(xiàn)。利用主管部門(mén)的職能,總結(jié)推廣標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)、公布合理的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)及考核指標(biāo),為優(yōu)化設(shè)計(jì)的進(jìn)行提供良好服務(wù)。建筑節(jié)能技術(shù)新規(guī)范逐步從控制單項(xiàng)建筑維護(hù)結(jié)構(gòu)(如外墻、外窗和屋頂)的最低保溫隔熱指標(biāo),轉(zhuǎn)化為控制建筑物的實(shí)際能耗。新建建筑必須出具建造耗材經(jīng)濟(jì)指標(biāo)、采暖需要能量、建筑能耗核心值和建筑熱損失計(jì)算結(jié)果,特別是建筑結(jié)構(gòu)熱損失計(jì)算結(jié)果。建筑能耗總量(包括供暖、通風(fēng)和熱水供應(yīng))和建造能耗值只有滿(mǎn)足其對(duì)應(yīng)的節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)才被允許開(kāi)工及竣工驗(yàn)收。在竣工時(shí),建筑開(kāi)發(fā)商必須出具相關(guān)部門(mén)的一份“能源消耗證明”,證明清楚地列出了該住宅每年的能耗,及節(jié)能等級(jí)。以上措施,必須逐步實(shí)施,特別是國(guó)有投資項(xiàng)目要先于執(zhí)行。超級(jí)秘書(shū)網(wǎng)
2、以政策扶持拉動(dòng)建筑節(jié)能優(yōu)化設(shè)計(jì)
國(guó)家制定節(jié)能政策,并要求以多樣化的經(jīng)濟(jì)激勵(lì)等扶持舉措,形成推動(dòng)建筑節(jié)能的市場(chǎng)機(jī)制,推進(jìn)建筑節(jié)能優(yōu)化設(shè)計(jì)的推廣。對(duì)建造節(jié)能建筑產(chǎn)品的要根據(jù)優(yōu)化設(shè)計(jì)后節(jié)能程度給予政策和資金支持,減免稅費(fèi)等優(yōu)惠措施,并可建立評(píng)價(jià)機(jī)制,對(duì)因建造節(jié)能建筑而超支部分資金,國(guó)家應(yīng)給予無(wú)償免息貸款或獎(jiǎng)勵(lì)機(jī)制,使建筑節(jié)能優(yōu)化設(shè)計(jì)以行政手段為主轉(zhuǎn)向以經(jīng)濟(jì)手段為主。
3、開(kāi)展積極有效的宣傳引導(dǎo)工作
建筑節(jié)能政策要取得理想的實(shí)施效果,重在宣傳引導(dǎo)。不但政府職能部門(mén)對(duì)節(jié)能政策的推行不遺余力,而且有關(guān)企業(yè)也應(yīng)加入到宣傳節(jié)能政策的行列。政府職能部門(mén)應(yīng)免費(fèi)對(duì)社會(huì)公眾提供節(jié)能政策咨詢(xún)、進(jìn)行節(jié)能知識(shí)宣傳和相關(guān)培訓(xùn),以及進(jìn)行節(jié)能技術(shù)、產(chǎn)品的展示、講解等方面做大量的工作。力爭(zhēng)實(shí)現(xiàn)多方參與節(jié)能政策的宣傳引導(dǎo),大大提高人們的節(jié)能意識(shí)和對(duì)節(jié)能知識(shí)、技術(shù)的認(rèn)知、把握能力,從而使節(jié)能政策得到有力的貫徹實(shí)施。
【參考文獻(xiàn)】
歐洲門(mén)窗看紐倫堡,中國(guó)門(mén)窗看高碑店河北與浙江顯然都是建筑節(jié)能工作走在前列的省份,但記者在采訪(fǎng)中發(fā)現(xiàn),這兩個(gè)建筑節(jié)能大省的著力點(diǎn)和發(fā)展路徑卻有所不同。“河北版”的建筑節(jié)能依靠的是市場(chǎng)力量,所以才有“歐洲門(mén)窗看紐倫堡,中國(guó)門(mén)窗看高碑店”的說(shuō)法。依靠市場(chǎng)的動(dòng)力推動(dòng)建筑節(jié)能,對(duì)河北來(lái)說(shuō)實(shí)屬無(wú)奈之舉。河北省住房和城鄉(xiāng)建設(shè)廳一位不愿透露姓名的處長(zhǎng)在接受記者采訪(fǎng)時(shí)說(shuō):“誰(shuí)也不愿意看到全國(guó)空氣質(zhì)量預(yù)報(bào)時(shí),排名靠后的幾個(gè)城市都是河北的“專(zhuān)利”。”由于前者沉重的環(huán)保欠賬和令人詬病的霧霾天氣,而不得不在轉(zhuǎn)型中加速而艱難地與建筑節(jié)能賽跑。而“浙江版“的建筑節(jié)能則不同,雖然不能說(shuō)浙江的空氣質(zhì)量就是“天生麗質(zhì)”,也不能說(shuō)江南水鄉(xiāng)依然是那么小橋流水,但節(jié)能減排和碳排放的壓力畢竟還是要小于河北。因此,依靠政府的號(hào)召和推力是浙江的特色。這樣的文字顯然還交代得不夠,首先讓我們看看“河北版”建筑節(jié)能的市場(chǎng)推動(dòng)力和吸引力。9月16日,中德建筑節(jié)能領(lǐng)域系列合作項(xiàng)目在中國(guó)國(guó)際門(mén)窗城簽約。德國(guó)駐華大使館大使柯慕賢、德國(guó)能源署署長(zhǎng)斯蒂芬•科勒到場(chǎng)。
本來(lái)這樣一個(gè)商業(yè)活動(dòng)不太可能驚動(dòng)省領(lǐng)導(dǎo),但河北省省長(zhǎng)張慶偉卻親自來(lái)到簽約現(xiàn)場(chǎng)。用現(xiàn)在比較時(shí)髦的一句話(huà)是:為企業(yè)站臺(tái)。記者發(fā)現(xiàn),這次“河北版“的建筑節(jié)能,依靠市場(chǎng)的力量共簽訂了六個(gè)大項(xiàng)目。分別是德國(guó)能源署與河北奧潤(rùn)順達(dá)窗業(yè)集團(tuán)合作建設(shè)被動(dòng)式門(mén)窗博物館項(xiàng)目;德國(guó)威瑪生物質(zhì)燃料公司與河北奧潤(rùn)順達(dá)窗業(yè)集團(tuán)合作生產(chǎn)生物質(zhì)燃料項(xiàng)目;德國(guó)梅森伯格商貿(mào)無(wú)限責(zé)任公司與河北奧潤(rùn)順達(dá)窗業(yè)集團(tuán)共同在中國(guó)國(guó)際門(mén)窗城建設(shè)德國(guó)綠色家居建材展覽中心項(xiàng)目;德國(guó)諾托.弗蘭克五金集團(tuán)、德國(guó)格屋五金集團(tuán)、德國(guó)雷諾科涂料公司入駐國(guó)家建筑節(jié)能技術(shù)國(guó)際創(chuàng)新園項(xiàng)目。簽約的主角,是河北奧潤(rùn)順達(dá)窗業(yè)集團(tuán),這個(gè)我國(guó)最大的節(jié)能門(mén)窗生產(chǎn)企業(yè),2004年就通過(guò)市場(chǎng)談判與德國(guó)合資,將歐洲節(jié)能門(mén)窗理念技術(shù)引入中國(guó)。由其投資興建的“中國(guó)國(guó)際門(mén)窗城”,已吸引了包括荷蘭阿克蘇諾貝爾、德國(guó)邁克爾威力、日本YKK三家世界五百?gòu)?qiáng)在內(nèi)的歐美企業(yè)入駐門(mén)窗城,可以說(shuō)市場(chǎng)的力量無(wú)處不在。但“浙江版“的建筑節(jié)能基本由政府主導(dǎo),標(biāo)準(zhǔn)先行,記者在浙江省住房和城鄉(xiāng)建設(shè)廳官方網(wǎng)站檢索到,光是地方立法就出臺(tái)了四部,其中包括《浙江省實(shí)施〈節(jié)約能源法〉辦法》和《浙江省可再生能源開(kāi)發(fā)利用促進(jìn)條例》,明確了民用建筑節(jié)能評(píng)估和審查、可再生能源建筑應(yīng)用和竣工能效測(cè)評(píng)。浙江還先后了《浙江省居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》等35項(xiàng)建筑節(jié)能地方標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)導(dǎo)則。
由此可見(jiàn),政府的推手作用無(wú)處不在,效果也比較突出。那么,促進(jìn)建筑節(jié)能是以政府強(qiáng)制為主?還是市場(chǎng)推動(dòng)為主?從“河北版”與“浙江版”兩個(gè)版本的比較看,顯然都有自己的成功之處,但也有不同的觀念碰撞。住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部建筑節(jié)能與科技司司長(zhǎng)楊榕的看法是:目前的建筑節(jié)能工程,政府應(yīng)該從更大范圍強(qiáng)制推進(jìn),明確能效水平的標(biāo)準(zhǔn),積極建設(shè)能耗監(jiān)管、管理及節(jié)能平臺(tái)。這位權(quán)威人士的表態(tài)顯然強(qiáng)調(diào)了政府推動(dòng)的作用,雖然他也強(qiáng)調(diào)了與市場(chǎng)的平衡。但另一位權(quán)威人士——中國(guó)工程院院士、清華大學(xué)建筑系教授江億卻在第三屆能源基金會(huì)建筑項(xiàng)目交流會(huì)上表態(tài),不管是政府主導(dǎo)還是市場(chǎng)推動(dòng),對(duì)于建筑節(jié)能的管理,應(yīng)該從過(guò)程管理轉(zhuǎn)變?yōu)槟繕?biāo)管理,確定能源消耗的上限,也就是說(shuō),政府不能管得過(guò)細(xì)。但市場(chǎng)的力量真得都像河北那樣自覺(jué)嗎?情況并非如此。我國(guó)第一個(gè)開(kāi)發(fā)企業(yè)的綠色低碳首席官招商地產(chǎn)的胡建新表示,招商地產(chǎn)從2009年成立綠色建筑研發(fā)中心以來(lái),還是品牌宣傳要好于市場(chǎng)推廣。他認(rèn)為,要把建筑的能耗降下來(lái),主要是利用自然資源,而不是去用節(jié)能燈泡或者是新風(fēng)系統(tǒng),那種是全天候都在消耗能量的,在環(huán)境允許的情況下,最好是先降低能耗,再考慮提高能效。不管是“河北版“還是”浙江版“的建筑節(jié)能,因地制宜或許是建筑節(jié)能的最佳途徑。“比如在北京用新風(fēng)系統(tǒng)做宣傳就會(huì)受到消費(fèi)者的認(rèn)可,人們已經(jīng)意識(shí)到霧霾、PM2.5的危害,但是在廣州那種喜歡開(kāi)窗戶(hù)的地方,可能就不太可行,”胡建新說(shuō)。當(dāng)被問(wèn)及是政府重要還是市場(chǎng)盈利模式重要時(shí),胡建新說(shuō):“做節(jié)能和綠色建筑,在很多時(shí)候要有犧牲掉一部分的經(jīng)濟(jì)效益的勇氣,在企業(yè)能承受的范圍內(nèi),應(yīng)該獲取生態(tài)環(huán)境、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)的平衡,這三者是有妥協(xié)的。”
二、兩手都應(yīng)該硬
那政府的推動(dòng)力真得那么重要嗎?一位業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為,在監(jiān)督方面,政府肯定發(fā)揮了作用。但有些政策并沒(méi)有很完整地兌現(xiàn)。住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部科技發(fā)展促進(jìn)中心綠色建筑發(fā)展處副研究員馬欣伯印證了這一說(shuō)法。國(guó)家和部分地方的激勵(lì)政策尚未兌現(xiàn),對(duì)企業(yè)開(kāi)展節(jié)能建筑和綠色建筑的積極性還是有一定影響的。胡建新稱(chēng),有個(gè)別地方政府的補(bǔ)貼款項(xiàng)下來(lái)了,但是國(guó)家的還沒(méi)有下來(lái)。江億透露,近十年一大批節(jié)能示范建筑實(shí)際運(yùn)行能耗都高于同功能一般建筑。例如,美國(guó)獲得LEED認(rèn)證的綠色建筑中,70%實(shí)際運(yùn)行能耗高于同功能一般建筑,今年中國(guó)對(duì)獲得三星綠色建筑標(biāo)志的建筑的調(diào)查,也發(fā)現(xiàn)類(lèi)似情況。因此,關(guān)鍵不是政府和市場(chǎng)哪頭重的問(wèn)題,還是要抓好設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)行、管理、標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)五個(gè)環(huán)節(jié),最終實(shí)現(xiàn)總量控制和目標(biāo)管理。他還指出,把建筑能耗降下來(lái),不僅僅是政策和市場(chǎng)的“雙推動(dòng)”,也與它的使用模式,運(yùn)行模式,服務(wù)水平等諸多因素相關(guān),建筑節(jié)能最終目標(biāo)還包括建筑物里人的行為。
新建建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的變化是建筑節(jié)能的核心內(nèi)容,其節(jié)能效果主要依靠改善并提高圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫隔熱性能來(lái)實(shí)現(xiàn).建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)節(jié)能主要包括墻體、門(mén)窗、屋面、樓地面等部位采取保溫隔熱措施,這些保溫隔熱措施的采用有利于建筑主體結(jié)構(gòu)保護(hù)、新型綠色建材的推廣以及工程質(zhì)量的提高.
1.1墻體節(jié)能
墻體是建筑護(hù)結(jié)構(gòu)的主體,其所采用材料和砌筑型式直接影響著建筑物的耗熱量.由于單一材料的墻體往往難以同時(shí)滿(mǎn)足較高的保溫隔熱功能,尤其是寒冷和嚴(yán)寒地區(qū),因而可以在單一材料墻體的基礎(chǔ)上增設(shè)一層有保溫功能的材料組成復(fù)合墻體,通常墻體保溫材料有聚苯乙烯硬質(zhì)泡沫塑料、玻化微珠、聚苯乙烯保溫顆粒等等.另外,可以通過(guò)墻面的垂直綠化以及色彩的不同,降低墻面太陽(yáng)輻射和較高的吸收太陽(yáng)輻射,而且還美化環(huán)境.
1.2門(mén)窗節(jié)能
由于高校建筑的使用學(xué)生數(shù)眾多,為滿(mǎn)足自然的日照、采光、通風(fēng)等要求的前提下,設(shè)計(jì)的門(mén)窗洞口尺寸均較大,以致于門(mén)窗是能耗散失的最薄弱的部位.戶(hù)門(mén)和陽(yáng)臺(tái)門(mén)應(yīng)結(jié)合防火以及防盜的要求,在門(mén)的空腹內(nèi)填放15~18mm厚玻璃棉板或巖棉板.窗戶(hù)節(jié)能技術(shù)主要從減少滲透、傳熱和太陽(yáng)輻射三個(gè)方面采取措施.如使用新型的、密封性良好的塑性窗框加上雙層中空玻璃;門(mén)窗框與墻間的縫隙可用彈性密閉型材料和邊框設(shè)灰口等密封;窗扇與窗扇之間可用密封條、壓條以及高低縫等形式.
1.3屋面節(jié)能
屋面節(jié)能主要通過(guò)改善屋面的熱工性能阻止熱量的傳遞,主要節(jié)能技術(shù)有:選用密度較小、熱導(dǎo)率較低、吸水率較小的保溫材料做屋面保溫層,如采用膨脹珍珠巖保溫芯板代替常規(guī)的水泥珍珠巖或?yàn)r青珍珠巖;采用架空、蓄水、種植或鋪貼絕熱反射膜等方式做屋面的隔熱層;在屋面構(gòu)造形式上采用目前發(fā)達(dá)國(guó)家流行的倒置保溫做法,即將保溫層置于屋面防水層之上,改變傳統(tǒng)的把無(wú)機(jī)多孔材料(如膨脹珍珠巖、爐焦渣)置于防水層與結(jié)構(gòu)層之間的不利做法.
1.4樓地面節(jié)能
高校建筑主要是公共建筑,使用人數(shù)眾多,顯然做成木地板或類(lèi)木地板是不合適的.因此,可以將樓地面保溫節(jié)能做成層間樓板(底面不接觸室外冷空氣)和底面接觸室外空氣的架空或懸挑,保溫層可直接設(shè)置在樓板底面;采用不采暖的地下室頂板作為首層的保溫隔熱,加強(qiáng)房間與房間的保溫隔熱.另外,用于樓地面節(jié)能工程的保溫隔熱材料,其厚度、密度、壓縮強(qiáng)度、導(dǎo)熱系數(shù)和阻燃性必須符合設(shè)計(jì)要求和有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定.各種保溫板或保溫層的厚度不得有負(fù)偏差.
1.5利用太陽(yáng)能
我國(guó)太陽(yáng)能資源豐富,陸地每年接受的太陽(yáng)輻射能相當(dāng)于2.4×1012t,大約2/3國(guó)土面積的總輻射量超過(guò)0.6MJ/m2.太陽(yáng)能是可再生能源,不僅資源豐富,免費(fèi)使用,而且對(duì)環(huán)境無(wú)任何污染,有著礦物能源不可比擬的優(yōu)越性.高校作為引領(lǐng)社會(huì)發(fā)展、社會(huì)進(jìn)步的重要力量,在建設(shè)節(jié)約型社會(huì)中起著不容忽視的作用,應(yīng)加大對(duì)太陽(yáng)能源充分利用技術(shù)的相關(guān)研究,在高校這個(gè)耗能大戶(hù)里優(yōu)先、全面的使用太陽(yáng)能技術(shù)并積極推廣,以降低整個(gè)社會(huì)對(duì)不可再生能源的需求.太陽(yáng)能在建筑上的利用技術(shù)主要有被動(dòng)式太陽(yáng)能取暖、太陽(yáng)能集熱供熱水、太陽(yáng)能發(fā)電、主動(dòng)式太陽(yáng)能取暖和空調(diào)等.這里面值得一提的是太陽(yáng)能空調(diào),由于在我國(guó)的建筑終端能耗中,空調(diào)能耗占據(jù)著相當(dāng)大的比例.利用太陽(yáng)能制冷主要有兩種途徑:一是利用光電轉(zhuǎn)換器實(shí)現(xiàn)以電制冷;二是利用太陽(yáng)能集熱器實(shí)現(xiàn)光熱轉(zhuǎn)換,以熱制冷.具體實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能制冷的系統(tǒng)主要有:太陽(yáng)能吸附式制冷系統(tǒng)、太陽(yáng)能吸收式制冷系統(tǒng)、太陽(yáng)能蒸汽噴射式制冷系統(tǒng)、太陽(yáng)能除濕式制冷系統(tǒng)以及太陽(yáng)能蒸汽壓縮式制冷系統(tǒng).安徽省政府、教育廳決定在全省106所高校的教學(xué)科研場(chǎng)所、學(xué)生宿舍和食堂安裝空調(diào),實(shí)施“空調(diào)進(jìn)高校”工程,這對(duì)于高校利用太陽(yáng)能空調(diào)技術(shù)來(lái)建筑節(jié)能,無(wú)疑是一個(gè)重要的發(fā)展平臺(tái)和良好的基礎(chǔ)條件.
2新建建筑節(jié)能檢測(cè)技術(shù)
2.1節(jié)能檢測(cè)技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀
結(jié)合我國(guó)現(xiàn)時(shí)國(guó)情并達(dá)到降低建筑能耗的目的,國(guó)家于2007年頒布并實(shí)施了《建筑節(jié)能工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》(GB50411-2007),這是我國(guó)第一本關(guān)于建筑節(jié)能方面的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn),全面規(guī)定了在建筑節(jié)能工程方面需要驗(yàn)收的項(xiàng)目以及建筑設(shè)計(jì)、施工中部分強(qiáng)制性執(zhí)行的標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)項(xiàng)目,為建筑節(jié)能施工提供了基礎(chǔ)和必要的施工要求和驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn).以后我國(guó)又陸續(xù)頒布并實(shí)施了《公共建筑節(jié)能檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)》(JGJ/T177-2009)、《民用建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》(JGJ26-95)和《居住建筑節(jié)能檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)》(JGJ/T132-2009)等建筑工程行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),為新建建筑的各類(lèi)節(jié)能現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)方法標(biāo)準(zhǔn)提供了技術(shù)支持和較為科學(xué)的測(cè)試依據(jù).目前新建建筑節(jié)能檢測(cè)技術(shù)主要在建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)方面有所研究,國(guó)內(nèi)外相關(guān)專(zhuān)家、學(xué)者也做過(guò)一些探討和研究[3].如山東建筑大學(xué)潘雷等人對(duì)建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行了研究,并采用數(shù)值模擬的方法計(jì)算出適用于不同保溫形式圍護(hù)結(jié)構(gòu)的修正系數(shù).北京中建建筑科學(xué)技術(shù)研究院費(fèi)慧慧等人對(duì)新建建筑節(jié)能現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)技術(shù)的影響因素進(jìn)行了分析研究,提出了影響現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)技術(shù)的主要因素及解決方法.山東省建設(shè)發(fā)展研究院的朱傳晟總工對(duì)建筑節(jié)能現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)技術(shù)的基本原理進(jìn)行了研究,如熱流計(jì)法、熱箱法和紅外線(xiàn)攝像儀法,重點(diǎn)對(duì)熱流計(jì)法的檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行了深入探討.揚(yáng)州大學(xué)楊鼎宜教授等用冷熱箱法測(cè)定了穩(wěn)定傳熱狀態(tài)下混凝土空心砌塊砌體的保溫隔熱性能等.國(guó)外對(duì)于建筑物圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱工性能的現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)技術(shù)研究及報(bào)道也處于起步階段,而且大多在實(shí)驗(yàn)室里完成對(duì)建筑材料的熱工性能檢測(cè),相關(guān)的檢測(cè)性能參數(shù)也是在穩(wěn)定的狀態(tài)下完成的,如日本對(duì)建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的對(duì)流換熱系數(shù)進(jìn)行了測(cè)試,提出了建筑物圍護(hù)結(jié)構(gòu)對(duì)流換熱系數(shù)和風(fēng)速的關(guān)系式.
2.2新建建筑節(jié)能檢測(cè)技術(shù)
2.2.1熱箱法
熱箱法檢測(cè)技術(shù)是需要人工制造一個(gè)傳熱的模擬環(huán)境.具體做法可以參考如下:分別在試驗(yàn)試件兩側(cè)各布置一個(gè)所需溫度、風(fēng)速和輻射條件的熱箱和一個(gè)冷箱,待試驗(yàn)環(huán)境條件達(dá)到穩(wěn)定后,采用相應(yīng)的儀器設(shè)備,分別量測(cè)冷、熱箱體內(nèi)壁的溫度、模擬環(huán)境的空氣溫度、試件的表面溫度以及計(jì)量箱中的輸入功率,再根據(jù)物理計(jì)算相關(guān)原理和公式,計(jì)算出被測(cè)試試件的傳熱的性能指標(biāo),如熱阻、表面換熱系數(shù)等相關(guān)指標(biāo).熱箱法檢測(cè)測(cè)試技術(shù)適用于室外相對(duì)濕度不高于60%,室外空氣平均溫度不高于25℃的自然環(huán)境,且試驗(yàn)所用熱箱的內(nèi)部溫度不低于室外自然最高溫度8℃的情況[4].在建筑構(gòu)造方面,熱箱法檢測(cè)技術(shù)對(duì)于門(mén)窗、樓板、外墻的傳熱性能指標(biāo)的室內(nèi)實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)非常有利,測(cè)試的結(jié)果一般較精確.由于需要模擬試驗(yàn)環(huán)境和條件的限制,此種方法不適宜用于現(xiàn)場(chǎng)施工的檢測(cè),但自然氣溫對(duì)實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)的結(jié)果影響微乎甚微,可以用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作為現(xiàn)場(chǎng)施工的參考.
2.2.2熱流計(jì)法
建筑耗熱測(cè)定中最為常用的儀表就是熱流計(jì),也是傳統(tǒng)的建筑能耗量測(cè)儀表,主要適用于對(duì)各種材料組成的圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱工性能進(jìn)行分析.使用時(shí)將其傳感器埋設(shè)在絕熱結(jié)構(gòu)內(nèi)或貼敷在絕熱結(jié)構(gòu)的外表面,可直接測(cè)量得到熱(冷)損失值.檢測(cè)時(shí)間宜選擇一年中最為寒冷的月份,要求室內(nèi)外自然氣溫差必須大于20℃的條件下才能測(cè)試,而且要求室外氣溫的變化起伏不是很大,測(cè)試的條件應(yīng)放在至少穩(wěn)定7d的人為制造室內(nèi)外溫差或連續(xù)采暖條件下的房間里進(jìn)行,以此來(lái)保證測(cè)試數(shù)據(jù)結(jié)果的準(zhǔn)確性和客觀性.根據(jù)大量的試驗(yàn)數(shù)據(jù)結(jié)果顯示,室內(nèi)外空氣溫差愈大,熱流計(jì)讀數(shù)的誤差相對(duì)愈小,計(jì)算所得之結(jié)果亦較為精確,因此此法受季節(jié)影響較大,一般需要在冬季才采用此法.
2.2.3紅外熱攝像儀法
紅外熱像技術(shù)是目前新研發(fā)的一種建筑節(jié)能檢測(cè)手段,也是基于紅外線(xiàn)技術(shù)理論以及先進(jìn)的紅外圖像處理技術(shù)、光電子技術(shù)和紅外線(xiàn)探測(cè)器技術(shù)的一種非接觸性的、綜合性的測(cè)量技術(shù)高科技產(chǎn)品.紅外熱像技術(shù)的原理是利用攝像儀對(duì)新建建筑物的圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱工缺陷進(jìn)行檢測(cè),分析檢測(cè)得到的各種熱像圖來(lái)顯示各種建筑構(gòu)造有無(wú)熱工缺陷,并對(duì)分析檢測(cè)結(jié)果做比較參考,以此作為驗(yàn)收、修復(fù)、增強(qiáng)建筑節(jié)能施工措施的理論數(shù)據(jù)依據(jù).紅外熱像技術(shù)既不破壞被測(cè)物體或試件的溫度場(chǎng),又能測(cè)量細(xì)微目標(biāo)和運(yùn)動(dòng)中的目標(biāo)[5].此法具有可利用計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)測(cè)量數(shù)據(jù)和處理分析,方便長(zhǎng)期保存和幾何運(yùn)算;采用不同的顏色來(lái)區(qū)分并顯示被測(cè)物體溫度的熱圖像;對(duì)于溫度的分辨率較高,精度可達(dá)到0.01℃;現(xiàn)場(chǎng)節(jié)能檢測(cè)的紅外熱像儀器具有攜帶方便、操作簡(jiǎn)單、還可以形象、直觀地顯示物體表面的溫度場(chǎng),為簡(jiǎn)化檢測(cè)程序和優(yōu)化檢測(cè)數(shù)據(jù)等都有很大益處.此法具有較多優(yōu)點(diǎn)且不受季節(jié)的限制,還可以遠(yuǎn)距離測(cè)定建筑構(gòu)造的熱工缺陷,這必將會(huì)極大地完善和提高新建建筑節(jié)能現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)技術(shù),所以具有廣闊的應(yīng)用和開(kāi)發(fā)前景.
3存在的問(wèn)
題(1)檢測(cè)技術(shù)和設(shè)備的不完善性.新建建筑的幾種檢測(cè)方法本身的不完善性給檢測(cè)數(shù)據(jù)結(jié)果的真實(shí)性和客觀性產(chǎn)生影響,因此如何針對(duì)地區(qū)氣候特點(diǎn)和建筑能耗特征研究制定出檢測(cè)精度高、快速準(zhǔn)確的節(jié)能檢測(cè)系統(tǒng)是一個(gè)迫切現(xiàn)實(shí)問(wèn)題[6].(2)現(xiàn)場(chǎng)與實(shí)驗(yàn)室的對(duì)比檢測(cè)結(jié)果差異較大.由于現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)條件受自然氣候條件、新建建筑構(gòu)造自身狀態(tài)、安裝設(shè)備系統(tǒng)運(yùn)行條件等眾多因素的影響和制約,一般地,造成檢測(cè)結(jié)果與標(biāo)準(zhǔn)理想狀態(tài)偏離較大,測(cè)試結(jié)果不具有實(shí)際的指導(dǎo)意義.但在標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)驗(yàn)室條件下,易將被檢測(cè)試件的周邊模擬或制造成近似熱絕緣狀態(tài),對(duì)于檢測(cè)試件的熱工傳導(dǎo)系數(shù)的測(cè)試結(jié)果較為準(zhǔn)確.由此造成雖然采用的是相同的原理和方法進(jìn)行檢測(cè),但是得到的檢測(cè)結(jié)果卻大相徑庭,對(duì)成果的取用造成混亂.(3)檢測(cè)方法有待統(tǒng)一.隨著科技的不斷進(jìn)步和發(fā)展,建筑節(jié)能檢測(cè)方法由傳統(tǒng)的、粗略的檢測(cè)技術(shù)向新型的、精確的測(cè)試方法邁進(jìn),還有一些衍生發(fā)展出來(lái)的檢測(cè)技術(shù)和方法,形成了很多對(duì)有關(guān)熱工傳導(dǎo)系數(shù)的檢測(cè)技術(shù)和方法標(biāo)準(zhǔn).該如何統(tǒng)一規(guī)范測(cè)試條件和檢測(cè)方法,建立一個(gè)比較同種項(xiàng)目的檢測(cè)技術(shù)使用和結(jié)果的平臺(tái),建設(shè)行政主管部門(mén)以及相關(guān)高校還須對(duì)檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行大力研究和發(fā)展,并根據(jù)實(shí)際情況制定節(jié)能檢測(cè)的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范,以保證行業(yè)的發(fā)展需要.(4)專(zhuān)業(yè)型建筑節(jié)能檢測(cè)人才隊(duì)伍匱乏.目前高校開(kāi)辦建筑節(jié)能檢測(cè)的本科專(zhuān)業(yè)較少,一般都是研究生以上才有相關(guān)的研究方向,這就造成社會(huì)上的建筑節(jié)能檢測(cè)行業(yè)的從業(yè)人員學(xué)歷水平不高,對(duì)于專(zhuān)業(yè)型的人才更是缺乏.以致目前大多建筑節(jié)能檢測(cè)人員由原實(shí)驗(yàn)室的土木工程材料實(shí)驗(yàn)人員轉(zhuǎn)型而來(lái),專(zhuān)業(yè)知識(shí)水平不高,對(duì)新型檢測(cè)技術(shù)和方法知之甚少.因此,為加快建筑節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展、降低新建建筑能耗量,建筑節(jié)能檢測(cè)專(zhuān)業(yè)人才的培養(yǎng)將是我國(guó)未來(lái)“十三五”規(guī)劃中必不可少的建設(shè)內(nèi)容,也是高校培養(yǎng)人才類(lèi)型的一個(gè)重要方面.
4結(jié)論與建議
北方既有居住建筑節(jié)能改造項(xiàng)目技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系構(gòu)建
1.構(gòu)建評(píng)價(jià)指標(biāo)體
系筆者遵循系統(tǒng)性、合理性、綜合性、應(yīng)用性的原則,建立評(píng)價(jià)指標(biāo)體系,并參照了《既有居住建筑節(jié)能改造指南》、《民用建筑節(jié)能條例》、《民用建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》、《建筑氣候規(guī)劃標(biāo)準(zhǔn)》、《夏熱冬冷地區(qū)居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》、《嚴(yán)寒和寒冷地區(qū)居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》等相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),根據(jù)實(shí)際狀況選取評(píng)價(jià)指標(biāo)。
2.確定指標(biāo)權(quán)重
使用層次分析法計(jì)算其權(quán)重系數(shù),其特點(diǎn)是在對(duì)復(fù)雜決策問(wèn)題的本質(zhì)、影響因素、內(nèi)在關(guān)系等進(jìn)行深入分析之后,構(gòu)建一個(gè)層次結(jié)構(gòu)模型。然后,運(yùn)用較少的定量信息,把決策的思維過(guò)程數(shù)學(xué)化,從而為求解多目標(biāo)、多準(zhǔn)則,或無(wú)結(jié)構(gòu)特性的復(fù)雜決策問(wèn)題。其步驟:一是構(gòu)造層次分析結(jié)構(gòu);二是構(gòu)造判斷矩陣;三是判斷矩陣的一致性檢驗(yàn);四是層次單排序;五是層次總排序;最后是做出決策。
筆者通過(guò)運(yùn)用MCE軟件和Excel,將專(zhuān)家打分通過(guò)軟件輸入,選取層次分析法求取權(quán)重,結(jié)果如表1所示。北方既有居住建筑節(jié)能改造項(xiàng)目評(píng)價(jià)模型構(gòu)建通過(guò)模糊綜合評(píng)判法的原理和公式,建立適合北方既有居住建筑節(jié)能改造項(xiàng)目技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的模糊綜合評(píng)判。
1.建立因素集
第一層為:A={B1,B2,B3}。第二層為:B1={C1,C2},B2={C3,C4},B3={C5,C6,C7}。第三層為:C1={D1,D2,D3,D4,D5,D6},C2={D7,D8,D9},C3={D10,D11},C4={D12,D13,D14},C5={D15,D16},C6={D17,D18},C7={D19,D20}。
2.建立評(píng)價(jià)指標(biāo)的評(píng)語(yǔ)集
為北方既有居住建筑節(jié)能改造項(xiàng)目技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系建立評(píng)語(yǔ)集,其含義有兩點(diǎn):一是此方案的選擇是否能達(dá)到滿(mǎn)意的效果;二是此指標(biāo)值對(duì)于既有建筑節(jié)能改造項(xiàng)目實(shí)施的推動(dòng)作用是否能達(dá)到滿(mǎn)意效果,如項(xiàng)目檢測(cè)指標(biāo)中的圍護(hù)防水效果。V={v1,v2,v3,v4,v5}={非常滿(mǎn)意,滿(mǎn)意,中,差,非常差}3.確定權(quán)重權(quán)重的最終確定值是通過(guò)層次分析法的計(jì)算來(lái)求得,此任務(wù)已完成。第三層權(quán)重記為wDi,第二層權(quán)重記為wCi,第一層權(quán)重記為wBi。4.分層作綜合評(píng)價(jià)以調(diào)查問(wèn)卷的形式,請(qǐng)10位專(zhuān)家對(duì)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系中的第三層進(jìn)行單因素評(píng)價(jià),得到模糊評(píng)判矩陣如下:RCi(i=1,2,3,…,7)單級(jí)綜合評(píng)判BCi=WCi莓RCi。
實(shí)例分析
北方既有居住建筑節(jié)能改造項(xiàng)目技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià),是在項(xiàng)目改造前對(duì)各個(gè)方案進(jìn)行評(píng)價(jià),從而選取最優(yōu)方案。本文以河北省唐山市河北一號(hào)小區(qū)509號(hào)樓為例,對(duì)其進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)。以下項(xiàng)目介紹中的數(shù)值為《既有居住建筑節(jié)能改造評(píng)估報(bào)告》[2]中給出。
1.項(xiàng)目概況
該項(xiàng)目是1976年唐山大地震后所建樓之一,具有很強(qiáng)的抗震性。509號(hào)樓有5層、3個(gè)單元共45戶(hù),建筑面積為2156m2。該建筑沒(méi)有地下室,樓宇門(mén)已不存在。原有平屋面為鋼筋混凝土樓板,局部的保溫層已濕透。預(yù)制外墻板為11cm厚的鋼筋混凝土、12cm厚輕質(zhì)混凝土夾心層,外加4cm厚的砂漿層。原來(lái)的單玻空腹鋼窗大部分被換成了鋁合金或塑鋼窗,或在外面又裝了一樘窗,有些是單玻窗,有些是雙膛窗。整個(gè)護(hù)結(jié)構(gòu)存在許多問(wèn)題,包括不密封、結(jié)露和防水失效。采暖系統(tǒng)為垂直單管系統(tǒng),并且沒(méi)有溫度調(diào)節(jié)手段。下面根據(jù)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系,對(duì)該項(xiàng)目進(jìn)行有針對(duì)性的介紹。(1)技術(shù)性指標(biāo)。第一項(xiàng),項(xiàng)目改造指標(biāo)。專(zhuān)家擬定的具體方案為:對(duì)窗的改造主要采用塑鋼中空內(nèi)平開(kāi)窗,使用low-e玻璃;對(duì)外墻的改造主要是采用10cmEPS薄抹灰系統(tǒng);對(duì)屋面的改造主要采用是14cmPU暖屋面。供熱計(jì)量方式主要采用熱計(jì)量收費(fèi);采暖系統(tǒng)采用的是垂直雙管和自動(dòng)溫控閥。對(duì)樓宇門(mén)的改造主要采用雙扇保溫鋼板門(mén),將門(mén)墻縫里內(nèi)外均以硅膠密封,并帶有自閉裝置。第二項(xiàng),項(xiàng)目檢測(cè)指標(biāo)。改造前,對(duì)圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)進(jìn)行測(cè)定,主要包括對(duì)屋面、外墻、外窗、底板的測(cè)量。其傳熱系數(shù)分別為:1.3W/m2k、2.0W/m2k、4.5W/m2k、2.8W/m2k。經(jīng)過(guò)專(zhuān)業(yè)人員檢測(cè),該項(xiàng)目防水效果較差。(2)經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)。第一項(xiàng),預(yù)估指標(biāo)。該項(xiàng)目總費(fèi)用為606.1元/m2,即約為131萬(wàn)元;節(jié)能相關(guān)費(fèi)用約占改造總費(fèi)用的28%;節(jié)煤量為33.72噸,按每噸為500元計(jì)算,共計(jì)16860元。第二項(xiàng),效果指標(biāo)。設(shè)本項(xiàng)目的項(xiàng)目期為30年。靜態(tài)投資回收期=606.1×28%16860÷2156≈22年凈現(xiàn)值=-131×28%+1.686(P/A,5%,30)=-10.75用內(nèi)插法求取內(nèi)部收益率。其計(jì)算過(guò)程為:設(shè)i=2%,經(jīng)計(jì)算,凈現(xiàn)值=1.301設(shè)i=3%,經(jīng)計(jì)算,凈現(xiàn)值=-3.716IRR1=1.301×(3%-2%)1.301+|-3.716|+2%=2.26%(3)社會(huì)性指標(biāo)。第一項(xiàng),環(huán)保性指標(biāo)。該項(xiàng)目改造前采暖消耗量為219592.2kWh/a,建筑面積為2156m2,即每平方米采暖消耗量為101.85kWh/a。改造后,采暖消耗量為141696.6kWh/a。同理,其每平方米采暖消耗量為65.72kWh/a;該項(xiàng)目有害物質(zhì)減少量,是通過(guò)其節(jié)煤量來(lái)計(jì)算的,按工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)《民用建筑節(jié)能設(shè)計(jì)規(guī)程》,每噸標(biāo)煤燃燒產(chǎn)生的有害氣體量包括:二氧化硫?yàn)?.4千克、粉塵為11千克、氮化物為9千克、烷烴類(lèi)為0.5千克、二氧化碳為2.6噸。經(jīng)計(jì)算,該項(xiàng)目所減少的有害氣體量為:二氧化硫0.047噸、粉塵0.371噸、氮化物0.303噸、烷烴類(lèi)0.017噸、二氧化碳87.672噸。第二項(xiàng),舒適性指標(biāo)。該項(xiàng)目在改造前室內(nèi)溫度為16度,改造后會(huì)達(dá)到20度以上;其霉變結(jié)露現(xiàn)象較為嚴(yán)重。第三項(xiàng),支持度指標(biāo)。唐山市政府出資370元/m2、中央政府出資54元/m2、德國(guó)技術(shù)合作公司出資140元/m2、居民出資42元/m2。
2.項(xiàng)目技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)
筆者請(qǐng)10位專(zhuān)家對(duì)該項(xiàng)目三級(jí)指標(biāo)進(jìn)行投票,投票結(jié)果如表2所示。由此可知,該項(xiàng)目評(píng)價(jià)中存在稍微不經(jīng)濟(jì)現(xiàn)象。
結(jié)論
1.1優(yōu)化建筑屋面設(shè)計(jì)
屋頂是建筑物護(hù)結(jié)構(gòu)中發(fā)揮室內(nèi)外溫差傳熱的重要部分。只有提高屋面的保溫隔熱性能,才能提高抵抗夏季室外的外熱作用的能力。建筑節(jié)能屋面主要包括:倒置式屋面、屋面綠化、蓄水屋面和色坡屋面。其中,倒置式屋面是將傳統(tǒng)屋面構(gòu)造中的保溫層和防水層顛倒,保溫層放在隔水層的上面。屋面綠化可以大幅度地降低建筑物的能量消耗,減少溫室氣體的排放,增加城市的綠地面積,改善城市的“熱島效應(yīng)”。蓄水層面的主要功能是利用水蒸發(fā)吸熱的特點(diǎn),消耗水層中的熱量,從而降低屋面的傳熱量和屋面溫度。色坡屋面是目前最常用的一種屋面。因?yàn)楝F(xiàn)在大多數(shù)的建筑物都采用平屋頂,在太陽(yáng)輻射最強(qiáng)的正午,太陽(yáng)光線(xiàn)對(duì)于坡面是斜射的,但是在平屋頂上是直射的,采用非金屬淡色坡面反射太陽(yáng)光達(dá)到了65%,這樣可以節(jié)約25%的能源消耗。
1.2優(yōu)化護(hù)圍結(jié)構(gòu)墻體設(shè)計(jì)
高層建筑的護(hù)墻體耗能量較大,占整個(gè)建筑物的25%,建筑物的體型變化和耗能成正比,體型越大,耗能越多。因此在國(guó)外,一般圓塔形的建筑物比較多,比如美國(guó)洛杉磯的好運(yùn)飯店,法國(guó)戴高樂(lè)機(jī)場(chǎng)的候機(jī)樓。因?yàn)樵诿娣e同樣的情況下,圓的周長(zhǎng)最短,這樣就減少了建筑物外露的面積。因此,高層建筑物的體型變化應(yīng)該簡(jiǎn)單。首先,外墻是高層建筑的圍護(hù)結(jié)構(gòu)中最重要的部分,圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用的是填充材料。其次,為了減輕建筑物的壓力,提高保溫效能和隔熱效果,采用輕質(zhì)高效的保溫材料。最后,圍護(hù)結(jié)構(gòu)的材料分別放在內(nèi)側(cè)和外側(cè),因此在氣溫比較低的地區(qū),應(yīng)該把保溫層設(shè)置在外側(cè),可以減少墻體內(nèi)產(chǎn)生的冷凝水。
1.3優(yōu)化門(mén)窗節(jié)能設(shè)計(jì)
外門(mén)窗是住宅區(qū)散熱性能最差的部位,其耗能占到總耗能的70%,在其中傳熱損失為30%,冷風(fēng)滲透為30%。所以在保證室內(nèi)通風(fēng),溫暖和美觀的前提下,應(yīng)該減少住宅區(qū)的外門(mén)窗洞口的面積,保證外門(mén)窗的封閉性,有效防止冷風(fēng)的滲透,只有這樣,才能提高外門(mén)窗的保溫效果。應(yīng)該從以下幾個(gè)方面減少外門(mén)窗的傳熱量:(1)把住宅的窗墻比例控制在一個(gè)合理的范圍內(nèi)。住宅的窗墻比是窗戶(hù)洞口面積與房間立面單元面積(即建筑層高與開(kāi)間定位線(xiàn)圍成的面積)之比。(2)保證住宅區(qū)外窗的封閉性,減少冷空氣的滲透。可以使用泡沫塑料密封條進(jìn)行密封,也可以采用質(zhì)量較好、密封性能很好的門(mén)窗材料。在門(mén)框和墻體之間的縫隙間,采用彈性的松軟型材料、彈性密封的材料,比如密封膏。在門(mén)框和窗扇之間的密封,可以采用橡膠和泡沫密封條,回風(fēng)槽等。采用各種彈性的壓條完成扇和玻璃之間的密封。
(3)提高住宅區(qū)門(mén)窗的保溫性能。在戶(hù)門(mén)和陽(yáng)臺(tái)門(mén)的設(shè)計(jì)上,應(yīng)該考慮到防火和防盜的要求,在門(mén)里填充填充聚苯乙烯板或巖棉板等絕熱性能比較好的材料,最好選用鋼塑復(fù)合窗和塑料窗,這樣可以避免金屬窗產(chǎn)生的冷橋,也可以采用雙玻璃和三玻璃。中空玻璃、鍍膜玻璃、低輻射的玻璃都可以有效提高門(mén)窗的封閉性。
1.4優(yōu)化太陽(yáng)能與建筑物一體化
隨著城市經(jīng)濟(jì)建設(shè)的加快和人們生活水平的提高,城市花園住宅成了居民共同的追求,為了應(yīng)對(duì)嚴(yán)重的能源危機(jī)和環(huán)境污染,需要大力開(kāi)發(fā)和利用清潔能源,而太陽(yáng)能就是最好的清潔能源,促進(jìn)太陽(yáng)能產(chǎn)品在城市花園住宅區(qū)的應(yīng)用不僅可以實(shí)現(xiàn)住宅建筑節(jié)能設(shè)計(jì)的目標(biāo),也可以促進(jìn)未來(lái)住宅全部太陽(yáng)能化。隨著太陽(yáng)能在現(xiàn)代建筑中應(yīng)用越來(lái)越廣泛,消費(fèi)者不僅要求太陽(yáng)能的節(jié)能性,還要求建筑物的美觀。太陽(yáng)能與建筑一體化就是將太陽(yáng)能設(shè)施和建筑物結(jié)合起來(lái),利用太陽(yáng)能集熱器,突破傳統(tǒng)的屋頂覆蓋層的屋頂保溫層,不僅可以達(dá)到屋頂建筑的簡(jiǎn)單美觀,還可以減低建筑施工的成本。
2.結(jié)束語(yǔ)
根據(jù)對(duì)江蘇地區(qū)農(nóng)村住宅建筑節(jié)能的分析,并通過(guò)統(tǒng)計(jì)大量文獻(xiàn)中對(duì)農(nóng)村住宅建筑節(jié)能指標(biāo)的描述,可將江蘇地區(qū)農(nóng)村住宅建筑節(jié)能評(píng)價(jià)指標(biāo)歸納為建筑外形設(shè)計(jì)、圍護(hù)結(jié)構(gòu)、設(shè)備節(jié)能、新能源的利用這四個(gè)主要方面進(jìn)行評(píng)價(jià)。對(duì)這四個(gè)指標(biāo)做進(jìn)一步分解,可以得出19個(gè)子指標(biāo),
2江蘇地區(qū)農(nóng)村住宅建筑節(jié)能的綜合評(píng)價(jià)方法
2.1信息熵方法對(duì)建筑節(jié)能評(píng)價(jià)指標(biāo)的篩選
為了從已經(jīng)構(gòu)建的初始評(píng)價(jià)指標(biāo)中提取主要評(píng)價(jià)指標(biāo),可以采用信息熵法剔除其中對(duì)評(píng)價(jià)影響不大的指標(biāo)。具體操作步驟及方法如下:第一步:將初始的指標(biāo)矩陣進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理。假定所選的評(píng)估對(duì)象有N個(gè),初始的指標(biāo)有M個(gè),則可以構(gòu)建N×M階的矩陣,定義為矩陣A。按照式(1)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化后的矩陣為A′。a′ij=(1)第二步:熵值的求取。令pj表示熵值,則,Πij=pj=-ΠijlnΠij(2)第三步:熵權(quán)的確定。Wj表示求出的熵權(quán)的大小,則,Wj=(3)第四步:確定某個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)的具體權(quán)重。權(quán)重值用Qj表示,則,Qj=(4)第五步:將第三步求出的熵權(quán)與第四步求出的具體權(quán)重進(jìn)行結(jié)合,剔除冗余指標(biāo),確保評(píng)價(jià)的穩(wěn)定性。
2.2BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法對(duì)農(nóng)村住宅建筑節(jié)能的綜合評(píng)價(jià)
BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)可以用于逼近任意的一個(gè)非線(xiàn)性的函數(shù),同時(shí)具有超強(qiáng)的自適應(yīng)以及存儲(chǔ)能力。采用BP神經(jīng)進(jìn)行評(píng)價(jià)時(shí),其運(yùn)行的主要思想就是將搜集到數(shù)據(jù)輸入到該系統(tǒng)中,然后系統(tǒng)進(jìn)行自我訓(xùn)練,擬合各指標(biāo)間的最優(yōu)關(guān)系,并自動(dòng)記憶、存儲(chǔ)所選指標(biāo)對(duì)綜合評(píng)價(jià)對(duì)象的影響權(quán)值,繼而對(duì)類(lèi)似對(duì)象做出客觀的評(píng)價(jià)。在進(jìn)行BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練之前需要構(gòu)建BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),主要需要以下參數(shù)。
(1)BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)數(shù)與層數(shù)的確定BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的確定需先確定輸入、輸出層節(jié)點(diǎn)數(shù)、隱含層的層數(shù)以及隱含層節(jié)點(diǎn)。輸入層節(jié)點(diǎn)數(shù)為指標(biāo)個(gè)數(shù),輸出層節(jié)點(diǎn)數(shù)為建筑節(jié)能綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)。在規(guī)模不大的情況下,常采用一個(gè)隱含層。隱含層節(jié)點(diǎn)數(shù)可根據(jù)式(5)確定。Ny=(5)其中,Ny表示隱含層節(jié)點(diǎn)數(shù);Ni表示輸入層節(jié)點(diǎn)數(shù);No表示輸出層節(jié)點(diǎn)數(shù);NP表示訓(xùn)練樣本個(gè)數(shù)。
(2)BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)相關(guān)參數(shù)的確定確定BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)后,需要確定網(wǎng)絡(luò)函數(shù)的選取、初始權(quán)重的確定、期望誤差、學(xué)習(xí)速率、訓(xùn)練次數(shù)等相關(guān)參數(shù)。
3江蘇農(nóng)村住宅建筑節(jié)能的綜合評(píng)價(jià)
首先對(duì)初始建立的評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行篩選,剔除其中可能對(duì)評(píng)價(jià)結(jié)果有干擾的影響因素。聘請(qǐng)10位專(zhuān)家對(duì)初始的評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行打分,然后依據(jù)信息熵方法進(jìn)行處理,最終得出的綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)包括b11、b12、b13、b14、b21、b22、b23、b24、b25、b31、b32、b33、b41、b45、b46這15個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)。采用三層BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型,即輸入層、隱含層、輸出層各一層,輸入節(jié)點(diǎn)數(shù)為選定的評(píng)價(jià)指標(biāo)數(shù)15,根據(jù)式(5)確定隱含層的節(jié)點(diǎn)數(shù)為7,輸出節(jié)點(diǎn)數(shù)為1。函數(shù)采用Sigmoid函數(shù),初始權(quán)值為[0,1]區(qū)間的較小的數(shù),誤差期望為0.01,學(xué)習(xí)速率為0.001,訓(xùn)練次數(shù)為10000次。筆者選取了江蘇省某地區(qū)的6個(gè)農(nóng)村住宅建筑作為評(píng)價(jià)對(duì)象,以其中的5個(gè)作為訓(xùn)練樣本。數(shù)據(jù)主要是通過(guò)調(diào)查得到并做歸一化處理,聘請(qǐng)相關(guān)專(zhuān)家對(duì)這幾個(gè)樣本進(jìn)行綜合評(píng)分,用t表示。經(jīng)過(guò)訓(xùn)練,將第六個(gè)樣本作為評(píng)價(jià)對(duì)象,采用該模型進(jìn)行綜合評(píng)價(jià),各指標(biāo)的初始值見(jiàn)表3。采用經(jīng)訓(xùn)練后的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型進(jìn)行綜合評(píng)價(jià),得出的最終評(píng)價(jià)結(jié)果為0.932,這與通過(guò)專(zhuān)家打分法得出的評(píng)價(jià)值0.927相比,誤差為0.005,相對(duì)誤差為0.5%。這充分說(shuō)明采用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)是可行的,且其評(píng)價(jià)的精度比較高。
4結(jié)語(yǔ)
對(duì)建筑要采取保溫措施,才能避免熱量流失,起到建筑物保暖的作用,一般使用的都是聚苯乙烯泡沫板,可作為墻體、樓板和屋面的保溫材料。這是常用的保溫材料,也是最便宜的多孔保溫材料。聚苯乙烯的特點(diǎn)是質(zhì)輕、孔隙是封閉的,故導(dǎo)熱系數(shù)很小,滲水性很低,特別是氣溫特別低的地區(qū),能保持原有的良好特性,適宜溫度小于70°時(shí)使用,遇火后有收縮現(xiàn)象,有毒氣體燃燒困難。容重都是在20~50kg/m3,抗壓強(qiáng)度大于0.15MPa。聚苯乙烯還有一個(gè)顯著的特點(diǎn),就是既可保溫又能隔音,許多商家都把它當(dāng)作吸聲材料,一般是制成吊頂吸聲片、吸聲板等。把聚苯乙烯板鋪設(shè)在一般木地板和鑲木地板下面就成為極佳的彈性墊層,一般用瀝青瑪碲脂把它直接與木地板粘結(jié)。
2常見(jiàn)建筑節(jié)能材料的檢測(cè)及注意的問(wèn)題
2.1樣品的狀態(tài)調(diào)節(jié)
樣品的狀態(tài)調(diào)節(jié)原理為把試樣暴露在規(guī)定的狀態(tài)調(diào)節(jié)環(huán)境或溫度中,那么試樣與狀態(tài)調(diào)節(jié)環(huán)境或溫度之間即可達(dá)到可再現(xiàn)的溫度和或含濕量平衡的狀態(tài),是建筑節(jié)能材料檢測(cè)工作中非常重要的一個(gè)環(huán)節(jié),通過(guò)多種或一種操作,使樣品或者試驗(yàn)品的溫度和濕度達(dá)到平衡。
2.2導(dǎo)熱系數(shù)與傳熱系數(shù)檢測(cè)
保溫材料的導(dǎo)熱系數(shù)是質(zhì)量評(píng)定標(biāo)準(zhǔn),在對(duì)保溫材料檢測(cè)時(shí),導(dǎo)熱系數(shù)檢測(cè)一定要嚴(yán)格,這是其最基礎(chǔ)的數(shù)據(jù),決定產(chǎn)品質(zhì)量是否合格的依據(jù)。導(dǎo)熱系數(shù)指在穩(wěn)定傳熱條件下,1m厚的材料,兩側(cè)表面的溫差為1度,在1h內(nèi)通過(guò)1m2面積傳遞的熱量,單位為瓦/米•度。材料的組成結(jié)構(gòu)、固相和氣相的材質(zhì)等影響著導(dǎo)熱系數(shù),在檢測(cè)時(shí)對(duì)這些因素應(yīng)綜合考慮,標(biāo)準(zhǔn)也要根據(jù)實(shí)際情況而靈活運(yùn)用,不能用一個(gè)死標(biāo)準(zhǔn)卡死新材料,大多數(shù)情況下,檢測(cè)產(chǎn)品合格率,其他參考值側(cè)面考量。導(dǎo)熱系統(tǒng)的檢測(cè)方法是穩(wěn)態(tài)法,這類(lèi)方法有防護(hù)熱板法、熱流計(jì)法及圓管法、圓球法等區(qū)別。熱線(xiàn)法、熱脈沖法可以用于企業(yè)生產(chǎn)的質(zhì)量控制,不能用做檢驗(yàn)鑒定。傳熱系數(shù)k值是指在穩(wěn)定傳熱條件下,圍護(hù)結(jié)構(gòu)兩側(cè)空氣溫差為1度,1h內(nèi)通過(guò)1m2面積傳遞的熱量,單位是瓦/平方米•度。熱阻、傳熱系數(shù)應(yīng)采用穩(wěn)態(tài)法、標(biāo)定和防護(hù)熱箱法。這幾種方法都是穩(wěn)態(tài)的,能夠保證檢測(cè)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性,對(duì)合理評(píng)定產(chǎn)品質(zhì)量起到重要作用。
2.3粘結(jié)固定材料檢測(cè)
粘結(jié)固定材料的使用對(duì)建筑物安全起到重要作用,對(duì)此類(lèi)材料的檢測(cè)一定要嚴(yán)格按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行,因?yàn)樗菍⒔^熱材料層和防護(hù)層固定在墻體上的粘劑,它的安全性、耐久性是檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)值,要在一定壓力下進(jìn)行,檢測(cè)要求一定要高。如何檢測(cè)其耐久性?就需要掌握一定的檢測(cè)方法,一般情況下是浸水,通過(guò)浸水了解測(cè)試粘結(jié)強(qiáng)度。試驗(yàn)儀器一般為萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī),通過(guò)不同的試件卡具,完成抗拉、壓剪、拉拔等項(xiàng)試驗(yàn)。將填涂膠粘劑、抹面膠漿的水泥砂漿塊試樣的膠粘劑、抹面膠漿層向上,水平置于標(biāo)準(zhǔn)砂漿上面,然后注水到水面距離砂漿塊表面約5mm處,靜置7d后將試件取出并側(cè)面放置24h,在50℃±3℃恒溫干燥箱內(nèi)干燥,然后于試驗(yàn)條件下放置24h后進(jìn)行試驗(yàn),通過(guò)檢測(cè)得到一系列數(shù)值,通過(guò)力學(xué)原理進(jìn)行分析,保證產(chǎn)品合格率,提升促進(jìn)產(chǎn)品更新,達(dá)到施工要求。
3建筑節(jié)能材料檢測(cè)的幾點(diǎn)建議
建筑節(jié)能材料的檢測(cè)是保證建筑質(zhì)量的前提,不能輕視此項(xiàng)工作,如果應(yīng)付了事則會(huì)造成危害,通過(guò)有效檢測(cè),不僅能夠保證建筑節(jié)能材料的質(zhì)量,而且能夠保證建筑業(yè)真正實(shí)現(xiàn)節(jié)能環(huán)保。通過(guò)不斷的檢測(cè)實(shí)踐,有如下幾點(diǎn)建議:在對(duì)抗裂增強(qiáng)材料的耐堿的斷裂強(qiáng)力值及保留值、伸長(zhǎng)率等進(jìn)行檢測(cè)時(shí),一定在考慮所處的環(huán)境,假如所處環(huán)境為堿性,就在重點(diǎn)考核耐堿能力,保證在應(yīng)用后不受損。在檢測(cè)粘結(jié)固定材料的時(shí)候,一定要注意此類(lèi)材料的作用主要是將絕熱材料層和防護(hù)層固定在墻體上,那么其安全、耐久就是檢測(cè)依據(jù),通過(guò)粘結(jié)強(qiáng)度看是否安全、通過(guò)浸水看是不是耐久,試驗(yàn)儀器、萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)是完成抗拉、壓剪、拉拔試驗(yàn)的最好設(shè)備,要運(yùn)用好適當(dāng)?shù)墓ぞ撸ㄟ^(guò)工具就可以做出各種力學(xué)試驗(yàn)。檢測(cè)絕熱材料主要就是看材料技術(shù)是哪種,這可以間接反映材料導(dǎo)熱系數(shù)是否達(dá)標(biāo)。但是同樣的密度和纖維直徑,如果排列結(jié)構(gòu)洞若觀火,導(dǎo)熱系數(shù)的數(shù)值是有很大差別的。現(xiàn)場(chǎng)傳熱系數(shù)的測(cè)定,要考慮周期性、溫度差,通過(guò)傳熱方向的檢測(cè)看現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)數(shù)據(jù),斷定產(chǎn)品是否合格,達(dá)到使用標(biāo)準(zhǔn)。
4結(jié)束語(yǔ)
對(duì)節(jié)能工程重點(diǎn)部位、關(guān)鍵工序的監(jiān)督管理主要是為了保障建筑節(jié)能效果,在建筑節(jié)能工程的監(jiān)督管理過(guò)程中要突出重點(diǎn),要把建筑節(jié)能專(zhuān)項(xiàng)驗(yàn)收同地基、基礎(chǔ)、主體機(jī)構(gòu)驗(yàn)收擺在同等重要的位置進(jìn)行監(jiān)督和檢查。同時(shí),可以推行建筑節(jié)能工程檢驗(yàn)批樣板制,過(guò)程監(jiān)督和專(zhuān)項(xiàng)檢查相結(jié)合,保證建筑節(jié)能工程的節(jié)能效果。
1.1門(mén)窗、幕墻工程檢查現(xiàn)階段,先進(jìn)的幕墻和門(mén)窗技術(shù)快速發(fā)展,相關(guān)節(jié)能技術(shù)也得到了廣泛的運(yùn)用,現(xiàn)階段主要對(duì)門(mén)窗、幕墻的抗雨水滲透能力和抗風(fēng)壓能力,以及門(mén)窗、幕墻的變形能力進(jìn)檢查的較多,對(duì)于門(mén)窗、幕墻的節(jié)能以及氣密性能沒(méi)有過(guò)多關(guān)注。對(duì)于門(mén)窗、幕墻的質(zhì)量監(jiān)督和管理可以從如下幾個(gè)方面入手。
1)金屬門(mén)窗主要檢查門(mén)窗隔斷熱橋措施是否符合設(shè)計(jì)圖紙和相關(guān)規(guī)范的要求,對(duì)于熱斷接點(diǎn)要檢查是否連接牢固,并能夠發(fā)揮效用,隔斷熱橋措施可靠。
2)門(mén)窗工程中所使用的中空玻璃應(yīng)采用雙道密封,且中空玻璃的密封性能和中空層厚度應(yīng)符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計(jì)圖紙的要求。玻璃密封條物理性能指標(biāo)應(yīng)該符合建筑所在地的地方規(guī)定。
3)門(mén)窗與周邊墻體的密封應(yīng)該采用密封性和耐候性良好的密封材料進(jìn)行密封。
4)門(mén)窗幕墻隔熱材料的選用應(yīng)該確保型材的結(jié)構(gòu)安全,現(xiàn)場(chǎng)使用的門(mén)窗幕墻型材應(yīng)該具有生產(chǎn)廠(chǎng)家出具的對(duì)于耐老化性能和力學(xué)性能的檢測(cè)報(bào)告。對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)的使用的材料按照要求需要復(fù)檢的應(yīng)該嚴(yán)格按照求執(zhí)行。
5)對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)的構(gòu)造縫、幕墻結(jié)構(gòu)單元的接縫、斷熱節(jié)點(diǎn)、熱橋部位、幕墻門(mén)窗保溫隔熱材料的填充,幕墻通風(fēng)換氣裝置的安裝以及凝結(jié)水排放和收集結(jié)構(gòu)的隱蔽工程,應(yīng)該加強(qiáng)質(zhì)量監(jiān)督部門(mén)的監(jiān)督檢查。
1.2新型墻體檢查現(xiàn)階段新型節(jié)能墻體的種類(lèi)較多,主要有空心小型混凝土砌塊、加氣混凝土砌塊、混凝土空心磚等幾個(gè)大類(lèi),由于生產(chǎn)廠(chǎng)家規(guī)模和生產(chǎn)工藝的限制,普遍存在著產(chǎn)品質(zhì)量不夠穩(wěn)定,在墻體工程施工結(jié)束后往往也存在著墻體開(kāi)裂滲漏等質(zhì)量通病,在節(jié)能型新型墻體的監(jiān)督檢查過(guò)程中,可以通過(guò)如下手段加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)施工質(zhì)量控制。
1)砌塊進(jìn)場(chǎng)應(yīng)對(duì)砌塊齡期進(jìn)行檢查,未滿(mǎn)28d齡期的砌塊嚴(yán)禁使用,施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)場(chǎng)新型節(jié)能型砌塊不得露天堆放,并加以苫蓋防止雨淋,進(jìn)場(chǎng)墻體砌塊除了對(duì)抗壓強(qiáng)度、含水率等指標(biāo)進(jìn)行控制以外,還要對(duì)抗?jié)B性、干燥收縮率以及干密度進(jìn)行檢測(cè),從而保證砌塊砌筑質(zhì)量。
2)對(duì)墻體抹灰應(yīng)要求施工單位有專(zhuān)項(xiàng)施工方案,通過(guò)對(duì)于電線(xiàn)線(xiàn)槽、不同材料交接處進(jìn)行掛防裂網(wǎng)進(jìn)行處理,質(zhì)量監(jiān)督部門(mén)應(yīng)該加強(qiáng)隱蔽工程的質(zhì)量抽查,并對(duì)墻體開(kāi)裂的質(zhì)量通病開(kāi)展聯(lián)合檢查進(jìn)行預(yù)控。
1.3外墻和屋面保溫系統(tǒng)監(jiān)管現(xiàn)階段外墻保溫系統(tǒng)主要是由聚苯顆粒保溫灰漿以及EPS保溫板組成,由于外墻保溫技術(shù)推廣較晚,對(duì)于外墻保溫的防火、滲漏,以及飾面開(kāi)裂還沒(méi)有統(tǒng)一而又完善的治理措施。對(duì)于外墻保溫的監(jiān)督管理主要以預(yù)控為主。
1)外墻保溫施工采用成套技術(shù)或者成套產(chǎn)品時(shí),施工單位施工中使用的產(chǎn)品應(yīng)該具備耐候性檢測(cè)報(bào)告,對(duì)于非成套采用的外墻保溫材料,也要求施工單位對(duì)其耐候性進(jìn)行抽樣檢測(cè)。對(duì)于黏結(jié)性材料(保溫砂漿),必須具備檢測(cè)報(bào)告,并嚴(yán)格按照廠(chǎng)家使用說(shuō)明的配比進(jìn)行施工。
2)加強(qiáng)外墻保溫施工過(guò)程中的抽查和監(jiān)督,如:保溫材料錨固件的連接、保溫墻板和預(yù)制保溫板的構(gòu)造節(jié)點(diǎn)和板逢的處理、外墻體加強(qiáng)網(wǎng)的布設(shè)、保溫墻體材料的固定和黏貼、重要節(jié)點(diǎn)和熱橋部位的處理、抗裂分隔縫的設(shè)置。
3)屋面保溫材料采用擠塑板或者聚苯板的應(yīng)適當(dāng)設(shè)置排氣孔排氣道,以利于屋面內(nèi)水汽的排除,上人屋面應(yīng)該澆筑混凝土保護(hù)層厚度不宜小于40mm,鋪設(shè)屋面保溫材料的防水方式應(yīng)采用倒置式。
2結(jié)語(yǔ)
預(yù)計(jì)1個(gè)月內(nèi)審稿 省級(jí)期刊
沈陽(yáng)市建委科技處、沈陽(yáng)市建筑研究所、沈陽(yáng)市建筑情報(bào)協(xié)會(huì)、沈陽(yáng)市建筑技術(shù)情報(bào)站主辦
預(yù)計(jì)1個(gè)月內(nèi)審稿 部級(jí)期刊
中華人民共和國(guó)教育部主辦
預(yù)計(jì)1個(gè)月內(nèi)審稿 省級(jí)期刊
浙江省住房和城鄉(xiāng)建設(shè)廳主辦
預(yù)計(jì)1個(gè)月內(nèi)審稿 省級(jí)期刊
哈爾濱工業(yè)大學(xué)主辦
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安徽建工集團(tuán)有限公司主辦
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重慶市住房和城鄉(xiāng)建設(shè)委員會(huì)主辦