【正文】 中國礦業(yè)大學畢業(yè)設計說明書 1 1 緒論 建筑節(jié)能發(fā)展現(xiàn)狀 我國建筑不僅耗能高， 而且能源利用效率很低 ， 單位建筑能耗比同等氣候條件下國家高出２ ~３倍。僅以建筑供暖為例，北京市 在 執(zhí) 行 建筑 節(jié) 能 設計 標 準 前， 一 個 采暖 期 的平 均 能 耗為 ３０．１瓦 ／平方米 ， 執(zhí)行節(jié)能標準后，一個采暖期的平均能耗為２０．６瓦／平方米，而相同氣候條件的瑞典、丹麥、芬蘭等國家一個采暖期的平均能耗僅為１１ 瓦／平方米。因建筑能耗高， 僅北方采暖地區(qū)每年就多耗標準煤１８００萬噸，直接經(jīng)濟損失達７０億元。我國現(xiàn)階段大力推進建筑節(jié)能處在關鍵時機。２００１年，世界銀行在《中國促進 建筑節(jié)能的契機》的報告中提出，從2021 ~2021年是中國民用建筑發(fā)展鼎盛期的中后期，預測 到２０ １５年 民用 建筑保 有量的 一半是 ２００ ０年以 后新建的。據(jù)建設部科技司的分析，到２０２０年底，全國新增的３００億平方米房屋建筑面積中，城市新增１３０億平方米。如果這些建筑全部在現(xiàn)有基礎上實現(xiàn)５０％的節(jié)能，則每年大約可節(jié)?。保秲|噸標準煤。在４００多億平方米的既有建筑中，城市建筑總面積約為１３８ 億平方米左右 普遍存在著圍護結構保溫隔熱性和氣密性差供熱空調系統(tǒng)效率低下等問題，節(jié)能潛力巨大。以占我國城市建筑總面積約６０％的住 宅建筑為例，采暖地區(qū)城鎮(zhèn)住宅面積約有４０ 億平方米 ， 2021年的采暖季平均能耗約為２５公斤標煤／平方米，如果在現(xiàn)有基礎上實現(xiàn)５０％的節(jié)能，則每年大約可節(jié)省０．５億噸標煤?？照{是住宅能耗的另一個重要方面，我國住宅空調總量年增加約１１００萬臺，空調電耗在建筑能耗中所占的比例迅速上升。根據(jù)預測，今后１０年我國城鎮(zhèn)建成并投入使用的民用建筑至少為每年８億平方米，如果全部安裝空調或采暖設備，則１０年增加的用電設備負荷將超過１億千瓦，約為我國2021年發(fā)電能力的１／３。如果我國大部分新建建筑按節(jié)能標準建造并對既有建筑進行節(jié) 能改造，則可使空調負荷降低４０％ ~７０％ ， 有些地區(qū)甚至不裝空調也可保證夏季基本處于舒適范圍。公共建筑節(jié)能潛力也很大。目前全國公共建筑面積大約為４５億平方米左右，其中采用中央空調的大型商廈、中國礦業(yè)大學畢業(yè)設計說明書 2 辦公樓、賓館為５億到６億平方米。如果按節(jié)能５０％的標準進行改造，總的節(jié)能潛力約為１．３５億噸標準煤。如果國家從現(xiàn)在起就下決心抓緊建筑節(jié)能工作，對新建建筑全面執(zhí)行建筑節(jié)能設計標準， 并對既有建筑有步驟地推行節(jié)能改造 則到２０２０年，我國建筑能耗可減少３．５億噸標準煤，空調高峰負荷可減少約８０００萬千瓦（約相當于 ４ .５個三峽電站 的滿負荷出力，減少電力投資６０００億元）。如果要求２０２０年建筑能耗達到發(fā)達國家２０世紀末的水平，則節(jié)能效果將更為巨大。 多年來，我國開展了相當規(guī)模的建筑節(jié)能工作，主要采取先易后難、先城市后農村、先新建后改 建、先住宅后公建 、 從北向南逐步推進的策略。但是到目前為止，建筑節(jié)能仍然停留在試點、示范的層面上，尚未擴大到整體，究其原因主要有以下幾個方面： （１）建筑節(jié)能開發(fā)建設成本高（按新的建筑節(jié)能設計標準測算， 大體上每平方米建筑面積成本要增加１００元）； （２ ） 開發(fā)商追求的是以最小的投資換取最大的空間 利益； （３）建筑設計從圍護的結構 、 設計的角度、施工的角度、計算達到的系數(shù)等要比一般普通建筑復雜； （４）政府考慮的是 ＧＤＰ 在全國所占的位置 ， 對建筑節(jié)能工作的重要性和緊迫性認識不足； （５）建筑節(jié)能的建筑材料、工藝技術還沒有形成體系； （６）國家對建筑節(jié)能的規(guī)范還沒有列入強制執(zhí)行的范疇； （７）國家及地方缺乏對建筑節(jié)能的實質性經(jīng)濟鼓勵政策，建筑節(jié)能缺乏必要的資金支持。 建筑節(jié)能的意義 中國礦業(yè)大學畢業(yè)設計說明書 3 房屋在約 100 年左右的使用期間內 ,需要不斷消耗大量的能源 ,如果浪費能源的房屋建得越多 ,遺留下來的能源 消耗的負擔就越發(fā)沉重。 據(jù)建設部科技司的分析 ,到 2020 年底 ,全國新增的 300 億平方米房屋建筑面積中 ,城市新增 130 億平方米 ,如果這些建筑全部在現(xiàn)有基礎上實現(xiàn) 50%的節(jié)能 ,則每年大約可節(jié)省 1. 6 億噸標準煤。在 400 多億平方米的既有建筑中 ,城市建筑總面積約為 138億平方米左右 ,普遍存在著圍護結構保溫隔熱性和氣密性差、供熱空調系統(tǒng)效率低下等問題 ,節(jié)能潛力巨大。 與氣候條件相近的發(fā)達國家相比 ,我國建筑圍護結構的保溫隔熱性能差 ,供暖設備效率低 ,能源浪費嚴重。西方發(fā)達國家的建筑節(jié)能經(jīng)驗表明 ,必須一方面采取措施控制新 建建筑的能耗水平 ,另一方面對既有建筑進行節(jié)能改造。雖然這些國家建筑面積的總量逐年增加 ,建筑環(huán)境的熱舒適程度也有所提高 ,但建筑總能耗則呈下降趨勢 ,如丹麥的住宅采暖面積 1992 年比 1972 年增加 39%,但采暖總能耗卻降低了 31. 1%。我國的設計標準與西方發(fā)達國家相比差距較大 ,按舊標準傳熱系數(shù) K 值外墻高 2. 6~3. 6 倍 ,屋頂高 3. 2~4. 2 倍 ,外窗高 1. 4~2. 0 倍 ,門窗空氣滲透高 3~6 倍 ,即使按較新的 JGJ2695 第二階段節(jié)能標準設計建成后的居住建筑的采暖能耗還要比發(fā)達國家高一倍。因此必須對既有 建筑進行大范圍節(jié)能改造 ,從而提高我國建筑節(jié)能水平。 另外 近些年由于社會經(jīng)濟的發(fā)展和人民生活水平的提高 ,居住條件的改善完全依賴居民自行安裝空調采暖或降溫 ,1998 年上海住宅空調的安裝率就已經(jīng)超過了 70 %,現(xiàn)在已經(jīng)存在一戶多臺空調同時運轉的情況。巨大的空調能耗導致該地區(qū)缺電、缺煤 ,冬、夏用電高峰季節(jié)頻繁出現(xiàn)拉閘限電現(xiàn)象 ,居民用于能源的支出也大幅度增加 ,實際上建筑室內的熱環(huán)境改善卻非常有限 ,能源嚴重浪費。因此夏熱冬冷地區(qū)居住建筑節(jié)能政策的強制執(zhí)行是經(jīng)濟和社會發(fā)展的必然選擇 ,是發(fā)展節(jié)約型社會的重要途徑 ,是改善人居環(huán)境質量的必由之路 。 中國礦業(yè)大學畢業(yè)設計說明書 4 我國建筑節(jié)能發(fā)展的對策 各級政府要提高認識，轉變職能，把建筑節(jié)能列入國家決策 層的重要議程 。 首先 各級政府要把建筑節(jié)能提高到實施資源戰(zhàn)略和可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的高度來認識；其次要把建筑節(jié)能作為實施公共服務、強化資源戰(zhàn)略管理和加強環(huán)境建設的重要職能來對待；第三由政府實施建筑節(jié)能示范工程試點小區(qū)，通過示范工程以點帶面，這是市場經(jīng)濟條件下政府推動建筑節(jié)能的一種有效工作方法。 組建建筑節(jié)能、設計研究領導機構 . 加快對建筑節(jié)能研究、設計、建設的步伐是城市決策者、規(guī)劃者 、設計者與建設者的共同職責和明智選擇。政府應將節(jié)能工作放在能源戰(zhàn)略的首要地位，把推動建筑節(jié)能的運作擺上議事日程， 把建筑節(jié)能作為城市生態(tài)環(huán)保的一項措施來抓。建議各地應以建設局、房管局為主組建市建筑節(jié)能領導小組，負責當?shù)亟ㄖ?jié)能的研究、設計、建設、規(guī)劃制訂實施推廣建筑節(jié)能的目標措施、組織協(xié)調和監(jiān)督管理。設立當?shù)亟ㄖ?jié)能的辦事機構 — 建筑節(jié)能管理辦公室，具體負責當?shù)亟ㄖ?jié)能的研究、設計、建設的組織實施和相關的管理工作。只有組織機構落實了，才能使建筑節(jié)能逐步走上健康、有序的發(fā)展軌道。 編 制建筑節(jié)能專項規(guī) 劃和加強監(jiān)督管理。 為了加快節(jié)能建設和使建筑節(jié)能有序發(fā)展，應編制建筑節(jié)能的規(guī)劃和實施計劃等。在新建住宅中，要 嚴格執(zhí)行國家關于《夏熱冬冷地區(qū)居住建筑節(jié)能設計標準》 、 《民用建筑節(jié)能管理實施辦法》 、 《民 用建筑熱環(huán)境與節(jié)能設計標準》 ,使建筑能耗滿足規(guī)定的標準要求， 通過行政立法，把推廣建筑節(jié)能從一種號召性行為轉變?yōu)橐环N強制性行為， 以全面啟動全國建筑節(jié)能工作 ,并加強落實和監(jiān)督管理。對老的住宅可調整、完善和改造的，也應采取相應措施逐步進行改造。只有采取強化節(jié)能的措施和提高效能的政策，走 “ 能源消耗最少，環(huán)境污染最小 ” 的發(fā)展道路，才能形中國礦業(yè)大學畢業(yè)設計說明書 5 成能源可持續(xù)發(fā)展的新機制，為今后城市建設更長遠的循環(huán)發(fā)展奠定基礎 。 注重“產(chǎn)學研”，加快對建筑節(jié)能的研究設計工作 要把建筑節(jié)能的新技術 、 新產(chǎn)品、新工藝、新建材及先進適用成套技術的研究、生產(chǎn)和推廣應用擺上 “ 產(chǎn)學研 ” 單位的重要議程。加強學科和部門之間的橫向聯(lián)合，積極開展組織設計和攻關工作。組織科研機構、建筑設計、環(huán)境保護、新建 材開發(fā)的專家和生產(chǎn)廠家積極開展對建筑節(jié)能的研究、設計、攻關工作 。 （１）開展標準化、多樣化與工業(yè)化相結合的設計，為實現(xiàn)住宅建筑節(jié)能的通用化、配套化、系統(tǒng)化提供 技術支持； （２）在建筑體系上，要加快以承重結構為主線，包括圍護結構、隔斷、廚衛(wèi)、門窗、管線等形成標準化、系列化，符合產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展方向的完整建筑節(jié)能體系； （３）使用建筑節(jié)能部品體系， 包括外圍護、內圍護、廚衛(wèi)、設備、智能化、小區(qū)配套等六大部品體系 要形成通用部品、系列開發(fā)、規(guī)模生產(chǎn)，不斷研究、設計、生產(chǎn)出新穎、環(huán)保、防污、隔音、保溫、隔熱的建筑節(jié)能材料； （４）加速建設科技成果的轉化及應用，使用智能遮陽及門窗自控系統(tǒng)， 門窗應向節(jié)能、高檔、新型、多功能、多品種的方向發(fā)展，減少使用能源，衛(wèi)生間上下水管 設計和使用Ｕ型管，避免外溢返臭和冬天防寒； （５）在住宅中設計儲放再生水的固定容器，充分利用再生水，要使建筑成為節(jié)能建筑和綠色環(huán)保建筑。 制定經(jīng)濟扶持政策， 加 大對建筑節(jié)能資金的投入 在建筑節(jié)能的研究、設計、開發(fā)和建設，對新技術、新建材的研究和推廣應用中，沒有資金只是紙上談兵。要創(chuàng)新投融資體制，想方設法籌措開發(fā)建筑節(jié)能的資金，要制定經(jīng)濟扶持政策，中國礦業(yè)大學畢業(yè)設計說明書 6 建立和完善建筑節(jié)能的經(jīng)濟激勵政策，例如可減少土地出讓金收益，或減少營業(yè)稅等，不斷研究探索建筑節(jié)能的發(fā)展基金，采取多元化籌措建筑節(jié)能資金的辦法，加 大對建筑節(jié)能資金的投入，為加快促進建筑節(jié)能提供資金保障。 積極推廣和使用新型建筑節(jié)能材料 對氣密性、水密性、保溫性、抗風性、抗變形性、環(huán)保、隔音、防污、保溫、隔熱的特殊建筑節(jié)能材料要大力推廣使用。積極推廣使用低輻射鍍膜玻璃ＬＯＷ－Ｅ。這種玻璃既可以達到在冬季有效利用太陽輻射熱能加熱室內物體，并阻止室內紅外熱輻射通過玻璃向室外泄漏的保溫效果；在夏季又可以達到阻擋室外的紅外熱輻射影響室內溫度的隔熱效果，從而實現(xiàn)降低住宅建筑總能耗的目的。積極推廣應用 “ 四新 ” 技術和產(chǎn)品，經(jīng)常開展建筑節(jié)能材料展示推廣 會。使建筑節(jié)能材料通用化、配套化、系統(tǒng)化。要開展建筑節(jié)能設計大賽， 重獎建筑節(jié)能設計人才。 大力宣傳建筑節(jié)能的重要意義 要利用廣播、電視、報紙、雜志、黑板報等各種宣傳工具，廣泛宣傳建筑節(jié)能和節(jié)約能源的重要意義。國家兩部兩委關于《夏熱冬冷地區(qū)居住建筑節(jié)能設計標準》已發(fā)文實施，對建筑節(jié)能的外墻保溫及外門窗保溫等已提出要求，要廣泛宣傳 “ 設計標準 ” ，落實監(jiān)督實施 “ 設計標準 ” ， 把建筑節(jié)能當作一項戰(zhàn)略決策的大事來抓。 我國是能源稀缺國家，節(jié)能是我國的一項戰(zhàn)略決策， 建筑節(jié)能是住宅建設發(fā)展的方向。只有 人口、資源和環(huán)境協(xié)調發(fā)展，才是可持續(xù)循環(huán)發(fā)展的最佳途徑。 中國礦業(yè)大學畢業(yè)設計說明書 7 2 蘇北建筑能耗組成分析 蘇北地區(qū)氣候的分析 蘇北地處淮河流域，屬夏熱冬冷地區(qū)。因處于北方寒冷地區(qū)與南方炎熱地區(qū)中間，通常又稱為過渡地區(qū)。該地區(qū)氣候欠佳，是世界上相同緯度下氣候條件較差的地區(qū)。以徐州為例，該地區(qū)位于東經(jīng) ~，北緯 ~，為蘇魯豫皖四省接壤地區(qū)，年日平均氣溫低于 5℃ 的天數(shù)可達 97 d，為建筑采暖區(qū)．采暖期平均溫度為 16℃，采暖度日數(shù)為 1 574度 /日，夏季高于日平均氣溫 26℃ 的天數(shù)多達 49 d，持續(xù)時間長，冬夏相加共 146 d，占全年天數(shù)的 40% ．由于氣候條件較差，蘇北地區(qū)建筑能耗十分嚴重，節(jié)能改造勢在必行． 對蘇北民用建筑能耗組成的分析 門窗 由于窗墻面積比值越來越大，使得門窗更換改造受限制因素減少，可操作性強．門窗的節(jié)能改造主要從減少滲透量、減少傳熱量和減少太陽輻射三個方面進行．可采用雙重玻璃門避免出入口直接對外，或采用紅外線自動玻璃門等減少出入口的能量流失；采用密封材料增加窗戶的氣密性以減少滲透量；將既有的鋁合金單玻窗和塑鋼單玻窗改裝成中空玻璃雙玻窗 (改 裝后其保溫節(jié)能性即可提高一倍 )；利用熱反射鍍膜中空玻璃、低輻射鍍膜玻璃，設置遮陽設施及采用高遮蔽系數(shù)的鑲嵌材料等減少太陽輻射的影響． 建筑物外墻傳熱面約占整個建筑物外圍護結構總面積的 66 %左右，通過外墻傳熱所造成的能耗損失約占建筑的外圍護結構總能耗損失的 48% ．通常，減少外墻傳熱有兩種方法：一是嚴格控制體型系數(shù)，以減少傳熱面積；二是增強外墻的保溫、隔熱性能．節(jié)中國礦業(yè)大學畢業(yè)設計說明書 8 能改造中一般采用的外墻保溫技術有：硬泡聚氨酯噴涂復合膠粉聚苯顆粒、膠粉聚苯顆粒貼砌聚苯板、膠粉聚苯顆粒保溫漿料等． 如圖 1： 屋面的節(jié)能改造技術必須同其防水修繕結合起來．一般有以下幾種做法： (1)平改坡．