【正文】 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 1 1 緒論 建筑節(jié)能發(fā)展現(xiàn)狀 我國(guó)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(guó)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(shè)計(jì) 標(biāo) 準(zhǔn) 前， 一 個(gè) 采暖 期 的平 均 能 耗為 ３０．１瓦 ／平方米 ， 執(zhí)行節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)后，一個(gè)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(guó)家一個(gè)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(biāo)準(zhǔn)煤１８００萬噸，直接經(jīng)濟(jì)損失達(dá)７０億元。我國(guó)現(xiàn)階段大力推進(jìn)建筑節(jié)能處在關(guān)鍵時(shí)機(jī)。２００１年，世界銀行在《中國(guó)促進(jìn) 建筑節(jié)能的契機(jī)》的報(bào)告中提出，從2021 ~2021年是中國(guó)民用建筑發(fā)展鼎盛期的中后期，預(yù)測(cè) 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(shè)部科技司的分析，到２０２０年底，全國(guó)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(chǔ)上實(shí)現(xiàn)５０％的節(jié)能，則每年大約可節(jié)?。保秲|噸標(biāo)準(zhǔn)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(hù)結(jié)構(gòu)保溫隔熱性和氣密性差供熱空調(diào)系統(tǒng)效率低下等問題，節(jié)能潛力巨大。以占我國(guó)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(biāo)煤／平方米，如果在現(xiàn)有基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)５０％的節(jié)能，則每年大約可節(jié)?。埃祪|噸標(biāo)煤?？照{(diào)是住宅能耗的另一個(gè)重要方面，我國(guó)住宅空調(diào)總量年增加約１１００萬臺(tái)，空調(diào)電耗在建筑能耗中所占的比例迅速上升。根據(jù)預(yù)測(cè)，今后１０年我國(guó)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(diào)或采暖設(shè)備，則１０年增加的用電設(shè)備負(fù)荷將超過１億千瓦，約為我國(guó)2021年發(fā)電能力的１／３。如果我國(guó)大部分新建建筑按節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)建造并對(duì)既有建筑進(jìn)行節(jié) 能改造，則可使空調(diào)負(fù)荷降低４０％ ~７０％ ， 有些地區(qū)甚至不裝空調(diào)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(guó)公共建筑面積大約為４５億平方米左右，其中采用中央空調(diào)的大型商廈、中國(guó)礦業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)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(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行改造，總的節(jié)能潛力約為１．３５億噸標(biāo)準(zhǔn)煤。如果國(guó)家從現(xiàn)在起就下決心抓緊建筑節(jié)能工作，對(duì)新建建筑全面執(zhí)行建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)， 并對(duì)既有建筑有步驟地推行節(jié)能改造 則到２０２０年，我國(guó)建筑能耗可減少３．５億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，空調(diào)高峰負(fù)荷可減少約８０００萬千瓦（約相當(dāng)于 ４ .５個(gè)三峽電站 的滿負(fù)荷出力，減少電力投資６０００億元）。如果要求２０２０年建筑能耗達(dá)到發(fā)達(dá)國(guó)家２０世紀(jì)末的水平，則節(jié)能效果將更為巨大。 多年來，我國(guó)開展了相當(dāng)規(guī)模的建筑節(jié)能工作，主要采取先易后難、先城市后農(nóng)村、先新建后改 建、先住宅后公建 、 從北向南逐步推進(jìn)的策略。但是到目前為止，建筑節(jié)能仍然停留在試點(diǎn)、示范的層面上，尚未擴(kuò)大到整體，究其原因主要有以下幾個(gè)方面： （１）建筑節(jié)能開發(fā)建設(shè)成本高（按新的建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)測(cè)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(shè)計(jì)從圍護(hù)的結(jié)構(gòu) 、 設(shè)計(jì)的角度、施工的角度、計(jì)算達(dá)到的系數(shù)等要比一般普通建筑復(fù)雜； （４）政府考慮的是 ＧＤＰ 在全國(guó)所占的位置 ， 對(duì)建筑節(jié)能工作的重要性和緊迫性認(rèn)識(shí)不足； （５）建筑節(jié)能的建筑材料、工藝技術(shù)還沒有形成體系； （６）國(guó)家對(duì)建筑節(jié)能的規(guī)范還沒有列入強(qiáng)制執(zhí)行的范疇； （７）國(guó)家及地方缺乏對(duì)建筑節(jié)能的實(shí)質(zhì)性經(jīng)濟(jì)鼓勵(lì)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(guó)礦業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 3 房屋在約 100 年左右的使用期間內(nèi) ,需要不斷消耗大量的能源 ,如果浪費(fèi)能源的房屋建得越多 ,遺留下來的能源 消耗的負(fù)擔(dān)就越發(fā)沉重。 據(jù)建設(shè)部科技司的分析 ,到 2020 年底 ,全國(guó)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(chǔ)上實(shí)現(xiàn) 50%的節(jié)能 ,則每年大約可節(jié)省 1. 6 億噸標(biāo)準(zhǔn)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(hù)結(jié)構(gòu)保溫隔熱性和氣密性差、供熱空調(diào)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(dá)國(guó)家相比 ,我國(guó)建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫隔熱性能差 ,供暖設(shè)備效率低 ,能源浪費(fèi)嚴(yán)重。西方發(fā)達(dá)國(guó)家的建筑節(jié)能經(jīng)驗(yàn)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(duì)既有建筑進(jìn)行節(jié)能改造。雖然這些國(guó)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(shì) ,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(guó)的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)與西方發(fā)達(dá)國(guó)家相比差距較大 ,按舊標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)建成后的居住建筑的采暖能耗還要比發(fā)達(dá)國(guó)家高一倍。因此必須對(duì)既有 建筑進(jìn)行大范圍節(jié)能改造 ,從而提高我國(guó)建筑節(jié)能水平。 另外 近些年由于社會(huì)經(jīng)濟(jì)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(diào)采暖或降溫 ,1998 年上海住宅空調(diào)的安裝率就已經(jīng)超過了 70 %,現(xiàn)在已經(jīng)存在一戶多臺(tái)空調(diào)同時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)的情況。巨大的空調(diào)能耗導(dǎo)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(shí)際上建筑室內(nèi)的熱環(huán)境改善卻非常有限 ,能源嚴(yán)重浪費(fèi)。因此夏熱冬冷地區(qū)居住建筑節(jié)能政策的強(qiáng)制執(zhí)行是經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的必然選擇 ,是發(fā)展節(jié)約型社會(huì)的重要途徑 ,是改善人居環(huán)境質(zhì)量的必由之路 。 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 4 我國(guó)建筑節(jié)能發(fā)展的對(duì)策 各級(jí)政府要提高認(rèn)識(shí)，轉(zhuǎn)變職能，把建筑節(jié)能列入國(guó)家決策 層的重要議程 。 首先 各級(jí)政府要把建筑節(jié)能提高到實(shí)施資源戰(zhàn)略和可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的高度來認(rèn)識(shí)；其次要把建筑節(jié)能作為實(shí)施公共服務(wù)、強(qiáng)化資源戰(zhàn)略管理和加強(qiáng)環(huán)境建設(shè)的重要職能來對(duì)待；第三由政府實(shí)施建筑節(jié)能示范工程試點(diǎn)小區(qū)，通過示范工程以點(diǎn)帶面，這是市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)條件下政府推動(dòng)建筑節(jié)能的一種有效工作方法。 組建建筑節(jié)能、設(shè)計(jì)研究領(lǐng)導(dǎo)機(jī)構(gòu) . 加快對(duì)建筑節(jié)能研究、設(shè)計(jì)、建設(shè)的步伐是城市決策者、規(guī)劃者 、設(shè)計(jì)者與建設(shè)者的共同職責(zé)和明智選擇。政府應(yīng)將節(jié)能工作放在能源戰(zhàn)略的首要地位，把推動(dòng)建筑節(jié)能的運(yùn)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(xiàng)措施來抓。建議各地應(yīng)以建設(shè)局、房管局為主組建市建筑節(jié)能領(lǐng)導(dǎo)小組，負(fù)責(zé)當(dāng)?shù)亟ㄖ?jié)能的研究、設(shè)計(jì)、建設(shè)、規(guī)劃制訂實(shí)施推廣建筑節(jié)能的目標(biāo)措施、組織協(xié)調(diào)和監(jiān)督管理。設(shè)立當(dāng)?shù)亟ㄖ?jié)能的辦事機(jī)構(gòu) — 建筑節(jié)能管理辦公室，具體負(fù)責(zé)當(dāng)?shù)亟ㄖ?jié)能的研究、設(shè)計(jì)、建設(shè)的組織實(shí)施和相關(guān)的管理工作。只有組織機(jī)構(gòu)落實(shí)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(xiàng)規(guī) 劃和加強(qiáng)監(jiān)督管理。 為了加快節(jié)能建設(shè)和使建筑節(jié)能有序發(fā)展，應(yīng)編制建筑節(jié)能的規(guī)劃和實(shí)施計(jì)劃等。在新建住宅中，要 嚴(yán)格執(zhí)行國(guó)家關(guān)于《夏熱冬冷地區(qū)居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》 、 《民用建筑節(jié)能管理實(shí)施辦法》 、 《民 用建筑熱環(huán)境與節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》 ,使建筑能耗滿足規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)要求， 通過行政立法，把推廣建筑節(jié)能從一種號(hào)召性行為轉(zhuǎn)變?yōu)橐环N強(qiáng)制性行為， 以全面啟動(dòng)全國(guó)建筑節(jié)能工作 ,并加強(qiáng)落實(shí)和監(jiān)督管理。對(duì)老的住宅可調(diào)整、完善和改造的，也應(yīng)采取相應(yīng)措施逐步進(jìn)行改造。只有采取強(qiáng)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(guó)礦業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 5 成能源可持續(xù)發(fā)展的新機(jī)制，為今后城市建設(shè)更長(zhǎng)遠(yuǎn)的循環(huán)發(fā)展奠定基礎(chǔ) 。 注重“產(chǎn)學(xué)研”，加快對(duì)建筑節(jié)能的研究設(shè)計(jì)工作 要把建筑節(jié)能的新技術(shù) 、 新產(chǎn)品、新工藝、新建材及先進(jìn)適用成套技術(shù)的研究、生產(chǎn)和推廣應(yīng)用擺上 “ 產(chǎn)學(xué)研 ” 單位的重要議程。加強(qiáng)學(xué)科和部門之間的橫向聯(lián)合，積極開展組織設(shè)計(jì)和攻關(guān)工作。組織科研機(jī)構(gòu)、建筑設(shè)計(jì)、環(huán)境保護(hù)、新建 材開發(fā)的專家和生產(chǎn)廠家積極開展對(duì)建筑節(jié)能的研究、設(shè)計(jì)、攻關(guān)工作 。 （１）開展標(biāo)準(zhǔn)化、多樣化與工業(yè)化相結(jié)合的設(shè)計(jì)，為實(shí)現(xiàn)住宅建筑節(jié)能的通用化、配套化、系統(tǒng)化提供 技術(shù)支持； （２）在建筑體系上，要加快以承重結(jié)構(gòu)為主線，包括圍護(hù)結(jié)構(gòu)、隔斷、廚衛(wèi)、門窗、管線等形成標(biāo)準(zhǔn)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(hù)、內(nèi)圍護(hù)、廚衛(wèi)、設(shè)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(shè)計(jì)、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(shè)科技成果的轉(zhuǎn)化及應(yīng)用，使用智能遮陽及門窗自控系統(tǒng)， 門窗應(yīng)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(shè)計(jì)和使用Ｕ型管，避免外溢返臭和冬天防寒； （５）在住宅中設(shè)計(jì)儲(chǔ)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(jì)扶持政策， 加 大對(duì)建筑節(jié)能資金的投入 在建筑節(jié)能的研究、設(shè)計(jì)、開發(fā)和建設(shè)，對(duì)新技術(shù)、新建材的研究和推廣應(yīng)用中，沒有資金只是紙上談兵。要?jiǎng)?chuàng)新投融資體制，想方設(shè)法籌措開發(fā)建筑節(jié)能的資金，要制定經(jīng)濟(jì)扶持政策，中國(guó)礦業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 6 建立和完善建筑節(jié)能的經(jīng)濟(jì)激勵(lì)政策，例如可減少土地出讓金收益，或減少營(yíng)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(duì)建筑節(jié)能資金的投入，為加快促進(jìn)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(duì)氣密性、水密性、保溫性、抗風(fēng)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(dá)到在冬季有效利用太陽輻射熱能加熱室內(nèi)物體，并阻止室內(nèi)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(dá)到阻擋室外的紅外熱輻射影響室內(nèi)溫度的隔熱效果，從而實(shí)現(xiàn)降低住宅建筑總能耗的目的。積極推廣應(yīng)用 “ 四新 ” 技術(shù)和產(chǎn)品，經(jīng)常開展建筑節(jié)能材料展示推廣 會(huì)。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(shè)計(jì)大賽， 重獎(jiǎng)建筑節(jié)能設(shè)計(jì)人才。 大力宣傳建筑節(jié)能的重要意義 要利用廣播、電視、報(bào)紙、雜志、黑板報(bào)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(guó)家兩部?jī)晌P(guān)于《夏熱冬冷地區(qū)居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》已發(fā)文實(shí)施，對(duì)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(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn) ” ，落實(shí)監(jiān)督實(shí)施 “ 設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn) ” ， 把建筑節(jié)能當(dāng)作一項(xiàng)戰(zhàn)略決策的大事來抓。 我國(guó)是能源稀缺國(guó)家，節(jié)能是我國(guó)的一項(xiàng)戰(zhàn)略決策， 建筑節(jié)能是住宅建設(shè)發(fā)展的方向。只有 人口、資源和環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展，才是可持續(xù)循環(huán)發(fā)展的最佳途徑。 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)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(dá) 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(dá) 49 d，持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，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(yán)重，節(jié)能改造勢(shì)在必行． 對(duì)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(qiáng)．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(gè)方面進(jìn)行．可采用雙重玻璃門避免出入口直接對(duì)外，或采用紅外線自動(dòng)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(shè)置遮陽設(shè)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(gè)建筑物外圍護(hù)結(jié)構(gòu)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(hù)結(jié)構(gòu)總能耗損失的 48% ．通常，減少外墻傳熱有兩種方法：一是嚴(yán)格控制體型系數(shù)，以減少傳熱面積；二是增強(qiáng)外墻的保溫、隔熱性能．節(jié)中國(guó)礦業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 8 能改造中一般采用的外墻保溫技術(shù)有：硬泡聚氨酯噴涂復(fù)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(shù)必須同其防水修繕結(jié)合起來．一般有以下幾種做法： (1)平改坡．