【文章內容簡介】 洲第一個制定建筑節(jié)能標準的國家，這個標準后來成為歐洲其他各國標準的模式。第一次石油危機發(fā)生后的 1974 年，法國的第一個新建住宅建筑節(jié)能法規(guī)出臺；1976 年 3 月，以總理法令形式頒布了非住宅建筑用熱能法規(guī)，1977 年又對其進行了補充，其適用面覆蓋了除體育建筑以外的所有民用建筑、工業(yè)或農業(yè)建筑；1982 年第二個住宅節(jié)能法規(guī)出臺，提出了在 1974 年基礎上再節(jié)能 25％的指標；從 1980 年起，為了制定更完善的熱能使用法規(guī)，開始進行一系列的研究和實驗，實行了 85 新建筑節(jié)能遠景的研究項目；于 1989 年完成了更詳盡、更完善的建筑熱能使用法規(guī)，提出再節(jié)能 25％的要求。目前使用的就是這一法規(guī)，其建筑累積節(jié)能率為 1974 年以前的 61％。芬蘭建立了一套叫做“能耗認證系統”標準；俄羅斯在莫斯科也實行了一種叫做“能耗護照”的建筑節(jié)能規(guī)范；西德政府于 1976 年頒布了《建筑節(jié)能法》；英國于 1979 年頒布了《建筑節(jié)能法》。（2）我國建筑節(jié)能政策相比之下，我國建筑節(jié)能起步較晚。直到 1986 年，我國才由建設部頒布實施了第一部旨在推動建筑節(jié)能工作的行業(yè)法規(guī)《民用建筑節(jié)能設計標準（采暖居住建筑部分）》（JGJ2686），節(jié)能率要求 30%；1995 年 12 月，建設部又發(fā)布了第二個節(jié)能標準《民用建筑節(jié)能設計標準（采暖居住建筑部分）》（JGJ2695），節(jié)能率要求 50%；1993 年又出臺了一部規(guī)范旅游旅館建筑節(jié)能設計的 《旅游旅館建筑熱工與空氣調節(jié)節(jié)能設計標準》（GB5018993）。近年來，我國政府對建筑節(jié)能作了大量工作。于 1998 年 1 月 1 日起實施的《中華人民共和國節(jié)約能源法》第三十七條規(guī)定“建筑物的設計和建造應當依照有關法律、行政法規(guī)的規(guī)定，采用節(jié)能型的建筑結構、材料、器具和產品，提高保溫隔熱性能，減少采暖、制冷和照明的能耗?！庇山ㄔO部頒布的《建筑節(jié)能“九五”計劃和 2022 年規(guī)劃》、《建筑節(jié)能技術政策》規(guī)定“夏熱冬冷地區(qū)新建民用建筑 2022 年開始執(zhí)行建筑熱環(huán)境及節(jié)能標準?！焙鸵蟆跋臒岫涞貐^(qū)重點城鎮(zhèn)在 2022 年開始成片建筑熱環(huán)境和節(jié)能改造?！睘榱素瀼鼐幼〗ㄖ?jié)能由北向南的戰(zhàn)略，由建設部發(fā)布的國家行業(yè)標準《夏熱冬冷地區(qū)居住建筑節(jié)能設計標準》（JGJ1342022）已于 2022 年 10 月 1 日執(zhí)行。該標準是以改善室內熱環(huán)境為前提，從提高建筑物圍護結構的保溫隔熱性能（包括氣密性）以及提高采暖空調設備的能源利用效率兩個方面，對我國夏熱冬暖地區(qū)居住建筑提出了綜合節(jié)能 50%的目標和要求，其中圍護結構所占的比例高達 35%。要達到規(guī)定目標，新建居住建筑圍護結構選用標準和既有建筑圍護結構改造是必由之路。因此，建筑圍護結構節(jié)能技術存在著很大的潛在市場。 我國夏熱冬冷地區(qū)設計指標 目前的建筑節(jié)能設計標準在保證實現建筑節(jié)能目標的前提下，具有一定的靈活性，即提供了兩條節(jié)能設計達標的途徑。一條途徑是對建筑設計中的一些參數值（如圍護結構的熱工性能、窗墻面積比、體形系數等）進行了規(guī)定，即設定了規(guī)定性指標，通過規(guī)定性指標的強制性條款實現標準的節(jié)能要求。另一條途徑是給出了建筑節(jié)能設計的性能型指標，如建筑物的耗熱量、耗冷量指標，采暖年耗電量、空調年耗電量指標等，只要建筑達到了性能性指標的要求即可判定它滿足節(jié)能標準，即節(jié)能建筑。 規(guī)定性指標是工程界和有關部門在總結工程實踐經驗和科學研究成果的基礎上，針對有代表性的典型工程條件，對工程的關鍵參數值作出規(guī)定，以標準、規(guī)范的形式提供給工程設計人員。設計人員在設計時不用再做那些復雜的計算分析，而直接采用規(guī)定性指標進行設計。 規(guī)定性指標使設計人員擺脫了復雜高深的計算分析，大量節(jié)省了時間，在保證工程設計的和理性和成功方面有重大作用。但是規(guī)定性指標也有其不足的方面，由于確定規(guī)定性指標時，主要考慮普遍情況，規(guī)定性指標在一定范圍內是普遍使用的、合理的。但是每一個工程都有其不同于普遍情況的特殊性，規(guī)定性指標對適用范圍內的一個具體工程，往往不是最佳的。即按規(guī)定性指標很難進行優(yōu)化設計。另外，在某些特殊條件下，可能出現與規(guī)定性指標發(fā)生沖突的情況。新的工程技術、材料出現時或對工程有新要求時，最容易發(fā)生這種情況。甚至出現規(guī)定性指標阻礙技術應用和壓抑設計人員創(chuàng)造性的情況。 而性能性指標在保證實現節(jié)能目標的前提下，為新技術的采用和具體項目的最優(yōu)化創(chuàng)造了條件。規(guī)定性指標有室內熱環(huán)境的質量指標和建筑物的能耗指標兩部分組成，對建筑的體形系數、窗墻面積比、圍護結構的傳熱系數等技術參數不再作硬性規(guī)定，設計人員可自行確定具體的技術參數，只要使設計的建筑同時滿足室內熱環(huán)境的質量標準和建筑物的能耗指標即可。性能性指標不拘泥于建筑圍護結構各個局部的熱工性能，而是著眼于總體熱工性能是否滿足節(jié)能標準的要求。圖 為規(guī)定性指標與性能性指標之間的相關性。 規(guī)定性指標和性能性指標 圍護結構建筑節(jié)能研究多年來，因片面地強調降低建筑造價，在建造居住建筑時，建筑圍護結構單薄，窗縫隙過大，采暖能耗高。隨著我國國民經濟的迅速發(fā)展,國家對環(huán)境保護、節(jié)約能源，改善居住條件等問題重視，在節(jié)能方面也制定了一批相應的技術法規(guī)和標準規(guī)范。但由于種種原因，熱工規(guī)范、節(jié)能標準等在我國三北地區(qū)并沒有全面實施。目前，我國采暖居住建筑圍護結構保溫水平低，熱環(huán)境質量差，采暖能耗大的狀況仍普遍存在，與發(fā)達國家氣候條件相近的地區(qū)相比，我國采暖建筑圍護結構的保溫水規(guī) 定 性 指 標 修 改 設 計 指 標各 項 設 計 指 標 限 值 如 ： 遮 陽 系 數 、 體形 系 數 、 窗 墻 比 、 圍 護 結 構 K值 （ 外窗 、 外 墻 、 屋 面 ） 等 的 限 值 等 。 有 任 何 一 條 達 不 到 要求是所 設 計 建 筑 是 節(jié) 能 建 筑性 能 性 指 標 修 改 原 設 計對 比 評 定 法 否是所 設 計 建 筑 是 節(jié) 能 建 筑是 否 達 到 標 準 要 求 是 否 達 到 標 準 要 求平仍有較大差距，為此，建設部發(fā)布了 JGJ26 295 民用建筑節(jié)能設計標準(采暖居住建筑部分) ，自 1996 年 7 月 1 日起實施。目標是在各地 1980 年～1981 年住宅通用設計耗熱量水平基礎上節(jié)能 50%， 建筑物約承擔 30%， 供熱系統約承擔 20% 。對于建筑物來說，建筑物耗熱量主要由建筑物圍護結構的傳熱量和通過門窗縫隙的空氣滲透耗熱量部分構成。節(jié)能的主要方法是:減少建筑物外表面積和加強圍護結構保溫，以減少傳熱耗熱量，提高門窗的氣密性以減少空氣滲透耗熱量。此外，圍護結構采取節(jié)能措施應注意以下問題，首先，在其他條件相同的情況下，建筑物耗熱量指標隨體形系數的增長而增長。由于近年來要求住宅建筑多樣化和房間盡量多對外開窗等原因，建筑物的形體變得復雜，平立面出現過多的凹凸面，其體形系數往往大于 ，對于體形系數大于 的住宅建筑，采取加強屋頂和外墻保溫的做法，以便將建筑物耗熱量指標控制在規(guī)定水平。其次，窗戶面積不宜過大，不同朝向的窗墻面積比不應超過下面的規(guī)定：北向 ，南向 ，東、西向 。窗戶還應采用氣密性良好的窗戶，其氣密性等級在 1 層～6 層建筑中，窗戶每米縫長的空氣滲透量不大于 3/ (mh) 。另外，墻體內保溫時，對圍護結構易出現熱橋的部位，如混凝土梁、邊柱或丁字墻的外柱等應采取有效的保溫措施。具體研究如下：（1）墻體。為達到節(jié)能 50 %的目標，對外墻的傳熱系數提出了較高的要求。①在框架結構中，加氣混凝土砌塊加冷橋部位高性能保溫材料是一種既經濟又可行的外墻保溫措施；GRC2 聚苯復合墻體等掛板也可作為節(jié)能住宅外墻，但其造價高，構造措施不完善，經常出現墻體裂縫。②對于大量的承重墻體，單一材料一般不能滿足新標準規(guī)定的外墻傳熱要求，需要復合墻體保溫，即承重墻體加保溫層。根據建筑材料調查，承重墻體應優(yōu)先選用粉煤灰砌塊或蒸壓灰砂磚、混凝土空心砌塊、粘土多孔磚、頁巖磚等。保溫層選用外貼或內貼聚苯板、憎水樹脂膨脹珍珠巖板、硬質巖棉板等作外墻保溫材料，采用輕質高效保溫隔熱材料外貼的構造做法，不僅給居住者提供了良好的居住環(huán)境，而且消除了冷橋，對主體結構有保護作用。在采暖地區(qū)，優(yōu)先選用外保溫技術，墻體本身可采用各種混凝土空心砌塊、非粘土磚、粘土空心磚等，外側采用輕質高效保溫隔熱層(如聚苯板、巖面板 ) 及保護層，對于粘土磚墻體也適用。對于樓梯間隔墻或難以外保溫的外墻可采用內保溫，保溫層可采用充氣石膏板、聚苯板、紙面石膏板等，在暖氣散熱器后的內墻加貼鋁箔反射板，也有文獻提出在夏熱冬冷地區(qū)更適合采用內保溫作法。最近兩年夏熱冬冷地區(qū)節(jié)能建筑的外墻構造極少采用在采暖地區(qū)現己廣泛采用的復合作法(墻體主要分兩部分: 結構層+輕型保溫材料)，而是或從提高結構層的熱阻入手，或采用保溫砂漿。在討論哪一種保溫作法更適合此地區(qū)之前，有必要先明確此地區(qū)有無必要采用復合保溫的外墻作法。（2）屋面。以前大量使用的屋面保溫材料為現制 1∶10 水泥珍珠巖，由于其厚度較大，施工時不能待其完全干燥后再做防水層，這樣將導致保溫材料含水率很高，保溫隔熱性能降低，經凍融作用后屋面易膨脹起鼓，防水層拉開斷裂，失去防水作用，使珍珠巖含水率進一步提高，保溫性能進一步降低，形成惡性循環(huán)。為提高屋面的保溫性能，滿足新標準的要求，應采用輕質高效、吸水率低、性能穩(wěn)定的保溫材料作屋面的保溫隔熱層；另外，為使屋面濕氣及時排出，可改變屋面的構造，采用倒置屋面等形式。下列兩種形式可推廣使用： ①輕質高強、吸水率低的擠塑型聚苯板作為保溫隔熱材料、卵石作面層的倒鋪屋面；②用聚苯乙烯泡沫板、水泥聚苯板、硬質巖棉板、憎水型水泥膨脹珍珠巖板代替現制水泥珍珠巖。屋面防曬是建筑熱工( 包括節(jié)能)研究的重要問題，但受到建筑熱工界廣泛認可的蓄水屋面和種植屋面卻很難得到實際應用，較好的情況只是在屋面采用了隔熱效果相對不錯的復合作法，屋面可采用輕質高效、吸水率低或不吸水的可長期使用，性能穩(wěn)定的保溫材料(如聚苯板)作為保溫隔熱層，選用設架空保溫層、倒鋪屋面、直接鋪設保溫層等方法，以及改進屋面構造在原有屋面保溫層上加設彩色壓型鋼板坡屋面的方法。屋面的美觀形式是現在住宅建筑市場中一個頗引人注意的焦點，所以屋面節(jié)能研究的重點是如何把屋面節(jié)能融入到屋面的建筑整體設計中去。（3）窗戶。窗戶歷來都是建筑節(jié)能的薄弱環(huán)節(jié)，在夏季透過窗戶的太陽熱輻射更是造成此地區(qū)夏季被動建筑室內過熱的主要原因( 空調建筑要為此消耗大量的制冷能源) 。現在我國的窗戶節(jié)能設計主要有控制窗墻比、提高窗戶的熱阻和遮陽三種方法。窗墻比雖然簡單易行，但卻不能充分反映窗戶在建筑節(jié)能中的意義。玻璃制造技術的發(fā)展已為改善玻璃的熱工性能提供了足夠的條件。遮陽是改善此地區(qū)建筑室內熱環(huán)境的重要措施，相對于過去常見的混凝土遮陽和現在無論是材料還是形式都過于簡陋的遮陽，現在迫切需要大量的新型遮陽產品(國外遮陽技術已相當成熟) ，它們的要求是簡潔、易于調節(jié)和形式經過設計(根據方位和建筑需要 )。此外，在北方地區(qū)，為了提高窗的保溫隔熱性能，通常采用氣密性好、傳熱系數小的雙層窗或單框雙玻璃窗，對于既有住宅的空腹鋼窗和木窗，采用橡塑密封條改善其氣密性，并考慮在原窗的一側再安裝一層保溫性能好的新窗。 研究內容的提出和相關概念 問題一：圍護結構變遷對建筑能耗影響在建設部《建筑節(jié)能“九五”計劃和 2022 年規(guī)劃》中明確提出“建筑節(jié)能系指在建筑中提高能源利用效率”，“建筑節(jié)能的重點放在采暖和降溫能耗上”。規(guī)劃中明確要求在 2022 年后新建住宅在 19801981 年住宅通用設計能耗基礎上節(jié)能50%。在《安徽省民用建筑節(jié)能設計標準 (居住建筑 )》中明確指出建筑圍護結構承擔35%的節(jié)能指標，采暖、空調設備承擔 15%的節(jié)能指標。隨著新工藝、新材料的發(fā)展，建筑市場上出現了多種節(jié)能材料，然而由這些材料構成的圍護結構是否達到了建筑節(jié)能要求以及不同圍護結構熱工性能的改善對圍護結構節(jié)能 35%的貢獻率還不清楚，這些問題弄不清楚很容易使建筑節(jié)能工作走上彎路。因此，本文對這些問題進行了研究分析，得出了相應的結論。 問題二： 節(jié)能量（1）、節(jié)能量的定義節(jié)能建筑（或節(jié)能改造建筑）節(jié)能量是指以基期建筑能耗值為標準，節(jié)能建筑（或節(jié)能改造建筑）的能耗值與之的差值。（2）、節(jié)能量的分類節(jié)能建筑（或節(jié)能改造建筑）的節(jié)能量包括：建筑和建筑熱工設計節(jié)能量（35%）；建筑和建筑熱工設計以及采暖空調設備或系統全體的節(jié)能量（50%）。（3）、各類節(jié)能量比例分配根據建設部《建筑節(jié)能“九五”計劃和 2022 年規(guī)劃》及《民用建筑節(jié)能設計標準( 采暖居住部分)》（JGJ2695）的要求，《安徽省民用建筑節(jié)能設計標準（居住建筑部分）》規(guī)定節(jié)能建筑通過建筑熱工設計和采暖、空調設計，采用有效的綜合技術措施，在 19801981 年住宅通用設計能耗水平基礎上節(jié)能 50%。其中圍護結構節(jié)能占 35%，采暖供熱系統及空調節(jié)能占 15%。（4）、能耗指標建筑熱環(huán)境能耗指標主要包括：建筑物耗熱量、耗冷量指標（w/m 2 ）；采暖、空調全年總電量指標（kwh/m 2 ）。其中建筑物耗熱量、耗冷量指標綜合反映了建筑設計和圍護結構熱工性能的優(yōu)越性；采暖、空調全年用電量指標綜合反映了建筑設計和圍護結構熱工性能以及采暖空調設備能效比的合理匹配。 研究內容和意義 研究內容和技術路線（1）研究圍護結構的變遷對建筑能耗的影響1） 通過對能耗計算方法的比較，選擇計算模擬軟件 DeST；2）模型的建立。根據安徽省氣候特征，選取某居住建筑為模擬對象（本論文選取了安徽工業(yè)大學高層次公寓樓），對其進行全年能耗計算；3）對不同熱工性能圍護結構的能