试析我国建筑节能的实施路径

2022-12-27

统计数据表明, 中国建筑能耗总量呈逐年上升趋势, 在能源消费总量中所占的比例从上世纪70年代末的10%, 上升到近年的27.6%约占我国总能量的25%~40%, 与世界发达国家相比还有着相当大的差距, 例如:我国绝大多数采暖地区围护结构的热功能都比气候相近的发达国家要差许多, 外墙传热系数为他们的3.5~4.5倍, 外窗为2~3倍, 屋面为3~6倍, 而单位建筑面积的能耗还很高, 能源利用率还很低, 仅为28%。欧洲平均近50%, 日本为57%, 因此, 提高围护结构的保温性能是降低建筑能耗的关键。

1 我国的建筑能耗的现状分析

1.1 既有建筑物的能耗

当前在我国大量的既有建筑保温性能差, 技术设备落后, 在采暖和空调季节能源浪费严重。建筑采暖基本上以燃煤为主, 严重影响了城市空气质量, 二氧化碳等温室气体排放加剧了全球气候变化过程。随之而来的是自然灾害, 如沙尘暴、水灾、旱灾、土地荒漠化等, 其使人类的生活环境加剧恶化。由此可见, 对既有建筑物的节能改造应及早开展。对既有建筑进行节能改造, 减少能源资源浪费, 提高建筑热舒适度, 已成为我国当前紧迫的, 必须尽快解决的重大问题。

1.2 采暖系统及其运行管理

建筑的采暖系统, 由于传统的福利供热体制均为单管系统, 这种系统不便于用户根据自己的需要调节室温, 更不利于节能。

1.3 大型公共建筑能耗

目前, 我国有5亿m2左右的大型公共建筑, 耗电量为70k Wh/ (m2·年) ~300k Wh/ (m2·年) , 为住宅的10倍~20倍, 是建筑能源消耗的高密度领域。调查结果表明, 这类建筑能源浪费现象仍较严重, 有很大的节能潜力。

1.4 北方住宅冬季采暖能耗

我国北方冬季采暖能耗约占全国建筑总能耗的36%, 为建筑能源消耗的最大组成部分。单位面积采暖平均能耗折合标准煤为20kg/ (m2·年) , 为北欧同等纬度条件下建筑采暖能耗的2倍~4倍。能耗高的主要原因有3个: (1) 围护结构保温不良。 (2) 供热系统效率不高, 各输配环节热量损失严重。 (3) 热源效率不高。

随着生活水平的提高, 住宅用户提出了更高的建筑服务水平要求。此外, 近年来在一些大城市出现了一批高档豪华住宅, 户均用电水平几倍甚至几十倍于普通住宅, 此类高能耗住宅有大幅增长的趋势。

2 当前建筑节能的重要实施路径

2.1 加强既有建筑的节能改造

关于对既有建筑物的节能改造应从建筑物的外墙、屋顶、外门窗、地下室顶板做进一步的保温改造。 (1) 我国的外墙外保温技术经过多年的发展现已成熟。主要的做法是在外墙外表面粘贴或钉固聚苯乙烯板, 或将聚苯板浇筑在混凝土墙外表面, 或抹上保温浆料, 外贴加强网布并用聚合物浆料抹面, 可以做出质量良好的保温墙体。外墙外保温其特点对结构墙体起到保护作用, 有利于结构寿命的延长, 消除冷凝增加建筑的有效空间, 但由于施工和设计所限制, 容易在外墙面造成裂缝, 进而有可能对保温隔热体系造成破坏 (如水渗透、冻融破坏) 。外墙内保温其特点是施工速度快, 操作灵活方便, 容易保证施工进度, 但容易引起开裂, 减少建筑有效空间, 影响二次装修, 且内墙悬挂和固定件也容易破坏保温结构, 由此可见, 外墙内保温必须要被外墙外保温所替代。 (2) 屋顶的改造主要有:平改坡和屋顶绿化。 (3) 门窗是建筑围护结构的重要组成部分, 有1/3的热能是经过门窗损失掉的, 对门窗的改造更为重要。居住建筑的门多为木门, 在木门中间或内外贴置聚苯乙烯板, 可以提高保温效果;对于钢窗框和铝合金窗的窗框要避免冷桥。 (4) 地下室顶板一般采用粘贴玻璃岩棉的措施, 阻止首层热能损失。

2.2 采暖系统及其运行管理

改变供热计量按面积收费的方式, 实行“分户计量, 按热量收费”的目的: (1) 促进建筑保温; (2) 鼓励行为节能。经过近年来的经验, 分户计量不易操作, 采用分楼计量可以使计量改革工作走出困境。如果对每座建筑的用热总量进行计量并据其收费, 楼内各户按面积分摊, 计量工作可大大简化, 可操作性强, 分户墙传热等各种问题也可迎刃而解。按整座建筑供热量计量收费同样可激励新建建筑采用保温措施和推进既有建筑的节能改造。为了减少楼内局部空间过热的问题, 可推行“供水温度分楼可调”新技术, 采用混水或换热的方式调节每座建筑入口的供水温度, 在建筑内实行“大流量、小温差、低水温”的供热方式, 在室外管网实行“小流量、大温差”的循环方式, 可大幅度降低集中供热系统的热损失, 从而显著降低北方地区集中供热能耗。

2.3 发展和推广低能耗大型公共建筑技术

我国大型公共建筑不足城镇建筑总面积的4%, 但能耗却占我国城镇建筑总能耗的20%以上。发展出一套解决中国实际问题的低能耗大型公共建筑技术, 可大大缓解由于目前城市建设中大型公共建筑比例的增长将造成的城市电力供应紧张状况。

2.4 科学规划北方和南方地区建筑节能工作

北方地区建筑节能的重点主要是控制各围护结构的传热系数、窗墙比、体形系数以及冬季采暖系统的设计, 严格按照当地法律法规进行设计。而南方地区建筑节能重点仅在于改善围护结构的保温。针对南方的气候条件, 应推广各种屋顶遮阳、外墙遮阳、窗户外遮阳等措施, 以减少太阳辐射;加强各种自然通风手段, 通过自然通风缩短空调运行时间;开发和推广主动或被动式除湿装置, 降低室内湿度, 适当提高室内空调温度等, 都可以产生更大的节能效果。

2.5 新农村可持续发展的能源消耗模式

对结构安全、近期内不会进行旧村改造或搬迁的农民自建住宅, 鼓励进行墙体保温、改装门窗的节能改造和使用太阳能、生物质能等新能源进行建筑采暖。我国农村土地资源相对充足, 建筑容积率低;秸秆、薪柴、粪便等生物质能源丰富, 生物质能源的生成物可被充分利用。农村的能源供应方式应以可再生能源为主, 按照循环经济方式, 发展沼气、生物质的高温热解制气、太阳能光热和光电应用以及风力发电。发展可再生能源替代常规商品能源的经济效益和可操作性也远高于城市。

2.6 太阳能利用

太阳能是可永续利用和无污染的能源, 我国冬季日照时间相对较长, 有利用太阳能的有利条件。节能改造时, 有条件的低层建筑物的南面, 如有空地, 也可设置阳光间。还应努力探索太阳能集热器与建筑结合, 如在平改坡时, 结合太阳能集热器采集能量的最佳坡度确定坡屋面的坡度, 使二者结为一体。太阳能不仅可提供生活热水, 还可采用光伏电池, 为建筑的照明系统提供光源。为促进整个社会的经济、环境的可持续发展, 逐步构建节约型的产业结构和消费结构, 建设资源节约型、环境友好型、社会和谐型, 我们必须提出在我国要大力提倡建设、发展建筑节能设计。

摘要：为促进整个社会的经济、环境的可持续发展, 逐步构建节约型的产业结构和消费结构, 建设资源节约型、环境良好型、社会和谐型, 我们必须提出在我国要大力提倡建设、发展建筑节能设计, 将节能意识贯穿于施工的每个环节, 促进节能技术的发展, 保护生态环境, 合理利用资源。

关键词：建筑节能,节能改造,对策