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摘 要:首先综述了我国建筑节能政策及节能现状,而后针对建筑能耗大,节能实施困难等问题,提出了相应技术措施和制度措施,以缓解能源供应的相对紧缺,实现经济、社会的可持续发展。
关键词:建筑节能节能技术节能制度节能政策
中图分类号:F426.92 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2011)07(a)-0033-02
建筑业是一个耗能大户。在发达国家,建筑能耗与工业、农业和交通运输等行业的能耗处于并列地位。在我国,据统计,建筑能耗已占社会总能耗的20%~25%,伴随着我国城市化建设的推进,呈逐步上升之势;有资料显示,当中国发展到中等发达国家水平时,建筑能耗将占总能耗的30%到35%。另一方面,中国能源总量居世界第三位,但人均能源占有量却不到世界平均水平的一半。随着我国经济的快速发展,社会对能源的需求越来越大。能源供应的相对紧缺,将成为我国未来经济、社会可持续发展的一个重要限制因素。可见,对建筑业施行节能措施,将会有效提高社会能源的使用效率。
1 我国建筑节能政策及节能现状
为缓解能源供应紧张,确保国民经济的可持续发展,我国自20世纪80年代就开始开展建筑节能工作,相继出台了一系列政策、法规、规划。1986年颁布实施的《民用建筑节能设计标准》,标志着我国建筑节能工作正式开始启动。目前,已颁布的专门用于建筑节能的标准有《民用建筑节能设计标准》、《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》、《夏热冬暖地区居住建筑节能设计标准》、《采暖居住建筑节能检验标准》、《公共建筑节能设计标准》等;相关标准有《建筑气候区划标准》、《民用建筑热工设计规范》、《既有采暖居住建筑节能改造技术规程》、《外墙外保温工程技术规程》等;相关法律,规定有《节能能源法》、《民用建筑节能管理规定》等。2004年国家发改委发布了《节能中长期专项规划》,提出大力发展“节能省地型”住宅的目标。建科[2005]78号文《关于发展节能省地型住宅和公共建筑的指导意见》再次提出了充分认识发展节能省地型住宅的重要意义。2008年4月,《节约能源法》正式生效执行。新的《节约能源法》进一步明确了节能执法主体,强化了节能法律责任,更加完善和强化了政府在节能管理方面的职责。这些政策、法规为节能工作提供了技术支撑和依据。建筑保温节能标准从节能30%到50%再到65%逐步提高。我国20余年的建筑节能工作,在建筑节能标准体系制定、节能技术和产品的研发、围护构建等方面取得了一定的成效,但是节能实施效果却不甚理想。据有关统计数据表明,我国现有存量建筑441亿平方米,预计到2020年底全国房屋建筑面积将新增近300亿平方米。我国目前每年将建造20亿平方米的新建筑,建筑总量相当于所有发达国家建筑总量之和。但既有建筑中,99%为高能耗建筑;新建的房屋建筑中,95%以上仍是高能耗建筑。而且单位建筑面积能耗是气候相近的发达国家的3倍～5倍[1]。目前,我国对节能建筑需求不足。由于节能建筑采取了节能措施,其开发成本提高,从而影响了节能建筑的需求量。另外,消费者的节能意识薄弱、我国居民的房价收入比较高、节能建筑的投资回收期较长等现实情况也导致了节能建筑需求不足。市场对节能建筑需求不足和节能产品质量不高、节能技术、工艺不完善等致使开发商对于节能建筑投资缺乏积极性,从而减少了节能建筑的供给。[3]我国建筑节能工作任重而道远,要实现到2010年实现节能50%,第到2020年实现节能65%的节能目标还需全社会的共同努力。
2 建筑节能措施
有效提高建筑节能,一方面,对既有建筑进行节能改造,推进新建住宅和公共建筑节能,开展建筑节能关键技术和可再生能源建筑工程应用技术的研发,另一方面,要加强节能政策、节能制度建设。
2.1 技术措施
(1)建筑节能设计。1)减少建筑物体型系数:在设计阶段要注意减少建筑外表面积,适当考虑建筑体型系数,即建筑物与室外大气接触的外表面积与其所包围的体积之比。建筑的传热量与外表面传热面积相关,因为建筑物内部的热量是通过围护结构散发出去的。大量研究证明,在其他条件相同的情况下,建筑物的采暖耗热量随体型系数的增加而呈直线上升趋势。因此,体形系数越小,单位体积的外包表面积越小,即散失热量的途径越少,对建筑节能越有利。对于居民住宅,提倡外形采用长条状,减少体型复杂凸凹面过多而对节能不利的住宅建筑。2)控制窗墙面积比:通常情况下,窗户的传热系数大于同朝向墙体的传热系数,因此窗墙面积比越小,建筑物的冷、热耗量越少,建筑能耗越少,但其值过小,会影响建筑物的通风、采光,同时会增加空调与照明的能耗。根据建筑气候条件、朝向,在满足采光和通风条件下,合理确定窗墙比,能有效减少建筑能耗。国家新节能标准中,对窗墙面积比作出了控制性规定,即:北向窗墙面积比为0.25,东西向为0.3,南向为0.35。
(2)提高围护结构的保温隔热性能。围护结构包括墙体、门窗、屋面等,其传热损失的热量占建筑物总传热耗热量的80%,因此减少建筑围护结构的能耗能有效节约能源。1)墙体节能设计:单一材料的墙体,现已不能满足保温隔热的要求,已逐渐被新型的复合墙体所替代。这种复合墙体通过在墙体主体结构基础上增加一层或几层复合的绝热保温材料来改善墙体的热工性能,以达到节能的目的。根据保温材料与主体结构位置的不同,墙体的保温一般分为外墙内保温、外墙外保温和外墙夹芯保温。对于复合墙体保温,应大力推广外墙外保温技术,加强此方面技术的研发。外保温技术是将岩棉、矿棉、玻璃棉、膨胀珍珠岩、聚苯乙稀、加气混凝土、模塑聚苯乙烯泡沫板、挤塑聚苯乙烯泡沫板、硬泡聚氨酯等节能材料复合在承重墙外侧,以达到保温隔热目的。外保温节能墙体目前常用的主要有三种[2]:①EPS(聚苯)板薄抹灰外墙外保温系统。用胶粘剂(聚合物砂浆)把EPS板固定在基层上,薄抹面层中满铺玻纤网。②EPS(聚苯)板现浇混凝土外墙外保温系统。在结构施工时把EPS板放在外模板内侧,保温板与墙体混凝土接触的一面预先加工出凹槽,便与墙体更好的结合。脱模后防护层聚合物砂浆、玻纤网格布的施工工艺与后贴EPS板体系大致相同。③胶粉EPS颗粒保温浆料玻纤网格布抗裂砂浆系统。以EPS颗粒保温浆料作保温层,采用机械喷涂或手抹成型,在面层上再做抗裂砂浆保护层,以玻纤网格布增强。特点是施工简便,适合体型复杂或曲面的建筑物。保温层在建筑物围护结构外侧,可缓冲因温度变化导致结构变形产生的应力,避免雨、雪、冻、融、干湿循环造成的结构破坏,有利于保护主体结构,延长建筑物寿命。外保温还可消除内外墙交界处,构造柱、框架梁、门窗洞等部位“热桥”造成的热损失,防止“热桥”部位结露,使墙体潮湿情况得到改善。2)门窗节能设计:就我国目前典型的围护部件而言,门窗的能耗约为墙体的4倍、屋面的5倍、地面的20多倍,约占建筑围护部件总能耗的40%-50%。由此可知,增强门窗的保温隔热性能,是改善室内热环境质量和提高建筑节能水平的重要环节。减少渗透量、减少传热量可提高门窗的保温性能,而减少太阳辐射则提高门窗的隔热性。采用双重玻璃门、自动玻璃门等能减少出入口的能量流失;合理选用窗户所用型材,提高型材的规格、尺寸的准确度和组装的精确度,采用密封条、密封胶或其他密封材料、挡风设施等,提高外窗的气密水平,减少渗透能耗。采用节能玻璃(如热反射玻璃、中空玻璃)、新型节能门窗 (如聚氯乙烯塑料门窗,单框双玻彩板和铝合金门窗、塑性窗框、隔热铝型框等)增大窗户的整体传热系数以减少传热量。利用热反射镀膜中空玻璃、低辐射镀膜玻璃和设置遮阳设施(外遮阳、内遮阳等)及高遮蔽系数的镶嵌材料(如Low-E玻璃)等措施来减少太阳辐射。3)屋面节能设计:屋顶冬季失热,夏季受热,其保温隔热性能直接影响着人们的舒适度和建筑的能耗情况。致力于屋顶保温隔热性能的改进,是建筑节能的关键点。屋面的保温隔热材料不宜选用密度大、导热系数高、吸水率较大的材料。寒冷地区住宅屋顶的保温材料宜选用聚苯乙烯泡沫塑料板、挤塑性聚苯板、水泥聚苯板、岩棉等轻质高效保温隔热材料。将憎水性保温材料设于防水层上的倒置式屋面,可有效防止防水层容易老化的问题。在保温隔热层上做架空层的平坡结合屋面,能通过空气流通散热。屋顶蓄水型屋面,可利用水体夏季隔热降温,冬季吸热保温。屋顶种植花卉、灌木的生态屋面,既可阻挡热源,又可美化环境。坡屋顶屋面,便于设置保温层,可顺坡顶内铺钉玻璃棉毡或岩棉毡,也可在顶棚上铺设绝缘材料或直接铺玻璃棉、膨胀珍珠岩等松散材料。
(3)加大自然资源的利用。在建筑物上利用各种可再生的大自然能源,如太阳能、地热能、风能、生物能等,可大大减少建筑能耗。太阳能的利用,如太阳能热水器、太阳能光电屋顶、太阳能光电墙等。自然风的运用也是建筑节能中的重要内容之一,如采用可开启的采光玻璃顶,根据需要利用中庭的“烟囱效应”组织室内通风[3]。
2.2 制度措施
(1)政府和开发商做好节能工作的长期宣传工作,引导消费者理性消费,提高节能住宅的消费需求。(2)政府积极制定政策规范节能市场,同时加大对建筑节能实施过程中的控制,做好建筑节能工程质量监督管理工作,完善节能住宅评估体系。(3)建立并完善激励机制,提高人们节能的积极性,吸引社会资金投入建筑节能服务市场。对开发商实施激励,弥补开发商的效益损失,提高节能建筑的供给量,同时辅以法规、标准等行政手段,确保开发商开发节能建筑的质量。对建筑节能有突出贡献人员的给予奖励,提高科技研发人员、低能耗建筑和既有建筑节能改造的实践者,以及建筑节能相关环节推广人员等主体的主动节能积极性。对政府办公建筑,将建筑节能服务纳入政府采购,政府年度财政预算,保证节能服务公司按时回收投资;对实行节能改造的公共建筑、居住建筑业主给予一定的补贴;对从事建筑节能服务企业实行贷款、税收优惠政策;通过一定范围的政策调整,消除税收、财政、金融制度方面的障碍,为顺利开展节能服务提供有利环境。
3 结语
建筑节能可缓解能源日益紧张的现状,对于建设节约型社会、发展可持续经济,保护环境都重要意义,需要全社会重视。只有在不断提高建筑节能技术的同时加强节能政策、节能制度的建设,才能改变建筑能耗大的现状,达到节能目标,实现经济、社会的可持续发展。
参考文献
[1] 李珠,张泽平,刘元珍,穆启华.建筑节能的一项新技术[J].工程力学,2006,23(增刊II).
[2] 刘颖,肖宏.节能减排——绿色建筑从节能墙体谈起[J].环境保护,2007,12.
[3] 叶雁冰.我国既有公共建筑的节能改造研究[J].工业建筑,2006,1.
[4] 王洪波,刘长滨,王煜.我国节能建筑市场供求分析及激励政策对象选择[J].建筑经济,2007,12.
[5] 占松林,韩青苗,刘长滨.关于建立建筑节能奖励制度的思考[J].建筑经济,2008,1.
[6] 茅艳,刘加平.寒冷地区住宅窗户节能技术[J].工业建筑,2006,1.
[7] 孙鹏程,刘应宗,梁俊强,尹波.建筑节能领域的政府失灵及其对策[J].建筑科学,2007,12.
[8] 简文清,孙凤明,陈华.浅谈建筑外墙外保温技术在既有公共建筑改造中的应用[J].煤炭工程,2007,11.
关键词:建筑节能节能技术节能制度节能政策
中图分类号:F426.92 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2011)07(a)-0033-02
建筑业是一个耗能大户。在发达国家,建筑能耗与工业、农业和交通运输等行业的能耗处于并列地位。在我国,据统计,建筑能耗已占社会总能耗的20%~25%,伴随着我国城市化建设的推进,呈逐步上升之势;有资料显示,当中国发展到中等发达国家水平时,建筑能耗将占总能耗的30%到35%。另一方面,中国能源总量居世界第三位,但人均能源占有量却不到世界平均水平的一半。随着我国经济的快速发展,社会对能源的需求越来越大。能源供应的相对紧缺,将成为我国未来经济、社会可持续发展的一个重要限制因素。可见,对建筑业施行节能措施,将会有效提高社会能源的使用效率。
1 我国建筑节能政策及节能现状
为缓解能源供应紧张,确保国民经济的可持续发展,我国自20世纪80年代就开始开展建筑节能工作,相继出台了一系列政策、法规、规划。1986年颁布实施的《民用建筑节能设计标准》,标志着我国建筑节能工作正式开始启动。目前,已颁布的专门用于建筑节能的标准有《民用建筑节能设计标准》、《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》、《夏热冬暖地区居住建筑节能设计标准》、《采暖居住建筑节能检验标准》、《公共建筑节能设计标准》等;相关标准有《建筑气候区划标准》、《民用建筑热工设计规范》、《既有采暖居住建筑节能改造技术规程》、《外墙外保温工程技术规程》等;相关法律,规定有《节能能源法》、《民用建筑节能管理规定》等。2004年国家发改委发布了《节能中长期专项规划》,提出大力发展“节能省地型”住宅的目标。建科[2005]78号文《关于发展节能省地型住宅和公共建筑的指导意见》再次提出了充分认识发展节能省地型住宅的重要意义。2008年4月,《节约能源法》正式生效执行。新的《节约能源法》进一步明确了节能执法主体,强化了节能法律责任,更加完善和强化了政府在节能管理方面的职责。这些政策、法规为节能工作提供了技术支撑和依据。建筑保温节能标准从节能30%到50%再到65%逐步提高。我国20余年的建筑节能工作,在建筑节能标准体系制定、节能技术和产品的研发、围护构建等方面取得了一定的成效,但是节能实施效果却不甚理想。据有关统计数据表明,我国现有存量建筑441亿平方米,预计到2020年底全国房屋建筑面积将新增近300亿平方米。我国目前每年将建造20亿平方米的新建筑,建筑总量相当于所有发达国家建筑总量之和。但既有建筑中,99%为高能耗建筑;新建的房屋建筑中,95%以上仍是高能耗建筑。而且单位建筑面积能耗是气候相近的发达国家的3倍～5倍[1]。目前,我国对节能建筑需求不足。由于节能建筑采取了节能措施,其开发成本提高,从而影响了节能建筑的需求量。另外,消费者的节能意识薄弱、我国居民的房价收入比较高、节能建筑的投资回收期较长等现实情况也导致了节能建筑需求不足。市场对节能建筑需求不足和节能产品质量不高、节能技术、工艺不完善等致使开发商对于节能建筑投资缺乏积极性,从而减少了节能建筑的供给。[3]我国建筑节能工作任重而道远,要实现到2010年实现节能50%,第到2020年实现节能65%的节能目标还需全社会的共同努力。
2 建筑节能措施
有效提高建筑节能,一方面,对既有建筑进行节能改造,推进新建住宅和公共建筑节能,开展建筑节能关键技术和可再生能源建筑工程应用技术的研发,另一方面,要加强节能政策、节能制度建设。
2.1 技术措施
(1)建筑节能设计。1)减少建筑物体型系数:在设计阶段要注意减少建筑外表面积,适当考虑建筑体型系数,即建筑物与室外大气接触的外表面积与其所包围的体积之比。建筑的传热量与外表面传热面积相关,因为建筑物内部的热量是通过围护结构散发出去的。大量研究证明,在其他条件相同的情况下,建筑物的采暖耗热量随体型系数的增加而呈直线上升趋势。因此,体形系数越小,单位体积的外包表面积越小,即散失热量的途径越少,对建筑节能越有利。对于居民住宅,提倡外形采用长条状,减少体型复杂凸凹面过多而对节能不利的住宅建筑。2)控制窗墙面积比:通常情况下,窗户的传热系数大于同朝向墙体的传热系数,因此窗墙面积比越小,建筑物的冷、热耗量越少,建筑能耗越少,但其值过小,会影响建筑物的通风、采光,同时会增加空调与照明的能耗。根据建筑气候条件、朝向,在满足采光和通风条件下,合理确定窗墙比,能有效减少建筑能耗。国家新节能标准中,对窗墙面积比作出了控制性规定,即:北向窗墙面积比为0.25,东西向为0.3,南向为0.35。
(2)提高围护结构的保温隔热性能。围护结构包括墙体、门窗、屋面等,其传热损失的热量占建筑物总传热耗热量的80%,因此减少建筑围护结构的能耗能有效节约能源。1)墙体节能设计:单一材料的墙体,现已不能满足保温隔热的要求,已逐渐被新型的复合墙体所替代。这种复合墙体通过在墙体主体结构基础上增加一层或几层复合的绝热保温材料来改善墙体的热工性能,以达到节能的目的。根据保温材料与主体结构位置的不同,墙体的保温一般分为外墙内保温、外墙外保温和外墙夹芯保温。对于复合墙体保温,应大力推广外墙外保温技术,加强此方面技术的研发。外保温技术是将岩棉、矿棉、玻璃棉、膨胀珍珠岩、聚苯乙稀、加气混凝土、模塑聚苯乙烯泡沫板、挤塑聚苯乙烯泡沫板、硬泡聚氨酯等节能材料复合在承重墙外侧,以达到保温隔热目的。外保温节能墙体目前常用的主要有三种[2]:①EPS(聚苯)板薄抹灰外墙外保温系统。用胶粘剂(聚合物砂浆)把EPS板固定在基层上,薄抹面层中满铺玻纤网。②EPS(聚苯)板现浇混凝土外墙外保温系统。在结构施工时把EPS板放在外模板内侧,保温板与墙体混凝土接触的一面预先加工出凹槽,便与墙体更好的结合。脱模后防护层聚合物砂浆、玻纤网格布的施工工艺与后贴EPS板体系大致相同。③胶粉EPS颗粒保温浆料玻纤网格布抗裂砂浆系统。以EPS颗粒保温浆料作保温层,采用机械喷涂或手抹成型,在面层上再做抗裂砂浆保护层,以玻纤网格布增强。特点是施工简便,适合体型复杂或曲面的建筑物。保温层在建筑物围护结构外侧,可缓冲因温度变化导致结构变形产生的应力,避免雨、雪、冻、融、干湿循环造成的结构破坏,有利于保护主体结构,延长建筑物寿命。外保温还可消除内外墙交界处,构造柱、框架梁、门窗洞等部位“热桥”造成的热损失,防止“热桥”部位结露,使墙体潮湿情况得到改善。2)门窗节能设计:就我国目前典型的围护部件而言,门窗的能耗约为墙体的4倍、屋面的5倍、地面的20多倍,约占建筑围护部件总能耗的40%-50%。由此可知,增强门窗的保温隔热性能,是改善室内热环境质量和提高建筑节能水平的重要环节。减少渗透量、减少传热量可提高门窗的保温性能,而减少太阳辐射则提高门窗的隔热性。采用双重玻璃门、自动玻璃门等能减少出入口的能量流失;合理选用窗户所用型材,提高型材的规格、尺寸的准确度和组装的精确度,采用密封条、密封胶或其他密封材料、挡风设施等,提高外窗的气密水平,减少渗透能耗。采用节能玻璃(如热反射玻璃、中空玻璃)、新型节能门窗 (如聚氯乙烯塑料门窗,单框双玻彩板和铝合金门窗、塑性窗框、隔热铝型框等)增大窗户的整体传热系数以减少传热量。利用热反射镀膜中空玻璃、低辐射镀膜玻璃和设置遮阳设施(外遮阳、内遮阳等)及高遮蔽系数的镶嵌材料(如Low-E玻璃)等措施来减少太阳辐射。3)屋面节能设计:屋顶冬季失热,夏季受热,其保温隔热性能直接影响着人们的舒适度和建筑的能耗情况。致力于屋顶保温隔热性能的改进,是建筑节能的关键点。屋面的保温隔热材料不宜选用密度大、导热系数高、吸水率较大的材料。寒冷地区住宅屋顶的保温材料宜选用聚苯乙烯泡沫塑料板、挤塑性聚苯板、水泥聚苯板、岩棉等轻质高效保温隔热材料。将憎水性保温材料设于防水层上的倒置式屋面,可有效防止防水层容易老化的问题。在保温隔热层上做架空层的平坡结合屋面,能通过空气流通散热。屋顶蓄水型屋面,可利用水体夏季隔热降温,冬季吸热保温。屋顶种植花卉、灌木的生态屋面,既可阻挡热源,又可美化环境。坡屋顶屋面,便于设置保温层,可顺坡顶内铺钉玻璃棉毡或岩棉毡,也可在顶棚上铺设绝缘材料或直接铺玻璃棉、膨胀珍珠岩等松散材料。
(3)加大自然资源的利用。在建筑物上利用各种可再生的大自然能源,如太阳能、地热能、风能、生物能等,可大大减少建筑能耗。太阳能的利用,如太阳能热水器、太阳能光电屋顶、太阳能光电墙等。自然风的运用也是建筑节能中的重要内容之一,如采用可开启的采光玻璃顶,根据需要利用中庭的“烟囱效应”组织室内通风[3]。
2.2 制度措施
(1)政府和开发商做好节能工作的长期宣传工作,引导消费者理性消费,提高节能住宅的消费需求。(2)政府积极制定政策规范节能市场,同时加大对建筑节能实施过程中的控制,做好建筑节能工程质量监督管理工作,完善节能住宅评估体系。(3)建立并完善激励机制,提高人们节能的积极性,吸引社会资金投入建筑节能服务市场。对开发商实施激励,弥补开发商的效益损失,提高节能建筑的供给量,同时辅以法规、标准等行政手段,确保开发商开发节能建筑的质量。对建筑节能有突出贡献人员的给予奖励,提高科技研发人员、低能耗建筑和既有建筑节能改造的实践者,以及建筑节能相关环节推广人员等主体的主动节能积极性。对政府办公建筑,将建筑节能服务纳入政府采购,政府年度财政预算,保证节能服务公司按时回收投资;对实行节能改造的公共建筑、居住建筑业主给予一定的补贴;对从事建筑节能服务企业实行贷款、税收优惠政策;通过一定范围的政策调整,消除税收、财政、金融制度方面的障碍,为顺利开展节能服务提供有利环境。
3 结语
建筑节能可缓解能源日益紧张的现状,对于建设节约型社会、发展可持续经济,保护环境都重要意义,需要全社会重视。只有在不断提高建筑节能技术的同时加强节能政策、节能制度的建设,才能改变建筑能耗大的现状,达到节能目标,实现经济、社会的可持续发展。
参考文献
[1] 李珠,张泽平,刘元珍,穆启华.建筑节能的一项新技术[J].工程力学,2006,23(增刊II).
[2] 刘颖,肖宏.节能减排——绿色建筑从节能墙体谈起[J].环境保护,2007,12.
[3] 叶雁冰.我国既有公共建筑的节能改造研究[J].工业建筑,2006,1.
[4] 王洪波,刘长滨,王煜.我国节能建筑市场供求分析及激励政策对象选择[J].建筑经济,2007,12.
[5] 占松林,韩青苗,刘长滨.关于建立建筑节能奖励制度的思考[J].建筑经济,2008,1.
[6] 茅艳,刘加平.寒冷地区住宅窗户节能技术[J].工业建筑,2006,1.
[7] 孙鹏程,刘应宗,梁俊强,尹波.建筑节能领域的政府失灵及其对策[J].建筑科学,2007,12.
[8] 简文清,孙凤明,陈华.浅谈建筑外墙外保温技术在既有公共建筑改造中的应用[J].煤炭工程,2007,11.