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篇(1)

關鍵詞：節能評估對比評定法參照建筑動態模擬

1前言

居住建筑采用節能措施是改善室內熱舒適環境和降低建筑能源消耗的重要手段，近年來隨著我國住宅產業的蓬勃發展，大量的新型住宅節能技術得到了廣泛的推廣及應用，一系列與節能相關的標準和規范也相繼出臺，對居住建筑提出了節能要求及節能措施。而評價住宅是否達到了節能標準就必然涉及到具體的節能評估方法，正確的節能評估方法有利于合理適用的節能技術及措施的推廣，是促進住宅節能事業發展的關鍵。

按照《夏熱冬冷地區居住建筑節能設計標準》（以下簡稱《標準》）的規定，評估節能建筑應首先校和該建筑各個朝向的窗墻比和外窗以及圍護結構熱工性能等各項參數是否都滿足《標準》的要求，即優先采用“規定性指標”來評價居住建筑的節能效果。然而，住宅產業的商業化進程促使住宅建筑的設計日趨多樣化和個性化，越來越多的住宅建筑不能完全滿足《標準》中“規定性指標”的要求，例如南向外墻采用大面積玻璃窗導致南向窗墻比超標，建筑體形復雜多變導致體形系數過大，此時需采用《標準》中的“性能性指標”，即動態模擬分析方法，計算建筑物全年的采暖空調能耗，對節能效果進行評價。

采用動態方法計算住宅建筑能耗，一般又包括兩種節能評價方法：“節能綜合指標限值法”和“對比評定法”。下面對這兩種方法分別加以闡述并進行對比分析。

2節能綜合指標限值法

采用“節能綜合指標限值法”評價建筑物的節能效果是指在《標準》規定的計算條件下，計算建筑物的節能綜合指標，即采暖年耗電量和空調年耗電量之和，并與該建筑所在城市的節能綜合指標限值相比較，如果計算值不高于標準規定的限值，就認為該建筑達到了節能要求，如果計算值高于標準規定的限值，則認為該建筑未達到節能要求，此時需調整該建筑物的熱工性能，直到計算結果滿足限值要求。

夏熱冬冷地區范圍內的不同城市由于氣象條件的差異，節能綜合指標限值也有所不同，其具體數值是在標準計算工況下，通過對兩棟典型六層建筑的全年采暖空調耗電量進行模擬計算來確定的。這兩棟建筑的建筑面積各2200m2左右，體形系數0.31和0.35，南北朝向，每層兩個單元四戶，每戶建筑面積稍小于100m2，分為2~3個臥室，1個起居室，1個廚房，1~2個衛生間。臥室和起居室控制溫度和換氣次數，衛生間和廚房不控溫。東西山墻不開窗，南北墻上的窗戶都有水平遮陽。外墻的傳熱系數為1.54W/（m2·K），屋頂的傳熱系數為0.93W/（m2·K），窗戶的傳熱系數為3.1W/（m2·K）。將這兩棟典型建筑放到夏熱冬冷地區的合肥、南京、上海、杭州、武漢、長沙、南昌、成都、重慶9個大城市的逐時氣象條件下計算，把計算出來的一些結果按采暖度日數HDD18和空調度日數CDD26回歸，得到與HDD18（CDD26）相對應的建筑耗熱量（耗冷量）指標和采暖（空調）年耗電量關系。根據回歸得到的關系式計算并繪制出對應不同采暖度日數HDD18和空調度日數CDD26下的建筑物節能綜合指標限值的數據表格，然后根據具體建筑所在城市對應的采暖和空調度日數，采用線性內插法確定該市的全年采暖及空調耗電量限值，例如通過這種方法可以確定上海地區住宅建筑的節能綜合指標限值為55.1kW·h/m2。由此可見，限值法中的“限值”實質上是典型多層標準建筑的全年采暖空調耗電量值。

3對比評定法

采用“對比評定法”評價建筑物的節能效果是指將評估建筑物的采暖空調能耗和相應的參照建筑物的采暖空調能耗作對比，根據對比的結果來判定所設計的建筑物是否符合節能要求。其中參照建筑是對比評定法中一個非常重要的概念，參照建筑是一個假想建筑，它與評估對象在大小、形狀等方面完全一致，其圍護結構的熱工性能滿足《標準》中規定性指標的要求，因此參照建筑是符合節能要求的建筑。將評估建筑與參照建筑進行能耗的計算對比，如果評估建筑的能耗不高于參照建筑的能耗，則認為它滿足節能標準的要求；如果評估建筑的能耗高于參照建筑的能耗，則認為該建筑達不到節能要求，必須調整該建筑的熱工性能，然后再進行對比計算，直到不高于參照建筑的能耗。

采用對比評定法評價住宅建筑的節能效果關鍵在于參照建筑熱工參數的正確選取。參照建筑應按以下規定來確定：（1）參照建筑的建筑外形、朝向、建筑面積、外墻表面面積、屋面面積均應與評估建筑相同；（2）參照建筑各朝向的開窗面積應與評估建筑相同，但當評估建筑某朝向外窗面積超過《標準》規定，參照建筑該朝向的外窗面積應減小到使該朝向窗墻比達到規定的上限值；（3）參照建筑圍護結構的各項熱工性能指標均取《標準》規定的相應限值。

“對比評定法”是一種靈活、切實的方法，已被《夏熱冬暖地區居住建筑節能設計標準》、上海市《公共建筑節能設計標準》以及國外許多建筑節能標準所廣泛采用。

4兩種方法的對比分析

通過以上介紹，可以發現“節能綜合指標限值法”和“對比評定法”的主要區別在于選取的建筑能耗比較基準上有所不同，前者以固定數值作為比較基準，后者則以參照建筑的模擬計算數值作為比較基準。限值法操作方便，采用固定數值來評估所有類型建筑的節能效果。然而相關的理論研究和大量的工程實踐表明，不同類型的建筑要達到相同的能耗指標所采用的節能措施有很大差別。一般而言，高層建筑比較容易滿足節能要求，而低層建筑則較難達標，即使對同類型建筑，由于體型系數等參數不同，建筑能耗也相差很大。另外，計算建筑面積和空調面積稍有誤差也會導致最終評估結論大相徑庭。而“對比評定法”比較靈活，參照建筑的能耗是變化的數值，即不同的建筑采用不同的對比基準，因而更加切合實際。下面選取了位于上海地區的三棟住宅建筑，通過動態模擬計算，并采用兩種評估方法進行節能評估和節能分析，具體模擬計算均采用清華大學建筑技術科學系研發的DeST住宅建筑節能評估軟件，計算條件與《標準》的規定一致。

實例1東方金門花園（見圖1）

該建筑有25層，建筑類型為高層住宅，采用ZL膠粉聚苯顆粒保溫漿料作內保溫。圍護結構熱工參數為：1－5層外墻平均傳熱系數Km＝1.48W/（m2·K），6－25層外墻平均傳熱系數Km＝1.50W/（m2·K），屋面平均傳熱系數Km＝1.00W/（m2·K），外窗傳熱系數K＝3.70W/（m2·K），計權窗墻比0.25。計算結果和評價結論見表1：

圖1東方金門花園建筑模型圖

表1東方金門花園能耗計算結果評價方法

節能綜合指標限值法

對比評定法

標準限值

實際建筑

參照建筑

實際建筑

年采暖空調耗電量(kWh/m2)

55.1

42.8

42.9

42.8

節能效果評價

節能效果顯著

達到節能要求

實例2漓江山水花園（見圖2）

圖2漓江山水花園建筑模型圖

該建筑屬于低層獨立建筑，采用擠塑聚苯板作外保溫。圍護結構熱工參數為：外墻平均傳熱系數Km＝0.84W/（m2·K），屋面平均傳熱系數Km＝0.51W/（m2·K），外窗傳熱系數K＝2.70W/（m2·K），計權窗墻比0.19。在統計建筑面積時，未考慮地下室和車庫的面積。計算結果和評價結論見表2：

表2漓江山水花園能耗計算結果評價方法

節能綜合指標限值法

對比評定法

標準限值

實際建筑

參照建筑

實際建筑

年采暖空調耗電量(kWh/m2)

55.1

57.9

68.1

57.9

節能效果評價

未達到節能要求

節能效果顯著

實例3東方城市花園（見圖3）

圖3東方城市花園建筑模型圖

該建筑為典型的六層多層住宅，采用膨脹聚苯板作外墻外保溫，擠塑聚苯板作屋面保溫。圍護結構熱工參數為：外墻平均傳熱系數Km＝0.86W/（m2·K）左右，屋面平均傳熱系數Km＝0.67W/（m2·K），外窗傳熱系數K＝3.0W/（m2·K），計權窗墻比0.25。計算結果和評價結論見表3：

表3東方城市花園能耗計算結果評價方法

節能綜合指標限值法

對比評定法

標準限值

實際建筑

參照建筑

實際建筑

年采暖空調耗電量(kWh/m2)

55.1

48.1

53.2

48.1

節能效果評價

達到節能要求

達到節能要求

以上三個實例的模擬計算結果表明，對不同類型的住宅建筑采用兩種方法得出的節能評估結論不盡相同：對高層住宅（東方金門花園），“綜合指標限值法”評價較高，“對比評定法”則基本達標；對獨立別墅（漓江山水花園），“綜合指標限值法”評價是不節能，“對比評定法”則是節能效果明顯；對多層住宅（東方城市花園），兩種方法的評價都是達到節能要求。如果從建筑物圍護結構熱工性能方面來評估以上三個建筑，它們基本都能滿足標準的節能要求，這與“對比評定法”的評估結論是一致的。另外按照對比評定法的定義，參照建筑符合節能標準，但若采用“限值法”來評估與低層建筑相對應的參照建筑（漓江山水花園）時，卻得出不符合節能標準的結論，這顯然是自相矛盾的。究其原因，還是由于“限值法”中的限值對應多層標準住宅建筑的能耗，不適用于其他的建筑類型，所以評估多層住宅時兩種方法的結論一致，而評估高層建筑和低層建筑時卻不相同。城市高層住宅建筑的全年采暖空調能耗總量巨大，遠大于其他建筑類型的能耗，應加強節能方面的要求，而采用限值法評估，高層建筑很容易達到節能標準要求，甚至出現對其不采用節能措施也能達標的情況，這顯然違背了節能評估的最終目的。

5結論

使用動態模擬軟件DeST對不同類型住宅建筑進行能耗計算，并采用兩種節能評估方法進行節能評估，通過結果的對比分析，可以得出以下結論：

（1）現行節能標準規定采用的“節能綜合指標限值法”僅適用于多層住宅的節能評估，不宜應用于其他類型，尤其是高層住宅的節能評估。

（2）“對比評定法”是一種靈活、切實的節能評估方法，適用于不同建筑類型的節能評估，因而比采用限值法更為科學合理，更有利于建筑節能事業發展，值得借鑒推廣。

參考文獻

1中華人民共和國行業標準——夏熱冬冷地區居住建筑節能設計標準.JGJ134-2001.北京:中國建筑工業出版社，2001

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關鍵詞： 建筑節能；保溫材料；發展趨勢

中圖分類號：TE08文獻標識碼： A

一、目前現狀

我國是能耗大國，建筑能耗又占全國總能耗的很大一部分，單位建筑能耗比同氣候條件下發達國家高出二十余倍，建筑能源在高消耗的過程中很容易對環境產生諸多不良影響。建設資源節約型社會，是我國重大戰略決策，建筑節能在我國經濟發展中占有重要地位，直接關系到社會經濟的可持續發展。提高建筑的保溫隔熱性能是降低建筑能耗的關鍵，建筑保溫材料是實現建筑節能的最基本的條件。在國外發達國家已經廣泛使用的背景下，全國范圍內新型建筑保溫材料的用量日益增多，推廣使用的政策力度加大。隨著建筑節能要求的進一步提高，各種新型墻體材料的研究和應用是建筑建材工業可持續發展的又一個新趨勢。

二、影響建筑節能效果的因素

加強建筑節能措施,首先要了解決定節能效果的因素,影響建筑節能的因素有很多,筆者認為主要有墻體節能、屋面節能、門窗節能等幾個主要方面。這幾個方面目前存在的主要問題為:

2.1 墻體

就墻體節能而言,傳統的用重質單一材料增加墻體厚度來達到保溫的作法已不能適應節能和環保的要求,而復合墻體越來越成為墻體的主流。墻體保溫分為墻體內保溫和墻體外保溫兩種。墻體內保溫節能因效果不理想已不再提倡采用,墻體外保溫應用比較廣泛。目前,墻體外保溫多采取無機保溫砂漿拌合波化微珠或聚苯顆粒保溫砂漿，兩者的阻燃性能，試塊抗壓強度，傳熱系數各有優劣，大多數城市因為消防要求，采用無機保溫砂漿這種阻燃性能A級材料，但由于材料本身的材質，和施工過程中的技術水平參差不起，使得外保溫存在抗裂技術水平不足,容易出現保溫層與保護層裂開的現象,不能起到保溫的作用;在溫差變化較大地區,外墻保溫材料的保溫層及保護層容易損壞,耐久性差;傳統的保溫節能墻體不能滿足新的節能標準的要求,需要新的節能墻體體系。

2.2 屋面

建筑工程的屋面形式主要有坡屋面和平屋面兩種。坡屋面多應用于低層建筑,平屋面多應用于高層建筑。目前,屋面工程節能方式和選取材料種類較多。坡屋面應用較多的是瓦片和鋼筋砼形式。平屋面應用較多的是保溫材料隔層，大多采用聚苯板，泡沫玻璃等，架空隔層以及使用很少的蓄水形式。這些保溫隔熱節能措施都存在一定程度的阻熱小、傳熱快、外觀質量差等不足,因此,研究新的屋面節能形式是當前至關重要的。

2.3 門窗

門窗是建筑圍護結構的重要組成部分,也是房屋室內與室外能量阻隔最薄弱的環節。然而,回顧近年來推廣應用節能門窗的歷程,發現了不容忽視的問題。

目前,塑料節能門窗,技術上已經發展成熟,從性能上看,是一個理想產品。而鋁塑復合節能門窗近幾年開發出來的新產品,生產廠家和使用工程越來越多。就整體鋁塑復合門窗產品而言,它剛度好,外觀美,制作快,保溫性能能夠達到標準要求,是個前景較為廣闊的產品。當然也存在著急待解決的問題:一是鋁塑復合節能門窗型材標準問題。經常會出現鋁塑型材復合強度低、脫節等現象,影響在門窗上的使用。二是由于鋁塑復合型材先天設置不足,無法在成窗上設置排水、導流及氣壓平衡孔,使鋁塑復合節能窗的導水、排水性能大為降低。三是目前的鋁塑復合節能窗缺少與之配套的標準五金配件,現有的鋁塑節能門窗同閉器,執手,鉸鏈等五金件均是各企業自己加工制造,屬非標準件,不具互換性。

三、提高建筑節能效果的措施

3.1 墻體節能改進措施

根據建筑節能新標準,墻體材料發展要適應節材、節能、環保和墻體隔熱的要求。為提高墻體節能體系的抗裂抵制能力和耐久性,應研制新的墻體節能材料體系。

3.1.1 復合燒結新型墻體

新型的復合燒結墻體節能體系,可以生產出低能耗、低污染、高性能、高強度、多功能的墻體材料。發展綠色制磚技術,合理利用現有資源,設置生活及建筑垃圾,使“無用”變“有用”,還能更好的保護不再生資源,起到增強墻體節能的作用。大力推廣節能型燒磚窯的研究和開發,提高技術設備水平,降低能耗,淘汰落后的生產工藝,結合不同地區的資源情況,制定符合本地區特點的墻體節能體系的研發和運行。

3.1.2 新型粉煤灰磚

高摻量的高性能粉煤灰制品具有高強度、低收縮、高熱工性能等優良特性,并且減少對大氣的污染,又可以大量的利用粉煤灰,是墻體材料創新和節能的新思路。

3.1.3 新型混凝土砌塊

目前,混凝土砌塊的型式也是多種多樣,適合建筑節能的主要為多排孔的保溫復合砌塊。小型建筑砌塊由于其良好的抗壓強度和保溫性能,近年來也得以迅速發展。目前工程中所采用的混凝土空心砌塊、硅酸鹽砌塊、加氣混凝土砌塊、陶粒砌塊、粉煤灰砌塊等具有一系列優點:自重輕、單塊體積大、砌筑灰縫少、工效高、工人勞動強度減輕、保溫隔熱性能好、能耗低、可以利用廢物、節約土地資源。

3.2 屋面節能改進措施

屋面節能方式雖然多種多樣,可都不同程度的存在著很大的不足,本文重點介紹新型屋面節能形式――綠色屋面節能形式。

所謂綠色屋面節能形式主要是指以土壤和植被為介質,利用建筑屋面種植花草樹木,改善生態環境,營造綠色空間,降低能耗,節約能源,提高人民群眾的居住、生活質量。綠色屋面節能的主要優勢在于:

3.2.1 對于室內溫度,可以起到冬暖夏涼的控制作用,有效的發揮保溫隔熱作用。從而有效控制了能源的消耗,達到節能的目的。

3.2.2 綠色屋頂不僅可以吸收熱量,降低溫度,增加濕度,還能形成一層“空氣過濾網”。據資料統計,一平方米屋頂草地每年可以去除0.2公斤空氣中懸浮顆粒。

3.2.3 綠色屋頂還能起到吸收噪音、隔音的作用。土壤層易阻擋頻率較低的聲音,植物易阻擋頻率較高的聲音。土壤層厚12厘米,綠色屋頂可以降低噪音40分貝,土壤層厚20厘米,可降低46至50分貝。

3.2.4 儲存雨水:在建筑承重量允許的情況下通過土壤層和排水層儲存更多雨水,滿足灌溉需求。這樣,大量降水不會白白從雨水管流走,也可以減少對城市下水道排水系統的壓力。

3.2.5 除了環保和節能等功能,綠色屋頂還具有審美價值,可望成為都市新景色。

3.3 門窗節能改進措施

根據門窗節能方面存在的問題,主要應通過如下幾個方面改進:

3.3.1 新產品在國家和行業標準未頒布前,各相關復合型材的生產企業,可借鑒同類產品標準,并及時進行逐一相應的檢測,推薦指標一定要因地制宜,作到科學、適用,并合理調整復合工藝,確保型材的復合強度。

3.3.2 合理設計鋁塑復合型材的截面構造,要具有起碼三個以上的保溫隔熱腔,一個排水兼導流、氣壓平衡腔。

3.3.3 可參照相應的國際標準進行設計生產,主管部門和監督部門應對其通用性、技術性把關審查,確保各企業生產的配件都具有使用功能和統一互換性。

四、總結

無論是經濟發達國家還是發展中國家，在各國的總能耗中，建筑能耗都占有相當大的比重。據統計，全世界有30%的能源消耗在建筑上。建筑能耗包括建材生產、建筑施工、建筑日常運轉及建筑拆除等項目的能耗，其中比重最大（約占80%左右）的是建筑日常運轉能耗（主要為采暖、空調、照明、電器、熱水等能源）。隨著各國工業化和人民生活水平的提高，民用建筑的發展，尤其是居住建筑的發展，建筑能耗的比重將越來越大。因此，做好建筑節能這一富有深遠意義的課題將在二十一世紀引起世界廣泛關注。

參考文獻：

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[2]. 楊公俠. 建筑、人體、效能. 天津: 天津科學技術出版社, 2000.

[3]. 賈衡. 人與建筑環境 [M]. 北京: 北京工業大學出版社, 2001

[4]. 陳春滋，朱未禺. 保溫絕熱材料與應用技術（第一版)[M]. 北京: 中國建材出版社， 2005.