发布时间:2023-03-25 10:48:40
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近年来节能建筑在市场上开始兴建,其不仅在规划、设计、施工和使用过程中需要执行节能标准,而且对于材料、设备和施工技术也要严格按照节能的标准进行选用,而且在建筑项目实施过程中还要注意对各种自然资源如太阳能、风能和地热等能源的充分利用。长期以来我国建筑节能仅仅体现在住宅建筑的围护结构保温节能上,随着节能的深入进行,近年来对于一些公用建筑也开始了保温节能措施的应用。而且在法律法规和各项规章制度上也对建筑节能工程进行了明确的规定。大量新型的节能的材料、设备和工艺也开始在建筑市场上涌现出来,这对于节能产生了极大推动作用,有效的缓解了当前能源紧缺的局面,对构建节约型的社会具有极其重要的作用,加快了能源可持续发展的实现。
2建筑节能工程施工前的监理工作要点
2.1对监理人员综合素质要求较高监理人员需要具有较高的专业技术水平,对建筑节能工程具有明确的认识,这一方面需要监理单位加强对监理人员关于建筑节能工程的培训,另一方面也需要监理人员更好的在监理工作中履行好自身的职责。通过对节能工程项目全方位的监控,加强对合同、信息的管理,更好的在工作中进行充分的协调,从而实现对项目的质量、进度、成本和安全进行有效控制。这就需要监理人员不仅要具备专业的技术知识,而且还要具有良好的管理能力,熟悉相关合同法的内容,可以说监理人员需要具有各方面的综合知识,具有较强的综合素质,这样才能确保监理队伍整体素质的提升,公正、科学的完成监理工作。
2.2专业监理注意与各项节能法律法规相结合目前在进行现场监理机构调置时,会根据各专业监理工程来对自己的本专业的监理工作进行负责,同时建筑节能监理工作也由本专业的监理工程师来承担。但相对于一般的土建工程来讲,建筑节能工程具有特殊性和新颖性,所以在进行监理前,监理单位需要结合各专业节能工程的特点来对监理人员进行相关节能知识的培训,同时还要对的各项法律法规和规章制度进行必在的关注,将其具体落实到各专业监理工作中。
2.3加强对设计文件的熟悉和节能设计的审查只有经过审查机构批准合格的节能工程施工图才能进行使用,所以在施工前监理人员需要对节能工程施工图审查看是否合格,同时还要对备案情况进行审查。由于在节能工程质量验收时不仅需要达到行业的标准要求,同时还要满足国家现行标准的规定要求。所以监理人员需要在施工前对设计文件进行熟悉,对施工图纸进行会审和技术交底,对于各节能分项工程和验收规范进行细划,对各分项工程施工时的节能质量检验标准进行确定。
2.4审查建筑节能施工技术方案对于施工单位编制的节能施工标准进行审查,并依此来对节能监理的实施细则进行编制,明确各监理工程师的分工,将具体责任落实到每一个监理人员头上,确保监理过程中做到责任分明。
3建筑节能工程施工中的监理工作要点
3.1节能原材料控制常用的墙体节能保温材料有:灰砂砖、粉煤灰砌块、陶粒混凝土砌块、复合轻质隔墙板、加气混凝土等等。对于进入施工现场的材料,监理工程师必须进行质量的检验,如:进场材料应具备齐全的生产许可、性能检测证明、合格证书等等;砌体材料的外观、密度、规格等要符合设计时的要求;材料进场后的储存方式以及对其的防火措施要符合规范要求等等。对于没有取得监理单位的检验验收或是不合格的原材料等,对其监理人员要严格控制,杜绝让施工单位将其适用于本工程中。
3.2施工进度控制首先监理单位要督促施工单位制定符合合同要求的施工总进度计划以及各个分项工程的进度计划,然后监理单位对其严格认真审查,对于不符合合同要求以及工程实际情况的进行计划要提出修改意见。在工程的实施过程中,要求施工单位定期进行进度计划和实际进度的对比,如果出现进度后置现象,监理单位要协助施工单位进行进度调整,如提高某些分项工程的进行,以保证总的施工进度得以实现。
4建筑节能工程竣工时的监理工作要点
在建筑节能工程的整个过程当中,竣工验收关极具重要性,在该阶段需要监理人员要严格按照相关的规范和标准来对工程质量进行验收,及时发现工程存在的质量隐患,并要求施工单位进行整改。对于完成施工的工程,则首先需要由施工单位自检完成后,再申请监理单位进行验收,验收时对于不合格部分要求其进行限期整改,并进行复验,整体工程合格率达到百分之九十以上监理人员才能够进行签字确保验收合格。对于节能工程中某些重要的部分,则需要进行专项质量评估,由总监理工程师和监理单位负责人审核签字认可。在进行节能工程监理工作中,监理人员还要对各项资料进行收集和整理,做好工作总结,并进行归档。以便于日后查找或是为其他工程做参考。
5结束语
关键词:节能住宅设计能源
一、发展节能住宅建筑的意义
在建筑领域,人类从自然界所获得物质原料的50%用来建造各类建筑及附属设施,建筑能耗在人类总能耗中所占比重约为1/4。在经历了数次能源危机以及对矿物能源资源的不可恢复性和温室效应对生存环境负面影响的认识越来越清楚之后,世界各国提出了控制矿物能源用量的增长,提高能源使用效率,开发新能源和可再生能源的目标。作为耗能大户的建筑业节能受到极大的关注。建筑节能是近年来世界建筑发展的一个基本趋势,也是当代建筑科学技术的一个新生长点。随着人们物质生活水平的不断改善,对住宅建筑的环境质量要求也日益提高。我国是一个经济快速增长、人口占世界20%的大国,也是能源相对匮乏的大国,已成为世界上第三大能源生产国和第二大能源消费国。目前我国每年建成房屋面积已超过所有发达国家一年建成建筑面积的总和。建筑在生产和使用过程中要消耗全球资源中能源总量的50%,产生的污染也十分惊人。所以建筑节能和保护环境是摆在人们面前的紧迫课题。
二、节能建筑设计应贯彻的设计原则
各地区的节能建筑,必须适应本地区的气候特征,既不能照搬严寒地区的建筑型式,也不能照搬夏热冬暖及海洋性气候地区的建筑型式,更不能照搬四季如春的温和气候地区的建筑型式,一般说来设计时应遵循以下原则:
(1)建筑物尽量采用南北朝向布置。否则,须加强建筑围护结构的保温隔热性能而需增大建筑成本。
(2)建筑群之间和建筑物室内,夏季要有良好的自然通风,建筑群不应采用周边式布局型式。低层建筑应置于夏季主导风向的迎风面;多层建筑置于中间;高层建筑布置在最后面,否则,高层建筑的底层应局部架空并组织好建筑群间的自然通风。
(3)按相关设计标准的规定,尽量加大建筑物之间的间距,尽量减少建筑群间的硬化地面,推广植草砖地面,提高绿地率,加强由落叶乔木、常绿灌木及地面植被组成的空间立体绿化体系,以便由树冠和地面植被阻档、吸收大部分的太阳直射辐射,减小地面对建筑物的反射辐射。
(4)应控制建筑物的体形系数不超过节能设计标准的规定。即尽量减少外墙的凸凹面和架空楼板,坡屋顶宜设置结构平顶棚或降低坡度,应采用封闭式楼梯间等。当体形系数超过标准的规定时,应加强围护结构的热工性能,计算建筑物的采暖空调能耗并不得超过标准的规定。
(5)不应设置大窗户,窗户大小以满足采光要求为限。门窗玻璃应采用普通透明玻璃或淡色低辐射镀膜玻璃的中空玻璃,居住建筑和办公建筑不应采用可见光透光率低的深色镀膜玻璃或着色玻璃。还要求外门外窗具有良好的气密性、水密性、不小于30分贝的隔声性能和不小于2.5kea的抗风压性能。
(6)屋顶和外墙既要保温又要隔热,其保温隔热性能应符合建筑节能设计标准的规定,还要防止保温层渗水、内部结露和发霉。屋顶和外墙,不能采用单一的轻质材料和空心砌块材料,最适合采用厚实材料加轻质材料的复合构造做法。
(7)屋顶和外墙的外表面,宜采用浅色饰面层,不宜采用黑色、深绿、深红等深色饰面层,否则应加大屋顶和外墙保温隔热层的厚度,计算其夏季的内表面计算温度不超过36.9℃,宜低于35℃。
(8)加强分户墙和楼地面的保温性能,使其符合建筑节能设计标准的规定。居室及办公室楼地面面层的吸热指数还应符合民用建筑热工设计规范的规定。
(9)设有集中采暖、空调的节能建筑,应选用高效、低能耗的设备与系统,不得采用直接电热式采暖设备和装置,应设置分室温度控制装置。除上述9点之外,节能建筑还应具备设计规范所要求的隔声性能等适用性能、安全性能、耐久性能和环境性能。
三、节能设计在我国住宅建筑中的应用措施
(一)屋顶保温隔热的节能设计
在住宅建筑屋顶构造设计中,应使用高效保温材料、架空型保温、倒置保温等进行合理的保温和隔热设计,这样可以很好地保证在冬季低温地区、夏季高温地区给室内提供适宜的生活温度,同时为冬季的暖气用能、夏季的空调降温用能节省出大量能源。我国冬季的采暖大多数地区还在用煤,夏季的降温一般都是用电,合理的屋顶保温和隔热设计可省出大量的能耗。
(二)门、窗系统的节能设计
外门窗是建筑物热交换、热传导最活跃、最敏感的部位,其面积约占建筑外维护结构面积的30%,其能耗约占建筑总能耗的2/3,其中传热损失为1/3,所以门窗是外维护结构节能的重点。在节能措施上,首先在保证日照、采光、通风、观景条件下,要尽量减少外门窗洞口的面积。其次,可采用外廊、阳台、挑檐、遮阳板、热反射窗帘等遮阳措施减少阳光直接辐射屋顶、墙、窗及透过窗户进入室内。再次,加设密闭条是提高门窗气密性的重要手段之一,提高门窗气密性。最后,在经济状况允许的条件下,可考虑使用新型保温节能门窗,能耗低的节能材料制造的新型保温节能门窗可大大提高热工性能。
(三)建筑外墙节能设计
以往以实心粘土砖为墙体材料,保温性能不能满足设计标准,按照新标准在单一材料墙体中,只有加气混凝土能满足要求,所以应发展复合墙体技术。设计中主墙体可采用混凝土空心砌块、空心砖墙体、空心砌块墙体、现浇混凝土墙体,然后加以轻质高效保温层和耐候饰面层。保温层可放在承重层外侧,特别提到的是复合结构中常采用单层或多层封闭空气间层与带反射材料的封闭空气间层,在增大热阻、满足保温的同时还可以减轻围护结构的自重。
四、结语
在建筑节能设计方面,通过以上几方面的优化设计不仅可以解决国家的能源问题,同时也可以促进建筑技术和建筑产业的发展,为合理利用资源、保护生态环境、提高人民生活水平起到一定的作用。
参考文献
[1]王玉玲,朱江雁,.浅谈住宅建筑节能设计[J].新疆化工,2006,(1).
根据现今建筑情况得知,对居住环境有着重要影响的是太阳辐射和空气流通。因此降低太阳辐射和加强房屋通风是建筑规划节能的重要发展趋向。建筑规划设计的考虑要素是房屋的朝向、房屋的间隔和房屋间的组合。满足人们居住要求,在房屋建设中第一考虑的因素是朝向,朝向要和本地夏天季节的风向相同,房屋区的入口风和出风口要与主导风相结合,这能够加强房屋的通风,也能提高人们居住的满意度。而房屋排列要北高南低、南小北大的原则,这能够让人们接受,在夏天的时候所吸收的太阳辐射少,就可降低空调的使用次数,在冬天的时候,受到的太阳辐射多,能够降低取暖机的使用次数,又可以降低能源资源的消耗量。第二考虑的因素是房屋与房屋之间的间隔,在满足日照的间距条件下房屋间隔可合理地加大,这可以加强房屋区的通风效果,亦能加快房屋和空气热气交替速度,快速将房屋温度降低,有利于降低能源资源的消耗量。第三考虑因素是房屋的组合以及经济因素,在满足日照、防火的条件之下,合理应用建筑物的自我遮挡和建筑之间的相互遮挡,这可让房屋减少吸收太阳辐射量。
2.节能与维护结构设计
无论是夏天隔绝热气还是冬天采暖,在建筑维护设计中门、窗、墙、屋面等结构都具有传热和空气渗透的性能,因此需要留意以下三点:
2.1建筑墙体的节能
墙体是建筑维护的主要组成部分,其采用的材料需要具有保温性能,能够降低建筑热量的消耗。目前所有的建筑外墙的厚度都取决于本地环境因素,均符合本地节约能源的需求。然而由于建筑技术水平逐渐提高,很多建筑企业都主张采用加气混凝土砌块,虽然这种材料的导热性能较低,但是能够降低一定的墙体传热性能。
2.2屋面节能的设计
由于建筑技术水平提升,建筑工程广泛采用高效保温材料,用膨胀珍珠岩取代常用的沥青珍珠岩或水泥珍珠岩,可弥补传统技术的不足。总而言之,对于屋面节能要注意以下2点:
(1)屋面的保温层要选用吸水率低的保温材料,可防止保温层吸水过多,而使得保温性能失效。使用吸水率低的保温材料,需要在屋面上设置排气孔来将保温层中难以排出的水分排净。
(2)屋面的保温层需要选用密度小、导热系数低的保温材料,这种保温芯板实施简易,价格便宜,能够降低环境的污染。保温芯板是柔性制品,无论是平面屋面还是曲面屋面,都适用的,在建筑工程的保温性能更为显著。
2.3门窗节能设计
外门窗是房屋能源资源消耗量最大的部分,其消耗量占房屋总能源资源消耗量的百分之四十,因此在确保日照、通风和景观的条件下要减少房屋外门窗的面积,提高房屋外门窗的气密性,加强保温性能,降低空气渗透性能,这可使得外门窗的传热性能降低。对外门窗设计的时候要注意以下3点:
(1)设定窗墙的比例窗墙比例指的是房屋窗户面积和房屋整体面积的比例。对于房屋朝向不相同,窗墙比例亦不会相同,朝向南方的其比例不得超过百分之三十五,朝向东西方的其比例不得超过百分之三十,朝向北方的其比例不得超过百分之二十。
(2)合理选择窗体材料在北方的窗体材料主要是塑钢和铝合金,但是木、塑料和铝合金的成本太高了,在当代的建筑广泛采用塑钢,因为其成本较为合理。能够提高窗户的节约能源的效果可采用合型的剥离。
(3)房屋外门与阳台门的设计在东北,具有保温和防盗性能的是外门和阳台门,房屋外门和阳台门都有一面夹板门,其夹板门中间放进玻璃棉或者矿棉等可视为保温层,其节约能源的性能十分好。
3.周围环境的设计与建筑节能
3.1绿化设计师基础
低碳、环保是大家一直所关注的课题,而绿化是直接有效的措施。绿化能够有效降低环境气温,特别是在夏天,不仅可以提供遮阴纳凉的地方,还可以防止阳光照射地面、建筑物墙面的照射。通过多次试验,夏天树林或者草皮的温度要明显低于普通地面温度2-3度。在12点到15点的升温时间段,周围绿化比较好的社区房间内温度明显要低于绿化较差的。不同的建筑绿化区格局布置的方式对节能的情况也有所差异,特别是顶部和墙体绿化对室内温度有很直接的效果。在树木种类的选择上来,高大的乔木会降温效果较为显著,与灌木组成有足够量的绿化带,提高居住的生态环境。
3.2建筑外部的遮阳设计
建筑外绿化,能避免阳光直接照射到室内,能够防止部分阳光辐射到建筑外墙,对室内降温有很大帮助,从而实现节能的目标。在实际操作中,要科学地设计外遮阳方式。设计与建筑物的朝向有着相当直接的关系。以窗户为例,花格还是比较好的遮阳方式,同时还有窗帘、挡板等多种方式,对于建筑物的外墙和屋面的降温,同样可以采用栅格、瓷面反射、绿化这些相对有效的措施,除此之外,遮阳板的布置要合理,以免影响室内空气流通。
3.3合理运用再生资源
从目前发展的情况来看,全球不可再生资源非常紧缺,因此,必须要对环境保护引起重视,发展和提高可再生能源的应用技术。风力、水力、太阳能都是值得发展的,只要运用得当,会有非常好的节能效果。建筑内装置“太阳能烟囱”,可实现在无风环境下的自然通风。更多的还有太阳能热水供应系统、供电系统等,都是可以高效节约能源减少污染的好办法。
4.应用建筑节能在建筑设计中的意义
在社会经济发展和城市建设发展前提下,中国当今的建筑都是高能源消耗的建筑,这不但浪费已短缺的能源资源,而且会破环和污染当今环境。以当代建筑为例,当代建筑能源消耗包括照明、空调、采暖、热水和家电等,当代建筑施工的主要根据是建筑设计,施工质量和建筑能源消耗量取决于建筑设计水平高低。为了能够满足社会发展的需求,就得应用建筑节能,在提升建筑设计的水平的同时也要确保降低建筑能源消耗量,这不仅能够降低环境污染问题发生和降低能源资源消耗量,而且能够促进当代建筑行业的发展,提升建筑行业的市场竞争力,有利于建筑企业的转型和升级,更有利于建筑行业的发展。
5.国外居住建筑节能技术应用概况
5.1美国居住建筑节能概况研究
美国推动建筑节能技术发展主要有以下2个方面:
(1)加强建筑物的热工艺性,也就是说加强建筑物围护结构的保温隔热性能,为了降低采暖和空调的能量消耗,要合理使用自然元素-太阳能等;
(2)对建筑物的能量消耗系统进行改善,并且提高能源资源的利用率。为了能够持续发展建筑节能技术,美国政府为建筑节能制订了标准,并且设立建筑节能协会,由此可见美国对建筑节能技术是十分注重的。
5.2英国居住建筑节能概况研究
从英国并不缺自然资源,为了使经济能更加长期稳定的发展,英国也很重视这方面技术的开发,英国人在设计新房子时,内部全部都是采用双层玻璃以及保温墙体,供暖也是采用双管路,每一组暖气片均安装调节阀,以使热量可以自由调节,以免浪费。该国现在比较大力度地推广被动式太阳房技术,这种技术可以很好地利用太阳能来实现节能目的。
5.3澳大利亚居住建筑节能概况的研究
澳大利亚虽然具有特殊的地理环境,当地的气候全年都很温和,但是当地的居民仍然非常注重建筑的节能。他们极为提倡在设计楼宇时尽可能地利用自然的通风采光,采用调光板等方式来增强室内的自然光线,提高居室的舒适性。而且当地比较明显的特点是,在澳大利亚的大街上行走,古朴的特色突显出了这些建筑物的耐用性较强!所以,该地区的建筑物都比较稀,而且宽敞,这也是节能的一种表现。由于新建筑增加的速率比较低,相关的材料自然就被节约下来,同时这些老也继承了一定的文化价值,利用好这些旧建筑当然要比开发新的建筑,要更节约能源。
6.结语
1保障建筑节能施工管理的整体性
要实现建筑节能施工管理工作的优化,就要在整个工程项目的寿命周期之内,尽量地减少管理工作的委托现象。而减少管理委托,就避免了管理工作的割裂,保障了建筑节能施工管理工作的整体性,使得整个工程项目能够在计划内发展,减少违约情况的发生,避免了能源的浪费。坚持这一原则,就能够保障建筑施工的节能管理,使工程项目到达较高的质量。
2保障建筑节能施工管理的信息交流
在现如今的建筑施工单位中,施工管理过程中,往往存在着管理工作的分离,在一个建筑项目施工的整个周期之内,在项目的不同部分之间,会有不同的管理人员进行着分工管理。这就需要每一位管理人员之间的进行不断地交流。然而,由于管理人员较多,负责的工作也很繁杂,难免会出现信息交流的问题。因此,应当适当地调整建筑节能施工管理的模式,减少管理工作的分离,加强建筑施工的不同时期、不同部分管理之间的交流,保障信息的真实性、及时性,为建设更高质量的建筑奠定基础。
3保障建筑节能施工管理工作经济效益最大化
建筑施工中的节能管理,其最终目的就是为建筑施工单位节约更多的能源,降低施工的成本,一方面,利用更少的资源建设出质量更高的建筑,另一方面,为我国建设节约型社会做出贡献。因此,在建筑节能施工管理中,应当将增大建筑施工单位的经济效益为管理目标。这也就要求建筑节能施工管理工作应当将从项目的整体出发,充分考虑施工的整个周期、建筑的每个部分,从而寻找出一种能够为建筑施工节约最多能源的一种管理方案,实现建筑施工最终的节能目标。
二优化建筑节能施工管理工作的措施
1实现施工管理集权与分权的统一
在建筑节能施工管理工作中,既需要管理权利的集中,有需要将管理权利进行分离。集中权利,是要能够使管理者具有足够的权限,在对建筑施工的整个过程进行整体性地把握,并对管理工作进行指挥和引导;而将权利进行分离,则是为了避免管理者过于使用权利,而不接受他人的意见和建议。权利过于集中,管理者就有可能会忽略更好的管理方式,其决策也许并非是最优方案,这就会使得建筑节能施工管理达不到最佳效果。从整体来看,实现建筑节能施工管理的集权与分权的统一,能够达到更好的管理效果。
2完善施工管理分工协调合作
建筑施工过程中,节能管理不仅仅是在对项目工程的质量进行监督和管理,更是对于全体工作人员的监督。从根本上来说,要对建筑节能施工管理工作进行优化,首先就要做好对于全体人员的管理。管理好领导者与基层员工的关系,加强各个部门之间的配合,赋予不同的人员、部门应有的权利和应当负担的责任,就能够避免因为权利、责任不明确和利益的冲突而导致相互之间的矛盾。才能够进一步相互配合,做好整个项目施工的节能管理,共同为施工单位争取更大的效益。
3实现施工管理跨度与管理层次的统一
管理的跨度指的就是管理工作所能够涉及到的管理范围,而管理层次则指的是管理的深度。增大管理跨度,能够有效地加强管理人员之间、管理部门与施工单位其他部门之间的沟通,保障信息的交流,为节约施工能源提供信息保障,然而,其弊端则是淡化了管理层次。而深化管理层次,则能够加强上级领导对下层员工的管理,直接深入的管理有利于管理方案的实施,而其弊端则是缩小了管理的跨度。管理跨度与管理层次各有利弊,最好的方法就是权衡两者,实现两者的统一。
4保障管理中的责任、权利与利益的对等关系
1.1满足建筑物的基本功能
要先遵循满足建筑物基本功能的节能原则,即需要满足建筑的基本照明亮度、空调温度和建筑内部楼道畅通无阻等日常基本用电需求。另外,还要满足现代化特殊工艺的要求,例如,在一些大型娱乐场所中,需要设计一些独特的照明系统,以提高亮化程度,满足工艺照明的需求,同时还能起到亮化、美化的作用。
1.2充分考虑经济效益
电力节能活动需要根据当前我国的国情科学开展。要充分考虑经济效益,避免盲目性,不能因为过度节能而浪费不必要的资金,增加运行成本。
1.3减少不必要的能源耗费
对一些高层建筑而言,由于楼层较高,内部人口较多,所以,需要消耗大量的能源来维持其正常运行。但是,在这个过程中,往往会出现一些不必要的能源浪费隋况。为了有针对性地解决这个问题,可以有效调查高层建筑中的日常能源使用情况,详细掌握每个环节对能源的使用程度,进而采用先进的节能技术减少无谓的能量消耗,在不影响建筑物内正常使用电能的前提下,减少用电设备,降低不必要的能耗。
2建筑节能在建筑电气设计中的应用
2.1配电系统中的节能技术设计
在设计配电系统时,相关设计人员和施工人员需要结合配电系统的实际容量、配点距离和电气设备的功能、特点等内容合理设计,尽可能地缩短变配电所与负荷中心之间的距离。这样做,不但能够大大节省输电材料,还能够有效降低输电过程中消耗的电能,从而发挥出节能的作用。同时,设计人员还要合理选择电源变压器的数量和容量,改变变压器的结构设计,进而起到一定的节能效果。另外,在完全放电的状态下,电容器才能充电。如果电容器中还有电就充电,会增加电能的耗费。因此,在实际工作中,要防止这种问题出现。
2.2照明系统节能设计
根据我国目前照明系统的实际情况来看,设计理念老旧,不能满足当今建筑对于照明设计的需求,例如建设的工程中灯具选择存在很大的问题,相互之间存在一定的差距,使得光照环境混乱,照明启动器还有照明方式的选择并不适用于当前建筑工程,对于电器线路的分布也十分的混乱,没有相对合理的规划,最终导致照明系统不仅耗能量巨大,同时照明效果和综合服务性能也很差,不能很好地满足人们对于照明系统的正常需求,导致人们生活、工作、学习的质量受到严重的影响。绿色照明理念在新时期被提出来,绿色照明对于整个照明系统有着多方面的要求,不仅仅要求在电能的损耗上大幅度降低,同时不能影响人们对于照明系统使用功能的需求,详细的描述就是绿色照明无论在照明强度还是相应的光色上都要符合相应的标准,保证人们的照明环境健康稳定,从而提高大家在照明环境中的工作效率、学习效率等。避免能源浪费现象,同时要注重减少投资消耗。
2.3降低线路和产品的电能浪费
近年来在我国城市建设过程中,高层建筑已成为城市建筑的主要形式,也是未来城市建筑发展的主要趋势。所以做好高层建筑节能施工具有极为重要的意义。高层建筑节能通常情况下可以从外墙、屋面和门窗等几个方面入手,通过提高高层建筑围护结构的热阻值及密闭性来实现建筑物使用能耗的节约。在高层建筑施工过程中,需要针对高层建筑节能设计施工图,并针对其自身的特殊性来制定切实可行的施工方案,对施工质量进行有效控制,确保施工过程中严格按照相关的操作程序进行,同时还要确保施工周期。做好施工人员技术交底工作。施工过程中不仅需要选择质优价低的节能建筑,同时还要做好质保资料查验和试配工作,质检人员需要在施工过程中把好质量关,特别是需要做好隐蔽工程的验收工作,确保整体工程的质量能够得到有保证,节能目标能够实现。
2高层建筑节能施工技术要点
2.1墙体节能施工
2.1.1空心砖墙体
高层建筑在砌筑时都会采用空心砖作为墙体的主要材料,在承重墙砌筑时通常情况下都会利用整砖进行平砌,由于在砌筑过程中空心砖不宜进行砍凿,所以在砌筑过程中当整砖不够是地则需要采用实心砖来进行外砌,对于墙中洞口预埋件或是管道处,则需要用实心砖进行砌筑,同时在砌筑过程中就需要提前留下或是预埋,不能在砌筑完成后再随意进行凿孔或是利用水泥砂浆进行填孔,同时还要对于外墙可能会出现的通缝、不密实及冷热桥等再进采取有效的措施进行避免。
2.1.2空心砌块墙体
在利用空心砌块进行墙体砌筑时,需要根据施工图及具体工程要求、施工条件来对砌块排列图进行绘制,同时还要在施工过程中采取必要的技术措施来有效的避免出现墙体热阻值低、砌体和粉刷易开裂、灰缝及裂缝处易渗漏等各种情况,确保空心砌块墙体的质量。在墙体砌筑过程中,需要确保砌块和砂浆的质量,使灰缝饱满度达到施工质量的要求,砌块要确保其具有较好的整体性和均匀性,通过技术措施来协调好粉刷层、砌块粘结性和变形之间的关系。在施工过程中需要对砌块与梁柱交接处、门窗洞口部位及屋面檐口、女儿墙及荷载集中应用变化大及墙面曲折等一些重点部门要给予特别的关注。
2.1.3墙体保温施工
一是抹灰工艺措施。利用各种轻骨料、水泥、石类、石膏及化学聚合物等胶结料,同时还可以在里面加入少量助剂,按照一定的配比来制作成保温砂浆,用其来进行抹灰。利用保温砂浆进行抹灰施工时,需要在基层质检验收合格后,层面防水层已施工完成,而且在隔墙、门窗框及管线施工过程中不会对保温层带来破坏的情况下才能进行施工,在施工过程中需要确保环境温度不能低于5℃,当在夏季进行施工时,则需要做好保温养护措施。二是喷涂工艺措施。在喷涂施工过程中会利用到聚胺酯泡沫塑料和各种保温涂料,在喷涂过程中需要根据产品要求的不同来对施工环境温度进行控制,在喷涂前需要确保基层具有较好的清洁度,干燥性和平整性能够满足喷涂施工的要求。在喷涂过程中需要确保好喷涂的距离、角度、速度和流量,确保保温涂层的均匀性,而且满足施工质量的具体厚度要求。三是干挂工艺措施。这种工艺措施通常会在外保温中进行应用,其保温效果较好,而且隔热和防水性能非常好。但由于干挂工艺建筑成本较高,所以通常很少在住宅建筑中进行应用,多用于公共高层建筑。在具体施工过程中需要对风力、温度、雨水、大气腐蚀及耐久性等一些不利因素要进行充分的考虑,同时还要在施工重点关注与墙体锚固的可靠性,确保连接节点的质量,做好金属的防腐和防水措施,从而有效的确保整个体系具有较好的稳定性和强度。四是粘贴复合工艺措施。这种工艺主要以夹心保温、外置式保温和内置式保温三种形式为主。利用夹心层保温寺僧其墙体较厚,而内置式保温施工中会占用室内面积,所以目前应用较多的是外置式保温措施。其是利用黏结剂或是锚固件来将保温板与面层固定在基层墙体上,同时面层内设置加强网。
2.2门窗节能施工
2.2.1增强门窗的气密性和保温性
在门窗节能施工中,需要有效的确保门窗的气密性和保温性。在当前高层建筑施工过程中,通常会使用内衬钢材窗框,配合中空玻璃或是低辐射的中空玻璃,这样可能有效的提高热舒适性。
2.2.2使用低辐射新型玻璃
低辐射新型玻璃具较非常低的反射率,其将半导体氧化物薄膜镀在原有玻璃的表面,对于红外光和其他可见光和较高的透光率,有效的降低了光的反射作用。利用这种新型玻璃能够获取大量的太阳光辐射能力,有利于建筑物保温性能的提高,与单层玻璃相比具有非常好的保温效果。
2.3保温屋面施工
2.3.1建筑节能材料的选择
一般情况下,在屋面板和防水层之间设置导热系数小、容重低、吸水系数低的保温材料,如散料加水泥现场浇筑的珍珠岩、浮石、炉渣;板块状有聚苯乙烯、水泥或沥青珍珠岩板、加气混凝土块、水泥蛭石板;现场发泡浇筑的有粉煤灰、水泥和硬质聚氨脂泡沫塑料为主料的泡沫混凝土。
2.3.2屋面保温施工的准备工作
屋面保温施工时的隔热材料,可以采用60mm厚挤塑板聚苯乙烯板。进场前,应检查保温材料是否具有技术性能检测报告、质量合格证等相关资料,导热系数、抗拉强度、软化系数等指标是否符合设计要求。在完成基层施工后,要清扫干净基层表面,使之干燥、平整后,才可以进行保温材料的铺设。
2.3.3屋面保温层的施工
施工现场存放保温材料时,应注意防潮,防止污染和损伤。屋面保温层不能在雨天施工,同时,在雨季应采取遮盖措施。施工过程中,聚苯板块要铺平垫稳,用同类材料的碎屑嵌填实相邻两块板之间缝隙,表面要和相邻两板的高度相同。
2.3.4屋面保温层的质量验收
对于基层、隔气层和屋面热桥等部位,应进行隐蔽工程验收,并有详细的图片的资料和文字说明。用于屋面的保温隔热材料,其压缩强度、阻燃性、干密度或密度等应符合相关标准的规定。屋面保温隔热层的厚度、敷设方式、屋面热桥部位、缝隙填充质量的保温隔热做法,应符合相关要求。板状保温材料的保温层厚度不能大于4mm,误差不能超过±5%。
3结束语
经过三十多年的发展,我国在建筑节能的某些领域取得了一定的成就,但由于起步晚,技术相对落后,依然存在众多问题。
(一)能耗高且能耗强度大
能耗高是指建筑能耗占我国总能源消耗的比重高,能耗强度大是指单位建筑的能源消耗高。静态看,目前我国既有城乡建筑面积约为400亿平方米,其中的节能建筑面积只有3.2亿平方米,不到总量的1%。截至到2013年末,我国95%以上建筑是高耗能建筑,建筑能耗达到10.5~11.28亿吨,占全社会终端能耗总量的近1/3[2]。与普通住宅相比,大型公共建筑由于外表华丽、大量使用中央空调而消耗更多能源并且排放大量温室气体,仅建筑用能所产生的温室气体就占温室气体排放总量的25%[3]。而且,很多地区的建筑片面追求造型标新立异、建筑空间大,完全忽视能源消耗,成为建筑能耗高且能耗强度大的推手。动态看,我国目前处于建设鼎盛时期,如果按照每年新增16至20亿平方米的发展速度估计,到2020年全国高能耗建筑面积将会突破700亿平方米[4]。而且,随着城镇化进程的加快、城镇化水平的提高,建筑规模和建筑能耗总量还将继续高速增长,建筑将成为最主要的用能增长点。
(二)技术落后且浪费严重
相比于发达国家,我国建筑节能起步晚,技术水平相对落后。目前,我国北方城市已普及集中供热采暖设备,但由于技术有限,能源在转化和运输过程中造成大量流失和浪费,而且余热利用也不充分。例如,有些地方供热温度过高,用户开窗散热导致热量浪费;有些建筑已经实施了节能改造,但由于分户计量没有普遍推行,导致热能大量闲置。欧洲许多国家住宅的实际采暖已普遍达到每平方米每年耗能6升柴油,这一数字换算为标准煤,大约相当于8.57公斤。在我国,达到节能50%的建筑,每平方米的采暖耗能至少也要达到12.5公斤标准煤,约为欧洲国家的1.5倍[4]。
(三)建筑能源消耗的主要是不可再生资源
随着人们对建筑舒适度要求的提高,使用的家用电器的品种越来越多,使用时间也越来越长,建筑能耗的提高是一个必然。但是,目前我国能源消费的结构是煤炭占一次能源消费总量的近70%,可再生能源占终端能源消费的比重为13%。因而,建筑能源消耗的主要是煤、石油、天然气等不可再生资源。我国目前在建筑领域中,对可再生能源利用最多最成熟的技术是太阳能热水器。虽然国家2012年末鼓励分布式发电,但目前家庭能够申请成功的多是知悉该领域情况的专家或爱好者,普通居民受技术、资金甚至没有屋顶搁置太阳能板的限制,申请的很少,总体发电量还微乎其微。
二、我国建筑节能存在问题的原因
(一)经济原因
建筑节能既有利于环境保护,也有助于提高个人居住舒适程度。但是,开发节能建筑和节能产品的投资较大,出于经济利益驱使,单纯依靠开发商和消费者的自发行为促进建筑节能的发展是不现实的,必须依靠国家相关政策的支持。我国节能工作尚处于起步阶段,中央政府和地方政府鼓励建筑节能的政策本来就不多,实质性的鼓励政策就更少了。对于既有建筑的节能改造即“穿靴戴帽”,以及对供热系统的节能改造,都需要大量的资金投入。对于高耗能的家用电器,能效为一级的往往价格高出普通产品很多,节能家电补贴给居民带来的实惠赶不上其他厂家的一个优惠活动,用户往往从成本考虑放弃选择能效高的产品。
(二)管理原因
《中华人民共和国节约能源法》和《中华人民共和国建筑法》是目前我国关于建筑节能领域的两部大法,但前者所涉及的建筑节能领域有限,后者在节能方面的规定甚少,因而建筑节能工作基本依靠上级的红头文件以及行政性考核来推动。虽然我国已初步形成了民用建筑节能标准体系,但在法律层面上还未能形成强制性的条文,致使许多不符合节能标准的建筑充斥市场。从管理层面来看,建筑节能涉及部门众多,管理分散,难以形成合力。长期以来,我国建筑节能缺乏强有力的管理机构,建设部虽然已经成立了建筑节能协调领导小组,也设置了专门的办公室协调建筑节能,但建筑节能的综合性强,很多地方缺乏协调能力强的综合性建筑节能管理机构,导致建筑节能工作进展缓慢。
(三)其他原因
谈到节能,多数人认为是政府的事。由于过去唯GDP论,地方政府单纯注重经济的增长,未将节能工作当成一项日常重要工作来抓,更缺乏对节能技术研发的强有力支持。改革开放已经三十多年,各种建筑在我国如雨后春笋般遍地而生,但能耗标准基本没有什么大的变化,能耗高能效低就不足为怪了。节能行动实实在在是每一个人的事,但长期以来普通民众也没有对节能的重要性和紧迫性形成基本的认识,对节能建筑和产品的了解不够。此外,我国房价长期上涨,相对于高企的房屋价格,家庭用能的定价比较低,多数老百姓对建筑能耗的问题根本不关心,对建筑节能的有关规范、规定也不了解。
三、我国建筑节能的财税政策分析
(一)我国建筑节能的税收政策
1.固定资产投资调节税政策。《中华人民共和国固定资产投资方向调节税暂行条例》(1991)规定,对投资北方节能住宅的,其固定资产投资方向调节税的税率为零;投资一般性住宅建设的,实行5%的税率;若用公款修建高标准、别墅式住宅的,按30%的税率征收调节税。1993年,又对北方节能住宅的标准做出了明确规定。受亚洲金融危机的影响,1999年国家为鼓励投资以扩大内需,下发了《关于暂停征收固定资产投资方向调节税的通知》(财税字[1999]299号),决定自2000年1月1日起暂停征收固定资产投资方向调节税。2.增值税政策。《关于对部分资源综合利用产品免征增值税的通知》财税字[1995]44号文件和《关于部分资源综合利用及其他产品增值税政策问题的通知(财税[2001]198号)规定,企业生产的建材产品,若原料中掺有不低于30%的煤矸石、石煤、粉煤灰以及烧煤锅炉的炉底渣(不包括高炉水渣),给予免征增值税和即征即退增值税的优惠。《关于调整完善资源综合利用产品及劳务增值税政策的通知》(财税[2011]115号)规定,企业销售自己生产的、以建(构)筑废物、煤矸石为原料的建筑砂石骨料,免征增值税。同时,国家对新型墙体材料产品也给予了一定的增值税优惠。财税[2001]198号文件以及《关于部分资源综合利用及其他产品增值税政策的补充通知》》(财税[2004]25号)对一些新型墙体材料产品,给予增值税减半征收的政策。对于西部地区的一些生产企业,其新型墙体材料产品不达标的,在享受增值税减半优惠政策的问题上,也给予适当放宽。但是,上述政策目前已经进行了调整。《关于资源综合利用及其他产品增值税政策的通知》(财税[2008]156号)严格了享受增值税优惠的条件,上述30%调整为60%,而且对上述免征增值税或即征即退的优惠变成了即征即退50%的增值税政策。3.所得税政策。建筑节能的所得税政策主要分散在节能节水设备、资源综合利用所得税优惠条款中。《中华人民共和国企业所得税法》(2007)规定,从2008年1月1日起,符合条件的企业,从事环境保护、节能节水项目取得的所得,实行三年免征三年减半征收的所得税优惠政策。对企业综合利用资源生产的部分建筑材料,减按90%计算应纳税所得额。对企业购置的节能专用设备的投资,可对投资额的10%进行所得税抵免。对于发展相对落后的西部地区,国家对此也给予了一定的政策倾斜。2001年财政部、国家税务总局、海关总署的《关于西部大开发税收优惠政策问题的通知》规定,对设在西部地区国家鼓励类产业的内资企业和外商投资企业,在2001年至2010年期间,减按15%的税率征收企业所得税。
(二)我国建筑节能的财政政策
1.专项基金政策。国家的专项基金的政策主要是针对新型墙体材料的。早在1992年,国务院就提出了增加新型墙体材料生产企业的技术改造专项贷款。2002年国家了《新型墙体材料专项基金征收和使用管理办法》,2007年国家了《新型墙体材料专项基金征收使用管理办法》,二者均对新型墙体专项基金的使用做出了明确规定。《关于新建居住建筑严格执行节能设计标准的通知》(建科[2005]55号)和《关于发展节能省地型住宅和公共建筑的指导意见》(建科[2005]78号),对墙改专项基金支持节能省地建筑工作提出了要求。2007年,国家印发《财政部关于印发国家机关办公建筑和大型公共建筑节能专项资金管理暂行办法的通知》(财教[2007]558号)及《关于加强国家机关办公建筑和大型公共建筑节能管理工作的实施意见》,对以节能专项资金方式支持国家机关办公建筑和大型公共建筑节能工作做了有关规定。2.财政补贴和贴息政策。2009年,财政部和国家发改委联合下发了《关于开展节能惠民工程的通知》,对部分节能产品的消费者实施间接财政补贴。具体办法是,中央财政对高效节能产品生产企业给予补助,生产企业按享受补助后的价格销售,并最终让消费者受益。为鼓励能源消费结构的改善,国家出台了《可再生能源发展专项资金管理办法》,主要采用无偿资助和贷款贴息的方式对可再生能源在建筑物供热、采暖和制冷方面的利用进行扶持。财教[2007]558号规定,对国家机关办公建筑和大型公共建筑进行节能改造,采用合同能源管理形式的,中央财政对建筑节能改造项目实施贷款贴息50%(地方)和100%(中央)。3.奖励政策。国家对于建筑节能的奖励政策,主要体现在北方采暖地区和节能改造方面。财政部在2007年印发了《北方采暖地区既有居住建筑供热计量及节能改造奖励资金管理暂行办法》,规定了奖励资金的使用范围,并对奖励原则和标准进行了规范。《绿色建筑行动方案》([2013]1号)要求积极推动公共建筑节能改造。该方案鼓励采用合同能源管理模式进行建筑节能改造,并对节能改造项目按节能量予以奖励。
(三)对我国建筑节能税收政策的评价
1.停征固定资产调节税,激励作用消失。曾经的固定资产投资方向调节税(1991)对节能建筑投资实行零税率,而对普通建筑和高标准建筑分别实施5%和30%的税率。在这一税收政策的激励下,1991~1999年设计建造的住宅较之前建造的住宅节能30%[5],停征固定资产投资方向调节税,虽然一定程度上刺激了社会投资,但对建筑节能的激励作用却消失了。2.税收政策涉及面较窄。建筑产品从生产到消费涉及诸多环节,需要配套完善的税收体系共同作用以促进其发展。我国目前的建筑产品税收优惠只涉及增值税和企业所得税,政策切入多为建筑材料和节能设备,对整体建筑设计达到一定标准的建筑商以及购买节能建筑的消费者缺乏应有的税收激励,致使市场主体缺乏节能投资和节能建筑消费的积极性,最终难以对建筑节能工作起到较大的激励作用。
(四)对我国建筑节能财政政策的评价
1.专项基金用途有待明确和扩大。目前,不同省市都在利用地方财政资金对节能重点工程项目加以支持,但专项资金的使用存在一些问题。首先,专项基金在使用上不透明,资金和项目做不到公开、公正,即使形成一套完整的节能项目评价指标,也难以对该项资金的使用进行有效评价。再次,专项基金扶持的范围较窄。由于资金有限,只能对有限的项目通过评审制进行扶持,总体上对于建筑节能产品的开发商和消费者的扶持力度不足。2.财政补贴政策设计不合理。建筑节能、可再生能源在建筑中的应用,主要依赖政府的财政补贴。政府在设计补贴政策时仅把节能量作为奖励依据,对节能改造工作量、节能资金投入与节能效果对比等综合因素考虑较少。合同能源管理作为一种有效的促进节能的机制,但目前的政策是,仅对效益分享型合同能源管理实施财政奖励,由于融资困难且补贴范围有限,合同能源管理大范围推广受阻。3.激励政策不到位。目前,我国建筑节能的财税政策多是近十年建立的,而且多停留在法律法规层次,针对性不强,操作性和执行力偏弱[6]。而且,国家制定的与节能相关的经济激励政策的主要目的是促进资源综合利用,并且主要针对新建建筑,主要给予供给方经济激励,而对于既有居住建筑节能改造和需求方的经济激励不充分,政策效用大打折扣。
四、完善我国建筑节能财税政策的措施
(一)建筑节能税收优惠政策
一般来说,运用税收优惠政策促进节能建筑的发展可以从两个方面着手:一是对提供或购买符合节能建筑标准的生产者或消费者给予一定的税收减免;二是对不符合节能建筑标准的生产者和消费者征收额外的税收来增加其成本,从而达到减少高能耗建筑的生产和消费的目的。税收优惠的方式有三种,即税基式、税率式和税额式。适用税率较低时,常见的如高新技术企业,给予税基式减免如研发费用的加计扣除,企业得到的优惠就没有税额式多。若企业计税依据小,给予税收优惠意义就不如财政补贴大。所以,灵活的税收政策才能让企业切实得到实惠。税收调控的作用,主要是引导市场在节能建筑领域发挥作用。1.对于消费者的税收优惠。(1)房屋卖买环节。契税是消费者购买住房时一次性缴纳的税种,是一个重要的地方税种,实行“先税后证”管理,具有较强的调控作用。在消费者购买环节给予契税优惠,能直接引导消费者的消费行为,更好地带动节能建筑的发展。如所销售的房屋达到当地建筑节能标准的,可对购买者给予低契税率甚至免契税的优惠。在房屋销售时,可考虑对节能建筑给予营业税、个人所得税等的优惠。(2)房屋保有使用环节。房屋在使用或出租时一般需要缴纳房产税。如果所使用或出租的房屋达到当地节能标准的,可以按较低的税率征收房产税。如果该房屋能效极高,达到绿色建筑标准的,可以免征房产税。同时,可以结合个人所得税综合分类税制改革目标,引入建筑节能改造投资税收抵免机制。如在一定时期内,对家庭实施供热改造或保温隔热改造,甚至购买节能家电,达到规定节能标准的,可凭发票申请一定比例的个人所得税额抵免。节能投资个人所得税的抵免,可以促进民众对于节能产品和建筑的购买,把节能意识深入到个人,并最终促进建筑能效的提高。2.对于开发商的税收优惠。开发商在销售建筑物时,涉及到的税收有营业税、城市维护建设税、土地增值税和企业所得税等。由于土地增值税是对由土地增值引发的房屋价格增加进行征税,对其进行节能减税的理论基础不足。由于开发商为提供节能建筑需要投入更多的成本,可在短期内对能效达到或超过标准的建筑给予一定的营业税减免。采用的方式可以是降低了的税率,也可以是营业收入减计。由于城市维护建设税是附加在应纳营业税额之上,营业税的减免也即同时对城市维护建设税实施了减免。企业所得综合反映企业的盈利水平,企业所得税则是对这种盈利进行调节的重要手段。当市场上节能建筑份额较低时,投资这种建筑可能会大大降低企业的利润,削弱企业的竞争力。此时,对该类企业给予一定的所得税减免,直至市场形成一定的规模,非常必要。企业所得税的减免方式很多,如加速折旧、成本加计扣除、降低税率、收入减计、免税期以及投资抵免等。
(二)建筑节能财政补贴政策
利用财政补贴刺激建筑能效提高是各国通行的做法。例如,韩国对安装太阳能电池屋顶和太阳能热水器的住户,补贴最高时甚至达到安装费的95%。财政补贴灵活简单,见效快且效果明显。财政补贴的方式有多种,但适合节能政策的基本上是直接补贴和财政贴息。1.直接补贴。直接补贴是通过在政府公共预算支出项目中直接安排节能项目支出的财政支持方式。经济利益是市场发育最有效的催化剂。由于节能建筑产品的成本远大于高能耗产品,政府采取一定的补偿措施,鼓励节能建筑的供给非常必要。直接给予节能建筑开发商补贴,可以降低其开发成本,增加利润,进而调动生产者的积极性。特别是在开发者预期利润很低时,财政补贴比税收优惠更有利于引导和鼓励企业增加节能建筑的供给。政府也可以对节能建筑产品的消费者进行补贴。稳定的需求可以为供给者释放一个稳定的预期。由于消费者对价格敏感,而节能产品价格偏高,此时政府对其给予一定程度的现金补贴,实际上降低了节能建筑产品的价格,税收的替代效应就会发生作用,节能建筑产品的消费需求就会增加。在实际操作中,可以对节能建筑的补贴采取“退坡机制”。“退坡机制”可以是补贴总额控制,在符合条件的前提下,谁先申报谁先获得;也可以是时间控制,随着时间推延,补贴逐步递减。2.财政贴息。对投资者来说,财政贴息可能是比财政补贴更具吸引力的优惠措施。财政贴息是指企业或个人就某项目进行投资需要向银行贷款时,财政代为企业或个人支付部分或全部贷款利息的财政扶持行为。财政贴息是政策性融资的重要工具之一。由于节能材料、设备的投资需要大量的资金,财政补贴极为有限。通过财政贴息,企业可以向金融机构申请到足额的款项,解决制约节能建筑供给的资金瓶颈。
(三)其他财政政策
政府作为特殊的需求方,可以通过政府采购节能建筑来促进节能建筑市场的发育。一方面,政府采购本身可以节约成本;另一方面,大量政府采购可以给供给方释放未来发展的信号,让市场更有信心。政府也可以设立建筑节能专项基金,专门用于鼓励节能技术的研发、节能建筑的设计等工作,还可以对企业完成的节能科研、技术实施购买,并在全社会推广使用,通过技术创新实现建筑节能产品成本的降低。
(四)相关配套政策
建筑在我国分为工业建筑和民用建筑。工业建筑本身能耗不大,所以国家还未对工业建筑作节能方面的要求。民用建筑又分为两大类:居住建筑和公共建筑.在各专家编写规范之前的社会调查阶段中由电业总局与燃气公司提供的数据显示:就目前中国居民的消费水平和消费习惯而言,居住建筑能耗与公共建筑或国外居住建筑相比是非常少的。居住建筑提倡节能设计,目的是提高人们生活的舒适性。而公共建筑提倡节能设计才是建立集约型社会的关键环节。公共建筑分为以下几类:办公建筑(写字楼、政府部门办公楼),商业建筑(商场、金融建筑),旅游建筑(旅馆、娱乐场所),科教文卫建筑(文化、教育、科研、医疗、卫生、体育),通信建筑(邮电、通讯、广播)以及交通运输(机场、车站等)。有数据显示:就政府部门办公楼每年所消耗能量相当于全国八亿农民全年全部的能耗:办公室里夏天穿毛衣御寒、冬天衬衣短袖解署、白天亮灯办公、热水机饮水机下班后没人关。现在全球范围内已开始能源紧张,尤以中国较为严重,随着中国经济的高速发展,对能源的使用和节约就更加迫切了。
其实建筑节能并不是一个新的课题,而是建筑基础学科—建筑热工学的一个部分,我国也早在1993年颁布了相应的规范《民用建筑热工设计规范》,1996年颁布了《民用建筑节能设计标注(采暖居住建筑部分)》,2001年颁布了《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》,这些规范的颁布,也反应了我国建筑节能的发展轨迹:由北向南,由居住建筑到公共建筑。但由于种种原因,这些规范的条款未列入国家强制性条文范围内,各地也未政府令加以强调,所以执行力度也未达到应有的效果。但2005年7月1日颁布实施的《公共建筑节能设计标准》中有许多条款被列入国家的强制性条文内,相应的各地政府了具有地方法律效力的法令,上海市在2005年6月13日的政府令第50号:《上海市建筑节能管理办法》强制规定:自2005年7月15日起新建住宅与政府投资的公共建筑必须进行节能设计。《办法》的第九条与第十条分别对设计单位与图纸审查机构提出具体的要求。所以,对于建筑设计单位,建筑的节能设计已经进入了一个全新的时期!
以下着重介绍《公共建筑节能设计标准》对有关建筑部分的要求。《标准》比刚才提到以往的有关规范要严格些,按照本标准设计,与未采取节能措施前相比,全年能耗应减少50%。《标准》的章节不多,共7页17条,但简明扼要,省去了复杂的热工公式,归纳总结出来几点要点,强调了规范的实用性。涉及到的基础知识及术语结合规范本身展开叙述:
一,热工设计的分区:按照我国的气候条件,划分为五个分区:严寒地区,寒冷地区,夏热冬冷地区,夏热冬暖地区以及温和地区。
热工分区的基本规律是:严寒地区和寒冷地区基本是我国的三北地区:东北,华北,西北。这些地区的地域辽阔,面积大,建筑节能设计起步也比较早,经验相对来说比较丰富,主要考虑的是冬季保温。夏热冬冷地区大体上是长江中下游地区,如:成都、武汉、南京、上海等,这些地区的建筑的节能设计由于历史原因起步较晚,面积虽然不是最大,但人口密度高,也是我国经济最发达地区,可以说这一地区的节能潜力最大,效果也会最明显。设计考虑的是冬季保温与夏季防热兼顾。夏热冬暖地区大体上是华南地区:福州、广州、南宁、台北等。这些地区的建筑设计主要考虑的是夏季防热。温和地区,冬暖夏凉,四季如春,如:昆明、西昌、元江等。一般可不考虑夏季防热,部分地区注意冬季保温。《公共建筑节能设计标准》在这五个分区的基础上根据公共建筑节能的设计特点作了些调整:把严寒地区细分为严寒A区与严寒B区,而温和地区不强制执行节能设计标准。
二,体形系数:即建筑的外表面积与体积之间的比值.体形系数越小就越有利于节能,减少外表面与室外空气的接触,就能减少散热。与以往的规范不同,新的《标准》中弱化了体形系数的概念,只在4.1.2条规定严寒地区与寒冷地区对体形系数的限制是≤0.4,其他地区该系数对建筑的节能体现不明显,所以不作限定。
三,热传导系数:这个概念是本标准的核心名词.所有的围护结构:门、窗、外墙、屋顶以及地面都围绕这个概念展开的。图纸审查或政府检查部门的抽查也是这个数据。她的名词解释为:围护结构两侧空气温度差为1℃,1h通过1m2面积传递的热量,单位W/m2.k。简单的说便是热量在某种材料里传递的速度,速度越小,那么这种材料的隔热性能也就越好。怎样求得这个数据呢?传热系数K0=1/R0。
R0,传热阻:R0=Ri+∑R+Re单位:m2/K.W
Ri与Re分别是材料内外表面的换热阻。他们是固定数据,可由表差得:0.11m2/K.W0.04m2/K.W。
∑R是各层材料的热阻之和。某单层材料的热阻R=δ/λ,δ为该材料的厚度,单位是m,λ为该材料的导热系数,单位是W/m.K。λ为此公式求值过程中的关键数据,也是每种材料的固有的属性。她的名词解释为:1m厚的物体,两侧空气温度差为1℃,1h通过1m2面积传递的热量,单位W/m.k。通常把导热系数λ小于0.3W/m.K并能用于绝热工程的材料,叫做绝热材料。导热系数是绝热材料的最重要最基本的热物理指标。例如:普通混凝土λ=1.74W/m.K,钢筋混凝土λ=1.51W/m.K,多孔砖λ=0.58W/m.K,聚乙烯泡沫塑料λ=0.047W/m.K,聚氨酯硬泡沫塑料λ=0.0216W/m.K,(这种材料在全球范围内尤其在欧美等发达国家作为建筑绝热工程中最普遍使用的材料),而铸铁λ=49.9W/m.K。实际的工程应用中,卡特比勒办公楼的外墙部分设计采用聚异氰脲酸酯(PIR),这种更新型的材料λ=0.020W/m.K,属绝热材料。这便是维护结构的传热系数K值的求解过程。
下面结合《公共建筑节能设计标准》对上海地区的各部分围护结的隔热要求构逐一探讨:
1.屋面:K≤0.70W/m2.k
我们的习惯做法一般可以满足这个要求。例如:120厚现浇混凝土楼板+20厚水泥砂浆找平层+泡沫混凝土找坡层最薄30厚+40厚的λ=0.03W/m.K挤塑板(XPS)+防水层+20厚水泥砂浆保护层,这样的做法就可以达到K≤0.60W/m2.k。须注意关键的保温层一般应选用40厚挤塑板,若选用聚苯板,厚度应增加至60。
2.外墙:K≤1.0W/m2.k
不作外墙保温的习惯做法是绝对达不到这个新规范要求的。例如:20厚水泥砂浆+240厚多孔砖+20厚水泥砂浆的无外墙外保温的传统构造传热系数K=1.66W/m2.k,即便在前段时间简易的外墙保温做法-保温砂浆,也达不到规范的新要求。经计算得知:在墙体与外墙砂浆之间增加20厚的λ=0.03W/m.K挤塑板,这样的构造使得外墙整体的传热系数K=0.86W/m2.k<1.0W/m2.k。这叫做外墙外保温技术,是业界内公认的一种效果很好的做法。他的优点是技术成熟,产品寿命较长,也可使外墙的主要部分受到保护,大大降低温度应力的起伏,提高结构的耐久性。但他的缺点是在高层建筑中有安全隐患,外墙面砖的做法受到限制。外墙内保温的做法不能很好的解决建筑热桥的问题,同时房间内部使用和改造都受到很大的限制,所以现在工程上已很少用这种做法了。还有一种做法叫做中间保温,做两层墙,中间夹保温材料,这种做法效果好,是建筑保温的发展趋势,国外的工程中这种做法早已普及,在我国的发展受到限制主要是因为一造价高,二构造做法与现行的做法差别太大,影响面广,难以一时普及。
3.外窗部分
由于外窗在建筑中变化丰富,窗框材料、玻璃品种,有无遮阳等都会严重影响建筑热工性能,所以,规范在这部分的规定并没有一刀切。根据窗墙比系数的不同,对窗体的要求分成不同的几类。所谓窗墙比,并非窗和墙的面积的比值,而是窗与其所在墙体的面积之比。规范在保证外窗自然采光的范围内鼓励窗的面积越小越好,即窗墙比越小越好。因为就现在已知能做到的最好的窗:双玻中空双腔充惰性气体40厚,铝合金断热型材,这种窗体构造的传热系数K=1.5W/m2.k,而普通的单玻铝合金窗的传热系数K=6.4W/m2.k,是墙的6倍。据统计,通过窗流失的热量占建筑能耗的46%,因此控制窗墙比是个有效的节能手段。《标准》中强制规定“建筑每个朝向的窗(包括透明幕墙)墙面积比均不应大于0.7”,此规定一出,必将会极大的影响建筑外观,金茂大厦或者东方艺术中心等全玻璃的建筑势必会大大的减少。夏热冬冷地区(上海)是这样详细规定的:当窗墙比≤0.2时,窗的传热系数K≤4.7W/m2.k。在实际工程的应用中,塑钢单玻窗或铝合金双玻窗可以满足要求,但钢铝单玻窗不满足要求。由此可见,在任何情况下,普通铝合金单玻窗是达不到要求的,必将会面临被淘汰的境地;当窗墙比在0.2和0.3之间时,窗的K≤3.5W/m2.k。双玻铝合金中空(16厚空气层)的传热系数K=3.6W/m2.k,同样不满足要求,若改为断热桥的铝合金型材便满足。当窗墙比在0.3和0.4之间,窗的传热系数K≤3.0W/m2.k。断热桥铝合金中空玻璃可以满足要求。当窗墙比在0.4至0.5之间,窗的K≤2.8W/m2.k。当窗墙比在0.5至0.7之间,窗的K≤2.5W/m2.k,一般情况下中空充惰性气体玻璃镀膜断热桥铝合金的窗体构造可满足要求。