书城建筑居住建筑节能成套技术研究开发与工程示范
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第6章 总论:浙江省居住建筑节能成套技术研究开发与工程示范(3)

其后由中国建筑科学研究院上海分院在原有基础上予以进一步完善,特别是对建模过程进行了改进,利用CAD文件数据直接输入到节能软件,完成以DOE‐2为内核的建筑节能软件PBECA,并在国内推广应用,同时加以不断完善。

项目课题组成员单位浙江大学建筑技术研究所长期以来采用PBECA进行建筑能耗模拟计算,并与软件编制单位中国建筑科学院上海分院密切合作,对软件应用中发现的问题及时反馈给对方,进一步提出要求和解决思路,中国建筑科学研究院上海分院完成软件改进。项目研究中提出的有关对比评定法所用能耗模拟软件存在的问题及完善内容基本都已反映到新的软件之中,得到较好的解决,并已在实际中应用;这些内容包括建筑底层架空楼板建模、多种构造墙体的建模、建筑房间数与层高的限制、丰富保温材料数据库和建筑局部通高问题处理等。

因设计建筑体形系数超标问题的解决涉及设计标准的完善,故未直接应用到目前正在使用的软件中。

(三)节能检测

1.节能检测项目及方法

(1)建筑围护结构保温性能检测:主要采用热流计法进行检测。热流计法是目前国内外比较常用的现场测试方法之一。其原理是通过被测材料的热流,这个热流平行于温度梯度方向,热流方向不随时间而变,即温度场恒定,然后根据稳定热流强度、温度之间的关系来确定围护结构传热系数。

(2)门窗气密性现场检测:我国在2002年颁布了实验室检测建筑外窗气密性的标准《建筑外窗气密性能分级及检测方法》(GB/T7107‐2002),2007年又颁布了现场检测建筑外窗气密性的标准《建筑外窗气密、水密、抗风压性能现场检测方法》(JG/T211‐2007)。这两个标准的检测原理、试件性能分级指标相同,不同之处在于检测对象有所区别,《建筑外窗气密、水密、抗风压性能现场检测方法》(JG/T211‐2007)的检测对象是已经安装在建筑外墙上的外窗及其安装连接部位。另外,《建筑外窗气密、水密、抗风压性能现场检测方法》(JG/T211‐2007)受室外环境影响及评定方法不同。

2.节能检测中存在的问题

(1)建筑围护结构保温性能检测存在的问题主要有:热流计和温度传感器的标定误差,数据采集系统误差,由传感器和被测表面间热接触的轻微差别引起的随机误差,热流计的存在引起的误差,构件厚重而测量持续时间过长,构件受到其他强烈的热影响等。

(2)门窗气密性现场检测:可以发现,现场门窗气密性检测结果与实验室检测结果差距较大。分析原因主要有以下几点:门窗密封材料不符合要求或安装不准确,门窗安装位置不正确导致门窗框或扇变形,填充材料没有充满窗框与墙体之间的缝隙,门窗框材料刚度不够引起的框料变形,在检测过程中易受外界环境影响等。

3.节能检测中存在问题的解决对策

针对浙江省目前居住建筑保温性能检测及门窗气密性检测过程中存在的问题,本研究提出了若干解决对策,并对相关实例进行现场检测,与设计值进行对比分析,以确定节能设计的合理性。

四、浙江省居住建筑节能技术经济评价体系研究

(一)居住建筑节能技术经济评价的步骤

居住建筑节能技术经济评价的主要步骤为:

(1)选择评价指标,构建建筑节能技术经济综合评价体系;

(2)确定各指标权重;

(3)确定评价标准;

(4)选择综合评价方法;

(5)对示范工程进行综合评价。通过对示范工程世贸协安“景上公寓”项目的评价,检验所构建的评价指标体系和选择的评价方法的科学性、合理性和可操作性。

(二)评价指标体系构建

1.指标体系构建原则

(1)科学性原则。评价指标体系结构的拟定、指标的取舍等都要有科学的依据。只有坚持科学性的原则,获取的信息才具有可靠性和客观性,评价的结果才具有可信度。

(2)层次性原则。指标的选择应尽可能从不同层次、不同方位全面涵盖建筑节能评估的要素,以全面真实地反映建筑节能效果。

(3)可操作性原则。各评价指标的设计要求概念明确、定义清楚;指标应便于量化、收集和整理;评价方法应便于计算和使用;分析结果应便于解释现状,对现实有指导意义。

(4)相对独立性原则。指标之间应尽量避免内容交叉或相互包含,每个指标含义都应具有相对独立性。

(5)定量指标与定性指标结合的原则。尽量选用定量指标,以便于计算;对于无法定量化的问题,也可以选择定性指标辅助说明。

(6)全面性与重点性相统一的原则。指标设置尽可能涵盖建筑节能的各个方面,从不同层次和不同角度来衡量,使得整个指标体系具有完整性。但又要突出重点,尽量剔除反映同一内容的重复性指标。

2.指标体系设计

根据上述综合评价指标体系构建的原则和浙江省建筑能耗的特点,建立了浙江省居住建筑节能技术经济综合评价指标体系。

(三)模糊层次分析法确定指标权重

目前确定权重的方法可大致分为主观赋权法与客观赋权法两类。

这两类方法各有其优点和缺点:主观赋权法客观性较差,但解释性强;客观赋权法确定的权数在大多数情况下精度较高,但有时会与实际情况相悖,而且对所得结果难以给予明确的解释。本研究中权重确定方法采用模糊层次分析法,具体步骤如下。

1.各指标两两比较判断

首先采用恰当的标度对各指标进行两两比较打分,可以采用调查表请专家打分方法,并在此基础上对打分进行模糊扩展。

2.构造模糊判断矩阵

专家进行两两比较后,可构造出各自的三角模糊数判断矩阵。如果有多位专家打分,则需汇总调查表,利用三角模糊数的加法法则运算,并取平均值来确定模糊判断矩阵。

3.采用最优传递矩阵进行一致性调整

在FAHP法中,对于模糊判断矩阵的一致性问题,引入最优传递矩阵概念,自动调整模糊判断矩阵,使之满足一致性要求。

4.计算指标的综合重要程度值

利用“权重和”型模糊综合程度值公式,求得每个指标与其他指标相比较的综合重要程度值。

5.层次单排序

根据各层的层次单排序,从最高层到最低层逐层计算出同一层次所有元素相对于最高层(目标层)相对重要性的排序权重。根据各个因素的重要性排序,就可以看出各指标对总目标的影响。

(四)评价标准的确定

建筑节能技术经济综合评价首先要对各单项指标进行评价。而单项指标评价要基于确定的评价标准进行,否则无法保证公平性、科学性及可比性。评价标准一般都以现行的国家或地区规范以及公认的国际标准作为最重要的参照和准则。现行规范中没有规定的项目,则根据地区实践的实际水平和需要,由评委专家进行打分确定。在有些评价工具中,评价标准还被设成标尺的形式,用来动态地反映地区实践的最佳水平和最新进展。

目前建筑节能技术经济单项指标评价可参照的国家及地方相关标准有:《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》(JGJ134‐2001)、《住宅性能评定技术标准》(GB/T50362‐2005)、《建筑节能工程施工质量验收规范》(GB50411‐2007)、《绿色建筑评价标准》(GB/T50378‐2006)、《浙江省居住建筑节能设计标准》(DB33/1015‐2003)等。这些规范、标准对居住建筑的热工参数和能耗都有规定。国家及地方相关标准中,部分是强制性要求,例如《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》(JGJ134‐2001)中的3.0.3、4.0.3、4.0.4、4.0.7、4.0.8、5.0.5、6.0.2等条目为强制性条文,必须严格执行。如果刚好达到强制性要求,只能评为本书所设定的“优秀、优良、中等、合格、不合格”中的合格等级。

(五)浙江省居住建筑节能综合评价

综合评价法,就是根据统计研究的目的,以统计资料为依据,借助一定的手段和方法,对不能直接加总的、性质不同的项目进行综合,得出概括性的结论,从而揭示事物的本质及其发展规律的一种统计分析方法。

模糊综合评判是以模糊数学为基础,应用模糊关系合成的原理,将一些边界不清,不易定量的因素定量化,并进行综合评价的一种方法。

建筑节能的综合评价过程,通常涉及大量的复杂现象和多种因素的相互作用,评价中存在大量的模糊现象和模糊概念,因此,评价时用模糊综合评价的方法进行定量化处理,可以更准确地评价出建筑节能的等级。

1.利用模糊数学方法进行综合评价

模糊综合评判法的优点是数学模型简单,容易掌握,对多因素、多层次的复杂问题评判效果比较好。本书在遵循客观性、可操作性和有效性原则的基础上,选择多层次模糊数学评价法来对浙江省居住建筑节能技术经济进行综合评价。

2.属性识别及其选择

属性识别就是根据二级模糊综合评价输出的综合评判向量及识别准则,判断建筑节能经济激励政策执行效果属于哪一个评价类。目前常用的判别准则有最小代价准则、最大隶属原则、置信度识别准则。

(六)实证分析

1.示范工程项目简介

本项目研究根据国家、浙江省和杭州市关于居住建筑节能的相关法律法规、规范等的具体要求,深入了解国内外先进节能技术,以提高住宅品质、技术先进、成本合理且易于市场化操作及推广为出发点,着重进行浙江省居住建筑节能成套技术的研究开发和工程示范。

世贸协安“景上公寓”项目为浙江省居住建筑节能成套技术研究开发的示范工程,由7幢点式小高层住宅和4幢板式小高层住宅组成。项目总用地面积约28448m2,总建筑面积85466.4m2,包括地上建筑面积65430.4m2(其中住宅62125.4m2)和地下建筑面积20036m2;机动车停车泊位347个;总住宅户数为517户。

2.专家评分及数据处理

将指标体系的内容制成调查表,邀请来自房地产公司、设计院、施工单位、高校等单位的15位建筑节能方面的专家,对待测项目进行考察和调研,并给每项指标打分(详见第3章)。打分规则为:每个指标的评价分为5个等级:优秀、优良、中等、合格、不合格。

3.综合评价

(1)一级模糊综合评价

根据二级指标单因素评判统计数据及公式,可以计算得到各指标在每一等级上的隶属度,从而得到各个二级评价因素的单因素评判矩阵。根据模糊综合层次法计算得到的指标权重及单因素评判矩阵,并进一步计算得到一级模糊综合评判矩阵。

(2)二级模糊综合评价

有了一级指标权重和一级模糊综合评判矩阵,就可以进行二级模糊综合评判。

(3)属性识别

首先通过计算有效度确定属性识别方法。根据结果可认定施行最大隶属原则比较有效。最终根据最大隶属度原则可知,本项目的综合评价结果为“优良”。

五、世贸协安“景上公寓”节能示范工程总结

(一)示范工程概况

世贸协安“景上公寓”项目位于杭州市湖墅北路西侧,大关桥西北角,东临运河一线景观。项目总建筑面积86000多平方米,由7幢点式小高层和4幢板式小高层组成,容积率2.3,绿化率大于30%。原地块上有60余棵香樟、广玉兰、雪松等原生树木。

在规划设计和建设过程中,建设单位将其最大限度地予以了保留。

世贸协安“景上公寓”项目作为浙江省居住建筑节能成套技术研究开发的示范工程,同时也是浙江省(杭州市)建筑节能示范项目,在节能环保等方面进行了大量实践,归纳了适合现阶段的不同节能率条件下的节能成套技术体系,并对夏热冬冷地区居住建筑65%节能设计标准进行了探索研究,同时还对节能成套技术体系的技术经济可行性和存在的技术难点进行综合评价,验收专家一致认为,示范工程的实施对浙江省建筑节能工作起到了积极的示范作用。

(二)示范工程节能设计

世贸协安“景上公寓”示范工程的节能设计情况,可分为以下三个阶段:施工图设计阶段、申报“建筑节能示范工程”阶段和省级课题研究阶段。2006年底“景上公寓”项目同时被列为浙江省重大科技专项课题(编号2006C13073)的示范工程。经相关技术论证会和专家综合评审,在原有基础上对节能设计重新进行了调整和优化。根据夏热冬冷地区的气候特点,结合项目实际情况,主要对围护结构中的外墙节能系统作了多方案比较,并增加了外遮阳系统和太阳能热水系统等技术的试点。

(三)建筑节能技术应用与管理

1.建筑节能技术应用

世贸协安“景上公寓”项目节能设计细致、周到,除满足节能设计标准要求外,还积极采用绿色建筑节能标准,充分考虑了节地、节能、节材、节水和环境保护。在规划布局中尽可能保留和利用原有地貌和树木,充分利用太阳能、雨水等可再生资源。

2.供应商的选择

结合示范工程的实际情况,建设单位组织设计、监理、施工等单位进行了认真研究和类似工程的实地考察,同时示范工程工作小组下设的技术研究组和现场施工管理组,广泛接触和深入了解了大量的节能材料产品的供应商和服务商,并制订了严格的采购程序,最终择优确定了各个系统和材料设备的供应商。