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7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(4)

示范工程现场施工管理要求施工单位按设计的标准、规范等要求,编制节能专项施工技术方案,并报经监理单位审批后实施。同时,要求监理单位采取“施工前交底设防、施工中跟踪检查,验收时严格把关、施工后总结提高”的方针,在施工各个阶段严把质量关。项目施工现场张贴节能材料施工程序、操作要求和责任人,进度和质量明确到人,并按要求严格对进场节能材料进行复检。

(四)示范工程节能检测和综合评估

1.围护结构节能检测评估

建筑节能设计目标最终能否实现的关键是,所选择的材料节能性能是否符合设计要求。而确认所使用材料的保温性能符合与否,需要进行周密的节能检测评估工作。

示范工程严格按照前期考察、选择产品、施工建设、工程完工四阶段的节能检测评估流程,对所选择的节能材料性能层层把关。

2.现场节能检测

示范工程充分重视围护结构节能工程完工后的现场实体检验工作。首先,在保温层施工过程中,建设单位与监理单位共同对保温层的厚度采用插钉法检查其厚度是否满足设计要求。其次,在外墙外保温工程完工后,对外墙节能构造进一步采用钻芯检验方法进行验证,确认其符合设计要求。最后,选取具有代表性的若干幢住宅,对其围护结构传热系数和内表面最高温度等进行了现场检测,确保实际工程符合节能设计要求。此外,还进行了外窗气密性的现场实体检测。

3.建筑节能综合评估

在设计和实施阶段,示范工程严格按照相关规定进行了节能综合评价,衡量居住建筑节能设计是否达标并分析比较节能效果。

因规定性指标不能符合要求,故需进行动态能耗计算来判定节能情况。示范工程共有11幢单体,分析各住宅楼的朝向、户型、层数、体形等建筑要素后,选取最不利于节能且具有代表性的2#、3#、5#、7#住宅楼,针对其实施阶段进行节能验算;根据选定的住宅楼的节能验算结果判定“景上公寓”示范工程其他7幢住宅楼是否达到节能标准。具体节能计算结果详见第4章。

根据以上思路,分别对三个设计阶段进行了动态能耗计算,依据节能计算报告书可以判定:三个阶段的建筑节能设计均满足《浙江省居住建筑节能设计标准》(DB33/1015‐2003)要求。此外,在节能工程专项验收之前,还根据实际的检测检验情况,应用节能计算软件再次进行节能计算并进行节能评估。

(五)居住建筑节能65%的探讨

1.示范工程节能65%的基本概念

65%节能属于第三阶段节能目标,即在参照建筑的基础上,通过进一步改进围护结构的热工性能、提高空调采暖设备的能效比,使其节能率在参照建筑节能50%基础上再提高15%。鉴于目前浙江省尚无节能65%的标准及相关节能计算软件,在进行65%节能设计标准探索时,我们参照了《浙江省居住建筑节能设计标准》节能50%的基本思路(胡吉士等,2005),主要探讨采用“对比评定法”对建筑物的能耗进行综合评价并判定,对规定性指标即围护结构传热系数限值暂不展开讨论。

建筑物的能耗主要包括围护结构能耗、空调采暖能耗和照明等能耗,其中以围护结构和空调采暖能耗为主。按照上述思路,增加的15%节能率,由建筑围护结构和设备(主要指空调采暖)各承担7.5%。据此,若居住建筑要实现节能65%的设计目标,在不考虑空调采暖设备的前提下,仅通过改进围护结构的热工性能后建筑的节能率需达到57.5%。鉴于目前居住建筑一般为毛坯交付标准,设备节能率还较难控制,因此在实施节能65%标准时可提出必须实行精装修交房,以控制设备节能,这一点和政府提出要逐步实行精装修商品房的原则也是不谋而合的。

2.示范工程3#楼节能计算

建筑节能65%标准的探讨,以示范工程3#楼节能计算为例。

3#楼围护结构各部位构造做法如下:外墙:水泥砂浆(5mm)+无机保温砂浆(30mm)+页岩多孔砖(240mm)+石灰水泥砂浆(20mm)。

屋面:细石混凝土内配筋(40mm)+水泥砂浆(20mm)+挤塑聚苯板(50mm)+水泥砂浆(20mm)+自然煤矸石、炉渣混凝土(30mm)+钢筋混凝土(120mm)。

分户墙:石灰水泥砂浆(20mm)+粘土多孔砖(KP1型)(240mm)+石灰水泥砂浆(20mm)。

普通楼板:水泥砂浆(20mm)+钢筋混凝土(120mm)+水泥砂浆(20mm);外窗:①东、南、北向:断热铝合金普通中空玻璃窗+5+9A +5,自身遮阳系数0.84,传热系数3.0W/(m2·K);②西向:断热铝合金低辐射中空玻璃窗+6+12A+6遮阳型,自身遮阳系数0.64,传热系数3.0W/(m2·K)。

户门:双层金属门板中间填充50mm厚的岩棉,传热系数2.47W/(m2·K)。

经节能计算可得,3#楼节能率为57.34%。根据上述分析并通过比较可以看到,围护结构还未达到57.5%的要求。

为此,在3#住宅楼南向设置活动外遮阳,重新对其进行动态计算。在南向外窗设置了活动外遮阳,东西向由于建筑本身设计了宽大的阳台,故不再考虑设置活动外遮阳。以下进一步进行设置活动外遮阳后3#楼的能耗计算。由于活动外遮阳形式、材料的多样性以及在具体使用过程中的随意性,活动遮阳的遮阳系数很难确定。考虑到室内的透光要求,同时综合各方面的因素,我们最终将增加了活动遮阳后的窗口遮阳系数定为0.3。设置活动外遮阳后计算3#楼节能率为58.38%,结果表明已超过了57.5%的要求。

3.节能65%小结

通过计算我们还可以发现,空调能效比的提高对于建筑节能的影响较大。随着空调技术水平的不断提高,不仅空调的能效比将继续增大,新型的节能空调系统也将逐步深入住户家中。住宅中所选用的空调系统,总体有逐渐向高能效比和环保发展的趋势,因此住宅楼的节能率还将在目前基础上得以提高。由于世贸协安“景上公寓”项目为毛坯住宅,对将来住户选购何种空调的行为较难控制和确认,因此根据节能计算软件计算时,其空调采暖方面的节能贡献率还有待进一步确认。但比以往提高应该是总体趋势,并且随着精装修住宅的不断普及,居住建筑空调采暖系统的节能性选择将得到很好的控制和提高,从而设备节能率也将得以提升。

在居住建筑50%节能设计标准过程中,有许多经验和教训值得我们重视。在杭州这样的夏热冬冷地区进行居住建筑围护结构热工设计,涉及夏季隔热、冬季保温以及过渡季节的除湿和自然通风等四个主要因素。因此,在制定65%节能标准时应根据本地区的气候特点进行,不能简单地依靠降低墙体、门窗、屋面等的传热系数以及增加保温隔热材料来达到节约能耗的目的。结合世贸协安“景上公寓”示范工程的实际情况,我们认为在进行节能设计时,应充分尊重并深入理解当地居民的生活习惯,并保证室内热环境质量包括热舒适度和健康都符合相关要求。

(六)示范工程总结

1.结论

(1)示范工程符合《浙江省居住建筑节能设计标准》的要求,共计采用了三种外墙保温系统,每幢建筑的节能率均大于50%。

(2)示范工程对浙江省居住建筑65%节能设计标准进行了探索研究,基于本研究的分析思路和方法,居住建筑节能65%是可以实现的。

(3)根据夏热冬冷地区的气候条件,节能技术应重点关注通风、外遮阳和成熟的太阳能利用技术等。现阶段从定性分析通风和外遮阳将对居住建筑节能产生重要影响,但根据当前的节能计算软件进行计算,通风和外遮阳的节能贡献在节能率数据上体现得并不明显。

希望相关部门和研究单位共同关注和重视对节能计算软件的进一步深入研究。

(4)初步形成了适合浙江省居住建筑的节能成套技术建议(包括围护结构、设备和可再生能源等)。

2.创新点

(1)应用了三种外墙保温技术体系并进行对比研究。

示范工程所采用的无机保温砂浆外墙外保温系统、胶粉聚苯颗粒外墙外保温系统和具有一定保温功能的新型墙材(页岩砖)结合辅助保温措施等三种节能技术体系,均能达到50%的节能要求。

(2)对浙江省居住建筑65%节能设计标准进行了探索研究。

参照《浙江省居住建筑节能设计标准》节能50%的基本思路,主要探讨采用“对比评定法”对建筑物的能耗进行综合评价并判定。基于项目研究的分析思路和方法,居住建筑通过选用先进的节能成套技术(包括改善围护结构热工性能、设置合理的活动外遮阳等)和合适的空调系统可以实现65%的节能目标。

(3)进行了基于不同建筑节能率的浙江省居住建筑节能技术经济分析。

(4)进行了外遮阳系统和太阳能热水系统的试点。

(5)原生树林带的有效保护和生态绿化的践行。

(6)进行了两个季节的围护结构传热系数现场检测用于比较研究。

六、结论与建议

(一)研究结论

本项目结合世贸协安“景上公寓”示范工程建设实践,探索研究了浙江省居住建筑节能技术的集成、节能检测评估和节能技术经济综合评价。通过系统的理论研究和工程实践得出如下结论:

(1)采用现有节能技术的优化组合,浙江省居住建筑可以达到节能50%的标准要求,且所采用的节能技术经济合理,易为市场接受。

满足节能50%要求时居住建筑围护结构节能成套技术建议采用:

外墙:无机保温砂浆外墙外保温系统;

屋顶:XPS板屋面保温隔热系统;

外窗:断热铝合金中空玻璃门窗;

架空楼板:保温砂浆架空楼板系统;

户门:节能户门。

以上节能技术较为成熟可靠,而通过对该节能成套技术进行经济分析后发现,达到50%的节能要求后工程造价增加约130元/m2(约占建安造价的10%),增加的成本合理,可以接受;且此时所采用的节能成套技术易于市场推广应用。

(2)基于项目65%节能设计标准的研究思路与方法,采用现有先进节能技术和常用节能技术的优化组合,可以达到节能65%的要求,这为今后进一步提高居住建筑节能率做了技术准备;虽然从目前而言其实现成本相对较高,但随着节能技术和节能市场的不断发展成熟,节能技术成本总体上也将不断下降,从而得以推广应用。

①在制定65%节能标准时,应根据本地区的气候特点进行,不能简单地依靠降低墙体、门窗、屋面等的传热系数以及增加保温隔热材料来达到节约能耗的目的。

基于本项目研究思路现阶段达到节能65%时建议采用:

外墙:自保温结合无机保温砂浆外墙外保温系统;

屋顶:XPS板屋面保温隔热系统;

外窗:断热铝合金中空玻璃门窗(局部Low‐E玻璃);

架空楼板:保温砂浆架空楼板系统;

户门:节能户门;

遮阳措施:活动外遮阳。