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上海地区既有民用建筑节能改造浅析
作者:张传发 来源:《城市建设》 添加日期:11年01月04日

       摘要:上海地区既有民用建筑普遍存在能耗大的问题。通过对该地区气候特征、既有建筑节能改造现状、发展,以及既有建筑外维护结构热工性能等进行分析,从墙体、屋顶、窗户、照明系统以及可再生能源在建筑中的应用等方面提出了对既有民用建筑的节能改造技术措施。

       1 背景

       建筑节能,是指在建筑物的规划、设计、施工、安装和维护使用过程中,按照建筑节能标准,对建筑采用隔热保温的围护结构,选用节能环保的建筑材料,选用节能型、可再生利用的能源系统及其相关的维护保养等活动。即通过采取科学合理的规划设计,选用符合标准要求的墙体材料、屋面隔热材料、门窗、空调、通风照明灯材料设备,采用绿色能源,推行优化管理等措施,在保证建筑物使用功能和提高建筑室内环境舒度的前提下,提高能源利用效率,减少建筑能耗。

       建筑节能要求的提出,是基于两个现状:一是资源和能源的紧缺;二是使目前的建筑能耗更加趋向合理。

       和许多国际化城市一样,上海市的持续发展受资源约束的问题十分突出。其中,建筑能耗又是资源消耗的一个主要方面。据统计,上海目前的建筑能耗占全市总能源消耗的20%左右,并以每年超过1%的速度快速增长。2006年底,上海市建设交通委和上海现代建筑设计集团分别作过调查。

       上海市是属于典型的夏热冬冷地区。在2001年以前对所有建筑保温隔热无强制性节能要求,所以绝大部分建筑外墙基本上为240mm砖墙加普通砂浆粉刷,屋面多为钢筋混凝土楼板加简单隔热平顶,门窗也为钢门窗或单玻铝合金窗,门窗缝隙大,使得外围护结构传热系数较大,室内热环境条件较差。

       2 上海市既有民用建筑节能改造现状与发展

       开展既有建筑节能改造,首先需要通过试点工程进行总结分析,研究和探讨节能改造资金来源、配套政策以及适用的节能改造技术。上海在上世纪90年代初期就开始探索研究建筑节能的思路和途径。

       按照上海市十一五规划要求,上海市对既有民用建筑节能改造:(一)既有公共建筑改造。重点开展大中型办公、商业和旅游等既有公共建筑的节能改造。有计划、分步骤实施政府既有办公建筑节能改造。建立健全既有公共建筑节能改造技术标准体系和网络化建筑能耗分项计量监测系统,完善以政策导向和市场化手段为主的节能改造机制,使本市既有公共建筑节能改造取得突破性进展。到2010年,争取公共建筑实施节能改造2000万m²。(二)既有居住建筑节能改造。以“旧小区平改坡综合改造”项目为突破口,有计划地实施居住建筑节能改造。探索以行政手段和财政支持为主的资金筹措和推进机制。通过示范引路、稳步推进,到2010年,争取对达到“旧小区平改坡综合改造”条件的居住建筑全部实施节能改造。

       今后在推进上海既有民用建筑节能改造中,应紧紧围绕以下思路加以展开:(一)在全面实施“平改坡”和旧住房综合改造的基础上,大力推进新一轮的旧住房建筑节能改造;(二)全面体现本届世博会主题,结合旧住宅节能保温改造,提升上海住宅整体水平;(三)加大成熟适用的“新技术、新产品、新工艺、新材料”的推广应用力度,完善技术支撑体系,提高改造的科技含量和节能水平;(四)按照“节能、节地、节水、节材和资源综合利用”的要求,按“四高”(高起点规划、高水平设计、高质量施工、高标准管理)小区建设的要求,推进旧住宅改造;(五)进一步完善旧住房综合改造的资金筹措机制,发挥相关部门和社会的监督作用。

       3 既有民用建筑节能改造技术措施

       既有民用建筑节能整体解决方案的主要技术途径包括:空调通风系统、智能照明系统、能源监控系统、围护结构系统和可再生能源利用技术。

       上海地区既有民用建筑绝大部分为砖混结构体系,外围护结构构造大都采用传统做法:墙体用实心粘土砖砌筑240mm厚,内外墙抹20mm混合砂浆,总传热系数约为19W/(m²·K),透明窗户绝大部分采用密封性能一般的单层玻璃钢窗、塑窗、铝窗,热工性能不是很理想。在以往的门窗设计中,为追求大、通、透,很少考虑节能要求,居住建筑中的窗墙比大都超过30%,节能建筑面积所占比例很小。因此,大量既有房屋的隔热保温性能较差,冬季室内阴冷,温度只有4~5℃,远低于卫生标准(12℃下限);夏季室内外几乎同温度,远高于卫生标准要求(28℃上限)。现仍有一些建筑冬天结露,夏日高温烘烤,特别是有些建筑的顶层和西晒房间热环境较差。

       3.1 外维护结构节能改造

       建筑围护结构,由包围空间的将室内与室外隔开的结构材料和表面装饰材料构成,包括墙、窗、门和屋面、地面。围护结构必须平衡通风和日光的需求,并提供适合于建筑地点的气候条件的热湿保护【3】。对于一般的建筑,30%的热量是从窗户跑掉的,35%的热量从墙体散发。在建筑节能的各项措施中,对建筑物的围护结构采取保温隔热措施以提高热工性能,是最重要的节能手段之一。

       3.1.1 外墙的节能改造

       外墙的节能改造主要是采用膨胀聚苯板、挤塑聚苯板薄抹灰技术以及胶粉聚苯颗粒保温料浆、泡沫玻璃砖等作为外墙复合保温材料,构成围护保温系统,该系统集保温和外装饰为一体,能延长建筑主体结构使用寿命,不占用室内使用面积,不影响室内装饰等优点。

       3.1.2 窗户的节能改造

       窗户是建筑物热交换最活跃的部分。旧有住宅均采用普通单层窗,保温性能极差。有资料表明:窗户热损失是墙体的5~6倍,其能耗约占建筑能耗的40%。主要原因,一是窗户本身导热系数过大;二是通过窗户缝隙的冷风渗透严重。塑钢窗的性能较好,平开窗优于推拉窗。若是外墙外保温隔热窗户,其位置应尽量接近外墙。因此,可在做外墙外保温隔热的同时,先在既有窗户不动的基础上安装新的节能窗户,最后再拆除旧的窗户(或采用双层窗)以保证建筑物在改造过程中的使用功能。在既有窗户改造的同时,应优先考虑外遮阳,也要充分考虑冬季利用太阳辐射改善室内热环境。窗户玻璃的冬季辐射透过率应尽可能增大,这就意味着窗户玻璃太阳辐射透过率应按季节进行调整。因此,夏季设置外遮阳进行隔热时,遮阳设施应是活动的,冬季时可将其移离窗口,避免外窗的遮阳对太阳辐射的阻碍。

       3.2 照明系统节能改造

       照明系统节能改造主要是将现有的灯具更换成节能灯具,便可大幅节电,进一步的措施是实施照明的调节与控制,并辅之以有效的节能意识和节能管理,照明用电可在目前的基础上大为降低。

       3.3 太阳能的利用

       太阳能是可再生能源的清洁能源,将太阳能应用在建筑中可以节约石化能源,避免环境污染,减轻温室效应,因此,大规模太阳供热系统的使用是将来城市采暖供热的趋势【4】。按上海地区标准日照时间1100—1300小时/年计算,每年最低发电量可达143千瓦时/平方米,利用被动式太阳能采暖、太阳能热水、主动式太阳能采暖与空调以及太阳能发电等前景广阔。

       4 结束语

       既有建筑的节能改造包括建筑物围护结构,供暖、通风、空调、供水、供电、照明及其他设备等各个专业的相关内容,对它们的改造必须各方面相互协调。对任何一个改造项目,必须进行深入研究,并进行方案论证。对采用的节能技术措施、产品和设备进行投资估算,进行节能效果分析和投资效益分析。

       通过对上海地区一些已有节能改造工程的调查测试,发现改造后的住宅热工环境比改造前有大幅度提高,完全满足节能50%的要求。通过对造价的控制,综合效益可观。对缓解上海市能源紧张具有不可估量的作用,对上海建设“资源节约型、环境友好型”城市具有十分重要的现实意义,对完成“十一五”的节能目标具有重要作用。

参考文献:

[1] 上海市建设和交通委员会。上海市建筑节能“十一五”规划。《上海建材》。2007年01期,3-14。

[2] 刘兴宗,关于加快推进本市多层旧住宅建筑节能改造的建议。

[3] 中国建筑协会建筑师分会建筑技术专业委员会,绿色建筑与建筑技术[M]。北京:中国建筑工业出版社,2006。

[4] 唐鸣放,钱炜。采用生态建筑隔热措施改善城市热环境[J]。重庆大学学报,2001年04期,23-27。

[5]建筑节能 刻不容缓。资源与人居环境(城市)[J]。2005年04期,38-39。

录入:胡雁霞 责编:钟欣

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