基于分析和生命周期評價既有建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)節(jié)能改造

為充分體現(xiàn)建筑可持續(xù)發(fā)展理念,上海建科院為提高院檔案服務(wù)功能,決定在保留原始結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上,將原有的金工車間改造成二級檔案館。根據(jù)《檔案館建筑設(shè)計規(guī)范》(jgj25),當(dāng)設(shè)置采暖設(shè)備時,建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)總熱阻值應(yīng)按現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《民用建筑熱工設(shè)計規(guī)范》(gb50176)規(guī)定計算所得的最小總熱阻再增加20%～30%進(jìn)行設(shè)計;當(dāng)設(shè)置空氣調(diào)節(jié)設(shè)備時,圍護(hù)結(jié)

建筑節(jié)能是我國十大節(jié)能工程之一。當(dāng)前新建節(jié)能建筑已100%執(zhí)行居住建筑和公共建筑兩個節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。政府有關(guān)管理部門、房產(chǎn)開發(fā)商及房屋使用者對此均已形成共識。今后要做的工作主要集中在逐步提高節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)和建筑綠色生態(tài)化。

既有建筑節(jié)能改造是建筑節(jié)能工作的重要任務(wù)。以山東省某辦公大樓節(jié)能改造試點經(jīng)驗為基礎(chǔ),對國內(nèi)現(xiàn)有的既有建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)節(jié)能改造技術(shù)進(jìn)行了分析研究、總結(jié),其結(jié)果可供既有建筑節(jié)能改造借鑒。

通過對天津市桃花南里住宅小區(qū)的墻體、窗戶、熱橋等圍護(hù)結(jié)構(gòu)實施節(jié)能保溫改造案例的研究,對改造后所取得的經(jīng)濟(jì)效益、社會效益做了科學(xué)分析。

采用bim技術(shù)對嚴(yán)寒地區(qū)的普通公共建筑進(jìn)行三維建模,通過建筑能耗計算軟件ecotect對該建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱環(huán)境參數(shù)、全年累計冷、熱負(fù)荷進(jìn)行了動態(tài)分析測算.對建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的節(jié)能改造措施進(jìn)行總結(jié)并組合成不同方案,對不同的節(jié)能改造組合方式進(jìn)行分析并進(jìn)行模擬測算,總結(jié)最佳的圍護(hù)結(jié)構(gòu)節(jié)能改造方案.

目前,北方辦公建筑仍然采用傳統(tǒng)的夏季空調(diào)制冷,冬季集體供暖的方式來解決室內(nèi)熱環(huán)境問題,隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展以及環(huán)保方面的迫切需求,單靠傳統(tǒng)的制冷采暖方式能耗較大,環(huán)境問題突出。建筑物圍護(hù)結(jié)構(gòu)既承擔(dān)了建筑內(nèi)外的分割及審美的功能,同時具有很大的節(jié)能改造潛力。本文基于既有建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)改造的相關(guān)案例,結(jié)合形式美法則,提出保溫隔熱策略。

以某辦公建筑和住宅樓為模型,對其進(jìn)行圍護(hù)結(jié)構(gòu)節(jié)能改造分析。通過計算比較改造前后室內(nèi)負(fù)荷的變化,發(fā)現(xiàn)節(jié)能效果相當(dāng)顯著,證明在我國既有建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)節(jié)能改造存在相當(dāng)大的潛力。

從建筑節(jié)能設(shè)計,外墻、屋面、外窗和遮陽等圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱工性能方面,介紹建筑節(jié)能設(shè)計的要點,從而達(dá)到節(jié)能降耗的目的。根據(jù)采用的節(jié)能改造技術(shù)方案,改造上海某既有建筑物圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù),對建筑節(jié)能改造前后的各節(jié)能措施組合方案的改造成本和所節(jié)省的電量進(jìn)行了經(jīng)濟(jì)分析,得出在進(jìn)行節(jié)能改造時,不能單純以方案的節(jié)能效果作為唯一的評判指標(biāo),而應(yīng)當(dāng)綜合節(jié)能效果與其經(jīng)濟(jì)性這兩方面因素,提出以性價比f來選擇節(jié)能改造方案,為建筑節(jié)能改造提供了有效的依據(jù)和實踐指導(dǎo)。

隨著建筑節(jié)能改造工作的快速推進(jìn),既有建筑節(jié)能改造效益綜合評價逐漸成為建筑節(jié)能管理的重要環(huán)節(jié)。建立了既有居住建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)節(jié)能改造效益綜合評價體系,利用屬性層次模型對節(jié)能改造綜合效益進(jìn)行了評價分析,并用實例說明了該方法在建筑節(jié)能改造效益綜合評價中的價值。

介紹目前北京市既有建筑的節(jié)能改造現(xiàn)狀,對北京市dbj01-602-2004《居住建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》、jgj26-95《民用建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)(采暖居住建筑部分)》以及jgj129-2000《既有采暖居住建筑節(jié)能改造技術(shù)規(guī)程》進(jìn)行了比較,分析了北京市地方標(biāo)準(zhǔn)與國家標(biāo)準(zhǔn)及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)之間的差別,分析并提出北京市既有采暖居住建筑和大型公共建筑及普通公共建筑節(jié)能改造的依據(jù)。

近些年中國不斷擴(kuò)大建筑規(guī)模,人們生活水平不斷提高,建筑耗能也隨之得到快速增長,同時積累非節(jié)能建筑數(shù)量,使中國能源供應(yīng)承受巨大的壓力,國家難以承受節(jié)能改造的經(jīng)濟(jì)支出,使得大氣環(huán)境越來越差。通過改造既有建筑可以避免浪費(fèi)能源和資源,使建筑舒適度得到提高,這也是當(dāng)前中國迫切需要解決的問題。

引言目前,河南省既有居住建筑95%以上為高能耗建筑,大多數(shù)達(dá)不到節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)要求,亟需改造。在建筑物的總傳熱耗熱量中,約70%～80%的熱量是通過圍護(hù)結(jié)構(gòu)損失的,因而改善圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱工性能、提高其對保溫節(jié)能的貢獻(xiàn)率應(yīng)為既有居住建筑節(jié)能改造的重點。

通過對海南地區(qū)既有公共建筑年代、類型,建筑窗墻比,外墻、外窗、屋頂構(gòu)造等方面的詳細(xì)調(diào)研,得出了海南地區(qū)既有公共建筑的節(jié)能現(xiàn)狀。利用dest-h軟件對海南地區(qū)典型既有公共建筑進(jìn)行節(jié)能診斷及改造效果分析,海南地區(qū)既有公共建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱工性能較差,建筑能耗較高。建筑節(jié)能改造的潛力和重點在于降低外窗的綜合遮陽系數(shù)和屋頂、外墻的太陽輻射吸收系數(shù)。經(jīng)改造,辦公建筑可較參照建筑節(jié)能4.28%~5.71%,酒店建筑可較參照建筑節(jié)能1.38%~15.21%。

根據(jù)嚴(yán)寒c區(qū)公共建筑能耗情況,綜合考慮了建筑朝向、窗墻比、墻體外保溫材料、窗戶的類型等因素,以烏魯木齊市某2653平方米的辦公樓為例,對辦公樓的圍護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了節(jié)能改造設(shè)計.本文對比了燃?xì)廨o助太陽能供暖、燃?xì)廨o助太陽能空氣能復(fù)合供暖、空氣源熱泵供暖三種供暖系統(tǒng),對辦公樓的供暖系統(tǒng)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計,探討了辦公樓的節(jié)能改造效果和供暖系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性.結(jié)果表明,辦公樓圍護(hù)結(jié)構(gòu)經(jīng)過節(jié)能改造后節(jié)能率可達(dá)到74％,采用燃?xì)廨o助太陽能空氣能復(fù)合供暖系統(tǒng)一個采暖周期可節(jié)約運(yùn)行費(fèi)用4.19萬元,同時可節(jié)約41.58噸標(biāo)準(zhǔn)煤,具有顯著的經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益.

通過實際工程已有的相關(guān)數(shù)據(jù),獲取拉薩市內(nèi)既有居住建筑的圍護(hù)結(jié)構(gòu)各部分的基本構(gòu)成情況,并對其進(jìn)行簡單的分析。在此基礎(chǔ)上,結(jié)合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),分別就圍護(hù)結(jié)構(gòu)的各部分提出可行的改造方案,并進(jìn)一步提出圍護(hù)結(jié)構(gòu)節(jié)能改造的總體方案。對這些方案進(jìn)行簡單的經(jīng)濟(jì)性評價,選出拉薩市既有居住建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)節(jié)能改造的最佳方案。

該文采用建筑能耗模擬軟件dest-h,以寧波地區(qū)為例,對既有居住建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)各項節(jié)能改造技術(shù)進(jìn)行經(jīng)濟(jì)性分析。分析結(jié)果表明:塑鋼普通中空玻璃窗性價比最高;外墻無論是采用保溫砂漿類還是聚苯板類,保溫層越厚性價比越低;屋頂保溫層越厚性價比越高,但保溫層厚度超過40mm后,性價比幾乎不變。

某小區(qū)居住建筑于2005年進(jìn)行了外墻外保溫改造。對其節(jié)能改造前后的能耗賬單進(jìn)行了比較分析,直接比較的結(jié)果表明,改造后的電耗增加。為了確定節(jié)能措施的真正節(jié)能效果,對其進(jìn)行了認(rèn)真詳細(xì)的分析,采用供暖度日數(shù)和空調(diào)焓日數(shù)分別對供暖季和供冷季的能耗進(jìn)行了調(diào)整,并根據(jù)過渡季節(jié)的能耗變化對使用情況進(jìn)行了調(diào)整,并對調(diào)整后的能耗進(jìn)行了比較分析,結(jié)果表明,對外墻加外保溫的節(jié)能改造措施具有一定的節(jié)能效果,而且還可改善室內(nèi)的熱舒適性。

以上海地區(qū)某賓館建筑為研究對象,為降低能耗擬對建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行改造,有外墻加保溫層、屋頂加保溫層和外窗貼隔熱膜3種改造方案.利用建筑能耗模擬軟件對原有建筑及3種改造方案實施后的建筑進(jìn)行了全年空調(diào)能耗模擬,并給出了經(jīng)濟(jì)性分析,由分析結(jié)果可以看出,采用外窗節(jié)能改造方案的經(jīng)濟(jì)性最好.

通過現(xiàn)場調(diào)查和檢測,確定了某工程圍護(hù)結(jié)構(gòu)的真實構(gòu)成。利用四川省常用建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的節(jié)能措施,提出改造屋面、墻面和外窗的7種改造方案,并通過能耗比較,得出屋面和外窗是改造的重點。借助經(jīng)濟(jì)性分析評價,得出僅改造圍護(hù)結(jié)構(gòu)的一部分,不一定能滿足現(xiàn)行節(jié)能50%要求,但對既有公共建筑,卻可能達(dá)到節(jié)能改造最大收益。同時,要綜合考慮改造目標(biāo)建筑業(yè)主性質(zhì)、經(jīng)濟(jì)承受能力和長短期利益的取舍。

夏熱冬冷地區(qū)既有建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)節(jié)能改造不同于嚴(yán)寒或寒冷地區(qū),改造方案需結(jié)合氣候特點,因地制宜.采用dest-c模擬軟件,分析南京某棟辦公樓圍護(hù)結(jié)構(gòu)節(jié)能改造方案對能耗的影響,以及不同改造方案增量成本,提出夏熱冬冷地區(qū)既有辦公建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)節(jié)能改造的優(yōu)化措施:改造屋頂,增設(shè)擠塑聚苯板保溫層使其傳熱系數(shù)不小于0.4w/(m2·k),或?qū)ξ蓓斶M(jìn)行綠化;改造窗戶,增設(shè)3~4片鋁合金百葉外遮陽,將窗戶更換為斷熱鋁合金太陽得熱系數(shù)低的low-e中空玻璃窗;對于傳熱系數(shù)較小的墻體不適宜增設(shè)保溫層和噴涂隔熱涂料.

針對嚴(yán)寒地區(qū)既有公共建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)節(jié)能改造的經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行研究，基于增量投資收益率的概念，并結(jié)合dest-c軟件，建立了圍護(hù)結(jié)構(gòu)節(jié)能改造保溫層厚度優(yōu)化方法，并應(yīng)用到實例中，驗證了方法的有效性。

介紹中德既有建筑節(jié)能改造項目——唐山示范工程圍護(hù)結(jié)構(gòu)節(jié)能改造的主要技術(shù)措施及改造效果。