高层住宅三步节能

高层住宅三步节能（精选5篇）

高层住宅三步节能 第1篇

1 高层住宅节能概述

随着科学技术的不断进步, 国内建筑业得到了突飞猛进的发展, 为了在竞争激烈的建筑市场处于不败之地, 必须迎合时代需求, 加大节能建筑的创建, 采用能够体现现代科技发展水平的新材料、新技术改善建筑在保温、通风、节能等方面性能, 同时也能缓解能源危机, 解决当代社会经济发展与能源短缺这一矛盾。构成建筑物的围护结构材料在很大程度上决定了建筑物的能耗, 由于建筑节能的要求, 建筑材料必然发生根本性变化。在围护结构中墙体变成了保温墙体, 屋面变成了保温隔热屋面, 门窗和幕墙不仅有保温隔热要求而且部分还增加了遮阳系统。

建筑节能是社会发展的需求, 它有利于缓解能源紧缺问题;建筑节能是环境保护的需求, 它有利于减轻大气污染现状;建筑节能是建筑业进步的需求, 它有利于巩固企业市场地位。我们这里所说的建筑节能是指在满足人们正常生活, 学习和工作需要的前提下, 在建筑规划设计、建筑材料生产、建筑物施工及使用过程中, 采用新材料、新技术, 合理设计建筑围护结构的热工性能, 提高采暖、制冷, 照明、通风、给排水和管道系统的运行效率, 降低能耗, 合理、科学、有效的利用能源, 从而达到提高建筑舒适性及节约能源的目的。简单来说, 就是用尽量少的能源, 过尽量舒适的日子。当前形势下建筑节能问题表现为:

(1) 对节能住宅的真正含义认识含糊

开发商对建设节能住宅的重要性认识不足, 积极性不高。开发商为了自身的经济利益, 盲目追求建筑形式的新奇, 在紧跟国际潮流的借口下, 聘请国外的建筑师, 设计了大量的具有欧、美、澳本国风格的住宅建筑, 一些住宅建筑设计脱离中国实际, 不能结合当地的自然条件, 造成节能住宅不节能。

(2) 现有设计单位体制及管理上存在的不足

我国现有的大多数设计单位, 在建筑节能设计这一环节上存在体制与管理的不足。设计节能住宅是一项综合性很强的系统工程, 涉及各个专业, 需要各个专业的通力协作, 而现今建筑节能的热工计算均由暖通专业完成, 专业之间协调存在严重不足。建筑构造、各专业节能要求做法能否满足节能技术指标, 作为暖通专业的设计人员往往难以制定, 而其他专业的设计人员, 或者不懂热工计算, 或者根本无此项设计任务, 因此, 多数节能住宅的热工计算往往停留在理论上, 与实际存在较大的差距。

(3) 当今节能技术本身还存在一定的不足

我国开展建设节能住宅的时间相对较短, 与世界上发达国家的建筑节能技术差距较大, 而我国现从事建筑节能的基础理论、建筑热工、建筑气候学研究的人员有限, 科研成果较少, 因此, 在建设节能住宅的实际过程中, 明显感到吃力, 科学依据不足, 已经制约了节能住宅进一步的发展。

2 高层建筑节能要点

2.1 建筑节能总体原则

(1) 树立以人为本的观念

建筑节能不是片面的节约, 而是全面地提升建筑的基本品质。人们往往误以为建筑节能就要降低建筑标准和使用水平, 所以要防止简单地将节能建筑理解为“低标准”和“简易房”。当今社会, 科学技术发展日新月异, 社会越是发展, 节能意识越要加强。要增强2l世纪能源紧迫感, 要充分认识到建筑节能是一种开发理念和政策取向。开展建筑节能不能主张资源的过度占用与浪费, 但也不是以降低综合性能和牺牲舒适度为代价来换取资源的节约。其最终产品必须是不仅质量优良, 而且是充分体现和满足以人为本的和谐理念, 造福人民, 回归自然, 与社会发展水平相适应的人性化建筑。

(2) 加快技术更新, 与时俱进

开展建筑节能, 就是要依靠科技进步, 坚持技术创新, 迅速提升建筑品质和性能, 谋求可持续发展, 杜绝和减少浪费。高效率地利用资源, 建筑的建造和消费;材料的生产和使用, 要选择节约资源的技术新路线, 减少资源的耗用量, 尽量不用或少用不可再生资源。高性能的材料产品, 是高效率利用资源的前提。建筑结构材料要有足够的强度和耐久性, 围护结构要有良好的保温隔热性能, 防水、隔声、涂料、管道等专用功能性材料, 都要具有相应的高性能。杜绝使用污染性材料, 坚决有效地控制有害物质排放, 并尽可能地利用清洁能源。

(3) 加强管理机制

对建筑节能的监督和管理仍没有摆脱“立法腿长, 执法腿短”的窘境, 扶持建筑技术创新、鼓励开发资源节约型项目的倾斜政策尚未全面建立。建筑节能工作之所以进展缓慢, 与法制体系的乏力和激励政策的缺位不无关系。当前, 非常有必要抓紧研究和制定推进建筑节能的产业政策。强制性地执行现有的法规和节能标准, 并期待政府加快相关标准规范的制定, 逐步形成完善的法规标准体系, 建立起强有力的约束机制。加快政策支持和技术服务体系的建设。可借鉴国外一些成功经验, 对提前实现或实施高于国家规定节能标准的, 对于超额完成节能改造任务的给予政策扶持和经济上的奖励;加大政府对建筑节能相关技术和产品的研究开发的支持力度;建立国家建筑节能产品认证和节能建筑标识制度。

2.2 高层建筑应用空调系统节能技术措施 (1) 降低系统的设计负荷

目前我国的多数设计人员在设计空调系统时, 往往采用负荷指标进行估算, 并且出于安全的考虑, 指标往往取得过大, 造成了系统的冷热源、能量输配设备、末端换热设备的容量都大大的超过了实际需求, 形成大马拉小车的现象, 即增加了投资, 也不节能。

(2) 冷热源节能

空调系统消耗的大部分能量是在冷热源系统中消耗的。所以合理选择冷热源系统对空调系统节能至关重要。空调系统的常采用的冷热源方式是 (1) 水冷冷水机组+锅炉; (2) 热泵。

夏季用水冷冷水机组制冷, 冬季用锅炉供热。水冷冷水机组制冷消耗电能。在水源比较充足的地区使用水冷冷水机组比较合适。热泵型机组的使用对节能是很有利的, 其中风冷热泵冷热水机组在中央空调中使用的较多, 这种机组一机两用, 夏季制冷, 冬季供热。特别适用于缺水地区。

(3) 减少输送系统的动力能耗

动力能耗主要是指空调系统运行中风机和水泵所消耗的电能。采用科学合理方法使之降低, 对整个空调系统的节能有十分重要的意义。具体的技术措施有:提高供回水温差;选用低流速流体;提高输配系统的效率:采用变流量水系统;采用变风量系统。

(4) 提高送风温差及合理调节新风比

人们对舒适感的要求差别很大, 故舒适区范围较宽。在舒适区内, 虽然人体的热舒适感觉没有明显改变, 但系统的耗能却有大幅度的变化。在满足空调精度要求的前提下, 我们可以提高送风温差来提高节能效率, 利用最少的耗能实现舒适性空调要求的空气环境。为了节能, 在夏天取较高的干球温度和相对湿度, 冬季取较低的干球温度和相对湿度。就可减少围护结构的传热负荷和新风负荷, 从而降低空调系统能耗。在建筑物的空调负荷中的新风负

荷占的比例很大, 一般占总负荷的20%~30%, 因此在满足卫生条件下, 冬、夏季尽量减少新风量, 而在过渡季节, 尽量较多采用新风甚至采用全新风。

摘要：我国基础建设的不断加强, 越来越多的高层建筑施工日益频繁。然而, 高层建筑施工技术难度高, 其节能控制非常重要。文章从高层建筑节能出发, 分析了当前存在的问题, 并在此基础上探讨了高层建筑的节能要点。

关键词：高层建筑,节能,要点

参考文献

[1]魏文华, 王向东.监理企业如何做好建筑节能监理工作[J].建筑节能, 2006.

[2]王建洪.浅谈高层建筑中施工测量监理控制的重要性[J].四川建材, 2009, (6) :24-27.

高层住宅建筑节能技术研究 第2篇

1 施工过程中所使用的节能环保技术

1.1 对住宅施工节能技术的简单概述

从当前看来, 我国的高层建筑的施工普遍具有基坑深和开挖难度偏大的特点。施工人员在对高层住宅进行施工的过程中, 必须要充分考虑到节能和环保技术, 结合现有技术进行有效整合利用的前提, 牢牢把握施工环节, 对建筑过程中的各项技术和能源消耗进行科学有效的整合[2]。促使施工实践中实现施工技术的进一步完善和提升。现阶段, 高层住宅建筑施工过程中我们国家中很多城市都对节能环保方面提出了明确的要求。高层住宅建筑施工中楼梯外围的一些必要节能措施主要集中在门窗和墙壁方面。施工单位在操作过程中需特别注意这几个方面的节能处理。再通过现场的工作监控和措施落实, 将节能措施落到实处。节能技术措施方面还要充分适应当前形势, 将信息化手段应用到实际工作中, 以达到通过节能减排来有效巩固基础施工质量的目的, 对高层建筑在后续的验收工作打下坚实基础。

1.2 在屋面施工中的节能技术

从施工的细节方面来看, 高层住宅建筑施工的过程中要特别注意墙体和屋面的施工环节, 墙体和屋面两个方面的节能施工技术是保证建筑结构框架稳定的一项重要内容。从这个方面而言必须要探究高层建筑物的节能特性, 为了从根本上降低建筑物墙体和屋面设计中的能源消耗, 需要从节能的角度入手来进行实际操作。在这个过程中, 高层建筑物必须要利用墙体保温的方式来有效完成屋内的节能减排设计, 有效实现建筑房屋内的节能。在细节方面要对屋面进行彻底的节能技术处理, 在屋面内部和墙体等方面的结构层中合理的穿插钢管, 在材料选择上, 需要尽量的使用质量较好的节能材料。钢筋混凝土来完成填充时, 要对室内的灰尘和基板进行科学有效地处理, 通过这种简单有效的方式来保证施工过程中建筑版面的平整和整洁。

1.3 施工过程中门窗方面节能技术

在施工过程中门窗建设是建筑项目中的一项重要组成部分, 在方案设计的过程中必须要充分考虑到门窗的价格和质量, 要通过合理的方式对建筑整体进行规划, 在价格许可的范围内能选择更加节能环保的门窗来进行安装[3]。在高层住宅的总体施工构架中, 要明确门窗的总体造价和总工程量, 促使其可以在各个方面符合一定标准。施工中门窗的保温材料选取时, 必须要选择合适的材料来与装饰工程进行配套, 让门窗的选择和装饰工程造价两者之间存在一个有机的平衡。也就是说, 在门窗的节能设计方面, 既要对门窗的材料进行合理选择, 还要充分考虑到工程总构架, 选择合适的节能策略。门窗进行安装时, 需要在门窗上涂抹必要的防腐材料, 处理好防腐工作。门窗在防腐材料的选择方面可以考虑到环保措施, 一般在住户入住之前都要对室内的各种有毒气体进行测试, 所以在防腐材料选择方面必须要充分注意到无毒和环保这两个方面。门窗安装时, 要充分考虑好这个过程中的衔接处理工作, 将这个环节处理好可以有效地完成节能工作, 节省这个过程的资源。特别是在高层住宅的建设过程中, 要对门窗的使用量、门窗型号和相关数量参数规格方面进行明确把握。通过各个细小的环节和角度来有效完善门窗处理环节, 实现节能减排的目的。

1.4 对绿色节能方面进行有效规划

绿色节能技术已经在我国很多城市内得到了有效的应用。从施工过程来看, 工程施工部门为了完成国家倡导的绿色节能和降低损耗理念, 在各个施工环境中采用了一些相对有效的节能措施。并在施工中在价格允许的范围内选择更加合理的节能材料, 也可以引进一些国外的先进节能技术来加强建筑工程的施工质量。从具体操作过程来看, 一般高层施工建筑的总高度会保持在80米左右, 也就是从地面开始向上共十八层, 其总体建筑面积一般会保持在50000平方米这个范围内。根据这些实际特点, 施工工程单位需要在对墙体施工选料和一些其他工料方面进行妥善管理, 要充分利用管理的手段来实现节能。在情况下许可的范围内, 还要充分考虑到太阳能技术等新型技术的应用, 结合高能保温和隔热板来提升节能建筑的质量, 使建筑质量达到一个更高的水平, 真正实现绿色节能和绿色建筑的目标。

2 高层住宅总平面设计中的节能措施

2.1 合理的选用布局形式

在居住区的平面设计和布置方面, 建筑工程单位可以根据实际情况来选择行列式、自由式、综合式和周边式这几种方式。具体工程中要充分结合地区特征和道路布局方面的综合因素[5]。具体操作时, 要尽量减少单位住宅建设过程中的能源消耗, 高层住宅在建筑可以选择南北走向的列式, 促使居住空间的居室内部获得充足的阳光和自然通风等方面的条件。设计布局方面要尽量避免传统的居住单调和审美疲劳的视觉效果问题。各个建筑模块单元的衔接方面, 可以运用“楼座前后”的交错布置方式, 将建筑多层和高层有效结合在一起, 并使用少量点穿插和插条布局的建筑手法, 促进高层住宅建筑的自然通风条件良好, 实现居室内的局部细微气候的改善, 使居室设计更加具备美学特性。例如, 在某城市的花都小区高层住宅进行建设的时候, 该工程充分考虑到节能和绿色环保方面的优势, 将整个空间中的形态规划和视觉环境方面进行有效综合, 在小区域中塑造1000平方米的人造湖泊, 并以此为中心进行全面的布局, 在小区内部营造出不同的景观和视觉效果。通过这些绿化的建设实现对小区内的微气候的调节, 使高层建筑中的绿色节能技术体现出更加明显的效果, 花都小区的建设便是在这方面的最好实践案例。

2.2 科学地选择建筑朝向

经过建筑实践表明, 在其他因素保持相同的情况下, 建筑物的板式必须要保持多样化的特点。而且建筑节能消耗方面多层主要比南北向住宅高出5%, 在对住宅进行建设的时候, 要对建筑物的节能进行慎重选择。当代高层住宅建筑设计的过程中, 建筑物的朝向必须要根据住宅内部的实际构造进行有效的设计。住宅设计时, 建筑的朝向必须要充分结合内部的使用要求, 根据当地的主导风向和太阳辐射等情况, 还要充分结合建筑物周围的环境来平衡这个地区的气候因素, 并合理的展开调查分析、研究和评价, 对其进行评判和确定。从一般情况看来, 在我国夏季炎热的情况下, 南方地区住宅进行建造时, 应该充分考虑到住宅的建筑长轴方向, 用来垂直夏季的主导风向。例如, 在南方某住宅小区的规划建设中, 要根据行列式的方式来进行有效布局, 建筑物朝向方面保持在正东南偏西或者偏东15度角, 利用这种方式来有效降低建筑物内部的能源损耗。

2.3在建筑物日照间距方面的节能措施

在对高层住宅建设进行规划和布置的时候, 建筑工程单位要充分注意到日照间隔距离这一要素。如果出现日照间距不同的时候, 要根据国家相应的能源规定要求, 使窗户底层建设甚至是二层建设的质量和节能方面得到明确保证。如果不能得到保障, 会致使整个冬季环境中居室建设都看不见太阳光, 会严重影响人们的身心健康和居室热环境, 制约人们生活品质的提升。相关施工单位在进行具体的规划和设计时, 建筑师必须要严格遵守国家相关的法律法规, 各个建筑施工部门都要按照相应的规划来完成预期的目标, 充分做好日照分析图纸, 还要根据实际经验来有效的对楼底座之间的距离进行控制。在金港城住宅小区的建设规划过程中, 其日照间距保持在房屋高度的1.1倍左右, 这样的设计不单单是为了房屋居住的便利, 更主要是因为小区周边临近机场, 必须要充分做好航空限高工作, 坡地根据实际情况来有效布置周边的绿环设施, 通过精确的计算来完成小区高层住宅的南北列式, 有效缩短了各个建筑物之间的间隔距离, 通过合理有效地规划来完成更多的建筑栋数, 在采光许可的范围内尽可能地加大建筑物之间的密度。在这种建筑模式下, 有限的土地资源可以得到更为有效的利用, 达到了节能节地的目的。

2.4 在总绿化布置方面的有效设置

在高层住宅建设过程中, 良好的居住绿化环境不仅仅能够陶冶人们的情操, 对建筑小区本身的品质也有着重要的提升。实践表明, 在夏季树阴下的温度比在裸露在树阴之外的地面要平均低3℃。此外小区中的水源也会起到很好的降温作用, 水源和树阴都对小区的微气候起到了调节的作用。在居住区绿化区域内, 建筑工程单位在设计中必须要充分利用好周边临近的空间, 要在合适的地方引入灌木和水景。还要对周围住宅的位置进行一个良好的选择, 在适当的位置种植一些高大的乔木, 这样既能在夏季吸收一定的热量, 在冬季也不至于影响到太阳光线, 这种居室节能设计必须要充分把握好。还要根据实际情况对阳台、平面屋和墙面等进行有效绿化, 以此来减少建筑物与空气的接触面积, 构建增加绿色面积的复合型围护结构, 促使小区内部形成一种具备良好隔热效果的保温和隔离。例如, 在花都金港住宅小区内就是合理利用小区内部的的士低洼的特点, 在降水的时候可以实现对雨水资源的有效利用, 平面湖波也可以与各种单元相互渗透, 在组团绿化和住宅空间绿化的时候, 小区还必须要坚持因地制宜的原则, 要通过合理的设置来使小区内的生态环境走向一个良性循环的方向, 以此来有效改善住宅室内的冷热微环境。

3 住宅单体节能设计中的有效措施

3.1 体型系数

经过相关研究表明, 在其它各类因素都相同的情况下, 建筑物的形体系数必须要有一个合理的标准。形体系数每增大1%的时候, 其对能源的消耗量就会相应地增加2.5%, 按照这个百分比来看, 要想真正实现高层住宅建筑的节能和环保, 就要在住宅建筑设计中采用有效地措施来尽量避免单元的建造层数, 可以通过这种点式平面来完成住宅内部的节能设计, 在设计中要尽量保持建筑面和立面的规整, 要尽量避免建筑过程中出现的凸凹面, 在对套型设计时必须要在满足住户使用功能的前提下, 来对各个方面进行科学有效地完善, 要利用有效的方式来降低成本, 在设计中还要尽可能地采用板式联体的小高层建筑形式, 在朝向正南或者是偏东15度角的方向来进行布置, 在单体建筑中形体系数要保持在国家规定的标准值0.3以下。

3.2 套型平面设计

在对住宅单体进行套型平面功能设计时, 必须要将家庭中的主要人员的活动充分考虑到建设过程中, 要充分考虑到居室中用户在客厅停留的时间和主卧室、书房等的布置, 在厨房和卫生间、餐厅等空间的设计要朝北或朝南, 使主要居室在冬季也能够获得足够的阳光, 还要保持每个居住的房间内都能有对外开放的窗户。房间前后的门窗要尽量保持科学合理的相对设置, 为自然采光和夏季的穿堂风方面创造良好的条件。在室内套型平面设计方面必须要充分利用好基地所处南坡的有利条件, 在住宅套平面方面有更加科学的选择, 在南北方面利用地形的高低差, 用过热压差在居室中形成自然通风, 通过科学的套型平面设计来有效改善单体住宅内的微气候。在对室内的住宅建筑进行窗墙设计的时候, 要根据居室建设的不同方向来进行分别对待, 对那些方向朝南的窗户, 要利用科学的手段来有效选择合适的玻璃品和水晶墙, 要在层数方面进行有效控制, 在保证建筑质量的前提下有效降低能源方面的损耗和浪费。在冬季的时候充分利用到太阳能的辐射, 满足降低能源消耗、增加室内彩光、创造良好的通风条件的要求, 相关部门对房间墙体建设方面制定出来了较为明确的规范, 必须保持向北0.25, 在东西向0.3的要求。

3.3 遮阳构建

在建筑设计中要对室内阳光进行准确的规范, 太阳在经过窗户射入到室内的时候, 其热量值的大小和窗户的朝向、位置等方面也明显相关, 这些光线的强弱与有无遮阳构架有着很大的关系。在这方面设计中, 要充分考虑到太阳辐射的穿透系数, 它在无遮阳构件设施的范围内可以保持在10~35%左右, 结合穿透系数合理度对材料进行选择。在设计中要在材料和设计方式中进行明确的控制, 将遮阳构件按照某种方式科学地划分为垂直式、水平式和挡板式等不同形式。在住宅建筑设计中还要根据实际情况来灵活地选择遮阳部件和遮阳措施, 具体操作时可以根据建筑造型的一些构件和细部结构来进行综合考虑, 合理的对阳台等进行设计。如果没有合理的选择和设计, 必然会造成更多的能源消耗, 利用适宜的手段完成墙体的绿化, 促使其可以达到节能和节约工程造价的双重目的。例如, 花都小区的建设设计中, 大部分多层建设都是要依照规范展开结构设计, 并充分的折叠百叶窗进行利用, 促使其可以对各个部位进行遮挡, 小区内的高层住宅建设中的遮阳设计在实现了节能的前提下, 也对室内的光线和微气候进行了有效的改善。

3.4 过渡空间

在对单体住宅进行设计时, 还有一个非常重要的部分就是室内和实践的楼梯空间、坡屋顶上下空间和室外阳台等, 这几部分在单体住宅设计中发挥中非常重要的作用, 能够按照科学的要求设计好这几个过渡空间, 对住宅的平均质量有着很大的提升。在设计中要充分考虑到住户的实际居住体验, 在尽可能节省空间的时候, 将住宅设计成为一个阻隔较少的区域, 通过这种设计来有效完成室内外冷热调节, 要对室内的冷热空气进行合理的渗透, 在尽可能的情况下减少围栏建设的用料, 以达到用户的居住舒适为前提, 在对楼梯间的材质选择上要尽量选择那些保温性能较好的材料, 要把门窗从以往的开敞式改变成为封闭式, 在单元的设置上要坚持出入口向北, 要尽量避免冬季北风的灌入。在出屋面的楼梯间设计上, 可以选择开启窗户的设计模式, 充分利用高温和热压形成自然通风, 要把标准层的电梯按照相应的要求设置成为电梯厅, 通过合理的方式来将清风和阳光充分引入到电梯厅里, 实现局部微气候的有效改善。在坡度屋顶前后进行科学有效地通风设置, 这样可以使得屋顶下部的空间自然形成一个保温区域, 在夏季的时候也能有效促进空间流动, 达到良好的排风效果, 并且可以在很大程度上节省建筑用料, 促使住户在后续的使用中大大节省了能源, 真正实现节能减排的目的。

4 高层住宅围护栏方面的节能措施

4.1 墙体节能设计

在高层住宅的居室中, 墙体的耗热量大约占整个住宅整体耗热量的25%, 针对目前一些结构相对简单的小型住宅而言, 当建筑设计中外墙的结构设计具备良好的导热性能的时候, 就必须对墙体设计进行充分提高。在选择材料的时候要充分注意到材料的节能方面, 要尽量采用新型的节能砖。比如, 混凝土空心砖、加气混凝土砌块等等, 利用这些节能材料来实现承重和保温隔热为一体, 要对墙体采用科学合理的保温隔热措施, 在对外墙的内侧和外侧进行加粗的时候, 要按照科学的办法设置保温隔热层, 利用这种方式来构成隔热墙体, 大大降低了能源的消耗。当前, 在墙体的外层保温隔热技术广泛推广之后, 不仅仅有效解决了困扰建筑节能行业依旧的外墙热桥问题, 还有效增加了居室内部的使用空间, 使室内在进行二次装修的时候能够有更大的空间来操作等优点, 在日常生活中我们使用的聚苯颗粒砂浆保温体系中要进行慎重选择。外层的保温材料也要充分注意到雨水冲刷、防大气污染和防火等方面的性能, 在工程设计中要根据建立良好的体型系数, 充分令聚苯颗粒砂浆保温等热体系建筑材料最大限度地满足建筑物在节能方面的要求。

4.2 门窗和屋面的节能设计

在室内的门窗的选择方面要严格按照设计标准进行, 门窗是一种轻质构体, 可以进行有效地传热, 在缝隙中空气渗透所消耗的热量几乎占整个住宅建筑内部总热量的50%, 因此科学的设计好门窗是实现建筑节能的重中之重。当前, 在门窗材质上广泛使用的有钢, 铝合金和塑料等几种, 塑钢门窗因为具有很强的保温和耐腐蚀特性, 被大多数建筑施工单位所普遍采用。塑钢门窗具备色泽美观等方面特点, 造价也十分便宜, 是国家广泛推广的一种室内外建筑用料。玻璃的热阻很小, 高层住宅建筑在玻璃上会散失很多热量, 为了有效减少室内的热量防止热量失散, 新型材料被不断的投入使用和研发。在科技深入发展的今天, 一些新型材料制成的玻璃, 例如, 中空玻璃、吸热玻璃等具备很好的热阻效果, 在造价允许的范围内应极可能普遍采用。在屋面的隔热设计方面, 有科学的设计数据表明, 在夏季室内温度平均比其它层要高出3℃左右, 在建筑设计和选材中屋面的保温热阻是一项不容忽视的重要内容, 要采用轻质高强的设计和材料来有效减轻屋面的厚度, 在屋面设计方面要进行足够的吸水率设计, 这样可以保持良好的室内温度稳定性, 还具有优良的隔音隔热效果。在屋面设计中需要选择良好的加气混凝土条板和乳化沥青珍珠岩石板, 这些材料有利于提高屋面的保温隔热性能, 通过材料本身的优良材质可以有效改善房屋顶层的热环境, 还可以在情况允许的范围内设置架空层, 并做好蓄水屋面的建设等等, 这种在材料的选择和设计上的差异有效地增加了屋面的隔热效果。

4.3 围栏结构的保温层隔热设计

高层住宅建筑设计过程中, 需要充分对抗震等方面的进行考虑, 而外围护栏上需要充分考虑到钢筋混凝土等要求。这些部位在设计上与主体部位有很大不同, 在室内外温差的作用下, 需要采用科学的方法处理好热流通道热桥。在热桥部位很容易出现热量的损耗, 为了避免, 可以充分利用好外墙的隔热技术。此外, 在这些结构中因为材料和设计的不同还可能会出现一些异常的部位, 比如, 在内外墙的丁字结构、女儿墙与屋面交接部位, 经常会由于受力挤压而出现变形等, 这即是热工性能的薄弱之处, 也是高层住宅建筑整体的设计施工难点, 要充分提高门窗的气密性设计, 良好的气密性是实现对室内外冷热空气控制的一个有效措施, 在具体的施工方式上要采用大块玻璃门窗, 用有效的方式来减少玻璃之间的有效缝隙, 通过保温砂浆或者是泡沫塑料这些材料来完成填充, 在科学有效地完成这些建设之后能够有效地减少冷热空气地流动, 大幅度地提升气密性, 以此来实现高能建筑设计的节能效果。在建筑平面的设计效果上, 要根据太阳高度角和四季太阳光线的变化来适当的调整住宅平面建设的节能设计, 在材料选择和设计方面要充分考虑到全年的损耗, 要采用科学的采暖和空调耗能装置, 使这些耗能的标准不低于国家在这方面工程建设法规中规定的数值, 外围栏设计还要充分考虑到水资源的合理利用和废水回收, 使高层住宅小区内部实现水循环并有效降低污水的排放量, 对小区的居民生活用水进行一个合理的规划, 将水资源进行更好的利用。

5 结束语

建筑行业高速发展的同时, 也出现了很多问题, 特别是在对高层建筑进行有效的施工处理工作中, 要以合理的方式来做好技术方面的分析。需要在工程设计、材料选择、绿色环保和节能方面都要考虑到节能措施。针对高层住宅建筑出现问题的部分, 广大建筑人员也在建筑施工和设计过程中不断寻找解决问题的办法, 从各个方面寻求相关技术的配合。本文笔者从施工过程中的环保节能措施、建筑住宅总平面的节能措施、住宅单体的节能措施和住宅维护栏节能措施等四个方面进行了深入分析, 结合实际情况将一些有价值的办法进行推广。此外, 在国外的同行业中, 相关建筑工程单位也在充分结合实际情况的基础上, 将各种实际类型的节能措施与建筑实践有机结合在一起, 并将每个建筑环节都落到实处, 希望能够通过这种科学合理的方式来有效提升高层住宅建筑的整体质量, 真正实现高层住宅建筑的高效节能和绿色环保。

参考文献

[1]扈礱喆, 丁凡.生态文明指导高层住宅低碳节能设计——浅谈太阳能热水器系统与高层住宅建筑的一体化[J].建设科技, 2011, (6) :76-77.

[2]张俏梅.高层住宅防火、节能、舒适度建筑设计要点探讨[J].四川建筑, 2011, (5) :71-72.

[3]朱薇, 周伟, 曲文.昆明高层住宅建筑节能现状探析[J].华中建筑, 2012, (4) :52-55.

[4]程媛.建筑节能与建筑规划设计的研究[J].住宅与房地产, 2015, (25) :63.

[5]高源, 刘丛红.基于生命周期评价的居住建筑被动式节能设计研究——以天津市高层点式住宅设计为例[J].建筑节能, 2013, (9) :32-37.

高层住宅三步节能 第3篇

在建筑节能方面,2009年上海市将在严格执行新建住宅节能50%的国家标准基础上,在全市新建住宅全面执行65%的标准,为此,将进一步强化以墙体、门窗为重点的建筑围护结构保温隔热要求。为满足上海地区住宅节能65%的技术要求,辅助建筑师在设计阶段综合考虑围护结构节能选型与设计,本文以上海某高层住宅节能设计工程为例,运用清华大学编写的De ST-h能耗分析软件,模拟分析上海地区常见的围护结构选型对高层住宅能耗的影响规律及其节能贡献率,并给出几种满足节能65%的较为经济合理的围护结构方案,供建筑师在节能设计中参考。

一、项目概况

上海位于夏热冬冷的II区,夏季炎热,冬季寒冷,四季分明,降水丰沛,温和湿润,日照较多,属于亚热带季风气候。该地区的建筑节能设计必须满足夏季防热要求,同时兼顾冬季保温。本文分析对象为上海某高层住宅,共15层,层高2.9m,一梯四户,总建筑面积3814m2,每层建筑面积约为272 m2,建筑空调面积为2760.2 m2,朝向为南偏西20о,体形系数0.39,建筑平面示意图如图1所示。

二、模拟参数的设置

按照《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》(JGJ134-2001)(以下简称标准)的规定,构建了与这栋高层住宅的形状、大小和朝向完全相同的建筑作为基准住宅,其围护结构均采用夏热冬冷地区以往的传统做法[1],即墙体为240mm普通粘土砖,墙体传热系数为1.96W/(m2·K);外窗采用6mm单层玻璃的钢窗,传热系数6.6 W/(m2·K);屋面采用100mm厚钢筋混凝土楼板的简单架空屋面,传热系数为1.66 W/(m2·K)[1]。

模拟的计算模式参照标准设定为:居室室内计算温度,冬季全天为18℃,夏季全天为26℃;室外计算参数采用典型气象年气象参数;采暖能效比为1,空调能效比为2.2;换气次数设为1.5次/小时;室内照明得热为每天0.0141k Wh/m2,室内其他得热平均强度为4.3W/m2。基于以上设定,利用De ST-h模拟计算得到基准住宅的全年耗电量如表1所示。在此基础上,单一改变屋面、外墙和外窗构造,通过动态模拟分析其对该住宅能耗的影响。

三、节能贡献率及其计算

在现行的节能50%的设计标准中,节能的主要措施是改善围护结构的热工性能和提高采暖空调系统的能效比。总的节能率可以按式[1]计算,其中的节能贡献率按[2]计算,提高空调采暖系统能效比的综合节能贡献率为η1,提高围护结构热工性能的综合节能贡献率为η2。

总节能率=1-(1-η1)(1-η2)[1][2]

节能贡献率=1-基准建筑采用节能技术后的全年耗电量/基准建筑的全年耗电量[2]

按标准计算,节能住宅与普通住宅相比可节能50%,建筑围护结构略低于25%,其中采暖空调设备的贡献略高于25%[1],由此可假定η1与η2相等,由式[1]可进一步计算得到在现行节能50%标准中η1为29.3%。以此为据可知,要达到节能65%的总节能率,围护结构热工性能的综合节能贡献率应高于50.5%。

四、围护结构的节能贡献率分析

1. 屋面、外墙

本文在分析屋面和外墙的节能效率时选择了上海地区常见的5种屋面构造(见表2)和9种外墙构造(见表3),其做法均满足标准规定的限值。计算所得年耗电量、采暖年耗电量和空调年耗电量如图2~5所示。

注:浅色隔热漆屋面传热系数无附加热阻

由图可知:1)建筑全年耗电量、采暖年耗电量及空调年耗电量均随屋面的平均传热系数的减少而降低,但效果不明显(屋面的平均传热系数由1.66 W/(m2·K)降至0.49W/(m2·K),其节能贡献率仅增加4%)。这是由于高层住宅中屋面面积相对于建筑的总外表面积的比例过小,由屋面损失带来的能耗也小。2)建筑全年耗电量、采暖年耗电量及空调年耗电量均随外墙的平均传热系数减少而降低,与屋面相比,外墙的节能效果更为明显(外墙的平均传热系数由1.96 W/(m2·K)降至0.48 W/(m2·K),其节能贡献率增加约25%)。3)屋面与外墙的传热系数对建筑年耗电量的影响主要与采暖年耗电量的变化有关,空调年耗电量几乎不随屋面与外墙的传热系数变化而变化,这与文献[4]所得结论一致。其原因在于,减小屋面与外墙的传热系数,在夏季白天室外气温较高时起到隔热的作用,但在夏季夜间或过渡季反而不利于室内向室外散热,二者综合作用下造成空调年耗电量的变化不明显。而在冬季采暖期,由于室内外温差较大且传热方向保持不变,改进外墙保温措施能较好的起到阻止热量向室外的传递作用。

2. 外窗

文献[2]的研究结果显示,夏热冬冷地区基准住宅围护结构各部分能耗比例中外窗占23%~27%。外窗的热工性能受到平均传热系数和外窗遮阳系数的综合影响。本文选择了上海住宅中常见的15种外窗型式(5种玻璃和3种窗框的组合,窗框依次为铝合金窗框、隔热铝合金窗框以及塑料窗框)作为分析对象(见表4),计算得到各种外窗的节能贡献率如图6所示。由图可知,普通透明中空玻璃窗和Low-E中空玻璃窗的节能效果较好,普通透明玻璃窗次之,绿色吸热玻璃窗和热反射镀膜玻璃窗反而不利于节能。

进一步分析其原因,比较具有相同窗框型材和相同外窗平均传热系数的三组外窗,也即铝合金窗(1,4,7),隔热铝合金窗(2,5,8)与塑料窗(3,6,9),在不同遮阳系数情况下的节能效果,参见图7~9。由图可知,随着外窗遮阳系数的减小,采暖节能贡献率减小而空调节能贡献率增加,全年节能贡献率除2、3、6号窗稍大于0外均表现为负值,这表明外窗遮阳性能的提高对节能起到了反作用。其原因可能在于,遮阳系数较低的外窗会有效阻挡夏季太阳辐射进入室内,减少夏季空调耗电量,但相比冬季由于进入室内的太阳辐射减少而增加的采暖耗电量要小,从而造成较好遮阳性能的外窗不利于高层住宅节能。另外,由图可知,在相同遮阳系数情况下,传热系数较小的塑料窗的采暖和全年节能贡献率均较大,而其空调节能贡献率与铝合金窗和隔热铝合金窗相差不大。

五、两种计算模式的比较

上述结果均在现行标准给定的计算模式下模拟分析得到,此模式称为计算模式1。文献[6]在调查研究基础上,确定了另一种反映室内居住人员实际行为方式的计算模式,此处称为计算模式2。其具体参数设置为:人员按主卧室、次卧室、客厅、厨房、洗手间,分别给出其逐时人数;灯光、设备按卧室、客厅、厨房、洗手间给出其逐时平米指标;将容忍温度[开启空调温度]设定为16~29℃;换气次数0.5~10次/h[可变通风];空调开启模式:客厅工作日18:00-24:00开,周末8:00-24:00开,卧室工作日22:00-次日7:00开,周末全开。

以本文建筑模型为基础,分别模拟分析比较了在两种计算模式下的屋面、外墙及外窗的节能贡献率,参见图10~12。由图10~11可知,两种计算模式下的变化规律相似,也即节能贡献率随屋面和外墙传热系数的增大而线性减小;同时,两种模式也有不同,计算模式2得到的屋面和外墙的节能贡献率值均大于计算模式1,且其差别在传热系数较小时更为明显。

由图12可知,各种类型外窗的节能贡献率在计算模式2下的绝对值均显著大于计算模式1,这说明在计算模式2下外窗传热系数与遮阳系数对节能贡献率的影响都要比计算模式1明显。此外,对比分析图8和图12可知,外窗节能贡献率随其遮阳系数和传热系数的变化规律在两种模式下一致,由此可知,文献[6]在外窗保温性能的评价中得到的采取两种计算模式进行模拟会产生差异很大甚至截然相反的结论不够全面,应在保持遮阳系数相同的条件下评价外窗的保温性能。

综上,对于本文分析的上海地区高层住宅,围护结构热工性能对其节能的影响作用规律在计算模式1和2下是一致的,仅绝对贡献率有所不同。计算模式2是基于实际作息模式和考虑自然通风而设定的,计算结果与实际情况更加接近,而计算模式1为现行节能标准约定的计算方法,是建筑实现65%节能率的依据,且能合理地指导实际建筑围护结构的热工参数设计。

六、节能方案分析

由以上分析可知,屋面对高层住宅能耗的节能贡献最小,综合考虑经济性和顶层房间的热舒适性,在节能设计时可优先选用佛甲草屋面和聚苯板保温屋面。外墙的节能贡献最大,故在节能设计是应充分重视外墙的热工性能设计,加气混凝土是一种具有自保温性能的可选墙体。外窗的传热系数和遮阳系数综合影响其节能贡献率,其中前者为正作用,后者为负作用,可优先考虑采用普通透明单玻窗、普通透明中空玻璃窗。

参考以上结论,对本文提及的几种围护构造进行组合,并用De ST-h按计算模式1进行模拟可知,围护结构最优组合的节能贡献率达53.1%,超过节能65%的要求。由于外围护构造的自由组合较多,本文从中选出4种满足65%节能率的围护结构方案组合供建筑师参考,具体如表5所示。

七、结论

1.上海地区高层住宅的围护结构节能设计策略为:优先考虑改善外墙构造的热工性能,外窗次之;选择外窗时,宜优先考虑选择较小传热系数的外窗,当外窗的传热系数值相等或接近时,宜选择遮阳系数较大的外窗;

2.因考虑住宅居住人员实际行为方式所导致的计算模式差异,可能造成节能贡献率绝对值的较大区别,但在定性分析判断上不会产生相反的结论。在方案设计阶段充分考虑自然通风,将对高层住宅的节能非常有利。

摘要：为配合上海地区新建住宅全面执行65%节能标准的实施,本文根据该地区某高层住宅的节能设计工程实践,分析不同屋面、外墙及外窗的选型对高层住宅能耗的影响,比较了不同计算模式对选型的影响,提出了建筑方案设计阶段的围护结构节能设计策略,给出了高层住宅节能65%的可选围护结构方案。

关键词：高层住宅,围护结构,节能率

参考文献

[1]中华人民共和国建设部.JGJ134-2001《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》[S].北京:中国建筑工业出版社,2001.

[2]杨小山,赵立华,孟庆林.广州亚运城居住建筑节能65%设计方案分析[J].建筑科学,2009,25(2):80~83.

[3]闫成文,姚健,林云.夏热冬冷地区基准住宅围护结构能耗比例研究[J].建筑技术,2006,37(10):773~774.

[4]闫成文,姚健,周燕等.夏热冬冷地区外墙构造对住宅能耗的影响[J].新型建筑材料,2006,12:55~57.

[5]中国建筑标准设计研究院.《2007全国民用建筑工程设计技术措施节能专篇》[S].北京:中国计划出版社,2007.

高层住宅三步节能 第4篇

建筑行业的快速发展、人们物质文化需求的不断提升使高层住宅如雨后春笋般屹立于城市的各个角落, 成为一道独特的风景线。高层住宅的迅速发展趋势使人们逐步意识到其人性化的服务功能、设备投入建设还并没有形成一个统一、完备的体系, 尚处于发展的初级阶段。究其原因不难看出, 高层住宅的电气设计环节没能以全局战略性的目标出发, 没能综合考虑高层住宅的功能性、防火性、节电性、节能性、环保性于一身是导致这一行业过快发展与服务效能严重脱节不良局面的主要原因。因此, 笔者根据参与从事浙江省大型博物馆、拆迁房屋的电气设计实践总结的相关经验认为, 对高层住宅电气设计更应注重安全、节能的特性分析, 从而制定出切实可行的协调、改进电气设计的科学措施。

2 按功能分区协调的实施高层建筑的低压配电

按功能分区协调的实施高层建筑的低压配电具有科学的现实意义。众所周知, 建筑的功能不同、建设需求不同其电负荷的等级必然不同, 如一般建筑、地下人防工程、商场、高层住宅、多层住宅等他们的负荷级数均不一样, 其中以人防工程的级数最低为一级负荷, 而商场的一般照明系统则决定其负荷处在三级的位置, 高层住宅亦是如此。按功能分析的划分低压配电级数同时也有利于消防管理的安全防范与操作, 当火灾发生时, 消防人员迅速的按级别切断非消防负荷, 从而有效的保障了消防用电负荷的可靠供电。由此, 我们可以得出这样的结论, 在电气设计时, 应根据各个功能分区及负荷性质的不同在低压配电间内赋予不同的出线回路。

3 高层住宅的供、配电系统安全设计

3.1 高层住宅供、配电系统设计的不合理现状

笔者在从事了浙江省大量的建筑电气设计实践后发现, 目前高层住宅的供、配电系统包含着许多设计不合理环节, 存在较大安全隐患, 如不及时改进必将造成严重的后果。首先设计人员通常为了方便易操作而省略了消防设备供电专用回路的设计方式, 取而代之的将容量较小的消防设备电源直接引入附近两路低压非消防供电回路, 这样的做法极不符合安全的设计理念, 一旦发生火灾时, 消防人员在切断无关电源的同时很容易将消防电源与一般配电线路混接, 这样将最终导致消防设备无法正常开展救援工作, 灾难一触即发, 人们的财产损失、生命安全将无从保障。另外, 设计人员对“有关部位”理解不深, 又极易造成公共建筑非消防电源切断区域不合理的现象发生, 例如直接将切断非消防电源的消防控制模块设在低压配电室楼层照明干线回路上, 这样的设计方式会导致消防救援时的大面积断电, 给业主们造成波及面、影响面较大的紧张、恐慌情绪。再者, 住宅配电箱进线开关选择设计不当的现象也较为普遍, 这样的做法将导致开关QF为具有短路和过载能力的断路器而增加配电级数现象的发生。

3.2 有效、安全的设计措施

鉴于以上不合理的设计现状, 我们应在充分遵循《建筑设计防火规范》的基础上, 为消防用电设备提供专用的供电回路, 按照防火分区的方式控制配电线路及回路, 将消防用电设备两路低压电源由建筑物低压配电柜直接接引并配备明显的设备标识。同时我们还应根据相关的设计规定将断开梭层干线电源改为切断相应楼层电源的方式, 从而确保在火灾发生时, 消防切断的非消防电源范围降到最低, 尽量接近有关部位, 以目标明确、各个击破的方式辅助消防人员以高效、安全、快速的方式及时的控制并扑灭火势。配电级数的过多必然导致供电可靠性能的降低, 因此, 合理的较少配电级数就要在供电的进线配电箱设计上下功夫。我们应尽量选取具有隔离功能的断路器或负荷开关作为进线QL开关, 同时还要确保其兼具断开相线和中性线的功能, 以便于当室内电气需进行断电检修及发生电气火灾时能尽快的切断室内电源, 终止灾难事故的进一步发生。

4 高层住宅的供、配电系统的节能设计

电气节能设计的重要任务是依靠变压器来实现的, 作为输变配电的重要设备, 其性能参数的节能及环保优化是电气节能的重中之重。目前国内生产的干式变压器主要分为环氧树脂干式变压器及浸溃型干式变压器两类。

首先对供配电系统的设计应本着简单、牢固、可靠的原则, 尽可能的减少同一电压等级下供电系统变配电级的级数, 从而有效的避免因变电级数过多造成的电能损耗。在同等条件下, 电压越高、电能损耗越小, 因此供电电压的合理选择也是十分必要的, 一般对于民用建筑的电压等级可分为220/380V。对于变压器容量、配备数量的选择也是十分有讲究的, 我们应充分的根据电路的负荷情况, 以经济性、灵活性的目标出发合理的安排变电器的放置位置及数量, 优先选用B型外晶干式变压器, 其次选用10-F型干式变压器, 同时控制变压器的负载率在正常的标准范围, 最大程度的提高其应对负荷变化的强适应性, 从而使变压器在最佳的工作状态下使用寿命增加、服务效能得以充分的发挥。

4.1 配电系统的无功补偿

当自然功率因数达不到接入电网要求时, 我们可通过无功功率补偿的方式有效的提高功率因数, 从而降低线路及变压器的电能损耗。在配电设计环节, 我们应高度的重视供电平衡的原则, 使三相负荷在均衡的发展中减少不必要的损耗。具体可采用移相平衡法或容抗平衡法来控制, 使三相负荷中最大相的负荷不超过三相平均值的115%, 最小相则不小于平均值的85%。

4.2 配电系统的抑制谐波

谐波对供电系统会产生极大的危害, 能对变电器、电动机效率、发热系统、电缆绝缘、电气设备及供电线路造成不同程度的损害, 使电能损耗增加、电动机效率降低、发热增加、放电增加、电路过载增加, 从而导致能耗的大幅度上升。因此我们可针对这一现象合理的选用变压器, 用功率补偿的方式、专线供电的方式配以有源或无源滤波装置有效的降低谐波对供电系统的侵害。当然能耗的降低不仅仅停留在供、配电系统本身的设计上, 还包括对系统布局中的电缆材料选用、导线截面设计上, 我们应严格的按经济电流的密度合理的选择电缆材料、导线截面, 从降低投资、节省成本、开源节流等综合层面最大限度的节约一切可节约的国家能源。

5 电气照明系统的节能设计

5.1 合理的选择照度标准

照度标准的选择是电气照明系统设计的重要环节, 照度适中是最佳的方式, 照度过低会无法满足工作人员的视力需求, 导致工期延误、质量不合格等现象的发生, 而过度的照明又会造成不必要的电力浪费, 同时在强光的照射下也不利于工作人员的视力保护, 因此根据不同的工作环节设计不同的照度是十分必要的。例如对高层住宅地下车库的照度设计可相对的降低, 而对于防火电梯、走廊等的照度设计则可相对的增加。

5.2 科学的设计照明方式

我们可采用分区照明的方式, 根据不同的照明作业需求设置不同的照度, 根据功能的划分、区域的划分本着该高就高、该低就低的原则进行节能的科学设计。如对宾馆走廊、地下车库的照明可采用一般照明、局部照明的设计方式, 而对于有高度照明需求的部门如医院、学校则可采用混合照明的设计方式。

结束语

综上所述, 不难看出, 建筑电气的安全、节能设计在整个建筑行业、供、配电设计行业都发挥着重要的规范作用, 我们只有本着高效、节能、科学、适用的原则在充分调研的基础上合理的选择设计方式、不厌其烦的进行综合的实践并总结创新的经验才能最终使我国高能耗、低能效的发展现状得到根本的改变, 从而实现国民经济的快速、可持续发展。

摘要：高层住宅电气设计中的安全、节能措施实施是提高高层住宅使用寿命、促进建筑行业稳步、健康发展的重要保证。因此, 笔者结合多年从事电气工程设计的工作经验, 分析了当前我国高层住宅电气设计中的不合理因素, 并以安全、节能的设计目标制定了相应的科学改进措施, 对规范行业秩序, 促进电气设计的人性化发展起到了重要的导向作用。

关键词：高层住宅,电气设计,安全节能

参考文献

[1]王自立.关于高层建筑住宅楼电气设计中节能措施的探讨[J].城市建设, 2010 (13) .

[2]郑伟文.住宅区中建筑电气的设计和施工控制[J]建材技术与应用, 2010, (3) .

高层住宅三步节能 第5篇

关键词：超高层,居住建筑,节能,经济分析

1 引言

随着我国经济的快速增长, 资源环境的约束日趋加大。作为国民经济重要产业之一的建筑业, 是节能减排最重要的领域之一。目前, 我国每年约新增20亿m2新建建筑, 建筑能源消耗占到社会能源总消耗量的27.5%。因此, 我国应大力倡导建筑业绿色低碳发展, 抓紧实施建筑节能的各项政策措施。

北京、天津等已从2005年开始执行居住建筑节能65%设计标准;重庆、上海等已从2008年开始实施居住建筑节能65%设计标准;此外, 河北、江苏、浙江等省已从2011年起开始实行建筑节能65%设计标准。安徽省近几年一直在稳步推进建筑节能工作, 2011年安徽省发布新的《安徽省公共建筑节能设计标准》和《安徽省居住建筑节能设计标准》, 新标准是在安徽省2007版建筑节能设计标准的基础上, 结合最新的国家标准及行业标准, 针对本省的气候特点以及工程建设的具体情况进行编制的。新标准确定了全省公共建筑、居住建筑均统一执行夏热冬冷地区节能设计标准, 改变了原先将安徽划分为两个气候区的做法, 这样就避免了由于不同地区执行不同标准, 给建筑的设计、施工、管理等工作带来的复杂性。

经过多年的技术发展与探索实践, 当前安徽省居住建筑节能50%的强制性要求已得以深入贯彻, 下一步的工作重点将是实施节能65%标准;而通过对现有50%节能标准技术经济和节能效果评估是选择和探索下一步实施节能65%标准的基础。文章结合合肥某超高层住宅项目的实际情况, 就夏热冬冷地区居住建筑实现节能50%强制要求和实施节能65%的可行性, 及其相关技术经济情况进行了探讨和对比分析。

2 合肥市某超高层住宅建筑项目基本情况

本项目位于合肥市中心核心地段, 整体项目为135万m2城市生活综合体, 总建筑面积达327457m2, 集五星级酒店、甲级写字楼、购物超市、精装公馆为一体。项目容积率8.2, 绿化率25%, 目前精装公馆销售均价11800元/m2。其各项参数见表1, 标准层平面图见图1。

本课题以项目一期M7综合楼精装公馆为案例进行节能计算分析。M7楼地上部分包括三栋住宅 (R6:49层, R7:46层, R8:43层) , 以及高层裙房 (1~5层为商业, 6~9层办公) 。地下三层, 分别为自行车库、设备机房及机动车库等。本文仅以R7#楼10层以上住宅部分为例来进行技术经济分析。主楼R7建筑总高度158.45m, 其中住宅楼净高111m, 建筑面积34254.7m2。项目没有以建筑节能为主要目标, 仅达到了安徽省规定的居住建筑节能50%的最低标准, 因此本课题的研究目标为:根据合肥地区的气候特点, 通过现有成熟技术的优化组合达到居住建筑节能65%的目标, 并从中寻求易于市场推广且适合于地域特点的建筑节能技术。

3 合肥市某超高层住宅建筑项目M7#住宅楼节能技术

本项目在方案设计阶段并没有将建筑节能作为项目追求的目标, 仅以安徽省规定的建筑节能50%最低标准作为标准, 并根据安徽省市场情况和合肥地区气候特点, 结合本项目具体特点, 采用了以下措施来保证建筑节能率:外墙体系采用无机保温砂浆, 屋面体系采用无机发泡硬质保温隔热层, 外窗体系采用断热铝合金低辐射中空玻璃窗 (遮阳型) , 通往封闭及非封闭户门均采用节能门, 变频供水系统采用微电脑智能控制的变频供水系统, 照明采用智能照明系统等节能技术。具体建筑节能技术见表2。

通过对本住宅楼项目设计文件的分析, 应用建筑业中通用的清华斯维尔建筑节能软件对其进行热工计算, 验证该项目的节能设计是否达到相关节能标准及具体的节能率。使用清华斯维尔建筑节能软件, 建立7#楼热工计算模型, 通过计算机分析得出节能率为51.16%, 符合安徽省建筑节能50%的标准。

4 合肥市某超高层住宅建筑项目建筑节能分析

4.1 合肥市某超高层住宅建筑项目65%节能的目标实现

为发展节能型建筑, 建设节约型和谐社会, 我国将建筑节能发展分为三个阶段:即节能30%、50%、65%三个阶段。目前, 节能50%的设计标准已在安徽省得到贯彻落实, 而如何在现有建筑设计标准上, 通过进一步改进围护结构的热工性能、提高空调采暖设备性能及外门窗物理性能, 以及加强自然通风能方面, 使现有建筑在节能50%的基础上再提高15%。鉴于安徽省目前尚无建筑节能65%设计标准, 因此我们在进行65%节能设计标准的探索时, 参考了安徽省2011年最新修订的《安徽省居住建筑节能设计标准 (夏热冬冷地区) 》及《安徽省建筑节能设计标准》节能50%的基本思路, 应用目前工程中常用的清华斯维尔建筑节能软件, 通过“对比分析评定法”对建筑物的能耗进行综合评价并判定。据此分析, 若居住建筑要实现65%节能的设计目标, 重点应提高围护结构热工性能节能和对空调采暖设备的选择, 以及对新能源的利用等方面。

由于本住宅项目节能设计目标是以50%节能设计的, 因此在对节能65%住宅进行设计时, 以现有住宅项目为对比, 通过增加节能材料的使用来达到节能65%的目标。通过清华斯维尔建筑节能软件模拟计算得出, 在仅对节能50%住宅的围护结构 (外墙、屋面、外门窗、分户墙、楼板、外遮阳等) 进行节能改造时, 其建筑节能率能够达到57.5%。对于空调采暖设备, 节能软件中默认值为:普通配置, 采暖能效比为采暖1.9、空调2.3。而随着空调技术的不断发展, 目前市场上的家用空气源热泵空调器的空调, 采暖能效比已显著高于默认值, 因此, 我们选用能效比≥4级的分体式空调, 此时软件计算结果达到65.73%。

通过以上计算分析可以得出:提高建筑节能效果应优先选用先进的成套节能技术体系, 包括提高外围护结构热功性能、合理设置活动外遮阳等, 以及选用合适的空调系统等能够使超高层建筑实现65%的节能目标。此外, 在设计对比中, 65%节能体系还增加了新风系统和太阳能热水系统, 这样就进一步减少了能源的消耗, 保证65%节能目标的实现[3]。

4.2 节能技术经济分析

通过对建筑结构分析, 分解建筑围护结构各组成部件, 可以得出影响建筑物能耗高低的因素主要是外墙、外门窗、外遮阳以及屋面等, 因此在选择节能方法和对节能效果的对比上也重点考虑了这几部分。结合本项目7#楼的实际材料使用情况和目前市场行情, 本文选择了目标值65%节能条件下相对于设计值50%节能条件下节能技术经济分析, 对外墙、外门窗、屋面、外遮阳等进行了优化设计, 采用先进的节能技术体系[4,5]。

4.2.1 普通住宅和节能住宅的基本情况

通过表3可以看出, 7#楼通过选用不同的围护结构节能技术体系, 分别达到了目标节能效果。其中, 50%节能采用的节能技术是原项目设计文件的节能技术, 节能效果达到了51.16%, 满足当前安徽省夏热冬冷地区居住建筑节能率50%的强制性要求。而65%条件下, 通过对外围护结构的建筑节能技术的优化, 以及采用先进的空调系统, 节能效果达到了65.73% (其中仅通过对围护结构建筑节能技术的优化可以达到节能58.25%的效果) 。此外还有增加的新风系统和太阳能热水系统, 可以进一步保证节能效果达到65%以上。

注:1.以上是基于合肥某超高层住宅楼在采用某种确定产品的情况下所做的测算;增加是指与未实行强制性节能要求时一般意义上的普通住宅相比所增加的成本。该楼住宅楼标准层建筑面积33864.36 (外轮廓线) m2, 无架空层;2.以上价格中 (1) 以每平方米该部位的建筑面积计, 部分数值为平均值, (2) 为 (1) 中的价格折算到每平方米住宅建筑面积上的价格;3.因空调设备能效比提高而增加的成本按照三室二厅和二室二厅分别配置5台和3台分体式空调进行估算, 其价格以格力品牌为例

4.2.2 经济分析

本项目基本工程造价 (没有节能要求) 约1500元/m2。通过表3计算可得, 7#楼为实现节能50%强制要求增加成本142元/m2, 增加成本约占总造价的9.5%, 而65%节能条件下, 需增加成本185元/m2, 增加成本约占总造价的15%。节能住宅增加的成本主要体现在外门窗、外墙和屋面等围护结构上, 三项成本增加总共为126元/m2和144元/m2, 分别占总造价的8.4%和10%, 分别占总增加成本的88%和80%, 与理论分析结果想吻合。总体而言, 为达到建筑节能要求而增加的围护结构建筑节能技术成本较高, 空调采暖设备的建筑节能技术成本较低, 以7%的增加成本达到了增加近7%的节能效果。此外, 为保证节能效果, 以及融入绿色低碳的理念, 在节能65%条件下, 增加了新风系统和太阳能热水系统, 减少不可再生能源的消耗, 增加新能源的利用。

5 建筑节能经济分析评价

通过以上建筑节能技术经济分析, 我们可以从以下几个方面来进行评价。

5.1 经济方面

从7#楼的的实际情况来看, 节能住宅相对于普通非节能住宅造价有所增加。其中, 要达到50%节能强制性要求需增加造价9.5%, 而达到65%节能标准需增加造价15%左右。虽然为达到节能要求而增加的工程造价所占比例和增加绝对值较高, 但是相对于本住宅项目11800元/m2的平均售价而言, 增加的成本还是可以接受的。对于节能型住宅的评价, 不能仅仅局限于工程造价, 一方面, 国内建筑节能市场起步较晚, 部分建筑节能技术成本较高, 比如要达到65%节能要求时, 对外遮阳系统的改造成本就很高。但是随着建筑节能市场的发展和建筑节能技术的成熟, 建筑节能技术成本总体上将会不断下降。另一方面, 节能型住宅相对于普通非节能住宅, 其产生的经济效益、社会效益以及环境效益都是不可估量的, 其对节能减排、保护生态环境、提供建筑工程质量、改善住宅性能和实施可持续发展等具有重大意义。具体而言, 较高的成本换来的是高品质的住宅, 提高了居住环境舒适度, 同时降低了居住使用成本, 为消费者带来实实在在的利益。

5.2 空调设备方面

对65%节能设计的探讨中, 围护结构的建筑节能率达到了58.25%, 空调采暖设备只需承担6.75%, 而且空调采暖设备节能只需选择目前市场上能效比≥4级的分体式空调即可。但需要注意的是, 建设节能型住宅不能进入一味依靠提高围护结构保温性能来保证节能率这个误区。从目前市场技术来看, 单纯依靠提高围护结构保温性能达到65%节能目标不仅需要增加高比例的成本, 而且技术上也有一定的风险, 比如外保温板的安全性问题、聚氨酯现场喷涂的平整性问题、保温系统的耐久性问题以及保温材料对施工环境的苛刻要求等。从本项目7#楼的技术经济分析来看:建筑节能率从50%提高到65%, 围护结构增加了210元/m2, 空调设备增加16元/m2, 分别占总造价的14%和1.1%, 因此选用空调采暖设备提高建筑节能率具有较好的经济性。

5.3 外遮阳技术方面

由于我国外遮阳标准体系初步构建, 尚属于发展阶段, 所以外遮阳技术的可选择性较少且成本较高。从表3中可以看出, 仅外遮阳一项就增加成本50元/m2, 占总增加成本的22.1%, 所占比例略高。因此, 外遮阳技术急切需要科研单位尽快开发出成本适当、节能质量符合规范要求且适合当地居住建筑的外遮阳系统产品。

5.4 新风系统与太阳能热水系统方面

新风系统与太阳能系统的设置对节能建筑的贡献并非体现在节能率的提高上, 但从增加住宅的舒适度上, 以及推广利用新能源等方面分析, 它们都是极具优势的节能措施与技术。从成本增加的角度来看, 新风系统与太阳能热水系统的增加值分别占总造价的1.5%和5.3%。虽然太阳能的单项增加成本较高, 但是以太阳能作为热源有显著的经济性, 不仅能使消费者的住宅使用成本明显降低;同时, 广泛使用太阳能等清洁能源, 不仅能够减少二氧化碳的排放量, 而且能够减少由于化石能源的消耗而产生的污染物, 带来良好的环境效益和社会效益, 做到真正的低碳环保。

6 结语

当今世界, 走绿色低碳发展之路已成为共识。我国正处于新型城镇化的快速发展阶段, 新型城镇化对我国建筑业提出“集约、智能、绿色、低碳”的要求, 而要实现绿色低碳发展, 要以两个方面为重点:一方面要大力发展新能源和可再生能源, 另一方面要大力发展建筑节能。因此, 我国建筑业应抓住战略机遇, 以绿色、低碳为发展理念, 改变发展思路, 调整发展方向, 走可持续发展道路。

参考文献

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