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上海发展低能耗建筑的途径和方法
类别:节能环保  日期:2019-4-25  来源:  点击率:2076  打印 关闭




1 低能耗建筑概述

低能耗建筑起源于欧洲,其定义在欧洲各国都不太一样,通常是指能效高于国家现行标准约30% 的建筑,而低能耗建筑推行几年后,往往就成为了新的国家标准。如:德国的低能耗建筑是根据RAL-GZ965 标准认证的,其规定低能耗建筑的传热损失要比现行的EnEV2009 低30%,同时对其他的指标,例如保温、气密性和通风系统进行了更严格的规定。丹麦2008 年的建筑条例(BR08)第7.2.4章首次对低能耗建筑有了明确的规定。此规定将低能耗建筑分为两级:低能耗建筑1 级和低能耗建筑2 级。低能耗建筑2 级是低于2006 年标准建筑能耗要求的25%;低能耗建筑1 级是低于2006 年标准建筑能耗要求的50%。

低能耗建筑的宗旨是:在保证室内舒适度(温度、湿度、声环境、光环境、空气质量等)的前提下,尽可能地提高用能设备能效,合理使用可再生能源,减少化石能源的利用。其实质和“近零能耗”“净零能耗”“零能耗”“低碳”等建筑一样。

上海的建筑节能工作起始于“十五”,发展于“十一五”,规模化推进于“十二五”。目前上海市新建、改建、扩建的民用建筑全部按照现行的地方工程建设规范《居住建筑节能设计标准》《公共建筑节能设计标准》《住宅建筑绿色设计标准》《公共建筑绿色设计标准》等规定进行设计和建造,对规模化推进建筑节能、提高室内舒适度提供了保证。随着节能减排国策的强化,新技术、新产品的发展,产业优化升级的持续,上海发展低能耗建筑势在必行。

2 低能耗建筑的主要技术

国外低能耗建筑发展已有30 多年的历史,国内启动至今也有七八年的实践,通过总结国内外低能耗建筑的技术,主要体现在围护结构、用能设备、可再生能源利用等方面。

2.1 围护结构

围护结构虽然无法用数据体现用能负荷,以及对节能的贡献率,但是围护结构的优劣是能源消耗量的关键因素之一。

1)节能门窗。具有优良的节能保温和遮阳效果、气密性好的优点。

2)保温系统。具有优良的节能保温效果,且防火性能佳,易于施工和维护。

3)外遮阳系统。具有活动、智能控制,并且和建筑立面融合的遮阳装置。

4)屋面防水层。防水与保温性能佳,免维护时间长久的屋面防水层。

2.2 用能设备

1)新风热回收系统。通过热回收装置使新风和排风进行热交换,回收利用排风中的能量从而降低制冷供暖需求。

2)制冷供暖设备、设施。能效比高的、符合用能对象需求的制冷供暖设备主要有空调设备、锅炉、水泵,以及空调冷热水管保温等。

3)照明。高效节能的光源,且具有智能化控制系统。

2.3 可再生能源及清洁能源利用

可再生能源利用主要是指太阳能热水系统、地源热泵系统。清洁能源利用主要是指空气源热泵、余热回收等。

3 上海市发展低能耗建筑的原则和策略

相比欧洲大部分的低层别墅建筑来说,上海作为国际化大都市,建筑特点为建筑群密集,单栋建筑面积大,大部分是高层和超高层建筑。同时,上海的气候特征也迥异欧洲,主要以夏季为主,过渡季节较长,因此不能照搬欧洲的经验和技术。

3.1 原则

基于上海多年发展建筑节能和绿色建筑的实践,同样,发展低能耗建筑的原则应该是:合适发展、试点先行、示范总结、技术支撑、标准评判。

1)合适发展。低能耗建筑核心在于采用各种适宜的节能技术,建造最佳的围护结构,显著提高保温隔热效果和气密性,在保证使用者室内舒适度的前提下,建筑对制冷供暖需求降到最低。从国外成功经验来看,低能耗建筑大部分都是建筑面积小,并且为独立住宅或联排住宅。为此应合适发展:一是指在成功经验引导下,具有合适建筑面积或建筑群规模的,优先推进低能耗建筑。上海未来的发展以城市更新为主,大规模新建的区域不多。为此,工业厂房改建的都市创意园区、小型独立建筑为主的科技园,新农村建设等应当优先开展低能耗建筑的规划和建设。二是指以上海数量较多的中高层建筑进行探索发展,才能具有规模化效应。

2)试点先行。上海集聚了大量建设领域的人才和科技优势,通过前几年相关课题研究,做了初步的尝试,现应集合各方力量,由建设管理系统牵头,开展各类建筑的低能耗建筑试点。逐一解决试点过程中遇到的各类问题,既包括技术方面的设计、施工、验收、检测、评判;也包括管理方面的设计文件审查、施工监管、验收备案等。

3)示范引领。通过前期试点,以及相关问题的解决,明确了合适推进低能耗建筑的类型,通过制定规则进行稍具规模的示范,起到引领作用。同时,在示范过程中注重全过程数据跟踪、检测、分析和积累。

4)技术支撑。利用试点和示范积累的成功经验,以及数据的分析,对所应用的技术进行适用性和经济性等分析,提出推广技术目录、推广产品目录、施工工艺和工法等,更好地引导低能耗建筑的发展。

5)标准评判。在上述4 方面的基础上,及时开展相关应用技术标准的编制工作。一方面从源头对低能耗建筑进行指标控制;另一方面在投入运营后继续开展跟踪,便于及时对标准进行修编,最终达到标准引领的效果。

3.2 策略

低能耗建筑适用的技术很多,但若低能耗建筑没有顶层设计,后期应用这些技术可能会遇到问题:一是条件不适合,用不上;二是即使使用,花费很大,经济性很差,违背了初衷。为此,实施低能耗建筑需要有适宜的策略。

1)规划先行。低能耗建筑关键要素在于充分利用自然获得需要的能源,从而对额外能源的需求降至最低。为此,规划是源头把控,是顶层设计。通过规划设计,可以将体型系数、建筑朝向、建筑间距、立面与可再生能源结合等统筹协调考虑,获得“利益最大化”。体型系数恰当,避免结构性热桥;朝向合适、间距得当,可以获得最大效益的自然通风和自然采光;考虑应用太阳能热水系统的建筑立面,既保证获得太阳能的热率最大,又保证建筑美观。

2)设计深度到位。建筑设计是龙头,在设计之初应统筹考虑各个专业的情况,强调各个专业的协调,避免各管一摊,最后无法实现低能耗建筑。整体布局上要始终围绕低能耗建筑进行设计,在朝向设计上如何保证避免炎热时的暴晒,冰冷时获得太阳辐射。窗墙比选择,如何部分获得室内舒适度。主导风向,如何利用风来增加和降低温湿度;气流组织设计,如何将适量的新鲜空气有组织地输送到建筑的不同区域。建筑外立面设计,如何利用建筑构件进行遮阳。加强细部节点构造设计。细部节点构造设计在当前的施工图设计文件中经常被忽略或者忽视,通常都是简单引用国家标准图集。而在低能耗建筑设计中,这恰恰是非常关键的,是满足无热桥设计、气密性和耐久性的基础,是画龙点睛之笔。细部节点构造设计常见的有:优良的外墙保温结构设计;门窗、女儿墙、阳台板无热桥设计;耐久、耐水、免维护时间长久的防水保温屋面设计;完整连续的气密层设计;热回收新风系统设计;供暖通风分层分区设计等。

3)施工工艺讲究。目前我国总体施工水平质量一般,大部分由农民工来进行操作,没有相关的经验。低能耗建筑实施是精细活,其大量的构造节点是保证低能耗的关键,构造节点施工质量是成败关键。为此,一是需要制定构造节点施工的方案;二是需要对农民工进行岗位培训,考核通过后才能上岗;三是过程中每一个工序都要进行验收,合格后才能进行下一道工序;四是要特别注重隐蔽工程的验收。

4)建筑材料保证。低能耗建筑中的无热桥设计,包括外墙保温和外门窗等,都是系统工程,这就要求不仅保温材料、门窗等主材的质量要好,其配套的辅材也非常关键。通过对部分低能耗建筑的调研,发现大部分的辅材都是国外进口的,或者是国外授权国内某企业定制加工的,辅材质量较好,因此价格是国内同类产品的数倍,或者国内无替代物。在低能耗建筑施工中,一是要及时对进场的建筑材料进行复验和核对;二是要保证建筑材料用到位,用到量;三是对进场尚未使用的建筑材料要储存好;四是对已安装的建筑材料要做好成品保护。

4 适宜上海的低能耗建筑技术

前述的低能耗建筑技术从面上说都适合在上海应用,但上海属于夏热冬冷地区,隔热为主,为此适宜的技术在上海应用的指标应该是符合上海气候特征和经济条件的。以围护结构的保温性和气密性指标为例,指标不能类同于严寒地区,避免过渡季节由于外墙和门窗保温性和气密性过好,排不出室内热量,需要开启空调制冷,反而增加能耗。大家可以选择适宜上海的指标。以新风热回收为例:上海全年大部分时间室内外温差较小,常规的热回收装置效率会大幅衰减,阻力增大,反而耗能。大家可以选择新风旁通回路设计。又如:市民有开窗通风的习惯,如果新风系统设计不合理,反而会造成室内发霉结露。所以,前述技术选用的广度和深度要通过理论计算,结合实践应用,得以确认,并且根据上海的经济性,以及市民生活习惯的变化,指标可以循序渐进。

5 结论和展望

5.1 结论

1)不能照搬国内外经验。应当因地制宜,重点推进中高层建筑的低能耗建筑发展。

2)不是技术的堆砌。应当使用较少的技术,花费较小的成本,得到最舒适的使用环境。

3)不是套用标准图集的设计。应当根据项目的实际情况,精心设计细部节点构造,达到设计深度。

3)不是粗放式的施工。应当注重施工的每一个环节,管理的每一个细节。

4)不是低质量、非配套建材的使用。应当强调每一个系统中主材和辅材品质,以及相容性、一致性。

5.2 展望

1)低能耗建筑是方向。符合以人为本的理念,是绿色低碳发展的方向。

2)实施激励政策。对能耗控制有突破的(如:设计节能率降低5%)应当予以鼓励,视为低能耗建筑。应鼓励各类建筑开发商开展低能耗建筑试点示范工作,扩大影响面,切实降低能耗。

3)技术引领支撑。编制相关的标准,作为技术支撑,带动建筑产业的升级,促进施工工艺的精细化,提升建筑材料的品质,促进低能耗建筑发展。

 

编辑

上海市建筑建材业市场管理总站  张德明



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