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中图分类号:TE08文献标识码:A 文章编号:
前言
据有关部门预测,2020年以后,建筑耗能将超过我国终端能耗的1/3,而采暖能耗占全国建筑总能耗的55%以上,住宅建筑单位面积的采暖能耗为相同气候条件下发达国家的3倍。虽然我国自1986年开始推行建筑节能工作,但有数字显示,目前全国每年城乡新建房屋建筑面积近20亿平方米,其中80%以上仍为高耗能建筑。以此计算,目前中国存在的耗能建筑面积要以百亿平方米来计。既有建筑量大面广,能耗浪费惊人,因此,节能改造也是十万火急,然而实施起来却是困难重重,远比在建建筑增添节能设备难得多。既有建筑的差异性、个性化以及产权的分散性决定了其节能改造工作必然是一条布满荆棘之路。
既有建筑节能改造,是建设部长期以来都很重视的工作。为了促进既有建筑节能改造的顺利进行,政府还把公共建筑节能改造作为领头兵,这主要是因为,公共建筑产权相对单一,节能改造方案较容易达成共识。公共建筑节能改造的进行也为住宅的节能改造積累经验。
树立示范典型是政府多年来推广工作的有效手段,开展既有建筑节能改造也是如此,真正好的节能建筑示范效应不可小视。
据了解,建设部在十一五计划期间,除了要为既有建筑节能改造制定一系列政策法规,推进这一工作在全国的深入开展外,还要在各地寻找成效好、技术新的节能改造建筑,将其树立成为节能示范建筑、示范小区,这包括居住建筑和公共建筑。但是示范建筑不能只是开发商的卖点,而应在该地区真正起到引领建筑节能技术潮流的作用。
据了解,南通市最新设立了对节能改造建筑的经济激励政策。在经济政策引导下,南通将陆续有许多公共建筑进入节能改造的行列中来。本文结合实际项目—南通市节能展示厅既有建筑节能改造,谈一谈南通市公共建筑节能改造的措施及发展前景。
(一)、项目概况
该项目是南通市首例节能改造项目。经济合理的改造,势必会产生巨大的经济效应和社会效应。为南通市建筑节能改造的推广树立一个成功的范例。
本项目位于南通市-夏热冬冷地区,由南通市墙体材料革新与建筑节能管理办公室承建,该建筑改造前为94设计的多层商铺。建筑局部进行改造后,用做墙体材料革新与建筑节能管理办公室的节能产品展示厅。建筑面积682平方米,主体建筑高度12.2米,耐火等级二级,屋面防水等级Ⅱ级,建筑设防烈度6度,钢筋砼框架结构,建筑主体设计合理使用年限50年。建筑外墙为240厚长江淤泥粉煤灰烧结多孔砖,孔隙率不小于25%,内墙为100、200厚加气混凝土砌块。建筑原有外门窗为普通单层铝合金门窗,内门为木门。
(二)、设计思路
节能改造项目,不同于新建项目。新建项目是从无到有,只要节能设计能满足规范要求,诸多种设计方法皆为可行。而改造项目,是在原有建筑上进行修改,必须对原有建筑进行深入的研究。诸如:建筑的结构形式、墙体构造、屋面构造、地面构造楼面构造、门窗类型、建筑防火等等。用最少的投入,收到合理的、满足规范要求的节能效果是这类项目的特点。改造设计中,对原有外围护结构的原有构造层进行合理利用,是我们的设计原则。这样做,不仅为业主节省投入,而且有利于施工,便于建筑节能改造的顺利推广。
(三)、改造做法
地面(原作法:水磨石地面)
建筑改造区域主要在建筑2,3楼,1楼仅为入口门厅一小部分。考虑原有地面构造垫层的合理利用,决定在垫层上开始做水磨石保温。构造如下:***(保留7~10条原有构造,新增保温构造): 1).15厚1:2水泥白石子磨光打蜡 2)素水泥浆结合层一道 3).20厚1:3水泥砂浆找平4).40厚C20细石混凝土整浇层5).20厚1:3水泥砂浆找平6).40厚挤塑聚苯板保温(XPS)(导热系数0.03,修正系数1.2)7).20厚1:3水泥砂浆找平9).100厚碎石 10).素土夯实经计算,总热阻值R=1.373≥1.2(㎡.k)/w,满足要求。
2.楼面a.底面与室外空气接触的外挑楼板,用于二层楼面外挑部分构造如下:***(保留1~5条原有构造,新增保温构造)1).15厚1:2水泥白石子磨光打蜡2).素水泥浆结合层一道3).20厚1:3水泥砂浆找平层4).100厚钢筋混凝土楼板 5).12厚水泥砂浆打底粉面6).粘结剂7).30厚挤塑聚苯板(XPS)(导热系数0.03,修正系数1.2)8).聚合物砂浆(网格布) 9).高弹涂料经计算,传热系数k=0.93≤1.0w/(㎡.k),满足要求。
b.非采暖空调房间与采暖空调房间的楼板,用于二层楼面非外挑部分。 根据《公共建筑节能设计规范》GB 50189-2005要求,该处的保温仅用于严寒地区及寒冷地区。结合工程实际情况,建筑底层外其他用户,没有进行卫护结构的节能保温,且外门为普通铝合金卷帘门。为了更好的达到节能要求,对非采暖空调房间与采暖空调房间的楼板进行保温设计。 构造如下:***(保留1~5条原有构造,新增保温构造) 1).15厚1:2水泥白石子磨光打蜡 2).素水泥浆结合层一道 3).20厚1:3水泥砂浆找平层 4).100厚钢筋混凝土楼板5).12厚水泥砂浆打底粉面 6).25厚玻璃棉毡(导热系数0.049,修正系数1.2) 7).5厚水泥压力板吊顶,做法参苏J01-2005-12/8。 8).高弹涂料 参照底面与室外空气接触的外挑楼板的技术要求。经计算,传热系数k=0.95≤1.0w/(㎡.k),满足要求。在以往的工程实践中,如:自行车库的底板,我们往往采用挤塑聚苯板(XPS)作为保温材料。经查看,挤塑聚苯板(XPS)的燃烧性能等级为B2,普通商业建筑的吊顶装修材料燃烧性能等级不应低于B1。所以,这里我们选用玻璃棉毡作为保温材料,此材料属A级不然材料。
3.外墙原墙面为白色面砖,表面光滑,不利于保温板的粘贴。设计中,采用打结式锚栓锚固铝塑复合保温板的做法。在锚栓锚固固定之前,对墙面进行打磨处理,聚合物砂浆找平,使表面满足平整度、垂直度要求。构造如下:***(保留5~8条原有构造,新增保温构造)1).铝塑复合保温板:由4厚铝塑板、30厚膨胀聚苯板构成(导热系数0.042,修正系数1.2)2).3厚专用粘胶剂3).打结式锚栓锚固 4).界面剂处理,聚合物水泥砂浆找平,使表面满足平整度、垂直度要求。5).8厚白色面砖,1:1水泥砂浆沟缝6).10厚1:3水泥砂浆粘结层7).10厚1:3水泥砂浆打底扫毛8).刷界面剂处理一道 经计算,传热系数k=0.99≤1.0w/(㎡.k),满足要求。
4.屋面 根据原先的建筑图纸,屋面采用一道防水卷材,Ⅲ级防水,防水层使用年限为10年。按现在的时间算,建筑使用期已经超过防水层使用年限,所以屋面节能改造的同时,再附加一层防水层。按常规思路,常常采用40厚的刚性防水层,在这里就不适用了。因为,按照原先的结构荷载计算,作为不上人屋面的荷载为70kg/㎡,40厚的刚性防水层的荷载已经达到100kg/㎡。这点,设计人员因特别注意!构造如下:***(保留4~7条原有构造,新增保温构造)1).1.5厚K11水泥基渗透结晶型防水涂料2).20厚1:3水泥砂浆找平层 3).30厚挤塑聚苯板(XPS)(导热系数0.03,修正系数1.2) 4).4厚SBS改性沥青防水卷材5).20厚1:3水泥砂浆找平层 6).轻质粒(修正系数1.5)保温,150厚 7).120厚现浇钢筋混凝土板经计算,传热系数k=0.67≤0.7w/(㎡.k),满足要求。
5.窗户 外窗的气密性,抗风压性不低于《建筑外窗气密性能分级及其检测方法》GB7107规定的4级,水密性不低于3级。经计算,外窗的可開启面积为31%,大于规范要求的30%,满足要求。建筑改造前的外门窗均为单层铝合金门窗。由于施工单位操作程序的失误,在新的节能保温窗未安装的时候,就开始做外墙面的保温。为了不破坏窗户与外墙保温材料的黏结,决定保留原单层铝合金窗,采用单层铝合金窗+节能保温窗的构造形式。经计算,东向:窗墙比=0.36,外窗采用单层铝合金窗+隔热金属型材6中透光Low-E+12空气+6透明,传热系数k=2.6 w/(㎡.k),遮阳系数SC=0.50,可见光透射比=0.62。满足要求。 西向:窗墙比=0.35,外窗采用单层铝合金窗+隔热金属型材6中透光Low-E+12空气+6透明,传热系数k=2.6 w/(㎡.k),遮阳系数SC=0.50,可见光透射比=0.62。满足要求。 南向:(仅三扇窗,不再选择其它类型窗户)窗墙比=0.05,外窗采用单层铝合金窗+隔热金属型材6中透光Low-E+12空气+6透明,传热系数k=2.6 w/(㎡.k),遮阳系数SC=0.50,可见光透射比=0.62。满足要求。 北向:无窗。但是,北向墙面原来就有一扇没有玻璃的疏散门,对它的节能设计不能按窗户的标准来实行。需对这扇门进行保温处理。按外墙体保温要求处理,要求疏散门的传热系数k≤1.0w/(㎡.k)。查阅了相关的保温门,没有发现传热系数都比较大。所以,我单独对疏散门的构造进行节能设计。 构造如下:夹心钢板门,内填60厚玻璃棉毡。经计算,传热系数k=0.98≤1.0w/(㎡.k),满足要求。
(四)、其它措施 1、空调节能 由于空调现在还没有安装。选择空调时,应选用高能效即能效比高或能效系数都高的节能空调器,合理布置,避免设在阳光直射的地方,选择合理的安装方位。出风口附近不应有障碍物;或者选用无动力换气扇,有利于改善室内的空气质量,并且不使用能源。 2.照明节能
照明系统的节能也应随既有建筑节能改造的同时进行。如节能灯具的选用、智能布线、室内灯光亮度的合理配置、与自然光的结合等等,均是节能的具体手段。尤其是公共建筑的灯具和灯光配置,更应引起重视。我国一些公共建筑的灯具选择和灯光配置不当,浪费能源。 3、用水节能选用节水型卫生洁具,中水系统的循环利用等都是节水的有利措施。 4、太阳能利用 太阳能是可永续利用和无污染的能源,我国冬季日照时间相对较长,有利用太阳能的有利条件。节能改造时,应努力探索太阳能集热器与建筑结合。如在平改坡时,结合太阳能集热器采集能量的最佳坡度确定坡屋面的坡度,使二者结为一体。太阳能不仅可提供生活热水,还可采用光伏电池,为建筑的照明系统提供光源。
(五)、结束语
建设部通过多年来在全国各地推广既有建筑节能改造示范工程,确实达到了推广先进,普及知识的作用,真正好的节能建筑示范效应不容小视。然而,作为南通首例节能改造项目,设计中存在不周之处在所难免,希望借此文章与业内人士互相交流,同时为从事节能改造工作的人积累经验。节能改造的推广、普及,不是仅仅依靠个别项目的示范作用,需要广大从业人员的共同努力。
前言
据有关部门预测,2020年以后,建筑耗能将超过我国终端能耗的1/3,而采暖能耗占全国建筑总能耗的55%以上,住宅建筑单位面积的采暖能耗为相同气候条件下发达国家的3倍。虽然我国自1986年开始推行建筑节能工作,但有数字显示,目前全国每年城乡新建房屋建筑面积近20亿平方米,其中80%以上仍为高耗能建筑。以此计算,目前中国存在的耗能建筑面积要以百亿平方米来计。既有建筑量大面广,能耗浪费惊人,因此,节能改造也是十万火急,然而实施起来却是困难重重,远比在建建筑增添节能设备难得多。既有建筑的差异性、个性化以及产权的分散性决定了其节能改造工作必然是一条布满荆棘之路。
既有建筑节能改造,是建设部长期以来都很重视的工作。为了促进既有建筑节能改造的顺利进行,政府还把公共建筑节能改造作为领头兵,这主要是因为,公共建筑产权相对单一,节能改造方案较容易达成共识。公共建筑节能改造的进行也为住宅的节能改造積累经验。
树立示范典型是政府多年来推广工作的有效手段,开展既有建筑节能改造也是如此,真正好的节能建筑示范效应不可小视。
据了解,建设部在十一五计划期间,除了要为既有建筑节能改造制定一系列政策法规,推进这一工作在全国的深入开展外,还要在各地寻找成效好、技术新的节能改造建筑,将其树立成为节能示范建筑、示范小区,这包括居住建筑和公共建筑。但是示范建筑不能只是开发商的卖点,而应在该地区真正起到引领建筑节能技术潮流的作用。
据了解,南通市最新设立了对节能改造建筑的经济激励政策。在经济政策引导下,南通将陆续有许多公共建筑进入节能改造的行列中来。本文结合实际项目—南通市节能展示厅既有建筑节能改造,谈一谈南通市公共建筑节能改造的措施及发展前景。
(一)、项目概况
该项目是南通市首例节能改造项目。经济合理的改造,势必会产生巨大的经济效应和社会效应。为南通市建筑节能改造的推广树立一个成功的范例。
本项目位于南通市-夏热冬冷地区,由南通市墙体材料革新与建筑节能管理办公室承建,该建筑改造前为94设计的多层商铺。建筑局部进行改造后,用做墙体材料革新与建筑节能管理办公室的节能产品展示厅。建筑面积682平方米,主体建筑高度12.2米,耐火等级二级,屋面防水等级Ⅱ级,建筑设防烈度6度,钢筋砼框架结构,建筑主体设计合理使用年限50年。建筑外墙为240厚长江淤泥粉煤灰烧结多孔砖,孔隙率不小于25%,内墙为100、200厚加气混凝土砌块。建筑原有外门窗为普通单层铝合金门窗,内门为木门。
(二)、设计思路
节能改造项目,不同于新建项目。新建项目是从无到有,只要节能设计能满足规范要求,诸多种设计方法皆为可行。而改造项目,是在原有建筑上进行修改,必须对原有建筑进行深入的研究。诸如:建筑的结构形式、墙体构造、屋面构造、地面构造楼面构造、门窗类型、建筑防火等等。用最少的投入,收到合理的、满足规范要求的节能效果是这类项目的特点。改造设计中,对原有外围护结构的原有构造层进行合理利用,是我们的设计原则。这样做,不仅为业主节省投入,而且有利于施工,便于建筑节能改造的顺利推广。
(三)、改造做法
地面(原作法:水磨石地面)
建筑改造区域主要在建筑2,3楼,1楼仅为入口门厅一小部分。考虑原有地面构造垫层的合理利用,决定在垫层上开始做水磨石保温。构造如下:***(保留7~10条原有构造,新增保温构造): 1).15厚1:2水泥白石子磨光打蜡 2)素水泥浆结合层一道 3).20厚1:3水泥砂浆找平4).40厚C20细石混凝土整浇层5).20厚1:3水泥砂浆找平6).40厚挤塑聚苯板保温(XPS)(导热系数0.03,修正系数1.2)7).20厚1:3水泥砂浆找平9).100厚碎石 10).素土夯实经计算,总热阻值R=1.373≥1.2(㎡.k)/w,满足要求。
2.楼面a.底面与室外空气接触的外挑楼板,用于二层楼面外挑部分构造如下:***(保留1~5条原有构造,新增保温构造)1).15厚1:2水泥白石子磨光打蜡2).素水泥浆结合层一道3).20厚1:3水泥砂浆找平层4).100厚钢筋混凝土楼板 5).12厚水泥砂浆打底粉面6).粘结剂7).30厚挤塑聚苯板(XPS)(导热系数0.03,修正系数1.2)8).聚合物砂浆(网格布) 9).高弹涂料经计算,传热系数k=0.93≤1.0w/(㎡.k),满足要求。
b.非采暖空调房间与采暖空调房间的楼板,用于二层楼面非外挑部分。 根据《公共建筑节能设计规范》GB 50189-2005要求,该处的保温仅用于严寒地区及寒冷地区。结合工程实际情况,建筑底层外其他用户,没有进行卫护结构的节能保温,且外门为普通铝合金卷帘门。为了更好的达到节能要求,对非采暖空调房间与采暖空调房间的楼板进行保温设计。 构造如下:***(保留1~5条原有构造,新增保温构造) 1).15厚1:2水泥白石子磨光打蜡 2).素水泥浆结合层一道 3).20厚1:3水泥砂浆找平层 4).100厚钢筋混凝土楼板5).12厚水泥砂浆打底粉面 6).25厚玻璃棉毡(导热系数0.049,修正系数1.2) 7).5厚水泥压力板吊顶,做法参苏J01-2005-12/8。 8).高弹涂料 参照底面与室外空气接触的外挑楼板的技术要求。经计算,传热系数k=0.95≤1.0w/(㎡.k),满足要求。在以往的工程实践中,如:自行车库的底板,我们往往采用挤塑聚苯板(XPS)作为保温材料。经查看,挤塑聚苯板(XPS)的燃烧性能等级为B2,普通商业建筑的吊顶装修材料燃烧性能等级不应低于B1。所以,这里我们选用玻璃棉毡作为保温材料,此材料属A级不然材料。
3.外墙原墙面为白色面砖,表面光滑,不利于保温板的粘贴。设计中,采用打结式锚栓锚固铝塑复合保温板的做法。在锚栓锚固固定之前,对墙面进行打磨处理,聚合物砂浆找平,使表面满足平整度、垂直度要求。构造如下:***(保留5~8条原有构造,新增保温构造)1).铝塑复合保温板:由4厚铝塑板、30厚膨胀聚苯板构成(导热系数0.042,修正系数1.2)2).3厚专用粘胶剂3).打结式锚栓锚固 4).界面剂处理,聚合物水泥砂浆找平,使表面满足平整度、垂直度要求。5).8厚白色面砖,1:1水泥砂浆沟缝6).10厚1:3水泥砂浆粘结层7).10厚1:3水泥砂浆打底扫毛8).刷界面剂处理一道 经计算,传热系数k=0.99≤1.0w/(㎡.k),满足要求。
4.屋面 根据原先的建筑图纸,屋面采用一道防水卷材,Ⅲ级防水,防水层使用年限为10年。按现在的时间算,建筑使用期已经超过防水层使用年限,所以屋面节能改造的同时,再附加一层防水层。按常规思路,常常采用40厚的刚性防水层,在这里就不适用了。因为,按照原先的结构荷载计算,作为不上人屋面的荷载为70kg/㎡,40厚的刚性防水层的荷载已经达到100kg/㎡。这点,设计人员因特别注意!构造如下:***(保留4~7条原有构造,新增保温构造)1).1.5厚K11水泥基渗透结晶型防水涂料2).20厚1:3水泥砂浆找平层 3).30厚挤塑聚苯板(XPS)(导热系数0.03,修正系数1.2) 4).4厚SBS改性沥青防水卷材5).20厚1:3水泥砂浆找平层 6).轻质粒(修正系数1.5)保温,150厚 7).120厚现浇钢筋混凝土板经计算,传热系数k=0.67≤0.7w/(㎡.k),满足要求。
5.窗户 外窗的气密性,抗风压性不低于《建筑外窗气密性能分级及其检测方法》GB7107规定的4级,水密性不低于3级。经计算,外窗的可開启面积为31%,大于规范要求的30%,满足要求。建筑改造前的外门窗均为单层铝合金门窗。由于施工单位操作程序的失误,在新的节能保温窗未安装的时候,就开始做外墙面的保温。为了不破坏窗户与外墙保温材料的黏结,决定保留原单层铝合金窗,采用单层铝合金窗+节能保温窗的构造形式。经计算,东向:窗墙比=0.36,外窗采用单层铝合金窗+隔热金属型材6中透光Low-E+12空气+6透明,传热系数k=2.6 w/(㎡.k),遮阳系数SC=0.50,可见光透射比=0.62。满足要求。 西向:窗墙比=0.35,外窗采用单层铝合金窗+隔热金属型材6中透光Low-E+12空气+6透明,传热系数k=2.6 w/(㎡.k),遮阳系数SC=0.50,可见光透射比=0.62。满足要求。 南向:(仅三扇窗,不再选择其它类型窗户)窗墙比=0.05,外窗采用单层铝合金窗+隔热金属型材6中透光Low-E+12空气+6透明,传热系数k=2.6 w/(㎡.k),遮阳系数SC=0.50,可见光透射比=0.62。满足要求。 北向:无窗。但是,北向墙面原来就有一扇没有玻璃的疏散门,对它的节能设计不能按窗户的标准来实行。需对这扇门进行保温处理。按外墙体保温要求处理,要求疏散门的传热系数k≤1.0w/(㎡.k)。查阅了相关的保温门,没有发现传热系数都比较大。所以,我单独对疏散门的构造进行节能设计。 构造如下:夹心钢板门,内填60厚玻璃棉毡。经计算,传热系数k=0.98≤1.0w/(㎡.k),满足要求。
(四)、其它措施 1、空调节能 由于空调现在还没有安装。选择空调时,应选用高能效即能效比高或能效系数都高的节能空调器,合理布置,避免设在阳光直射的地方,选择合理的安装方位。出风口附近不应有障碍物;或者选用无动力换气扇,有利于改善室内的空气质量,并且不使用能源。 2.照明节能
照明系统的节能也应随既有建筑节能改造的同时进行。如节能灯具的选用、智能布线、室内灯光亮度的合理配置、与自然光的结合等等,均是节能的具体手段。尤其是公共建筑的灯具和灯光配置,更应引起重视。我国一些公共建筑的灯具选择和灯光配置不当,浪费能源。 3、用水节能选用节水型卫生洁具,中水系统的循环利用等都是节水的有利措施。 4、太阳能利用 太阳能是可永续利用和无污染的能源,我国冬季日照时间相对较长,有利用太阳能的有利条件。节能改造时,应努力探索太阳能集热器与建筑结合。如在平改坡时,结合太阳能集热器采集能量的最佳坡度确定坡屋面的坡度,使二者结为一体。太阳能不仅可提供生活热水,还可采用光伏电池,为建筑的照明系统提供光源。
(五)、结束语
建设部通过多年来在全国各地推广既有建筑节能改造示范工程,确实达到了推广先进,普及知识的作用,真正好的节能建筑示范效应不容小视。然而,作为南通首例节能改造项目,设计中存在不周之处在所难免,希望借此文章与业内人士互相交流,同时为从事节能改造工作的人积累经验。节能改造的推广、普及,不是仅仅依靠个别项目的示范作用,需要广大从业人员的共同努力。