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(2)有些监理单位的监理人员专业能力较低;
(3)建筑监理人员在监理的过程中存在违规等情况。总体来讲,建筑节能施工的监理工作必须要根据建筑设计图纸来进行,但同时又不能一味地被建筑图纸束缚,需要充分地发挥出监理的主动性。
2在建筑节能施工过程中监理人员的主要工作
在建筑节能施工过程中,监理人员应切实履行监理职责,严格按照建筑节能条例及管理规定、建筑节能工程施工质量验收规范、建筑节能标准及施工图设计文件等开展工作,从施工准备环节、施工环节及竣工环节入手,做好建筑节能质量控制的事前、事中、事后控制,确保建筑节能分部工程质量合格,从而确保整个单位工程质量合格。具体如下:
2.1建筑施工准备工作
在节能建筑的施工准备阶段,作为建筑监理单位来讲主要需要通过以下对施工的准备工作进行严格管控。
2.1.1作为节能建筑的施工监理单位,其首先要做的就是对节能建筑施工方的施工资质进行审查,以确保施工单位有能力满足甲方的要求,同时可以达到建筑节能的目的。
2.1.2作为节能建筑的施工监理单位,需要对节能建筑项目方案的可行性进行论证,并且对设计图纸进行评审,并且还要依据施工的图纸进行审查;并且作为建筑监理单位来讲,需要对实际的建筑施工队伍提出明确的要求,在施工前期避免由于施工单位雇佣非专业的劳务人员对整个工程产生不良的影响。
2.2施工环节
2.2.1对原材料及施工设施设备的进场严格把关。对所有原材料及设施设备的规格、品种及质量等各方面内容严格审核,以保证其能满足节能的目标。材料及设施设备在进场前,需接受检测机构的检测,并要求出具检验报告。
2.2.2规范节能工程项目验收工作。建筑节能监理方应根据建筑施工方的节能施工方案及验收质量准则对项目进行验收。
2.3节能建筑的竣工环节
对于工程的施工验收工作来讲,是由很多有序的步骤所组成的,当项目建设完成以后,由总监理工程师带队,对各建设工程进行验收以及审核,并且在进行项目验收的过程中要求节能建筑的设计单位、建设单位、施工单位以及监理单位的相关负责人员都要参加,并且对建筑的建设质量进行客观、科学、准确的评价。同时还需要注意在进行项目验收的过程中,需要认真填写节能建筑的验收报告。对于建筑监理人员来讲,还需要认真地做好建筑节能工作的阶段性总结工作,同时将施工过程中的资料、文件进行分类整理,并且为今后的建筑监理工作打下坚实的基础。此外,建设单位与施工单位应负责落实环保部门的环保要求及环保措施,加强环境管理,防止对自然环境造成不应有的破坏。
2《设计标准》与《实施细则》、现行行业标准相比技术内容有哪些变化?
《设计标准》在现行两本居住建筑节能设计行业标准基础上,结合我省建筑节能技术和产业发展水平,对《实施细则》进行修编完成的。标准主要技术内容既符合现行行业标准对节能设计的基本要求,又根据我省实际,有所创新。主要归纳为以下几个方面:
2.1对我省居住建筑范围作了界定。《民用建筑设计通则》JGJ37-87(旧标准)条文说明对居住建筑范围作了界定:居住建筑包括住宅建筑和宿舍建筑。《夏热冬暖地区居住建筑节能设计标准》JGJ75-2012第1.0.2条的条文说明对居住建筑范围作了说明:居住建筑主要包括住宅建筑(约占90%)和集体宿舍、招待所、旅馆以及托幼建筑等。《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》JGJ134-2010第1.0.2条文说明中,居住建筑包括住宅建筑、集体宿舍、住宅式公寓、商住楼的住宅部分、托儿所、幼儿园等。本标准结合我省实际情况,为便于建筑节能工作的统一开展,参照《民用建筑设计通则》JGJ37-87规定,将居住建筑界定为住宅建筑和宿舍两个部分,宿舍建筑包括集体宿舍、学生宿舍等,未包括招待所、旅馆以及托幼建筑。
2.2我省重新划定节能设计气候分区,夏热冬冷地区不再执行夏热冬暖地区北区节能规定。福建省居住建筑节能设计气候区划分为夏热冬冷地区、夏热冬暖地区北区和夏热冬暖地区南区;宁德、南平和三明属夏热冬冷地区,福州、平潭、莆田和龙岩属夏热冬暖地区北区,泉州、厦门和漳州属夏热冬暖地区南区;平潭原为福州市的县级市,现为国家综合试验区,气候分区仍沿用以往规定,划入夏热冬暖地区北区内。见图1。我省2004年颁布《实施细则》时,考虑到我省夏热冬冷地区建筑节能工作刚启动,经验不足,且该地区建筑规模不大,规定了夏热冬冷地区节能设计按夏热冬暖地区北区节能要求执行。现在我省建筑节能形势发生了很大变化,经过10年的建筑节能实践,我省夏热冬冷地区已积累了丰富的建筑节能经验,已形成一批成熟的节能设计队伍,已具备条件执行夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准相关规定。本标准对我省夏热冬冷地区的节能设计要求单独列出,不再按夏热冬暖地区北区节能设计要求执行。
2.3制定福州市市辖区和厦门市更高的节能水平标准《实施细则》和现行两本行业标准是按节能50%水平规定了节能设计一系列措施和方法。《设计标准》对福州市市辖区和厦门市提出了节能水平更高的一系列技术措施,包括提高围护结构性能、通风、遮阳、绿化等,经过较科学的测算,与现行行业标准《夏热冬暖地区居住建筑节能设计标准》JGJ75相比,围护结构节能水平提高接近5%,辅以其它节能措施,总体节能水平接近60%。福州市市辖区指福州市的鼓楼区、台江区、仓山区、马尾区和晋安区。今后如有区划调整,则按调整后的市辖区范围执行。福州市市辖区和厦门市居住建筑节能设计执行更高节能水平是基于以下考虑:国务院办公厅以〔2013〕1号转发的国家发展改革委、住房城乡建设部制订的《绿色建筑行动方案》提出:“鼓励有条件的地区执行更高能效水平的建筑节能标准”;住建部颁布的《“十二五”建筑节能专项规划》要求:“有条件的地方要执行更高水平的建筑节能标准和绿色建筑标准”;《福建省建筑节能“十二五”专项规划》要求;“福州和厦门率先开展节能率65%的工程示范”。福州市是福建省省会,厦门市是计划单列市,长期以来建筑节能工作均走在全省前列,形成了一支较强的建筑节能科技队伍,经济发展水平较高,节能产业实力较雄厚,有条件执行更高能效水平的设计标准,为全省做出示范。为与绿色建筑工作相衔接,福州市市辖区和厦门市居住建筑节能设计按以下原则掌握:(1)执行本标准;(2)若不执行本标准,则可转按绿色建筑标准进行设计。即二选一设计,两者等同。
2.4在现行行业标准基础上调整了墙体热工性能要求。现行行业标准《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》和《夏热冬暖地区居住建筑节能设计标准》对所属气候区的外墙体性能有不同的要求,夏热冬冷地区根据建筑体型系数,要求墙体传热系数K=1.0~1.5(体型系数≤0.4时)或K=0.8~1.0(体型系数>0.4时),夏热冬暖地区北区要求K≤2.0,南区K≤2.5。《设计标准》考虑到南方地区建筑节能重点在于围护结构的遮阳与隔热,同时我省夏热冬冷地区(宁德、南平、三明)与夏热冬暖北区(福州、莆田、龙岩)接壤,其气候条件相近,以及我省夏热冬暖南区(泉州、厦门、漳州)与广州地区的差异,适当调整我省建筑墙体保温要求,统一规定我省各气候区的建筑墙体性能K≤2.0,其中,夏热冬冷地区当建筑体型系数>0.4时,则要求墙体K≤1.0。这样要求更切合我省实际,有利于标准执行和进一步推广自保温节能墙体技术。
2.5提高对外窗的性能要求。我省围护结构中墙体与外窗相比,外窗的隔热与保温性能应更重要,是节能重点。《设计标准》编制时,适当放宽墙体性能要求,提高对门窗性能的要求,表1给出了我省各气候区(城市)外窗性能限值要求,与《实施细则》和现行行业标准相比,对外窗的传热系数和遮阳系数要求均有了较大的提高。
2.6明确规定外墙体传热系数为平均传热系数。《设计标准》规定建筑外墙的传热系数和热惰性指标应考虑结构性热桥的影响,取平均传热系数和平均热惰性指标。《实施细则》对外墙体传热系数计算方法未明确,因此我省各地区对墙体传热系数取值不尽相同,有的取主墙体传热系数,有的取平均传热系数。《设计标准》附录C给出了外墙的传热系数和热惰性指标的计算方法。
2.7合理控制窗墙面积比。普通窗户(包括阳台门的透明部分)的保温性能比外墙差很多,尤其是夏季白天通过窗户进入室内的太阳辐射得热也比外墙多得多。一般而言,窗墙面积比越大,则采暖和空调的能耗也越大。因此,从节约的角度出发,必须限制窗墙面积比。在一般情况下,应以满足室内采光、通风等要求作为窗墙面积比的确定原则。我省人们无论是过渡季节还是冬、夏两季普遍有开窗加强房间通风的习惯。一是自然通风改善了室内空气品质;二是夏季在两个连晴高温期间的阴雨降温过程或降雨后连晴高温开始升温过程的夜间,室外气候凉爽宜人,加强房间通风能带走室内余热和积蓄冷量,可以减少空调运行时的能耗,因此本标准在南、北朝向有允许较大的开窗面积。而对东、西向窗墙面积比限制较严,因为夏季太阳辐射在东、西面最大。不同朝向墙面太阳辐射强度的峰值,以东、西向墙面为最大,西南(东南)向墙面次之,西北(东北)向又次之,南向墙更次之,北向墙为最小,因此,严格控制东、西向窗墙面积比限值是合理的。表2给出了各气候区(城市)的窗墙面积比限值,总体上看比《实施细则》和现行行业标准更严格。设计建筑的窗墙面积比突破限值规定是允许的,但是为了满足建筑节能设计的要求,需进行建筑围护结构热工性能的综合评价。
1.1门窗、幕墙工程检查现阶段,先进的幕墙和门窗技术快速发展,相关节能技术也得到了广泛的运用,现阶段主要对门窗、幕墙的抗雨水渗透能力和抗风压能力,以及门窗、幕墙的变形能力进检查的较多,对于门窗、幕墙的节能以及气密性能没有过多关注。对于门窗、幕墙的质量监督和管理可以从如下几个方面入手。
1)金属门窗主要检查门窗隔断热桥措施是否符合设计图纸和相关规范的要求,对于热断接点要检查是否连接牢固,并能够发挥效用,隔断热桥措施可靠。
2)门窗工程中所使用的中空玻璃应采用双道密封,且中空玻璃的密封性能和中空层厚度应符合相关标准和设计图纸的要求。玻璃密封条物理性能指标应该符合建筑所在地的地方规定。
3)门窗与周边墙体的密封应该采用密封性和耐候性良好的密封材料进行密封。
4)门窗幕墙隔热材料的选用应该确保型材的结构安全,现场使用的门窗幕墙型材应该具有生产厂家出具的对于耐老化性能和力学性能的检测报告。对于现场的使用的材料按照要求需要复检的应该严格按照求执行。
5)对于建筑结构的构造缝、幕墙结构单元的接缝、断热节点、热桥部位、幕墙门窗保温隔热材料的填充,幕墙通风换气装置的安装以及凝结水排放和收集结构的隐蔽工程,应该加强质量监督部门的监督检查。
1.2新型墙体检查现阶段新型节能墙体的种类较多,主要有空心小型混凝土砌块、加气混凝土砌块、混凝土空心砖等几个大类,由于生产厂家规模和生产工艺的限制,普遍存在着产品质量不够稳定,在墙体工程施工结束后往往也存在着墙体开裂渗漏等质量通病,在节能型新型墙体的监督检查过程中,可以通过如下手段加强现场施工质量控制。
1)砌块进场应对砌块龄期进行检查,未满28d龄期的砌块严禁使用,施工现场进场新型节能型砌块不得露天堆放,并加以苫盖防止雨淋,进场墙体砌块除了对抗压强度、含水率等指标进行控制以外,还要对抗渗性、干燥收缩率以及干密度进行检测,从而保证砌块砌筑质量。
2)对墙体抹灰应要求施工单位有专项施工方案,通过对于电线线槽、不同材料交接处进行挂防裂网进行处理,质量监督部门应该加强隐蔽工程的质量抽查,并对墙体开裂的质量通病开展联合检查进行预控。
1.3外墙和屋面保温系统监管现阶段外墙保温系统主要是由聚苯颗粒保温灰浆以及EPS保温板组成,由于外墙保温技术推广较晚,对于外墙保温的防火、渗漏,以及饰面开裂还没有统一而又完善的治理措施。对于外墙保温的监督管理主要以预控为主。
1)外墙保温施工采用成套技术或者成套产品时,施工单位施工中使用的产品应该具备耐候性检测报告,对于非成套采用的外墙保温材料,也要求施工单位对其耐候性进行抽样检测。对于黏结性材料(保温砂浆),必须具备检测报告,并严格按照厂家使用说明的配比进行施工。
2)加强外墙保温施工过程中的抽查和监督,如:保温材料锚固件的连接、保温墙板和预制保温板的构造节点和板逢的处理、外墙体加强网的布设、保温墙体材料的固定和黏贴、重要节点和热桥部位的处理、抗裂分隔缝的设置。
3)屋面保温材料采用挤塑板或者聚苯板的应适当设置排气孔排气道,以利于屋面内水汽的排除,上人屋面应该浇筑混凝土保护层厚度不宜小于40mm,铺设屋面保温材料的防水方式应采用倒置式。
(1)技术本身。在选择节能技术时,须充分考虑先进性、成熟性和配套性等,以实现节能的目标。此外,新节能技术的选择应用还须考虑和旧有技术的相关性,相关性越大,技术人员掌握的时间就越短,技术应用的成功性就越大。村镇居民在选择节能技术时须选择一些较成熟、风险小的技术。
(2)社会效益。村镇住宅进行节能建设不仅可以为居民营造一个良好的生活环境,还有助于居民生活水平、文化程度的提高,并且在一定程度上提高就业率,在美化村镇的同时,提升村镇住宅在社会中的影响力。
(3)经济效益。村镇住宅采用节能技术势必会在短期内提高建筑工程的成本、加重居住者的经济负担。因此,节能技术只有在创新中考虑到建造者的经济承受能力,在推广中让居住者认识到长期收益和短期成本之间的关系,才能实现更广泛的普及。
(4)环境效益。环境质量的改变是由多项指标反映,同时由于大多数人类活动对环境的影响都存在滞后性,使环境效益的计量和评价存在很大困难。节能技术的研究和应用要结合微观效益和宏观效益处理好短期经济利益与长期可持续发展之间的关系。
1.2村镇住宅建筑节能适宜技术评价指标体系的建立
村镇住宅建筑节能技术适宜度将技术及材料的先进性作为评价对象,从多个维度出发涵盖了若干具有层次性和结构性的指标序列,所有指标序列相互影响、彼此联系,是建筑节能技术发展的综合性评价体系。依照技术评价的理论基础和评价维度,村镇住宅建筑节能技术评价指标体系的建立要将定性和定量评价相结合,遵循系统性、简明性、层次性和可行性等原则,在不同条件下具有可调整的弹性空间。本文从节能技术的可行性经济性、先进性出发,以实现项目的可持续发展为最终目标。
2模糊综合评价模型
将评价指标体系分为3个层次,目标层、准则层和指标层。准则层指标集为S={s1,s2,…,sm},指标层指标集为Si={si1,si2,…,sin}。
3实例分析
选取北方寒冷地区某经济条件中等的村镇进行实证研究,在对该村镇住宅建筑节能技术适宜性的评价中,将评价集划分为5级,即V={v1(优),v2(良),v3(一般),v4(差),v5(较差)}={5,4,3,2,1}。根据该村镇住宅节能建设的实际情况,对其推广应用的墙体节能技术CS板进行适宜性评价,邀请来自房地产、设计院、施工单位和高校等建筑方面专家,对待测墙体节能技术CS板的各层指标重要性分别进行比较,构造判断矩阵并求出各项指标的指标权重。按照模糊综合评价模型设计的方法,统计每个因素各评价赞同的专家数,用赞同的专家数所占比例作为隶属度构建评价矩阵。
2住宅建筑节能的内容
2.1住宅建筑节能的定义
住宅建筑节能是指通过采用合理的建筑设计和选用符合节能要求的新型墙体材料、屋面隔热材料、门窗、空调等措施,执行建筑节能规范标准,加强住宅建筑耗能设备的管理和使用,合理设计建筑结构的热工性能,提高其照明、采暖、给排水及通风系统的运行效率及利用可再生资源的能力,从而降低建筑物的能源消耗。
2.2住宅建筑节能的控制内容
①合理规划节能方案根据住宅所在地环境特点,依照国家及地方住宅建筑节能标准,综合考虑住宅开发、利用、维护成本,合理地规划设计节能方案,保证住宅建筑节能效果。②合理利用节能材料节能材料进场前应按照规范标准及设计要求认真核对,审核有关质量保证资料、技术推广证书。对于保温隔热材料、隔热型材、外窗及中空玻璃、幕墙玻璃、散热器、风机盘管机组、低压配电系统的电缆、电线在使用前应根据有关规范要求取样试验合格。
3现有住宅工程建筑节能存在的问题
3.1节能材料的选择
目前,建材市场上主要供应的节能材料种类单一,且大多为一次性能源,而且大多节能材料从国外引进,价格较高、具有自主知识产权、能够形成主流产品与技术的不多,难以满足日益增长的市场需求,为推广使用节能材料带来难度。另外部分开发商片面的追求降低住宅建筑节能成本,不会综合考虑节能效果、建筑节能的全部费用等因素;或者缺乏对节能新产品的了解,往往造成节能材料选择使用不当,影响住宅建筑的节能效果。
3.2住宅建筑节能规划与设计
目前,多数新建的住宅建筑在进行规划、设计时仅考虑建筑物的外观及造型,不重视绿化景观设计及相关配套工程的建设,相关规划部门也只要求住宅的方位与周围的有关参照物相一致(如道路),忽视住宅小区与周围环境相协调,未考虑住宅建筑的日照及自然通风要求,不能保证房屋的最佳朝向。住宅节能设计在我国还处于起步和发展阶段,还没有一套成熟、通用的体系,某些不成熟的节能技术,通常会产生一些垃圾建筑及建筑垃圾,降低了住宅的耐久性,不利于建筑结构的稳定,损坏建筑结构主体,缩短房屋的寿命,例如外墙内保温、外墙自保温、夹芯保温等做法所产生的一些问题正在加剧一些垃圾建筑和建筑垃圾的产生。
3.3节能住宅的检测与验收方法不完善
建筑热工法是目前国内外检测建筑节能达标与否常用方法,建筑墙体的传热系数是建筑热工法的一项重要指标。热工法现场测量的内容主要包括:热流密度、室内外气温、保温建筑墙体的内外表面温度以及热流计的两表面温度。此测试方法是以被测试墙体单元的热工性能代表整栋楼或整个小区的墙体热工性能。此方法的缺点是具有代表性的测点难以确定,难以准确而全面的确定整个住宅小区内所有建筑墙体及屋面的热工性能。另外,保温工程作为一项重要的分项工程,目前仍缺少相应的检测验收标准,国家建筑安装统一验收标准中也没有相关内容的规定,施工质量难以检验、保证。
4住宅建筑节能设计措施
4.1既有住宅的节能改造措施
非节能既有建筑主要有两类,一类是已装修的并居住多年的,这类建筑往往是建成多年的老房子,装修比较简陋,居住结构也不合理,各类设施老化,居住者本身为中下等收入群体;另一类是未装修过的新住宅。对于前者,节能改造要首先考虑成本,以最经济、效果最明显的地方下手,无需大动干戈;后者在装修环节中需加入一系列的节能措施。这二者都可以通过墙体、屋面、房屋结构、门窗的改造达到节能效果。既有住宅建筑节能技术改造的推广与实施对实现《中华人民共和国国民经济和社会发展第十一个五年规划纲要》中的节能目标具有很大的促进作用。我们不仅在节能改造的技术上需要进一步探索,用最简便、最经济的措施达到最好的节能效果,而且还需要改变陈旧的观念,加大经济投入力度,推出切实可行的管理方法。
4.2新住宅的节能设计措施
屋顶是建筑物护结构中发挥室内外温差传热的重要部分。只有提高屋面的保温隔热性能,才能提高抵抗夏季室外的外热作用的能力。建筑节能屋面主要包括:倒置式屋面、屋面绿化、蓄水屋面和色坡屋面。其中,倒置式屋面是将传统屋面构造中的保温层和防水层颠倒,保温层放在隔水层的上面。屋面绿化可以大幅度地降低建筑物的能量消耗,减少温室气体的排放,增加城市的绿地面积,改善城市的“热岛效应”。蓄水层面的主要功能是利用水蒸发吸热的特点,消耗水层中的热量,从而降低屋面的传热量和屋面温度。色坡屋面是目前最常用的一种屋面。因为现在大多数的建筑物都采用平屋顶,在太阳辐射最强的正午,太阳光线对于坡面是斜射的,但是在平屋顶上是直射的,采用非金属淡色坡面反射太阳光达到了65%,这样可以节约25%的能源消耗。
1.2优化护围结构墙体设计
高层建筑的护墙体耗能量较大,占整个建筑物的25%,建筑物的体型变化和耗能成正比,体型越大,耗能越多。因此在国外,一般圆塔形的建筑物比较多,比如美国洛杉矶的好运饭店,法国戴高乐机场的候机楼。因为在面积同样的情况下,圆的周长最短,这样就减少了建筑物外露的面积。因此,高层建筑物的体型变化应该简单。首先,外墙是高层建筑的围护结构中最重要的部分,围护结构采用的是填充材料。其次,为了减轻建筑物的压力,提高保温效能和隔热效果,采用轻质高效的保温材料。最后,围护结构的材料分别放在内侧和外侧,因此在气温比较低的地区,应该把保温层设置在外侧,可以减少墙体内产生的冷凝水。
1.3优化门窗节能设计
外门窗是住宅区散热性能最差的部位,其耗能占到总耗能的70%,在其中传热损失为30%,冷风渗透为30%。所以在保证室内通风,温暖和美观的前提下,应该减少住宅区的外门窗洞口的面积,保证外门窗的封闭性,有效防止冷风的渗透,只有这样,才能提高外门窗的保温效果。应该从以下几个方面减少外门窗的传热量:(1)把住宅的窗墙比例控制在一个合理的范围内。住宅的窗墙比是窗户洞口面积与房间立面单元面积(即建筑层高与开间定位线围成的面积)之比。(2)保证住宅区外窗的封闭性,减少冷空气的渗透。可以使用泡沫塑料密封条进行密封,也可以采用质量较好、密封性能很好的门窗材料。在门框和墙体之间的缝隙间,采用弹性的松软型材料、弹性密封的材料,比如密封膏。在门框和窗扇之间的密封,可以采用橡胶和泡沫密封条,回风槽等。采用各种弹性的压条完成扇和玻璃之间的密封。
(3)提高住宅区门窗的保温性能。在户门和阳台门的设计上,应该考虑到防火和防盗的要求,在门里填充填充聚苯乙烯板或岩棉板等绝热性能比较好的材料,最好选用钢塑复合窗和塑料窗,这样可以避免金属窗产生的冷桥,也可以采用双玻璃和三玻璃。中空玻璃、镀膜玻璃、低辐射的玻璃都可以有效提高门窗的封闭性。
1.4优化太阳能与建筑物一体化
随着城市经济建设的加快和人们生活水平的提高,城市花园住宅成了居民共同的追求,为了应对严重的能源危机和环境污染,需要大力开发和利用清洁能源,而太阳能就是最好的清洁能源,促进太阳能产品在城市花园住宅区的应用不仅可以实现住宅建筑节能设计的目标,也可以促进未来住宅全部太阳能化。随着太阳能在现代建筑中应用越来越广泛,消费者不仅要求太阳能的节能性,还要求建筑物的美观。太阳能与建筑一体化就是将太阳能设施和建筑物结合起来,利用太阳能集热器,突破传统的屋顶覆盖层的屋顶保温层,不仅可以达到屋顶建筑的简单美观,还可以减低建筑施工的成本。
2既有居住建筑节能改造的概念
既有居住建筑节能是指对已经投入使用的居住建筑,在保证为使用者提供稳定舒适的生活和工作环境的前提下,降低使用能耗,使其符合国家节能标准。主要通过应用高新节能技术及产品,提高运行管理水平,使用可再生能源等途径来完成。
3既有居住建筑节能改造的经济性分析
3.1外部性的概念
外部性或外部效应,是指一个人的行为对旁观者福利(无补偿)的影响,根据影响结果不同,可以分为正外部性和负外部性两类。正外部性与外部经济是同一个概念,指一个经济主体的经济活动为其他经济主体带来了经济利益,但没有获得对方的任何回报;负外部性与外部不经济是同一个概念,指一个经济主体的经济活动为其他经济主体造成了经济损失,却没有向对方支付任何补偿。当外部效应存在时,市场会失灵,这时的均衡结果是无效率的,社会总福利并没有达到帕累托效率准则所要求的最优状态。
3.2既有居住建筑节能改造的经济性分析
3.2.1既有居住建筑节能改造具有外部经济性
在生态节能改造前,既有居住建筑舒适性差,资源能源耗费高,对环境造成较大负担,因此,具有外部不经济性。MSC为保有居住建筑的社会边际成本,MPC为保有居住建筑的私人边际成本,MB为保有居住建筑的边际收益。由于既有居住建筑具有外部不经济性,MSC位于MPC的上方。从社会来看,当MB=MSC时,均衡的产量和价格为Q2、Pc。从个人来看,当MB=MPC时,均衡的产量和价格为Q1、Pa。显然个人决策的产量大于社会决策的产量,AB表示既有居住建筑给社会造成的外部成本。在节能改造后,既有居住建筑成为生态节能建筑,除了给个人带来舒适性改善、能源费用节约等效用外,由于资源能源耗费有效降低,对环境保护和能源节约都有贡献,因而具有外部经济性。MSB为对既有居住建筑进行节能改造的社会边际收益,MPB为私人边际收益,MC为边际成本。由于节能改造的正外部性,MPB在MSB的下方。从社会来看,当MC=MSB时,均衡的产量和价格为Q2、Pc。从个人来看,当MC=MPB时,均衡的产量和价格为Q1、Pa。显然个人决策的产量小于社会决策的产量,AB表示既有居住建筑节能改造给社会带来的外部收益。既有居住建筑节能改造是减少外部不经济性,增加外部经济性的一项社会活动,对全社会来说十分有益,这也正是政府大力推进既有居住建筑节能改造的根本原因。
3.2.2既有居住建筑节能改造中的“市场失灵”
按照经济学观点,当一个市场存在外部性时,市场机制会失去其应有的调节价格和配置资源的作用,亦即市场失灵。由于既有居住建筑节能改造具有正外部性,对整个社会带来了收益,但没有得到任何补偿,造成实际节能改造低于社会需求,整个社会福利无法达到最大化。
4减少既有居住建筑节能改造外部性的对策建议
4.1减少既有居住建筑节能改造外部性的理论依据
经济学理论认为,解决经济外部性主要途径有政府干预和产权界定,代表人物分别是庇古和科斯。庇古法则的根本原则是通过收益和成本调整,使经济活动的边际社会收益与边际社会成本相等。科斯认为,在产权清晰和保护严格的条件下,外部性并不会引起市场失灵,市场均衡能够实现社会福利最大化。对于解决环境污染问题,科斯定理是可以解决的,但前提是必须满足定理的前提假设,科斯定理的前提是产权明确和交易成本足够小。在现实社会中,这些假设是难以被满足的。本文按照庇古的政府干预理论,对消除既有居住建筑节能改造的外部性作定性探讨。根据庇古法则,政府可考虑采取措施对既有居住建筑节能改造给予补贴,增加私人节能改造收益,使私人收益与社会收益相同,提高私人进行节能改造的积极性。
4.2推动既有居住建筑节能改造的政策建议
既有居住建筑节能改造的难点主要是投资大,改造技术不够完善,住户积极性差。由于外部经济性的存在,节能改造不可能自发地开展,难以通过市场调节实现社会福利最大化,迫切需要政府部门制定相关的政策来予以调节和推动。
1)健全法律体系。
建筑节能改造的推广必须有完善的法律体系作为保障,这样推广才有依据和强制力。目前,我国建筑节能方面的法律法规如《中华人民共和国建筑法》、《中华人民共和国节约能源法》、《民用建筑节能条例》等,操作性不强,缺少强制性措施,落实困难。要加快建筑节能法律体系建设,强化法律责任,提高法律法规的强制力,运用法律手段推动既有居住建筑生态节能改造。
2)完善政策体系。
完善推动节能改造的强制性政策和激励性政策,坚持法律强制推动和经济利益引导双管齐下,推广节能建筑。加快制定节能建筑补贴政策、信贷支持政策和税收优惠政策,对节能建筑的生产者和使用者给予多种优惠。对非节能建筑产品的生产者实行高标准、高强度的税收政策,提高其生产成本。同时,对进行节能技术和节能材料开发的科研机构和研究人员给予资金和多方面的支持,以推动节能技术的发展。
3)建立多元化投融资渠道。
各级政府要加大对节能改造的投入,整合现有的各类补贴资金建立节能改造专项资金,明确筹资渠道。要强化业主在筹集节能改造资金中的地位和责任,调动企业和开发商参与的积极性,通过政府出一部分,业主拿一部分,企业垫付一部分,形成多元化的节能改造投融资渠道,使业主只花很少的钱或者不花钱就能够达到节能效果。
4)设立评价和监管体系。
要完善节能建筑的评估、认证、标识等制度,要求各类建筑公布能耗数据,根据能耗标准对节能建筑进行认定,并发放节能建筑标志。要建立多部门共同参与的监管体系,定期对社会建筑节能情况进行专项检查,及时公布检查结果,让建设者接受社会的监督。
5)建立宣传推广体系。
要充分发挥舆论的导向与监督作用,大力宣传开展建筑节能改造的重要意义和成功经验,提高全民的建筑节能意识和专业人员的技术水平,努力营造全社会关注、支持既有建筑节能的良好氛围。
1.1围护结构存在的问题
围护结构节能技术就是通过改善建筑物围护结构的热工性能,在夏季减少室外热量传入室内,在冬季减少室内热量的流失,使建筑物室内温度尽可能舒适,以减少采暖、制冷设备的负荷,最终实现能源的节约。我国围护结构节能存在的问题有[2]:①某些建筑体型系数过大。②窗墙面积比过大。③采用夹心复合保温外墙较多。④设计单位对某些技术参数的取值不统一,有的缺少依据。⑤一些设计单位的施工图内没有建筑节能设计热工计算表,不利于对节能建筑的质量检查。⑥一些保温墙体工艺技术出现质量问题。⑦设计单位对围护结构使用的某些墙体材料、保温材料及窗户质量要求不明确,监理和施工单位控制不严格。⑧一些节能建筑配置的采暖散热器高于建筑节能标准确定的热负荷值应配置的数量。⑨大部分节能建筑只安装了采暖供热的开关控制阀门,没有考虑为将来安装计量热表、分室用热控制装置留出位置。⑩少数施工单位未严格按设计文件要求进行施工。
1.2供暖企业存在的问题
供暖企业肩负着我国城市中市民的供暖重任,其管理质量的好坏直接关系到城市中居民的冷暖问题。近些年,市民对供暖企业的关注程度逐年提升。不仅是因为其供暖的质量方面,还有其经营过程中,对环境的影响方面。这些企业本身会每年消耗大量的能源,产生大量的污染气体,如果任其自由发展的话,对环境会造成重大影响。目前,我国城市中供暖企业存在的主要问题有:①供暖企业员工缺乏节能减排意识;②过度关注技术投入忽视管理减排;③供暖企业设备滞后。
1.3绿色照明存在的问题
随着我国经济的发展,大型公共建筑高耗能的问题日益突出,据统计,国家大型公共建筑单位面积耗电量达到70-300kW•h,为普通居民住宅的10-20倍,占全国城镇总耗电量的1.5-2倍。电气系统节能决定了建筑物智能、环保以及主要能耗,电能的消耗占了很大的比例,随着建筑智能化的发展,这种比例在继续加大,所以要进行大型公共建筑节能,必须考虑建筑的电气节能。而在耗电量中,照明能耗一般占整个建筑电量能耗的25%-35%,占全国电力总消耗量的13%,因此实现照明系统节能的意义十分重大,经济效果明显[3]。
2建筑节能存在问题的应对措施
2.1围护结构存在问题的应对措施
①门窗。改善门窗的保温隔热性能,可以采用提高门窗的气密性、窗框采用断热金属型材、增加玻璃层数等措施来提高门窗的保温隔热性能;另外有效的遮阳设施对降低能耗的影响非常有益。②屋面。建筑屋面节能的最主要措施之一就是发展和应用高效保温隔热材料,并合理确定保温材料的厚度,可采用倒置式、屋面绿化、蓄水屋面、浅色坡屋面等措施。③加强监管机制。政府应该发挥主观能动性,加强对设计单位、生产单位以及施工单位的监察管理,加强政府部门的大力管理及社会相关部门的通力协作。
2.2供暖企业存在问题的应对措施
①强化供暖企业节能减排工作小组的职能。建立起一个节能减排专家工作组,要求这些专家来自不同的节能减排相关领域,比如生产调度、环保、财政、统计等部门。并且通过这些专家的评选审定,激励企业员工的节能减排工作。②建立热量自动控制系统。为了适应群众对功能的需求,企业应该建立起热量自动控制系统,根据用户的室内温度和设备的运作状况来调控热量的供应,根据用户的数量和供暖的面积确定设备的数量,调整设备的运行参数。③加快对供暖企业老化设备的更新换代工作。老化的设备会增加能耗,必须加快对供暖企业老化设备的更新换代工作,只有这样才能有效地降低锅炉的损害和能耗,减少废气的传播,进而保障环境的清洁。④在政策上支持供暖企业的节能减排工作。供暖企业的节能减排工作离不开政府的支持,所以我国政府应该建立起完整的法律法规,而保障企业节能工作的顺利进行。
2.3绿色照明存在问题的应对措施
在整个配电和电气系统中,末端的照明部分占了非常重要的位置,节能灯具的应用一直是实现电气节能的关键环节之一。在保证有足够的照明数量及质量的前提下,应尽可能地做到节约照明用电,提高整个照明系统的效率,防止片面性。
2建筑围护结构节能技术
建筑墙体结构传热所产生的热损失较大,约占总体耗能的一半以上,所以为了降低建筑耗能,对建筑结构采取保温措施是建筑节能工作所研究的重点。一般而言,建筑围护结构节能技术包括:外墙内保温技术、夹心复合墙保温技术和外墙外保温技术。
2.1外墙内保温技术外墙内保温节能技术是通过在建筑物外墙承重墙内部覆盖保温材料以起到保温节能的技术。
2.1.1外墙内保温的优点和缺点(1)优点.该种施工技术工艺比较简单,对保温材料的覆盖要求相对较低,施工速度快,保温材料廉价。(2)缺点.基于外墙内保温施工实在墙体内侧覆盖保温材料,墙体外侧部分并未覆盖保温材料,墙体外侧部分在温差影响下容易出现结露、淌水、冷凝现象;此外,用于外墙内保温的保温材料,尤其是板材在工程实践中发现容易出现裂缝等问题,这将降低建筑物的保温效果。
2.1.2外墙内保温工艺(1)粉刷石膏聚苯板.在外墙保温施工前,应先将墙面清理干净后粉刷石膏聚苯板。外墙内表面相邻的墙面、地面、屋顶以及门窗部位弹出控制线;按照工程设计石膏拌合比例拌制粘结石膏;按照工程设计的粘结点要求涂刷石膏在聚苯板上,粘贴石膏聚苯板应按照从下而上的顺序依次进行;粘贴石膏聚苯板前应检查墙面的垂直度和平整度,避免石膏聚苯板粘贴到墙面上出现鼓包或凹坑。在施工过程中如遇到较宽的拼接缝可采用聚苯条填充;聚苯板粘贴完后在其表面涂抹石膏砂浆。(2)涂抹保温砂浆.保温砂浆是以胶粉和聚苯颗粒为原材料按照一定的比例掺水拌合,待砂浆拌合均匀后将其涂抹在基层墙体上,形成保护层。涂抹保温砂浆一般至少要涂抹两遍以上。待保温砂浆凝固后再涂抹一层一定厚度要求的抗裂砂浆。为了防止墙面上的保温砂浆出现开裂现象,可采用铁抹子在刚涂抹后的砂浆上均与压入玻纤网格布。
2.2夹心复合墙保温夹心复合墙由混凝土结构内墙、混凝土外装饰墙体、保温板以及内外墙的连接件构成。
2.2.1夹心复合墙保温的优缺点(1)优点。夹心复合墙的保温材料设置在外墙中间,即可以保护保温材料,又能起到保温的双重效果。(2)缺点。夹心复合板墙体内容易产生空气对流,发生热桥现象。在保温施工中工序比较多,施工难度大,并且保受墙体内外温差影响较大,外墙容易出现温度裂缝,外墙结构整体性和稳固性下降。
2.2.2夹心复合墙保温的工艺要点首先按照工艺程序将混凝土模板安装固定好,然后将饰面材料按照工程设计规范要求安放到位;按照工程设计配筋要求绑扎墙体钢筋,待钢筋绑扎完毕,对关键绑扎部位进行检查,(墙体内外两道钢筋)然后将挤塑泡沫板放入墙体中,接着将保温板插入到两道钢筋中间,最后混凝土浇筑成型。
2.3外墙外保温外墙外保温就是在外墙的外侧设置保温隔热体系,使建筑物达到保温效果。
2.3.1外墙外保温的优缺点(1)优点.外墙外保温施工技术之所以在建筑工程领域广泛的推广及应用,其主要优势在于,可以保护建筑物主体结构,延长建筑物的使用寿命;避免热桥对建筑物的影响使建筑物墙体受潮。另外,该种施工技术和方法所投入的保温材料相对较少,经济性强。(2)缺点.外墙外保温对保温材料的耐候性、耐久性有要求比较严格,所选用的保温材料必须要符合外墙外保温的设计要求;同时,外墙外保温施工对保温体系的防火、抗震以及抗裂能力要求高,需要施工单位要具有专业素质强的施工队伍来完成。
2.3.2外墙外保温施工方法外墙外保温墙体施工技术要求高,保温材料各性能指标要求严格,在施工前应严格按照工程设计要求选用施工技术及保温材料。通常保温施工是在建筑物主体结构稳定后再进行施工,避免主体结构应力变形期发生变形影响保温施工。同时在外墙外保温施工时还需采取必要的防雨水措施,避免保温材料经雨水侵泡保温性能下降。
1.2照明系统在建筑中,照明可以说是一个用电大户。对此,我们需要从以下几个方面入手:首先,要尽可能地使用高效能源。在实际光源类型的选择中,需要根据工程实际情况帮助我们对光源进行选择,且需要对价格、光源寿命、色温、光效以及显示指数等进行充分的考虑。对于我国城市建筑以往所使用的光源来说,主要有荧光灯、白炽灯等等,而随着近年来我国科技的发展,很多新能源如LED照明灯也被应用到了建筑之中,且都具有着较好的节能性。而在工业建筑方面,则需要我们能够对工作场所所具有的条件以及需求进行考虑,并在结合实际的基础上选择高效光源起到节能的作用;其次,要对照明时间进行缩短。这就需要我们与建筑设计人员进行有效的配合,使建筑物在户型、朝向等设计上能够对自然光进行最大程度的利用,并通过照明光、自然光之间的有效结合起到节能作用;最后,要尽可能地减少供电附加损失。对此,就需要我们能够使用高电压的照明灯以及电气附件,并根据实际需求选择具有节能特征的电感镇流器。
1.3电动机电动机也是我们开展电气设计的一个重点环节,可以通过高效率电机的应用起到节能的效果。在对电动机类型选择的过程中,需要对其所具有的负荷特征进行细致的比对,并在结合建筑需求的基础上对其进行选择。同时,我们也需要通过一定的补偿方式降低应用损耗,以此帮助我们提升功率因数,并在电动机实际应用的过程中避免其经常处于空载或者轻载状态,以此进一步节约应用能耗。而当实际情况需要我们对电动机进行调速时,则需要借助变频调速器在变频的同时起到良好的节能效果,这对于建筑的整体节能来说也具有着较为重要的意义。
1.4变压器降低损耗以及提升运行效率是变压器实现节能的主要途径。对于节能降耗来说,其在变压器的负载以及空载状态下都会具有较少的损耗,且运行所需的费用也会得到很大的降低。但是,对于具有该种特征的变压器来说,其前期投入时即购买设备,成本一般来说很高,是我们需要考虑的一个部分。对此,就需要我们在开展变压器节能工作时对变压器投资以及运行损耗间所具有的平衡点进行计算与确定,以此帮助其获得较好的节能效果。另外,也要对变压器的容量和台数进行合理的选择,为降低变压器自身损耗,当容量大而需要选用多台变压器时,可在合理分配负荷的前提下,尽可能地减少变压器的台数,选用大容量的变压器。
1.5暖通空调空调是现今建筑中不可缺少的一项设备,我们主要侧重对其蒸气阀门、冷阀门以及风阀门等进行节能设计,并做好空调电动调节阀流量的控制工作。同时,我们也应当为其专门设计一套科学的启停方案,以此使其能够在科学、经济的状态中运行。
规划主管部门应在规划许可审批阶段,承担起指导、审查和监管职能。规划审查时,需要针对建筑设计方案是否满足民用建筑节能强制性标准征求同级建设主管部门的意见;对于那些不满足强制性标准的,要加强指导,督促改进;对予不满足强制性标准的,不应颁发建设工程规划许可证。
施工图审查机构应在设计阶段,重点审查施工图设计文件是否严格执行民用建筑节能强制性标准的规定,对于不符规定的,不应忽视,应指导督促建设单位改正;建设主管部门要把好发证关,对施工图设计文件经审查不满足强制性标准的,不得颁发施工许可证。
在建阶段,建设单位不得要求设计单位、施工单位违反节能强制性标准进行设计、施工。当然,设计人员要保持职业操守,严格执行强制性标准,不应为了降低成本而曲意理解规范要求,抱着侥幸的心理进行设计。施工单位不应迎合建设单位的违规行为,对国家和社会造成实质性的损害。对于违规操作的建设单位、设计单位、施工单位、工程监理单位及其注册执业人员必须严厉处罚。
竣工验收时,建设主管部门应当重点查验建筑物是否满足节能强制性标准;对不满足强制性标准的,不得出具竣工验收合格报告。
2加强节能技术和节能产品的开发应用和推广
建筑节能涉及到建筑物的方方面面,建筑围护结构的保温隔热性能、设备的能效、新能源的利用、用水用地等等。
①建筑节能最有效的手段是提高建筑围护结构的保温隔热性能。
建筑围护结构保温隔热性能的优劣是影响建筑能耗最直接的因素,所以,建筑节能的最有效手段就是提高建筑围护结构的热工性能。
外墙、屋顶和外窗是建筑围护结构最主要的三个部分。在楼盘销售时,销售人员往往重点推荐外墙保温系统,而且将大飘窗、大幅落地窗、大阳台作为房屋的卖点,其实外窗是整个建筑围护结构中影响节能的最重要因素,外墙保温系统起到的作用还次于外窗。我们在对常州一些使用玻璃幕墙的大楼用电情况进行调研时发现,这些大楼的用电量明显要大,而且很多大楼考虑对外墙进行改造以降低用电量。外窗散热量占建筑护结构总散热量的50%以上,它是建筑围护结构热工性能最薄弱的环节。因此,控制窗墙比并且提高窗户的保温隔热性能,是提高建筑护结构节能指标的有效途径。一方面,设计人员和建设单位不应单纯追求立面效果,过多的使用玻璃材料,应在保证采光通风前提下,控制窗墙比,减少外窗传递的热量;另一方面,应使用新型玻璃材料和推广应用新型节能门窗,比如双层中空玻璃和新型太阳能遮阳系统的应用。比如常州朗诗国际街区采用了合金遮阳外窗,直接反射日照,大大降低日光热辐射。
外墙应采用低热转移值的外墙材料,采用新型节能墙体材料,如加气混凝土砌块、新型建筑模网、外墙保温材料等。江苏省是全国较早实行强制性外墙保温的省份,根据笔者对常州采用的外墙保温体系的研究,在炎热天气,采用外墙保温的居室,空调用电量比无保温措施的居室大约节约20-25%。
屋顶应当采用传热系数、热惰性指标符合标准的、高效的保温隔热屋面,层数不高的建筑物,应尽可能安装屋顶太阳能热水系统。比如蚌埠怡康新都花苑,其多层和小高层均预装太阳能,17层的住宅八层以上预装太阳能热水器,降低了屋顶直接受热,同时合理利用新能源。
②建筑节能最直接的办法是采用节能设备。比如无机房的电梯比有机房的电梯要省电,公共照明使用节能灯更省电,能效比高的空调或采暖设备更省电,地源热泵利用地下水调控室温起到节能的效果等等,我们不应单纯考虑节省建设成本而使用能耗大的产品,应综合权衡经济效益和节能两者厉害关系,尽量采用那些节能设备。
比如南京和常州的朗诗国际街区采用的“地源热泵”,通过利用地下水作为热源,较深的地下水常年恒温,冬季时地下水远高于室外温度,夏季时低于室外温度。根据国外经验,地源热泵运行费用较低,增加的初投资可在3~7年内收回,在整个服务周期内地源热泵系统的平均费用将低于传统的空调系统。
③强化太阳能等新能源新技术的应用是节能趋势。太阳能热水系统,既节能环保,又方便安全。太阳能是取之不尽、用之不竭的清洁能源,我国已把开发太阳能利用作为实现可持续发展战略的有效措施之一。地方政府也越来越重视太阳能的应用推广,比如江苏省明确规定“从2008年1月1日起省内城镇区域新建的12层以下住宅及新建、改扩建的酒店、商住楼等公共建筑,都必须统一安装太阳能热水系统。”
比如日本冲绳县系满市的新市政厅大楼采用的太阳能光电板技术。这幢6层大楼的建筑面积大约6000平方米,大楼的南立面和屋顶大面积安装了太阳能光电板,光电板与其他结构相配合,组成了水平和竖直两个方向的遮阳体系。这套太阳能发电系统为大楼提供了大约12%的用电,而且光电板还能起到遮阳效果,使得大楼空调负荷降低大约25%。两个采光中庭设计在大楼中心,既保证了大楼的自然采光,也强化了自然通风的效果。根据使用评估核算,这些节能措施为大楼一次能源降低能耗约19%。
④建立节水系统是必要的补充。在住宅建设规划时,要合理的将生活废水与厕所冲水的管线分开布线,对生活废水实行回收并处理,再循环进入冲厕所的管线,或用其进行园区绿化的灌溉,形成一个节约用水的小环境。
摘要:本文主要阐述了民用建筑节能的两个原则,一是从源头遏制能源的过度消耗,对新建建筑节能全过程做好监管;二是加强节能技术和节能产品的开发应用和推广。
关键词:建筑节能;监管;节能技术
参考文献:
[1]吕晋梁.建筑节能浅论[J].太原科技.2006,(7).