l住宅采暖能耗现状随着我国住宅建设的迅猛发展,城镇住宅小康战略基本实现,人们的居住消费水平不断提高,人们对居住生活舒适性的要求也越来越高。一方面要新建大量住宅,另一方面又要使住宅有一个较舒适的室内热环境,这就需要消耗大量的能源。所以采暖和制冷的能源消耗非常显著,特别是北方寒冷地区采暖能耗浪费严重。目前,我国供暖用能占到能源总消耗的9.6%,严寒地区甚至达到30%4%.与相近气候条件的发达国家相比,我国平均住宅供暖能耗是人家的3倍,而且室内热环境很差。造成这种巨大的浪费的根本原因之一在于建筑维护结构保温隔热性能差,热损失严重。虽然建筑节能越来越受到重视,但建筑节能的形势并不令人乐观。目前,我国城乡每年新建房屋建筑面积达1619亿m2,既有建筑面积已超过360亿m2,其中按采暖建筑节能标准建造的只有1.4亿m2,且仅限于少数城市的住宅建筑。在采暖地区新建住宅建筑节能50%的目标还远未达到,因此,大力推广建筑维护结构保温节能技术,提高住宅舒适度迫在眉睫。
2热环境与热舒适室内热环境是指由空气温度、气流以及壁面的辅射热等综合组成的一种室内环境。影响住宅室内热环境的因素主要有三个方面:(1)以气象为主的外部环境(室外热湿作用);(2)建筑手法和构造(包括建筑规划与设计、材料性能、构造方法以及设备措施等人为因素);(3)不同用途房间内生活活动特点(劳动或运动强度)。其中建筑手法和构造是人为因素,也是解决问题的根本所在。
室内热舒适则是指人们在住宅内对可接受的气候条件的主观感受。即在这种气候条件下,人处于“正常热平衡”状态。但不论从卫生保健或从经济方面考虑,室内气候都不应搞成“绝对舒适”。所谓的舒适的室内环境,是构成室内气候四要素的空气温度、湿度、气流速度和热辐射的某一组合。这种组合是一个范围,而不是惟一的,不同生活习惯和生活条件有不同的要求。如果不需要任何其他设备去采暖或制冷而保持全年室内自由温度变化在舒适范围内,则能源需求为零。事实上,对于北方寒冷而漫长的冬季使采暖能耗为零目前尚做不到,但努力使采暖设施只用于当自由温度无法通过调整达到舒适范围时的辅助手段(热量补充),还是比较容易做到的,这是建筑节能有效设计的目标。
3住宅维护结构外墙外保温技术措施的优越性1996年7月1日民用建筑节能设计标准(采暖居住建筑部分)KG26―95)开始实行。这个标准以各地20世纪80年代初典型住宅的采暖能耗为基准,要求新建居住建筑的采暖能耗节约50%,其中30%靠提高建筑围护结构的保温性能来达到,另外20%靠提高采暖锅炉和室外供热管网的效率来达到。按照这个标准,在建筑围护结构构造设计中,人们研究并尝试了各种措施以达到节能30%的标准。但对于室内热环境的评价,由于影响因素复杂,还没有统一的衡量标准。
以供暖负荷为主的北欧或其他寒冷地区,一般均以室温变动率的大小作为评价建筑热性能的一个重要指标。参照这种办法,对不同维护结构、相同室外环境和供热条件的住宅,进行室温变化情况对比,衡量节能设计措施的效果,可以肯定,住宅建筑维护结构保温隔热性能越好,室溻变动率越小。所以要实现上述目标,主要措施之一就是对建筑维护结构进行高水平的保温隔热。
我国现有多种外墙保温技术,随着节能要求和技术水平的不断提高,外墙外保温技术得到更多的重视。外墙外保温做法有多种,其中膨胀聚苯乙烯板加薄层抹灰并用玻璃纤维加强的做法是目前在我国使用*多的一种方法,近年来,在北京、沈阳、哈尔滨、兰州等地的新建节能建筑中相继采用,取得了许多经验。对比其它外墙保温技术,它具有更广泛的适用性,保温效果明显。其特点是保温材料置于建筑物外墙的外侧,基本上可以消除在建筑物各个部位的“热桥”影响,从而充分发挥了轻质高效保温材料的效能。相对于外墙内保温和夹心保温墙体,它可使用较薄的保温材料,达到较高的节能效果不仅提高了墙体的保温隔热性能,而且增加r室内的热稳定性。并在-定程度上阻止了雨水等对墙体的浸湿,提高了墙体的防潮性能,可避免室内的结露、霉斑等现象,因而创造了舒适的室内居住环境。
由于该项技术在欧洲及美国已沿用了近30年,在美国已建成的建筑高达44层,因此,已形成技术体系。粘结层、保温层与饰面层可配套使用,有较多较成熟的技术文件。它的优越性还体现在“1)膨胀聚苯乙烯保温材料价格不十分昂贯,便于用户接受;(2)无复杂的施工工艺;(3)整个系统具有较强的耐候性、良好的防水和水蒸气渗透性能I集保温、防水和装饰功能于一体,具有多功能性;(4)有多种颜色和纹理的面层涂料可供选择并与整个系统配套使用,因此便于技术的推广。
但对于处于不同气候区的城市,在材料选用和构造作法上必然存在一些差异,其技术适应性和可靠性需经过一定时间的检验方能做出*终结论。
在地处锦州市的辽宁工学院新住宅区设计中采用了这一技术。具体做法主要是对外墙加强保温隔热,采用了上述外墙外保温措施,其外墙及屋面构造如所示建筑主体外墙为240墙,外粘60mm厚膨胀聚苯乙烯板加薄层抹灰。与传统的普通三七墙相比,外墙传热系数从1,2w/(m2k)降至0.6k)左右。另外窗户采用单框、双层中空玻璃塑钢窗,与传统的单玻双层钢窗相比,整窗传热系数从2002年11月(供暖期)开始居民已陆续迁入这批新宅,通过对已迁入住户室内热环境的跟踪调查,并与原来没有外墙保温的旧有住宅在同一时期的室温变化作了对比,如所示(调查对象为同一锅炉供暖,在室外平均温度为一10"C的一月份中止供暖24h的调查结果)。中3组调查对象均为南北朝向单元式住宅楼标准层中间单元居室。从图中可以看出,不同的外维护结构构造的建筑,室温变动率有显著的差异。采用节能措施的新型住宅热稳定性显著提高,室温的变动率明显减小,其24h内温度变化不超过3住宅室温变动分别为810'C左右。其中主要原因就是外墙构造上的差异。另外也与门窗玻璃的透射系数和传热系数及其密闭性有关。但同为单框、双层砖混结构,外墙240mm厚粘土实心砖加60mm厚保温板,单框双玻中空塑钢窗;框架结构,外墙为300mm厚空心砖,单框双玻中空塑钢窗;框架结构,外墙为370mm厚粘土实心砖,双框单层玻璃普通钢窗。
中空玻璃塑钢窗的1、2两组调查对象的差别显然是在外维护结构。
另据调,新建节能型住宅(仍为上述调的住户)在采暖期的一月份关掉暖气阀一周后夜间居室室温仍保持在2021"C(端单元低23C)。分析其原因,除了建筑的气密性良好,另一个主要原因就是白天起居室和卧室有充足的阳光通过大玻璃窗射入室内,使居室温度升高23C(南阳台附近正午前后温度可上升4"C左右),成为室内重要的热源补充。这样,在持续晴好天气一周以上不供暖也可以使室内温度变化保持在舒适范围内。而同一时期,无保温措施的住宅建筑在恢复供暖之前日平均室温始终低于14"C;该时期不住人的无保温住宅(标准层中间单元)的室内温度仅在9C左右。
4结论与建议通过以上分析初步认为,住宅维护结构采用外墙外保温技术,并选用热工性能与密闭性能良好的节能窗,完全可以实现节能30%的目标,并可以提高室内热舒适度,应广泛的宣传和推广。但同时也要注意以下问题:目前我国采暖地区仍然实行集中供暖按面积收费的体制,用户既没有节能手段,也没有节能动力。由于室温不可调节,人们还像以往一样,居室温度太高就开窗,管理上更缺乏节能机制(还不能实现按表收费)。诸多方面的原因,仍然造成不必要的能源浪费。
所以在住宅维护结构采用外墙外保温技术措施的同时,供暖设施(管材和室内散热器)必须通过认真计算,按照相应热负荷合理地设计和选取,防止造成因室内过热引起的不舒适和能源浪费。
采取保温措施后,保证T建筑良好的气密性,室温可以保证在舒适范围内,但必然造成透气性差,所以通风换气、改善室内物理环境等问题还需进一步探讨。
无论从节能的角度还是从居民切身利益考虑,都应进一步探讨分室控制温度的措施,安装温控装置和计量装置,按表收费。
总之,要在保证住宅室内环境舒适度的同时降低能源消耗,需进一步研究和推广各种有效的建筑节能技术。相应的政策和管理措施则是实现建筑节能的根本保障。
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