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目前節(jié)能建筑裝飾的形式與對策

2006-08-29 來源：中國集成吊頂網(wǎng)（中國吊頂網(wǎng)）責任編輯：喬木瀏覽數(shù)：9653次手機訪問：集成吊頂在線

塑料門窗委員會在GB50189-2005《公共建筑節(jié)能設計標準》中，根據(jù)建筑所處城市的建筑氣候分區(qū)，將圍護結構的熱工性能列為強制性條文，必須嚴格執(zhí)行。下面是強制性條文中對建筑外窗（包括透明幕墻）的性能要求。
一、傳熱系數(shù)K
氣候分區(qū) 代表城市單一朝向外窗（包括透明幕墻）窗墻面積比體形系數(shù)≤0.3傳熱系數(shù)KW/（m2•K） 0.3<體形系數(shù)≤0.4傳熱系數(shù)KW/（m2•K）
嚴寒地區(qū)A區(qū) 海倫、博客圖、伊春、呼瑪、海拉爾、滿洲里、齊齊哈爾、富錦、哈爾濱、牡丹江、克拉瑪依、佳木斯、安達窗墻面積比≤0.2 ≤3.0 ≤2.7
0.2<窗墻面積比≤0.3 ≤2.8 ≤2.5
0.3<窗墻面積比≤0.4 ≤2.5 ≤2.2
0.4<窗墻面積比≤0.5 ≤2.0 ≤1.7
0.5<窗墻面積比≤0.7 ≤1.7 ≤1.5
嚴寒地區(qū)B區(qū) 長春、烏魯木齊、延吉、通遼、通化、四平、呼和浩特、撫順、大柴旦、沈陽、大同、本溪、阜新、哈密、鞍山、張家口、酒泉、伊寧、吐魯番、西寧、銀川、丹東窗墻面積比≤0.2 ≤3.2 ≤2.8
0.2<窗墻面積比≤0.3 ≤2.9 ≤2.5
0.3<窗墻面積比≤0.4 ≤2.6 ≤2.2
0.4<窗墻面積比≤0.5 ≤2.1 ≤1.8
0.5<窗墻面積比≤0.7 ≤1.8 ≤1.6
寒冷地區(qū) 蘭州、太原、唐山、阿壩、喀什、北京、天津、大連、陽泉、平?jīng)?、石家莊、德州、晉城、天水、西安、拉薩、康定、濟南、青島、安陽、鄭州、洛陽、寶雞、徐州窗墻面積比≤0.2 ≤3.5 ≤3.0
0.2<窗墻面積比≤0.3 ≤3.0 ≤2.5
0.3<窗墻面積比≤0.4 ≤2.7 ≤2.3
0.4<窗墻面積比≤0.5 ≤2.3 ≤2.0
0.5<窗墻面積比≤0.7 ≤2.0 ≤1.8
夏熱冬冷地區(qū) 南京、蚌埠、鹽城、南通、合肥、安慶、九江、武漢、黃石、岳陽、漢中、安康、上海、杭州、寧波、宜昌、長沙、南昌、株洲、永州、贛州、韶關、桂林、重慶、達縣、萬州、涪陵、南充、宜賓、成都、貴陽、遵義、凱里、綿陽窗墻面積比≤0.2 ≤4.7
0.2<窗墻面積比≤0.3 ≤3.5
0.3<窗墻面積比≤0.4 ≤3.0
0.4<窗墻面積比≤0.5 ≤2.8
0.5<窗墻面積比≤0.7 ≤2.5
夏熱冬暖地區(qū) 福州、莆田、龍巖、梅州、興寧、英德、河池、柳州、賀州、泉州、廈門、廣州、深圳、湛江、汕頭、?？?、南寧、北海、梧州窗墻面積比≤0.2 ≤6.5
0.2<窗墻面積比≤0.3 ≤4.7
0.3<窗墻面積比≤0.4 ≤3.5
0.4<窗墻面積比≤0.5 ≤3.0
0.5<窗墻面積比≤0.7 ≤3.0

二、遮陽系數(shù)SC
氣候分區(qū) 代表城市單一朝向外窗（包括透明幕墻）窗墻面積比體系形數(shù)≤0.3遮陽系數(shù)SC（東、南、西向/北向） 0.3<體系形數(shù)≤0.4遮陽系數(shù)SC（東、南、西向/北向）
寒冷地區(qū) 蘭州、太原、唐山、阿壩、喀什、北京、天津、大連、陽泉、平?jīng)?、石家莊、德州、晉城、天水、西安、拉薩、康定、濟南、青島、安陽、鄭州、洛陽、寶雞、徐州窗墻面積比≤0.2 ― ―
0.2<窗墻面積比≤0.3 ― ―
0.3<窗墻面積比≤0.4 ≤0.70/― ≤0.70/―
0.4<窗墻面積比≤0.5 ≤0.60/― ≤0.60/―
0.5<窗墻面積比≤0.7 ≤0.50/― ≤0.50/―
夏熱冬冷地區(qū) 南京、蚌埠、鹽城、南通、合肥、安慶、九江、武漢、黃石、岳陽、漢中、安康、上海、杭州、寧波、宜昌、長沙、南昌、株洲、永州、贛州、韶關、桂林、重慶、達縣、萬州、涪陵、南充、宜賓、成都、貴陽、遵義、凱里、綿陽窗墻面積比≤0.2 ―
0.2<窗墻面積比≤0.3 ≤0.55/―
0.3<窗墻面積比≤0.4 ≤0.50/0.60
0.4<窗墻面積比≤0.5 ≤0.45/0.55
0.5<窗墻面積比≤0.7 ≤0.40/0.50
夏熱冬暖地區(qū) 福州、莆田、龍巖、梅州、興寧、英德、河池、柳州、賀州、泉州、廈門、廣州、深圳、湛江、汕頭、?？?、南寧、北海、梧州窗墻面積比≤0.2 ―
0.2<窗墻面積比≤0.3 ≤0.50/0.60
0.3<窗墻面積比≤0.4 ≤0.45/0.55
0.4<窗墻面積比≤0.5 ≤0.40/0.50
0.5<窗墻面積比≤0.7 ≤0.35/0.45
注：有外遮陽時，遮陽系數(shù)=玻璃遮陽系數(shù)×外遮陽的遮陽系數(shù)；無外遮陽時，遮陽系數(shù)=玻璃遮陽系數(shù)。
對建筑節(jié)能的幾點思考
1 概述
發(fā)達國家的能源統(tǒng)計，是按產(chǎn)業(yè) （Industry）、交通（Transportation）、居民和商業(yè)等四個部門統(tǒng)計。因此，很容易得到建筑能耗數(shù)據(jù)，即居民（Residential）和商業(yè)（Commercial）能耗之和。其建筑能耗一般占全國總能耗的三分之一左右。如美國，2000年的建筑能耗占全美總能耗的35％。但我國的能源統(tǒng)計模式與發(fā)達國家不同，是分工業(yè)、農(nóng)業(yè)、建筑業(yè)、交通運輸及郵電通訊、批發(fā)零售、生活消費和其它等多個部門統(tǒng)計。如果將后三個部門的能耗當作建筑使用能耗，則我國的建筑能耗在總能耗中的比例多年來一直在20%左右。2000年為20.4％。而我國建設部公布的2000年建筑能耗比例數(shù)字是27.6%。建設部的數(shù)字中包括了建材工業(yè)的能耗，實際是廣義建筑能耗。此外，還有好幾個版本的比例數(shù)字。
其次，在很多建筑中，也沒有區(qū)分各部分能耗。比如，通常認為在公共建筑中，空調(diào)采暖的能耗在總能耗中占最大比例。其實這一結論在我國并沒有實際數(shù)據(jù)的支持。因為國內(nèi) 建筑物中能耗計量很粗糙，一般只有冷水機組有單獨的功率表，而空調(diào)的末端裝置和輸送系統(tǒng)的耗能無法與其它動力設備和照明的耗能區(qū)分開來。在工業(yè)建筑中，傳統(tǒng)上又把空調(diào)等建筑設備能耗計入生產(chǎn)能耗。筆者曾經(jīng)引用過日本建筑環(huán)境?省能機構統(tǒng)計得到的辦公樓中各部分能耗比例的調(diào)查結果，但這一數(shù)據(jù)在被許多文章多次轉(zhuǎn)引之后，以訛傳訛，變成“上海地區(qū)辦公樓能耗比例”，甚至進入某些正式的研究報告和文件。
在基礎數(shù)據(jù)和能耗現(xiàn)狀不清的情況下，難以恰當?shù)卮_定建筑節(jié)能的目標（例如，在某一時間節(jié)點基礎上的節(jié)能率），也難以恰當?shù)胤峙涓鞑糠值墓?jié)能率（例如，總節(jié)能率中圍護結構、照明、空調(diào)各承擔多少）。
圖1 某高層辦公大樓全年能耗分布
圖1是上海某高層辦公樓全年的總能耗曲線。可以發(fā)現(xiàn)，圖1的能耗曲線有兩個最低點，分別出現(xiàn)在4月和11 月。在上海地區(qū)，這兩個月是氣候最宜人的時期，一般來說建筑物既不需要采暖，也不需要供冷。取這兩個月能耗量的平均值，在曲線圖上劃一道水平線（圖2- 17中的虛線）?？梢哉J為，這道水平線以上由曲線所圍成的面積就是該大樓采暖空調(diào)所消耗的能量；水平線以下的矩形面積則是照明和其它動力設備（如電梯）所消耗的能量。
因此，可以把照明、插座、電梯等設備能耗當作穩(wěn)定能耗。盡管冬季晝短夜長，夏季則相反，人們使用照明的時間有一些差別，但在現(xiàn)代商用建筑中從全年能耗角度來看，這種差別并不明顯。而采暖和空調(diào)的能耗是變動的、不穩(wěn)定的能耗，它不但隨氣候區(qū)變化，而且隨建筑類型、形狀、結構和使用情況變化，甚至今天和明天都會有所不同。這就給建筑節(jié)能工作帶來了復雜性和多樣性，但同時也是建筑物中節(jié)能潛力最大的部分。
在美國，建筑能耗統(tǒng)計是由政府進行的，在日本，則是由專業(yè)學會和學術團體完成的。但在中國，還沒有像美、日等發(fā)達國家那樣大規(guī)模地進行建筑能耗調(diào)查。因此，大多數(shù)節(jié)能政策制定者和從事建筑節(jié)能的研究者都不能像發(fā)達國家那樣對全國或一個城市的建筑能耗情況了如指掌。而由于缺乏必要的檢測計量手段，許多建筑樓宇的物業(yè)管理人員對自己所管理的建筑各部分能耗情況也是心中無數(shù)。因此，建筑節(jié)能必須從計量做起。
2 結構節(jié)能與空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能
圍護結構采取節(jié)能措施，是建筑節(jié)能的基礎。由于我國建筑節(jié)能是從采暖居住建筑起步的，因此，建筑節(jié)能首先考慮加強圍護結構保溫無疑是正確的決策。從管理的角度看，可以對圍護結構制訂限定性指標，易于評價。但是，建筑節(jié)能的關鍵是空調(diào)采暖系統(tǒng)的效率，最終的節(jié)能量也要從空調(diào)采暖系統(tǒng)來體現(xiàn)。北方地區(qū)在墻改之后又發(fā)展到熱改。如果沒有調(diào)節(jié)閥和熱計量，圍護結構保溫越好，可能浪費的熱量越多。

圖2 采用不同形式窗戶的空調(diào)總冷負荷（MWh）

圖3 不同墻體傳熱系數(shù)條件下的全年總負荷（MWh）
而在間歇運行的空調(diào)建筑中，在空調(diào)關機之后，室溫升高，當室外氣溫低于室溫時，通過圍護結構的逆向傳熱可以降低第二天空調(diào)的啟動負荷。因此，圍護結構保溫越好，蓄熱量越大，空調(diào)負荷也越大（見圖2）。
對公共建筑而言，圍護結構形成的負荷在總負荷中所占比例很小，因此，圍護結構的節(jié)能潛力有限。
從圖3中可以看出，墻體傳熱系數(shù)降低40％，所得到的節(jié)能率最大8.1％（哈爾濱），最小2.8%（廣州）。可見，在公共建筑節(jié)能中重要的環(huán)節(jié)是降低內(nèi)部負荷、減少內(nèi)部發(fā)熱量。例如，在保證照度的前提下降低照明負荷，既降低照明耗電，又降低空調(diào)負荷，可謂一舉兩得。
3 節(jié)能與室內(nèi)環(huán)境品質(zhì)
非典之后，人們的健康意識和自我保護意識增強，對室內(nèi)環(huán)境品質(zhì)提出更高的要求。
我國大城市80％以上的公共建筑中的空調(diào)末端（AHU）僅有一級粗效過濾，有的甚至只有一層濾網(wǎng)。而根據(jù)美國ASHRAE標準62-2001，應在冷卻盤管或其具有濕表面的處理設備的前端加設最小效率（MERV, Minimum Efficiency Reporting Value）不低于6的除塵過濾器或者凈化器。歐洲標準也要求AHU過濾器達到F7標準。即需要有粗效和中效兩級過濾。整個風系統(tǒng)阻力至少比現(xiàn)在增加 200Pa。假定一臺3600m3/h的空調(diào)箱，全年運行，要增加耗電量2500kWh。
另外，很多大樓的空調(diào)新風量也沒有達到規(guī)范的要求。而且，非典之后，一些新建大樓的業(yè)主對新風量提出了超出規(guī)范的要求。新風負荷占空調(diào)負荷的20～30％，加大新風量就意味著能耗的增加。
在公共建筑中，室內(nèi)環(huán)境品質(zhì)直接影響用戶的舒適、健康和工作效率。對大樓管理者來說，這是“開源”。而建筑節(jié)能則是降低運營成本，是“節(jié)流”。開源和節(jié)流應該是相輔相成。
因此，建筑節(jié)能工作要以室內(nèi)環(huán)境為底線。一方面，建筑節(jié)能決不能以犧牲室內(nèi)環(huán)境品質(zhì)為代價；另一方面，對不合理的環(huán)境消費（例如夏季過低和冬季過高的環(huán)境溫度、過大的新風量、邊使用空調(diào)邊開窗等）行為，即不合理的用能，則應該改變。
解決節(jié)能與室內(nèi)環(huán)境品質(zhì)矛盾還可以采用很多新技術或原有技術的集成。例如，獨立新風系統(tǒng)（DOAS）、輻射吊頂＋置換送風系統(tǒng)、除濕空調(diào)系統(tǒng)等。
4 節(jié)能與節(jié)電
2003年夏季高溫期間全國19個省市嚴重缺電和美國加拿大部分地區(qū)的大停電事故為我們敲響了警鐘，電力空調(diào)的應用關系到電網(wǎng)安全，因此，在節(jié)能的同時還要關注節(jié)電。
某些節(jié)能技術可能可以降低全年建筑能耗，但卻不節(jié)電。例如本文第2節(jié)所論述的圍護結構保溫就是如此。在傳統(tǒng)的空調(diào)能源結構中，夏季用電供冷、冬季用一次能源供熱。對于采暖為主的地區(qū)，加強圍護結構保溫隔熱可以降低全年能耗（例如哈爾濱）；而在供冷為主的地區(qū)，加強圍護結構保溫隔熱的總節(jié)能效果有限，反而會增加空調(diào)能（電）耗。
某些技術可能能耗稍大，但是可以使用清潔能源，對保護環(huán)境有利。例如，燃氣直燃機在國內(nèi)一直被很多人視為“節(jié)電不節(jié)能”。但是，直燃機不使用CFC和HCFC冷媒、燃用天然氣對環(huán)境影響極小、溫室氣體排放極低，從而被世界各國當作一項綠色技術。夏季利用低谷燃氣、平整高峰電力負荷，可以使電力和燃氣得到“雙贏”。
某些技術可能在微觀層面上不節(jié)能、但在宏觀層面上卻是節(jié)能的。例如蓄冰空調(diào)，利用夜間低谷電力制冰時制冷機組的COP值降低。在用戶側(cè)，如果沒有合理的峰谷差價，則蓄冰空調(diào)是既不節(jié)能又費錢。但在發(fā)電側(cè)，大量蓄冰空調(diào)的使用填平了夜間電力負荷低谷，使發(fā)電機組常時處于高發(fā)和滿發(fā)，發(fā)電煤耗下降。滿負荷工況與40％部分負荷工況相比，30萬千瓦發(fā)電機組可以節(jié)能15.7％。同時，發(fā)電設備的利用率提高。發(fā)達國家電力平均年負荷率為66.6%，我國發(fā)電設備年平均負荷率1999年達到最低值50％。以后逐年有所上升，2002年達到 54.8％。與發(fā)達國家相比還有很大差距。
因此，建筑節(jié)能工作需要在能源、環(huán)境、經(jīng)濟、技術等各個方面進行權衡，這應該成為建筑節(jié)能工作者的一項基本素質(zhì)。