太原市既有公共建筑節(jié)能改造適用技術(shù)研究

摘要:以太原市某辦公建筑節(jié)能改造工程為例，按照《公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》對其圍護(hù)結(jié)構(gòu)及建筑設(shè)備進(jìn)行了全面的節(jié)能改造設(shè)計(jì)。對節(jié)能改造工程的效果進(jìn)行分析，并提出建議。

關(guān)鍵詞:既有公共建筑;節(jié)能改造;效益分析

中圖分類號:TU201.5 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1000-8136(2010)03-0036-02

1引言

建筑能耗一般是指在建筑正常使用的條件下消耗的能量，包括采暖、空調(diào)、熱水供應(yīng)、照明等系統(tǒng)的能耗。由于建筑能耗已經(jīng)成為繼工業(yè)之后，與交通并稱為城市能耗的主要大戶，因此，建筑能耗日益受到專家和社會(huì)的矚目。建筑節(jié)能已經(jīng)成為一個(gè)關(guān)系社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展、關(guān)系百姓切身利益的綜合性課題。國家建設(shè)部已明確提出:在建筑的建造和使用過程中，要求切實(shí)做到節(jié)約使用土地、能源、水和材料。

根據(jù)一些大城市的能耗實(shí)測資料，大型公共建筑的單位面積能耗約為普通居住建筑能耗的10倍～15倍。2005年以前設(shè)計(jì)建造的公共建筑多為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)和幕墻結(jié)構(gòu)，不符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)的要求，通過技術(shù)改造進(jìn)行節(jié)能的空間非常大。在《公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》中指出，公共建筑50 %的節(jié)能任務(wù)由建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)、空調(diào)設(shè)備和照明設(shè)備3個(gè)方面的節(jié)能來分擔(dān)。因此，公共建筑應(yīng)從上述3個(gè)方面入手進(jìn)行節(jié)能改造。

本文以太原市某辦公樓的節(jié)能改造為討論對象，針對建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)、采暖設(shè)備，給排水系統(tǒng)和電路系統(tǒng)的改造措施和節(jié)能效果進(jìn)行了分析。

2改造前辦公樓項(xiàng)目現(xiàn)狀分析

太原屬暖溫帶大陸性氣候，四季分明，春季干旱多雨，日照充足，蒸發(fā)量大;夏季高溫炎熱，雨量集中;秋季多雨，天高氣爽;冬季寒冷、干燥、少雪。年極端最高溫度39.4 ℃;極端最低溫度-25.5 ℃。最熱月平均最高氣溫29.5 ℃;最冷月平均最高氣溫-13 ℃。日平均溫度低于+5 ℃139天。冬季采暖室外計(jì)算溫度-11 ℃;冬季通風(fēng)室外計(jì)算溫度-6.7 ℃;夏季通風(fēng)室外計(jì)算溫度28 ℃。夏季室外平均風(fēng)速為2.2 m/s;冬季室外平均風(fēng)速為2.4 m/s;年主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)槲鞅憋L(fēng)。

該項(xiàng)目為既有建筑的節(jié)能改造，由主樓和裙樓兩部分組成，該建筑物于1982年開始建設(shè)，1983年投入使用。本次節(jié)能改造只針對主樓(3層～14層)進(jìn)行改造施工，3層～13層層高

3.60 m，14層層高5.50 m，3層～14層建筑面積為6 867.38 msup2;，平均每層建筑面積為572.28 msup2;。

外墻原為360厚黏土空心磚填充，外墻面為面磚，內(nèi)抹白灰麻刀砂子水泥砂漿找平，8厚捷羅克防水卷材。屋面上沒有作保溫處理，達(dá)不到《公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》(DBJ04-241-2006)所要求的保溫指標(biāo)。外門窗原為單層鋁合金外門窗，經(jīng)過10多年的風(fēng)吹日曬，現(xiàn)已變形，已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足節(jié)能建筑外墻氣密性的要求，亟待進(jìn)行改造。

給排水方面上下水系統(tǒng)問題嚴(yán)重，管道嚴(yán)重銹蝕，跑、冒、滴、漏現(xiàn)象十分嚴(yán)重。衛(wèi)生間堵塞現(xiàn)象日趨嚴(yán)重，樓道經(jīng)常出現(xiàn)污水。一堵就是幾天，由于管道腐蝕嚴(yán)重，結(jié)構(gòu)不合理，維修難度特別大，且無節(jié)水措施。

采暖方面供熱系統(tǒng)嚴(yán)重滯后，為上供下回單管同程式系統(tǒng)，供熱管道設(shè)計(jì)不合理，管道直徑細(xì)，散熱器采用四柱813鑄鐵散熱器，暖氣片散熱不充分，管道堵塞，閥門銹蝕不易調(diào)節(jié)，供水、回水速度慢，熱損失量較大，使機(jī)關(guān)在采暖期辦公區(qū)域多處不能正常供熱，廣大職工深受困擾，在冬季部分辦公室不得不采用電爐、電暖氣等各種電取暖工具，既消耗能源又使辦公環(huán)境存在較大的安全和火災(zāi)隱患。無熱計(jì)量裝置和調(diào)節(jié)室溫裝置。

電路方面，由于該樓系20世紀(jì)80年代初建造，當(dāng)時(shí)用電設(shè)備很少，用電負(fù)荷較小，使用的電線還是鋁線，目前已嚴(yán)重超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足用電的需求，現(xiàn)辦公區(qū)域時(shí)常跳閘、斷電，如果用電量集中時(shí)，大量電腦都無法正常啟動(dòng)，嚴(yán)重影響各處室的正常辦公。

3辦公樓節(jié)能改造做法及效果分析

3.1維護(hù)結(jié)構(gòu)節(jié)能改造

因該建筑外墻外部面磚已有剝落，因此選擇外保溫處理。從實(shí)用性考慮，經(jīng)過計(jì)算，該項(xiàng)目外墻如果用60厚模塑聚苯板保溫材料將能達(dá)到保溫要求，而且造價(jià)經(jīng)濟(jì)，施工時(shí)降低了對細(xì)部處理的難度。外墻節(jié)能改造做法為:拆除原有面磚墻面;鋼絲網(wǎng)架60厚模塑聚苯板保溫層;15厚1∶3水泥砂漿打底，5厚1∶3水泥砂漿找平;外墻面貼面磚。改造后外墻傳熱系數(shù)為0.56 W/(m2#8226;K)小于《公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》DBJ04-241-2006限值0.6 W/(m2#8226;K)。

屋面保溫材料強(qiáng)度要求比較高，擬采用擠塑聚苯板保溫。改造做法為:鏟除原有屋面防水層;20厚1∶3水泥砂漿找平層，摻聚丙烯0.75 kg/m3～0.90 kg/m3;4厚高聚物改性瀝青防水層一道;50厚擠塑聚苯板保溫層;干鋪無紡聚酯纖維布一層;C20細(xì)石砼，內(nèi)配ф4@150×150鋼筋網(wǎng)片，每隔6 m設(shè)一道伸縮縫。改造后不上人屋面?zhèn)鳠嵯禂?shù)為0.53 W/(m2#8226;K)小于限值0.55 W/(m2#8226;K)。

該項(xiàng)目南向選用間隔層為9 mm輻射率小于等于0.25 Low-E的中空玻璃塑料窗，傳熱系數(shù)為2.1 W/(m2#8226;K)，小于限值2.3 W/(m2#8226;K);東、西向選用6 mm空氣厚度PA斷橋鋁合金窗時(shí)，傳熱系數(shù)為3.255 W/(m2#8226;K)，小于限值3.5 W/(m2#8226;K);北向選用12 mm空氣厚度PA斷橋鋁合金窗，傳熱系數(shù)為2.977 W/(m2#8226;K)，小于限值3.0 W/(m2#8226;K)。

3.2建筑設(shè)備節(jié)能改造

根據(jù)山西省政府機(jī)關(guān)辦公樓節(jié)能改造方案，結(jié)合建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫，采暖系統(tǒng)作如下改造:①采暖入口裝置按現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)圖05N1-P13進(jìn)行改造，加裝熱計(jì)量表及流量平衡閥，以便于建筑采暖耗熱計(jì)量和系統(tǒng)水力平衡調(diào)節(jié)。②對敷設(shè)在地溝、吊頂、管井的采暖干管進(jìn)行保溫，保溫材料采用離心玻璃棉。③每組散熱器供水水平管上安裝三通溫控閥，溫控閥可設(shè)定溫度，調(diào)節(jié)通過散熱器的流量，以保證室內(nèi)恒溫，可充分利用太陽能及到內(nèi)余熱以節(jié)約能源。采暖采取節(jié)能措施后，本樓的采暖設(shè)計(jì)負(fù)荷指標(biāo)約50 W/msup2;，每年大約可節(jié)煤110 t標(biāo)煤。

更換原供水設(shè)施及系統(tǒng)，將原系統(tǒng):市政給水→水池→水泵→高水箱→用水點(diǎn)更換為:市政給水→疊壓變頻供水設(shè)施→用水點(diǎn)。系統(tǒng)管道改造，原給排水管道管材均已不符合現(xiàn)行國家規(guī)范要求，全部更換:給水系統(tǒng)管道，全部換為PP-R給水塑料管;排水系統(tǒng)管道，全部換為超級靜音PP排水塑料管。衛(wèi)生設(shè)備改造:衛(wèi)生間蹲式大便器全部改為節(jié)水型連體水箱沖洗坐式大便器;小便器沖洗閥改為節(jié)水型感應(yīng)開關(guān)式;洗手盆水龍頭全部改為節(jié)水型感應(yīng)開關(guān)。改造后比原系統(tǒng)節(jié)水30 %，節(jié)能20 %。

因原有線路老化，容量不足，電線材質(zhì)為鋁線，無法滿足現(xiàn)在的負(fù)荷要求，擬對配電箱進(jìn)行全部更換，電纜電線全部更換為銅芯。通過改造使辦公室照度標(biāo)準(zhǔn)達(dá)到300 LX，照明功率密度值達(dá)到11 W/m2。燈具選型均采用高效光源、高效燈具，并采取節(jié)能控制措施。原有低壓配電室照明系統(tǒng)全部更換，原有照明供電電源進(jìn)線改為YJV22鎧裝交聯(lián)聚乙烯電纜，照明配電柜均要求加裝計(jì)量裝置。照明光源選用高效光源、高效燈具。

4結(jié)論

山西省目前既有建筑約4.4億 m2(達(dá)節(jié)能50 %標(biāo)準(zhǔn)的建筑不足5 %)，如果以節(jié)能50 %計(jì)算，年可節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤660萬t以上，相當(dāng)于6個(gè)百萬噸煤礦的年產(chǎn)量，可減少溫室氣體約165萬t，由此可見，對既有建筑的節(jié)能改造，在全社會(huì)節(jié)能和減少溫室氣體排放有著舉輕重的位置和巨大的潛力。

建議:山西省人民政府盡快出臺(tái)按節(jié)熱計(jì)價(jià)采暖收費(fèi)模式;按用水量指標(biāo)、用電量指標(biāo)分段梯級計(jì)價(jià)收費(fèi)模式。

參考文獻(xiàn)

1 劉志堅(jiān)、張 靜. 既有公共建筑節(jié)能改造技術(shù)初探

2 李崢嶸、趙明明.上海既有公共建筑節(jié)能改造方案對比分析

3 《公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》(GB50189-2005)

4 《建筑給水排水設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50015-2003)

Research of Public Building Energy Conservation

Transformation is Suitable the Technology

Dai Congjuan

Abstract: Take the Taiyuan some work construction energy conservation improvement project as the example， has carried on the comprehensive energy conservation transformation design according to “Public building Energy conservation Design standard” to its building enclosure and the building equipment. To conserves energy the improvement project the effect to carry on the analysis， and puts forward the proposal.

Key words: public building; energy conservation transformation; benefit analysis