吉林省居住建筑節(jié)能現(xiàn)狀分析

周 詣，劉麗華，張宏偉

（1.長春工程學(xué)院建筑與設(shè)計學(xué)院；2.土木工程學(xué)院，長春 130012；3.榆樹市建設(shè)規(guī)劃管理辦，吉林 榆樹，130400）

0 引言

居住建筑節(jié)能是指居住類建筑物在規(guī)劃、設(shè)計、新建（改建、擴(kuò)建）、改造和使用過程中，執(zhí)行節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)，采用節(jié)能型的技術(shù)、工藝、設(shè)備、材料和產(chǎn)品，提高保溫隔熱性能和采暖供熱、空調(diào)制冷制熱系統(tǒng)效率，加強建筑物用能系統(tǒng)的運行管理，利用可再生能源，在保證室內(nèi)熱環(huán)境質(zhì)量的前提下，減少供熱、空調(diào)制冷制熱、照明、熱水供應(yīng)的能耗。

自2008年起，吉林省開展了居住建筑節(jié)能方面的工作。在新建建筑的規(guī)劃、單體設(shè)計、圍護(hù)結(jié)構(gòu)保溫、供熱通風(fēng)、給排水及電氣等方面都采取了節(jié)能設(shè)計；對既有建筑進(jìn)行了節(jié)能改造，尤其是外圍護(hù)結(jié)構(gòu)保溫及供熱改造，取得了階段性的成果。

1 居住建筑規(guī)劃及建筑設(shè)計節(jié)能的現(xiàn)狀分析

1.1 規(guī)劃

在規(guī)劃方面，現(xiàn)階段采用的節(jié)能措施有：（1）居住建筑小區(qū)規(guī)劃設(shè)計的日照、建筑間距、建筑密度等應(yīng)符合GB 5018—93《城市居住區(qū)規(guī)劃設(shè)計規(guī)范》等有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定；（2）布置應(yīng)有利于冬季獲得日照、防風(fēng)，有利于建筑群體間夏季的自然通風(fēng)；（3）居住建筑的朝向宜為南偏東30°至南偏西15°；（4）居住區(qū)綠地率不宜低于35%，并應(yīng)充分利用綠化防風(fēng)，利用綠化改善住區(qū)微氣候環(huán)境；（5）建筑入口宜避開冬季最多頻率風(fēng)向，宜設(shè)在建筑的南側(cè)。

措施（1）是規(guī)范要求的硬性指標(biāo)，所以吉林省新建居住建筑都能滿足。而（3）、（4）、（5）條，由于居住小區(qū)規(guī)劃與開發(fā)商利益及諸多因素相關(guān)，故很難同時滿足。

1.2 建筑單體設(shè)計

單體建筑設(shè)計，控制建筑體型系數(shù)在規(guī)定數(shù)值內(nèi)，是建筑節(jié)能的有效方法，體型系數(shù)減小1%，耗熱量指標(biāo)減少2.5%。吉林省《居住建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》中，根據(jù)建筑所處地區(qū)的氣候分區(qū)不同，規(guī)定建筑各部位圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù)不應(yīng)超過給定的限值，當(dāng)體形系數(shù)不滿足規(guī)定要求時，必須進(jìn)行圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱工性能的權(quán)衡判斷。體型系數(shù)控制的有效措施包括：建筑物的平、立面不應(yīng)出現(xiàn)過多的凹凸；減少建筑面寬，加大進(jìn)深或增加組合體；盡量采用多單元的條型建筑；對于采暖住宅應(yīng)盡量多增加層數(shù)，避免建造單元少，特別是點式平面的低層住宅；減少建筑物外表面積，建筑物不宜設(shè)三面有外墻的房間，以減少圍護(hù)結(jié)構(gòu)的散熱量。吉林省城市住宅現(xiàn)行的多為北入口，樓梯間放在建筑物的北側(cè)，目的是減少北側(cè)房間。由于冬季主導(dǎo)風(fēng)向是西北風(fēng)，給入口造成的冷風(fēng)侵入量大。因此，多層住宅采用封閉式樓梯間，入口處設(shè)置門斗，或采取其他避風(fēng)措施，減少散熱。

居住建筑單體設(shè)計在節(jié)能方面做得較好，因為其切實關(guān)系到使用者在使用過程中的節(jié)能效益，同時，吉林省在新建建筑中執(zhí)行《居住建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)（節(jié)能65%）》，故單體設(shè)計中，節(jié)能成為其主要考慮因素之一。

2 居住建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)節(jié)能現(xiàn)狀分析

嚴(yán)寒地區(qū)圍護(hù)結(jié)構(gòu)對于節(jié)能效果有著較大的影響，包括墻體、屋面及門窗等。

墻體是建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的主體，也是節(jié)能建筑設(shè)計的關(guān)鍵，在吉林省，新建筑目前多采用復(fù)合保溫節(jié)能墻體。構(gòu)造上主要以磚、塊砌體為基層墻體，如爐渣混凝土空心砌塊、黏土（或粉煤灰）陶粒混凝土空心砌塊、頁巖陶粒混凝土空心砌塊及煤矸石空心磚和加氣混凝土砌塊等，在基層墻體上復(fù)合聚苯乙烯保溫板或擠塑板等構(gòu)成復(fù)合墻體。復(fù)合墻體根據(jù)保溫材料位置不同分為：外保溫、內(nèi)保溫和夾芯保溫3種形式。吉林省主要應(yīng)用的是外保溫，即在建筑物外墻外側(cè)附加保溫材料層，其特點是：墻體熱穩(wěn)定性好，同時具有保護(hù)主體結(jié)構(gòu)、增加建筑使用面積、可避免熱橋等優(yōu)點。目前較多應(yīng)用是EPS外保溫系統(tǒng)，它分為5大體系：（1）EPS板薄抹灰外墻外保溫系統(tǒng)；（2）EPS灰漿薄抹灰；（3）現(xiàn)澆混凝土EPS外墻外保溫；（4）現(xiàn)澆砼鋼絲網(wǎng)架EPS外墻外保溫；（5）機械固定EPS外墻外保溫。

外保溫目前市場上主要應(yīng)用的EPS（模型聚苯板）、XPS（擠塑聚苯板）及PU（聚氨酯）3種B級保溫材料。而公安部下發(fā)的《關(guān)于進(jìn)一步明確民用建筑外保溫材料消防監(jiān)督管理有關(guān)要求的通知》要求：“民用建筑外保溫材料采用燃燒性能為A級的材料。”A級，即不燃材料，包括泡沫水泥、發(fā)泡玻璃、巖（礦）棉、無機保溫砂漿、酚醛復(fù)合保溫板（復(fù)合A級）。這種材料不但成本高，施工費用也是B級材料的一倍。例如，巖棉板A級保溫材料，屬于有害物質(zhì)，防護(hù)不好會全身瘙癢，而用玻璃微珠，會在外墻抹灰7～10cm，既費工又費料。拒不完全統(tǒng)計，吉林省95%以上建筑都在使用B2級保溫材料。

屋面保溫通常采用倒置屋面，保溫層多選用EPS或XPS保溫板，保溫層位于防水層之上，可以避免防水層室內(nèi)外晝夜溫差和季節(jié)溫差的影響，防水層厚度相對穩(wěn)定，不宜結(jié)露。節(jié)能設(shè)計構(gòu)造方法相對統(tǒng)一，保溫層采用EPS板，厚度按照吉林省《居住建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》，根據(jù)建筑層數(shù)由底至高，取100～120mm，存在的問題及現(xiàn)狀與外墻保溫相似。

門窗保溫主要有2個重要環(huán)節(jié)：一是門窗的氣密性；二是門窗的熱傳導(dǎo)。平開窗的氣密性優(yōu)于推拉窗，故吉林省新建居住建筑多數(shù)為平開窗，門窗框與墻體間的縫隙用彈性松軟性材料、彈性密封型材料、密封膏及邊框設(shè)灰口等密封方式；框與扇可用橡膠、塑料或泡沫密封條及高低縫、回風(fēng)槽等方式，扇與扇可用密封條，高低縫及縫外壓條；扇與玻璃之間可用各種彈性壓條密封。透明的玻璃窗與保溫墻體相比，熱損失大。吉林省《居住建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定不同朝向的窗墻面積比不應(yīng)超過給定的限值，當(dāng)窗墻面積比不滿足規(guī)定時，必須進(jìn)行圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱工性能的權(quán)衡判斷。窗的傳熱系數(shù)限值根據(jù)建筑層數(shù)由底至高，取1.8～2.2W/m2·K。整窗的傳熱系數(shù)U值與玻璃、型材及中空玻璃間隔條3個因素相關(guān)。5mm 厚的單片透明玻璃，U值約5.8W/m2·K，現(xiàn)在提高玻璃部分的熱工性能采取以下技術(shù)措施：使用中空玻璃，由2片6mm透明玻璃組成，中間有一層12mm空氣層，通過間隔條組成中空玻璃（6mm＋12A＋6mm），U值約2.8W/m2·K，由3片6mm玻璃中間有兩層12mm空氣層，通過間隔條組成中空玻璃（6mm＋12A＋6mm＋12A＋6mm）U值1.87W/m2·K左右。在中空玻璃空氣層填充惰性氣體：因惰性氣體分子大，流動性差，能降低氣體對流產(chǎn)生的熱傳遞。一般充氬氣相比空氣能降低玻璃U值0.2W/m2·K左右。使用LOW－E中空玻璃：即在中空玻璃的其中一片玻璃靠近空氣層側(cè)鍍上一層透明的低輻射膜，從而降低從高溫區(qū)向低溫區(qū)輻射傳熱和二次傳熱，U值將在1.6～2.0W/m2·K之間，若使用隔熱性能效果更好雙層 Low－E玻璃，隔熱效果可以達(dá)到1.5W/m2·K；再在此基礎(chǔ)上填充惰性氣體，可以達(dá)到1.3W/m2·K（1K＝4.186 8J）。

目前吉林省窗玻璃達(dá)到節(jié)能65%較高要求的做法主要是上述提到的2種做法：三玻兩空氣層或使用單層LOW－E中空玻璃。根據(jù)型材使用的材料不同，窗一般分為鋁合金窗、塑鋼窗、木窗等。塑鋼窗是好的隔熱窗，但因強度和熱老化性能等原因，應(yīng)用受到很大的限制；木窗也有很好的隔熱效果，但因價格很昂貴，一般用于別墅等高檔項目。因此現(xiàn)在流行的還是鋁合金窗，為了提高鋁合金型材的隔熱性能，一般會在鋁合金中間使用低導(dǎo)熱率的隔熱材料。而對于氣密性方面，由于目前都采用塞框法，填充多是聚氯乙烯泡沫材料，與材料、施工方法及施工質(zhì)量也有較大關(guān)系。

3 居住建筑供熱節(jié)能現(xiàn)狀分析

吉林省地處北方嚴(yán)寒地區(qū)，冬季寒冷，采暖在159～169d之間（各地區(qū)有所不同），僅供暖一項，全省城鎮(zhèn)建筑年耗能熱量達(dá)1 328萬t，主要是采用集中供熱的形式，由集中熱源所產(chǎn)生的蒸汽、熱水，通過熱力管網(wǎng)供給一個城市（鎮(zhèn)）或部分區(qū)域生產(chǎn)、采暖和生活所需的熱量方式，熱源主要包括熱電廠、區(qū)域鍋爐房、工業(yè)余熱及太陽能等。還有其他形式，如：分散小鍋爐房、熱泵技術(shù)等。集中供熱是指分散小鍋爐房具有“兩小”（鍋爐房規(guī)模小、鍋爐容量小）、“兩低”（鍋爐負(fù)荷率低、鍋爐熱效率低）、“兩多”（能耗多、現(xiàn)行間歇供暖多）的特點。熱泵技術(shù)是將低溫?zé)嵩吹臒崃哭D(zhuǎn)移到溫度高于環(huán)境溫度的物體，從而獲得熱量的機器和設(shè)備。在空氣調(diào)節(jié)設(shè)備中熱泵的工作過程與制冷機相仿，但它是向高于環(huán)境溫度的物體供給熱量，例如向建筑物供暖、供應(yīng)生活或某些生產(chǎn)過程用的熱水等。熱泵的低溫?zé)嵩醋畛Ｓ玫氖黔h(huán)境介質(zhì)（空氣或地面水）的熱量，也可用地?zé)峄蛏a(chǎn)過程中排出的廢汽、廢水和廢油等的熱量。根據(jù)吸熱源可分為空氣源熱泵、水源熱泵、地源熱泵（水地源熱泵）。

目前，集中供熱系統(tǒng)的能源利用率約占50%～70%（小型供熱系統(tǒng)偏下限，大型供熱系統(tǒng)偏上限），有30%～50%的熱量損失掉了。吉林省投入近200億資金，實施：（1）居住建筑維護(hù)結(jié)構(gòu)保溫同步熱計量改造，完成建筑面積約9 200萬m2。（2）拆除小鍋爐房，建設(shè)大型鍋爐房或調(diào)峰鍋爐房3 418座，新老小區(qū)并網(wǎng)供熱。（3）供熱管網(wǎng)節(jié)能改造，管網(wǎng)節(jié)能保溫、管網(wǎng)熱平衡5 319km。而熱電聯(lián)產(chǎn)熱效率不到50%，還有約30%～50%的余熱需要回收；全省的鍋爐房實際運行效率較低，平均效率約在50%～70%之間，有20%的節(jié)能空間；供熱管網(wǎng)采用分布式二次循環(huán)水泵輸配方式，有20%～30%的節(jié)電空間；一、二次管網(wǎng)平衡還有10%～15%的節(jié)能空間；分戶熱計量行為調(diào)控節(jié)能有5%～10%的節(jié)能空間。對于熱泵技術(shù)，由于資源條件有限，在住宅建筑中較少利用。

4 居住建筑給水排水、電氣與照明節(jié)能現(xiàn)狀分析

對居住建筑的節(jié)水，除涉及室內(nèi)水資源利用、給排水系統(tǒng)外還涉及到室外雨水、污水排放、再生水利用及綠化用水等。

給水系統(tǒng)中采用的管材、管件必須符合現(xiàn)行產(chǎn)品的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)；選用性能高的閥門、零泄漏閥門等，如在沖洗排水閥、消火栓、通氣閥等閥門前增設(shè)封閉閥及蝶閥；合理設(shè)計供水壓力，供水壓力持續(xù)高壓或驟變；選用高靈敏度的水表；同時做好管道基礎(chǔ)處理和覆土，控制管道埋深，加強管道工程施工監(jiān)督。

采用節(jié)水器具和設(shè)備，本著“節(jié)流為先”原則，合理選用節(jié)水龍頭（如加氣節(jié)水龍頭，陶瓷閥芯水龍頭、感應(yīng)式水龍頭，停水自動關(guān)閉水龍頭等）、節(jié)水便器（虹吸排水式，壓力流防臭、壓力流沖擊式，感應(yīng)節(jié)水式）、節(jié)水淋浴（選用節(jié)水型淋浴噴嘴）等。居住建筑的節(jié)能設(shè)備選用與住戶的主觀選擇有關(guān)。

對于污水排放，吉林省地級市以上，基本建立了生活污水廠，要求處理后排放標(biāo)準(zhǔn)達(dá)到一級A排放標(biāo)準(zhǔn)，“十一五”末到“十二五”初，全省縣級城市基本建成了生活污水廠，改變了以往生活污水直接排放到江河及地下的狀況?！爸兴幚怼睂τ诠?jié)水有較大的意義，可參見GB 50336《建筑中水設(shè)計規(guī)范》相關(guān)要求。但民用中水處理在我省還未有先例，未來將具有較大的潛力。再生水利用及綠化用水主要注意水源的儲存及運輸過程要具有消毒殺菌能力，保障水質(zhì)安全。

5 電氣與照明節(jié)能現(xiàn)狀

對于居住建筑節(jié)約用電的做法主要有：（1）在設(shè)計時，充分利用自然光照明，確定合理采光方式，將人工光源和自然光源有機地結(jié)合起來。（2）選擇節(jié)能燈具及節(jié)能家用電器，以LED及節(jié)能燈取代原有的鹵鎢燈和熒光燈。（3）合理選擇電線與電纜，照明線路的損耗占輸入電能的4%左右，影響照明線路損耗的主要因素是供電方式和各導(dǎo)線截面積。由于線路存在電阻，有電流流過時，就會產(chǎn)生有功功率損耗和無功功率損耗。（4）合理選擇變壓器的規(guī)格和型號。

吉林省居住建筑的電氣照明在設(shè)計中基本都能滿足節(jié)能設(shè)計，在燈具及家用電器選擇上，使用者的選擇為主導(dǎo)因素。

6 結(jié)語

吉林省是我國的北方主要大省，也是較早執(zhí)行居住建筑節(jié)能的省份，2008年全省地級城市率先執(zhí)行節(jié)能65%設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，2009年開始，縣級城市以及縣所在的鎮(zhèn)開始執(zhí)行節(jié)能65%設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，到2012年底，全省縣以上城市新建居住建筑已經(jīng)全部執(zhí)行建筑節(jié)能65%設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，建制鎮(zhèn)執(zhí)行建筑節(jié)能50%標(biāo)準(zhǔn)的比例達(dá)62%。另一方面對于既有建筑的節(jié)能改造，我省以《居住建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)（節(jié)能50%）》為標(biāo)準(zhǔn)。到目前為止，完成既有居住建筑節(jié)能改造9 200萬m2。節(jié)能取得一些成效，但對于是否達(dá)到預(yù)期效果，即對于節(jié)能的評估、評價剛剛開始。目前，對吉林省居住建筑節(jié)能現(xiàn)狀進(jìn)行總結(jié)及分析，對未來節(jié)能評估及評價工作的開展有著重要意義。

［1］DBJ 01—602—2004，居住建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)［S］.

［2］劉洪林.吉林省既有建筑節(jié)能改造——節(jié)能暖房工程提升城市品位［J］.建設(shè)科技，2011（9）：28－31.

［3］王稔實，于麗華.提高外窗的保溫節(jié)能效果是建筑節(jié)能重中之重［J］.研究與應(yīng)用，2010（2）：55－56.

［4］蘇凱兵.淺談建筑給水排水節(jié)能節(jié)水技術(shù)措施［J］.給水排水，2010，36（增刊）：63－66.

［5］祖穎.建筑電氣節(jié)能設(shè)計的應(yīng)用［J］.中國科技縱橫，2011（4）：274.