許佳興,黃夢婷,焦兆利,卿 俊,邊芷菱,賀 松,任雨潔,雷金富
(宜賓學(xué)院國際應(yīng)用技術(shù)學(xué)部,四川 宜賓 644000)
近年來,為貫徹國務(wù)院關(guān)于做好城鎮(zhèn)危舊房改造的有關(guān)精神,在舊房改造中融入節(jié)能減排優(yōu)化設(shè)計有利于可持續(xù)發(fā)展,同時也符合生態(tài)環(huán)保、綠色文明城市的基本要求。四川省各地市開展了大量工作,但僅僅對建筑外觀進行改造,無法滿足新時代人民群眾對住宅節(jié)能環(huán)保性及室內(nèi)舒適性的要求,如何低成本、高效率完成舊房節(jié)能改造變?yōu)槠却鉀Q的問題。
節(jié)能環(huán)保,滿足可持續(xù)發(fā)展要求。建筑節(jié)能改造工程,是指在分析建筑所處外部環(huán)境的前提下,通過改變布局形式、圍護結(jié)構(gòu)、圍護材料使建筑充分利用自然能源,以達(dá)到節(jié)能的目的。從安全性來看,這些原有建筑結(jié)構(gòu)框架穩(wěn)定,仍有使用價值,若僅因不能達(dá)到節(jié)能的目的而拆除,會造成很大的資源浪費,加之過去的建材大都是非循環(huán)利用材料,拆除時會產(chǎn)生的大量廢棄物,給環(huán)境也會帶來不利影響。
低成本、高回報。從經(jīng)濟角度看,改造老建筑與重新修筑新建筑相比,前者耗費少很多;選擇節(jié)能改造舊房來提升住宅舒適性,可減少政府或民眾的經(jīng)濟壓力,提升人們生活質(zhì)量的同時,也使得房地產(chǎn)行業(yè)能良性有序地發(fā)展。舊房節(jié)能改造的經(jīng)濟支出大約占新建建筑造價的5%,而節(jié)能效果卻可達(dá)20%~40%。以某高校的一棟辦公樓為例,通過節(jié)能分析可得到:舊辦公樓的能源消耗約165 000 kW·h/年,經(jīng)節(jié)能改造其能源消耗約100 000 kW·h/年。節(jié)能改造效率在50%~65%之間,年節(jié)約50 000~65 000 kW·h 的能源,以1.0 元/kW·h 計算,年節(jié)約量約合人民幣5 萬~6.5 萬元。改造成本位于50 萬~140 萬元之間。其中,最低造價改造方案節(jié)能效率為50%,改造成本約為50 萬元,符合中國節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)。
節(jié)能改造的意識不強。改革開放以來,中國建成了大量的居住建筑,建筑用材大都是黏土磚和鋼筋水泥[1],這些材料的使用壽命很長,但建筑圍護結(jié)構(gòu)熱工性能卻不能滿足節(jié)能的要求。雖然國家大力提倡可持續(xù)建筑,提倡舊房改造,但房主對建筑節(jié)能改造卻不太熱衷,一方面由于滿足于當(dāng)前現(xiàn)狀不愿意投入改造費用,另一方面對改造后的節(jié)能效果并不看好。
缺乏成熟的建筑節(jié)能改造技術(shù)。建筑節(jié)能改造工程的順利實施不能只考慮改造者的單方面認(rèn)識,需要依靠成熟的節(jié)能改造技術(shù),綜合考慮影響建筑節(jié)能的因素,針對性地進行改造以達(dá)到節(jié)能的目的。由于中國建筑節(jié)能改造處于初步發(fā)展階段,現(xiàn)有的許多技術(shù)無法滿足建筑節(jié)能改造的要求。
缺少專業(yè)的改造工人。在中國建筑業(yè)中,大多都是農(nóng)民工出身,建筑工人的文化水平不高[2],而且承擔(dān)著巨大的家庭經(jīng)濟壓力,而作為新興產(chǎn)業(yè)的建筑節(jié)能改造工程,工作業(yè)務(wù)較小,對工人的吸引力不高,導(dǎo)致具有相應(yīng)節(jié)能改造工程資質(zhì)的工人匱乏。
1973 年,由石油輸出國對西方發(fā)達(dá)國家的不滿,開始了石油禁運并爆發(fā)了一場能源危機,眾多以油氣為軟肋的國家遭受沉重打擊,英國便對節(jié)能優(yōu)化方面展開了一系列研究,其主要出發(fā)點就是在于減少能量的消耗。隨著節(jié)能減排工作顯現(xiàn)成效,大大節(jié)約了開支,現(xiàn)在英國所要求的每平方外墻所傳遞的能量為0.3 W,比原規(guī)定值足足降低了1/3(原規(guī)定每平方外墻所傳遞的能量為0.45 W)。英國幾乎是供暖期不斷,建筑能耗約占整個建筑壽命期能耗的43%,為了使建筑內(nèi)獲得更理想的供暖效果及更有利于供暖系統(tǒng)的水循環(huán),采用的全都是雙管形式[3]。此外,英國相關(guān)學(xué)者對被動式太陽房也有相當(dāng)多的研究,所謂的被動式太陽房也就是采用大量的現(xiàn)代先進技術(shù)、新型的建筑材料以及高科技的建筑設(shè)備,利用自然資源自主獲取和儲能,使房屋實現(xiàn)能夠自動調(diào)節(jié)室內(nèi)空氣溫度及濕度[4]。Ossway passivhaus 是獲得國家認(rèn)證的首棟被動式房屋,不但夏天涼爽,而且在冬季無需外界提供能耗,利用新建材和設(shè)備讓室內(nèi)環(huán)境舒適[5]。
能源危機除了給歐洲國家?guī)砗艽蟮臎_擊外,美國作為依賴于石油輸入的國家也遭到能源缺乏的很大困擾。美國政府在世界第一次能源危機爆發(fā)后10 年內(nèi),制定了相關(guān)規(guī)范約束能源的不規(guī)范開采及使用,美國政府規(guī)定1985 年后執(zhí)行新標(biāo)準(zhǔn),在建筑的保溫隔熱問題方面有一定改善和引導(dǎo)作用。1986 年又在原標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)上結(jié)合改革情況再次進行了規(guī)范文本的修訂,將建筑進行了分類,并根據(jù)建筑類別制定了較為詳細(xì)的節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)[6]。當(dāng)前,同許多先進發(fā)達(dá)國家一樣,美國非常重視光電轉(zhuǎn)換,充分利用光能,將其轉(zhuǎn)換為有效的能源并提供給城市用電[7]。美國學(xué)者將光電能源轉(zhuǎn)化的設(shè)計與建筑及結(jié)構(gòu)進行同時設(shè)計、施工和運行,已達(dá)到一體化的水平,使建筑具備良好的整體性,這種設(shè)計方案和思路得到國內(nèi)不少節(jié)能研究者的認(rèn)同,并已被推廣至國外[8]。
日本領(lǐng)土面積小且資源極度匱乏,而對能源的消耗量很大,長久以來日本民眾非常具備節(jié)儉意識,其能源的利用率高達(dá)某些發(fā)達(dá)國家的2 倍。日本學(xué)者認(rèn)為建筑節(jié)能的好壞直接影響到人類生存環(huán)境,作為建筑設(shè)計師,在保證建筑的安全性和功能性的前提下,還應(yīng)在設(shè)計時多維地考慮如何降低建筑的修建能耗及使用能耗。
中國的建筑節(jié)能工作晚于西方國家,興起于20 世紀(jì)80年代,政府制定了相關(guān)節(jié)能規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn):例如,JGJ 24—1986《民用建筑熱工設(shè)計規(guī)程》(1986-07 開始實施,2013-10 廢止)。目前住建和城鄉(xiāng)建設(shè)部以及各省市的質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局、住房和城鄉(xiāng)建設(shè)廳等職能部門又推出了一系列的建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn):例如,16J908—607《建筑節(jié)能門窗》(2016-06 開始實施,現(xiàn)行)、16J908—7《既有建筑節(jié)能改造》(2016-09 開始實施,現(xiàn)行)。在國家的積極倡導(dǎo)和相關(guān)政策的指引下,中國在建筑行業(yè)的節(jié)能目標(biāo)也有大幅度的提高。
政府應(yīng)該制定建筑節(jié)能相關(guān)法律,讓節(jié)能改造工程做到有法律依據(jù)為準(zhǔn)繩,規(guī)范并明確改造的各項消費,讓房主對改造費用放心;其次應(yīng)該定期宣傳成功改造的建筑工程項目,讓房主對節(jié)能改造充滿信心;最后國家要繼續(xù)宣傳可持續(xù)發(fā)展和綠色建筑,以便于建筑節(jié)能改造工程的推廣。
將BIM(建筑信息化模型)技術(shù)與建筑節(jié)能改造相結(jié)合,運用BIM 技術(shù)建立建筑節(jié)能改造信息模型,模擬不同布局形式、圍護結(jié)構(gòu)、圍護材料等條件下建筑舒適度和能耗情況,分析影響建筑節(jié)能改造效果的主要條件參數(shù),建立基于BIM技術(shù)的建筑節(jié)能改造模型。
為解決建筑節(jié)能市場人才匱乏的問題,要組織專業(yè)培訓(xùn),以提高建筑工人的施工技術(shù),使建筑節(jié)能改造工程順利完成,改造完成的建筑又將推動市場前行,形成良性循環(huán)。
建筑節(jié)能改造工程作為踐行可持續(xù)建筑的代表具有節(jié)能環(huán)保、低投入、高回報的特點。在完善相關(guān)法規(guī),解決好市民思想問題,完善行業(yè)技術(shù)的基礎(chǔ)上,建筑節(jié)能改造工程必然成為城市老城區(qū)發(fā)展的重點方向,舊城改造已成為必然趨勢,未來建筑節(jié)能改造工程將占據(jù)中國綠色建筑市場的主要地位。