杭州市建筑节能关键技术的研发及应用现状调研.doc

1、杭州市建筑节能关键技术的研发及应用现状调研计 划 编 号: 20080534M07 项 目 名 称: 杭州市建筑节能重点技术调研计 划 类 别: 科技情报调研专项委 托 单 位（甲方）： 杭州市科学技术局承 担 单 位（乙方）: 浙江科技学院项 目 执 行 期：2008 年 10 月 至 2009 年 6 月2009.7.28杭州市建筑节能关键技术的研发及应用现状调研摘 要 建筑节能是建筑技术发展的一个方向，也是节能领域的组成部分。全面推行节能建筑，有利于节约 能源和减少建筑能耗。本文 调研了建筑节能的关键技术，主要是从建筑物个体、建筑设备和建筑环境控制系统三方面着手，调研现有技术在杭州市的应

2、用现状。 建筑物个体涉及到 门窗、 围护结构、 墙体等节能技术; 建筑设备包括房间空调器的节能技术、太阳能 热水器技术和绿色照明技 术等;建筑环境控制系统有VRV(变容量) 、VWV(变水量)和 VAV(变风量)控制技 术 等。调研结果发现，在杭州地区围护结构节能技术研发较多运用比较广泛,建筑设备节 能技术如绿色照明,太阳能技术运用比较广泛，中央空调 蓄冷有待进一步推广,而地源 热泵、热电冷联供、吊 顶冷幅射等技术不被采用；建筑环境控制系统运用较少但有较 好的应用前景。关键词 建筑节能；建筑物个体；建筑设备；建筑环境The investigation of develotment and th

3、e application on key technologies of energy conservation in HangzhouAbstract: Energy-saving construction is a direction of the development of technology, and also as an integral part of the field of energy. The full implementation of energy-efficient construction will benefit to save energy and redu

4、ce building energy consumption. This paper accounts to the key energy-saving construction technologies, from the building reality, construction equipment and construction environmental control systems to proceed in three areas, the building reality related to the doors and windows of buildings, reta

5、ining structures, walls and other energy-saving technologies. Construction equipment including room air conditioner energy-saving technologies, solar water heater technology and green lighting technology. Building environmental control systems contain VRV (variable volume), VWV (variable water volum

6、e) and VAV (variable air volume) control technology, as well as the application of technology in Hangzhou actually. The research comes to the retaining structures energy-saving technologies and construction equipment of energy-saving technologies more extensive use, however, building environmental c

7、ontrol systems is less used in Hangzhou.Key words: Energy-saving construction; the building reality; construction equipment; building surcumstance目 录1 引 言.11.1 调研建筑节能的背景.11.2 研究建筑节能的意义.12 调研内容.22.1 建筑物个体.22.1.1 墙体 .22.1.2 门窗节能技术 .42.1.3 屋顶 .102.1.4 节能围护结构与传统的围护结构的节能效果对比 .112.1.3 相变储能 .122.2 建筑设备 .12

8、2.2.1 空调器节能技术 .122.2.2 绿色照明技术 .142.2.3 热电冷联供技术 .162.2.4 新风处理技术 .172.2.5 太阳能热水器技术 .192.2.6 水源热泵和地源热泵技术 .212.2.7 地板采暖和吊顶冷辐射技术 .222.2.8 独立除湿技术和空调自然风模拟技术 .222.2.9 利用可再生能源技术 .232.3 建筑环境控制系统.232.3.1 变容量控制系统（VRV） .232.3.2 变风量控制系统（VAV） .242.4 建筑节能在杭州的应用现状.243 结论与建议.263.1 结论.263.2 节能小建议.27参考文献.2811 引 言1.1 调研

9、建筑节能的背景建筑节能是指在建筑物的规划、设计、新建（改建、 扩建）、改造和使用过程中，执行节能标准，采用节能型的技 术、工 艺、设备、材料和产品，提高保温隔热性能和采暖供热、空 调制冷制热系统效率，加强建筑物能源系统 的运行管理，利用可再生能源，在保证室内环境质量的前提下，减少供热、空 调制冷制 热、照明、 热水供应的能耗。建筑能耗（包括：建材生产、建筑施工和建筑使用能耗）是建筑、制造、交通三大能耗之首，约占全社会总能耗的近一半， 实行建筑节能，降低建筑能耗，已刻不容 缓。浙江省在建筑节能“ 十一五 ”规划中也提出了明确的工作目 标：到 2007 年，全省 50%新建居住建筑和公共建筑达到节

10、能 50%标准；2008 年，新建居住建筑和公共建筑全面达到节能 50%标 准，杭州、宁波等大城市推行实施节 能 65%标准；改建、扩建的既有建筑同比例达到新建建筑节能标准；到 2010 年，县级以上城市新建居住建筑和公共建筑实施节能 65%标 准，基本完成高耗能既有建筑改造。 浙江省建筑节能管理办法也提出鼓励和支持建筑节能的科学研究与技术开发，促进建筑节能新技术的应用和推广，并将建筑节能工作推进情况纳入对建筑节能职责部门的考核内容。 本研究将通过调研建筑节能关键技术，评判建筑节能可行性及产生的经济效益，希望能使社会各界意识到建筑节能拥有具大的潜力并把节能关键技术应用到实际建筑设计中，同时为职

11、能部门 制定相关政策提供参考意见。1.2 研究建筑节能的意义据统计，目前建筑耗能占整个社会能耗的比重每年增加一个百分点，已从 1995年的 11%提高到 2008 年的 30%左右。2030 年以后，我国建筑占整个社会能耗的比重大约达到 50%，占全部的耕地覆盖的 48%，占全部温室气体排放的 50%，占总污染排放的 48%以上，占整个水资源消耗的 42%。如此巨大的能源浪费与污染已经成为国家沉重的负担和包袱。因而建筑 节能有极其重要的意义。22 调研内容建筑能耗是指建筑物（包括商业、民用及其他非物质生产部门）在使用过程中每年消耗商品能源的总和，包括采暖、通风、空调、 热水、照明、电气、厨房炊

12、事等方面的用能。要解决建筑能耗，需要实施有效的建筑节能技术 ，在保 证居室舒适环境的条件下，通过技术进步、合理利用、科学管理和经济结构合理化等途径，把建筑能耗降下来。建筑耗能从使用角度主要包括二个方面：一是建筑物保温本身所需的耗能，二是由于供冷、热系 统达不到理想状态 而引起的效率耗能。常 规 建筑节能技术主要从三方面着手，主要分为建筑物个体、建筑 设备和建筑环境控制系统。2.1 建筑物个体建筑物个体是指建筑物的表面形态，主要指建筑物的围护结构。围护结构包括门窗、屋顶 和墙体。它的散热是建筑耗能的主要部位，各部位的散 热量分别是：外墙25% 28%，门窗散热 25%28%，门窗渗透 23%25

13、%，屋顶 8%10%。围护结构的能耗指保温性和隔热性,保温性能是指在冬季采暖房屋中，围护结构阻止热量由室内向室外传递的能力。建筑围护结构传热系数是反映建筑节能的重要指标之一，也是衡量围护结构隔热保温性能的重要依据。传热系数越小，保温性能就越好；反之， 则保温性能越差。围护结构的隔热 性能是指在夏季自然通风房屋中，围护结构内表面保持较低温度的能力。所以加强围护结构的保温隔热性能，提高门窗的气密性，减少 门窗的空气渗透量是建筑节能设计的重点。以下主要对墙体、门窗和屋顶进行探讨。2.1.1 墙体墙体建筑通过墙体损耗能量占到 50%左右，所以建筑墙体的节能效率对建筑节能举足轻重。目前国内外建筑 墙体节

14、能主要采用保温隔热技术，可分为外墙外保温、外墙内保温和夹心保温墙体系。外墙外保温是在外墙结构外部加作保温层，并覆盖以保护层。外 墙内保温是在外墙结 构内部加作保温层。 夹 心保温墙体就是把保温材料放在墙体中间，保温内层的内侧为 承重构件，外 侧为围护 构件，保温 层外侧的墙常采用半砖墙或其他板材结构来处理，从而形成夹心墙体。外墙外保温系统应用的系统主要有 EPS 板薄抹灰外 墙外保温系统、胶粉聚苯颗粒保温浆料外墙外保温系统、 挤塑聚苯板外墙外保温系统、硬质聚氨酯泡沫（PU ）外墙外保温系统等，其中 EPS 板薄抹灰外墙外保温系统和硬质聚氨酯泡沫（PU）外墙外保温系统仅用于低层、多层民用建筑工程

15、。外墙外保温系 统保温隔热性能好，基本上可消除热桥，且能有效地防止 墙面面层产生裂缝。 详见图 1。3内保温墙体造价相对低、施工速度快、受气候影响小、外饰面自由度大、技术比较成熟，详见图 2。自保温墙体投资小，耐久性、耐冲击性好，使用年限与建筑物同步，适合应用在框架结构建筑中。但是因为部分外墙为混凝土剪力墙，热导率太大， 总体保温效果达不到非常好的标准。详见表 1杭州市属于夏热冬冷地区，其建筑节能技术既要考虑建筑物的隔热，又要考虑保温，同时还要考虑防水、防霉等措施。我国北方地区已基本上采用外墙外保温系统。但由于造价高、施工复杂等原因， 该系统在杭州市的 应用还不普及，大多数开发商仍偏向于外墙内

16、保温。但外 墙外保温在杭州是以后的发展方向。鉴于外墙内保温的这些优点，目前杭州市楼盘中应用得最多。旅游水印城、 滨江金色家园、滨江金色海岸、广厦水岸城市花园和 绿洲商住楼等部分楼盘都在墙体保温中使用了内保温，且采用的保温材料主要以保温浆料为主。在杭州楼盘中单独采用墙体自保温的很少，基本上是采用自保温墙体与内保温或外保温系统相结合，如三里亭 R8 组团经济适用房就是采用混凝土小型空心砌 块与胶粉聚苯颗粒外墙外保温体系相结合，金都城市芯宇采用了加气混凝土砌块，挤塑 XPS板外保温材料的复合系统。4表 1 几种墙体的优缺点项目 优点 缺点外墙外保温1（ 适用范围广2（ 保护主体结构延长建筑物寿命3（

17、 基本消除了热桥的影响4（ 使墙体潮湿情况得到改善5（ 有利于温室保持稳定，改善室内 热环境质量6（ 有利于提高墙体防水盒气密性7（ 便于旧建筑物进行节能改造8（ 可相对减少保温材料用量9（ 不占用房屋的使用面积1（ 对保温系统材料的要求较严格2（ 对保温材料的耐候性和耐久性提出了较高的要求3（ 材料要求配套，对系统的抗裂、防火、防水、透气、抗震和抗风压能力要求 较高4（ 要有严格的施工队伍和技术支持外墙内保温1（ 将保温材料复合在墙体内侧，技 术部复杂，施工简单易行2（ 对保温材料的要求相对较低，技 术性能要求也比外墙外保温低3（ 造价相对较低1（ 难以避免热桥的产生，在 热桥部位外墙内表面

18、易结露、潮湿甚至发霉和淌水2（ 内保温须设置隔汽层，以防止 墙体产生冷凝现象3（ 防水盒气密性较差4（ 不利于对主体结构的保护5（ 保温层易出现裂缝6（ 减少建筑使用面积7（ 室内装饰时易造成保温层破坏夹心保温墙体1（ 将保温材料设置在墙体之间，有利于 发挥外侧墙体对外界环境的防护作用2（ 对保温材料的要求不很严格1（ 易产生热桥2（ 内部易形成空气对流3（ 施工相对困难4（ 内外墙保温两侧的不同温度差，使 墙面裂缝不易控制5（ 抗震性能差2.1.2 门窗节能技术门窗是建筑围护的重要组成部分，经门窗损失的热量约占建筑能耗总量的40% 50%左右。就我国的建筑物来说，门窗的能耗量为墙体的 4 倍

19、、屋面的 5 倍、地面的 20 多倍。门窗的能量 损失主要是来自三方面：对流、传导和辐射。 对流是反应门窗的气密性，而传导和辐射是反应门窗的保温和隔热性。因此，增 强门窗的保温隔热5性能，减少门窗能耗，成为提高建筑节能的重要组成部分。1、门窗的节能（1）窗框材料窗框材料是门窗中的基础材料，它除了关系到抗风压性能外，还关系到窗户气密性、水密性、保温性等其他指标。窗框材料是整个窗户中能量流失的主要环节，整个窗户中约 1/4 面积上是窗框材料，高性能的窗框材料 较传统的窗框材料具有更好的隔热性能。目前使用的窗框材料主要有以下三种：塑钢型材、铝合金型材和玻璃钢型材型材，他们 的优缺点见表 2。表 2

20、窗框材料的优缺点优点 缺点塑钢型材 保温隔热性能好，耐潮湿、耐腐蚀（1（ PVC 塑料 线膨胀系数高，窗体尺寸很不稳定，必然影响到门窗的气密性能（2（ PVC 塑料特有的冷脆性和耐高温性能差，使得塑钢门窗在严寒和高温地区使用受到限制（3（ PVC 型材弯曲 弹性模量低，刚性差，不适宜大尺寸窗或高风压场合使用铝合金型材 强度、刚度、抗风压抗严寒和高温性能好（1（ 铝合金型材线膨胀系数高，窗体尺寸很不 稳定，对窗户的气密性能有一定影响（2（ 耐腐蚀性能差，适用环 境范围受到限制玻璃钢型材气密性、保温性、隔热性、耐腐蚀性、耐严寒、高温性都很好，刚性较好，良好的隔音性能从门窗的能量损失的三方面：对流、

21、传导和辐射看，玻璃钢型材是最好的窗框材料,但价格较高,目前在杭州应用不普遍,但玻璃钢门窗是一种值得推广的新型环保节能门窗，前景广阔。塑钢型材门窗特别是进口的保温隔 热性能好，但是价格 较高,国内自主品牌塑钢型材质量参次不齐，建议加大研发力度，提高产品质量。 铝合金门窗质量轻强度高，可以挤压成各种断面形状，窗型比较灵活，但铝合金传热系数较高，因此新一代的断热型铝合金门窗使用较为普遍。杭州地处夏热冬冷地区，最冷月平均温度4，最热月平均温度 34。冬天阴冷潮湿、夏天高温晴 热是杭州地区极为不利的气候条件，导 致建筑室内热环境状况普遍不佳。我国南方地区目前使用比较多的门窗是铝合金门窗，断热型铝合金门

22、窗的保温隔热性能比普通铝合金门窗好。从气候条件和节6能角度考虑下。图 3 平开窗 图 4 推拉窗 图 5 固定窗图 6 中悬窗 图 7 下悬窗 图 8 上悬窗根据调查，在杭州地区运用比较广泛的是断热铝合金窗型材，在高档住宅中运用铝合金木头窗型材，例如刘庄。铝合金木头窗型材是一种把铝合金和木头结合在一起的复合窗型，造价比较 高，所以在杭州没有普遍使用。（2）窗型目前常见的窗型有：固定窗、平开窗、推拉窗、上悬窗、中悬窗、下悬窗等，见图 3-8。表 3 比较了几种窗型的特点。表 3 各种窗型的特点窗型 构造 特点推（提）拉窗 框下设有滑轨，窗框与窗扇之 间有较大空隙 气密性差，节能效果差平（悬）开窗 采用密封材料封堵，窗扇之间 有启口 窗户关上后密封效果好，节能效果较好