1、浅谈民用建筑能源消耗与节能 摘要：针对民用建筑能源消耗问题，本文从我国能源现状特点入手，根据建筑物的耗热量指标，提出民用建筑中对自然能源的利用，以及建筑节能标准与建筑节能技术（设备）开发的方向。 关键词建筑能源消耗节能 经济效益 新型能源 引言 民用建筑节能指在保证民用建筑使用功能和室内热环境质量的前提下，降低其使用过程中能源消耗的活动。建筑工程能源节能的本质就是 “ 可持续性 ”, 施工过程时按实调整 ,合理利用设备和技术变更降低施工对象的能源消耗和增强以后建筑物的节能。民用建筑节能条例自 2008 年 10 月 1日施行后，我国的建筑节能工程已迈入了一个崭新的发展阶段，如何把握好建筑节能工
2、程的技术要点，并从经济角度和长远观点算好经济账，是我们建设行业人员直接面对的问题。 一、能源现状问题与建筑节能 1、我国能源资源现状与节能 我国地大物博，能源资源丰富，但人均能源很少（约为世界人均能源的）且能源分布不均，勘探程度低，优质能源少，短期内很难有较大的发展。我国的能源结构也比较落后，是世界上少数几个以煤为主的国家之一，由于煤占的比例过大（约占）造成了对交通运输，存储场地的巨大压力，这也是我国能源利用率不高的重要原因。 2、 建筑采暖与节能 我国每年新增建筑面积 18 亿至 20亿平方米，民用建筑节能潜力很大。国家推广使用民用建筑节能的新技术、新工艺、新材料和新设备，限制使用或者禁止使
3、用能源消耗高的技术、工 艺、材料和设备。 发达国家的建筑用能一般占到全国总能耗的 30-40，比重较大。我国采暖区城镇人口占全国人口的 13.6，而采暖用能却占到全国总能耗的9.6%。由于经济的发展，不久的将来，我国的经济水平将达到发达国家水平，人均住房的面积、标准，居住环境的舒适性也将达到发达国家水平。建筑能耗也将大幅度增长。 3、环境保护与建筑节能 环境问题是人类面临的一个大问题，而矿物燃料燃烧排放的颗粒和气体是造成环境恶化的主要因素，我国东北地区大都直接燃煤供暖，技术设备又较为落后，排放的烟尘数 量很大，已经严重污染了城市环境，我国有些地区已经出现了酸雨。据有关部门最近统计，我国华北 1
4、2 城市，大气中颗粒物浓度超过世界卫生组织标准的 9.6 倍。 我国矿物燃料碳排放量的增长率 为 5.5-8.0，而世界平均碳排放量增长率为 1.6%，高出世界碳排放量的几倍。对于我国来说，上述烟尘排放中的 21来自于居住、商业建筑采暖所用矿物燃料的排放量。 二、建筑物的耗热量指标与自然能源的利用 1、建筑物耗热量指标的计算概念也十分明确 即： qh =qht+qinfqih （ 1） 式中： q h 建筑耗热量指标（可在 95标准中附表 A 中查得，如唐山、秦皇岛， q =20.8W/m2 式中： qht 单位建筑面积（单位时间）通过围护结构（传出）的传热耗热量 W/m2 式中： qinf
5、单位建筑面积、单位时间的空气渗透耗热量 W/m2 式中： qih 单位建筑面积（单位时间）的建筑内部得热（包括炊事、照明、家电和人体散热）住宅取 3.8W/m 。 这一计算公式明确 地指出了要把民用居住建筑的围护结构的耗热量和空气渗透的耗热量控制在一定的标准之内。 95标准对建筑热工设计进行限制和规定。其主要部分是对建筑的外墙、屋顶、地面、门窗的传热系数进行限定，以保证耗热量的控制和提高室内的舒适性。 95标准对采暖设计进行了限制和规定。其主要内容是对建筑采暖供热系统和管道敷设与保温进行了限制和规定，以满足建筑热负荷指标要求。 住宅采暖耗煤量指标应按下式计算： q c =24Zq h/H c
6、1 2 （ 2） q c 采暖耗煤量指标（ kg/m2 ）标准煤； Z 采暖期天数（ d）； q h 建筑物耗热量指标（ W/m2 ）； H c 标准煤热值取 8.14103 （ w.h/kg）； 1 室外管输送效率，节能后取 0.9 2 锅炉运行效率，节能后取 0.68 普通砖混住宅，外墙厚度是按热工设计要求，采用低限热阻值计算的。即： R0 =Rt +Ri +Re R0 mm 由于采用的低限热阻，墙体保温能力低，热量流失多，表面温度低，室内热环境差是砖混建筑外墙的特点。当墙体含水率或室内湿度偏高时，墙体会出现结露返霜现象，导致居住环境下降， 由于结露导致墙体热阻降低，加大了建筑热耗。墙体表
7、面温度低，对人体造成冷辐射，室内舒适感差。而建筑节能设计在控制采暖能耗的同时，也限定了围护结构的传热系数，保证了室内最佳热阻，从而保证了室内的设计温度，改善了室内的居住环境。 2、建筑节能的经济效益 由于节能住宅、围护结构采用了大量的保温材料，所以节能砖混住宅的平米造价略高于砖混住宅。但是由于采用了高效的保温材料，降低了墙体的厚度在建筑面积相同时增加了使用面积，按使用面积造价看仅增加了2.9%，由于降低了热耗，降低了锅炉配套费，配套费降低 23%。由于普通砖混建筑耗热量为 33.7W/m2 ,采暖耗煤量为 54.14kg/m2 (采暖期 )节能住宅耗热量 q h=18.40/m2 采暖耗煤量为
8、 22.58kg/m (采暖期 ).若按廉租房每户建筑面积按 50M 计算 ,每户每年节能耗煤为： (54.1422.58)65=1578 吨。 节能建筑每户每年能节约千元。按住宅使用年限 50 年计算 ,每户住宅可节约 5万元。可以看出节能住宅的远期经济效益也是非常明显的。 采用节能设计，对建筑的耗热量指标和耗煤量指标进行限制，节约了大量的煤炭，也就少排放了大 量的烟尘和废气，保护了生态环境。节能建筑的设计促进了墙改，节约了耕地和绿地，减少了烟尘排放，是还我蓝天绿地的大业，是 “ 功在千秋，利国利民的大事 ” 3、自然能源的利用 我国国土面积大，不同地区和类型的建筑物热环境要求不同，节能措施
9、也就不同。民用建筑在总平面布置时迎风面一侧不宜布置过多的高大附属建筑物、构筑物，进风面应与夏季主导风向成 6090 角，一般不宜小于45 角。设计时应充分利用自然通风改善室内空气环境，尽量减少室内环境控制的能耗，建筑物朝向宜采用南北向或接近南北向，主要房间宜避开冬季主导风向。建筑物体形系数宜控制在 0.3及 0.3以下，控制民用建筑物的窗墙面积比。 合理利用太阳能，使建筑物在严冬时期减少对供暖系统的依赖性。日照的有效时间根据建筑物朝向确定。 日照有效时间表： 建筑物朝向日照有效时间 建筑物朝向日照有效时间 正南向 900 1500 南偏东 1 15 900 1500 南偏西 1 15 900
10、1500 南偏东 16 30 900 1430 南偏西 16 30 930 1500 南偏东 31 45 900 1330 南偏西 31 451030 1500 南偏东 46 60 900 1230 南偏西 46 601130 1500 南偏东 61 75 900 1130 南偏西 61 751230 1500 南偏东 76 90 900 1030 南偏西 76 901330 1500 注：为更加明白清晰作者对此数据粗劣小数点四舍五入取整。 春分日在每年的 3月 21日 (或 20)；太阳直射 点在赤道纬线上；极圈移动到南北极点上；全球昼夜长短相等；正午太阳高度角赤道上 90 直射，由赤道越往
11、两极太阳高度越低，极点上太阳高度角为 0 。 秋分日在每年的 9月 23日 (或 22)；太阳直射点在赤道纬线上；极圈移动到南北极点上；全球昼夜长短相等；正午太阳高度角赤道上 90 直射，由赤道越往两极太阳高度越低，极点上太阳高度角为 0 。 夏至日在每年的 6月 22 日 (或 21)；太阳直射点在北回归线上 (23.5N) ；极圈移动到南、北极圈纬线上 (66.5S 、 66.5N) ；赤道纬线上昼夜长短相等 ；北极圈以北是极昼、南极圈以南是极夜，所以越往北白天时间越长夜晚时间越短，越往南白天时间越短夜晚时间越长，北半球昼长夜短、南半球昼短夜长；正午太阳高度角北回归线上 90 直射，距离北
12、回归线越远太阳高度越低，南北极圈纬线上太阳高度角为 0 。 冬至日在每年的 12月 23日 (或 22)；太阳直射点在南回归线上 (23.5S) ；极圈移动到南、北极圈纬线上 (66.5S 、 66.5N) ；赤道纬线上昼夜长短相等；北极圈以北是极夜、南极圈以南是极昼，所以越往北白天时间越短夜晚时间越长，越往南白天时间越长夜晚时间越 短，北半球昼短夜长、南半球昼长夜短；正午太阳高度角南回归线上 90 直射，距离南回归线越远太阳高度越低，南北极圈纬线上太阳高度角为 0 。 利用太阳能、地热能、风能等可再生能源，是实现建筑节能减少能耗非常有效的措施，是从供暖、供给的热源、输送渠道及实现方式来节约能
13、源。 三、建筑节能标准与建筑节能技术（设备）开发的方向 1、对新建民用建筑节能标准要求 民用建筑节能条例明确要求：编制城市详细规划、镇详细规划，应当按照民用建筑节能的要求，确定建筑的布局、形状和朝向。对不 符合民用建筑节能强制性标准的，不得颁发建设工程规划许可证。对于新建集中供热的采暖系统，应进行热水连续采暖设计，室内采暖系统的共用部分应当使用双管系统，应能实施分室温度调节和分化瓦解计量控制。采暖供热系统规模较大时，宜采用间接连接的一、二次水系统，供暖保温材料层厚度按 “ 经济厚度 ” 方法计算。条例指出，实行集中供热的建筑应当安装供热系统调控装置，用热计量装置和室内温度调控装置。居住建筑安装
14、的用热计量装置应当满足分户计量的要求。对具备可再生能源利用条件的建筑，建设单位应当选择合适的可再生能源，用于采暖、制冷、照明和 热水供应等。 2、对现有建筑物节能改造 对现有建筑节能的改造原则，优先采用遮阳、改善通风等低成本改造措施，建筑围护结构改造和供热系统改造同步，供热系统采用热水为热媒集中供热采暖，分户计量。改造费用负担方式采取国家机关办公建筑的节能改造费用由县级以上政府财政负担，居住和公益用公共建筑节约改造由政府和权益人共同负担。 3、 开发建筑节能技术（设备）开发的方向 （ 1）、新型节能墙体，屋面的保温，技术与材料； （ 2）、节能门窗的保温技术； （ 3）、供热采暖 系统温度调控
15、和分户计量技术； （ 4）、其它技术成熟，效果显著的节能技术革新、设备和管理技术。 民用建筑的转变是向节能效果好、造价低廉、施工方便的住宅节能方案和构造措施而迈步，完善节能设计，为国家、社会后辈子孙作出贡献。 结论： 节能住宅建设工作是一个复杂而又长期的系统工程。在强制性推行节能住宅建设时，还需要作大量的工作。今后，尤其社会应做好以下几方面的工作：全民提倡低碳生活；提倡居住小户型；加快采暖系统的分户供热、分户计量，实现住宅节能与房价挂钩；住宅节能与采暖费挂钩 ，把节能住宅的经济效益直接体现在住户身上，用经济杠杆推动节能住宅建筑的发展。 参考文献： 民用建筑节能设计标准 JGJ26-86 民用建筑节能标准（采暖居住建筑部分） JGJ26-95 民用建筑节能管理规定建设部于 2000 年 10 月 1日起颁布施行 民用建筑热设计规范 GB50176 城市居住区规划设计规范 GB50180-93 作者简介：刘倩 男 河北省第四建筑工程公司 石家庄人，主要从事建筑工程施工技术管理工作。 注 ：文章内所有公式及图表请以 PDF 形式查看。
