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浅谈节能建筑的发展和推广

2018-01-31武宇琼

上海节能 2018年8期
关键词:建筑节能建筑设备

武宇琼

运城学院

1 节能建筑的概念和设计原则

(1)节能的基本概念

节能建筑是指遵循气候设计和节能设计的基本方法,在规划、选址、设计、建造和使用过程中,采用合理的节能材料、产品和设备;执行相关标准、合理热工设计、提高设备安装系统的运行效率;在保证使用功能和室内热环境前提下,加强运营管理,降低使用过程的能源消耗;能合理、有效地利用现有能源及充分利用可再生能源的建筑。在保证和提高建筑舒适度的前提下,节能建筑可缓解能源、资源的紧张局面,保护耕地、改善功能、提高资源利用效率和保护环境。

(2)节能建筑设计的基本要求

节能建筑设计过程要考虑与当地气候相适应,充分利用良好的地质水文和自然气候条件,避免或削弱恶劣气候影响;从全寿命周期内,整体考虑专业分工及各类设备设施的配套以满足使用功能需求;针对每个建筑特点进行使用能耗综合分析和比选,利用多种手段和各类资源进行节能设计,在不牺牲使用功能的前提下,提高建筑物的各方面性能。

各种节能措施的增量成本不同,某些节能设计或节能改造成本在寿命期内的投入比支出大,单体建筑的经济表现不划算,但能降低城市能源负荷和相关基础设施改造建设成本,同时提高居民生活舒适度,从社会层面分析也是利大于弊的。考虑碳排放量、居住质量、生活健康、城市发展等方面,节能建筑还是能带来较大的社会整体效益。虽然节能建筑的前期投入成本较多,但从提高入驻率、租金、资产价值、投资回收率等方面也能为投资者带来收益。

2 节能建筑发展中存在的不足之处

(1)部分节能技术研究开发与实际应用脱节

目前运用的节能技术主要是在热工设计方面采用被动式建筑节能技术和围护结构的隔热保温设计,部分建筑采用储能或可再生能源交换进行节能设计,也有进行设备系统优化设计和利用机械电气设备干预进行节能,一些先锋建筑还尝试安装新能源生成设备、设施,以减少外界能源消耗。这些建筑节能技术科技含量不同、适用范围有别;可靠性和成熟度差别大;设计、施工和管理维护的难度不一,各自的优缺点都较为突出,推广利用的程度也有不同,节能效果有明显差异。如不能合理考虑,综合权衡就难以设计初衷,出现节能技术的研究开发和实际运用脱节。

(2)部分建筑设计盲目参照国际标准脱离中国国情

国内节能建筑设计存有盲目参照国际做法,超出目前国内能力水平条件,未考虑地方环境实际和功能要求。从人均运行能耗和单位面积运行能耗进行比较,西方很多昂贵的节能建筑,实际能耗比中国普通住宅还高很多。很多建筑在能开窗通风的区域,盲目采用全密闭玻璃幕墙,徒增空调系统压力;机械控制系统集中安置,只能整栋建筑统一变化,无法独立调节各个空间区域;利用太阳能时未进行优化设计和投资效益核算,造成维护成本过高,在生命周期内的难以实现经济补偿;未充分考虑使用者的使用习惯和感受,造成使用者不愿接受,出现节能设备设施的空转和浪费。

节能建筑具有性能高、资源消耗少、环境污染小等优点,需依赖一定的节能措施及节能材料,就必须加大投资额度。其投入成本与所带来的经济效益影响的一般是不同人群,投资回收问题就会影响开发商的投资方向。在节能建筑的市场无法预测未来运营成本的降低程度、消费者是否愿意承担前期节能投入等难以准确测算的情况下,投资方为规避风险一般不会接受节能建筑。

(3)部分建筑不按标准建设影响节能效果

实施过程中存在未严格按标准进行产品生产、工程施工问题;整个行业体系存在应用技术的理论研究薄弱、工程经验的缺乏、实验和验证方法不完善等问题;应用最广的保温技术方面存在仅注重控制产品性能,忽视系统性能控制的偏见;节能改造中存在后置设备不匹配或不和谐安装造成的各种破坏;未考虑本地气候条件和居民生活习惯,未充分论证就照搬、照抄国外设计,以至营运后出现各种意外局面。目前已建成的节能建筑,部分也存在设计、用料、施工等方面缺陷,随时间延续将难以达到节能效果,使用寿命也会缩短。

(4)缺乏有效管理制度与水平削弱节能设备作用

节能建筑的营运成本比一般建筑高,尤其现代商业建筑普遍对空气调节、公共照明、垂直交通、消防供水、热力循环等设备要求较高,这些系统约占建筑总能耗的2/3左右。建筑生命周期内的日常营运方法和管理方式是决定能耗的关键环节。营运者缺乏节能意识,没有规范管理模式,专业操作和维护能力不足,容易造成现有节能设备失效。节能设备设施的不兼容、不统一;维修材料和零部件难以获取;物业公司和专业管理人员的频繁更换致使一些运行良好的节能设备设施被搁置。运行中管理人员的非专业行为,容易造成设备利用不足或因过分依赖自动化而形成浪费。很多建筑节能设备设施的管理成本高、难度大、效果不明显,安全风险还较高,更加剧了此类现象。

(5)用户对建筑节能重要性认识有待进一步提高

用户是节能建筑的使用者和最大受益者,节能建筑的提出也应考虑改善用户的居住环境和生活品质。通过问卷调查发现,约有90%的用户对建筑节能不甚了解,节能意识差,缺乏节能建筑的基本知识,不愿在节能方面有过多投入,抗拒既有房屋的节能改造,对节能建筑的质量和实效性存疑。在缺乏权威部门对房屋节能效果做出客观评价情况下,用户自身不能判别房屋的节能效果,无法确定能源费用的节约程度,难以评判节能建筑在提高生活质量和健康舒适度的表现,以致出现政府努力积极推广,市场反应冷淡的不利局面,从而影响节能建筑的全面推广落实。

(6)主管部门对节能建筑支持力度有待进一步加强

主管部门对节能建筑的技术进步及创新的资金支持力度不够,相应的惩罚政策配套不够完善,缺乏切实有效的建筑能效评价体系。相关工作仅部分部门在执行做,没能形成产业链体系,也未将节能建筑的运营管理纳入系统化管理。现有的法律法规及节能标准、对节能建筑仅有总体要求,适用范围和实用细则有限,难以切实评判和落实。不同节能措施的增量成本是不同的,在难以判断其未来收益情况下,要鼓励相关的尝试和探索,对某些可能效率不高的研究、设计和实施要提高政策宽容度。在技术性能参数和材料没达到准确值的情况下,建议由权威部门参照类似产品或技术标准暂定统一数据。

3 节能建筑发展推广的措施建议

节能建筑的提出和研究时间较短,要加快发展节能建筑步伐,就必须重视建筑节能设备的研究与开发应用,坚持科技进步,加大科研投入,提高节能建筑的科技含量和产品附加值。不能盲目克隆国外的技术,努力提高自主创新能力,通过技术创新研究、开展系统技术集成、消化吸收国外先进技术和经验,提高国产化设备开发能力、制造水平和集成能力,形成专业可靠、水平较高的自主产品设备技术体系。

(1)节能设计要符合当地实际,结合建筑的自然环境和人文环境,关注使用者的真正需求,合理控制建筑体型系数、选取成熟稳定性价比高的节能措施、合适的被动式节能技术、灵活使用建筑预制装配技术、降低建材含能和使用能耗、充分利用地下空间、合理运用自然通风降低建筑冷热负荷、冷热源优化、提高围护结构的隔热和储热能力。具体设计中还要考虑合理安排门窗位置和比例,减少热桥效应;考虑室内空间的功能调整及通用性,减少装修损耗和反复拆除的能源损失;优化通风系统,减少全封闭不通风的仅采光的窗户设计。采用除湿热措施,减少因单纯除湿需要而必须开启大功率空调系统;合理的建筑功能分区和内部封闭分割,保证基本活动区域的热工设计需求,减少不必要区域的能源损耗;不盲目追求不必要的大尺寸、大空间、大外窗。设计中要努力避免风车、太阳能板、电池储能系统、自动感应控制系统、地热及各类用水调热系统等成本较高、生产过程能耗大;易损耗、日常维护成本高、维护保养难度大;寿命周期内难以回收成本的设备设施。结合建筑功能和居民使用习惯谨慎使用和合理配套各类水资源回收利用等设备设施,合理考虑大面积玻璃幕墙、不必要的建筑外形和选材,降低能源损耗与清洁用水消耗。加强施工队伍节能建筑施工技术培训,成立节能建筑专业施工队伍,全面理解执行节能设计意图。

(2)农村建筑周边可考虑种植落叶植物,以供夏季遮阳降温,冬季落叶后不影响采光取暖。农村建筑场地较大,可考虑利用空气内外、高低的压差和地埋管进行热工节能设计;采用合理建材,冬季日照吸热和储热,夜晚释放。维护结构的保温设计和施工遵循本土技术、本土材料、本土工匠的原则以推进农村节能建筑的可持续发展。不盲目使用不切实际的建筑形式和材料,努力调整改造原有乡土建筑形式。

(3)寻求适合建筑需求的节能方式和使用方法。通过对建筑空间的能源需求结构、比例、方式、时段等进行分析,观察统计用户使用方式调整营运程序,避免浪费能源。对建筑的节能设备进行有效的维护,延长其使用寿命。通过节约后期运行费用以抵消建造过程中增加的费用,不为追求潮流或迎合审查盲目采取不合理的节能选择。

(4)用户主动进行节约能源和使用节能设备是最有效、最直接的节能方式。可通过多方引导和改善用户的节能行为和使用习惯以达到节能的效果;在政府扶持下对既有建筑进行节能改造时,应充分考虑用户的习惯和建议,共同营造节能环保的生活环境。

(5)各地行政管理机构应根据当地气候地理条件、经济发展水平、生态建设要求,参考国际先进标准,按照“技术适用、经济合理”原则,科学合理地制定地方标准和实施细则。建立覆盖不同建筑类型,涵盖建材、设备、构配件等,贯穿规划、设计、建造、运营、改造、拆除等全寿命周期的建筑节能标准体系。大力推进建筑工业化和绿色施工,完善装配式建筑监管体系和考核评价。健全建筑节能工作管理机制,加快建筑能耗监测系统建设,优化既有公共建筑节能改造机制,严格监管和执法实施。在完善公共机构能耗统计、能源审计、能效公示管理制度的基础上进行既有公共建筑节能改造。制定相应奖惩措施、激励措施和扶持办法,利用各类金融政策和行政政策引导和调节建筑节能工作;依靠科技进步,积极推广建筑节能新技术、新产品;利用协会、媒体或科研机构开展建筑节能宣传和行业培训工作。

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