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第2章 建筑节能基本知识(1)

第一节 概述

学习目的:本节通过对建筑节能概念、现状及其建筑节能工程施工质量验收规范的简述,使学员能够意识到建筑节能形势的紧迫性,理解建筑节能与绿色建筑之间的异同,熟悉建筑节能施工质量验收规范的基本知识。

我国资源总量和人均资源量都严重不足,资源再生利用率也远低于发达国家。改革开放以来,我国的国民经济发展较快,各项建设取得了有目共睹的巨大成就,但另一方面又存在着资源短缺、环境污染和生态恶化的严峻状况,资源消耗逐年增加,污染物的排放总量不断上升,经济发展与资源环境的矛盾日趋尖锐。可以说,可持续发展是经过对传统发展模式的深刻反思后作出的必然选择,我国“十一五”规划纲要提出,“十一五”期间国内生产总值能耗降低20%左右、主要污染物排放总量减少10%。近年来,全国上下加强了节能减排工作,国务院发布了加强节能工作的决定,制定了促进节能减排的一系列政策措施,各地区、各部门相继做出了工作部署,节能减排工作取得了有效进展。

节能减排指的是减少能源消耗和降低废气排放。在建设行业中,节能减排的潜力巨大。

一方面,随着城镇化建设的步伐不断加快,人民生活水平进一步提高,建筑能耗总量在全社会终端能源消耗中所占的比例也逐年上升。另一方面,道路重复开挖、污水处理能力不能满足排放要求、水资源过度耗用、土地资源过度开发,国土耕地保有量日趋减少。而建设行业的节能减排工作,关键在建筑节能。

建筑节能是指建筑物在规划、设计、建造和使用过程中,执行建筑节能标准,采用相应的建筑结构、技术、工艺、材料、构配件和设备,规范建筑物用能系统的运行,减少建筑物及其用能系统的能耗,合理、有效利用能源的活动。根据国际通行的分类,建筑能耗一般是指民用建筑的使用能耗,包括采暖、空调、通风、热水供应、照明、炊事、家用电器等方面的能耗。我国现有建筑存量较大,新建建筑发展较快,而且绝大多数建筑的外围护结构热工性能差,传热系数与我国气候接近的工业发达国家相比,外墙为他们的3.5~4.5倍,外窗为2~3倍,屋面为3~6倍。随着我国社会经济发展和人民生活水平不断提高,对工作环境和生活居住环境的改善,对热舒适度要求也将不断提高,冬季供热采暖和夏季空调降温,建筑耗能量将会相应增加。但在建筑施工过程中,我们不仅要重视通过建筑节能来减少建筑物使用过程中的能源消耗,而且还必须考虑建筑物建造过程中的节能问题。

党中央、国务院对建筑节能工作非常重视。胡锦涛总书记在2004年中央经济工作会议上明确提出,要大力发展节能省地型住宅,全面推广和普及节能技术,制定并强制推行更严格的节能节材节水标准。温家宝总理要求,大力抓好能源、资源节约,加快发展循环经济;要充分认识节约能源、资源的重要性和紧迫性,增强危机感和责任感。温家宝总理在2005年政府工作报告中又明确提出,鼓励发展节能省地型住宅和公共建筑。从战略高度提出发展节能省地型住宅和公共建筑,是新时期转变城乡建设方式,提高城乡发展质量和效益的重要决策。建设部在《关于发展节能省地型住宅和公共建筑的指导意见》(建科〔2005〕78号)中提出了大力发展节能省地型住宅和公共建筑的指导思想和工作目标。到2010年,全国城镇新建建筑实现节能50%;既有建筑节能改造逐步开展,大城市完成应改造面积的25%,中等城市完成15%,小城市完成10%;城乡新增建设用地占用耕地的增长幅度要在现有基础上力争减少20%;建筑建造和使用过程的节水率在现有基础上提高20%以上;新建建筑对不可再生资源的总消耗比现在下降10%。到2020年,北方和沿海经济发达地区和特大城市新建建筑实现节能65%的目标,绝大部分既有建筑完成节能改造;城乡新增建设用地占用耕地的增长幅度要在2010年目标基础上再大幅度减少;争取建筑建造和使用过程的节水率比2010年再提高10%;新建建筑对不可再生资源的总消耗比2010年再下降20%。当前,国家对节能和减排工作提出了更高的要求。2009年,我国作出了到2020年我国单位国内生产总值二氧化碳排放比2005年下降40%~45%的承诺。

浙江省是建筑大省,也是资源小省。2009年全省建筑业完成总产值9351亿元,实现利润250亿元,连续8年位居全国第一。建筑业增加值达1386亿元,占全省GDP的6%,是浙江省的支柱产业之一。但资源短缺已经成为制约全省经济社会持续健康发展的瓶颈。浙江省委、省政府也高度重视建筑节能工作,通过实施“生态省建设”、“811环境整治行动”、“六大行动计划”、“六个一百工程”和“建筑节能专项行动”等重大战略部署,在全社会大力推动建筑节能工作,取得了较为理想的效果。在这期间,绿色节能技术和节能产品的推广使用,在推进建筑节能工作中发挥了重要作用,也逐渐取得了社会共识。浙江省作为经济较为活跃的省份,随着新型城市化进程的不断加快和社会主义新农村建设的全面推进,在今后一个时期,浙江省的节能减排任务形势会更加严峻,任务会更加繁重。因此,在全社会围绕建筑节能这个主题,搞好城乡规划、建筑设计、建设施工、工程监理,推广使用绿色节能技术和节能产品,意义尤为重要。

一、建筑节能工作现状

(一)建筑能耗现状

我国建筑包括城镇民用建筑、农村居住建筑和工业建筑等。由于我国地域辽阔,气候条件差距较大,经济发展水平不平衡,故建筑能耗的形式也有不同,从浙江省的情况来看,主要有以下几种:

(1)空调能耗。依据浙江省的气候特点,空调主要用于夏季制冷,在公共建筑中同时也用于冬季采暖。围护结构保温和隔热性能不良(墙体、门窗、屋面、地面)、空调设备运行能效低、建筑物运行管理不善,都会导致空调能耗的增加,特别是大型公共建筑和政府机关办公建筑的空调能耗。

(2)照明能耗。

(3)其他生活能耗。如家用电器用电、热水、煤气等。

(二)浙江省建筑节能进展情况

近年来,浙江省通过全面实施建筑节能标准,扎实推进建筑节能各项工作,建筑节能工作总体进展顺利,成效明显。浙江省在全国率先由省政府召开建筑节能工作会议、率先安排省级建筑节能专项资金、率先颁布政府规章《浙江省建筑节能管理办法》、率先开展建筑用能监管体系试点建设、率先提出可再生能源建筑应用区域化战略,这些工作举措,推动浙江省建筑节能各项工作走在全国前列。具体有以下几个方面:

(1)建筑节能工作的组织领导体系和政策法规体系基本建立。在各级政府的高度重视下,省、市、县三级建筑节能领导机构体系基本建立,组织领导工作得到加强。《浙江省建筑节能管理办法》、《浙江省建筑节能“十一五”发展规划》等政策法规体系基本建立,浙江省建设厅还陆续出台了《加强公共建筑节能管理和既有建筑节能改造工作的实施意见》、《浙江省建筑节能示范工程申报验收管理程序》等一系列规范性文件。工作机构也逐步健全,省里成立了浙江省建筑节能中心,并在建筑业协会、勘察设计协会、建筑装饰协会成立浙江省建筑节能分会。

(2)建筑节能工作的技术支撑体系逐步完善。建筑节能技术标准框架进一步健全,先后编制出台了《浙江省居住建筑节能设计标准》、《浙江省公共建筑节能设计标准》、《绿色建筑标准》等10项建筑节能标准和《围护结构保温详图》等21项设计图集;2007年国家出台了《建筑节能工程施工质量验收规范》(GB50411-2007),为建筑施工提供了技术支持。为确保《建筑节能工程施工质量验收规范》(GB50411-2007)在浙江省的全面贯彻实施,方便实际操作,根据规范条文和浙江省有关规定,浙江省建设厅还专门组织专家编制了《建筑节能工程施工质量验收规范实施细则》。建筑节能科研技术创新不断突破,浙江大学的《推动建筑节能及建筑新材料应用》列为省长重大研究课题,《浙江省公共建筑能源高效利用集成技术研究》等3项课题被确定为省重大科技专项;先后确定了《地源热泵地热换热系统的设计与示范》等近30项省建筑节能资金补助计划科研项目。还有一大批建筑节能相关技术、产品在科研机构、大专院校和企业中研究推广。

(3)建筑节能工作的监督管理体系逐步建立。2004年以来,为加强对建筑节能各项工作目标的推进和监督管理,浙江省每年组织开展全省建筑节能专项检查,各市也组织定期或不定期的建筑节能专项检查。通过检查,有效地督促了建筑节能各项法规政策和技术标准的落实。

省、市都已出台相关监管措施,建立了有效的制度,在立项审批、施工图许可、竣工验收备案等各环节严格把关。

(4)建筑节能技术和产品的研发得到加强,特别是建筑外墙、屋顶和门窗的保温隔热等方面,许多科研成果已经转化为生产力,使建筑围护结构的保温隔热性能得到大幅度提高,建筑节能产业化取得长足进步。

(三)围护结构建筑节能工程常用术语

(1)围护结构。围护结构是指建筑及房间各面的围挡物。它分透明和不透明两部分:不透明围护结构有墙、屋顶和楼板等;透明围护结构有窗户、天窗和阳台门等。按是否同室外空气直接接触,又可分外围护结构和内围护结构。外围护结构是指同室外空气直接接触的围护结构,如外墙、屋顶、外门和外窗等;内围护结构是指不同室外空气直接接触的围护结构,如隔墙、楼板、内门和内窗等。

(2)保温和隔热性能。围护结构(包括屋顶、外墙、门窗等)的保温性能通常是指在冬季室内外条件下,围护结构阻止由室内向室外传热,从而使室内保持适当温度的能力。围护结构的隔热性能通常是指在夏季自然通风情况下,围护结构在室外综合温度(由室外空气和太阳辐射合成)和室内空气温度波作用下,其内表面保持较低温度的能力。

(3)导热系数。导热系数是指在稳态条件下,1m厚的物体,两侧表面温差1℃,1h内通过1m2面积传递的热量,用λ表示,单位是W/(m·K)。

(4)传热系数。传热系数是指在稳态条件下,围护结构两侧空气温差1℃,1h内通过1m2面积传递的热量,用K表示,单位是W/(m2·K)。

(5)热桥。建筑围护结构中的一些部位,在室内外温差的作用下,形成热流相对密集、内表面温度较低的区域。这些部位成为传热较多的桥梁,故称为热桥。

二、《建筑节能工程施工质量验收规范》概述

为统一民用建筑节能工程的设计深度、材料、施工质量验收评定办法与检测,在设计标准的基础上,国家于2007年颁布了《建筑节能工程施工质量验收规范》(GB50411-2007)(以下简称《规范》),并于2007年10月1日起施行,使我国的建筑节能管理的法规制度和带有技术法规属性的强制性标准文本体系得到了进一步完善。

《规范》共分15章,3个附录,240条。

《规范》第3.4.1条明确提出,建筑节能工程为单位建筑工程的一个分部工程,包括墙体节能、幕墙节能、门窗节能、屋面节能、地面节能、采暖节能、通风与空调节能、空调与采暖系统冷热源及管网节能、配电与照明节能、监测与控制节能等十个分项工程。

《规范》第1章“总则”主要介绍了编制目的、依据、适用范围、各项规定的严格程度,以及执行《规范》与执行其他标准规范之间的关系等基本事项。第1.0.2条明确提出了《规范》的适用范围是新建、改建和扩建的民用建筑节能工程施工质量验收。第1.0.4条提出建筑节能工程施工质量验收除应执行本规范外,尚应遵守《建筑工程施工质量验收统一标准》GB50300、各专业工程施工质量验收规范和国家现行有关标准的规定。

《规范》第3章“基本规定”分为4节,其各项内容,是整本规范的纲领,分别给出建筑节能工程验收中“技术与管理”、“材料与设备”、“施工与控制”以及“验收的划分”等基本内容。

(一)技术与管理

在技术与管理方面,《规范》中列入了关于管理方面的规定,即规定任何一个施工现场,都必须做到“三有”,即:“有标准、有体系、有制度”。“有标准”是指施工现场必须具备相应的标准。“有体系”是要求每一个施工现场,都要树立靠体系管理质量的观念,并从组织上加以落实。“有制度”是指建筑工程施工中制度必须健全。这种制度首先应该是一种“责任制度”。

只有建立起必要的质量责任制度,才能对建筑工程施工的全过程进行有效的控制。

(1)承担建筑节能工程的施工企业应具备相应的资质。在执行中,目前国家尚未制定专门的节能工程施工资质,所以应按照国家现行规定具备相应的建筑工程承包的施工资质。如国家制定专门的节能工程施工资质,则应按照国家规定执行。

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