解決貴州省民用建筑能效測評標(biāo)識體系初探

譚 進 龍建旭

建筑能耗劃分為建造過程中(施工階段)的能耗和使用過程中的能耗。建造過程的能耗包括建筑材料、建筑構(gòu)配件、建筑設(shè)備的生產(chǎn)和運輸以及建筑施工和安裝中的能耗。使用過程中的能耗包括建筑使用期間采暖、通風(fēng)、空調(diào)、照明、家用電器和炊事熱水供應(yīng)等所使用的能量。一般情況下,建造能耗與日常使用能耗之比約為1∶9～2∶8之間,所以建筑能耗的重點是使用能耗。

建筑物作為一種特殊的商品,從它的生產(chǎn)使用來看經(jīng)歷了設(shè)計、施工、使用的過程。為此國家頒布了一系列的法律法規(guī)來保障建筑物商品生命周期每一過程的“節(jié)能性”(見圖1)。

貴州省屬經(jīng)濟落后地區(qū),隨著西部大開發(fā)及城市化水平的快速提高,新建建設(shè)增加量大幅提升。但保溫節(jié)能工作嚴重滯后,居住建筑圍護結(jié)構(gòu)過于單薄,門窗縫隙過大,能耗過高。貴州省屬高原性氣候,夏熱冬冷地區(qū),溫和地區(qū)和夏涼冬冷地區(qū)氣候特征明顯,占全省面積絕大部分,夏季濕熱、冬季陰冷。本省地處低緯山區(qū),地勢高差懸殊,天氣氣候特點在垂直方向差異較大,立體氣候明顯。由于東、西部之間的海拔高差在2 500 m以上,故隨著從東到西的地勢不斷增高,各種氣象要素有明顯不同。如西部的威寧較中部的貴陽海拔增高1 163m,年太陽輻射較貴陽多96MJ/m2,年平均氣溫低4.8℃,年平均絕對濕度小4.0 hPa,故威寧氣候高寒,貴陽則氣候溫和。在水平距離不大但坡度較陡的地區(qū),立體氣候特征更明顯,群眾中廣為流傳的“一山有四季,十里不同天”的說法,充分說明了貴州山區(qū)垂直氣候的差異性。貴州居民從來都有采暖習(xí)慣。由于經(jīng)濟原因,過去居住建筑設(shè)計均不考慮冬季采暖要求及夏季空調(diào)降溫要求,居住建筑熱工性能差、室內(nèi)熱環(huán)境質(zhì)量差;不滿足經(jīng)濟發(fā)展人們對居住空間采暖空調(diào)要求,要滿足人們的居住空間舒適需求,就不得不消耗大量能源。

為此,貴州省出臺了一系列貴州特殊情況的建筑節(jié)能相關(guān)政策、法規(guī)。其中2008年12月30日公布 2009年1月1日開始執(zhí)行《貴州省居住建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》,該標(biāo)準(zhǔn)目標(biāo)為貫徹執(zhí)行國家有關(guān)節(jié)約能源、保護環(huán)境的政策和法規(guī),改善我省居住建筑室內(nèi)熱環(huán)境,提高冬季采暖、夏季空調(diào)的能源利用效率。

規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)保證了建筑節(jié)能最大可能的實現(xiàn),但節(jié)能效果的評價卻是將節(jié)能落到實處的關(guān)鍵所在。也就是說在建筑商品的生命周期之內(nèi)貴州省地方規(guī)范只覆蓋到“設(shè)計”這一個階段。“施工”這一階段由于受各地區(qū)不同氣候情況影響不是非常明顯,所以可以考慮采用國家標(biāo)準(zhǔn)就可以達到節(jié)能目的。但是在“使用”這個階段,貴州省并沒有一個與之對應(yīng)的地方規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。因此建筑就算按照《貴州省居住建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》設(shè)計,采用國家施工標(biāo)準(zhǔn)進行施工,但在使用上卻無法判定在貴州特殊氣候環(huán)境作用下建筑物是否真正達到“節(jié)能”。而使用階段恰恰是建筑物耗能中所占比例最大的一個階段(見圖2)。

在短期內(nèi)貴州可以采用國家規(guī)范對建筑物在使用階段的節(jié)能性能進行評估。但是從長期使用的角度上來說國家規(guī)范并不適用于貴州地區(qū)特殊的氣候環(huán)境。如:教學(xué)樓進行節(jié)能效果評估的時候:在貴州省氣溫最高為7月及8月,在這兩個月實際上學(xué)校已經(jīng)放假,因此絕大多數(shù)貴州教學(xué)樓并未曾產(chǎn)生降溫所消耗的能源。而在氣溫最冷的1月,2月,學(xué)生也已放假,所以教學(xué)樓也無需采用采暖措施,因此也就不會出現(xiàn)建筑物在使用過程中出現(xiàn)采暖能耗。如果沿用國家的評估標(biāo)準(zhǔn)的采用節(jié)能措施后的建筑物所消耗的這部分能耗比可能就會體現(xiàn)出“不節(jié)能”。但是采用了節(jié)能措施后的教學(xué)樓內(nèi)室內(nèi)熱舒適度肯定會大幅度提高,學(xué)生在室內(nèi)12月溫度偏低時感覺肯定會更加溫暖。因此國家在頒布民用建筑節(jié)能條例時也明確指出“國家鼓勵制定、采用優(yōu)于國家民用建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)的地方民用建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)”。

因此如何去體現(xiàn)這些貴州地區(qū)特殊氣候環(huán)境和在不同使用情況下建筑物的節(jié)能效果是值得我們深入研究的一個問題。

1)建筑節(jié)能的考慮不光是得考慮常規(guī)單獨建筑材料是否節(jié)能,也必須考慮建筑物修筑以后的“整體節(jié)能效果”。而各地區(qū)不同氣候情況、地理情況、常用節(jié)能材料獲取難易程度、經(jīng)濟環(huán)境等也會造成建筑節(jié)能效果的不同。因此建筑節(jié)能效果的評估有著很大的地域性。貴州省屬高原性氣候,主要有夏熱冬冷地區(qū)、溫和地區(qū)、夏熱冬暖地區(qū)和夏涼冬冷地區(qū),其中夏熱冬冷地區(qū)占多數(shù)。考慮到研究工作開展難度熱工分區(qū)夏熱冬冷地區(qū)占多數(shù),所以應(yīng)主要針對夏熱冬冷地區(qū)進行。在國家“民用建筑能效測評標(biāo)識”意見指導(dǎo)下,結(jié)合貴州獨特的氣候環(huán)境和建筑形式,應(yīng)通過對貴州夏熱冬冷地區(qū)既有建筑進行軟件評估、現(xiàn)場檢查及性能測試的方法,針對既有建筑能效測評標(biāo)識體系進行研究,以期達到優(yōu)化民用建筑能效測評標(biāo)識體系,為建立適合貴州本省情況的“貴州地方民用建筑能效評測標(biāo)準(zhǔn)”作出貢獻。2)通過對新建建筑和既有建筑的節(jié)能情況進行調(diào)研,結(jié)合軟件建筑耗能模擬。建立適合貴州夏熱冬冷地區(qū)特殊高原氣候環(huán)境的節(jié)能效果評價體系。擬建立的節(jié)能效果評價體系應(yīng)具有以下特點:a.客觀性。不因評價人或評價機構(gòu)不同而不同,給出明確的檢測方法和評價方法,任何專業(yè)人員、正式檢測機構(gòu)按照此方法進行操作都能得到一致的檢測數(shù)據(jù)和評價結(jié)果。b.可獲得。確定的評價體系中的指標(biāo)能夠較為容易獲得,例如墻體的傳熱系數(shù),對于一棟有上百塊墻體的樓,每一塊墻體的傳熱系數(shù)不會完全相同,又不可能對每一塊墻都進行測量。因此,如何選擇代表墻體,利用它們的傳熱系數(shù)代表這棟樓墻體的整體效果成為指標(biāo)獲得的關(guān)鍵。因此確定下來的指標(biāo)必須附有它如何獲得的方法,因為如果無法獲得,指標(biāo)確定下來也不具有任何意義。c.可量化。貴州省節(jié)能效果評價體系擬采用打分的方法,每一項指標(biāo)的值都需要量化。例如某一棟住宅,外墻傳熱系數(shù)1.5 W/(m2?K),平均窗墻比0.32,若外窗遮陽系數(shù)一項滿分10分,按照《貴州省居住建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》的規(guī)定,外活動木制百葉窗遮陽系數(shù)限值 SC≥0.15,因此,當(dāng)這棟住宅外活動木制百葉窗遮陽系數(shù)SC＞0.6可得10分,當(dāng)SC=0.15時只能得7.5分。3)初步提出貴州地區(qū)既有居住建筑圍護結(jié)構(gòu)節(jié)能改造意見,其應(yīng)具有以下特點:a.地方性。結(jié)合貴州地區(qū)的資源和氣候情況(主要針對冬冷夏熱地區(qū))提出適合貴州民用建筑圍護結(jié)構(gòu)節(jié)能改造方法。如貴州有大量的磷廢渣,貴州正大力開展磷廢渣變廢為寶的研究,已有大量成果,因此可以結(jié)合評價體系提出如磷石膏的使用方案建議。b.可操作性。改造方案是適合貴州地區(qū)的經(jīng)濟發(fā)展情況的具有真實的可操作性,避免出現(xiàn)改造成本大于節(jié)能效果的情況。如大學(xué)教學(xué)樓在現(xiàn)有教學(xué)樓基礎(chǔ)上節(jié)能改造,投入的改造消耗資源是否能真正比教學(xué)樓所節(jié)約能源多。

結(jié)合貴州地區(qū)氣候環(huán)境及經(jīng)濟情況,建立一套適應(yīng)貴州市場需求的民用建筑能耗標(biāo)識體系,促進民用建筑本身的優(yōu)化設(shè)計、節(jié)能的建筑產(chǎn)品與建筑技術(shù)的采用;民用建筑能耗標(biāo)識體系就是在市場機制下建立起能夠健康實施這一標(biāo)識工作,從而真正推動節(jié)能工作的平臺,通過這一平臺的建立,使消費者能夠把節(jié)能作為選擇民用建筑的一項指標(biāo),由消費者推動開發(fā)商以節(jié)能為開發(fā)市場的手段,進而由開發(fā)商推動設(shè)計研究和生產(chǎn)部門的民用建筑節(jié)能的研究開發(fā)和相關(guān)產(chǎn)品生產(chǎn),使民用建筑節(jié)能工作進入良性循環(huán)。并且通過該平臺的建立,與貴州發(fā)展的情況相結(jié)合,提出對既有建筑物改造的方案,加快貴州地區(qū)的節(jié)能工作的開展。

[1] 林月玲,張 放.淺談建筑節(jié)能[J].山西建筑,2009,35(20):250-251.