李 冕 劉中常 劉秀玉
我國的建筑能耗量約占全國總用能量的37%,居耗能首位[1]。中國是主要能源消耗國家,對于全球氣候變暖承擔著重大的責任,而作為耗能大戶的建筑,節能技術的應用相當重要。位于長江流域的馬鞍山按建筑氣候劃分屬于夏熱冬冷地區[2]。該地區建筑的濕熱環境質量是全國最差的。本文以安徽省馬鞍山市博望鎮新農村住宅為例,首先對該地區的能耗進行調研和分析,然后對該地區進行節能技術改造和經濟分析。
地屬馬鞍山博望鎮的三楊村經濟發達,2008年,全村實現工農總產值2.6億元,村民人均純收入8 600元,村集體收入420多萬元。因此,從經濟和三楊村村民的接受能力來說,對三楊村進行節能新技術的新農村建設的可行性分析比較適合。
三楊新村建筑概況:三楊新村共314戶,每戶建筑面積在87 m2~144 m2。平均建筑面積約115 m2,分為上下兩層建筑,戶型是普通庭院式住宅。政府從2007年統一建設,于2009年全部竣工。三楊村居民居住人數情況:根據調研結果三楊新村已入住居民676人,每戶成員一般是3人~6人。三楊新村房屋建筑基本信息如表1所示。根據調研問卷計算得出居民對節能技術的經濟承受能力平均為3 349元。三楊村采暖等用能的基本情況,對180戶進行調查計算得出平均每戶每月用電量為124度。平均每戶年能源經濟花費為1 956元。居民對住宅舒適度的滿意度情況,夏天白天房屋感到悶熱的占60%,舒適或涼爽的占40%;冬天白天感到寒冷的占60%,涼爽或舒適的占40%;對采暖滿意的占74%,不滿意的占26%。三楊村居民愿意接受新技術的占59%,不愿意的占41%。
根據當地的地理位置、氣象條件和經濟發展情況可采取的建筑節能技術措施主要有以下幾點。
傳統的屋面保溫材料基本采用防水層,因為傳統保溫材料的吸水性是較強的,因此在施工當中增加了造價和復雜程度[3]。倒置式屋面就是將傳統屋面構造中的保溫層與防水層顛倒,使用的新型保溫材料具有“憎水性”。采用倒置式屋面的方法的優點是:屋面的保溫性能好,施工方便,不易老化,不受天氣限制,維修方便。

表1 三楊村房屋基本信息表
在住宅能耗損失當中,外門窗是住宅能耗散失的比例非常大的地方,其中傳熱損失約為總能耗的1/3,因此,在保證門窗的使用功能下,盡量減小外門窗的面積,提高門窗的保溫性能和氣密性。外門窗的節能技術有:
1)控制住宅窗墻比。住宅窗墻比是指住宅窗戶洞口面積與住宅立面單元面積的比值,JGJ 26-1955民用建筑節能設計標準(采暖居住部分)對不同朝向的住宅窗墻比作了嚴格的規定,指出“北向、東向和西向、南向的窗墻比不應超過20%,30%,35%”[4]。2)提高住宅外窗的氣密性與保溫性能。在提高住宅外窗的氣密性方面,可以通過使用保溫性能良好的門窗材料,門窗設置泡沫密封條,門窗框與墻間的縫隙采用彈性密閉型材料等。門戶與陽臺門應結合防火、防盜要求,在門的空腹內填充聚苯乙烯板或巖棉板,以增加其絕熱性能;設置雙玻璃或三玻璃,并積極采用中空玻璃、鍍膜玻璃,有條件的住宅可采用低輻射玻璃;縮短門扇的縫隙長度,采用大窗扇,擴大單塊玻璃的面積,減少窗芯,合理地減小可開啟的窗扇面積,適當增加固定玻璃及固定窗扇的面積。3)門窗洞口側面做保溫。對門窗洞口側面做保溫處理,可以采用的材料有聚苯板或者膠粉聚苯顆粒漿料等。將其貼在門窗上下板及側面,從而達到保溫效果。4)設置“溫度阻尼區”。在住宅中,將北陽臺的外門、窗全部用密封陽臺封閉起來,外門設防風門斗,防止冷風倒灌,樓梯間設置成封閉式的,對屋頂上人孔進行封閉處理等措施均能收到良好的節能效果。
采用外墻外保溫技術、膠粉EPS顆粒保溫漿料、混凝土小型空心磚塊技術。
混凝土小型空心磚塊是目前最有發展前景的新型墻體材料。依其所用混凝土類別分為:普通混凝土小砌塊及輕集料混凝土小砌塊。前者主要用于承重內墻,后者主要用于保溫外墻。混凝土小型空心磚塊的優點有:輕質、保溫隔熱、隔聲、耐火、耐久性、耐水性。
綜上所述,在安徽省馬鞍山地區,可采用的建筑節能技術有:倒置式屋面、中空玻璃、保溫外墻和混凝土空心砌塊4種技術。現對該4種節能技術的經濟可能性進行分析,見表2。

表2 節能技術與普通技術價格比較
由表2可知:倒置式屋面與傳統屋面相比造價增加約20元/m2;中空低輻射玻璃鋼塑復合窗與普通鋁合金相比造價增加約100元/m2;保溫外墻與普通外墻相比造價增加約40元/m2;混凝土小型空心磚塊與實心磚塊相比造價增加約20元/m3。
以每棟房子屋面面積為60 m2,外墻150 m2,外墻所需空心磚200 m3,10扇窗戶計,則采用以上節能技術后,每棟房屋增加造價約13 700元。現有房屋價格市值約為40萬元,利用節能技術增加的造價占房屋價格的3.43%。由此看出利用節能技術增加的成本比例很小。
根據文獻,如使用以上4種節能技術,能節約用電50%[5]。根據三楊村天氣氣候條件,空調使用月份大概是6月,7月,8月,9月,12月,1月,2月。每月用電124度,則節約用電124×50% ×7=434度。在其他月份達到與新型節能技術相同環境舒適度,需耗電150度,則每戶年節約用電約584度。民用用電0.5元/度,則每戶年節約資金約292元。按2009年全國發電標準煤(含碳85%)消耗342 g/度計算,每戶年節約標準煤約200 kg,減少CO2排放量約623 kg。按照民用住宅使用壽命為50年計算,使用節能技術后每棟房屋節約10 t標準煤,減少CO2排放量約31.2 t。
通過對馬鞍山博望鎮三楊村運用建筑節能技術,結果表明:
1)與普通住宅相比較,平均每棟房屋增加造價約為原房屋價格的3.43%。2)每年節約電量約為584度。3)每年收回成本292元,預計47年可收回建筑節能增加的成本。4)節約標準煤10 t,減少CO2排放量31.2 t。節能建筑在成本增加很少的情況下(3.43%),使得住宅環境得到很大改善。增加成本也能得到回收。在國家大力提倡建立資源節約型社會的背景下,節能新技術必將有廣闊的發展前景。
注:感謝黃偉院長對此次調研的資助。
[1]王 磊.中國房屋建筑能耗問題及其對策[J].城市住宅,2008(10):114.
[2]高廣華,張 健.不可忽視的夏熱冬冷地區空調建筑節能問題[J].四川建筑,2001,21(1):27.
[3]朱 偉.房屋建筑節能技術的幾點措施[J].甘肅科技,2002(2):37.
[4]孫健安.淺談節能技術在建筑上的應用[J].陜西建筑,2008(9):23.
[5]姚 健.居住建筑節能65%研究[J].暖通空調,2009,39(10):79-81.