裝配式住宅節能性分析

(內蒙古科技大學土木工程學院 內蒙古 包頭 014010)

裝配式住宅節能性分析

金國輝廉曉軍

(內蒙古科技大學土木工程學院內蒙古包頭014010)

我國建筑業近些年來一直是高消耗、高污染，這已經嚴重制約了我國社會經濟的發展。而裝配式住宅的出現，則正符合建筑業的節能減排潮流。通過資源環境績效指數和目標距離法對裝配式住宅建造過程中的資源能源消耗以及廢棄物的排放進行分析，借此來對裝配式住宅在建造階段的節能效益進行分析。

裝配式住宅；建造階段；節能效益；資源環境績效指數；目標距離法

一、引言

近年來，隨著全球能源和環境危機的日益嚴峻，綠色生態、綠色建筑、可持續發展等觀念正逐步深入人心。而我國正處于城鎮化的進程中，對于建筑業來說，環境與能源方面的壓力更是沉重無比，因此推行一種既高效節能，又安全環保的生產建造方式就顯得刻不容緩。

二、裝配式住宅的興起

在第十屆“國際綠色建筑與建筑節能大會”上，原住建部副部長仇保興做了題為《普及綠色建筑的捷徑—裝配式住宅》的報告，在報告中指出裝配式住宅是一種既綠色，又能夠快速生產的建造方式[1]。在2013年國務院辦公廳轉發的《綠色建筑行動方案》中明確指出要推動綠色建筑和建筑工業化[2]，“十三五”規劃中亦指出要全面推進以裝配式建筑為核心的建筑產業現代化[3]，同時在2015年12月召開的中央城市會議中也提出要力爭用10年左右的時間，使我國的裝配式建筑占新建建筑的比例達到30%[4]；在會議中所提出的建筑八字方針“經濟、適用、綠色、美觀”，裝配式住宅都完全具備以上的這些特點。從此我們可以看出裝配式住宅在今后將會成為我國建筑業發展的方向。

三、裝配式住宅建造階段效益分析

(一)裝配式住宅建造階段節能效益指標確定

對于裝配式住宅建造階段節能效益指標體系的構建，主要是從以下幾個方面考慮：首先是能源方面，建造過程作為建筑整個生命周期內能源消耗的第二大項，其綠色節能性能的好壞直接影響整個建筑生命周期內的綠色與否，所以把耗能作為其中的一個指標就顯得很有必要，而在建造過程中對電和燃油等能源的消耗量，則是衡量能耗效益的重要指標。其次是資源方面，眾所周知建筑在建造過程中所消耗的資源量是十分巨大的，不論是作為主要材料的水、水泥、混凝土、木材、鋼材等，還是作為輔材的其他資源都是一樣，因此把資源節約作為一個重要的指標亦有其價值。最后是環境保護方面，對于現今日益嚴峻的環境形勢，把環境因素考慮進去那更是不容置疑的，而作為環境因素中的大項，建筑垃圾的排放更是不容忽視的存在。具體體系指標的確定如下表所示：

本文采用資源環境績效指數法(REPI)來對裝配式住宅建造階段的綠色節能性能進行分析。所謂資源環境績效指數，又稱之為節約指數，即是指通過計算資源和能源的利用率以及污染物排放的強度來反映社會的綜合節約水平。本文正是應用REPI指數及其相關理論來對裝配式建造過程的節能效益進行分析論述，具體計算方法如下公式所示：

(公式1)

其中：Wi——該項目第i種資源消耗的權重；xi——某項目裝配式住宅在建設階段第i種資源消耗、能源消耗或污染物排放的總量；g0——某項目的產值；XI——全國裝配式住宅在建設階段第i種資源消耗、能源消耗或污染物排放的總量；G0——全國住宅建筑業生產總值。

而對于Wi的確定，本文主要是運用目標距離法進行賦值評估。所謂目標距離法，即是指某種因素的重要程度可以用當前水平和期望達到的水平之間的差距來表示。期望目標的選擇可以是先進水平、科學目標、政策目標或者管理目標。其計算公式如下所示：

(公式2)

本文將環境績效指數與目標距離法結合使用，先利用目標距離法確定各個指標的權重之后，在將之代入環境績效指數計算公式中去計算最后的系數。運用這兩種方法來計算體系的各項系數，簡便易懂，適用性廣，思路明確，很容易將裝配式住宅建造階段的能源、資源消耗量和污染物排放量進行量化比較。而且運用此法可以根據所評價對象所在的區域進行調整，便與推廣使用。

四、評價案例分析

(一)工程概況。某工程項目總建筑面積86.1萬m2，分為南北兩區，其中北區住宅面積1.4萬m2，本文即是以北區的裝配式住宅為研究對象進行分析。本項目采用裝配整體式剪力墻結構，外墻的預制裝配化率達到了70%，整個項目的裝配化率為39%左右。

(二)評價分析。對該項目建造階段的節能效益評價如下:首先根據實測數據以及相關產業定額來確定出單個一級指標的環境績效指數，之后再利用項目和傳統施工之間的對比來確定其權重Wi，最后根據所求得的單個環境績效指數以及對應的權重因子來計算整個項目的環境績效指數，進而對項目建造階段的節能效益進行評價分析。

1、單個環境績效指數的計算。計算單個環境績效指數所需的各項數據如下表所示：

表2 各項指標參數的數值統計

2015年全國住宅建筑總產值G0的確定：2015年全國住宅施工面積106644.96萬m2，房屋建筑的施工面積154449.54萬m2，2015年房屋建筑工程總產值180757億元，進而可以得出全國住宅建筑總產值=180757×(106644.96/154449.54)=124809.84億元。

所選項目的住宅建筑總產值g0為261079200元。

2、權重Wi的確定。首先先計算出各個指標的權重因子，然后再計算出各項指標所對應的指標，具體指標權重的計算則是利用下述公式進行：

(公式3)

計算結果如下表所示：

表3 各指標參數權重統計數據

在計算完各項基本參數之后，再利用公式1對最終的綜合資源環境績效指數進行計算，計算結果如下表所示：

表4 綜合資源環境績效指數

(三)結果分析

以REPI指數為1代表業內節能的行業標準，當一個項目的REPI指數越高時，代表其節能效益越差，反之當REPI指數越低時，代表其節能效益越好。本項目的綜合REPI指數為0.34，遠低于行業標準1，由此可見項目的節能效益良好。

接下來分析各個分項REPI指數。從上表中我們可以看出，在所有的三個分項指標中，資源消耗類的指數最高為0.61，這表明這一項的相對節能效益是最低的。而在其所包含的4個單項中，鋼材和水泥的指數又是相對較高的，因此若想進一步提高節能效益，可以從這兩方面進行著手優化。在三個分項指標中，廢棄物排放的指數最低為0.09，這表明這一項的相對節能效益最好，這是由于工廠的預制制作大大減少了現場的各項施工耗水，同時建筑垃圾的排放也不再像傳統的施工那么大量。

五、結束語

裝配式作為一種新興的住宅建造方式，它不僅能夠提升住宅的居住質量，節省勞動力，提高住宅建造效率，而且具有顯著的節能效益，是實現我國建筑業可持續發展的必經之路。本文通過對其建造階段的節能效益進行分析，可以得出其相較于傳統的建造方式具有極其顯著的節能效益，有利于我國建筑節能事業的發展，而且評價體系也可以為企業提供一個改善其施工環境的標準，促進其施工技術的不斷進步。

[1]仇保興.發展裝配式住宅普及綠色建筑[J].城市住宅.2014(05):6-8.

[2]劉美霞、武振等.住宅產業化裝配式建造方式節能效益與碳排放評價[J].建筑結構.2015(45):71-75.

[3]中華人民共和國發展與改革委員會.中華人民共和國國民經濟和社會發展第十三個五年規劃綱要[Z].201603.

[4]季振鵬.裝配式住宅在綠色建筑中的應用實例分析[J].住宅產業.2014(05):1-13.

內蒙古自治區自然科學基金(2016MS0516)；國家自然科學基金(51668051)；內蒙古自治區自然科學基金(2017MS(LH)0532)；國家自然科學基金(51768053)

金國輝(1965-)，內蒙古科技大學教授，研究方向綠色建筑與建筑節能。

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