公共建筑节能改造技术

节能改造方案涉及围护结构 暖通空调系统 生活热水系统 照明系统 变配 电系统 其它用能系统 楼宇自控系统 分项计量系统 运行管理和行为节能 9 个方面 按照节能诊断结论有针对性地提出节能改造方案 关于印发 大型公共建筑低成本节能改造技术导则 的通知 低成本节能改造推荐技术措施 5 1 围护结构 5 1 1 围护结构的节能改造宜采用节能效果明显且成本相对较低的改造措施 优先选用对环境影响小 工期短 工艺便捷的改造技术 尽量减少或避免湿作 业施工 宜同时进行空调及供暖系统的节能改造 5 1 2 改造前应对围护结构保温隔热性能及构造节点等进行分析评价 确定围 护结构节能改造的重点部位和重点内容 应优先考虑门窗部位的节能改造 5 1 3 外门窗 透明幕墙 采光顶的改造需综合考虑安全 隔声 采光 通风 节能等性能要求 1 当原门窗 透明幕墙 采光顶除热工性能外的其它功能满足使用要求 时 可采用贴膜或涂膜等低成本技术提高热工性能 使夏季遮阳系数或表面温 度降低值达到设计要求 其要求参见附录 A 2 对无其它遮阳措施的南 西朝向外窗 透明幕墙 可采用安装活动外 遮阳装置 增加内遮阳帘或其它合理的遮阳措施提高其夏季隔热性能 对外窗 采取遮阳措施时应尽可能减少其对采光的影响 5 1 4 外门宜设置门斗等避风设施或采取其它减少冷风渗透的措施 5 2 建筑用能设备 5 2 1 常规用能设备的分类 1 采暖 空调系统 自备冷热源设备 输配设备 末端设备 2 室内办公设备 3 照明系统及设备 4 综合服务用能设备 1 通风设备 非空调区 2 给排水系统及用能设备 3 电梯 4 其它设备 5 2 2 特殊用能设备的分类 1 厨房用能设备 2 信息中心用能设备 3 其它设备 5 2 3 用能设备低成本节能改造的基本条件 1 主要用能设备应在使用年限内 2 通过能源审计 能效检测评估 用能设备及系统能耗超出同类建筑参 考能耗指标或设备及系统效率 如冷水机组 COP 值 冷冻水输送系数 冷却水 输送系数 空调末端能效比等 见附录 A E 5 2 4 供冷 供热系统低成本节能改造的基本技术措施 1 水系统 1 空调系统应实施水力平衡调节 加装必要的调节阀部件 计量装置 加装的设备及阀部件应进行水力计算 满足系统参数要求 2 实施建筑负荷和能耗监测 进行必要的负荷模拟 根据室外气象条 件和室内负荷变化规律 完善冷站设备群控 使冷量供应趋近合理 提高空调 系统能效比 3 冬季供暖自备热源系统 宜根据室外气象条件和供热室温实施气候 补偿自动调节热源供热量 燃气热源宜应用烟气冷凝热回收技术 根据建筑用 途和热惰性选用供热分时分区控制技术 4 合理控制冷热源启停时间 5 空调系统应根据水泵测试数据 经详细测算和综合技术经济比较后 确定实施更换水泵或加装变频设备 冷冻 却 泵应注意冷水机组的保护要求 以防止机组频繁启动而造成的设备损害 变频设备须加装谐波处理装置 6 空调冷冻水泵和供热热水循环泵应分别设置 空调二次泵系统的二 次泵及供热系统热水循环泵可加装变频设备 变频设备须加装谐波处理装置 7 在不影响制冷效果的情况下 适度提高冷冻水出水温度 8 冬季和过渡季节有供冷需求时 可采用冷却塔加板换系统进行免费 供冷 但应做好防冻措施 9 加强末端用冷 用热设备的调节 风机盘管加设温控器和二通阀 散热器加设恒温阀 减少室内过冷或过热损失 2 风系统 1 空调通风系统应加装必要的阀部件 并应具备平衡调节功能 加装 的设备及阀部件应进行相关设计计算 满足系统参数要求 2 空调通风系统应达到合理布局且应保证风量平衡的基本要求 3 按照室内人数和室外空气状况 合理控制新风量 充分 合理回收 排风能量 4 热回收装置应有启动运行或旁通运行的控制 当过渡季节或冬季利 用新风供冷时 应自动打开旁通风道风阀 新风从旁通风道进入室内 5 空调供暖系统应根据风机测试数据 依据国家及北京市相关节能设 计标准 详细核算后方可加装变频设备 同时变频设备须加装谐波处理装置 6 通过测试数据 风量 风速 风压 噪声等 判断风机运行参数不 当的 在可调范围内可以调整风机传动皮带张紧度 降低风机电耗 提高风机 运行效率 7 在空气调节系统中 内 外区宜分别设置分系统或末端装置 冬季 和过渡季节应最大限度采用新风作自然冷源 8 全空气空调系统其空气处理机组的风机 非变风量系统 应根据系统 运行参数及运行需求 采用变频自动调节风机转速 5 2 5 照明设备低成本节能改造的基本技术措施 本导则所述照明系统是指建筑物的室内照明 室内公共区照明 室外照 明 包括景观照明 庭院照明 广告照明 航空障碍灯照明等 应急照明和应 急疏散指示等 1 应采用高效节能型光源 2 选用配光曲线好 能效比高的灯具 3 采用电子式镇流器或节能型电感镇流器 代替传统电感式镇流器 4 改进不符合节电要求的灯具布置与控制方式 5 根据各区域照明系统特点 调整照明控制方式和运行时间 6 室外照明宜采用照度加时间程序控制 并具备随季节变化及时调整开 关灯时间的功能 7 室内门庭 厅堂等公共区照明宜采用照度加时间程序控制 随不同时 段调整照明回路的开 关时间 8 室内走道或楼梯间照明应采用高效节能灯具 并选择声控 光控 红 外控制等自动控制功能 节约照明用电 同时延长灯具的使用寿命 9 卫生间的照明宜采用红外感应的方式进行控制 以达到节电的目的 10 采取有效措施抑制照明系统的谐波 11 定期清洁光源和灯具 具体维护周期应执行 建筑照明设计标准 GB 50034 中对维护系数的规定 12 改造后各区域照度应满足 建筑照明设计标准 GB 50034 中规定 值 5 2 6 综合服务用能设备低成本节能改造的基本技术措施 1 根据 CO2浓度或区域人员活动规律 调整通风系统控制策略 2 地下停车场排风系统 在满足各项规范的条件下 增设自动控制装置 在非车辆出入高峰时段 采取间歇启停控制 或通过设置传感器信号自动启停 排风设备 3 电开水器应加强外保温 避免散热损失 加装时钟控制器等措施降低 运行电耗 4 具备改造条件的电梯 自动扶梯实施变频调速 能源再生技术等改造 措施 5 2 7 特殊用能设备低成本节能改造的基本技术措施 1 采用高能效比的变频空调 降低信息中心专用空调的耗电量 2 根据就餐人数 烹调工艺科学确定厨房用能设备配置 与建筑主体共 用空调通风系统时调整系统风量的匹配和平衡 5 2 8 变配电系统 1 在确保消防负荷 重要负荷用电的前提下 调整负载的供电模式 季 节性负荷变压器在过渡季节时应退出运行 减少变压器的空载损耗 2 监测负荷三相是否平衡或基本平衡 如出现三相严重不平衡时 应对 末端配电系统进行相序平衡调整 3 变电室的电容补偿柜应安装功率因数控制器 功率因数控制器应具有 对功率因数检测和自动补偿的功能 补偿后的功率因数控制在 0 9 以上 4 应增加对谐波的监测手段 当谐波超过规范规定的上限值时 应增加 对谐波抑制的设备 5 做好变压器周围的通风散热处理 降低变压器的负载损耗 外围护结构和用能设备 采暖通风空调 生活热水供应系统 供配电与照明系 统 3 1 外围护结构节能改造 3 1 1 屋顶节能改造方案审查 屋顶类型 坡屋面 平屋面 采取 的隔热措施 热工性能指标 传热系数 热惰性系数 3 1 2 屋顶透明部分 天窗 节能改造方案审查 窗框型材 透明 部分种类 规格 热工性能指标 传热系数 遮阳系数 屋顶透明部分 天窗 占屋顶总面积的比例 3 1 3 外墙 包括非透明幕墙 节能改造方案审查 隔热类型 外保温 内保温和自保温等 采取的隔热措施 热工性能指标 传热系数 热惰 性系数 3 1 4 外窗 包括透明幕墙和阳台门的透明部分 节能改造方案审查 窗框型材 玻璃种类 规格 遮阳措施 热工性能指标 气密性 中 空露点 传热系数 遮阳系数 可见光透射比 可开启面积 3 2 设备节能更新改造 3 2 1 暖通空调 1 空调 采暖 系统冷热源审查 1 冷热源设备的性能系数 或能效比 应符合 细则 要求 2 冷热源的选择应符合以下要求 1 除了符合下列情况之一外 不得采用电热锅炉 电热水器作为直接采暖 和空调系统的热源 以供冷为主 采暖负荷较小且无法利用热泵提供热源的建筑 无集中供热与燃气源 用煤 油等燃料受到环保或消防严格限制的建筑 夜间可利用低谷电进行蓄热 且蓄热式电锅炉不在昼间用电高峰时段启 用的建筑 利用可再生能源发电地区的建筑 内 外区合一的变风量系统中需要对局部外区进行加热的建筑 2 当选择水源热泵作为冷热源时 应确保所应用的水资源不会被破坏和污 染 并提供证明 3 当选择土壤源热泵作为冷热源时 应确保所应用的土壤资源不会被破坏 和污染 并提供证明 2 分户用冷计量和室内温度调控技术措施审查 1 采用集中供冷方式 冷冻水系统改造时应当安设分户用冷计量装置 2 采用集中供冷方式 节能改造后应当设置室内温度调控装置 3 空调废热回收技术措施审查 采用集中空调系统 并有稳定热水需求 建筑面积在一万平方米以上的公 共建筑 应安装空调废热回收装置的技术措施 3 2 2 电气照明 1 照明功率密度与照度值设计审查 建筑不同房间或场所的照明功率密度与照度值应符合 细则 要求 2 照明光源 灯具及附属装置设计审查 选用的光源 灯具及附属装置应符合 细则 要求 3 用电分项计量技术措施审查 应包括安装用电分项计量装置的技术措施 3 3 围护结构热工性能权衡判断 节能计算工具应通过住房和城乡建设部鉴定认可 四 节能率审查细则 4 1 建筑能耗分析 4 1 1 建筑能耗分析应包括建筑改造前 3 年的总能耗分析和分项能耗分析 有单项改造的应对单项改造部分的能耗进行分析 4 1 2 总能耗和分项能耗的计算方法应按照 国家机关办公建筑和大型公 共建筑能源审计导则 的要求进行 4 1 3 能耗指标应包括总能耗 单位面积能耗和单项的节能率 4 2 建筑测试与诊断 4 2 1 室内环境审查 审查是否有建筑物室内的温湿度 CO2浓度 室内新风风量测试记录 测试 结果和诊断分析是否合理 4 2 2 围护结构审查 1 对涉及遮阳系数的改造需要提供遮阳系数 可见光透射比检测报告 2 对外窗改造的需提供外窗热工性能系数 气密性能检测报告 3 对于外墙 屋面保温的改造需提供保温材料导热系数检测报告 对于外 墙保温的改造需同时提供抽芯检测报告 4 对遮阳构件的改造应提供综合遮阳系数计算报告 4 2 3 空调系统审查 1 审查是否有对空调系统现状 冷机实际运行 COP 水系统供回水温度 水系统供回水温度一致性 水泵效率 冷却塔冷却性能 系统新风量 热回收 装置性能 空气过滤器阻力和积尘情况等 进行测试与诊断 2 如调整设备 冷机 冷冻泵 冷却泵 冷却塔 空调机组 新风机组 风机盘管 换热器 热回收装置 多联机 单元式空调机和分体空调等 的控 制方法 控制策略和运行规律时 需对调整前的控制方法 控制策略 运行规 律及其诊断问题进行详细的描述 3 如采用改变设备运行策略的节能措施 在预评估阶段应提供改造前运行 策略及正常使用情况下的系统 COP 检测报告 在测评阶段应提交物业管理关于 设备运行策略的操作指南 4 针对单项改造技术 更换冷机 更换制冷剂 冷机变频 更换水泵 水 泵变频 冷却塔换热效果改善 风冷机组风冷换热效果改善 过滤器阻力改善 冷凝器在线清洗等改变设备效率的措施 应提供变更前状况的检测报告 5 单元机 分体空调和多联机等直接蒸发式的空调如需进行改造 则需在 能效测评阶段提交节能效果的实验室检测报告 直接更换新设备时 改造后性 能系数可以设备出厂测试报告为依据 4 2 4 供配电系统审查 审查分项计量装置的设置情况 针对变压器型号 容量 负荷率 电能质 量和无功补偿等情况进行测试及诊断 如对变压器进行无功补偿改造 则应提 供改造前功率因素检测报告 4 2 5 照明系统审查 1 审查是否有对灯具类型 效率 照度值 照明功率密度 照明控制方式 和自然采光利用情况进行测试及诊断 应给出改造前后详细的照明控制规律 2 对更换灯具 光源的应提供改造前典型功能区域的照度 照明功率密度 检测报告 4 2 6 光伏发电审查 审查内容应包括设计合理性 发电量计算的正确性 应提交改造方案设备 清单 发电量计算文件以及拟采用光伏组件光电转换效率的出厂报告 4 2 7 生活热水审查 审查内容应包括改造前后生活热水制备方式 全年用量 制备每吨热水的 能源消耗量 4 2 8 监控系统与运行管理审查 审查内容应包括监控系统原设计情况 功能 设备 策略 运行情况 实 际策略 效果及存在问题 拟改造方案的合理性及可行性 水泵节能改造 1 既有建筑存在的问题 与新建建筑相比 既有建筑通常已经存在在十几年基至几十年了 且建筑 内已经有居民居住 对其进行节能改造要遵循其特有的规律 1 1 既有建筑的基层差异较大 既有建筑基层墙体的强度以及饰面材料的质量在使用过程中发生了很大的 变化 1 不同基层的拉伸粘结强度不同 如面砖 涂料 水刷石等 不象新建 建筑的基层墙体那样整齐划一 2 墙体多层次构造层的拉伸粘结强度不同 如涂料饰面的腻子 涂料 墙 体等不同层面的粘结强度不同 3 基层墙体拉伸粘结强度的离散性较大 这是既有建筑与新建建筑的一个 重要区别 因此 当既有建筑进行节能改造时 必须采用拉拔仪可对基层的粘结强度 进行测试 且同一建筑物的不同材质的基层应分别测量 找出最薄弱环节并根 据基层情况的评价状况 采取相应的措施 如增加粘结面积 采用粘锚结合等 在下文中还会有详细的论述 1 2 外保温体系的选择相对保守 评价一种保温体系的优劣 通常都会从节能效率 使用安全性 防火安全 性 环境安全性 耐久性 经济性能等多个角度来考虑 只是不同的用户评价 标准略有出入 作为既有建筑的节能保温改造 通常会考虑以下几点因素 1 经济性 考虑业主单位或当地政府财政能承受的节能改造成本是多少 2 保温隔热性能 既有建筑改造的保温层不能太厚 所以需要节能效率高 的材 3 安全性 因为既有建筑内已经有人居住 所以防火安全性 使用安全性 要求更高 以免造成人身 财产损失 4 是否扰民 一定要选择施工速度快 湿作业少 噪音少 对环境影响小 的保温体系 如此 B1 级膨胀聚苯板薄抹灰体系仍占有主导地位 但也有例外 如北京 市以 B1 级热固性保温材料为主 而大连市以发泡水泥为主 2 既有建筑节能改造方案的节点处理 2 1 基层处理 2 1 1 拉拔测试 既有建筑的基层拉拔强度应大于等于 0 3MPa 如果是改造后以面砖作为饰面材 料的 拉拨强度要达到 0 4MPa 涂料饰面要根据情况分别在面层 主体基层做 拉拨 拉拨试块粘结位置要选择在不同的立面 2 1 2 基层墙体的处理方法 2 1 2 1 干粘石 水刷石基面 扒拉灰基面的处理 1 将空鼓 开裂 起皮 缺损等不平整部位全部剔除 清理 采用 1 2 5 水泥砂浆修补平整 2 灰尘 油污用高压水冲洗清理干净后 进行保温施工 2 1 2 2 瓷砖饰面基面的处理 1 将空鼓部位敲掉 用 1 2 5 水泥砂浆修补平整 2 将基层表面灰尘 油污等清理干净 3 涂刷一道界面剂 界面剂涂刷 24 小时后 即可进行保温施工 2 1 2 3 马赛克基面的处理 将马赛克全部剔除 用 1 2 5 水泥砂浆修补平整 即可进行保温施工 2 1 2 4 涂料基面的处理 1 将表面掉皮 粉化的涂料铲除 2 油烟道的位置或厨房窗户位置 由于油污太重 用钢丝刷都无法刷掉 这样的部位是重点处理部位 应用去油污的产品清洗后再凿毛 3 进行凿毛 凿毛面积不小于 50 然后进行清扫表面 4 涂刷一道界面剂 界面剂涂刷 24 小时或 12 小时 25 度左右 后 即可进 行保温施工 2 2 节点处理 已经入住的既有建筑会增加很多外挂物 如空调 防盗窗等 这都给既有 建筑的节能改造增加了困难 因此在进行既有建筑的节能改造时 除了考虑基 层处理处 还应特别注意外保温 吃 窗口 各种构件的处理等问题 2 2 1 门窗洞口 女儿墙 1 窗口上下进行翻包处理 翻包出长度大于 150mm 2 窗上口做出鹰嘴 窗下口做出泼水 3 女儿墙上盖保温板压住大墙面保温板 防止渗水 4 压盖做出泼水 向里侧流淌 并且避免有朝天缝 2 2 2 散水部位 1 底部进行翻包处理 翻包出长度大于 150mm 2 粘贴保温板时 底部距离散水部位 10cm 2 2 3 落水管 1 施工前降落水管根部接触弯头 2 安装过程中要求插接严密 卡具以 1 2m 固定 3 锚栓打入墙体深度满足要求 2 2 4 新旧保温过度处 1 原有保温在下时 新做保温应做出鹰嘴 2 原有保温在上时 新做保温应做出坡水 2 2 5 未拆空调板 铁艺栏杆处 1 保温板粘贴应闪开一定距离 并做坡水处理 2 保温板周边做翻包处理 2 3 饰面材料的选择 由于既有建筑基层情况的复杂性 在进行既有建筑的节能改造时 其饰面 材料最好应选择涂料 饰纹砂浆 仿砖 仿砖等轻质饰面材料 而避免采用面 砖等重质饰面材料 为了解决建筑对面砖饰面的需求 我公司开发了仿砖 柔 性面砖饰面产品 具有轻质 柔性 与外保温体系具有很好地匹配性 3 工程实例 3 1 工程概况 这是吉林省长春市的某个公用建筑的既有建筑节能保温改造项目 原主体 结构为砖混结构 一层为石材 二层以上为瓷砖饰面 北立面门厅上为铝塑板 北立面正门厅上玻璃幕墙 南立面后接裙房已做保温 为瓷砖饰面 该项目系采用膨胀聚苯板薄抹灰系统进行改造 3 2 现场情况及问题分析 根据现场了解情况 此楼之前做过门窗改造 更换门窗以后 门窗边缘位置处 理不到位 导致漏风 结霜结露 3 3 施工方案 3 3 1 基层处理 该建筑一层的石材部位已经有空鼓 甚至脱落的现象 见图 1 此位置 改造时需要剔除 剔除石材以后 由于基层平整度很差 需要使用专用聚合物 找平砂浆进行找平处理 达到保温施工的平整度要求 二层以上瓷砖部位 经过现场勘查 发现瓷砖部位相对牢固 施工前需要 对基层检查 对空鼓位置瓷砖进行处理 剔除空鼓位置的瓷砖 清除基层污染 涂刷界面剂 增强粘贴强度 对于已剔除瓷砖的位置 需要使用专用聚合物找 平砂浆进行找平处理 保证苯板粘贴完毕以后的平整度 北立面东侧圆弧结构位置的两层涂料部位 见图 2 需要用砂纸打磨掉 原来的涂料基面 然后清除污染 涂刷界面剂 最后再进行苯板粘贴 3 3 2 窗口部位处理 由于窗户位置 见图 3 已经固定 为了保证达到保温及节能效果 并且 避免室内结露结霜的现象 窗侧需要做 3cm 厚的苯板 但是外露窗框大部分小 于 3cm 粘结完苯板以后 吃 窗框严重 甚至影响窗户的正常开关 窗户部 位处理方法 剔除窗侧瓷砖 然后使用专用聚合物找平砂浆进行找平处理 最 后粘贴苯板 同时注意窗上口需要做鹰嘴 下口做流水坡度 下口避免挡住窗 下口的排水孔 圆弧位置 见图 4 大墙面苯板粘贴将 吃 圆弧形窗户窗框 甚至导致 窗户无法打开 根据需要 建议此圆弧位置统一更换窗户 缩小窗户尺寸 预 留保温位置 窗户更换完毕以后进行保温施工 此位置是病房处 更换可开关 窗户以后可以保证病房内的空气流通 3 3 3 落水管 由于落水管及落水斗 见图 5 紧贴墙体安装 没有预留保温位置 同时 落水管锈蚀严重 影响美观 建议统一更换 保温施工前进行落水管卡等预埋 件的安装 预留保温厚度 保温施工完毕以后统一安装落水斗及落水管 3 3 4 特殊位置的保温做法 风道位置 见图 6 自带保温效果 为了保证整体的外饰面效果及保温效 果 建议先拆除风道 待保温施工完毕以后再安装 同时风道做在大墙面保温 外侧 可以减少衔接部位漏水几率 柱子位置 为了避免柱子与大墙面接触部 位产生热桥 结构柱子需要进行保温处理 粘贴 3cm 苯板 3 3 5 外墙管线处理 现有外墙电缆 电线 保温施工时将套上金属管 置于保温板内侧并使用 聚氨酯发泡胶进行隔离 金属管可以起到防火及利于穿线的作用 放置于保温 层内侧更利于美观 3 3 6 保温施工前需要拆除的部位 落水管及支架 空调及冷凝水管 监控及管线 窗户防护网 北立面圆弧 位置的铝塑板及一楼门厅四周的铝塑板 3 4 施工时应注意的事项 1 外墙上有碍施工的构件以及外挂物清除完毕 如落水管 落水管支架 防盗窗 报警器 空调 空调冷凝管 天然气管道防护件 上人梯子等 2 基层墙面上的雨水管卡 各种预埋件等应在保温施工前安装完毕 并预 留保温厚度 3 在保温施工过程中 做好对绿化带 门窗 玻璃 天然气管道屋面瓦等 做好保护工作 防止施工墙面及其它部位时受到污染 待施工完毕后方可拆除 保护物 4 基层处理时 应做好对绿化带 窗户等的保护 1 节能屋面 建筑屋面节能的最主要措施之一就是发展和应用高效保温隔热材料 屋面 保温材料应具有吸水率低 表观密度和导热系数较小 并有一定强度的性能 保温隔热材料按照材料特性可分为矿物棉制品 玻璃棉制品 膨胀珍珠岩制品 硅酸铝纤维和泡沫塑料制品 在世界发达国家 如美国 西欧 北欧及日本等 国 在民用建筑中早已广泛地采用了高效的保温隔热材料 其保温隔热材料以 矿物棉 玻璃棉 泡沫塑料等优良保温材料为主 我国应用较广泛的有膨胀珍 珠岩制品 如今 保温隔热材料即将从初期的膨胀珍珠岩 蛭石制品 工业锅 炉炉渣 石棉粉为主逐步发展为矿物棉 玻璃棉及其制品为主 近五年来又大 量发展了发泡聚苯乙烯制品 发泡制品 发泡酚醛树脂制品等 还有少量的泡 沫玻璃制品 发泡石棉制品 一些新型材料兼具