建筑节能社会实践调研报告

绿色建筑节能科技与发展现状调查报告绿色建筑节能科技与发展现状调查报告 以武汉 成都 济南为例以武汉 成都 济南为例 山东大学能源与动力工程学院赴济南 武汉 成都等市关 于新型绿色节能建筑的调研团 Dream Team 社会实践队 山东大学山东大学 二二 0 一五年九月一五年九月 摘要摘要 2015 年 7 月 10 日至 9 月 2 日 Dream Team 社会实践团队进行了暑假社 会实践调研 调研主题为 绿色建筑节能科技与发展现状 主要调查绿色建筑 节能科技中的主要技术手段 绿色建筑发展现状及所受阻碍等 该团队前往武 汉 成都 济南三地 采访了华中科技大学 四川大学 山东省建筑大学相关 教授 山东德宝建筑节能有限公司 中国建筑第二工程局的经理 书记 武汉 市建筑节能办公室监督管理科科长 队员们在此过程中提出问题 讨论问题并 与相关人士共同探讨 最后积极地将获取的信息分享给政府机构 提出了一系 列建议措施 完成了一项有意义的调研活动 引言引言 我国城乡建筑发展十分迅速 人均能源资源较少 其中建筑能耗已经成为 我国能耗大户 并呈逐年增长趋势 而且建筑用能中 存在极大的由于规划 建设 运行不合理而导致的浪费现象 不过 如果采用全寿命周期模式核算 将可能在有限增加初始成本的条件下大大节约长期运行费用 进而使全寿命周 期总成本下降 并取得明显的环境效益 按现有的经验 增加初期成本 5 10 用 于新技术 新产品的开发利用 将节约长期运行成本 50 60 所以建筑节能 中蕴含极大的潜力 建筑节能与绿色建筑已然成为建筑发展的趋势 与此同时 政府也出台了一些鼓励性政策 强制性政策保证建筑节能率达标 在这样的背 景下 我们团队对绿色建筑中使用的节能技术 发展状况与所受阻碍进行调查 了解相关技术并针对绿色建筑中存在的问题进行思考 提出建议 反映给相关 部门 本论本论 1 研究背景研究背景 根据 绿色建筑概论 中国建筑节能现状及发展报告 2013 2014 中国 建筑节能年度发展研究报告 2015 我们得到了以下内容 一 我国城乡建筑分布面积 我国城乡建筑发展十分迅速 房屋建设规模日益扩大 建筑用能增长速度 较快 20 世纪 80 年代初期 全国每年建成建筑面积 7 亿 8 亿平方米 到 90 年 代初期已达 10 亿平方米左右 至今已增加至每年 16 亿 17 亿平方米 其中城 镇住宅 4 亿 5 亿平方米 公共建筑 4 亿 5 亿平方米 农村住宅 7 亿 8 亿平方 米 目前我国既有城乡建筑面积超过 420 亿平方米 年竣工建筑面积超过 20 亿 平方米 其中大部分为高能耗建筑 居住和公共建筑用能增长迅速 以下表格为 2001 年至 2013 年各类民用建筑竣工面积 从表格中我们可以看到 各类建筑年竣工面积逐年增长 其中公共建筑增 长最快 所占比例越来越大 二 我国能耗情况 我国人均能源资源较少 约为世界平均数的 50 资源分布不均匀 优质 能源少 是世界上少数几个以煤炭为主的国家 同时我国是一个能源消费大国 全年能源消耗仅次于美国 总量居世界第二位 其中 建筑已经成为我国的能 耗大户 其能耗在我国能源消耗总量中所占的比例已经从 20 世纪 70 年代末的 10 增加到 2006 年的 46 7 并在 400 多亿平方米的建筑中 90 以上属于高 能耗建筑 如果任由这种情况继续发展 预计到 2020 年我国建筑能耗将达 10 89 亿吨标准煤 建筑节能已成为国家重大战略问题 面对如此严峻的形势 我国提出了 节能优先 结构多元 环境友好 市场推动 的可持续能源战略 将节能降耗目标与经济增长目标放在同等重要的位置 并在全国的经济发展总 目标中阐明 在我国尚属首次 在 中国建筑节能年度发展研究报告 2015 中 建筑能耗分为了以下四种 形式 北方城镇供暖 城镇住宅 公共建筑 农村住宅 下图为中国 2013 年中 四种建筑能耗的数据 从图中可以看出 北方城镇供暖所占建筑面积最大 公共建筑其次 但公共 建筑的用电量最多 总建筑商品能耗也最多 下图为 2013 年中 四个用能分类的能耗所占比例 从图中可以看出 随着公共建筑规模的增长及平均能耗强度的增长 公共 建筑的能耗已成为中国建筑能耗中比例最大的一部分 2 绿色建筑与建筑节能的概念与意义绿色建筑与建筑节能的概念与意义 绿色建筑是指在建筑的全寿命周期内 最大限度地节约资源 节能 节地 节水 节材 保护环境和减少污染 为人们提供健康 适用和高效的使用空间 与自然和谐共生的建筑 建设方针为适用 经济 美观 所谓建筑节能 就是在满足居住舒适度要求的前提下 在建筑中使用保温 隔热的新型墙体材料和高能效比的采暖 空调和照明设备 达到节约能源 减 少能耗 提高能源利用效率的效果 意义 1 可以减少常规能源的使用 2 可以有效改善大气环境 3 可以改善 生活和工作环境 4 可以延长建筑物的使用寿命 3 调研方向及思路调研方向及思路 本次调研的原方向是 调查并了解绿色建筑节能的技术手段 绿色建筑发 展现状等内容 作为能源与动力工程学院的学生 在技术上 我们将重点放在 利用能源新技术 建筑供暖 供水 能源发电 节电技术等 能源有效管理 循环经济 工业共生等 污染物处理 如垃圾 废水等 及回收利用上 不过在调查中我们得知 节能建筑中 能源新技术 能源有效管理等技术 使用的相对较少 因此没有太多示范建筑可以用来分析 与此相对 使用范围 最广的是建筑围护结构的节能技术 因此 在技术层面上 我们决定将重点放 在外墙保温技术上 其次 绿色建筑分为设计认证与运行认证 得到运行认证的建筑远少于得 到设计认证的建筑 以武汉市为例 得到设计认证的建筑约有百所 但得到运行认证 的比较少 只有几个 由于设计认证与运行认证的落差较大 我们计划进一步调 查绿色建筑的发展现状及受到的阻碍 4 调研阶段调研阶段 我们的调研分为四个阶段 第一阶段 上网查阅资料 了解大致情况 并设计问题 为后面的采访 做准备 第二阶段 前往高校采访有关专业研究的教授 了解绿色建筑的主要类 型 节能技术 发展情况 所受阻碍等问题 第三阶段 前往相应公司采访 了解其使用的技术 成本造价 普及程 度等 第四阶段 前往政府机构 武汉市建筑节能办公室采访 调查绿色建 筑发展现状 具体数据等 并将前三个阶段得到的信息 数据分享给政府结构 提出了一系列问题 建议 措施等 以下为后三个阶段的细化过程 1 第二阶段 前往高校采访有关专业研究的教授 我们分别采访了以下几位 华中科技大学建筑节能技术中心主任 地源热 泵研究所所长 武汉市地源热泵工程技术研究中心副主任胡平放教授 山东省 建筑大学管振忠教授 四川大学建筑节能与人居环境研究所所长 中国能源学 会理事 中国建筑业协会建筑节能委员会委员 中国建筑节能减排产业联盟专 家委员会委员龙恩深教授 我们主要咨询了三大类问题 绿色建筑的主要类型 节能科技 发展状况 及所受阻碍 对于以上几位的观点及网上查出的相关资料我们分析总结如下 1 绿色建筑的类型及示范建筑的类型 常见绿色建筑分类有民用建筑和工业建筑 其中民用建筑包括公共建筑 商场 宾馆 办公大楼 和居住建筑 高层 超高层 别墅 由于公共建筑 如酒店商场等 耗能较大 所以一般将公共建筑列为示范建筑 绿色建筑普及 最多的地方 也就是公共建筑 其实全国的绿色建筑很多 只是绿色的程度不一样 民间关于绿色建筑的 分类有深绿 浅绿 国内分类标准以星级分类 2 节能技术 首先是提高建筑围护结构的保温隔热水平 这是相对简单的方法 也是十 分有效的方法 在建筑节能技术中 可再生能源技术的利用较少 主要利用的 是太阳能热水 太阳能空调技术 更多的是利用设备的运行管理科学化 比如 采取自动控制手段等 进行设备系统优化设计 与此同时 管教授还表示公众普遍有错误意识 认为建筑的保温设计没有 必要 但是 事实上这对于房屋来说是非常有必要的 原先没有这些设计是因 为当时受经济条件的限制 我国建造了很多粗制滥造的的 低水平的房屋 但 是到如今 我国已经完全有能力和技术来做好这件事了 就应该大力推广 而 且技术层面的成本在整个房价中占的比重很低 并不会引起房价明显升高的问 题 3 绿色建筑的设计认证与运行认证背后的问题 绿色建筑的认证分为两种类型 一种是设计认证 一种是运行认证 得到 运行认证的建筑远少于得到设计认证的建筑 以武汉市为例 得到设计认证的 建筑约有百所 但得到运行认证的比较少 只有几个 绿色建筑的设计与使用是有差别的 虽然可能设计得非常完美 但是在后 期的运行过程中也不能完全实现 即使设计了某些项目 后期的运行管理也可 能不会使用 不会完全按照设计进行管理 所以也有可能达不到节能的效果 设计 建造 运行 一步一步 导致最终的结果与设计有偏差 这也是影响绿 色建筑节能的一个方面 所以也造成了我们国家的绿色建筑不是很理想的局面 尽管设计的作品很好 但是却与现实很有差距 4 绿色建筑发展的主要阻碍 对于绿色建筑 其主要阻碍因素不在于技术层面而在于开发商 开发商为追 求最大的利润 会尽可能地省下每一分钱 压缩成本 绿色建筑成本高于普通 建筑 考虑到经济性 许多开发商不愿投资绿色建筑 再加上定位的时候 许多建筑并没有走绿色建筑路线 例如武汉市政府规定 大型公共建筑必须达到一星级绿色建筑标准 不过对于政府没有规定的项目 很少会走绿色建筑方向 所以说政府补贴 政府导向是非常重要的 必要时应 该采取政府强制 5 绿色建筑的增加造价与政府补贴 做节能改造国家会补贴钱 绿色建筑按照不同的星级 其增加造价从 200 元到 500 元不等 一般的三星级绿色建筑 一平米的增加造价约为 350 元左右 绿色建筑的建设成本高 虽然每平米会有国家的补贴 但是补贴的钱远远达不 到绿色建筑的建设成本 在第一阶段中 我们了解到建筑围护结构的保温隔热技术是一种相对简单 有效 成本较低的技术 所以下一阶段我们决定进一步了解节能技术尤其是外 墙保温隔热技术 调查这种技术在建筑节能中的地位 以及它的成本与节能效 果等 2 第三阶段 前往相应公司采访 我们前往山东德宝建筑节能有限公司采访王经理 中国建筑第二工程局采 访项目书记董伟民 了解其使用的技术 成本造价 普及程度等 德宝公司的 主力产品是外墙隔热图层材料 中国建筑第二工程局负责武汉中央文化区 k6 k7 地块的建设 目前正在施工 由以上两位提供的信息 我们又查阅了 绿色建筑概论 绿色建筑节能 技术与实例 新型墙体外保温技术与应用 等书 并分析总结如下 1 目前主要采取的建筑节能措施有以下几个方面 建筑围护结构的节能 采暖空调系统的节能 照明动力系统节能 1 2 3 利用可再生能源 4 2 建筑围护结构的节能方式 建筑围护结构节能是指减少围护结构各部位与外界的热传递 从而节约能 源 提高居住环境质量 主要分为以下四种方式 屋顶绝热 墙壁绝热 地面 绝热 门窗绝热 3 提高建筑围护结构的保温隔热能力的作用 可以减少流入或流出室内的热量 降低采暖 空调系统的负荷 减小设备 的容量 缩短系统实际运行的时间从而降低采暖空调的能耗 4 保温材料的实际效果 以德宝公司的主力产品为例 其主要成分是聚氨酯和酚醛 以聚氨酯为例 能起到防火 隔热的作用 还具有密度小强度大 使用寿命长的特点 在冬天时 类似的保温材料不仅能使房屋的保温率提高 30 40 而且 即使在夏季也能起到隔热的作用 有利于保持室内的舒适度 而且保温材料特别适合旧房改造 有利于提高旧楼供暖效率 高新区崇华路明月大酒店是德宝公司实际参与的工程案例之一 明月大酒 店为了提高冬季的供暖 其已于去年在外墙上使用了德宝公司的保温材料 这 使得其保温效率提高了至少 50 之上 5 保温材料的经济成本 新型的保温材料一般需要 100 200 元一平方米 因为对于普通民居来说价 格略显昂贵 因此新型保温材料目前来说普及还很缓慢 但是 从数据上来说 节能保温的使用率一直在上升 国家也会出台一些激励性的政策 比如给予节 能建筑公司提供一些补贴 因此节能保温材料是未来的一种趋势 6 门窗 外墙节能技术的重要地位 建筑门窗 建筑幕墙是建筑物热交换 热传导最活跃的部分 门窗与幕墙 的节能约占建筑节能的 40 虽然门窗的面积通常只占围护结构的 25 左右 但通过门窗的散热量却占 整个建筑的 50 以上 我国门窗耗热量是发达国家的 2 2 倍 外墙是建筑围护结构的重要组成部分 据统计 外墙占建筑物传热耗热量 的 25 其保温隔热性能对控制建筑物围护结构的能耗尤为重要 长期以来 建筑墙体大多采用单一的混凝土或普通的砌块材料 其保温隔热性能差 因此 节能墙体的使用已成为建筑节能中重要的措施之一 外墙保温技术本质就是一种复合墙体技术 用承重材料 砖或砌块 与高 效保温材料 聚苯板 岩棉板或玻璃棉板等 进行复合 组成复合墙体 在复 合墙体中 由于保温材料所处的位置不同 又有外墙外保温 外墙内保温 外 墙夹心保温之分 7 外墙及门窗节能技术的普及范围 在围护结构节能的普及范围之中 外墙及门窗节能技术普及相对较广 一 是由于提高建筑围护结构的保温隔热水平是相对简单的方法 也是十分有效的 方法 二是外墙的外保温技术与门窗保温技术不仅适用于新建的结构工程 也 适用于旧楼改造 8 建筑围护结构节能的应用实例 清华大学超低能耗示范楼 清华大学建成我国首座超低能耗示范楼 定义为超低能耗 是因为整座大 楼因围护结构导致的能耗仅为常规建筑的 10 冬季可以基本实现零能耗采暖 建筑物全年能耗仅是北京市同类建筑的 30 示范楼单位面积全年总用电量仅 为 40kW h 而北京市高档办公建筑为每平方米 100 300kW h 即使在夏季最热 月份 示范楼的空调能耗仅为常规建筑的 10 图中可以看到 示范楼采用了双层皮幕墙 双层玻璃幕墙 可调水平 垂 直外遮阳 地下室光导采光 蓄热地板 生态仓 蓄热地板等技术 相变地板 镀膜玻璃 真空玻璃 遮阳装置等各种材料配合使用 可使各类建筑的冬季采 暖能耗降低为每平方米 10W 仅为目前一般建筑采暖能耗的 1 3 造价方面 不计算土地成本 超低能耗楼的建设安装成本大约是每平方米 8000 元 湖南某地农村既有住宅建筑门窗节能改造案例 该地区既有住宅没有采取任何的冬季保温 夏季隔热节能措施 住宅内热 工性能稽查 该地区既有住宅节能改造 重点要解决夏季隔热通风 在隔热处 理时 既要保障白天的有效隔热 又要保障夜晚的快速散热 而在冬季 还要 做好一定的保温处理 所以住宅围护结构是节能改造的首选对象 其中 门窗 占住宅采暖 空调能耗的 50 左右 其能耗一是渗透 二是传导散热 改造措施有以下四种 1 增加窗的层数 两层窗之间的空气间层能够满足最大热阻的要求 这 种改造方法成本低且施工简便 如一栋 250 300 平方米的住宅窗户总 面积约为 30 平方米 加一层单价 160 元 平方米单框单玻铝合金窗 总造价约为 4800 元 可今后的能耗花费大为减少 2 更换节能型窗 拆除旧窗户 更换为单框双玻塑钢或铝合金钢即可 同时增加密封处理 更换窗体后 节能效果明显 3 加设有效遮阳措施 夏季太阳直晒的墙体表面温度可达 45 度以上 当 采用高效 可调的遮阳措施后 可降低到与室外空气相近的温度 甚 至更低 4 门的节能改造 在门扇中间加上玻璃棉板 岩棉板或 EPS 板等保温隔 热层就能大大提高钢门的热工性能 满足节能要求 杭州某小区住宅外墙节能设计 该小区住宅外墙考虑采用典型的节能方案 对比分析如下 低端性方案 1 外墙类型 胶粉聚苯颗粒保温浆料 30mm 水泥砂浆 20mm 混凝土切块 240mm 水泥砂浆 20mm 经济型方案 2 外墙类型 聚合物抗裂砂浆 5mm 膨胀聚苯板 30mm 水泥砂浆 20mm 混 凝土切块 240mm 水泥砂浆 20mm 高端性方案 3 外墙类型 聚合物抗裂砂浆 8mm 聚氨酯保温板 25mm 水泥砂浆 25mm 混凝土砂浆 240mm 水泥砂浆 20mm 自节能型方案 4 外墙类型 水泥砂浆 20mm 砂加气块 250mm 水泥砂浆 20mm 四个方案中屋面类型 架空楼板类型 普通楼板类型 外窗类型 天窗 类型均相同 以下为四种方案的节能效果与增加造价比较 方案名称节能增加总 造价 万元 增加造价 元 平方 米 实际建筑能 耗 参照建筑能 耗 节能率 低端性方案 20 75 61 60 02 64 49 53 47 经济型方案 25 82 75 58 64 49 55 03 高端性方案 35 32 103 53 18 64 49 58 77 以上结果表明 建筑自保温方案无论在节能效果还是在增加造价上都有明 显优势 通过上述三个实例 查阅的资料及相关采访 我们可以看出建筑围护结构 节能的优势在于 1 技术相对简单方便 2 适用性广 既可用于新建工程也可用 于旧房改造 在城市地区与农村地区皆为适用 3 建筑围护结构的热工性能会 影响空调采暖 降温 从围护结构下手节能率高 在对公司的采访中 我们了解到现在的围护结构节能技术已经比较成熟 其他技术也逐步又快又好地发展 不过这些只是理论知识 绿色建筑达到运行 认证的数目远小于达到设计认证的数目 所以我们不免疑问 绿色建筑的实际 发展情况如何 哪些种类的建筑积极采用了各类节能技术 我们进行了下一步 调查 3 第四阶段 前往政府机构 我们前往了武汉市建筑节能办公室 采访监督管理科的陈科长 调查绿色 建筑发展现状 我们向陈科长了解情况 并得到了一份由武汉市城乡建设委员会写出的内 部资料 武汉市绿色建筑发展工作情况 从本次实践中我们主要了解到以下内容 1 武汉市拥有的绿色建筑数目 种类 目前 武汉市共建设绿色建筑 115 个 合计 1422 万平方米 拥有武汉国际 博览中心展馆 市民之家等绿色建筑项目 其中 获国家绿色星级评价的项目有 54 个 共计 639 万平方米 保障性住 房一个 共计 9 万平方米 政府投资公益性建筑 8 个 共计 58 9 万平方米 大 型公共建筑 22 个 共计 227 万平方米 2 武汉市建筑节能发展方向 武汉市主要从两个方面发展建筑节能 分别是大型公共建筑节能管理和节 能改造 一方面 积极打造绿色建筑创新与典型工程示范 完成了武汉光谷生 态艺术展览中心 武汉国际博览中心洲际酒店 武汉长江传媒大厦等项目 另 一方面 启动了大型公共建筑节能改造 完成了市政府 市图书馆等 33 处公共建筑节能 改造 其中 武汉建设大厦综合改造工程获得 2013 年度全国绿色建筑创新奖一 等奖 作为既有建筑改造项目在不变原结构的基础上 结合建筑的特点和设计 进行改造 采用了太阳能热水系统 中庭自采光 变风量空调系统 双层隔热 表皮 雨水回收 屋顶绿化 获国家三星级绿色建筑设计标识 成为目前国内 既有建筑绿色改造创新技术集成典型示范项目 3 出台政策 明确规定自 2014 年 7 月 1 日起 全市行政区域内新建政府投资的国家机关 学校 医院 博物馆 科技馆 体育馆等建筑 保障性住房及单位面积超过 2 万平方米的机场 车站 宾馆 饭店 商场 写字楼等大型公共建筑 应按绿 色建筑标准进行规划 设计 建设 运营管理 相继发布 武汉市绿色建筑管 理试行办法 武汉市绿色建筑行动实施方案 武汉市绿色建筑设计基本规 定 等 综合前几阶段的信息 我们又将所获得的资料分享给政府 并提出了一系 列问题 改进措施等 具体见本论部分的第五点 五 五 信息的分析总结与改进建议信息的分析总结与改进建议 1 公共建筑所占建筑面积较多 年增长率最高 耗能最多 所以在城市中 主 要从公共建筑下手 从绿色建筑节能设计与现有建筑节能改造两方面逐渐推 广绿色建筑 2 绿色建筑的节能科技中 应用最为普遍的技术是建筑的围护结构节能技术 原因有三 围护结构的热工性能对建筑能耗的影响大 1 仅门窗 外墙两项的散热量就占了建筑物耗热量的 75 以上 围护结构的 保温隔热性能对控制建筑物的能耗尤为重要 技术相对简单 成本造价相对较低 2 区域限制小 既能在新建工程中使用 也能在旧楼改造中使用 既能在城市 3 使用 也能在农村使用 节能效率高 门窗与幕墙的节能约可占建筑节能的 40 保温材料的利用能 4 使房屋的保温率提高 30 至 50 以上 3 绿色建筑发展中的问题与阻碍 主要有两方面的问题 设计达标后 在建造与运行阶段偏离轨道 导致实际的绿色建筑不能达到 1 预期设计的节能效率 也导致获得绿色建筑运行认证的建筑远少于获得设计认 证的建筑 绿色建筑成本高于普通建筑 虽然每平米会有国家的补贴 但是补贴的钱 2 远远达不到绿色建筑的建设成本 考虑到经济性 许多开发商不愿投资绿色建 筑 许多非公共建筑在定位的时候 也不会走绿色建筑的方向 4 推广绿色建筑过程中政府的作用与改进建议 制定法律法规 建筑标准 强制措施等 1 目前政府机构对公共建筑的要求比较高 但对普通居民建筑的建筑节能率 要求却并不明晰 我国建造了很多粗制滥造的 低水