既有建筑节能体系及评估方法

既有建筑节能改造体系及评估方法王振兴0952060012摘要：介绍了既有建筑节能的开展现状，比且介绍了既有建筑节能的改造方法、存在的问题以及对既有建筑节能改造的验收方法。关键词：既有建筑、节能改造、验收1前言[1-7]当今世界节能藏排是个热点话题．也是每个国家都要面对韵问题。2006年，中国的建筑领域就在悄然中发生着巨变，既有建筑节髓改造高调进人人们的视野，拄照建设部副部长饥保兴的说法“十一五期间．驻国建设节能建筑的总面积累计要超过21.6亿平方米，并且最国将有130亿平方米的已建建筑进行节能改造。”但在这过程中还存在有很多难点问题如：资金的来源渠道、如何使企业参与到此项工作中来、怎样取得百姓的支持、改造中的相关技术问题如何解决等等。1.1既有建筑节能的现状目前我国的建筑耗能已与工业耗能、交通耗能并列，成为我国能源消耗的三大“耗能大户”之一。由于政府及社会各界对建筑节能的重视，我国建筑节能和开展绿色建筑等成绩斐然。但这些成绩绝大多数表达在新建建筑中，而在既有建筑节能改造中奉献较少。目前我国在2002年以前建成的建筑大局部都不是节能建筑，建筑能耗消耗较太。目前我国建筑用能已达全社会能源消费量的32％，每年房屋建筑材料生产能耗约占全社会能源消贵量的13％，因此，我国的建筑总能耗已达全国能源消费总量的45%。当前我国建筑耗能伴随着建筑总量的不断攀升和居住舒适度的提高，呈急剧上升趋势(如图1.1)。按照国际通行的分类，建筑能耗主要包括居住建筑和公共建筑使用过程中的能耗，如建筑采暖、电梯、通风等方面的能耗。资料说明，我国的存量建筑达420亿m2，(其中城市建筑面积约140亿m2)，在这些建筑中99%以上为高耗能建筑。图1.1我国建筑用能增长分析从表1.1的能耗数据和建筑能耗数据可以看出，建筑总能耗和社会总能耗都呈现出逐年增加的趋势，建筑能耗占社会总能耗的比例也在逐年增大，建筑能耗增加的速度大于社会总能耗的增加速度。建筑耗能在我国全社会终端总能耗中所占的比例己经到达27.5%，且根据兴旺国家的经验，这个数据将会随着工业化和城市化的进程逐年上升，最终它会稳定在终端总能耗的40%左右。这些数据说明我国建筑所消耗的能源所占的比例有增大的趋势，能源紧张已成为影响我国国民经济开展和国家平安的重要问题，建筑节能更是国家节能工作的重中之重。表1.1我国建筑能耗分类和现状通过分析可以发现目前我国建筑耗能存在以下几个特点:l)高耗能建筑以空前规模建造，我国新建建筑规模大，造成建筑用能急剧增长，环境受到破坏，必将影响到国民经济的持续开展。2)我国节能建筑能耗标准同西方兴旺国家的差距逐步加大。兴旺国家每隔几年就修订一次标准，每次修订均提高了节能要求。我国在对节能建筑的认证和标识上也有了相应的标准，如各地出台的地方性建筑节能设计标准和住宅性能评定指标体系，对节能建筑也出台相应的优惠政策。但是我国节能建筑能耗标准普遍偏低，建筑不仅耗能高，而且能源利用率很低，即使我们完全执行了现行的建筑节能标准，与兴旺国家仍有相当差距。3)我国区域环境跨度较大，从我国所处的气候环境来讲，冬冷夏热的问题较为明显。我国与世界上同纬度地区相比，一月份的平均温偏低，而七月份的平均气温却偏高，这样就增加了冬季采暖和夏季空调制冷的能耗量。1.2既有建筑改造的紧迫性与气候条件相近地区的兴旺国家相比，我国单位建筑面积能耗要高出约2倍以上。问题的关键在于，大量没有任何节能措施的既有建筑，其保温隔热性能差，设备系统效率低，导致采暖或制冷能耗浪费严重。据统计，2004年末全国城市已建成的房屋建筑面积共149亿m2，其中按节能30%标准建造的节能建筑仅有约5亿m2，按节能50%标准建造的节能建筑仅有约1亿m2，而按节能65%标准建造的节能建筑根本属于空白，能耗尤为突出政府办公楼，此外，全国农村已建成的房屋建筑面积共271亿m2，均为非节能建筑。这样来看，全国按节能30%标准建造的节能建筑仅占全国城乡建筑总量的约1.12%，按节能50%标准建造的节能建筑仅占全国城乡建筑总量的约0.24%。由此可见，我国应及早开展对既有建筑的节能改造，否那么，非节能建筑的数量将越积越多，对节能改造的经济支出也会越来越多，难以承受，大气环境也将越来越差。同时，对既有建筑进行节能改造，还可以防止能源、资源的浪费，提高建筑热舒适度。因此，对既有建筑进行节能改造，已成为我国当前紧迫的、必须尽快解决的重大问题。1.3既有建筑节能改造的经济效益和社会效益我国大量的既有居住建筑都是上世纪80年代后建造的，建筑材料一般是粘土砖和钢筋水泥，这些材料的使用寿命很长，从结构平安的角度考虑，这些建筑物也还有很大的使用价值。但我国在20世纪90年代初才开始实施节能政策，因此1990年前的居住建筑除局部的试验建筑外，很少采取节能措施。后来，随着节能政策的深入执行，节能工作得到了很大的推动。但是，我国的节能工作是随着社会开展的水平分步实施的，按照以前的节能标准修建的节能建筑，己经不能满足现阶段节能的要求，这就意味着大量的既有居住建筑需要再进行节能改造。改造一栋既有居住建筑要比重新建造一栋新建筑要节约得多；绝大多数既有居住建筑的住户都属于中低收入阶层，节能改造不仅可以大幅度降低住户的经济负担，还可以明显减少新建住房的市场需求，从而促进房地产市场的健康开展。既有建筑节能改造意义有：①既有建筑节能改造有利于提高我国能源利用的效率，是我国缓解能源短缺的重要手段。节约能源作为我国国民经济开展的一项长期战略方针，是保证国民经济可持续开展的一个重要手段。随着人民生活水平的不断提高，对居住条件舒适度的要求也越来越高，这必然会带动建筑能耗的增长。而大多数既有居住建筑在功能和节能方面远远满足不了舒适度要求，因此大量的既有居住建筑又是高能耗建筑，对其进行建筑节能改造必将带来长远的经济效益和社会效益。②既有建筑节能改造有利于改善大气热环境，实现可持续开展。据有关资料统计，包括建筑材料生产过程和房屋建造过程中所产生的各种污染，建筑相关的污染占环境污染总量的34%。而在既有居住建筑节能改造的同时，结合绿色施工技术和废弃物的充分利用，可大大降低建材的使用量，减少建筑垃圾，保护环境。③既有建筑节能改造是建设节约型、和谐型社会的需要。我国在上个世纪90年代以前建造的房子，不具备现代化的功能，房屋的节能设施与节能状况也与今天的标准相差很远。为了让这些老建筑发挥作用，在节能改造的同时，应从以人为本的角度出发，满足使用者对既有居住建筑功能和环境的需求。从经济的角度来看，改造一栋老建筑比重新建一栋建筑要节约许多，并且，既有居住建筑节能改造还可以降低建筑的市场需求，有利于房地产市场的健康开展。④既有建筑节能改造有利于建筑业的开展。兴旺国家的建筑业经过多年的开展，证明了多项建筑成品及建筑技术的开展与建筑节能的开展是息息相关的。主要是因为，随着国家对建筑节能标准的提高，建筑的各个根本组成局部包括墙体、门窗、屋顶、地面及采暖、空调、照明等都发生了巨大的变化。多年以前就开始采用的的许多材料和做法都达不到建设节能建筑的要求，需要以新的高效保温材料、密封材料、节能设备、保温管道、自动调控元件等等代替。由于建设大量新的节能建筑，加上既有居住建筑大规模的节能改造，这些都会产生巨大的市场需求，从而推动建筑业的开展。⑤既有建筑节能改造是我国建筑节能工作开展的关键。如果只考虑新建筑的节能而不考虑既有建筑节能改造，那么，建筑节能所带来的实际效果也只能限定在很小范围内，大局部的建筑并不能真正实现建筑节能。所以加强既有居住建筑的节能改造迫在眼前。针对我国既有建筑节能改造的改造量，建设部副部长仇保兴表示：十一五期间，我国建设节能建筑的总面积累计要超过21.6亿平方米。而目前我国有130亿平方米的已建建筑将进行节能改造。针对既有建筑节能改造所需要的费用，建设部政策法规司副司长徐宗威认为：如果按照每平方米100-200元计算，130亿平方米的节能改造费用将达2万亿元。在十一五期间，预计投入2600亿元节能改造费用。由上可知对既有建筑进行节能改造具有很大的经济效益和社会效益。1.4国外既有建筑节能改造融资途径借签对既有居住建筑的节能改造，兴旺国家早已根本完成，而我国至今尚未实施。国外的既有居住建筑节能改造，普遍做法是，由能源管理公司或者能源效劳公司对既有居住建筑进行评估，确定既有居住建筑的改造方案，做出改造预算以及回报周期的方案，再与房屋所有者签订协议后，向政府申请贷款，政府给予贴息。之后，能源管理公司负责改造工作，承当风险，改造后协议期内的收益归能源管理公司获得，这样可以让他们收回投资并有赢利。对于房屋所有者来说，协议期内仍然要按照原先的标准缴纳费用，协议到期后，能源管理公司撤出，以后的收益就全归房屋所有者了。这种做法在兴旺国家很普遍，值得我们去学习、借鉴。政府提供节能补助金、贴息贷款或者减税等，也是国外为促进既有居住建筑的节能改造的优惠政策。如丹麦政府曾规定，对于别墅以及公寓式住宅，其房屋和设备的节能改造，在1982年底完成的可获20%的补助金。原联邦德国政府曾规定，1977年7月至1983年间，为改善房屋围护结构和供暖设备支付的资金，政府补助25%，并在10年内减税10%。由于这些国家的政府重视建筑节能工作，尽管房屋总数在增加，但建筑总能耗却不断下降。例如：丹麦1985年比1972年供暖面积增加了30%，但供暖能耗却减少了318万t标准煤。我国既有建筑规模大，能耗高，是建筑节能工作的重点；同时由于我国住房改革后的房屋产权分散，因此实施既有居住建筑的节能改造是一个难点。目前，一些地方已经开始了节能改造的试点工作，探索可行的融资运行机制，大局部采取地方政府投资与企业和居民融资相结合的方法；也有一些试点工程通过国际合作的方式，争取局部国际资金，结合居民投资进行改造；还有的是通过在节能改造的同时在楼顶加层后进行销售来筹集改造资金；北方建筑节能改造与供热系统的改造密不可分，有的供热公司认识到建筑物的节能改造能间接地扩大公司的供热能力，从而减少公司的固定资产投资，因而也积极地参与建筑节能改造投资。总结国际经验和国内试点的经验，既有建筑节能改造应采取多元投资方式，政府、单位和个人相结合。各级政府应采取鼓励政策和配套措施，积极鼓励投资方、供热企业和消费者等各方面，采取多种方式投资既有居住建筑的节能改造。2既有建筑节能改造技术既有建筑节能改造是指对不符合建筑节能标准的既有居住建筑和公共建筑，按照所处的气候区域，对应执行北方采暖地区、夏热冬冷地区和夏热冬暖地区的居住建筑节能设计标准以及公共建筑节能设计标准，对建筑物围护结构、供热采暖或空调制冷〔热〕系统进行改造，使其热工性能和功能系统的效率符合相应的建筑节能设计标准的要求。2.1围护结构节能改造墙体[8-9]墙体节能改造应满足对应气候区域建筑节能设计标准对外墙传热系数X值或热情性指标D值的要求。墙体节能改造方案通常有外墙外保温、外墙内保温和夹芯墙保温等多种形式，应优先采用外墙外保温方案。外墙外保温方案具有适用范围广，对主体结构起保护作用，根本消除热桥影响，可改善墙体冷凝潮湿的不良现象，有利于保持室温稳定，提高墙体气密性和室内热环境质量，减少保温材料用量。由于保温材料贴在墙体外侧可增加或不占用室内使用面积，对既有建筑进行节能改造最大优点是无需临时搬迁，不影响居民的正常生活。此外，采用外墙内保温除了梁、柱处的热桥不好处理，并会对二次装修造成较大限制，因此应尽量防止选用外墙内保温。北方严寒高端地区当采用外墙外保温技术时，应考虑保温材料与外墙外外表粘结间隙处的水汽凝结与流窜现象对保温层的破坏作用，在加拿大通常设置水汽流窜排逸通道予以解决。改善既有建筑墙体的主要方法有四种：外墙外保温、内墙内保温、墙体夹芯保温及综合保温法。.1建筑内保温〔1〕构造该类墙体中，绝热材料复合在建筑物外墙内测，同时以石膏板、建筑人造板或其他饰面材料作为保护层。见图2.1。绝热材料局部是节能墙体的主要功能局部，可采用高效绝热材料〔如岩棉、各种泡沫塑料等〕，也可以采用加气混凝土块、膨胀珍珠岩制品等材料。〔2〕内保温复合节能墙体的技术特点此种墙体施工比拟容易，内外表构造处理简单，而且免受室外雨水影响。虽然内保温墙体在施工技术，热工性能、传质等方面的研究进行的较早，且取得了一定的成果，但是它却有着自身无法克服的弱点。如：间墙和楼板等使保温层出现断点、产生热桥，加大热损失；经保温改造的墙体一般室内壁外表不会结露，但墙体内部有时出现结露的问题；尤其是对于既有居住建筑的改造，内保温将极大的影响室内的使用，使得工期延长；建筑的使用面积由于保温层的增加而缩小，同时影响到内墙壁面的再装修，产生钉子无法钉入或无受力的特性；最重要的是内保温将大大影响墙面的蓄热性能，对保持室温稳定不利。从上个世纪80年代，这种保温方法已很少采用。图2.1内保温墙体结构图2.2外保温墙体结构图2.3加芯保温墙体结构.2建筑外保温〔1〕构造该类墙体中，绝热材料复合在建筑物外墙的外侧，并覆以保护层，这样，建筑物的整个外外表〔除外门、窗洞口〕都被保温层覆盖，有效抑制了外墙与室外的热交换。构造图见图2.2。保温材料应采用热阻值高，即导热率小的高效保温材料，其导热系数一般小于0.05W/(m·k)。一般可采用的材料有膨胀型聚苯乙烯〔EPS〕板、挤塑型聚苯乙烯〔XPS〕板、岩棉板、玻璃棉毡以及超轻保温浆料等，其中，阻燃膨胀型聚苯乙烯板应用的较为普遍。〔2〕外保温复合节能墙体的特点及应用外保温可以有效防止产生热桥，在采用同样厚度的保温材料的条件下，外保温要比内保温的热损失减少约1/5，从而节省了热能。外保温改造墙体施工过程中不必移动室内家具，不影响居民正常居住。虽然外保温工程比内保温每平方米的造价相对要高一些，但只要设计合理，单位面积的造价高得并不多，特别是由于外保温比内保温增加了使用面积近2%，实际上使单位使用面积造价降低，同时建筑外饰面还可以结合建筑的立面设计而得到改观，因此在既有建筑的节能改造中广泛使用。2.1.1夹芯保温在国外就是向墙内空气间层中填入高效保温材料，是最廉价、最迅速的解决方法。结构图见图2.3。但是我国的既有居住建筑，多为粘土实心砖墙体，一般不设置空气层，也就不具备用填充保温材料的方法来解决保温问题的条件。2.1.1该保温法是指同时使用多种保温方法。但是如无特殊需要，一般不采用综合保温法。门窗[10-12]在有采暖空调条件下，外门窗是重要的耗能部件。一般住宅建筑的围护能耗约占冷暖空调能耗65%～75%，而在窗墙比拟大条件下窗户能耗约占冷暖空调能耗的40%。所以窗户是建筑围护能耗的主要通道。〔1〕相对外墙体，窗户有较高的或高得多的传热系数，对能耗有较大的影响，且冬季比夏季大。砖外墙传热系数为2.0，而窗户大得多，如单玻实腹钢窗的传热系数如表2.1所示。表2.1实腹钢窗的传热系数〔2〕太阳辐射透过玻璃入室，增加制冷空调能耗。太阳辐射透过玻璃有两种方式，一是直接透过玻璃，因为玻璃是太阳辐射的强透过体；二是局部太阳辐射被玻璃吸收后转化为热，再通过热辐射传入室内，因为玻璃的热辐射率ε较高，为0.8。在夏季太阳辐射是最大的门窗能耗因素，在东、西窗占有一定比例和没有遮阳措施的建筑条件下，它占窗户夏季能耗的50%左右。然而在冬天，太阳辐射不仅不消耗采暖用能，还能减少住宅采暖用能，这局部抵消了夏季能耗。因此全年来说，它的能耗约占年住宅窗户能耗的30%左右。〔3〕通常窗户均有漏风漏气问题，加之人们生活中必需的门窗开闭，导致能量外逸，这在冬天特别明显。其能耗约占年住宅窗户能耗的20%～25%。门窗节能改造的途径与具体方法窗户节能改造可以有多种途径和方法，也就是说用户可以有多种选择。通常窗户节能改造有三条途径，每条途径又有不同的具体方法，表达出了不同的节能水平层次，总之是一项多元化的节能举措，业主可以有组合的选择一些途径与方法进行节能改造。〔1〕降低窗户的传热系数一般降低窗户传热系数的方法有两类：一类是将窗子的单玻改为双玻、中空、LOW-E中空甚至真空或真空LOW-E等节能玻璃，其传热系数如表2.2所示。“双玻”是密封性不如中空的双层玻璃，它的传热系数较普通中空低0.5左右，而且易结露、雾化等，一般不推荐使用。普通中空是使用最多的，价格也较低。热反射中空有局部阻挡太阳辐射和辐射条件下有稍低的传热系数，并有更高的节能率，但比普通中空贵了较多。高性能中空和真空或LOWE真空玻璃有更为优越的隔热节能性，而价格是普通中空的2~4倍。另一类是将金属窗框和窗扇骨架换成高热阻材料如塑钢型材，断热铝型材，或者将钢、铝框与扇架用塑料异型材包覆起来，降低其传热系数。综合性能、经济和施工、扰民等因素，从降低传热系数和提高密封性途径角度改造窗扇，性价比拟优的节能改造方案是对塑钢单玻窗和铝合金单玻窗宜不拆窗框，只改窗扇即将其窗扇单玻换成中空玻璃窗扇。表2.2一些玻璃〔6mm〕的传热系数对钢窗，目前，可用如下两种方法改造：一是将窗扇用PVC塑料型材包覆扇架〔啮合法〕，并安上中空玻璃，而窗框不拆，仅作油漆处理。二是将钢窗扇调换成铝窗扇，其铝扇框也用塑料型材包覆〔卡扣法〕，对钢窗框也不拆，但作严密性包塑处理。两种改造方法比拟起来后法扰民更少，更易产业化，而本钱上差不多〔前法人工费大些，后法材料费大些〕。前法未真正解决钢窗基体因渗水腐蚀而流锈的问题，后法因换成了不易锈蚀的铝扇，克服了流锈弊病。前法窗框仅作油漆处理，整窗协调性差，而后法像新窗一样，外观美观。前法负压抗风性差,塑料老化后,中空玻璃有跌落风险，而后法无此缺点。钢窗节能改造的方法还在开展中，譬如将旧钢扇换成塑钢节能扇、彩钢节能扇或新钢塑节能扇等。当然各种方法均有优缺点。〔2〕加强窗户的密封性许多既有门窗的密封性很差，有的甚至才安装一二年的窗户密封条就断裂、脱落，这是由于使用了劣质密封条所致。在节能改造过程中，要求使用优质密封条、密封胶等如三元乙丙胶条，复合材料密封条和优质硅胶。中空玻璃制作中要求头道密封必须使用丁基胶密封，二道才允许使用聚硫胶。在窗户改造中，加强密封性方法还有增加窗框窗扇间的密封，如将毛条密封改为优质密封条等。一般说，加强密封后可以提高密封性一倍左右。〔3〕采取遮阳措施以降低太阳辐射导致的能耗当前许多业主和房屋开发商对遮阳途径节能往往认识缺乏。其实它对节约空调制冷能耗有重要影响。有人认为室内窗帘就有遮阳节能作用，这是一个误会。只要使用的不是特别加工的具有反射太阳辐射作用的窗帘，其节能作用甚小。真正有大作用的是室外遮阳，即外遮阳，它才真正阻挡了太阳辐射直接进入室内，有显著的节能作用。常用的外遮阳方法有许多种：①固定式的和活动式的外遮阳，前者有东西窗常使用的百叶窗，南北向常用的水平遮阳板〔或雨蓬〕等，后者有各种窗帘如可调式铝塑百叶帘，可卷取布质软帘等；②窗户玻璃选用着色或镀膜〔阳光控制膜〕玻璃等；③窗户玻璃贴膜，许多太阳控制膜有明显的遮阳作用，大多可减少太阳辐射热增益30%~40%。因此这些膜只要选用适当，可节约夏季空调能耗10%以上，如美国贝卡尔特公司的UP系列膜如UP50和UP75等〔表2.3〕；④采用玻璃透明涂料，这类涂料多为氧化锑锡等透明热反射涂料，与贴膜作用类似，当前仅处于示范应用阶段。表2.3UP系列窗贴膜的阳光控制性能图2.4建筑节能窗罩构造示意图2.4为一对普通窗进行节能改造后的窗的构造示意图。该窗罩具有暖棚效应、保温效应、隔热遮阳效应。屋面和地面[13-14].1屋面保温材料要求在选择屋面保温材料时，一般考虑可以和外墙外保温材料类似，板状保温材料和整表达喷保温材料都可。但是屋面有不同于外墙的特点，由于屋面会受到多种类型的荷载，如积雪、灰尘、载人负荷等，因此屋面保温材料要比墙体保温材料有更好的抗冲击性和强度、刚度，耐久性要求也高。对于屋面保温材料，其中板状保温材料的质量应符合下表2.4的要求。表2.4屋面板状保温材料质量要求.2平屋顶改造方案平屋顶的改造方案，安装保温层与防水层的相对位置，可分为两种改造模式正置式屋面和倒置式屋面。.3正置式屋面改造方案正置式屋面节能改造通常采用的保温材料有岩〔矿〕棉板、玻璃岩板、聚苯板、膨胀岩板等材料。根据实际情况，可采用的改造方法有两种：直接铺设保温层和设置架空保温层。下列图2.5和图2.6为两种做法的根本构造图。图2.5直接铺设保温层构造图图2.6铺设架空保温层构造图.4倒置式屋面改造方案倒置式屋面通常采用的保温材料为挤塑聚苯板、现场发泡聚氨酯等一些不吸水的材料，其中XPS板具有特有的微细闭孔蜂窝状结构，密度大、压缩性能高、导热系数小、吸水系数低、水蒸气渗透系数小等特点，在长期的高湿度或浸水环境下，仍能保持优良的保温性能，除此之外，还具有很好的耐冻融性能及较好的抗压缩蠕变性能，因此特别适用于倒置式屋面保温系统。倒置式屋面的保温层上面，可采用块状材料、水泥砂浆或卵石层做保护层。卵石保护层与保温层之间应铺设聚酯纤维无纺布或纤维织物进行隔离保护。做法的根本结构见下列图2.7。图2.7倒置式屋面根本构造图在采用倒置式屋面进行屋面节能改造时，应注意以下几点：a倒置式屋面坡度不宜大于3%；因为保温层设置于防水层的上部，保温层的上面应做保护层；b采用卵石保护层时，保护层与保温层之间应铺设隔离层；c现喷硬质聚氨酯泡沫塑料与涂料保护层间应具有相容性；d屋面的檐沟、水落口等部位，应采用现浇混凝土或砖砌堵头，并做好排水处理。.5坡屋顶改造方案坡屋面的节能改造方式相对平屋面比拟单一，通常采用一些轻质保温材料，比方聚苯板、岩棉板、玻璃棉板等。坡屋顶的改造分两种情况：〔1〕有吊顶的坡屋面直接在屋顶吊顶上铺放保温材料，其厚度应根据热工计算而定。〔2〕无吊顶的坡屋面无吊顶的屋顶，应先增设吊顶层，并使得吊顶层耐久性好，能够承受保温层的荷载，再把保温材料铺放在吊顶上，其厚度应根据热工计算而定。.6屋顶绿化除了增加屋面保温隔热层之外，随着生态建筑概念的推广，屋顶绿化也作为一种行之有效的屋顶隔热方法应用到既有建筑节能改造中来，屋顶绿化示意图见图2.8。图2.8屋顶绿化示意图楼梯间及人口北方寒冷地区建筑物楼梯间不采暖的墙体应按外墙对待进行保温处理。北方严寒地区的建筑物楼梯问不采暖的应进行采暖改造，在楼梯间增设暖气片，并在人口处设置门斗，加装封闭门，以防冷空气的侵入。南方炎热地区宾馆、办公等大型公共建筑应在入口处加设可自动开启或旋转开启的封闭门，以防热空气侵入。2.2空调系统节能改造[15-17]图2.9政府办公楼能耗分布图2.10某商场写字楼能耗分布从图2.9和图2.10中可以看出空调系统的耗能占总能耗的很大一局部比重，因此对空调系统进行节能改造是必要的。变水量系统变频调速技术通过均匀改变电机定子供电频率到达平滑地改变电机的同步转速，应用于制冷空调行业，在系统局部负荷条件下产生良好的节能效果。自90年代以来变频调速器在暖通空调行业逐渐被大家所认识并采用。变频技术应用在空调水系统，就形成了变水量系统。在空调系统的水系统中，变频技术在水泵上的应用研究目前比拟成熟，在冷水机组上的应用研究还主要集中在制冷量比拟小的机组，虽然在国内一些大型冷水机组采用了变频，但是由于各种条件的限制没有被广泛采用。空调水系统在设计中冷水泵和冷却水泵的容量是按照建筑物最大设计负载选定的，且有10%的余量，在绝大局部时间内实际负载远远比设计负载低。一年中负载率在50%以下的运行小时数约占全部运行时间的50%以上，系统在流量固定的情况下，在全年绝大局部运行时间内冷水和冷却水的温差仅为1.0℃～3.0℃，即在低温差大流量情况下工作，从而增加了管路系统的能量损失，造成了能源浪费。目前，变频器应用到空调水系统中由于变频器的价格比拟高，建筑业主对其节能效果，对冷水机组和系统性能影响的存在质疑。因此，虽然变频水泵的技术已经比拟成熟，但是在实际推广上并不是很顺利，特别在酒店、商场这类公共建筑的中央空调水系统中使用的情况不是很乐观。根据建筑实际情况及资金情况,选择能耗比拟突出的设备进行局部改造。〔1〕水泵的调整与改造冷水机组的水系统改造一直是节能重点。水泵投资占公用建筑空调系统总投资的0.5%～1%，水泵电功率约为空调总电功率的15%～20%〔约为5～6W/m2〕而冷冻水泵的耗电量为空调系统总能耗的8%～12%，冷却水泵的耗电量约为12%～15%。目前的空调水系统设计普遍存在如下问题：没有按水泵的性能曲线选定水泵型号;未对每个水环路进行水力平衡计算，水力失调严重；大流量、小温差现象普遍存在，使水泵电耗大大增加。水泵的改造应注意以下几点：空调供冷供热水系统设计应符合各个环路之间水力平衡要求，对压差悬殊的高阻力回路应设置二次循环泵，各环路设置平衡装置。选择水泵时应使水泵的流量—压力特性曲线与管路性能匹配；使设计工况点处于水泵最高效率点，保证水泵大多数时间均处于最高效率点运行；选择匹配电机还必须考虑单台泵最大可能的工作点，并按此点匹配电机，以保证水泵的高效、平安运行。a采用变频水泵变频调速节能的根本原理是基于电机转速与工作电源输入频率成正比的关系，通过改变工作电源频率来改变电机转速。而水泵的转速与流量的一次方成正比，压力与转速的二次方成正比，轴功率与转速的三次方成正比，当需求流量下降时，可以通过调节转速节约大量的电能。变频调速的高节电率，主要源自以下两个方面：①设计余量。由于水泵在设计选型时一般根据系统运行峰值负荷放以10%～20%的余量，这一余量完全可以节约。②动态节能。制冷机组根据负荷情况可自动加卸载，如果循环水流量追随制冷负荷变化而变化，将可大幅减少循环水泵能耗。在单位用户中，最多的节能率为69%，最少的也在35%，其经济效益是非常显著的。某大厦水系统改造就采用了变频水泵，泵出口口径100mm，4极单吸离心泵，轴功率15kW，运行时间24h×355d，配管阻力约为扬程的50%。采用变频调速运行方式后，计算节电量约为47%。实际运行时的节电量也能到达35%。见表2.5。表2.5b合理选配水泵对于多台水泵并联运行的机组，其节能潜力仍然是很大的。可采用大、小泵匹配的方案，例如：对两台冷水机组的机房而言，按设计是选用大泵三台，其中一泵备用，但我们可以根据管网的特性按最大流量设计，选配二台功率相对较大一些的大泵和一台小泵，其中大泵一用一备。当需两台机组同时运行时，只需使用一台大泵，一台小泵即可满足机组的运行要求。以二大一小泵匹配的方案投资可能较高，但与前者相比，节约电能30％，一年所节约电费相当于6倍的设备投资费，而且实施简单、效果显著，对于中、小型空调冷源系统十分适用。c冷却塔的节能改造冷却塔节能改造有以下向几种途径：①采用新型配水装置，如旋转布水器，用以控制漂水，减少水耗。因此冷却水漂水产生的原因主要在于：循环水量过大或偏流，风量过大，所以在满足冷水机组负荷的情况下当调整循环水流量，调整播水器角度，清扫散水槽，适当调整风机叶片的角度，可将漂水量降至最低。②均匀布置喷嘴，选择匹配的配水管。③采用新型高效填料和通风机。通风机的设计参数与冷却塔的设计参数(阻力特性)相一致，使风机在最正确工况点附近工作，从而到达最正确降温效果。变风量系统变风量空调系统是通过变风量末端装置调节进入房间的风量，并相应地调节空调机风量来适应系统的风量要求。全空气空调系统通过向空调房间输送足够数量的、经过一定处理的空气，用以吸收室内的余热和余湿，从而维持室内所需要的温度和湿度。变风量系统可以通过改变送到房间(或区域)风量的方法，来满足这些地方负荷变化的需要，同时整个系统的总送风量也是变化的。变风量系统也可以适应一天中同一时间各个朝向房间负荷并不都处于最大值的需要，空调系统输送的风量可以在建筑物内各个朝向的房间之间进行转移，从而系统的总设计风量可以减少。这样，空调设备容量也可以减少，既可以节省设备费投资，也进一步降低了系统运行费用。从国内外的应用情况来看，变风量系统主要以带风机动力型末端的形式居多。国内大多数变风量系统设计也都效仿欧美的设计风格。变风量系统在国内应用受限有两大原因:其一，初投资问题，目前变风量系统的大局部设备还需要依赖进口，这使得系统的投资费用偏高，而国外的设备方面已经日臻完善，相对于投资方面将比拟有利;其二，国外的变风量系统更多地是与低温送风技术想结合。在兴旺国家，一些较大商用空调工程中最普遍的空调系统形式为变风量系统。在这方面上国内使变风量系统与低温送风相结合的技术还处于落后阶段。变风量系统常应用于办公性建筑物或学校建筑物，但是，变风量系统并不仅限于这些应用场合，它还可以广泛应用于商场、购物中心，图书馆、医院等各类公共建筑中，甚至也可以在某些工业建筑中使用。热回收技术热回收系统是回收建筑物内、外的余热(冷)或废热(冷)，并把回收的热(冷)量作为供热(冷)或其它加热设备的热源而加以利用的系统。热回收系统可以提高建筑能源的利用率，是建筑节能开展的一个方向。空调系统中可供回收的余热(冷)主要分布在排风和冷凝热中。①排风冷、热的回收。空调房间一般设有新风系统，同时有许多房间设有排风系统，由于排风的空气参数接近空调房间的室内参数，排气的温度相对大气温度有一定的温差，直接排入大气就回造成能量损失。因此，在送入新风时，可以回收利用这局部排风中的能耗(包括冷量和热量)，到达节能效果。对于空调系统的节能，目前往往无视对换气排风所带走的冷(热)量的回收，造成能量的极大浪费。在建筑物的空调负荷中，新风负荷所占比例比拟大，一般占空调总负荷的20%～30%。为保证室内环境卫生，空调运行时要排走室内局部空气，必然会带走局部能量，而同时又要投入能量对新风进行处理。如果在系统中安装能量回收装置，用排风中含有的能量来处理新风，就可减少处理新风所需的能量，降低机组负荷，提高空调系统的经济性。②冷水机组冷凝热的回收利用。水冷冷水机组的冷凝热通常通过冷却塔排入大气，造成环境的热污染。冷凝热一般为制冷量的1.3倍左右，冷凝热一般分为两局部:一局部是来自于温度较高的过热蒸汽热量，另一局部为较低温度的来自制冷剂两相相变热量和过冷热量。过热蒸汽的温度一般在45℃～90℃之间,而相变热量在40℃～50℃之间。而许多使用中央空调的建筑中要求供给热水，而一般热水要求温度在60℃左右，根据两种热量性质的不同，可以采用直接回收和间接回收，以节约能源。2.3采暖供热系统节能改造[18]“采暖供热系统”节能改造原理简介：第一，实现采暖供热系统水力平衡，并做到供暖区域内室内温度自动监测及控制。〔1〕安装智能型系统水力平衡控制系统，解决冬季采暖高层循环水气堵问题，以及水力失调问题。①根据建筑用途不同，在整体系统上安装采暖供热系统外网智能调节控制器，针对办公楼、住宅楼、教学区、学生公寓等不同区域进行分别控制，以到达外网系统流量分配平衡，同时解决外网系统供暖水力平衡问题，既按需供热；②在采暖供热系统中，水总是倾向于在阻力小的管道中流动，导致靠近近端流量大，而远端流量小，从而造成室内温度的不平衡和波动。针对这个问题，智能调节控制系统使用自动化控制，以最低的能源本钱提供理想的室内环境采暖温度，前提条件是控制器所控制的控制阀处于良好的运行状况，即满负荷下所有的控制阀必须能够通过设计流量，控制阀两端的压差变化不能太大，系统总流量要到达标准，以确保系统流量分配，压差和总流量的平衡；③只有经过精确调试的平衡系统，才能到达节能和舒适的效果。为此系统中将采取全面水力平衡控制解决方案：首先做出精确的水力计算，满足水力平衡的各种需要，然后安装现场进行调试，快速到达平衡目标。以实现降低能源消耗，减少日常维护，提高住户满意度。为此安装的有：专用系统水力调节器、专用平衡阀、专用压差控制阀、动态平衡电动调节阀、温度传感器等设备；④调整系统供暖所采用的循环泵和补水泵，根据现有的采暖面积和楼层的高度，需要进一步合理化调整。配合上述的智能型系统水力平衡控制系统，再通过系统调网测试等工作，最终到达用户室温恒定的目的，同时可以解决系统循环水流量分配不均衡问题和房间散热器阻力不平衡问题；⑤使用自动定压系统，解决系统定压不稳问题。根据现有的采暖面积和楼层的高度，安装合理定压系统，实现系统压力调节为自动化控制，防止人为因素影响系统供暖的稳定。〔2〕安装智能型温度监测及控制系统，实现供暖区域同内室内温度自动监测及控制。冬季供暖中室内的温度和湿度状态，在锅炉房无法直观的了解，司炉工凭感觉供暖，热了停炉，冷了开炉，所做的反映往往是滞后的。因此，造成供暖状态是忽高忽低，采暖的舒适度欠佳，同时也造成能源的浪费。为此，采取智能型温度监测及控制系统，以备锅炉房可以直观了解供暖状态，随时控制锅炉的出水温度，保证高质量的供暖；根据建筑用途不同，在整体采暖系统安装采暖供热系统温度无线数字采集传输控制系统。①搭建室外温度传输站。室外温度的变化很大程度上决定了建筑物需热量的大小，也决定了能耗的上下。运行参数〔供暖水温〕应随室外温度的变化时刻进行调整，始终保持供热量与建筑物的需热量相一致，保证室内温度在不同室外温度情况下的相对稳定，实现按需供热，这样才可以保证供暖机组最大限度的节能运行。由于室外温度的变化以及用户调节室内温度，锅炉供暖系统的负荷为变量，因此应对锅炉供暖系统进行相应的动态调节。智能供暖调控管理中心根据室外温度的变化及用户设定的不同时间对室内温度要求，按照设定曲线求出恰当的供水温度进行自动控制，实现供热系统供水温度—室外温度的自动气候补偿，防止产生室温过高而造成的能源浪费。②构建室内温度无线数字传输网络。室内温度无线数字传输网络是由多个无线数字温度采集点及专家识别系统构成。无线数字温度采集点采用了工业级传感器和处理芯片，将检测到的介质温度值发往到多功能终端上，终端对其进行处理和显示，可以完成显示、报警、输出开关量、输出和输入等一系列功能。③智能型温度监测及控制系统，把当日当时的室外温度、锅炉出水温度、水射器前后水温，管网损耗温度、以及室内温度信号作以精确的采集，再将所采集的温度变化信息传输到控制箱单片机中，计算出能耗、热量、室内温差理论值，并与测量的实际值进行比照。依据比照结果，智能供暖调控管理中心会根据不同的建筑结构、管网的好坏等因素，由计算机给锅炉提供运行管理的最正确调控指示。一方面调控系统的各种执行机构满足所需要的热量，另一方面与现有锅炉的控制系统有机结合起来，做到动态调节，准确无误的提供给水的水量和水温。改造后的系统会配有自动温控测试仪及智能监控，并可以打印出24小时运行记录以备检巡，将全年的供暖运行记录作以储存如：室外、室内温度、锅炉供暖温度等等数据。第二，在保证采暖质量的前提下，对采暖供热系统，实施分区、分时、分温自动化节能控制改造。〔1〕在现有锅炉房采暖设备和系统的根底上进行改造，将原采暖供热系统分为两个系统，小系统为锅炉加热局部，大系统为外网循环局部，这样锅炉可根据外网循环局部需要的量来减少或加大通过锅炉的水量，从而到达运行的最正确效率。因而，即可大幅度降低锅炉的能耗及运行费用，同时又可解决锅炉供暖系统流量的问题。〔2〕在现有的锅炉供热局部改造，增加智能型调温节能综合控制系统，与原采暖系统自控局部良好接入，共同控制系统运行，并配以全自动感温流量控制系统，使流量、流速、温差，可调性增大，到达无需不供、多需多供，循环水系统平稳运行的效果。〔3〕综合上述各项控制系统，同时采用智能供暖水射器调控系统，以实现采暖供热系统全自动控制、动态调节循环水力大小。供回水温度、流量的控制等都将与传统的供暖方式不再相同。原先为满足供暖要求，采用传统的采暖供热方式，造成外网温度时高时低，超供和欠供等现象突出，致使外网存在热力水平失调和垂直失调。传统的供暖运行方式，受人为因素影响也较大。现有的锅炉操作人员知识水平和素质参差不齐，在锅炉运行管理中，责任心的强弱和技术水平的上下，造成供暖运行费用的差异也很大。改造后锅炉供热局部采用小流量、变流速、高温差、高效率的运行方式，通过控制锅炉的进、出水量，来调节锅炉的出水温度，并截流大局部系统回水，返回利用余热，在一定程度上减少了人为因素所造成的浪费。〔4〕开炉以前对锅炉供暖系统进行清洗。清理系统结垢，提高整体供热效率。3既有建筑节能改造存在的问题[19-20]〔1〕重视过程，不重视改造后的节能效果在既有建筑节能改造的各个环节中，除设计阶段比拟标准〔有施工图审查等监管措施〕外，其它环节如前期论证、施工组织、专项验收、检测评估、运行管理等阶段由于管理制度不够健全，各环节缺乏有机的联系，导致许多人把目光更多投向节能产品、技术和应用，缺乏对建筑节能最终效果的关注。〔2〕单体建筑节能改造与供热系统改造、供热体制改革等未能有机结合建筑节能技术主要包括建筑围护结构和供热〔冷〕系统的节能技术，供热〔冷〕系统包括冷热源、供热〔冷〕外网和用户系统等。既有建筑节能改造涉及的主要内容也如此，但由于管理体制的制约，构成建筑能耗的几局部往往由不同的机构管理，各局部节能改造的时间、内容、标准等往往不一致，相互又不能有机结合，出现冬天开窗散