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【摘 要】国家经济快速增长,各项建设取得巨大成就,但也付出了巨大的资源和环境被破坏的代价,为了社会经济的持续发展,提高人民居住生活质量,节约能源成为目前国家发展的重要问题。对既有建筑节能改造成了目前国家需要解决的重要问题之一。
【关键词】节能;围护结构;热计量
0.引言
国家经济快速增长,各项建设取得巨大成就,但也付出了巨大的资源和环境被破坏的代价,为了社会的持续发展,提高人民居住生活质量,节约能源成为目前国家发展的重要问题。对既有建筑节能改造成了目前国家需要解决的重要问题之一。
1.建筑概况
1.1建筑现状
(1)本建筑位于青岛市市南区东海路与珠海之路交汇处,属于寒冷地区,该花园共计1~4号楼四个楼座,总建筑面积:90404.0m2建筑结构类型为钢筋混凝土剪力墙结构,建筑的耐火等级为一级。其中,1#、2#楼地上1#楼17层,2#楼18层,建筑高度为63.2米,为二类建筑。总建筑面积为27009.62平方米;3#楼地上18层,建筑高度为62.0米,为二类建筑。建筑面积为10828.36平方米,4#楼地上16层,建筑高度为56.4米,为二类建筑。建筑面积为9676.58平方米。
(2)各楼座建筑体型系数、窗墙比等详表一
表一 建筑物形体系数及窗墙比
Table 1 The building’s Shape coefficient and ratio
(3)建筑物原来的外围护结构构造如下:
1)外墙的构造:原有外墙传热系数 K冬=2.08w/㎡·℃,K夏=2.03w/㎡·℃
2)屋面构造:原有屋面传热系数 K冬=1.49w/㎡·h℃,K夏=1.41w/㎡·h℃
3)原有外门、外窗大部分为铝合金单层单玻璃窗门,金属单层单玻璃窗。其中单层单玻铝合金窗传热系数K=6.4w/㎡·℃单层木门外门传热系数K=4.7w/㎡·℃带玻璃的阳台木门传热系数K=5.8w/㎡·℃
1.2建筑物用能系统概况
(1)原来采暖系统为上供下回但双管采暖系统,垂直方向分为高低两个系统,热源为电热锅炉,后来改造为城市高温水通过换热站制取95/70℃热水供建筑物采暖热源。
(2)该小区各楼座用户厨房炊事用能为电能,既浪费高品质电能又不能满足炊事温度要求。
(3)用户照明、电梯、自来水等按常规设计,节能潜力不大,需要加强计量和管理。
2.改造原因
通过现场勘查,建筑物原有围护结构保温性能不好,内墙发霉长毛,通过调查,据用户反映,铝合金外窗保温性能差,冬季漏风严重,有严重的漏风啸声,窗框结霜或结露严重,室内环境品质差,北向外墙内壁温度低,导致潮湿发霉。采暖系统存在的问题较多,室内暖气支管没设温控阀无法根据环境温度自动调节,室外管道保温均遭到不同程度的破坏,而且目前换热站产权规热力公司所有和管理,用户采暖费用按照青岛市规定的收费标准按面积收费,用多用少一个样,用户没有节能的愿望和要求,人为浪费比较大。
3.改造原则
(1)加大节能宣传,提高人们节能意识,认识到节能的必要性,自愿節约能源。
(2)节能改造要尽可能应用原构件(设备),减少对建筑使用人的干扰。
(3)节能改造除技术上可行外,经济上要合理,改造投资回收期不宜超过5年。
(4)改造后的建筑能够满足节能标准的要求,并实现节能率应达到65%(80-81年采暖能耗为基础)。
4.改造范围
(1)围护结构的热工性能符合性改造。
(2)建筑物内各用能系统符合性技术改造。
(3)各用能设备系统运行管理制度的改进。
(4)电气部分提出改造建议鼓励由业主自行改造。
(5)用能系统运行管理部分提出建议鼓励物业公司自行完善。
5.改造方案
5.1建筑节能措施
(1)不采暖楼梯间隔墙内抹保温浆料,保温采用20厚ZL聚苯颗粒保温浆料;不采暖地下室上部地板采用40厚挤塑聚苯板XPS保温。
(2)外墙在原240厚烧结普通砖基础上采用55厚聚苯板EPS增加保温。
(3)更换所有外窗,外门窗均采用80系列塑钢窗型材,采用单框浅灰蓝色中空玻璃(6+9A+6,玻璃厚度根据窗玻璃的面积大小确定,最小为6mm,大于1.5平米采用安全玻璃),外门窗框与门窗洞口之间的缝隙,应采用聚苯板EPS材料填实,并用密封膏嵌缝增加保温性能。建筑外窗的气密等级为《建筑外窗气密性能分级及检测方法》(GB7107-2002)规定的4级。南、东、西侧外窗均采用悬挂内遮阳帘方式。
(4)在人员出入密集的北侧入口设置了门斗,楼座防盗门加透明采光有机玻璃,减少冷风的渗透。
(5)对楼梯间出屋面外门、电梯机房出屋面外门、通风口冬季进行密封改造,减少因烟囱效应造成的冷风渗透和冷风侵入,提高楼梯间及电梯间的室内温度。
(6)屋面保温采用50厚挤塑聚苯板XPS。
5.2建筑采暖改造方案
(1)每个单元(一个楼口)设采暖入口,在适当位置设楼座表箱,一楼一总表。
(2)室内采暖要按照新的节能系统设计,一户一表,分户计量,但该小区建成时间较晚,采暖系统尚处于完好状态,原设计为单双管混合式暖气系统,考虑到如果全面更换为分户集中热表的分户计量系统可能造成投资较大,改造资金难以承受,因此本次改造采用每组暖气设热分配表集中计量的方法,即在每组暖气供水管设温控三通阀,然后每组散热器设热分配表计量的方式。详见图四:
当散热器柱数为偶数时,热分配表安装于一组散热器的正中间,柱数为奇数时,热分配表的安装位置偏向供水方向一柱散热器。 (3)建议业主在更新自家空调设备时,当选用多联式空调(热泵)机组或水源热泵机组时,其制冷综合性能系数IPLV(c)或制冷能效比(EER)应分别符合《多联式空调(热泵)机组》GB/T18837和《水源热泵机组》GB/T19409中的有关规定值。鼓励业主所选用的冷水(热泵)机组或单元式空气调节机的性能系数(COP)、能效比(EER)应比现行国家标准《公共建筑节能设计标准》GB50189中的有关规定值高一个等级。
(4)太阳能热水系统应用改造:在不影响建筑物使用及美观的前提下,鼓励并指导住户在统一设计条件下在建筑物顶层安装太阳能热水器。这牵扯到太阳能与建筑一体化的问题,利用本次改造给太阳能应用创造了契机,既给用户安装太阳能带来机会,节约了能源,又不破坏建筑原有风貌。
(5)外网改造:根据建筑物耗热量进行管路平衡计算,相应加装平衡阀。利用原有的城市热源,独立设置本小区四楼座的高区换热站,单独设表;继续利用原有小区热力公司换热站作为低区采暖系统采暖热源,在通往本小区四楼座的采暖总管上设置热表,单独计量。更换原来已破损的管道外保温,重新保温使之完善。
(6)指导并鼓励用户采用节能灯具及节能家电,对高区换热站水泵用电独立计量;分析电梯运行规律,采用智能控制技术控制电梯运行,电梯耗电独立计量;鼓励用户更换使用节水卫生设备等用水设备,节约用水。
(7)建议住户协调燃气部门,铺设燃气管道至厨房,放弃原来的炊事用电系统,选用高效的燃气用具。
6.改造效果
通过对建筑物外围护结构增加保温层、采暖系统增设热计量装置,经过一个采暖季的运行,调查结果显示每户室内采暖温度均提高3~5℃,用户得到了比较满意的回报。对各个热计量表统计,每年能节约342.5吨标准煤,与原建筑物相比节能率高达47%。
节能宣传力度加大,人们逐渐意识到节能的重要性,自觉节约水电,利用可再生资源,充分满足居住建筑节能65%的要求。
【参考文献】
[1]陆耀庆.实用供热空调设计手册[S].北京:中国建筑工业出版社,1993.
[2]GB50045-95,高层民用建筑设计防火规范(2005年版)[S].北京:中国计划出版社,2005.
[3]DBJ14-036-2006,公共建筑節能设计标准[S].济南:山东省建设厅发布,2006.
[4]GB50067—97,汽车库、修车库、停车场设计防火规范[S].北京:中国计划出版社,1997.
【关键词】节能;围护结构;热计量
0.引言
国家经济快速增长,各项建设取得巨大成就,但也付出了巨大的资源和环境被破坏的代价,为了社会的持续发展,提高人民居住生活质量,节约能源成为目前国家发展的重要问题。对既有建筑节能改造成了目前国家需要解决的重要问题之一。
1.建筑概况
1.1建筑现状
(1)本建筑位于青岛市市南区东海路与珠海之路交汇处,属于寒冷地区,该花园共计1~4号楼四个楼座,总建筑面积:90404.0m2建筑结构类型为钢筋混凝土剪力墙结构,建筑的耐火等级为一级。其中,1#、2#楼地上1#楼17层,2#楼18层,建筑高度为63.2米,为二类建筑。总建筑面积为27009.62平方米;3#楼地上18层,建筑高度为62.0米,为二类建筑。建筑面积为10828.36平方米,4#楼地上16层,建筑高度为56.4米,为二类建筑。建筑面积为9676.58平方米。
(2)各楼座建筑体型系数、窗墙比等详表一
表一 建筑物形体系数及窗墙比
Table 1 The building’s Shape coefficient and ratio
(3)建筑物原来的外围护结构构造如下:
1)外墙的构造:原有外墙传热系数 K冬=2.08w/㎡·℃,K夏=2.03w/㎡·℃
2)屋面构造:原有屋面传热系数 K冬=1.49w/㎡·h℃,K夏=1.41w/㎡·h℃
3)原有外门、外窗大部分为铝合金单层单玻璃窗门,金属单层单玻璃窗。其中单层单玻铝合金窗传热系数K=6.4w/㎡·℃单层木门外门传热系数K=4.7w/㎡·℃带玻璃的阳台木门传热系数K=5.8w/㎡·℃
1.2建筑物用能系统概况
(1)原来采暖系统为上供下回但双管采暖系统,垂直方向分为高低两个系统,热源为电热锅炉,后来改造为城市高温水通过换热站制取95/70℃热水供建筑物采暖热源。
(2)该小区各楼座用户厨房炊事用能为电能,既浪费高品质电能又不能满足炊事温度要求。
(3)用户照明、电梯、自来水等按常规设计,节能潜力不大,需要加强计量和管理。
2.改造原因
通过现场勘查,建筑物原有围护结构保温性能不好,内墙发霉长毛,通过调查,据用户反映,铝合金外窗保温性能差,冬季漏风严重,有严重的漏风啸声,窗框结霜或结露严重,室内环境品质差,北向外墙内壁温度低,导致潮湿发霉。采暖系统存在的问题较多,室内暖气支管没设温控阀无法根据环境温度自动调节,室外管道保温均遭到不同程度的破坏,而且目前换热站产权规热力公司所有和管理,用户采暖费用按照青岛市规定的收费标准按面积收费,用多用少一个样,用户没有节能的愿望和要求,人为浪费比较大。
3.改造原则
(1)加大节能宣传,提高人们节能意识,认识到节能的必要性,自愿節约能源。
(2)节能改造要尽可能应用原构件(设备),减少对建筑使用人的干扰。
(3)节能改造除技术上可行外,经济上要合理,改造投资回收期不宜超过5年。
(4)改造后的建筑能够满足节能标准的要求,并实现节能率应达到65%(80-81年采暖能耗为基础)。
4.改造范围
(1)围护结构的热工性能符合性改造。
(2)建筑物内各用能系统符合性技术改造。
(3)各用能设备系统运行管理制度的改进。
(4)电气部分提出改造建议鼓励由业主自行改造。
(5)用能系统运行管理部分提出建议鼓励物业公司自行完善。
5.改造方案
5.1建筑节能措施
(1)不采暖楼梯间隔墙内抹保温浆料,保温采用20厚ZL聚苯颗粒保温浆料;不采暖地下室上部地板采用40厚挤塑聚苯板XPS保温。
(2)外墙在原240厚烧结普通砖基础上采用55厚聚苯板EPS增加保温。
(3)更换所有外窗,外门窗均采用80系列塑钢窗型材,采用单框浅灰蓝色中空玻璃(6+9A+6,玻璃厚度根据窗玻璃的面积大小确定,最小为6mm,大于1.5平米采用安全玻璃),外门窗框与门窗洞口之间的缝隙,应采用聚苯板EPS材料填实,并用密封膏嵌缝增加保温性能。建筑外窗的气密等级为《建筑外窗气密性能分级及检测方法》(GB7107-2002)规定的4级。南、东、西侧外窗均采用悬挂内遮阳帘方式。
(4)在人员出入密集的北侧入口设置了门斗,楼座防盗门加透明采光有机玻璃,减少冷风的渗透。
(5)对楼梯间出屋面外门、电梯机房出屋面外门、通风口冬季进行密封改造,减少因烟囱效应造成的冷风渗透和冷风侵入,提高楼梯间及电梯间的室内温度。
(6)屋面保温采用50厚挤塑聚苯板XPS。
5.2建筑采暖改造方案
(1)每个单元(一个楼口)设采暖入口,在适当位置设楼座表箱,一楼一总表。
(2)室内采暖要按照新的节能系统设计,一户一表,分户计量,但该小区建成时间较晚,采暖系统尚处于完好状态,原设计为单双管混合式暖气系统,考虑到如果全面更换为分户集中热表的分户计量系统可能造成投资较大,改造资金难以承受,因此本次改造采用每组暖气设热分配表集中计量的方法,即在每组暖气供水管设温控三通阀,然后每组散热器设热分配表计量的方式。详见图四:
当散热器柱数为偶数时,热分配表安装于一组散热器的正中间,柱数为奇数时,热分配表的安装位置偏向供水方向一柱散热器。 (3)建议业主在更新自家空调设备时,当选用多联式空调(热泵)机组或水源热泵机组时,其制冷综合性能系数IPLV(c)或制冷能效比(EER)应分别符合《多联式空调(热泵)机组》GB/T18837和《水源热泵机组》GB/T19409中的有关规定值。鼓励业主所选用的冷水(热泵)机组或单元式空气调节机的性能系数(COP)、能效比(EER)应比现行国家标准《公共建筑节能设计标准》GB50189中的有关规定值高一个等级。
(4)太阳能热水系统应用改造:在不影响建筑物使用及美观的前提下,鼓励并指导住户在统一设计条件下在建筑物顶层安装太阳能热水器。这牵扯到太阳能与建筑一体化的问题,利用本次改造给太阳能应用创造了契机,既给用户安装太阳能带来机会,节约了能源,又不破坏建筑原有风貌。
(5)外网改造:根据建筑物耗热量进行管路平衡计算,相应加装平衡阀。利用原有的城市热源,独立设置本小区四楼座的高区换热站,单独设表;继续利用原有小区热力公司换热站作为低区采暖系统采暖热源,在通往本小区四楼座的采暖总管上设置热表,单独计量。更换原来已破损的管道外保温,重新保温使之完善。
(6)指导并鼓励用户采用节能灯具及节能家电,对高区换热站水泵用电独立计量;分析电梯运行规律,采用智能控制技术控制电梯运行,电梯耗电独立计量;鼓励用户更换使用节水卫生设备等用水设备,节约用水。
(7)建议住户协调燃气部门,铺设燃气管道至厨房,放弃原来的炊事用电系统,选用高效的燃气用具。
6.改造效果
通过对建筑物外围护结构增加保温层、采暖系统增设热计量装置,经过一个采暖季的运行,调查结果显示每户室内采暖温度均提高3~5℃,用户得到了比较满意的回报。对各个热计量表统计,每年能节约342.5吨标准煤,与原建筑物相比节能率高达47%。
节能宣传力度加大,人们逐渐意识到节能的重要性,自觉节约水电,利用可再生资源,充分满足居住建筑节能65%的要求。
【参考文献】
[1]陆耀庆.实用供热空调设计手册[S].北京:中国建筑工业出版社,1993.
[2]GB50045-95,高层民用建筑设计防火规范(2005年版)[S].北京:中国计划出版社,2005.
[3]DBJ14-036-2006,公共建筑節能设计标准[S].济南:山东省建设厅发布,2006.
[4]GB50067—97,汽车库、修车库、停车场设计防火规范[S].北京:中国计划出版社,1997.