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【摘要】高层建筑建筑节能改造的实施，不仅可以改善人民群众的居住环境，也可带动墙材、节能门窗、太阳能等产业的发展。本文介绍了高层建筑建筑节能改造现状，对高层建筑建筑节能改造技术进行了探讨。
关键词：高层建筑节能改造技术
中图分类号：[TU208.3] 文献标识码：A 文章编号：
高层建筑建筑节能改造的实施，可以改善人民群众的居住环境，也可带动墙材、节能门窗、太阳能等产业的发展。当前, 由于我国正处在工业化和城镇化加快发展阶段,能源消耗强度较高, 消费规模不断扩大, 特别是高投入、 高消耗、 高污染的粗放型经济增长方式, 加剧了能源供求矛盾和环境污染状况。在我国能源消耗中, 建筑耗能已与工业耗能、 交通耗能并列,成为我国能源消耗三大组成部分。因此,做好我国既有建筑节能改造工作刻不容缓。我国建筑节能工作起步较晚, 尤其是既有建筑节能改造在我国是一项全新的课题, 无论是在政策上还是在技术上存在较大的空缺, 建筑节能的推进有赖于相应的政策法规去加以规范约束以及经济上可以承受的先进技术、 质量合格、 数量足够的产品加以支持。
一、高层建筑建筑节能改造现状分析
自 20世纪 70年代石油危机以来, 发达国家一直比较重视建筑节能, 既有建筑改造方面的法规、 规范等不断完善, 已积累了丰富的经验。例如外墙外保温技术就是一项较好的技术,主要是使用聚苯乙烯板或无机保温砂浆,聚苯乙烯板粘贴或固定件固定在外墙表面, 再贴耐碱玻纤网格布, 并抹面层。聚苯乙烯板使用厚度10 c m ~ 20 c m,虽然造价提高不多, 但节能效果大大提高, 而我国普遍是用面砖贴在外表面上, 节能保温效果较差。以德国为例,主要有如下几种建筑节能方法:
1、冬季供暖多以燃油取暖为主。通过在建筑主体为砖墙的住宅外墙贴上 20 cm厚的聚苯乙烯板外保温层, 最外层采用 29 cm聚苯板保温。经过节能改造, 采暖燃油只有改造前的 15%。
2、各种新型保温材料的应用,提高了保温隔热的性能。
3、窗户。外窗采用了三层玻璃密封窗。
4、外保温与装饰一体装配化。对于既有建筑的节能改造来说, 施工速度快、 没有湿作业、 对住户影响很小。在聚苯乙烯保温层外贴面砖, 在工厂预制成块体, 在现场用锚固件固定在外墙上,修补好预留的、 错开接缝后, 外保温与外饰面即可一次完成。我国可借鉴此技术进行既有建筑的节能改造。
我国既有建筑总量巨大, 建筑节能设计不合理, 节能改造工作经验不足, 困难重重, 必须要有计划、 有步骤地推进这项工作。造成这种现状的主要原因是:
1、开发商注重工程的初始投资, 较少考虑建成后的建筑使用能耗费用;
2、节能意识淡薄, 致使房屋建筑节能结构设计不合理;
3、节能设备运行管理不善,效率不高;
4、传统建筑材料建筑设计保温标准偏低等。
按照建设部《建筑节能“十五”计划和 2010年规划》要求,从政策、 法规和标准的研究、 编制和落实入手,由易到难; 从大中城市到城镇及郊区; 从居住建筑到公共建筑, 经济发达地区先行逐步推进节能改造。例如对宾馆、 写字楼等既有建筑节能改造可以将节能改造和装修改造一起进行;还可与供热计费体制改革和供热管网改造一起推进,在改造室内管网的同时对围护结构加强保温, 能收到很好的节能效果。结构质量不好的危旧建筑应该逐步拆除, 使公共建筑节能率不低于 50%, 居住建筑节能率不低于50%, 甚至局部地區要求居住建筑节能率不低于 65%。
二、高层建筑建筑节能改造技术探讨
采暖系统设计主要由热负荷计算、水力计算、 相关设备选型以及系统的运行与调节等组成。 供暖形式存在多样化,主要由系统结构的合理设计、 平衡阀的正确选择和整个系统智能控制这三方面来实现,从而实现设备选择的新型化、 控制系统的智能化和运行过程的节能化。
1、采暖系统分区。我们把高层建筑列为方案设计对象,为了实现采暖系统的质量和安全,并节省管材,本方案对采暖系统做了水平分区,同时为了减少水力失调,并保证运行工况良好,考虑低区管道和设备的承压,又将系统做垂直分区。 通过合理地分区,从系统结构上保证了整个系统运行的稳定性,为变温度调节奠定了基础。
2、采用低温热水地板辐射采暖。本设计方案充分利用该楼的附加热源95～70℃热水,采用散热器采暖系统应用在低区。 主要功能房间主要用低温热水地板辐射采暖,其主要热源来自于地热热源井。 低温热水地板辐射采暖供水温度小于60℃,由于在传送过程中热量损失少,所以可节省30%的能源,同时具有温度分布均匀、 卫生条件好、 舒适性高、 室内空气对流小、 避免了灰尘的飞扬、 室内环境清洁、热损失少、 节能效果显著等优点。 这样可以对能源充分利用,达到能源的充分、 合理分配应用。
3、应用动态平衡调节技术。由于地热热源井的地热水水质质量不是很高,为了防止室内管网受到腐蚀,所以地热盘管应加以注意,本设计方案主要采用地热间接供暖,即通过设置换热器将室内网与室外网分开,在一定程度上保证了室内二次网运行的稳定与独立。 为了解决远端压降过大、 近端压降过小的问题,采用动态平衡调节技术在各个回水立管底部设置压力控制自动平衡阀。 它主要有两方面的作用:一是当采暖系统其他环路发生变化时,自身环路关键点压差并不随之发生变化,当自身的动态阀门开度不变时,流量保持不变;二是当外界环境负荷变化导致系统自身环路变化时,通过动态水力平衡设备的作用,使关键点压差并不发生变化,此时自身其他并联支路的流量也不发生变化。 通过这一技术可以使系统始终处于经济流量,减少了不必要的能源耗费。
4、应用高低层直连供暖技术对于高层采暖系统,需突出解决高区回水与低区回水的处理问题。本设计方案区别于传统的将高区回水与低区回水分两路送回换热间的方法,而采用高、低层直接供暖。
（1）采用高低层直接供暖需要解决的问题：高区供暖系统的加压泵只能给高区提供适当的流量和适当的压头,不能过量,以防止发生对低区的抢水现象;高区和低区无论在运行状态还是在停运状态,当高区的高压压力不能传递到低区时,就会影响到低区的安全,从而导致低区暖气片超压;高区热用户注意水量保持充足,不能有气出现。
（2）高低层直接供暖实现过程与方法。当系统开始运行时,高区加压泵将低区的供水送入高区热用户,通过自力式流量控制阀对高区供热系统的流量进行控制,有效地防止了抢水现象的发生;自动消除系统富裕压头的功能,将高区的循环水压力降低到安全压力,最后流入低区,保证了低区运行的安全状态;它在实质上是增加了自力式流量控制阀的自身阻力,将富裕压力保留在高区,从而满足了高区用户系统的充水高度。 当系统处于停运状态时,由于静压的影响,高区供水管道中的水将会倒流进低区,从而在高区被封闭;高区回水管中的水向低区流动,会使低区压力升高时,稳压阀的阀后压力会瞬间增高,当达到设定值时稳压阀自动关闭,将高区的回水也封闭在高区。 这样,在加压泵、 止回阀、自力式流量控制阀、 稳压阀的共同协作下,形成了一种高层建筑与低层建筑直连供暖的新的供热形式。 采用此方法进行高低层的直连供暖,在不改变原来供热系统运行方式、 运行参数和运行工况的情况下,只增加几种价格低廉的供热设备配合使用,就可以实现高低区的压力隔绝,运行起来互不影响,此种方案既简单又经济适用,从而实现节能。
总之，我国既有建筑节能改造工作是一项系统的管理工作,应充分研究相关政策的制定和配套, 形成新的机制和运作模式, 是建筑节能改造工作顺利推进的有效保障。只有不断地学习、 研究、 实践、 开拓和发展, 我国建筑节能改造工作才会有成效。
参考文献：
[1] 王文昕,陈红延. 浅谈外墙体外保温系统的应用[J]. 建筑管理现代化, 2005,(03) .
[2] 周炜. 小议建筑节能设计[J]. 山西建筑, 2008,(01) .
[3] 吴越. 试论建筑节能[J]. 科技创新导报, 2009,(07) .
关键词：高层建筑节能改造技术
中图分类号：[TU208.3] 文献标识码：A 文章编号：
高层建筑建筑节能改造的实施，可以改善人民群众的居住环境，也可带动墙材、节能门窗、太阳能等产业的发展。当前, 由于我国正处在工业化和城镇化加快发展阶段,能源消耗强度较高, 消费规模不断扩大, 特别是高投入、 高消耗、 高污染的粗放型经济增长方式, 加剧了能源供求矛盾和环境污染状况。在我国能源消耗中, 建筑耗能已与工业耗能、 交通耗能并列,成为我国能源消耗三大组成部分。因此,做好我国既有建筑节能改造工作刻不容缓。我国建筑节能工作起步较晚, 尤其是既有建筑节能改造在我国是一项全新的课题, 无论是在政策上还是在技术上存在较大的空缺, 建筑节能的推进有赖于相应的政策法规去加以规范约束以及经济上可以承受的先进技术、 质量合格、 数量足够的产品加以支持。
一、高层建筑建筑节能改造现状分析
自 20世纪 70年代石油危机以来, 发达国家一直比较重视建筑节能, 既有建筑改造方面的法规、 规范等不断完善, 已积累了丰富的经验。例如外墙外保温技术就是一项较好的技术,主要是使用聚苯乙烯板或无机保温砂浆,聚苯乙烯板粘贴或固定件固定在外墙表面, 再贴耐碱玻纤网格布, 并抹面层。聚苯乙烯板使用厚度10 c m ~ 20 c m,虽然造价提高不多, 但节能效果大大提高, 而我国普遍是用面砖贴在外表面上, 节能保温效果较差。以德国为例,主要有如下几种建筑节能方法:
1、冬季供暖多以燃油取暖为主。通过在建筑主体为砖墙的住宅外墙贴上 20 cm厚的聚苯乙烯板外保温层, 最外层采用 29 cm聚苯板保温。经过节能改造, 采暖燃油只有改造前的 15%。
2、各种新型保温材料的应用,提高了保温隔热的性能。
3、窗户。外窗采用了三层玻璃密封窗。
4、外保温与装饰一体装配化。对于既有建筑的节能改造来说, 施工速度快、 没有湿作业、 对住户影响很小。在聚苯乙烯保温层外贴面砖, 在工厂预制成块体, 在现场用锚固件固定在外墙上,修补好预留的、 错开接缝后, 外保温与外饰面即可一次完成。我国可借鉴此技术进行既有建筑的节能改造。
我国既有建筑总量巨大, 建筑节能设计不合理, 节能改造工作经验不足, 困难重重, 必须要有计划、 有步骤地推进这项工作。造成这种现状的主要原因是:
1、开发商注重工程的初始投资, 较少考虑建成后的建筑使用能耗费用;
2、节能意识淡薄, 致使房屋建筑节能结构设计不合理;
3、节能设备运行管理不善,效率不高;
4、传统建筑材料建筑设计保温标准偏低等。
按照建设部《建筑节能“十五”计划和 2010年规划》要求,从政策、 法规和标准的研究、 编制和落实入手,由易到难; 从大中城市到城镇及郊区; 从居住建筑到公共建筑, 经济发达地区先行逐步推进节能改造。例如对宾馆、 写字楼等既有建筑节能改造可以将节能改造和装修改造一起进行;还可与供热计费体制改革和供热管网改造一起推进,在改造室内管网的同时对围护结构加强保温, 能收到很好的节能效果。结构质量不好的危旧建筑应该逐步拆除, 使公共建筑节能率不低于 50%, 居住建筑节能率不低于50%, 甚至局部地區要求居住建筑节能率不低于 65%。
二、高层建筑建筑节能改造技术探讨
采暖系统设计主要由热负荷计算、水力计算、 相关设备选型以及系统的运行与调节等组成。 供暖形式存在多样化,主要由系统结构的合理设计、 平衡阀的正确选择和整个系统智能控制这三方面来实现,从而实现设备选择的新型化、 控制系统的智能化和运行过程的节能化。
1、采暖系统分区。我们把高层建筑列为方案设计对象,为了实现采暖系统的质量和安全,并节省管材,本方案对采暖系统做了水平分区,同时为了减少水力失调,并保证运行工况良好,考虑低区管道和设备的承压,又将系统做垂直分区。 通过合理地分区,从系统结构上保证了整个系统运行的稳定性,为变温度调节奠定了基础。
2、采用低温热水地板辐射采暖。本设计方案充分利用该楼的附加热源95～70℃热水,采用散热器采暖系统应用在低区。 主要功能房间主要用低温热水地板辐射采暖,其主要热源来自于地热热源井。 低温热水地板辐射采暖供水温度小于60℃,由于在传送过程中热量损失少,所以可节省30%的能源,同时具有温度分布均匀、 卫生条件好、 舒适性高、 室内空气对流小、 避免了灰尘的飞扬、 室内环境清洁、热损失少、 节能效果显著等优点。 这样可以对能源充分利用,达到能源的充分、 合理分配应用。
3、应用动态平衡调节技术。由于地热热源井的地热水水质质量不是很高,为了防止室内管网受到腐蚀,所以地热盘管应加以注意,本设计方案主要采用地热间接供暖,即通过设置换热器将室内网与室外网分开,在一定程度上保证了室内二次网运行的稳定与独立。 为了解决远端压降过大、 近端压降过小的问题,采用动态平衡调节技术在各个回水立管底部设置压力控制自动平衡阀。 它主要有两方面的作用:一是当采暖系统其他环路发生变化时,自身环路关键点压差并不随之发生变化,当自身的动态阀门开度不变时,流量保持不变;二是当外界环境负荷变化导致系统自身环路变化时,通过动态水力平衡设备的作用,使关键点压差并不发生变化,此时自身其他并联支路的流量也不发生变化。 通过这一技术可以使系统始终处于经济流量,减少了不必要的能源耗费。
4、应用高低层直连供暖技术对于高层采暖系统,需突出解决高区回水与低区回水的处理问题。本设计方案区别于传统的将高区回水与低区回水分两路送回换热间的方法,而采用高、低层直接供暖。
（1）采用高低层直接供暖需要解决的问题：高区供暖系统的加压泵只能给高区提供适当的流量和适当的压头,不能过量,以防止发生对低区的抢水现象;高区和低区无论在运行状态还是在停运状态,当高区的高压压力不能传递到低区时,就会影响到低区的安全,从而导致低区暖气片超压;高区热用户注意水量保持充足,不能有气出现。
（2）高低层直接供暖实现过程与方法。当系统开始运行时,高区加压泵将低区的供水送入高区热用户,通过自力式流量控制阀对高区供热系统的流量进行控制,有效地防止了抢水现象的发生;自动消除系统富裕压头的功能,将高区的循环水压力降低到安全压力,最后流入低区,保证了低区运行的安全状态;它在实质上是增加了自力式流量控制阀的自身阻力,将富裕压力保留在高区,从而满足了高区用户系统的充水高度。 当系统处于停运状态时,由于静压的影响,高区供水管道中的水将会倒流进低区,从而在高区被封闭;高区回水管中的水向低区流动,会使低区压力升高时,稳压阀的阀后压力会瞬间增高,当达到设定值时稳压阀自动关闭,将高区的回水也封闭在高区。 这样,在加压泵、 止回阀、自力式流量控制阀、 稳压阀的共同协作下,形成了一种高层建筑与低层建筑直连供暖的新的供热形式。 采用此方法进行高低层的直连供暖,在不改变原来供热系统运行方式、 运行参数和运行工况的情况下,只增加几种价格低廉的供热设备配合使用,就可以实现高低区的压力隔绝,运行起来互不影响,此种方案既简单又经济适用,从而实现节能。
总之，我国既有建筑节能改造工作是一项系统的管理工作,应充分研究相关政策的制定和配套, 形成新的机制和运作模式, 是建筑节能改造工作顺利推进的有效保障。只有不断地学习、 研究、 实践、 开拓和发展, 我国建筑节能改造工作才会有成效。
参考文献：
[1] 王文昕,陈红延. 浅谈外墙体外保温系统的应用[J]. 建筑管理现代化, 2005,(03) .
[2] 周炜. 小议建筑节能设计[J]. 山西建筑, 2008,(01) .
[3] 吴越. 试论建筑节能[J]. 科技创新导报, 2009,(07) .