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摘要：本文結(jié)合新型節(jié)能材料試驗(yàn)建筑的研究和示范工程的建設(shè)實(shí)施，經(jīng)測(cè)試計(jì)算總結(jié)出一整套切實(shí)可行的綜合節(jié)能技術(shù)措施與施工技術(shù)，該項(xiàng)成果在陜西省乃至我國(guó)三北地區(qū)得到推廣應(yīng)用。...

科技進(jìn)步推動(dòng)建筑的可持續(xù)發(fā)展

               ——新型節(jié)能材料試驗(yàn)建筑研究

孫西京

(陜西省建筑科學(xué)研究設(shè)計(jì)院710082  西安)

    《新型節(jié)能材料試驗(yàn)建筑研究》課題是根據(jù)省科委、省計(jì)委、省財(cái)政廳陜科計(jì)發(fā)[19921130號(hào)《關(guān)于下達(dá)“陜西省一九九二年科學(xué)技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃(一)”和經(jīng)費(fèi)的通知》立項(xiàng)。項(xiàng)目屬于實(shí)用新技術(shù)應(yīng)用研究科學(xué)領(lǐng)域。

    本課題結(jié)合西安市青龍新技術(shù)節(jié)能住宅示范小區(qū)的建設(shè)實(shí)施，綜合考慮居住小區(qū)熱力系統(tǒng)及采暖居住建筑的建筑體型、朝向、窗墻面積比，加設(shè)門斗以及因地制宜采取提高墻體、屋面、門窗的保溫隔熱性能等節(jié)能新技術(shù)措施，同時(shí)開(kāi)發(fā)新型節(jié)能密閉門窗及其相關(guān)節(jié)能技術(shù)產(chǎn)品。通過(guò)對(duì)示范小區(qū)的節(jié)能住宅熱工測(cè)試總結(jié)出適合我省經(jīng)濟(jì)狀況及發(fā)展要求并切實(shí)選擇建筑節(jié)能技術(shù)措施，改變我省居住建筑采暖標(biāo)準(zhǔn)低、能耗大、室內(nèi)熱環(huán)境質(zhì)量差的狀況，使我省居住建筑在節(jié)能30％基礎(chǔ)上向節(jié)能50％目標(biāo)靠攏(建筑熱工方面占30％，采暖與供熱方面占20％)。

    通過(guò)對(duì)試驗(yàn)建筑冬、夏兩季的實(shí)測(cè)驗(yàn)算，課題提出的一整套綜合節(jié)能技術(shù)措施在試驗(yàn)建筑的應(yīng)用，其各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)列題立項(xiàng)要求的技術(shù)性能指標(biāo)，其節(jié)能技術(shù)的系統(tǒng)性、科學(xué)性、經(jīng)濟(jì)性、綜合評(píng)價(jià)達(dá)到了國(guó)內(nèi)先進(jìn)水平，其施工技術(shù)全面易于掌握，便于在陜西乃至全國(guó)廣大粘土地區(qū)推廣應(yīng)用。

    課題研究技術(shù)成果提出的實(shí)用、先進(jìn)的建筑節(jié)能技術(shù)措施，在該領(lǐng)域具有領(lǐng)先水平，其中外墻內(nèi)保溫，單框雙玻節(jié)能密閉木窗、坡屋面節(jié)能保溫、地面節(jié)能保溫、非保溫樓梯間及樓梯間墻保溫等技術(shù)更具創(chuàng)造性。

    課題階段性成果及最終成果在省內(nèi)得到大力推廣應(yīng)用，包括青龍節(jié)能新技術(shù)住宅示范小區(qū)在內(nèi)的小區(qū)、單體建筑大量應(yīng)用了課題節(jié)能技術(shù)措施，直接設(shè)計(jì)應(yīng)用建成的節(jié)能居住建筑幾十萬(wàn)平方米，同時(shí)帶動(dòng)開(kāi)發(fā)了相應(yīng)的節(jié)能技術(shù)產(chǎn)品，極大地促進(jìn)了我省的建筑節(jié)能技術(shù)的提高和進(jìn)步，直接經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益顯著。同時(shí)，也為我省制定陜西省工程建筑標(biāo)準(zhǔn)《民用建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)陜西省實(shí)施細(xì)則》奠定了基礎(chǔ)。

    節(jié)約能源是我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的長(zhǎng)遠(yuǎn)戰(zhàn)略方針，是實(shí)現(xiàn)兩個(gè)根本性轉(zhuǎn)變和可持續(xù)發(fā)展的重要內(nèi)容之一，而建筑節(jié)能是我國(guó)節(jié)能工作的重要領(lǐng)域，尤其三北地區(qū)居住建筑的采暖節(jié)能又是其重中之重。

    背景現(xiàn)狀：我國(guó)采暖居住建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)保溫水平低、熱環(huán)境差、室內(nèi)舒適度低、采暖能耗大的狀況普遍存在，亟待改變。

    八十年代末據(jù)聯(lián)合國(guó)的調(diào)查，一些國(guó)家國(guó)民經(jīng)濟(jì)總產(chǎn)值每一億美元的能耗(以標(biāo)煤計(jì))參見(jiàn)表1。

單位：萬(wàn)噸／億美元    表l

    從表l可見(jiàn)，我國(guó)能耗首屈一指，約為日本的5倍，美國(guó)的2.5倍，印度的2倍。而當(dāng)時(shí)我國(guó)建筑耗能(建造、使用、維修等方面)約占全國(guó)總能耗的30一40％，是耗能大戶，而我國(guó)北方主要城市住宅與美國(guó)的獨(dú)立住宅相比較，每年每平方米建筑面積的能耗量(折合成標(biāo)準(zhǔn)煤)見(jiàn)表2。

表2

    從表2可知，與美國(guó)相比每平方米建筑面積能耗我國(guó)北方主要城市高出4-6倍。建筑節(jié)能是當(dāng)時(shí)我國(guó)面臨的緊迫任務(wù)，也是我國(guó)的國(guó)策。l986年建設(shè)部頒發(fā)的《建筑技術(shù)政策綱要》指出“重視建筑產(chǎn)品的節(jié)能設(shè)計(jì)”、“建筑節(jié)能是建筑產(chǎn)品技術(shù)進(jìn)一步的重要標(biāo)志”、“要因地制宜，推廣各種保溫性能的墻體、屋面材料及門窗構(gòu)件”。北京、天津、沈陽(yáng)等北方城市開(kāi)始了建筑節(jié)能的研究及試點(diǎn)工作，目標(biāo)是建筑物與采暖系統(tǒng)綜合節(jié)能30％。

    一九八九年，根據(jù)建設(shè)部《民用建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》(采暖居住建筑部分)我省制訂了《民用建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)采暖居住建筑部分陜西省實(shí)施細(xì)則陜 DBJ24—8—89}要求我省城鎮(zhèn)居住建筑冬季采暖要改變以往采暖標(biāo)準(zhǔn)低、能耗大、室內(nèi)熱環(huán)境質(zhì)量差的狀況，節(jié)能、節(jié)地、保護(hù)環(huán)境，綜合節(jié)能30％(與81、82年通用標(biāo)準(zhǔn)住宅比較)。

    《新型節(jié)能材料試驗(yàn)建筑研究》是在以上背景下提出的，課題列入《陜西省“八五”科學(xué)技術(shù)研究計(jì)劃項(xiàng)目》。

總體思路：

    通過(guò)本課題的科學(xué)系統(tǒng)研究試驗(yàn)測(cè)試，寫出研究課題報(bào)告，總結(jié)出一整套適應(yīng)我省經(jīng)濟(jì)狀況及發(fā)展要求并切實(shí)易行的建筑節(jié)能技術(shù)措施，推動(dòng)全省建筑節(jié)能工作。結(jié)合西安市青龍新技術(shù)節(jié)能住宅示范小區(qū)的建設(shè)實(shí)施綜合考慮小區(qū)熱力系統(tǒng)及采暖居住建筑的體型、朝向、窗墻面積比、加設(shè)門斗以及因地制宜采取提高墻體、屋面、門窗的保溫隔熱性能等新節(jié)能技術(shù)措施，同時(shí)開(kāi)發(fā)相關(guān)節(jié)能技術(shù)產(chǎn)品。

技術(shù)方案：

    課題采取調(diào)查(查閱國(guó)內(nèi)外相關(guān)資料，通過(guò)會(huì)議，走訪政府主管部門，以及北京、天津、石家莊、沈陽(yáng)等城市進(jìn)行節(jié)能實(shí)地調(diào)研)研究集成創(chuàng)新(在調(diào)研總結(jié)現(xiàn)有國(guó)內(nèi)外建筑研究第一手資料、技術(shù)情況下，結(jié)合我省實(shí)情及試驗(yàn)建筑經(jīng)驗(yàn)提出切實(shí)可行的創(chuàng)新技術(shù)措施)實(shí)踐充實(shí)(將創(chuàng)新的節(jié)能技術(shù)措施應(yīng)用到試驗(yàn)建筑中，并不斷總結(jié)提高，充實(shí)研究成果提高研究成果水平)總結(jié)推廣應(yīng)用(將應(yīng)用在試驗(yàn)建筑并經(jīng)測(cè)試驗(yàn)證后的最終研究成果總結(jié)為系統(tǒng)科學(xué)的理論實(shí)踐相結(jié)合的節(jié)能技術(shù)措施在全省推廣應(yīng)用)這樣一個(gè)理論、實(shí)踐并重的研究技術(shù)方案，該技術(shù)方案的目標(biāo)是：

    1)采取節(jié)能技術(shù)措施的居住建筑綜合能耗降低率在30％以上(與陜西省l981年8H一811通用住宅設(shè)計(jì)相比較)。

    2)采取節(jié)能措施追加的投資不超過(guò)土建工程造價(jià)的5％-7％。

    3)用于改善采暖、供熱系統(tǒng)而節(jié)約噸標(biāo)煤的投資不超過(guò)500元。

    4)能在5-6年以內(nèi)以節(jié)能效益收回全部節(jié)能投資。

    5)因地制宜盡量利用本地材料，開(kāi)發(fā)本地節(jié)能產(chǎn)品。

實(shí)施效果：

    課題節(jié)能研究技術(shù)成果(節(jié)能技術(shù)措施)已先后在我省幾十萬(wàn)平方米的住宅建筑中直接推廣應(yīng)用，并被省內(nèi)許多住宅建筑直接或間接采用，尤其是西安青龍節(jié)能住宅示范小區(qū)的建設(shè)實(shí)施在我省及全國(guó)都有廣泛影響，其試驗(yàn)建筑經(jīng)熱工測(cè)試驗(yàn)算節(jié)能指標(biāo)優(yōu)異，節(jié)能效果顯著。

    總之，本課題的實(shí)施效果與經(jīng)濟(jì)效益十分明顯。目前國(guó)外，尤其是歐美經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國(guó)家在建筑節(jié)能領(lǐng)域的總體科學(xué)技術(shù)水平處于領(lǐng)先地位，我國(guó)在此領(lǐng)域的總體科學(xué)技術(shù)水平與之相比有較大的差距，歐美國(guó)家在建筑節(jié)能方面投入巨大，除對(duì)新建居住建筑及所有冬季采暖、夏季制冷降溫要求的建筑均有嚴(yán)格的節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)措施，而且還對(duì)大部分舊建筑進(jìn)行了保溫隔熱改造和加強(qiáng)，其新舊建筑在采取節(jié)能措施方面一次性投資很高，并在建筑節(jié)能技術(shù)方面進(jìn)行了系統(tǒng)科學(xué)的研究，其節(jié)能環(huán)保效益很高。

    在國(guó)家節(jié)能政策的指導(dǎo)下，國(guó)內(nèi)主要是三北采暖地區(qū)在建筑節(jié)能及試驗(yàn)建筑方面也作了很多工作，如北京、天津、沈陽(yáng)等城市在八十年代末，九十年代初進(jìn)行了有一定規(guī)模的建筑節(jié)能試驗(yàn)研究工作。如北京的安苑北里小區(qū)、沈陽(yáng)澤貢里小區(qū)主要采取復(fù)合保溫墻體等節(jié)能措施，節(jié)能率為32．8％左右，目前大部分地區(qū)主要是直接執(zhí)行《節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)及其實(shí)施細(xì)則》，而我省主要是西安地區(qū)在推廣應(yīng)用粘土空心磚建筑節(jié)能方面在全國(guó)已處于領(lǐng)先水平。

    一九九七年通過(guò)部級(jí)鑒定的某節(jié)能建筑體系研究(節(jié)能50％目標(biāo))試點(diǎn)建筑性能指標(biāo)見(jiàn)表3

表3

建筑物節(jié) 能率(％)	節(jié)能投資 增加率(％)	節(jié)能投資 加收期(年)	備  注
基本達(dá)到35	4.71	≤10	對(duì)比80-81 年通用設(shè)計(jì)

    該項(xiàng)研究在總節(jié)能率50％中按比例，建筑物節(jié)能率應(yīng)達(dá)到35％以上，供熱系統(tǒng)節(jié)能率應(yīng)達(dá)到23．6％以上(該研究未涉及供熱系統(tǒng)節(jié)能)。

    本研究課題節(jié)能試驗(yàn)建筑性能指標(biāo)見(jiàn)表4

    通過(guò)二表對(duì)照比較可知，本研究課題節(jié)能試驗(yàn)建筑性能指標(biāo)優(yōu)越，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)節(jié)能30％目標(biāo)，接近和達(dá)到節(jié)能50％目標(biāo)，成果主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)和總體科學(xué)技術(shù)水平達(dá)到國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平。存在的主要問(wèn)題是：本研究課題及試驗(yàn)建筑在建筑外墻的梁、柱及陽(yáng)臺(tái)等冷橋部位的節(jié)能措施不足，如加強(qiáng)該部位的節(jié)能措施后節(jié)能50％目標(biāo)可以達(dá)到并超越，總體研究成果的水平會(huì)更高。

表4

    注：上表中僅為建筑物節(jié)能指標(biāo)，未含供熱系統(tǒng)節(jié)能指標(biāo)。

創(chuàng)新點(diǎn)：

    本研究課題結(jié)合西安青龍新技術(shù)節(jié)能住宅示范小區(qū)的建設(shè)實(shí)施，綜合考慮居住區(qū)熱力系統(tǒng)及采暖居住建筑的體型、朝向、窗墻面積比及加設(shè)門斗因地制宜采取提高墻體、屋面、門窗的保溫隔熱性能等新的系統(tǒng)的節(jié)能技術(shù)措施，通過(guò)控制追加投資率，達(dá)到降低綜合能耗的目標(biāo)，在短時(shí)間內(nèi)以節(jié)能的效益回收全部節(jié)能投資，其復(fù)合(集成)型創(chuàng)新與改進(jìn)型創(chuàng)新于一體，系統(tǒng)性、科學(xué)性、經(jīng)濟(jì)性的綜合節(jié)能技術(shù)理論方法與技術(shù)措施及其在實(shí)踐基礎(chǔ)上的施工技術(shù)全面、易于掌握這一研究——實(shí)踐推廣應(yīng)用并重的研究方法獨(dú)具創(chuàng)新。

    研究課題技術(shù)成果中的外墻內(nèi)保溫作法、單框雙玻節(jié)能密閉木窗、坡屋面節(jié)能保溫、地面節(jié)能保溫、非保溫樓梯間及樓梯間墻保溫等節(jié)能技術(shù)更具創(chuàng)造性。    在總體規(guī)劃、單體設(shè)計(jì)中綜合考慮環(huán)境、住宅使用功能、結(jié)構(gòu)抗震安全性等方面提出了結(jié)合我省采暖地區(qū)的節(jié)能設(shè)計(jì)原則與方法，及對(duì)住宅的建筑電氣、給排水、室內(nèi)供暖系統(tǒng)、室外管網(wǎng)等各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)實(shí)用、先進(jìn)的節(jié)能技術(shù)措施在全國(guó)建筑節(jié)能領(lǐng)域中具有領(lǐng)先水平。

    本研究課題報(bào)告初稿一九九二年六月在沈陽(yáng)召開(kāi)的建設(shè)部建筑節(jié)能試點(diǎn)小區(qū)工作會(huì)議上被建筑部組織的有關(guān)專家評(píng)為全國(guó)建筑節(jié)能試點(diǎn)小區(qū)節(jié)能技術(shù)實(shí)施方案全國(guó)第二，并給予了較高的評(píng)價(jià)和肯定，會(huì)議一致同意將西安青龍小區(qū)列為部節(jié)能試點(diǎn)小區(qū)。同年8月陜西省科委、建設(shè)廳召開(kāi)的專家論證會(huì)決定將課題節(jié)能技術(shù)實(shí)施方案同時(shí)應(yīng)用于西安青龍新技術(shù)節(jié)能示范小區(qū)和咸陽(yáng)秦寶新技術(shù)節(jié)能示范小區(qū)。

    研究課題階段性成果(1992年一l998年)和1999年5月鑒定后的技術(shù)成果不斷被省內(nèi)外學(xué)習(xí)應(yīng)用，并多次得到有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)、專家的好評(píng)，與課題結(jié)合的西安青龍新技術(shù)節(jié)能住宅示范小區(qū)已建成節(jié)能建筑l8萬(wàn)平方米，如此大的規(guī)模，在我省前所未有，全國(guó)也不多見(jiàn)，其中小區(qū)采取課題節(jié)能技術(shù)措施的居住建筑約l4萬(wàn)平方米，課題試驗(yàn)建筑面積6．5萬(wàn)平方米，節(jié)能試驗(yàn)住宅深受歡迎。在此期間省建研院設(shè)計(jì)所設(shè)計(jì)(已建成)了二十多萬(wàn)平方米采用課題節(jié)能技術(shù)措施的節(jié)能住宅，西安市城市建設(shè)開(kāi)發(fā)總公司設(shè)計(jì)院也設(shè)計(jì)了包括青龍小區(qū)在內(nèi)的一大批采用課題節(jié)能技術(shù)措施的節(jié)能住宅。課題節(jié)能技術(shù)措施一直被省內(nèi)許多住宅小區(qū)、單體建筑直接或間接采用，受省節(jié)能墻改辦委托先后對(duì)省內(nèi)多個(gè)小區(qū)、單體住宅進(jìn)行了建筑節(jié)能技術(shù)評(píng)議及審核工作。通過(guò)示范小區(qū)，培訓(xùn)班等形式廣泛影響和推動(dòng)了我省的建筑節(jié)能工作。西安市自1991年以來(lái)已推廣應(yīng)用了采用多孔粘土磚節(jié)能技術(shù)措施的住宅1千多萬(wàn)平方米，但我省其它地市及周邊地區(qū)還沒(méi)有廣泛應(yīng)用。本課題節(jié)能技術(shù)適用于我國(guó)廣大的北方粘土地區(qū)，由于本課題節(jié)能技術(shù)優(yōu)異的性能指標(biāo)，全國(guó)系統(tǒng)、易于掌握的技術(shù)措施以及八年來(lái)打下的良好基礎(chǔ)和廣泛影響，在建筑節(jié)能國(guó)策的有力支持下，進(jìn)一步完善提高課題技術(shù)成果，推廣應(yīng)用的前景很好。課題的研究成果及節(jié)能試驗(yàn)也為我省制訂節(jié)能50％目標(biāo)的《陜西省實(shí)施細(xì)則》陜DN24-8-97提供科學(xué)依據(jù)。

    該項(xiàng)研究課題科技成果于一九九九年五月八日通過(guò)陜西省科學(xué)技術(shù)委員會(huì)組織的科技成果鑒定。(證書號(hào)：陜科鑒字[1999]第036號(hào))

    該項(xiàng)目研究課題二000年獲得陜西省建設(shè)科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)。

(本文來(lái)源：陜西省土木建筑學(xué)會(huì)  文徑網(wǎng)絡(luò)：文徑 尹維維 編輯  劉真 審核)

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