時間：2022-03-20 20:44:46
序論：在您撰寫既有建筑論文時，參考他人的優(yōu)秀作品可以開闊視野，小編為您整理的7篇范文，希望這些建議能夠激發(fā)您的創(chuàng)作熱情，引導您走向新的創(chuàng)作高度。
北方既有居住建筑節(jié)能改造項目技術經(jīng)濟評價指標體系構建
1.構建評價指標體
系筆者遵循系統(tǒng)性、合理性、綜合性、應用性的原則，建立評價指標體系，并參照了《既有居住建筑節(jié)能改造指南》、《民用建筑節(jié)能條例》、《民用建筑節(jié)能設計標準》、《建筑氣候規(guī)劃標準》、《夏熱冬冷地區(qū)居住建筑節(jié)能設計標準》、《嚴寒和寒冷地區(qū)居住建筑節(jié)能設計標準》等相關行業(yè)標準，根據(jù)實際狀況選取評價指標。
2.確定指標權重
使用層次分析法計算其權重系數(shù)，其特點是在對復雜決策問題的本質、影響因素、內在關系等進行深入分析之后，構建一個層次結構模型。然后，運用較少的定量信息，把決策的思維過程數(shù)學化，從而為求解多目標、多準則，或無結構特性的復雜決策問題。其步驟：一是構造層次分析結構；二是構造判斷矩陣；三是判斷矩陣的一致性檢驗；四是層次單排序；五是層次總排序；最后是做出決策。
筆者通過運用MCE軟件和Excel，將專家打分通過軟件輸入，選取層次分析法求取權重，結果如表1所示。北方既有居住建筑節(jié)能改造項目評價模型構建通過模糊綜合評判法的原理和公式，建立適合北方既有居住建筑節(jié)能改造項目技術經(jīng)濟評價指標體系的模糊綜合評判。
1.建立因素集
第一層為：A＝{B1,B2,B3}。第二層為：B1＝{C1,C2}，B2＝{C3,C4}，B3＝{C5,C6,C7}。第三層為：C1＝{D1,D2,D3,D4,D5,D6}，C2＝{D7,D8,D9}，C3＝{D10,D11}，C4＝{D12,D13,D14}，C5＝{D15,D16}，C6＝{D17,D18}，C7＝{D19,D20}。
2.建立評價指標的評語集
為北方既有居住建筑節(jié)能改造項目技術經(jīng)濟評價指標體系建立評語集，其含義有兩點：一是此方案的選擇是否能達到滿意的效果；二是此指標值對于既有建筑節(jié)能改造項目實施的推動作用是否能達到滿意效果，如項目檢測指標中的圍護防水效果。V＝{v1,v2,v3,v4,v5}={非常滿意，滿意，中，差，非常差}3.確定權重權重的最終確定值是通過層次分析法的計算來求得，此任務已完成。第三層權重記為wDi，第二層權重記為wCi，第一層權重記為wBi。4.分層作綜合評價以調查問卷的形式，請10位專家對評價指標體系中的第三層進行單因素評價，得到模糊評判矩陣如下：RCi(i=1,2,3,…,7)單級綜合評判BCi＝WCi莓RCi。
實例分析
北方既有居住建筑節(jié)能改造項目技術經(jīng)濟評價，是在項目改造前對各個方案進行評價，從而選取最優(yōu)方案。本文以河北省唐山市河北一號小區(qū)509號樓為例，對其進行技術經(jīng)濟評價。以下項目介紹中的數(shù)值為《既有居住建筑節(jié)能改造評估報告》[2]中給出。
1.項目概況
該項目是1976年唐山大地震后所建樓之一，具有很強的抗震性。509號樓有5層、3個單元共45戶，建筑面積為2156m2。該建筑沒有地下室，樓宇門已不存在。原有平屋面為鋼筋混凝土樓板，局部的保溫層已濕透。預制外墻板為11cm厚的鋼筋混凝土、12cm厚輕質混凝土夾心層，外加4cm厚的砂漿層。原來的單?？崭逛摯按蟛糠直粨Q成了鋁合金或塑鋼窗，或在外面又裝了一樘窗，有些是單玻窗，有些是雙膛窗。整個護結構存在許多問題，包括不密封、結露和防水失效。采暖系統(tǒng)為垂直單管系統(tǒng)，并且沒有溫度調節(jié)手段。下面根據(jù)評價指標體系，對該項目進行有針對性的介紹。（1）技術性指標。第一項，項目改造指標。專家擬定的具體方案為：對窗的改造主要采用塑鋼中空內平開窗，使用low-e玻璃；對外墻的改造主要是采用10cmEPS薄抹灰系統(tǒng)；對屋面的改造主要采用是14cmPU暖屋面。供熱計量方式主要采用熱計量收費；采暖系統(tǒng)采用的是垂直雙管和自動溫控閥。對樓宇門的改造主要采用雙扇保溫鋼板門，將門墻縫里內外均以硅膠密封，并帶有自閉裝置。第二項，項目檢測指標。改造前，對圍護結構傳熱系數(shù)進行測定，主要包括對屋面、外墻、外窗、底板的測量。其傳熱系數(shù)分別為：1.3W/m2k、2.0W/m2k、4.5W/m2k、2.8W/m2k。經(jīng)過專業(yè)人員檢測，該項目防水效果較差。（2）經(jīng)濟性指標。第一項，預估指標。該項目總費用為606.1元/m2，即約為131萬元；節(jié)能相關費用約占改造總費用的28%；節(jié)煤量為33.72噸，按每噸為500元計算，共計16860元。第二項，效果指標。設本項目的項目期為30年。靜態(tài)投資回收期＝606.1×28%16860÷2156≈22年凈現(xiàn)值＝-131×28%+1.686(P/A,5%,30)＝-10.75用內插法求取內部收益率。其計算過程為：設i＝2%，經(jīng)計算，凈現(xiàn)值＝1.301設i＝3%,經(jīng)計算，凈現(xiàn)值＝-3.716IRR1=1.301×(3%-2%)1.301+|-3.716|+2%=2.26%（3）社會性指標。第一項，環(huán)保性指標。該項目改造前采暖消耗量為219592.2kWh/a，建筑面積為2156m2，即每平方米采暖消耗量為101.85kWh/a。改造后，采暖消耗量為141696.6kWh/a。同理，其每平方米采暖消耗量為65.72kWh/a；該項目有害物質減少量，是通過其節(jié)煤量來計算的，按工程建設標準《民用建筑節(jié)能設計規(guī)程》，每噸標煤燃燒產(chǎn)生的有害氣體量包括：二氧化硫為1.4千克、粉塵為11千克、氮化物為9千克、烷烴類為0.5千克、二氧化碳為2.6噸。經(jīng)計算，該項目所減少的有害氣體量為：二氧化硫0.047噸、粉塵0.371噸、氮化物0.303噸、烷烴類0.017噸、二氧化碳87.672噸。第二項，舒適性指標。該項目在改造前室內溫度為16度，改造后會達到20度以上；其霉變結露現(xiàn)象較為嚴重。第三項，支持度指標。唐山市政府出資370元/m2、中央政府出資54元/m2、德國技術合作公司出資140元/m2、居民出資42元/m2。
2.項目技術經(jīng)濟評價
筆者請10位專家對該項目三級指標進行投票，投票結果如表2所示。由此可知，該項目評價中存在稍微不經(jīng)濟現(xiàn)象。
結論
1.1節(jié)能改造項目規(guī)模
烏魯木齊市將在2015~2019年的5年內，完成160個項目、114萬m2的既有公共建筑節(jié)能改造。這些建筑絕大多數(shù)是1990年后建造的，建筑地段優(yōu)越。結構形式基本為框架或磚混結構，建筑層數(shù)為3層及3層以上的建筑。
1.2節(jié)能改造項目類型
按建筑功能劃分，節(jié)能改造項目基本上可分為教學類、辦公類、綜合類、宿舍類、醫(yī)療類等五類建筑。
2節(jié)能改造內容及改造目標
2.1節(jié)能改造內容
節(jié)能改造內容包括圍護結構節(jié)能改造、室內供熱系統(tǒng)節(jié)能改造、加裝熱計量表及電氣系統(tǒng)的節(jié)能改造等。
（1）圍護結構節(jié)能改造主要針對建筑物的外墻、屋面、外門窗、地面、非采暖地下室頂部、采暖地下室外墻、接觸室外空氣的外挑樓板等進行節(jié)能改造，以實現(xiàn)整體節(jié)能目標。
（2）采暖計量及采暖系統(tǒng)改造主要是通過分室增設溫控閥、每棟建筑采暖總入口設置靜態(tài)水力平衡閥或自力式壓差控制閥及熱計量裝置；采暖系統(tǒng)改為帶跨越管的水平單管或雙管形式等方式進行節(jié)能改造。
（3）通風系統(tǒng)的改造主要是完善通風系統(tǒng)，改變因無組織通風換氣形成的大量熱損失的狀況。
（4）空調系統(tǒng)的改造主要為一般辦公室不再設空調機，對已有的空調系統(tǒng)可加以完善改造。
（5）電氣系統(tǒng)的節(jié)能改造，通過計算，如有必要對原有建筑照明裝置、原有動力系統(tǒng)控制裝置、低壓配電系統(tǒng)功率因數(shù)補償裝置進行更換。
2.2節(jié)能65%目標的確定
目前，我國新建公共建筑的節(jié)能設計及既有公共建筑節(jié)能改造設計，依據(jù)的是現(xiàn)行國家GB50189-2005《公共建筑節(jié)能設計標準》，該標準的節(jié)能率為50%。隨著我國節(jié)能減排力度的加大，我國即將頒布實施節(jié)能率為65%的GB50189《公共建筑節(jié)能設計標準》（征求意見稿）。為適應國家公共建筑節(jié)能設計標準提高后的要求，烏魯木齊市既有公共建筑節(jié)能改造采用65%的節(jié)能設計標準是必要的。
2.3節(jié)能目標
將在原建筑能耗的基礎上實現(xiàn)降低總體能耗不低于65%的節(jié)能目標。根據(jù)對9個典型案例項目的能耗計算，建筑圍護結構的平均節(jié)能貢獻率為61.48%，供暖系統(tǒng)中所增加的散熱器恒溫閥、系統(tǒng)平衡等措施帶來了供熱系統(tǒng)效率的提高，此部分的平均節(jié)能貢獻率為5%；兩部分合計，總節(jié)能率為66.48%。
2.4依據(jù)的節(jié)能設計標準
國家目前沒有公共建筑節(jié)能65%的標準。本次節(jié)能改造中是依據(jù)國家即將的節(jié)能65%的GB50189《公共建筑節(jié)能設計標準》（征求意見稿）。根據(jù)該標準征求意見稿，嚴寒C區(qū)甲類（單棟建筑面積大于300m2）建筑圍護結構的熱工性能應符合。
2.5圍護結構保溫材料的選擇
圍護結構保溫材料應選用保溫隔熱好（導熱系數(shù)λ值?。⒎阑鹦阅芎?、表觀密度低、壓縮強度高、質量吸水率小、憎水率高、容易施工且性價比好的材料。《新疆維吾爾自治區(qū)消防條例》中要求：建筑外墻裝飾裝修和保溫工程禁止使用易燃（燃燒性能為B3級）、可燃（燃燒性能為B2級）材料?！缎陆S吾爾自治區(qū)建筑外保溫材料防火暫行規(guī)定》對保溫材料防火性能的要求：民用建筑外保溫材料的燃燒性能宜為A級，且不應低于B1級，嚴禁采用B2、B3級材料。高度大于等于50m的公共建筑，其外墻保溫材料的燃燒性能應為A級。高度小于50m的公共建筑，外墻保溫材料的燃燒性能不應低于B1級。當采用熱塑性（EPS、XPS）B1級保溫材料時，每兩層應設置水平防火隔離帶。建筑物首層（或建筑突出部分平臺上的第一層）嚴禁采用熱塑性保溫材料。對既有公共建筑節(jié)能改造所選用保溫材料的燃燒性能，必須遵循上述規(guī)定。對160個工程項目、114萬m2建筑面積既有公共建筑節(jié)能改造時，所選用保溫材料的物理性能指標必須滿足表4的要求。
2.6節(jié)能改造項完成后節(jié)能量分析
在160個工程項目、114萬m2建筑面積的既有公共建筑節(jié)能改造中，選擇不同的建筑功能、結構形式、建筑高度、建筑層數(shù)、建筑朝向、建造年代，從五種建筑類型中選擇有代表性的9個典型案例項目進行能耗需求分析，在此基礎上計算出節(jié)能改造后總的節(jié)能（天然氣）量。各類建筑單位建筑面積的節(jié)天然氣量（Nm3/m2），其中教學類建筑為15.78，辦公類建筑為15.76，綜合類建筑為17.12，宿舍類建筑為16.26，醫(yī)療類建筑為15.41，采用面積加權平均計算的方法，得出160個工程項目、1136726.20m2建筑面積單位建筑面積的平均節(jié)天然氣量為15.94（Nm3/m2），節(jié)能改造完成后節(jié)天然氣總量為1811.47（萬Nm3）。3.7節(jié)能率分析各類建筑的節(jié)能率，其中教學類建筑為66.22%，辦公類建筑為66.30%，綜合類建筑為67.14%，宿舍類建筑為67.30%，醫(yī)療類建筑為66.50%，采用面積加權平均計算的方法，得出160個工程項目、1136726.20m2建筑面積平均節(jié)能率為66.48%。
3建議
濟水苑小區(qū)（一期）位于濟源市濟源大道與愚公路交叉口，共19棟樓，總建筑面積為10.6萬m2。小區(qū)竣工時間為2003年，均為6層，磚混結構，項目采暖能耗偏高，但部分用戶室內溫度不達標，用戶滿意度極低。通過調查分析，該小區(qū)外墻采用240mm厚燒結粘土磚，未做保溫，外窗為單框單玻普通鋁合金推拉窗，屋面保溫材料為50mm厚擠塑聚苯板；小區(qū)建筑的供熱系統(tǒng)是傳統(tǒng)的上供下回雙管系統(tǒng)，未進行分戶計量，大部分散熱器支管上未設置溫控閥；采暖系統(tǒng)供熱為城市集中蒸汽供熱，經(jīng)小區(qū)換熱站送至熱用戶，換熱站內未安裝熱計量及調溫裝置，小區(qū)部分樓棟熱用戶室內溫度未達到設計溫度，室外供熱管網(wǎng)系統(tǒng)存在明顯的水力失衡現(xiàn)象。為了降低采暖能耗，提高人體熱舒適度，該小區(qū)節(jié)能改造勢在必行。
2、節(jié)能改造內容
既有建筑節(jié)能改造，是指對不符合民用建筑節(jié)能強制性標準的既有建筑的圍護結構、供熱系統(tǒng)、采暖制冷系統(tǒng)、照明設備和熱水供應設施等實施節(jié)能改造的活動。對既有居住建筑進行節(jié)能改造前應首先進行抗震、結構、防火安全評估，對不能保證繼續(xù)安全使用20年的建筑不宜開展建筑節(jié)能改造，或者對此類建筑應同步開展安全和節(jié)能改造。小區(qū)節(jié)能改造工程于2012年4月開始，2012年10月結束。改造內容主要包括：室內采暖系統(tǒng)熱計量及溫度調控改造、熱源及管網(wǎng)熱平衡改造、建筑圍護結構節(jié)能改造。
2.1室內采暖系統(tǒng)熱計量及溫度調控改造
室內采暖系統(tǒng)改造應以溫度調控和熱計量為手段、實現(xiàn)建筑節(jié)能為目的，優(yōu)先實行熱源計量和樓棟計量。改造后的室內采暖系統(tǒng)既要滿足室溫可調和分戶計量的要求，又要滿足運行和管理控制的要求。該小區(qū)原建筑的供熱系統(tǒng)為上供下回雙管系統(tǒng)，末端為散熱器采暖，供暖用戶均未安裝熱計量表，大部分散熱器未設置溫控閥，用戶不能自行調節(jié)室內溫度。本次改造為用戶每組散熱器安裝溫控閥，在采暖用戶入口安裝調節(jié)閥、過濾器、戶用熱量表及回水管截止閥。
2.2熱源及管網(wǎng)熱平衡改造
熱源的節(jié)能改造方案應技術上合理，經(jīng)濟上可行。鍋爐、熱力站所采用的調節(jié)手段應與改造后的室內采暖系統(tǒng)形式相適應。室外供熱管網(wǎng)改造前，應對管道及其保溫質量進行檢查和檢修，及時更換損壞的管道閥門及部件。室外管網(wǎng)應進行嚴格的水力平衡計算，當各并聯(lián)環(huán)路之間的壓力損失差值達不到要求時，應在建筑物熱力入口處設置靜態(tài)水力平衡閥。該小區(qū)熱力站位于小區(qū)內，通過集中供暖為整個小區(qū)提供熱源，熱力站內共4組板式換熱器，二次側循環(huán)水泵8臺，未安裝總熱量表、變頻器、氣候補償器等裝置。室外供熱管網(wǎng)運行以來，部分管網(wǎng)腐蝕，承壓能力降低；保溫結構出現(xiàn)破損、同時有些管道閥門漏水，調控不靈活，部分并聯(lián)環(huán)路壓力不平衡，出現(xiàn)冷暖不均的現(xiàn)象。本次改造在熱力站一次供水管段安裝總熱量表，循環(huán)水泵配電柜安裝變頻器，熱力入口安裝平衡閥，更新部分管網(wǎng)、閥門，對破損的保溫結構進行修復。見圖3、圖4。
2.3圍護結構節(jié)能改造
建筑圍護結構節(jié)能改造的重點可根據(jù)建筑所處的氣候區(qū)、結構體系、圍護結構構造類型的不同有所側重。改造前應首先對外墻平均傳熱系數(shù)、保溫材料的厚度，以及相關的構造措施和節(jié)點做法等進行分析和評價，確定圍護結構節(jié)能改造的重點部位和重點內容。應首先考慮透明圍護結構節(jié)能改造，提高門窗的熱工性能和氣密性。建筑圍護結構節(jié)能改造工程必須確保建筑物的抗震、結構安全、防火和主要使用功能。
3、節(jié)能改造效果計算與分析
通過對該小區(qū)室內采暖系統(tǒng)熱計量及溫度調控改造、熱源及管網(wǎng)熱平衡改造、建筑圍護結構節(jié)能改造，小區(qū)用戶能夠自行調控、按需用熱，提高了供暖房間的舒適度，圍護結構的保溫隔熱性能得到了增強，降低了采暖能耗。具體分析如下：
（1）實現(xiàn)了熱用戶自行調控、按需用熱
據(jù)了解，小區(qū)未進行熱計量及溫度調控改造之前，用暖費用一直實行按面積收費，用戶不能自行調控，室內溫度較高時，只能開窗散熱。不僅用戶采暖費用得不到公平合理收取，而且冬季大量燃煤供熱造成了大氣污染和資源浪費。通過室內采暖系統(tǒng)熱計量及溫度調控改造，小區(qū)用戶可以按每天每個家庭的起居、上班規(guī)律適時調整溫度，實現(xiàn)自行調控、按需用熱，從而節(jié)省了采暖費用，節(jié)約了能源。經(jīng)實際運行后統(tǒng)計，改造后該區(qū)域的平均供熱能耗量下降25%。
（2）提高了供暖房間的舒適度
由于小區(qū)部分管網(wǎng)存在水力失調，導致系統(tǒng)流量分配不合理，造成某些區(qū)域用戶室內溫度不達標，有時還需要開空調輔助加熱，降低了供暖標準和房間的舒適度。通過熱源及管網(wǎng)熱平衡改造，整個管網(wǎng)供熱基本達到了熱平衡，克服了“大流量，小溫差”的不合理現(xiàn)象，有效的限制了近端流量，使遠端用戶達到預定的采暖效果，經(jīng)現(xiàn)場實測，遠近端用戶室內平均溫度可以達到16℃-22℃，有效地提高了供暖房間的舒適度。
（3）增強了圍護結構保溫隔熱性能
小區(qū)竣工時，外墻未做保溫，外窗為單框單玻普通鋁合金推拉窗，僅對屋頂做了保溫處理，部分墻體出現(xiàn)水泥皮脫落、外墻涂料風化褪色的現(xiàn)象，原有圍護結構保溫隔熱性能較差。
（4）降低了采暖能耗，提高了小區(qū)居民的滿意度
由于改造前小區(qū)供暖無計量裝置，因此根據(jù)熱力公司計量收費統(tǒng)計表明：該小區(qū)未改造前2012年度冬季采暖耗氣量0.8萬蒸噸，改造后2013年度冬季采暖耗氣量0.44萬蒸噸，同比耗氣量節(jié)約45%，節(jié)能效果顯著。同時，根據(jù)該小區(qū)物業(yè)公司對在住545戶的調查，對本次改造工程非常滿意的用戶為234戶、滿意的用戶為207戶、比較滿意的用戶為104戶，分別占總戶數(shù)43%、38%、18%，非常滿意和滿意率為81%，為下一步節(jié)能改造工作的推行建立了良好的群眾基礎和示范效應。
4、結論
（1）通過采用圍護結構保溫、中空玻璃、供暖系統(tǒng)改造、分戶熱計量等節(jié)能技術后，該小區(qū)建筑物圍護結構的熱工性能顯著提高，改造前后節(jié)能率達到45%，節(jié)能效果顯著，同時減少了二氧化碳、二氧化硫等氣體排放，帶來良好經(jīng)濟效益和環(huán)境效益。
關鍵詞：采暖地區(qū);居住建筑;節(jié)能改造;設計
采暖地區(qū)既有居住建筑節(jié)能改造，是符合我國經(jīng)濟發(fā)展的趨勢。改革開放以來，我國為了快速發(fā)展經(jīng)濟，建立了許多高耗能高污染行業(yè)，雖然帶來了巨大的經(jīng)濟效益，但同時也帶來了能源消耗嚴重、環(huán)境污染等一系列問題的出現(xiàn)，需要我國改變原有的經(jīng)濟發(fā)展方式，逐漸向環(huán)境友好型和資源節(jié)約型社會轉變。這就需要我們抓住一切可以利用的機會，采暖地區(qū)既有居住建筑的改造，可以極大地提高對資源的利用效率，也符合我國新型的經(jīng)濟發(fā)展方式。
1采暖地區(qū)既有居住建筑節(jié)能的改造要求
首先，采暖地區(qū)既有建筑節(jié)能改造的要求主要是在建筑的硬件設施上，主要表現(xiàn)在垂直單管系統(tǒng)，應該被逐漸淘汰。應該都使用垂直或水平雙管系統(tǒng)。恒溫閥在使用時也有一定的要求:應該使用三通型恒溫閥;以保證控制的有效性。恒溫閥的裝配應該按照裝配要求進行安裝，還應該做到它的調節(jié)特性、溫包、閥頭曲線都應該達到合格標準。能夠正常感應建筑內的濕度，并能做出相應的調控。其次，應該使用具有說明書、許可證明等一系列達標的裝置。改造工程完工之后，還要對這些裝置進行反復調整、實驗，已證實其裝置的性能和使用方式是正確的運用。還應該具有專業(yè)的監(jiān)控設備和專門的監(jiān)控機構，以方便隨時對裝置進行定期的抽檢和排查。對于不符合使用標準的應該及時予以更換。對于出現(xiàn)不能正常運轉或數(shù)據(jù)監(jiān)控不正常的裝置應及時對其進行檢修。最后，室內系統(tǒng)也有一定的要求，具體表現(xiàn)為:應定期熱力復核審計，提供系統(tǒng)改造散熱器的熱量提供數(shù)據(jù)，然后此基礎上分析熱提供質量是否達到先前計算標準;還應對水壓和出水量進行分析，計算出整個室內熱提供與熱能耗的投入與產(chǎn)出比率，以為更好地分析室內系統(tǒng)供熱的情況，并可以針對出現(xiàn)的問題作出及時的應對［2］。
2采暖地區(qū)既有居住建筑節(jié)能改造設計的具體實施措施
據(jù)有關統(tǒng)計數(shù)據(jù)稱，中國既有房屋采暖的建筑占總數(shù)的29.0%。例如房屋采暖能耗每平方米25.3公斤煤，可以大約計算出東北、西北、華北地區(qū)每年就要耗費1670萬噸煤，這些高耗能的采暖方式，會大量的消耗能源。同時由于我國既有居住建筑維護結構多數(shù)存在保溫標準低，隔熱效果差等問題，因此對我國既有居住建筑圍護結構進行節(jié)能改造成為當前建筑設計中的重點內容。
2.1墻體節(jié)能改造設計分析
對墻體的保溫有兩種方式，一種是外墻保溫，一種是內墻保溫。由于墻內外的溫度不同，會使墻面發(fā)生裂縫，這就提醒在進行既有居住建筑節(jié)能改造的時候要對外墻增加保溫層，通過對外墻的漏點進行保護層的安裝，盡量降低室內外溫度差異，還可以通過增加對室內溫度的監(jiān)控，防止室內溫度過高，進而導致室內外溫度差異擴大。利用安裝室內熱量檢測儀器，對室內溫度進行及時的監(jiān)測，調控室內溫度，使其保持在一個穩(wěn)定的范圍內，并根據(jù)室外溫度對室內溫度進行調整。防止室內外溫度差異過大。比如對于外墻節(jié)能改造中，可在主體結構外墻的基礎上通過采用掛或粘貼的方式通過鋪設保溫材料，同時在保溫材料的外側涂抹一層保護砂漿或保護裝飾達到保溫的效果，其中圖1為外墻節(jié)能改造中常見的構造形式之一。由于我國多數(shù)采暖地區(qū)既有居住建筑多數(shù)為7層以下的磚混結構建筑，并呈現(xiàn)為排式布局，且體型規(guī)整，多數(shù)建筑的體形系數(shù)大約在0.3，而墻體厚度大約為240和370mm，因此在墻體外保溫節(jié)能改造設計中，根據(jù)節(jié)能50%和65%標準規(guī)定墻體的傳熱系數(shù)0.75W/(m2•K)和0.60W/(m2•K)，則建筑外墻的保溫層厚度、外墻構造方式以及導熱系數(shù)的確定應根據(jù)表1進行判定。
2.2外窗的節(jié)能改造
外窗能耗能夠達到建筑總能耗的50%左右，所以對門窗的改造對建筑節(jié)能有很重要的作用。當前常用的既有居住建筑節(jié)能改造中對于外窗的節(jié)能改造主要從增加門窗的密閉性，改變窗戶的材料等措施，以防止建筑熱能的流失與損耗，例如使用一些節(jié)能門窗。從房屋的修建著手。在原有窗戶的基礎上再加上一層窗戶，并適當?shù)膶蓚€玻璃進行調整。還有設計研究認為，既有居住建筑中外窗節(jié)能改造中對窗洞口四周墻體的節(jié)能改造尤為重要?；诖吮狙芯刻岢隽艘韵聨追N窗洞和窗口周圍墻體節(jié)能改造方案。通過對上圖進行分析可以得知，圖2中的方案(a)和圖3中的方案(a)屬于墻體和窗洞同時進行改造，而這種改造方案相對于方案(b)而言，其不僅保溫效果好，同時對節(jié)約改造材料和改造成本也具有顯著的作用。但是在實際改造工程中還應根據(jù)具體的情況進行具體的分析，以設計出最佳的改造方案，達到節(jié)能保溫的效果。
2.3熱源及管網(wǎng)熱平衡改造
首先，我國北方的熱管網(wǎng)較長，而大部分管網(wǎng)的建造時間又比較長，舊管網(wǎng)的使用效率較低。保溫層受到破壞，致使部分建筑的水循環(huán)量過大，水供應出現(xiàn)不平衡的局面。應該通過對供熱管線進行直埋，建立健全網(wǎng)絡監(jiān)控配合人力檢查的熱網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)。其次，進行對熱能源提供裝置進行改造，通過對集體供熱總的裝置的改造，和單個居住用戶的分散處理，來得到提高供暖的能源使用效率。最后，通過對室內溫度的監(jiān)控，利用現(xiàn)代化熱計量儀器，對熱計量的使用和溫度的調控進行合理的安排［1］。對改造成本進行運算，優(yōu)化改造成本，還有室內、室外供熱系統(tǒng)的成本優(yōu)化，減少熱量來源的基礎設施改造成本等。具體又可以分為，供暖的能源使用可以細分為天然氣、電費、管理人員的工資以及供熱成本的相關內容。采暖地區(qū)既有居住建筑節(jié)能改造是一個對人力、物力、財力耗費的工程，但其成果遠比成本要高出很多，然而也不能因為成果顯著，就忽略采暖地區(qū)既有居住建筑節(jié)能改造的成本，不能顧此失彼，應該合理的控制采暖地區(qū)既有居住建筑節(jié)能的成本，讓使用者看到采暖地區(qū)既有居住建筑節(jié)能的成本構成。
3采暖地區(qū)既有居住建筑節(jié)能改造的益處
3.1采暖地區(qū)既有居住建筑節(jié)能的成本降低
采暖地區(qū)既有居住建筑節(jié)能的改造，會在很大程度上減少采暖地區(qū)既有居住建筑節(jié)能的成本，會減少建筑內外部圍護結構的維護成本，還會降低熱提供系統(tǒng)及維護的成本，降低熱能來源的提供成本。這就可以簡單地用一個公式來表示:供熱成本降低=建筑內外部結構的建設與維護成本降低+室內及小區(qū)熱系統(tǒng)改造成本降低+熱源改造成本降低。上述公式主要是根據(jù)采暖地區(qū)既有居住建筑節(jié)能成本降低的具體內容來分的，此外還可以通過供熱成本降低的構成來分，也可用公式來表示:供熱成本降低=水費成本降低+電費成本降低+燃料費降低。由此可見，采暖地區(qū)既有居住建筑節(jié)能改造的益處，其直接益處就是減少了采暖地區(qū)既有居住建筑節(jié)能的成本，為用戶節(jié)省采暖地區(qū)既有居住建筑使用的費用，直接給節(jié)能采暖帶來成本上的有效降低［3］。
3.2采暖地區(qū)既有居住建筑節(jié)能的增益效益
采暖地區(qū)既有居住建筑節(jié)能的增益效益可以從幾個方面分析:首先是居民采暖費用的降低。采暖地區(qū)既有居住建筑的供暖費用是由能源生產(chǎn)價格，運送的費用，銷售的費用相加。采暖地區(qū)既有居住建筑節(jié)能改造能降低供暖能源運輸當中的能量損失，從而減少運輸過程中的運輸成本［4］。通過對采暖地區(qū)既有居住建筑節(jié)能的改造，還能增加能源的利用效率，從而在一定程度上減少建筑節(jié)能改造能源的成本費用。其次具體的效益有以下兩方面，一方面會減少建筑設施的建設費用。進行采暖地區(qū)既有居住建筑供暖費用，在某些方面是和建筑的建設是有聯(lián)系的，例如門窗的改造，地板、屋頂?shù)脑O計，這些兩者都是有交叉的，采暖地區(qū)既有居住建筑節(jié)能成本的降低，也會減少建筑的費用。會減少對家用電器的使用，空調、電熱扇等家用電器使用的減少，會減少用戶電費的使用［5］。
3.3采暖地區(qū)既有居住建筑節(jié)能改造的成效
采暖地區(qū)既有居住建筑節(jié)能的總成本投入。首先，不同采暖的方法會需要不同的投入這而使用熱電聯(lián)集中供暖則會使成本增加，這幾種集中供暖都是常見的采暖地區(qū)既有居住建筑的供暖方式。每平方米的差額可以達到20元。
4結語
綜上所述，通過對采暖地區(qū)既有居住建筑節(jié)能改造可以有效地避免供熱能源的浪費，還可以提高采暖地區(qū)既有居住建筑節(jié)能的供暖效率。另外通過對一些基礎設施進行改造設計，還能提高供暖系統(tǒng)的安全性，從而在很大程度上提高供暖系統(tǒng)的利用率，減少建筑節(jié)能的使用成本，增加采暖地區(qū)既有居住建筑節(jié)能的使用周期。
作者:掌軒 王麗穎 單位:長春工程學院建筑學院
參考文獻:
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［2］沈婷婷.夏熱冬冷地區(qū)既有居住建筑節(jié)能改造策略研究［D］．杭州:浙江大學，2010．
［3］李倩林.北方采暖地區(qū)既有居住建筑節(jié)能改造管理模式研究［D］．西安:西安建筑科技大學，2011．
1.1空調的計算冷熱負荷
在濰坊市氣候條件下，節(jié)能公共建筑單位建筑面積設計冷熱負荷相對穩(wěn)定，空調總冷負荷2640kW，空調總熱負荷1650kW，冷指標為91W/m2，熱指標為57W/m2，每年的空調負荷具有很強的規(guī)律性。
1.2既有建筑技術改造方案
1.2.1地埋管換熱器地下熱平衡分析地埋管全年吸熱量Q取熱=1473.69MWh，散熱量Q散熱=1872.8MWh。在考慮了機組的耗功量后地埋管換熱器的散熱量與取熱量的比值要明顯高于建筑物所需的冷負荷與熱負荷的比值。地埋管的年累計放熱量與取熱量不平衡率為21.3%，地埋管側的峰值排熱負荷為3201kW，峰值取熱負荷為1144kW，兩者相差較大，如果按照冷負荷設計鉆孔井數(shù)，鉆孔費用較大，綜合考慮冷熱負荷平衡及鉆孔費用，可將一部分冷負荷采用原有模塊式空氣源熱泵機組承擔，不僅可以減少鉆孔數(shù)目，還可以平衡冷熱負荷。由上述冷熱平衡知:總排放熱量為1872.8MWh，總吸取熱量為1473.69MWh，不平衡率為21.3%，如果全部采用地源熱泵工程滿足冷負荷，地下的溫度變化總體呈上升的的趨勢，不滿足地源熱泵工程設計規(guī)范要求。
1.2.2初步設計方案根據(jù)調研數(shù)據(jù)的顯示，系統(tǒng)原有40臺模塊式空氣源熱泵機組，單臺供冷量為60kW，為了最大程度地滿足冷熱負荷的平衡，同時避免鉆孔數(shù)目的過多，減少水泵能耗，該技術改造方案定為1臺螺桿式熱泵機組+19臺原有模塊式空氣源熱泵機組，原有模塊式空氣源熱泵機組保持原有位置不再變動，既節(jié)省了設備遷移費用，又節(jié)約了總機房面積，熱泵機組及鉆孔數(shù)目根據(jù)冬季負荷確定。冬季熱泵機組提供全部采暖負荷，為保證地源側冷熱負荷平衡，夏季供冷以地源熱泵機組為主，模塊式空氣源熱泵機組只在部分月份、部分時間段開啟，可通過控制冷水機組的運行時間完全滿足地源側冷熱負荷平衡。
1)巖土熱物性參數(shù)測算。根據(jù)工程所處的地質狀況以及以往工程經(jīng)驗，巖土的導熱系數(shù)預估為1.66W/(m•℃)，體積比熱1.993×106J/(m3•℃)。在方案確定后，應進行現(xiàn)場測試，即在不同位置選定2～3個測試孔，進行熱響應測試實驗，然后利用參數(shù)估計法計算當?shù)氐牡叵聨r土導熱系數(shù)及比熱。
2)地埋管換熱器設計參數(shù)的選取。采用地熱換熱器設計模擬軟件—地熱之星GeoStar(V3.0)對該工程建筑進行優(yōu)化設計計算。選取垂直雙U型埋管，因鉆孔較深，土壤取散熱能力較淺層大，換熱能力強，通常是土壤淺層的5倍以上，并且所需占地面積較?。?－3］。由于該地的地質構成主要為泥沙與巖石，鉆孔難度適中，每米鉆孔費用相對較高，每個鉆孔內設置雙U型管在一定程度上降低系統(tǒng)的初投資。同時根據(jù)該工程周邊可利用的鉆孔空地面積有限，采用雙U型管，可大大減少鉆孔的占地面積。工程設計的基本參數(shù)為:鉆孔回填材料采用的高性能回填材料，導熱系數(shù)為1.82W/(m•K);進入熱泵循環(huán)液的最高/最低溫度分別是:33℃/4℃;De32的雙U型管，鉆孔直徑為150mm;系統(tǒng)運行壽命設計為20a;巖土平均導熱系數(shù)為1.66W/(m•℃)，容積比熱容約為1.993×106J/(m3•℃)，巖土的初始溫度為15.2℃。
3)地埋管換熱器的長度設計計算。根據(jù)工程設計的基本參數(shù)，采用設計計算軟件對建筑進行地埋管長度的設計計算。經(jīng)過計算，所需的總地埋管換熱器的鉆孔長度約為33000m，每個鉆孔深度為100m，共需330個鉆孔，鉆孔行列間距均為5m，所需鉆孔面積為8250m2，建筑周邊條件能滿足鉆孔面積的要求。
4)地埋管布置形式設計。對于地源熱泵空調工程，豎直地埋管換熱器宜分組連接，且每組不超過換熱器總數(shù)的10%。因此根據(jù)鉆孔設計布置情況，以6個鉆孔或4個鉆孔組成一個水平環(huán)路就近通過鋼塑轉換接頭與分集水器連接，室外分集水器之間由水平主干管連接，水平主干管采用同程式連接方式。地埋側水平管路采用地埋敷設方式，水平支管敷設深度為2.0m，水平干管敷設深度為1.5m。鉆孔間的設計間距為5m，鉆孔的直徑為150mm。地源熱泵系統(tǒng)模擬在設定好以上參數(shù)的條件下，對整個地源熱泵系統(tǒng)的運行進行了10a的模擬計算，得到的溫度曲線不僅為該系統(tǒng)的可行性提供了熱平衡依據(jù)，而且對工程設計及運行管理也有一定的指導性作用。地源熱泵系統(tǒng)運行10a期間的循環(huán)液進出熱泵的月平均溫度變化曲。以看出，在運行1個采暖與空調周期后地下巖土溫度變化幅度很小，但由于地埋管的年取熱量略微小于年釋熱量，所以地下的溫度變化總體上呈緩慢上升的趨勢。該項目可采用如下措施:適當增加冬季空調運行時間;可適當?shù)卦黾拥芈窆芨縻@孔之間的間距，降低埋管間的熱干擾，增大蓄熱體，有利于地埋管向周圍巖土中釋放熱量;間歇運行，有利于地溫的恢復在夏季氣溫較低時，可以間歇性地運行或停止部分熱泵機組，使地下巖土蓄熱體有較長地溫恢復時間，提高換熱溫差，延長系統(tǒng)在高效率點的運行時間?？照{冷熱源機房位于原有機房內。
2經(jīng)濟性分析對既有建筑的地源熱泵系統(tǒng)與原有的空調系統(tǒng)
進行了經(jīng)濟性對比如表8所示。計算結果表明:地源熱泵系統(tǒng)增加的初投資大約為567.5萬元;系統(tǒng)運行按20a計，地源熱泵系統(tǒng)可比模塊式空氣源熱泵機組加集中供熱系統(tǒng)節(jié)省運行費用1336萬元，系統(tǒng)投資回收年限為8.5a。
3系統(tǒng)能效分析及節(jié)能量計算
每個月相對于原有的集中供熱+模塊式空氣源熱泵機組空調系統(tǒng)。年可節(jié)約319.78噸標準煤?，F(xiàn)有系統(tǒng)全年耗能量為1949.6MWh，改造后系統(tǒng)全年耗能預計為918MWh。與原有空調形式相比，采用地源熱泵+模塊式空氣源熱泵機組改造方案后，5結語地源熱泵系統(tǒng)改造項目的總投資為567.5萬元，地源熱泵系統(tǒng)運行后將帶來顯著的環(huán)境效益。改造項目采用新方案每年節(jié)能量為319.78噸標準煤，相當于每年減少CO2排放量797.2t，減少SO2排放量2.4t，減少NOx排放量1.24t，減少碳粉塵217.5t。節(jié)能改造項目并不是一味地追求節(jié)能，而不考慮投資成本，該項目在確定方案時，綜合考慮了現(xiàn)有的周邊能源情況及既有建筑物內冷熱源情況，最終方案確定為地源熱泵機組與原有模塊式空氣源熱泵機組結合使用，該方案具有以下優(yōu)勢:
1)可以減少原有設備的拆遷、遷移費用;
2)在平衡地埋管側冷熱負荷的同時，可以降低鉆孔費用;
(1)價值觀念的更新
自20世紀中期以來，隨著工業(yè)化程度的不斷加深，在世界經(jīng)濟急速發(fā)展的同時，也對環(huán)境生態(tài)造成了巨大的破壞。尤其是在較落后地區(qū)，往往單方面追求經(jīng)濟的增長而忽略了對自然的保護。隨之而來的，是環(huán)境問題帶給全人類的警告，環(huán)保觀念逐步深入人心，受到各種重視。人們逐漸認識到世界的有機性，這一觀念的更新也體現(xiàn)在了建筑行業(yè)領域。
(2)審美取向的轉變
價值觀念的更新，也帶來了審美取向的轉變。首先表現(xiàn)在美學對于自然的回歸，人類對于生態(tài)和生活的美學欣賞。第二，表現(xiàn)在開始注重整體性的審美觀念。對于建筑整體有機的強調，代表性的是在建筑設計中流線型的盛行。越來越多的人開始注重對于建筑內在精神的審美。
(3)對于高品質生活的需要
在信息時代下，人類的溫飽已經(jīng)基本得到滿足，在此基礎上，便開始追求更進一步的生活，對于生活品質的要求也越來越高。建筑物的存在，不僅僅只能成為一種生活空間，更應當成為一種理念的存在。人類需要通過建筑，從而成為與世界、自然、環(huán)境溝通的一種新的方式。
(4)科技的發(fā)展與推動
非線性科學的出現(xiàn)，第一次將人類與自然相聯(lián)系起來。這種新的科學突破了人類以往對事物認知的線性思維。而有機建筑更是結合非線性科學產(chǎn)生了新的設計理念，以更豐富的想象和結合新科技的建構技術為新有機建筑的出現(xiàn)奠定了可能的基礎。
二、新有機建筑的特征及其探討
(1)混沌有機的整體性
隨著觀念的轉變和科技的發(fā)展，有機建筑行業(yè)開始試圖重新構建“建筑—環(huán)境—人”三者之間的關系。在強調其整體性的同時，也開始注重三者間的互動。在設計一個新的建筑時，不僅要將建筑融入到所處的環(huán)境中，更要完成對環(huán)境的重組。讓建筑介入環(huán)境，使其之間相互作用，得到共同提升。
(2)建筑形態(tài)和空間的多層次性
新有機建筑是有機建筑在新時代下的新發(fā)展，因此也應當遵循有機建筑崇尚自然，遵從生態(tài)的原則。在關注建筑形態(tài)的同時，對于空間的把握也要結合邏輯理性，使其更具獨有的層次感。在形象塑造方面，新有機建筑在注重整體性把握的同時，也在關注著其內在精神，要在形象塑造上突出建筑各自的精神內涵。而在技術方面來講，新科技的發(fā)展和進步更多材料的應用。復合材料的出現(xiàn)，使得更多的想象成為了可能，在空間層次上來看，基于整體性的多層次空間布局也表現(xiàn)得更為細膩和富有詩意。
(3)建筑手段的新拓展
信息時代帶來的新有機建筑，對于傳統(tǒng)有機建筑而言，不僅是在建筑與環(huán)境、人的整體性，以及空間多層次性的轉變，對于建筑手段，也促使其發(fā)生了重要的革新。而新科技所帶來的新技術、新材料也使得新有機建筑不只是高技術的建構手段的產(chǎn)物。低技術與適宜技術也成為了其重要的組成組分。人類不在單純的追求高技術手段下產(chǎn)生的有機建筑，結合當?shù)貙嶋H情況，適宜技術手段的運用，往往也能恰到好處。多元并存的技術手段，在未來，才能真正成就更為精致的新有機建筑，才能使新有機建筑產(chǎn)生更多的無限可能。
(4)建筑內容的生態(tài)模擬
建筑行業(yè)如此龐大，在很大的市場需求下要求我們要有合理的規(guī)劃。建筑業(yè)與我們生活息息相關，這要求我們要很重視房建工程。好的工程要從設計開始，所謂好的工程就是用最少的錢建造出最安全合理的房屋來供社會來使用。我們設計行業(yè)尤其是結構專業(yè)要帶頭進行優(yōu)化設計，為國家節(jié)省資源出份力。
1案例概況
本工程為辦公樓，初步方案為框架結構，但是為了減少造價改為砌體結構。根據(jù)建筑抗震規(guī)范規(guī)定該建筑所在的城市抗震設防烈度為7度，設計基本地震加速度為0．159，設計地震分組為第一組，設計使用年限51年。建設場地為II類，基本風壓為0．35KN/m2，基本雪壓為0．35KN/m2。結構層數(shù)為4層，結構形式采用磚混結構，基礎采用條形基礎。
2結合案例
進行對建筑節(jié)誒狗優(yōu)化設計措施進行分析
2．1建筑結構形式設計
戶型選擇主要由建筑類型與功能決定，而建筑設計方案決定建筑類型與功能。在建筑結構形式優(yōu)化沒計中，砌體結構與底部框架剪力墻結構是設計的主要部分。根據(jù)本次案例的實際情況，文章做一下具體設計:
(1)加強砌體結構設計。磚砌體是建筑承重與抗側移的結構部分，可以靈活的布置建筑平面，但不適于做躍層結構與受力大的突兀結構。為了有效減少建筑構造柱的配筋，可在保證建筑安全性的基礎上，建至少道縱向墻體，而且門窗開洞寬度不超過2．1m。
(2)加強底部框架剪力墻結構設計。在該設計中，如果底部框架剪力墻豎向抗側力構件不連續(xù)，極易出現(xiàn)受力不平衡問題，所以必須嚴格要求建筑平面。設計底部框架剪力墻結構時，應盡可能將承重墻設計在框架梁上，若將墻體設于次梁上，則需加大建筑部分結構的配筋，如該次梁、主梁、框架梁，并加厚該次梁樓板。下圖1為優(yōu)化后的梁布置圖。(3)此外，結構樓板應在填輕質材料的基礎上，才能進行錯層。在建筑戶型設計中，為便于布置臨街面柱網(wǎng)，應在臨街面布置大房間，而背面則布置小房間，如衛(wèi)生間、廚房等。
2．2建筑剪力墻設計
在剪力墻設計過程中，連梁設計是其中的關鍵部分。連梁連接建筑各墻肢形成聯(lián)肢墻，增加了制約墻肢的條件。建筑結構的地震作用隨著連梁剮度的增大而增大，而連梁與墻肢的分配內力也隨之而增大，因此需適當增加構件配筋量，才能保證建筑的安全．性，但會浪費建筑材料。所以，設計建筑結構時，經(jīng)驗豐富的設計師通常不采用剛度大的衡下墻作為連梁，而是將連梁設計為弱連梁，減小截面與剛度。此外，建筑結構設計不儀要符合剛度和變形條件，還必須綜合考慮建筑抗力、變形、經(jīng)濟等方面，盡可能合理布置建筑抗側力構件?？梢娊ㄖY構抗側力剛度隨著剪力墻數(shù)量的增多而加大，結構位移也隨之減小，但建筑結構地震力會因此增大，從而不利于控制建筑結構造價。所以在進行布置剪力墻時，要把周邊弄的更加均勻，可以運用對稱、分散等原則，在設計的時候一定要以建筑規(guī)定的水平位移限值為標準，適當?shù)目刂萍袅?shù)量。
2．3建筑細節(jié)設計
建筑結構設計優(yōu)化中主要體現(xiàn)以下幾個方面:加強建筑結構局部構件精細設計，如設計現(xiàn)澆板時，盡可能將異形板劃為矩形板，從而使建筑合理受力，并避免拐角出現(xiàn)裂縫;選擇冷軋帶肋鋼筋作為建筑底部框架抗震墻的底框梁箍筋，減少箍筋量，達到降低造價和便于施工目的;結合結構優(yōu)化設計理念與計算機技術，使計算仿真優(yōu)化設計思路廣泛應用于建筑工程結構設計。利用計算機建立建筑結構優(yōu)化設計模型，并利用計算機高效的優(yōu)化設計方法，使建筑結構設計達到優(yōu)化目的。優(yōu)化設計大型復雜的建筑結構時，利用計算機優(yōu)化設計建筑結構，具有傳統(tǒng)設計方法無法比擬的優(yōu)勢。所以，建筑結構設計人員必須具備一定的計算機知識與運用能力，有效利用計算機優(yōu)化設計分析建筑結構?？偠灾?，對于構造措施，要緊密聯(lián)系規(guī)范進行設計，不要盲目的加大構造尺寸和鋼筋直徑大小，減小不必要的浪費。梁板柱的布置體系和受力體系盡量簡單合理，對于不需要設置梁的部位要簡化設置。控制砌體砂漿等級?？刂苹A的埋深和合理選用基礎形式，對承載力特征值進行修正。
二結束語
