龔瑩
摘要:上海被譽為“國家中心城市”,也是中國經濟、科技、金融、貿易等產業(yè)中心,城市化建設速度、規(guī)模、格局等方面都具有巨大優(yōu)勢。建筑作為城市化發(fā)展中的基本要素,除了要考慮功能滿足之外,還需要綜合考慮經濟效益、人文效益、生態(tài)效益等,“建筑節(jié)能”是一個很好的平衡點和切入點。本文中通過分析上海地區(qū)建筑節(jié)能形態(tài),強調展開建筑節(jié)能檢測和評價的必要性,并針對檢測方法和評價指標給出合理化建議。
關鍵詞:上海地區(qū);建筑節(jié)能;檢測方法;評價標準
1、上海地區(qū)建筑節(jié)能研究價值與現狀分析
1.1 價值分析
上海地區(qū)位于長江入???,地理位置優(yōu)越、氣候條件特點突出,它北臨長江、東至東海、南接杭州灣、北連蘇浙二省,雨量充沛、濕度較大、四季分明,春秋季周期短、冬夏季周期長。根據其地理和氣候特征分析,上海是典型的“夏熱冬冷”地區(qū),這導致建筑節(jié)能存在一定的困難。
上海地區(qū)經濟發(fā)展速度快、規(guī)模大,城市空間中建筑和人口相對密集,能源消耗總量不斷上升??陀^上,建筑產業(yè)作為國民經濟支柱產業(yè)中不可或缺的組成部分,它本身也是社會總能耗中所占比例較高的,約為30%左右,對自然生態(tài)環(huán)境造成的影響很大。同時,考慮到我國能源結構并不合理,煤炭資源的使用較多,火力發(fā)電對大氣、水源、土壤等造成的污染較為嚴重,上海地區(qū)的電力供應呈現出相對匱乏的局面。一方面,該地區(qū)由于存在“夏熱冬冷”的氣候特征,暖通空調設備大規(guī)模使用,另一方面,由于地理位置特殊、環(huán)境潮濕等原因,該地區(qū)建筑維護結構與隔熱保溫性能較差,由此就造成了建筑節(jié)能的長期缺陷。
此外,上海作為在世界范圍內影響力較大的中國城市,隨著市場經濟發(fā)展而逐漸對外開放,成為一個國際性交流中心,如2010年作為世博會的舉辦城市吸引了全球關注??陀^上,建筑能耗作為我國主要能耗來源,需要不斷地進行節(jié)能、減排、降耗的優(yōu)化,從而實現環(huán)境保護和生態(tài)平衡;上海城市現狀面臨著更為嚴峻的建筑節(jié)能挑戰(zhàn),積極進行建筑節(jié)能檢測和評價是具有重大現實意義的。
1.2 現狀分析
鑒于改革開放以來我國快速城市化發(fā)展的特點,統(tǒng)籌不足、缺乏規(guī)劃,導致建筑節(jié)能管理方面存在許多漏洞,絕大多數建筑(尤其是高層建筑)屬于高能耗類型,突出表現為圍護結構熱性能存在缺陷,與發(fā)達國家相比,熱傳系數在同類型氣候發(fā)達國家和地區(qū)中明顯處于劣勢,如外窗、外墻、屋面、門窗等熱傳系數平均為發(fā)達國家和地區(qū)的3-6倍;上海地區(qū)經濟、科技、文化等相對發(fā)達,建筑能耗規(guī)模遠超過其他國內城市,因此展開建筑節(jié)能檢測方法探究是十分必要的。
相比國外而言,我國建筑節(jié)能檢測起步較晚、發(fā)展較慢,從20世紀80年代至今的三十多年中雖然取得了一定的成績,但整體效果并不理想。其原因是多方面的,既包括社會公眾對建筑能耗節(jié)約意識不足,也包括相關技術材料應用不充分、管理機制不完善等,尤其是法律法規(guī)層面對于建筑節(jié)能標準制定、實施監(jiān)管的缺位,直接影響了建筑節(jié)能的發(fā)展進度。
概括地說,具有針對性的建筑節(jié)能檢測與評價是實現上海地區(qū)建筑節(jié)能預設目標的條件,或言,如果沒有合理的、實用的、科學的檢測方法和評價標準,也就談不上建筑節(jié)能目標的實現。
2、上海地區(qū)建筑節(jié)能檢測方法及評價指標研究
2.1 檢測方法研究
近年來上海市相關部門對外墻保溫技術、保溫材料、節(jié)能材料、設備等有了更為嚴格的管理規(guī)定,例如施工單位選擇的節(jié)能材料需要備案登記,在《關于進一步加強建筑節(jié)能現場推進監(jiān)管的若干規(guī)定》中,上海市建筑安全質量監(jiān)督局提出了材料與設備節(jié)能驗收的細則;具體的檢測方法主要包括以下幾種。
第一,熱流計法。該方法在建筑節(jié)能檢測中相對簡便因此使用率較高,主要以熱流計為檢測工具,可獲取建筑圍欄結構及保溫材料的物理性能數據(主要是熱傳量信息),其原理是,在需要檢測的建筑空間部位設置兩個熱流計,周邊設置四個銅-康銅熱電偶,對應的冷表面上也進行相應的電偶布置,測試過程中將信號主機在計算機軟件中顯示出來,通過量化還原來進行數據處理;熱流計法存在一定的使用限制,根據其原理判斷,室內外溫差越大則誤差也就越小,并且需要較長的準備周期來穩(wěn)定室內外溫差。目前,我國已經研發(fā)出RX-Ⅱ型熱流計,可以很好的規(guī)避外部環(huán)境限制,并完全符合《民用建筑節(jié)能現場檢驗標準》的要求,相對而言較為經濟,很適合當前我國社會發(fā)展現狀。
第二,熱箱法。熱箱法通過測定熱箱內部的電加熱器工作來進行維護結構熱量、冷熱表面溫度的檢測,它是一種典型的物理條件檢測手段。其原理是利用人工構建的熱傳環(huán)境,用熱箱模擬被檢測部位的內側(建筑室內條件),熱箱內與室內空氣溫度、適度等保持一致,外側則為室外自然條件,由此來測定被檢測部位的熱流量,其正常狀態(tài)滿足室內向室外傳遞的方向,當熱箱內人工提供的溫度與被檢測部位的熱傳遞達到平衡轉臺下,測量熱箱加到被測部位的熱傳量。利用熱想法同樣存在一些限制條件,雖然溫度不存在過大的影響誤差,但相對濕度需要保持在60%以下,這對于上海地區(qū)而言較為困難。
第三,氣密性測定法。通過壓力法、跟蹤氣體法來實現實際氣候條件下的節(jié)能檢測目標,其中壓力法是人工加壓或減壓方法下進行室內空氣滲透測量,氣體跟蹤法基于房間換氣次數,通常使用一氧化氮和六氟化硫作為跟蹤氣體。
2.2 評價指標研究
評價指標的選擇相對靈活和多樣,通常包括氣密性、太陽角度、空調耗電量等,很顯然,這些指標主要針對量化節(jié)能數據展開;筆者認為以上指標遠遠不足,還應該采取更為全面和穩(wěn)定的評價指標篩選策略。
第一,規(guī)定性指標。規(guī)定性指標包括內容較多,絕大多數可以通過建筑設計環(huán)節(jié)來獲取,包括建筑圍護熱傳系數、體形系數、窗墻比系數等。
第二,綜合型指標。很顯然,規(guī)定性指標具有普遍適用性,但建筑本身都具有自身的設計特色、施工特征,規(guī)定性指標在不同的范圍內表現出的效果并不是最佳的。因此,在此基礎上應該構建建筑節(jié)能綜合指標體系,以上海地區(qū)的建筑而言,可以重點關注能耗指標、熱環(huán)境指標兩個方面。
第三,周期性指標。上海地區(qū)屬于明顯的“夏熱冬冷地區(qū)”,氣候的周期性變化十分明顯,因此在選擇指標的過程中國紅應該突出建筑能耗的“周期變化”特點,例如針對維護結構在夏冬兩個變化對比相對明顯的季節(jié)中,應基于典型建筑全年的空調耗電量為基礎,進一步研究空調度日數、采暖度日數、通風度日數之間的曲線變化。
3、結束語
整體上,建筑節(jié)能標準是否符合要求需要一系列的實地測試數據證明,而不能夠僅僅對設計方案中的參數展開理論推算。常規(guī)建筑節(jié)能檢測方法的執(zhí)行需要確定檢測要素和檢測工具兩方面內容,其中,科學儀器、試驗方法和合理模型的選擇至關重要,例如在檢測內容方面,我國《夏熱冬冷地區(qū)居住建筑節(jié)能設計標準》中就明確地提出了室內熱環(huán)境、建筑熱工、采暖、空調、通風等節(jié)能項目,這對于上海地區(qū)建筑節(jié)能檢測方法的確定具有指導意義。
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