谷靜波

（中國鐵路設(shè)計集團(tuán)有限公司 機(jī)械動力與環(huán)境工程設(shè)計研究院，天津 300308）

1 概述

節(jié)約能源和低碳環(huán)保已成為建設(shè)節(jié)約型社會的根本要求。2010年國家發(fā)展和改革委員會出臺了《固定資產(chǎn)投資項目節(jié)能評估和審查暫行辦法》，這標(biāo)志著固定資產(chǎn)項目節(jié)能評估和審查制度正式實施。近年來，中國國家鐵路集團(tuán)有限公司(原中國鐵路總公司)頒布節(jié)能評審文件，不斷加強(qiáng)對鐵路項目的節(jié)能管理，對鐵路項目節(jié)能報告提出了更高的要求。

鐵路項目能耗主要是機(jī)車牽引能耗，建筑物能耗也占一定比重，建筑物節(jié)能設(shè)計是實現(xiàn)建筑物節(jié)能的重要環(huán)節(jié)。不同于一般建筑類項目，鐵路項目建筑物具有以下特點：建筑物種類繁多，如站房、辦公樓、宿舍、公寓、信號樓、動車檢修庫、機(jī)具材料庫等；建筑物主要沿鐵路線布置，分布于站區(qū)、動車段所、綜合維修車間和工區(qū)、區(qū)間等；建筑物規(guī)模多樣。

2 鐵路項目建筑物節(jié)能評價要點

2.1 建筑物分類

我國建筑物設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)主要針對公共建筑物和居住建筑物兩大類。鐵路建設(shè)項目一般未嚴(yán)格對應(yīng)分類。為便于對標(biāo)和評價分析，本文將鐵路項目建筑物按表1所示進(jìn)行分類。

表1 鐵路建筑物節(jié)能評價分類表

表1中所列公共建筑物可對照公共建筑物節(jié)能設(shè)計相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行節(jié)能分析，居住建筑物對照居住建筑物節(jié)能設(shè)計相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行節(jié)能分析，工業(yè)建筑物可參考公共建筑物節(jié)能相關(guān)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。

2.2 建筑物總平面評價分析要點

鐵路建筑物總平面評價分析應(yīng)針對具體建筑物或建筑物聚集區(qū)域進(jìn)行，主要包括但不限于以下方面。

（1）工藝流暢性。建筑物總平面布置首先以滿足生產(chǎn)的使用功能要求為前提，尤其對于動車段所、綜合維修工區(qū)等房屋；各建筑物、構(gòu)筑物及設(shè)施應(yīng)按相互之間的功能關(guān)系性質(zhì)特點進(jìn)行布置，追求布置緊湊合理，工藝流程暢通。

（2）房屋集中布置。鐵路運營管理部門較多，易出現(xiàn)不同部門、單體較小的房屋分散布置，這不利于建筑物節(jié)能，建議逐步推進(jìn)房屋整合，減少建筑物用能。例如，站區(qū)分散的信號樓、給水所、公安用房等可考慮進(jìn)行整合，以有效提高房屋的熱工性能，減少冷暖設(shè)備配置，利于節(jié)能。

（3）房屋主朝向。房屋建筑物的主朝向應(yīng)選擇南北朝向或接近南北朝向，避開冬季主導(dǎo)風(fēng)向和夏季最大日照朝向，利用冬季日照和夏季自然通風(fēng)。

（4）出入便捷性。建筑物或聚集區(qū)內(nèi)外交通及道路條件便利，避免人流及車流的相互干擾。

2.3 建筑物體形系數(shù)及窗墻面積比

建筑物體形系數(shù)越小，對節(jié)能越有利；建筑物窗墻面積比越小，建筑物越節(jié)能。一般，鐵路項目可行性研究階段未明確各房屋的體形系數(shù)和窗墻面積比。因此，一方面節(jié)能評價分析可以選取項目中的主要建筑物，如站房、站區(qū)或維修工區(qū)綜合辦公樓、單身宿舍等，對其體形系數(shù)進(jìn)行概算；另一方面，對標(biāo)《公共建筑物節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》(GB 50189—2015)[1]等公共建筑物節(jié)能設(shè)計規(guī)范和《嚴(yán)寒和寒冷地區(qū)居住建筑物節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》(JGJ 26—2018)[2]等居住建筑物節(jié)能設(shè)計規(guī)范，對下一階段詳細(xì)設(shè)計提出明確要求，做到房屋體形設(shè)計中力求簡單，盡量減少外表面積，在滿足采光和通風(fēng)要求的情況下，合理確定門窗面積。各類房屋體形系數(shù)和窗墻面積比均不得突破標(biāo)準(zhǔn)中的相關(guān)要求。

2.4 建筑物圍護(hù)結(jié)構(gòu)

建筑物圍護(hù)結(jié)構(gòu)直接影響建筑物供暖和空調(diào)的負(fù)荷與能耗，是決定建筑物節(jié)能水準(zhǔn)的重要評價指標(biāo)。鐵路項目可行性研究階段一般簡要說明某幾類房屋圍護(hù)結(jié)構(gòu)的大致做法和類型選擇，未明確圍護(hù)結(jié)構(gòu)的具體參數(shù)，如墻和門窗的傳熱系數(shù)、太陽得熱系數(shù)、保溫層厚度等，無法對建筑物設(shè)計的圍護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行精確校核或權(quán)衡計算。節(jié)能報告作為對鐵路項目用能情況進(jìn)行評價、分析并提出節(jié)能建議的重要文件，除依據(jù)各類節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)評價設(shè)計參數(shù)外，還應(yīng)提出明確的節(jié)能要求。對于鐵路項目建筑物圍護(hù)結(jié)構(gòu)節(jié)能評價分析可以從以下方面入手。

（1）明確規(guī)范限值。對于設(shè)計未明確的圍護(hù)結(jié)構(gòu)參數(shù)，對標(biāo)各類節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，明確具體要求，如圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)限制、門窗形式要求、門窗熱工性能限值等，并要求下一階段詳細(xì)設(shè)計嚴(yán)格執(zhí)行規(guī)范限值要求。

（2）提出具體要求。對于典型建筑物，如站房、辦公綜合樓、單身宿舍等房屋，可結(jié)合設(shè)計情況，給出具體參數(shù)要求。例如，對于辦公樓保溫層厚度，可以根據(jù)鐵路項目所處區(qū)域的氣候參數(shù)、節(jié)能設(shè)計規(guī)范要求的傳熱系數(shù)限值、設(shè)計選用的保溫材質(zhì)等，推算保溫層的最小厚度，從而提出可操作性的節(jié)能建議。以某鐵路項目建筑物為例，其保溫層厚度節(jié)能評價計算如表2所示。

（3）關(guān)注新技術(shù)的應(yīng)用。建筑物節(jié)能技術(shù)日新月異，尤其是圍護(hù)結(jié)構(gòu)相關(guān)技術(shù)水平在不斷進(jìn)步。建筑物節(jié)能評價應(yīng)從長遠(yuǎn)出發(fā)，對圍護(hù)結(jié)構(gòu)的各類新工藝、新材料、新產(chǎn)品、新設(shè)備的工程應(yīng)用性進(jìn)行論證和落實，并結(jié)合項目特點進(jìn)行推廣，以提高建筑物圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱工性能。

3 鐵路項目引入“零能耗”建筑物評價分析

我國的建筑物節(jié)能工作經(jīng)歷了30年的發(fā)展，建筑物節(jié)能工作取得了一定成果。但從世界范圍看，我國在建筑物節(jié)能方面仍存在起步晚、標(biāo)準(zhǔn)較低的情況。目前，發(fā)達(dá)國家在積極推動建筑物邁向更低能耗并提出了“低能耗建筑物、超低能耗建筑物、近零能耗建筑物、(凈)零能耗建筑物”等理念[4-5]。2015年，我國住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部頒布了《被動式超低能耗綠色建筑物技術(shù)導(dǎo)則(居住建筑物)》[6]，與德國被動房技術(shù)體系對標(biāo)。河北省和山東省也相應(yīng)推出了被動式超低能耗居住建筑物節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。由此，可以看出，被動式“零能耗”建筑物是未來建筑物節(jié)能設(shè)計發(fā)展的趨勢。

被動式“零能耗”建筑物是指適應(yīng)氣候特征和自然條件，通過被動式技術(shù)手段，最大幅度降低建筑物供暖、供冷需求，最大幅度提高能源設(shè)備與系統(tǒng)效率，充分利用建筑物本體及周邊或外購的可再生能源，使可再生能源全年供能大于等于建筑物全年全部用能的建筑物。雖然目前鐵路項目建筑物設(shè)計中尚未開展被動式“零能耗”建筑物的相關(guān)應(yīng)用，但鐵路項目節(jié)能報告可以對此開展相關(guān)評價和分析，以提高鐵路項目建筑物節(jié)能設(shè)計水準(zhǔn)，具體可從以下方面入手。

（1）總體布局。被動式“零能耗”建筑物應(yīng)遵循“被動優(yōu)先”的設(shè)計原則，通過建筑物設(shè)計手段降低建筑物能耗，然后采用主動節(jié)能技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化補充。鐵路項目建筑物節(jié)能評價時，可以著重對建筑物總體布局進(jìn)行分析，校核建筑物設(shè)計并提出節(jié)能要求，即充分利用自然通風(fēng)、自然采光等，控制體形系數(shù)和窗墻面積比等。

（2）建筑物圍護(hù)結(jié)構(gòu)。被動式“零能耗”建筑物保溫隔熱的要求超過一般建筑物的要求，應(yīng)優(yōu)先選用高性能保溫隔熱材料和保溫隔熱性能較好的外窗系統(tǒng)等。鐵路項目建筑物節(jié)能評價時，可以考慮針對被動式“零能耗”建筑物的可選擇保溫層材料、厚度、門窗等進(jìn)行工程可行性和工程經(jīng)性分析。

表2 某鐵路項目建筑物保溫層厚度節(jié)能評價計算表

（3）綜合評價分析。建筑物“零能耗”的實現(xiàn)，不僅依靠傳統(tǒng)意義上的建筑物設(shè)計，還需綜合考慮建筑物用能系統(tǒng)，將建筑物圍護(hù)結(jié)構(gòu)與建筑物能源設(shè)備系統(tǒng)有機(jī)結(jié)合才能實現(xiàn)。鐵路項目建筑物節(jié)能評價時，不僅評價和分析建筑物的相關(guān)設(shè)計參數(shù)，還應(yīng)結(jié)合暖通等相關(guān)專業(yè)的設(shè)計統(tǒng)籌分析，做到圍護(hù)結(jié)構(gòu)、供暖供冷設(shè)備、新風(fēng)熱回收、通風(fēng)系統(tǒng)、太陽能等綠色能源利用的有機(jī)結(jié)合，實現(xiàn)建筑物“零能耗”。

4 結(jié)束語

鐵路項目建筑物進(jìn)行節(jié)能評價分析時應(yīng)掌握鐵路房屋分類，以便于提出針對性節(jié)能建議，以體形系數(shù)、窗墻面積比、圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱工性能等建筑物節(jié)能參數(shù)為關(guān)鍵點進(jìn)行節(jié)能校核和計算，提出具體的參數(shù)或材料要求。鐵路項目節(jié)能評價分析應(yīng)緊跟當(dāng)前建筑物節(jié)能的發(fā)展趨勢，將建筑物布局、圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計與建筑物能源設(shè)備系統(tǒng)有機(jī)結(jié)合，綜合分析建筑物的用能水平，在鐵路項目中引入被動式“零能耗”建筑物的設(shè)計和建設(shè)。