吉林省居住建筑节能现状分析

周 诣，刘丽华，张宏伟

（1.长春工程学院建筑与设计学院；2.土木工程学院，长春 130012；3.榆树市建设规划管理办，吉林 榆树，130400）

0 引言

居住建筑节能是指居住类建筑物在规划、设计、新建（改建、扩建）、改造和使用过程中，执行节能标准，采用节能型的技术、工艺、设备、材料和产品，提高保温隔热性能和采暖供热、空调制冷制热系统效率，加强建筑物用能系统的运行管理，利用可再生能源，在保证室内热环境质量的前提下，减少供热、空调制冷制热、照明、热水供应的能耗。

自2008年起，吉林省开展了居住建筑节能方面的工作。在新建建筑的规划、单体设计、围护结构保温、供热通风、给排水及电气等方面都采取了节能设计；对既有建筑进行了节能改造，尤其是外围护结构保温及供热改造，取得了阶段性的成果。

1 居住建筑规划及建筑设计节能的现状分析

1.1 规划

在规划方面，现阶段采用的节能措施有：（1）居住建筑小区规划设计的日照、建筑间距、建筑密度等应符合GB 5018—93《城市居住区规划设计规范》等有关标准的规定；（2）布置应有利于冬季获得日照、防风，有利于建筑群体间夏季的自然通风；（3）居住建筑的朝向宜为南偏东30°至南偏西15°；（4）居住区绿地率不宜低于35%，并应充分利用绿化防风，利用绿化改善住区微气候环境；（5）建筑入口宜避开冬季最多频率风向，宜设在建筑的南侧。

措施（1）是规范要求的硬性指标，所以吉林省新建居住建筑都能满足。而（3）、（4）、（5）条，由于居住小区规划与开发商利益及诸多因素相关，故很难同时满足。

1.2 建筑单体设计

单体建筑设计，控制建筑体型系数在规定数值内，是建筑节能的有效方法，体型系数减小1%，耗热量指标减少2.5%。吉林省《居住建筑节能设计标准》中，根据建筑所处地区的气候分区不同，规定建筑各部位围护结构的传热系数不应超过给定的限值，当体形系数不满足规定要求时，必须进行围护结构热工性能的权衡判断。体型系数控制的有效措施包括：建筑物的平、立面不应出现过多的凹凸；减少建筑面宽，加大进深或增加组合体；尽量采用多单元的条型建筑；对于采暖住宅应尽量多增加层数，避免建造单元少，特别是点式平面的低层住宅；减少建筑物外表面积，建筑物不宜设三面有外墙的房间，以减少围护结构的散热量。吉林省城市住宅现行的多为北入口，楼梯间放在建筑物的北侧，目的是减少北侧房间。由于冬季主导风向是西北风，给入口造成的冷风侵入量大。因此，多层住宅采用封闭式楼梯间，入口处设置门斗，或采取其他避风措施，减少散热。

居住建筑单体设计在节能方面做得较好，因为其切实关系到使用者在使用过程中的节能效益，同时，吉林省在新建建筑中执行《居住建筑节能设计标准（节能65%）》，故单体设计中，节能成为其主要考虑因素之一。

2 居住建筑围护结构节能现状分析

严寒地区围护结构对于节能效果有着较大的影响，包括墙体、屋面及门窗等。

墙体是建筑外围护结构的主体，也是节能建筑设计的关键，在吉林省，新建筑目前多采用复合保温节能墙体。构造上主要以砖、块砌体为基层墙体，如炉渣混凝土空心砌块、黏土（或粉煤灰）陶粒混凝土空心砌块、页岩陶粒混凝土空心砌块及煤矸石空心砖和加气混凝土砌块等，在基层墙体上复合聚苯乙烯保温板或挤塑板等构成复合墙体。复合墙体根据保温材料位置不同分为：外保温、内保温和夹芯保温3种形式。吉林省主要应用的是外保温，即在建筑物外墙外侧附加保温材料层，其特点是：墙体热稳定性好，同时具有保护主体结构、增加建筑使用面积、可避免热桥等优点。目前较多应用是EPS外保温系统，它分为5大体系：（1）EPS板薄抹灰外墙外保温系统；（2）EPS灰浆薄抹灰；（3）现浇混凝土EPS外墙外保温；（4）现浇砼钢丝网架EPS外墙外保温；（5）机械固定EPS外墙外保温。

外保温目前市场上主要应用的EPS（模型聚苯板）、XPS（挤塑聚苯板）及PU（聚氨酯）3种B级保温材料。而公安部下发的《关于进一步明确民用建筑外保温材料消防监督管理有关要求的通知》要求：“民用建筑外保温材料采用燃烧性能为A级的材料。”A级，即不燃材料，包括泡沫水泥、发泡玻璃、岩（矿）棉、无机保温砂浆、酚醛复合保温板（复合A级）。这种材料不但成本高，施工费用也是B级材料的一倍。例如，岩棉板A级保温材料，属于有害物质，防护不好会全身瘙痒，而用玻璃微珠，会在外墙抹灰7～10cm，既费工又费料。拒不完全统计，吉林省95%以上建筑都在使用B2级保温材料。

屋面保温通常采用倒置屋面，保温层多选用EPS或XPS保温板，保温层位于防水层之上，可以避免防水层室内外昼夜温差和季节温差的影响，防水层厚度相对稳定，不宜结露。节能设计构造方法相对统一，保温层采用EPS板，厚度按照吉林省《居住建筑节能设计标准》，根据建筑层数由底至高，取100～120mm，存在的问题及现状与外墙保温相似。

门窗保温主要有2个重要环节：一是门窗的气密性；二是门窗的热传导。平开窗的气密性优于推拉窗，故吉林省新建居住建筑多数为平开窗，门窗框与墙体间的缝隙用弹性松软性材料、弹性密封型材料、密封膏及边框设灰口等密封方式；框与扇可用橡胶、塑料或泡沫密封条及高低缝、回风槽等方式，扇与扇可用密封条，高低缝及缝外压条；扇与玻璃之间可用各种弹性压条密封。透明的玻璃窗与保温墙体相比，热损失大。吉林省《居住建筑节能设计标准》规定不同朝向的窗墙面积比不应超过给定的限值，当窗墙面积比不满足规定时，必须进行围护结构热工性能的权衡判断。窗的传热系数限值根据建筑层数由底至高，取1.8～2.2W/m2·K。整窗的传热系数U值与玻璃、型材及中空玻璃间隔条3个因素相关。5mm 厚的单片透明玻璃，U值约5.8W/m2·K，现在提高玻璃部分的热工性能采取以下技术措施：使用中空玻璃，由2片6mm透明玻璃组成，中间有一层12mm空气层，通过间隔条组成中空玻璃（6mm＋12A＋6mm），U值约2.8W/m2·K，由3片6mm玻璃中间有两层12mm空气层，通过间隔条组成中空玻璃（6mm＋12A＋6mm＋12A＋6mm）U值1.87W/m2·K左右。在中空玻璃空气层填充惰性气体：因惰性气体分子大，流动性差，能降低气体对流产生的热传递。一般充氩气相比空气能降低玻璃U值0.2W/m2·K左右。使用LOW－E中空玻璃：即在中空玻璃的其中一片玻璃靠近空气层侧镀上一层透明的低辐射膜，从而降低从高温区向低温区辐射传热和二次传热，U值将在1.6～2.0W/m2·K之间，若使用隔热性能效果更好双层 Low－E玻璃，隔热效果可以达到1.5W/m2·K；再在此基础上填充惰性气体，可以达到1.3W/m2·K（1K＝4.186 8J）。

目前吉林省窗玻璃达到节能65%较高要求的做法主要是上述提到的2种做法：三玻两空气层或使用单层LOW－E中空玻璃。根据型材使用的材料不同，窗一般分为铝合金窗、塑钢窗、木窗等。塑钢窗是好的隔热窗，但因强度和热老化性能等原因，应用受到很大的限制；木窗也有很好的隔热效果，但因价格很昂贵，一般用于别墅等高档项目。因此现在流行的还是铝合金窗，为了提高铝合金型材的隔热性能，一般会在铝合金中间使用低导热率的隔热材料。而对于气密性方面，由于目前都采用塞框法，填充多是聚氯乙烯泡沫材料，与材料、施工方法及施工质量也有较大关系。

3 居住建筑供热节能现状分析

吉林省地处北方严寒地区，冬季寒冷，采暖在159～169d之间（各地区有所不同），仅供暖一项，全省城镇建筑年耗能热量达1 328万t，主要是采用集中供热的形式，由集中热源所产生的蒸汽、热水，通过热力管网供给一个城市（镇）或部分区域生产、采暖和生活所需的热量方式，热源主要包括热电厂、区域锅炉房、工业余热及太阳能等。还有其他形式，如：分散小锅炉房、热泵技术等。集中供热是指分散小锅炉房具有“两小”（锅炉房规模小、锅炉容量小）、“两低”（锅炉负荷率低、锅炉热效率低）、“两多”（能耗多、现行间歇供暖多）的特点。热泵技术是将低温热源的热量转移到温度高于环境温度的物体，从而获得热量的机器和设备。在空气调节设备中热泵的工作过程与制冷机相仿，但它是向高于环境温度的物体供给热量，例如向建筑物供暖、供应生活或某些生产过程用的热水等。热泵的低温热源最常用的是环境介质（空气或地面水）的热量，也可用地热或生产过程中排出的废汽、废水和废油等的热量。根据吸热源可分为空气源热泵、水源热泵、地源热泵（水地源热泵）。

目前，集中供热系统的能源利用率约占50%～70%（小型供热系统偏下限，大型供热系统偏上限），有30%～50%的热量损失掉了。吉林省投入近200亿资金，实施：（1）居住建筑维护结构保温同步热计量改造，完成建筑面积约9 200万m2。（2）拆除小锅炉房，建设大型锅炉房或调峰锅炉房3 418座，新老小区并网供热。（3）供热管网节能改造，管网节能保温、管网热平衡5 319km。而热电联产热效率不到50%，还有约30%～50%的余热需要回收；全省的锅炉房实际运行效率较低，平均效率约在50%～70%之间，有20%的节能空间；供热管网采用分布式二次循环水泵输配方式，有20%～30%的节电空间；一、二次管网平衡还有10%～15%的节能空间；分户热计量行为调控节能有5%～10%的节能空间。对于热泵技术，由于资源条件有限，在住宅建筑中较少利用。

4 居住建筑给水排水、电气与照明节能现状分析

对居住建筑的节水，除涉及室内水资源利用、给排水系统外还涉及到室外雨水、污水排放、再生水利用及绿化用水等。

给水系统中采用的管材、管件必须符合现行产品的行业标准；选用性能高的阀门、零泄漏阀门等，如在冲洗排水阀、消火栓、通气阀等阀门前增设封闭阀及蝶阀；合理设计供水压力，供水压力持续高压或骤变；选用高灵敏度的水表；同时做好管道基础处理和覆土，控制管道埋深，加强管道工程施工监督。

采用节水器具和设备，本着“节流为先”原则，合理选用节水龙头（如加气节水龙头，陶瓷阀芯水龙头、感应式水龙头，停水自动关闭水龙头等）、节水便器（虹吸排水式，压力流防臭、压力流冲击式，感应节水式）、节水淋浴（选用节水型淋浴喷嘴）等。居住建筑的节能设备选用与住户的主观选择有关。

对于污水排放，吉林省地级市以上，基本建立了生活污水厂，要求处理后排放标准达到一级A排放标准，“十一五”末到“十二五”初，全省县级城市基本建成了生活污水厂，改变了以往生活污水直接排放到江河及地下的状况。“中水处理”对于节水有较大的意义，可参见GB 50336《建筑中水设计规范》相关要求。但民用中水处理在我省还未有先例，未来将具有较大的潜力。再生水利用及绿化用水主要注意水源的储存及运输过程要具有消毒杀菌能力，保障水质安全。

5 电气与照明节能现状

对于居住建筑节约用电的做法主要有：（1）在设计时，充分利用自然光照明，确定合理采光方式，将人工光源和自然光源有机地结合起来。（2）选择节能灯具及节能家用电器，以LED及节能灯取代原有的卤钨灯和荧光灯。（3）合理选择电线与电缆，照明线路的损耗占输入电能的4%左右，影响照明线路损耗的主要因素是供电方式和各导线截面积。由于线路存在电阻，有电流流过时，就会产生有功功率损耗和无功功率损耗。（4）合理选择变压器的规格和型号。

吉林省居住建筑的电气照明在设计中基本都能满足节能设计，在灯具及家用电器选择上，使用者的选择为主导因素。

6 结语

吉林省是我国的北方主要大省，也是较早执行居住建筑节能的省份，2008年全省地级城市率先执行节能65%设计标准，2009年开始，县级城市以及县所在的镇开始执行节能65%设计标准，到2012年底，全省县以上城市新建居住建筑已经全部执行建筑节能65%设计标准，建制镇执行建筑节能50%标准的比例达62%。另一方面对于既有建筑的节能改造，我省以《居住建筑节能设计标准（节能50%）》为标准。到目前为止，完成既有居住建筑节能改造9 200万m2。节能取得一些成效，但对于是否达到预期效果，即对于节能的评估、评价刚刚开始。目前，对吉林省居住建筑节能现状进行总结及分析，对未来节能评估及评价工作的开展有着重要意义。

［1］DBJ 01—602—2004，居住建筑节能设计标准［S］.

［2］刘洪林.吉林省既有建筑节能改造——节能暖房工程提升城市品位［J］.建设科技，2011（9）：28－31.

［3］王稔实，于丽华.提高外窗的保温节能效果是建筑节能重中之重［J］.研究与应用，2010（2）：55－56.

［4］苏凯兵.浅谈建筑给水排水节能节水技术措施［J］.给水排水，2010，36（增刊）：63－66.

［5］祖颖.建筑电气节能设计的应用［J］.中国科技纵横，2011（4）：274.