近年来,随着我国国民经济的迅速发展,国家对环境保护、节约能源、改善居住条件等问题极为重视,法制逐步健全,相应制定了一批技术法规和标准规范,如:1986年颁布实施的部标《民用建筑热工设计规程》(JGJ24 —86),部标《民用建筑节能设计标准(采暖居住建筑部分)》(JGJ26 —86),1987年颁布实施的国标《采暖通风与空气调节设计规范》(GBJ19 —87),以及1993年颁布实施的国标《民用建筑热工设计规范》(BG50176 —93)等。这些标准规范的颁布实施,对于改善环境、节约能源、提高投资的经济和社会效益,起到了重要作用。但是,原规程仅对围护结构保温隔热的最低要求作出规定;原标准是我国建筑节能起步阶段的标准,节能率为30%,围护结构保温水平提高的幅度并不大,而且由于种种原因,在我国三北地区并未全面实施。迄今只有北京、天津、哈尔滨、西安、兰州、沈阳等几个先行城市实施4000多万m 2 。近年来,我国城市集中供热,区域联合供热和小区锅炉房供热正在逐步扩大,火炉采暖的比例正在逐步缩小,但就总体来看,热效率低,供热成本高的供热方式,目前仍占主导地位。因此在目前,我国采暖居住建筑围护结构保温水平低、热环境质量差、采暖能耗大的状况仍然普遍存在。这种状况亟待改变。
根据国务院[1992]国发66号文:“从1995年起,我国严寒和寒冷地区城镇新建住宅全部按采暖能耗降低50%设计建造”这一要求,建设部于1991年下达了修订原标准的任务。
新标准的节能目标是,在各地1980~1981年住宅通用设计能耗水平基础上节能50%,但节能投资不超过土建工程造价的10%,节能投资回收期不超过10年,节约吨标准煤的投资不超过开发吨标准煤的投资。修订工作主要针对这一目标进行,同时尽量吸取国内外实践经验,努力做到经济合理、切实可行、使用方便。
修订的主要内容有:
1.为了实现节能50%这一目标,建筑物节能率应达到35%(即建筑物耗热量指标应降低35%);供热系统的节能率应达到23.6%。若在总节能率50%中按比例分配,则建筑物约承担30%;供热系统约承担20%
2.根据建筑物耗热量指标应降低35%这一要求,制订新的耗热量指标,并据此提出不同地区采暖居住建筑各部分围护结构传热系数限值。
3.为了能耗估算尽量接近实际,使建筑物达到预期的节能效果,外墙的传热系数考虑了周边热桥的影响。
4.根据供热系统节能率应达到23.6%这一要求,锅炉运行效率应从1980~1981年的0.55提高到0.68;管网输送效率应从1980~1981年的0.85提高到0.90,并据此对供热系统中的锅炉、管网、水力平衡、监测等方面作出一些新的规定。
5.根据一些发达国家的经验,经济评价一般只在标准制订阶段,论证其技术经济合理性和可行性时才做,在标准实施阶段,对各个具体的节能设计对象,一般不作经济评价。因此,在修订原标准时,考虑了国外的经验和国内一些人提出的意见,在新标准中取消了有关经济评价的内容。
新标准名称为《民用建筑节能设计标准(采暖居住建筑部分)》,已经建设部批准发布,编号为JGJ26 —95,自1996年7月1日起施行。原标准将同时废止。
近年来,我国采暖地区城镇平均每年新建采暖居住建筑约1亿m 2 。如果这些采暖居住建筑都按新标准建造,节能率50%,则每年可节约采暖用煤150万t标准煤,可减少SO 2 排放量12.7亿t、TSP(烟尘)6550t、灰渣217万t。从1996~2005年10年累计可节约采暖用煤8250万t标准煤〔按(1+2+…+10)150万t=8250万t计算〕。
由于节能建筑广泛采用新型墙体材料和保温材料、节能门窗,以及各种节能型采暖供热设备和监测控制仪表,所以也必将大大促进建材业和建筑业的发展。
居住建筑主要为住宅建筑(约占92%),其次为集体宿舍、旅馆、招待所、托幼建筑等(约占8%)。它们的共同特点是供人们居住使用,而且一般都是昼夜连续使用。因此,在这类建筑中对室温和空气质量有较高的要求,在采暖地区需设置采暖设备,室内需有适当的通风换气。冬季室内温度一般要求达到16~18℃,较高要求达到20~22℃。居住建筑的层高一般为2.7~3.0m,开间一般为3.3~3.6m。目前,住宅建筑中人均占有居住面积约为7~8m 2 ,占有居住容积18.2~20.8m 3 ;集体宿舍中人均占有居住面积约为3~4m 2 ,占有居住容积8.1~10.8m 3 。城镇居住建筑以多层建筑为主,大城市有部分中高层和高层住宅。近年来,城镇新建居住建筑出现形式多样化,建筑物体形系数有变大的趋势。例如,在寒冷地区的北京市和天津市等,多层住宅的体形系数,已从原来的0.30左右变为0.35左右。但在严寒地区,这种变化较小。
在冬季,为了保持室内温度,建筑物必须获得热量。建筑物的总得热包括采暖设备的供热(约占70%~75%),太阳辐射得热(通过窗户和其他围护结构进入室内,约占15%~20%)和建筑物内部得热(包括炊事、照明、家电和人体散热,约占8%~12%)。这些热量再通过围护结构(包括外墙、屋顶和门窗等)的传热和空气渗透向外散失。建筑物的总失热包括围护结构的传热耗热量(约占70%~80%)和通过门窗缝隙的空气渗透耗热量(约占20%~30%)。当建筑物的总得热和总失热达到平衡时,室温得以保持。因此,对于建筑物来说,节能的主要途径是,减少建筑物外表面积和加强围护结构保温,以减少传热耗热量;提高门窗的气密性,以减少空气渗透耗热量。在减少建筑物总失热量的前提下,尽量利用太阳辐射得热和建筑物内部得热,最终达到节约采暖设备供热量的目的。
锅炉在运行过程中,一般只能将燃料所含热量的55%~70%转化为有效热能(亦即锅炉的运行效率为0.55~0.70)。这些热量通过室外管网输送,沿途又将损失10%~15%(亦即室外管网的输送效率为0.85~0.90)。剩余的热量供给建筑物,成为采暖供热量。因此,对于采暖供热系统来说,节能的主要途径是,改善采暖供热系统的设计和运行管理,以提高锅炉的运行效率;加强管道的保温,以提高室外管道的输送效率。