北京建筑节能工作点滴

北京是一个拥有1500万人口的特大城市,实有房屋建筑总面积五亿平方米以上,每年建筑能耗达到两千万吨标准煤,占北京市能源消耗总量三分之一,建筑节能已经成为我市2010年前实现“单位GDP能耗下降20％”目标的重点节能领域.

发展的历程

北京市从1988年开始实施节能30％的居住建筑节能设计标准(以1980年北京地区居住建筑设计标准每平方米建筑1个采暖季耗标准煤25.2kg),1998年开始实施第二步节能50％的居住建筑节能设计标准.到2004年底,全市累计建成节能住宅1.7520亿平方米,占现有居住建筑总量的65％,占现有全部建筑总量的36.3％.其中符合节能30％设计标准要求的建筑6500万平方米,符合节能50％设计标准的住宅1.102亿平方米.典型项目有卧龙小区(30％节能,图1)、方古园二区(50％节能,图2)、新世纪家园小区(65％节能).

1．卧龙小区

卧龙小区位于朝阳区的大屯,建筑面积15万平方米由北京市建筑设计研究院设计.其节能措施为外墙内保温聚苯板+聚合物砂浆部分建筑外保温试点.

2．方古园二区

方古园二区位于方庄,总建筑师面积为11万平方米由北京中亦惠建筑设计公司设计,其节能措施包括外墙内保温,增强石膏聚苯复合保温板；粉刷石膏保温板；硬泡聚氨酯、挤塑聚苯、泡沫玻璃屋面防水保温采用三种倒置做法；断桥铝合金中空玻璃保温窗.

3．北京真武庙五里融泽府住宅小区

北京真武庙五里融泽府住宅小区(图3)位于北京真武庙五里,建筑面积6万平方米,由北京维拓时代建筑设计公司设计.其节能措施为外墙外保温,喷涂聚氨酯厚度为70mm,外层采用30mm厚胶粉聚苯颗粒找平,真武庙五里住宅楼工程项目项目在满足北京市现行65％节能标准的基础上,实现了75％的节能标准.并一举成为建设部建筑节能试点示范工程.

体系的完善

2001年8月,市政府发布了《北京市建筑节能管理规定》(第80号令),对新建工程执行建筑节能设计标准、禁用禁产粘土砖、既有建筑改造、供热采暖方式与热费制度改革、推广建筑节能先进技术、对违规单位的处罚等方面都做出了规定.广大建设单位、设计单位、施工单位进一步提高了对建筑节能工作的认识,越来越自觉地执行建筑节能设计标准.市规划委严把设计审查关,市建委严把工程监督和竣工验收关.大量节能住宅的建成每年节约采暖耗能100万吨标煤以上,同时大幅度地减少了粉尘、二氧化碳、二氧化硫和氮氧化物的排放.节能住宅冬季平均室温提高到18℃以上,舒适度明显改善.

从2004年10月1日起,北京市新开工的住宅开始执行节能65％的第三步节能设计标准,每平方米建筑一个采暖季能耗降低到8.81kg标准煤.外墙传热系数从0.8～1.16降低到0.45～0.6,外窗传热系数从3.5降低到2.8.

从2005年7月1日起,北京市新开工的公共建筑开始执行《公共建筑节能设计标准》.在执行国家标准的基础上根据北京的实际情况进行了细化,分为A、B两类,对护结构的传热系数提出不同的要求.对供热采暖和通风系统增加了强制性条款要求.

为了保证节能设计标准的贯彻落实,北京市建委在会同规划委强化施工图设计审查和施工过程监督的同时；严格执行《居住建筑节能保温工程施工质量验收规程》(65％节能验收标准)；会同工商局发布了商品房销售示范合同,规定商品房的销售合同须注明执行的节能设计标准,规定未达到节能设计标准的由销售方补做节能措施并承担赔偿责任,让消费者和社会各界监督开发商执行建筑节能规定.

2005年市建委发布了《公共建筑节能评估标准》(DBJ/T01-100-2005).根据第83次北京市市长办公会的决定：由市建委负责,对所有新建奥运场馆进行节能评估,在总结经验和对标准不断完善后再行推广.通过评估,不仅能够反映建筑物整体的节能效果,并且可以对“围护结构热工性能、空气处理用能的合理性、自然采光性能要求、空调冷热源、生活热水热源、风机水泵、照明、其他用电、可再生能源利用等9项指标”的节能状况进行评估,从而对设计方案的各个环节的节能效果给出清晰的描述和评价有利于发现设计的各环节中的漏洞,鼓励各种新的、先进的节能措施的采用.

经过多环节的评估优化,总体上奥运场馆的节能状况良好：场馆设计中普遍采用了较多新型节能的建筑围护结构材料、场馆的自然采光和自然通风设计合理,空调采暖系统的空气处理过程得当、大量使用光伏发电太阳能、地源热泵等可再生能源利用技术取得很好成效.基本实现了绿色奥运建筑的承诺,并为我国绿色节能的体育建筑发展提供了有益的借鉴.

试点的应用

十几年来,北京市建委通过组织,支持、指导一大批与建筑节能有关的科研项目和技术改造项目,为全市建筑节能工作发挥了摸索经验、推广示范的作用.比如景泰小区供热系统动态平衡试点总结出来的燃气集中供热系统气候补偿、锅炉烟气冷凝热回收、锅炉集控、变频风机、分时空控制供热等节能技术,到2005年底累计推广了38个锅炉房,471万平方米供热面积.经测试采用上述节能技术的燃气锅炉房每平方米供热面积耗气量为9.52m3,比全市11.9m3的平均耗气量降低20％.改造投资为每平方米3.61元回收期为0.83年.从2006年起北京市实施“煤改气”的工程全部参与上述节能技术,没有参与这些节能技术的锅炉系统逐步进行改造.其它项目还有青塔小区9层混凝土承重砌块结构体系试点工程、北潞园小区外墙外保温和低温地板辐射采暖试点工程、宏福苑小区地热采暖、梯级利用与水源热泵采暖示范项目、奥运场馆空调分区项目、新农村建设试点等.

北京市建筑业新技术应用示范工程,即北京市“一优两示范”工程,是以优质工程为前提,突出科技示范和节能环保示范.经过多年的工程实践,树立起一批节能示范.如：北展综合楼(共建节能)、当代万国城(住宅节能)、北京吉普汽车有限公司增资生产奔驰轿车项目(厂房节能).

1．北展综合楼

北展综合楼(图4)位于北京市西城区西外大街135号,建筑面积8.5万平方米,由泛华工程有限公司设计.该楼外观新颖,造型独特,功能齐全而复杂,无论从设计理念上还是施工过程中无不在推广应用新技术.其中陶土板幕墙、干挂GRC幕墙、绿色施工中的水资源的利用与保护比较突出.陶土板幕墙既有技术性能的优势,又非常美观新颖,色彩随时间推移更加绚丽,具有良好的环保效益和使用性能.不但安装方便,而且容易与玻璃、金属搭配使用,不仅保持了外墙立面的协调美观,增加了玻璃缺少的人文气息还可以减少建筑的光污染.

GRC板(又称“再造石装饰混凝土外墙挂板”)是通过采用钢骨架金属型钢做肋、GRC(玻璃纤维增强水泥)做底层、同时将水泥、石粉、石渣进行复合而成的是一种能改变建筑物的外装饰效果和功能的新型立面装饰材料.根据建筑模数的需要可以在工厂预制出大幅面的制品,能够满足某些工程外型奇特、造型各异的特殊要求.单块面积大(最大曾达12m2)、重量小(每平米25kg左右),强度高,现场运输吊装方便.利用工业废料加工,材料易得可以就地取材,实现循环经济的工业化生产.

本工程空调系统采用乙二醇热回收空调系统,通过一个设在新风和排风之间的乙二醇绕流二盘管环路系统、三盘管环路系统进行热回收,达到节能40％左右,是国内较为先进和环保的空调系统.

2．当代万国城

当代万国城(图5)位于东直门外,总建筑面积为66万平方米.

(1)建筑结构的节能实践

外墙采用外保温的方式.保温材料采用导热系数E等于0.038W/(MK)的复合聚苯板.复合聚苯板表面有一层铝箔作为热反射层.外墙及窗优化系统窗框材料采用断桥铝合金窗,避免冷桥出现.外窗玻璃采用Low-E镀模玻璃,具有良好的阻隔热辐射透过的作用.窗户的综合传热系数K小于1.9W/(m2K)

采用的可调节外遮阳系统,不仅能在阳光特别强的时候阻止其直接射入室内,还可以保持室内的私密性.

(2)恒温顶篷柔和辐射系统研究

顶篷辐射采暖和制冷热系统冬夏两用,室内的温度使人体达到舒适度的水平.以前一天24小时平均温度作为控制温度用室外空气传感器来测量室外气温计算机可以连续记录并进行平均值计算.

(3)“恒温型”全置换新风系统(图6)

全置换式新风系统可保持24小时持续新风供应,保证每户新风控制在每小时约300m3,从而能够安全有效地解决室内空气污染的问题.

恰当的送风方式：新风取自扬尘不易到达的80m高空.经过多重处理后,以每秒0.3m的低速从房间底部缓慢注入并充满整个房间.令室内相对湿度维持在30％～70％.

理想的送排风布局：新风从房间下部送出,以非常底的速度和略低于室内温度的温度充满整个房间.

3．北京吉普汽车有限公司增资生产奔驰轿车项目(图7)

该项目位于北京市亦庄经济技术开发区汽车工业园区总建筑面积为6.3万平方米,由德国奔驰公司设计部,机械工业部汽车工业规划设计研究院设计.其地面采用50mm厚挤塑聚苯板保温层,铝塑板幕墙、彩钢板墙面、屋面采用100mm厚岩棉保温层,坎墙采用加气混凝土砌块；混凝土屋面为采用100mm厚挤塑聚苯板保温层.

(1)保温层细节处理

我们着重考虑建筑物容易忽视的细节处的保温,比如：突出屋面与混凝土屋面整体现浇的混凝土设备基础伸出屋面设备管道井处保温,对于混凝土设备基础由于无法铺贴挤塑聚苯板,我们采取了保温砂浆做为保温层.设备管道井则用金属板包裹100mm厚岩棉重新包裹了一层,一方面美观又起到了保温的效果.

坎墙的构造柱、混凝土压带等处,为防止出现“冷桥”,也采用了保温砂浆.

(2)幕墙体系中的节能设计

玻璃幕墙采用JANSEN高保温断热金属幕墙体系,节点设计中充分考虑了隔热要求,比如：金属构件多采用螺栓方式连接,在连接处均加耐热的硬质有机材料垫片,既有一定的柔性又有一定的硬度.从而具备了耐热、耐久、防腐、绝缘等性能.

(3)塑钢窗的节能设计

本工程采用VEKA塑钢窗,提高了型材本身的保温、隔声性能,同时内外设置两道特殊形状的EPDM密封条提高了密闭性能,保温等级达到最高级：10级.

(4)低辐射镀膜玻璃

玻璃幕墙系统和铝合金、塑钢窗均采用双层中空玻璃其中内片为低辐射镀膜玻璃(Low-E)

科研的开发

由北京市科学技术委员会支持、立项天普太阳能综合利用示范楼和清华大学低能耗示范楼工程,为探索可再生能源利用方面取得经验.

今后的工作

近期建筑节能的重点工作,向既有建筑改造和新农村建设方面转移,努力完成“十一五”期间25％的改造任务,同时研究老城区平房改造技术措施,使老城区和农村的居住条件有明显改善,以新的面貌迎接2008年奥运会的召开.

1．平改坡

北京市平改坡工作列入2004～2008城市环境建设规划及折子工程和市重点工程,在整洁城市面貌同时解决建筑节能、抗震、防水等多方面问题,使这些建筑有较大提高.北京市共有多层露房约4万栋,目前刚完成300栋左右,这项工作将是一个长期的工作.

2．新农村建设

郊区农村自建房,一是占用土地多,二是没有节能设计,三是使用功能差,因此市政府提出统一进行旧村改造和建设节能省地型建筑.新农村建设在技术上主要包括：太阳能供热系统与建筑一体化设计、新型结构体系和墙体材料的应用、生物质能技术.并以十余项试点示范村带动.

3．既有建筑节能改造

按照建设部要求既有建筑改造大城市完成应改造面积的25％,我市在2010年前要完成4000万平方米以上任务并进行锅炉、供热管网的节能改造.目前北京市建委正在实施方案,指导全市工作,制定了北京市《既有居住建筑节能改造技术规程》(DB11/381-2006)等支持政策,使新建农民房达到节能标准.