1、.鋒尚新型節(jié)能技術(shù)的構(gòu)成與分析 史 勇【摘要】一種達(dá)到并超過北京節(jié)能65%要求的新型系統(tǒng)化住宅節(jié)能技術(shù)在北京鋒尚國際公寓經(jīng)受了三年的實(shí)際使用的檢驗(yàn)，同時(shí)完全實(shí)現(xiàn)了高舒適健康的外保溫隔熱技術(shù)本文詳細(xì)介紹了這種技術(shù)的構(gòu)成與分析。 關(guān)鍵詞：保溫隔熱 節(jié)能65% 置換新風(fēng) 輻射采暖制冷目前，我國到了開始更加重視環(huán)境的改善、重視發(fā)展節(jié)能省地型建筑的時(shí)候，建筑節(jié)能技術(shù)的研究和推廣呈現(xiàn)一片欣欣向榮的局面，北京也在2004年率先開始推行強(qiáng)制性節(jié)能65%的政策。作為北京市節(jié)能65%試點(diǎn)工程的北京鋒尚國際公寓是由北京鋒尚房地產(chǎn)開發(fā)有限公司自主設(shè)計(jì)、開發(fā)的高舒適度低能耗公寓，2003年3月全部入住，因全面采用高舒適

2、度低能耗技術(shù)，而使得該公寓達(dá)到并超過節(jié)能65%的水平，同時(shí)創(chuàng)造了更加理想的室內(nèi)健康舒適環(huán)境，室內(nèi)溫度全年可以保持在20-26；相對(duì)濕度控制在40%-60%以及相應(yīng)的室內(nèi)空氣質(zhì)量保證和噪聲控制，而建筑的耗熱量水平僅為12.5w/m2，遠(yuǎn)低于北京節(jié)能50%的20.6w/m2甚至低于2004年開始實(shí)施的節(jié)能65%的14.65w/m2，從而引起了各界的廣泛關(guān)注。其高舒適度低能耗是由外墻外保溫系統(tǒng)、混凝土制冷采暖系統(tǒng)（又叫天棚輻射制冷采暖系統(tǒng)）、健康新風(fēng)系統(tǒng)、外窗及外遮陽系統(tǒng)、屋面保溫系統(tǒng)等多個(gè)核心技術(shù)來共同實(shí)現(xiàn)的。這幾大系統(tǒng)有機(jī)地組合在一起，將健康、高舒適度與節(jié)約能源之間緊密地聯(lián)系起來，改變社會(huì)上一些

3、人的“節(jié)能建筑不舒適，舒適的建筑就要多耗能”的錯(cuò)誤認(rèn)識(shí)，鋒尚不僅達(dá)到室內(nèi)環(huán)境的高舒適度而且使得采暖制冷費(fèi)用得到大幅降低，每年的采暖、制冷、新風(fēng)、濕度調(diào)節(jié)綜合費(fèi)用為35元/m2,其中冬季采暖（20）的費(fèi)用僅10元/ m2,為北京市規(guī)定的燃?xì)饧泄┡?6-18）收費(fèi)的1/3，節(jié)能效果非常突出。正象建設(shè)部劉志峰副部長(zhǎng)在一次工作會(huì)議報(bào)告中說到北京鋒尚項(xiàng)目時(shí)說“其耗能已降到12.5W/m2，每年每平方米可節(jié)約4.9公斤標(biāo)準(zhǔn)煤，兩套住宅一年就能節(jié)省一噸煤?！变h尚節(jié)能概念及原則 鋒尚節(jié)能設(shè)計(jì)是建立在充分考慮北京的地域氣象條件，使建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)能夠在可利用的建筑技術(shù)條件和經(jīng)濟(jì)條件下，最大限度的利用氣象的有利

4、因素，回避和抵御氣象不利因素對(duì)建筑室內(nèi)舒適度的影響，使建筑在不使用傳統(tǒng)采暖和制冷設(shè)備的條件下，使室內(nèi)的溫度的變化盡可能多地維持在20-26的舒適溫度范圍。這樣既可減少全年冬夏季的室內(nèi)溫度超出舒適溫度的幅度，減小采暖和制冷負(fù)荷，還可縮短采暖和制冷時(shí)間，大大提高舒適度，節(jié)約能源。同時(shí)采暖和制冷負(fù)荷的減少使得選擇更經(jīng)濟(jì)合理的采暖和制冷方式和設(shè)備具備了可能及更有利于各種低品位的可再生能源能源的使用。高舒適度低能耗的目標(biāo)考慮并滿足幾個(gè)不同的因素：溫度、濕度、采光、噪聲控制、空氣質(zhì)量；必須考慮住宅的可持續(xù)發(fā)展。建筑的舒適度指標(biāo)，見下表：舒適度設(shè)計(jì)和運(yùn)行指標(biāo)分類項(xiàng)目設(shè)計(jì)值冬季夏季室內(nèi)空氣溫度2026室內(nèi)空氣

5、濕度40%60%輻射舒適范圍材料表面溫度室內(nèi)空氣溫度-3K4K平均風(fēng)速0.25m/s0.30m/s空氣質(zhì)量新鮮空氣：30m3/h.人熱舒適的概念人與周圍環(huán)境會(huì)發(fā)生熱的交換，一個(gè)人體平時(shí)會(huì)產(chǎn)生80-100瓦熱量，這些熱量必須排出而同時(shí)又會(huì)和周圍物體的表面通過輻射，和周圍的空氣或接觸的物體通過傳導(dǎo)和空氣對(duì)流來進(jìn)行熱量交換，來達(dá)到熱量的平衡。只有能使人按照正常的比例散熱的熱平衡才是舒適的，一般來講，對(duì)流換熱約占人體總散熱量的25-30%；輻射散熱約占45-50%；呼吸和無感覺蒸發(fā)散熱約占25-30%；所以輻射進(jìn)行的熱交換比對(duì)流和傳導(dǎo)更有利。鋒尚的節(jié)能技術(shù)構(gòu)成一、外墻復(fù)合保溫隔熱技術(shù)要降低建筑的能耗，

6、墻體非常重要，為墻體的能耗占建筑總能耗的30%以上，因此我們總結(jié)國內(nèi)現(xiàn)有的各種外墻外保溫技術(shù)，由北京鋒尚房地產(chǎn)開發(fā)有限公司、北京威斯頓設(shè)計(jì)公司及其它國內(nèi)外科研、設(shè)計(jì)與施工企業(yè)聯(lián)合研制了適合于我國大多種氣候條件下的新型組合外保溫隔熱技術(shù)。該系統(tǒng)又叫干掛飾面磚幕復(fù)合外墻外保溫隔熱系統(tǒng)。1、 系統(tǒng)的構(gòu)造及作用 鋒尚國際公寓結(jié)構(gòu)主體為十八層鋼筋混凝土框架剪力墻體系，抗震設(shè)防烈度為八度。外墻主體為200厚混凝土剪力墻。外保溫系統(tǒng)就做在剪力墻的外側(cè)，該組合保溫系統(tǒng)從結(jié)構(gòu)墻體向外分三部分（圖2-1、圖2-2）：第一部分是保溫層，為100mm厚高密度自熄型聚苯板（EPS板），容重為25kg/m3，導(dǎo)熱系數(shù)0.

7、040W/m2K，采用聚合物水泥砂漿水泥粘結(jié)劑將苯板與結(jié)構(gòu)墻體進(jìn)行粘結(jié)。聚苯板和聚苯板之間的縫隙用聚氨酯發(fā)泡填充劑進(jìn)行填充。第二部分為90厚流動(dòng)空氣層，它的作用主要是隔熱及將保溫材料上的水分和濕汽蒸發(fā)掉，保證保溫材料的干燥和延長(zhǎng)保溫材料的使用壽命。并且因?yàn)橛虚_放式幕墻，該空氣層與外界的風(fēng)壓相同，雨水不會(huì)在壓差的作用下進(jìn)入保溫層，這也是目前大多外保溫做法的所缺乏的。第三部分為開放式瓷板干掛幕墻，它直接通過龍骨和預(yù)埋件與主體結(jié)構(gòu)聯(lián)系，與保溫材料之間沒有受力的關(guān)系。且抗風(fēng)壓、抗凍融、抗震能力強(qiáng)，它主要起保護(hù)作用，保護(hù)保溫層不受外界太陽輻射和雨水的影響，而且容易清潔、美觀大方，可實(shí)現(xiàn)多種顏色和質(zhì)感的表

8、現(xiàn)。因幕墻內(nèi)外為等風(fēng)壓，所以能夠有效保護(hù)保溫層不受負(fù)風(fēng)壓的影響。鋒尚國際公寓的幕墻外觀還采用數(shù)種拉絲金屬線條進(jìn)行裝飾，與啞光、樸素的瓷磚結(jié)合起來形成獨(dú)特的外裝飾風(fēng)格。該幕墻技術(shù)還能方便地更換任意一塊損壞的瓷磚，利于今后的維修保養(yǎng)。 圖1-1外保溫構(gòu)造示意圖 圖1-2實(shí)際安裝照片該系統(tǒng)的造價(jià)為120元/平方米（建筑面積），主要是干掛幕墻的成本比傳統(tǒng)保溫方式的外飾面高，但帶來的隔熱和更強(qiáng)的外裝飾效果也是其它方式所不具備的，因此具有很好的市場(chǎng)前景。二、屋面與地下保溫技術(shù)1、屋面保溫做法及構(gòu)成 屋面通常受到太陽輻射比外墻大數(shù)倍，所以屋面的保溫隔熱非常重要。 屋面保溫系統(tǒng)采用200mm厚聚苯板做保溫層，

9、綜合傳熱系數(shù)為0.2W/m2K。在鋒尚，屋面及女兒墻的內(nèi)外側(cè)和頂部滿粘100mm厚聚苯板，有效阻斷熱橋。遠(yuǎn)低于國家有關(guān)規(guī)范對(duì)北京地區(qū)建筑屋面綜合傳熱系數(shù)0.6W/m2K的要求。鋒尚同時(shí)在屋面做了屋頂綠化，不僅為業(yè)主提供了一個(gè)休閑的場(chǎng)所，而且有利于屋頂?shù)谋馗魺峒皽p少熱島現(xiàn)象。2、地下保溫做法及構(gòu)成目前通常的建筑節(jié)能工程基本都忽視了外墻在室外地坪以下的部位的保溫要求，帶來首層住戶能耗過大，舒適性差的問題。鋒尚外墻外保溫將100厚保溫板延伸入室外地坪以下1500mm處。減少了由此部位的熱量散失，使得首層住戶的能耗得到降低，室內(nèi)舒適度得到保障，否則，住進(jìn)整體說起來節(jié)能的房子，因?yàn)楦鱾€(gè)部位的住戶或房間

10、舒適度差距過大，仍然會(huì)對(duì)節(jié)能不利。該部分的造價(jià)為80元/m2左右。三、外窗保溫隔熱技術(shù)窗戶，是住宅部品里功能要求最多最高的部分，不僅要考慮采光、通風(fēng)，還要保溫、隔熱、觀景及安全等方面均需要綜合考慮。鋒尚外窗系統(tǒng)具備了以上性能要求， 以下是鋒尚窗系統(tǒng)的構(gòu)成：1、 斷熱鋁合金窗框在鋁合金窗框型材之間裝有阻熱的尼龍66隔熱條，來阻斷熱橋。傳熱系數(shù)達(dá)到2.2w/m2k。2 、低輻射（Low-E）中空玻璃玻璃窗的保溫問題一直是住宅耗能的大問題，傳統(tǒng)的普通單層玻璃的總傳熱系數(shù)為5.4W/( m2K )，而普通雙層玻璃也只為2.9 W/( m2K)，目前住在大都市的人們?cè)絹碓较矚g大玻璃窗，因此玻璃材料的選用

11、對(duì)室內(nèi)舒適度和能源消耗的影響非常大。目前國際上節(jié)能建筑技術(shù)發(fā)達(dá)的國家都采用低能耗鍍膜低反射節(jié)能玻璃，玻璃的傳熱系數(shù)可以達(dá)0.6-1.1W/(m2.K)。加上配有可調(diào)式外遮陽設(shè)施，因此窗玻璃可以盡量選擇太陽能透射率大的，反射率低的透明玻璃。鋒尚采用中空（12厚）充氬氣的低輻射玻璃，玻璃上面鍍有一層銀膜，可以雙向阻止長(zhǎng)波紅外線的傳導(dǎo)。傳熱系數(shù)達(dá)到1.6w/m2k。鋒尚窗戶及玻璃部分的造價(jià)為200元/ m2左右。3 、鋁合金遮陽卷簾考慮到北京地區(qū)夏季室外溫度高，太陽輻射強(qiáng)度高，且超出舒適范圍的時(shí)間長(zhǎng)，因此需要回避強(qiáng)烈的太陽輻射，同時(shí)住宅建筑的西曬和東曬問題一直比較突出。解決這些問題的有效方法是使用可

12、調(diào)式外遮陽設(shè)施。本工程設(shè)計(jì)的鋁合金遮陽簾中填充有保溫材料，具有一定的保溫性能，遮陽窗簾可阻擋80%以上的太陽輻射，不僅解決了太陽輻射帶來的制冷能耗加大問題，同時(shí)可以調(diào)節(jié)過強(qiáng)的太陽光線，使得室內(nèi)采光更舒適，而且還對(duì)住宅的安全帶來好處。該部分造價(jià)為80元/平方米（建筑面積）。四、混凝土輻射采暖制冷技術(shù)1、系統(tǒng)的原理鋒尚選擇混凝土輻射采暖制冷系統(tǒng)是基于輻射比對(duì)流傳熱更有效，人體對(duì)空氣對(duì)流更敏感，因此創(chuàng)造一個(gè)舒適的輻射環(huán)境是非常舒適有效的傳熱方式。為此，鋒尚通過控制室內(nèi)砼樓板的表面溫度（輻射溫度）以達(dá)到基本的舒適度要求。因?yàn)橹饕强刂铺炫飿前宓谋砻鏈囟?，所以地面材料不限，可用地板也可用地毯等。這種采暖

13、和供冷的系統(tǒng)構(gòu)造是：房間的砼樓板（天棚）內(nèi)都埋有25mm聚丁烯盤管（PB管），盤管經(jīng)過各戶的分集水器通過32mm的主管連接到中央機(jī)組，盤管間距在200300之間。盤管中的水在冬季保持22-26左右（最大28），在夏季保持20以上。用這種方法，通過散熱和吸熱，該系統(tǒng)可以持續(xù)24小時(shí)以40 W/m2的功率工作，在數(shù)小時(shí)內(nèi)可以7080W/ m2的功率工作。這個(gè)系統(tǒng)還具有一定的恒溫及溫度調(diào)節(jié)特征：在冬季，當(dāng)室內(nèi)溫度保持在20時(shí)，朝陽房間受太陽的直接輻射會(huì)使室內(nèi)溫度上升，室內(nèi)溫度與水管中水的溫度差會(huì)越來越小，當(dāng)室內(nèi)溫度達(dá)到26時(shí)，溫度差為零，這套系統(tǒng)的采暖功率則為零，不需要因?yàn)檫^熱而關(guān)閉系統(tǒng)，系統(tǒng)自動(dòng)停

14、止放熱，供冷也是如此。某些時(shí)段由于室內(nèi)負(fù)荷和日照造成瞬間超負(fù)荷時(shí)，熱量可以被砼樓板所吸收，因?yàn)樗泻芨叩男顭崮芰?，?chǔ)存的熱量可以由循環(huán)水帶走。如果用戶允許室內(nèi)溫度在舒適的范圍內(nèi)有一定的波動(dòng)，這種方法將會(huì)良好運(yùn)行并能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)節(jié)。要控制水溫變化的熱慣性和一定范圍內(nèi)有自我調(diào)控特性，通常的控制方法滿足不了這種要求。高質(zhì)量的保溫把天氣突變的影響降到了最低，這樣就使采暖和供冷系統(tǒng)的運(yùn)行溫度變化保持在舒適的范圍內(nèi)。然而，要長(zhǎng)期發(fā)揮作用，該系統(tǒng)必須采用適合的溫度。因此，鋒尚用前一天24小時(shí)的平均溫度作為控制溫度。室外氣溫可以用一個(gè)簡(jiǎn)易的室外空氣傳感器測(cè)量，計(jì)算機(jī)可以連續(xù)記錄并進(jìn)行平均值計(jì)算。如果必要，還可以

15、提供參考固定值。原則上所有的房間都保持同樣的供水溫度。如果冬季有些房間因日照而變得太熱，可以使用外遮陽來減少熱輻射，降低室內(nèi)氣溫。如果是因其他原因致使室內(nèi)過熱，還可以通過開一點(diǎn)窗來解決，以上方式可以作為居住者自行調(diào)節(jié)的最簡(jiǎn)單方式。如果室內(nèi)想保持更低一點(diǎn)的溫度，可通過專業(yè)人員調(diào)節(jié)水的流量來實(shí)現(xiàn)。2、系統(tǒng)的構(gòu)成A、室內(nèi)二次水循環(huán)系統(tǒng)（PB管）：1）、室內(nèi)溫濕度控制標(biāo)準(zhǔn)：溫度： 20-26 相對(duì)濕度： 40-60 2）、室內(nèi)水管路系統(tǒng)的運(yùn)行工況：冬季：26-28（北京地區(qū)）夏季：20-22（北京地區(qū)）二次水水溫控制精度：1B、系統(tǒng)一次水循環(huán)系統(tǒng)：冬季：60/85夏季：7/12 3、系統(tǒng)材料要求因?yàn)樾?/p>

16、要將熱媒管布置在混凝土樓板中間，因?yàn)橐笈c建筑同壽命，史勇材料必須選擇具有高聚合度并能夠抵御氧化的管材，鋒尚采用的是高密度聚丁烯（PB）管，管壁厚2mm。熱媒采用經(jīng)過脫氧的軟化水在一個(gè)封閉的循環(huán)系統(tǒng)中運(yùn)行，冷卻和加熱使用熱交換器，該系統(tǒng)設(shè)計(jì)壽命為100年。造價(jià)為200元/ m2左右。4、系統(tǒng)施工要點(diǎn)該系統(tǒng)是在結(jié)構(gòu)施工時(shí)將PB管均勻預(yù)埋設(shè)于整個(gè)樓板現(xiàn)澆層的下層鋼筋之上水、電氣管線及上層鋼筋之下的混凝土中。PB管在樓板內(nèi)不允許有任何接頭，但由于該P(yáng)B管易受傷害，因此在結(jié)構(gòu)施工中PB管的成品保護(hù)問題是混凝土采暖制冷系統(tǒng)成敗的關(guān)鍵。為保證PB管安裝工作的質(zhì)量，不出現(xiàn)管接頭，在施工中應(yīng)嚴(yán)格按照施工工藝進(jìn)

17、行。 5、系統(tǒng)與其它采暖制冷系統(tǒng)的比較在同樣采暖負(fù)荷的條件下，地板采暖與天棚采暖系統(tǒng)的區(qū)別是：地板采暖是一個(gè)近幾年在國內(nèi)北方較為流行的采暖系統(tǒng)，其特點(diǎn)是地面直接鋪設(shè)了熱水管，因此，其散熱面較大，室內(nèi)溫度比較均勻，但地板采暖由于家具設(shè)備的遮擋，再加上地面地板或地毯，其導(dǎo)熱系數(shù)小、傳熱慢，其傳熱方式結(jié)果還是以對(duì)流為主。在熱負(fù)荷條件相等的情況下天棚的采暖和供冷效率更高，其傳熱方式可以以輻射為主，其輻射位置不受任何家具遮擋。從人和環(huán)境的熱交換舒適度講，其熱交換方式以輻射所占比例最大。所以天棚輻射采暖和供冷更健康、舒適和有效。表4-1混凝土采暖制冷系統(tǒng)與其它采暖和供冷系統(tǒng)主要性能對(duì)比表分類項(xiàng)目全空氣系統(tǒng)

18、空調(diào)供冷+暖氣采暖混凝土輻射采暖制冷+置換式新風(fēng)系統(tǒng) 空 調(diào)暖 氣置換式新風(fēng)混凝土輻射功 能循環(huán)空氣降溫，送新風(fēng)夏季供冷冬季采暖提供適宜濕度和新鮮空氣采暖和供冷工作方式上送，上回空氣內(nèi)循環(huán)空氣對(duì)流小風(fēng)速下送，上回輻射控制方式閥門控制手控集中控制手控自動(dòng)調(diào)節(jié)空氣質(zhì)量空氣質(zhì)量差而且干燥質(zhì)量差質(zhì)量差空氣新鮮聲 環(huán) 境噪聲大有噪聲無噪聲無噪聲無噪聲室內(nèi)感覺溫度不均勻，有氣流感溫度不均勻，有氣流感溫度不均勻，有氣流感無氣流感溫度均勻占用室內(nèi)空間占用空間大占用空間小占用窗下空間不占空間不占空間對(duì)外立面影響外掛機(jī)影響立面效果外掛機(jī)影響立面效果無無無空氣濕度冬季室內(nèi)太干燥夏季濕度大冬季室內(nèi)干燥濕度適宜由以上可

19、以看出，混凝土采暖制冷系統(tǒng)具有更多的優(yōu)點(diǎn)。五、置換新風(fēng)技術(shù)1、 置換新風(fēng)系統(tǒng)原理該系統(tǒng)是將室內(nèi)的空氣系統(tǒng)當(dāng)作一個(gè)單獨(dú)體系，僅僅為了人體的健康舒適衛(wèi)生，而與傳統(tǒng)的依賴空氣流動(dòng)來采暖制冷的系統(tǒng)脫離。為此，送風(fēng)只是保證空氣質(zhì)量。為了用最少的空氣量達(dá)到這個(gè)目標(biāo)，必須建立一種有效的通風(fēng)系統(tǒng)。傳統(tǒng)的機(jī)械通風(fēng)系統(tǒng)因?yàn)榇嬖诳諝獾慕徊嫖廴镜目赡芤约澳芎脑胍暨^大，所以需要一種能夠克服傳統(tǒng)新風(fēng)的不利因素又能滿足人們健康衛(wèi)生需要的空氣系統(tǒng)。置換新風(fēng)，就是能夠完全解決上述問題一種目前在國際上流行的健康空氣解決方案。置換式新風(fēng)就是將所有房間的新風(fēng)都從房間下部送出，新風(fēng)以非常低的速度和略低于室內(nèi)溫度的溫度（2左右）流入房間。低溫，就是依靠空氣的密度差來實(shí)現(xiàn)新風(fēng)的自動(dòng)流動(dòng)，不用依賴風(fēng)機(jī)的動(dòng)力。低速，就是不產(chǎn)生明顯的氣流，避免氣流產(chǎn)生的對(duì)人體體表微循環(huán)的不利影響。這樣，新風(fēng)從房間的底部慢慢地充滿整個(gè)房間。人體和其他室內(nèi)熱荷載加熱新風(fēng)，就會(huì)產(chǎn)生上升的氣流，尤其是人體呼吸排出的污濁因?yàn)闇囟雀叨仙?，最后到達(dá)房間的頂部，在那里最終進(jìn)入衛(wèi)生間排風(fēng)道再排出。由于砼樓板承擔(dān)了室內(nèi)的采暖和制冷工作，因此室內(nèi)只需要提供人體健康需求的新鮮空氣，無需空氣再循環(huán)。新風(fēng)能充分替代傳統(tǒng)的回風(fēng)運(yùn)作，擺脫了傳統(tǒng)內(nèi)循環(huán)微量新風(fēng)的空調(diào)， 使居住者不必?fù)?dān)心家人因通風(fēng)不良而感染疾病，確保居住者在不適宜開