民用建筑采暖节能问题的讨论

　　【摘要】近年来，建筑结构形式变化多样，采暖要求越来越高，建筑能耗也越来越大。据统计，在我国城市居住建筑中有49%是采暖建筑，采暖能耗占建筑使用能耗总量的68%～90%，占该地区国民经济总能耗30%～50%。为了缓解日益严重的能源资源危机和追求社会的可持续发展，对建筑物采取有效措施进行节能是我们当前能做而且能做好的。

　　【关键词】民用建筑采暖节能

　　随着经济发展和生活水平的提高，人们对居住条件的要求自然提高。不但要宽敞明亮，而且要美观典雅，室内空间随意布置，以创造理想的硬环境，还要有良好的卫生条件和使人体得到高标准的舒适感。舒适感中一个最重要的参数就是热舒适。特别是近年来，建筑结构形式变化多样，采暖要求越来越高，建筑能耗也越来越大。据统计，在我国城市居住建筑中有49%是采暖建筑，采暖能耗占建筑使用能耗总量的68%～90%，占该地区国民经济总能耗30%～50%，即这些地区有近l/3～1/2的能源用于冬季建筑采暖，并且能源的利用率仅占28%，另据建设部测算，2020年～2030年，我国建筑能耗将占社会总能耗的30%一40%，达到欧美目前的比例，超过工业，成为全社会第一耗能大户。本文主要讨论民用建筑采暖节能存在的问题及应对措施。

　　1、居住建筑采暖节能中的主要问题

　　1.1采暖热效率低，建筑功能差，消耗能量大。据调查，冬季采暖期每平方米建筑面积供应市煤42公斤，折合标煤33公斤，实际用煤量比这个数字还要大。尽管用煤量大，但室温还常常达不到采暖设计室温l8℃的要求，室温在l6℃以下是普遍存在的在北向房间，冬季寒冷期间墙壁常常结露。这并不是由于烧煤少造成的，而是因为房屋热工质量差，失热严重所造成。另外在采暖系统的效率及管理上也存在问题，如热水循环水泵扬程不适当，煤量、水量缺乏仪表监测等等。

　　1.2房屋围护结构保温隔热性能差。多年来，房屋周护结构的保温设计依据是热阻值大于等于由围护结构内表面温度略高于露点所确定的低限热阻值，但由于限定工程造价等原因，实际墙体厚度低于最小传热阻要求的厚度，而且由于施工质量不高，墙体保温效能较差，加上房屋门窗冷风渗透严重，造成房屋大量失热。我国北方地区常采用一砖半或二砖墙，实际热阻为0.75～1.0米2•时•度/千卡，而欧美一些国家采暖居住建筑外墙热阻要求不得低于2～3.9米2•时•度/千卡。在大体相同温度条件下我国居住建筑采暖能耗比欧美国家多2～3倍，保温性能差是我国居住建筑采暖能源浪费的主要原因之一。

　　1.3对流采暖系统存在的矛盾。对流采暖系统的导管和散热器设置与建筑结构的矛盾，大量的导管和散热器占据着室内空间，使设计施工过程中专业间联络复杂并难以协调，结果不是工艺要求得不到满足就是建筑结构受到损害;对流采暖系统与室内装潢的矛盾，遍布于所有房间的散热器和横竖导管以及控制阀门既影响美观又给装潢带来困难，而装潢对散热器的遮挡又严重影响其散热效果，故难于满足美观典雅温暖的综合要求;对流采暖系统的导管和散热器占据着固定的位置，使家具设备不可能随意布置，空间不易合理利用，敞亮的落地窗无法采用;对流采暖系统散热器主要靠对流散热，其散热过程需要借助于空气流动，故室内空气对流较强，易扬起尘埃，温度分布不均匀，且加剧了空气对人体的冷作用。

　　2、居住建筑节能措施的讨论

　　据分析，我国采暖居住建筑各部位能耗率是：外墙、屋顶、地面共占46%，门窗占28%，渗透占26%，所以加强外墙、屋顶、地面以及门窗的保温措施十分必要，同时也要加强建筑物的气密性。

　　2.1提高围护结构。建筑物的围护结构主要由窗体、墙体、楼顶和地面四大围护部件组成，这些部件热性能的好坏，对建筑物供暖能源的消耗有很大影响。改善其保温性能，可以大幅度减少系统的热负荷，实现较大程度的节能。窗户是保温的薄弱环节，应在满足采光和远眺情况下，严格控制窗户面积，南侧窗户可以大些，而其它朝向的窗护面积可以小些。各朝向的窗墙比应按民用建筑节能设计标准执行。在寒冷地区应尽量采用双层或三层窗，以减少供暖房间热损失，提高窗的内表面温度，从而使室内人体辐射放热量减小，提高人体的舒适感。还应在缝隙处粘贴橡胶密封带或聚乙烯泡沫塑料以减少窗缝渗透风量。增设单元大门的挡风间，也可以减少冷风渗透，因为住宅楼单元大门大都朝北，而且开启频繁，难以密封，再加上迎风风压和楼梯间的抽风作用，使单元大门处失热严重。

　　现代建筑窗体面积越来越大，已成为建筑耗能的主要途径，据资料显示，其散热量占整个建筑散热量的40%以上，要采用合理的窗墙面积比。据资料显示，窗墙比取值在30%~50%范围内时，年总耗能大致相同，当窗墙比超过50%以后，负荷将随窗墙比的增加明显升高。因此，应把窗墙比控制在合理范围内，保证良好的门窗气密性。门窗气密性主要同门窗的开启形式有关，门窗开启形式通常有推拉窗形式、平开窗形式、固定窗形式。由于推拉窗窗扇限制在轨道移动，窗扇之间无法紧密接触，仅靠松散的毛条密封，气密性较差，冷风渗透较为严重，不利于建筑节能。而平开窗窗扇轴向固定，与窗框能够紧密接触，气密性较好，属节能门窗。因此，今后应淘汰推拉门窗，大力推广平开门窗。提高门窗绝热性能。门窗绝热性能主要取决于门窗玻璃的形式，一般窗户的玻璃面积占整个窗户的70%~80%，所以，降低玻璃的热导率是门窗节能的关键。

　　墙体是建筑围护结构的重点，墙体节能主要从墙体材料和墙体保温两方面入手。目前推广使用的墙体材料主要有新型空心砖、建筑砌块及新型保温节能墙板三大类，其热导率都明显低于实心黏土砖。随着建筑节能要求的逐步提高，单一砌筑的墙体结构热导率将不能满足要求。为此，出现了外墙外保温、夹芯保温和外墙内保温等复合保温墙体。这类墙体主要以多孔砖、砌块或现浇混凝土墙板为承重材料，与高效保温的聚苯板、玻璃面板或岩棉板组成复合墙体。复合墙体保温效果明显提高，完全满足建筑节能的要求，其中以外墙外保温复合墙体节能效果最佳。

　　2.2加大建筑节能材料应用推广力度。必须采用高效保温材料构成的建筑物围护结构，采用加气混凝土保温节能型墙体与粘土砖墙体的节能效果。尤其是墙体材料作为建筑外围护构件中的重要组成部分，其担负着建筑保温隔热的作用，性能良好的保温隔热新型墙材可以起到阻隔建筑室外热量向室内渗透，降低室内热负荷和能耗。因此要发展建筑采暖节能，发展保温隔热性能良好的新型墙体材料。新建居住建筑的外门窗传热系数控制在2.80W/m.K以下，多层建筑中采用的门窗气密性等级不低于3级水平。大力推广应用中空玻璃窗塑料窗和断桥金属窗。

　　2.3采用双立管水平串联式散热器采暖系统。双立管水平串联式系统的组成特点是热水经总供水立管和各层水平支管，用多组散热器散热的一种供暖系统。其特点是在热用户入口处安装锁闭阀和热计量表，可以实现分户控制和分户计量;在热用户内安装集水器并加阀门来控制不同房间的温度，实现分室控温;管路简单，施工无立管穿越楼板，本层敷设水平支管时，室内没有明管比较美观。水平支管及跨越管的管材可以选用耐设计温度，寿命较长的交联聚乙烯管。

　　2.4采用低温热水地板辐射采暖系统。低温热水地板辐射采暖是一种采用低温热水为媒介，在地板垫层中辅设耐温性能好，耐腐蚀性强，不结垢的塑料管，将热水通过管道加热地表层，以整个地面作为散热面，以辐射方式向室内传热的一种采暖方式。地板辐射式采暖热源可以采用集中热源，由市政热力管网、区域锅炉房、采暖回水、地热水以及工业废水等，也可采用独立热源，如家用燃气供暖炉、电热水供暖炉等各种不同方式，相对要求供水的温度较低，一般为35～60℃。由于是低温传输，热媒在输送过程中热量损失小。室内的温度上低下高，热量集中在2.5m以下人体活动的空间内，室内总平均温度较传统采暖平均温度要低，可以减少人体的辐射散热，又可取得较好等级的舒适度、室内设计温度要比对流采暖温度降低2—3℃，按16℃参数设计，可达到20℃的供热效果。住宅采暖温度每降低1℃可节约燃料10%。因此，这种采暖方式与其他采暖方式相比，可节能达20%左右。

　　2.5选用高效优质散热器。目前市场上存在的采暖散热器种类繁多、优劣并存，如何选用高效优质的散热器，需要对各种散热器进行性能分析。高效主要是指良好的散热性，从材质上比较，铝制散热器和铜制散热器散热性能较好，但加工工艺要求较高。优质主要指具有耐压强度高、耐腐蚀性能强、制作精细、外形美观等特点。从材质上比较，钢制散热器耐压强度高，且可制作成各种不同形状，外形美观，但耐腐蚀性较差。铸铁散热器耐腐蚀性较强，但耐压强度低、外形粗陋笨重，且生产耗能大，在国外发达国家已被列为淘汰产品。随着我国钢材防腐加工水平的提高，解决钢制散热器腐蚀性己不是大问题，因此钢制散热器市场前景较大。因钢铝结合、铜铝结合更能发挥各种材料的优势，复合型散热器将成为今后节能散热器开发的主流，就其加工工艺和产品价格而言，钢铝复合散热器更容易为广大消费者所接受。

　　2.6安装散热器隔热板。散热器大都安装在外墙壁内侧或窗台下，距离墙面约3～5cm，散热器与墙壁之间无任何遮挡。从传热学的角度分析，该方式不利于供暖节能。房间内，外墙内表面温度较低，散热器表面温度较高，两者之间必然形成辐射传热。外墙吸收热量后不断向室外传递，必然造成部分热能散失。如果在散热器与墙壁之间加装一道隔热板，就能有效减少这种热量浪费。隔热板的制作，建议选择传热系数较小的保温板材料，另在保温板一侧附一层银色铝箔纸，以减少散热器对隔热板辐射传热。隔热板厚度1cm左右，平面尺寸每边大出散热器l0cm为宜。隔热板要贴墙安装，以保证隔热板与散热器之间保留足够的空间，增强散热器对流换热。

　　3、结语

　　我国民用住宅采暖面积大，能耗高，能源浪费大，在住宅建筑中应根据地区能源供应情况，并结合当地经济发展水平及居民收入水平，采取以上节能措施，可以使能源有效利用，大大减少采暖能耗，满足居住者“安全、舒适、方便、环保、节能”的现代化要求，达到规范规定的节能住宅能耗标准。