1 前言
2008年4月1日,《節(jié)約能源法》全面實施,
建筑節(jié)能作為《節(jié)約能源法》的重要推廣對象,倍受關注。當前,我國建筑用能已超過全國能源消費總量的1/4,并將隨著人民生活水平的提高逐步增加到1/3以上,
建筑能耗狀況成為牽動社會經(jīng)濟發(fā)展全局的大問題。我國的
公共建筑節(jié)能設計標準已經(jīng)于2005年開始實施,居住建筑也是建筑節(jié)能中的關鍵和重點,而居住建筑中北方的居住建筑的能耗要比南方高很多。但由于北方
采暖地區(qū)建筑結構形式復雜、采暖系統(tǒng)形式各異,能耗水平參差不齊,節(jié)能改造任務量大。因此北方的既有和新建居住建筑的節(jié)能問題成為了節(jié)能研究的重點和難點。我國目前北方采暖地區(qū)集中供熱面積20多億平方米,采暖能耗占當?shù)厝鐣芎牡?0%以上,是建筑能耗的最大組成部分。
在影響建筑能耗的
門窗、墻體、屋面、地面四大圍護部件中,
門窗的
絕熱性能最差,是影響
室內熱環(huán)境質量和建筑節(jié)能的主要因素之一。就我國目前典型的圍護部件而言,門窗的能耗約占建筑圍護部件總能耗的40%-50%。據(jù)統(tǒng)計,在采暖或空調的條件下,冬季單玻窗所損失的熱量約占供
熱負荷的30%-50%,夏季因
太陽輻射熱透過單玻窗射入室內而消耗的冷量約占空調負荷的20%-30%。我國建筑物外窗
熱損失是加拿大和其它北半球國家同類建筑物的2倍以上,增強門窗的
保溫隔熱性能,減少門窗的能耗,是改善室內熱環(huán)境質量和提高建筑節(jié)能水平的重要環(huán)節(jié)。因此,本文將結合正在制定的嚴寒和寒冷地區(qū)
建筑節(jié)能設計標準,重點研究如何做好
節(jié)能玻璃與節(jié)能標準之間的適用與銜接問題,為研究節(jié)能玻璃市場的發(fā)展提供一定的參考依據(jù)。
2新的節(jié)能標準使居住建筑節(jié)能提高到65%
我國幅員遼闊,各地氣候差異很大。我國北方地區(qū)按照氣候類型分為嚴寒和寒冷地區(qū),面積大、范圍廣,超過全國面積1/2,溫差傳熱的熱量損失占主要地位。2005年末,我國嚴寒和寒冷地區(qū)城市實有
住宅建筑面積共46.4億m2,2005年本地區(qū)城鎮(zhèn)又新建住宅竣工面積2.8億m2,此外,本地區(qū)農(nóng)村還新建住宅竣工面積2.7億m2,規(guī)模十分巨大。建設部為推進北方地區(qū)居住建筑節(jié)能工作,將嚴寒和寒冷地區(qū)新建、改建和擴建的居住建筑按照65%的節(jié)能標準,將1995年發(fā)布的行業(yè)標準《
民用建筑節(jié)能
設計標準(采暖居住建筑部分)》(JGJ 26--95)進行修訂補充,更名為《嚴寒和寒冷地區(qū)
居住建筑節(jié)能設計標準》,現(xiàn)已完成公開征求意見工作,正在進行修改完善,預計將于2009年頒布實施。
3節(jié)能玻璃要適應新標準的要求和市場的需求
居住建筑的特點是外立面凹凸較多,體型系數(shù)復雜。目前,居住建筑為了
采光和外觀效果加大采光面積或采用大開扇門窗,窗墻面積比增大,不利于建筑節(jié)能。居住建筑節(jié)能標準綜合考慮了建筑的體型系數(shù)和窗墻面積比,根據(jù)嚴寒地區(qū)和寒冷地區(qū)氣候子區(qū)的能耗分析和考慮現(xiàn)階段
節(jié)能技術成熟程度,確定了
圍護結構傳熱系數(shù)限值。
為了使建筑物適應各地不同的氣候條件, 滿足節(jié)能要求,使建筑
圍護結構熱工性能要求更合理,此標準根據(jù)采暖度日數(shù)HDD18結合空調度日數(shù)CCD26作為氣候分區(qū)的指標,將嚴寒和寒冷地區(qū)細分為五個不同的氣候小區(qū)。根據(jù)建筑物所處的建筑氣候分區(qū),確定建筑圍護結構合理的熱工性能參數(shù),分別提出了建筑圍護結構的
傳熱系數(shù)限值以及外
窗玻璃遮陽系數(shù)的限值。
在嚴寒和寒冷地區(qū),采暖期室內外溫差傳熱的熱量損失占主要地位。因此,對窗(包括陽臺門的透明部分)的傳熱系數(shù)的要求較高。窗對建筑能耗高低的影響主要有兩個方面,一是窗的傳熱系數(shù)影響冬季采暖、夏季空調時的室內外溫差傳熱;另外就是窗受太陽
輻射影響而造成室內得熱。冬季,通過窗戶進入室內的太陽輻射有利于建筑節(jié)能,因此,減小窗的傳熱系數(shù)抑制溫差傳熱是降低窗熱損失的主要途徑之一;而夏季,通過窗口進入室內的太陽輻射熱成為空調降溫的負荷,因此,減少進入室內的太陽輻射以及減小窗或
透明幕墻的溫差傳熱都是降低空調能耗的途徑。
嚴寒地區(qū)共分三個子區(qū),三個子區(qū)的外窗的傳熱系數(shù)要求相同。其中:(A)區(qū)的分區(qū)指標是 8000 >HDD18>5500,氣候特征冬季異常寒冷,夏季涼爽。代表城市為海拉爾、漠河等。(B)區(qū)的分區(qū)指標是 5500 >HDD18>5000,氣候特征冬季非常寒冷,夏季涼爽。代表城市為
哈爾濱、齊齊哈爾等。(C)區(qū)的分區(qū)指標是 5000 >HDD18>3800, 通過上文對不同氣候地區(qū)的居住建筑進行分析,在采用新的節(jié)能標準時,門窗的整體熱工性能必須有一個較大的提高,才能符合節(jié)能設計的要求。而門窗性能的提高,在很大程度上將依賴于玻璃選型及組合方式的進一步優(yōu)化。從本文的計算結果可以看出,目前以Low-E玻璃為主體的節(jié)能玻璃將是下一步居住建筑節(jié)能市場的首選配置。
同時,新的節(jié)能市場也會有效促進一些新型節(jié)能玻璃的普及,例如,
真空玻璃、
太陽能電池玻璃、智能調控玻璃等。雖然節(jié)能玻璃在一定程度上提高了一次建造成本,但通過能耗的降低,短時間內就可以回收投資,并且可以提高居住舒適度。達到節(jié)能、環(huán)保、舒適的建筑節(jié)能宗旨。
4結論
在門窗節(jié)能發(fā)展的進程中,門窗
幕墻所用的玻璃,繼
浮法玻璃、
吸熱玻璃、
熱反射玻璃之后,Low-E玻璃以其獨特的光學特性,良好的保溫隔熱性能和無反射
光污染的環(huán)保性能,已經(jīng)成為近年來市場需求增長最快的節(jié)能玻璃。幾年來,在國家建筑節(jié)能政策的推動下,Low-E玻璃產(chǎn)量大幅度增加。據(jù)不完全統(tǒng)計,到2007年末,國內具有一定規(guī)模和質量水平的在線和離線Low-E玻璃
生產(chǎn)線20多條,2007年市場銷量達1500-1700萬平方米,部分企業(yè)產(chǎn)品出現(xiàn)了供不應求的良好局面。隨著嚴寒和寒冷地區(qū)居住建筑節(jié)能設計標準的制定和實施,將進一步推動居住建筑這一領域廣泛應用Low-E 玻璃,居住建筑的節(jié)能工作必將為Low-E玻璃及其他節(jié)能玻璃的發(fā)展提供更為廣闊的發(fā)展空間。