中南大学建筑与艺术学院 湖南长沙 410076
摘要：公共建筑的节能改造是目前供热领域的热点，也是国家大力倡导的一个方向。以往的公共建筑节能改造更多的停留在诸如建筑结构、保温材料这类建筑本体技术上，本文旨在探索一个新的思路，通过对公共建筑的二次管网进行改造，满足不同建筑的个性化供热需求，实现节能。文中先根据建筑特点，提出节能方案，分析节能空间并根据实际现场进行了数据分析，对于类似项目具有一定的指导作用。
关键词：公共建筑；节能；电动调节阀；PLC
1引言
建筑能耗约占我国总能耗的三成比重。作为我国建筑能耗较大的地区之一，夏热冬冷地区经济的迅速发展使得人们对公共建筑的功能要求逐渐提高，这也让该地区公共建筑能耗问题日益严重。
2 用于既有公共建筑的常见建筑节能改造技术
随着我国对于建筑节能意识的提高，新建建筑节能在强制节能标准要求下落实较好，其节能效果也逐渐提高，但作为占据我国建筑较大比例基数的既有建筑，尤其是在既有建筑中高耗能建筑的代表———公共建筑中，其单位建筑面积能耗水平较高，是开展节能工作的重点。在夏热冬冷地区，公共建筑的建筑规划设计(如建筑选址、建筑布局、窗墙比等)相对固定，建筑热工性能差，设备效率低的自身属性使得该地区既有公共建筑出现了以下两个特点：(1)能耗季节性变化明显，夏季能耗最高；(2)空调能耗占比最大，且主要为制冷能耗。因而，在进行节能改造工作时，需要考虑提高其外围护结构的热工性能，并提高设备的能源利用率，重点为提高夏季空调设备的制冷效率。目前建筑节能改造技术主要针对围护结构、冷热源系统、输配系统和照明系统四部分进行改造。围护结构改造技术最为丰富，目前常用技术包括外墙外保温技术、外窗节能改造技术、屋面节能改造技术，以及可再生能源改造；冷热源系统改造则重点从新风供冷、冷却塔供冷和排风热回收；输配系统改造主要针对建筑配套设备，如冷却水泵、供暖泵的变频等；照明系统改造则包括更换大功率灯具为节能灯具、使用日光照明等技术。
3 既有公共建筑节能改造技术的评价方法
3.1 对既有公共建筑节能改造技术适应性的评价方法
在进行技术选择时，我们需要参考不同技术的技术适宜性。举例来说，在选择围护结构节能改造技术时，目前其技术手段较多，评价技术适应性多从以下三个方面进行：(1)保温隔热性能。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆我国在节能规范文件中有针对建筑热工性能的参数指标，包括屋面传热系数、外窗传热系数等，这些指标可以通过理论计算获得；同时，在现阶段进行建筑能耗设计时，一般使用美国的Energy Plus或PBECA软件进行仿真模拟对建筑能耗进行动态预估，在设计时需要结合以上两部分内容进行综合权衡；(2)可行性。此项多由经验判断，为施工技术和所用材料是否在工程现场能够顺利使用提供了参考；(3)工程寿命。对于保温墙体和屋面等需要考虑地区气候和环境污染情况(如雾霾和酸雨等)综合考虑，从而决定整体结构节能改造能够达到预期的寿命要求。如对于保温墙体进行抗裂性评价时，一般要通过Ansys等有限元分析软件对墙体的温度效应进行计算，并且利用热－结构耦合分析得出温度场与应力场之间的相互影响，从而对墙体的整体寿命进行评价。
3.2 既有公共建筑节能改造技术的经济性分析方法
节能改造工程同样应该考虑到经济效益的相关问题，这是市场经济背景下。一般可以进行成本与效益之间的比较从而得出技术的经济可行性。(1)节能改造成本计算。既有建筑节能改造的建设成本大题分为设备成本和工程费用两部分。其中工程费用除考虑到人工、材料、机械使用等费用外，还要根据所使用改造技术的不同计算墙体改造、门窗改造、屋面改造等费用；(2)节能改造效益计算。在计算建筑节能改造收益时一般从显形收益角度入手，也即折算煤炭、电力的减少量为现金，再加上建筑物的租金增长。影响节能改造收益最主要的因素在于节能量和能源价格两个方面。
4 既有公共建筑主要节能改造技术的效能分析
4.1 围护结构改造技术效能分析
(1)外墙节能改造技术。外墙节能改造技术包括内保温技术和外保温技术。在节能改造方面，由于外墙外保温技术能够保护主体结构，保温效果好，并且对室内生活影响程度很有限，综合经济效益更高，因而目前对既有公共建筑进行节能改造主要运用了外墙外保温改造。整体上来看，外墙改造节能技术中有机保温材料施工简单、隔热性能强但防火性不达标，无机材料外保温系统耐久性能好、价格低，但其性能则会受材料质量不稳定影响，且厚度不易控制，因而对该类技术的应用需要建模模拟并综合分析；(2)外窗改造。外窗节能改造技术目前涵盖了窗型窗框改造、玻璃改造、建筑遮阳三大类。其中，窗型窗框改造技术会改变外窗的整体构造，现在已经较少用于既有建筑的节能改造工程中；玻璃改造技术中运用热反射玻璃和Low－e镀膜中空玻璃的场合较多，尤其因为后者在保温隔热和透光率两方面性能皆令人满意故使用较广；使用外遮阳的保温隔热性能也相当优秀，其可实施性很强，但是在成本控制上需要有所注意；(3)屋面改造。屋面改造由于其方式多样，故很难单纯定量比较其保温隔热性能，但总体来说，屋面节能改造技术的热工性能都基本能满足节能要求；在可实施性上，倒置式平屋面此方面最为优越，但是对于部分坡屋面、架空屋面，为了保证热工性能，在改造工作中需要投入较多人力、物力。其他如种植、蓄水屋面结构复杂且对屋面防水性能要求过高，不适合在既有公共建筑节能改造中使用。
4.2 冷热源系统改造技术效能分析
在冷热源系统改造上，冷却塔供冷技术作为低投资、高节能率的一项技术，适合在夏热冬冷地区低温季节及寒冷地区投入使用；但是从后期维护角度来看，由于冷却水的污染、腐蚀问题需要维护人员解决，因而在对既有建筑进行改造时需要慎重考虑；排风热回收技术成本较低，节能效果好，更适用于冬季大供暖量的公共建筑(如车站等)，但是不适用于商场等建筑。
4.3 输配及照明系统改造技术效能分析
冷却水泵、供暖泵变频技术在节能率方面尚不能达到要求，但是由于该技术不需要对配套设备进行更换，因而投资较低，投资回收期也会收紧，因而在条件允许的情况下进行输配系统节能改造是可取的。值得一提的是对照明系统的节能改造技术。在对资料进行查阅的过程中笔者发现，更换节能灯具可以达到我国绝大部分气候条件既有公共建筑的节能效果预期，尤其是针对办公建筑，同时在经济性角度来讲其投资低，回报率可观，值得进行大力推广。
5 结束语
本文就常见可用于既有公共建筑的建筑节能改造技术进行了解释说明，结合公共建筑特点和各种技术的切入点，从技术性和经济性两个角度对较常见技术的效能进行了分析。笔者认为，其中部分技术的广泛应用将会在降低建筑能耗方面产生显著的成果；同时，对于相关节能改造技术的研究也应该更进一步，为绿色、环保、可持续发展新型社会的顺利建设保驾护航。
参考文献：
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论文作者:沈凯
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第30期
论文发表时间:2018/3/13
标签：节能论文; 技术论文; 建筑论文; 屋面论文; 建筑节能论文; 公共建筑论文; 性能论文; 《建筑学研究前沿》2017年第30期论文;