现代建筑采暖节能探究
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摘要：所谓建筑节能是指通过提高房屋围护结构的热工性能，即提高房屋外墙、屋面、地板、门窗的保温性能，另外在降低房屋热负荷的同时，还要充分利用太阳能、低温地热能、风能等绿色能源，通过合理设计，使房屋满足人们冬暖夏凉居住舒适的需求。笔者在实践中，总结了我国建筑采暖中常见的问题，提出了一系列建筑采暖节能的措施。
关键词：节能设备改造围护结构供热计量
在诸多耗能领域里，建筑耗能是巨大的。统计数据表明，我国建筑能耗占总能耗的比例逐年上升，已从上世纪70年代末的10%，上升到近年来的27.8%。无论是从国际经济发展形势，还是中国经济趋势来看,能源问题已经成为我国当前经济发展过程中的瓶颈。而在我国建筑能耗中，采暖和空调占建筑总能耗的50%以上，因此，解决采暖节能问题就成为建筑节能中的关键要素。
一、我国建筑采暖存在的问题
（一）热源分散，规划不合理
我国一些中小城市，供暖不集中，用于供暖用的烟囱林立，导致热源分散，不能形成区域供热，同时造成严重的环境污染，最终导致经济和能源的大量浪费。
（二）设备容量过大
在设计单体锅炉时，设计人员和建设者都担心煤质不好或锅炉动力不足，因而在选择锅炉等相关设备时都给予了较大的安全系数。这样往往造成了锅炉、水泵、供回水管径、散热器量值都偏大，耗煤量也相应增大，造成能源浪费。
（三）保温不严密、运行管理不严格
很多采暖系统由于管理上的缺陷造成漏水量大，从而增大了补水量，增加了能耗。在运行过程中，若室外管沟保温不好，常常可以看到地沟上冒气或雪融化现象，这样就加大了热量在输送过程中的损耗，造成了能源浪费。
二、建筑采暖节能的措施
（一）对设备改造以达到水力平衡
对于一个设计正确，并能按设计要求运行的供热采暖管网系统来说，各用户应该均能获得设计水量，即能满足其热负荷的需求。但由于种种原因，大部分输配环路存在水力失调，使流经用户及机组的流量与设计流量不符。往往近热源处室温偏高，远热源处室温偏低。供暖系统的初调节目的是为了解决各热用户流量分配不均的问题。通常供暖单位采取提高锅炉出力或提高水泵扬程使不利环路得到足够的热量（水量），但这不是解决问题的好办法，只能使流量偏高的有利环路得到更多的（热量）水量，（热量）水量分配不均的问题依然存在。要想改善水力失调问题，实现水力平衡，对硬件的要求应该既具有良好的流量调节性能，又能定量显示环路流量（或压降）的一种阀门；对软件的要求，是研究管网平衡调试方法，要使整个管网系统平衡调试最科学，工作量最小。为此国内已开发了平衡阀及其平衡调试时使用的专用智能仪表，解决了硬件与配套的软件技术。实际上平衡阀是一种定量化的可调节流通能力的孔板，专用智能仪表不仅用于显示流量。更重要的是配合调试方法，使原则上只需要对每一环路上的平衡阀作一次性的调整，即可使全系统选到水力平衡。这种技术尤其适用于逐年扩建热网的系统平衡，因为只要在逐年管网运行前对全部或部分平衡阀重作一次调整即可使管网系统重新实现水力平衡。实测证明，应用平衡阀并经调试水力平衡后，可节煤及节电各15%以上。
（二）围护结构的节能改造围护结构节能改造主要从控制围护结构的传热系数和加弧热桥部位保温入手，通过对外墙、门窗等热桥部位的保温处理，尽量降低室内温度的变化幅度，减少供热系统的负菏压力，改善房屋的居住舒适性，同时也大幅度降低因建筑系统造成的能源浪费。1.墙体保温节能改造措施
应用新型高效保温材料制作砌体墙整体保温层，是目前保温效果最好、技术最成熟、应用最广泛、推广前景最好的墙体保温形式。根据保温层与结构的位置关系不同有如下三种技术类型： 第一，“外墙内保温”技术，保温材料置于墙体内侧，施工简单、寿命长、维修方便、外墙装饰不受影响，相对来说，造价比外保温技术低。但保温效果稍差，容易形成热桥，没有隔蒸汽层的话水蒸气容易渗透保温层，在保温层与墙体之间产生结露、结霜，影响保温效果。
第二，“夹层保温”技术，即对外围护墙采用分层处理的措施，形成墙体―保温材料―墙体体系，达到保温节能目的。然而由于生产方式复杂，不能有效地解决建筑中存在的“冷桥”问题，夹层保温的做法逐渐被墙体外保温的做法所取代。
第三，“外墙外保温”技术，即在建筑物外墙外侧附加保温材料达到节能目的。外墙外保温技术是目前大力推广的一种建筑节能技术。外墙外保温与外墙内保温相比，节能构造技术合理，使用同样规格尺寸、相同性能的保温材料，外保温比内保温的节能效果要好。
2.窗户的节能改造措施窗户是薄壁的轻质构件，玻璃面积在外墙而积中所占比例也较大，所以窗户是建筑保的薄弱环节，建筑物在冬季从窗户散失的热量是很大的。国内外的实践证明，提高建筑围护结构的保温性能，特别是提高窗户的保温性能是防止建筑物热量散失的最经济、最有效的方法。因此，应用新型节能窗，对于减少外窗热损失，促进建筑整体节能有着极为重要的意义。由于玻璃的保温性能对外窗的传热量影响十分可观。从节能角度看，在外饰设计中改变玻璃构造，将窗玻璃由单层玻璃改为中空或双中空（或真空加中空）玻璃，外窗的保温性能会明显提高。
（三）采用地面辐射供暖系统
地面辐射供暖系统以其节能、舒适性高等突出特点，公认为最理想、最舒适、最先进的采暖方式之一。在相同的室内设定温度下，采用地面辐射供暖系统的房间墙壁内表面温度明显高于其它采暖形式的房间，室内各表面温度的提高也使得平均辐射温度升高，提高了人体的热舒适感，同时在保证同样的实感温度前提下可以略降低室内空气温度，达到节能的目的，根据实际使用情况来看节能率在10%以上。地面辐射供暖方式按敷设材质和发热媒介的不同可分为低温热水地面辐射供暖系统和发热电缆地面辐射供暖系统两种。后者把发热的电缆埋在地面下，直接利用电力加热地面垫层而供暖。由于用发热电缆直接发热传递热量，它集热源和终端设备为一体，具有的优势更加明显。近年来，发热电缆地面辐射供暖应用技术正在逐步推广应用，很多住宅小区大面积采用，收到了较好的采暖节能效果。
（四）大力推进供热计量调节与收费改革
目前建筑采暖节能的瓶颈是缺少计量收费与调节手段，因此建筑节能工作的重点和政府财政支持的主要方向不应该是围护机构保温，而应该是供热计量、调节和收费改革。把现行按面积供热收费体制改为按热量计量收费新的收费体制后，为了计量热量并且用户可以根据需要调节室内温度，因此每个用户都要安装热量计，并在每个散热器上安装温控阀。这样用户将根据自己的需求调节温控阀来控制室内温度、这种调节，本质上是调节散热器的流量大小来调节散热器的供热量多少，从而达到控制室温。当用户需要调节室温时开大或关小温控阀，这时通过该用户散热器的热水流量就要发生变化。当众多用户调节自己的流量后，整个供热网的流量和供热量也将随之变化，而这个流量和供热量的变化是供热企业和热源处无法预知和控制的。这也就是说，分散的众多用户成为主动的调节者，而供热企业和热源处则由主动变为被动的适从者。我们可积极支持完善和推广这一系统，或者发展推广其他的有效解决采暖末端调节与计量的解决方案。总之，供热计量是一项涉及政策、技术、管理等多方面的复杂工作，是全面实现热力系统节能和用户行为节能的有效手段。
三、结语
我国能源供给和经济发展必须考虑新增建筑所需的能源供给问题。根据发达国家经验，随着城市发展，建筑将超越工业、交通等其它行业而最终居于社会能源消耗的首位，达到33%左右。我国城市化进程如果按照发达国家发展模式，使人均建筑能耗接近发达国家的人均水平，需要消耗全球目前消耗的能源总量的1/4来满足中国建筑的用能要求。因此，必须探索一条不同于世界上其他发达国家的节能途径，大幅度降低建筑能耗，实现城市建设的可持续发展。
参考文献：
1. 郁文红、杨昭：《采暖居住建筑节能改造分析》，《节能》，2004 第1期。
2. 马丽娜：《浅谈采暖居住建筑的节能设计》，《山西建筑》，2007年第3期。
3. 赵华、金虹：《采暖建筑节能复合围护结构与保温材料经济性的研究》，《哈尔滨建筑大学学报》，2001年第2期。
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