在建筑安装费用中,与建筑节能费用相关的内容主要包括建筑围护结构的保温费用和门窗费用。由于地域差异、保温系统差异、节能设计等方面的差异,本文以山东省寒冷地区为内容,介绍开发商为什么重视节能设计。
1.节能标准越来越高。
1980-1981年,根据各地区的居住建筑,经过统计分析,将线性处理后的耗热量指标定义为基准水平,然后将能耗指标考虑为100%。1986年将30%节能标准定义为基准水平降低30%所确定的耗热量指标。1995年在30%节能标准上继续降低能耗30%,即30%+70%*30%≈50%,当时定义为50节能标准。
65在节能标准上,即在1995年节能50%的标准上,继续降低能耗30%,即50%+50%*30%=65%。
75节能标准意味着在65节能上继续降低30%的能耗,即65%+35%*30%≈75%。
下一个节能标准很可能是在75%节能的基础上继续降低30%的能耗,即75%+25%*30%=82.5%,即85%节能标准。考虑到达到90%的节能标准,即未来将采用超低节能建筑,很有可能节能后立即采用75%的节能标准。
2.原因是建安工程造价占比较高,对成本比较敏感。
用实际案例介绍节能成本在建安成本中的比重。
案例:2016年济南某项目地上11层,高2.9米,地下1层,高5.1米,筏板基础,毛坯交付。建筑安装费用为1571.76元/平方米;塑钢耐火窗、保温挤塑板。
门窗+外墙保温的造价仅次于主体工程和安装工程,造价占比高达20%!
从开发商定额来看,节能费用的比重
图片来源:中国建设工程造价信息网
根据济南造价信息统计数据,济南高层住宅平均造价已达2640元/m2。小高层建筑的平均建筑成本已经高达2200元/平方米;多层建筑安装平均成本已高达1800元/m2。
企业控制指数-金地
考虑到2200元/m2的单体安装费用,保温和门窗费用占7%~15%。
从成本角度总结节能成本;
无论是毛坯房还是精装修房,门窗费用和外墙保温费用占据建筑安装费用的第三和第四位,建筑安装费用约占15%~20%。成本高是开发商不能忽视的重要内容。
3.原因:保温材料多,保温部位多,覆盖面广。
①保温材料多,性质复杂,往往由施工单位主导。
②门窗工程涉及通风、日照、消防等专业范围广。
③节能计算专业,节能设计方案多样。
4.原因:投诉量大,社会矛盾集中。
节能设计的基本原则
不同的气候区有不同的节能设计原则。
【严寒和寒冷地区】——采暖能耗是我国节能的主要任务。
【夏热冬冷】——长江流域的重庆、上海等15个省市自治区,过去基本都是非供暖地区。随着生活水平的提高,空调制已引入家庭,该地区主要采用空调制制冷,兼顾供暖需求。
【夏热冬暖地区】——基本不考虑冬季保温。旨在改善夏季室内环境,减少空用电量。隔热、遮阳和通风是该区域的主要控制措施。
建筑地板与节能
在各地区的建筑节能标准中,围护结构的传热系数往往以建筑层数来区分,其中建筑层数来源于统计。请参考下表进行统计:
从表中数据可以看出:①建筑在10m以内时,建筑能耗随高度变化剧烈,建筑高度对能耗影响明显。此时定义为三层建筑。
②当建筑在10 ~ 30m范围内时,建筑能耗随高度而减缓,建筑高度对能耗有明显影响。此时定义为4~9层建筑。
③建筑大于30米时,建筑能耗不随高度变化明显,基本趋于平缓,建筑高度对能耗无明显影响。此时定义为9层以上的建筑。
根据建筑楼层的定义,是基于统计学原理来区分不同建筑的能耗损失,也是合理的统计,符合建筑能耗的基本规律。
与节能体形系数和窗墙比相比
3.1体形系数与建筑能耗
体形系数源于建筑节能设计,表明体形系数越小,建筑每平方米能耗损失越小,节能效果越好。
3.1.1在直观感觉上,体型系数小的建筑,凹凸平面小,转折小。在住宅节能设计中,建筑平面应尽量减少进退变化,建筑造型简洁,最好接近矩形平面。
3.1.2体型系数越大,能耗越高,成本越高。
不同的建筑形状有不同的单位能耗。
不同的建筑形状有不同的单位能耗。上图来源:建筑节能,天津大学王、党瑞主编。
3.2窗墙比
在建筑节能设计中,最重要的两个系数是体形系数和窗墙比。如果体形系数过大,说明同体积建筑中散热面积大。如果窗墙比大,说明相同表面积的窗户比例高。作为能耗最不利的部分,窗户比例越大,能耗越高。
在这里你可以记住以下结论:
①统计:住宅建筑围护结构的热损失为73%~77%,其中外墙23%~34%,窗户23%~25%,屋顶7%~8%,地板2%,其次是空燃气泄漏的热损失,约占23%~27%,窗户传热和泄漏高达50%。这也解释了为什么要提高窗户的气密性能,减少能量损失。
②体积大的建筑比体积小的建筑节能更厉害,这就是为什么要增加多层/高层建筑,减少低层建筑的原因。板房最佳节能平面尺寸为86.9米* 16.7米,塔楼为66.3米* 25.8米
③无论塔式住宅还是板式住宅,矩形平面下的单位建筑能耗最低。
如何控制节能设计的成本
根据分区确定目标
我们知道中国北方以寒冷地区和严寒地区为主,大部分以外保温为主。当然,近年来,外保温材料的稀缺导致中国北方的一些项目开始做内保温。
南内绝缘北外绝缘的原因如下:
(1)华南地区对保温要求不高,以保温为主,外墙不需要传热系数太小。
②南方冬夏温差小,不适合热桥现象。如果在北方采用内保温,热桥很难处理。
③南方地区多以制冷为主,内保温多为保温砂浆,占用室内面积较少,北方地区不会出现保温厚度大的问题。
我国建筑能耗的特点是北方建筑能耗高,采暖比例大,是建筑节能的重点。目前,居住建筑和一般公共建筑的能耗与发达国家相比处于较低水平,但有明显的上升趋势。
采暖地区的节能可通过以下方式实现:
(1)提高建筑维护结构的保温性能,进一步降低采暖热需求,外围护结构采用浅色或光滑饰面材料,减少过多辐射热的吸收。
②减少室内空气体泄漏,特别是提高外窗的气密性要求,避免热量损失过大。
③提高供暖末端的调节性能,避免过热,实施地暖等低温供暖方式,降低热源温度,提高热源效率。
根据节能和防火方案的比较
【案例】该项目为济南某项目1#住宅楼,地上29层,地下2层。体形系数为0.3,南向窗墙比为0.33,北向为0.23,东西向为0.06。
由于其不同的经济性以及设计和施工的可靠性,需要权衡每种方案的优缺点。备注:门窗面积6575m2,保温面积21091m2。其他材料按济南材料价格计量。
重视节能设计
控制体形系数,控制耗热量指标I的计算值:当体形系数控制在直接判定节能的限值标准时,其能耗最低,整个保温系统的总成本较低。二:当体型系数超过直接判断的标准时,需要对外护结构进行权衡判断。外墙保温、门窗、屋面保温、楼板保温需要参与能耗计算,各项指标需要统筹考虑,以建筑的耗热量指标为依据进行整体判断。三:当计算值无限接近耗热量指标极限时,建筑能耗最经济合理。
案例:以山东省济南市某高层建筑为例,通过节能计算来判断节能设计是否经济合理。下图摘自《居住建筑节能计算》。如下图所示,山东省75个节能区域的耗热量指标限值要求。
根据围护结构热工性能的平衡,该项目全年能耗小于参考建筑,符合山东省居住建筑节能设计标准中节能建筑的要求。
从上图的节能计算可以看出,耗热量指标7.20的计算值接近耗热量指标限值7.40的要求,外围护结构的保温厚度基本合理,可以适当调整屋面保温厚度和地面保温厚度,使其接近耗热量指标7.40的要求。
控制门窗及限额设计
控制窗地比
恒基兆业土地限制设计标准-
门窗定额设计
恒基兆业土地限制设计标准-
节能精细化设计
1、注重立面线条设计。
大量的EPS造型导致建筑外观率、造价增加,施工复杂,加工周期长。
2.门窗精设计——门窗深化。
来源:杨乃涛
优化案例:标准层楼梯间设置分体风机,可调节为单风机开启;每樘节省一套五金,约60元;18F楼2台,10栋360毫米,可省360 * 60 = 2.16万元;此外,在当地政策允许的情况下,应优先考虑推拉窗,避免窗扇开启时对交通造成影响。
来源:庞东有话说,本文已获授权,并感谢原作者。