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张春生:检验住宅建筑实际节能效果的科学手段
 

住宅是产品,这个产品的生产过程是复杂的系统工程, 它由许多环节组成,有审批、设计、施工、材料、工程质量监督、竣工验收和物业管理等等。每个环节又与多种因素有关联,其中任何一个环节或任何一因素出了问题,都会影响到住宅建筑的质量,也包括住宅建筑的节能质量。

  有人说:“设计是关键”,以为设计图纸是节能的,住宅建筑也就是节能住宅了。诚然,设计是重要的环节,可是,设计不能代表其他环节!设计也不能代表全部环节!

  设计图纸是节能的,住宅建筑也就是节能的,不对! 这两者是两回事!现举例说明如下。

  例如,在北京市的一个住宅,居民反映冬冷夏热,不能忍受!在该建筑现场实测过程中,我们发现其屋顶的传热系数异常超标,经过核对设计图纸,该屋顶采用膨胀珍珠岩做保温层,厚度没有问题,防水没有问题,设计图纸没有发现问题。我们决定打开屋顶,找出原因。屋顶被打开以后,先查看屋顶的构造、保温材料、保温层厚度各项都与设计图纸相符合,接下来我们取出了保温材料,发现它是水淋淋的!大家知道,材料的保温性能与其含水量有极大关系,含水量越大其导热系数也越大,含水量只有在规定值时,导热系数才合乎要求。就是这个原因造成了屋顶的传热系数异常超标,即 JGJ 26~95中各部分围护结构传热系数限值(其中屋顶的数值),所以,该屋顶不符合建筑节能设计标准。

  又例如,河北省保定市,我们对建筑节能示范建筑进行了现场实测,示范建筑有两栋住宅楼,我们用甲乙来称呼它们,甲楼采用外墙内保温设计,乙楼采用外墙外保温设计,实侧结果表明:甲乙两楼都是节能建筑,甲楼的节能效果优于乙楼!经验告诉我们,乙楼的节能效果应该优于甲楼!为什么会这样呢? 为此,我们检查了两栋楼的设计图纸,的确是乙楼的节能效果优于甲楼!两相矛盾不好解释。数月后,河北省首次建筑节能工作会议在保定市召开,与会代表参观了这两栋示范建筑,这时候我们发现了乙楼的外墙面出现开裂现象,原来是开裂加大了建筑物的耗热量指标,导致甲楼的节能效果优于乙楼!

  再例如, 北京市通州有个运乔家园, 就是号称节能住宅的。当知道它的实际耗热量指标超标3~4倍时,才知道它是假的、是冒牌的节能建筑。应该引起我们思考,假如没有它的耗热量指标超标数据,那么,我们如何知道它是冒牌的节能住宅呢? 在上海,欧文斯先生对他的住宅不满意,也是由于住宅不节能,使他花电费过多了,是不是也应该能引起我们的思考呢?

  思考的结果就是:住宅建筑需要建筑节能实测!

 专项检查在各地展开, 也需要建筑节能实测

  2004年7月2日国家发改委、建设部、水利部、国家质检总局发改环资【2004】1276号文通知说: 为贯彻落实《国务院办公厅关于开展资源节约活动的通知》(国办发【2004】30号)和国务院全社会深入开展资源节约活动电视电话会议精神,推动资源节约工作,缓解经济和社会发展面临的资源瓶颈制约,保证国民经济持续快速协调健康发展,努力建设资源节约型社会。为此决定进行专项检查。

  检查建筑节能设计标准执行情况,针对严寒、寒冷采暖地区、夏热冬冷地区、部分夏热冬暖地区重点检查:

  (1) 贯彻民用建筑(采暖居住建筑部分)、夏热冬冷地区居住建筑、夏热冬暖地区居住建筑节能设计标准的情况。

  (2) 有关部门和设计单位在设计和图纸审查、竣工验收过程中贯彻建筑节能要求的措施。

  (3) 2001~2003年度重点开发项目(县城、地级市5万平方米,省会及直辖市10万平方米)建设全过程对建筑节能标准的落实,包括立项、可研、报建、施工、监理、竣工验收。

  通知发出以后,全国各地纷纷开始工作,要想做好这项工作,也需要建筑节能实测。通过实测才可以知道住宅实际的耗热量指标, 也可以知道围护结构各部分实际的传热系数, 有了这些数据,我们就可以科学准确地确定该住宅是节能住宅(或者不是节能住宅)了。

  民用建筑节能管理规定明确指出:建设部负责全国民用建筑节能的监督管理工作,县级以上地方人民政府建委负责本行政区域内民用建筑节能的监督管理工作。由工作出发,应按照科学发展观,坚持可持续发展发展战略,以三个代表的精神对人民负责。也必须用建筑节能实测这个手段取得科学数据,才能做到有效的监督管理,为民造福。对于审批、设计、施工、材料、工程质量监督、竣工验收和物业管理等环节而言,对它们工作成绩的评价就有了根据。优秀的功绩不会被埋没,低劣环节一定被发现,我们的决策不会再出错。拥有建筑节能实测,何乐而不为呢!

  这样,我们就可以见到大量的真正的节能建筑,绝对不是冒牌的节能建筑出现在我们的国家。我们的住宅都是节能的,随着建筑面积高速的增长,一定对我国推动资源节约工作,缓解经济和社会发展面临的资源瓶颈制约,保证国民经济持续快速协调健康发展,努力建设资源节约型社会做出贡献!对于民众而言,买房时不会再受坑害了,由于节能效果,居住环境改善了,室内的舒适度提高了,冬暖夏凉。由于节能效果,为取暖为降温所花的钱可以大为节省,减少了浪费。利国利民, 何乐而不为呢!

  如何实现建筑节能实测

  1.国家制定了采暖居住建筑节能检验标准(JGJ132―2001),这个标准,是为了检验采暖居住建筑的实际节能效果制定的。我们已经了解了建筑节能设计标准的规定,只要按照(JGJ132―2001)进行实测,通过实测可以知道住宅实际的耗热量指标, 也可以知道各部分围护结构实际的传热系数。

  2.实现建筑节能实测需要培养建筑科学人才。

  3.实现建筑节能实测需要掌握建筑科学实验技术。 

  4. 实现建筑节能实测需要建筑热工智能化测试设备,因为该设备符合标准(JGJ132―2001)。

  建筑节能实测的发展和现状

  1.我国建筑节能实测发展历史可划分为四个阶段:

  1958年~1975年,为手动实测阶段。当时用简单仪器,人工纪录,手工计算,很多人日夜值班,艰苦疲劳,误差大,速度慢,现场工作时间长。数据处理工作时间长久。一次实测总时间可达数月。

  1975年~1983年,为自动实测阶段。用巡回检测仪器,实现自动测量,打印记录,人工计算,多人日夜值班,艰苦疲劳,误差大,要有较多人参加工作,现场工作时间长,仪器可靠性差,维护工作量大,数据量大,数据处理工作时间长。一次实测总时间可以月计。

  1983年~1994年,为计算机应用阶段。用巡回检测仪器,普通微型计算机等,实现自动测量,自动保存数据,计算机处理数据。但是,要两人日夜值班,要有较多人参加工作,现场工作时间不长,由于可靠性差,抗干扰能力差,维护工作量大。要求工作人员掌握计算机技术。数据处理工作时间也不长。一次实测总时间可小于月。

  1994年以后,为智能化实测阶段。用建筑节能智能化测试设备和传感器,实现测量精度高,数据公正,可靠性好,自动化测量,自动化数据处理,无需人日夜值班,操作简便,时间短,省人力,又省钱!一次实测总时间不到一周!

  2.我国建筑节能实测的现状

  首先,谈谈建筑节能实测测试技术现状。先看地方,我国有一些省市属空白,有一些省市有建筑节能实测技术,但是还不够普及,绝大多数的省内市及所有县城均属空白。再看建筑科学研究院所和建筑大专学校,绝大多数属空白。

  其次,谈谈有关建筑节能实测测试设备现状。上述前三个阶段同时存在于我国。有的没有仪器设备;有的拥有仪器,没有及时更新;有的拥有价格不菲的进口仪器设备,却没有配套的传感器或相应软件,进口仪器设备是通用设备,用于建筑节能实测,很不方便;测试用普通微型计算机和仪器设备可靠性差,正在导致测量数据失准;使用热电偶,其补偿电路精度又很差,导致测量结果误差大……

  在我国实现建筑节能实测,进入第四个发展阶段,是历史的必然!当然,这需要有各个方面的支持,更需要我们不断地努力奋斗,才能改变我国建筑节能实测的现状,实现跨越式发展。

  建筑热工智能化测试设备——建筑节能智能化测试设备产品

  1.简况

  1994年,(非盈利性社团)北京市职工技术协会电子计算机委员会研制建筑热工智能化测试设备成功。并且通过了国家计量。该设备的第一个用户是中国建筑科学研究院建筑物理研究所,笔者在建筑节能实验室使用了该设备,完成了各地委托的产品建筑节能实测,发出了测试报告。笔者在建筑节能实测工作中也使用了该设备,完成了邯郸市,赤峰市, 保定市,北京市,铁岭市,天津市,唐山市,秦皇岛市很多建筑物的建筑节能实测任务。发出了测试报告,报告给出了建筑物耗热量指标和围护结构各部分的传热系数。判定了建筑物是(或者不是)节能建筑。笔者还在《94′城市建筑节能国际会议》上宣读了论文《建筑热工智能化测试设备》。并应邀在历次建筑节能全国会议上宣读了《建筑热工智能化测试设备在实验室中应用情况》,也宣读了《建筑热工智能化测试设备在建筑现场实测中应用情况》。 

  后来,建筑热工智能化测试设备有了第二个用户——华南理工大学建筑学院,接着是内蒙古自治区建筑科学研究所,河北省唐山市建筑节能办公室,辽宁省建筑材料科学研究所,天津市房产住宅科学研究所,河南省建筑科学研究院,北京工业大学建筑学院,浙江大学等等。建筑热工智能化测试设备的各地用户,为建筑节能实测做了大量的工作。也取得了明显的社会效益和经济效益。

  2.主要技术指标

  测量范围 

  温度:-30.0~70.0oC

  热流密度:0~±99.99 W/m2

  测量精度

  温度误差:±0.2oC 外配传感器阻值互换精度±0.2%

  热流精度:±0.1%FS 外配传感器精度±5%

  测量通道:

  64路可选择16,32,48,64路

  电源:

  220V±10% 50Hz

  备用电池: 正电源15V 容量68AH

  正电源-15V 容量5AH

  使用环境: 温度0~40oC 相对湿度<80%

  连续工作时间:不少于96小时。

  数据存储:可存储4昼夜测量数据和数据处理结果。

  数据通信:有专用接口,可与微机通信。

  可靠性:工业级抗干扰水平。

  专用程序:有自动测量程序和自动数据处理程序。

  3. 建筑节能实测的全新面貌

  1~2人完成工作(不同于以前的需要一大队或者一小队人);

  轻巧的设备器材(不同于以前的很多笨重状况);

  可靠性好,抗干扰能力强(不同于以前的有干扰容易影响测量质量,维修工作量大的状况);

  操作简单轻松(不同于以前的繁琐复杂和日夜值班疲劳);

  数据准确公正且精度高(不同于以前的精度差和人抄手写计算易出差错);

  直接显示温度,热流密度和传热系数(不同于以前的显示电压值,查表给出温度,人工计算给出热流密度及传热系数);

  采用温度传感器(不同于以前的热电偶和冰点温度补偿);

  正常情况下,7天结束现场实测,给出测试报告(不同于以前的数周或数月,甚至因为测试失败而给不出报告)。

  现场实测的成本也明显降低(不同于以前的成本,人多时间长工作量大,费用大)。

  4.适用于全国建筑节能实测

  建筑热工智能化测试设备,它有精心设计的冬季专用计算机程序,在冬冷夏热地区以北的广大北方地区适用,已经得到证实。在夏热冬暖地区的应用,华南理工大学建筑学院多年应用可以证实。

  在冬冷夏热地区,建筑热工智能化测试设备的使用问题,因为建筑热工智能化测试设备有精心设计的冬季和夏季实测专用程序,可以检查建筑物是否达到了《民用建筑节能设计标准》和《民用建筑热工设计规范》的要求。可以给出各个维护结构及热桥部位的内表面温度,外表面温度,热流密度,室内外的空气温度,及以上参数的日平均值,最大值,最小值及其出现时间和传热系数。它有48个温度传感器和16个热流传感器,供您使用。建筑热工智能化测试设备的所有测量原始数据由计算机存储,供您使用和备案。联系前述应用情况以及进入第四阶段后的全新面貌。是用一般设备和通用设备实测无法实现的。总而言之,建筑热工智能化测试设备也适用于冬冷夏热地区。


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