單體建筑節能評價指標體系研究范文

本站小編為你精心準備了單體建筑節能評價指標體系研究參考范文，愿這些范文能點燃您思維的火花，激發您的寫作靈感。歡迎深入閱讀并收藏。

摘要：

針對我國西北寒旱地區農村建筑能耗大，長期以來缺少關注，處于盲目發展狀態的問題，參考國內外綠色建筑評價標準，建立了單體建筑節能評價指標體系，運用層次分析法確定了各項指標權重，并以甘肅省民勤縣張麻新村生態農宅為實例對所建立評價指標體系的合理性和可行性進行了驗證。研究結果表明：生態農宅的節能效果遠高于傳統農宅，其可再生能源利用率為36.7%，節能率達到85.2%，室內環境得到有效改善，節能評價指標體系實際可行。研究結果對促進寒旱地區農村建筑節能具有一定的實踐指導意義。

關鍵詞：

寒旱地區；建筑節能；評價指標；實例分析

21世紀以來，人類社會面臨著嚴峻的能源短缺和生態破壞問題，在能源消耗中，建筑領域是能耗大戶。我國是世界上最大的建筑市場，在建筑領域的能耗大約占全社會總能耗的33%[1-2]，同時，我國是農業大國，隨著新農村建設規模的擴大和農村居民生活水平的提高，農村新建住宅面積和人均住宅面積都遠遠高于城市，農村建筑的能耗占我國能源消耗的比例大大增加[3]。因此，在大力發展低碳經濟的國際背景下，推動建筑節能體制改革、建立農村建筑節能評價指標體系意義重大[4]。國內外對節能評價指標體系關注越來越多，一些國家相繼建立了綠色建筑評價指標體系，如日本的“建筑物綜合環境性能評價體系(CASBEE)”，英國的“建筑研究所環境評價法(BREEAM)”，美國的“綠色建筑評估體系—能源及環境設計先鋒(LEED)”，多國合作的GBTOOL[5]；國內則以清華大學作為主編單位的CEHRS《中國生態住宅技術評估體系》、GOBAS《綠色奧運評估體系》和GB/T50378—2014《中國綠色建筑評估體系》[6-8]為主。山東大學的學者[9]提出了村鎮可持續住宅評價標準，西安建筑科技大學和哈爾濱工業大學的學者們[10-11]對農村建筑節能評價指標體系也做了相應的研究。現有的綠色建筑評價指標體系雖然取得了一定的成就，但是在指標體系確立、評價方法選擇方面仍然存在不足且缺少實例驗證，同時評價對象也僅限于城市建設量大的群體性住宅建筑，對于農村單體建筑的研究較為缺乏。為此本文考慮農村能耗現狀，結合西北寒旱地區農村建筑的實際情況，參考國內外綠色建筑評價指標體系，建立了適合寒旱地區的單體建筑節能評價指標體系，并以實例進行驗證。

1單體建筑節能評價指標體系的建立

1.1節能評價指標的選取與指標結構層次劃分應用層次分析法將節能評價指標體系劃分為3個層次，如圖1所示，將“單體建筑節能評價指標體系”作為目標層；“節能與能源利用”、“節能與室內環境”、“節能與水資源利用”、“節能與建筑材料選擇”作為準確層；每個準確層又包含3個因素的指標層。

1.2評價指標權重分析

1.2.1建立判斷矩陣采用層次分析法(AHP)中的幾何平均法[12]進行指標權重的計算與分析。對節能評價指標體系準確層中的4個指標建立判斷矩陣，用比較標度來定量化判斷矩陣，層次分析法(AHP)中一般采用1~9的比較標度。根據判斷矩陣理論求出判斷矩陣的最大特征值以及所對應的特征向量，并采用隨機一致性比率對所建立的判斷矩陣進行一致性檢驗，隨機一致性比率。 單體建筑節能評價指標判斷矩陣及其最大特征值如表1所示，結果顯示，CR=0.057＜0.1，表明判斷矩陣通過了一致性檢驗，所建立的矩陣符合要求。

1.2.2指標權重計算與分析根據層次分析法(AHP)中的幾何平均法，對評價指標體系中的指標進行權重計算：權重值的大小反應了“節能與能源利用”、“節能與室內環境”、“節能與水資源利用”、“節能與建筑材料選擇”在評價指標體系中所占的比重，權重值越大說明在評價指標體系中越重要。從表2中可以看出，節能與能源利用的權重最大，說明在單體建筑節能評價指標中節能與能源利用評價指標最重要。

2實例分析

以甘肅省民勤縣張麻新村的生態農宅為實例，對所建立的單體建筑節能評價指標體系進行研究分析。

2.1節能與能源利用生態農宅采用以太陽能、沼氣等可再生能源為主的用能方式，并且其圍護結構外墻敷設厚度為60mm、導熱系數為0.03W/(m•K)的擠塑板保溫材料，窗戶采用雙層中空玻璃。對生態農宅與傳統農宅在冬季采暖季的實際用能情況進行測試，并將測試結果換算為標煤(單位為kg)，結果如表3所示，實際用能情況如圖2和圖3所示。由表示3可知，不同于傳統農宅，生態農宅在冬季采暖季利用了太陽能和沼氣可再生能源，摒棄了傳統的秸稈和薪柴供能。經計算在冬季采暖季生態農宅比傳統農宅少用了86.6%的煤，同時減少排放二氧化碳14.1t。

2.2節能與室內環境

2.2.1室內熱濕環境在冬季采暖季對生態農宅和傳統農宅室內相關參數進行測試，結果顯示冬季室外最低溫度達到-16℃時，生態農宅室內平均溫度為14℃，符合GB/T50824—2013《農村居住建筑節能設計標準》中冬季嚴寒與寒冷地區室內計算溫度[13]。據研究表明，當室外環境溫度越低，人對冷環境的適應性就越強，對偏熱環境的適應性就越差[14]，對當地生態農宅進行問卷調查發現，室外溫度很低時生態農戶室內溫度仍然感覺適宜，滿足熱舒適性。生態農宅和傳統農宅在保證相同室內熱環境指標的情況下，計算生態農宅的節能率。

2.2.2室內空氣質量對生態農宅室內空氣質量相關參數進行測試，鑒于部分參數測試濃度為體積濃度，故將國標中規定相關參數的質量濃度換算為體積濃度，并將實際測試參數值與國標參數值進行對比，結果如表4所示。結果顯示在冬季采暖季生態農宅單體住宅建筑室內空氣質量滿足國家標準要求。

2.2.3室內光環境生態農宅單體住宅建筑戶型如圖4所示，建筑東北朝向，經過計算窗墻面積比為0.13，小于JGJ26—2010《嚴寒與寒冷地區居住建筑節能設計標準》中規定的嚴寒地區住宅建筑朝向為北“(北”代表從北偏東小于60°至北偏西小于60°的范圍)時窗墻面積比的限值0.25[15]，該生態農宅單體住宅建筑在充分滿足采光條件的前提下符合建筑布局與節能設計要求。

2.3節能與水資源利用一直以來寒旱地區農村水資源能耗問題十分突出，主要表現在兩個方面：一是天然降水的流失，二是水資源有效利用率低。基于以上兩個問題，當地政府和農民均采取了一些有效利用水資源的措施，首先當地政府對農民用水按月收取了一定的費用，對于提高農民節水意識具有積極的作用，使得之前農民無節制的使用水資源變為有計劃充分利用水資源，其次生態農宅的屋頂設計為坡屋頂，便于對雨雪水進行收集，收集的雨雪水存儲在蓄水池中，平常用于農宅中牲畜飲水和沼氣池發酵。同時對生態農宅中的生活污水進行收集處理，處理后的污水用于平時沼氣池發酵和綠化。

2.4節能與建筑主體材料選擇目前，農村住宅建筑主體材料多以黏土或者紅磚為主，在生產過程中毀壞大量的耕地，且能耗大，產生大量的二氧化碳，而且農民環保裝修意識淡薄，大多數使用價格低廉且環保不達標的裝修材料，致使室內空氣質量差。而生態農宅建筑主體材料采用燒結粘土磚，建筑物自重比采用普通磚減輕了30%左右，節約黏土20%~30%，節省燃料10%~20%，墻體施工功效提高了40%，同時，也提高了建筑物圍護結構的隔熱隔聲性能。相同的熱工性能要求下，用空心磚砌筑的墻體厚度比用實心磚砌筑的墻體減薄半磚左右。生態農宅的墻體圍護結構，地面裝修均采用環保低能耗材料，同時室內吊燈都采用了節能照明燈。

3結論

(1)以寒旱地區單體建筑為研究對象，結合國內外綠色建筑評價指標體系標準，從節能與能源利用、節能與室內環境、節能與水資源利用、節能與建筑主體材料選擇四個方面建立了多目標、多層次、多因素的單體建筑節能評價指標體系，對促進農村建筑健康、快速發展具有重要的理論和實踐意義。(2)以甘肅省民勤縣張麻新村生態農宅為實例，在冬季采暖季對生態農宅的用能情況和室內環境的相關參數進行了測試，并闡述了生態農宅水資源利用和建筑主體材料選擇情況；結果表明在冬季采暖季生態農宅合理利用了太陽能、生物質能等可再生能源，比傳統農宅少用了86.6%的煤，同時減少排放二氧化碳14.1t，生態農宅的可再生能源利用率為36.7%，節能率達到85.2%，符合本文中建立的單體建筑節能評價指標體系，同時說明所建立的節能評價指標體系實際可行。

參考文獻：

[1]清華大學建筑節能研究中心.中國建筑節能年度發展研究報告(2008—2009年)[M].北京:中國建筑工業出版社,2010.

[2]江億.我國建筑節能戰略研究[J].中國工程科學,2011,(6):30-38.

[3]崔艷琦.農村住宅建筑節能分析[J].工業建筑,2010,(8):61-63.

[4]王憲恩,奚旺,夏菁,等.我國嚴寒地區住宅建筑節能降耗水平評價指標體系研究[J].生態經濟,2013,(8):96-100.

[5]戰乃巖,徐玥,李燦,等.簡析國內外建筑節能指標評價體系研究現狀[J].建筑節能,2015,(4):96-99.

[6]宋凌,林波榮,李宏軍.適合我國國情的綠色建筑評價體系研究與應用分析[J].暖通空調,2012,(10):15-19.

[7]田蕾.建筑環境性能綜合評價體系研究[D].北京:清華大學,2007.

[8]GB/T50378—2014,綠色建筑評價標準[S].北京:中國建筑工業出版社,2014.

[9]陳瑛,石榮珺.村鎮可持續住宅評價標準研究[J].小城鎮建設,2011,(4):69-73.

[10]袁冰.住宅建筑節能綜合評價體系研究[D].西安:西安建筑科技大學,2008.

[11]王洪林.嚴寒地區綠色村鎮評價指標體系構建研究[D].哈爾濱:哈爾濱工業大學,2014.

[12]鄧雪,李家銘,曾浩健,等.層次分析法權重計算方法分析及其應用研究[J].數學的實踐與認識,2012,(7):93-100.

[13]中華人民共和國住房和城鄉建設部.GB/T50824-2013,農村居住建筑節能設計標準[S].北京:中國建筑工業出版社,2013.

[14]曹彬,朱穎心,歐陽沁,等.北京地區冬季室內人體熱舒適性及熱適應性調查[J].暖通空調,2010,(5):98-101.

[15]中華人民共和國住房和城鄉建設部.JGJ26—2010,嚴寒和寒冷地區居住建筑節能設計標準[S].北京:中國建筑工業出版社,2010.

作者：王春龍 王娜 李金平 李修真 單位：蘭州理工大學 西部能源與環境研究中心 西北低碳城鎮支撐技術協同創新中心