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凉屋面技术在节能改造中的推广和应用
发布时间: 2012-05-17   来源:匿名网友投稿 

我国既有建筑量大面广,普遍存在能耗高、能效低、污染重的现象,既有建筑节能改造工作成为民用建筑节能的一个重点和难点。节能改造资金短缺是既有建筑节能改造难以推进的主要原因之一。

节能改造也是十万火急,然而实施起来却是困难重重,远比在建建筑增添节能设备难得多。既有建筑的差异性、个性化以及产权的分散性决定了其节能改造工作必然是一条布满荆棘之路。美国国家环保署和能源部在既有建筑节能改造方面的相关重点技术-凉屋面产品,对我国大面积建筑节能改造具有借鉴意义。

图片来源:百度

凉屋面系统可节约大量能源

在炎热的夏季,住在顶楼的住户往往会抱怨“顶天立地”的处境,白天阳光炙烤下的屋面温度远远高于环境空气温度,热量经传导和辐射到室内,致使室内温度比楼下高几度;在夜晚,由于保持在屋面结构层的热量具有滞后传导效应,净热量继续向室内传播。顶楼意味着温度舒适度的降低和/或空调费用的增加。如何提高屋面的隔热效果,有许多有效方式,例如,我国实施的屋面“平改坡”工程,美国推进的“凉屋面”热性能评级和标识制度等。

通过对阳光反射率和热辐射率的测定,美国的“凉屋面”热性能评级和标识制度为屋面面层的热性能提供精确和可信的第三方比较。美国环保署估计“凉屋面”可以降低制冷峰值需求10%-15%。

根据美国布鲁克斯能源与可持续实验室2007年公布的报告显示,根据气象条件及空调温度设定值的不同,采用“凉屋面”的校舍可节能0.4%-17.3%。美国能源部劳伦斯伯克利国家实验室曾对美国得克萨斯州奥斯汀市一座屋面面积为约1万平方米的零售店进行对比研究,改造前是三元乙丙橡胶(EPDM)黑色屋面,夏季最高温度是75℃,采用热反射塑面层后夏季最高温度降为52℃,前后温差达到23℃,下午1点到4点用电高峰降低空调费用14%,全天节省空调费用11%,每年节省7200美元的电费,单位屋面面积节省电费0.7美元/m2。

城市中心区屋面的经过“凉屋面”相关技术的处理,同时还可缓解城市热岛效应。根据美国能源部劳伦斯伯克利国家实验室的研究表明,夏季城市中心区温度比郊区温度平均高5 度,温度每升高1 度,意味着能源需求增加2%,增加光化学烟雾污染3%。普通屋面就像一个大的发热体,不断向周围空间辐射热量,使得城市温度降不下来,形成了城市热岛效应。美国绿色建筑委员会的LEED绿色建筑评级方法中也针对降低城市热岛效应方面作出有关采用高热反射材料的加分规定。

对我国既有建筑节能改造有借鉴意义

作为凉屋面系统中最主要也最易实施的一类产品——热反射涂料(节能涂料)目前已经渐渐在国内市场上出现。在普通涂料中加入无数个微小中空的陶瓷球以及特殊纳米技术的节能涂料,它们能高效的反射和辐射太阳热能。陶瓷微球中心不仅仅是空的,而且是真空的,热能无法通过传导的方式进行传播。在效果上,这隔热的微形球体就象是一个个微型热水瓶。涂在外墙或屋顶上,它能反射来自太阳的热量,创造了一个凉爽的室内空间。涂在内墙和天花板上,能减少了热量的流失,创造了一个温暖的室内环境。

2007年1月23日,国家发改委、科学技术部、商务部、国家知识产权局四部委联合发布了《当前优先发展的高技术产业化重点领域指南》文件。其中,第50条新型建筑节能材料中,就把建筑反射隔热涂料列入其中。

近年来,建筑反射隔热涂料已成为研究的热点,然而,对此类的标准却一直存在一些滞后。我国继2007年发布反射隔热涂料新标准以来,又有新的相关标准实施。可见热反射涂料的开发对国民经济发展的重要性与迫切性,也从决策层面肯定了新型建筑热反射保温隔热涂料在未来节能市场的重要地位。

就投资成本来说,目前市场上的质量较好的节能涂料仅比普通涂料每平方米成本增加10元左右,而节能涂料由于其良好的紫外线和红外线的热反射作用,还能大大延长涂料的粉化和退色,并因其特殊的物理结构,在防水、抗裂和隔音方面都有良好的附加性能。

因此在市政旧房改造及外墙翻新工程中,一方面本身这类工程有正常资金渠道,另一方面建筑节能管理部门仅需补贴10元/m2的费用即可达到10-15%的节能效果,就一户100m2的房子来说,外墙和屋面涂料面积大约80m2, 每户分摊到节能涂料的费用仅需约800元。这样的费用也可与住户或居民楼所在的物业管理委员会来协调支出。

图片来源:百度

结合点一:平改坡工程

“平改坡”工程最早是由上海做起,在全国范围内推广,较好地提升和改善了老百姓的生活质量和居住条件。同时也美化了城市的立面环境,受到市民群众的欢迎和社会各界关注。

但是为了解决顶楼深水和隔热的问题,千篇一律的“平改坡”,会造成另一种单调景观。其实对各地目前的“平改坡”,国内许多专家有保留意见。专家认为解决渗漏、隔热、景观等问题,不是只有“平改坡”一种选择,城市应该是多样化的,需要综合考虑。事实上只要技术方法得当,协调的布局、多样的造型、新颖的结构、节能的材料、科学的施工方法可以不断得到创新。例如防渗漏、隔热就可以在不改变原有屋顶结构,采用在平屋顶上涂刷防水节能涂料系统、或在加铺塑料的防渗层上增加热反射涂料等方法,都比“平改坡”投入要小,而且不改变楼房的结构,不增加建筑的负重,工程周期短。

结合点二:大型市容整修工程

我国众多80、90年代修建的大批居民和公共建筑目前正面临着外观改建翻新的阶段。尤其在近几年我国组织多个世界性大型活动如北京的奥运会、上海的世博会、广州的亚运会等,城市面貌都在这些过程中需要得到进一步提升,大量的外墙翻新整治工作等待实施。拿上海的世博会来说,上海建筑总面积约为7.4亿平方米,其中需要进行迎世博整治的中层建筑、高层建筑占20%左右,有的是内外兼修,有的是只作外立面整修,面积非常大,可以说上海市过去十年的建筑整修累积起来都没有这么多。

为建筑物穿新衣的办法主要是为建筑物的外墙立面涂刷外墙涂料,市政府对这类工程有固定的资金渠道。那么为什么不在仅仅解决美观的基础上同时提高建筑的节能效率呢?一方面大量现有改造施工项目正在进行,一方面建筑节能管理部门感到居民楼和公共建筑的节能改造寸步难行,而在屋面和外墙使用节能涂料正是政府着手且高效解决这类建筑节能改造的良好手段。节能涂料的使用可使得改善市容市貌与既有建筑节能改造的目标合二为一。

现在市场上已出现国内外各品牌的许多种节能涂料,根据其防水性能和使用寿命的长短,价格有一定的阶梯性,都能够改善水泥结构建筑的能源效率。涂刷节能涂料于住宅外墙,就能带来明显的节能效果,在夏季,它能使水泥建筑内部的温度降低,比没有涂刷节能涂料的房屋内的温差可达3-4℃,节电降耗效果可达20-40%,能让住宅变得更加舒适。

政府出资的平改坡工程、各类外立面翻新工程,应该更加注重社会效益,我国长江中下游地区及南部地区夏季炎热,用电极为紧张,若能积极地推广应用这类节能涂料,将大大缓解夏季城市的用电紧张。目前我国的二氧化碳排放量已排名世界第二,作为发展中国家,今后不可避免地还将增加,全球大气是循环的,应从一点一滴做起,降低一个城市的夏季空调用电,就是响应《京都议定书》的实际行动。

 

本文第一作者张藩铧系上海国际城市生态经济委员会副主任、第二作者王华系上海态美节能新材料有限公司技术总监。

责任编辑: Ryan
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