今年3月份召开的“首届国际智能与绿色建筑技术研讨会”暨“首届国际智能与绿色建筑技术与产品展览会”的大会上,建设部汪光焘部长的报告中指出:“中国正处于工业化、城镇化加速发展时期,在推进城镇化中坚持大中小城市和小城镇协调发展的方针,促进城乡协调发展。我们不仅要注重单体建筑上的效果,更重要的是要从区域(城镇和乡村)来考虑降低能源资源消耗的总体效果。中国现有建筑总面积400多亿平方米,预计到2020年还将新增建筑面积约300亿平方米。中国政府立足调整经济结构、转变经济增长方式,结合城镇发展质量与效益现状,提出鼓励发展节能省地型住宅与公共建筑,要求制定并强制推行更严格的节地节能节水节材(以下简称“四节”)标准,制定具体目标和具体措施来大力推进,促进城镇发展方式的根本性转变,城镇发展质量和效益有根本性提高。”学习汪部长讲话,结合行业实际,幕墙门窗要向“四节”发展,初浅体会如下:
一)钢结构将成为我国房屋建筑的主体结构
钢结构具有结构自重轻、抗震性能好、工业化生产程度高、施工速度快、建筑造型美观、有利环境环保等优点。钢结构称之为环保型建筑。传统的秦砖汉瓦,挖土烧砖方法破坏生态环境:
中国过去每年要生产7000亿块砖,占世界总产量的1/2,毁地约100万亩,耗煤约7000万吨(1997年8月12日光明日报)。中国一年要用水泥5亿吨(占世界总产量1/3强),烧水泥排放大量CO2 ,污染大气。
混凝土结构施工湿作业,现场环境脏乱,建筑不可重复使用:
钢结构工厂制造,工地拼装,施工现场基本无污染,无毁地破坏生态问题, 钢结构房屋改造重建时,钢材可回收重复利用,属可重复利用型和环保型绿色建筑。2003年建设部编制的<<建设事业技术政策纲要>>又明确指出:进一步推广与扩大建筑钢结构的应用。
可以预见:二十一世纪将是我国钢结构广泛应用与发展的世纪,钢房屋建筑不仅将取代秦砖汉瓦房屋,还将成为钢筋砼结构的主要竞争对手。再过五十年或更长一段时间,钢结构将成为我国房屋建筑的主体结构。
钢结构外围护更需要建筑幕墙。幕墙的支承结构也要大力发展和开发钢结构,尤其是要大力开发薄壁轻钢结构。
二)中国建筑幕墙从1983年开始起步,历经二十多年,前十年中国建筑幕墙平均年产量约200万m2 ,后十年中国建筑幕墙平均年产量约700万m2,比前十年平均年产量翻了两番。2004年我国生产(使用)了约1150万平方米建筑幕墙和采光顶,当年建筑幕墙和产量(使用量)占全世界1700万平方米的2/3左右。中国已成为世界第一幕墙生产大国和使用大国,正在向世界幕墙强国发展。目前中国铝门窗幕墙行业,已经形成了以100多家大型企业为主体,以50多家产值过亿元的骨干企业(民营企业集团股份制企业为多数)为代表的行业体系。这批骨干企业完成的幕墙工业产值约占全行业工业总产值的70%左右,在国家重点工程、大中城市形象工程、城市标志性建筑、外资工程以及国外工程建设中,为全行业树立了良好的市场形象,成为全行业技术创新、品牌创优、市场开拓的主力军。
三)今后发展估计
1)预计这一时期建筑幕墙预计平均年产量约1100—1200万平方米,铝门窗的平均年产量还将维持在1.5亿m2,近年来中国每年全国建成竣工的房屋面积约20亿平方米,年产门窗产品约3.5亿m2。2000年门窗实际使用量:铝门窗60%,钢门窗15%,塑料门窗15%,其他门窗10%。年产建筑幕墙1.2千万m2。今年3月28日召开的“首届国际智能与绿色建筑技术研讨会”汪部长讲话:“中国现有建筑总面积400多亿平方米,预计到2020年还将新增建筑面积约300亿平方米。”平均每年将新增建筑面积约20亿平方米。维持近年来水平,因而估计今后15年也将维持平均年产门窗产品约3.5亿m2。平均年产建筑幕墙1.2千万m2。
2)今后15年不是量的翻番,而是质的提高和发展。在科学发展观指导下,幕墙门窗要用“四节”创新来提高,要向“四节”方向来发展。
四)节能提高和发展
1)目前我国每年新建房屋面积近20亿平方米,其中60%为高耗能建筑;在既有的近400亿平方米建筑中有70%是高耗能建筑。我国绝大多数采暖地区房屋围护结构的保温隔热功能,都比气候相近的发达国家差了许多,其中传热系数,建筑外墙相差3.5至4.5倍、外窗相差为2至3倍、屋面为3至6倍,门窗的空气渗透相差为3至6倍, 而且建筑整体舒适度还低于世界各发达国家的情况下,我国单位建筑面积能耗却是发达国家能耗的2至3倍以上;建筑能耗已经占到当年全社会终端能源消耗的27%以上。严峻的事实表明,门窗幕墙要走可持续发展道路,发展“四节”门窗幕墙刻不容缓。
2)从目前来看,国内外幕墙行业在节能方面的工作大都还停留在消极设防的设计思想阶段,致力于提高玻璃幕墙的隔热保温性能。现阶段 提高玻璃幕墙节能保温性能的主要措施有:
1.镀膜玻璃、Low-E玻璃、热反射玻璃、中空玻璃等玻璃处理技术;
2.铝塑复合材料、"断热桥"型材等高热阻材料应用技术;
3.减少开启窗扇面积、提高密封胶性能、改进节点密封性能等降低空气渗透热损失技术;
4.采用百页、格栅等遮阳设施,以减少太阳辐射得热等。
以上各种保温措施原理比较简单,实施也比较方便。采用这些技术的幕墙结构传热系数由普通单层白玻璃幕墙的大于5W/m2K降到了3W/m2K以下。国内外大量工程的多年应用实践表明,节能效果明显,尤其是在高寒地区,如北欧、加拿大等地,该类技术趋于成熟,已经成为幕墙工程的主流技术。近几年该类技术在我国的北方地区也开始得到应用。
五)门窗和幕墙热工设计要执行下列规定
5.1 外墙和屋面的传热系数K应符合下列表中列出的相应气候分区的建筑围护结构的限值要求。其中,外墙的传热系数为包括结构性热桥在内的平均值Km。
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最重要的问题就是它的造价,“四节”建筑在等级制度里有一系列的描绘,达到节能60%标准的建筑,造价是不高的,只是在原来建筑的造价基础上再增加5—7个百分点,而且增加的造价预计在五年到八年的时间内就可以收回。但是,它给人们提供的室内环境是完全不一样的,它对外部环境的影响也是大不一样的。所以,造价是完全能够承受的。
因为我们国家每年的建筑量如此巨大。但是,我们可以估计一下,如果我们全面推行“四节”建筑,也就是在原来建筑总造价的基础上再加上5%左右的增量成本,经济账很简单,原来投资多少,再增加5个百分点。但是,环境账和生态账非常巨大。我们曾经测算过,如果不采取、不推行“四节”建筑,到2020年,我们中国建筑的能耗要达到11亿吨标准煤,也就是现在我们建筑消耗能源的三倍以上,这是个非常巨大的能源消耗。可以说中国在那个时候就会成为碳排放量最大的国家。 不仅要关注经济成本,更主要的是要关注生态成本和社会成本。
作为外围护结构的建筑幕墙是建筑物的内外环境的分界和媒介,对建筑物的内外环境起着重要作用,需要以健康、绿色、生态、持续建筑的理念来探讨研究,需要用“四节”的指导思想来发展提高,需要建筑师和幕墙设计师共同努力,用这些理念来审视、强化过去忽视的内容,结合国情创造、发展新内容。
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