时间：2023-08-01 09:24:00
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EPS板的原材料是聚苯乙烯树脂，加入发泡剂、阻燃剂等添加剂，经过加热预发泡，在模具中加热而制成具有不同表观密度的闭孔结构的硬质EPS板[8-9]。EPS板具有显著的节能保温优点：质轻、导热系数低（保温效果好）、抗潮湿、密度低、易加工、价格便宜、施工性较好、隔声效果良好，环保和可再循环利用等，因此成为目前使用最多的建筑保温材料。（1）吸水性。EPS特有的内部结构致使其具有较强的抗潮湿能力。研究表明：EPS即使被埋在地下饱水层几年其吸水量也不会超过10%；除汽油外，绝大多数溶剂对EPS影响不大[10]。因此，EPS具有较好的抗老化能力。（2）密度。EPS材料的密度低，具有质量轻的优点，这对于建筑保温节能具有重要意义。EPS的密度一般为18~30kg/m3（表1），其密度大小取决于树脂的膨胀倍数[11]，相比较而言，PF泡沫板、PU硬质泡沫的密度更低。（3）保温隔热性（导热系数）。由于EPS内部空腔结构，使得这种材料具有低的导热系数。研究表明：EPS的导热系数与含水率存在正相关关系，当EPS含水率为1%时，导热系数大约增大5%；当含水率为5%时，导热系数最大可增大75%[12]。但由于EPS吸水率低，具有较好的抗潮湿能力，因此，EPS仍具有较好的保温隔热性。（4）热稳定性。EPS板的最高工作温度可达80℃，一般情况下，EPS性能比较稳定；但当温度达到150℃时EPS板开始熔融；若温度持续升高，EPS板将会发生分解，并产生可燃气体，但由于EPS板中添加有阻燃剂，因此火焰不会扩散，几秒钟之内会自动熄灭[13]。（5）回收性和环保性。EPS能够回收再利用，具有良好的环保性。有多种途径回收利用EPS：(1)通过机械回收EPS重新制成XPS，或者将其热熔再生制成新的EPS使用；(2)化学回收利用，制成纸箱防水涂料、建筑涂料等[14]。
2.1EPS板厚度设计
导热系数K值是指在稳定传热条件下，当墙体内外两侧温差为1℃时，单位时间内通过单位面积所传递的热量值[15]。导热系数和材料密切相关。保温节能材料的厚度变化对墙体导热系数具有差别。不同厚度的保温层EPS对同一个墙体的导热系数K和热惰性指数D值具有一定的影响。据孙海萍[15]研究，随着EPS保温材料厚度的增加，墙体导热系数K值的下降速率减低，见表2和表3[16]。从表2和表3可以看出，随着保温材料厚度的增加，热惰性指数值稳步上升（几乎恒定为0.085），而墙体导热系数值下降速率不断减小。当保温材料厚度由45mm增加至50mm时，墙体导热系数降幅不到0.05。当保温材料EPS厚度达到一定限值之后，即使厚度继续增加，不仅其表现出的保温效果也不会很明显，而且投资额度将会上升。根据我国建设部的《中国建筑技术政策》中关于建筑节能应达到65%的要求，结合上述分析，当EPS保温节能材料厚度为40mm时，墙体导热系数为0.635W/(m2•K)，满足建筑节能的要求，并且节省了保温材料过厚造成的不必要投资。
2.2EPS板防火设计
建筑节能是当前建筑行业关注的热点课题，在节能的同时建筑材料的防火安全性也十分重要。在国内外由于建筑保温节能材料防火安全性问题引发的火灾事件并不在少数。因此，节能与防火安全应该“一手抓”，二者并重。EPS板的阻燃性为B2级，但是综合性能上仍存在一定的安全隐患。发生火灾时火焰从建筑窗口涌出，直接接触保温系统，未直接接触的地方受到热传递，最后内部空气发生膨胀[17]。针对火灾发生时的建筑保温系统的这些状态，提出关于提高建筑保温材料防火性能的优化设计。（1）从EPS板本体角度，在制备过程中添加阻燃剂，从而提高材料本身的防火安全性，EPS所用阻燃剂有如下种类：卤系阻燃剂，具有强的阻燃能力，种类多样，包括：十溴二苯醚、氯化石蜡、四溴邻苯二甲酰亚胺等等，目前通过一些学者的研究已经取得较好的效果[18]；无机阻燃剂，阻燃效率不高，常常要和其他阻燃剂配合才能达到较好的效果；膨胀阻燃剂，包括三类组成物质：酸源、气源和碳源，郑宝明等[19]研究表明，膨胀阻燃剂具有较好的阻燃效率；黏土类阻燃剂为最近使用的新型阻燃剂，包括：斑脱石、蒙脱石等等层状黏土矿物。这些阻燃剂的添加使得EPS具有较强的阻燃能力，提高了保温系统的防火安全性能。（2）从保温系统的构造体系角度，通过对保温节能系统进行优化，从而达到提高防火安全的目的。具体采取什么措施取决于火灾时保温节能系统的稳固性和减缓或阻碍火灾扩散的能力。具体可采用的措施：防火隔离带，在墙体外部设置呈条带状的防火构造物，起到阻止火焰扩散的作用；挡火梁，在窗口设置隔火装置，起到将火焰与内部EPS板隔离的效果；采用金属固件固定，起到稳固保温层外的保护层作用。在EPS板的表层涂抹具有良好阻燃性的材料（图1），比如涂抹水泥灰或用石膏板包覆等。RalphMatalon[20]提出用一种具有特殊性质的材料，将其涂抹在EPS上形成隔热甚至到达绝热效果的保护层，从而达到阻燃的效果。与此同时，在EPS板外层涂覆这种特殊性质的材料，能阻碍热量和气流发生交换，进而达到保温节能的效果。有关实验表明：在厚度为120mm的EPS板上涂抹1mm厚的绝热材料后，其被破坏的时间由原先的1min延长至5min，在EPS板表层形成了隔热炭层[21]。
中图分类号： TE08 文献标识码： A 文章编号：
前言
能源是社会发展的重要物质基础, 对经济社会发展产生了至关重要的影响。改革开放三十年进程，我国实现了飞速发展，能耗问题也日益显著。在众多能源消耗中建筑能耗总量庞大，成为可持续发展建设进程中一类不容忽视的重要问题。较多行业专家逐步对建筑能耗问题引起关注，并探究有效的节能技术策略。建筑产品不同于其它产品，具有生产建设周期长，工艺技术复杂，变更影响因素较多等特点。建筑工程的设计施工环节需要应用有效的节能措施，做好充足的前期准备，进行综合比选分析，应用节能环保材料，方能创设节能效益，降低能耗损失，实现可持续的全面发展。
建筑工程施工建设中，由于工程结构体系复杂，同时具有一定不可逆性，因此进行节能降耗管控，可由其外墙施工、屋面建设以及门窗通风等部位入手，提升维护结构整体密闭水平，优化其热阻标准。
充分完善建设施工准备
为实现节能降耗目标，施工企业要认真贯彻落实建筑节能设计标准，施工人员应全面明晰建筑节能的核心重要性，进而贯彻节能施工意识。同时依据工程设计图纸，参照建筑工程施工建设的现场状况，编制合理科学的施工方案，优化建筑节能管控体系。基于质量目标，做好施工工序管控、调节管理，确保施工建设方案计划的顺利完成。其次应做好技术交底，要求施工人员全面了解建筑工程特征，领会规划建设意图，以及掌握施工应用工艺技术。要创建完善健全的责任管理体制，强化管理监督，确保节能施工建设的高效开展。要遵循施工技术标准规范，做好管理检验。同时要激励员工积极性，提升其主观能动意识，强化岗位责任心，树立高度的责任感与使命感。最后在节能管理施工的基础上要衡量建筑工程效益，做到经济、环保、节能、优质、安全建设的统筹兼顾。要结合实际情况，因地制宜，在能力范畴下做好节能施工，不能一味地追求节能导致工程投建成本的增加。要做好可行性研究分析，衡量节能管控手段方式合理性、必要性，进而提升综合施工建设效能。
优化墙体节能建筑施工
建筑工程墙体保温是建筑节能施工的关键环节。实践过程中应确保选用隔热保温材料的总体厚度满足设计要求。针对空心砖建设的承重墙，应利用整砖平砌施工方式，不应将空心砖凿破。倘若整砖数量有限，则可应用实心砖做外砌处理。建筑保温板与基层以及工程构造层的处理连接应确保可靠牢固，不应出现脱层或者开裂问题。如果预埋件以及管道处理需要进行墙体洞口的预留，则不应采用水泥砂浆材料进行填补，应选择应用实心砖进行砌筑施工。另外应确保砌块墙体整体施工处理质量，保护砌块稳定性、整体性，其灰缝具备良好的饱满度，完善粉块的连接处理，并做好变形协调。加强施工环节的严格管控，做好隐蔽建筑工程的全面核查，并细化登记验收记录。对于保温砂浆应确保其通过质检核查验收。完成屋面防水施工处理后，同工程墙体连接的门窗框以及各类管线，应确保处理施工对保温层不造成影响。要控制施工场所环境温度高于五度，在炎热夏季进行施工则应注重做好养护以及保湿管理。
完善建筑工程门窗安装处理
为确保建筑门窗符合节能设计标准，在施工安装阶段要确保门窗框同工程墙体实现弹性相连。要采用密封胶进行嵌填处理，确保不存在缝隙。同时位于框以及推拉窗相应的轨道与槽位置应进行良好的密封，预防形成渗水以及漏气问题。倘若缝隙较大，则可应用密封膏进行挤注密封。处理过程中要进行接缝位置的有效清理，将灰尘以及杂物全面去除，确保作业施工对象具有良好的整洁度。同时，门窗框以及建筑工程的墙体、梁柱交接方位应利用水泥砂浆做好封堵处理。倘若建筑门窗位于室外一侧，要参照外装修处理方式进行施工。针对存在变形状况以及包含较大缝隙，没有严实密封的建筑门窗，不应上墙施工，应做好各个框角平整垂直性的校验核查，确保其优质完善。
5、科学应用照明配电节能施工技术
建筑节能施工进程中，要符合现代工程建筑整体应用功能。照明的色彩、亮度以及显色要符合空间舒适、光度适宜、环境卫生、通道顺畅的要求。同时对于特殊方位的电气设备耗电与施工工艺标准，应严格遵循。建筑工程照明配电节能施工技术的应用，可促进电能消耗的有效节约。首先可拨除导线之前绝缘皮，而后插到盘圈之中进行压实处理，并完成可靠绑扎，确保其表面平滑。同时，应选用高效可靠优质的光源。要限制应用卤素以及白炽灯照明装置，选择镇流器应符合节能标准，创建照明管控调节处理系统，使光源应用寿命合理延长。进行公共场所以及建筑通道位置照明系统施工设计时，应依据天然光进行开关灯调控。安装阶段中灯具相线应通过开关调节，灯具处理安装应确保端正可靠，位置合理。要实现变电所方位的合理布设，使其同负荷中心有效靠近。同时应减少低压配电总线的长度，进而控制线路耗损。进行变压器选择时应进行全寿命经济对比研究，保证在合理期限内收回成本。要科学选择装配高效优质电动机，提升负载效率，并可扩充配电线总体截面积，抑制线路损耗。
6、做好屋面保温建筑施工
一般来讲，为使建筑室内温度符合应用功能，达到节能标准，可在施工建设中装设导热系数较低、密度较小且吸水性能有限的保温施工材料至屋面。可应用正铺法进行处理，该类方式由屋面之上直至下方防水层，进行保温施工材料的铺设施工。该材料种类繁多，应秉承节能环保的目标。为有效保护防水层，还可应用反铺施工方式，为工程后续的维修养护处理提供便利。
另外可应用新型保温技术产品，例如创新粘贴施工工艺，或进行内置保温层的处理，做好平薄板等防护层的科学施工建设。
7、结语
总之，建筑工程施工进程中树立建筑节能意识，应用科学节能施工工艺尤为重要。我们只有针对建筑工程特征和应用需求，制定科学有效的施工建设策略，方能提升建设水平，节能降耗，优化施工质量，创设显著效益，建设出节能环保精品优质的建筑工程。
1.1 朝向的选择。经调查，在其它条件相同情况下，东西向多层建筑的传热耗热量要比南北向的高5%左右。因此，住宅朝向的选择，最好选择南向，以其有利于夏季的自然通风，冬季增长日照时间。
1.2 具有合理的体形系数。在住宅体形设计时，应注意用最少的围护结构面积形成满足功能要求的室内空间体积，外墙表面积越小越有利于建筑节能，其意义在于减少不必要的墙体外表面积，避免热损失， 节能住宅体形系数宜控制在0.25到0.28之间。
1.3 优化建筑单体的组合方式。建筑单体之间的组合对气流的形成具有直接的影响，为此设计时要确定好建筑物的位置和朝向，尽量减少气候因素对围护结构的影响。
1.4 在总体规划设计中，应合理选择热源形式，优化布置室外供热管网，以减少热传输的损失。
2 建筑平面设计中节能的优化设计考虑
2.1 平面形状应规整，尽量减少护结构面积，增加冬季直射室内的阳光，夏季减少太阳辐射。合理组织穿堂风，加强空气对流，创造夏季适宜的室内小气候，以达到使用便利、环境舒适的效果。
2.2 热环境的合理分区。把热环境要求较低的厨房、厕所、过厅等布置在北向，而尽量争取将居室布置在南向，充分利用太阳能，保持冬季室内有较高的温度；应适当减少北窗开窗面积。
3 改善围护结构及材料的优化设计考虑
建筑围护结构，包括墙、窗、门和屋面、地面。围护结构必须平衡通风和日光的需求，并提供适合于建筑地点的气候条件的热湿保护。围护结构的设计对于建筑在运行中的耗能是一个主要因素。具体的优化设计考虑如下：
3.1 门窗节能设计。外门窗是耗热的重要渠道，是节能的重点部位。在我国，仍有80%以上的窗达不到节能要求。优化设计时应注意：
3.1.1 确定合理的窗墙比
窗户对住宅热环境的影响相当大，它既是太阳辐射的得热部件，又是主要的失热部件，合理确定窗墙面积比是节能的重要措施之一。
另外，应减少、改善迎背风面开窗面积的比例，从夏季自然通风角度考虑，迎风面和背风面，窗户开洞面积应有一定比例，其比值约为1：0.7，既减少了冬季寒风的渗透，有利于室内保温，又增加了夏季的渗透通风，改善了生活环境的舒适度。
3.1.2 专家们指出，窗户的传热系数约为墙体的,3-4倍，只有门窗达到每小时每米缝长的空气渗透量≤2.5m3才能达到节能优化设计，为此，要利用新型门窗材料，改善保温隔热性能。
1概述
1.1建筑节能
建筑节能是建筑物中规划、设计、建造以及实际使用过程中，严格按照节能的标准和要求执行，通过选择高校节能技术、工艺、建材等，设计打造出“绿色节能型”建筑产品，进一步提升建筑物的各系统运行效率，在保证室内温热环境质量的基础上，加强建筑物内外的能量交换热阻，减少供热系统、照明以及热水供应等由于大量热消耗所导致的能耗。
1.2能耗
能耗是反映能源的消费水准与节能降耗的重要评价指标，是能量在流动过程中所产生的消耗，能源利用效率指标参照的是一次能源供应总量与国内生产总值的比率。能源利用效率能够反映一国经济活动对能源的利用程度的强弱，也是检验经济结构和能源利用效率变化的重要指标。
1.3建筑节能意义
根据《中国建筑节能年度发展研究报告（2015年）》公布的数据显示，2013年我国城镇建筑面积中，住宅面积为208亿立方米，公共建筑面积99亿立方米，全国城镇累计新建节能建筑共形成约8000万吨的标准煤节能能力。我国城镇建筑运行消耗的能源约为全国商品能源的23%-26%，而发达国家的建筑能耗一般为总能耗的33%以上，此外，随着我国经济社会的快速发展，每年新增建筑以每年20亿立方米的速度递增，因此，我国的建筑节能还有很大的提升空间。随着产业结构的调整，建筑能耗所占的总能耗比例也会不断提升。做好建筑节能设计具有积极的现实意义，是解决能源供需矛盾的有效途径之一，也是实现可持续发展的重要途径。
2建筑节能设计现状
2.1建筑设计环节缺少监控
建筑节能设计是建筑节能实现的前提和基础，也是一项系统性工作。建筑节能的实现需要从根本上做好建筑设计的每个环节的精细和量化。现实中，由于建筑设计主管部门对建筑节能实际成果缺少健全的评定考核机制，也缺少成系统的保障措施，导致对建筑部门的审查缺少必要的考核标准作为依据，使得建筑节能设计环节监控弱化，发挥不了节能监控的应有效果。
2.2建筑内部用能设计不合理
现代建筑设计应坚持人性化理念，充分考虑人的需求对建筑物内部做好合理设计。从现实来看，建筑构造过程中忽视了建筑物内部与周边环境的协调性，建筑装饰的应用与节能标准不符，设计出的建筑往往能耗过高，业缺乏舒适感等，达不到节能效果，影响到建筑物与周边环境的协调性，对建筑物节能设计优化和创新产生不利影响。
3建筑节能技术内容及优化设计
3.1建筑节能技术内容
建筑物主体节能、常规能源系统的优化利用以及可再生能源的利用等共同构成了建筑节能技术内容。其中，（1）建筑物主体节能的实现要把握建筑物所在区域的自然条件，通过能耗模拟计算分析，选择适宜体型系数、合理布置建筑物室内空间、控制窗墙朝向比等，从总体上降低建筑物对空调和采暖能耗。（2）常规能源系统优化利用：可以通过合理选择调控方式，节约输配能耗系统；优化室内照明控制，减少建筑内部照明能耗；优化冷热源优化选择，提升空调系统能量转换效率等。（3）可再生能源利用。结合建筑物所在区域的气候特点，为建筑物设计选用合适的可再生能源利用技术。其中，主要包括太阳能、地热、风能、生物质等利用技术，提高可再生能源的利用比率。
3.2建筑节能优化设计
（1）自然通风优化设计。结合建筑物特点，合理设置门窗，如采用对开式，能够形成穿堂风调节室内通风效果。优化窗户设计形式，尽量采用多项调节型窗户，加大通风能力。加大楼层之间风的流动，在竖向空间的顶部设置蓄热墙，对房间热能做好充分吸收，并能有效排除掉室内浊气等。（2）隔热改造优化设计。做好建筑外的薄弱围墙保温隔热的优化设计能够有效减少热损失。例如，选择AJ建筑保温隔热聚合物砂浆应用于建筑物的屋顶、围护结构使用，有效阻止热量传递，发挥节能效果。在建筑物外种植绿化植物，起到保温隔热效果。通过合理设计窗墙比、强化门、窗的密闭性，设计中空双层玻璃或在门芯填充符合保温材料，提高门窗框料的保温性。（3）太阳能利用优化设计。根据建筑物所在区域的气候条件，合理选择适合调查建筑的改造方式，提高自然能源利用效率。例如，在室内设置贮热设备，当太阳能穿过窗户时便能及时将太阳能储存起来，达到调节室内温度效果；设计蓄热墙式特隆贝墙的建筑方式，发挥太阳能“空气加热器”效果；在封闭的阳台设置贮热体或者保温板，形成较为封闭的日光间，达到储备能源的效果。
目前，建筑耗能已与工业耗能、交通耗能并列，成为中国能源消耗的三大“耗能大户”。尤其是建筑耗能伴随着建筑总量的不断攀升和居住舒适度的提升，呈急剧上扬趋势。建筑的能耗（包括建造能耗、生活能耗、采暖空调等）约占全社会总能耗的28%，其中最主要的是采暖和空调，占到20%。而这“28%”还仅仅是建筑物在建造和使用过程中消耗的能源比例，如果再加上建材生产过程中耗掉的能源（占全社会总能耗的16.7%），和建筑相关的能耗将占到社会总能耗的46.7%。现在中国既有的约430亿平方米建筑中，只有4%采取了能源效率措施，单位建筑面积采暖能耗为发达国家新建建筑的3倍以上。根据测算，如果不采取有力措施，到2020年中国建筑能耗将是现在3倍以上。因此，建筑节能已迫在眉睫，要把节能建筑工作放到贯彻科学发展观、全面建设小康社会、保证国家能源安全、实施可持续发展的战略高度来认识。因此，通过优化设计来有效控制能源消耗，应得到广泛重视。
一、优化设计对建筑节能的影响
1、设计方案影响工程建造直接能源消耗
在工程设计中，其建筑和结构方案的选择对建筑的直接能耗有较大影响，如建筑方案中的平面布置为内廊式还是外廊式、进深与开间的确定、立面形式的选择、层高与层数的确定、基础类型选用、结构形式选择等都存在着技术经济分析问题。中国住宅建设用钢平均每平方米55公斤，比发达国家高出10%~25%，水泥用量为221.5公斤，每一立方米混凝土比发达国家要多消耗80公斤水泥。据统计，在满足同样功能的条件下，技术经济合理的设计，可降低工程建造直接能源消耗5%～10%，甚至可达10%～20%，如某无线电厂的多层框架结构厂房(4层)，设计单位按常规设计为独立基础，由于多层厂房荷载较大，致使独立基础的单体尺寸较大，埋深较深(-3.2m)，事后经其他设计人员分析如采用柱下条基，可节约大量的砼，并可降低埋深减少土方开挖所消耗的机械能耗；某综合办公楼，在优化设计中，因改变原先设计中的普通钢筋为带肋钢筋，单此一项优化设计，共节约钢筋1000T，钢筋总节约率达30%左右。
2、设计方案影响建成后使用的能耗
建筑是牵涉到很多专业的复合体,并且完整的建筑节能工作包括了从最初的规划、方案到设计、施工,以及多年的运营使用,直至最后拆除重建的全生命周期过程。但以往只注重直接建造成本的降低，轻运营阶段能耗的使用情况。从住宅使用过程中的资源消耗看，与发达国家相比，我国住宅使用能耗为相同技术条件下发达国家的两到三倍。2020年，中国的建筑能耗将达到29430亿度电，比三峡电站34年的发电量总和还要多。现在，我们必须用全寿命周期的节能理念对建筑进行优化设计，即以较低的寿命周期能耗实现必要的功能，获得丰厚的寿命周期经济效益。所谓寿命周期能耗是指整个寿命周期过程中发生的全部能源消耗，包括建设、使用、维修、残值及清理等阶段所发生的能源消耗。设计不仅影响项目建设的一次性能耗，而且还影响使用阶段的能源消耗，如暖通、照明的能源消耗、清洁、保养、维修等，一次性建造能耗与经常性使用能耗有一定的反比关系，但通过优化设计可努力寻求这两者的最佳结合，使项目建设的全寿命费用最低，全寿命能耗达到最佳经济合理状态。建筑节能优化设计的途径主要是通过围护结构保温和气密性能的提高，以及采暖空调设备能效的提高等等，来达到减少空调和采暖等能源的消耗。在方案设计当中，建筑师需要对建筑的方位、体型、朝向进行优化，必需要为充分利用自然风、阳光等自然资源创造条件。同时，也必须对建筑材料优化；外墙、楼板、分户墙、屋面、玻璃、窗框的设计等都需要量化与优化；窗墙比须要以节能和居住舒适度为前提进行优化。从方案设计开始到初步设计，工程师需要根据不断调整的设计方案模拟量化建筑的能耗情况、计算空调和采暖设备的装机功率，比对各种影响因素，最后向客户提供最佳的设计方案。例如，在空调与采暖设备的市场上，各种品牌各种型号使消费者眼花缭乱。空调设备有空气源热泵、地源热泵、风机盘管、地板采暖、辐射制冷、采暖系统、户室中央空调、变频机组、水系统、冷媒系统等等。这些空调系统的初投资和运行费用大不相同，那么通过模拟量化，计算出初投资的费用、每年的耗能量、能源费用，消费者或者项目开发者就可以很容易地作出正确的决定。例如北京的一些奥运场馆中，为减少能耗，设计者没有采用普通的新风系统和空调系统，而是经过多次优化设计，寻找最佳节能方案。为实现自然通风和改善室内环境，采用了智能电动窗，很好的解决了新风问题；在场馆空调设计中（包括“水立方”和“鸟巢”）都采用了由美国联合技术开利公司设计的节能空调系统。该系统通过热回收技术在空调系统中的应用，节能率为10%。该系统在冷水机组上加装了热回收装置，在空气处理机中采用了新型热管热回收装置，可以回收场馆排放总热量的50%，回收的热能一部分用于加热游泳池水和生活用水，另一部分用于加热新风。
二、现阶段推行优化设计运作困难的成因
1、政府主管部门对建筑节能优化设计监控不力
长期以来，主管部门对设计节能成果缺乏必要的考核与评价，有的仅靠图纸会审来发现一些简单问题，仅仅是一些新材料或空间布置的一些规定。缺乏对方案的节能性方面的系统审查要求。建筑节能设计首先是一个系统设计问题，它绝不是多项节能技术或者节能设备的简单累加，它需要定量化。例如，人们在市场上可以买到节能空调、节能玻璃、节能热水器、太阳能热水器、墙体保温材料等等，但是这些材料与设备如何使用、使用哪种型号、用量多少、所起到的作用是什么就需要通过量化整合来完成。集思广益，从多方面影响因素出发，以最低的投资、最佳的手段完成并达到节能设计目标。所以建设主管部门监管的同时，应增加人员配备和审查力度，对设计节能成果进行量化全面审查。
2、业主要求优化设计的意识不强
目前，业主往往把控制重心放在施工直接投资环节上，而对建成后使用运营成本及节能优化设计环节重视不够。其原因：一是对设计对投资影响的重要性认识不够，只看到搞施工招标，投标价要低于标底价、施工单位要让利等，殊不知选择一个优秀的设计单位进行设计方案的优化会带来更大的节约；二是对建筑节能的认识不到位，没有一个节能环保绿色建筑意识。
3、建筑节能优化设计的开展缺乏必要的压力和动力
由于缺少建筑节能优化设计与企业和公众的直接经济利益联系，使得节能工作缺少内在经济利益推动力，政府部门建筑节能管理工作还存在体制不顺、监管体系不健全，造成执法不严、监督不力，国家政策不配套，缺乏激励机制和工作力度。对一些国有投资建设项目，有关行政审批单位在审核初步方案时，只注重设计的建设规模和投资限额，对方案的经济合理性和节能性不做深入研究分析；另外，由于现在的设计收费是按面积或按造价的比例计取，几乎跟建筑节能和设计质量的优劣无关，导致对设计方案不认真进行节能分析，而是追求高标准，造成能源浪费。相反，设计单位即使花费了较多的人力、物力，优化了设计方案，给业主节约了投资，也不能得到应有的报酬，有时设计费反而变少了，从而挫伤了优化设计的积极性。
三、搞好优化设计的几点建议
1、主管部门应加强对建筑节能优化设计工作的监控
为保证建筑节能优化设计工作的进行，开始可由政府主管部门来强制执行，通过对设计节能成果进行全面审查后方可实施。政府主管部门不仅需在技术法规与标准相结合方面做出努力，而且还需要政府以技术法规的形式提出必须严格控制的最基本的技术指标、技术要求、功能要求，可以导则、指南、技术标准等标准类技术文件予以体现。利用主管部门的职能，总结推广标准规范、标准设计、公布合理的技术经济指标及考核指标，为优化设计的进行提供良好服务。建筑节能技术新规范逐步从控制单项建筑维护结构(如外墙、外窗和屋顶)的最低保温隔热指标，转化为控制建筑物的实际能耗。新建建筑必须出具建造耗材经济指标、采暖需要能量、建筑能耗核心值和建筑热损失计算结果，特别是建筑结构热损失计算结果。建筑能耗总量（包括供暖、通风和热水供应）和建造能耗值只有满足其对应的节能标准才被允许开工及竣工验收。在竣工时，建筑开发商必须出具相关部门的一份“能源消耗证明”，证明清楚地列出了该住宅每年的能耗，及节能等级。以上措施，必须逐步实施，特别是国有投资项目要先于执行。超级秘书网
2、以政策扶持拉动建筑节能优化设计
国家制定节能政策，并要求以多样化的经济激励等扶持举措，形成推动建筑节能的市场机制，推进建筑节能优化设计的推广。对建造节能建筑产品的要根据优化设计后节能程度给予政策和资金支持，减免税费等优惠措施，并可建立评价机制，对因建造节能建筑而超支部分资金，国家应给予无偿免息贷款或奖励机制，使建筑节能优化设计以行政手段为主转向以经济手段为主。
3、开展积极有效的宣传引导工作
建筑节能政策要取得理想的实施效果，重在宣传引导。不但政府职能部门对节能政策的推行不遗余力，而且有关企业也应加入到宣传节能政策的行列。政府职能部门应免费对社会公众提供节能政策咨询、进行节能知识宣传和相关培训，以及进行节能技术、产品的展示、讲解等方面做大量的工作。力争实现多方参与节能政策的宣传引导，大大提高人们的节能意识和对节能知识、技术的认知、把握能力，从而使节能政策得到有力的贯彻实施。
1.门窗节能
门窗作为建筑护结构的开口部位，不但要满足人们采光、日照、通风、视野等基本要求，还要具有优良的保温、隔热、隔声性能，才能为人们提供舒适、宁静的室内环境，才能满足人们节约能源、保护环境，改善热舒适条件，提高生活水平，实现社会可持续发展的要求。门窗在一般建筑护结构中约占30%-40%，其热损失占到了50%左右。从理论上讲，窗户越大其热损失也越大。而实施建筑节能时，窗的节能造价也占到节能总造价的50%左右。
通过建筑外窗的热量中，占窗面积80%左右的玻璃传热是第一位，其次是窗缝隙空气渗透传热，而窗框所传热量占第三位。因此，使用既隔热又隔声的采光玻璃是提高窗户热学、声学和光学性能的关键。热反射镀膜玻璃、中空玻璃、热反射中空玻璃、低辐射（Low-E）镀膜中空玻璃中，采光、隔热、保温综合节能效果好的低辐射（Low-E）镀膜中空玻璃是目前世界上最理想的窗玻璃材料，相对价格也是最高的。
除了玻璃之外，提高窗框隔热性能也是确保外门窗保温隔热效果的措施之一。虽然PVC的气密性、隔声和保温隔热性能较铝合金窗好，但其抗风压、水密性能、单一色彩的装饰性能明显不足，而且在明火下会燃烧放出有毒气体，防火性能较差。采用隔热条的铝型材传热系数可以下降得比较低，铝合金型材对紫外线、可见光、红外线有很好的反射能力，其表面的反射能力与表面状态和颜色有关，对热辐射的反射能力最高可达90%，这对于阻隔太阳辐射热是很有利的。
再就是要确保门窗的负压气密性。在空调通风制冷房间中，通常是保持室内正压（≤50Pa），即室内压力大于室外压力，这对外窗要求的就是“负压气密性”。因此，双向密封的推拉窗型和内开式平开窗型，对防止夏季空调房间的空气渗透能量损失会更有利。
最后，外门窗的设计还有适当考虑窗的通风换气和散热，夏季的建筑白天隔热好，晚上散热快，就利于降低冷负荷。建筑外窗的窗墙面积比（南向）和窗的可开扇比例适当大一些，有利于充分利用窗及其缝隙的自然通风和晚间散热作用，处理好隔热和散热的矛盾。
2.墙体节能
我国长期以实心黏土砖为主要的墙体材料，用增加砌筑厚度来满足保温要求，这对能源和土地资源是一种严重浪赞，因而在节能的前提下，应进一步推广复合墙体和空心砖墙技术。
复合墙体的应用越来越广泛。其主要原理为：用砖或钢筋混凝土做承重墙，并与绝热材料复合达到增加墙体的保温隔热性能，绝热利料主要有矿棉、岩棉、聚苯乙烯、玻璃棉、膨胀珍珠岩、加气混凝土等。目前复合墙有三种做法：① 内保温，将绝热材料复合在外墙内侧。此方法实施简易，目前应用广泛。② 中间保温，既将绝热材料设在外墙与内墙中间，以取得良好的保温性，但要填充密实，避免内部空气对流。③外保温，将绝热材料复合在承重墙外侧，此方法热稳定性好，居住较舒适，但外保温材料要经得起日晒雨淋和冰冻的侵袭，对外保温材料的耐久 提出了很高的要求。
外墙围护结构是建筑工程设计中的重要结构，是建筑能耗的主要门户，在空调居住建筑中，外墙能耗约占总能耗的20% 左右，外墙的节能率占总节能率的比例也比较大，改变外墙的传热系数和太阳辐射吸收系数P，可以节能15%左右。
3.屋顶节能
屋面节能的主要措施为：①屋面保温层不宜选用吸水率较大的保温材料，以防屋面湿作业时因保温层大量吸水而降低保温效果，如选用吸水率较高的保温材料，屋面上应设置排气孔以排除保温层内不易排除的水分 ②屋面保温层不宜选用密度较大、导热系数较高的保温材料，以免屋面重量、厚度过大。
比如，在某别墅建筑设计中，屋面保温层由阻燃型挤塑聚笨板、专用胶粘剂、耐碱玻璃纤维网布、高弹防水涂料组成，并采用浅色铺地砖。增加了屋顶的隔热性能。局部可结合屋面结构体系设计成绿化屋面，由于覆土层和植被层的蒸发作用，对降低屋面内外表面的温度有很大的作用。
1.1现状分析建筑墙体主要为240黏土砖砌筑墙体，外墙面层为水泥砂浆抹面涂料。墙体较薄且无任何保温层,在夏季白天难以阻挡该地区强烈的太阳光，导致大量热量透射而入;到夜间获取的热量难以消散，形成对室内的二次辐射，使得室内温度持高不下。冬季轻薄的墙体又成为热传递的最佳通道，将热量由室内传递到室外，导致室内热量的严重损失。屋顶为普通水泥板架空隔热屋面,此种做法相对老套,保温、隔热效果无法满足现在住宅建筑的使用要求。调查建筑中的门窗及阳台窗基本上都为低档铝合金作为骨架材料的单玻窗,所用玻璃为蓝色透明玻璃，开启方式为推拉,此种方式增加了该建筑的能源消耗。
1.2相关案例西安首创国际城北区采用的保温隔热技术:1）选用AJ聚苯颗粒保温砂浆和聚苯保温板,墙体穿上“衣服”。2）采用塑钢中空双层玻璃窗，达到隔热、隔音和保温效果。3）选用名牌厂家生产的保温隔音防盗门。4）在屋顶和阳台使用聚苯颗粒保温砂浆。由此，节能效果达到节能50％的国家标准。
2改造优化设计
针对调查建筑当前存在的问题，结合对国内外相关案例的分析，运用生态住宅的设计方法，提出相应的改造设计措施，达到节能的目的。
2.1通风改造优化设计自然通风是住宅建筑的重要影响因素之一，在住宅设计领域中结合环境，达到自然通风节能的效果尤为重要。结合建筑单体设计，巧妙设置门窗，门窗对开，形成穿堂风，有效地调节了室内通风效果。丰富窗户形式，设置多向调节窗户加大其通风能力，自然通风量则通过竖向空间的窗户面积大小来控制。屋顶安装利用风力的简单机械装置，抽低楼层的凉风至高楼层降低室内温度,加强竖向空间的拔风作用，提高室内60％的通风能力。加强各楼层之间风的流动,在竖向空间顶端设置蓄热墙吸收房间热能，排除室内浊气。
2.2遮阳改造优化设计窗的遮阳是必不可少的，在闭窗情况下有无遮阳，室温最大差值达2℃，平均差值达1～4℃。理论上讲，室外遮阳效果比单层玻璃窗的透过能量下降88％。但针对该地区来讲，如果用遮阳板固然可抵挡一部分夏季强烈的日光，但进入漫长的低日照时期时，室外的遮阳设置使室内不得不只采用灯光照明，特别是在阴雨天或冬季这种需要大量阳光进入的季节，遮阳反而变成了一种障碍。在建筑中设置百叶遮阳构件,并将百叶遮阳构件一分为二，利用上部的百叶作为反射构件，通过室内顶棚进行漫反射增加室内照度；下部挡掉过量的太阳光。这种方式作为朝南建筑的遮阳方式，朝西建筑由于太阳高度角较低，可采用垂直遮阳来解决此问题。
2.3隔热改造优化设计
2.3.1墙体与屋顶围护结构传热的热损失占整个建筑物热损失的70％～80％,外墙是建筑物围护结构的重要组成部分。加强调查建筑的薄弱围护结构（外墙)的保温隔热能力尤为重要。在改造中，建筑物的主要围护结构、屋顶的保温节能材料采用AJ建筑保温隔热聚合物砂浆。隔热效果好、导热系数低的AJ建筑保温隔热聚合物砂浆含有陶瓷空心微粒，从而有效地阻止了能量的传递，起到节能的作用。在外墙外保温时该材料还设置防裂防漏层，既防裂纹又防漏水。屋顶的保温设计可选用AJD—Ⅱ型聚苯颗粒保温材料为保温隔热材料，同时可种植绿化来改善保温隔热的效果。
2.3.2门、窗由于空气渗透和门窗的使用带来了门窗的热损耗，为减少能耗，则需:1）合理窗墙比:以建筑规范为准则，以该地区的实际条件为依据，合理地调整窗户和墙体的比例。2）强化密封性:合理选择门窗的类型和其他相关配套材料。3）提高保温性:门窗框料可采用PVC型材与钢衬料制成,玻璃采用中空双层玻璃，门芯填充复合保温材料，既防盗又保温隔热。
2．4有效利用太阳能生态住宅设计方法在遵循高效率、低造价、易控制、好维修原则的前提条件下，合理地利用太阳能，降低住宅建筑的人工能耗。结合该地区的气候条件，选取适合调查建筑的改造方式，最大程度地利用自然能源，降低住宅建筑能耗，太阳能的利用方式见图1。
1.建筑节能设计体系的优化与创新的重要性
1.1阐释建筑节能优化设计理念
建筑设计跨度很大，涉及到很多领域与专业的知识，是一个复合体。建筑节能设计的优化设计主要针对的是建筑性能及建筑结构的规划与设计。建筑师在方案设计中主要对建筑的朝向、方位和体型等进行优化设计，在此过程中还必须优化建筑材料，对建筑的户墙、玻璃、窗框、屋面、楼板和外墙的设计等进行严格的优化和量化。以此来提高建筑设备能效，尽可能减少能源消耗。
1.2 对建筑节能设计体系进行优化和创新的重要性
由于城市化建设进程速度不断提高，导致我国建筑能耗不断上涨，我国能耗总量的47％左右是建筑行业的能耗。我国每年以21亿 的速度新建的建筑中属于高能耗建筑的达到90％以上。2007年，发改委的统计数据表明，我国每年的新建建筑中只有7％属于节能建筑，形势相当严峻。
我国节能技术水平较低，建筑能耗居高不下，我们必须利用新的节能理念对建筑进行优化设计。通过对建筑节能设计体系的优化和创新努力寻求经济发展和能源保证的最优结合点，促使建筑能耗处于最佳经济状态，这是建筑行业发展的大方向。
2.建筑节能的优化和创新思路的优化体现
2.1墙体节能设计
墙体节能主要有墙体自保温、外墙内保温和外墙外保温三种技术。
2.1.1墙体自保温
墙体自保温是一种建筑墙体保温隔热技术，通过对节能型墙体材料及配套砂浆的使用，使墙体的热工性能等物理性能指标符合相应标准。墙体自保温适合应用在框架结构建筑中，它具有安全性能好、工序简单、施工方便、可与建筑物同寿命和便于维修改造等优点。
2.1.2 外墙内保温
外墙内保温是在外墙结构的内部加做保温层的建筑墙体保温隔热技术。大城市民用建筑保温工程不适合采用外墙内保温浆体材料。外墙内保温具有造价相对较低，受气候影响小，外饰面自由度大，施工较简单和技术成熟等优点。
2.1.3 外墙外保温
外墙外保温是一种建筑墙体保温隔热技术，通过在外墙主体结构外侧添置高效保温材料达到保温隔热效果。外墙外保温是目前大力推广的一种保温节能技术，具有不占室内使用面积，保护主体结构，不影响室内装修，保温隔热性能优良，综合经济效益高等优点。
2.2 采用太阳能技术
太阳能属于一种可再生能源，具有清洁、成本低、能源质量高、无地域限制和储量巨大等优点，属于首选的节能技术。我国具有丰富的太阳能资源，太阳能建筑的技术应用包括了主动应用、被动应用和综合应用等多种途径。
2.2.1 太阳能光热技术
太阳能光热技术利用最成功的领域是太阳能热水器，太阳能热水器以每个家庭独立分散安装的方式普遍存在，这种使用和安装方式对其外观和性能造成很大影响，没有使建筑与太阳能热水器形成完美结合。所以，在建筑中对太阳能热水器进行统一设计和统一安装是很必要的，既美观又节省材料。
2.2.2 太阳能采暖技术
建筑物采用太阳能采暖的方式分为主动式太阳能采暖系统和被动式太阳能采暖系统。主动式太阳能采暖系统使用常规能源，利用动力系统（如风机和水泵等）将热空气和热水等通过太阳能集热器传送到采暖房间或储热器内，通过控制系统中的每个部分使室温达到需要的范围。被动式太阳能采暖系统是最简单的采暖方式，通过合理布置建筑的朝向和周围环境并选用恰当的结构构造和建筑材料，在寒冷的时候，建筑物通过充分利用太阳能达到采暖的目的。
2.2.3 太阳能空调技术
太阳能空调有两种实现方式：一种是利用太阳能的热能驱动进行制冷；另一种在实现光――电转换的前提下，利用常规的电力驱动制冷剂进行制冷。
2.3 采用纳米透明隔热涂料
纳米透明隔热涂料是出现不久的高科技产品，它既有较好的隔热效果又能使玻璃保持高透光性。纳米透明隔热涂料可以在各类建筑物的玻璃上进行刷涂和喷涂。在冬季，隔热涂膜的特殊金属膜呈透明型，在引进可视光的同时使长波长的暖气在室内反射，约90％的室内暖气都不会外流。在夏季，纳米透热隔热涂料在保证透光率达到70％的同时还能把65％的太阳能辐射隔离在室外，使室内温度比室外温度低4℃-7℃。
3.现阶段阻碍建筑节能优化设计的相关因素
3.1 主管部门对建筑节能设计监督不够
建筑节能设计属于系统性设计问题，只有进行准确化和定量化才能真正实现建筑技能设计体系的优化和创新。然而，主观部门对设计节能成果缺乏必要的评价和考核，同时对建筑设计方案节能方面缺乏系统的审查要求。
3.2 建筑内部设备用能设计不合理
建筑设计应尽量体现人性化的设计理念，然而，现在很多建筑内部环境设计缺乏对周围环境的协调和人的感受的顾及，只是一味要求高标准，忽略了建筑设计时的节能标准，造成能效低、能耗多、舒适感差的后果，是对建筑节能设计进行优化和创新的障碍。
4.优化与创新建筑节能设计体系的措施
1)提高建筑师的节能设计意识。建筑师在建筑行业中处于举足轻重的地位，只有从建筑师开始在建筑中注入节能理念，才能保证建筑节能设计体系的优化和创新顺利进行。
2)提高建筑空间设计的合理性。合理的空间设计可以改善建筑物内部的通风、保温和采光等微气候条件，实现节能减排目标。
关键词 建筑节能 施工管理 优化
近年来，随着建筑运行阶段高耗能的问题得到越来越多的重视，如何提高既有建筑的运行水平，大力推广节能改造已成为建设部门面临的重要工作。为此研究建立适合于我国国情的建筑运行阶段的管理制度，其需要的相关技术支持工具和其必要性。
一、建筑节能施工管理工作的问题
（一）建筑节能施工管理水平有待提高
建筑节能施工管理时施工管理中的一个重要组成部分，然而，目前建筑单位的管理现状却不容乐观，管理人员的整体素质普遍偏低，在建筑节能施工管理中，往往只是注重对于建筑设备工具的看管和维护，却未能做到对整个建筑系统的整体把握和控制，缺乏必要的节能管理意识和专业知识，在建筑施工过程中，常常会造成能源的浪费，极大地增加了施工的成本。
（二）政策和管理缺失的问题
建筑节能是一个系统工程，相关的政府管理部门众多，按照建设过程来划分，设计由规委主管、施工则由建委主管，建筑的建成后的使用的管理缺位。工程质量和管理质量都要提高，必然带来一定的成本和人力增加，但节约的效果往往是长效的。“节约没好处、浪费没关系”是当前建筑节能的一个窘迫状况。
二、建筑节能施工管理工作的优化
（一）保障建筑节能施工管理的整体性
要实现建筑节能施工管理工作的优化，就要在整个工程项目的寿命周期之内，尽量地减少管理工作的委托现象，保障建筑节能施工管理工作的整体性，使得整个工程项目能够在计划内发展，减少违约情况的发生，避免了能源的浪费。
（二）保障建筑节能施工管理的信息交流
在现如今的建筑施工单位中，施工管理过程中，往往存在着管理工作的分离，这就需要每一位管理人员之间的进行不断地交流。然而，由于管理人员较多，负责的工作也很繁杂，难免会出现信息交流的问题。因此，应当适当地调整建筑节能施工管理的模式，减少管理工作的分离，加强建筑施工的不同时期、不同部分管理之间的交流，保障信息的真实性、及时性，为建设更高质量的建筑奠定基础。
（三）保障建筑节能施工管理工作经济效益最大化
建筑施工中的节能管理，其最终目的就是为建筑施工单位节约更多的能源，降低施工的成本，因此，在建筑节能施工管理中，应当将增大建筑施工单位的经济效益为管理目标。
三、优化建筑节能施工管理工作的措施
（一）实现施工管理集权与分权的统一
在建筑节能施工管理工作中，既需要管理权利的集中，又需要将管理权利进行分离。集中权利，是要能够使管理者具有足够的权限，在对建筑施工的整个过程进行整体性地把握，并对管理工作进行指挥和引导；而将权利进行分离，则是为了避免管理者过于使用权利，而不接受他人的意见和建议。权利过于集中，管理者就有可能会忽略更好的管理方式，其决策也许并非是最优方案，这就会使得建筑节能施工管理达不到最佳效果。从整体来看，实现建筑节能施工管理的集权与分权的统一，能够达到更好的管理效果。
（二）完善施工管理分工协调合作
建筑施工过程中，节能管理不仅仅是在对项目工程的质量进行监督和管理，更是对于全体工作人员的监督。从根本上来说，要对建筑节能施工管理工作进行优化，首先就要做好对于全体人员的管理。管理好领导者与基层员工的关系，加强各个部门之间的配合，赋予不同的人员、部门应有的权利和应当负担的责任，从而做到相互配合，做好整个项目施工的节能管理，共同为施工单位争取更大的效益。
（三）实现施工管理跨度与管理层次的统一
管理的跨度指的就是管理工作所能够涉及到的管理范围，而管理层次则指的是管理的深度。增大管理跨度，能够有效地加强管理人员之间、管理部门与施工单位其他部门之间的沟通，其弊端则是淡化了管理层次。而深化管理层次，则能够加强上级领导对下层员工的管理，直接深入的管理有利于管理方案的实施，而其弊端则是缩小了管理的跨度。管理跨度与管理层次各有利弊，最好的方法就是权衡两者，实现两者的统一。
（四）保障管理中的责任、权利与利益的对等关系
为建筑节能施工管理者赋予一定的权利，才能够使其具有一定的能力去履行自己的管理责任，才能够在为施工单位争取更大效益的同时实现自己的价值，获得应得的利益。保障责任、权利与利益的对等，才能够真正落实建筑节能管理，实现管理工作的优化，减少施工中的能源消耗。
四、结语
总之，建筑节能对于促进能源资源节约和合理利用，缓解我国能源资源供应与经济社会发展的矛盾，加快发展循环经济，实现经济社会的可持续发展起着举足轻重的作用。所以，一定要做好建筑施工节能的管理工作。
关键词：
既有居住建筑，围护结构，节能改造，热工性能，优化
据统计，在很多国家建筑能耗约占总能耗的40%，其中，采暖空调的能耗约占建筑能耗的60%[1]。外墙外保温是降低采暖空调能耗的重要技术措施。
很多学者针对保温层厚度的确定进行了大量的研究。AlKhawaja[2]用寿命周期费用分析法给出了卡塔尔多哈地区墙体的最佳保温层厚度，并对不同类型的保温层进行了比较。Mahlia等[3]针对马尔代夫商业建筑采用现值法得出了不同绝热材料最佳保温层厚度和墙中空气间层厚度对节能性和减排量的影响。Sisman等 [4]分析了土耳其4个城市采暖建筑外墙和屋顶最佳保温层厚度和度日数的关系。Tosun等 [5]用人工神经网络法确定保温层的厚度。Arslan等[6]、Ucar[7]考虑水蒸气的凝结用火用经济学研究了墙体保温层的最佳厚度。AlSanea等 [8] 、Daouas等 [910]、Ozel[1113]等采用动态方法计算建筑物的能耗，并分析了保温层的最佳厚度，动态能耗计算方法更准确的反应了围护结构的能耗状况，可以进一步提高保温层厚度计算的准确性。Bolattürk[14]、Mahlia等[15] 、zkan等[16] 、S Ylemez等[17]研究人员采用P1-P2经济性模型对最佳保温层厚度进行了研究，该模型考虑了能源价格的增长对最佳保温层厚度的影响。Bolattürk [18]、Dombayci等[19]、Ucar等[2021]、Kaynakli[22]、Ekici等[23]等研究人员对燃料种类对保温层厚度的影响进行了分析和研究。波兰学者Dylewski等[24]考虑经济和环保效益，通过设置权重给出了一个确定最佳保温层厚度的方法，并考虑了燃煤锅炉、热泵、燃气炉和电锅炉4种热源对最佳保温层厚度的影响。
黄建恩，等：既有居住建筑围护结构节能改造热工性能优化
中国研究人员对保温复合墙体的构造、施工技术、施工质量控制等方面的研究较多，但对保温层最佳厚度的研究成果相对较少。陈凡等 [25]运用全寿命周期费用分析建立了最佳保温层厚度的数学模型，并用投资回收期对其经济效益进行了评价。黄春华 [26] 、王厚华 [27]、许建柳 [28]、郭楠 [29]等利用全寿命周期分析法分别研究了长沙地区居住建筑、重庆地区居住建筑、南京地区居住建筑、长春市既有住宅节能改造等情况下墙体保温层的最佳厚度。于靖华、杨昌智、田利伟[3032]等针对夏热冬冷地区的住宅建筑用P1P2经济性模型对寿命周期内的最佳保温层厚度进行了研究。Zhu等[33]对中国不同气候区的最佳保温层厚度和节能量进行了研究，但在研究过程中并没有考虑资金的时间价值，研究结果的精度受到一定的影响。文献[2533]均采用度日法计算建筑物的能耗。
对外墙保温层厚度的确定，尽管已经进行了大量的研究工作，但大多数研究者在研究过程中没有充分考虑窗墙比和外窗的热工性能对最佳保温层厚度的影响，这使得研究成果的应用受到一定的限制，尤其对既有建筑改造工程。不同建筑有不同的窗墙比，更需要研究窗墙比及外窗的热工性能对保温层厚度的影响。本文在《严寒和寒冷地区居住建筑节能设计标准》围护结构节能设计规定的基础上，提出围护结构等效传热系数限值，综合考虑朝向、窗墙比、窗户的类型等因素，建立了外墙保温层厚度计算和围护结构热工性能参数优化模型，该方法可以应用于既有居住建筑围护结构节能改造方案确定和性能参数优化设计。
1等效传热系数及耗热量限值
围护结构（本文特指外墙和外窗构成的围护结构，下同）采暖能耗主要受当地气候条件、室内采暖温度、围护结构性能及窗墙比的影响。对严寒和寒冷地区的居住建筑，冬季采暖空调能耗是建筑能耗的主要部分，为便于研究和应用，忽略各朝向太阳辐射的影响，仅考虑温差传热引起的采暖耗热量。
1.1年采暖耗热量
采暖能耗可按度日法进行计算，单位面积围护结构的年采暖耗热量按下式进行计算
1.2等效传热系数限值
《严寒和寒冷地区居住建筑节能设计标准》（JGJ 26-2010）给出了不同气候分区建筑物不同朝向围护结构窗墙比的限值，外墙和外窗的热工性能限值。根据标准规定的窗墙比、热工性能限值和式（2）可以计算出不同气候分区建筑物各朝向的围护结构等效传热系数。以寒冷地区为例，窗墙比限值北向（N）小于等于0.30，东西向（E、W）小于等于0.35，南向（S）小于等于0.5；外墙和外窗热工性能限值见表1。
寒冷地区不同朝向的围护结构等效传热系数限值计算结果见表2。在既有建筑节能改造过程中只要改造后的建筑物围护结构等效传热系数不超过限值，采暖能耗就可以满足标准规定的能耗限值。由于节能标准规定的不同朝向的窗墙比限值、外窗性能要求不同，围护结构等效传热系数限值因朝向而异。这种差异性将会直接导致围护结构改造方案的不同，确定围护结构节能改造方案需要按朝向且充分考虑窗墙比和窗户性能的影响经优化分析确定。下面将分别给出外墙保温层厚度确定模型和围护结构改造热工性能参数优化模型。
随着人们住房观念的革新以及住房条件需求的提升，既有建筑的节能改造设计也在不断创新。而且，在能源日益紧张的今天，对既有建筑进行节能改造，以达经济性、实用性是非常必要的。在我国，建筑节能目标是和经济发展水平分不开的。在1986年，我国颁布《民用建筑节能设计标准》，节能30%的目标被提出，1995年修订后的《民用建筑节能设计标准》（采暖居住建筑部分），节能目标被提高至50%。接下来的2001年，我国又先后颁布《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》、《建筑节能工程施工质量验收规范》等规范，节能目标被提高至50%。
一、节能改造的背景和意义
随着世界经济的发展，各国能源的消耗量越来越高。全球能源需求量以每年大约2%的速率增长。在马来西亚、新加坡和我国，这一增长速率更高，平均每年都超过5%。而对这些能源的消耗长期资料表明，建筑物能耗能占到总能耗的18%左右。据有关数据显示，截止到2010年，我国既有住房建筑总面积达122亿平方米，占房屋建筑总面积的27%。其中，能耗较高的住宅建筑占到将近85%。而且，建筑能耗约占我国总能耗的26.5%。因此，对既有居住建筑进行节能改造和对节能改造方案的优化设计是具有重大意义的发展作用。
居住建筑为人们提供了赖以生存的物质环境，包括人类必不可少的空间环境、光环境、水环境、气环境等，通过对这些环境的综合，为我们提供了一个完整的物质空间。随着人类社会进步和人们生活水平的提高，人们的居住需求不断趋向舒适化，对住宅物质功能的要求越来越高，经济的发展也激发了人们改善居住环境的欲望，再加上科技的不断进步和节能改造技术的不断成熟使得居住功能的改善和建筑的节能改造成为可能。
二、节能改造的优化方案分析
面对全球能源的日益紧张，世界各国特别是欧美发达国家对节能技术予以了充分重视。近30年来，在建筑节能法规的制定和实施、新型建筑保温材料的开发和应用、建筑节能产品的认证和管理等方面做了很多努力，不但为人类节省了大量的能源，改善了环境，同时取得了可观的经济效益。例如，美国政府通过为各种节能产品制定能效标准，为每个家庭节约了大约200美元，由此带来的社会效益是节能投入费用的1000多倍。
（一）既有居住建筑现有条件分析
1. 既有居住建筑的耐久等级是分为四类。建筑的耐久年限一般在五十年左右。而由于建造年代和建造条件不同，既有居住建筑的现状条件是有很大差异的。根据既有居住建筑的现状条件分析，借鉴建筑的耐久等级，制定节能改造目标和措施，以保证在剩余使用年限内，既有居住建筑具有较好的经济性和节能效果。
2. 既有居住建筑结构类型
现有建筑结构可分为木结构、砌体结构、钢筋混凝土结构和钢结构等。目前，我国的木结构建筑多在山区、林区的房屋建筑中应用，但因木材的生长期太长，我国木材资源十分紧缺，加之木材本身存在着强度低、耐久性差等诸多缺点，在城市中较少出现。砌体结构是由块体和砂浆砌筑而成的墙、柱作为建筑物主要受力构件的结构。20世纪60年代以来，我国多孔砖代替粘土实心砖，在生产和应用上有较大的发展。混凝土结构中的框架——剪刀墙结构的适用范围很广，10～40层的高层建筑几乎均采用这类结构体系。钢结构居住建筑在我国尚属起步阶段，在楼板形式、经济性和市场可接受程度上，尚有许多待完善之处。因此，全国钢结构居住建筑并没有很大规模。
（二）既有居住建筑节能改造措施实现
对既有居住建筑的节能改造所用的材料是节能材料。节能材料的含义一是这些材料在生产时能源消耗较少，二是在建筑物应用后能产生较好的节能效果。
1. 墙体和屋面的节能建筑材料
在二十一世纪墙体的绿色革命到来之际，我国采用新型墙体材料替代实心粘土砖，真正进入良性的自我循环机制。按有关计划，2005年新型墙材产量占全国墙材总量的35%，2010年为45%，2015年将达到55%左右。
在建筑物的围护结构中，一般采用轻质高效的玻璃棉、岩棉、泡沫塑料等保温材料。在实心砌块墙体中，为了提高墙体的保温性能，在砌块之间的空心通道和空隙中填入膨胀珍珠岩、散状玻璃棉或散状矿物棉等松散绝热保温材料。民用建筑屋顶，在天花板上，一般都要铺设玻璃棉或矿物棉毡、垫或松散的保温棉，有的直接吊装玻璃棉或岩棉等保温材料和装饰贴面复合而成的天花板。
2. 门窗和玻璃的节能建筑材料
塑料门窗是近年来国内发展较快的新型建筑门窗。其主体材料PVC塑料异型材具有良好的绝热性能，因此，和传统的金属门窗相比，塑料门窗有着优良隔热保温性能。有关资料显示，单玻塑料窗的传热系数比单玻铝合金窗低28%；双玻塑料窗的传热系数比双玻铝合金窗低38%。塑料门窗以较小的经济代价获得良好的保温性能的特点得以普遍的使用。
节能玻璃包括太阳能热反射玻璃、低辐射玻璃和多功能镀膜玻璃、中空玻璃等多种类型。例如，太阳能热反射玻璃最大特点是利用镀膜能透过可见光而把起加热作用的远红外光反射到室外，同时吸收的太阳热能被镀膜所隔离，使室内热环境得到控制，降低室内空调负荷和减少设备投资。
（三）节能改造的经济可行性分析
根据民用建筑节能改造工程的资料分析，应根据节能改造措施，选择合适、经济的节能建筑材料，确定合理的节能目标。然后利用节能设计软件PBECA20081.00模拟分析节能改造后建筑的整体节能效果，最终确定出最优的节能建筑改造方案。
结语:既有居住建筑节能改造研究符合建筑可持续发展理念，从长远来说，节能改造可发挥优良的经济效益。现阶段的既有居住建筑节能改造措施包括外墙、屋面、门窗隔热保温系统三个方面内容。当然，这些措施的选择要和经济发展水平相适应，这样才能根据既有居住建筑的剩余使用年限和建筑结构，确定合适的节能目标，对相应的节能改造设计方案进行成本优化分析，来确定最优的节能改造方案。对于既有居住建筑节能改造方案的实施，地方政府应加大宣传、扶持力度，给予房屋所有者以政策引导与适当的资金支持，然后再由相关的机构提供一些节能改造技术支持，来调动广大房屋所有者的积极性。在充分成熟的社会环境条件和技术条件的影响下，节能改造的投资必定能得以实现。
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