超高层住宅项目建筑节能经济分析

肖曙露+陈莉

摘要：以合肥市某超高层住宅建筑项目为例，探讨了合肥地区居住建筑实施建筑节能65%的可能性。对合肥市某超高层住宅建筑项目7#住宅楼，运用清华斯维尔节能软件计算了项目节能率，并对达到安徽地区节能50%强制性节能要求和节能65%时的节能技术经济可行性进行了分析对比。

关键词：超高层;居住建筑;节能;经济分析

中图分类号：TU111.195

文献标识码：A文章编号：1674-9944（2014）12-0209-05

1引言

随着我国经济的快速增长，资源环境的约束日趋加大。作为国民经济重要产业之一的建筑业，是节能减排最重要的领域之一。目前，我国每年约新增20亿m2新建建筑，建筑能源消耗占到社会能源总消耗量的27.5%。因此，我国应大力倡导建筑业绿色低碳发展，抓紧实施建筑节能的各项政策措施。

北京、天津等已从2005年开始执行居住建筑节能65%设计标准;重庆、上海等已从2008年开始实施居住建筑节能65%设计标准;此外，河北、江苏、浙江等省已从2011年起开始实行建筑节能65%设计标准。安徽省近几年一直在稳步推进建筑节能工作，2011年安徽省发布新的《安徽省公共建筑节能设计标准》和《安徽省居住建筑节能设计标准》，新标准是在安徽省2007版建筑节能设计标准的基础上，结合最新的国家标准及行业标准，针对本省的气候特点以及工程建设的具体情况进行编制的。新标准确定了全省公共建筑、居住建筑均统一执行夏热冬冷地区节能设计标准，改变了原先将安徽划分为两个气候区的做法，这样就避免了由于不同地区执行不同标准，给建筑的设计、施工、管理等工作带来的复杂性。

经过多年的技术发展与探索实践，当前安徽省居住建筑节能50% 的强制性要求已得以深入贯彻，下一步的工作重点将是实施节能65% 标准;而通过对现有50%节能标准技术经济和节能效果评估是选择和探索下一步实施节能65% 标准的基础。文章结合合肥某超高层住宅项目的实际情况，就夏热冬冷地区居住建筑实现节能50% 强制要求和实施节能65% 的可行性，及其相关技术经济情况进行了探讨和对比分析。

2合肥市某超高层住宅建筑项目基本情况

本项目位于合肥市中心核心地段，整体项目为135万m2城市生活综合体，总建筑面积达327457m2，集五星级酒店、甲级写字楼、购物超市、精装公馆为一体。项目容积率8.2，绿化率25%，目前精装公馆销售均价11800元/m2。其各项参数见表1，标准层平面图见图1。

图1住宅标准层平面图

本课题以项目一期M7综合楼精装公馆为案例进行节能计算分析。M7楼地上部分包括三栋住宅（R6：49层，R7：46层，R8：43层），以及高层裙房（1～5层为商业，6～9层办公）。地下三层，分别为自行车库、设备机房及机动车库等。本文仅以R7#楼10层以上住宅部分为例来进行技术经济分析。主楼R7建筑总高度158.45m，其中住宅楼净高111m，建筑面积34254.7m2。项目没有以建筑节能为主要目标，仅达到了安徽省规定的居住建筑节能50%的最低标准，因此本课题的研究目标为：根据合肥地区的气候特点，通过现有成熟技术的优化组合达到居住建筑节能65%的目标，并从中寻求易于市场推广且适合于地域特点的建筑节能技术 。

3合肥市某超高层住宅建筑项目M7#

住宅楼节能技术

本项目在方案设计阶段并没有将建筑节能作为项目追求的目标，仅以安徽省规定的建筑节能50%最低标准作为标准，并根据安徽省市场情况和合肥地区气候特点，结合本项目具体特点，采用了以下措施来保证建筑节能率：外墙体系采用无机保温砂浆，屋面体系采用无机发泡硬质保温隔热层，外窗体系采用断热铝合金低辐射中空玻璃窗（遮阳型），通往封闭及非封闭户门均采用节能门，变频供水系统采用微电脑智能控制的变频供水系统，照明采用智能照明系统等节能技术。具体建筑节能技术见表2。

通过对本住宅楼项目设计文件的分析，应用建筑业中通用的清华斯维尔建筑节能软件对其进行热工计算，验证该项目的节能设计是否达到相关节能标准及具体的节能率。使用清华斯维尔建筑节能软件，建立7#楼热工计算模型，通过计算机分析得出节能率为51.16%，符合安徽省建筑节能50%的标准。

4合肥市某超高层住宅建筑项目建筑节

能分析

4.1合肥市某超高层住宅建筑项目65%节能的目标

实现

为发展节能型建筑，建设节约型和谐社会，我国将建筑节能发展分为三个阶段：即节能30%、 50%、65%三个阶段。目前，节能50%的设计标准已在安徽省得到贯彻落实，而如何在现有建筑设计标准上，通过进一步改进围护结构的热工性能、提高空调采暖设备性能及外门窗物理性能，以及加强自然通风能方面，使现有建筑在节能50%的基础上再提高15%。鉴于安徽省目前尚无建筑节能65%设计标准，因此我们在进行65%节能设计标准的探索时，参考了安徽省2011年最新修订的《安徽省居住建筑节能设计标准（夏热冬冷地区）》及《安徽省建筑节能设计标准》节能50%的基本思路，应用目前工程中常用的清华斯维尔建筑节能软件，通过“对比分析评定法”对建筑物的能耗进行综合评价并判定。据此分析，若居住建筑要实现65%节能的设计目标，重点应提高围护结构热工性能节能和对空调采暖设备的选择，以及对新能源的利用等方面。

由于本住宅项目节能设计目标是以50%节能设计的，因此在对节能65%住宅进行设计时，以现有住宅项目为对比，通过增加节能材料的使用来达到节能65%的目标。通过清华斯维尔建筑节能软件模拟计算得出，在仅对节能50%住宅的围护结构（外墙、屋面、外门窗、分户墙、楼板、外遮阳等）进行节能改造时，其建筑节能率能够达到57.5%。对于空调采暖设备，节能软件中默认值为：普通配置，采暖能效比为采暖1.9、空调2.3。而随着空调技术的不断发展，目前市场上的家用空气源热泵空调器的空调，采暖能效比已显著高于默认值，因此，我们选用能效比≥4级的分体式空调，此时软件计算结果达到65.73%。endprint

通过以上计算分析可以得出：提高建筑节能效果应优先选用先进的成套节能技术体系，包括提高外围护结构热功性能、合理设置活动外遮阳等，以及选用合适的空调系统等能够使超高层建筑实现65%的节能目标。此外，在设计对比中，65%节能体系还增加了新风系统和太阳能热水系统，这样就进一步减少了能源的消耗，保证65%节能目标的实现[3]。

4.2节能技术经济分析

通过对建筑结构分析，分解建筑围护结构各组成部件，可以得出影响建筑物能耗高低的因素主要是外墙、外门窗、外遮阳以及屋面等，因此在选择节能方法和对节能效果的对比上也重点考虑了这几部分。结合本项目7#楼的实际材料使用情况和目前市场行情，本文选择了目标值65%节能条件下相对于设计值50%节能条件下节能技术经济分析，对外墙、外门窗、屋面、外遮阳等进行了优化设计，采用先进的节能技术体系[4，5]。

4.2.1普通住宅和节能住宅的基本情况

通过表3可以看出，7#楼通过选用不同的围护结构节能技术体系，分别达到了目标节能效果。其中，50%节能采用的节能技术是原项目设计文件的节能技术，节能效果达到了51.16%，满足当前安徽省夏热冬冷地区居住建筑节能率50%的强制性要求。而65%条件下，通过对外围护结构的建筑节能技术的优化，以及采用先进的空调系统，节能效果达到了65.73%（其中仅通过对围护结构建筑节能技术的优化可以达到节能58.25%的效果）。此外还有增加的新风系统和太阳能热水系统，可以进一步保证节能效果达到65%以上。

的节能单价

1.外墙 墙材为240mm普通烧结多孔砖，无任何保温措施 墙材为：煤干石砌体（200.0mm）采用35mm 的无机聚合物保温砂浆外墙外保温系统 新型墙材（240mm烧结页岩砖）结合30mm的聚合物保温砂浆+聚氨酯硬泡外墙外保温系统 基准价 ①增加60元/m2

②增加62元/m2 ①增加72元/m2

②增加75元/m2

2.屋面 普通保温防水屋面（保温材料为珍珠岩） 普通保温防水屋面（保温材料为无机保温聚合砂浆） 倒置式防水保温屋面（保温材料为5 0mm的挤塑聚苯板） 130 元/m2 ①增加55元/m2

②增加5元/m2 ① 230元/m2，增加100元/m2

②增加10元/m2

3.外门窗 普通铝合金单层玻璃窗 铝合金（断热铝）型材，普通双层中空玻璃窗5+12A+5 断热铝合金型材，5+12A+5双层中空玻璃 350 元/m2 ①680 元/m2

②增加59元/m2 ① 680 元/m2，

增加330元/m2

②增加59元/m2

4.分户墙 240mm普通烧结多孔砖 蒸压加气混凝土砌块（200.0mm） 蒸压加气混凝土砌块（200.0mm） 基准价 基准价 基准价

5.楼板 户内为普通钢筋混凝土楼板 户内为普通钢筋混凝土楼板 户内为普通钢筋混凝土楼板 基准价 与普通住宅相同 与普通住宅相同

6.户门 普通防盗门 钢质节能户门，双层金属门板（ 中间填设20mm岩棉） 钢质节能户门，双层金属门板（ 中间填设20mm 岩棉） 1300元/樘 ①2000元/樘

②增加16元/m2 ①2000元/樘

②增加16元/m2

7.外遮阳 无 无 采用铝合金百叶可调式外遮阳系统 0 0 ①2000元/m2

②增加50元/m2

8.新风系统 无 无 采用单户式单向流空气置换系统 0 0 ①2 800元/套

②增加23 元/m2

9.太阳能热水系统 无 无 选择分体承压式太阳能热水系统 0 0 ①9100元/套

②增加74 元/m2

10.空调设计 无 普通配置，采暖能效比为采暖1.9、空调2.3 选择能效比≥ 4 级的分体式空调 0 0 ①增加500000 元

②增加16 元/m2

合计 实际节能率51.16% 实际节能率65.73% 增加142元/m2 增加323/m2（不计新风系统和太阳能热水系统为增加226元/m2）

注：1.以上是基于合肥某超高层住宅楼在采用某种确定产品的情况下所做的测算;增加是指与未实行强制性节能要求时一般意义上的普通住宅相比所增加的成本。该楼住宅楼标准层建筑面积33864.36  （外轮廓线） m2，无架空层;

2.以上价格中①以每平方米该部位的建筑面积计，部分数值为平均值，②为①中的价格折算到每平方米住宅建筑面积上的价格;

3.因空调设备能效比提高而增加的成本按照三室二厅和二室二厅分别配置5台和3台分体式空调进行估算，其价格以格力品牌为例

4.2.2经济分析

本项目基本工程造价（没有节能要求）约1500元/m2。通过表3计算可得，7#楼为实现节能50%强制要求增加成本142元/m2，增加成本约占总造价的9.5%，而65%节能条件下，需增加成本185元/m2，增加成本约占总造价的15%。节能住宅增加的成本主要体现在外门窗、外墙和屋面等围护结构上，三项成本增加总共为126元/m2和144元/m2，分别占总造价的8.4%和10%，分别占总增加成本的88%和80%，与理论分析结果想吻合。总体而言，为达到建筑节能要求而增加的围护结构建筑节能技术成本较高，空调采暖设备的建筑节能技术成本较低，以7%的增加成本达到了增加近7%的节能效果。此外，为保证节能效果，以及融入绿色低碳的理念，在节能65%条件下，增加了新风系统和太阳能热水系统，减少不可再生能源的消耗，增加新能源的利用。

5建筑节能经济分析评价endprint

通过以上建筑节能技术经济分析，我们可以从以下几个方面来进行评价。

5.1经济方面

从7#楼的的实际情况来看，节能住宅相对于普通非节能住宅造价有所增加。其中，要达到50%节能强制性要求需增加造价9.5%，而达到65%节能标准需增加造价15%左右。虽然为达到节能要求而增加的工程造价所占比例和增加绝对值较高，但是相对于本住宅项目11800元/m2的平均售价而言，增加的成本还是可以接受的。对于节能型住宅的评价，不能仅仅局限于工程造价，一方面，国内建筑节能市场起步较晚，部分建筑节能技术成本较高，比如要达到65%节能要求时，对外遮阳系统的改造成本就很高。但是随着建筑节能市场的发展和建筑节能技术的成熟，建筑节能技术成本总体上将会不断下降。另一方面，节能型住宅相对于普通非节能住宅，其产生的经济效益、社会效益以及环境效益都是不可估量的，其对节能减排、保护生态环境、提供建筑工程质量、改善住宅性能和实施可持续发展等具有重大意义。具体而言，较高的成本换来的是高品质的住宅，提高了居住环境舒适度，同时降低了居住使用成本，为消费者带来实实在在的利益。

5.2空调设备方面

对65%节能设计的探讨中，围护结构的建筑节能率达到了58.25%，空调采暖设备只需承担6.75%，而且空调采暖设备节能只需选择目前市场上能效比≥ 4 级的分体式空调即可。但需要注意的是，建设节能型住宅不能进入一味依靠提高围护结构保温性能来保证节能率这个误区。从目前市场技术来看，单纯依靠提高围护结构保温性能达到65%节能目标不仅需要增加高比例的成本，而且技术上也有一定的风险，比如外保温板的安全性问题、聚氨酯现场喷涂的平整性问题、保温系统的耐久性问题以及保温材料对施工环境的苛刻要求等。从本项目7#楼的技术经济分析来看：建筑节能率从50%提高到65%，围护结构增加了210元/m2，空调设备增加16元/m2，分别占总造价的14%和1.1%，因此选用空调采暖设备提高建筑节能率具有较好的经济性。

5.3外遮阳技术方面

由于我国外遮阳标准体系初步构建，尚属于发展阶段，所以外遮阳技术的可选择性较少且成本较高。从表3中可以看出，仅外遮阳一项就增加成本50元/m2，占总增加成本的22.1%，所占比例略高。因此，外遮阳技术急切需要科研单位尽快开发出成本适当、节能质量符合规范要求且适合当地居住建筑的外遮阳系统产品。

5.4新风系统与太阳能热水系统方面

新风系统与太阳能系统的设置对节能建筑的贡献并非体现在节能率的提高上，但从增加住宅的舒适度上，以及推广利用新能源等方面分析，它们都是极具优势的节能措施与技术。从成本增加的角度来看，新风系统与太阳能热水系统的增加值分别占总造价的1.5%和5.3%。虽然太阳能的单项增加成本较高，但是以太阳能作为热源有显著的经济性，不仅能使消费者的住宅使用成本明显降低;同时，广泛使用太阳能等清洁能源，不仅能够减少二氧化碳的排放量，而且能够减少由于化石能源的消耗而产生的污染物，带来良好的环境效益和社会效益，做到真正的低碳环保。

6结语

当今世界，走绿色低碳发展之路已成为共识。我国正处于新型城镇化的快速发展阶段，新型城镇化对我国建筑业提出“集约、智能、绿色、低碳”的要求，而要实现绿色低碳发展，要以两个方面为重点：一方面要大力发展新能源和可再生能源，另一方面要大力发展建筑节能。因此，我国建筑业应抓住战略机遇，以绿色、低碳为发展理念，改变发展思路，调整发展方向，走可持续发展道路。

参考文献：

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[2] 安徽省建筑设计研究院，合肥市城乡建设委员会/安徽省住房和城乡建设厅，安徽省质量技术监督局. DB34/1467- 2011安徽省公共建筑节能设计标准[S]. 合肥：建筑设计研究院，合肥市城乡建设委员会/安徽省住房和城乡建设厅，安徽省质量技术监督局，2010/2011.

[3] 中国建筑科学研究院/中华人民共和国住房和城乡建设部. JGJ134-2010夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准[S]. 北京：筑科学研究院/中华人民共和国住房和城乡建设部，2010.

[4] 中国建筑科学研究院/中华人民共和国住房和城乡建设部.GB/T 50378-2006绿色建筑评价标准[S]. 北京：筑科学研究院/中华人民共和国住房和城乡建设部，2006.

[5] 住房和城乡建设部科技发展促进中心，上海市建筑科学研究院（集团）有限公司/中华人民共和国住房和城乡建设部.绿色超高层建筑评价技术细则 建科〔2012〕76号[S]. 住房和城乡建设部科技发展促进中心，上海市建筑科学研究院（集团）有限公司/中华人民共和国住房和城乡建设部，北京： 2012.

[6]崔新明，廖春波. 杭州市景上公寓建筑节能技术经济分析[J].住宅科技，2008（2）：6～11.endprint