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绪论:在寻找写作灵感吗?爱发表网为您精选了8篇建筑节能的技术措施,愿这些内容能够启迪您的思维,激发您的创作热情,欢迎您的阅读与分享!
【关键词】:节能住宅节能技术措施运用
【 abstract 】 : building energy consumption in China at present already accounts for 30% of the energy consumption, the energy conservation of the building is the necessary product development construction. With China's new energy saving the implementation of the standards, this paper summarizes the development status and energy-saving residential the significance of energy saving, analyzes the residential building energy consumption, green energy-saving building materials content such as development and the relevant measures.
【 key words 】 : energy-saving residential use energy-saving technical measures
中图分类号:TU201.5文献标识码: A 文章编号:
一关于建筑物屋面的节能技术
这主要是因为建筑物的围护结构中的保温性能,在这方面耗能的好处是既能减少空调的耗能量,是人的舒适感增强,还能在一定程度上起到节约造价的问题,下面就针对屋面结构来谈谈哪些措施可以帮助节能。
(一)架空板隔热技术。
这里所说的架空板隔热主要是在已经整理好的防水层面上进行架空板的工作,首先架设平板型的通风隔热层,这样还可以进行通风屋脊的设计,如果不想要被太阳直射,还可以进行通风口的建设,这样进行架设的隔热板就起到了相应的作用,并且在施工的过程中也比较简单,没有太多技术上的问题,在对屋顶的荷载也没有太大的影响,效果也非常好。
(二)进行绿化屋顶的种植。
现在我国很少有绿化屋顶的设计,这主要是因为我国城市建设的迅猛发展,其实如果可以将绿化的创意进行到屋顶的应用当中,也是非常好的办法,这样不但可以实现城市绿化的目的,还可以在一定程度上缓解能源的大量浪费,对于有害气体的排放也可以起到,抵制的作用,最重要的是改善了城市的空气质量,是一项新型的创意。
(三)进行倒置式的屋顶设计。
这种想法是不同于传统屋顶的建设的,主要是将传统屋顶设计上的保温层和防水层进行系统上的颠倒,也就是倒置工作,传统意义上的屋顶设计是将防水层放在保温层的上面,而这种设计理念是将保温层放置于防水层的上面,在这项工作中,要使用“憎水性”的这种保温材料,这样可以增加其导热系数,还有基于传统的设计理念,将防水层放置于保温层的上方,还容易减少防水层的寿命,加速了防水层的老化,更不利于能源的建设,所以说倒置式的屋顶设计也是非常利于节能的。
二外墙体节能施工技术
(一)普通墙体施工
外墙体的砖承重墙一般采用整砖平砌,孔洞垂直方向且长圆孔顺墙长方向设置,空心砖不宜砍凿,不够整砖时用实心砖外砌,墙中洞口预埋件和管道处,应用实心砖砌筑,并在砌筑时留出或预埋,不得随意凿孔和用水泥砂浆填孔,避免外墙体出现通缝、不密实、冷热桥的现象。在空心砌块墙体中,旌工技术部门根据设计施工图和工程的具体要求及旌工条件绘制砌块排列图。要针对砌块建筑的墙体热阻值低、砌体和粉刷易开裂、灰缝和裂缝处易渗漏等不利因素,从施工角度采取技术措施予以确保。
(二)墙体保温施工
墙体保温系统的施工是墙体节能措施的关键环节。墙体的保温层通常设置在墙体的内侧或外侧,设在内侧技术措施简单,但保温效果不如外侧,设在外侧可节省使用面积,但粘结性差,措施不当易产生开裂、渗水、脱落、耐久性减弱等问题,造价一般也高于内设置。
三 外窗系统节能分析
窗系统包括窗框、玻璃、密封材料等。早期的住宅设计中,窗框、玻璃受材料的限制及一些施工遗憾,是建筑耗能的重点部位。此外,选用玻璃的种类,窗与墙体之间,玻璃与窗框之间的密封,窗的结构形式、形状、朝向等,都会影响建筑物的热损失。
(一)窗户类型对保温隔热的影响
传统单层窗的保温、隔热性能较差,所以采用双层玻璃窗甚至多层玻璃窗,通过增加的玻璃及双窗间的空气层,降低外窗系统的导热系数,减少冬季的采暖能耗,达到节能的目的。
(二)窗框选材对保温隔热的影响
窗框材料的选择,将影响外窗系统的传热与散热量。铝合金的导热系数最大,保温隔热性能差,易成为窗系统中的热桥;木材具有良好的保温隔热性能,但容易吸水或吸潮变形,随着季节变化还易发生形变,塑料窗导热系数低,具有良好的热工性能,随着工业技术的发展,其产品日趋成熟,是具有发展潜力的新型窗框材料。
(三)玻璃构造及选材对保温隔热的影响
窗系统热工性能要提高,尤其是玻璃材料的改善,首先结合现代工艺,改善玻璃的热工性能,推广新兴产品应用。如能吸收大量红外线辐射而又保持良好可见光透过率的吸热玻璃;具有较高的热反射性,并保持良好透光性的热反射玻璃;由两层玻璃组成的有极好的隔热效果的中空玻璃。
四 绿色节能建材发展
随着科学技术的不断发展,能源短缺已不容忽视,节约能源已受到世界性的普遍关注。因此,能源问题将成为本世纪的热门话题。
(一) 优化建筑设计
建筑造型及围护结构形式对建筑物性能有决定性影响。直接的影响包括建筑物与外环境的换热量、自然通风状况和自然采光水平等。而这三方面涉及的内容将构成 70%以上的建筑采暖通风空调能耗。不同的建筑设计形式会造成能耗的巨大差别。然而,建筑物是个复杂系统,各方面因素相互影响,很难简单地确定建筑设计的优劣。这就需要利用动态热模拟技术对不同的方案进行详细的模拟测试和比较。
(二)建筑围护结构材料和部件
开发新的建筑围护结构 部件,以更好地满足保温、隔热、透光、通风等各种需求,甚至可根据变化了外界条件随时改变其物理性能,达到维持室内良好的物理环境同时降低能源消耗的目的。这是实现建筑节能的基础技术和产品。主要涉及的产品有:外墙保温和隔热、屋顶保温和隔热、热物理性能优异的外窗和玻璃幕墙、智能外遮阳装置以及基于相变材料的蓄热型围护结构和基于高分子吸湿材料的调湿型饰面材料。
(三)建筑中的可再生能源
可再生能源包括太阳能、风能、水能、生物质能、地热能、海洋能等多种形式。可再生能源日益受到重视,开发和利用可再生能源是世界能源可持续发展战略的重要组成部分。
【结束语】
住宅工程建筑节能是一项系统工程,节能已经逐步成为开发商品牌知名度的一部分。全面充分地考虑工程的各主要分部的节能要求,选择节能效果好、应采用全费用成本低的节能方案,并且在设计、施工过程中注意质量的控制、细部节点的把握,将成为我们在住宅工程建筑节能中的主要任务。节能型住宅是指在保证住宅功能和舒适度的前提下,减少能源消耗,并且尽可能对资源进行循环利用,要在设计实践中努力贯彻节能措施,积极探索研究节能技术。
【参考文献】
[1]王立雄.建筑节能[M].天津建工出版社,2004.5
[2]龙惟定.国内建筑合理用能的现状及展望[J].能源工程,2001.(2)l-6.
[3]隋艳娥居住建筑节能研究[学位论文]硕士2005
[4]建筑节能工程施工质量验收规范2007
关键词:建筑工程;节能技术;措施;效果
中图分类号: TE08 文献标识码: A 文章编号:
引言
建筑节能是指在建筑中提高能源利用效率,用有限的资源和最小的能源消费代价取得最大的经济和社会效应,是贯彻可持续发展战略、实现国家节能规划目标、减排温室气体的重要措施,是全球环保运动发展的主要趋势之一。在工业、建筑、交通三大传统高能耗领域,建筑能耗所占的比重不断上升,建筑节能已成为节能研究和实践领域的核心课题。对于中国这个世界上最大的建筑市场来说,建筑节能更具有特殊的意义和作用。目前中国建筑行业能耗巨大,其总能耗约占全国总能耗的37%左右,远高于世界建筑能耗占能源总消费量的30%的平均水平,而且既有建筑中99%为高能耗建筑。因此,推广和应用建筑节能技术对于中国实现可持续发展具有重要意义。
一、建筑工程节能施工的重要意义
首先,建筑工程施工节能是涉及跨行业、跨学科、综合系统的先进技术。建筑行业施工节能不仅涉及土木工程学、城市规划、机电设备、电子信息等众多学科和领域,而且也与经济技术、人文科学和行为科学存在着密不可分的联系。其次,节能施工技术的推广和应用具有重要的意义,这不但能够促进建筑工程行业相关技术的发展和创新,而且也推动了建筑工程行业整体水平的提高。工民建筑工程中建筑节能充分体现了可持续发展的理念,也体现了建筑科学技术的经济增长点。在加速国民经济发展的同时,带动了相关产业的发展,保护了生态环境。再次,建筑工程施工节能技术重点强调了对于新能源等可再生能源的开发与利用,例如光能、太阳能、风能等可循环利用的资源,节约或者降低对于传统能源的使用。在工民建筑中推广节能施工技术能够提升建筑工程整体技术的应用水平,促进经济的循环发展。
二、建筑节能的技术措施及其效果
1、墙体节能技术
墙体节能技术主要是指在墙体中增加保温隔热层,通过减少墙体内外热能传递而达到室内冬暖夏凉的效果。墙体节能技术主要有外墙自保温、外墙内保温、外墙外保温3种形式。
1.1外墙自保温
外墙自保温是指将围护和保温合二为一,依靠墙体材料自身节能阻热的热工性能达到节能要求的外墙保温体系。作为自保温的墙体材料有好几种,如蒸压加气混凝土砌块、节能型烧结页岩空心砌块、轻集料混凝土小型空心砌块、发泡混凝土现浇或砌块等,目前工程中应用较多的主要是加气混凝土砌块。虽然自保温技术具有较长的建筑使用年限、造价较低、施工方便、安全、缩短建设周期等众多优点,但由于自保温材料强度比较低,导热系数较其他高性能保温材料较大,以及抗裂性不理想,容易产生墙体开裂现象等问题,所以在推广方面受到一定影响。外墙自保温技术的发展在国内已引起普遍关注,部分地区也在陆续推广墙体自保温新技术、新工艺,如哈尔滨、江苏、重庆等地新建住宅工程中,相继推出复合混凝土空心保温、陶粒加气混凝土保温砌块、烧结空心砖等自保温墙体系统。
1.2外墙内保温
外墙内保温是指在外墙结构的内侧设置保温层,将保温材料复合在外墙内侧。虽然内保温具有对饰面和保温材料的防水、耐候性等技术指标的要求不高、取材方便等优点,保温材料被楼板所分割,仅在一个层高范围内施工,不需要设脚手架,施工速度快,操作方便灵活,但其缺点也显而易见,如减少了室内使用面积、饰面层较易开裂、热桥问题不易解决,尤其是圈梁、楼板、构造柱处于热桥部位,在局部温差影响下易产生结露现象甚至引发保温墙体发霉开裂的可能等,在推广中也不太顺利。
1.3外墙外保温
外墙外保温是指在外墙结构的外侧设置一个保温层,将保温材料复合在外墙外侧。对比其他外墙节能保温技术,其有以下优点:适用范围广;可以避免产生热桥效应;保护主体结构,大大降低了自然界温度、湿度、紫外线等对建筑主体结构的影响;有利于改善室内环境,扩大室内的使用空间。与内保温相比,采用外墙外保温一般能使每户使用面积增加约1.3m2~1.8m2;既有利于建筑节能改造,又便于丰富外立面,使既有建筑外观焕然一新。近年来,随着我国建筑节能工作的不断深入和用于外墙外保温的材料与技术不断改进,外墙外保温由于其优越性正日益受到重视。
2、屋面节能技术
2.1保温材料的选择
在选择房屋建筑屋面的保温隔热材料时,必须依据相关的设计要求及效果产品的技术要求进行选择,重点把关吸水率、容重、外观以及导热系数等多种性能参数确保其合理性。
2.2实施倒置式屋面
倒置式屋面主要指对传统房屋建筑屋面构造中的防水层及保温层实施必要的颠倒处理,即置换保温层与防水层的位置,让防水层处在保温层的下面。但此种方法不利于防水的施工和后期检修,应充分考虑后使用。
3、门窗节能技术
3.1对住宅窗墙比进行适当地控制
住宅窗墙比主要指房屋建筑窗户洞口所占的面积与房屋建筑立面单元所占的面积的比值,北向窗其窗墙比不宜大于20%;东向窗不宜大于30%;西向或者南向不宜大于35%。
3.2设置温度阻尼区
在房屋建筑的门窗施工中,应该制定相关的“温度阻尼区”。“温度阻尼区”主要指在室内及室外的中间设置一个层次,称为中间层次,与热闸相同。
3.3选择新型的玻璃
新型的玻璃主要指低辐射的玻璃(LOW-E)低辐射玻璃的表层由一层半导体氧化物及锡氧化物等多种涂层薄膜组成。低辐射玻璃在制作成中空玻璃后,隔热保温性能大幅增加。
3.4提高住宅外窗的气密性
选择密封效果比较好的新型门窗材料,同时可以选择密封膏、弹性密闭型材料、弹性松软型材料以及边框等在墙及门窗框之间的缝隙处实施灰口密封;选择泡沫密封条、橡胶、高低缝、橡塑以及回风槽等进行扇及框的密封;选择缝外压条、高低缝以及密封条等进行两扇之间的密封;选择多种弹性压条进行玻璃及扇之间的密封。
4、采用照明节电控制系统
采用先进的照明控制系统,用先进的照明控制器具和开关对照明系统进行控制。在道路照明系统,采用道路照明控制系统,通过控制电压波动的手段,克服电压波动对道路照明和照明产品寿命的影响,以达到较好的照明及节能效果。在室内照明控制中,主要采用声控、光控、红外等智能化的自动控制系统,减少照明用电和延长照明产品寿命。
5、新能源和可再生能源利用技术
加强新能源和可再生能源的利用,是一项拥有非常广阔的市场、前景十分诱人的节能技术途径,其节能效果主要体现在以下几个方面:
(1)寒冷地区,在建筑中应用中低温地热采暖,可以节约常规能源,减轻大气污染,提高生活质量,降低采暖费用。
(2)在广大城镇和农村大力推广应用太阳能热水系统,为居民提供洗澡热水和其他生活热水,是我国在建筑中应用新能源和可再生能源最为成功的项目。
(3)被动式太阳能技术成熟、增加投资少、节约能源、有利环保,是解决广大农村冬季采暖的好办法,在我国采暖区的广大农村应用市场广阔。
三、结束语
建筑节能问题的根源就在于社会要谋求科学的、可持续的发展。建筑节能是最近几年社会建筑发展的一个基本趋势,也是建筑科学技术的一个新的增长点。因此,建筑企业应坚持不懈,抓住时机地推进建筑节能,并根据情况推进建筑节能,用不同的方式来加快建筑节能的脚步,使我国早日迈进世界能源大国的行列。
参考文献
[1]周翠英,黄海龙.如何加强工民建筑工程施工中节能技术的创新与发展[J].湖北建筑学报,2011,(8).
[关键词]节能技术;措施;探究
中图分类号:TU31 文献标识号:A 文章编号:2306-1499(2014)13-0199-01
社会环保理念的深入落实,促进了建筑节能技术的开发。节能建筑是根据气候变化规律,通过对建筑物的设计、材料、施工以及外部环境进行综合分析,采用科学的技术方式建成的具有节能效果的建筑。随着现代建筑施工技术的提高,节能技术在现代建筑施工中得到了逐步推广和应用。当前社会主义建设的发展步伐,坚持科技创新、探索与实践,科学的分析节能建筑技术,有利于实现环保型社会建设。文章主要针对节能建筑内涵的节能技术进行了简要分析与探究。
1.节能建筑的内涵及特征
节能建筑是现代绿色建筑理念的深化,它是追寻一定的气候变化规律,对相关建筑物的规划、材料、风向、采光、辐射以及外部空间环境进行综合分析,运用合理的施工技术进行建设的具有节能效果的低能耗建筑,节能建筑的规划和布局要与自然环境相融合。节能建筑所包含的特征有:
1.1减少能源消耗
现代建筑理念下,节能建筑的建设施工,从设计、施工到应用过程中,要尽量做到减少建筑资源消耗,实现能源节约,促进节能建筑的开发与创新。
1.2多元化实用性
节能建筑的结构材料,有求必须具备一定的能够适应实用功能的足够刚性强度、安全稳定性,耐久性能、同时还具有保温、防水功能。
1.3节能性环保
节能建筑的结构材料,要具有一定的环保节能效能,有利于环境的优化与保护,要采用低污染材料,利用清洁能源,减少建筑的环境污染。
2.建筑节能技术的质量要求
节能建筑技术施工过程中,往往需要按照因地制宜的设计原则,充分考虑建筑所在节能建筑技术施工过程中,往往需要遵循因地制宜的设计原则,充分考虑建筑所在地域的气候变化条件,结合节能建筑的功能需求及适用期限,实施超前性技术保障原则,严格做到以下技术质量要求。
2.1合理的空间布局
节能建筑的建筑主体要有合理的空间布局设计,建筑群之间和建筑结构内部,要有良好的空间规划,节能建筑群一般不采用周边式布局型式,要根据建筑物的高低及功能需求,综合考虑采光、通风等自然环境因素的影响,尽量采用因地制宜原则空间布置。
2.2良好的密闭性能
节能建筑结构要具有良好的密闭性能。节能建筑的门窗型材应采用塑料、木料、铝合金或者断热彩钢等传热性能不高的材料,门窗安置要有利于实现采光、通气和自然通风性能。建筑外部门窗材料还应具备良好的水密性、气密性、隔声性能和抗风压性能。
2.3稳定的耐久性能
安全稳定性、耐久可靠性能是节能建筑在使用期限内节能效能及工程质量的重要表现指数。节能建筑的节能技术施工,应在保障工程质量安全的基础上,运用牢固节能施工技术,选取优质建筑施工材料,采用复合构造做法,增强耐久性。
2.4有效的环保性能
节能建筑应尽量加大建筑物之间的间距,提高建筑群空间的绿化设施布置,实现由落叶乔木、常绿灌木及地面草皮植被组成的空间立体型绿化体系,有利于有效吸收和遮挡太阳光线的辐射,适当降低地面对太阳辐射的反射,减轻建筑区域的高温热岛现象。
3.加强建筑节能技术应用的措施
3.1建筑节能理念,增强能源利用
在建筑节能理念上,采取阻隔热量传递、反射太阳辐射等被动式节能方法已经不能满足实际建筑节能技术的要求,建筑节能技术施工人员还应重视主动利用太阳能、地能等可再生资源开展节能。太阳能热发电是太阳能利用中的重要项目。减少其他能源消耗,并可以遮挡太阳辐射,起到一举两得的效果;此外,充分利用地下水冬暖夏凉的特点,与建筑物室内进行热交换,循环调节建筑室内温度,可以较好地改善居住环境,节省能源。
3.2加强墙体的保温
适当增加外墙保温隔热效能,提高热阻,高效保温隔热材料设于主体结构外侧,可减缓熟量进入墙体,用空心砖、加气混凝上等新型墙体材料代替实心粘土砖,提高建筑物的气密性,墙内设置空气间层或通风间层也有良好的保温隔热效果,用密封材料填实穿墙管线连接处裂隙。在我们实际工作中还有采用硅酸盐复合绝热砂浆,这是一种新型墙体保温材料,保温隔热性能好,施工简便,解决了板材拼接处罩面层开裂现象。保温墙体材料方面,应注重材料的综合性能。
3.3适当控制建筑体形系数
建筑体形系数既建筑物外表面积与其所包围的体积的比值。建筑物的外型尽可能减少凹凸变化,选择比较规整的,这样可以减少围护结构的散热。同时围护结构采用浅色外表面,可反射夏季太阳辐射热,减少墙壁外表面获得热量向房间内传递。
3.4加强地面等保温
由于太阳辐射强烈引起高层房间过热,应加强隔热层并有架空通风层,还可在空气间层内贴热反射膜,它能阻止60%以上的可见光,可以阻断或减少热桥的热损失,设倒置式屋面并有利于保护防水层使之耐久。采用坡屋顶,利用阁楼通风散热。门窗的保温方面。建筑门窗和建筑幕墙全周边采用高性能密封技术,采用单框双玻塑钢窗或中空双玻塑钢窗、铝合金窗及喷塑彩板钢窗、采用保温窗框、窗墙比宜适当控制,安排好门窗相对位置及开启方式,设置可调节的活动遮阳。
3.5绿色节能
通过植被的光合作用及蒸腾作用使太阳辐射热能转化,降低环境温度。对于低层、多层房屋墙壁,栽种爬墙虎之类的攀藤植物,进行垂直绿化。这样,就能缓解曝晒及骤雨造成建筑物表面的温差变化,使绝大部分辐射热不致进入围护结构向室内传递,从而改善了生态和室内环境。照明绿色节能。尽可能充分利用自然光,实施绿色照明,在我国发展和推广高效照明光源及节能灯具,节约照明用电。改善人们生活质量,提高工作效率,保护人民身心健康的照明环境。
4.结语
总的来说,节能建筑技术的应用,是现代环保理念与建筑施工技术的进一步融合. 建筑领域是实现我国节能降耗和污染减排目标的重要部分。新形势下,科学的分析与探究节能建筑的节能施工技术措施,是构建环保型建筑的重要实践途径。
参考文献
[1]余晓平.建筑节能科学观的构建与应用研究[J].重庆大学,2011(10).
[2]刘琨.节能技术与建筑集成的经济评价方法研究[J].武汉理工大学,2010(5).
【关键词】:建筑;节能;暖通空调;技术
中图分类号:TE08 文献标识码:A 文章编号:
引言
随着我国经济的持续高速增长,资源浪费、环境污染与经济发展之间的矛盾日益突出。为贯彻节约能源和保护环境的基本国策,推进建筑行业的可持续发展,实现传统建筑模式向节能、低碳、舒适的绿色建筑方向转型,国家和地方相继颁布了一系列的民用建筑绿色设计规范和公共建筑节能设计标准。在政策宣传、舆论引导和强制性规范标准的共同作用下,绿色建筑理念得到了广泛的认同和执行。城市化进程的快速推进与人民生活水平的日益提高使我国的建筑能耗快速增加,其在总能耗中的比例也不断提高,建筑能耗包括建筑物照明、通风、热水供应、采暖、空调等方面的能耗,其中暖通空调系统的能耗在建筑的总能耗中占据了三分之一以上,并且有逐渐上升的趋势,因此,将建筑节能的重点放在提高暖通空调的能源利用效率上意义重大。
一、发展暖通空调节能技术的必要性
暖通空调是指室内或者建筑物内负责供暖、通风和空气调节的系统或相关设备。在建筑物内,暖通空调通常是分户的中央空调,可以为建筑物内营造一种舒适温暖的室内环境。近年来,我国一直强调“节能”,“环保”两大主题,而随着我国经济水平的发展,建筑能耗已经占到社会总能耗的三分之一以上,而这其中,暖通空调就占到了建筑物总能耗的60%以上。由此可见,暖通空调已经成为耗电大户。而根据暖通空调行业的相关研究表明,采用节能环保新技术之后,整个暖通空调行业的能耗可降低30%~50%,因此,发展更加节能环保的暖通空调技术是暖通空调未来的主要发展趋势之一。
二、暖通空调系统存在的问题
1.暖通空调设计管理问题
尽管暖通空调的设计对其运行效率有着重大的影响,但是在实际中往往得不到设计人员的重视。一般建筑的暖通空调系统可提供的负荷往往远大于建筑需要的负荷,大大超过了国家标准,这不但造成了初期成本投入很大,也造成运行维护的成本居高不下。要解决这一问题,应该建立专门的监管机构加强对暖通空调设计项目的管理,而不能只依靠设计人员的自我约束,也可以委托有关的技术部门对一些大型工程的设计方案和图纸进行监管审查,对于不符合节能标准的设计应禁止其施工。
2.暖通空调的运行管理问题
暖通空调的运营管理同样影响着系统的运行能耗,相关的数据表明,不同的运行管理人员可使得系统能耗相差50%以上。暖通空调的运行管理要求管理人员要有强烈的责任性,根据建筑内外的实时情况合理调节系统。同时,也要求运行管理人可以准确判断系统是否存在故障,并准确定位故障以采取补救措施,员有一定的技术水平。所以,应该对暖通空调管理人员实行岗前培训和相关考核,只有考核合格后才准许上岗。同时应该建立完善的工作日志,对重要操作进行记录,并安排专人定期审查日志以纠正不正确的操作行为。
三、暖通空调的节能措施
1.施工时的节能措施
除了注意建筑物围护结构的保温性能,还应该注意暖通空调使用过程中,输送介质系统的内外温差非常大,如果空调管路的保温处理不当,会导致失温严重,系统效率低下。所以在施工时,应该严格的按照规程,用保温材料包覆暖通空调管道和设备,这对节能和降低运行费用非常重要。施工完成验收时也应该重点关注暖通空调系统自身的保温是否达标。
施工时还应该注意暖通空调系统管网的合理布置,管路布置尽量不拐小弯,以减少导热介质输送过程中的沿程压力损失和局部压力损失。在安装管道时应该注意清洁,防止污物进入管路造成堵塞,并在安装完成后严格按照规程进行冲洗。
2.提高建筑物的保温性能,减少热量的损失
当建筑物内部环境与外部环境存在温差时,建筑物内外会通过围护结构发生大量的热交换。这对于暖通空调系统而言无疑是一种能量的损失,增加了暖通空调系统的负荷。围护结构的保温性能就决定了围护结构综合传热系数的大小,也就决定了通过围护结构的空调负荷的大小。国家在建筑节能设计规范中明确规定要提高围护结构的保温隔热性能,并将其作为建筑节能设计最基本的要求。
3.合理设计暖通空调系统,提高空调使用效率
设计是一个工程的灵魂,而对于暖通空调系统,初期的设计是否合理将直接影响其使用性能和经济性。暖通空调系统设计的重点之一是建筑物负荷计算,设计人员应该根据建筑施工图纸,正确计算冷、热负荷的建筑面积,并正确估计单位建筑面积的冷、热负荷指标,从而计算出整个建筑需要的冷、热总负荷。而在实际设计施工中,暖通空调设计人员往往只根据方案设计或初步设计中的建筑面积来估算暖通空调建筑负荷,而不再核对具体施工图纸,这往往会造成计算出来的总负荷偏大,从而使得选用的暖通空调设备总功率偏大,不但增加了一次投入的成本,更重要的是过大的暖通空调设备用于较小的建筑物,会造成运行效率低,能耗增加。
此外,对于新风系统的设计,应该考虑使系统能随建筑物外界天气环境的改变自动调节风量,从而最大限度的减少主机的开启时间,从而达到节能环保的目的。可以说,暖通空调系统的设计,对系统是否能实现节能的目的起着至关重要的作用。
4.加强能量回收利用,实现能源利用率最大化
实现节能环保目标的方法之一是提高暖通空调系统的能源利用率,热量回收利用就是其中的重要方法。系统热量的回收要依靠系统中安装的能量回收装置,该装置可以吸收准备排出建筑物外的无用风中的能量来处理新风,这样就可以减少系统的能源使用量,降低机组负荷。应当注意的是,在选用能量回收装置时应该综合考虑当地的气候条件、通风系统的实际运行情况以及排风中是否含有有毒、有害气体等,以达到能源的最大利用率。
5.应用地暖,降低能耗
过去的暖通空调系统多使用不可再生能源、高品位能源,而由此引起的资源和环境问题也越来越明显,因此,开发寻找可以使用的可再生能源和低品位能源,从而使得暖通空调的冷热源尽可能的多元化显得非常重要。近年来,地暖市场发展迅速,地暖有着温度分布均匀的优点,温度梯度小,可以减少无效热损失,非常低碳节能。而且地暖采暖安全稳定,寿命长,具有巨大的市场潜力。地热泵空调系统就是在这样的要求下发展起来的,其原理是利用地下恒温层土壤或者地下水、地表水等一切可以利用的热源来提高空调系统的COP值,这样就使得暖通空调的整体功耗大幅度下降。
6.注意提高新技术的推广
新技术的应用在暖通空调系统中为节能提供了一个新的方向。例如太阳能制冷供热系统、地源热泵空调系统等,在实现可再生能源的有效利用的同时,还可以带来显著的经济效益,值得大力的推广。但是这些新技术在造价上往往偏高,而且在性能、造作技术的应用上还不成熟,使用的地域条件有一定的限制,因此,对于新的节能技术,我们应当因地制宜的进行推广,选择自身需求的新技术。
结语
建筑节能是城市化进程中比较重要和难以解决的事情,暖通空调的节能技术发展状况是一个城市建设的形象标尺,良好的暖通空调系统在城市运用中有利于改善人与社会的关系,有助于人与人、人与环境的和谐共处,这也是脚踏实地的落实可持续发展观重要保证。
参考文献:
[1]郭成斌.浅谈暖通空调的节能[J].黑龙江科技信息,2009.
关键词:建筑设计; 能耗 ;建筑节能; 技术措施
Abstract: This paper from the contrast and energy development of the energy consumption at home and abroad, put forward construction industry's need for energy efficient design, and highlight the current technology and solutions in order to provide reference.Key words: architectural design; energy consumption; building energy efficiency; technical measures
中图分类号:TU201.5 文献标识码:A文章编码:
建筑节能设计的必要性
如今,在世界能源短缺的大环境下,建筑能耗巨大已经成为一个全球性的问题。建筑节能设计是改善和提高建筑节约能源、促进环境保护、减少温室气体排放量的重要措施之一。减轻大气污染;保护生态环境和提高建筑热环境的质量,可以缓解目前能源紧张的局面,推进社会经济发展。对于人口数量庞大且经济发展迅速的中家,建筑节能工作更显得意义重大。
建筑耗能与工业耗能、交通耗能,是我国能源消耗的三大“耗能大户”。我国建筑不仅耗能高,而且能源利用效率很低,随着建筑能耗的增加和大量空调设备的安装,“城市热岛效应”日益严重,使环境逐渐恶化。据统计,我国建筑能耗的总量正逐年上升,在全社会总能耗中所占的比例已从上世纪70年代末的10%,上升到近年的30%,而这“30%”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%。而国际上一些发达国家的建筑能耗一般只占全国总能耗的35%左右,所以,建筑耗能已成为我国经济发展的一大软肋。发达国家从20世纪70年代的能源危机起就关注建筑节能,我国建筑节能的研究和实施起步较晚,开始于20世纪80年代后期。如何改进我国的节能技术成为目前一个重要的难题。但即达到西方发达国家的目前的节能技术水平,相对于世界性的能源日渐短缺问题也是远远不够的。参照近年美国的能耗情况,其建筑能耗已经接近我国的能耗总量,而美国全国的能耗总量则占世界能耗总量的26%.因为我国人口是美国的4.5倍,设想我国的人均能耗如果达到美国现在的水平,那么我国的能耗总量将占当前世界的40%。这种情况是难以想象的。所以推广普及现有最先进的节能措施,大力发展和利用可再生能源是非常必要的。
建筑节能设计的技术措施
在建筑规划设计、建造和使用过程中,在满足室内环境舒适、卫生健康的条件下,采取有效的建筑节能技术,有利于实现建筑节能和环保共进的目标。日本近年来提出的“建筑的节能与环境共存设计”就是这一思想的体现。一般来说,实现建筑节能的技术途径为:尽量减少建筑内能源总需求量的同时,大力开发利用可再生的新能源,从而减少使用在建筑领域内容易引起污染的能源。
2.1减少建筑内的能源总需求量
建筑能耗即建筑使用能耗,包括家用电器、炊事、采暖、空调、热水供应等方面的 能耗。其中 ,以空调和采暖能耗为主,占建筑总能耗的50%-70%。所以减少建筑内空调、采暖、照明能耗是减少建筑内能源需求的重要内容。而建筑师在建筑设计过程中,可通过各种设计手法来减低建筑对设备的依赖程度,达到减少能耗的效果。
2.1.1建筑规划与设计
首先是基地选址,建筑基地应尽量选择在向阳、避风的地段上,为争取日照创造必要的条件。利用建筑楼群的合理布局,充分结合特定地点的自然环境因素、气候特征和建筑物功能,人的行为活动特点等,建立自然-人工生态平衡系统,创造良好的室内微气候,尽量减少对建筑设备的依赖。其次是合理设计建筑朝向,在规划条件允许的情况下,建筑的主要朝向应选择本地区最佳朝向,一般采用南北向或接近南北向。主要房间朝向南偏东15度至偏西15度范围,但不宜超出南偏东45度至偏西30度范围。经测试表明:对一个长宽比为1:4的建筑物,东西向比南北向的冷负荷约增加70%。为了组织好房间的自然通风,引风入室并能形成一定的风速,房屋朝向要力求接近夏季主导风向,并合理选择房间开口位置的面积,积极采取各种通风构造措施。第三是要控制体形系数,体形系数就是建筑物外表面积F与其所包围的体积V之比值,体形系数的大小对建筑能耗影响非常显著。研究表明:体形系数每增大0.01,能耗指标约增加2.5%。合理的建筑形体设计是通过建筑各部件的结构设计和建筑内部空间的合理分隔设计得以实现。同时,可借助相关软件进行优化设计,如运用天正中的建筑日照及阴影模拟,辅助设计建筑朝向和居住区的道路、绿化、室外休闲空间。利用CFD软件,如:PHOENICS,Fluent等,分析室内外空气流通是否通畅。
2.1.2建筑围护结构的优化
建筑的围护结构包括:屋顶、外墙、地基、挑空楼板、外门窗及遮阳设施等。这些部件的设计对建筑能耗、环境性能、室内空气质量与用户所处的视觉和热舒适环境有根本的影响。据有关资料介绍,围护结构的传热系数每增大1W/M2・K,在其他条件不变的情况下,空调系统负荷增加近30%。一般增大围护结构的费用仅为总投资的3%-6%,而节能却可达20%-40%。所以改善建筑护结构的保温隔热性能是建筑节能的首要措施。
2.1.2.1门窗节能的技术措施,门窗是建筑能耗散失最薄弱的部位,面积约占建筑护结构面积的30%时,其能耗约占建筑总能耗的2/3,其中传热损失为1/3。所以门窗是护结构节能的重点。
2.1.2.2外墙的节能技术措施
采用新型、环保、节能的自保温墙体。自保温墙体即是充分利用材料自身的特点而发展起来的一种环保、节能的新型外墙体系。构成墙体的材料不但有变废为宝、净化环境、减少污染的优点,还具有重量轻、强度高、抗震性能好、保温隔热性能好的特点;所砌筑的墙体可用于不同厚度的框架填充墙体,还可满足不同气候区建筑节能标准。如目前广泛使用的蒸压加气混凝土砌块,它在稳定传热条件下,1M厚的材料板,两侧表面温差为1度时,单位时间通过1平方米面积的传递热量为0.11-0.18W,仅为普通混凝土的1/6左右。实践证明200mm厚的加气混凝土砌块的保温效果相当于490mm厚的粘土砖墙,隔热性能相当于240mm厚的普通砖墙。
改善护构件的保温性能,尽量避免热桥,同时采用新技术,加强外墙保温。如复合夹心保温墙体、外贴聚苯板保温墙体等。外表面对太阳辐射热吸收的强弱也是个值得关注的问题,表面吸收的太阳辐射热越多,墙面温度就越高,通过墙体进室内的热量也就越多,墙体采取浅色的外饰面(如浅色粉刷、涂料和面砖等)或绿化植物覆盖表面(如种植攀爬植物爬山虎、长春藤等)等措施,就可以反射或吸收相当大一部分的太阳辐射。
2.1.2.3屋顶采用保温材料
屋顶在整个外包面积中所占的比例不大,但对顶层房间而言,却是比例最大的围护结构,而且水平面的太阳辐射远远大于垂直墙面,屋顶保温隔热设计类似于外墙。屋面保温可采用板材、块材或整体喷聚氨酯保温层等。
隔离太阳辐射热,减少阳光直射,可采用浅色屋面,种植屋面等。种植屋面应根据地域、气候、建筑环境、建筑功能等条件,选择相适应的屋面构造形式。对屋面进行植被覆盖,既可遮阳又能隔热,而且通过光合作用,可消耗或转化部分能量,也起到美化环境作用;还可采用架空屋面、蓄水屋面等节能措施。但应注意的是架空屋面宜在通风较好的建筑物上采用,不宜在寒冷地区采用;蓄水屋面不宜在寒冷地区、地震地区和振动较大的建筑物上采用。
2.1.2.4楼地面的节能技术措施
楼地面的节能技术,可根据层间楼板、架空或外挑楼板和底层地面这些不同部位,采用不同的节能措施。层间楼板可采取保温层直接设置在楼板上表面或楼板底面,也可采取铺设木龙骨或无木龙骨的实木地板。铺设木龙骨的木地板构造中,可以在木龙骨间嵌填板状保温材料,使楼板层的保温和隔热性能更好。在楼板上面的保温层,宜采用硬质挤塑聚苯板、泡沫玻璃保温板等板材或强度符合地面要求的保温砂浆等材料。楼板底面的保温层,宜采用强度较高的保温砂浆抹灰。严寒及寒冷地区采暖建筑的底层地面应以保温为主,在持力层以上的土壤层的热阻已符合地面热阻规定值的条件下,宜在地面面层下铺设适当厚度的板状保温材料,进一步提高地面的保温性能。
2.1.3提高终端用户的用能效率
高能效的采暖、空调系统与上述削减室内冷热负荷的措施并行,才能真正地减少采暖、空调能耗。首先,根据建筑的特点和功能,设计高能效的暖通空调设备系统,例如:热泵系统、蓄能系统和区域供热、供冷系统等。然后,在使用中采用能源管理和监控系统监督和调控室内的舒适度、室内空气品质的能耗情况。如欧洲国家通过传感器测量周边环境的温度、湿度和日照强度,然后基于建筑动态模型预测采暖和空调负荷,控制暖通空调系统的运行。在其他的家电产品和办公设备方面,应尽量使用节能认证的产品。
2.1.4提高总的能源利用效率
从一次能源转换到建筑设备系统使用的终端能源的过程中,能源损失很大。因此,应从全过程进行评价,才能全面反映能源利用的效率和能源对环境的影响。建筑中的能耗设备,如空调、热水器、洗衣机等应选用能源效率高的能源供应。例如,作为燃料,天然气比电能的总能源效率更高。采用第二代能源系统,可充分利用不同品味热能,最大限度地提高能源利用效率,如热电联产(CHP)、冷热电联产(CCHP)。
2.2利用新能源
在节约能源、保护环境方面,新能源的利用起至关重要的作用。新能源通常指非常规的可再生能源,包括太阳能、地热能、风能、生物质能等。人们对太阳能的各种利用方式进行了广泛的探索,逐步明确了发展方向,使太阳能初步得到了一些利用,如:1,作为太阳能利用的重要项目,太阳能热发电技术较为成熟,美国、以色列、澳大利亚等国投资兴建了一批实验性太阳能发电站,以后可望实现太阳能热发电商业化;2,随着太阳能光伏发电的发展,国外已建成不少光伏发电站和“太阳屋顶”示范工程,将促进并网发电系统的快速发展。3,目前,全世界已有数万台光伏水泵在各地运行;4,太阳热水器技术比较成熟,已具备相应的技术标准和规范,但仍需进一步地完善太阳热水器的功能,并加强太阳能建筑一体化建设;5,被动式太阳能建筑因构造简单、造价低,已经得到较广泛应用,其设计技术已相对较为成熟,已有可供参考的设计手册;6,太阳能吸收式制冷技术出现较早,目前已应用在大型空调领域;太阳能吸附式制冷目前处于样机研制和实验研究阶段;7,太阳能干燥和太阳灶已得到一定的推广应用。但从总体而言,目前太阳能利用的规模还不大,技术尚不完善,商品化程度也较低,仍需要继续深入广泛地研究。在利用地热能时,一方面可利用高温地热有发电或直接用于采暖供热和热水供应;另一方面可借助地源热泵和地道风系统利用低温地热能。风能发电较适用于多风海岸线山区和易引起强风的高层建筑,在英国和香港已有成功的工程实例,但在建筑领域,较为常见的风能利用形式是自然通风方式。
3.结论
目前,我国建筑用能浪费及其严重,而且建筑能耗增长的速度远远超过我国能源生产可能增长的速度.回顾历年中国的能源问题时,电荒、油荒、煤荒……各种能源短缺的现实警示着我们,节能环保对中国经济健康有序的发展具有重大意义.在当前和今后相当长的时间内,是建筑节能发展的大好时期,随着节能技术的不断发展,一定会有更多更好的节能思路和节能产品涌现,我们应积极地研究并推广使用节能产品来满足节约能源、改善环境的要求,建立生态建筑思想,尊重自然环境,用科学技术、经济效益和社会效益相统一的方法进行规划和设计,将节能意识贯穿于设计的每一个环节,使建筑节能获得巨大的实际应用价值,满足各阶段节能目标的需要。
参考文献:
【1】气候学研究的若干理论问题【J】.北京大学学报(自然科学版),1999,35(1):101-106.李晓红,张庆红,叶瑾琳.
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国外建筑节能的实施状况
英国
英国政府从1986年开始制订国家节能计划,将建筑节能由低到高分为10个等级。该计划执行的初期遇到的最大障碍是开发商和建造商因节能而增加住宅的造价,从而影响普通购房者,尤其是低收入家庭的购房。但是这部分增加的造价,换来的却是长远的经济效益。按新标准设计的节能型建筑比传统建筑在能量消耗上的花销要减少75%。
政府在强制执行节能计划时,一方面考虑不同阶层购房者的心态,另一方面强调就地取材解决节能材料,减少运输费用,尽可能降低建筑成本。因此,英国各地根据国家节能计划因地制宜地制订政策,推动了建筑节能工作的开展。
经过多年努力,目前英国的新建建筑基本上都达到了最高节能等级的要求,并且建筑的内部舒适程度也因节能构造得到了明显的提高。
目前英国建筑的窗子上部、阳台门上部和外墙上都有不太显眼的进风器,这是近二十年来在发达国家推行的建筑新风系统。这种“房屋呼吸”概念,通过对通风量的控制,形成室内外正负压差,让新鲜空气先进入主要居室,然后经过卫生间和厨房,将污浊空气排出室外。
瑞典
瑞典一直十分重视建筑配件的标准化问题,1967年就制定了《住宅标准法》,并规定使用按照瑞典国家标准制造的材料配件来建造的住宅项目能获得政府的贷款。
瑞典的工业化标准和“模数协调基本原则”涉及建筑的各部分,如浴室设备、厨房水槽、窗框、窗扇等等。瑞典三层固定玻璃窗扇中间带百叶,可在关闭的情况下通风。
美国
美国的建筑与中国的建筑在形式上有很大的差别。美国人口约2.5亿,目前建筑自有率为66%,人均居住面积59平方米,居世界榜首。美国的建筑几乎全部为三层以下。在很多州的法律中有明确规定,若要盖三层以上的建筑,要经过非常繁杂的审批手续。
由于住房是美国家庭的重要组成部分,而且又是采取分户供暖措施,所以房屋本身的节能水平是一个非常重要的指标,建筑节能甚至成为了一些家庭购房的首要指标。也就是说,建筑节能是一个非常市场化的指标,虽然这其中政府的标准起了相当的作用,但这并非绝对。在美国,普通住宅的交工是不需要政府验收的,房屋承建商自检验收很重要,住户验收签字更重要,房屋质量主要依靠房屋承建商对信誉的高度负责和重视来保障。
国内建筑节能现状
节能是我国的国策,建筑节能是节能中的重中之重,应该列为我国建设工作中的重要位置。建筑能耗在我国整个能耗中的地位也越来越重要。1996年中国建筑年消耗3.3亿吨标准煤,占能源消耗总量的24%,到2001年已达到3.76亿吨,占总量消耗的27.6%,年增长比例千分之五;随着建筑业的高速发展和人民生活质量的改善,建筑能耗占全社会总能耗的比例还会继续增长。据有关数据显示,我国当前的房屋建设规模堪称世界第一。目前全国房屋数量有400亿平方米左右,房屋建筑规模看来已超过所有发达国家,仅去年一年房屋竣工面积是19.7亿平方米,这几年差不多都是接近这个数字。而据预测,到2010年,我国房屋总建筑面积将达到519亿平方米,其中城市171亿平方米。然而,截至到去年,我国节能建筑的总面积还只有2.3亿平方米,在每年近20亿平方米的竣工面积当中,只有五六千万平方米是节能建筑,只占3%左右,也就是说有97%属于高耗能建筑。
我国建筑能耗高于发达国家,主要表现在建筑物保温与供热系统状况差,如我国供热系统的综合效率仅为35%到55%,远低于先进国家80%左右的水平。建筑节能由于直接关系到国家资源战略和可持续发展战略的实施,随着我国城市化进程不断推进,城镇建设将保持高速发展,人民生活水平不断提高,根据发达国家经验,建筑能耗在未来商品总能耗中所占比例将上升到35%左右,也就是说,建筑消耗了三分之一多的能源,对我们国家来说,这个比例恐怕还要高。江苏省徐州煤矿每年产煤量在1300-1500万吨,折成标煤1000多万吨,单从2002年全省城镇新建住宅2500万平方米来测算,如果全部执行节能设计标准,每年可以节能6.6亿千瓦时,相当于节约近27万吨标煤,至2009年,仅住宅建筑节能所节约的能耗就相当于徐州煤矿当年的产煤量,这个数字是相当惊人的,也是鼓舞人心的;同时还可以减少大量的二氧化碳、粉尘等污染排放,其经济效益、环境效益、社会效益都十分显著。由此可见,建筑节能的意义十分重大。
2004年11月25日,经国务院同意,国家发展和改革委员会了我国第一个《节能中长期专项规划》。规定中指出,“十一五”期间,中国新建建筑要严格实施节能50%的设计标准。其中,北京、天津等少数大城市率先实施节能65%的标准。发改委环境和资源综合利用司司长赵家荣当日在新闻会上说,我国将全面展开供热体制改革,在各大中城市普遍推行居住及公共建筑集中采暖按热表计量收费,在小城市试点。鼓励采用蓄冷、蓄热空调、节能门窗,加快太阳能、地热等可再生能源在建筑物的利用。虽然我国已经陆续颁布了全国各气候区建筑节能50%的设计标准,但全国城市每年新增建筑中达到节能建筑设计标准的不到5%。我国目前单位建筑面积采暖能耗相当于气候条件相近的发达国家的2-3倍。赵家荣说,由于集中供热比分散小锅炉供热效率提高50%,到2010年,中国城市集中供暖普及率争取由2002年的27%提高到40%。
建筑节能技术
建筑节能包含两部分内容,一部分是加强围护结构的保温隔热能力,另一部分就是从供暖、供冷的热源、输送渠道及实现方式来节约能源。一般的房子里,30%的热量从窗户跑掉了。如果选用双层玻璃,中间再充上惰性气体,就可在一定程度上阻断热量散发。35%热量从墙体散发,如采用隔热材料,增加保温层,节能效果就很明显。智能化建筑首先要达到节能的标准和良好的居住舒适度,其次才是家具的智能化和安全保卫的智能化。实际上,智能化建筑不一定就是豪华的,但它必须是低能耗的。美国有些智能化建筑造价比普通建筑还低15%,因为它们追求合理的结构,讲究实用功能和外观的简洁,利用了可回收材料,而不追求豪华装饰。 还可以充分利用地热泵技术,如冰岛等国家,建筑房子时先在地上打两个洞,通过电泵将地下水循环起来,为整座房子供热。惟一耗能的就是电泵。而在丹麦等国,由于地处海边,太阳能和风能的利用条件得天独厚,使用热泵技术时结合风能与太阳能,用风能与太阳能来带动电泵就可以做到“零能耗”。
新能源的利用是节约建筑使用能耗非常有效地办法,新能源通常指非常规、可再生能源,包括有太阳能、地热能、风能等等。新能源技术用于建筑节能通常有以下几个方面:
1.太阳能致冷
利用太阳能制冷空调有两种方法,一是先实现光一电转换,再以电力推动常规的压缩式制冷机制冷;二是进行光一热转换,以热能制冷。前者系统比较简单,但其造价约为后者的3—4倍,因此国内外的太阳能空调系统至今以第二种为主。太阳能致冷的方法有多种,如压缩式致冷、蒸汽喷射式致冷、吸收式致冷等。压缩式致冷要求集热温度高,除采用真空管集热器或聚焦型集热器外,一般太阳能集热方式不易实现,所以造价较高;蒸汽喷射式致冷不仅要求集热温度高,一般说其致冷效率也很低,约为0.2~0.3左右的热利用效率;吸收式致冷系统所需集热温度较低,大约70~90℃即可,使用平板式集热器也可满足其要求,而且热利用较好,制作容易,致冷效率可达0.6~0.7,所以一般采用也多,但设备庞大,影响推广。
2.太阳热水器
太阳热水器是太阳能热利用中具有代表性的一种装置,它的用途广泛,形式多样。人们最常见的一种太阳热水器是架在屋顶的平板热水器,常常是供洗澡用的。其实,在工业生产中以及采暖、于燥、养殖、游泳等许多方面也需要热水,都可利用太阳能。太阳热水器按结构分类有闷晒式、管板式、聚光式、真空管式、热管式等几种。
3.太阳房
太阳房是利用太阳能采暖和降温的房子。人们的生活能耗中,用于采暖和降温的能源占有相当大的比重。特别对于气候寒冷或炎热的地区,采暖和降温的能耗就更大。太阳房既可采暖,也能降温,最简便的一种太阳房叫被动式太阳房,建造容易,不需要安装特殊的动力设备。比较复杂一点,使用方便舒适的另一种太阳房叫主动式太阳房。更为讲究高级的一种太阳房,则为空调致冷式太阳房。
4.太阳能热发电
太阳能热发电是太阳能利用中的重要项目。太阳热发电是利用集热器把太阳辐射能转变成热能,然后通过汽轮机、发电机来发电。根据集热的温度不同,太阳热发电可分为高温热发电和低温热发电两大类。按太阳能采集方式划分,太阳能热发电站主要有塔式、槽式和盘式三类。
5.地热发电
地热发电是地热利用的最重要方式。高温地热流体应首先应用于发电。 地热发电和火力发电的原理是一样的,都是利用蒸汽的热能在汽轮机中转变为机械能,然后带动发电机发电。所不同的是,地热发电不象火力发电那样要备有庞大的锅炉,也不需要消耗燃料,它所用的能源就是地热能。地热发电的过程,就是把地下热能首先转变为机械能,然后再把机械能转变为电能的过程。要利用地下热能,首先需要有“载热体”把地下的热能带到地面上来。目前能够被地热电站利用的载热体,主要是地下的天然蒸汽和热水。按照载热体类型、温度、压力和其它特性的不同,可把地热发电的方式划分为蒸汽型地热发电和热水型地热发电两大类。
6.地热供暖
将地热能直接用于采暖、供热和供热水是仅次于地热发电的地热利用方式。因为这种利用方式简单、经济性好,倍受各国重视,特别是位于高寒地区的西方国家,其中冰岛开发利用得最好。该国早在1928年就在首都雷克雅未克建成了世界上第一个地热供热系统,现今这一供热系统已发展得非常完善,每小时可从地下抽取7740t80℃的热水,供全市11万居民使用。由于没有高耸的烟囱,冰岛首都已被誉为“世界上最清洁无烟的城市”。此外利用地热给工厂供热,如用作干燥谷物和食品的热源, 用作硅藻土生产、木材、造纸、制革、纺织、酿酒、制糖等生产过程的热源也是大有前途的。目前世界上最大两家地热应用工厂就是冰岛的硅藻土厂和新西兰的纸桨加工厂。我国利用地热供暖和供热水发展也非常迅速,在京津地区已成为地热利用中最普遍的方式。
7.风力致热
“风力致热”是将风能转换成热能。目前有三种转换方法。一是 风力机发电,再将电能通过电阻丝发热,变成热能。虽然电能转 换成热能的效率是 100%,但风能转换成电能的效率却很低,因此从能量利用的角度看,这种方法是不可取的。二是由风力机将风能转换成空气压缩能,再转换成热能,即由风力机带动一离心压缩机,对空气进行绝热压缩而放出热能。三是将风力机直接转换成热能。显然第三种方法致热效率最高。 风力机直接转换热能也有多种方法。最简单的是搅拌液体致热,即风力机带动搅拌器转动,从而使液体(水或油)变热。“液体挤压致热”是用风力机带动液压泵,使液体加压后再从狭小的阻尼小孔中高速喷出而使工作液体加热。此外还有固体摩擦致热和涡电流致热等方法。
结语
【关键词】节能技术;智能建筑;绿色工程
中图分类号:TE08文献标识码: A 文章编号:
一、前言
在我国能源紧缺的现实情况下,智能建筑高能耗的控制成为智能建筑研究的主要方向。推广和应用智能建筑的节能技术是十分必要的。智能建筑的绿色与节能的理念,是以最小能源消耗获得便利及舒适的人文建筑设计空间是人与自然、建筑的和谐统一。智能建筑的节能是用智能系统管控建筑设施,使得建筑拥有活力的生命和可持续的生机。合理的对智能建进行管理,使智能系统中的建筑系统相互协调,最终实现绿色环保的目标。
二、关于智能建筑的概述与现状
中国国家标准《智能建筑设计标准》中对智能建筑的定义如下:所谓智能建筑(IB)是指以建筑为平台,兼备建筑设备、办公自动化及通信网络系统,集结构、系统、服务、管理及它们之间的最优化组合,为人们提供一个安全、高效、舒适、便利的建筑环境。根据统计,国内已建成的智能建筑已具有相当高的水平。我国既有的近400亿平方米建筑,仅有1%为节能建筑。有关专家呼吁我国尽快实施高舒适度低能耗的建筑战略,以降低能耗,保护环境。
三、绿色智能建筑存在的问题
目前,绿色智能建筑正处于初始阶段,缺乏国家统一的标准和规范。国内很多智能建筑项目设计达到了很高的水准,技术也很先进,完全达到了5A标准。但在项目建成交付使用后的相当一段时间内,开通率很低,智能化系统的实际应用程度也很低,有些子系统实际上长期处于闲置状态,有些系统的功能由于操作。
四、智能建筑中的绿色与节能
在绿色建筑的理念里,追求以最小能源消耗、最有效的能源利用方式,在最低的环境负荷下,构建安全、健康、便利及舒适的建筑空间,达到人、自然与建筑的和谐统一。智能建筑的绿色与节能在于,不局限于用智能系统管控建筑设施,而是更充分地利用智能系统来构建绿色建筑。 绿色建筑的设计里也会涉及很多智能化技术和信息自动化技术,正是两者相互渗透的关系使得智能建筑具有了绿色与节能的属性。智能建筑中的绿色与节能主要体现在:对自然能源的利用,智能暖通空调系统,智能室内环境控制,智能的给排水系统等。
五、智能建筑绿色节能技术措施
1、做好智能建筑的节能规划
节能规划要从可持续发展的战略高度出发,采用新方法、新思路。节能要从原先的拾遗补缺,变为在技术经济分析可行后优先考虑的方案,要以提高能源利用效率和利用效益为中心。总的节能目标要根据经济发展、能源平衡、能源消费弹性系数和节能率来编制。建筑节能方面.建筑物的设计和建造应当依照有关法律、行政法规的规定, 采用节能型的建筑结构、材料、器具和产品,提高保温隔热性能,减少采暖、制冷、照明的能耗并逐步开展建筑物的节能认证。目前建筑节能标准可以分为两大类.即规定性标准和效益型标准。规定性的节能标准给出一定的节能指标要求
2、空调设备的节能控制
对目前广泛使用的传统中央空调,可采用如下节能措施:(1)合理设计。在智能建筑的中央空调设计中,根据室外环境状况和对室内环境的需求,合理、(2)中央空调废热回收与再利用。中央空调压缩机工作过程中会排放大量的废热。空调室内标准为:夏季温度24℃~ 28℃, 相对湿度40% ~ 65%;冬季温度18e ~22℃, 相对湿度40% ~ 60%。在规定范围内,采用下限可以节能。
3、选用适用的节电器
目前国内外都大力推广照明节电装置,即在现有照明系统上加装节电控制设备。这样做接入方便,可减少有功功率损耗和降低无功功率。照明节电装置有晶闸管斩波型、自耦降压式、智能照明调控器。晶闸管斩波型对电压调节速度快,精度高,可分时段调整,有稳压作用,智能照明调控器采用微电脑控制器,实时采集输出、输入电压值与最佳照明电压比较进行自动调节,输出最佳的工作电压,具有实时调压稳压、多段自动调整、对灯具的软启动和软关闭、三相独立可调的功能可随负荷变化动态调整运行状态下的电流和电压,实现对功率的自动调整,节电率达25%以上。
4、 照明的节能控制
智能建筑的照明节能原则是在保证照度标准和照明质量的前提下,力求减少照明系统中的能量损失,最有效地利用电能。力求提高照度,降低用电量。照明节能原则如下:
(1)科学的照明设计。设计内容包括照明线路及方式、照度值的选择和自然光的科学利用。
(2)选择优质的电光源。科学地选用电光源是照明节电的首要工作,要根据场所的特点和电光源的特性进行选择。地下车库的照明可按区域分为车道照明和车位照明,按时间程序进行控制。以保证可能突然出现集中的人群活动,通过延时环节,可以避免各状态之间的频繁切换。按需提供照明的控制模式。在建筑的设备区域灯通常是关闭的。只有当管理人员进入时,动静探测器才会自动将灯点亮。维持光通量的控制模式 。
由于光环境的照明是按灯具最小光通量进行设计的,在灯具初装时,新灯具的光通量要超过最小光通量的20% -50%。引入自然光的控制模式。在建筑物的四周房间中,自然光的引入可以提供一部分所需照度,减少人工照明的使用,节约一部分能源。另外,由于人类天生对自然光的喜好,自然光通常可使人们心情舒畅,工作效率提高。同时,在某些智能建筑的中庭空间,利用光导管将自然光引入室内,能使室内空间更加活泼自然。
5、太阳能光伏技术节能
太阳能热水器和太阳能热水系统是我国目前最大的太阳能热利用产业。其节能的作用和效有目共睹。但对智能建筑而言,可安装太阳能热水器的地方面积有限,且影响建筑物的整体美观效果。目前,全球太阳能建筑投资规模600亿元,太阳能建筑节能率达75%。
节能环保的太阳能建筑代表了智能建筑的发展方向,集发电、隔音、隔热、安全和装饰于一体,体现了智能化与人性化的建筑理念与发展潮流,应用前景广阔。建筑物的外壳为光伏系统提供了足够的面积,省去光伏系统的支撑结构,并在建筑施工中可将光伏系统的安装集成到建筑物中。太阳能电池与建筑的一体化是太阳能建筑发展首要解决的技术问题。要求太阳能电池不仅是一种发电器件,而且也是与建筑物和谐统一的建筑材料
六、对我国发展现代绿色智能建筑的建议
首先,发展现代绿色智能建筑要有可持续发展的意识,在设计阶段就应当从绿色环保的角度进行定位,在建造过程中也应选择合适的建筑材料进行施工,在后期的应用和维护阶段要有科学的管理。其次,在智能建筑技术上的提高,其基本体系应包括安全防范系统、信息管理系统和信息网络系统。绿色智能建筑建设还有赖于国民经济的发展和国民总体素质的提高,而我国智能化系统还不完善,另一方面,政府各部门的支持力度不足,没有制定统一的规划和相关法规。
七、结束语
智能建筑的节能涉及我国的资源耗能问题,是复杂的、民生的系统工程。智能建筑的设计者主导这智能建筑发展的方向,应该努力推动节能技术措施的实施。转变国民节能观念,科学地系统地对智能建筑进行管理是现代人文建筑发展的必经之路。
参考文献:
[1]高素萍.智能建筑的几种有效节能技术措施.建筑节能,2007.
[2]方家谈.智能建筑的节能途径.中国新能源网,2006.
[3] 吴茁.现代建筑供暖的能量管理与控制[J]. 中小企业管理与科技(上旬刊). 2008(07)
【关键词】建筑;节能措施;规划设计;围护结构;热工性能
0.引言
近年来建筑节能技术已成为全世界关注的热点,也是当前国内外节能领域的一个热点研究课题。据资料显示,西方发达国家建筑能耗占社会总能耗的30%~45%,我国建筑能耗已占社会总能耗的20%~25%,正逐步上升到30%[1]。因此建筑节能是目前节能领域的当务之急。
居住建筑是通过采用合理的建筑规划设计和通过采用新型的建筑材料,增强建筑围护结构保温、隔热性能以及通过执行建筑节能标准,合理设计出建筑围护的热工性能等措施对居住建筑加以控制,以此来达到建筑节能的最终目的。
1.节能建筑规划设计
1.1合理的建筑布局及朝向
采取合理的建筑群布置,合理确定房屋间距与布局的形式。居住小区的建筑规划布置宜采用南低北高的设计原则。在规划条件允许的情况下,建筑的主要朝向宜选择本地区最佳朝向,一般宜采用南北向或接近南北向,宜使主要居室朝向南偏东15°至偏西15°范围,但不宜超出南偏东45°至偏西30°范围。因为同样形状的建筑物,南北朝向比东西朝向的冷负荷小。如对一个长宽比为4∶1的建筑物,经测试表明:东西向比南北向的冷负荷约增加70%[2]。在建筑物内布置空调房间时,还应尽量避免布置在东西朝向或东西墙上有窗户的房间以及平屋顶的顶层房间。为了组织好房间的自然通风,引风入室并能形成一定的风速,房屋朝向要力求接近夏季主导风向,并合理选择房间开口位置和面积,积极地采取各种通风构造措施。
1.2控制建筑物的体型系数
体形系数的定义是建筑物外表面积F与其所包围的体积V之比值,体形系数的大小对建筑能耗的影响非常显著。对于相同体积的建筑物,其体形系数越大,说明单位建筑空间的热散失面积越高,研究表明:体形系数每增大0.01,能耗指标约增加2.5%。从降低建筑能耗的角度出发应将体形系数控制在一个较低水平上,建筑物的体形设计应适应不同地区的气候条件。夏热冬冷地区条式建筑居住建筑体形系数≤0.35,点式建筑≤0.40。夏热冬暖地区,单元式、通廊式建筑居住建筑体形系数≤0.35,塔式住宅≤0.40。[3]
1.3绿化对节能建筑的影响
绿化对居住区气候条件起着显著的作用。它能调节改善气温,调节碳氧平衡,减弱温室效应,减轻城市的大气污染,减低噪声,遮阳隔热,是改善居住区微小气候、改善建筑室内环境,节约建筑能耗的有效措施。在居住小区布置时宜采用中心绿地与组团绿地相结合的方式,充分利用小区现有的地形、地貌及一切其它可利用条件进行综合绿化。
2.增强建筑围护结构的保温隔热性能
改善建筑的保温隔热性能可以直接有效地减少建筑物的冷热负荷。据有关资料介绍,围护结构的传热系数每增大1W/M2·K,在其他工况不变条件下,空调系统设计计算负荷增加近30%[4]。所以改善建筑护结构的保温隔热性能是建筑节能的首要措施。
2.1门窗的节能技术措施
门窗是建筑能耗散失的最薄弱部位,面积约占建筑外维护结构面积的 30%,其能耗约占建筑总能耗的 2/3,其中传热损失为 1/3。所以门窗是外维护结构节能的重点。
2.2外墙的节能技术措施
2.2.1采用新型、环保、节能的复合墙体
由于外墙在整个外包面积中所占的比例最大,所以对传热的影响也最大,使用环保、节能型保温材料能承担增大热阻的功能,可有效减少通过围护结构的传热。在传统墙体的基础上增设一层保温材料,组合而成多层复合墙体,是提高墙体保温隔热性能的重要措施。外墙的保温系统有外墙外保温系统、外墙内保温系统。
2.2.2采用新型、环保、节能的自保温墙体
自保温墙体即是充分利用材料自身的特点而发展起来的一种环保、节能的新型外墙体系。构成墙体的材料不但有变废为宝、净化环境、减少污染的优点,还具有重量轻、强度高、抗震性能好、保温隔热性能好的特点;所砌筑的墙体不但可用于横墙承重和框架填充墙的房屋,不同厚度的墙体,还可满足不同气候区建筑节能标准。如目前广泛使用的蒸压加气混凝土砌块,它在稳态传热条件下,1m厚的材料板,两侧表面温差为1℃时,单位时间内通过1㎡面积传递的热量为0.11~0.18W,仅为粘土和灰砂砖的1/4~1/5,为普通混凝土的1/6左右[2]。实践证明200mm厚加气混凝土砌块的保温效果相当于490mm厚的粘土砖墙,隔热性能相当于240mm厚的普通砖墙。
2.2.3减弱太阳对外墙表面的辐射
外墙表面对太阳辐射热吸收的强弱也是个值得关注的问题,表面吸收的太阳辐射热越多,墙面温度就越高,通过墙体传进室内的热量也就越多,墙体采取浅色外饰面(如浅色粉刷、涂层和面砖等)或植物覆盖绿化(如种植攀爬相物如爬山虎、常春藤等)等措施,就可以反射掉相当大一部分太阳辐射。
2.3屋面的节能技术措施
2.3.1屋顶采用保温材料
屋顶在整个外包面积中所占的比例不大,但对顶层房间而却是比例最大的围护结构,而且水平面的太阳辐射远远大于垂直墙面,屋顶的保温隔热设计类似于外墙。屋面保温可采用板材、块材或整体现喷聚氨脂保温层等。
2.3.2隔离太阳辐射热
隔离太阳辐射热,减少阳光直射,可采用浅色屋面,种植屋面等。种植屋面应根据地域、气候、建筑环境、建筑功能等条件,选择相适应的屋面构造形式。如对屋面进行绿色覆盖,既可遮阳,又能隔热,而且通过光合作用,可消耗或转化部分能量,也起到美化环境作用;还可采用架空屋面、蓄水屋面等节能技术措施,但应注意的是架空屋面宜在通风较好的建筑物上采用,不宜在寒冷地区采用;蓄水屋面不宜在寒冷地区、地震地区和振动较大的建筑物上采用。
2.4楼地面的节能技术措施
楼地面的节能技术,可根据层间楼板、架空或外挑楼板和底层地面这些不同部位,采用不同的节能技术措施。层间楼板可采取保温层直接设置在楼板上表面或楼板底面,也可采取铺设木龙骨(空铺)或无木龙骨的实铺木地板。铺设木龙骨的空铺木地板,宜在木龙骨间嵌填板状保温材料,使楼板层的保温和隔热性能更好;在楼板上面的保温层,宜采用硬质挤塑聚苯板、泡沫玻璃保温板等板材或强度符合地面要求的保温砂浆等材料;楼板底面的保温层,宜采用强度较高的保温砂浆抹灰。严寒及寒冷地区采暖建筑的底层地面应以保温为主,在持力层以上土壤层的热阻已符合地面热阻规定值的条件下,宜在地面面层下铺设适当厚度的板状保温材料,进一步提高地面的保温性能。
3.围护结构热工性能的综合评定
根据建筑所处城市的建筑气候分区,围护结构的热工性能指标(即屋顶及外墙的传热系数K和热惰性指标D、外窗的的综合遮阳系数Sw、传热系数K等)应符合相应的规范要求.但建筑有时不能同时满足所有这些刚性指标,在这种情况下可以通过不断调整设计参数并计算能耗,最终达到所设计建筑全年的空气调节和采暖能耗不大于参照建筑的能耗.这里所说的参照建筑是进行围护结构热工性能权衡判断时,作为计算全年采暖和空调能耗用的假想建筑,参照建筑的形状、大小、朝向以及内部的空间划分和使用功能与所设计建筑完全一致,但围护结构热工性能和体形系数、窗墙比等重要参数应符合规范中的刚性规定。