建筑節(jié)能論文范文
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篇1
論文摘要:分析了我國北方農(nóng)村地區(qū)建筑現(xiàn)狀,針對農(nóng)村建筑的特點,提出一些建筑節(jié)能設(shè)計措施以及能源綜合利用方式。強調(diào)農(nóng)村建筑規(guī)劃體系建立和建筑節(jié)能的管理,以期為北方廣大農(nóng)村農(nóng)民提供一個健康、舒適的節(jié)能建筑。
隨著現(xiàn)代化建設(shè)的發(fā)展,我國農(nóng)民的生活水平不斷的提高,他們對自己的居住條件的要求也越來越高。長期以來,我國北方農(nóng)村地區(qū)建筑特點是占地多,建造技術(shù)水平低,缺乏科學(xué)性,甚至是忽視最基本的建筑熱工性能和舒適性要求,特別是缺乏統(tǒng)一的建筑規(guī)劃,能源利用率低,導(dǎo)致其建筑土地利用率低,保溫隔熱性能差,能耗大,舒適度低。因此,為了提高農(nóng)民生活質(zhì)量,應(yīng)以改善居住條件為重點,科學(xué)制定農(nóng)村建筑規(guī)劃體系,因地制宜地在廣大北方農(nóng)村地區(qū)推廣建筑節(jié)能技術(shù),發(fā)展節(jié)能建筑。
1農(nóng)村建筑節(jié)能設(shè)計
1.1北方農(nóng)村建筑現(xiàn)狀分析
我國北方地區(qū)農(nóng)村建筑要適應(yīng)日常居住生活和農(nóng)副業(yè)生產(chǎn)的雙重需要,居民建筑類型大多為單戶、雙戶以及多戶并聯(lián)的建筑類型。長期以來,我國農(nóng)村建筑大多為個人建造,農(nóng)民隨意建設(shè),農(nóng)村建筑缺乏規(guī)劃和設(shè)計,造成建筑的功能劃分不合理,用地浪費。在房屋建設(shè)的過程中,由于技術(shù)和施工條件的限制以及經(jīng)濟條件的制約,農(nóng)民建房時多選用一些落后的建材,圍護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計仍采用傳統(tǒng)的做法,致使其建筑能耗大,不利于節(jié)能。
1.2建筑規(guī)劃布局
我國北方農(nóng)村大多地區(qū)冬季寒冷,夏季炎熱。建筑規(guī)劃選址中應(yīng)充分利用當(dāng)?shù)氐淖匀坏乩韮?yōu)勢,根據(jù)當(dāng)?shù)氐臍夂蛱攸c,合理地安排建筑與周圍環(huán)境因素之間的關(guān)系。在建筑平面的布局時,要充分考慮當(dāng)?shù)剞r(nóng)民的生活習(xí)慣,合理地安排建筑物功能分區(qū)。
1.2.1建筑選址應(yīng)避免在山谷、溝底等區(qū)域,這主要考慮冬季氣流在這些區(qū)域里形成對建筑物的“霜洞”效應(yīng),會使其能耗增加。建筑朝向應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)氐牡乩項l件和氣候條件,選擇最有利的自然采光和通風(fēng)的區(qū)域,注意冬季防風(fēng)和夏季有效利用自然通風(fēng),減少能耗。
1.2.2建筑類型上應(yīng)多采用兩戶或多戶并聯(lián)的布置形式,減少建筑體系系數(shù),有利于降低建筑能耗。
1.2.3根據(jù)當(dāng)?shù)剞r(nóng)民生活習(xí)慣,將居住建筑和農(nóng)副業(yè)生產(chǎn)用房進(jìn)行合理的劃分。例如將臥室、大堂宜布置在南向,飼養(yǎng)室、農(nóng)副產(chǎn)品加工室宜布置在北向。
1.2.4規(guī)劃中應(yīng)注重綠化環(huán)境。綠化可以改善建筑群體的氣候條件,可以調(diào)節(jié)氣溫、降低溫室效應(yīng)、隔熱遮陽、減少噪聲,是優(yōu)化建筑室內(nèi)環(huán)境、減少建筑能耗的有效措施。
1.3建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)節(jié)能設(shè)計
1.3.1外墻
外墻散失的熱量約占整個圍護(hù)結(jié)構(gòu)總能耗的25~28%,因此應(yīng)在寒冷地區(qū)的北方農(nóng)村建筑外墻設(shè)計中應(yīng)采用外墻外保溫。依據(jù)當(dāng)?shù)匾延械脑牧?,合理選擇建筑外墻材料,推廣使用空心磚或混凝土空心小砌塊等節(jié)能磚。同時在建造時靈活選取構(gòu)造措施,利用農(nóng)村地區(qū)容易獲得的材料(稻殼,麥秸等)作為外墻保溫材料,使外墻獲得良好的隔熱效果。
1.3.2屋面與地面
北方地區(qū)農(nóng)村建筑屋面散熱量占總散熱量的15%左右,地面約為6%。在屋面建造時應(yīng)采用坡屋頂,設(shè)置架空層或平屋頂,設(shè)置吊頂層。選用導(dǎo)熱系數(shù)小,吸水率低,易于就地取材的保溫材料。重視地面保溫,在地面墊層下鋪設(shè)廉價的爐渣等其他保溫材料,并注意地面防潮設(shè)計,減少地面散熱量。
1.3.3門與外窗
長期以來,北方農(nóng)村建筑的門窗建造較為簡陋,大部分為單層,而且密封性較差。外窗的熱損失量,約占整個房屋的30%。為了減少外窗的熱損失,在滿足自然通風(fēng)和采光的要求下,減少窗墻比,應(yīng)采用雙層窗或單框雙玻璃窗,增強其密封性,以此來提高窗的總熱阻。外門應(yīng)采用雙層,若采用單層應(yīng)作保溫處理,提高外門的隔熱性能。尺寸較大的門窗應(yīng)在室內(nèi)加裝門窗簾,也有利于減少門窗的熱損失。
2能源的綜合開發(fā)與應(yīng)用
2.1太陽能開發(fā)與應(yīng)用
北方農(nóng)村地區(qū)有著豐富的太陽能資源,建造太陽能綜合利用建筑,在屋頂放置太陽能利用設(shè)備可提供生活熱水、采暖系統(tǒng)以及照明等綜合應(yīng)用。特別是近年來太陽能低溫地板輻射采暖系統(tǒng)的應(yīng)用,適合應(yīng)用在無集中供暖的農(nóng)村建筑。在過渡季節(jié),利用太陽能熱水還可以強化自然通風(fēng)。
2.2沼氣開發(fā)與應(yīng)用
沼氣是一種清潔的可再生能源。在北方廣大農(nóng)村地區(qū)各種農(nóng)作物的秸稈,牲畜的糞便等都可以作為產(chǎn)生沼氣的原料。沼氣不僅用來解決農(nóng)村燃料缺乏問題,也可以應(yīng)用沼氣進(jìn)行采暖和照明等綜合利用。另外沼液和沼渣可以作為有機肥料,施在農(nóng)田和果園里。沼氣建設(shè)與種養(yǎng)殖業(yè)結(jié)合,通過資源的優(yōu)化配置,延伸了經(jīng)濟鏈,使能源得到有效的循環(huán)利用。目前我國農(nóng)村大多采用單戶的沼氣建設(shè),受技術(shù)條件的限制經(jīng)常沼氣產(chǎn)量不足,而且安全性較差。建議采用多戶集中建造高效的沼氣設(shè)施,集中管理,有效利用資源,這樣能使沼氣設(shè)施能源利用率高,便于為廣大農(nóng)民提供高效、潔凈、安全的沼氣能源。2.3其他能源的開發(fā)與應(yīng)用
我國有著豐富的淺層地?zé)崮茉?,在北方農(nóng)村地區(qū)可以開發(fā)利用當(dāng)?shù)氐牡責(zé)豳Y源,為集中規(guī)劃建造的村鎮(zhèn)建筑群提供熱源,宜于集中熱水供應(yīng)和采暖設(shè)施建造,從而節(jié)約燃料的使用。在北方農(nóng)村的一些地區(qū)風(fēng)能資源也較為豐富,利用其建造風(fēng)力發(fā)電,供應(yīng)日常的生活和照明用電,既方便又廉價,節(jié)約用電。
3農(nóng)村建筑節(jié)能管理
農(nóng)村建筑的節(jié)能不僅僅是在體現(xiàn)在節(jié)能設(shè)計,節(jié)能管理也是很重要的一方面。建立健全建筑節(jié)能管理機制,是落實建筑節(jié)能規(guī)劃設(shè)計的前提。首先,在新建農(nóng)村建筑時應(yīng)注重改變觀念,統(tǒng)一規(guī)劃建設(shè),進(jìn)行初期的建筑項目可行性論證報告以及綜合利用能源的可行性方案設(shè)計。要按照節(jié)能設(shè)計和規(guī)范進(jìn)行建造,加強節(jié)能設(shè)計,充分利用當(dāng)?shù)匾子谌〉玫牧畠r又節(jié)能的建筑材料。其次,在建筑建成后注重農(nóng)民節(jié)能意識培養(yǎng),統(tǒng)一管理一些集中的公用能源設(shè)施,例如集中的沼氣設(shè)施或采暖系統(tǒng)。
4結(jié)束語
目前,在我國北方農(nóng)村地區(qū)由于經(jīng)濟條件的制約,多數(shù)農(nóng)村建筑未能使用節(jié)能設(shè)計,這就需要國家和當(dāng)?shù)卣峁┱吆徒?jīng)濟支持,開發(fā)出適合在農(nóng)村地區(qū)的廉價節(jié)能的建筑材料和能源利用設(shè)備,樹立可持續(xù)發(fā)展觀念,建立農(nóng)村建筑規(guī)劃管理體系,在農(nóng)村地區(qū)大力推廣節(jié)能建筑,為廣大農(nóng)民創(chuàng)造一個健康、舒適的居住環(huán)境。
參考文獻(xiàn):
[1]牛明成,谷延霞,韓璐.新農(nóng)村住宅節(jié)能研究[J].山西建筑,2007,33(22):238-239.
篇2
新建建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的變化是建筑節(jié)能的核心內(nèi)容,其節(jié)能效果主要依靠改善并提高圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫隔熱性能來實現(xiàn).建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)節(jié)能主要包括墻體、門窗、屋面、樓地面等部位采取保溫隔熱措施,這些保溫隔熱措施的采用有利于建筑主體結(jié)構(gòu)保護(hù)、新型綠色建材的推廣以及工程質(zhì)量的提高.
1.1墻體節(jié)能
墻體是建筑護(hù)結(jié)構(gòu)的主體,其所采用材料和砌筑型式直接影響著建筑物的耗熱量.由于單一材料的墻體往往難以同時滿足較高的保溫隔熱功能,尤其是寒冷和嚴(yán)寒地區(qū),因而可以在單一材料墻體的基礎(chǔ)上增設(shè)一層有保溫功能的材料組成復(fù)合墻體,通常墻體保溫材料有聚苯乙烯硬質(zhì)泡沫塑料、?;⒅椤⒕郾揭蚁┍仡w粒等等.另外,可以通過墻面的垂直綠化以及色彩的不同,降低墻面太陽輻射和較高的吸收太陽輻射,而且還美化環(huán)境.
1.2門窗節(jié)能
由于高校建筑的使用學(xué)生數(shù)眾多,為滿足自然的日照、采光、通風(fēng)等要求的前提下,設(shè)計的門窗洞口尺寸均較大,以致于門窗是能耗散失的最薄弱的部位.戶門和陽臺門應(yīng)結(jié)合防火以及防盜的要求,在門的空腹內(nèi)填放15~18mm厚玻璃棉板或巖棉板.窗戶節(jié)能技術(shù)主要從減少滲透、傳熱和太陽輻射三個方面采取措施.如使用新型的、密封性良好的塑性窗框加上雙層中空玻璃;門窗框與墻間的縫隙可用彈性密閉型材料和邊框設(shè)灰口等密封;窗扇與窗扇之間可用密封條、壓條以及高低縫等形式.
1.3屋面節(jié)能
屋面節(jié)能主要通過改善屋面的熱工性能阻止熱量的傳遞,主要節(jié)能技術(shù)有:選用密度較小、熱導(dǎo)率較低、吸水率較小的保溫材料做屋面保溫層,如采用膨脹珍珠巖保溫芯板代替常規(guī)的水泥珍珠巖或瀝青珍珠巖;采用架空、蓄水、種植或鋪貼絕熱反射膜等方式做屋面的隔熱層;在屋面構(gòu)造形式上采用目前發(fā)達(dá)國家流行的倒置保溫做法,即將保溫層置于屋面防水層之上,改變傳統(tǒng)的把無機多孔材料(如膨脹珍珠巖、爐焦渣)置于防水層與結(jié)構(gòu)層之間的不利做法.
1.4樓地面節(jié)能
高校建筑主要是公共建筑,使用人數(shù)眾多,顯然做成木地板或類木地板是不合適的.因此,可以將樓地面保溫節(jié)能做成層間樓板(底面不接觸室外冷空氣)和底面接觸室外空氣的架空或懸挑,保溫層可直接設(shè)置在樓板底面;采用不采暖的地下室頂板作為首層的保溫隔熱,加強房間與房間的保溫隔熱.另外,用于樓地面節(jié)能工程的保溫隔熱材料,其厚度、密度、壓縮強度、導(dǎo)熱系數(shù)和阻燃性必須符合設(shè)計要求和有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定.各種保溫板或保溫層的厚度不得有負(fù)偏差.
1.5利用太陽能
我國太陽能資源豐富,陸地每年接受的太陽輻射能相當(dāng)于2.4×1012t,大約2/3國土面積的總輻射量超過0.6MJ/m2.太陽能是可再生能源,不僅資源豐富,免費使用,而且對環(huán)境無任何污染,有著礦物能源不可比擬的優(yōu)越性.高校作為引領(lǐng)社會發(fā)展、社會進(jìn)步的重要力量,在建設(shè)節(jié)約型社會中起著不容忽視的作用,應(yīng)加大對太陽能源充分利用技術(shù)的相關(guān)研究,在高校這個耗能大戶里優(yōu)先、全面的使用太陽能技術(shù)并積極推廣,以降低整個社會對不可再生能源的需求.太陽能在建筑上的利用技術(shù)主要有被動式太陽能取暖、太陽能集熱供熱水、太陽能發(fā)電、主動式太陽能取暖和空調(diào)等.這里面值得一提的是太陽能空調(diào),由于在我國的建筑終端能耗中,空調(diào)能耗占據(jù)著相當(dāng)大的比例.利用太陽能制冷主要有兩種途徑:一是利用光電轉(zhuǎn)換器實現(xiàn)以電制冷;二是利用太陽能集熱器實現(xiàn)光熱轉(zhuǎn)換,以熱制冷.具體實現(xiàn)太陽能制冷的系統(tǒng)主要有:太陽能吸附式制冷系統(tǒng)、太陽能吸收式制冷系統(tǒng)、太陽能蒸汽噴射式制冷系統(tǒng)、太陽能除濕式制冷系統(tǒng)以及太陽能蒸汽壓縮式制冷系統(tǒng).安徽省政府、教育廳決定在全省106所高校的教學(xué)科研場所、學(xué)生宿舍和食堂安裝空調(diào),實施“空調(diào)進(jìn)高?!惫こ?,這對于高校利用太陽能空調(diào)技術(shù)來建筑節(jié)能,無疑是一個重要的發(fā)展平臺和良好的基礎(chǔ)條件.
2新建建筑節(jié)能檢測技術(shù)
2.1節(jié)能檢測技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀
結(jié)合我國現(xiàn)時國情并達(dá)到降低建筑能耗的目的,國家于2007年頒布并實施了《建筑節(jié)能工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》(GB50411-2007),這是我國第一本關(guān)于建筑節(jié)能方面的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn),全面規(guī)定了在建筑節(jié)能工程方面需要驗收的項目以及建筑設(shè)計、施工中部分強制性執(zhí)行的標(biāo)準(zhǔn)檢測項目,為建筑節(jié)能施工提供了基礎(chǔ)和必要的施工要求和驗收標(biāo)準(zhǔn).以后我國又陸續(xù)頒布并實施了《公共建筑節(jié)能檢測標(biāo)準(zhǔn)》(JGJ/T177-2009)、《民用建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》(JGJ26-95)和《居住建筑節(jié)能檢測標(biāo)準(zhǔn)》(JGJ/T132-2009)等建筑工程行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),為新建建筑的各類節(jié)能現(xiàn)場檢測方法標(biāo)準(zhǔn)提供了技術(shù)支持和較為科學(xué)的測試依據(jù).目前新建建筑節(jié)能檢測技術(shù)主要在建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)方面有所研究,國內(nèi)外相關(guān)專家、學(xué)者也做過一些探討和研究[3].如山東建筑大學(xué)潘雷等人對建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的現(xiàn)場檢測技術(shù)進(jìn)行了研究,并采用數(shù)值模擬的方法計算出適用于不同保溫形式圍護(hù)結(jié)構(gòu)的修正系數(shù).北京中建建筑科學(xué)技術(shù)研究院費慧慧等人對新建建筑節(jié)能現(xiàn)場檢測技術(shù)的影響因素進(jìn)行了分析研究,提出了影響現(xiàn)場檢測技術(shù)的主要因素及解決方法.山東省建設(shè)發(fā)展研究院的朱傳晟總工對建筑節(jié)能現(xiàn)場檢測技術(shù)的基本原理進(jìn)行了研究,如熱流計法、熱箱法和紅外線攝像儀法,重點對熱流計法的檢測技術(shù)進(jìn)行了深入探討.揚州大學(xué)楊鼎宜教授等用冷熱箱法測定了穩(wěn)定傳熱狀態(tài)下混凝土空心砌塊砌體的保溫隔熱性能等.國外對于建筑物圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱工性能的現(xiàn)場檢測技術(shù)研究及報道也處于起步階段,而且大多在實驗室里完成對建筑材料的熱工性能檢測,相關(guān)的檢測性能參數(shù)也是在穩(wěn)定的狀態(tài)下完成的,如日本對建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的對流換熱系數(shù)進(jìn)行了測試,提出了建筑物圍護(hù)結(jié)構(gòu)對流換熱系數(shù)和風(fēng)速的關(guān)系式.
2.2新建建筑節(jié)能檢測技術(shù)
2.2.1熱箱法
熱箱法檢測技術(shù)是需要人工制造一個傳熱的模擬環(huán)境.具體做法可以參考如下:分別在試驗試件兩側(cè)各布置一個所需溫度、風(fēng)速和輻射條件的熱箱和一個冷箱,待試驗環(huán)境條件達(dá)到穩(wěn)定后,采用相應(yīng)的儀器設(shè)備,分別量測冷、熱箱體內(nèi)壁的溫度、模擬環(huán)境的空氣溫度、試件的表面溫度以及計量箱中的輸入功率,再根據(jù)物理計算相關(guān)原理和公式,計算出被測試試件的傳熱的性能指標(biāo),如熱阻、表面換熱系數(shù)等相關(guān)指標(biāo).熱箱法檢測測試技術(shù)適用于室外相對濕度不高于60%,室外空氣平均溫度不高于25℃的自然環(huán)境,且試驗所用熱箱的內(nèi)部溫度不低于室外自然最高溫度8℃的情況[4].在建筑構(gòu)造方面,熱箱法檢測技術(shù)對于門窗、樓板、外墻的傳熱性能指標(biāo)的室內(nèi)實驗室檢測非常有利,測試的結(jié)果一般較精確.由于需要模擬試驗環(huán)境和條件的限制,此種方法不適宜用于現(xiàn)場施工的檢測,但自然氣溫對實驗室試驗的結(jié)果影響微乎甚微,可以用實驗數(shù)據(jù)作為現(xiàn)場施工的參考.
2.2.2熱流計法
建筑耗熱測定中最為常用的儀表就是熱流計,也是傳統(tǒng)的建筑能耗量測儀表,主要適用于對各種材料組成的圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱工性能進(jìn)行分析.使用時將其傳感器埋設(shè)在絕熱結(jié)構(gòu)內(nèi)或貼敷在絕熱結(jié)構(gòu)的外表面,可直接測量得到熱(冷)損失值.檢測時間宜選擇一年中最為寒冷的月份,要求室內(nèi)外自然氣溫差必須大于20℃的條件下才能測試,而且要求室外氣溫的變化起伏不是很大,測試的條件應(yīng)放在至少穩(wěn)定7d的人為制造室內(nèi)外溫差或連續(xù)采暖條件下的房間里進(jìn)行,以此來保證測試數(shù)據(jù)結(jié)果的準(zhǔn)確性和客觀性.根據(jù)大量的試驗數(shù)據(jù)結(jié)果顯示,室內(nèi)外空氣溫差愈大,熱流計讀數(shù)的誤差相對愈小,計算所得之結(jié)果亦較為精確,因此此法受季節(jié)影響較大,一般需要在冬季才采用此法.
2.2.3紅外熱攝像儀法
紅外熱像技術(shù)是目前新研發(fā)的一種建筑節(jié)能檢測手段,也是基于紅外線技術(shù)理論以及先進(jìn)的紅外圖像處理技術(shù)、光電子技術(shù)和紅外線探測器技術(shù)的一種非接觸性的、綜合性的測量技術(shù)高科技產(chǎn)品.紅外熱像技術(shù)的原理是利用攝像儀對新建建筑物的圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱工缺陷進(jìn)行檢測,分析檢測得到的各種熱像圖來顯示各種建筑構(gòu)造有無熱工缺陷,并對分析檢測結(jié)果做比較參考,以此作為驗收、修復(fù)、增強建筑節(jié)能施工措施的理論數(shù)據(jù)依據(jù).紅外熱像技術(shù)既不破壞被測物體或試件的溫度場,又能測量細(xì)微目標(biāo)和運動中的目標(biāo)[5].此法具有可利用計算機存儲測量數(shù)據(jù)和處理分析,方便長期保存和幾何運算;采用不同的顏色來區(qū)分并顯示被測物體溫度的熱圖像;對于溫度的分辨率較高,精度可達(dá)到0.01℃;現(xiàn)場節(jié)能檢測的紅外熱像儀器具有攜帶方便、操作簡單、還可以形象、直觀地顯示物體表面的溫度場,為簡化檢測程序和優(yōu)化檢測數(shù)據(jù)等都有很大益處.此法具有較多優(yōu)點且不受季節(jié)的限制,還可以遠(yuǎn)距離測定建筑構(gòu)造的熱工缺陷,這必將會極大地完善和提高新建建筑節(jié)能現(xiàn)場檢測技術(shù),所以具有廣闊的應(yīng)用和開發(fā)前景.
3存在的問
題(1)檢測技術(shù)和設(shè)備的不完善性.新建建筑的幾種檢測方法本身的不完善性給檢測數(shù)據(jù)結(jié)果的真實性和客觀性產(chǎn)生影響,因此如何針對地區(qū)氣候特點和建筑能耗特征研究制定出檢測精度高、快速準(zhǔn)確的節(jié)能檢測系統(tǒng)是一個迫切現(xiàn)實問題[6].(2)現(xiàn)場與實驗室的對比檢測結(jié)果差異較大.由于現(xiàn)場檢測條件受自然氣候條件、新建建筑構(gòu)造自身狀態(tài)、安裝設(shè)備系統(tǒng)運行條件等眾多因素的影響和制約,一般地,造成檢測結(jié)果與標(biāo)準(zhǔn)理想狀態(tài)偏離較大,測試結(jié)果不具有實際的指導(dǎo)意義.但在標(biāo)準(zhǔn)的實驗室條件下,易將被檢測試件的周邊模擬或制造成近似熱絕緣狀態(tài),對于檢測試件的熱工傳導(dǎo)系數(shù)的測試結(jié)果較為準(zhǔn)確.由此造成雖然采用的是相同的原理和方法進(jìn)行檢測,但是得到的檢測結(jié)果卻大相徑庭,對成果的取用造成混亂.(3)檢測方法有待統(tǒng)一.隨著科技的不斷進(jìn)步和發(fā)展,建筑節(jié)能檢測方法由傳統(tǒng)的、粗略的檢測技術(shù)向新型的、精確的測試方法邁進(jìn),還有一些衍生發(fā)展出來的檢測技術(shù)和方法,形成了很多對有關(guān)熱工傳導(dǎo)系數(shù)的檢測技術(shù)和方法標(biāo)準(zhǔn).該如何統(tǒng)一規(guī)范測試條件和檢測方法,建立一個比較同種項目的檢測技術(shù)使用和結(jié)果的平臺,建設(shè)行政主管部門以及相關(guān)高校還須對檢測技術(shù)進(jìn)行大力研究和發(fā)展,并根據(jù)實際情況制定節(jié)能檢測的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范,以保證行業(yè)的發(fā)展需要.(4)專業(yè)型建筑節(jié)能檢測人才隊伍匱乏.目前高校開辦建筑節(jié)能檢測的本科專業(yè)較少,一般都是研究生以上才有相關(guān)的研究方向,這就造成社會上的建筑節(jié)能檢測行業(yè)的從業(yè)人員學(xué)歷水平不高,對于專業(yè)型的人才更是缺乏.以致目前大多建筑節(jié)能檢測人員由原實驗室的土木工程材料實驗人員轉(zhuǎn)型而來,專業(yè)知識水平不高,對新型檢測技術(shù)和方法知之甚少.因此,為加快建筑節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展、降低新建建筑能耗量,建筑節(jié)能檢測專業(yè)人才的培養(yǎng)將是我國未來“十三五”規(guī)劃中必不可少的建設(shè)內(nèi)容,也是高校培養(yǎng)人才類型的一個重要方面.
4結(jié)論與建議
篇3
根據(jù)對江蘇地區(qū)農(nóng)村住宅建筑節(jié)能的分析,并通過統(tǒng)計大量文獻(xiàn)中對農(nóng)村住宅建筑節(jié)能指標(biāo)的描述,可將江蘇地區(qū)農(nóng)村住宅建筑節(jié)能評價指標(biāo)歸納為建筑外形設(shè)計、圍護(hù)結(jié)構(gòu)、設(shè)備節(jié)能、新能源的利用這四個主要方面進(jìn)行評價。對這四個指標(biāo)做進(jìn)一步分解,可以得出19個子指標(biāo),
2江蘇地區(qū)農(nóng)村住宅建筑節(jié)能的綜合評價方法
2.1信息熵方法對建筑節(jié)能評價指標(biāo)的篩選
為了從已經(jīng)構(gòu)建的初始評價指標(biāo)中提取主要評價指標(biāo),可以采用信息熵法剔除其中對評價影響不大的指標(biāo)。具體操作步驟及方法如下:第一步:將初始的指標(biāo)矩陣進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理。假定所選的評估對象有N個,初始的指標(biāo)有M個,則可以構(gòu)建N×M階的矩陣,定義為矩陣A。按照式(1)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化后的矩陣為A′。a′ij=(1)第二步:熵值的求取。令pj表示熵值,則,Πij=pj=-ΠijlnΠij(2)第三步:熵權(quán)的確定。Wj表示求出的熵權(quán)的大小,則,Wj=(3)第四步:確定某個評價指標(biāo)的具體權(quán)重。權(quán)重值用Qj表示,則,Qj=(4)第五步:將第三步求出的熵權(quán)與第四步求出的具體權(quán)重進(jìn)行結(jié)合,剔除冗余指標(biāo),確保評價的穩(wěn)定性。
2.2BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法對農(nóng)村住宅建筑節(jié)能的綜合評價
BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)可以用于逼近任意的一個非線性的函數(shù),同時具有超強的自適應(yīng)以及存儲能力。采用BP神經(jīng)進(jìn)行評價時,其運行的主要思想就是將搜集到數(shù)據(jù)輸入到該系統(tǒng)中,然后系統(tǒng)進(jìn)行自我訓(xùn)練,擬合各指標(biāo)間的最優(yōu)關(guān)系,并自動記憶、存儲所選指標(biāo)對綜合評價對象的影響權(quán)值,繼而對類似對象做出客觀的評價。在進(jìn)行BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練之前需要構(gòu)建BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),主要需要以下參數(shù)。
(1)BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點數(shù)與層數(shù)的確定BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的確定需先確定輸入、輸出層節(jié)點數(shù)、隱含層的層數(shù)以及隱含層節(jié)點。輸入層節(jié)點數(shù)為指標(biāo)個數(shù),輸出層節(jié)點數(shù)為建筑節(jié)能綜合評價指標(biāo)。在規(guī)模不大的情況下,常采用一個隱含層。隱含層節(jié)點數(shù)可根據(jù)式(5)確定。Ny=(5)其中,Ny表示隱含層節(jié)點數(shù);Ni表示輸入層節(jié)點數(shù);No表示輸出層節(jié)點數(shù);NP表示訓(xùn)練樣本個數(shù)。
(2)BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)相關(guān)參數(shù)的確定確定BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)后,需要確定網(wǎng)絡(luò)函數(shù)的選取、初始權(quán)重的確定、期望誤差、學(xué)習(xí)速率、訓(xùn)練次數(shù)等相關(guān)參數(shù)。
3江蘇農(nóng)村住宅建筑節(jié)能的綜合評價
首先對初始建立的評價指標(biāo)進(jìn)行篩選,剔除其中可能對評價結(jié)果有干擾的影響因素。聘請10位專家對初始的評價指標(biāo)進(jìn)行打分,然后依據(jù)信息熵方法進(jìn)行處理,最終得出的綜合評價指標(biāo)包括b11、b12、b13、b14、b21、b22、b23、b24、b25、b31、b32、b33、b41、b45、b46這15個評價指標(biāo)。采用三層BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型,即輸入層、隱含層、輸出層各一層,輸入節(jié)點數(shù)為選定的評價指標(biāo)數(shù)15,根據(jù)式(5)確定隱含層的節(jié)點數(shù)為7,輸出節(jié)點數(shù)為1。函數(shù)采用Sigmoid函數(shù),初始權(quán)值為[0,1]區(qū)間的較小的數(shù),誤差期望為0.01,學(xué)習(xí)速率為0.001,訓(xùn)練次數(shù)為10000次。筆者選取了江蘇省某地區(qū)的6個農(nóng)村住宅建筑作為評價對象,以其中的5個作為訓(xùn)練樣本。數(shù)據(jù)主要是通過調(diào)查得到并做歸一化處理,聘請相關(guān)專家對這幾個樣本進(jìn)行綜合評分,用t表示。經(jīng)過訓(xùn)練,將第六個樣本作為評價對象,采用該模型進(jìn)行綜合評價,各指標(biāo)的初始值見表3。采用經(jīng)訓(xùn)練后的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型進(jìn)行綜合評價,得出的最終評價結(jié)果為0.932,這與通過專家打分法得出的評價值0.927相比,誤差為0.005,相對誤差為0.5%。這充分說明采用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型進(jìn)行綜合評價是可行的,且其評價的精度比較高。
4結(jié)語
篇4
論文摘要:建筑節(jié)能有利于從根本上促進(jìn)能源資源節(jié)約和合理利用,緩解我國能源資源供應(yīng)與經(jīng)濟社會發(fā)展的矛盾;有利于加快發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟,實現(xiàn)經(jīng)濟社會的可持續(xù)發(fā)展;有利于長遠(yuǎn)的保障國家能源安全、保護(hù)環(huán)境、提高人民群眾生活質(zhì)量、貫徹落實科學(xué)發(fā)展觀。建筑設(shè)計是其中一個很重要的環(huán)節(jié)。本文從建筑節(jié)能的基礎(chǔ)出發(fā),對建筑節(jié)能設(shè)計方面進(jìn)行了探索。
一、引言
建筑節(jié)能是整個建筑全壽命過程中每一個環(huán)節(jié)節(jié)能的總和。是指建筑在選址、規(guī)劃、設(shè)計、建造和使用過程中,通過合理的規(guī)劃設(shè)計,采用節(jié)能型的建筑材料、產(chǎn)品和設(shè)備,執(zhí)行建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn),加強建筑物節(jié)能設(shè)備的運行管理,合理設(shè)計建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱工性能,提高采暖、制冷、照明、通風(fēng)、給排水和管道系統(tǒng)的運行效率,以及利用可再生能源,在保證建筑物使用功能和室內(nèi)熱環(huán)境質(zhì)量的前提下,降低建筑能源消耗,合理、有效地利用能源。
如果繼續(xù)執(zhí)行節(jié)能水平較低的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn),將留下很重的能耗負(fù)擔(dān)和治理困難。龐大的建筑能耗,已經(jīng)成為國民經(jīng)濟的巨大負(fù)擔(dān)。因此建筑行業(yè)全面節(jié)能勢在必行。
二、建筑節(jié)能的重要性
目前世界范圍內(nèi)石油、煤炭、天然氣三種傳統(tǒng)能源日趨枯竭,人類將不得不轉(zhuǎn)向成本較高的生物能、水利、地?zé)?、風(fēng)力、太陽能、核能,而我國的能源問題更加嚴(yán)重。
我國能源發(fā)展主要存在四大問題:①人均能源擁有量低、儲備量低;②能源結(jié)構(gòu)依然以煤為主,約占75%,全國年耗煤量已超過13億t;③能源資源分布不均,主要表現(xiàn)在經(jīng)濟發(fā)達(dá)地區(qū)能源短缺和農(nóng)村商業(yè)能源供應(yīng)不足,造成北煤南運、西氣東送、西電東送;④能源利用效率低,能源終端利用效率僅為33%,比發(fā)達(dá)國家低10%。
隨著城市建設(shè)的高速發(fā)展,我國的建筑能耗逐年大幅度上升,已達(dá)全社會能源消耗量的32%,加上每年房屋建筑材料生產(chǎn)能耗約13%,建筑總能耗已達(dá)全國能源總消耗量的45%。我國現(xiàn)有建筑面積為400多億m2,絕大部分為高能耗建筑,且每年新建建筑近20億m2,其中95%以上仍是高能耗建筑。如果繼續(xù)執(zhí)行節(jié)能水平較低的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn),將留下很重的能耗負(fù)擔(dān)和治理困難。龐大的建筑能耗,已經(jīng)成為國民經(jīng)濟的巨大負(fù)擔(dān)。因此建筑行業(yè)全面節(jié)能勢在必行。
三、建筑節(jié)能設(shè)計的重要性
建筑節(jié)能設(shè)計是全面的建筑節(jié)能中一個很重要的環(huán)節(jié),有利于從源頭上杜絕能源的浪費。
(一)整體及外部環(huán)境的節(jié)能設(shè)計
建筑整體及外部環(huán)境設(shè)計是在分析建筑周圍氣候環(huán)境條件的基礎(chǔ)上,通過選址、規(guī)劃、外部環(huán)境和體型朝向等設(shè)計,使建筑獲得一個良好的外部微氣候環(huán)境,達(dá)到節(jié)能的目的。
1合理選址
建筑選址主要是根據(jù)當(dāng)?shù)氐臍夂颉⑼临|(zhì)、水質(zhì)、地形及周圍環(huán)境條件等因素的綜合狀況來確定。建筑設(shè)計中,既要使建筑在其整個生命周期中保持適宜的微氣候環(huán)境,為建筑節(jié)能創(chuàng)造條件,同時又要不破壞整體生態(tài)環(huán)境的平衡。
2合理的外部環(huán)境設(shè)計
在建筑位址確定之后,應(yīng)研究其微氣候特征。根據(jù)建筑功能的需求,應(yīng)通過合理的外部環(huán)境設(shè)計來改善既有的微氣候環(huán)境,創(chuàng)造建筑節(jié)能的有利環(huán)境,主要方法為:①在建筑周圍布置樹木、植被,既能有效地遮擋風(fēng)沙、凈化空氣,還能遮陽、降噪;②創(chuàng)造人工自然環(huán)境,如在建筑附近設(shè)置水面,利用水來平衡環(huán)境溫度、降風(fēng)沙及收集雨水等。
3合理的規(guī)劃和體型設(shè)計
合理的建筑規(guī)劃和體型設(shè)計能有效地適應(yīng)惡劣的微氣候環(huán)境。它包括對建筑整體體量、建筑體型及建筑形體組合、建筑日照及朝向等方面的確定。像蒙古包的圓形平面,圓錐形屋頂能有效地適應(yīng)草原的惡劣氣候,起到減少建筑的散熱面積、抵抗風(fēng)沙的效果;對于沿海濕熱地區(qū),引入自然通風(fēng)對節(jié)能非常重要,在規(guī)劃布局上,可以通過建筑的向陽面和背陰面形成不同的氣壓,即使在無風(fēng)時也能形成通風(fēng),在建筑體型設(shè)計上形成風(fēng)洞,使自然風(fēng)在其中回旋,得到良好的通風(fēng)效果,從而達(dá)到節(jié)能的目的。日照及朝向選擇的原則是冬季能獲得足夠的日照并避開主導(dǎo)風(fēng)向,夏季能利用自然通風(fēng)并盡量減少太陽輻射。然而建筑的朝向、方位以及建筑總平面的設(shè)計應(yīng)考慮多方面的因素,建筑受到社會歷史文化、地形、城市規(guī)劃、道路、環(huán)境等條件的制約,要想使建筑物的朝向同時滿足夏季防熱和冬季保溫通常是困難的,因此,只能權(quán)衡各個因素之間的得失,找到一個平衡點,選擇出適合這一地區(qū)氣候環(huán)境的最佳朝向和較好朝向。超級秘書網(wǎng)
(二)單體的節(jié)能設(shè)計
單體的節(jié)能設(shè)計,主要是通過對建筑各部分的節(jié)能構(gòu)造設(shè)計、建筑內(nèi)部空間的合理分隔設(shè)計,以及一些新型建筑節(jié)能材料和設(shè)備的設(shè)計與選擇等,來更好地利用既有的建筑外部氣候環(huán)境條件,以達(dá)到節(jié)能和改善室內(nèi)微氣候環(huán)境的效果。
1建筑各部位的節(jié)能構(gòu)造設(shè)計
建筑各部位的節(jié)能構(gòu)造設(shè)計,主要是在滿足其作為建筑的基本組成部分功能的同時,通過對各部位(屋頂、樓板、墻體、門窗等)的造型、結(jié)構(gòu)、材料等方面加以進(jìn)一步設(shè)計,充分利用建筑外部氣候環(huán)境條件,達(dá)到節(jié)能和改善室內(nèi)微氣候環(huán)境的效果。
屋頂?shù)墓?jié)能設(shè)計。屋頂是建筑物與室外大氣接觸的一個重要部分,主要節(jié)能措施為:①采用坡屋頂;②加強屋面保溫措施;③根據(jù)需要,設(shè)置保溫隔熱屋面(架空隔熱屋面、蓄水屋面、種植屋面等)。
樓板層的節(jié)能設(shè)計。主要是利用其結(jié)構(gòu)中空空間,以及對樓板吊頂造型加以設(shè)計。如將循環(huán)水管布置在其中,夏季可以利用冷水循環(huán)降低室內(nèi)溫度,冬季利用熱水循環(huán)取暖。
建筑護(hù)墻體的節(jié)能設(shè)計。墻體的節(jié)能設(shè)計除了適應(yīng)氣候條件做好保溫、防潮、隔熱等措施以外,還應(yīng)體現(xiàn)在能夠改善微氣候環(huán)境條件的特殊構(gòu)造上,如寒冷地區(qū)的夾心墻體設(shè)計、被動式太陽房中各種蓄熱墻體(如水墻)設(shè)計、巴格達(dá)地區(qū)為了適應(yīng)當(dāng)?shù)馗蔁釟夂驐l件在墻體中的風(fēng)口設(shè)計等;而在馬來西亞,楊經(jīng)文設(shè)計的檳榔嶼州MennaruUmno大廈外墻中,則外加了一種“捕風(fēng)墻”的特殊構(gòu)造設(shè)計,在建筑兩側(cè)設(shè)陽臺開口,開口兩側(cè)外墻上布置兩片擋風(fēng)墻,使兩通風(fēng)墻形成喇叭狀的口袋,將風(fēng)捕捉到陽臺內(nèi),然后通過陽臺門的開口大小控制進(jìn)風(fēng)量,形成“空氣鎖”,可以有效地控制室內(nèi)通風(fēng)。
建筑門窗的節(jié)能設(shè)計。據(jù)統(tǒng)計資料,在我國既有的高耗能建筑有40%的耗能是通過門窗散失的。因此,解決好門窗節(jié)能的問題相當(dāng)重要。
建筑物圍護(hù)結(jié)構(gòu)細(xì)部的節(jié)能設(shè)計。細(xì)部的節(jié)能設(shè)計對于建筑物的整體節(jié)能也非常重要,應(yīng)從以下各部位著手:①熱橋部位應(yīng)采取可靠的保溫與“斷橋”措施;②外墻出挑構(gòu)件及附墻部件,如陽臺、雨罩、靠外墻陽臺欄板、空調(diào)室外機擱板、附壁柱、凸窗、裝飾線等均應(yīng)采取隔斷熱橋和保溫措施;③窗口外側(cè)四周墻面,應(yīng)進(jìn)行保溫處理;④門、窗框與墻體之間的縫隙,應(yīng)采用高效保溫材料填堵;⑤門、窗框四周與抹灰層之間的縫隙,宜采用保溫材料和嵌縫密封膏密封,避免不同材料界面開裂,影響門、窗的熱工性能;⑥采用全玻璃幕墻時,隔墻、樓板或梁與幕墻之間的間隙,應(yīng)填充保溫材料。
2合理的建筑空間設(shè)計
合理的空間設(shè)計是在充分滿足建筑使用功能要求的前提下,對建筑空間進(jìn)行合理分隔(平面分隔和豎向分隔),以改善室內(nèi)保溫、通風(fēng)、采光等微氣候條件,達(dá)到節(jié)能目的。
3選用建筑節(jié)能材料
合理選用建筑節(jié)能材料也是全面建筑節(jié)能的一個重要方面。建筑材料的選擇應(yīng)遵循健康、高效、經(jīng)濟、節(jié)能的原則。一方面,隨著科技的發(fā)展,大量的新型高效材料不斷被研制并應(yīng)用到建筑設(shè)計中去,更好地起到節(jié)能效果。如新型保溫材料、防水材料在墻體屋頂中的應(yīng)用,達(dá)到了更好的保溫防潮效果;新型透光隔熱玻璃(如Low-E玻璃等)在門窗中的應(yīng)用,起到了更好的透光隔熱效果;采用可調(diào)節(jié)的鋁材遮陽板,達(dá)到遮陽的目的。
篇5
關(guān)鍵詞:建筑節(jié)能評價體系室內(nèi)環(huán)境品質(zhì)
1概述
發(fā)達(dá)國家的能源統(tǒng)計,是按產(chǎn)業(yè)(Industry)、交通(Transportation)、居民和商業(yè)等四個部門統(tǒng)計。因此,很容易得到建筑能耗數(shù)據(jù),即居民(Residential)和商業(yè)(Commercial)能耗之和。其建筑能耗一般占全國總能耗的三分之一左右。如美國,2000年的建筑能耗占全美總能耗的35%。但我國的能源統(tǒng)計模式與發(fā)達(dá)國家不同,是分工業(yè)、農(nóng)業(yè)、建筑業(yè)、交通運輸及郵電通訊、批發(fā)零售、生活消費和其它等多個部門統(tǒng)計。如果將后三個部門的能耗當(dāng)作建筑使用能耗,則我國的建筑能耗在總能耗中的比例多年來一直在20%左右。2000年為20.4%。而我國建設(shè)部公布的2000年建筑能耗比例數(shù)字是27.6%。建設(shè)部的數(shù)字中包括了建材工業(yè)的能耗,實際是廣義建筑能耗。此外,還有好幾個版本的比例數(shù)字。
其次,在很多建筑中,也沒有區(qū)分各部分能耗。比如,通常認(rèn)為在公共建筑中,空調(diào)采暖的能耗在總能耗中占最大比例。其實這一結(jié)論在我國并沒有實際數(shù)據(jù)的支持。因為國內(nèi)建筑物中能耗計量很粗糙,一般只有冷水機組有單獨的功率表,而空調(diào)的末端裝置和輸送系統(tǒng)的耗能無法與其它動力設(shè)備和照明的耗能區(qū)分開來。在工業(yè)建筑中,傳統(tǒng)上又把空調(diào)等建筑設(shè)備能耗計入生產(chǎn)能耗。筆者曾經(jīng)引用過日本建筑環(huán)境·省能機構(gòu)統(tǒng)計得到的辦公樓中各部分能耗比例的調(diào)查結(jié)果,但這一數(shù)據(jù)在被許多文章多次轉(zhuǎn)引之后,以訛傳訛,變成“上海地區(qū)辦公樓能耗比例”,甚至進(jìn)入某些正式的研究報告和文件。
在基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和能耗現(xiàn)狀不清的情況下,難以恰當(dāng)?shù)卮_定建筑節(jié)能的目標(biāo)(例如,在某一時間節(jié)點基礎(chǔ)上的節(jié)能率),也難以恰當(dāng)?shù)胤峙涓鞑糠值墓?jié)能率(例如,總節(jié)能率中圍護(hù)結(jié)構(gòu)、照明、空調(diào)各承擔(dān)多少)。
圖1某高層辦公大樓全年能耗分布
圖1是上海某高層辦公樓全年的總能耗曲線??梢园l(fā)現(xiàn),圖1的能耗曲線有兩個最低點,分別出現(xiàn)在4月和11月。在上海地區(qū),這兩個月是氣候最宜人的時期,一般來說建筑物既不需要采暖,也不需要供冷。取這兩個月能耗量的平均值,在曲線圖上劃一道水平線(圖2-17中的虛線)。可以認(rèn)為,這道水平線以上由曲線所圍成的面積就是該大樓采暖空調(diào)所消耗的能量;水平線以下的矩形面積則是照明和其它動力設(shè)備(如電梯)所消耗的能量。
因此,可以把照明、插座、電梯等設(shè)備能耗當(dāng)作穩(wěn)定能耗。盡管冬季晝短夜長,夏季則相反,人們使用照明的時間有一些差別,但在現(xiàn)代商用建筑中從全年能耗角度來看,這種差別并不明顯。而采暖和空調(diào)的能耗是變動的、不穩(wěn)定的能耗,它不但隨氣候區(qū)變化,而且隨建筑類型、形狀、結(jié)構(gòu)和使用情況變化,甚至今天和明天都會有所不同。這就給建筑節(jié)能工作帶來了復(fù)雜性和多樣性,但同時也是建筑物中節(jié)能潛力最大的部分。
在美國,建筑能耗統(tǒng)計是由政府進(jìn)行的,在日本,則是由專業(yè)學(xué)會和學(xué)術(shù)團體完成的。但在中國,還沒有像美、日等發(fā)達(dá)國家那樣大規(guī)模地進(jìn)行建筑能耗調(diào)查。因此,大多數(shù)節(jié)能政策制定者和從事建筑節(jié)能的研究者都不能像發(fā)達(dá)國家那樣對全國或一個城市的建筑能耗情況了如指掌。而由于缺乏必要的檢測計量手段,許多建筑樓宇的物業(yè)管理人員對自己所管理的建筑各部分能耗情況也是心中無數(shù)。因此,建筑節(jié)能必須從計量做起。
2結(jié)構(gòu)節(jié)能與空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能
圍護(hù)結(jié)構(gòu)采取節(jié)能措施,是建筑節(jié)能的基礎(chǔ)。由于我國建筑節(jié)能是從采暖居住建筑起步的,因此,建筑節(jié)能首先考慮加強圍護(hù)結(jié)構(gòu)保溫?zé)o疑是正確的決策。從管理的角度看,可以對圍護(hù)結(jié)構(gòu)制訂限定性指標(biāo),易于評價。但是,建筑節(jié)能的關(guān)鍵是空調(diào)采暖系統(tǒng)的效率,最終的節(jié)能量也要從空調(diào)采暖系統(tǒng)來體現(xiàn)。北方地區(qū)在墻改之后又發(fā)展到熱改。如果沒有調(diào)節(jié)閥和熱計量,圍護(hù)結(jié)構(gòu)保溫越好,可能浪費的熱量越多。
圖2采用不同形式窗戶的空調(diào)總冷負(fù)荷(MWh)
圖3不同墻體傳熱系數(shù)條件下的全年總負(fù)荷(MWh)
而在間歇運行的空調(diào)建筑中,在空調(diào)關(guān)機之后,室溫升高,當(dāng)室外氣溫低于室溫時,通過圍護(hù)結(jié)構(gòu)的逆向傳熱可以降低第二天空調(diào)的啟動負(fù)荷。因此,圍護(hù)結(jié)構(gòu)保溫越好,蓄熱量越大,空調(diào)負(fù)荷也越大(見圖2)。
對公共建筑而言,圍護(hù)結(jié)構(gòu)形成的負(fù)荷在總負(fù)荷中所占比例很小,因此,圍護(hù)結(jié)構(gòu)的節(jié)能潛力有限。
從圖3中可以看出,墻體傳熱系數(shù)降低40%,所得到的節(jié)能率最大8.1%(哈爾濱),最小2.8%(廣州)??梢?,在公共建筑節(jié)能中重要的環(huán)節(jié)是降低內(nèi)部負(fù)荷、減少內(nèi)部發(fā)熱量。例如,在保證照度的前提下降低照明負(fù)荷,既降低照明耗電,又降低空調(diào)負(fù)荷,可謂一舉兩得。
3節(jié)能與室內(nèi)環(huán)境品質(zhì)
非典之后,人們的健康意識和自我保護(hù)意識增強,對室內(nèi)環(huán)境品質(zhì)提出更高的要求。
我國大城市80%以上的公共建筑中的空調(diào)末端(AHU)僅有一級粗效過濾,有的甚至只有一層濾網(wǎng)。而根據(jù)美國ASHRAE標(biāo)準(zhǔn)62-2001,應(yīng)在冷卻盤管或其具有濕表面的處理設(shè)備的前端加設(shè)最小效率(MERV,MinimumEfficiencyReportingValue)不低于6的除塵過濾器或者凈化器。歐洲標(biāo)準(zhǔn)也要求AHU過濾器達(dá)到F7標(biāo)準(zhǔn)。即需要有粗效和中效兩級過濾。整個風(fēng)系統(tǒng)阻力至少比現(xiàn)在增加200Pa。假定一臺3600m3/h的空調(diào)箱,全年運行,要增加耗電量2500kWh。
另外,很多大樓的空調(diào)新風(fēng)量也沒有達(dá)到規(guī)范的要求。而且,非典之后,一些新建大樓的業(yè)主對新風(fēng)量提出了超出規(guī)范的要求。新風(fēng)負(fù)荷占空調(diào)負(fù)荷的20~30%,加大新風(fēng)量就意味著能耗的增加。
在公共建筑中,室內(nèi)環(huán)境品質(zhì)直接影響用戶的舒適、健康和工作效率。對大樓管理者來說,這是“開源”。而建筑節(jié)能則是降低運營成本,是“節(jié)流”。開源和節(jié)流應(yīng)該是相輔相成。
因此,建筑節(jié)能工作要以室內(nèi)環(huán)境為底線。一方面,建筑節(jié)能決不能以犧牲室內(nèi)環(huán)境品質(zhì)為代價;另一方面,對不合理的環(huán)境消費(例如夏季過低和冬季過高的環(huán)境溫度、過大的新風(fēng)量、邊使用空調(diào)邊開窗等)行為,即不合理的用能,則應(yīng)該改變。
解決節(jié)能與室內(nèi)環(huán)境品質(zhì)矛盾還可以采用很多新技術(shù)或原有技術(shù)的集成。例如,獨立新風(fēng)系統(tǒng)(DOAS)、輻射吊頂+置換送風(fēng)系統(tǒng)、除濕空調(diào)系統(tǒng)等。
4節(jié)能與節(jié)電
2003年夏季高溫期間全國19個省市嚴(yán)重缺電和美國加拿大部分地區(qū)的大停電事故為我們敲響了警鐘,電力空調(diào)的應(yīng)用關(guān)系到電網(wǎng)安全,因此,在節(jié)能的同時還要關(guān)注節(jié)電。
某些節(jié)能技術(shù)可能可以降低全年建筑能耗,但卻不節(jié)電。例如本文第2節(jié)所論述的圍護(hù)結(jié)構(gòu)保溫就是如此。在傳統(tǒng)的空調(diào)能源結(jié)構(gòu)中,夏季用電供冷、冬季用一次能源供熱。對于采暖為主的地區(qū),加強圍護(hù)結(jié)構(gòu)保溫隔熱可以降低全年能耗(例如哈爾濱);而在供冷為主的地區(qū),加強圍護(hù)結(jié)構(gòu)保溫隔熱的總節(jié)能效果有限,反而會增加空調(diào)能(電)耗。
某些技術(shù)可能能耗稍大,但是可以使用清潔能源,對保護(hù)環(huán)境有利。例如,燃?xì)庵比紮C在國內(nèi)一直被很多人視為“節(jié)電不節(jié)能”。但是,直燃機不使用CFC和HCFC冷媒、燃用天然氣對環(huán)境影響極小、溫室氣體排放極低,從而被世界各國當(dāng)作一項綠色技術(shù)。夏季利用低谷燃?xì)狻⑵秸叻咫娏ω?fù)荷,可以使電力和燃?xì)獾玫健半p贏”。
某些技術(shù)可能在微觀層面上不節(jié)能、但在宏觀層面上卻是節(jié)能的。例如蓄冰空調(diào),利用夜間低谷電力制冰時制冷機組的COP值降低。在用戶側(cè),如果沒有合理的峰谷差價,則蓄冰空調(diào)是既不節(jié)能又費錢。但在發(fā)電側(cè),大量蓄冰空調(diào)的使用填平了夜間電力負(fù)荷低谷,使發(fā)電機組常時處于高發(fā)和滿發(fā),發(fā)電煤耗下降。滿負(fù)荷工況與40%部分負(fù)荷工況相比,30萬千瓦發(fā)電機組可以節(jié)能15.7%。同時,發(fā)電設(shè)備的利用率提高。發(fā)達(dá)國家電力平均年負(fù)荷率為66.6%,我國發(fā)電設(shè)備年平均負(fù)荷率1999年達(dá)到最低值50%。以后逐年有所上升,2002年達(dá)到54.8%。與發(fā)達(dá)國家相比還有很大差距。
因此,建筑節(jié)能工作需要在能源、環(huán)境、經(jīng)濟、技術(shù)等各個方面進(jìn)行權(quán)衡,這應(yīng)該成為建筑節(jié)能工作者的一項基本素質(zhì)。
5設(shè)備節(jié)能和系統(tǒng)節(jié)能
節(jié)能設(shè)備不一定能連成節(jié)能系統(tǒng)。例如,空調(diào)冷水系統(tǒng)的揚程與樓高無關(guān),一般在30m~40m。如果水泵的揚程選擇過大,定水量系統(tǒng)中會使流量過大,水溫差往往只有2~3℃。這時測得的離心機COP僅在2~3之間。這說明,空調(diào)系統(tǒng)的配置合理是系統(tǒng)節(jié)能的重要環(huán)節(jié)。
我國正在積極推廣建筑熱電冷聯(lián)產(chǎn)技術(shù)。但在熱電冷聯(lián)產(chǎn)應(yīng)用上,存在一些誤區(qū)。似乎凡熱電冷聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)就一定是節(jié)能系統(tǒng)。筆者認(rèn)為,熱電冷聯(lián)產(chǎn)技術(shù)的關(guān)鍵并不在于其動力裝置用微型燃?xì)廨啓C還是用內(nèi)燃機,也不在于其理論效率有多高。實際上如果系統(tǒng)配置不當(dāng),熱電冷聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的節(jié)能效益便完全不能發(fā)揮。熱電冷聯(lián)產(chǎn)的理論效率達(dá)到70%或80%的前提是設(shè)備滿負(fù)荷運行。在我國熱電聯(lián)產(chǎn)電力尚不允許上網(wǎng)的條件下,還必須將熱電聯(lián)產(chǎn)所發(fā)電力和所產(chǎn)熱量全部用掉,才能體現(xiàn)出效益。
熱電聯(lián)產(chǎn)機組的產(chǎn)熱和發(fā)電之間存在著平衡關(guān)系。取得的熱量多、得熱的品位(溫度)高,就勢必要降低發(fā)電效率;反之亦然。無論從熱力學(xué)第一定律還是從熱力學(xué)第二定律的觀點分析,熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)都應(yīng)該充分發(fā)揮發(fā)電效率、充分利用排熱,而不應(yīng)該是相反。
圖4微燃機熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)全供冷模式
(直燃機熱力制冷+離心機電力制冷)
圖5電動離心式制冷機能流圖
圖6微燃機熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)全供冷模式
(雙效吸收機熱力制冷+離心機電力制冷)
假定某建筑的微型燃?xì)廨啓C熱電冷聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的產(chǎn)熱和發(fā)電完全用來為大樓供冷,分別采用熱力制冷和電力制冷。其能流圖見圖4。在圖4的模式下,總一次能效率為1.51。因為在熱力制冷部分采用了直燃機,就必須使微燃機排氣溫度達(dá)到500℃以上,而此時發(fā)電效率只有13~15%。
與傳統(tǒng)電制冷相比,用離心機制冷的能流圖見圖5。
可見其一次能效率(1.5)與熱電冷聯(lián)產(chǎn)基本持平。說明對熱電聯(lián)產(chǎn)機組和直燃機的投資是無效投資。而如果要提高發(fā)電效率,則相應(yīng)的排氣溫度比較低,只適于采用熱力制冷效率比較低的吸收式制冷機。(見圖6)
圖6中的供冷一次能利用率高于傳統(tǒng)電制冷。
由此可見,熱電冷聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的本質(zhì)是回收發(fā)電系統(tǒng)過去被丟棄的排熱、廢熱或余熱,以提高綜合能效。即在保證發(fā)電效率的前提下充分利用余熱。如果為了用熱而抑電,就是本末倒置了。尤其是樓宇熱電冷聯(lián)產(chǎn),所用的發(fā)電機組功率比較小,效率遠(yuǎn)遠(yuǎn)比不上大型電廠的大發(fā)電機組。它的優(yōu)勢在于綜合效率和就近供能。而發(fā)揮其綜合效率的關(guān)鍵是系統(tǒng)合理的配置和科學(xué)的運行。
在建筑節(jié)能中,選擇設(shè)備不僅要看它在額定工況下的效率,更要看它在部分負(fù)荷條件下的效率。對制冷機而言,就是綜合部分負(fù)荷值(IPLV)。
制冷機的綜合部分負(fù)荷值IPLV在空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能中是一個十分重要的參數(shù)。我國的制冷機標(biāo)準(zhǔn)中基本沿用了美國空調(diào)與制冷學(xué)會(ARI)標(biāo)準(zhǔn)。而ARI最初制訂IPLV標(biāo)準(zhǔn)時是用美國亞特蘭大市的氣象參數(shù)、通過對一幢假想辦公樓的模擬計算得到的。即使對美國的不同氣候區(qū),這一IPLV都不能完全適用,ARI用不同緯度的美國29個城市的數(shù)據(jù)得到新的IPLV(ARI550.590-1998)。因為沒有自己的數(shù)據(jù),我國新版的制冷機標(biāo)準(zhǔn)中沒有IPLV。
筆者根據(jù)我國的氣象參數(shù),用實測數(shù)據(jù)和計算機模擬的方法,得到適應(yīng)我國氣候特點的平均IPLV。
對IPLV的研究,還要進(jìn)一步深入。
6建筑節(jié)能的評價
開展建筑節(jié)能,需要建立一套科學(xué)的建筑能效評價體系。我國基本上還在沿用按建筑面積平均的能耗絕對值的評價方法。這種評價方法屬于靜態(tài)評價,對不同檔次、不同用途的建筑很難區(qū)分在建筑節(jié)能方面孰優(yōu)孰劣。在上海市地方標(biāo)準(zhǔn)《集中式空調(diào)系統(tǒng)(中央空調(diào))合理用能技術(shù)要求與運行管理》中引用了日本建設(shè)省所推行的PAL/CEC方法。
所謂PAL,是PerimeterAnnualLoad的縮寫,即“全年熱負(fù)荷系數(shù)”:
另外還有設(shè)備系統(tǒng)能量消費系數(shù)(CEC,CoefficientofEnergyConsumption)。分別有空調(diào)、換氣、照明、電梯和供熱水5個能耗系數(shù)。以空調(diào)能耗系數(shù)CEC/AC為例,表達(dá)式為:
很明顯,能量消費系數(shù)CEC實際上是建筑設(shè)備系統(tǒng)全年能效的倒數(shù)。因此,用PAL能夠評價建筑物圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫隔熱性能,而用CEC則可以更直接地評價建筑的能量轉(zhuǎn)換效率。PAL和CEC反映了動態(tài)節(jié)能的思想和轉(zhuǎn)換效率的思想,是一種性能性指標(biāo)。
7結(jié)論
空調(diào)公共建筑的節(jié)能,是一個比較復(fù)雜的課題。必須建立動態(tài)節(jié)能、系統(tǒng)節(jié)能的思想,正確處理好幾對看似矛盾的關(guān)系。有很多中國特有的建筑節(jié)能課題等待我們?nèi)パ芯俊?/p>
主要參考文獻(xiàn)
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篇6
本文將在總結(jié)國際與國內(nèi)能源現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上,分析建筑節(jié)能的必要性與緊迫性,同時通過調(diào)研目前國內(nèi)建筑節(jié)能設(shè)計實例,評判建筑節(jié)能設(shè)計的經(jīng)濟效益,希望能夠使社會各界意識到,建筑節(jié)能不單是發(fā)達(dá)國家的問題,我國正面臨一場真正的能源危機,建筑節(jié)能迫在眉睫。
一、國際能源危機加劇
1、能源儲量減少,石油僅供開采41年
目前,石油、煤炭、天然氣這三種傳統(tǒng)能源占能源消費約90%以上,其中石油占一半以上。然而2004年BP世界能源統(tǒng)計年鑒的最新數(shù)據(jù)顯示,世界石油總儲量為1.15萬億桶,僅供生產(chǎn)41年;全球天然氣儲量為176萬億立方米,僅供開采63年。日本權(quán)威能源研究機構(gòu)也申明,全球煤炭埋藏量10316億噸,可開采231年;核反應(yīng)原料鈾已探明儲量436萬噸,可供72年使用(海水中的鈾可供使用1萬年,利用钚為燃料的增值核反應(yīng)堆可使用100萬年);利用熱核反應(yīng),海水中的鋰能源可開采年限為1600萬年。可見,全世界最為依賴的能源——石油與天然氣,在21世紀(jì)的前半,就將日趨枯竭??茖W(xué)家們預(yù)計2040年石油消費將達(dá)到最高峰,2100年石油消費將減少到不足能源消費總量的5%%.而從2050年開始,核能、生物能、水利地?zé)?、風(fēng)力、太陽能的比率大大上升,達(dá)到總能源消費的1/3,熱核能源將達(dá)到總能源消費的1/4.
因此,在世界能源供給結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)軌的大趨勢下,不考慮建筑節(jié)能而建造的房屋,終有一日會因為沒有能源可用,終被社會淘汰。呼吁建筑節(jié)能,很重要的一點就在于減少使用石油、天然氣等不可再生資源,通過科學(xué)合理的建筑節(jié)能措施,采用可再生新能源,使建筑可持續(xù)發(fā)展。
2、能源需求不斷增加,價格無法下降
根據(jù)美國能源部能源資訊署2002年3月出版的“InternationalEnergyOutlook2002”,1999—2020年全球能源消費形勢如下:
全球能源總消費量將增加60%,其中亞洲及南美州發(fā)展我國家將增長1倍(每年增長4%,相比發(fā)達(dá)國家每年增長1.3%)。
石油:石油預(yù)計增長59%(年增長率為2.2%)。此外,石油將維持占全球能源總消費量40%以上的比例。
天然氣:爭議較小的天然氣將是需求增長最快的能源,預(yù)計增長一倍。天然氣占全球能源消費量比重也將由23%升至28%.
煤:由于空氣污染及二氧化碳排放等問題,煤炭占全球能源總消費量的比重將由22%降至20%.
核能:在政治問題影響下,全球核能發(fā)展情勢尚難確定,但保守估計全球核能消費量將比現(xiàn)在略為增長。
可再生能源(包含大水力):預(yù)估將增長53%.但由于現(xiàn)階段數(shù)量過少、成本高、能源密集度低且供應(yīng)不穩(wěn)定,所以占全球能源總消費量的比重將由9%下降到8%.不過預(yù)計更遠(yuǎn)的未來,隨著技術(shù)的進(jìn)步,比重將上升較快。
以上預(yù)測在2004年阿拉伯石油輸出國的12月月報中已經(jīng)得到體現(xiàn),它指出截止到2020年,世界石油需求量將以年平均1.7%至2%的速度增長,日需求量逐漸從目前的8200萬桶到近1.07億桶。
可見,由于核能與可再生能源的替代性遲遲無法實現(xiàn),石油、天然氣的需求量仍會不斷增加,但能源儲量是有限的,這種供需關(guān)系導(dǎo)致了石油、天然氣等能源價格不會下降。
同時,恐怖活動增加了石油以天然氣運輸風(fēng)險及成本。自美國發(fā)生“9.11”恐怖攻擊事件后,全球恐怖活動升溫,而保護(hù)措施較為不足的石油及天然氣供應(yīng)等能源基礎(chǔ)設(shè)施成為攻擊目標(biāo)的可能性提高。例如2001年10月斯里蘭卡一艘油輪遭受其境內(nèi)恐怖組織攻擊;2002年10月法國油輪在葉門遭受不明攻擊;……各國為了預(yù)防恐怖攻擊,正大興土木加強能源設(shè)施的保護(hù)工作,而隨著防范設(shè)施、人力及保險費用的增加,能源使用價格也面臨逐漸上漲的壓力。
面臨能源價格,尤其是天然氣價格逐步上漲,居高不下,很多高耗能建筑開始出現(xiàn)因承擔(dān)不起昂貴的能源維持費用而被迫停用,或者售價、租金一降再降的現(xiàn)象。因此,建筑尤其是高層住宅與辦公樓、大型共建正面臨著一場新的革命,建筑節(jié)能節(jié)能勢在必行。
3、美國企圖掌控全球石油供給,強力遏制我國、歐洲的發(fā)展
許多石油生產(chǎn)地區(qū),尤其是中東地區(qū),由于擁有全世界2/3油藏,一直存在政治、外交及軍事的動亂。在近期較大規(guī)模的戰(zhàn)爭有1980年兩伊戰(zhàn)爭、1990年波斯灣戰(zhàn)爭、1994年俄國出兵車臣、2001年阿富汗戰(zhàn)爭和2004年的美伊戰(zhàn)爭,而其他小型區(qū)域沖突也非常多,都是圍繞著石油資源而展開的。每次爭奪石油資源引發(fā)的動蕩,使眾多石油進(jìn)口國家經(jīng)濟發(fā)展及能源安全受到威脅,牽動整個世界的經(jīng)濟。從這個意義上說,哪個國家能掌握全球的石油、天然氣能源,就如同握緊全球經(jīng)濟命脈。
因此,美國攻打伊拉克,拿伊拉克石油做文章,不僅是要賺回為之付出的巨額戰(zhàn)爭費用,還要建立起有利于美國的世界石油市場“新秩序”:一來拉低美元匯率、彌補貿(mào)易逆差、打壓歐元;二來美國可以時時掌控我國、俄羅斯、印度等國家石油進(jìn)口價格與能源供給量,遏制這些國家的經(jīng)濟騰飛。
面臨美國今后可能采取的能源阻擾政策,我國除了爭取更多的與石油出口國的貿(mào)易協(xié)議外,能源節(jié)約是最關(guān)鍵的一步。
二、我國所面臨的能源挑戰(zhàn)
1、人均儲量少,先天不足,但能耗效率卻低。
我國能源總量豐富,但人均能源可采儲量遠(yuǎn)低于世界平均水平。2000年人均石油可采儲量只有2.6噸,人均天然氣可采儲量1074立方米,人均煤炭可采儲量90噸,分別為世界平均值的11.1%、4.3%和55.4%.排名上,2004年,人均石油最終可采儲量居世界第41位。因此,一旦平均到個人消費量,我國能源并非地大物博,實際上存在先天不足的弱勢。
從能源利用效率來看,目前國內(nèi)能耗高,能源效率低。2001年,我國終端能源用戶能源消費的支出為1.25萬億元,占GDP總量的比例為13%,而美國僅為7%.同時,我國單位產(chǎn)品的能耗水平較高,目前8個高耗能行業(yè)的單位產(chǎn)品能耗平均比世界先進(jìn)水平高47%,而這8個行業(yè)的能源消費占工業(yè)部門能源消費總量的73%.這造成了很大社會能源浪費。
2、我國成為能源消耗大國,進(jìn)口依賴度提高。
2003年我國已經(jīng)成為世界上僅次于美國的第二大石油消費國。全年原油消費量達(dá)到2.5億噸以上。其中全國原油產(chǎn)量約1.69億噸,進(jìn)口原油8900萬噸,分別占世界石油需求增長總量的41%、32%,約每天60萬桶和260桶。
2004年原油消費需求量仍以10%以上的增速增長,約達(dá)到2.75億噸,進(jìn)口原油數(shù)量超過1億噸。同時,煤炭消耗量占世界總量的40%以上,天然氣供暖需求量也一直在增長。預(yù)計到2020年,我國石油需求量為4.5億噸,年均遞增12%;天然氣在一次能源消費中,所占比例將由目前的2.7%增長到10%以上;我國對海外能源的依賴程度將達(dá)到55%以上。
可見,我國能源消耗需求旺盛的同時,進(jìn)口依賴度提高,這使得國內(nèi)經(jīng)濟受中東動亂及石油危機沖擊的概率上升,危及我國能源供應(yīng)安全,存在較大風(fēng)險。
3、能源成為我國經(jīng)濟命脈所在,威脅國家穩(wěn)定安全
2004年全國電荒、煤荒集中爆發(fā)。上半年,27個省份全面告急,國家線網(wǎng)被迫拉閘電線80多萬次。下半年,今年北方供暖的城市無一例外都面臨能源緊張的考驗。以吉林省為例,往年到9月底供熱企業(yè)儲煤應(yīng)達(dá)年用煤總量的80%,而今年供熱用煤的儲量不足40%;長春市每年鍋爐供熱用煤為306萬噸,截至10月底只有總量的40%入庫;在吉林市,每年鍋爐供熱用煤為46.5萬噸,今年到10月底也才入庫42%;吉林省其他城市同樣存在緊缺情況。就連首都北京也難逃厄運。預(yù)計北京冬季煤炭需求為1460萬噸。受全國煤炭資源緊、運輸難、價格高等因素影響,北京市電煤庫存一直在警戒線以下運行,到10月底鍋爐及民用燃煤庫儲煤率不足45%.而為防止大氣污染,北京城區(qū)的燃煤鍋爐大多變?yōu)槿細(xì)饣蛉加?。隨著石油價格的上調(diào),北京冬季供暖承受著巨大的壓力,2005年3月,北京油價再次上調(diào),93號汽油每升上漲了0.26元。
能源的供給直接影響到人民生活與國民生產(chǎn)。一次拉閘對平常老百姓無關(guān)大要,但對于長期依賴電力生產(chǎn)的工廠、企業(yè)來說,損失可能是上百上千萬;而全國27個省份同時出現(xiàn)問題,這種經(jīng)濟損失就根本無從計算,直接關(guān)系到國家經(jīng)濟命脈。而冬季供暖的短缺,導(dǎo)致很多底保戶和困難企業(yè)失去基本生存條件,威脅到國家穩(wěn)定安全。
三、建筑節(jié)能要求十分緊迫
1、建筑能耗約占社會總能耗的1/3
我國建筑能耗的總量逐年上升,在能源總消費量中所占的比例已從上世紀(jì)七十年代末的10%,上升到近年的27.45%.而國際上發(fā)達(dá)國家的建筑能耗一般占全國總能耗的33%左右。以此推斷,國家建設(shè)部科技司研究表明,隨著城市化進(jìn)程的加快和人民生活質(zhì)量的改善,我國建筑耗能比例最終還將上升至35%左右。如此龐大的比重,建筑耗能已經(jīng)成為我國經(jīng)濟發(fā)展的軟肋。
2、高耗能建筑比例大,加劇能源危機
直到2002年末,我國節(jié)能建筑面積只有2.3億平方米。目前,我國已建房屋有400億平方米以上屬于高耗能建筑,總量龐大,潛伏巨大能源危機。正如建設(shè)部有關(guān)負(fù)責(zé)人指出,僅到2000年末,我國建筑年消耗商品能源共計3.76億噸標(biāo)準(zhǔn)煤,占全社會終端能耗總量的27.6%,而建筑用能的增加對全國的溫室氣體排放“貢獻(xiàn)率”已經(jīng)達(dá)到了25%.因高耗能建筑比例大,單北方采暖地區(qū)每年就多耗標(biāo)準(zhǔn)煤1800萬噸,直接經(jīng)濟損失達(dá)70億元,多排二氧化碳52萬噸。如果任由這種狀況繼續(xù)發(fā)展,到2020年,我國建筑耗能將達(dá)到1089億噸標(biāo)準(zhǔn);到2020年,空調(diào)夏季高峰負(fù)荷將相當(dāng)于10個三峽電站滿負(fù)荷能力,這將會是一個十分驚人的數(shù)量。
據(jù)分析,我國目前處于建設(shè)鼎旺期,每年建成的房屋面積高達(dá)16億至20億平方米,超過所有發(fā)達(dá)國家年建成建筑面積的總和,而97%以上是高能耗建筑。以如此建設(shè)增速,預(yù)計到2020年,全國高耗能建筑面積將達(dá)到700億平方米。因此,如果現(xiàn)在不開始注重建筑節(jié)能設(shè)計,將直接加劇能源危機。
3、我國建筑節(jié)能狀況落后,亟待改善
篇7
建筑的規(guī)劃設(shè)計是建筑節(jié)能設(shè)計的重要內(nèi)容,總圖方案、單體方案、施工圖階段均需進(jìn)行節(jié)能審查,只不過側(cè)重點有所不同,并應(yīng)具有一定的延續(xù)性。根據(jù)相關(guān)規(guī)范,總圖階段以日照分析為主,居住、托幼、醫(yī)院等建筑需有日照分析圖,其他一般的公共建筑可不考慮。
1)未提供總平面圖。在總平面圖上要簡要說明項目地理位置、氣候條件、項目類型、周邊情況等。DBJ52-49-2008貴州省居住建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)第5.1.2條規(guī)定:建筑物的朝向宜采用南北向或接近南北向。GB50189-2005公共建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)第4.1.1條規(guī)定:建筑總平面的布置和設(shè)計,宜利用冬至日照并避開冬季主導(dǎo)風(fēng)向,利用夏季自然通風(fēng)。建筑的主朝向宜選擇本地區(qū)最佳朝向或接近最佳朝向。
2)無日照分析圖或日照標(biāo)準(zhǔn)不滿足相關(guān)規(guī)范的規(guī)定。有日照要求的住宅、醫(yī)院、中小學(xué)、托兒所、幼兒園、養(yǎng)老院、宿舍等建設(shè)項目,應(yīng)當(dāng)進(jìn)行日照分析并滿足國家日照標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范要求。日照分析圖要注明所用軟件、日照標(biāo)準(zhǔn)日、日照時數(shù)、有效日照時間帶、日照時間計算點(公共建筑可不用)。按不同類型的建筑有不同的日照要求及日照間距,貴陽地區(qū)住宅日照間距系數(shù)為1.1,舊城改造項目新建住宅日照間距系數(shù)為1.0,且不應(yīng)低于大寒日日照1h的要求。
2建筑施工圖設(shè)計中的主要問題
目前仍然有些工程送審的建筑施工圖設(shè)計文件無《建筑節(jié)能設(shè)計》獨立篇章,售樓部、汽車銷售店或4S店、值班室等建筑均應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。而有些工程雖然有《建筑節(jié)能設(shè)計》獨立篇章,但也存在設(shè)計內(nèi)容不全、指標(biāo)不全或指標(biāo)超限值未做權(quán)衡判斷、編制深度達(dá)不到要求等問題。
根據(jù)《建筑工程設(shè)計文件編制深度規(guī)定》(2008年版)及《貴州省建筑節(jié)能設(shè)計審查要點》,建筑節(jié)能設(shè)計說明應(yīng)該包含以下內(nèi)容:a.建筑節(jié)能設(shè)計依據(jù):GB50189-2005公共建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)(居住建筑不列此條)、DBJ52-49-2008貴州省居住建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)(公共建筑不列此條)、GB50176-93民用建筑熱工設(shè)計規(guī)范;b.項目所在地的氣候分區(qū)及圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱工性能限值;c.建筑的節(jié)能設(shè)計概況、圍護(hù)結(jié)構(gòu)的屋面(包括天窗)、外墻(非透明幕墻)、外窗(透明幕墻)、架空或外挑樓板、分戶墻和戶間樓板(居住建筑)等構(gòu)造組成和節(jié)能技術(shù)措施,明確外窗和透明幕墻的氣密性等級;d.建筑體形系數(shù)計算、窗墻面積比(包括天窗屋面比)計算和圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱工性能計算,確定設(shè)計值。
3《建筑節(jié)能設(shè)計》專篇內(nèi)容與節(jié)能計算書內(nèi)容不一致
1)保溫材料名稱、厚度等不一致。這種情況會導(dǎo)致部分節(jié)能設(shè)計指標(biāo)不能滿足規(guī)范的要求,同時也會在施工時造成混亂,給建設(shè)單位的工作帶來不少麻煩。
2)設(shè)計指標(biāo)不一致。常體現(xiàn)為節(jié)能計算書中窗墻面積比、體形系數(shù)、材料的導(dǎo)熱系數(shù)的取值、圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)等指標(biāo)的計算值與《建筑節(jié)能設(shè)計》專篇內(nèi)容中的相應(yīng)指標(biāo)不一致。
3)引用的設(shè)計參數(shù)不正確。計算書中某些材料的導(dǎo)熱系數(shù)、窗戶的傳熱系數(shù)等取值錯誤或提供的數(shù)據(jù)來源不明,會造成部分設(shè)計指標(biāo)不滿足要求,影響節(jié)能效果。例如普通鋼鋁合金單框中空白玻璃6+9A+6窗的傳熱系數(shù)為K=3.9W/(m2•K),設(shè)計中卻標(biāo)為2.8W/(m2•K),有的甚至更低。
4)某些保溫部位做法與構(gòu)造表做法不符。
4容易忽略的問題
1)同一棟建筑既有公共建筑部分又有居住建筑部分,應(yīng)分別進(jìn)行節(jié)能設(shè)計。
2)居住空間樓板、分戶墻未做節(jié)能設(shè)計。不少建設(shè)單位、設(shè)計單位反映,若建筑物已經(jīng)是滿足節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)的節(jié)能建筑,居住空間樓板、分戶墻若不做保溫設(shè)計,也不會影響到該建筑物的節(jié)能效果。節(jié)能體系以一棟樓來考慮,南方地區(qū)為非集中采暖區(qū)則以一戶來考慮,計算書是對整棟建筑進(jìn)行整體耗能量計算,樓板、分戶墻不參與計算,其數(shù)值大小對整棟建筑耗能量結(jié)果沒有影響。居住空間樓板、分戶墻不做保溫,戶與戶之間會存在傳熱量損失,由于溫度梯度的影響,室內(nèi)溫度一般底部比較低,頂部較高,上下樓所對應(yīng)的房間溫度往往會存在較大的差異。而在分戶墻、樓板上采取一定的保溫措施,所增加的造價并不大?!顿F州省居住建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》第5.2.1條表5.2.1-2溫和地區(qū)圍護(hù)結(jié)構(gòu)限值中對居住空間樓板、居住空間分戶墻的傳熱系數(shù)均要求不應(yīng)大于2.0W/(m2•K)。計算表明,一般的樓地面的傳熱系數(shù)均大于2.0W/(m2•K)的要求,故設(shè)計單位在編制設(shè)計文件時要設(shè)計具體做法措施,不應(yīng)標(biāo)注如“用戶自理”等這類不規(guī)范的說明。應(yīng)該根據(jù)不同地區(qū)的氣候特點加以區(qū)分。
5)屋面采用聚苯板保溫材料,屋面與外墻交接處、屋面開口部位四周應(yīng)設(shè)置寬度不小于500的A級保溫材料隔離帶。
6)應(yīng)有節(jié)能設(shè)計平面示意圖,標(biāo)明節(jié)能設(shè)計位置、范圍、做法、材料傳熱系數(shù)的出處。
7)要防止冷(熱)橋部位發(fā)生結(jié)露。節(jié)能設(shè)計在滿足地方標(biāo)準(zhǔn)的同時,更應(yīng)該滿足國家標(biāo)準(zhǔn)的要求,《民用建筑熱工設(shè)計規(guī)范》和《貴州省居住建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》都有相關(guān)條文規(guī)定,在保證達(dá)到室內(nèi)溫度要求的同時,要保證外墻內(nèi)表面不結(jié)露,因而短肢剪力墻和厚度小于500mm的混凝土外墻必須做保溫,方能保證內(nèi)表面溫度大于室內(nèi)空氣的露點溫度。混凝土框架梁的內(nèi)表面溫度相應(yīng)校核計算。一般情況下,厚度不小于200mm厚混凝土、保溫材料厚度不小于20mm(保溫材料導(dǎo)熱系數(shù)不大于0.07W/(m•K))即可滿足保溫墻體內(nèi)表面不結(jié)露的要求。
8)導(dǎo)熱系數(shù)可以不加修正系數(shù)。GB50176-93民用建筑熱工設(shè)計規(guī)范表中有建筑材料的導(dǎo)熱系數(shù)修正系數(shù)附表3.2,且該表的修正系數(shù)也有使用條件,該系數(shù)是為了解決工程中一些不可避免的現(xiàn)象采取的修正值,如沒有外粉刷的清水墻面,由于下雨和冷凍氣候,材料容易吸水致使材料的導(dǎo)熱系數(shù)加大,采用的砌筑砂漿和墻體材料的不一致性等影響。但是隨著經(jīng)濟和技術(shù)的進(jìn)步,這些“不可避免的現(xiàn)象”已經(jīng)不再現(xiàn)有建筑體系中出現(xiàn),外墻都有外粉刷層且具有一定的防水功能,主體墻體受水侵蝕的可能性已經(jīng)減少,加上貴州省《居住建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》中附表3.1中的傳熱系數(shù)計算值中,均按復(fù)合墻體的傳熱系數(shù)計算法計算,已經(jīng)把灰縫的傳熱系數(shù)計入,并和實際熱工檢測結(jié)果基本相符。在實際工程中如果仍采用導(dǎo)熱系數(shù)修正系數(shù)修正得到的傳熱系數(shù)只會比貴州省標(biāo)準(zhǔn)提出的傳熱系數(shù)更好,本著對節(jié)能有利的精神,用也沒問題,但本著節(jié)約的精神,應(yīng)該執(zhí)行貴州省節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)中的數(shù)據(jù)為好。
9)無架空樓板保溫做法。
10)居住空間外門應(yīng)有保溫措施,應(yīng)計算空調(diào)冷負(fù)荷、采暖熱負(fù)荷。
5結(jié)語
篇8
1)不合理的通風(fēng)空調(diào)設(shè)計
在一些高層建筑暖通設(shè)計的規(guī)范中,一定的程度上對風(fēng)管設(shè)計的原則以及不可穿過變形和相關(guān)的防火墻進(jìn)行了比較明確的規(guī)定,但是在進(jìn)行實際設(shè)計的過程中,大多數(shù)的高層建筑在一定的程度上沒有采取有效的措施,對防火墻的設(shè)置進(jìn)行了直接的越過,同時也在變形縫兩側(cè)相關(guān)的工作也沒有做好,沒有設(shè)置防火閥。
2)關(guān)于空氣參數(shù)計算的不合理
在高層建筑暖通設(shè)計的規(guī)范中,關(guān)于建筑暖通設(shè)計的過程中有著明確的對定對計算參數(shù)和系統(tǒng)熱負(fù)荷量,如果浴室的溫度不可以小于二十五攝氏度,然而在實際的設(shè)計當(dāng)中,設(shè)計人員通常會根據(jù)當(dāng)?shù)氐臍鉁貋磉M(jìn)行設(shè)定,并沒有按照規(guī)范的要求來進(jìn)行設(shè)計。
3)配置支管以及立管的不科學(xué)
針對高層建筑暖通設(shè)計而言,它在一定程度上是一項相對來說比較復(fù)雜的設(shè)計,同時也是一項具有著比較強的綜合性設(shè)計,所以要對其支管供熱以及立管供熱在一定的程度上進(jìn)行獨立的設(shè)計,但是在進(jìn)行實際設(shè)計的過程中,一些相關(guān)的設(shè)計人員并沒有對相關(guān)的規(guī)定進(jìn)行遵循,所以就會在一定的程度上導(dǎo)致出現(xiàn)鄰室的散熱
2常見的問題對策
1)必須要嚴(yán)格的規(guī)范設(shè)計的要求
在高層建筑暖通的設(shè)計過程中,其本質(zhì)上都是由于設(shè)計人員沒有按照相關(guān)的規(guī)范來進(jìn)行設(shè)計。所以,在對暖通進(jìn)行設(shè)計之前要對設(shè)計人員在設(shè)計的標(biāo)準(zhǔn)以及規(guī)范上進(jìn)行考核,同時也可以采取一些合理的獎罰制度來使設(shè)計人員能夠增強自身的自覺性。
2)要選擇合理的空調(diào)系統(tǒng)
在對空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行選擇的過程中,首先就是要保證空調(diào)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)功能足夠優(yōu)秀,能夠適應(yīng)住周期性的變化,對于辦公性質(zhì)的高層建筑來說,因為系統(tǒng)運行的時間多數(shù)都是在白天,因此需要盡量的滿足夜間工作停止的需要。3)必須要保證設(shè)計的可靠性。在暖通設(shè)計的過程中,其可靠性和可行性是保證暖通設(shè)計的標(biāo)準(zhǔn)之一,以此,在對設(shè)計方案進(jìn)行制定的過程中,必須要滿足相關(guān)的規(guī)定,同時還要滿足供水供電以及節(jié)能環(huán)保方面的要求。
3建筑節(jié)能設(shè)計意義與措施
1)關(guān)于設(shè)計的意義
在經(jīng)濟發(fā)展的前提下,能源已經(jīng)是人類賴以生存的基礎(chǔ)條件,同時也成為了世界上所有人都在關(guān)注以及重視的問題,然而能量的短缺也成為了制約經(jīng)濟發(fā)展的重要因素。由于我國的城鎮(zhèn)化以及工業(yè)的快速發(fā)展,在能源需求方面也在不斷的加大,我國在能源消耗量方面已經(jīng)是排在了世界的第二位,因此,能源的問題已經(jīng)是變得日益嚴(yán)重,在今后的時間中節(jié)約能源已經(jīng)是變得刻不容緩的事情。在當(dāng)今社會中,能源已經(jīng)是人類生存以及發(fā)展的基礎(chǔ),經(jīng)濟的發(fā)展離不開能源的發(fā)展。如今能源的問題已經(jīng)是成為了全世界都在關(guān)注的問題,如果能源存在短缺那么必然就會制約經(jīng)濟的發(fā)展,我國的建筑能耗已經(jīng)是占據(jù)了社會總能耗的25%之上,并且我國也是主要以煤炭作為主要能源的國家,因為我國的絕大部分地區(qū)的氣候是冬季冷夏季熱的一個特點,很多的公共建筑中都安裝了空調(diào)以及熱水系統(tǒng),這樣在夏天熱的時候能夠提供冷氣,在冬天冷的時候能夠提供熱,所以,我國的建筑能耗消耗十分的大,在能源生產(chǎn)的過程中也會伴隨著大量的有害物質(zhì)排放到空氣當(dāng)中,對于人類以及環(huán)境都有著十分嚴(yán)重的危害,所以,為了能夠更好的保護(hù)我們生存的環(huán)境,在建筑中對于節(jié)能技術(shù)的推廣已經(jīng)是勢在必行了,同時這也是人類能夠持續(xù)發(fā)展的必然方向。
2)相關(guān)的措施。
①對太陽能進(jìn)行充分的利用。針對太陽能而言,它在一定的程度上作為可再生的潔凈資源,在建筑節(jié)能的過程中發(fā)揮著不可替代的作用,同時也是一種是擁有著無限潛力的新能源。針對太陽能在建筑方面上所具有的功效主要分為:一是利用太陽能進(jìn)行供暖;二是對熱水進(jìn)行提供以及太陽利用進(jìn)行發(fā)電等。如果能夠?qū)μ柲苜Y源在一定的程度上進(jìn)行充分利用,就能夠進(jìn)一步的對一些常規(guī)的能量資源進(jìn)行大量的節(jié)省。
②墻體隔熱保溫。墻體所用的材料在一定的程度上具有著保溫性,同時也會對建筑進(jìn)行熱量消耗的程度產(chǎn)生比較大的影響,所以應(yīng)該應(yīng)用外保溫的復(fù)合型墻體,它不僅可以在一定的程度上對“熱橋”的影響進(jìn)行有效的消除,同時也能夠保護(hù)主體結(jié)構(gòu)方面具有著比較好的穩(wěn)定性。
③屋面節(jié)能。針對建筑屋面的節(jié)能而言,其主要措施要分為兩個方面:一是屋面不能夠選用密度比較大的材料作為屋面保護(hù)層,同時也不能夠應(yīng)用熱系數(shù)較高的材料,二是針對屋面保護(hù)層來說,在一定的程度上不能夠應(yīng)用吸水率比較大的材料,只有這樣才能夠進(jìn)一步的防治屋面因吸水導(dǎo)致對保溫效果所產(chǎn)生的影響。
4總結(jié)
篇9
【關(guān)鍵詞】:高層建筑;圍護(hù)結(jié)構(gòu);節(jié)能;
復(fù)合墻體節(jié)能是我國的國策,建筑節(jié)能是節(jié)能中的重中之重,應(yīng)該列為我國建設(shè)工作中的重要位置。建筑能論文耗在我國整個能耗中的地位也越來越重要。1996年中國建筑年消耗3·3億噸標(biāo)準(zhǔn)煤,占能源消耗總量的24%,到2001年已達(dá)到3·76億噸,占總量消耗的27·6%,年增長比例千分之五;隨著建筑業(yè)的高速發(fā)展和人民生活質(zhì)量的改善,建筑能耗占全社會總能耗的比例還會繼續(xù)增長。據(jù)有關(guān)數(shù)據(jù)顯示,我國當(dāng)前的房屋建設(shè)規(guī)??胺Q世界第一。目前全國房屋數(shù)量有400億m2左右,房屋建筑規(guī)模看來已超過所有發(fā)達(dá)國家,僅去年一年房屋竣工面積是19·7億m2,這幾年差不多都是接近這個數(shù)字。而據(jù)預(yù)測,到2010年,我國房屋總建筑面積將達(dá)到519億m2,其中城市171億m2。然而,截至到去年,我國節(jié)能建筑的總面積還只有2·3億m2,在每年近20億m2的竣工面積當(dāng)中,只有五六千萬平方米是節(jié)能建筑,只占3%左右,也就是說有97%屬于高耗能建筑。我國的高層建筑有近七十年的歷史,然而城市中任何建筑都是城市設(shè)計、規(guī)劃的一部分,城市設(shè)計是一項十分復(fù)雜的工作,我國在這方面的經(jīng)驗不多,而且管理機制尚不健全,往往受一些因素的影響,工作不甚周密和協(xié)調(diào),甚至失去控制,有許多的問題等待我們?nèi)ソ鉀Q,有待于探索和改進(jìn),所以說,今天的高層建筑設(shè)計仍處在一個不太成熟的階段。
高層建筑體形龐大,如容積率過高,相鄰建筑互相遮擋、不通透,形成大面積陰影區(qū),城市人居環(huán)境質(zhì)量下降,市中心人口膨脹、交通擁擠。除此之外,近些年在某些城市建高層建筑已成風(fēng)氣,設(shè)計者往往貪大求高,大部分精力放在追求立面形式和使用功能上,而往往忽略生態(tài)環(huán)境的保護(hù)、建筑設(shè)計節(jié)能意識淡薄,造成高能耗、低效益,影響常年使用,浪費巨大。
建筑節(jié)能包含兩部分內(nèi)容,一部分是加強圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫隔熱能力,另一部分就是從供暖、供冷的熱源、輸送渠道及實現(xiàn)方式來節(jié)約能源。一般的房子里,30%的熱量從窗戶跑掉了。如果選用雙層玻璃,中間再充上惰性氣體,就可在一定程度上阻斷熱量散發(fā)。35%熱量從墻體散發(fā),如采用隔熱材料,增加保溫層,節(jié)能效果就很明顯。智能化建筑首先要達(dá)到節(jié)能的標(biāo)準(zhǔn)和良好的居住舒適度,其次才是家具的智能化和安全保衛(wèi)的智能化。實際上,智能化建筑不一定就是豪華的,但它必須是低能耗的。美國有些智能化建筑造價比普通建筑還低15%,因為它們追求合理的結(jié)構(gòu),講究實用功能和外觀的簡潔,利用了可回收材料,而不追求豪華裝飾。還可以充分利用地?zé)岜眉夹g(shù),如冰島等國家,建筑房子時先在地上打兩個洞,通過電泵將地下水循環(huán)起來,為整座房子供熱。惟一耗能的就是電泵。而在丹麥等國,由于地處海邊,太陽能和風(fēng)能的利用條件得天獨厚,使用熱泵技術(shù)時結(jié)合風(fēng)能與太陽能,用風(fēng)能與太陽能來帶動電泵就可以做到“零能耗”。所以建筑節(jié)能不僅是建筑本身的節(jié)能,且由城市的綜合環(huán)境、氣候條件、總體布局;建筑物的形體變化、朝向;護(hù)結(jié)構(gòu)保溫、隔熱的性能;門窗質(zhì)量等許多綜合性因素構(gòu)成,因此,高層建筑的節(jié)能首先應(yīng)為設(shè)計者重視。
1優(yōu)化建筑位置及朝向設(shè)計高層建筑的定位首先應(yīng)考慮對城市環(huán)境的影響容積率過高很難滿足日照要求,陽光有著巨大輻射能量。據(jù)有關(guān)資料分析,地球每年接收的能量有60億億千瓦,這么大能量棄之可惜,從某種意義上講地球本身就是巨大的太陽能接收器,陽光不僅對人的身體健康有著很大影響,對建筑的節(jié)能也有著十分重要意義。城市規(guī)劃應(yīng)注重應(yīng)用日照原理,合理的確定建筑位置與朝向,使每幢建筑能接收更多的太陽輻射熱能,因此,建筑的方位與節(jié)能有著直接關(guān)系。如,在北緯40°~45°度地區(qū),冬天建筑的朝向所得到的輻射能量幾乎比夏天多兩倍,而在夏天東、西向所得到的能量比南向多2·5倍,不同朝向,不同季節(jié),建筑物所得到的太陽輻射熱能量不同,熱損失也不同,尤其是在冬至前后,由于太陽高度角低,房間所接收的太陽光線的面積比夏天多得多。在確定建筑的方位時首先應(yīng)考慮環(huán)境情況,按其太陽高度角做出日影響圖,以確定冬季每天的日照時間,建筑南向開窗面積盡可能大些,在滿足采光條件下,北向、東向窗盡可能小些,從而獲得更多的太陽光線,減少熱損失,保持室內(nèi)舒適的溫度環(huán)境。
2優(yōu)化圍護(hù)結(jié)構(gòu)墻體設(shè)計(1)外墻是圍護(hù)結(jié)構(gòu)的主體部分,高層建筑的圍護(hù)結(jié)構(gòu)不同于磚石結(jié)構(gòu)房屋,前者是鋼筋混凝土框架或剪力墻結(jié)構(gòu)承重,因此,圍護(hù)結(jié)構(gòu)屬于填充材料,為了減輕荷載,達(dá)到保溫、隔熱要求,采用輕質(zhì)高效保溫材料,目前在寒冷地區(qū)常用的墻體做法有:頁巖陶?;炷量招钠鰤K;粘土空心磚與實心磚復(fù)合墻體;粘土實心磚或空心磚巖棉夾心復(fù)合墻體等。但存在問題較多,節(jié)能的效果仍達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)的要求。圍護(hù)結(jié)構(gòu)的材料布置分外側(cè)和內(nèi)側(cè),在寒冷地區(qū)的同一氣候條件下,由于材料層次布置不同所取得的保溫效果也不盡相同,為防止墻體內(nèi)產(chǎn)生冷凝水,保溫層設(shè)在外側(cè)更為妥些。
(2)高層建筑的圍護(hù)墻體不宜采用外側(cè)保溫的聚苯乙烯泡沫板(舒樂板、PG板),巖棉板等輕質(zhì)保溫材料。一幢建筑的壽命少則幾十年,多則上百年,材料的應(yīng)用與建筑整體的壽命應(yīng)同步。對于輕質(zhì)的外保溫復(fù)合墻體,筆者認(rèn)為存在以下不足之處:1)抗震能力差,易松散,與結(jié)構(gòu)構(gòu)件結(jié)合不好,整體性能差。2)不能承受外部裝修貼、掛荷載,如:貼石材,安裝裝飾構(gòu)件等。3)不能承受有振動的鑿、刨的裝修,如:剁斧石面層、予留洞、槽易出現(xiàn)冷橋。4)墻表面易出現(xiàn)裂紋。除此之外,復(fù)合墻體由于框架梁拉、剪力墻的嵌入,墻體內(nèi)容易造成冷橋,是保溫、隔熱的薄弱環(huán)節(jié)。據(jù)測定,高層建筑所出現(xiàn)的冷橋約占整個熱損失的5%~13%,因此應(yīng)引起設(shè)計者重視,采取有效構(gòu)造措施盡可能避免產(chǎn)生冷橋。(3)國外普遍推廣采用混凝土空心砌塊用于高層建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)保溫,歐、美各國取得不少先進(jìn)經(jīng)驗。如:美國研制的TB型保溫隔熱復(fù)合砌塊;波蘭的咬合式保溫砌塊,兩塊組合成320厚墻體,在空心砌塊內(nèi)填入高效保溫材料,墻體傳熱系數(shù)K=0·1209W/m2·k~1100W/m2·k;芬蘭研制的一種空心砌塊,空隙之間填入聚胺脂保溫材料,300厚,傳熱系數(shù)K=0·25W/m2·k~0·28W/m2·k。某些歐美國家50%左右的建筑已應(yīng)用多種形式的混凝土空心砌塊。由于混凝土空心砌塊保溫效果好,又具有一定強度,避免了輕質(zhì)復(fù)合材料墻體的一些弊端。
3影響建筑節(jié)能的其他因素(1)高層建筑護(hù)墻體耗能量較大,占整個建筑耗能的25%左右。建筑的形體變化是建筑外露面積的主要因素之一,體形系數(shù)越大耗能越多,國外的一些高層建筑造成圓塔形,比如美國洛杉磯的好運飯店、法國戴高樂機場候機樓、紐約第三大街53號辦公樓都是圓型或橢圓形,我們知道,相同的面積,圓的周長最短,這樣使建筑外露面積較小。因此,基于能量損耗的考慮,高層建筑的形體變化不宜過多、復(fù)雜。(2)高層建筑的“風(fēng)環(huán)境”是影響建筑耗能因素之一。在冬季,風(fēng)力對建筑的熱損失很大,增大冷空氣的滲透量,使室內(nèi)熱損失加大。由于建筑某些部位處理不當(dāng),墻體內(nèi)部易產(chǎn)生冷凝水。因此,建筑保溫材料的選用,建筑構(gòu)造的合理性應(yīng)建立在科學(xué)、可靠的基礎(chǔ)上。3·6恢復(fù)補償功能將試件放入水中養(yǎng)護(hù)14天測其膨脹率,然后放空氣中任其干燥28天。失水后的試件產(chǎn)生微量干縮,重新放入水中后試件恢復(fù)失去的膨脹和自應(yīng)力值,經(jīng)試驗,第一天恢復(fù)20%~30%;第3天恢復(fù)40%~50%,14天基本全部恢復(fù)。3·7微小裂縫自愈合性能如果蓄水池或建筑物地下室墻板由于某種原因出現(xiàn)微小裂縫,膨脹纖維防水劑中部分成分的AI3+和SO42-在CaSO4、Ca(OH)2溶液中形成針柱狀鈣礬石晶體。當(dāng)重新接觸水后繼續(xù)增長,經(jīng)過一段時間會發(fā)生物理和化學(xué)的結(jié)合,晶體大量填充縫隙,使裂縫愈合。
篇10
1.1日常工程項目設(shè)計實際需要必不可少在日常工程項目設(shè)計時,也有節(jié)能設(shè)計專篇,但大多是只言片語、粗枝大葉、敷衍了事。設(shè)計說明中,常常是重復(fù)說明、前后矛盾。例如,關(guān)于外門、窗的性能要求,在設(shè)計說明的“門窗工程”章節(jié)里有,在“門窗表”里也有,在節(jié)能設(shè)計專篇里還有,往往是各說各的,甚至互相矛盾,沒有將具體的細(xì)節(jié)內(nèi)容交代清楚,不能滿足材料采購、非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備制作和施工的需要。當(dāng)施工圖審查或施工現(xiàn)場提出要求時,設(shè)計單位再進(jìn)行設(shè)計變更加以彌補。工作很被動,效率低。
1.2施工圖審查時要求有節(jié)能設(shè)計專篇各省、市都進(jìn)行節(jié)能設(shè)計專項審查。在工程驗收時,建筑節(jié)能工程作為單位建筑工程的一個分部工程[4]。綜上所述,在施工圖設(shè)計說明里應(yīng)該有節(jié)能專篇,將有關(guān)節(jié)能設(shè)計方面的要求集中起來,進(jìn)行統(tǒng)一、詳細(xì)的說明。
2建筑專業(yè)施工圖設(shè)計說明節(jié)能專篇的主要內(nèi)容
2.1明確節(jié)能設(shè)計依據(jù)(1)深度規(guī)定要求明確設(shè)計依據(jù);(2)節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)有其適用范圍,節(jié)能專篇應(yīng)該明確設(shè)計依據(jù),以便判斷設(shè)計所依據(jù)的規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)、政策、法規(guī)等是否適合設(shè)計項目;(3)各省、市都根據(jù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的要求,編制各自的地方標(biāo)準(zhǔn)。行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)是最低要求,地方標(biāo)準(zhǔn)要求不得低于行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。地方標(biāo)準(zhǔn)結(jié)合本地區(qū)的實際情況,將行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)具體化,增加了一些內(nèi)容和要求;(4)新標(biāo)準(zhǔn)不涵蓋既有建筑的節(jié)能改造,此類項目節(jié)能設(shè)計應(yīng)該按照本省、市的有關(guān)規(guī)定執(zhí)行相應(yīng)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、政策、法規(guī)。明確設(shè)計依據(jù),以便在項目設(shè)計的校對、審核環(huán)節(jié)和施工圖審查等環(huán)節(jié)判斷設(shè)計依據(jù)是否正確,同時,為工程建設(shè)過程中的監(jiān)理、驗收等各個環(huán)節(jié)明確所執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)。
2.2明確設(shè)計選用的保溫體系(1)保溫系統(tǒng)有很多種,對于某個單體項目來說,不一定都適用。不同的保溫體系適用于不同的基層墻體;建筑的不同部位,如屋面、地下室、樓梯間隔墻、門廳、疏散走道、消防設(shè)備機房等有防火、防潮、防水等特殊要求的部位,對保溫體系有特殊的要求,因此不同的部位需要使用適合于該部位的保溫系統(tǒng)、不能隨意亂用。(2)明確設(shè)計選用的保溫體系,才能明確有關(guān)設(shè)計計算參數(shù)。不同的保溫體系,其保溫材料的導(dǎo)熱系數(shù)、蓄熱系數(shù)及其修正系數(shù)有所不同,這對節(jié)能計算結(jié)果有很大的影響。(3)明確設(shè)計選用的保溫體系,才能明確該保溫體系的構(gòu)造和組成材料,而且,不得隨意更改這些構(gòu)造和組成材料。JGJ144-2004《外墻外保溫工程技術(shù)規(guī)程》第5.0.1條:設(shè)計選用外保溫系統(tǒng)時,不得更改系統(tǒng)構(gòu)造和組成材料[5]。(4)不同的外墻外保溫體系,適用于不同的建筑外墻裝飾材料和造型。舉例來說,如果采用EPS板薄抹灰外墻外保溫系統(tǒng),就不能粘貼外墻飾面磚、文化石等重質(zhì)飾面材料。明確外墻外保溫體系,才能判斷飾面材料是否合適。(5)明確設(shè)計選用的保溫體系,才能判斷是否需要設(shè)置防火隔離帶以及選用的防火隔離帶是否適合于該保溫體系。(6)設(shè)計如果不明確采用的外墻保溫系統(tǒng),就沒辦法計算建筑面積、沒辦法做預(yù)算、沒辦法施工。根據(jù)設(shè)計選用的保溫體系,項目建設(shè)的施工、監(jiān)理、驗收等各個環(huán)節(jié),才能據(jù)此確定各自執(zhí)行的相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、政策和法規(guī)。
2.3明確建筑體形系數(shù)、各朝向窗墻面積比(1)深度規(guī)定要求明確設(shè)計項目的建筑體形系數(shù)、各朝向窗墻面積比。(2)體形系數(shù)和窗墻面積比限值,是節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)的強制性條文,也是節(jié)能計算的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。無論節(jié)能計算采用規(guī)定性指標(biāo)方法還是權(quán)衡判斷方法,建筑體形系數(shù)、各朝向窗墻面積比的數(shù)據(jù)都是確定節(jié)能計算指標(biāo)參數(shù)、判定節(jié)能計算是否達(dá)標(biāo)的主要依據(jù)。沒有建筑體形系數(shù)、窗墻面積比的具體數(shù)值,節(jié)能設(shè)計就無法進(jìn)行。
2.4明確冬季室內(nèi)計算溫度、冬季室外計算溫度、室內(nèi)空氣露點溫度、熱橋部位內(nèi)表面溫度(1)冬季室內(nèi)計算溫度、室外計算溫度的數(shù)值,是節(jié)能計算的基礎(chǔ)數(shù)據(jù),對節(jié)能計算結(jié)果影響很大,節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)有專門的規(guī)定,不得隨意更改。(2)冬季室內(nèi)計算溫度,不同類型的建筑可能不一樣;冬季室外計算溫度,各地區(qū)可能不一樣。(3)圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱橋部位的內(nèi)表面溫度不低于室內(nèi)空氣的露點溫度,是GB50176-93《民用建筑熱工設(shè)計規(guī)范》的強制性條文[6],冬季室內(nèi)計算溫度、冬季室外計算溫度、室內(nèi)空氣露點溫度是計算熱橋部位內(nèi)表面溫度所必需的基本數(shù)據(jù),也是校對、審核、施工圖審查時必需的數(shù)據(jù)。這些都是節(jié)能設(shè)計、計算的基礎(chǔ)參數(shù),在節(jié)能專篇里應(yīng)該說明清楚。
2.5明確圍護(hù)結(jié)構(gòu)各部位選用的保溫材料的名稱、厚度、導(dǎo)熱系數(shù)及修正系數(shù)、密度、抗壓強度(或壓縮強度)、燃燒性能(1)這些是設(shè)計對保溫材料的熱工性能和物理性能的要求,在設(shè)計文件中應(yīng)該明確提出。這些要求,在GB50411-2007《建筑節(jié)能工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》中是強制性條文。例如,第4.2.2條,墻體節(jié)能工程使用保溫隔熱材料,其導(dǎo)熱系數(shù)、密度、抗壓強度或壓縮強度、燃燒性能應(yīng)符合設(shè)計要求。在GB50411-2007《建筑節(jié)能工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》中“,符合設(shè)計要求”出現(xiàn)近100次。如果設(shè)計沒有提出對材料的性能要求,在節(jié)能工程施工現(xiàn)場,材料進(jìn)場檢驗時,就沒有技術(shù)參數(shù)要求的依據(jù).(2)圍護(hù)結(jié)構(gòu)不同部位使用的保溫材料,其性能要求是不一樣的。例如,EPS板用于外墻保溫時,密度要求18~22kg/m3;用于一般屋面保溫時,表觀密度要求不小于20kg/m3;用于種植屋面保溫時,表觀密度要求不小于25kg/m3;用于倒置式屋面保溫時,表觀密度要求不小于30kg/m3。可見,同一種保溫材料,用在建筑不同的部位,其性能要求也是不一樣的。(3)保溫材料的燃燒性能在JGJ144-2004《外墻外保溫工程技術(shù)規(guī)程》和《民用建筑外保溫系統(tǒng)及外墻裝飾防火暫行規(guī)定》公通字[2009]46號文中都有明確要求,有的省、市也有相關(guān)規(guī)定,設(shè)計應(yīng)符合這些要求。(4)保溫材料變更時,需要“等效代換”,如果沒有這些性能指標(biāo)要求,就無法代換材料。沒有這些參數(shù),就無法進(jìn)行節(jié)能設(shè)計,無法進(jìn)行材料采購、監(jiān)理、施工和驗收。
2.6明確外門、窗和透明幕墻的窗框材料、玻璃品種和規(guī)格、中空玻璃露點,以及外門、窗、透明幕墻的氣密性、傳熱系數(shù)、遮陽系數(shù)、可見光透射比、可開啟窗面積(1)這些都是外門、窗和透明幕墻的主要性能參數(shù)指標(biāo)。這些要求,在節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)、深度規(guī)定、GB50411-2007《建筑節(jié)能工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》、GB50096-2011《住宅設(shè)計規(guī)范》等標(biāo)準(zhǔn)中都有相應(yīng)的規(guī)定。例如,GB50411-2007《建筑節(jié)能工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》第6.2.2條(強制性條文):建筑外窗的氣密性、保溫性能、中空玻璃露點、玻璃遮陽系數(shù)和可見光透射比應(yīng)符合設(shè)計要求[4]。GB50096-2011《住宅設(shè)計規(guī)范》第7.2.3條(強制性條文):每套住宅的自然通風(fēng)開口面積不應(yīng)小于地面面積的5%[7]?!毒G色建筑評價標(biāo)準(zhǔn)》等標(biāo)準(zhǔn)中也有相應(yīng)規(guī)定。(2)嚴(yán)寒和寒冷地區(qū)居住建筑中,一般沒有建筑玻璃采光頂。如果設(shè)計項目使用了玻璃采光頂,就應(yīng)該在節(jié)能專篇里明確建筑玻璃采光頂?shù)挠嘘P(guān)性能要求和技術(shù)指標(biāo)。(3)和保溫材料的性能指標(biāo)一樣,外門、窗和透明幕墻的性能指標(biāo)不同,材料價格也相差很多。明確這些指標(biāo)參數(shù),方便材料采購和預(yù)算,減少或避免項目建設(shè)各參與方之間不必要的經(jīng)濟糾紛。(4)遮陽系數(shù)。寒冷(B)區(qū)東、西向窗墻面積比>0.3時,外窗有綜合遮陽系數(shù)要求,嚴(yán)寒和寒冷(A)區(qū)的外窗沒有綜合遮陽系數(shù)要求。
2.7明確建筑節(jié)能設(shè)計結(jié)論(1)明確能耗指標(biāo)?!睹裼媒ㄖ?jié)能條例》第二十二條規(guī)定,房地產(chǎn)開發(fā)企業(yè)銷售商品房,應(yīng)當(dāng)向購買人明示所售商品房的能源消耗指標(biāo)、節(jié)能措施和保護(hù)要求、保溫工程保修期等信息,并在商品房買賣合同和住宅質(zhì)量保證書、住宅使用說明書中載明[8]。(2)當(dāng)采用規(guī)定性指標(biāo)方法時,建筑物層數(shù)、體形系數(shù)、窗墻面積比以及圍護(hù)結(jié)構(gòu)各部位的限值和設(shè)計值應(yīng)寫全。各設(shè)計值不大于限值,才滿足標(biāo)準(zhǔn)要求[2];(3)當(dāng)采用權(quán)衡判斷方法時:qH≤限值,同時滿足標(biāo)準(zhǔn)要求的附加條件[2]。如果節(jié)能設(shè)計結(jié)論不明確,建筑能耗指標(biāo)不明確,就無法判斷節(jié)能設(shè)計是否合格,也不符合深度規(guī)定的要求。
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