建筑節(jié)能減論文范文

時(shí)間:2023-03-28 14:08:17

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建筑節(jié)能減論文

篇1

論文摘要:在建筑施工中,外墻外保溫技術(shù)應(yīng)用廣泛,本文主要闡述外墻外保溫系統(tǒng)的主要技術(shù)特點(diǎn),外保溫技術(shù),建筑節(jié)能的意義和內(nèi)容。 

 

目前,建筑節(jié)能化是大勢(shì)所趨,在建筑外墻保溫我國(guó)在建筑節(jié)能方面已投入了相當(dāng)?shù)娜肆?、?cái)力和物力資源,并已取得了一定的成績(jī),但研究工作主要限于建筑節(jié)能技術(shù)和建筑節(jié)能政策方面,對(duì)于建筑施工階段的質(zhì)量管理和控制仍關(guān)注不足,研究節(jié)能建筑外墻外保溫的施工管理過(guò)程,在實(shí)際分析基礎(chǔ)土,提出相應(yīng)的管理措施和建議,提高節(jié)能建筑外墻外保溫施工的質(zhì)量管理水平。 

1 外墻外保溫系統(tǒng)的主要技術(shù)特點(diǎn) 

對(duì)外墻進(jìn)行保溫,無(wú)論是外保溫、內(nèi)保溫還是夾心保溫,都能夠使冷天外墻內(nèi)表面溫度提高,使室內(nèi)氣候環(huán)境有所改善。然而,采用外保溫則效果更加良好,其原因是: 

1.1 外保溫可以避免產(chǎn)生熱橋。在采用同樣厚度的保溫材料條件下,外保溫要比內(nèi)保溫的熱損失減少約1/5,從而節(jié)約了能耗。 

1.2 在進(jìn)行外保溫后,由于內(nèi)部的實(shí)體墻熱容量大,室內(nèi)能蓄存更多的熱量,使諸如太陽(yáng)光照或間歇采暖造成的室內(nèi)溫度變化緩慢,室內(nèi)較為穩(wěn)定,生活較為舒適:也使太陽(yáng)輻射得熱、人體散熱、家用電器及炊事散熱等因素產(chǎn)生的“自由熱”得到較好的利用,有利于節(jié)能,而在夏季,外保溫層能減少太陽(yáng)輻射熱的進(jìn)入和室內(nèi)高氣溫的綜合影響,使外墻內(nèi)表面溫度和室內(nèi)空氣溫度得以降低??梢?jiàn)外墻外保溫有利于使建筑冬暖夏涼。 

1.3 室內(nèi)居民實(shí)際感受到的溫度,既有室內(nèi)溫度又有圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)表面溫度的影響,這就證明,通過(guò)外保溫提高外墻內(nèi)變面溫度即使室內(nèi)的空氣溫度有所降低,也能得到舒適的熱環(huán)境,在加強(qiáng)外保溫,保持室內(nèi)熱環(huán)境質(zhì)量的前提下,適當(dāng)降低室溫,可以減少釆暖負(fù)荷,節(jié)約能源。 

1.4 由于采用了外保溫的結(jié)果,內(nèi)部的磚墻或混凝土墻受到保護(hù),室外氣候不斷變化引起墻體內(nèi)部較大的溫度變化發(fā)生在外保溫層內(nèi),使內(nèi)部的主體墻冬季溫度提高,濕度降低,溫度變化較為平緩,熱應(yīng)力減少,因而主體墻產(chǎn)生裂縫、變形、破損的危險(xiǎn)大為減輕,壽命得以大大延長(zhǎng)。 

2 外溫技術(shù) 

外保溫與內(nèi)保溫相比,技術(shù)合理,有其明顯的優(yōu)越性,使用同樣規(guī)格、同樣尺寸和性能的保溫材料,外保溫比內(nèi)保溫的效果好。外保溫技術(shù)不僅適用于新建的結(jié)構(gòu)工程,也適用于舊樓改造,適用于范圍廣,技術(shù)含量高;外保溫包在主體結(jié)構(gòu)的外側(cè),能夠保護(hù)主體結(jié)構(gòu),延長(zhǎng)建筑物的壽命;有效減少了建筑結(jié)構(gòu)的熱橋,增加建筑的有效空間;同時(shí)消除了冷凝,提高了居住的舒適度。 

2.1 外掛式外保溫 

在施工中,采用外掛的保溫材料有巖(礦)棉、玻璃棉氈、聚苯乙烯泡沫板(簡(jiǎn)稱(chēng)聚苯板,eps、xps)、陶?;炷翉?fù)合聚苯仿石裝飾保溫板、鋼絲網(wǎng)架夾芯墻板等。其中聚苯板因具有優(yōu)良的物理性能和廉價(jià)的成本,已經(jīng)在全世界范圍內(nèi)的外墻保溫外掛技術(shù)中被廣泛應(yīng)用。該外掛技術(shù)是采用粘接砂漿或者是專(zhuān)用的固定件將保溫材料貼、掛在外墻上,然后抹抗裂砂漿,壓入玻璃纖維網(wǎng)格布形成保護(hù)層,最后加做裝飾面。還有一種做法是用專(zhuān)用的固定件將不易吸水的各種保溫板固定在外墻上,然后將鋁板、天然石材、彩色玻璃等外掛在預(yù)先制作的龍骨上,直接形成裝飾面。這種外掛式的外保溫安裝費(fèi)時(shí),施工難度大,且施工占用主導(dǎo)工期,待主體驗(yàn)收完后才可以進(jìn)行施工。在進(jìn)行高層施工時(shí),施工人員的安全不易得到保障。 

2.2 聚苯板與墻體一次成型 

采用聚苯板與墻體一次成型技術(shù),是在混凝土框-剪體系中將聚苯板內(nèi)置于建筑模板內(nèi),在即將澆注的墻體外側(cè),然后澆注混凝土,混凝土與聚苯板一次澆注成型為復(fù)合墻體。該技術(shù)解決了外掛式外保溫的主要問(wèn)題,其優(yōu)勢(shì)是很明顯的。由于外墻主體與保溫層一次成活,工效提高,工期大大縮短,且施工人員的安全性得到了保證。而且在冬季施工時(shí),聚苯板起保溫的作用,可減少外圍圍護(hù)保溫措施。但在澆注混凝土?xí)r要注意均勻、連續(xù)澆注,否則由于混凝土側(cè)壓力的影響會(huì)造成聚苯板在拆模后出現(xiàn)變形和錯(cuò)茬,影響后序施工。其中內(nèi)置的聚苯板可以是雙面鋼絲網(wǎng)的,也可以是單面鋼絲網(wǎng)的。雙面鋼絲網(wǎng)聚苯板與混凝土的連接,主要是依靠?jī)?nèi)側(cè)鋼絲網(wǎng)架與墻體外側(cè)配筋相綁扎及混凝土與聚苯板的粘接力,其結(jié)合性能良好,具有較高的安全度。單面鋼絲網(wǎng)聚苯板與混凝土的連接,主要依靠混凝土與聚苯板的粘接力以及斜插鋼筋、l 型鋼等與混凝土墻體的錨固力,結(jié)合性能也較好。與雙鋼絲網(wǎng)相比較,單面鋼絲網(wǎng)技術(shù)因取消了內(nèi)側(cè)鋼絲網(wǎng)和安裝保溫板前的板外側(cè)抹灰,節(jié)省了工時(shí)和材料。其造價(jià)可降低10%左右。但此兩種做法都采用了鋼絲網(wǎng)架,造價(jià)較高,且鋼材是熱的良導(dǎo)體,直接傳熱,會(huì)降低墻體的保溫效果。 

2.3 聚苯顆粒保溫料漿外墻保溫 

將廢棄的聚苯乙烯塑料(簡(jiǎn)稱(chēng)為eps)加工破碎成為0.5~4mm 的顆粒,作為輕集料來(lái)配制保溫砂漿。該技術(shù)包含保溫層、抗裂防護(hù)層和抗?jié)B保護(hù)面層(或是面層防滲抗裂二合一砂漿層)。其中zl 膠粉聚苯顆粒保溫材料及技術(shù)在1998 年就被建設(shè)部列為國(guó)家級(jí)工法。這種工法是目前仍被廣泛認(rèn)可的外墻保溫技術(shù)。該施工技術(shù)簡(jiǎn)便,可以減少勞動(dòng)強(qiáng)度,提高工作效率;不受結(jié)構(gòu)質(zhì)量差異的影響,對(duì)有缺陷的墻體施工時(shí)墻面不需修補(bǔ)找平,直接用保溫料漿找補(bǔ)即可,避免了別的保溫施工技術(shù)因找平抹灰過(guò)厚而脫落的現(xiàn)象。同時(shí)該技術(shù)解決了外墻保溫工程中因使用條件惡劣造成界面層易掉粘空鼓、面層易開(kāi)裂等問(wèn)題,從而實(shí)現(xiàn)外墻外保溫技術(shù)的重要突破。與別的外保溫相比較,在達(dá)到同樣保溫效果的情況下,其成本較低,可降低房屋建筑造價(jià)。 

3 建筑節(jié)能 

3.1 建筑節(jié)能的意義 

為了可持續(xù)發(fā)展,必須保護(hù)能源。國(guó)家每年新建和改建的幾千萬(wàn)建筑要消耗幾十億噸樹(shù)、磚石和礦物材料,造成森林的過(guò)度砍伐,帶來(lái)土地的破壞,大大破壞了自然環(huán)境。住宅與公共建筑的采暖、空調(diào)、照明和家用電器等設(shè)施消耗占全球三分之一能源,主要是化石能源。而化石能源燃料是地球經(jīng)歷了億萬(wàn)年才形成的,它將在幾代人中 間消耗殆盡。所以建筑節(jié)能即是在建筑中合理使用和有效利用能源,不斷提高能源利用能源。在某種意義上稱(chēng)作“提高建筑中能源利用率”。也就是說(shuō),并不是消極意義上的節(jié)能,而是從積極意義上提高利用效率。 

3.2 建筑節(jié)能的內(nèi)容 

在能源和資源得到充分有效利用的同時(shí),建筑物的使用功能更加符合人類(lèi)的需要,創(chuàng)造健康、舒適、方便的生活環(huán)境是人類(lèi)的共同愿望,也是建筑節(jié)能的基礎(chǔ)和目標(biāo),建筑節(jié)能應(yīng)該是:(1)冬暖夏涼。由于圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫隔熱和采暖空調(diào)設(shè)備效果很好,建筑環(huán)境將更加舒適。(2)通風(fēng)良好??諝饨?jīng)過(guò)過(guò)濾后,新風(fēng)“掃過(guò)”每個(gè)房間,換氣次數(shù)足夠,空氣清新。(3)在圍護(hù)方面,包括建筑物外墻外保溫、屋面保溫、改善門(mén)窗的密閉程度,節(jié)約能源。 

參考文獻(xiàn) 

篇2

新能源是可再生能源,是傳統(tǒng)能源之外的各種能源形式,在當(dāng)今社會(huì)中新能源才剛剛開(kāi)發(fā)、推廣和利用,部分新能源正在研究,常說(shuō)的新能源包括太陽(yáng)能、水能、風(fēng)能、地?zé)崮?、海洋能、生物能等,隨著我國(guó)太陽(yáng)能技術(shù)的日益發(fā)展、各類(lèi)風(fēng)力發(fā)電站、三峽等更多的水電站的建成,我國(guó)也成為了新能源開(kāi)發(fā)和利用的大國(guó)。由于新能源被越來(lái)越多的人認(rèn)可,在國(guó)際范圍內(nèi)越也被更多的開(kāi)發(fā)利用;新能源主要具有以下優(yōu)點(diǎn):(1)太陽(yáng)能在我國(guó)大部門(mén)地區(qū)都可使用,具有可直接開(kāi)發(fā)和利用,且無(wú)須開(kāi)采和運(yùn)輸不會(huì)污染環(huán)境,它是最清潔能源之一;每年到達(dá)地球表面上的太陽(yáng)輻射能約相當(dāng)于130萬(wàn)億噸煤,太陽(yáng)的能量是用之不竭的。(2)風(fēng)能為潔凈的能量來(lái)源,內(nèi)蒙古草原上的風(fēng)力發(fā)電機(jī)風(fēng)能設(shè)施日趨進(jìn)步,大量生產(chǎn)降低成本,風(fēng)能實(shí)施為立體化設(shè)施,可以保護(hù)陸地和生態(tài)環(huán)境。(3)水能具有清潔無(wú)污染,作為可再生能源,并且可以循環(huán)利用,在我國(guó)有大量的水資源可以利用,隨著三峽工程的投入使用,水能源會(huì)不斷的擴(kuò)展使用。

2.新能源在建筑節(jié)能中的具體實(shí)施

2.1環(huán)境保護(hù)方面

(1)在建筑工程中每天有大量的運(yùn)送土方、垃圾、設(shè)備及建筑材料等車(chē)輛會(huì)進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng),因此對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的揚(yáng)塵控制,不污損場(chǎng)外道路。施工現(xiàn)場(chǎng)出口應(yīng)設(shè)置洗車(chē)槽,保證駛出車(chē)輛清潔;采取灑水、覆蓋等降塵措施,達(dá)到作業(yè)區(qū)目測(cè)揚(yáng)塵高度小于1.5m,尤其是在土方作業(yè)階段;施工場(chǎng)地地面硬化、設(shè)置4m高圍檔、采取封閉式管理等效措,避免揚(yáng)塵擴(kuò)散到場(chǎng)區(qū)外。(2)隨著越來(lái)越多的舊房改造工程,更多的施工現(xiàn)場(chǎng)在居民生活區(qū)和繁鬧市區(qū)內(nèi),對(duì)噪音與振動(dòng)控制需要加強(qiáng),現(xiàn)場(chǎng)嚴(yán)格遵守《建筑施工場(chǎng)界噪聲限值》(GB12523-2011)的規(guī)定。使用低噪音、低振動(dòng)的機(jī)具,采取隔音與隔振措施,避免或減少施工噪音和振動(dòng);夜間11點(diǎn)之后施工的必須到環(huán)境局辦理夜間施工許可證。(3)施工現(xiàn)場(chǎng)污水排放嚴(yán)格遵守《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB8978—2002)的規(guī)定,加強(qiáng)對(duì)水資源的控制,采取沉淀池、化糞池等。

2.2節(jié)能減排實(shí)施情況

根據(jù)建筑行業(yè)制定的節(jié)能減排管理辦法,節(jié)能減排工作主要從以下幾點(diǎn)進(jìn)行,一是節(jié)約用電。施工現(xiàn)場(chǎng)用電現(xiàn)在已全部采用電網(wǎng)供電,集體設(shè)置變壓器,正常情況下沒(méi)有用自發(fā)電,達(dá)到了采用清潔能源減少油耗的要求。辦公室所有采用節(jié)能燈;二是提高設(shè)備利用率,減少單位工作的排放量。三是節(jié)約用水,加強(qiáng)用水設(shè)備的日常維護(hù)管理;用水后隨手關(guān)閉水龍頭,減少用水量。四是節(jié)約使用辦公用品,制定辦公設(shè)備標(biāo)準(zhǔn),嚴(yán)格控制辦公設(shè)備的采購(gòu);嚴(yán)格控制文件印刷數(shù)量;提倡無(wú)紙化辦公或雙面用紙。

3.新能源在建筑節(jié)能中的應(yīng)用趨勢(shì)

根據(jù)數(shù)據(jù)顯示,我國(guó)在2004年公共建筑面積為53億平方米,能源消耗約為2600億kWh以及2330萬(wàn)tce,電耗約為500億kWh,從此數(shù)據(jù)得出我國(guó)的能源消耗量巨大,如果按此推算在未來(lái)20年我國(guó)的不可再生能源將被全部消耗完,在全國(guó)的能源消耗中建筑行業(yè)占25%,因此建筑行業(yè)采用新能源是勢(shì)在必行,也是我國(guó)建筑業(yè)長(zhǎng)久發(fā)展的趨勢(shì)。

4.結(jié)語(yǔ)

篇3

根據(jù)對(duì)江蘇地區(qū)農(nóng)村住宅建筑節(jié)能的分析,并通過(guò)統(tǒng)計(jì)大量文獻(xiàn)中對(duì)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(píng)價(jià)指標(biāo)歸納為建筑外形設(shè)計(jì)、圍護(hù)結(jié)構(gòu)、設(shè)備節(jié)能、新能源的利用這四個(gè)主要方面進(jìn)行評(píng)價(jià)。對(duì)這四個(gè)指標(biāo)做進(jìn)一步分解,可以得出19個(gè)子指標(biāo),

2江蘇地區(qū)農(nóng)村住宅建筑節(jié)能的綜合評(píng)價(jià)方法

2.1信息熵方法對(duì)建筑節(jié)能評(píng)價(jià)指標(biāo)的篩選

為了從已經(jīng)構(gòu)建的初始評(píng)價(jià)指標(biāo)中提取主要評(píng)價(jià)指標(biāo),可以采用信息熵法剔除其中對(duì)評(píng)價(jià)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(píng)估對(duì)象有N個(gè),初始的指標(biāo)有M個(gè),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(gè)評(píng)價(jià)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(píng)價(jià)的穩(wěn)定性。

2.2BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法對(duì)農(nóng)村住宅建筑節(jié)能的綜合評(píng)價(jià)

BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)可以用于逼近任意的一個(gè)非線性的函數(shù),同時(shí)具有超強(qiáng)的自適應(yīng)以及存儲(chǔ)能力。采用BP神經(jīng)進(jìn)行評(píng)價(jià)時(shí),其運(yùn)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(dòng)記憶、存儲(chǔ)所選指標(biāo)對(duì)綜合評(píng)價(jià)對(duì)象的影響權(quán)值,繼而對(duì)類(lèi)似對(duì)象做出客觀的評(píng)價(jià)。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(diǎn)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(diǎn)數(shù)、隱含層的層數(shù)以及隱含層節(jié)點(diǎn)。輸入層節(jié)點(diǎn)數(shù)為指標(biāo)個(gè)數(shù),輸出層節(jié)點(diǎn)數(shù)為建筑節(jié)能綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)。在規(guī)模不大的情況下,常采用一個(gè)隱含層。隱含層節(jié)點(diǎn)數(shù)可根據(jù)式(5)確定。Ny=(5)其中,Ny表示隱含層節(jié)點(diǎn)數(shù);Ni表示輸入層節(jié)點(diǎn)數(shù);No表示輸出層節(jié)點(diǎn)數(shù);NP表示訓(xùn)練樣本個(gè)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(píng)價(jià)

首先對(duì)初始建立的評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行篩選,剔除其中可能對(duì)評(píng)價(jià)結(jié)果有干擾的影響因素。聘請(qǐng)10位專(zhuān)家對(duì)初始的評(píng)價(jià)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(píng)價(jià)指標(biāo)包括b11、b12、b13、b14、b21、b22、b23、b24、b25、b31、b32、b33、b41、b45、b46這15個(gè)評(píng)價(jià)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(diǎn)數(shù)為選定的評(píng)價(jià)指標(biāo)數(shù)15,根據(jù)式(5)確定隱含層的節(jié)點(diǎn)數(shù)為7,輸出節(jié)點(diǎn)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(gè)農(nóng)村住宅建筑作為評(píng)價(jià)對(duì)象,以其中的5個(gè)作為訓(xùn)練樣本。數(shù)據(jù)主要是通過(guò)調(diào)查得到并做歸一化處理,聘請(qǐng)相關(guān)專(zhuān)家對(duì)這幾個(gè)樣本進(jìn)行綜合評(píng)分,用t表示。經(jīng)過(guò)訓(xùn)練,將第六個(gè)樣本作為評(píng)價(jià)對(duì)象,采用該模型進(jìn)行綜合評(píng)價(jià),各指標(biāo)的初始值見(jiàn)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(píng)價(jià),得出的最終評(píng)價(jià)結(jié)果為0.932,這與通過(guò)專(zhuān)家打分法得出的評(píng)價(jià)值0.927相比,誤差為0.005,相對(duì)誤差為0.5%。這充分說(shuō)明采用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)是可行的,且其評(píng)價(jià)的精度比較高。

4結(jié)語(yǔ)

篇4

本文將在總結(jié)國(guó)際與國(guó)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(shí)通過(guò)調(diào)研目前國(guó)內(nèi)建筑節(jié)能設(shè)計(jì)實(shí)例,評(píng)判建筑節(jié)能設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)效益,希望能夠使社會(huì)各界意識(shí)到,建筑節(jié)能不單是發(fā)達(dá)國(guó)家的問(wèn)題,我國(guó)正面臨一場(chǎng)真正的能源危機(jī),建筑節(jié)能迫在眉睫。

一、國(guó)際能源危機(jī)加劇

1、能源儲(chǔ)量減少,石油僅供開(kāi)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(fèi)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(jì)年鑒的最新數(shù)據(jù)顯示,世界石油總儲(chǔ)量為1.15萬(wàn)億桶,僅供生產(chǎn)41年;全球天然氣儲(chǔ)量為176萬(wàn)億立方米,僅供開(kāi)采63年。日本權(quán)威能源研究機(jī)構(gòu)也申明,全球煤炭埋藏量10316億噸,可開(kāi)采231年;核反應(yīng)原料鈾已探明儲(chǔ)量436萬(wàn)噸,可供72年使用(海水中的鈾可供使用1萬(wàn)年,利用钚為燃料的增值核反應(yīng)堆可使用100萬(wàn)年);利用熱核反應(yīng),海水中的鋰能源可開(kāi)采年限為1600萬(wàn)年。可見(jiàn),全世界最為依賴(lài)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(jì)2040年石油消費(fèi)將達(dá)到最高峰,2100年石油消費(fèi)將減少到不足能源消費(fèi)總量的5%%.而從2050年開(kāi)始,核能、生物能、水利地?zé)帷L(fēng)力、太陽(yáng)能的比率大大上升,達(dá)到總能源消費(fèi)的1/3,熱核能源將達(dá)到總能源消費(fèi)的1/4.

因此,在世界能源供給結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)軌的大趨勢(shì)下,不考慮建筑節(jié)能而建造的房屋,終有一日會(huì)因?yàn)闆](méi)有能源可用,終被社會(huì)淘汰。呼吁建筑節(jié)能,很重要的一點(diǎn)就在于減少使用石油、天然氣等不可再生資源,通過(guò)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(jià)格無(wú)法下降

根據(jù)美國(guó)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(fèi)形勢(shì)如下:

全球能源總消費(fèi)量將增加60%,其中亞洲及南美州發(fā)展我國(guó)家將增長(zhǎng)1倍(每年增長(zhǎng)4%,相比發(fā)達(dá)國(guó)家每年增長(zhǎng)1.3%)。

石油:石油預(yù)計(jì)增長(zhǎng)59%(年增長(zhǎng)率為2.2%)。此外,石油將維持占全球能源總消費(fèi)量40%以上的比例。

天然氣:爭(zhēng)議較小的天然氣將是需求增長(zhǎng)最快的能源,預(yù)計(jì)增長(zhǎng)一倍。天然氣占全球能源消費(fèi)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(wèn)題,煤炭占全球能源總消費(fèi)量的比重將由22%降至20%.

核能:在政治問(wèn)題影響下,全球核能發(fā)展情勢(shì)尚難確定,但保守估計(jì)全球核能消費(fèi)量將比現(xiàn)在略為增長(zhǎng)。

可再生能源(包含大水力):預(yù)估將增長(zhǎng)53%.但由于現(xiàn)階段數(shù)量過(guò)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(fèi)量的比重將由9%下降到8%.不過(guò)預(yù)計(jì)更遠(yuǎn)的未來(lái),隨著技術(shù)的進(jìn)步,比重將上升較快。

以上預(yù)測(cè)在2004年阿拉伯石油輸出國(guó)的12月月報(bào)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(zhǎng),日需求量逐漸從目前的8200萬(wàn)桶到近1.07億桶。

可見(jiàn),由于核能與可再生能源的替代性遲遲無(wú)法實(shí)現(xiàn),石油、天然氣的需求量仍會(huì)不斷增加,但能源儲(chǔ)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(jià)格不會(huì)下降。

同時(shí),恐怖活動(dòng)增加了石油以天然氣運(yùn)輸風(fēng)險(xiǎn)及成本。自美國(guó)發(fā)生“9.11”恐怖攻擊事件后,全球恐怖活動(dòng)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(guó)油輪在葉門(mén)遭受不明攻擊;……各國(guó)為了預(yù)防恐怖攻擊,正大興土木加強(qiáng)能源設(shè)施的保護(hù)工作,而隨著防范設(shè)施、人力及保險(xiǎn)費(fèi)用的增加,能源使用價(jià)格也面臨逐漸上漲的壓力。

面臨能源價(jià)格,尤其是天然氣價(jià)格逐步上漲,居高不下,很多高耗能建筑開(kāi)始出現(xiàn)因承擔(dān)不起昂貴的能源維持費(fèi)用而被迫停用,或者售價(jià)、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(chǎng)新的革命,建筑節(jié)能節(jié)能勢(shì)在必行。

3、美國(guó)企圖掌控全球石油供給,強(qiáng)力遏制我國(guó)、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(dòng)亂。在近期較大規(guī)模的戰(zhàn)爭(zhēng)有1980年兩伊戰(zhàn)爭(zhēng)、1990年波斯灣戰(zhàn)爭(zhēng)、1994年俄國(guó)出兵車(chē)臣、2001年阿富汗戰(zhàn)爭(zhēng)和2004年的美伊戰(zhàn)爭(zhēng),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(kāi)的。每次爭(zhēng)奪石油資源引發(fā)的動(dòng)蕩,使眾多石油進(jìn)口國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展及能源安全受到威脅,牽動(dòng)整個(gè)世界的經(jīng)濟(jì)。從這個(gè)意義上說(shuō),哪個(gè)國(guó)家能掌握全球的石油、天然氣能源,就如同握緊全球經(jīng)濟(jì)命脈。

因此,美國(guó)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(zhēng)費(fèi)用,還要建立起有利于美國(guó)的世界石油市場(chǎng)“新秩序”:一來(lái)拉低美元匯率、彌補(bǔ)貿(mào)易逆差、打壓歐元;二來(lái)美國(guó)可以時(shí)時(shí)掌控我國(guó)、俄羅斯、印度等國(guó)家石油進(jìn)口價(jià)格與能源供給量,遏制這些國(guó)家的經(jīng)濟(jì)騰飛。

面臨美國(guó)今后可能采取的能源阻擾政策,我國(guó)除了爭(zhēng)取更多的與石油出口國(guó)的貿(mào)易協(xié)議外,能源節(jié)約是最關(guān)鍵的一步。

二、我國(guó)所面臨的能源挑戰(zhàn)

1、人均儲(chǔ)量少,先天不足,但能耗效率卻低。

我國(guó)能源總量豐富,但人均能源可采儲(chǔ)量遠(yuǎn)低于世界平均水平。2000年人均石油可采儲(chǔ)量只有2.6噸,人均天然氣可采儲(chǔ)量1074立方米,人均煤炭可采儲(chǔ)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(chǔ)量居世界第41位。因此,一旦平均到個(gè)人消費(fèi)量,我國(guó)能源并非地大物博,實(shí)際上存在先天不足的弱勢(shì)。

從能源利用效率來(lái)看,目前國(guó)內(nèi)能耗高,能源效率低。2001年,我國(guó)終端能源用戶(hù)能源消費(fèi)的支出為1.25萬(wàn)億元,占GDP總量的比例為13%,而美國(guó)僅為7%.同時(shí),我國(guó)單位產(chǎn)品的能耗水平較高,目前8個(gè)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(gè)行業(yè)的能源消費(fèi)占工業(yè)部門(mén)能源消費(fèi)總量的73%.這造成了很大社會(huì)能源浪費(fèi)。

2、我國(guó)成為能源消耗大國(guó),進(jìn)口依賴(lài)度提高。

2003年我國(guó)已經(jīng)成為世界上僅次于美國(guó)的第二大石油消費(fèi)國(guó)。全年原油消費(fèi)量達(dá)到2.5億噸以上。其中全國(guó)原油產(chǎn)量約1.69億噸,進(jìn)口原油8900萬(wàn)噸,分別占世界石油需求增長(zhǎng)總量的41%、32%,約每天60萬(wàn)桶和260桶。

2004年原油消費(fèi)需求量仍以10%以上的增速增長(zhǎng),約達(dá)到2.75億噸,進(jìn)口原油數(shù)量超過(guò)1億噸。同時(shí),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(zhǎng)。預(yù)計(jì)到2020年,我國(guó)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(fèi)中,所占比例將由目前的2.7%增長(zhǎng)到10%以上;我國(guó)對(duì)海外能源的依賴(lài)程度將達(dá)到55%以上。

可見(jiàn),我國(guó)能源消耗需求旺盛的同時(shí),進(jìn)口依賴(lài)度提高,這使得國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)受中東動(dòng)亂及石油危機(jī)沖擊的概率上升,危及我國(guó)能源供應(yīng)安全,存在較大風(fēng)險(xiǎn)。

3、能源成為我國(guó)經(jīng)濟(jì)命脈所在,威脅國(guó)家穩(wěn)定安全

2004年全國(guó)電荒、煤荒集中爆發(fā)。上半年,27個(gè)省份全面告急,國(guó)家線網(wǎng)被迫拉閘電線80多萬(wàn)次。下半年,今年北方供暖的城市無(wú)一例外都面臨能源緊張的考驗(yàn)。以吉林省為例,往年到9月底供熱企業(yè)儲(chǔ)煤應(yīng)達(dá)年用煤總量的80%,而今年供熱用煤的儲(chǔ)量不足40%;長(zhǎng)春市每年鍋爐供熱用煤為306萬(wàn)噸,截至10月底只有總量的40%入庫(kù);在吉林市,每年鍋爐供熱用煤為46.5萬(wàn)噸,今年到10月底也才入庫(kù)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(yùn)。預(yù)計(jì)北京冬季煤炭需求為1460萬(wàn)噸。受全國(guó)煤炭資源緊、運(yùn)輸難、價(jià)格高等因素影響,北京市電煤庫(kù)存一直在警戒線以下運(yùn)行,到10月底鍋爐及民用燃煤庫(kù)儲(chǔ)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(jià)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(jià)再次上調(diào),93號(hào)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(guó)民生產(chǎn)。一次拉閘對(duì)平常老百姓無(wú)關(guān)大要,但對(duì)于長(zhǎng)期依賴(lài)電力生產(chǎn)的工廠、企業(yè)來(lái)說(shuō),損失可能是上百上千萬(wàn);而全國(guó)27個(gè)省份同時(shí)出現(xiàn)問(wèn)題,這種經(jīng)濟(jì)損失就根本無(wú)從計(jì)算,直接關(guān)系到國(guó)家經(jīng)濟(jì)命脈。而冬季供暖的短缺,導(dǎo)致很多底保戶(hù)和困難企業(yè)失去基本生存條件,威脅到國(guó)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(huì)總能耗的1/3

我國(guó)建筑能耗的總量逐年上升,在能源總消費(fèi)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(guó)際上發(fā)達(dá)國(guó)家的建筑能耗一般占全國(guó)總能耗的33%左右。以此推斷,國(guó)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(guó)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(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的軟肋。

2、高耗能建筑比例大,加劇能源危機(jī)

直到2002年末,我國(guó)節(jié)能建筑面積只有2.3億平方米。目前,我國(guó)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(jī)。正如建設(shè)部有關(guān)負(fù)責(zé)人指出,僅到2000年末,我國(guó)建筑年消耗商品能源共計(jì)3.76億噸標(biāo)準(zhǔn)煤,占全社會(huì)終端能耗總量的27.6%,而建筑用能的增加對(duì)全國(guó)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(wàn)噸,直接經(jīng)濟(jì)損失達(dá)70億元,多排二氧化碳52萬(wàn)噸。如果任由這種狀況繼續(xù)發(fā)展,到2020年,我國(guó)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(gè)三峽電站滿(mǎn)負(fù)荷能力,這將會(huì)是一個(gè)十分驚人的數(shù)量。

據(jù)分析,我國(guó)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(guò)所有發(fā)達(dá)國(guó)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(jì)到2020年,全國(guó)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(kāi)始注重建筑節(jié)能設(shè)計(jì),將直接加劇能源危機(jī)。

3、我國(guó)建筑節(jié)能狀況落后,亟待改善

篇5

門(mén)窗的玻璃選擇也在很大程度上決定著其節(jié)能性,所以,要想保證建筑設(shè)施的整體節(jié)能性,對(duì)門(mén)窗玻璃的選擇也非常重要。比如我國(guó)的南方,這個(gè)地方的平均氣溫較高,一年當(dāng)中的冬季也不會(huì)有較低的氣溫出現(xiàn),在其玻璃的選擇上就應(yīng)該選用反射鍍膜中空玻璃這類(lèi)擇熱反射低的玻璃材料,而不能選用適合北方地區(qū)使用的以采光性為主的透明玻璃??梢钥闯?,要想建筑門(mén)窗真正做到節(jié)能,就還需要結(jié)合周邊環(huán)境條件,選擇遮陽(yáng)性、傳熱性符合自身所需的玻璃材料。

二、節(jié)能門(mén)窗的窗型設(shè)計(jì)與選用

現(xiàn)代建筑門(mén)窗的功能不僅只是采光,更是用來(lái)控制自然通風(fēng)的一個(gè)重要建筑構(gòu)件。比如,要是門(mén)窗的位置以及窗型設(shè)計(jì)安裝科學(xué)合理,嚴(yán)格考慮到其擋風(fēng)、通風(fēng)能效,能夠大幅度減少、降低氣流的阻力和迂回。綜上所述,在實(shí)際的運(yùn)用上,一定要多方面考慮,才能使建筑門(mén)窗達(dá)到最佳的節(jié)能效果。但是由于篇幅所限,這里僅對(duì)節(jié)能門(mén)窗的主要材料選用做出部分分析、建議。

三、節(jié)能門(mén)窗的節(jié)能技術(shù)

(一)窗框

建筑門(mén)窗中外窗面積的百分之15到百分之30都被框架所占,所以,從窗框的角度進(jìn)行考慮,是門(mén)窗節(jié)能的一個(gè)重要途徑。當(dāng)前市場(chǎng)上常用的窗框型材類(lèi)型較多,比如塑鋼型材以及斷熱橋鋁型材等。1.斷熱橋鋁型材。如今的斷熱橋鋁型材在保留了以往優(yōu)勢(shì)的基礎(chǔ)上,還大幅度降低了傳熱系數(shù),它的主要革新是在型材的內(nèi)部、外部安裝使用了冷熱橋技術(shù)。它的主要制造技術(shù)有斷熱條鑲嵌以及以及澆注切橋兩種。澆注切橋即注膠斷熱,該制造技術(shù)使用流體澆注對(duì)成型空間進(jìn)行填補(bǔ),制造而成的型材具有較高的精度,使用該技術(shù)不僅可以用于對(duì)稱(chēng)型材制造還能用于非對(duì)稱(chēng)型材的制造;斷熱條鑲嵌技術(shù)采用了由聚酰胺66和25%玻璃纖維所合成的斷熱條,在外力的擠壓下斷熱條與鋁合金鑲嵌,最終成型。由這種技術(shù)生產(chǎn)而成的門(mén)窗窗框具有多種斷面形式以及較高的強(qiáng)度,而且隔溫性能和機(jī)械性能都較為優(yōu)秀。2、塑鋼型材。塑鋼型材是硬質(zhì)聚氯乙烯塑料(PVC)型材內(nèi)部用鋼襯增強(qiáng)。它主要具有以下優(yōu)良特性:第一,經(jīng)久耐用。由于型材的內(nèi)腔被加入了增強(qiáng)型鋼,使得塑鋼型材的強(qiáng)度大大提高,能夠抗震、防腐蝕;第二,隔溫性能良好。塑鋼型材的導(dǎo)熱性大大低于鋁型材,加之其多腔的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)得它的隔溫性能進(jìn)一步提升;第三,具有良好的隔音效果。隨著人們生活環(huán)境出現(xiàn)的各種變化,使得隔音性能也成為了門(mén)窗選擇的一個(gè)主要標(biāo)準(zhǔn),而選用塑鋼中空門(mén)窗可以起到非常良好的隔音效果,尤其是對(duì)于鬧市或主要道路旁邊的住宅而言,具有較高的實(shí)用性。

(二)玻璃

1、著色玻璃。這種玻璃在其制造過(guò)程當(dāng)中被摻入了色劑,其遮陽(yáng)性較高,是一種既能顯著地吸收陽(yáng)光中熱作用較強(qiáng)的近紅外線,而又保持良好透明度的節(jié)能裝飾性玻璃2。但從另一方面來(lái)講,由于其自身對(duì)熱量的吸收,時(shí)間一長(zhǎng),也會(huì)增加室內(nèi)的溫差傳熱。2、鍍膜玻璃。這種玻璃使用了化學(xué)或物理制造工藝,非常有效的提高了熱反射能效,可以將來(lái)至太陽(yáng)的熱能直接反射,大幅度提高了門(mén)窗的隔熱性。市場(chǎng)上常用的鍍膜玻璃又分為了熱反射及低輻射兩種,其功效在細(xì)微之處略有差別。3、中空玻璃。中空玻璃是由2片或多片玻璃以有效支撐均勻隔開(kāi)并周邊粘接密封,使玻璃層間形成干燥氣體空間,從而達(dá)到保溫隔熱效果的節(jié)能玻璃制品,其主要適用于寒冷地區(qū)和需要保溫隔熱、降低采暖能耗的建筑物。中空玻璃玻璃層間干燥氣體導(dǎo)熱系數(shù)小,具有保溫隔熱、降低能耗的特性。以6毫米厚玻璃為原片,玻璃間隔為9毫米的普通中空玻璃,大體相當(dāng)于100毫米厚普通混凝土的保溫效果。

(三)密封條

目前,市場(chǎng)上密封條產(chǎn)品的種類(lèi)和數(shù)量較多3,按照密封方式分類(lèi)可以分為推拉門(mén)窗適用的耐摩擦密封條與平開(kāi)門(mén)窗適用的擠壓密封條;從材料上來(lái)看又可分為化學(xué)纖維密封條、塑料密封條與橡膠密封條;從安設(shè)方法分,有自粘式密封條,其本身一面帶膠可以自行粘固,有的則要另外用膠粘劑粘上,有的要用釘子或螺栓固定的密封條,有的則可鑲嵌在門(mén)窗框預(yù)留槽內(nèi)的密封條;還有一種密封條是用硬塑料或鋁材擠壓成固定夾片,在其夾縫中鑲?cè)胲涃|(zhì)材料如橡膠、軟塑料或毛刷制成的密封條。這些密封條均需有良好的彈性和耐久性。

四、提高門(mén)窗的保溫性和密閉性

(一)保溫性

現(xiàn)代的門(mén)窗設(shè)計(jì)還應(yīng)該考慮到防盜、防火等生活需求,將巖棉板或是聚苯乙烯板填充如窗扇與窗框的內(nèi)腔,能夠大幅度提高門(mén)窗的絕熱、隔溫性能;門(mén)窗型材的選擇最好使用斷熱橋鋁型材或塑鋼型材,這樣能夠避免金屬窗產(chǎn)生的冷橋;通過(guò)增加門(mén)窗玻璃層數(shù),利用玻璃之間的密閉空氣間層,能夠減小門(mén)窗的傳熱系數(shù);窗框和窗洞側(cè)壁之間安裝縫隙的處理最好灌注聚氨酯泡沫塑料,或是填充聚乙烯泡沫塑料棒作背襯,外側(cè)再用建筑密封膏封閉;門(mén)窗洞側(cè)壁部位的保溫處理,可以使用厚度為20毫米、密度為20Kg到25Kg每平方米的嚎苯板粘貼,或是涂抹聚苯顆粒保溫漿料,以提高門(mén)窗的保溫性能。

篇6

關(guān)鍵詞:新能源墻體節(jié)能屋面節(jié)能

隨著技術(shù)的日新月異,能源短缺已不容忽視,節(jié)約能源已受到世界性的普遍關(guān)注,在我國(guó)亦不例外。,全世界有近30%的能源消耗在建筑物上,長(zhǎng)此以往,將嚴(yán)重世界的可持續(xù)。因此,能源將成為本世紀(jì)的熱門(mén)話(huà)題,我們必須從可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略出發(fā),使建筑盡可能少地消耗不可再生資源,降低對(duì)外界環(huán)境的污染,并為使用者提供健康、舒適、與和諧的工作及生活空間。

一國(guó)外節(jié)能已成風(fēng)尚

1.資源回收利用

美國(guó)一家大學(xué)曾設(shè)計(jì)建造了一種四居室的生態(tài)房。它的熱能來(lái)源于人工散熱、陽(yáng)光及使用家電設(shè)備所產(chǎn)生的熱量;用電依靠風(fēng)力發(fā)電機(jī)和太陽(yáng)能電池;用水是從屋檐流下來(lái)經(jīng)過(guò)處理的雨水;糞便和污水則流入一個(gè)堆肥坑里,經(jīng)發(fā)酵后供花園施肥用。美國(guó)一家建筑公司用回收的垃圾建筑房屋,墻壁是用回收的輪胎和鋁合金廢料建造的;屋架所用的大部分鋼料是從建筑工地上回收來(lái)的;所用的板材為鋸末和碎木料加上20%的聚乙烯制成;而舊報(bào)紙、紙板箱則成了屋面的主要原料,并作為墻面的絕緣體。美國(guó)國(guó)立資源保護(hù)委員會(huì)總部則是以廢舊回收物品的再生材料為主要材料建筑的綠色辦公室。它的墻壁由麥秸稈壓制并經(jīng)過(guò)高加工而成,地板由廢玻璃制成,辦公桌由廢舊報(bào)紙與黃豆渣制成。另外,它還設(shè)有很大的窗戶(hù),這樣辦公室內(nèi)非常明亮,從而可節(jié)約電力30%。日本1997年建成了一棟實(shí)驗(yàn)型“健康住宅”。除了整個(gè)住宅盡可能選對(duì)人體無(wú)害的建筑材料外,墻體還被設(shè)計(jì)成雙重結(jié)構(gòu),每個(gè)房間建有通風(fēng)口,整個(gè)房屋系統(tǒng)的空氣采用全熱交換器和除濕機(jī)進(jìn)行循環(huán)。全熱交換器能夠有效地回收熱量并加以再次利用,其過(guò)濾器可有效地收集空氣中細(xì)小的塵埃,從而能夠抑制霉菌等過(guò)敏生物繁殖。這種資源的回收利用,不僅變廢為寶,而且減少了環(huán)境污源,節(jié)約了能源。

2.新能源開(kāi)發(fā)利用

德國(guó)建筑師塞多·特霍爾斯建造了一座能跟蹤陽(yáng)光的太陽(yáng)房屋。房屋被安裝在一個(gè)圓盤(pán)底座上,由一個(gè)小型太陽(yáng)能電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)一組齒輪。房屋底座在環(huán)形軌道上以每分鐘轉(zhuǎn)動(dòng)3cm的速度隨太陽(yáng)旋轉(zhuǎn)。當(dāng)太陽(yáng)落山以后,該房屋便反向轉(zhuǎn)動(dòng),回到起點(diǎn)位置。它跟蹤太陽(yáng)所消耗的電力僅為房屋太陽(yáng)能發(fā)電功率的1%,而所吸收的太陽(yáng)能則相當(dāng)于一般不能轉(zhuǎn)動(dòng)的太陽(yáng)能房屋的2倍。德國(guó)還有一個(gè)零能量住房,所需能量100%靠太陽(yáng)能。零能量住房向南開(kāi)放的平面被設(shè)計(jì)成扇形平面,可以獲得很高的太陽(yáng)能輻射能。墻面采用儲(chǔ)熱能力較好的灰沙磚、隔熱材料和裝飾材料,陽(yáng)光透過(guò)保溫材料,熱量在灰沙磚墻中存儲(chǔ)起來(lái)。房屋白天通過(guò)窗戶(hù)由太陽(yáng)來(lái)加熱,夜間則通過(guò)隔熱材料和灰沙磚墻來(lái)加熱。

3.紙建筑

用紙做結(jié)構(gòu)材料不僅可以減小建筑物的重量,加快施工速度,降低成本;而且建筑物拆除后,紙可以重復(fù)利用,對(duì)節(jié)約資源、環(huán)境保護(hù)亦有好處。世界上目前已有一些用紙結(jié)構(gòu)建造的臨時(shí)性和半臨時(shí)性的建筑。位于瑞士某地的紙塔是輕型建筑中一個(gè)有意義的例子,該紙塔外徑13m,高33m,1992年建成,已成為瑞士當(dāng)?shù)氐臉?biāo)志性建筑物。整個(gè)塔所用的材料紙板占79.26%,木材占20.22%,鋼材占0.52%。為建筑使用可降解性材料開(kāi)辟了一條“綠色”通道,因此,它們被人們譽(yù)為“綠色建筑”典范。2000年世博會(huì),日本館是一座世博會(huì)期間使用的臨時(shí)性紙建筑,會(huì)后其大部分材料可以回收利用。它以材料和結(jié)構(gòu)的特性為主題,關(guān)注資源和環(huán)保問(wèn)題。它采用回收加工的紙建成拱筒形的結(jié)構(gòu),由12.5cm粗的紙管網(wǎng)狀交叉而成,弧形屋面和墻身材料也是織物和紙膜。該館長(zhǎng)72m,寬32m,最高處達(dá)15.5m,面積3600m2。白天,自然光經(jīng)過(guò)半透明紙窗的過(guò)濾構(gòu)成柔和、宜人的室內(nèi)光環(huán)境;夜晚,紙窗又是神奇光影的“屏幕”。在世博會(huì)展館里,自然光透過(guò)防水的織物和紙膜構(gòu)成的屋頂照射到室內(nèi),造成一片富有日本風(fēng)情的空間環(huán)境。日本館反映了日本人普遍具有的生態(tài)與環(huán)境意識(shí),這種紙品構(gòu)筑物的意義不僅僅在于環(huán)保、節(jié)能,更重要的是為解決人類(lèi)居住問(wèn)題提供了一條快捷的途徑。

二中國(guó)建筑能耗基本情況

我國(guó)的建筑能耗量約占全國(guó)總用能量的1/4,居耗能首位。近年來(lái)我國(guó)建筑業(yè)得到了快速的發(fā)展,需要大量的建造和運(yùn)行使用能源,尤其是建筑的采暖和空調(diào)耗能。據(jù)統(tǒng)計(jì),1994年全國(guó)僅住宅建筑能耗在基本上不供熱水的情況下為1.54×108t標(biāo)準(zhǔn)煤,占當(dāng)年全能源消耗總量12.27×109t標(biāo)準(zhǔn)煤的12.6%。目前每年城鎮(zhèn)建筑僅采暖一項(xiàng)需要耗能1.3×108t標(biāo)準(zhǔn)煤,占全國(guó)能源消費(fèi)總量的11.5%左右,占采暖區(qū)全社會(huì)能源消費(fèi)的20%以上,在一些嚴(yán)寒地區(qū),城鎮(zhèn)建筑能耗高達(dá)當(dāng)?shù)厣鐣?huì)能源消費(fèi)的50%左右[1]。與此同時(shí),由于建筑供暖燃用大量煤炭等礦物能源,使周?chē)淖匀慌c生態(tài)環(huán)境不斷惡化。在能源的利用過(guò)程中,化石類(lèi)燃料燃燒時(shí)排放到大氣的污染物中,99%的氮氧化物、99%的CO、91%的SO2、78%的CO2、60%的粉塵和43%的碳化氫是化石類(lèi)燃料燃燒時(shí)產(chǎn)生的,其中煤燃燒產(chǎn)生的占大多數(shù)。燃煤產(chǎn)生的大氣污染物中SO2占87%、氮氧化物占67%,CO2占71%,煙塵占60%[2]。由于我國(guó)是主要以煤而不是以油、氣等優(yōu)質(zhì)能源作為主要能源消耗的國(guó)家,每年由于燃燒礦物燃料向地球大氣排放的二氧化碳僅次于美國(guó)居世界第二,預(yù)計(jì)到2020年,中國(guó)將取代美國(guó)成為世界二氧化碳排放第一大國(guó)。因此,中國(guó)對(duì)于全球氣候變暖承擔(dān)著重大的責(zé)任,而作為耗能大戶(hù)的建筑,其節(jié)能也就成為關(guān)系國(guó)計(jì)民生的重大問(wèn)題。

我國(guó)節(jié)能工作與發(fā)達(dá)國(guó)家相比起步較晚,能源浪費(fèi)又十分嚴(yán)重。如我國(guó)的建筑采暖耗熱量:外墻大體上為氣候條件接近的發(fā)達(dá)國(guó)家的4~5倍,屋頂為2.5~5.5倍,外窗為1.5~2.2倍;門(mén)窗透氣性為3~6倍;總耗能是3~4倍[4]。如果聽(tīng)任高耗能建筑大行其道,建筑能耗增長(zhǎng)的速度將遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)我國(guó)能源生產(chǎn)可能增長(zhǎng)的速度,國(guó)家的能源生產(chǎn)勢(shì)必難以長(zhǎng)期支撐這種浪費(fèi)型需求,從而不得不組織大規(guī)模的舊房節(jié)能改造,將耗費(fèi)更多的人力、物力。另外,每年新建和改建的幾千萬(wàn)棟建筑要消耗掉幾十億噸林木、磚石和礦物材料,造成森林的過(guò)度砍伐,材料資源的大量開(kāi)采,帶來(lái)土地的破壞,植被的退化,物種的減少和自然環(huán)境的惡化。

三幾種節(jié)能途徑

1.墻體節(jié)能

墻體是建筑護(hù)結(jié)構(gòu)的主體,其所用材料的保溫性能直接建筑的耗熱量。我國(guó)以實(shí)心粘土磚為墻體材料,保溫性能不能滿(mǎn)足設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。以外墻為例,JGJ26-1995標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,在建筑物形體系數(shù)(建筑物與室外大氣接觸的外表面積與其所包圍的體積的比值)小于0.3時(shí),北京地區(qū)傳熱系數(shù)不超過(guò)1.16W/(m2·K),而常用的內(nèi)抹灰磚墻,傳熱系數(shù)都大于上述節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值。因而在節(jié)能的前提下,應(yīng)進(jìn)一步推廣空心磚墻及其復(fù)合墻體技術(shù)。

2.門(mén)窗節(jié)能

外門(mén)窗是住宅能耗散失的最薄弱部位,其能耗占住宅總能耗的比例較大,其中傳熱損失為1/3,冷風(fēng)滲透為1/3,所以在保證日照、采光、通風(fēng)、觀景要求的條件下,盡量減小住宅外門(mén)窗洞口的面積,提高外門(mén)窗的氣密性,減少冷風(fēng)滲透,提高外門(mén)窗本身的保溫性能,減少外門(mén)窗本身的傳熱量。其節(jié)能措施有:

(1)控制住宅窗墻比。住宅窗墻比是指住宅窗戶(hù)洞口面積與住宅立面單元面積的比值,JGJ26-1995《民用建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)(采暖居住部分)》對(duì)不同朝向的住宅窗墻比做了嚴(yán)格的規(guī)定,指出“北向、東向和西向、南向的窗墻比分別不應(yīng)超過(guò)20%、30%、35%”。

(2)提高住宅外窗的氣密性,減少冷空氣滲透。如設(shè)置泡沫塑料密封條,使用新型的、密封性能良好的門(mén)窗材料。而門(mén)窗框與墻間的縫隙可用彈性松軟型材料(如毛氈)、彈性密閉型材料(如聚乙烯泡沫材料)、密封膏以及邊框設(shè)灰口等密封;框與扇的密封可用橡膠、橡塑或泡沫密封條以及高低縫、回風(fēng)槽等;扇與扇之間的密封可用密封條、高低縫及縫外壓條等;扇與玻璃之間的密封可用各種彈性壓條等。

(3)改善住宅門(mén)窗的保溫性能。戶(hù)門(mén)與陽(yáng)臺(tái)門(mén)應(yīng)結(jié)合防火、防盜要求,在門(mén)的空腹內(nèi)填充聚苯乙烯板或巖棉板,以增加其絕熱性能;窗戶(hù)最好采用鋼塑復(fù)合窗和塑料窗,這樣可避免金屬窗產(chǎn)生的冷橋,可設(shè)置雙玻璃或三玻璃,并積極采用中空玻璃、鍍膜玻璃,有條件的住宅可采用低輻射玻璃;縮短窗扇的縫隙長(zhǎng)度,采用大窗扇,減少小窗扇,擴(kuò)大單塊玻璃的面積,減少窗芯,合理地減少可開(kāi)啟的窗扇面積,適當(dāng)增加固定玻璃及固定窗扇的面積。

(4)設(shè)置“溫度阻尼區(qū)”。所謂溫度阻尼區(qū)就是在室內(nèi)與室外之間設(shè)有一中間層次,這一中間層次象熱閘一樣可阻止室外冷風(fēng)的直接滲透,減少外墻、外窗的熱耗損。在住宅中,將北陽(yáng)臺(tái)的外門(mén)、窗全部用密封陽(yáng)臺(tái)封閉起來(lái),外門(mén)設(shè)防風(fēng)門(mén)斗,防止冷風(fēng)倒灌,樓梯間設(shè)計(jì)成封閉式的,對(duì)屋頂上人孔進(jìn)行封閉處理等措施均能收到良好的節(jié)能效果。

3.屋面節(jié)能

在不斷改進(jìn)建筑外墻、外窗的保溫性能后,還必須進(jìn)一步加強(qiáng)屋面保溫隔熱的。屋面節(jié)能措施的要點(diǎn),其一是屋面保溫層不宜選用密度較大、導(dǎo)熱系數(shù)較高的保溫材料,以免屋面重量、厚度過(guò)大;其二是屋面保溫層不宜選用吸水率較大的保溫材料以防屋面濕作業(yè)時(shí)因保溫層大量吸水而降低保溫效果,如選用吸水率較高的保溫材料,屋面上應(yīng)設(shè)置排氣孔以排除保溫層內(nèi)不易排出的水分?,F(xiàn)在,高效保溫材料已經(jīng)開(kāi)始于屋面,一些建筑的屋面保溫,采用膨脹珍珠巖保溫芯板保溫層代替常規(guī)的瀝青珍珠巖或水泥珍珠巖做法,就克服了常規(guī)作法的諸多缺點(diǎn)。這種保溫芯板施工方便、價(jià)格低廉、不污染環(huán)境;芯板為柔性制品,不僅適用于具有平面的屋面,也可用于帶有曲面的屋面,其保溫工程更可顯示出它的優(yōu)越性。其主要技術(shù)指標(biāo),表觀密度為110~150kg/m3;導(dǎo)熱系數(shù)為0.04~0.06W/m·K;蓄熱系數(shù)為0.90~0.11m2·K。抗壓強(qiáng)度大于0.2MPa;吸水率小于0.01%;蒸汽滲透系數(shù)為2.18×10-7g/m.n.Pa[5]。這些指標(biāo)充分體現(xiàn)了膨脹珍珠巖密度較小,導(dǎo)熱系數(shù)較低,而且吸水率和蒸汽滲透系數(shù)也都很低。這是保溫性能好的材料所必須具備的。2001年已經(jīng)在西寧污水處理廠的數(shù)百平方米屋面工程中使用,收到了好的技術(shù)效果。

4.利用太陽(yáng)能

地球攔截的太陽(yáng)輻射能相當(dāng)于目前全球電力消費(fèi)量的1500倍。而在現(xiàn)有技術(shù)、經(jīng)濟(jì)條件下可供開(kāi)發(fā)利用的太陽(yáng)能,只占資源量的很小一部分。據(jù)美國(guó)能源部評(píng)估,1990年美國(guó)太陽(yáng)能經(jīng)濟(jì)可開(kāi)發(fā)資源量約為22Mtce/年,僅為技術(shù)可開(kāi)發(fā)量的0.6%。所以,太陽(yáng)能的開(kāi)發(fā)利用有巨大的潛力。太陽(yáng)能作為一種可再生的潔凈能源,是建筑上很具有利用潛力的新能源之一。太陽(yáng)能在建筑上的利用方式主要有,被動(dòng)式太陽(yáng)能采暖、太陽(yáng)能供熱水、主動(dòng)式太陽(yáng)能采暖與空調(diào)、以及太陽(yáng)能發(fā)電等等。我國(guó)太陽(yáng)能資源豐富,陸地每年接受的太陽(yáng)輻射能,相當(dāng)于2.4×1012tec,2/3國(guó)土面積的太陽(yáng)能總輻射量超過(guò)0.6MJ/m2[6]。如果將太陽(yáng)能源充分加以利用,不僅有可能節(jié)省大量常規(guī)能源,而且有可能在某些區(qū)域完全利用太陽(yáng)能采暖。

5.夜間通風(fēng)

夜間通風(fēng)的原理是在夜間引入室外的冷空氣,通過(guò)冷空氣與作為蓄熱材料的建筑維護(hù)結(jié)構(gòu)接觸換熱,冷卻建筑材料,達(dá)到蓄冷目的。在夏季,為了獲得舒適的室內(nèi)環(huán)境,則需要空調(diào)供冷系統(tǒng)。而此時(shí),因?yàn)橐归g的室外空氣溫度比白天低得多,所以夜間室外冷空氣則可以作為一種很好的冷源加以利用。嚴(yán)格地說(shuō),只要室外空氣溫度低于室內(nèi)空氣溫度,此時(shí)的室外冷空氣就可視為可利用的自然冷源。

[1]韓建新,顏宏亮.21世紀(jì)建筑新技術(shù)論叢[M].上海:同濟(jì)大學(xué)出版社2000:131-132

[2]涂逢祥.世紀(jì)初建筑節(jié)能展望[J].建筑2001(2):51-52

[3]白勝芳.節(jié)約能源保護(hù)環(huán)境[N].建設(shè)報(bào)(中國(guó)建材)CN11-0038,2003,108期

[4]劉素萍.建筑節(jié)能與圍護(hù)結(jié)構(gòu)[J].建筑2001(7):6-7

篇7

關(guān)鍵詞:建筑節(jié)能評(píng)價(jià)體系室內(nèi)環(huán)境品質(zhì)

1概述

發(fā)達(dá)國(guó)家的能源統(tǒng)計(jì),是按產(chǎn)業(yè)(Industry)、交通(Transportation)、居民和商業(yè)等四個(gè)部門(mén)統(tǒng)計(jì)。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(guó)總能耗的三分之一左右。如美國(guó),2000年的建筑能耗占全美總能耗的35%。但我國(guó)的能源統(tǒng)計(jì)模式與發(fā)達(dá)國(guó)家不同,是分工業(yè)、農(nóng)業(yè)、建筑業(yè)、交通運(yùn)輸及郵電通訊、批發(fā)零售、生活消費(fèi)和其它等多個(gè)部門(mén)統(tǒng)計(jì)。如果將后三個(gè)部門(mén)的能耗當(dāng)作建筑使用能耗,則我國(guó)的建筑能耗在總能耗中的比例多年來(lái)一直在20%左右。2000年為20.4%。而我國(guó)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(shí)際是廣義建筑能耗。此外,還有好幾個(gè)版本的比例數(shù)字。

其次,在很多建筑中,也沒(méi)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(shí)這一結(jié)論在我國(guó)并沒(méi)有實(shí)際數(shù)據(jù)的支持。因?yàn)閲?guó)內(nèi)建筑物中能耗計(jì)量很粗糙,一般只有冷水機(jī)組有單獨(dú)的功率表,而空調(diào)的末端裝置和輸送系統(tǒng)的耗能無(wú)法與其它動(dòng)力設(shè)備和照明的耗能區(qū)分開(kāi)來(lái)。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(jì)入生產(chǎn)能耗。筆者曾經(jīng)引用過(guò)日本建筑環(huán)境·省能機(jī)構(gòu)統(tǒng)計(jì)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(bào)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(shí)間節(jié)點(diǎn)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(gè)最低點(diǎn),分別出現(xiàn)在4月和11月。在上海地區(qū),這兩個(gè)月是氣候最宜人的時(shí)期,一般來(lái)說(shuō)建筑物既不需要采暖,也不需要供冷。取這兩個(gè)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)??梢哉J(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(dòng)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(zhǎng),夏季則相反,人們使用照明的時(shí)間有一些差別,但在現(xiàn)代商用建筑中從全年能耗角度來(lái)看,這種差別并不明顯。而采暖和空調(diào)的能耗是變動(dòng)的、不穩(wěn)定的能耗,它不但隨氣候區(qū)變化,而且隨建筑類(lèi)型、形狀、結(jié)構(gòu)和使用情況變化,甚至今天和明天都會(huì)有所不同。這就給建筑節(jié)能工作帶來(lái)了復(fù)雜性和多樣性,但同時(shí)也是建筑物中節(jié)能潛力最大的部分。

在美國(guó),建筑能耗統(tǒng)計(jì)是由政府進(jìn)行的,在日本,則是由專(zhuān)業(yè)學(xué)會(huì)和學(xué)術(shù)團(tuán)體完成的。但在中國(guó),還沒(méi)有像美、日等發(fā)達(dá)國(guó)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(guó)家那樣對(duì)全國(guó)或一個(gè)城市的建筑能耗情況了如指掌。而由于缺乏必要的檢測(cè)計(jì)量手段,許多建筑樓宇的物業(yè)管理人員對(duì)自己所管理的建筑各部分能耗情況也是心中無(wú)數(shù)。因此,建筑節(jié)能必須從計(jì)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(guó)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(qiáng)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(duì)圍護(hù)結(jié)構(gòu)制訂限定性指標(biāo),易于評(píng)價(jià)。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(lái)體現(xiàn)。北方地區(qū)在墻改之后又發(fā)展到熱改。如果沒(méi)有調(diào)節(jié)閥和熱計(jì)量,圍護(hù)結(jié)構(gòu)保溫越好,可能浪費(fèi)的熱量越多。

圖2采用不同形式窗戶(hù)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(yùn)行的空調(diào)建筑中,在空調(diào)關(guān)機(jī)之后,室溫升高,當(dāng)室外氣溫低于室溫時(shí),通過(guò)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(dòng)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(jiàn)圖2)。

對(duì)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?jiàn),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(shí)和自我保護(hù)意識(shí)增強(qiáng),對(duì)室內(nèi)環(huán)境品質(zhì)提出更高的要求。

我國(guó)大城市80%以上的公共建筑中的空調(diào)末端(AHU)僅有一級(jí)粗效過(guò)濾,有的甚至只有一層濾網(wǎng)。而根據(jù)美國(guó)ASHRAE標(biāo)準(zhǔn)62-2001,應(yīng)在冷卻盤(pán)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(guò)濾器或者凈化器。歐洲標(biāo)準(zhǔn)也要求AHU過(guò)濾器達(dá)到F7標(biāo)準(zhǔn)。即需要有粗效和中效兩級(jí)過(guò)濾。整個(gè)風(fēng)系統(tǒng)阻力至少比現(xiàn)在增加200Pa。假定一臺(tái)3600m3/h的空調(diào)箱,全年運(yùn)行,要增加耗電量2500kWh。

另外,很多大樓的空調(diào)新風(fēng)量也沒(méi)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(duì)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(hù)的舒適、健康和工作效率。對(duì)大樓管理者來(lái)說(shuō),這是“開(kāi)源”。而建筑節(jié)能則是降低運(yùn)營(yíng)成本,是“節(jié)流”。開(kāi)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(jià);另一方面,對(duì)不合理的環(huán)境消費(fèi)(例如夏季過(guò)低和冬季過(guò)高的環(huán)境溫度、過(guò)大的新風(fēng)量、邊使用空調(diào)邊開(kāi)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(dú)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(guó)19個(gè)省市嚴(yán)重缺電和美國(guó)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(shí)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(duì)于采暖為主的地區(qū),加強(qiáng)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(qiáng)圍護(hù)結(jié)構(gòu)保溫隔熱的總節(jié)能效果有限,反而會(huì)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(duì)保護(hù)環(huán)境有利。例如,燃?xì)庵比紮C(jī)在國(guó)內(nèi)一直被很多人視為“節(jié)電不節(jié)能”。但是,直燃機(jī)不使用CFC和HCFC冷媒、燃用天然氣對(duì)環(huán)境影響極小、溫室氣體排放極低,從而被世界各國(guó)當(dāng)作一項(xiàng)綠色技術(shù)。夏季利用低谷燃?xì)?、平整高峰電力?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(shí)制冷機(jī)組的COP值降低。在用戶(hù)側(cè),如果沒(méi)有合理的峰谷差價(jià),則蓄冰空調(diào)是既不節(jié)能又費(fèi)錢(qián)。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(jī)組常時(shí)處于高發(fā)和滿(mǎn)發(fā),發(fā)電煤耗下降。滿(mǎn)負(fù)荷工況與40%部分負(fù)荷工況相比,30萬(wàn)千瓦發(fā)電機(jī)組可以節(jié)能15.7%。同時(shí),發(fā)電設(shè)備的利用率提高。發(fā)達(dá)國(guó)家電力平均年負(fù)荷率為66.6%,我國(guó)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(guó)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(jì)、技術(shù)等各個(gè)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(xiàng)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(yáng)程與樓高無(wú)關(guān),一般在30m~40m。如果水泵的揚(yáng)程選擇過(guò)大,定水量系統(tǒng)中會(huì)使流量過(guò)大,水溫差往往只有2~3℃。這時(shí)測(cè)得的離心機(jī)COP僅在2~3之間。這說(shuō)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(guó)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(dòng)力裝置用微型燃?xì)廨啓C(jī)還是用內(nèi)燃機(jī),也不在于其理論效率有多高。實(shí)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(mǎn)負(fù)荷運(yùn)行。在我國(guó)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(jī)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(shì)必要降低發(fā)電效率;反之亦然。無(wú)論從熱力學(xué)第一定律還是從熱力學(xué)第二定律的觀點(diǎn)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(jī)熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)全供冷模式

(直燃機(jī)熱力制冷+離心機(jī)電力制冷)

圖5電動(dòng)離心式制冷機(jī)能流圖

圖6微燃機(jī)熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)全供冷模式

(雙效吸收機(jī)熱力制冷+離心機(jī)電力制冷)

假定某建筑的微型燃?xì)廨啓C(jī)熱電冷聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的產(chǎn)熱和發(fā)電完全用來(lái)為大樓供冷,分別采用熱力制冷和電力制冷。其能流圖見(jiàn)圖4。在圖4的模式下,總一次能效率為1.51。因?yàn)樵跓崃χ评洳糠植捎昧酥比紮C(jī),就必須使微燃機(jī)排氣溫度達(dá)到500℃以上,而此時(shí)發(fā)電效率只有13~15%。

與傳統(tǒng)電制冷相比,用離心機(jī)制冷的能流圖見(jiàn)圖5。

可見(jiàn)其一次能效率(1.5)與熱電冷聯(lián)產(chǎn)基本持平。說(shuō)明對(duì)熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組和直燃機(jī)的投資是無(wú)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(jī)。(見(jiàn)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(jiàn),熱電冷聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的本質(zhì)是回收發(fā)電系統(tǒng)過(guò)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(jī)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(jī)組。它的優(yōu)勢(shì)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(yùn)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(duì)制冷機(jī)而言,就是綜合部分負(fù)荷值(IPLV)。

制冷機(jī)的綜合部分負(fù)荷值IPLV在空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能中是一個(gè)十分重要的參數(shù)。我國(guó)的制冷機(jī)標(biāo)準(zhǔn)中基本沿用了美國(guó)空調(diào)與制冷學(xué)會(huì)(ARI)標(biāo)準(zhǔn)。而ARI最初制訂IPLV標(biāo)準(zhǔn)時(shí)是用美國(guó)亞特蘭大市的氣象參數(shù)、通過(guò)對(duì)一幢假想辦公樓的模擬計(jì)算得到的。即使對(duì)美國(guó)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(guó)29個(gè)城市的數(shù)據(jù)得到新的IPLV(ARI550.590-1998)。因?yàn)闆](méi)有自己的數(shù)據(jù),我國(guó)新版的制冷機(jī)標(biāo)準(zhǔn)中沒(méi)有IPLV。

筆者根據(jù)我國(guó)的氣象參數(shù),用實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)和計(jì)算機(jī)模擬的方法,得到適應(yīng)我國(guó)氣候特點(diǎn)的平均IPLV。

對(duì)IPLV的研究,還要進(jìn)一步深入。

6建筑節(jié)能的評(píng)價(jià)

開(kāi)展建筑節(jié)能,需要建立一套科學(xué)的建筑能效評(píng)價(jià)體系。我國(guó)基本上還在沿用按建筑面積平均的能耗絕對(duì)值的評(píng)價(jià)方法。這種評(píng)價(jià)方法屬于靜態(tài)評(píng)價(jià),對(duì)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(yùn)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(xiě),即“全年熱負(fù)荷系數(shù)”:

另外還有設(shè)備系統(tǒng)能量消費(fèi)系數(shù)(CEC,CoefficientofEnergyConsumption)。分別有空調(diào)、換氣、照明、電梯和供熱水5個(gè)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(fèi)系數(shù)CEC實(shí)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(píng)價(jià)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(píng)價(jià)建筑的能量轉(zhuǎn)換效率。PAL和CEC反映了動(dòng)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(gè)比較復(fù)雜的課題。必須建立動(dòng)態(tài)節(jié)能、系統(tǒng)節(jié)能的思想,正確處理好幾對(duì)看似矛盾的關(guān)系。有很多中國(guó)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)

[1]龍惟定:國(guó)內(nèi)建筑合理用能的現(xiàn)狀及展望,能源工程,2001年02期,1~6

篇8

1.1我國(guó)發(fā)展市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的需要就當(dāng)前形勢(shì)來(lái)看,能源問(wèn)題已經(jīng)日益嚴(yán)重,對(duì)發(fā)展國(guó)民經(jīng)濟(jì)已經(jīng)產(chǎn)生了一定的制約,如何節(jié)約日益緊缺的能源,加強(qiáng)能源的使用率,利用能源推動(dòng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,已經(jīng)成為焦點(diǎn)問(wèn)題。作為建筑行業(yè)頭號(hào)能源消耗大戶(hù)中的住宅建筑,在施工設(shè)計(jì)的整個(gè)過(guò)程中要以減少能源消耗為建筑目標(biāo),這對(duì)對(duì)實(shí)現(xiàn)國(guó)民經(jīng)濟(jì)、改善社會(huì)環(huán)境壓力、實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展都有著較為重要的促進(jìn)作用。

1.2行業(yè)發(fā)展的需要依據(jù)我國(guó)當(dāng)前的國(guó)情,由于能源短缺問(wèn)題,致使人均能源嚴(yán)重不足。據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)表明,綜合房屋建筑施工中的能源耗能和建材耗能約占總耗能的37%,這一比例隨著市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展仍在逐年的加大。因此,加大對(duì)房屋建筑施工中的節(jié)能設(shè)計(jì)措施,是建筑行業(yè)發(fā)展的需要。

1.3貫徹國(guó)家可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的需要在我國(guó),當(dāng)前經(jīng)濟(jì)發(fā)展的戰(zhàn)略條件為可持續(xù)發(fā)展,如何實(shí)施這一發(fā)展戰(zhàn)略,就要求我們針對(duì)建筑行業(yè)中的實(shí)際情況,進(jìn)行節(jié)能設(shè)計(jì),抵制房屋建筑施工中的能源浪費(fèi),把方針政策落到實(shí)際建筑過(guò)程中,是貫徹國(guó)家可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的重要舉措。

2房屋建筑節(jié)能設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題

2.1節(jié)能設(shè)計(jì)并未達(dá)到節(jié)能要求就目前建筑設(shè)計(jì)特點(diǎn)來(lái)看,主要關(guān)注點(diǎn)都放在了對(duì)房屋施工設(shè)計(jì)的建筑環(huán)境上對(duì),對(duì)施工中能源的消耗節(jié)能意識(shí)不加以重視,樓體整體不朝陽(yáng),還有為了達(dá)到利益最大化,保證交工時(shí)間,一些建筑商在進(jìn)行房屋設(shè)計(jì)的時(shí)候,技術(shù)設(shè)施匆匆忙忙的進(jìn)行安裝,存在相當(dāng)多的隱患問(wèn)題,房屋建筑實(shí)用性達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)問(wèn)題嚴(yán)重。

2.2節(jié)能材料單一,技術(shù)水平較低根據(jù)我國(guó)氣候特點(diǎn),我國(guó)冬冷夏熱的氣候特點(diǎn)使我們?cè)谶M(jìn)行房屋建筑上就要有嚴(yán)格的節(jié)能設(shè)計(jì)。冬天需要取暖,如果在建筑設(shè)計(jì)上,墻體做保溫就可以大大降低供熱系統(tǒng)中的煤炭,對(duì)降低能源消耗有一定的促進(jìn)作用。但是由于在進(jìn)行住宅墻體保溫設(shè)計(jì)的時(shí)候,我們使用的材料大多是一次行能源。大多都采用聚苯板、聚氨酯,而每生產(chǎn)1t聚苯板大約需要消耗2t的原油,每生產(chǎn)1t聚氨酯大約需要消耗2t的石油化工原料。在新材料和新技術(shù)開(kāi)發(fā)上相對(duì)落后。大多依賴(lài)國(guó)外的技術(shù),本國(guó)特色的節(jié)能技術(shù)較低。

2.3房屋建筑工程驗(yàn)收方法部完善在進(jìn)行房屋建筑是都達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)問(wèn)題上,我國(guó)普遍采用建筑熱工法。主要測(cè)量?jī)?nèi)容是用熱流計(jì)和熱電耦對(duì)墻體的熱流密度、室內(nèi)外氣溫、保溫建筑墻體的室內(nèi)外表面溫度以及熱流計(jì)的兩表面溫度進(jìn)行測(cè)量和簡(jiǎn)單的對(duì)比。以點(diǎn)帶面的進(jìn)行測(cè)量,樓體的整體節(jié)能是否符合標(biāo)準(zhǔn)沒(méi)有一個(gè)準(zhǔn)確的數(shù)字作為依據(jù)。

3改善房屋建筑施工中節(jié)能設(shè)計(jì)的措施

3.1樹(shù)立節(jié)能意識(shí),提高房屋建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)房屋建筑設(shè)計(jì)中,要根據(jù)生活和自然需要進(jìn)行設(shè)計(jì),樹(shù)立節(jié)能意識(shí)。例如最常規(guī)最傳統(tǒng)也是最合理住宅朝向設(shè)計(jì)的時(shí)候要遵循空間朝向南,或向南偏東,或向南偏西。這在一定程度上可以得到充足的日照,可以增加房屋冬季的日照要求,充分利用天然的能源,可以減少煤炭資源的浪費(fèi),也可以從根本上改善室內(nèi)熱環(huán)境的要求。同時(shí)在進(jìn)行住宅配套設(shè)施設(shè)計(jì)的時(shí)候,要充分考慮人們?nèi)粘P袨樘攸c(diǎn)進(jìn)行設(shè)計(jì)。對(duì)施工時(shí)間有計(jì)劃的進(jìn)行合理的住宅布局,在安裝配套技術(shù)設(shè)備上要細(xì)致檢查確保設(shè)備發(fā)揮良好的現(xiàn)實(shí)作用。再進(jìn)行建筑體形系數(shù)確定時(shí)要對(duì)比好建筑物與室外大氣接觸的面積,保證能耗最低。由此看來(lái),再進(jìn)行房屋建筑設(shè)計(jì)的時(shí)候,樓體表面不宜凹凸太多,樓體之間要保證良好的通風(fēng),這對(duì)房屋節(jié)能都有良好的促進(jìn)作用。

3.2提高節(jié)能技術(shù)水平,研究多種節(jié)能材料目前,在我們國(guó)家房屋建筑的節(jié)能設(shè)計(jì)水平較低,主要依賴(lài)于國(guó)外的技術(shù)。針對(duì)這一問(wèn)題,我們要針對(duì)國(guó)外的先進(jìn)技術(shù)進(jìn)行深入的研究,增加交流學(xué)習(xí)的機(jī)會(huì),構(gòu)造出符合我們國(guó)家基本需要的節(jié)能設(shè)計(jì)技術(shù)。針對(duì)材料單一的問(wèn)題,可以在進(jìn)行住宅建筑設(shè)計(jì)時(shí)采用材料優(yōu)化組合進(jìn)行搭配設(shè)計(jì)使用,采用復(fù)合材料構(gòu)造出復(fù)合節(jié)能墻體。復(fù)合墻體分多個(gè)墻體層,主要有墻體結(jié)構(gòu)層、空氣層、保溫隔熱層、保護(hù)層、飾面層。這些層體在一定程度針對(duì)節(jié)能都有一定的有效作用,在很大程度上也會(huì)改變住宅建筑傳統(tǒng)的墻體保溫板結(jié)構(gòu),對(duì)保護(hù)環(huán)境節(jié)省能源有一定的積極作用。近20年來(lái)太陽(yáng)能技術(shù)的發(fā)展就給節(jié)能帶來(lái)了很多的收益,我們可以利用太陽(yáng)能這一特點(diǎn),進(jìn)行房屋建筑設(shè)計(jì)的時(shí)候?qū)⑻?yáng)能裝置納入設(shè)計(jì)規(guī)劃中,預(yù)留太陽(yáng)能安裝位置。這在節(jié)省能源問(wèn)題上可以解決很多問(wèn)題,節(jié)省很多常規(guī)的能源。

3.3加大房屋建筑節(jié)能驗(yàn)收監(jiān)督力度加強(qiáng)監(jiān)督力度,是為了更好的滿(mǎn)足生活需要。從根本上解決房屋使用壽命低,能源浪費(fèi)的問(wèn)題。加大政府的驗(yàn)收力度,對(duì)不合格的住宅建筑堅(jiān)決進(jìn)行打擊控制。再進(jìn)行樓體強(qiáng)溫驗(yàn)收工作上,就改善測(cè)量方法,采取多種方法測(cè)量,進(jìn)行平均值對(duì)比,改變一點(diǎn)帶面的傳統(tǒng)驗(yàn)收方法。經(jīng)過(guò)多方考據(jù)得出精確值的測(cè)量方法可以真正意義上完成在節(jié)能的基礎(chǔ)上服務(wù)好大眾生活的任務(wù)。

4結(jié)束語(yǔ)

篇9

一、建筑形式與自然采光

太陽(yáng)光沿著建筑形式的變化而流動(dòng),建筑影像跟隨自然光的流動(dòng)而改變,貝聿銘的伊斯蘭歷史博物館完美展現(xiàn)了這一設(shè)計(jì)理念。建筑體量、建筑平面規(guī)劃、建筑剖面和建筑外墻體的虛實(shí)都是基本的建筑形式因素,在自然采光設(shè)計(jì)中,這些建筑形式都對(duì)采光起著基本的決定因素。不論是從建筑的自然采光效果,提高室內(nèi)的視覺(jué)舒適度,還是從解決建筑內(nèi)部的某項(xiàng)功能性任務(wù)來(lái)講,建筑形式都是與采光過(guò)程緊密相連的。我們必須首先明確建筑進(jìn)行自然采光的目的( 照明、被動(dòng)制冷或被動(dòng)供暖) 以及所需要達(dá)到的內(nèi)部視覺(jué)效果,在明確設(shè)計(jì)目標(biāo)后再進(jìn)行物質(zhì)層面上的建筑形式與采光關(guān)系的探討?;镜慕ㄖ问绞怯山ㄖw量、建筑平面規(guī)劃、建筑剖面和建筑外墻體來(lái)構(gòu)成的。建筑內(nèi)部空間自然采光的主要因素是對(duì)采光方式的研究,采光方式?jīng)Q定了建筑空間光的照度范圍和方向,從原則上講,所有的建筑采光方式應(yīng)依據(jù)建筑空間功能的不同要求而設(shè)定。形式的主旨是對(duì)本質(zhì)的具體化表現(xiàn),它由各種不可分割的元素組合而成。形式的構(gòu)建往往先于設(shè)計(jì),形式引導(dǎo)設(shè)計(jì)的發(fā)展方向,因?yàn)樾问绞前盐崭黜?xiàng)元素之間關(guān)系的紐帶。建筑形式的設(shè)計(jì)在很大程度上對(duì)自然采光設(shè)計(jì)的合理性與科學(xué)性產(chǎn)生決定性影響。建筑形式的構(gòu)建必須以明確的自然采光原則和準(zhǔn)則為設(shè)計(jì)基礎(chǔ),從確定采光的內(nèi)容和目的著手設(shè)計(jì)。

二、建筑物體量與自然采光

隨著人工照明的出現(xiàn)及大量普及,建筑對(duì)自然光照的需求變得明顯降低,由于不再受自然采光設(shè)計(jì)的約束,大進(jìn)深的建筑空間,大體量的建筑規(guī)模開(kāi)始出現(xiàn),同時(shí)也導(dǎo)致了建筑物內(nèi)部與外界自然環(huán)境、自然景觀之間的聯(lián)系減少以及自然光照的缺失和自然通風(fēng)的阻塞。雖然人工照明可以為建筑空間提供優(yōu)質(zhì)的照明效果,但卻無(wú)法取代自然光給人的生理上帶來(lái)的積極作用,導(dǎo)致的結(jié)果是建筑能耗的急劇增加和各種心理及生理疾病的產(chǎn)生。沒(méi)有自然光,一個(gè)空間就無(wú)法成為真正的建筑。隨著自然光的射入,自然光通過(guò)一天不同時(shí)間段和一年中的季節(jié)更替所產(chǎn)生的微妙變化,對(duì)建筑空間進(jìn)行光照度的明暗、冷暖調(diào)節(jié),為建筑空間提供了豐富的視覺(jué)感受和變換的意境。為保證建筑空間的各部分都可得到的自然光的照射,在建筑物的體量與建筑平面、剖面設(shè)計(jì)方面應(yīng)進(jìn)行合理的控制。小體量的建筑物較適合采用雙側(cè)或多側(cè)采光,而體量巨大的建筑則可以利用垂直采光井、內(nèi)部庭院以及采光門(mén)廳等設(shè)計(jì)手法來(lái)保證建筑物內(nèi)部的自然采光。在中國(guó)南方夏季溫度較高,控制室內(nèi)溫度是節(jié)能的首要工作,在建筑設(shè)計(jì)上宜采用小面寬大進(jìn)深的構(gòu)建格局; 北方冬季漫長(zhǎng)寒冷,節(jié)能以室內(nèi)保溫為主,建筑體量宜采用長(zhǎng)寬比大( 即大面寬小進(jìn)深) 的建筑格局。從自然光的采光角度考慮,隨著建筑進(jìn)深的增加內(nèi)部光線會(huì)越來(lái)越弱,因此一方面建筑進(jìn)深不宜過(guò)大,另一方面盡可能減少空間內(nèi)的隔墻對(duì)自然光線的遮擋,以確保采光照度值和光照均勻度。所以在構(gòu)建建筑體量時(shí)應(yīng)兼顧內(nèi)部空間光熱環(huán)境的節(jié)能需求,最終計(jì)算出最佳的長(zhǎng)寬比值。

三、建筑平面、剖面規(guī)劃與自然采光

建筑的平面、剖面設(shè)計(jì)方案,在很大程度上決定了陽(yáng)光入射到建筑室內(nèi)的角度、深度和廣度,同時(shí)也確定了建筑物內(nèi)部空間的光照模式,進(jìn)而確定建筑外部遮陽(yáng)設(shè)施的制式和懸挑規(guī)格,因此,建筑物平面與剖面的設(shè)計(jì)可以描述照明的序列關(guān)系以及室內(nèi)外之間的相互聯(lián)系。甚至還可以研究光照在內(nèi)部空間所形成的氛圍和性質(zhì)。要使建筑內(nèi)部空間獲得充足的自然光照并形成恰當(dāng)?shù)淖匀还庑再|(zhì),房間的進(jìn)深和高度就成為自然采光設(shè)計(jì)所受到的限制因素之一。自然光線從室外入射到室內(nèi),建筑單項(xiàng)側(cè)面采光建筑在自然采光上面臨的最大難題就會(huì)顯現(xiàn),那就是光照量會(huì)從入射口向室內(nèi)深處迅速衰減。若在設(shè)計(jì)上采用雙側(cè)或多側(cè)采光,就可以在很大程度上提高室內(nèi)的光線射入量和光照分配量。由于這些方法都是從周?chē)鷫Ρ诨蛑苓吙臻g進(jìn)行采光設(shè)計(jì),把自然光線引入室內(nèi),所以建筑的進(jìn)深成為采光設(shè)計(jì)的主要因素。而屋頂采光則可以將自然光線引入到建筑內(nèi)部的幾乎任何位置,所以,建筑物的高度就成為影響建筑物底層部分采光的更重要因素。房間的進(jìn)深和高度還會(huì)影響到建筑的窗戶(hù)、天窗的具置及大小。建筑的表面形式經(jīng)過(guò)確定功能的采光設(shè)計(jì)后可以?xún)?chǔ)存、反射、過(guò)濾,甚至按照設(shè)計(jì)的需要改變光線照射路徑,重新分配自然光。通過(guò)建筑立面窗戶(hù)位置的選擇,可以調(diào)節(jié)和控制自然光的入射形式及效果。

四、基于光導(dǎo)向系統(tǒng)的日光偏轉(zhuǎn)技術(shù)

依據(jù)平面鏡或棱鏡反射原理的日光偏轉(zhuǎn)技術(shù),通過(guò)對(duì)太陽(yáng)光線更為靈活,更為智能的應(yīng)用,可以達(dá)到光線的最優(yōu)化應(yīng)用。它包括建筑采光節(jié)能設(shè)計(jì)和熱工節(jié)能設(shè)計(jì)兩個(gè)方面,建筑采光節(jié)能設(shè)計(jì)要求將自然光有效引入室內(nèi),不但滿(mǎn)足了視覺(jué)實(shí)用方面的功能需求,同時(shí)達(dá)到了節(jié)省室內(nèi)照明用電的功能。英國(guó)環(huán)境部門(mén)的一項(xiàng)研究表明,由于高檔的辦公建筑外墻多采用防曬玻璃和垂直遮光簾,阻擋或消除了外界的自然光照,導(dǎo)致了室內(nèi)對(duì)人工照明需求的增加,而建筑物內(nèi)部的照明系統(tǒng)要比供熱系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)消耗更多的能源,這項(xiàng)研究清晰的表明了一個(gè)觀點(diǎn): 提高自然光的利用率可有效降低建筑能耗。日光偏轉(zhuǎn)技術(shù)可有效同時(shí)解決建筑物內(nèi)部的視覺(jué)舒適度要求和熱舒適度要求。日光偏轉(zhuǎn)的目的和用途就是通過(guò)影響入射光線的方向從而改變光線的強(qiáng)度,所以日光偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)防護(hù)和供給兩種功能。由此可見(jiàn),日光偏轉(zhuǎn)技術(shù)的工作原理就是以一種可控的方式使自然光進(jìn)入建筑物內(nèi)部或?qū)⑵浞瓷浠乜罩校奈锢硪罁?jù)是平面鏡或棱鏡對(duì)光線的反射原理。一般情況下,日光偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)的安裝位置多位于建筑物的玻璃頂棚或外墻,根據(jù)系統(tǒng)與建筑物本身的聯(lián)系又可以分為安裝于建筑物外部,內(nèi)部或集成于隔熱玻璃內(nèi)三種安裝方式。若太陽(yáng)位置較高,則回復(fù)技術(shù)適用于建筑物的外墻,90%以上的太陽(yáng)能量會(huì)通過(guò)光偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)向外墻偏轉(zhuǎn),只有少量的室內(nèi)照明所必須用到的日光會(huì)到達(dá)室內(nèi)。當(dāng)太陽(yáng)能輻射光線被回復(fù)反射而不是被吸收時(shí),建筑物外墻的過(guò)度升溫現(xiàn)象就會(huì)避免。安置在建筑物內(nèi)部的光回復(fù)技術(shù),通過(guò)對(duì)太陽(yáng)光線和熱量的反射,可以將大約入射能量的50% 偏轉(zhuǎn)回室外,由于有玻璃層,只有 13% ~26% 的太陽(yáng)能量進(jìn)入室內(nèi)。光回復(fù)系統(tǒng)集成在隔熱玻璃中,可以得到一個(gè)小于 0.2 的衰減因數(shù)值,較之室外遮陽(yáng)所提供的熱能環(huán)境,可得到更理想的室內(nèi)熱環(huán)境。根據(jù)玻璃涂層的情況不同,90%的太陽(yáng)能會(huì)被阻擋,最多會(huì)有 7% ~10%的能量以光和熱形式被傳輸進(jìn)來(lái)。目前,國(guó)內(nèi)在室內(nèi)采光中用的最多的是傳統(tǒng)的室內(nèi)遮光百葉窗,這種百葉窗雖然可以取得較好的遮光效果,但同時(shí)也會(huì)使一些積聚的熱量流進(jìn)室內(nèi),導(dǎo)致室內(nèi)氣溫升高。尤其是在炎熱的夏季,這種百葉窗可以看作是一種熱吸收器和進(jìn)入室內(nèi)的空氣擋板,在阻擋了室內(nèi)與室外空氣流通的同時(shí)造成了室內(nèi)的氣溫升高。

五、結(jié)論

篇10

建筑節(jié)能是可持續(xù)發(fā)展概念的具體體現(xiàn),也是世界的建筑設(shè)計(jì)大潮流,同時(shí)又是建筑科學(xué)技術(shù)的一個(gè)新的增長(zhǎng)點(diǎn)。設(shè)計(jì)、建造使用節(jié)能建筑有利于國(guó)民經(jīng)濟(jì)持續(xù)、快速、健康發(fā)展,保護(hù)生態(tài)環(huán)境。同時(shí)建筑節(jié)能促使建筑物護(hù)結(jié)構(gòu)形式的變化、采暖調(diào)控系統(tǒng)的技術(shù)進(jìn)步和建筑構(gòu)件產(chǎn)品、建筑機(jī)構(gòu)的變化。[2]

國(guó)內(nèi)外建筑節(jié)能現(xiàn)狀

1973年能源危機(jī)之后,各發(fā)達(dá)國(guó)家在建筑節(jié)能方面取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步,有了顯著的特點(diǎn)。具體節(jié)能技術(shù)措施有以下幾個(gè)方面:(1)在規(guī)劃設(shè)計(jì)上有利于節(jié)能的建筑朝向和平面形狀。限制建筑物的體形系數(shù);限制建筑物的窗墻比。(2)改善護(hù)結(jié)構(gòu)的熱工性能。(3)改善窗戶(hù)設(shè)計(jì),減少能耗。(4)利用自然條件減少能耗。[3]而我國(guó)的建筑節(jié)能工作開(kāi)始于80年代初期,但是由于認(rèn)識(shí)上的不足、體制上的不順、法規(guī)上的不健全、技術(shù)上的不配套等,嚴(yán)重制約了建筑節(jié)能的發(fā)展。不過(guò)在可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略思想的知道下,以及國(guó)家下定決心作出了很大的努力還是取得了一定的成績(jī)。[4]

會(huì)所建筑的節(jié)能措施

影響建筑節(jié)能的因素有很多,如建筑物體形系數(shù)、圍護(hù)結(jié)構(gòu)和傳熱系數(shù)、窗墻面積比、換氣次數(shù)等,因此建筑節(jié)能應(yīng)從這幾個(gè)因素入手。[5]重慶夏季常年出現(xiàn)連晴高溫天氣,夜間室外溫度也居高不下,超過(guò)舒適性溫度,需要強(qiáng)有力的降溫措施。冬季雖然室外氣溫較高,但日照率太低,室外綜合溫度低,仍需要供暖才能維持房間熱舒適,所以對(duì)建筑節(jié)能和環(huán)境質(zhì)量的要求就會(huì)比較特殊。冬天要求保溫節(jié)能,夏天則要求隔熱節(jié)能。建筑保溫與建筑隔熱有相似之處,有的保溫措施同樣可以達(dá)到隔熱的目的,只是兩者的熱流方向相反,兩者的構(gòu)造措施各有特點(diǎn)。[6]

綜合國(guó)內(nèi)外的研究成果,建筑節(jié)能大致有以下幾個(gè)途徑:1墻體節(jié)能,2門(mén)窗節(jié)能,3屋面節(jié)能4采暖節(jié)能,5通風(fēng)節(jié)能。[7]

1.墻體節(jié)能

墻體是建筑護(hù)結(jié)構(gòu)的主體,所以墻體的節(jié)能設(shè)計(jì)直接影響到建筑的耗能。墻體的節(jié)能有以下兩個(gè)途徑:

(1)建筑保溫節(jié)能設(shè)計(jì)

建筑保溫分為建筑內(nèi)保溫和建筑外保溫兩種。建筑內(nèi)保溫就是在建筑外墻的內(nèi)表面上加設(shè)保溫材料,再在其上粉刷、涂料等,其優(yōu)點(diǎn)是墻體內(nèi)表面不用加強(qiáng)防水層,構(gòu)造處理簡(jiǎn)單,保溫材料可以免受室外雨水的影響,是一種簡(jiǎn)單但是效果很好的建筑保溫方式。

建筑外保溫是在外墻外表面上做保溫材料,覆以防水層,再設(shè)外墻裝修的構(gòu)造方法。其優(yōu)點(diǎn)有很多。首先其保溫層設(shè)在外表面,可以有效的保護(hù)外墻砌體免受太陽(yáng)輻射的影響,減小墻體應(yīng)力損害;其次外保溫對(duì)建筑柱、梁、墻角等敏感部位處理容易,可以減少熱橋的產(chǎn)生,并可避免內(nèi)表面結(jié)露;再次圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)側(cè)為重質(zhì)砌體,有較高的熱容性,可以減少室溫的波動(dòng);最后在夏季,外保溫材料又起到很好的隔熱作用,使墻體不會(huì)升溫過(guò)快,內(nèi)表面溫度降低,增加了室內(nèi)舒適度。

(2)建筑隔熱節(jié)能設(shè)計(jì)

隔熱除考慮外墻部位需設(shè)置外,屋頂由于受太陽(yáng)輻射影響最大,所以也要進(jìn)行隔熱設(shè)計(jì)。隔熱設(shè)計(jì)主要有隔熱材料隔熱和隔熱構(gòu)造隔熱。隔熱材料有填充類(lèi)、板塊類(lèi)和熱反射類(lèi)。而現(xiàn)在有一種很廉價(jià)的隔熱方式:空氣層的隔熱。這是一種將“空氣”作為隔熱材料的特殊做法,其隔熱性能良好,所以在隔熱構(gòu)造設(shè)計(jì)中被經(jīng)常用到。其隔熱原理是通過(guò)降低傳熱達(dá)到隔熱的目的,而影響其隔熱性能的原因有:空氣間層厚度、熱流方向、空氣間層的密閉程度和兩側(cè)表面的光潔度。這種隔熱方式現(xiàn)在主要被用于炎熱氣候地區(qū)的屋面、墻體、雙層窗中,隔熱效果好。同時(shí)空氣間層設(shè)于墻體部分,起隔熱和保溫雙重效果,不過(guò)水平構(gòu)件只有隔熱作用。而根據(jù)重慶地區(qū)的氣候特點(diǎn)和人體對(duì)室內(nèi)空氣質(zhì)量的要求,空氣間層保溫技術(shù)是最佳選擇。[8]

2.門(mén)窗節(jié)能

衡量門(mén)窗性能的指標(biāo)包括四個(gè)方面:隔熱保溫性能、陽(yáng)光得熱性能、采光性能和空氣滲透性能等。由于玻璃的傳熱能力比磚墻大許多,所以充分利用保溫隔熱性能好的玻璃窗能有效降低建筑物的能耗。改善門(mén)窗絕熱性能的首要措施是增加窗玻璃層數(shù),在內(nèi)外層玻璃之間形成封閉空氣層。同時(shí)可以在窗上加貼透明聚酯膜,也是個(gè)有效的方法。還可以加設(shè)門(mén)窗密封條提高門(mén)窗氣密性。[9]

3.屋面節(jié)能

國(guó)內(nèi)常用的幾種節(jié)能屋面是:高效保溫材料屋面、架空型保溫屋面、浮石砂保溫屋面和倒置型保溫屋面。平屋頂多采用加氣混凝土保溫,厚度增加到50-100mm。有的用水泥聚苯板、水泥珍珠巖或浮石砂保溫。有的則在架空混凝土薄板下設(shè)袋裝膨脹珍珠巖,保溫效果很好。坡屋頂為便于設(shè)置保溫層,可以在坡頂內(nèi)鋪釘玻璃棉氈或巖棉氈,或者在天棚上鋪設(shè)上述絕熱材料。[10]

4.采暖節(jié)能

現(xiàn)在有一種性能穩(wěn)定、節(jié)能、環(huán)保、經(jīng)濟(jì)的系統(tǒng)方式——水源熱泵系統(tǒng)。水源熱泵技術(shù)是利用地球表面淺層水源(如地下水、河流、湖泊)中吸收的太陽(yáng)能和地?zé)崮芏纬傻牡蜏氐臀粺崮苜Y源,采用熱泵原理,通過(guò)少量的高位電能輸入,實(shí)現(xiàn)低位熱能轉(zhuǎn)移的一種技術(shù)。眾所周知,地下水溫度在一年內(nèi)波動(dòng)遠(yuǎn)小于室外空氣,是很好的熱泵熱源和空調(diào)冷源。同時(shí),在冬季不存在結(jié)露、結(jié)霜等問(wèn)題;在夏季有些情況下甚至可以直接從地下水作為冷源給用戶(hù)供冷,而不用開(kāi)啟水源熱泵,從而有很大程度上的節(jié)能??紤]到人體對(duì)室內(nèi)熱舒適的要求,室內(nèi)應(yīng)采用地板采暖和吊頂冷輻射技術(shù)。人們的舒適感覺(jué)是“足暖頭寒”,所以通過(guò)輻射方式供冷、供熱可以增強(qiáng)室內(nèi)環(huán)境的熱舒適性。研究表明,冬天如果采用地板采暖,當(dāng)房間溫度為16度時(shí),人們熱舒適感覺(jué)相當(dāng)于約18度時(shí)的水平。所以,這種方式可以降低采暖能耗,達(dá)到舒適、節(jié)能的雙重目的。[11]

5.通風(fēng)節(jié)能

在夏季,為了滿(mǎn)足室內(nèi)舒適條件常采取空調(diào)方式,但是高能耗、高污染,未來(lái)城市環(huán)境要求“免空調(diào)”的制涼方式,也就是建筑要回歸自然。良好的建筑通風(fēng)對(duì)于建筑、人和環(huán)境都有較大的作用:熱舒適作用,空氣對(duì)流可以有效的帶走室內(nèi)的熱量,并且是降低室內(nèi)空氣濕度的自然方式;空氣品質(zhì)的提高,由于建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)材料、室內(nèi)裝修材料其成分或溶劑中含有相當(dāng)?shù)挠泻ξ铮胰梭w及日常生活也會(huì)影響室內(nèi)的空氣品質(zhì),所以良好的建筑通風(fēng)可以更新室內(nèi)空氣、帶走有害物;最后,它所帶來(lái)的節(jié)能效果是很明顯的。現(xiàn)在的通風(fēng)節(jié)能技術(shù)主要有以下三種,地下風(fēng)涼應(yīng)用、煙囪效應(yīng)應(yīng)用和風(fēng)洞效應(yīng)應(yīng)用。[12]具體設(shè)計(jì)做法將在設(shè)計(jì)中體現(xiàn)。

總的來(lái)說(shuō),建筑節(jié)能一次投資可能比較大,但是帶來(lái)的效應(yīng)是無(wú)法用金錢(qián)來(lái)衡量的?,F(xiàn)在有些人不明白花那么多的錢(qián)去做節(jié)能是得不償失,但是他們沒(méi)有想到的是我們的能源是有限的,所以建筑節(jié)能是大勢(shì)所趨,勢(shì)在必行。

[1]張勃.住區(qū)會(huì)所建筑設(shè)計(jì)研究.西安.西安建筑科技大學(xué).2005年.第1頁(yè)

[2]王立雄.建筑節(jié)能.第一版.天津.中國(guó)建工出版社.2004年5月.第1頁(yè)

[3]聶玉強(qiáng).國(guó)內(nèi)外建筑節(jié)能技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì).建設(shè)科技.2002年.7期.39-40頁(yè)

[4]李靖頡.面向21世紀(jì)的建筑節(jié)能技術(shù).科技情報(bào)開(kāi)發(fā)與經(jīng)濟(jì).2003年13卷7期.281-282頁(yè)

[5]李雅美.淺析建筑節(jié)能技術(shù)措施.常州工學(xué)院學(xué)報(bào).2005年18卷4期.55-58頁(yè)

[6]付祥釗,劉俊躍.開(kāi)發(fā)有西部特色的建筑節(jié)能技術(shù)體系.重慶建筑.2003年2期.12-15頁(yè)

[7]劉莉,秦壯.建筑節(jié)能技術(shù)的幾點(diǎn)措施.黑龍江交通科技.2004年27卷4期.72-74頁(yè)

[8]宋德萱.節(jié)能建筑設(shè)計(jì)與技術(shù).第一版.上海.同濟(jì)大學(xué)出版社.2003年7月.46-50頁(yè)

[9]涂逢祥.節(jié)能窗技術(shù).第一版.北京.中國(guó)建工出版社.2003年9月.46-51頁(yè)

[10]建筑節(jié)能.墻體與建筑裝飾.2004年1期.7-8頁(yè)

[11]康艷兵.建筑節(jié)能關(guān)鍵技術(shù)回顧與展望.中國(guó)能源.2003年11期.18-25頁(yè)

[12]宋德萱.節(jié)能建筑設(shè)計(jì)與技術(shù).第一版.上海.同濟(jì)大學(xué)出版社.2003年7月.95-99頁(yè)