建筑节能多角度思考?
随着我国建筑数量的不断增加,建筑能耗也与日俱增。2000年,中国建筑商业能耗占全国商业能耗的27.8%,为1。随着人民生活水平的提高,空调的使用越来越普遍,建筑能耗总量及其所占比重将继续增长,国家的能源负担将越来越重。经济快速增长给自然环境带来的风险越来越大,形势日益严峻。在这种情况下,建筑节能必须尽快扭转,长期以来整体进展缓慢。根据建设部建筑节能“十五”计划纲要,将实现跨越式发展,使高能效、高环保的建筑日益成为时尚,为人民创造良好的工作和生活环境,使经济和社会能够长期持续发展。建筑节能是一项系统工程,涉及的内容非常广泛。结合国内外现状,从多方面、多角度谈建筑节能。
1,政策法规
1.1制定建筑节能法律法规,完善建筑节能管理体系20世纪70年代石油危机后,各国政府结合自身特点,相继制定并实施了一系列建筑节能法律法规,对建筑节能做出了明确规定,并建立了完善的能源管理体系作为实施这些政策的保障。加拿大早在1972就颁布了新的建筑节能法;西德在1976颁布了建筑节能法;瑞典实施了强制性节能法规;法国颁布了住宅建筑节能的法律法规;东欧国家在过去的10年间也颁布实施了相应的法律,使得建筑节能工作发展迅速。而日本则是节能管理体系最完善的国家。它建立了从政府到地方政府的一整套能源管理机构和咨询机构,专门研究节能问题。此外,还普遍成立了民间节能中心组织,相互交流经验。日本这种自上而下的全国性建筑节能研究取得了良好的效果。
1.2结合实际情况制定建筑节能标准,确保节能建筑认证和标识制度的实施。
a)因为我们幅员辽阔,气候各异。根据我国国家标准《建筑气候区划标准GB 50178-1994》2,我国建筑气候区划体系分为五个区域,即严寒地区、寒冷地区、夏热冬冷地区、夏热冬暖地区和温和地区。建筑节能与气候条件密切相关,不同的气候条件对建筑保温应有不同的要求。不同地区对空调采暖的要求如下:寒冷地区以采暖为主,要求高时考虑空调;寒冷地区,供暖和空调;在夏热冬冷地区,空调和供暖;夏热冬暖地区以空调为主,要求高时要考虑供暖;在温带地区,一些地区需要供暖或供暖/空调。因此,在建筑节能标准中,建筑围护结构的传热系数(或热阻)也是不同的。
b)由于建筑物的用途不同,对建筑物保温隔热的要求也不同,因此建筑节能标准也不同。同一地区不同用途的建筑,由于使用条件不同,不应全部按照同一模式提出。并且住宅建筑和非住宅建筑的要求不同,非住宅建筑中不同类型建筑的要求也不同。
c)由于我国各地经济发展不同、东西部差异、沿海地区与内陆地区差异,要求制定的标准不同或实施时间不同。
d)实施节能建筑认证和标识制度。节能建筑的认定和认证是政府实施建筑的重要策略之一。
通过建筑能效的评价和鉴定,公众可以更容易地了解建筑的能耗或对环境的影响,促使建筑商将建筑能效作为一项营销指标。在国外,对节能产品进行评估和标识的方案有很多,其发起者往往是中央和地方政府、行业协会以及第三方(如环保组织、消费者协会)。目前,世界上已有37个国家实施了“标志”制定,34个国家正在使用能效标准。实践证明,通过认证和能效标识可以达到以下效果:节约能源:限制能源增长但不限制经济增长;更容易量化收益;改变厂商行为,引导消费者;平等对待制造商、分销商和零售商;节能效果非常明显。由于许多发达国家有丰富的节能经验,我们可以结合实际取其精华。
1.3采取经济激励措施,为建筑节能提供必要的资金支持。
从世界发达国家的经验来看,如果建筑节能没有实质性的经济激励政策和必要的资金支持,单纯依靠用户和开发商的自发行为以及建筑质量标准的强制执行,对新建建筑可以起到一定的作用,但对既有建筑的节能改造没有作用。政府必须充分利用财税手段,采取一系列经济激励措施,促进建筑节能的顺利进行。
2.技术措施
2.1总体规划节能思想大量住宅建筑的总体规划强调“以人为本,环境优先”的原则,在满足房屋的适用性和耐久性的同时,还强调“统一性”,注重环境、节能、环保三大主题,以提高居住空间的档次,提升城市的品牌。
2.2建筑设计的节能措施现代建筑除了保证建筑的安全、舒适、智能和生态环境外,还应注重能源的有效利用和节约。
2.3建筑围护结构节能技术建筑围护结构节能技术是指通过采取墙体保温(外保温、内保温、自保温和夹芯保温)、门窗和屋顶节能等措施,降低建筑能耗。比如居住建筑节能,就是通过围护结构的节能设计,实现比传统居住建筑节能25%的目标,通过组合设备的节能设计,实现居住建筑整体能耗降低50%的目标,到2010,执行节能65%的设计标准。
2.3.1墙体保温外保温是用粘结材料在主体墙体结构外侧固定一层保温材料,并在保温材料外侧涂抹砂浆或其他保护性装饰。在外墙根部、女儿墙、阳台、变形缝等容易产生“热桥”的部位,外墙外保温技术可以显著消除“热桥”带来的热量损失。目前采用的主要方法有:聚苯板保温砂浆外墙保温、聚苯板现浇混凝土外墙保温、聚苯颗粒砂浆外墙保温等。内墙保温就是在墙体结构内部覆盖一层保温材料,通过胶粘剂固定在墙体结构中,作为保温材料外部的保护层和装饰面。墙体的自保温是指墙体本身的导热系数极低,甚至达到保温的程度。比如德国TEUBERTMAGU2ICF系统的房子,采用EPS全保温建筑模块,既是保温层,又是一次性永久环保模板,然后用混凝土浇筑而成。其墙体由内外厚约4.5cm的两块EPS全保温建筑模块,通过连接桥(专利产品)连接,中间填充混凝土作为外围承重墙和分户墙,属于保温混凝土复合保温剪力墙体系。整个建筑采用混凝土,性能符合德国建筑节能标准要求。TEUBERTMAGU2ICF是一种整体性强、重量轻(比砖混结构轻50%左右)、抗震性能好、使用寿命长的复合保温剪力墙体系:其传热系数仅为0.117 ~ 0.133 w/。该系统的材料完全由水泥、沙子、石头、钢筋等制成。代替粘土砖,既保护了土地资源,又完全符合环保要求。它是全混凝土结构,可以适应复杂的体型和造型要求,可以使用不同的建筑模块建造各种风格的建筑。
2.3.2节能门窗建筑门窗的主要功能是控制门窗在有太阳光时合理获取热量,在无太阳光时减少热量损失。
2.3.2.1影响门窗获取能源的因素包括:
a)窗户的位置和方向;
b)窗户产品的设计(窗孔数量);
c)所用玻璃的类型;
d)内部和外部阴影的数量。
影响2.3.2.2门窗热损失的因素是热能经常从暖侧流向冷侧。门窗是构成热能损失的主要因素。我们可以通过合理的配置来减少门窗的热能损失。窗户上主要的能量传递方式有辐射传递、对流传递和传导传递。另外,漏风也是窗户能量损失的重要部分。可以通过物理和光学原理降低玻璃表面的发射率,从而降低玻璃的辐射传热。也就是说,使用低2E玻璃可以减少辐射传热。窗户上的传导损耗主要通过中空玻璃和窗框的边缘发生。通过改进封边材料,使用更多的保温封边材料,如Smiggle暖封边系统、保温窗框材料(如塑钢门窗、断桥铝合金门窗等。).以及改善门窗型材的设计,这些损失可以有效地减少。对流热损失主要是由隔热玻璃室内的气体运动引起的。如果隔间太小,就会有大量热量通过空气传递。如果空气舱过大,室内侧暖玻璃表面的暖空气上升,室外侧冷玻璃表面的冷空气下降,形成对流,损失室内热量。能达到最小对流损失的最佳绝缘玻璃垫片厚度应在12 ~ 16mm之间,通常充入氩气、氨气等特殊气体以减少对流损失,适用于不同的垫片厚度。
2.3.3屋面保温节能屋面是建筑上部与外界直接接触的关键部位,其保温对建筑节能具有重要意义。为了达到节能的目的,屋顶可以设置蒸汽屏障和封闭空气夹层,可以选择憎水膨胀珍珠岩板、水泥聚苯板、聚苯板等多种保温材料。当屋顶的外表面具有弹性和防水性时,应使用反射阳光辐射的材料。覆土植草屋面保温效果明显,“建筑夹层防排水组合”可消除水压。在一般防水层上加塑料凹凸板和土工布,起到防水、排水、挡土、滤水的作用,既是绿化的基层,也是防止屋顶排水的基层,解决种植时屋顶渗漏和排水通风的问题。据悉,使用轻质合成土,草坪厚20 ~ 30cm,负荷约100 kgpm 2,增加了热阻,达到建设部节能标准。美国芝加哥1840m2屋顶花园示范工程,每年可节省4000美元的降温费用。屋顶花园比传统的屋顶结构寿命更长,这种保温层可以降低室内温度2 ~ 3℃,值得推广。
2.3.4太阳能建筑
太阳能是最重要的绿色能源,是取之不尽用之不竭的天然气能源。早在20世纪30年代,美国就开始了太阳房的实验研究,并相继建成了一批实验太阳房。上世纪末,“太阳能屋顶”热潮再次在全球兴起。近年来,发达国家出现了相当水平的“零能耗住宅”,即建筑物所需的全部能耗完全由太阳能光电转换装置提供,真正做到了清洁无污染。太阳能建筑基本有三种形式:一种是被动式,一般结构简单,不需要任何辅助能源。通过建筑朝向的合理布局和建筑构件的适当处理,利用自然热交换获得和利用太阳能。美国建筑专家发明了太阳能墙,在建筑的墙体外侧增加了一层薄薄的黑色穿孔铝板,可以吸收照射在墙体上的80%的太阳能。吸入铝板的空气经过预热后,通过墙内的泵抽入楼内,节省了中央空调的能耗。预计三年后可以从节能成本中收回铺设铝板的成本,一种是被动式太阳房,另一种是主动式建筑,结构复杂,成本高,需要用电作为辅助能源。有一种主动式太阳房,在朝南的屋顶布置太阳能空气集热器,加热后的空气经过砾石蓄热层后由风机送入室内。辅助热源为燃气热风炉,设置控制调节装置,根据送风温度确定热源输入比例。沈阳华信国际开发的“锦绣山庄”生态别墅区使用的分体式热管真空管太阳能集热系统,即使在冬季和雨天也能保证24小时热水供应,太阳能利用的预期节能率可达60%以上,节能效果显著。再次,它是“零能耗建筑”,提供建筑所需的全部能源,在屋顶安装2 ~ 3千瓦的太阳能电池,并接入电网。然而,由于太阳能电池相对较高的价格,
2.3.5应用节能新材料,引进新型建材生产技术,开发生产环保节能建材,是建材工业发展的必然趋势。就住宅建设而言,建设部明确淘汰了部分不符合节能、计量、环保要求的产品,以及质量较差的产品,以保证住宅产业向资源节约型方向发展。如实心粘土砖、空腹钢窗、原木门窗、镀锌管、铸铁水龙头等,在墙体材料创新方面成绩显著。
2.3.6暖通制冷节能暖能空调制冷在建筑中有主动权,会对建筑节能产生很大影响,要慎重对待。空调建筑和空调房间的布置应遵循以下原则:
a)建筑平面和造型尽量简洁方正,减少保温墙长度;
b)空调房间应与普通房间分开,并尽可能集中布置;
c)室内温湿度参数相同、使用性能和消声要求一致的空调房间应尽量相邻布置或上下相对布置;
d)为避免太阳辐射热的影响,应尽量避免东西向布置和顶层布置;
e)尽量避免靠近高温或高湿度的房间;
f)建筑转角处的空调房间不应在两面外墙都设置窗户,以减少传热和渗透;空调房间外窗面积应尽可能减小,并采取密封(气密性等级不应低于二级)和遮阳措施;外窗应尽量朝向南北,避免东西向。
空调系统应根据空调房间的使用特点,考虑系统运行调节的灵活性和经济性,经过技术经济比较后确定,以达到经济节能的目的。当空调房间的瞬时负荷变化差异较大时,应设置单独的系统;同时需要供暖和制冷的房间应该有独立的系统;当空调房间所需新风量与送风量的比例相差很大时,可按比例相近者分别设置系统;当空调房间面积较大时,应按内区和外区设置系统;高层民用建筑在高度条件允许的情况下,应分层设置空调系统。
一座建筑物或一个空调区域应采用什么样的空调系统,应经过仔细的技术经济比较后确定。全空气定风量单风道系统可用于要求恒温、恒湿、无尘、无噪音的高级环境。全空气定风量双风道系统可用于空调区域单间温湿度需要控制的场所,或因建筑物的形状和用途而导致冷热负荷分布复杂的场所。全空气变风量系统可用于空调地区需要单独调节室温,但温湿度控制精度不高的场所;风机盘管加新风系统的空调系统可以满足住户的自主调节要求,适用于酒店客房、公寓、医院病房、大型写字楼等。诱导器系统可用于需要独立调控的多房间建筑,也可用于大型建筑的外围区域;窗式空调系统和分体空调系统独立性强,适用于建筑内空调房间分散、面积小、运行时间不同的场合。独立小楼可采用柜式空调系统;各种热泵系统独立性强,可用于常年需要空调,冷热负荷接近的地方。
3.建筑节能检测与分析
建筑节能检测包括广泛的内容:
a)建筑围护结构;外墙温度和热流;外墙热桥(圈梁、过梁、构造柱、芯柱)内外表面的温度和热流;温度、热流、门窗气密性;屋顶内外表面的温度和热流;地表温度和热流;建筑物的室内室温和阳台温度;
b)建筑物的室内外空气温度和相对湿度;
c)水平、东、南、西、北方向的太阳辐射强度;
d)室内热舒适(PMV,PPD);
e)自然通风条件下的室内风速;
f)空调等条件下的功耗。
试验应以3 ~ 5d为1周期,试验室采用连续观测和连续记录。
我们可以对某一地区的一栋或多栋建筑进行节能测试,并对其进行分析和评估,从而指导和推动建筑节能事业的发展。
4.结束语
综上所述,我们从建筑节能的重要性、国家政策标准、建筑节能技术措施、建筑节能检测分析等多个角度进行了充分的探讨和思考。我们认为建筑节能直接关系到国家资源战略、可持续发展和环境保护,是建筑业一项重要、紧迫、艰巨的任务,值得全社会关注。
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