時間:2023-09-03 14:58:07
序論:好文章的創(chuàng)作是一個不斷探索和完善的過程,我們?yōu)槟扑]十篇建筑節(jié)能優(yōu)化范例,希望它們能助您一臂之力,提升您的閱讀品質,帶來更深刻的閱讀感受。
1.對建筑的節(jié)能設計評價
節(jié)能是綠色建筑的核心,特別是在中國現(xiàn)實的能源供應結構下,建筑節(jié)能既可以節(jié)約費用,也可以減少環(huán)境行染。建筑節(jié)能通常都采用開源和節(jié)流兩種方式,開源是指采用無污染的清潔能源來代替?zhèn)鹘y(tǒng)能源的使用,如太陽能、風能、地熱能、生物質能等等;節(jié)流可以分為建筑的被動式設計和主動式設計兩方面,被動式設計主要從建筑的選址、朝向、遮陽、自然通風等方面優(yōu)化建筑物理方面的特性來達到降低能耗的目的;主動式設計主要通過優(yōu)化建筑的機電系統(tǒng),提高建筑能耗運營管理效率等方式來降低能耗。為此,中國綠色建筑評價從開源和節(jié)流的兩大方面對建筑節(jié)能進行了明確的規(guī)定。
實際上,在建筑節(jié)能方面除了對建筑的圍護結構的保溫性能、機電設備的效率、照明功率等提出最低要求外,還需要對建筑的綜合能耗水平提出強制要求。中國綠色建筑評價標準提出了許多具體的技術措施,但是對整體的能耗水平無強制要求。因此,依據LEBD系統(tǒng)進行建筑的節(jié)能設計更加靈活,給設計團隊留有充分的空間,而且不管什么樣的技術整合,只要在總體能耗上能滿足節(jié)能要求即可。而中國綠色建筑設計標準的條文限制了設計的發(fā)揮,條文并不能適用于任何地區(qū)、任何形式的建筑.且總體能耗水平無從計量。因此參考中國綠色建筑設計標準的同時,宜采用LEED系統(tǒng)的指導方式,用綜合能耗作為檢驗技術可行性的標準。
在參考兩套標準的基礎上,我們可以歸納出一些適宜的具體節(jié)能技術,如:圍護結構的保溫方面,可考慮綠化屋頂、垂直綠化等;高效的機電系統(tǒng)和節(jié)能空調設計方面,可考慮地源熱泵(淺層地熱能在國標中算可再生能源的一種)結合區(qū)域的新風熱回收、自然通風等技術;在照明方面,可考慮綠色照明設計,即在采用節(jié)能燈具的同時結合自然采光達到提高室內光環(huán)境的品質,同時降低照明能耗的目的;在可再生能源方面,除地源熱泵外,考慮太陽能熱水這種較經濟實用的方式。
2.基于節(jié)能對建筑場地優(yōu)化處理
在綠色建筑的理念中,建筑場地占有相當一部分的比重,因為建筑活動不僅在施工期間對場地有嚴重的干擾,甚至還會發(fā)生根本性的變化。例如,場地原有的自然水循環(huán)就因為不透水的建筑的屋頂和路面而被打破,場地內原有的微生態(tài)群落和平衡也不復存在。改變單個建筑場地的影響似乎很微小,但是無數(shù)的這樣的場地集合起來的影響就沒有辦法忽視。以上海為例,大面積的場地硬化和相對落后的城市排水系統(tǒng)能力造成城市在雨水期的經常性內澇,同時卻是城市低下水位的逐年下降大面積的傳統(tǒng)屋頂造成了城市嚴重的熱島效應;城市夜空的光污染讓人們很難再抬頭看到星空,同時也改變了城市夜間的生態(tài)群落;如上等等的負面的結果都是因為我們在進行建筑設計的時候,很少或者從未考慮過如何對場地的自然特性進行保護和優(yōu)化。
在綠色建筑的評價體系中,無一例外地都考慮到建筑場地的保護。通過全面考慮綠色建筑所有相關特性,還需對比LEED系統(tǒng)和國標對建筑場地優(yōu)化方面的條款,通過對比分析,我們可以找出適合項目的相關措施。在場地方面,LEED系統(tǒng)的規(guī)定較全面,從施工過程到施工完成后,對場地的環(huán)境保護、雨水管理等都提出了一些解決辦法。上海自然博物館新館可以在參考LEED條款的基礎上,總結出適宜的技術和管理辦法.例如:交通管理、生物多樣性景觀設計、減少熱島效應、減少光污染等。
3.室內環(huán)境節(jié)能優(yōu)化
任何建筑最終都是要給人使用的,而室內環(huán)境的品質關系到使用者的舒適度,就建筑節(jié)能優(yōu)化處理來說,對建筑室內環(huán)境的節(jié)能優(yōu)化也有相應的規(guī)定。有些觀點認為提高室內環(huán)境的品質和節(jié)約能源是矛盾的,因為要靠消耗更高的能源來提升室內的溫濕度、聲、光環(huán)境等,這樣的觀點不完全正確。首先,無淪是節(jié)能和舒適度都不能走向極端,兩者之間要建立一種互相平衡的關系。其次,許多提升室內環(huán)境品質的做法并不與節(jié)能相沖突,反而有利于節(jié)約能源,比如自然采光在提供給舒適照明的同時減少了電力的消耗。合理的空調溫度設計和控制也能降低制冷和采暖能耗。因此沖突的關鍵原因是設計和管理問題。許多失敗的自然照明設計不是造成眩光就是使得太陽輻射量增加,粗糙的管理措施也造成許多室內不必要的能源浪費。
綠色建筑的室內環(huán)境品質要求主要體現(xiàn)在室內通風量、室內化學污染物排放量、室內溫濕度控制和室內光環(huán)境這幾個主要部分:現(xiàn)行國標的通風標準大于LEED的最小通風要求,甚至在按照LEED最低通風要求提高30%后,還是小于國標的要求,因此我國現(xiàn)行通風標淮的最低要求有些侗大,對節(jié)能不利。如果考慮節(jié)能,通風設計應參考LEED的條義如果考慮提供室內空氣品質,那么應該按照國標的要求,考慮到提升好的環(huán)境,建議根據國標的要求進行大通風量的設計。在室內污染物排放方面,兩套標準都規(guī)定了甲醛等常見污染物排放的限值,建議采用就高不就低的原則對室內化學污染源進行控制。在溫濕度控制方面,國標的要求較簡單,這樣規(guī)定是由于在夏季和冬季所設的溫度相應的偏高和偏低是為了節(jié)能的考慮,但是相應地就犧牲了室內人員的舒適度。因此,對于室內溫濕度的設計參考國標即可。在自然采光方面,無論節(jié)能還是舒適度方面,都應該鼓勵自然采光,或者可以考慮采用太陽光導照明技術對地下室進行采光。
4.基于節(jié)能的綠色照明
照明不單是建筑直接的電力消耗對象,它還對建筑中其他設備的電力消耗產生很大的影響。因為照明發(fā)熱時直接在室內進行,會相應增加室內的負荷,這就會增加空調制冷設備的負荷。所以照明設備的節(jié)能對整個建筑的節(jié)能產生至關重要的影響。對室內空間實施有效的照明,應該盡可能地利用自然光。人工照明應該和自然光照明進行整合,并根據自然光線強度變化進行控制。人工照明用于補充白天自然光照明的不足,并在夜間提供照明。人工照明的節(jié)能可以通過高效節(jié)能燈具和高效照明控制器來獲得。
自然光照明的歷史和建筑本身一樣悠久,但隨著方便高效的電燈的出現(xiàn),自然光逐漸為人們所忽視。在許多國家,包括我國,許多寫字樓和大型商廈就存在這個問題:用人工照明取代自然光。不少現(xiàn)代建筑取消窗戶,完全依靠人工照明和空調通風,導致在這種不透風,也不透光的建筑物中工作和購物的人們患上現(xiàn)代建筑綜合征,出現(xiàn)種種不健康癥狀。自然光照明雖然有如上所述的優(yōu)點,但是其不確定性制約了其在建筑領域的大范圍利用。如何提供連續(xù)、穩(wěn)定的照明是自然光照明設計中的重點。
5.結論
針對當前建筑節(jié)能環(huán)保問題已經成為社會各界活動的焦點話題,文章從住宅建筑的場地優(yōu)化、室內環(huán)境優(yōu)化以及建筑照明節(jié)能優(yōu)化等方面對住宅建筑的節(jié)能優(yōu)化設計進行分析和闡述,提高了建筑節(jié)能效果。
參考文獻:
2住宅建筑節(jié)能設計實現(xiàn)的成本
目前我國住宅建筑節(jié)能設計主要重視保溫和采光材料的選擇,而達到節(jié)能要求的材料很多時候價格比較高,在使用過程中因成本控制選擇低廉的材料,往往會使得節(jié)能設計的理念和效果不能完全的實現(xiàn)。另外住宅建筑節(jié)能設計忽視了建筑施工的成本,雖然達到了節(jié)能的效果,但房屋建筑施工成本過高也不能完全符合節(jié)能住宅的要求。我國還處在住宅建筑節(jié)能發(fā)展的初期,隨著住宅建筑節(jié)能市場競爭,要想在建筑行業(yè)中搶占先機,就要大力推進住宅建筑產業(yè)的發(fā)展,完善相關的節(jié)能法規(guī)和標準,國家給予相應的支持與扶持,保證節(jié)能設計得以實現(xiàn)。
3策略性優(yōu)化住宅建筑節(jié)能的設計要點
3.1改變住宅建筑屋面的結構
住宅建筑屋面在熱量傳導中占有較大的比重,是造成住宅建筑內外熱交換的主要結構,在住宅建筑節(jié)能設計中要策略性地提高屋面結構的保溫效果,通過改變住宅建筑屋面結構,如倒置式屋面,推行屋面綠化的方式來改造屋面結構形式,建立保溫層和阻斷層,提高住宅建筑屋面的節(jié)能效果。此外住宅建筑屋面結構的調整還可以通過屋面角度設計、表面材料替換的方式來實現(xiàn)能源消耗的控制,進而實現(xiàn)住宅建筑節(jié)能設計的目標。
3.2創(chuàng)新住宅建筑圍護結構的節(jié)能設計
圍護結構是住宅建筑的外部結構,其能耗占比整個住宅建筑能耗的四分之一,在住宅建筑節(jié)能設計里應該控制圍護結構的尺寸和面積,降低住宅建筑的周長,縮小住宅建筑圍護結構的外部空間,進而控制住宅建筑的能源損失。在住宅建筑圍護結構中采用新型結構,將高分子材料一填充物的形式加注于圍護結構之中,降低住宅建筑的能要損失;也可以多選用輕質保溫材料作為圍護結構的主要材料,起到隔音、隔熱、保持室內環(huán)境的效果,同時減輕對建筑物的附著和壓力,控制住宅建筑的形變和裂縫,控制住宅建筑能耗過高的可能;還可以通過住宅建筑圍護結構的內外設置調整實現(xiàn)節(jié)能,在溫度低的區(qū)域可以將圍護結構的保溫層設計于外側,降低墻體內產生返霜、冷凝的現(xiàn)象;在溫度高的區(qū)域可以將圍護結構的保護層設計于內側,控制建筑物室內的溫度上升。
3.3優(yōu)化住宅建筑門窗的節(jié)能設計
門窗是住宅建筑重要的建筑元素,是住宅建筑的功能結構和組成部分,同時也是住宅建筑能耗發(fā)生的重要部位。門窗導熱、滲透都會造成住宅建筑能耗上升。住宅建筑節(jié)能設計中應該做好:一,控制住宅建筑門窗面積,實現(xiàn)節(jié)能設計的效果,將門窗與墻面的比例控制在科學的范圍內,降低住宅建筑室內外溫度交換的面積,減少住宅建筑室內熱能的損失。二,提高住宅建筑門窗的密閉設計,可以在設計中采用新材料進行門窗的密閉,例如:選用高性質泡沫材料,利用高分子材料的擠密性和密封性來降低門窗與墻體之間的縫隙,堵塞外部空氣滲透的孔道;門窗材料選擇中,可以選用松軟、彈性大的密封膠條和泡沫封條,實現(xiàn)門窗材料上預防熱能損失;門窗制作中采用彈壓的方式,密閉玻璃和門窗之間的縫隙,起到對門窗的良好封閉效果
3.4利用太陽能實現(xiàn)住宅建筑節(jié)能設計目標
太陽能對于住宅建筑來講是取之不盡的清潔能源,只要在設計中通過必要的設計就可以起到利用太陽能,達到住宅建筑節(jié)能的效果,特別在廣袤的華北、西北和東北地區(qū),促進太陽能產品達到住宅建筑節(jié)能設計的理念已經深入到住宅建筑節(jié)能設計工作的實際。新時期,在住宅建筑節(jié)能設計的細節(jié)和關鍵環(huán)節(jié)要突出對太陽能的深度理念,要講求太陽能的利用效率,同時做到太陽能設施與住宅建筑能夠做到和諧、統(tǒng)一、美觀。倡導住宅建筑與太陽能設施的一體化,有機地整合建筑節(jié)能和用能目標,突破住宅建筑設計在傳統(tǒng)形式上的結構和功能阻礙,堅定住宅建筑節(jié)能取向,在降低住宅建筑能耗,控制住宅建筑成本的同時,為節(jié)能提供新的空間、系統(tǒng)和結構。
關鍵詞 : 建筑節(jié)能設計軟件最優(yōu)節(jié)能方案
Case Study - Optimized energy-saving design of residential building
ZHANG Yongwei
(China Academy of Building Research Shanghai Branch,shanghai,200023)
Abstract: Designed a construction energy-saving plan for a single residential building in Shanghai by using the building energy calculation analysis software - PBECA2012, while calculating simulation analysis its compulsory Index and overall dynamic building energy consumption to reach the optimized building energy-saving plan.
Keywords:Building energy-saving design, Software, Optimized energy-saving plan
0 引言
建筑節(jié)能設計對廣大設計人員來說已不陌生,但是仍然有許多問題纏繞著設計師:建筑節(jié)能設計建模花費時間消耗精力,節(jié)能方案確立不夠合理等。 如何簡便設計既適合各地實際情況而又符合節(jié)能規(guī)范的節(jié)能方案進行節(jié)能計算分析,PBECA2012這款高效智能的建筑節(jié)能設計分析軟件來為我們提供了一條便捷的通道。
1 建筑設計說明資料
結合設計單位所提供的建筑設計施工說明,可獲悉以下建筑節(jié)能計算所需資料:
該建筑單體坐北朝南,建筑層數(shù)為14層,建筑結構類型為剪力墻結構,墻體采用200mm厚的鋼筋混凝土,在單體的南向設計有凸窗。
以上資料也是在進行建筑節(jié)能計算前必須要了解的信息,以此為下一步的設計提供參考。此項目的節(jié)能設計目標為計算分析確定最適宜的節(jié)能設計方案,確保滿足現(xiàn)行的建筑節(jié)能相關設計規(guī)范要求。
圖1建筑平面圖
2 計算模型和最優(yōu)節(jié)能方案
2.1計算模型智能化建立
初步分析了現(xiàn)有的節(jié)能資料后,筆者著手對建筑單體進行生成模型、編輯和節(jié)能方案的選擇。
建筑節(jié)能計算模型的準確性是非常重要的,計算模型涵蓋了建筑體形的細節(jié)、開窗大小和位置、房間功能區(qū)的劃分等。建筑節(jié)能設計分析軟件PBECA2012是基于AutoCAD平臺上開發(fā)的,在模型轉換和編輯功能上有了很大提高,并能處理多種復雜建筑體形情況和多種構件設計情況,更加貼近建筑設計師的使用習慣,也更能體現(xiàn)建筑物的原有形態(tài)。智能化設計是PBECA2012軟件應用的顯著特點,軟件注重計算模型準確性診斷功能,在建模過程中智能化交互提示使用者完成計算模型準確地建立和編輯。即使剛接觸軟件的人員也能夠完成建筑的節(jié)能設計。
圖2 智能觸發(fā)機制提示
圖3智能墻線修正
圖5 模型三維圖
計算模型建立之后,需要標注房間功能類型和分戶墻,對于居住建筑來說,在計算分析之前需標注臥室和起居室以及每個戶型之間和戶型與公共部位之間的隔墻。
2.2最優(yōu)節(jié)能方案專家型選擇
該住宅單于上海,因此需滿足《上海市工程建設規(guī)范-居住建筑節(jié)能設計標準》(DGJ08-205-2011)的要求。PBECA2012軟件具有節(jié)能方案的專家型選擇模式,可以幫助建筑師快速智能地確定最適宜的節(jié)能方案。其確定方法為由工程設計人員輸入一些附加條件,然后由軟件根據模型信息和附加條件的判斷,推選出圍護結構推薦系統(tǒng),再通過自動選擇和手動選擇的方式,確定最終的適宜性方案。
圖6 方案確定流程
筆者完成了計算模型之后,輸入了建筑設計計算資料中相關的建筑結構類型、外墻飾面類型以及根據施工周期和預期的造價條件,軟件根據附加條件結合模型所具有的建筑層數(shù)、窗墻面積比、體形系數(shù)等信息,獲得推薦的圍護結構體系。
圖7 方案選擇
選擇方案或進行必要的編輯后,可進行方案分析計算,并直接查閱報告。軟件也提供與方案構造相關的造價優(yōu)化,并對方案進行缺陷分析,詳細顯示計算工程各功能房間的空調負荷、采暖負荷和總負荷,并顯示彩色分布圖。通過數(shù)值分析,平面分析及三維分析對設計建筑的總體能耗和各個普通層乃至任意一個房間進行能耗分析,通過對不同朝向或不同房間的分析,得到各圍護構件所占耗能比,從而可以讓用戶對設計建筑的能耗和某個構件的能耗一目了然,方便找到保溫性能最差的圍護結構,有針對性地進行優(yōu)化設計,更快捷的進行調整節(jié)能設計方案。
圖8 方案分析
圖9 缺陷分析
軟件中收集了建筑節(jié)能節(jié)點圖集及《全國民用建筑工程設計技術措施節(jié)能專篇》(2007年)中的全國建筑節(jié)能構造和常用材料,并收錄了各種高中低檔體系價格,適用范圍和施工周期等關鍵參數(shù)構成數(shù)據庫,以此結合計算模型所選城市相應的節(jié)能規(guī)范條文和模型的數(shù)據信息,最終篩選出適宜的節(jié)能方案。
圍護結構體系可采用自動選擇和手動相結合的方式,自動選擇一般是以造價作為唯一的判斷標準,手動選擇可幫助實現(xiàn)特殊修改,有針對性地實施節(jié)能方案,筆者根據上海地區(qū)的實際情況,結合自動選擇和手動選擇最終確定了節(jié)能設計方案:
屋面類型1:細石混凝土(內配筋)(40.0mm)+泡沫玻璃(100.0mm)+水泥砂漿(20.0mm)+1:8水泥加氣混凝土碎料實鋪(屋面找坡)(40.0mm)+鋼筋混凝土(120.0mm)+石灰石膏砂漿(20.0mm)
屋面類型2:細石混凝土(內配筋)(40.0mm)+泡沫玻璃(100.0mm)+水泥砂漿(20.0mm)+鋼筋混凝土(120.0mm)+石灰石膏砂漿(20.0mm)
外墻類型:無機保溫砂漿(40.0mm)+鋼筋混凝土(200.0mm)+無機保溫砂漿(20.0mm)
底面接觸室外空氣的架空或外挑樓板:石灰石膏砂漿(20.0mm)+鋼筋混凝土(110.0mm)+無機保溫砂漿(40.0mm)
分戶墻:石灰石膏砂漿(20.0mm)+鋼筋混凝土(200.0mm)+石灰石膏砂漿(20.0mm)
分戶樓板:水泥砂漿(20.0mm)+鋼筋混凝土(110.0mm)+水泥砂漿(20.0mm)
外窗(含陽臺門透明部分):隔熱金屬型材多腔密封窗框K≤5.0[W/(m2K)],框面積≤20%,(6mm透明+12空氣+6mm透明),傳熱系數(shù)3.20W/m2.K,玻璃遮陽系數(shù)0.86,氣密性為6級,可見光透射比0.71
凸窗:隔熱金屬型材多腔密封窗框K≤5.0[W/(m2K)],框面積≤20%,(6mm中透光Low-E+12空氣+6mm透明),傳熱系數(shù)2.40W/m2.K,玻璃遮陽系數(shù)0.50,氣密性為6級,可見光透射比0.62
天窗:隔熱金屬型材多腔密封窗框K≤5.0[W/(m2K)],框面積≤20%,(6mm中透光Low-E+12空氣+6mm透明),傳熱系數(shù)2.40W/m2.K,玻璃遮陽系數(shù)0.50,氣密性為6級,可見光透射比0.62
戶門:木或塑料夾層門(空氣間層厚度不小于40mm內襯鋼板),傳熱系數(shù)2.47W/m2.K
3 節(jié)能計算模擬分析
計算模型基礎計算數(shù)據結果
采用最終確定的節(jié)能設計方案進行建筑節(jié)能計算分析,軟件以《上海市工程建設規(guī)范-居住建筑節(jié)能設計標準》(DGJ08-205-2011)為判定依據。
對于該建筑單體,軟件確定的節(jié)能方案很好地滿足了規(guī)范要求,避免了在設計時反復設計復算、查閱規(guī)范圖集,同時也為更好地完成同類設計積累了經驗。對于圍護結構有未滿足節(jié)能設計標準的,可采用“對比評定法”進行建筑節(jié)能設計綜合評價。
根據《上海市工程建設規(guī)范-居住建筑節(jié)能設計標準》(DGJ08-205-2011)的規(guī)定,居住建筑動態(tài)計算的判斷依據要根據不同的建筑類型采用不同的判斷方法。軟件可根據建筑層數(shù)自動識別多層建筑、低層建筑、高層建筑;根據用戶選擇的建筑類型,自動按照下列要求進行動態(tài)計算和判斷:
進行圍護結構節(jié)能動態(tài)計算時的假想建筑稱為參照建筑,建筑進行圍護結構節(jié)能動態(tài)計算時,應當與參照建筑的采暖和空調年耗電量之和進行比較,其計算所得設計建筑的采暖和空調年耗電量之和應當小于參照建筑的采暖和空調年耗電量之和,即采用權衡計算對比法。
PBECA2012軟件延續(xù)了強大的DOE-2計算內核的計算分析功能,最終能耗模擬分析結果顯示,該居住建筑達到了節(jié)能設計要求。
冬季結果
設計建筑全年耗電量=28.69 (kWh/m2)
參照建筑全年耗電量=29.35 (kWh/m2)
在我國經濟社會發(fā)展過程中,有三個”耗能大戶”,也就是工業(yè)耗能、交通耗能和建筑耗能。在這三個“耗能大戶”中,建筑這個“耗能大戶”在全社會總耗能中的比重越來越大,與我國建立資源節(jié)約型和環(huán)境友好型的社會發(fā)展目標相背離。所以,必須高度重視建筑節(jié)能優(yōu)化設計,切實降低建筑能耗,緩解我國能源資源緊張的局面。
1 建筑技能及其優(yōu)化設計
1.1 建筑節(jié)能的內涵
建筑節(jié)能的內涵主要包括兩個方面,第一個方面指的是建筑在正常發(fā)揮其功能條件下的能耗問題;簡單來說,在滿足人們日常生活所需中建筑所需要耗費的能量;第二個方面是建筑結構的隔熱和保溫問題。如果隔熱和保溫材料的質量不高,則會增加建筑耗能總量。
這兩個方面的問題好比一枚硬幣的兩面,如果把兩個方面的問題同時解決,或者是在設計過程中叫好解決這兩個方面的問題,則可一石二鳥,不僅實現(xiàn)建筑物的節(jié)能,而且可以節(jié)省工程造價。
建筑節(jié)能問題關系著國家能源資源戰(zhàn)略、可持續(xù)發(fā)展和環(huán)境保護等等,對于擴大內需、提高國民經濟發(fā)展的質量和效益有著重要的作用和意義。
1.2 建筑節(jié)能設計優(yōu)化
建筑節(jié)能設計的優(yōu)化問題,指的是在建筑節(jié)能設計中,通過節(jié)能方案的對比等,找到節(jié)能的最優(yōu)辦法,從而實現(xiàn)建筑節(jié)能的目標。而其中最難的便是“最優(yōu)”兩個字,筆者把這來給個字理解成一定的范圍,也就是根據建筑的具體能耗情況,設計多種節(jié)能方案,通過對比研分析和研究,確定采用哪個建筑節(jié)能優(yōu)化方案。
而建筑節(jié)能方案的制定,需要綜合考慮建筑群的朝向、間距和道路的布局情況等,以及綠地分布范圍。
2 建筑節(jié)能技術和內容
2.1 建筑節(jié)能技術
現(xiàn)階段,建筑節(jié)能技術主要包括維護結構的節(jié)能技術、采暖節(jié)能技術和太陽能技術等。
2.1.1 維護結構的節(jié)能技術
建筑物的維護結構,也就是通常所說的墻體、屋面及門窗工程。圍護結構的節(jié)能技術是指通過采用墻體保溫(外保溫、內保溫、自保溫、夾芯保溫等技術)、門窗及屋面節(jié)能等措施,減少建筑的使用能耗。其節(jié)能技術的應用,直接影響著建筑物的整體耗能情況。如住宅節(jié)能就是通過圍護結構節(jié)能設計,達到比傳統(tǒng)住宅節(jié)約能耗25%的目標。
2.1.2 太陽能節(jié)能技術
太陽能取之不盡,用之不竭,太陽能技術當前在現(xiàn)階段的建筑節(jié)能設計中得到了廣泛的應用,實現(xiàn)了建筑散熱、遮陽效果和能量收集三者的有機結合;其中混合型節(jié)能技術的應用,為建筑物提供了光照和熱能,并在一定程度上降低建筑物整體耗能。
2.1.3 采暖節(jié)能技術
當前,水源熱泵系統(tǒng)是應用最廣的是采暖節(jié)能技術。水源熱泵系統(tǒng)把地表水源吸收太陽能,把地下水源吸收的地熱能收集起來,形成比較豐富低溫低熱的能量,大幅降低了高位電能輸入,實現(xiàn)建筑物熱能的轉移。由于前期投入成本較高南方地區(qū)應用較少。
2.2 建筑節(jié)能的內容
建筑的內容主要包括三個方面的內容:
2.2.1 建筑主體節(jié)能
建筑主體節(jié)能的優(yōu)化設計,需要根據不同氣度的氣候和建筑能耗特點來進行,需要遵循兼顧冬夏、整體優(yōu)化的原則,通過模擬建筑能耗,優(yōu)化建筑能耗設計,主要是選擇體型系數(shù)、合理布置空間格局、控制不同朝向的窗墻比例等等,從整體上降低建筑物的能耗。
2.2.2 常規(guī)能源的優(yōu)化利用
常規(guī)能源的優(yōu)化利用可以從四個方面入手:①因地制宜選擇冷熱源優(yōu)化設計,提高采暖、空調等能源的轉換效率;②采用合理的調控方式,節(jié)省輸配系統(tǒng)的能耗;③優(yōu)化照明的控制系統(tǒng),降低照明能耗;④選用合適的能源制備生活用水。
2.2.3 可再生能源的綜合利用
根據建筑物的類比、建筑物所在地的氣候特點,以及可再生能源的綜合利用情況,選擇上文中所提到的各種建筑節(jié)能技術,也就是采暖節(jié)能技術、太陽能技術和地熱能技術等。
3 建筑節(jié)能的優(yōu)化設計方法
建筑節(jié)能,從設計角度來講,指的是在住宅、公共建筑等規(guī)劃和設計中,執(zhí)行國家現(xiàn)行的建筑節(jié)能標準,通過采用先進的節(jié)能技術和施工工藝流程,利用可再生能源系統(tǒng)等,降低建筑的能耗。
3.1 屋頂節(jié)能優(yōu)化方法
實際上,屋頂屬于建筑的圍護結構,其可以讓室內和室外產生溫差,如果室內外的溫差過大,則會增加建筑能耗。屋面節(jié)能一般通過材料和構造來實現(xiàn),如選用傳熱系數(shù)小、蓄熱性大的材料,同時注意材料層的排列。現(xiàn)代建筑中平屋面相對較多,倒置型保溫屋面被廣泛使用,此種屋面保溫層在防水層之上,使保溫層還起到了防水層作用,這些材料必須防水和耐氣溫性能好,不易老化。(如礦(巖)棉或玻璃棉板具有良好的憎水性,稅率低,熱阻大,10m厚相當于50m厚混凝土板隔熱效果),在建筑設計中被廣泛應用。提高建筑屋頂?shù)谋馗魺嵝阅埽诙究梢杂行У謸鹾畾膺M入到室內,夏季可以吸收太陽的輻射,減少熱能,從而減低空調的能耗。
而屋頂節(jié)能優(yōu)化的方法另一個是依靠太陽能技術。相關的數(shù)據顯示,地球所攔截的太陽輻射能量相當于當前全球電力消費的1500倍,而在當前的技術水平條件下,太陽能技術僅僅有一小部分被開發(fā)利用。因此,太陽能開發(fā)有著非常巨大的潛力。
此外,太陽能作為一種可再生能源,代替常規(guī)能源的可能性非常大,同時其也是一種清潔能源,不會對環(huán)境造成任何的污染和破壞?,F(xiàn)階段,太陽能應用在建筑節(jié)能上的方式包括:被動式太陽能采暖、主動式太陽能采暖、太陽能發(fā)電和太陽能供熱水等。而過把太陽能技術應用到建筑屋頂節(jié)能中,無疑是建筑屋頂節(jié)能的最好設計方法。
3.2 圍護結構節(jié)能優(yōu)化方法
建筑圍護結構節(jié)能優(yōu)化方法主要包括三種:
(1)外墻內保溫技術。該技術主要是指在建筑的外墻結構內部增設保溫層,內保溫層的施工進度比較快,施工方式也比較靈活,同時還可以對施工質量進行有效的控制。內保溫技術已經成熟,國內這方面的施工經驗也比較多,因此可大范圍推廣;
(2)外墻夾芯保溫技術。該技術主要在我國東北等冬季較為寒冷地區(qū)有著廣泛的應用,其主要是在是把保溫層夾在內外墻的中間,而建筑主體需要時混凝土結構或者磚墻結構。這種技術的主要優(yōu)點是:防水性能良好、耐候性能良好等。
(3)外墻外保溫技術。該技術是現(xiàn)階段正在大力推廣的一種節(jié)能保溫技術,就是在垂直外墻的表面建設保溫層,所以,建筑主體結構需要是混凝土結構或者磚墻結構。這種技術的技術含量比較高,適用范圍也比較廣,不僅可以用于新建樓房的節(jié)能保溫,而且可以用于危舊樓房的改造。
(4)外墻自保溫技術。該技術是指通過對墻體自身采取一系列新型技術,使其導熱系數(shù)極低,甚至達到了絕熱的程度。一般采用保溫砌塊為主要護材料,在造價上較為經濟,且施工周期較短,可大大加快施工進度,絕熱材料設置在外墻中間,有利于較好的發(fā)揮墻體本身對外界的防護作用。作者在建筑設計過程中,特別是公建設計中用外墻自保溫較多。
3.3 門窗節(jié)能優(yōu)化方法
對于建筑門窗的節(jié)能優(yōu)化,主要是減少門窗的滲透量、傳熱量和太陽輻射能量三個方面。具體的優(yōu)化方法是:盡可能縮小門窗的面積;選擇最適合建筑物的窗型;在門窗上增設保溫隔熱層;合理確定門窗的材料;增加遮陽設施等。其中玻璃及型材的選擇在節(jié)能優(yōu)化起著相當重要的作用,一塊12mm厚的透明玻璃的傳熱系數(shù)為5.5,而6mm透明玻璃+12mm空氣層+6mm透明的中空玻璃的傳熱系數(shù)能達到了2.8,因此中空玻璃在門窗節(jié)能設計中被廣泛應用。
通過以上分析,我們可以指導,建筑節(jié)能的一個重點便是建筑主體維護結構的節(jié)能措施。所以,在建筑節(jié)能優(yōu)化設計中,應在這方面多設計幾套節(jié)能方法,通過對比分析,選擇最優(yōu)的設計方案。
4 結 語
作為我國三大“耗能大戶”之一的建筑耗能,在我國社會總耗能中的比重有逐年上升的趨勢。而隨著我國新型城鎮(zhèn)化進行的不斷加快,建筑節(jié)能設計成為當務之急。在本文中,筆者介紹了建筑節(jié)能及其優(yōu)化設計的內涵,并介紹了當前集中借助節(jié)能技術,最后指出了建筑節(jié)能的優(yōu)化方法,主要是建筑屋頂節(jié)能優(yōu)化、內外墻保溫節(jié)能優(yōu)化和門窗節(jié)能優(yōu)化這三個方面。
參考文獻
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中圖分類號:TE08 文獻標識碼:A
一、建筑的節(jié)能分析
隨著國家經濟發(fā)展潮流的不斷推進,能源短缺問題更加的嚴重,這就需要引起世界各個國家的重視,展開建筑能耗的控制,保證建筑節(jié)能技術方案的優(yōu)化。相對于國外先進的建筑物節(jié)能體系,我國的建筑物節(jié)能應用體系是比較缺乏的,這涉及建筑設計人員的自身理念、建筑節(jié)能技術方案、建筑建設應用材料及其技術等。這就需要展開建筑采暖能源模塊的優(yōu)化,進行建筑模塊的整體節(jié)能性的優(yōu)化,以滿足我國現(xiàn)階段建筑節(jié)能設計工作的需要。
在建筑物節(jié)能優(yōu)化工作中,外墻節(jié)能技術是非常必要的,而我國的外墻建筑節(jié)能技術是不發(fā)達的,這就導致其護結構應用過程中的熱損耗的過大,不利于圍護結構的傳熱系數(shù)的良好控制。為了有效提升其應用效益,展開空調系統(tǒng)設計計算負荷模塊的優(yōu)化是必要的,這是當下建筑物節(jié)能工作的重中之重,這就需要積極做好建筑節(jié)能規(guī)劃的相關工作,進行工作目標的優(yōu)化,進行建筑圍護結構體系的健全,保證日常節(jié)能工作的正常開展,實現(xiàn)維護結構熱工性能的積極改善,這是保證采暖環(huán)節(jié)能耗控制的重要模塊。根據相關權威建筑節(jié)能情況的調查得知,在其他工況不變條件下,空調系統(tǒng)設計計算負荷增加近30%。在我國建筑節(jié)能規(guī)劃目標中,建筑圍護結構承擔其中47. 2% 的節(jié)能任務 。
二、建筑節(jié)能方案的優(yōu)化
1 在建筑節(jié)能性方案應用過程中,進行墻體這一圍護結構主體的優(yōu)化是必要的,從而實現(xiàn)材料的保溫性能的優(yōu)化,保證建筑的耗熱量的控制,這就需要進行建筑設計工作的深入剖析,進行外墻保溫隔熱問題的積極探討,進行相關厚度的磚墻的應用,。確保其圍護構件模塊的正常開展,進行建筑物設計節(jié)能性概念的優(yōu)化,保證其室內熱舒適性的優(yōu)化。通過對現(xiàn)階段建筑墻體改革模塊的優(yōu)化,以推動墻體節(jié)能技術的開展,實現(xiàn)建筑節(jié)能綜合效益的提升。 為了更好的控制圍護結構的傳熱性,進行環(huán)保型建筑材料的應用是必要的,從而保證其良好節(jié)能效果的優(yōu)化,這需要進行三孔砌塊的應用,保證其工程造價的控制,實現(xiàn)其整體節(jié)能性的優(yōu)化。由于其低廉的造價成本及其簡單施工性,也比較容易進行推廣。通過對我國現(xiàn)階段的外墻保溫技術的分析得知,節(jié)能工作的開展也不利于外墻保溫先進性技術的應用。外墻保溫常采用內保溫復合外墻、夾心復合外墻和外保溫復合外墻三種構造。對垂直墻面可采用陽臺、挑檐等遮陽設施和淺色墻面、反射幕墻以及植物覆蓋綠化和可呼吸外墻類同時具有良好生態(tài)性能的外墻 ,這些都是改善建筑室內環(huán)境,節(jié)約建筑能耗的有效措施。
2 在建筑物節(jié)能性控制模塊中,進行門窗面積的控制是必要的,相對于墻體來說,門窗的傳熱系數(shù)是比較大的,是冬季耗熱模塊的重要組成部分。通過對其能耗模塊的優(yōu)化,進一步的優(yōu)化其傳熱損失,保證其冷風滲透的積極控制,實現(xiàn)門窗的整體節(jié)能效益的提升,以滿足當下建筑物節(jié)能方案的應用需要。其節(jié)能措施主要有:盡量減少門窗的面積,合理控制窗墻比門窗是建筑能耗散失的最薄弱部位, 所以在保證日照、采光、通風、觀景條件下, 盡量減少外門窗洞口的面積, 合理控制窗墻比。對于窗墻比, 北向不大于25%; 南向不大于35% ; 東西向不大于30%。
為了提升建筑物的節(jié)能效益,進行門窗的氣密性的控制是必要的,這就需要進行冷空氣的滲透模塊的優(yōu)化,實現(xiàn)門窗產品結構的優(yōu)化,保證門窗的整體氣密性的控制,避免其空氣對流傳熱的過度提升,保證其密閉條的積極設置,實現(xiàn)門窗整體氣密性的優(yōu)化。設置遮陽設施適當確定建筑物的挑檐、遮陽板的尺寸,安裝可調式百葉、窗簾,調節(jié)室內日照。或采用遮陽系統(tǒng),一般安裝在向陽的外立面或采光屋頂上,可控可調,達到不同時間,據不同需要遮擋、反射和引光入室的目的。
3 在窗戶設計過程中,可以進行塑料面及其復合窗等的應用,可以有效提升其熱工性能,這也可以進行多層窗體及其中空玻璃的采用,保證空氣夾層內部熱阻的控制,進行玻璃傳熱系數(shù)的良好控制,這可以進行住宅特性玻璃的選取,保證其窗扇面積的積極控制,進行其面積的優(yōu)化,保證其節(jié)能性的提升。在需要較高溫度的起居空間與較低溫度的室外空間之間設置溫度阻尼區(qū),減少外墻、外窗的熱耗損。在住宅中,將北陽臺的外門、窗全部用密封陽臺封閉起來,外門設防風門斗,防止冷風倒灌,樓梯間設計成封閉式的,對屋頂上人孔進行封閉處理等措施均能收到良好的節(jié)能效果。
4 為了有效提升建筑物的整體節(jié)能性,展開新型墻材的應用是必要的,進行新型的節(jié)能材料的應用,保證多種太陽能利用方案的優(yōu)化,保證其整體節(jié)能效果的提升,這也需要引起相關人員的重視,展開建筑可持續(xù)節(jié)能性方案的應用,保證建筑節(jié)能工作的正常開展,進行一系列的建筑節(jié)能政策的履行,保證當下建筑節(jié)能工作的正常開展,以有效提升其綜合效益。建筑節(jié)能是一項系統(tǒng)工程,需要政府和社會各界共同努力方可取得成功。由于我國節(jié)能現(xiàn)狀較復雜,技術開發(fā)和應用也剛剛起步,對國外成功經驗的借鑒還很不夠,建筑節(jié)能工作仍任重道遠。只要結合我國國情和實際情況,綜合利用各種節(jié)能技術措施,趨利避害,選擇經濟合理的節(jié)能方案,必定可以獲得顯著的節(jié)能效果。
結語
通過對建筑節(jié)能方案的優(yōu)化,更有利于現(xiàn)階段建筑節(jié)能工作的開展,這需要引起相關人員的重視,保證其建筑節(jié)能體系的健全。
參考文獻
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1、建筑節(jié)能發(fā)展現(xiàn)狀
面對能源短缺問題,我國積極倡導節(jié)約能源、可持續(xù)發(fā)展,建設部將建設節(jié)能型建筑納入今后城市建設的重點發(fā)展方向,相關的指引、標準和法規(guī)相繼出臺,要求將建筑設計與建筑微氣候、建筑技術和能源的有效利用相結合?!睹裼媒ㄖ?jié)能設計標準》規(guī)定通過在建筑設計和采暖系統(tǒng)設計中采用有效的技術措施將節(jié)能率從原來的50%提高為65%,對圍護結構的技術與產品、部品以及供熱系統(tǒng)的要求提高到一個新水平。
優(yōu)化節(jié)能設計方法從本質上要求設計者從整體綜合設計概念出發(fā),根據大范圍的氣候條件影響,針對建筑自身所處的具體環(huán)境氣候特征,重視利用自然環(huán)境創(chuàng)造良好的建筑室內微氣候,以盡量減少對建筑設備的依賴。但在實際操作中,設計者習慣于以往的設計思路,只考慮建筑、結構及水暖等方面的合理與否,并不用心去考慮節(jié)能的問題,因此實際的節(jié)能效果普遍達不到設計標準的規(guī)定,建筑能耗仍然處于一個很高的水平,形勢不容樂觀。
在我國既有城鄉(xiāng)建筑中,只有3.2億m2房屋是節(jié)能建筑,尚不足全國既有建筑的1%;在每年新竣工的建筑中,節(jié)能建筑面積不到1億m2,尚不足竣工建筑面積的5%。以居民住宅能耗與建筑業(yè)能耗為例(居民住宅能耗近似地以綜合能源平衡表中居民生活能耗表示,建筑施工能耗以建筑業(yè)能耗表示), 我國建筑節(jié)能設計雖然已經得到政府主管部門的高度重視,但歷年的能耗數(shù)據卻反映出其實施結果令人擔憂。
2、建筑節(jié)能設計重點
2.1整體環(huán)境規(guī)劃
建筑選址、朝向、間距以及相互組合關系是整體綜合環(huán)境規(guī)劃的設計重點。合理的選址和布局對建筑節(jié)能的影響很大,應綜合考慮氣候、地質、水質、地形及周圍環(huán)境條件等相關因素加以確定;適宜的外部環(huán)境能使建筑在其整個生命周期中保持良好的微氣候環(huán)境,為建筑節(jié)能創(chuàng)造條件,同時維持整體生態(tài)環(huán)境的平衡;主要朝向應迎合當?shù)叵募镜闹鲗эL向,使住區(qū)內風速流暢,有效加強建筑物與空氣的熱交換,提高居住的舒適度。由于太陽高度角和方位角的變化規(guī)律,我國大部分地區(qū)以南北向或接近南北向布局為宜,與東西朝向的建筑物相比,南北朝向的建筑物在夏季可以減少太陽輻射的熱,冬季可以增加太陽輻射的熱,從而節(jié)約了建筑保溫所需的能耗,是最有利的建筑朝向。
2.2單體節(jié)能設計
2.2.1合理的建筑體形與空間組織
合理的建筑體形能夠減少建筑物與外界的熱量交換,在其他條件相同時,建筑的體型系數(shù)(外表面積和外表面積所包的體積之比)對建筑能耗的影響非常顯著,其值越大,單位面積散熱量越大,對節(jié)能不利。從降低建筑能耗的角度出發(fā),應將體形系數(shù)控制在一個較低的水平上,但體形系數(shù)還與建筑造型、平面布局、采光通風等緊密相關,體形系數(shù)過小將對建筑使用功能造成一定影響,因此應權衡利弊,合理確定。合理的空間組織設計應在充分滿足建筑使用功能要求的前提下,對建筑平面進行豎向、橫向的合理分隔,以改善室內的保溫、通風、采光等環(huán)境,達到節(jié)能舒適的目的。
2.2.2門窗的節(jié)能設計
在建筑保護結構中,門窗的保溫隔熱能力差,門窗縫隙是冷風滲透的主要渠道,因此解決好門窗節(jié)能的問題是節(jié)能工作的一個重點。門窗的節(jié)能設計應主要考慮:由于采暖耗熱量隨窗墻面積比的增加而增加,因此可在采光允許的條件下控制建筑不同朝向的窗墻面積比并在夜間設置保溫窗簾、窗板;對門窗的相對位置及開啟方式進行合理安排,以便組織穿堂風通過;設置可調節(jié)的活動遮陽(如遮陽棚、窗蓋板、窗簾、熱反射簾或自動卷簾等),減少夏季太陽輻射的熱,增強冬季的熱;提高門窗制作質量,對金屬窗框進行斷熱處理,加設密封條以加強門窗的氣密性,選擇高性能的建筑門窗材料和幕墻技術,適當選擇吸熱玻璃、熱反射玻璃、低輻射玻璃或中空玻璃等節(jié)能玻璃品種。
2.2.3墻體的節(jié)能設計
墻體能夠達到保暖的效果,就能夠實現(xiàn)能量的損耗減少,從而達到節(jié)能的目的。墻體保溫分為內保溫和外保溫兩種,相對于墻體內保溫而言,墻體外保溫的保溫效果更理想,可完全避免熱橋,還可以起到保護墻體的作用,延長墻體的使用壽命,因此采用墻體外保溫是在經濟條件允許的情況下較好的選擇。對于加強墻體的外保溫設計,最直接有效的方法就是采用節(jié)能型建筑材料,利用高效保溫隔熱材料附著或填入墻體內來實現(xiàn)墻體熱阻的提高,在一定程度上能有效地避免室外氣候變化對墻體內部溫度變化的影響,使結構主體壽命延長;也有利于消除或減弱冷、熱橋的影響,避免室溫發(fā)生較大的波動。同時墻體的節(jié)能設計還應適應氣候條件做好保溫、防潮、隔熱等措施,能夠改善微氣候環(huán)境條件的特殊構造也應作為考慮的重點。
2.2.4屋頂?shù)墓?jié)能設計
屋頂是建筑物與室外大氣接觸的一個重要部分,由于太陽直射和大氣長波輻射的雙重作用,冬季散熱量大、保溫性能較差,夏季吸收大量輻射熱、室內氣溫過高。屋頂?shù)墓?jié)能設計應注重冬季保溫、夏季通風隔熱,常用的技術措施要點為:①采用架空隔熱屋面、淺色屋面、種植屋面、通風屋面、蓄水屋面等,隔離太陽輻射熱,減少陽光直射;②鋪設高效保溫隔熱材料并適當采取其他輔助措施,減少熱量傳遞;③密度較大、導熱系數(shù)較高、吸水率較大的保溫材料不宜選為屋面保溫層材料,以免屋面重量厚度過大、保溫層大量吸水而降低保溫效果等;④“冷屋頂”節(jié)能:利用高反射率涂料的使用,提高屋頂?shù)娜丈浞瓷渎剩瑴p少太陽熱量的吸收,從而達到減少空調冷負荷和空調節(jié)能的目的。
3、節(jié)能設計優(yōu)化建議
主管部門應加強對建筑節(jié)能設計工作的監(jiān)控。政府主管部門應利用其職能,總結推廣標準規(guī)范、標準設計、公布合理的技術經濟指標及考核指標,為優(yōu)化設計的進行提供良好服務,對設計圖紙、節(jié)能計算書、節(jié)能設計表進行系統(tǒng)化監(jiān)控,使其保持一致并在施工中得到落實。制定切實可行的節(jié)能標準。建筑節(jié)能設計技術與建筑物的安全性和長期使用壽命有關, 我國現(xiàn)階段的建筑節(jié)能技術水平低下,性能還不完善,市場機制規(guī)范程度也欠佳,可借鑒國外成熟經驗,在原有建筑節(jié)能標準的基礎上進行完善、改革,使其更具有實踐性。
加強建筑節(jié)能設計宣傳,提高全社會節(jié)能意識。充分利用網絡、電視、報刊、雜志等媒體,開展形式多樣、內容豐富的節(jié)能設計與綠色建筑宣傳,廣泛宣傳建筑節(jié)能設計的重要性,增強業(yè)主方優(yōu)化建筑節(jié)能設計意識,提高各有關部門、單位貫徹建筑節(jié)能設計標準的自覺性,努力營造各級領導重視、相關部門理解支持、建設各方積極主動、人民群眾普遍關心的良好氛圍。
引言
現(xiàn)如今,全球能源日益減少,國家大力倡導各行業(yè)實行節(jié)能政策,減少資源浪費,保護生態(tài)環(huán)境。建筑行業(yè)作為我國經濟發(fā)展的重點行業(yè)之一,建立和實行建筑節(jié)能政策和應用刻不容緩。建筑節(jié)能的推動實行與發(fā)展需要建筑企業(yè)與國家共同攜手完成,國家政府頒布建筑節(jié)能相關政策,支持和要求建筑企業(yè)實行建筑節(jié)能政策,建筑企業(yè)在國家的要求與支持下,有效管理企業(yè)內部建筑節(jié)能的措施,加強建筑工程項目的節(jié)能規(guī)劃設計工作與實施,合理利用建筑資源,以最少的能源實現(xiàn)最大的經濟效益為目標,引領建筑行業(yè)更好更快發(fā)展。
1居住建筑節(jié)能存在的問題
建筑節(jié)能在我國還是一個初踏入的領域,在節(jié)能政策、實施各方面存在許多問題,主要有以下幾點:
1.1對城市建筑規(guī)劃節(jié)能重要性的重視程度不足
現(xiàn)如今的城市建筑的規(guī)劃設計,多數(shù)的設計方案中無法體現(xiàn)建筑節(jié)能的存在和應用,并沒有把建筑節(jié)能作為建筑規(guī)劃的出發(fā)點,只是單一的按照市場需求、建筑形態(tài)、建筑周邊經濟和環(huán)境是否能增長企業(yè)收益等去思考和設計建筑,建筑設計人員在進行規(guī)劃設計時過多的注重建筑的外在造型及外觀,經常忽略房屋建筑方位朝向的最佳點,房屋建筑的光照條件沒有做到很好的設計,尤其在節(jié)能設計上,規(guī)劃力度不足,深度不深,容易在房屋建筑上出現(xiàn)一些隱患問題。
1.2對建筑單體的通風設計考慮不周
建筑單體的通風設計存在問題會一定程度上增加建筑的能源消耗。一般情況下,設計人員會考慮到建筑單體平面的通風能力,高溫等原因產生的室內熱氣需要排散,通風性能決定了熱氣排散的速度和熱氣量,但建筑開發(fā)商為了企業(yè)自身的利益,以最高容積率作為建筑設計的隱藏理念,一層設計多個戶房,為的是提高土地的利用效率和經濟收益,忽視了能源消耗給建筑帶來的負擔[1]。
1.3不重視建筑外的遮陽設計
建筑遮陽不僅是室內保持良好的溫度及光線環(huán)境的必要措施,對于建筑能耗的節(jié)約也具有重大的意義。建筑的造型應從實用性、節(jié)能性和美觀性三個大方面進行考慮,但建筑企業(yè)往往是單純的為了建筑美觀可以給建筑帶來更大的經濟效益而在建筑外觀增加一些無用、負贅的裝飾構件,而且無法有效的安裝建筑外遮陽,不能避免過度的日光,更不能調節(jié)進入室內的光線以避免炫光。裝飾構件增加了建筑荷載的同時,與建筑建設的初衷和建筑節(jié)能理念不相符。
1.4建筑設計人員忽視熱橋問題
建筑物造型獨特、新穎會增加建筑物的銷售和作用范圍,因此設計人員會在建筑的外立面為了追求外觀造型增加一些構件,由于復雜的造型導致交接處無法進行保溫處理形成熱橋,如門窗框外側洞口、老虎窗、腰線造型等。建筑物的凹凸、錯落增加了視覺享受,忽視了熱橋的問題的過度發(fā)生給建筑帶來的影響,導致建筑節(jié)能的實施存在困難。
2做好建筑節(jié)能設計的措施
2.1城市建筑規(guī)劃節(jié)能設計
城市建筑規(guī)劃節(jié)能設計的主要方向是通過設計將建筑的朝向、間距和建筑物之間的相互合作與聯(lián)系的關系等基于一個恰當合適的位置,使得建筑物的自然通風能力增強,遭受的太陽輻射的面積減少,盡可能的給居住用戶創(chuàng)造舒適、清爽的氣候環(huán)境和居住感受。關于建筑朝向、間距等設計的要求如下:(1)建筑物的朝向。建筑物的朝向主要考慮的是光照的時間和通風的風向等問題,一般情況下,建筑物的朝向方位是以坐北朝南,即南北向的方位進行設計,這是因為我國所處的經緯線、氣候等原因致使南北向方位較適合居住,但建筑物的朝向并不是僅僅是簡單的隨意設置為南北向,是要根據建筑物所在的地區(qū)的風向、氣候環(huán)境等諸多原因在充分考慮后設定,合理的通風設計可以增加用戶的居住舒適度,合理的遮陽設計可以減少用戶使用空調等電器的使用率,減少能源消耗,保護生態(tài)環(huán)境。(2)建筑物的間距。建筑物的間距在我國政府頒發(fā)的建筑物建造相關規(guī)范中有相應的間距規(guī)定,建筑企業(yè)的設計人員在設計建筑間距時可以通過規(guī)范制度和實際情況相結合的方式來規(guī)劃,合理的間距可以增加建筑物之間空氣流動的次數(shù)和風量,增強熱交換能力減少建筑能耗是建筑節(jié)能政策實施的最好效果。合理優(yōu)化設計結果,實行建筑節(jié)能政策,保護生態(tài)環(huán)境,均是建筑行業(yè)發(fā)展的基礎。
2.2建筑通風節(jié)能設計
建筑的通風設計決定建筑的空氣流動、熱氣的消散能力,而建筑通風設計不僅是受到建筑朝向、間距、相互作用關系的影響,建筑物的排列方式也會影響著建筑物通風、日照的效果,因此,建筑物的建造選擇自由式還是錯列式的排列方式需要設計人員思考后決定。錯列式適用于高度錯落不一的建筑群,將高建筑設計在夏季主導風向迎風面的最后位置,往前依次是多層建筑,再到低層建筑,這樣的錯列式設計均不會阻擋到建筑群通風效果。建筑房屋內部的設計,主要是做到冬暖夏涼的效果,冬季避開主導風向的寒風,夏季可以利用主導風向降低室內溫度,因此房屋室內設計的方位可以參考建筑物所在地區(qū)的風向圖進行設計,房屋的通風設計不僅需要考慮房間的通風效果,還需要考慮廚房、衛(wèi)浴、客廳的通風循環(huán)。建筑室內的通風設計的原理是通過進出兩個風口形成空氣流向,產生的穿堂風帶走空氣積熱。風向進出口的位置主要安置室內門窗,風量以及風向主要是門窗面積比,對向稍錯開式的門窗位置可以增加空氣對流的面積,門窗面積比的參照值如表1[2]。
2.3建筑外遮陽的合理運用
建筑窗戶遮陽的方式主要有水平遮陽、垂直遮陽以及綜合遮陽三種。建筑窗戶方向朝南的適用于水平遮陽,這樣可以有效遮擋角度面積大的光照;正北向、北向和東北向的窗戶適用垂直遮陽法,垂直遮陽法的作用是遮擋側向斜入陽光;綜合遮陽法是水平和垂直遮陽兩種結合形成,可以適用于多種朝向陽光的照曬。建筑遮陽的方式應根據建筑所在地區(qū)的太陽光照位置和建筑物建造朝向進行設計。
2.4減少熱橋的產生
建筑物產生熱橋的主要因素有以下兩種:(1)建筑物的傳熱系數(shù)不均勻,出現(xiàn)高低傳熱系數(shù),外加熱阻小最終形成保溫性能不佳的情況。(2)建筑物內部散熱面積與受熱面積存在較大差異的情況,致使建筑表面溫度因散熱面積大而降低,從而產生熱橋現(xiàn)象。建筑物內部易產生熱橋現(xiàn)象的部位有:門窗的金屬框架、內外墻的連接處、墻面與門窗的連接處、建筑物圍護結構的各項金屬連接處等。建筑節(jié)能主要是通過合理的設計減少建筑能耗和用戶水電等能源的消耗,因此建筑物的空氣流通、保溫和散熱效果均是影響建筑節(jié)能實施的關鍵。冬季是能源消耗的主要時期,建筑室內的保溫和熱量的流散影響著用戶電能、燃氣等能源的消耗能力,因此建筑物的室內構造需要控制好墻面內外的溫差,減少室內外的溫度差是建筑節(jié)能冬季的重點。夏季是太陽光照強烈的季節(jié),輻射和過高的溫度影響建筑室內的舒適度,可以采取墻外保溫的形式來降低陽光照曬帶來的過強輻射和高溫[3]。對于易產生熱橋現(xiàn)象的門窗部位,想要減少熱橋現(xiàn)象可以選用市面上具有阻擋熱橋的鋁合型門窗,窗戶所選的玻璃同時也應選擇具有減少熱橋的玻璃材質。建筑物室內產生熱橋的其他部門選用的材質應符合國家建筑節(jié)能規(guī)范準許的合格的材料,能有效平衡建筑室內外的溫差,平均建筑物的傳熱系數(shù),才能有效的達到建筑節(jié)能的效果。
3結語
建筑節(jié)能的實施需要建筑企業(yè)從建筑的建造方面進行有效合理的管理,設計合理、施工合理是實施建筑節(jié)能有效措施,除此之外,還需要加強企業(yè)員工、居民的節(jié)能、環(huán)保意識,給我們生活的環(huán)境創(chuàng)建一個安全、舒適的狀態(tài)。
參考文獻
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中圖分類號:TE08文獻標識碼: A
正文
變電站建筑節(jié)能設計的進步與時展及科技進步之間的關系日益緊密。人類新技術發(fā)展一日千里,令人目不暇接。這也帶動或催生了各行各業(yè)的技術革新,由此影響了新的生產、技術、管理等方式的系列進步。新型生產、制造、管理、運行方式以及普遍應運的新技術,讓變電站也廣為受益,同時,對變電站的管理方式、建筑設計也都提出了新目標,準備了新方法。傳統(tǒng)的人工操作正日益為智能操作所取代,配件、設備逐步由散裝、單個更換向集成化模塊方面發(fā)展,操作的智能化、自動化程度的提高標致著日前的變電站設計、施工、操作、運行正在走向更高的集約型方向發(fā)展。鑒于此種客觀現(xiàn)象,在變電站的設計上,方式已與以往發(fā)生了根本性變革,變電站的建筑設計理念也日益向低碳、環(huán)保、節(jié)能、綠色、低耗、集約化方向邁進。
一.環(huán)保、新型建筑材料的運用
科技發(fā)展使得當今建筑材料更加多元,新材料的建筑效果更加符合人們的各種要求,不少可以再生循環(huán)利用的、多功能、污染少、能耗小的環(huán)保型建筑材料相繼問世,為建設更加環(huán)保、節(jié)能、符合現(xiàn)代人們生活、工作要求的建筑物提供了極大便利。比如,混凝土多孔磚是具有生產能耗低、節(jié)土利廢、施工方便和體輕、強度高、保溫效果好、耐久、收縮變形小、外觀規(guī)整等特點的材料,是一種替代燒結粘土磚的理想材料。其取代以往的粘土實心磚的直接好處在于:不毀壞農田、不用燃煤生產、消耗能源不足燒結粘土磚的一半,減少了因燒制粘土實心磚等所導致的浪費污染等方面,有著不可估量的推動意義有著非常良好的推廣前景。
而諸如巖棉板一類的隔熱保溫材料則具有很好的隔音、保溫、消防(燃點低)等方面功能,同時,巖棉板這種新材料的透氣性能很高,熱傳導系數(shù)小,這都具備了保溫材料的本質要求。因此,在屋面、墻體建筑中,它們就運用得更為廣泛。
二.變電站建筑物節(jié)能優(yōu)化、設計
要實現(xiàn)現(xiàn)代變電站的節(jié)能優(yōu)化、設計,在項目立項時,必須考慮以下一些方面的因素。
首先,目的、意義必須要弄清楚?,F(xiàn)代建筑物強調的環(huán)保節(jié)能并不是簡單的一句話說說了事。落實到實際工作上,必須體現(xiàn)出建筑物設計上的合理性,同時,墻體建筑材料、門窗、隔熱材料、空調等等的選用,必須要在符合節(jié)能減排要求的同時,能明顯改變建筑物本身性能,必須要實現(xiàn)冬暖夏涼這一節(jié)能根本目標,這樣要求的潛在意義表現(xiàn)在:室內無需再添加輔助設備來進行采暖或制冷,因為建筑物本身便可以保證夏天的熱浪被阻擋在門外,冬天室內的暖氣無法外泄,在減少輔助制冷或制熱設施的同時,有效節(jié)約了成本投入,電能的利用效率也獲得根本性提升。
其次,現(xiàn)代變電站的節(jié)能優(yōu)化、設計在必須要考慮氣候環(huán)境的同時,更要關注建筑物的體形系列。設計建筑時要充分考慮氣候因素將會產生的影響。日照條件好、風速流動性強,空氣透明等因素都有利于變電站的建設、運行。但是,具有關鍵的變電站建筑節(jié)能設計表現(xiàn)在建筑體形系數(shù)這方面。通俗來講就是,一方面要減少建筑表面不必要的坑坑凹凹、溝溝坎坎,外表立面能多簡單就多簡單,建筑平面盡可能的選擇光滑平整,減少光的接觸面積,增加墻體等外立面對于光的反射和折射,以此減少熱能;另外一方面是,建筑物的體型,也就是大小也至關重要。資料表明,建筑物越大,其所耗費的能量便越多,太大的建筑物直接導致節(jié)能設計徒有其名,節(jié)能理念無法實現(xiàn)。所以說,變電站的外觀形體越小越好,當然,必須要能滿足站內設備的正常運行為原則,而不是無原則的小。
第三.屋面、地面及外墻體節(jié)能優(yōu)化設計。事實上,前述墻體節(jié)能原理與屋面相同,其根本原理在于:阻止熱量傳遞。也就是說運用節(jié)能材料,讓夏天的熱空氣不能向室內傳射,同時,使得冬天室內熱空氣不向外輻射,以此保證室內的冬暖夏涼。要實現(xiàn)這樣的效果并不難,只要采用對屋面進行綠化、建立斜坡屋面、使用保溫建造材料等等措施就可以實現(xiàn)了;對于地面節(jié)能優(yōu)化設計,其實也很簡單,有一個很直觀的例子就是,居民的車庫一般都在負一層,如果我們進入車庫,夏天會很涼爽,冬天則很暖和。那么,變電站在建筑時可以充分考慮、借用這一優(yōu)勢,在保證設備安全運行的前提下,可以把室內地面設計得比室外低一些,同時,采用諸如擠塑聚笨乙烯泡沫板等絕熱材料進行保溫,這樣就可以充分實現(xiàn)地面熱量損失減少,從而實現(xiàn)節(jié)能目標;至于外墻優(yōu)化設計方式,更要考慮氣候特點,如果變電站處于極寒地區(qū),可以實行外保溫方法,也就是在變電站墻體外設置保溫隔熱系統(tǒng),這樣處理的好處在于,能極大減少熱傳導,有效降低熱損失。
三.建筑物結構布置的優(yōu)化、創(chuàng)新
變電站的設計必須符合時代與地域特色,當前,工業(yè)化進程使得有人值守人手緊張,那么,設計變電站時,要求要在滿足基本運行要求前提下,盡可能減少有人值守現(xiàn)象,將其變身為高度智能化的少人或無人值守機房,這是變電站節(jié)能優(yōu)化、設計的總體目標。
首先,變電站總體建筑布局方面,要盡可能地降低建筑物占地使用面積,節(jié)約空間,這個要求可以通過優(yōu)化建筑物的總體布局等方法來實現(xiàn)。這樣的目的在于,在優(yōu)化結構基礎上,節(jié)約占地面積,全面降低變電站建筑物的建造以及運行時將會發(fā)生的材料消耗與能源消耗等。
其次,要求變電站的內部構造盡可能的實現(xiàn)平面布局的分區(qū)適當,以保證設備功能的最大限度發(fā)揮,同時要求建筑物內的內部功能區(qū)分緊湊,最終實現(xiàn)變電站內部空間的整合、優(yōu)化、不浪費。與此同時,在變電站建筑物的單體平面分布方面,要求室內盡可能的少留或者直接到消樓梯間、人行過道等,至于多余的房間、門廳之類的設置就更不必要了,可以直接在設計環(huán)節(jié)取消它們,房間內只留出設備位置,以便于設備運行為基本原則,多余位置一概不留。要求室內設計面積設備使用率在95%至100%。這樣一來,原本室內人工動作基本上疏散至室外進行,就會從根本上實現(xiàn)變電室內的房間面積的充分利用,相對傳統(tǒng)龐大的變電空間,面積最少降低一半,甚至可以節(jié)約2/3使用面積。智能變電站就采用了隔離式斷路器等新型一次設備等集約化、智能化技術,優(yōu)化主接線設計和總平面布局,很多程度的優(yōu)化了變電站的內部構造、減小了變電站的土地使用面積、壓縮了建筑的立體空間。由于建筑物空間體積空前減少,水消防可以直接取締,這樣不但便于消防要求,也節(jié)約了相應的消防投入,同時,因為所需建筑材料的減少,直接降低了變電站建筑物的工程造價,可謂一舉多得。目前,節(jié)約型、集約型智能變電站正不斷在設計建設中推廣利用并將迎來爆發(fā)式的增長。
第三.變電站建筑物的立面造型設計的優(yōu)化。如傳統(tǒng)的變電站立面的最醒目標志也僅為電網LOGO,其余則并不明顯。當前時代則不同,設計師們?yōu)榱颂岣咦冸娬镜谋孀R度,統(tǒng)一采用電網典設內規(guī)定的幾種標準色彩,并盡可能地將這幾種色彩、LOGO等噴涂至變電站的建筑物上,此舉既改變了以往那種色調單一、枯燥的感覺,而且,辨識度極高,使人眼一瞄就知道是變電站,而且建筑物本身造型也不再過分拘泥于陳舊傳統(tǒng),這就使得現(xiàn)代變電站建筑物本身顯得更為簡單、輕便、緊湊、色彩明亮,讓人賞心悅目,也能全面展示當代設計師高超的設計水準、建筑師精湛的施工水平和電網公司本身的既有風格特征:現(xiàn)代、明快、簡約。而且,這種建筑物很容易與周邊辦公、居民建筑融合為一體。
四.綜述
節(jié)能環(huán)保意識是發(fā)展的大勢所趨,變電站建筑節(jié)能設計優(yōu)化和創(chuàng)新正走在一條正確的道路之上,新型建筑材料的選擇、使用,更加簡潔、明快的建筑物造形、小巧緊湊的空間設置等,都讓現(xiàn)代變電站的節(jié)能設計優(yōu)化、創(chuàng)新一覽無余。相信在不久的未來,更加節(jié)約、節(jié)能、環(huán)保、功能齊全的變電站會出現(xiàn)在公眾生活之中。
參考文獻:
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正文:
如今,如何將環(huán)境問題進行緩解以及控制是當前相關工作人員最為關注的話題,對于各項工程的建設,從一方面帶去了技術的提升外,從自然環(huán)境所受到的影響上來看,產生了很多負面影響,因而為了能夠更好的解決這一項問題,在工程建設中各國都希望能夠做到環(huán)境保護以及實現(xiàn)資源效率應用的目標,保證能夠實現(xiàn)與自然環(huán)境的協(xié)調發(fā)展,在這種大環(huán)境下,建筑行業(yè)要實現(xiàn)進一步發(fā)展和提升,就需要從綠色節(jié)能技術上進行研究。
1居住建筑節(jié)能的必要性
1.1符合國家的發(fā)展形勢
建筑節(jié)能也即是不僅能夠對人們日常的生產生活進行支撐,同時還能夠滿足人們對自然環(huán)境的要求,最大限度的減少對周圍環(huán)境以及能源的浪費,將建筑工程施工中對于自然環(huán)境的破壞降到最低,因而在發(fā)展背景下,節(jié)能技術的應用獲得了相關技術人員的關注,這項技術不能夠實現(xiàn)對資源的浪費,同時還能夠將建筑環(huán)保性能進行提升,讓建筑企業(yè)以及業(yè)主不僅能夠獲得經濟利益,還能夠收獲社會效益。
1.2為新型建設帶來了發(fā)展的新空間
如今低碳經濟發(fā)展十分迅速,人們都對節(jié)能的理念有所關注,這也是我國實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的一項重要內容,經濟的發(fā)展帶動了人們物質生活的享受,同時對精神需求世界的滿足成了一個重要目標,因而這對于節(jié)能理念的推廣和應用提供了重要的發(fā)展空間,這對于我國實現(xiàn)居住建筑節(jié)能是一個重要的發(fā)展基礎,因此相關企業(yè)要積極的應用節(jié)能技術,使其能夠適應新建筑模式的生態(tài)環(huán)境。
2居住建筑節(jié)能設計的實施措施
2.1大力開發(fā)利用清潔能源
如今社會的發(fā)展和建設中,積極的應用可再生能源以及清潔能源是主要的發(fā)展目標,對于一些居住型的建筑工程來說,能夠將太陽能技術以及風能技術更好的應用于其中,在一些民用的住宅小區(qū)中,通過太陽能發(fā)電系統(tǒng)的應用,將太陽能電池進行儲蓄,將太陽能經過轉化,形成電能放在電池中,晚間如果有用電需求就可以使用,這項技術的應用不僅能夠降低對于煤炭資源的浪費,同時也能夠將相關資源的浪費程度降到最低。對于情節(jié)能源的使用,主要是一些裝備安裝中,要保證技術水平實現(xiàn)準確的安裝,實現(xiàn)用戶的用電以及相關需求。
2.2圍護結構的建筑設計
居住建筑中對于圍護結構的設計和應用中更多的是體現(xiàn)在保溫上,尤其是對于一些北方居民來說,好的保溫設計工作能夠更好的實現(xiàn)節(jié)能目標。在設計中如果相關人員對于保溫材料沒有進行合理的選擇,對材料的相關使用標準和規(guī)范不明確,那么在后期應用中就無法實現(xiàn)準確的利用。對于施工方來說,要嚴格的根據建筑節(jié)能設計圖紙進行施工,在對居住建筑中屋面進行保溫中,材料的應用中可以選擇聚苯板,對于厚度進行計算,實際的施工效果是限制的1.5倍,對施工人員要加強對安裝技術能力的提升,對安裝過程進行管理和控制,保證建筑保溫工作的順利完成。
2.3增加建筑周圍的綠化面積
建筑工程中除了上面兩個方面能夠實現(xiàn)更好的節(jié)能效果外,對周圍環(huán)境實現(xiàn)綠化也是一項重要內容,如果綠化環(huán)境能夠更好的設置,就能夠實現(xiàn)對空氣中的一些噪聲以及粉塵類污染進行降低,同時對于周圍的控制中濕度能夠起到很好的調節(jié)作用,對生態(tài)環(huán)境形成進一步的優(yōu)化效果,另外設計過程中,相關人員可以通過小區(qū)的規(guī)劃面積以及整體結構來對綠化工作進行設置,形成美觀的外部條件,讓建筑內部以及外部的溫度以及濕度達到平衡的狀態(tài),對于人們的居住舒適度也能夠很大程度提升,因此在節(jié)能設計功能工作中,要積極的建設綠化方案,創(chuàng)造良好的居住環(huán)境。
2.4實現(xiàn)自然通風
在對居住建筑進行節(jié)能相關設計工作前期,對于土地資源要進行規(guī)劃和管理,對于建筑之間的距離要進行拉大,這樣能夠保證擁有充足的自然通風效率,另外還可以通過這種方式讓建筑空間內部與空氣實現(xiàn)交換,降低建筑中室內的溫度,從而降低室內因為要降低溫度所要消耗的各項能源,另外設計人員在設計中對建筑物的朝向也是要有所考慮的,要想實現(xiàn)更好的通風效果,在設計中要根據夏季的風向要對其進行調節(jié),根據北大南小、北高南低的原則對通風設計工作進行排列,這樣不僅能夠讓建筑內部與自然風之間形成共享,還能夠在處于建筑背面的建筑形成高效的“風障”,這樣夏季居住建筑就能夠通過南風來更好的進行調節(jié)和通暢,而冬季還可以對冷空氣進行阻擋,提升保溫性能。最后,設計人員還要盡可能的減少封閉式的建筑組合設計,要保證居住建筑群內所設風道的暢通性,在針對入風口與出風口進行設計時要按照當?shù)氐闹鲗эL向來完成,讓建筑群內的空氣得到更好的流通??傊殡S著經濟的發(fā)展和社會水平的提升,人們對于居住建筑中應用節(jié)能技術有了更高的認識程度,這對于之后將人類社會帶入到環(huán)境和低碳生活中起到了推廣和促進作用,因此相關建筑企業(yè)要適應當代各項技術的發(fā)展潮流,對節(jié)能技術進行充分應用和提升,結合先進的節(jié)能管理理念,最大限度的提升技術水平,保證節(jié)能發(fā)展大目標的實現(xiàn),保證我國社會的整體發(fā)展壯大。
參考文獻:
[1]劉存發(fā).居住建筑節(jié)能設計有關問題的探討[J].建筑知識,2014,02:128.
中圖分類號:TE08文獻標識碼:A 文章編號:
1 暖通空調與建筑節(jié)能的關系
建筑運行能耗是指圍繞建筑用戶日常生活而產生的能源消耗,主要包括人們在空調、采暖、炊事、照明、清潔中的能耗。在社會總能耗中,建筑能耗所占的比例相當高,且隨著經濟的發(fā)展,人們生活水平越高,這一比例就會相應增加。
暖通空調系統(tǒng)在我國的普及為居民提供了健康、舒適的生活環(huán)境,而為將室溫保持在宜居范圍內,暖通空調系統(tǒng)所需的冷熱耗量產生了極大的能源需求。目前,空調用能已經成為夏季用電高峰的關鍵性影響因素,2011年空調高峰負荷已占到全社會用電負荷的約1/4。過高的電力高峰負荷,也使電網設施的安全運行面臨著前所未有的困難。我國目前仍以燃煤發(fā)電為主,因此暖通空調系統(tǒng)在使用的同時,也會對環(huán)境造成嚴重的污染和破壞,不利于我國可持續(xù)發(fā)展的踐行。
在這一背景下,建筑節(jié)能理念開始進入建筑、照明、給排水、以及暖通空調設計施工行業(yè)的視野中。所謂節(jié)能,就是通過科學、可行的技術手段,在保證人們享受舒適生活的同時,減少能源生產、運輸、消費等各個環(huán)節(jié)中不必要的浪費,使能源能夠得到更加合理、有效的利用。
2 當前暖通空調系統(tǒng)節(jié)能面臨的問題
2.1 設計環(huán)節(jié)
設計環(huán)節(jié)對暖通空調系統(tǒng)節(jié)能效果影響是關鍵性的,但由于節(jié)能設計在我國起步較晚,很多工程設計單位往往忽視建筑實際情況,采用缺乏針對性、創(chuàng)新性的一般性設計,對新技術、新材料的運用也不積極。而在一些節(jié)能設計方案的優(yōu)選過程中,由于缺乏相關經驗和科學完善的評價機制,造成一些優(yōu)秀、合理的方案沒有中選,而中選的方案卻在穩(wěn)定性、可行性以及經濟效益等方面并不符合實際需要。
2.2 施工環(huán)節(jié)
施工環(huán)節(jié)也是實現(xiàn)暖通空調系統(tǒng)節(jié)能減排目標的重要一環(huán),設計中的節(jié)能理念、技術都必須靠嚴格的施工工藝予以實現(xiàn)。然而實際工程中,由于施工技術、施工周期以及施工經費等各方面原因造成系統(tǒng)未能完全體現(xiàn)設計意圖的情況時有發(fā)生。此外,施工中材料、設備的質量也應該得到嚴格的驗收管理,很多暖通空調運行中的能源浪費都和施工中材料以次充好,采暖、空調設備不符合節(jié)能設計標準等問題有關。
2.3 運行環(huán)節(jié)
暖通空調系統(tǒng)在運行管理環(huán)節(jié)面臨的節(jié)能問題也非常多。一方面,系統(tǒng)在設計施工中未參考建筑實際情況,造成了建筑運行管理過程中的不便。另一方面,很多建筑運行管理相關單位對節(jié)能的認識還僅僅停留在達到國家規(guī)定即可,既不重視對操作人員專業(yè)知識的培訓,也沒有深入了解用戶需求,無法真正發(fā)揮現(xiàn)代節(jié)能設備與智能建筑的效率優(yōu)勢和環(huán)保功能。
3 暖通空調系統(tǒng)的節(jié)能優(yōu)化方法
3.1 應用高新技術利用再生能源
3.1.1 熱泵技術
熱泵以大自然中蘊藏著大量的低品位熱能(大氣、地表水、地熱等)作為熱源,通過壓縮機的工作從這些熱源中吸取其中蘊藏著的大量較低溫度的低品位熱能,并將其溫度提高后再傳給高溫熱源。熱泵能長期大規(guī)模地利用江河湖海、城市污水、工業(yè)污水、土壤或空氣中的低溫熱能,是目前世界上最經濟的一次能源供熱系統(tǒng),僅用少量不可再生的能源將大量的低溫熱量提升為高溫熱量。此外,作為一套可以兼作熱源和冷源的設備,熱泵既可以制冷,又能用來供暖,并可以減少CO2等氣體和其它污染物的排放,具有很好的節(jié)能效益、經濟效益和社會效益。
3.1.2 排風余熱回收技術
夏季空調建筑的排風溫度低于室外新風溫度,室內含濕量也低于室外新風含濕量。利用熱回收裝置對排風和新風進行熱交換,可以降低新風溫度和濕度。冬季排風溫度高于室外新風溫度,排風含濕量高于室外新風含濕量,熱回收裝置可以預熱和加濕新風。具體做法為:在排風出口安裝熱交換器,排風和新風分別通過各自的通道進行問接接觸換熱;利用排風余熱來預熱新風,從而達到回收排風余熱的目的。這種產品不但節(jié)能,而且能夠改善室內空氣質量,因此具有廣闊的市場前景。
3.1.3 其他技術
暖通空調系統(tǒng)設計中還可采用變流量技術、蓄能空調技術、以及熱電冷三聯(lián)供技術等,提高建筑的節(jié)能效率。變流量技術可以通過改變不同時段、不同氣候條件下的負荷要求,以最大限度地節(jié)約能耗;蓄能空調系統(tǒng)則可以通過將高峰電負荷轉移至低谷實現(xiàn)緩解電力緊張的目標;而熱電冷三聯(lián)供技術是指先由燃氣發(fā)電,再用發(fā)電后的余熱供熱和制冷,以獲得更高的能量利用率。設計中,應結合建筑的地理位置、戶型、圍護結構形式等優(yōu)選冷熱源、安裝形式等,并重視各設備的配套程度。
3.2 改善建筑結構的保溫性能
建筑工程中,加強建筑圍護結構保溫性能的工程成本通常僅占總投資額的3%~6%,而節(jié)能效果卻可達20%~40%。通過改善建筑物圍護結構的熱工性能,在夏季可減少室外熱量傳入室內,在冬季可減少室內熱量的流失,使建筑熱環(huán)境得以改善,從而減少建筑冷、熱消耗。在節(jié)能建筑中常見的復合墻體一般用塊體材料或鋼筋混凝土作為承重結構,與保溫隔熱材料復合,或在框架結構中用薄壁材料加以保溫、隔熱材料作為墻體。目前,新型墻體材料品種較多,主要包括粘土空心磚、建筑砌塊、加氣混凝土、輕質板材、復合板材等。在建筑的規(guī)劃布局方面,可通過建筑的向陽面和背陰面形成不同氣壓以產生通風效果,并在建筑體型設計上形成風洞,使自然風在其中回旋,從而達到節(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風向,夏季能利用自然通風并盡量減少太陽輻射。
3.3 其他節(jié)能措施
應加強對暖通空調系統(tǒng)施工質量的控制,嚴把材料質量關,強化暖通空調安裝與其他建筑安裝項目間的溝通與配合,落實安裝細節(jié),體現(xiàn)設計意圖。在系統(tǒng)的運行管理中,應采用新型節(jié)能舒適健康的空調方式。由于不同的環(huán)境參數(shù)組合可以得到相同的熱舒適性效果,但不同環(huán)境參數(shù)組合空調系統(tǒng)的能耗卻是不盡相同的,因此應根據節(jié)能與舒適度的需求,采用相應的節(jié)能環(huán)保措施。
4 結語
暖通空調系統(tǒng)的節(jié)能效果直接影響著建筑節(jié)能目標的最終實現(xiàn),因此,建筑設計、暖通空調設計、建筑施工、安裝、以及運行管理等相關工作人員必須認識到該系統(tǒng)在人民生活和社會可持續(xù)發(fā)展中的重要意義,積極溝通、相互配合,利用各種新材料和新技術,滿足建筑的節(jié)能需求,為國家的節(jié)能減排事業(yè)做出自己的貢獻。
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