時間:2023-05-30 10:55:29
開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇建筑節能一體化,希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。
關鍵詞: 節能結構一體化技術應用
中圖分類號:TE08 文獻標識碼:A 文章編號:
引言
我國正處于城鎮化高速發展階段,在當前乃至今后幾年間無疑是建筑業發展的鼎盛時期,也是建筑節能大發展的歷史機遇期;同時,也是墻體保溫技術發展的黃金時期。目前,在我國新建建筑及既有建筑節能改造的墻體保溫市場中,外墻外保溫技術占據絕對優勢,它為我國建筑節能事業的發展起到了非常重要的作用。但目前外墻外保溫市場存在生產企業規模小、技術水平低、價格競爭失衡、工程監管不到位等問題,致使外墻外保溫工程開裂、脫落、火災等問題時有發生,工程質量存在諸多安全隱患。發展建筑節能與結構一體化技術,不僅能豐富建筑結構體系,確保建筑節能工程質量與消防安全,更重要的是有效解決了保溫系統與建筑墻體同壽命的關鍵問題,對于推動建筑節能工作健康發展具有十分重要的意義。
1.建筑節能與結構一體化技術的含義及分類
1.1建筑節能與結構一體化技術,是指集建筑保溫隔熱功能與墻體圍護功能于一體、墻體不需要另行采取保溫措施即可滿足現行建筑節能標準要求的新型建筑結構體系,不但保溫防火性能優良、質量安全可靠,而且能夠實現建筑保溫與墻體同壽命,符合國家節能減排和產業發展的相關政策,對于實現轉方式、調結構、促發展、保民生的發展目標,建設資源節約型、環境友好型社會具有十分重大的意義。
1.2 目前,建筑節能與結構一體化技術體系有:CL結構體系、FS外模板現澆混凝土復合保溫體系、IPS現澆混凝土剪力墻結構自保溫體系、砌塊自保溫體系(包括承重和非承重體系)、夾心復合墻磚砌塊保溫結構體系等,這些建筑節能與結構一體化技術已經非常成熟,并已開始大量的應用。
1.3建筑節能與結構一體化技術相關標準規范的為一體化技術產品的生產、設計、施工、驗收等提供了有力技術依據。目前,已實施《CL結構體系技術規程》、《FS外模板現澆混凝土復合保溫系統應用技術規程》、《非承重砌塊自保溫體系應用技術規程》、《SK裝配式墻板自保溫體系應用技術導則》、《承重混凝土多孔磚自保溫結構體系應用技術導則》、《居住建筑夾芯保溫復合磚砌體結構體系應用技術導則》、《AESI裝配式墻板自保溫體系應用技術導則》等七項標準規范。
近年來,在國家節能減排政策的大力推動下,我國的節能建筑得到了快速的發展。據不完全統計,全國累計完成節能建筑40余億平方米。其中新建建筑和既有建筑節能改造的外墻體主要采用外墻外保溫技術,占工程應用量的95%以上,外墻外保溫技術為建筑節能工作的發展做出了積極貢獻。
2. 推行建筑節能與結構一體化技術的必要性
2.1外墻外保溫技術存在的主要問題
我國自推行外墻外保溫技術以來,人們的居住環境、生活質量得到了明顯提高和改善。但伴隨之而來的墻體保溫與結構能否同壽命,墻體保溫與安全防火能否兼顧,保溫施工后空鼓、裂、脫落、火災安全隱患較大等問題已成為亟待解決又關乎民生的重大問題。目前普遍采用的建筑墻體保溫技術,其理論壽命為25年(在保證產品質量、按規范施工的前提下),遠低于建筑主體50—70年左右的設計壽命。25年后外墻保溫極可能出現的脫落,如何維修等問題已被人們日益重視。那如何解決以上問題呢?——大力推廣建筑節能與結構一體化技術。
2.2建筑節能與結構一體化技術的優點
與傳統的外保溫技術相比,一體化技術具有四大突出優點。一是節能保溫措施與墻體同步施工,實現了與建筑物同壽命,保溫層不再需要多次維修、更換;二是保溫材料置于墻體之中,采用現場裝配或混粘土澆筑等方式施工,有效避免了外保溫工程存在的空鼓、開裂、脫落等質量問題,最大限度地消除了工程消防安全隱患;三是具有良好的保溫隔熱性能,完全能夠滿足我國現行建筑節能設計標準,通過采取進一步的技術措施還可達到更高的節能要求;四是可以有效縮短施工工期,減少人工和材料消耗,從而降低建筑成本,具有較好的綜合效益。
2.3建筑節能與結構一體化技術主要創新點
(1)實現建筑材料防火向建筑結構防火的轉變;
(2)實現建筑保溫二次施工向同步施工的轉變;
(3)實現保溫壽命周期二十五年向與結構同壽命的轉變;
(4)實現工程施工現場濕作業向工廠化、產業化轉變。
3.推行建筑節能與結構一體化技術的重要意義
建筑節能與結構一體化技術,通俗地講,就是不再給建筑“套棉衣”,而是通過采取一定的技術措施,采用相應的墻體材料及配套產品,使墻體本身的的熱工性能等指標達到節能標準要求,實現集保溫隔熱功能與圍護結構功能于一體的建筑節能技術,不僅能有效解決保溫體系與建筑主體同壽命問題,而且在抗震、安全等性能方面也得到了加強,能同時滿足建筑、防火等要求,是建筑節能發展的方向。隨著我國建筑節能工作的不斷深化,加快建筑節能與結構一體化技術推廣、逐步限制淘汰已經明顯落后的傳統外墻外保溫技術已勢在必行。
4.加快我國建筑節能與結構一體化技術推廣工作的建議
4.1加大建筑節能與結構一體化技術產品的引進和研發力度。大力推進建筑節能與結構一體化技術產品的引進和研發,為該技術的全面推廣奠定基礎,促進我國建筑節能產業結構調整和轉型升級。要充分發揮勘察設計及建設類企業和各建材生產商的潛能,引導和鼓勵相關企業推廣建筑節能與結構一體化技術,不斷加大建設科技投入力度,積極研究、發展新型墻材。
4.2加強領導,落實責任,確保推廣應用工作落到實處。推廣建筑節能與結構一體化技術是我國創建低碳經濟發展模式的的重要內容,建議選擇部分項目進行示范并給予政策扶持,各相關單位要充分認識到推廣建筑節能與結構一體化技術的必要性和緊迫性,落實責任,確保推廣應用工作落實。
5.結論
建筑節能與結構一體化技術是對傳統建筑節能設計和施工工藝的一次重大變革。推廣、應用建筑節能與結構一體化技術,有利于進一步激發廣大建設科技工作者開展科技創新的積極性、促進科技成果轉化為現實生產力,有利于提升建筑行業的科技含量、推動建筑業轉型升級,有利于帶動鋼筋、混粘土、保溫材料等相關產業的發展壯大,是一件意義重大的好事。
參考文獻:
關鍵字:外墻保溫; 建筑節能; 結構一體化
Abstract: this article with the external wall thermal insulation technology as an example, through several different forms of exterior wall insulation technology, this paper briefly narrated building energy efficiency and structure integration.
Keyword: external wall thermal insulation; Building energy efficiency; Structure integration
中圖分類號: TU201.5文獻標識碼:A文章編號:
1 引言
“十五”和“十一五”以來,在國家節能減排政策的大力推動下,我國節能建筑得到了快速發展,外墻外保溫技術得到了廣泛應用,對于改善建筑功能、減少能源消耗發揮了重要作用。
2 加快建筑節能與結構一體化技術
建筑節能與結構一體化已成為建筑結構體系發展和應用的重要方向。目前,自保溫結構體系(包括非承重和承重砌塊墻體)、夾心復合墻保溫結構體系、現澆鋼筋混凝土結構復合保溫體系(包括CL結構體系、保溫砌模現澆混凝土剪力墻承重技術、模網技術等)等一體化技術在我國已具備一定的技術,具備了推廣的條件,只有充分了解各種保溫體系的優缺點,才能更好的應用。現就目前比較成熟的幾種保溫一體化體系的各個優缺點做逐一介紹,以便于廣大設計人員在設計時參考。
3 陶粒增強加氣砌塊墻體自保溫體系
陶粒增強加氣砌塊自保溫材料是已在浙江、江蘇推廣應用。該產品以河道淤泥、粉煤灰、混凝土管樁廠的離心余漿為主要原料經過輕質陶粒和引氣漿體制備、混合、澆摸、靜養、自動切割、蒸汽養護等工藝制備而成。目前已建成年產15萬立方米的生產規模。
3.1陶粒增強加氣砌塊墻體自保溫體系材料性能
3.1.1輕質高強:
陶粒增強加氣砌塊的干體積密度為450 kg/m3~750kg/m3。可有效減輕墻體施工勞動強度、減小建筑物自重,簡化地基處理,降低造價。
3.1.2 保溫、防火:
陶粒增強加氣砌塊的導熱系數為0.11W/m.K~0.18 W/m.K,是粘土磚的五分之一,混凝土的八分之一,在夏熱冬冷地區,240mm厚墻體即可滿足節能50%的目標。與其它措施相結合,可輕松實現建筑節能65%的第二步目標。原材料均為無機不燃物,不產生有害氣體。
3.1.3耐久、維護費用低:
以高溫燒結陶粒為骨料的水泥基材料,可以與建筑物同使用壽命,幾乎不需要維護費用。而現有外墻外保溫系統一般只有25年的使用壽命,在整個建筑物的壽命周期內,隱藏巨大的維護和更新費用。
3.1.4 收縮率低:
因為陶粒的收縮率極小,在產品中占總體積的60%以上,漿體中又采用了減縮劑技術,因而制品的收縮率很小,只有同類產品的60%左右,且收縮的發展速度慢,絕干收縮率只有同類產品的四分之一,無墻體開裂之慮。
3.1.5 合適的吸水率:
陶粒增強加氣砌塊的體積飽和吸水率為15%~20%,可以使墻面的抹灰作業更加容易,質量更能保證。
3.1.6抗滲性強:
陶粒增強加氣砌塊具有極強的抗滲性。用陶粒增強加氣砌塊砌筑的水池或盛水器皿,壁厚<5cm,表面未做任何處理,不滲水。
3.1.7 精密的尺寸:
陶粒增強加氣砌塊是在靜養后堅硬狀態下,采用金剛鉆圓盤鋸,經自動機械切割而成,避免了養護過程中的變形,尺寸精度達到同類產品優等品的要求,可減少粘結及抹面砂漿的用量,降低成本,提高墻體質量。
3.1.8 綠色環保、循環利用:
陶粒增強加氣砌塊的主要原材料均為工業廢渣或河湖泊淤泥,產品符合GB6566《建筑材料放射性核素限量》標準中建筑主體材料的要求。即使建筑物拆除以后,砌塊仍可通過破碎,實現循環利用,降低建筑垃圾的污染。
3.1.9 粘結強度高、施工簡單:
陶粒增強加氣砌塊與水泥基材料相容性好。內墻面可以不做抹灰,直接批括膩子,外墻面可以用普通砂漿抹面,也可以用水泥砂漿直接粘貼面磚、文化石、花崗巖等。
4 夾心復合墻保溫結構體系
4.1夾心復合墻保溫結構體系特點
(1) 系新型墻體,結構先進,為國家積極推廣的新型墻體結構,有利于節能降耗;
(2) 墻體外測彩色裝飾性劈離砌塊,新穎美觀,自身強度高,不脫落、耐風化,既有保護中層夾芯保溫層的作用,又有很好的裝飾效果;克服了目前外墻飾面層開裂、脫落的質量通病,延長了建筑物使用期限;
(3) 保溫層位于內、外兩側墻身夾層部位,為新型保溫體系。避免了出現冷(熱)橋的質量通病,保溫效果良好。
4.2 夾心復合墻保溫結構體系工藝原理
混凝土砌塊夾芯保溫外墻,由結構層、保溫層、保護層組成。結構層采用190mm主砌塊;保溫層一般采用50mm聚苯板;保護層采用90厚裝飾性劈離砌塊 砌體。外墻全部載荷由外墻內側190厚結構層承擔,在每層圈梁處挑出 90mm高挑口支承外測保護層。外測保護層的平面外作用力由拉結鋼筋片傳遞到結構層。
5 復合砌塊自保溫體系
5.1 保溫與建筑物同壽命
可以單獨砌筑成墻,解決了建筑保溫墻體的整體性和耐候性,使墻體保溫系統的使用壽命真正實現與建筑物同壽命,解決后顧之憂。
5.2 消除火災隱患
消除火災,留住生命,這是現在社會共同關注的焦點。濟南七星公司經過兩年的技術攻關,自主研發的高性能混凝土復合砌塊自保溫體系,實現了墻體保溫與建筑結構一體化,徹底解決了火災隱患。
5.3 降低建筑綜合成本
外墻外保溫設計使用壽命為25年,QX高性能混凝土復合砌塊自保溫體系可實現保溫與建筑物同壽命,可大大節約外墻外保溫維護維修和25年后的更換費用
5.4 簡化施工工序
高性能混凝土復合砌塊自保溫體系外墻工程不需要再做其它保溫處理即可滿足現行建筑節能設計標準要求,減少了傳統保溫墻體外保溫工序,提高了施工效率,縮短了工期,降低了工程造價。
6 結束語
相比傳統的外墻外保溫技術,建筑節能與結構一體化技術不僅能有效解決保溫體系與建筑主體同壽命問題,而且在抗震、安全等性能方面也得到了加強,能同時滿足建筑、防火等要求,是建筑節能發展的方向,符合我國低碳生態建設發展理念和戰略規劃要求。加快建筑節能與結構一體化技術推廣、逐步限制淘汰已經明顯落后的傳統外墻外保溫技術已經勢在必行。
參考文獻
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[3] 涂逢祥. 建筑節能形勢與政策[J]. 中國建設信息供熱制冷, 2006,(01)
【關鍵詞】 老建筑節能改造 抗震加固及增層 改造一體化
今年來,地震對我國人民財產和安全造成巨大了損害,關于老建筑的抗震加固成為人們關注的問題,由于既有建筑早年建設成本較低,抗震防護也無法達到目前我國的抗震標準,對老建筑進行抗震加固十分必要;目前城市建設步伐加快的同時,人口的承載能力也在慢慢減弱,針對既有建筑進行加層和節能改造,不僅可以解決人們的住房問題,而且可以節省土地資源,減少房屋拆遷和重建帶來的環境破壞,建設既有建筑節能改造與抗震增層改造一體化進程,成解決以上問題的重要舉措。
一、既有建筑節能改造與抗震加固及增層改造一體化改造方案的提出
既有建筑節能改造與抗震加固及增層一體化,是針對現代社會人們對老建筑關注,以及老建筑面臨的防災節能雙重問題提出的一項新的舉措,在設計,施工與質量管理等方面融入到老建筑的抗震加固與節能改造中,將抗震加固增層和老建筑節能改造有機結合,實現一體化改造進程。此方案的提出主要是由于建筑物改造耗資過大,而國家多建設資金把控嚴格,資金問題成為建筑物改造和抗震加固的主要問題。一般建筑物改造及加固都需要大批的資金及人力物力,如果抗震加固與節能改造分批工作,則需重復施工,增加工作量,耗費更多的時間,人力物力和財力,所以為了避免重復工作及資金緊張的問題,提出既有建筑物節能改造和抗震加固,增層改造一體化建設,是解決上述問題非常有效的辦法。
二、老建筑節能改造與抗震加固增層改造方面的現狀
1、節能改造的重要性。在我國,早期的老建筑一般建社標準較低,一些既有建筑不具備現代化建設的功能,一些老建筑構建使用的建筑材料使用壽命很長,依舊有很大的使用價值,許多老建筑緊鄰城市商業區,周圍出行交通方便,生活服務配套完善,導致許多業主不想房屋翻新或者搬遷,但是這種老建筑往往不能滿足節能和采暖要求,所以節能改造就成了解決這些問題的主要辦法,不僅可以在短時間內對房屋進行修復和完善,保暖工作也可以短時間完成,節省了工作時間和人力,同時減輕了拆房帶來的環境壓力和資源浪費,所以對既有建筑進行節能改造對我國國情和社會發展具有重要意義。
2、既有建筑抗震加固的迫切性。目前,世界各國對既有建筑的抗震加固問題都非常關注,我國對既有建筑的抗震加固問題也是門越來越關注,目前,我國一部門老建筑為砌體結構建筑,然而這些老建筑大多沒有經過專的抗震設計及加固工作,根本無法達到目前抗震鑒定標準,一些20世紀70年代前建造的房屋,其中包括住宅,辦公樓以及學校醫院等,更要注重其抗震加固工作。一些既有建筑雖然當時符合抗震標準,但是舊的抗震設防標準存在過低或不符合當今抗震標準的現象,對于使用年限已超過50年,及質量低劣不符合抗震防護標準的房屋,要加緊排查,對其進行及時的鑒定與加固,提高房屋抗震能力。
3、既有建筑增層的必要性。目前,隨著城市建設加快,城市老化問題也越來越明顯,在城市人口不斷增加,城市負荷重的情況下,許多既有建筑物出現老化現象,大多需要進行修復和加固,如今許多既有建筑物普遍存在占地面積大,房屋布局不合理,層數普遍較低的問題。同時盡管我國以出臺許多政策來緩解住房的問題,但住房緊張依然存在,所以目前,對既有建筑進行增層改造是解決這些問題的重要方法,不僅可以增加原有面積住房的容積率,還可以充分利用城市空間,緩解人們住房難住房貴的壓力,同時增層改造還可以節省城市建設費用,減少了建筑垃圾,建筑噪音等問題,是符合我國我情的重要舉措。
三、既有建筑節能改造與抗震加固及增層改造方法及一體化優勢
1、隨著2008年的汶川大地震,我國更加重視和加強對既有建筑的抗震加固建設,并斷完善抗震鑒定與標準,在我國既有建筑的抗震結構中,主要是由砌體和混凝土兩種結構材料構成,由于既有建筑的地基承載力跟隨時間在不斷弱化,所以加固既有建筑的地基基礎成為抗震加固的關鍵,可對地基進行加大和加固處理。同時對于既有建筑中抗震承載力不夠的框架及墻面,可采取填充及加框架梁,對裂縫用灌漿進行填補,同時也在房屋抗震加固過程中,采用減震技術等方法來減少震災對既有建筑的破壞。
2、由于老建筑的設計和結構不同,一些屋面改造采取的措施也不盡相同,目前老建筑節能改造最主要的就是屋面改造,一些老建筑節能減排采用在屋頂堆放綠化土進行房頂綠化,對于對一些原本設計負重小的老建筑,設計者一般會采取最簡單的節能改造方式,加強對防水層的修復和建設等。如今,老建筑的節能減排問題受到越來越多的關注,節能減排改造方式也不僅僅局限于屋面改造,如采取在外墻,外窗采用高效能系統設備,以及綠色照明等方式,老建筑的節能改造不能只注重房屋表面的修復,最主要的是切實結合建筑內在結構和建筑設計,將老建筑的節能改造落到實處。
3,隨著社會經濟不斷發展,人們對住房和建筑的要求越來越高,需求量也越來越大,在我國城市發展承載力下降的情況下,進行既有建筑加層改造十分有必要,如今既有建筑物的加層辦法主要包括直接加層和外套框架加層法以及改變荷載傳遞加層的辦法,直接加層法主要適用于有一定承重能力的建筑物,加層層數最好不要超過三層,而承載能力不強的建筑可采用外套框架加層法和改變荷載傳遞加層法。
4、一體化優勢。在既有建筑進行抗震加固及增層和節能改造中,都要在加固原有結構的基礎上改造并且增加新的構件,是兩者相互結合,共同工作。如在抗震加固工作中,對原有結構中的破損或薄弱部分進行修補和填充的同時,也要注意對表層的清理和拆換等,加固結束后在抹灰和裝飾工作過程中注重節能改造,促進兩者的有機結合。實現既有建筑的抗震加固及節能加層改造,不僅可以節省工作時間,減輕人力物力資源,還可以節省建設資金,避免工期長,浪費的現象發生。在設計及施工設計方面,抗震加固與節能增層改造之間技術銜接性大,兼容性強,可避免分期重復作業,二次返工等現象的發生,但是要想兩者能夠有效結合,順利完成工作,還要求工程單位在前期做好充足計劃和準備,施工過程中進行有效管理和監督,確保施工質量和抗震標準,達到三方完美有效的結合,真正做到抗震加固與節能增層改造一體化。
四、小結
針對我國可持續發展戰略,既有建筑抗震加固與節能增層改造一體化的開展,不僅可以解決城市發展中遇到的建筑問題,而且可以有效提高工作效率,節省大量的人力,物力及財力,真正做到城市改造中保護環境和節能改造,減少建筑垃圾及人們的住房問題,為我國既有建筑持續利用和改造貢獻力量。同時筆者認為施工單位和要不斷加強科學技術的學習和運用,更好的解決我國既有建筑改造過程中存在的問題,推動社會主義可持續發展道路的進步和完善。
參考文獻
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各位領導、同志們:
今天縣委、縣政府在這里召開節能工作會議,就全縣節能工作作出部署,充分體現了縣委、縣政府對節能工作的高度重視和抓好節能工作的信心和決心。節能工作涵蓋多方面,建筑節能是其中重要的組成部分,盡管我縣的建筑節能工作一直走在全省的前列,但作為建筑節能工作的職能管理部門,仍感到責任重大、任務艱巨,我們將進一步提升對建筑節能工作的認識、加強對建筑節能知識的學習宣傳、強化對建筑節能工作的管理,全面推進建筑節能工作在我縣廣泛、深入地開展。
我縣建筑節能工作始于20xx年,在各級領導的重視和關心下,我局認真貫徹國家和省市節能減排要求,采取有力措施,加大工作力度,建筑節能與墻材革新工作取得顯著成績,初步建立起了閉合式的建筑節能監管體系,節能建筑施工質量穩步提升。至目前,我縣建筑節能已全面實施于商品住宅、公建工程、安置房工程以及校安、民生等工程,建筑工程節能面積已達400多萬平方米,已竣工工程中符合建筑節能標準要求的工程項目占95%以上。在建筑節能工作中重點做好以下幾點:
一是把節能監管的關口前移到規劃階段。建設單位提交的規劃方案必須符合現行建筑節能設計標準要求,我局要對規劃項目是否符合節能標準征求施工圖審查機構的意見,對不符合標準的建設項目,不予核發規劃許可證。
二是嚴格施工圖設計審查管理。施工圖審查機構在對建筑物外圍護結構進行審查的同時,要審查外墻保溫裝飾、太陽能光熱系統建筑一體化等設計內容,凡不符合節能強制性標準、施工圖設計文件達不到節能設計深度要求、未進行外墻保溫裝飾、太陽能光熱系統與建筑一體化設計的,不予通過設計審查。
三是實行建筑節能設計項目備案制度。經施工圖審查合格的工程項目,要到墻改節能管理部門辦理工程項目節能相關手續,對未辦理的項目不予辦理施工許可手續。
四是加大節能新產品的推廣力度。已制定了建筑節能新產品應用的激勵政策,將建筑節能新產品的應用量作為評選優質工程等榮譽稱號的必要條件之一,對推廣新產品效果好的企業給予表彰,目前,建筑節能新產品在我縣已逐步形成了一定規模的市場。
五是加強節能施工質量的監督管理。建筑工程必須使用經省建設廳認證并在市墻改節能辦備案的節能技術產品,使用時要在監理人員見證下進行產品質量抽檢。監理單位對關鍵部位、工序實施旁站式監理,建管站加強對關鍵部位節能施工質量的監督抽查,凡材料檢驗不合格的不得使用,施工質量不合格的必須限期整改。
六是嚴格節能建筑驗收和項目備案管理。建設項目實行建筑節能單項驗收和節能建筑認定制度。工程項目綜合驗收前必須實行建筑節能分項驗收,對符合要求的項目予以辦理建筑節能認定證,凡未取得建筑節能認定證的工程項目,建管站不得辦理綜合驗收和竣工備案手續,項目不得作為合格工程交付使用。
當前,新產品、新技術、新工藝不斷涌現,建筑節能的一些技術標準、規范對大多數工程技術人員來說都比較陌生,需要我們加強學習,不斷提高自己的知識水平。下一步,我們將重點抓好建筑節能知識的培訓和政策的宣傳,讓廣大群眾認識建筑節能的重要意義,自覺做好建筑節能各項工作;同時按照國家、省、市建筑節能工作要求,進一步完善措施,落實責任,加強監管,全力推動我縣建筑節能工作全面深入發展。
1.1光伏建筑一體化技術
光伏建筑一體化技術指的是將太陽能光伏產品取代傳統的電力能源運用在建筑物上,使得建筑的電力消耗能夠有效地降低。因此,光伏建筑一體化技術是當今綠色建筑設計當中的首要條件,它能夠充分展現綠色建筑無污染的主要特點。光伏建筑一體化技術的基本便是太陽能電池組,它能夠把太陽的輻射轉變成為電力,并能夠根據建筑的實際需求,設計出并網或者是獨立的光伏發電系統。光伏發電系統包括了太陽能電池方陣、塊狀光伏電池、薄膜光伏電池等設備。
1.2綠色照明技術
綠色照明技術是建筑電氣節能當中的一項重要環節,集中體現于對節能光源的使用方面上。比如,LED、無極燈和直管熒光燈等照明燈具。同傳統的建筑照明燈具相比,這些燈具最大的優點便是能耗小,同普通的白熾燈相比,能耗可降低十分之九,甚至更多,但是它們的使用壽命卻是白熾燈好幾十倍。因此,在綠色建筑物中使用LED等節能燈具,是綠色建筑電氣節能的重要措施之一。但是只是用節能燈具并不能夠滿足綠色建筑的節能標準,還應當配合使用照明控制系統,這樣子才能夠達到較好的照明節能效果。
1.3建筑能耗監控技術
建筑能耗監控技術指的是綠色建筑物當中的總控制系統,它統一控制了建筑的光伏建筑一體化和綠色照明等技術。在建筑能耗監控技術的整體優化下,不但能夠統一管理綠色建筑當中的所有電氣設備能耗,還能夠做到自動控制以及對信息的處理,充分滿足了綠色建筑中所有設備的狀態調整、運行參數、意外事故的監控等。
2工程實例分析
2.1工程概況
某體育館的建筑面積大概有18000平方米,高度達23.7米,屬于二類高層建筑。體育館中設置了座位約4500個,采用2臺1600KVA的變壓器,備用電源是1臺功率為400KW的發電機。該地區常年溫度較高,平均氣溫約為21.6℃。最低為1月份,月平均氣溫大概為13.3℃,最高為7月份,月平均氣溫大概為28.5℃。太陽輻射總量和日照時數都比較充足,各地的正午太陽高度都在42°37'以上,年總輻射量大概在4400~5000MJ/m2•年,這為運用太陽能提供了有力的條件。除此之外,該地區雨量充足,雨季非常明顯,主要集中在4-9月份,年降水量在1612~1909mm之間,有利于水資源的利用。
2.2建筑節能目標
由于其公共設施建設比例增加許多。而大型公共建筑能耗大概在150kWh/m2,相比較發達國家的建筑能耗高達2倍以上。因此,政府規定公共建筑節能50%作為目標。但是改地區想要實現50%的公共建筑節能,存在一定的困難。所以,對該體育館的改造工程,應當實現其功能作為首要目標,并盡可能地滿足公共建筑節能50%的要求。
2.3節能措施
根據當地自然條件情況,非土建方面的節能技術可從非晶硅太陽能薄膜電池、照明系統改造以及建筑設備節能監控集成系統設計三個方面,進行綠色建筑節能。
2.3.1非晶硅太陽能薄膜電池
可在該體育館的西立面和南立面的外墻上,采用非晶硅太陽能薄膜電池,從而實現該體育館的建筑一體化。這除了可以充分利用太陽能進行發電,還能夠提高體育館外墻的遮陽功效,能夠有效地降低體育館內的太陽輻射得熱,從而減少體育館內的冷負荷。善于利用太陽能,所產生的電能能夠受益面積達到8500平方米左右。年節約用電費可達19萬元左右,工程的改造款項預計可在15年左右全部回收。
2.3.2照明系統改造
該體育館的照明系統設計應當滿足國際賽事的照明要求,也應當滿足我國現行的公共建筑照明系統的相關規范和標準。因此,為了滿足各方的相關要求和最大限度地節約用電目標,在對體育館照明系統的改造方面,應當重點對光源的選擇、不知以及只能照明控制系統等方面進行改造。該體育館原先是把大部分的燈具鋪設于外圈的馬道上,但是外圈馬道離球場中秋較遠,導致燈具的投射方向、水平線角度較小,無法發揮出最大功效。因此,將燈具移到內圈馬道上,而且燈具的投射方向與水平線所成的角度應當大于45度。并可通過C-Bus軟件,根據現場工作的具體情況進行及時調節照明設備狀態,并能夠預置多種的運行模式。這便有利于照明系統節能、燈具壽命延長、管理效率提高等優點。和常規的照明控制方式對比,該體育館通過改造后,節能能夠達到30%以上,預計投資回收預期可在5年內收回。
2.3.3建筑設備節能監控集成系統設計
建筑設備節能監控繼承系統技術是把各種功能的智能化設備和系統的相關信息,依據通信的相關標準匯集到統一的網絡平臺上,從而實現監控信息的共享和集中優化管理的技術,其中包括了網絡信息平臺的建設以及不同應用軟件功能的實施。由于該體育館的機電設備較多,而且分布的地點過于廣泛,因此要求科技含量高,監控復雜化。所以應當運用分層分散監控、中央集中管理的計算機控制網絡的方式進行設計。除了能夠為廣大觀眾提供高效、舒適、節能綠色的賽事外,還能夠有效地降低建筑物的消耗水平和物業管理費用。
3結束語
【關鍵詞】:太陽能;光伏發電;建筑節能;
中圖分類號:TE08 文獻標識碼:A 文章編號:
前言
我國是建筑產業快速發展的國家,建筑運行能耗占到全社會總能耗的30%左右。因此,如何提高建筑的能源使用效率,和實現節能減排成為了建筑業的重中之重。太陽能作為一種天然的能源,越來越受到人們的重視,成為人們關注的焦點。太陽輻射能是取之不盡、用之不竭、無污染、廉價、人類能夠自由利用的能源。太陽能每秒鐘到達地面的能量高達80萬千瓦,假如把地球表面0.1%的太陽能轉為電能,轉變率5%每年發電量可達5.6×1012千瓦小時,相當于世界上能耗的40倍。當代世界太陽能科技發展有兩大基本趨勢,一是光電與光熱結合,二是太陽能與建筑的結合。太陽能建筑系統是綠色能源和新建筑理念兩大革命的交匯點。并且我國2008年實施的《民用建筑節能條例》中規定,國家鼓勵和扶持新建建筑和既有建筑節能改造中采用太陽能,地熱等可再生的綠色資源。
1、太陽能技術在建筑電氣中的應用
太陽能光電建筑應用就是要和建筑一體化,要大規模地推廣太陽能光伏發電,要把太陽能光伏發電應用到千家萬戶,就是要和建筑的一體化。當前太陽能光電建筑應用主要為太陽能屋頂、光伏幕墻等光電建筑一體化。其中屋頂太陽能光電建筑應用較為廣泛,其主要特點是:可以調節太陽能電池板與太陽光之間的朝向,我國地處北半球,太陽能電池板要朝南,要朝北就不行,因此光伏幕墻有一定的局限性。光伏發電系統的核心部件就是太陽電池組件,太陽電池組件通常是一個平板狀結構,經過特殊設計和加工,完全可以滿足建筑材料的基本要求。因此,光伏發電系統與一般的建筑結合,即通常簡稱的光伏建筑一體化應該是太陽能利用最佳形式。
太陽能光伏發電系統主要由太陽能電池板、蓄電池、控制器、DC-AC逆變器和用電負載等組成。其中,太陽能電池板、蓄電池為電源系統,控制器、逆變器為控制保護系統。太陽能技術在民用建筑電氣領域應用主要包括路燈、庭園燈、樓道燈等節能燈、LED燈的照明供電。太陽能系統建筑可以在日常的使用過程中實現與常規電力進行切換,從而實現在太陽能發電系統發電量不足的情況下,改由常規電力供電。太陽能電池板產生的直流電力通過逆變器轉變為交流電,然后向用電負荷供電,同時多余的電量又通過控制器向蓄電池組充電。在無日照的情況下,通過逆變器由蓄電池向用電負荷供電,當蓄電池的電力不足時,自動切換到常規電力,由常規電力給用電器提供電能。該太陽能發電系統主要由太陽能電池組件、太陽能電池支架、控制器、逆變器、蓄電池組等組成。整個系統全自動運行無需人工管理。真正實現節能建筑。
太陽能家用發電系統已經成功的運用到民用住宅中,如一些高檔的住宅區和別墅區,主要負載為空調負荷,照明負荷,和部分廚衛用電的小型負荷。根據客戶的需要,系統安裝既可以采用并網發電形式,也可以采用離網發電系統。光伏陣列安裝在屋面和墻面上,并直接吸收太陽能,避免了墻面溫度和屋頂溫度過高,降低了空調負荷,改善了室內環境。采用太陽能與建筑相結合的形式有很大的優越性,可原地發電、原地使用、減少電流運輸過程的費用和能耗,還省去了單獨為光電設備提供的支撐結構。
太陽能系統在民用建筑中的防雷。太陽能電池板通常都裝設于屋頂上,并且很多時候太陽能設備都高出屋面許多。按我國現行的國家規范《建筑物防雷設計規范》和《民用建筑電氣設計規范》規定,引出屋面的金屬物體可不裝接閃器,但應和屋面防雷裝置相連。在屋面接閃器保護范圍之外的非金屬物體應裝設接閃器,并應和屋面防雷裝置相連。所以,對于太陽能裝置的屋面防雷應在局部增設避雷針或避雷帶,并且,太陽能裝置的底座應與屋面避雷裝置做可靠連接。
2、工程舉例
現有一個單體別墅,常住人口約為3~5人,處在光照比較充足地區,根據業主需求,整體解決方案如下:
負載需求:
太陽能發電系統指標如下:太陽能電池容量 30kw;交流輸出額定功率3kw;額定輸出電壓(V) 220±10%(AC;功率因數達到0.8以上。
圖1 太陽能離網發電系統圖
本系統由太陽能電池板,逆變器,控制器,蓄電池,雙電源切換自動裝置(ATS),穩壓保護裝置組成(見圖1)。
本系統負載主要包括LED照明燈具,小型家電,手機充電等,為確保系統安全可靠運行,系統安裝容量設計為30KW,根據負載情況,當太陽能系統供電不能滿足要求時,由ATS自動轉換至市電運行,以保持負載正常運行所需電量。ATS需保證兩路電源不同時運行。經過業主的使用運行,可以支持2~3天的陰雨天,并且基本滿足業主的使用要求,月電費節省30%~40%左右。反應良好。
3、太陽能技術在建筑電氣應用中的缺陷及局限性
建筑電氣的節能設計潛力很大,工作人員在設計中應考慮各種可行的技術措施。同時,在選用節能的新設備時,技術人員應具體了解節能產品的原理、性能、效果,從技術、經濟上進行比較,合理選擇節能設備,推動建筑電氣節能的發展。
當然,太陽能技術在目前的情況也存在著許多缺陷:一,不穩定性:由于受到晝夜、季節、地理緯度、海拔高度和天氣等自然條件的影響,所以,到達某一地面的太陽輻照度既是間斷的,又是極不穩定的,這給太陽能的大規模應用增加了難度。為了使太陽能成為連續、穩定的能源,從而最終成為能夠與常規能源相競爭的替代能源,就必須很好地解決蓄能問題,但目前蓄能也是太陽能利用中較為薄弱的環節之一。二,效率低和成本高:目前太陽能利用的發展水平,有些方面在理論上是可行的,技術上也是成熟的。但有的太陽能利用裝置,因為效率偏低,成本較高,總的來說,經濟性還不能與常規能源相競爭。在今后相當一段時期內,太陽能利用的進一步發展,主要受到經濟性的制約。
關鍵詞:住宅建筑耗能現狀與趨勢窗墻比熱島效應中空玻璃科技節能
Abstract: Jinhua real estate in recent years, substantial growth, residential energy consumption with the development of economy, the proportion is more and more high, the key technology of energy-saving residential building maintenance structure including heat transfer mechanism of residential indoor temperature, humidity control is an important field in the future energy development. Taking the residential energy conservation in Zhejiang area of Jinhua as the research object, analysis of the development trend of new residential energy-saving materials and energy-saving residential building system, build Jinhua environmental protection, comfort, health, convenient and high quality residential. The government to include the construction of energy-efficient "eleven five" plan ", put forward the construction of energy-efficient type of housing" and "2020 Vision objectives". Energy-saving and environmental protection consciousness has gradually entered the people, residential energy conservation has become a trend.
Keywords: residential building energy consumption status and trend of area ratio of window to wall heat insulating glass technology energy saving
中圖分類號:[F287.8]文獻標識碼:A 文章編號:2095-2104(2012)
0引言
在我國,建筑能耗占全社會總能耗的30%左右,再加上住宅日常使用維護能耗,兩項相加可以達到45%左右。而大約有50%的建筑能耗用于創造住宅室內的小環境,如采暖、空調、熱水供應、照明、家用電器、電梯等。中國單位建筑面積采暖能耗相當于相同氣候地區發達國家的兩三倍。浙江省住宅節能工作起步較晚,目前全社會對實施建筑節能的重要性、緊迫性和戰略意義認識不足,節能還沒有成為政府、企業和全體公民的自覺行動。結合理論體系,對浙中住宅節能存在的不足和問題加以分析,探討推廣住宅建筑節能工作。
節能住宅的主要特點是保溫和隔熱,一般夏季室內溫度比普通建筑低1~2.4攝氏度,冬季室內氣溫比普通建筑高4攝氏度以上,保持在10~12攝氏度。現階段,“節能住宅”是指滿足行業標準《夏熱冬冷地區居住建筑建筑節能設計標準》要求的住宅,通過提高建筑圍護結構(通常指外墻、屋面、外門窗和樓板)的熱工性能,同時提高采暖、空調能源利用效率,使“節能住宅”的耗能比普通住宅降低50%。其中圍護結構和采暖、空調的節能貢獻率各約占25%。
“節能住宅”的一個基本要求是比一般住宅節能50%以上。 除了節省能耗,節能住宅還有許多其他好處,例如外墻保溫材料可以解決屋面滲水、墻體開裂等住宅頑癥,延長建筑物壽命,降低了維修的費用;中空玻璃窗可降低外界的噪聲分貝,能給住戶提供寧靜的家居環境。建造“節能住宅”,成本肯定要增加,對于浙中金華地區,如建造的節能住宅,其圍護結構符合《夏熱冬冷地區居住建筑節能設計標準》的要求,與達到現行《住宅設計標準》一般住宅要求相比,土建造價的增幅約為10%。
1浙中金華地區住宅建筑節能發展現狀和面臨形勢
發展現狀
“十一五”期間,金華市住宅節能全面開展,認真貫徹落實國家和浙江省有關建筑節能和建設科技工作的法律法規及標準規范,充分發揮建設科技在建設領域的先導和引領作用。市政府從2009年開始專門設立了建筑節能專項資金,用于推動建筑節能工作。近年來,金華市積極組織申報國家和浙江省建筑節能示范工程達300余萬平方米。為了大力推廣太陽能在建筑中應用工作,積極培育了東方前城、當代華府、家和園等項目作為太陽能與建筑一體化應用典型,積極加以宣傳和推廣,目前,金華市已全面執行12層以下住宅建筑實施太陽能與建筑一體化應用。
面臨形勢
金華市住宅建筑節能和建設科技工作取得了一定的成績,但仍然存在一些問題和困難,主要表現在當前住宅建筑節能工作主要靠行政主管部門通過強制性行政手段推動,而國家規定的對住宅建筑節能予以財政和金融支持、稅收優惠等相關的具體政策措施沒有跟上。 而在施工階段還不同程度存在擅自降低節能設計標準、節能施工質量不高、節能監理不到位等問題。市場上的建筑材料和產品不能滿足建筑節能的要求。 當前大部分住宅建筑節能主要局限于護結構的保溫技術,可再生能源應用、遮陽和通風等技術應用不夠。住宅建筑節能產品和技術還比較落后,建筑節能新產品新技術由于成本等因素推廣較難;
金華市力爭“十二五”期間,城鎮新建住宅建筑設計階段100%達到建筑節能強制性標準的要求,施工階段95%達到建筑節能強制性標準的要求。完成低能耗建筑和綠色住宅建筑示范面積50萬平方米,新增太陽能與建筑一體化應用面積500萬平方米,淺層地能應用面積20萬平方米。大力推廣建筑節能新材料新技術,重點推廣新型墻體材料。積極推動既有建筑節能改造,完成改造建筑面積10萬平方米。 因地制宜,以太陽能、淺層地能建筑應用為重點,制定相應的建設標準和配套政策。積極利用國家和省財政資金的引導作用,組織有關單位積極申報和實施太陽能發電、太陽能路燈、地(水)源熱泵空調系統等示范項目,推動全市可再生能源與建筑一體化應用工作。 建立以市場為導向、企業為主體、政策法規為保障的建設科技管理模式和行之有效的科技成果推廣機制,積極推動我市建設科技事業持續健康發展。
2住宅建筑節能的影響因素及節能措施
金華地區目前根據住宅建筑節能的實際情況和保溫材料市場狀況以建筑節能50%的標準上實現節能65%的目標,為了達到住宅節能要求,必須綜合考慮各種節能影響因素,從規劃設計立項上合理安排住宅小區的選址、空間布局、建筑組合、交通組織、朝向、日照間距、綠化;從維護結構設計上對建筑外立面、屋頂形狀、門窗大小等合理設計;從空調設備使用上在提高室內環境溫度的同時盡可能減少空調機容量及運行能耗。
在節能、環保、低碳成為住宅節能可持續發展戰略下,住宅的節能應根據金華地區的山水條件,建造宜居性住宅,影響住宅建筑節能、宜居設計的用地條件包括建設條件和自然條件。自然條件也包括諸多因素,如氣候、水文、地質、地形等。結合金華地區冬夏兩季較長,夏天悶熱,冬季濕冷的氣候特點,住宅建筑節能設計夏季應以隔熱、降溫為主;冬季以保溫、適當取暖為主;春秋兩季則以自然通風為主。總體指導原則是最大化的利用自然條件;二是結合經濟條件適當使用現代科學技術提高住宅節能效果。
從規劃設計上著手,合理安排住宅建筑群體布局,創造良好的建筑外環境,從而為建筑節能創造更加優越的條件,從住宅建筑單體設計入手,通過新型建筑材料和現代科學技術的運用,讓住宅擁有更加節能、宜居的效果。在建筑單體上對建筑墻體、門窗、屋面等建筑局部的節能設計,具體包括門窗外保溫技術,屋面綠化,蓄水屋面等。在朝向上住宅建筑宜以板式高層、底層架空、南偏東30度或南偏西30度的朝向為好,以利于加強住宅的自然通風效果。
3 決定建筑節能效果的改進措施分析
3.1建筑墻體外保溫體系
住宅的能耗是由外墻體結構的熱傳導、冷風滲透兩方面造成的。若外墻體具有良好的保溫隔熱性能,可減少冬季由室內向室外和夏季由室外向室內的傳熱量,從而減少因保持室內舒適熱環境所需要提供的采暖或制冷能量。隨著住宅節能技術的發展,新型墻體材料(例如燒結新型墻體、新型粉煤灰磚、新型混凝土)、墻體聚苯乙烯板外墻保溫隔熱技術被廣泛應用到住宅節能領域中,減少室內熱島效應。節省了能源。但目前外保溫抗裂技術水平不高,容易與保護層開裂,需要構建能承受風吹、雨淋、日曬、冬凍、夏熱、表觀質量穩定、熱工性能穩定的節能墻體體系。
3.2屋面保溫隔熱節能技術措施
屋頂作為住宅的護結構,它所造成的室內外溫度差傳熱耗熱量大于任何一面外墻或地面的耗熱量,住宅屋面冬季室內上升熱壓氣流散熱量較大,冬季保溫性能較差;夏季受太陽輻射熱強烈,頂層房間過熱,應合理選擇屋面保溫隔熱構造。
屋面形式主義有平屋面和坡屋面。平屋面一般構造做法是做保溫隔熱層,架空隔離層以及設置倒置式屋面。材料不宜選用密度大、導熱系數高的保溫材料,以免屋面重量、厚度大也不宜采用吸水率較大的保溫材料,應設置導氣排氣孔排出水分。保證保溫效果。另外還可以在平屋頂上進行種植綠化、以蛭石、鋸末等輕質、松軟傳熱系數小的材料鋪設在屋面上,能很好的緩解暴曬及雨水造成建筑物表面溫差過大,使絕大部分輻射熱能不會進入住宅,緩解住宅生態和室內環境。坡屋面主要應用于底層多層住宅,應用最多的是鋼筋混凝土和瓦片結合方式,金華地區采用淺色坡屋面節能設計技術,具有快速排除雨水、減少屋面滲漏、有效隔熱保溫、節省能源。深色屋頂反射陽光僅有30%,非金屬淺色屋頂至少反射65%日照,反射率高的屋面節省25%左右的能源消耗。
3.3門窗工程節能技術措施
在建筑圍護結構中的墻體、屋面、門窗三大圍護結構部件中,門窗的絕熱性最差,占住宅熱能耗損失的30%左右,所以在保證日照、采光、通風、觀景等條件下,增強門窗保溫隔熱性能,提高氣密性,減少冷風滲透,金華地區住宅節能建筑采用Low-E中空玻璃,具有隔熱、保溫、降低熱輻射、防結露、防潮等性能。門窗周邊采用高性能密封技術,降低門窗的傳熱系數,從住宅節能考慮窗墻比不宜過大,,對南向窗戶可適當增加窗口面積,其他朝向的窗戶可在滿足采光要求下減少窗口面積。窗戶采用塑鋼窗或塑料窗避免產生冷橋。
3.4與節能技術有關的綠色能源的應用
(1)太陽能技術的開發與應用。利用附加在建筑物上的專有太陽能部件將進行光—電和光—熱轉換,以此來滿足建筑物的熱水、采暖、空調及照明等方面耗能需求,從而達到減少建筑能耗,改善生態環境的目的。目前金華地區主要利用太陽能熱水器、
(2)地熱能的利用,地熱是一種可再生能源。主要應用的是地源熱泵技術。地熱水溫度一般在34~57.9℃,礦化度適中,微量元素豐富,是優質的洗浴、醫療用水水源。地熱能源的開發技術未來的發展空間與潛力巨大,但由于利用地熱能源成本較高,因此亟需進行更多的技術研究以解決這一問題。我們相信隨著對地熱資源的不斷開發與研究,地熱能源必將成為繼水力、風力和太陽能之后又一種重要的新能源。
(3)風能的應用。被稱為“藍天白煤”的風力資源,是一種取之不盡、又不會產生污染的可再生能源。目前東南沿海是最大風能資源區。風能密度為200W/M2-300W/M2,大于6m/s的風速時間全年3000h以上就可取得較大經濟效益。風能與其他能源相比有其明顯的優點蘊量巨大、可以再生、分布廣泛、沒有污染。而且從經濟的角度講風力儀器比太陽能儀器要便宜九成多。中國風能儲量很大、分布面廣甚至比水能還要豐富。合理利用風能既可減少環境污染又可減輕越來越大的能源短缺的壓力。
(4)生物能的合理利用。生物能來源于生物質,也是太陽能以化學能形式貯存于生物中的一種能量形式,它直接或間接地來源于植物的光合作用。是一種唯一可再生的碳源,可轉化成常規的固態、液態或氣態的燃料。生物質能(又名生物能源)是利用有機物質(例如植物等)作為燃料,通過氣體收集、氣化(化固體為氣體)、燃燒和消化作用(只限濕潤廢物)等技術產生能源。
4推動金華住宅建筑節能的建議
住宅節能是一項很復雜的綜合性技術。筆者認為加大對圖紙設計的審查力度,設計時精心布局,對施工環節強化監督。對墻體、屋面、門窗保溫隔熱采取系統化措施,相互配合,針對金華市自然氣候特點制定住宅室內環境調控技術,對開發節能住宅的企業,政府采取“扶持性”措施,在規劃、審批、驗收條件下放寬條件,在資金技術上給予專項補貼。在招投標時對節能企業采取加分措施,推動節能住宅全面發展。
參考文獻
[1]葉宇凡、吳建英 房屋建筑節能設計初探 科技創新導報
【關鍵詞】太陽能;太陽能與建筑一體化;光熱;光伏;太陽能熱水器
隨著社會的發展和人口不斷增長,建筑能耗在社會能源總消費量中所占的比例逐年上升,能源已經成為全球的熱點、焦點問題。世界各國都面臨著資源和環保的雙重壓力,人類社會的可持續發展遭遇了空前的挑戰。能源的緊缺提出了對可再生能源的需求,而太陽能作為一種可以在任何太陽存在的地方都可以使用的能源受到廣泛的關注,它的使用已經從最初在邊遠地區和缺電地區的使用,逐漸的轉移到發達國家城市的使用;我國太陽能與建筑一體化市場已經啟動。在城市,以光伏屋頂和光伏幕墻為主的光伏示范項目,已經隨著數量的增加正在向示范城市推廣,某些城市正在大力推廣太陽能熱水器在住宅的應用。在農村,以太陽能熱水器和太陽能房為主的光熱項目,也開始向光伏示范項目方面發展。
1、可再生能源的產業政策
“可持續發展”已經成為我國經濟社會發展的基本戰略。我國已經制定了以《節約能源法》和《可再生能源法》為主的可再生能源法規體系。“可再生能源中長期發展規劃”和“可再生能源發展十一五規劃”已經展現了可再生能源的發展藍圖。
2、太陽能利用的產業現狀
當今世界,能源問題日益成為制約國際社會經濟發展的瓶頸,越來越多的國家開始開發太陽能資源,尋求經濟發展的新動力。太陽能作為一種可再生的新能源,越來越引起人們的關注。我國太陽能資源極為豐富,年太陽能輻照總量超過 502 萬 kJ/m2、年日照時數超過 2200h 的地區占國土面積 2/3 左右,國家已將太陽能光熱利用納入建筑節能范疇,這一舉措為太陽能熱水系統建筑一體化的發展奠定了重要的政策基礎。
3、太陽能與建筑一體化應用的理念
所謂太陽能與建筑一體化即在不破壞和影響建筑的外觀與結構情況下,利用建筑的現有條件設計與安裝太陽能光熱系統,使太陽能光熱系統成為建筑整體的一部分,同時達到節能和滿足使用功能的目的。
3.1 太陽能熱水系統與建筑同步設計與施工
根據太陽能與建筑一體化的理念,太陽能熱水系統是建筑整體的一部分,因此,在建筑設計的同時必須考慮太陽能熱水系統的同步設計,使太陽能熱水系統與建筑達到和諧統一。在太陽能熱水系統設計中就充分地考慮到這些因素。①太陽能與建筑一體化應用在高層住宅時要充分有效集的熱器放置面積,同時考慮到建筑外觀的整體美觀因素,不破壞建筑外觀設計,因此,要求集熱器的安裝必須與建筑物的屋面形式相符合。②太陽能與建筑一體化應用在別墅時要考慮別墅太陽能集熱器與屋面采用嵌入式安裝,成為屋面的一部分,較好實現一體化目標。在建筑樓面竣工,進入水電安裝階段,太陽能熱水系統的安裝必須同步進行,做到與建筑同步施工,同時竣工。
4、太陽能與建筑一體化存在的問題和發展建議
雖然太陽能建筑一體化有高效、經濟、環保等諸多優點,并已在世博場館和眾多示范工程上得以運用,但仍然存在一些不足之處。主要是由于太陽能發電的成本較高,目前太陽能發電的成本是每千瓦時 2.5 元。盡管光伏組件與建筑相結合可以降低一些建筑能耗,但是與常規能源相比太陽能建筑所發的電由于造價要貴很多,無論是全民分攤還是國家補貼,大面積推廣使用太陽能存在很多困難,投資回收期太長導致投資者難于接受。因此目前國內的太陽能建筑應用多在一些政府補貼的示范項目上,市場容量有限。此外,太陽能發電受天氣影響大,有波動性。這是由于太陽并不是全天都有,因此如何解決太陽能光伏發電的波動性,如何儲電也是亟待解決的重要問題。此外,我國還沒有建立詳盡、完整、系統的太陽能資源數據庫;尚未建立完善的市場規范和機制,包括完善的產品質量認證體系,統一的光伏系統設計規范和工程驗收規范、光伏系統的運行、維護和管理規范;尚未建立綜合、長效的光伏人才培訓體系等。要穩步推進太陽能與建筑一體化建設,以下幾個方面的工作有待進一步完善:
(1)加大經濟激勵力度:建議財政加大資金投入
制定鼓勵太陽能建筑應用的優惠政策,擴大經濟激勵范圍,放大資金引導效應;對政府投資的公共設施項目、城鄉低收入群體和新農村建設項目應用太陽能光熱與建筑一體化時實行財政補貼政策;優化專項資金使用范圍,加大對技術含量高、示范推廣價值大的太陽能光伏建筑研發、產品生產、工程示范的支持力度,實施相應的稅收減免,提高企業建設節能建筑的積極性。
(2)加強標準體系建設,完善標準規范配套:應加強太陽能建筑一體化方面的標準體系建設,根據太陽能建筑一體化的應用需要,進一步加強相關生產與應用技術研究,以及配套的標準規范研究。亟待制訂的有:太陽能熱水工程與建筑一體化驗收規范、光伏建筑工程質量檢驗方法標準等。通過標準制修訂和完善技術標準體系的建設,形成一套完整的太陽能和建筑一體化應用標準。
(3)加強技術研發:需要加大太陽能光熱和光伏的技術研發,實現技術和產品升級,以使太陽能和建筑能真正融合起來。從整體上看,我國開展太陽能建筑一體化建設只重視引進,自主創新得到的支持不夠。從技術的層面看,目前,太陽能建筑最大的瓶頸就是電池與建筑結合的安全性和散熱性。我國應組織光伏產業機電設備制造等相關產業聯合攻關,同時積極尋求國際合作。
(4)加強人才建設:我國除了在開發太陽能建筑產品上需要進行大膽技術創新,還要培養大量相應的建筑設計人才。由于太陽能產業涉及光學、電磁學、機械、建筑等學科,對產品開發設計、太陽能建筑一體化工程施工安裝人員的專業素質要求都較高,專業人才的培養是產業發展的必經之路。
(5)開展國際合作交流,完善相應的認證制度:在太陽能光伏認證體系方面,經過多年的積累,國外部分發達國家已經形成了較為完善的認證體系。為了保持我國太陽能建筑產品的質量,促進技術進步,推動產業持續健康發展,必須建立起與國際先進水平相當的認證體系,從而促進我國在產業上的健康、有序發展。
(6)充分利用各地區自然條件:根據各地的不同氣候、不同自然條件,因地制宣地發展太陽能光伏建筑。不同地區對太陽能的利用程度是不一樣的,各地區需要針對實際情況開展太陽能光伏建筑一體化的工程。
5 結語
近幾年來,我國太陽能與建筑一體化節能技術得到了長足的發展。在光熱方面,太陽能集熱器或光電板正迅速標準化、系列化,并與相連的建筑構件模數相適應;光熱系統的設計和運行與現有的建筑通用熱水供應系統也在加緊結合,實現多種形式熱水供應要求。在光伏方面,用于邊遠農村的帶蓄電池的獨立發電系統,逐漸發展為適用各類建筑使用的并網光伏發電系統;太陽能電池組件也從單一的發電功能,發展為與建筑構件功能相結合。太陽能技術正從示范工程應用逐步向工程化規模應用發展。我國太陽能資源豐富,開發利用太陽能是提高可再生能源應用比重、調整能源結構的重要抓手。推動太陽能與建筑一體化的應用,將有效促進我國太陽能產業健康和發展。
參考文獻:
營造更加健康、宜人的空間是建筑發展的目標,但是實現這個目標往往以資源的消耗和環境的付出為代價。20世紀中,在資源和環境的巨大壓力下,可持續發展理念應運而生,它強調當代人對未來的責任,強調節約資源和保護環境,于是建筑的發展被賦予了綠色內涵。綠色理念被認為是可持續發展理念在建筑領域的表達方式,綠色建筑成為可持續發展理念在建筑領域的具體實踐,經常可以見到的表述是“綠色建筑又稱生態建筑、節能建筑或者可持續建筑”,但是綠色建筑不是簡單強調可持續理念中的節約資源和保護環境訴求,而是在協調建筑根本目標和可持續發展要求的基礎上,形成更加符合建筑發展規律的科學合理的一體化概念內涵,從而引領當代建筑實踐的發展方向。
綠色建筑的健康前提
發展的本質是提高人的生存質量,生存質量的核心是健康水平,健康資源是人類最重要的資源。健康資源的積累需要一個漫長的過程,健康效果的顯現卻具有明顯的滯后性,對社會的影響要延續幾十年甚至上百年,可以說健康資源積累是人類可持續發展的根基。
建筑品質的提高是健康資源積累的重要內容,中國解放后30年國民平均預期壽命從1949年的35歲上升到2000年的114歲,主要傳染性疾病的傳播得到有效控制,這與建筑品質提高帶來的健康條件改善密不可分。
2003年的“非典”疫情過后,建筑的健康性更加成為社會關注的焦點,國家住宅與居住環境工程中心集合中國建筑設計研究院、中國疾病預防控制中心、中國環境監測總站等單位制訂了《健康住宅建設技術要點》,這個文件在強調建筑關注生理健康的同時,把居住環境的健康性拓展到社會環境的健康性,涵蓋了生理健康,心理健康、道德健康和社會適應健康等四個層次。建設部和國家質監總局2006年頒布《綠色建筑評價標準》中對室內環境質量的要求也體現了對建筑健康性的重點關注,對室內的日照、采光、隔聲、通風、空氣質量和溫濕度調節等內容設定了具體的評價標準。
現階段我國建筑發展的主要任務還集中在提高人們的居住和工作條件上,最大限度地節約資源,保護環境必須以提供健康、舒適和高效的使用空間為前提,作為當代建筑發展的標志,關注健康是綠色建筑不可或缺的重要內容。
綠色建筑的節約資源特征
全球能源的三分之一被建筑消耗,建筑節能是全世界關注的重點。我國目前既有建筑約400億m2,年新增竣工面積約20億m2,建筑既有量和新增量都是世界第一,建筑能耗占到全國社會商品總能耗的近30%,建筑節能成為我國建設節約型社會的關鍵領域,提高建筑節能水平具有十分重大的意義,為此國家先后出臺了《公共建筑節能設計標準》《民用建筑節能設計標準(采暖居住建筑部分)》《夏熱冬暖地區居住建筑節能設計標準》《夏熱冬冷地區居住建筑節能設計標準》《既有采暖居住建筑節能改造技術規程》《采暖居住建筑節能檢驗標準》等一系列國家和行業標準,大力推進節能建筑的發展。為了配合國家實現單位GDP節能20%的節能減排總目標,建設領域訂立了到“十一五”期末,建筑節能1億t標準煤的目標。
隨著我國《綠色建筑評價標準》的頒布,建筑節能被納入到綠色建筑框架下,綠色建筑的節能特征受到了充分重視,綠色建筑幾乎成了節能建筑的代名詞被社會各界廣泛借用。但是從《綠色建筑評價標準》中不難看出,節約能源是綠色建筑節約資源內容的一部分,綠色建筑節約資源還包括節地、節水、節材等其他內容,盡管綠色建筑具有顯著的節能特征,但是不能簡單的將綠色建筑和節能建筑混為一談,所以說我國的綠色建筑具有包括建筑節能在內的顯著的節約資源特征。
綠色建筑的環境保護特征
20世紀中葉以來,溫室氣體排放導致全球氣候變暖成為可持續發展關注的熱點,人類的視野從關注資源枯竭擴展到保護生態環境上來。建筑用能排放的CO2占全球排放總量的1/3,同時向大氣排放大量SO2,NOX等污染物,建筑減排不可避免的成為人們最關心的內容。
追溯綠色建筑的興起,綠色建筑沿襲著生態建筑的基本理念一路發展過來,所以生態環境保護在綠色建筑中不可避免的具有十分突出的地位,于是綠色建筑和生態建筑這兩個詞語往往被不加區別的廣泛應用于建筑領域。事實上在環境科學中環境與生態環境具有不同的概念內涵,環境指以人為中心的外部世界,強調作用于人的生存和發展的外部條件,生態環境著眼于特定生物體或生物群體的存在空間,側重于自然界各種要素的平衡和延續。綠色建筑的環境保護特征包含環境保護和生態環境保護雙重內容,不僅限于生態建筑內涵,生態建筑側重于建筑關注生態保護和生態平衡的程度,主張貼近自然的生活和居住方式,減少溫室氣體的排放,減少對自然界的干擾,而環境保護更加關注建筑對人的健康性保護,立足于建筑的內部環境和外部環境。綠色建筑綜合環境保護和生態環境保護雙重內涵,進而結合節約資源特征構成綠色建筑綜合集成的概念內涵。
綠色建筑的人文精神
綠色建筑的發展表明人類的視野從建筑本身已經擴展到人類生存的整個環境,從當代人的建筑需求擴展到人類未來的發展需求,從致力于建筑功能和形式的統一擴展到人文、資源和環境的協調發展,綠色建筑的發展集成當代科學的發展成果,探索人、自然與建筑秩序的融合,架起溝通當代與未來、建筑空間與自然界的橋梁。
綠色建筑的發展不僅是單純建筑理念和技術的進步,而且是建筑人文精神的一次飛躍,阿莫里?B?洛文斯(Amory B.Lovins)對綠色建筑設計的概括具有較強的代表性:綠色建筑是利用先進技術,結合人的生理、精神現狀以及理想進行的整體性建筑設計。所以說綠色建筑站在人類發展的高度,綜合發展、公平、合作和協調理念,從人文和哲學層面概括了新時代建筑的發展方向,強調整體把握經濟,社會和人文需要,以舒適、健康的生活為主導的同時,以最少的能源、資源和環境為代價,尋求綜合集成的建筑解決方案,這些理念與當前指導中國發展的科學發展觀和以人為本,構建和諧社會的指導思想高度契合。
綠色建筑概念的一體化內涵
可持續理念下的建筑探索集中在節約資源和保護環境兩個方面,包括節能節地建筑、自維持住宅、共生建筑、科技建筑、有機建筑,生態建筑、低碳建筑等等,在節能、節地、節水,節材,可再生資源利用,減少排放等領域取得了卓有成效的成果。基于綠色建筑的節約資源和環境保護特征顯著,人們往往將綠色建筑和可持續建筑以及生態建筑、節能建筑等混為一談,甚至多見于關于綠色建筑的專著。
總體上講建筑對健康和舒適的追求是以資源的消耗和環境的付出為代價的,健康舒適和節約資源保護環境訴求的碰撞促發了綠色建筑理念的形成,綠色建筑理念將人們對建筑的健康舒適需求和節約資源和保護環境進行一體化考慮,從而形成引領當代建筑發展方向的建筑理念,所以綠色建筑區別于單純的生態建筑和節能建筑,具有綜合人居條件、資源節約和環境保護三大主題的一體化概念內涵。消費擴張時代的綠色建筑文明
多年來,中國經濟增長一直面臨著消費不足、投資和出口增長過快的境況,轉變經濟增長方式、讓經濟增長更多地依靠消費拉動是中國經濟發展著力的重點。報告顯示,2007年,消費對經濟增長的促進作用顯著增強,中國消費、投資和凈出口分別拉動經濟增長4.5個、4.4個和2.5個百分點,消費的貢獻率7年來首次超過投資。中國經濟的增長正在從投資拉動型向消費拉動型轉變,可以預期,這種消費拉動的增長勢頭將持續推高消費品市場的增長,建筑消費市場在這種消費擴張趨勢的推動下,過度消費的傾向初露端倪。
現有的社會分配結構下,社會富裕階層往往把建筑作為炫耀財富和成就的舞臺,使大面積、獨立住宅、豪華外觀、高檔裝修成為人們競相追逐的目標,并向整個社會蔓延,綠色建筑也被貼上高技術和國際標準的標簽,成為迎合建筑貴族化傾向的工具。事實上建筑的過度消費產生的效益增量有限,造成的資源浪費和環境損害卻十分巨大,與綠色建筑尋求居住消費和資源消耗協調統一的宗旨背道而馳。
綠色建筑是節約的建筑,不僅是單純的節約資源,同時倡導人與自然和諧相處的自然觀,有限消耗、適度消費、自我克制等理念是綠色文明的精髓,在消費擴張的時代具有更加重要的現實意義。
中國發展綠色建筑的適度國際化視野
中華文化自古不乏人與自然和諧相處、天人合一的思想精髓。有限消耗,適度消費、自我克制等生存觀在以儒學為代表的東方文化中占有重要位置,在東西方文化交流中構建具有東方精神的綠色文明具有重要現實意義。
西方國家經濟高度發達,社會保障體系完善,人民生活富足,提倡可持續發展理念具有特定的前提和條件,既是順應人類發展的需要又是西方國家主導世界潮流的工具。由于發展的歷史階段和基本國情不同,中國如果照搬西方的框架和模式,發展將步履維艱。中國作為有著深厚文化底蘊、經濟實力正在蓬勃增長的東方大國應該具有符合自身特點的綠色發展觀。
西方綠色建筑的評價體系和標準是在居住條件得到全面滿足,建筑技術和材料應用技術相對先進,新增住宅需求有限的客觀條件下制定的,照搬西方的方法和標準推廣中國的綠色建筑將使中國的綠色建筑發展付出極高的代價。中國綠色建筑的推廣必須堅持適度國際化的方針,參考西方國家的技術、方法和體系,結合中國的文化理念和發展實際,實行國際化視野下的本土化。
我國是2001年進入“綠色建筑”的研究階段,隨著我國對綠色節能建筑的逐步重視,近3、4年來,“綠色建筑”成為了炙手可熱的詞匯。從2004年開始,建設部每年一次在全國召開綠色建筑和智能化國際研討會,直到2013年已經召開了九次會議。最近的2013年這次大會以“加強管理,全面提升綠色建筑質量”為主題,分為研討會、博覽會、互聯網三大部分。而研討會又設有1個綜合論壇和31個分論壇,研討綠色建筑與建筑節能技術標準、政策措施、評價體系、檢測標識,分享國際國內發展綠色建筑與建筑節能工作新經驗,以便促進我國住房和城鄉建設領域的科技創新及綠色建筑與建筑節能的深入開展,更進一步使全國的綠色建筑走上了規范化的發展道路。
目前我國綠色建筑的現狀及其誤讀
似乎很多人士沒有弄清楚綠色建筑的本質含義,認為綠色建筑只是將建筑物周圍和內部進行綠化。其實綠色建筑的本質盡可能較少浪費能源、土地、水、生物等有限資源,同時提高使用效率;
綠色建筑當然要采用一定技術,但并不是一定非要采用高新技術。科學地利用廢棄的土地、原料、植被、土壤、磚石等材料,變廢為寶,產生循環經濟效益,力爭做到“取于自然,回歸自然”,這才是綠色建筑的本質含義。
盡管從2009年以來,中國能源消耗已經超過美國,排名世界第一,但從目前的建筑物能源消耗強度(EUI,即單位面積的能耗)上講,中國只有美國的四分之一。例如:發達國家暖通空調(HVAC) 采用“全時全空”模式下進行自動控溫的,是在為一個非常巨大的系統提供服務。而在中國的建筑里,主要采用的是“分時分空”的模式,窗戶可以自行開關,并采用分散式系統等控制方式。在中國,家庭大型電器(例如:烘衣機)的普及率很低、水電氣的自行費用支付等因素,都是我國處于較低EUI的重要因素。
據有關部門估計,我國每年城鄉新建房屋建筑面積近20億平方米,其中80%以上為高能耗建筑;既有建筑近400億平方米,95%以上都屬于高能耗建筑,環境破壞極其嚴重,
本文由東莞市2008年科技項目“移動WiMAX系統中的關鍵技術的研究”、江西省教育廳2007年科技項目“應用于4G中的軟件無線電技術的研究”等資助!
每年都喪失大量的耕地面積。據建設部預測,未來10年我國建筑業發展速度仍會高于國民經濟的發展速度,其中住宅建設也將處于增長型發展時期。
二、《綠色建筑評價標準》確定的指標體系
為規范綠色建筑評價工作,引導綠色建筑健康發展,建設部于2006年6月1日了《綠色建筑評價標準》(gb/t50378-2006),于2007年11月又了《綠色建筑評價技術細則(試行)》,正式啟動了我國綠色建筑評價工作。
《綠色建筑評價標準》對綠色建筑等級劃分比較詳細,由節地與室外環境、節能與能源利用、節水與水資源利用、節材與材料資源利用、室內環境質量和運營管理(住宅建筑)或全壽命周期綜合性能(公共建筑)6類指標組成。每類指標包括控制項、一般項與優選項,綠色建筑劃分為三個等級。
PKPM綠色建筑設計軟件的兩個只要用途
建筑節能的能耗模擬
PKPM綠色建筑系列軟件是由中國建筑科學研究院開發,主要用于建筑節能設計的能耗模擬和分析,其主要包括空調、采暖、照明、設備等方面。該軟件可以實現動態設計和分析過程,可對已建、改建或新建的建筑設計方案進行能耗模擬,判斷其是否節能;另外,對于還沒有制定節能標準的地區,可以作為標準的制定和能耗分析工具。
PKPM軟件能以多種方式將建筑物的能耗指標、分析結果直觀地顯示出來,生成詳盡的設計說明書和計算報告。該軟件還提供了分析、審查、信息化管理系統等功能,以便于直接對設計院節能設計的過程和數據進行監督和管理。
太陽能系統與建筑一體化設計分析
PKPM自主研發的太陽能熱水系統與建筑一體化設計分析軟件,是國內首款綜合考慮以吸收太陽輻射能為熱源,將太陽能轉為熱能以達到加熱水的目的的整套裝置,包括太陽能集熱裝置、儲熱裝置、循環管路裝置,并考慮地區資源條件、建筑外觀、集熱類型等相關因素,設計的一體化系統的管路盡最大限度不影響建筑美觀,此屬一種創新理念,從而實現了太陽能熱水系統與建筑的真正一體化。此款分析軟件是基于節能軟件平臺PKPM的二次開發,并兼容Auto CAD2002-2006。
除了PKPM軟件之外,具有相似功能的應用于綠色建筑評估的軟件還有:用于建筑環境噪聲預測與評價的SoundPLAN軟件、用于室外風環境模擬與室內自然通風模擬的Stream軟件、用于建筑采光模擬分析的TAS-Daylighting軟件、以及用于建筑信息模型設計的BIM軟件,等等,本文不再敘述。
綠色奧運建筑評估軟件簡介及其評分系統
1、簡介
從1996年美國亞特蘭大奧運會使用可再生性能源到2000年澳大利亞悉尼奧運會場館及其配套設施,悉尼奧運會被認為最能展現高科技含量的是綠色奧運村。北京2008年 “綠色奧運建筑評估體系研究”課題匯集了清華大學、中國建筑科學研究院等9家單位歷經1年時間深入研究,共同開發了綠色奧運建筑評估軟件GOBAS(Green Olympic Building Assessment System)平臺,可以快速、準確、詳細地進行定性和定量評估。另外,該軟件平臺還提供了二次開發的接口,使得可以方便的建立其他各種根據用戶需求不同的評估體系。該平臺無論是菜單還是提示界面,都做了符合人的思考方式的界面設計,如圖1所示:
圖1綠色奧運評估體系軟件界面
2、直觀的綠色建筑Q 、L 打分體系
綠色建筑追求的是用最少的環境代價L 獲取最好的建筑環境質量Q。簡單的把二者的完善程度相加,并不能反映被評價項目綠色程度的實質。面對Q,L這對矛盾,采用圖2所示的Q,L 兩維坐標來評價建筑的綠色程度。當評價結果位于A 區時,表示只投入很少的環境代價,就獲得很高的建筑環境質量和服務,屬于出色的綠色建筑。同樣,當處于B,C 區,也分別達到較好和及格的綠色建筑。而當處于D,或E 區時,則應該是堅決避免的。
除了提供一張二維Q幾圖表之外,評估軟件還能根據用戶提供的建筑信息,生成一系列直觀圖表,向用戶生動地展示參評建筑在不同層次的條目評估過程中體現出來的性能優劣,如圖2中所示。
圖2奧運綠色建筑軟件Q 、L 打分體系
參考文獻:
[1] 《PKPM全模塊破解版》(PKPM)2002新規范.
[2] 《建筑環境系統模擬分析方法:DeST》,江億主編.
[關鍵詞]建筑節能;節能建筑;綠色建筑 文章編號:2095-4085(2017)02-0175-02
山東作為能源消耗大省,建筑節能所面臨的形式也相對嚴峻。各地市也相應出臺了地方性規定:比如《青島市公共建筑節能設計補充規定》、《青島市居住建筑節能設計實施細則》、《青島市居住建筑外墻外保溫體系技術規定》。
1建筑節能執行標準
山東省建設廳2006年前后出臺了《山東省建筑節能審查監督暫行管理辦法》。辦法中規定,所有建設工程在項目竣工完成之后,必須主動向有關部門申請關于節能建筑的相關權威認定,在經過相關部門的嚴格評審和科學認定之后,對于符合建筑節能標準要求的建設項目予以認定證書的頒發,即:《山東省節能建筑認定證書》。此標準為強制標準,因此要無條件執行;而對于沒有達到建筑節能強制標準的建設項目,相關部門可嚴格按照法律法規予以執行,對相關工程項目竣工驗收備案手續不予辦理。根據《審查管理辦法》之規定,山東省各級建筑行政主管部門要加大相關法律法規執行力度,對于工程項目的各個環節進行嚴格限制和科學審查,如項目施工圖設計審查的備案、施工現場的節能施工檢查、對建筑項目節能標準的認定以及工程竣工后的驗收備案等,都實行層層設卡,大力加強建筑項目的節能審查力度。
工程項目竣工后,由墻改與建筑節能機構進行節能建筑的相關認定,因此,建設單位應在5個工作日之內做出行動,主動向當地管理部門提出關于節能建筑的申請,以獲得認定。而相關部門在受理申請后,應對建設單位的申請進行及時的認定和評審,盡快完成對于建設工程項目的審查工作。
2節能建筑的設計
作為建筑設計人員,能為建筑節能做的就是嚴格按照國家規范,標準,強制性條文和地方標準、規定進行設計和圖紙繪制。比如根據不同地區(山東省內主要劃分為兩個大區)建筑型式、建筑規模和檔次確定不同的護墻體材料,屋面、外墻、不采暖樓梯問(隔墻和戶門)、樓板(與外界空氣接觸的樓板、相鄰于不采暖空間的樓板)、地面(周邊地面、非周邊地面),凸(飄)窗(頂板、底板),伸縮縫、沉降縫兩側外墻,抗震縫兩側外墻,分戶墻,層間樓板,窗(包括陽臺門透明部分)等部位根據不同的保溫材料,體型系數,各朝向窗墻比以及判定方法(直接判定法、指標判定法、對比判定法),進行科學合理的建筑節能設計。
節能設計過程其實主要是一個計算比較的過程,因此關于面積和體積的計算方法和精度是否符合規范和標準的要求就顯得尤為重要,因為這個直接決定了計算結果是否準確可靠。以下是幾個常用面積、體積名詞。
(1)建筑面積(A0),建筑面積的概念是應該按照各層外墻外包線所圍范圍內的平面面積的總和進行計算。其中并不包括未封閉的陽臺,地下室及半地下室以及閣樓所占的面積;而如果閣樓層采取供暖時,就應該應按照閣樓層的全部面積進行計算。針對一些上部居住,下部商用的建筑,則應該按照實際居住部分的外墻外包線所圍成的平面面積的總和進行計算。
(2)建筑體積(V0),建筑體積根據其實際意義應該是按照建筑面積所對應的建筑物的外表面與樓體的底層地面所圍出的總體積進行計算。
(3)換氣體積(V0),應按是否采暖進行區別,如公共走廊和樓梯間不進行采暖時,應按V=0.6V0計算公式進行計算;若公共走廊和樓梯間采取采暖措施時,則應該按V=0.65V0計算公式進行計算。
(4)屋頂面積(FR),對于屋頂面積的計算,應該按照屋頂的實際面積進行。
3新能源在節能建筑中的應用
由于我國能源消耗的日益增多,新型能源的利用以成為建筑節能的趨勢。近年來太陽能技術的應用逐漸增多,其中最為典型的就是太陽能熱水器的利用,由于太陽能熱水器自身所具備的節能和環保優勢,在我國發展迅速,其技術也日益成熟,具有一定用潛力。
我省標準設計《太陽能熱水系統建筑一體化設計與應用》條例的出臺,對于新能源和可再生能源如何在建筑工程中進行利用起到了積極的推動作用。對太陽能建筑實施一體化,并對其相關技術進一步完善,能夠促進建設領域節能工作的全面開展。未來的建筑形式一定是大力應用太陽能、地熱能等可再生能源的真正意義上的綠色建筑,建筑設計中能夠做到將建筑形式、建筑結構、太陽能光熱系統和空調采暖系統的有機結合。對建筑質量優劣的評定應該是以其能耗的多少為指標。青島市建設委員會就于2010年5月下發了《關于在民用建筑工程中推行太陽能熱水系統應用技術的通知》青建發(2010)69號。通知要求:在建及新建十二層及以下的居住建筑以及集中供應熱水的公共建筑,如醫院、學校、洗浴中心等其他公共建筑場所,必須按規定強制配置太陽能熱水系統,也就是說在青島地區,太陽能熱水系統是新建建筑設計中的標準配置。
關鍵詞:太陽能建筑節能熱利用光電技術
一、引言
地球暖化日趨嚴重,全球都在努力降低碳排放。建筑耗能產生之溫室氣體更是其中之大宗,根據歐盟之調查,建物之耗能約占全球各種民生耗能之40%,尤以制造傳統電力所產生之二氧化碳與室內冷氣空調所產生之氫氟碳化物(HFCs)為兩大主要溫室氣體。
太陽能是一種取之不盡、用之不竭的無污染能源。地球攔截的太陽輻射能相當于目前全球電力消費量的1500倍。而依靠現有的技術以及經濟條件,供開發利用的太陽能只占理論資源量的很小一部分,因此如果我們能在建筑上大幅提高太陽能利用率,就能很好地降低建筑能耗,達到低碳目標。
二、太陽能在節能建筑中的利用及技術
太陽能在節能建筑中的應用形式主要有太陽能的熱利用和太陽能光電技術。目前,從我國的實際情況來看,太陽能在建筑中的熱利用為主要應用方式,尤其是以太陽能在建筑采暖、空調和供應熱水等方面的應用為主。
1.太陽能的熱利用
太陽能采暖系統一般分為兩種,一種是被動式,即與房屋的結構體相結合,以建筑物本身作為蓄熱體,白天吸收熱空氣,夜間依靠墻體放熱采暖。另一種是主動式,即在建筑的屋頂上安裝平板集熱器,使其與太陽輻射成傾角吸熱,然后以熱水方式儲存太陽能,利用太陽能供暖供熱水等等。
2.太陽能光電技術
太陽能光電技術主要是利用單晶硅或多晶硅將光能轉化為電能,,即太陽能光伏發電,為建筑提供清潔能源。光伏電板是太陽能電池組件組合而成的,重量比較輕,厚度比較小,只要在屋頂上預先設計支架便能有效地將太陽能光伏電板安裝上去,建材化的太陽能光伏板可以減輕屋頂的荷載。太陽能建筑的光電利用,主要是用來實現太陽能照明。
目前較為先進的太陽能與建筑一體化是將太陽能利用設施與建筑有機結合,利用太陽能集熱器替代屋頂覆蓋層或替代屋頂保溫層,既消除了太陽能對建筑物形象的影響,又避免了重復投資,降低了成本。
三、我國太陽能在節能建筑中利用的現狀及存在的問題
作者簡介:李娜,浙江義烏人,浙江工業大學在讀研究生,義烏工商職業技術學院講師
1、太陽能熱水器(系統)
我國的太陽能熱水器產業進入20世紀90年代后期以來發展迅速,目前國產產品幾乎完全占有了我國的太陽能熱水器市場,某些著名品牌還出口國外。
但是長期以來,太陽能熱水器一直是房屋建成后才由用戶購買安裝的一個后置部件,隨著太陽能熱水器在城市普及率的不斷提高,由這種使用方式而帶來的一系列問題和矛盾也逐漸顯現,特別是對建筑物外觀和房屋相關使用功能造成的影響和破壞,直接導致了一些城市和小區、單位的主管部門出臺不允許安裝太陽能熱水器的管理規定,嚴重制約了太陽能熱水器的進一步發展。
2、太陽能供暖、空調
主動式太陽能采暖由于系統復雜,設備多,所以初投資和經常維持費用都比被動式太陽能采暖高。我國過去采取的政策是優先發展被動式太陽能采暖。這種太陽能供暖系統投資費用高并且春、夏、秋季熱水過剩,需通過季節蓄能技術和全年的綜合利用來解決。
由于空調的應用需求和太陽能的供給量保持很好的一致性,即天氣越熱,越需要使用空調時,相應的太陽輻照量也較大,所以太陽能空調是我國最早進行太陽能應用的研究領域。太陽能空調技術的工程應用,其主要問題是投資較高,所需要的太陽能集熱器面積較大,該項技術的推廣取決于中、高溫太陽能集熱器的開發和降低成本。
3、光伏技術太陽能建筑
利用光伏并網發電技術提供房屋用電能耗的太陽能建筑,近年來成為世界太陽能利用的熱點,發達國家中建成并投入使用的該類太陽能建筑已有相當數量,在我國則處于起步階段。在與建筑的結合和工程應用方面與發達國家還有不小差距。
由于光伏電板太陽能屋頂系統使用了較為新型的高科技材料,它相對太陽能集熱器屋頂而言,造價相對要高,初投資十分昂貴,現在大多在如義烏國際商貿城這樣的公共建筑中使用,從而影響了它的推廣。
四、節能建筑中太陽能應用技術的發展方向和對策
1、太陽能熱水器(系統)與建筑相結合
我國人口眾多,多層和高層建筑是住宅建設的主流,要使太陽能熱水系統真正與建筑相結合,必須逐步改變現在為每家每戶單獨安裝太陽能熱水器的作法,而代之以在每棟建筑上安裝大型、綜合的太陽能熱水系統,統一向各家各戶供應熱水,并實行熱水計量收費。太陽能熱水系統的建筑一體化比較符合目前我國的實際情況和技術水平。
只要做到在房屋設計之初就同步進行太陽能熱水系統的設計,解決相關的建筑一體化設計問題并不困難。此外,政府應該出臺相應的引導政策和激勵措施,鼓勵房地產開發商投資建筑一體化的太陽能熱水系統。隨著人民生活水平的不斷提高,具有24小時供應生活熱水功能的商品住宅越建越多,今后供熱水會逐步成為住宅的必備功能,無論從節能還是環保角度來看,太陽能熱水系統都有其明顯的優勢。初投資增加不多,運行費用卻大大節省,而且包含了"綠色建筑"的概念,既能給房地產開發商帶來新賣點,又能減少物業管理部門的日常開支,對國家、企業和用戶都有好處。
2、太陽能供暖、空調系統規模化
利用大、中型太陽能供熱、采暖技術和利用太陽能冬季采暖,夏季空調、全年供應熱水的三聯供技術是今后太陽能熱利用技術在建筑中應用的主要發展方向,而被動太陽能建筑設計技術是基礎,因為必須首先大幅度降低太陽能采暖空調建筑本身的能耗需求。太陽能熱利用系統的關鍵部件是太陽能集熱器,與太陽能熱水系統相比,太陽能供暖、空調系統對太陽能集熱器的熱性能提出了更高的要求。太陽能供暖系統是在冬季使用,環境氣溫較低會加大集熱器的熱損失,夏季空調使用的吸收式制冷機需要高溫水作熱源,要求集熱器產生至少85℃以上的熱水,而目前國內的集熱器產品主要是為適應太陽能熱水的使用要求,用于太陽能供暖、空調系統時的熱效率較低,直接影響了系統的效益。所以,開發可適用于太陽能供暖、空調系統的中、高溫太陽能集熱器至關重要,也是今后的努力方向。
3、太陽能并網光伏技術與建筑結合
降低光電池、逆變器的制造成本,開發能與光電池有機結合的新型建材,解決并網問題,是推進光電太陽能建筑發展的關鍵;而要降低成本,產品必須要有一定的生產批量,所以拓寬應用范圍是當務之急,不能因為目前光電太陽能建筑的高投資就止步不前。開拓市場可以重點抓兩個方面,一是解決偏遠無電地區的照明及用電;二是針對特殊用途建筑,例如奧運場館等標志性建筑、旅游度假村、邊海防營房等,建設光熱、光電綜合利用太陽能建筑。后者更為重要,只有解決了光熱、光電綜合利用實用技術,才能增加太陽能光電池的市場競爭力。
五、結論
太陽能是最清潔、最廉價的能源,在目前我國限制使用燃煤鍋爐,燃油價格及電價上漲的情況下,在建筑節能方面大力推廣使用太陽能采暖制冷系統、生活熱水系統及光電系統,是節約能源、保護環境的有效途徑,具有重要的現實意義。同時,在太陽能在建筑節能的具體應用過程中,應特別注意太陽能與建筑的一體化設計,努力減少太陽能系統對環境和建筑本身帶來的不良影響,實現人―居―環境的和諧發展。
參考文獻:
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