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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,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:建筑節能;節能管理;建筑節能技術
中圖分類號:TE08文獻標識碼: A
隨著我國社會不斷發展,人們環境保護意識也越來越強,我國城市化進程不斷加快的形式下,建筑行業在在高速的發展。而隨著人們生活水平的不斷提高,人們對建筑物基礎設備方面要求也越來越高,尤其是建筑節能方面,目前隨著建筑物基礎設施的不斷完善,我國現代建筑都安裝太陽能等節能環保設備,充分利用建筑物的有限空間,將大自然中的資源利用起來。綠色建筑理念是實現建筑行業可持續發展的重要保障,因此,研究建筑節能管理措施和建筑節能技術具有重要的作用和意義。
一、建筑節能管理的重要性
建筑節能管理是現代綠色建筑理論推行提出的新要求,人類社會資源越來越稀缺,建筑物又是人類發展進程中必不可少的物體,建筑用地和人們居住都需要節能,只有節能才能實現建筑行業的可持續發展。而建筑節能管理是實施建筑節能的重要途徑,管理人員不僅要學習綠色、節能的建筑理念,同時,還要在實踐工作中認真履行節能管理責任。建筑節能管理是我國建立節約型和環境友好型社會的必然要求,我國政府在加快城市化進程的同時,對建筑管理也提出更高的要求,希望實現節能建筑和綠色建筑,更好更快發展社會主義社會。其次,推進建筑節能技術是發展節能型住房和公共建筑的具體實踐,相關要求明確指出,我國要實現“可持續發展的能力不斷增強,生態環境得到改善,資源利用效率顯著提高,促進人與自然和諧,推動整個社會走上生產發展、生活富裕,生態良好的文明發展道路”。因此,建設節能建筑必須要牢固樹立和認真落實科學發展觀,堅持走可持續發展戰略,實現建筑行業的長久發展。
二、建筑節能管理問題及解決措施
(一)建立相關的建筑節能政策法規體系
目前,建筑節能管理方面還存在一定的難度,我國處于社會主義初級階段,房屋需求以及城市化發展使得我國建筑行業不斷快速發展,在這種形式下,我國建筑節能管理力度不夠,管理水平還有待于提高。尤其是相關的法律法規還不夠健全,無法實現建筑節能的統一管理。針對這種現狀和問題,筆者結合自身的經驗提出一些解決問題的措施。
因此,建立相關的建筑節能法規構建有效的建筑節能質量監督管理體系和評價體系,建立建筑能耗統計、建筑能效認證以及建筑節能性能測評與識別體系。通過建立一系列的建筑節能體系,形成監督與管理人員的行為,從而形成有效的社會的監督體系。
(二)制定統一的建筑節能技術標準
制定統一的建筑節能技術標準是根據“四節一保”的要求,對現行的地方建筑設計標準、圖紙以及施工技術規范等進行修改和完善。同時還要加強技術研究,完善技術檢測標準,建立相應的工程市場定額標準和技術施工標準管理制度,因地制宜實施地方物業管理標準,從而能確保建筑節能工作在各個環節的監督。科技是第一生產力,不斷創新技術是實施建筑節能的關鍵,要組建一支專業的研究隊伍,促進科技成果的不斷更新和大范圍內的推廣,將科技應用的實踐中,轉化為生產力。通過有效的措施,全方位地實施建筑節能管理制度和相關法律體系,達到理想的管理效果。
(三)健全組織保障體系
加強對建筑節能管理工作的重視,強化組織領導,通過領導的監督與管理,增強管理人員的意識,雙管齊下。首先,單位要建立專門的組織結構,并且聘請專人重點抓建筑節能管理工作,逐漸建立和完善相關的建筑節能管理工作小組,實施工作細則,加強工作人員監督,同時,實施人員激勵機制,調動工作人員的工作激情,讓工作人員在嚴格的制度和保障體系中,積極主動投身到建筑節能管控工作中。其次,單位要加強人員的專業培訓,提高節能技術的應用水平,技術人員通過培訓掌握各種新技術、新工藝的使用技能,在施工過程中使用最新的節能工藝和技術。因此,單位要加強施工、監理以及設計人員的培訓,讓工作熟練掌握建筑節能的相關法律常識、標準規范和經核準的新技術、新材料等相關知識。加大節能建筑的宣傳力度,全面落實和推進節能建筑理念,召開建筑節能現場宣講會,實現全社會監督、管理建筑節能。
三、建筑節能技術
隨著我國科技水平的不斷提高,政府對建筑節能的重視,在我國科研人員共同努力下,目前我國建筑節能技術已經取得一定成就,并且這些建筑節能技術已經在實踐中得到很好地應用,且取得很好的實踐效果。
(一)能源利用技術
能源利用技術主要是指對自然界中能源的利用,目前很多建筑物都安裝太陽能,利用太陽能技術設備能充分利用自然界中的太陽能,吸收太陽的光和熱,減少人們生活中電能的直接消耗。同時,還有地熱能、電能等,能有效地解決建筑物內熱水、取暖以及空調和照明等各方面的問題,能源利用技術主要有太陽能光伏發電技術、太陽能聚熱技術、太陽能與建筑一體化技術以及地源熱泵空調技術等。這些技術水平都已經基本成熟,并且在建筑物中得到很好地利用,也取得很好的效果,具有進一步推廣的意義。
(二)環境與保護技術
環境與保護技術是為了改善人們居住環境,控制環境污染,為人們創建一個良好而舒適的居住條件。這種技術主要是在建筑物建設過程中,盡量保護環境,避免對建筑物周圍環境造成不可磨滅的破壞,而為人們提供盡可能好的居住場地。其主要技術有:①建筑物立體綠化技術,如現代比較常見的屋面或者墻面的綠化保護;②綠色建材技術,在建設過程中使用節能環保材料,目前我國有很多綠色環保材料,如微孔發泡等方面的技術,這些高生產效率和高質量的工藝,為建筑物施工提供多方面的支持。③節水綜合技術,包括采用節水器具、無污水再利用等;④模擬建筑周邊的風環境和日照過濾,進行高效的自然通風和科學的采光設計。
(三)建筑圍墻結構節能技術
該項技術主要是通過改善建筑物維護結構的熱工性能,建筑物在夏天室內溫度會降低,冬天室內溫度能保持恒溫,為用戶提供舒適的環境。這種技術能減少供暖和制冷等設備的使用,利用合適舒適的室溫能源符合,控制建筑物室內溫度,功效與變頻空調差不多。建筑圍墻結構節能技術主要有高效外墻外保溫技術,這種節能建筑技術不僅能擴大建筑空間,同時還能起到很好的保溫效果;外墻節能技術,采用中空低輻射玻璃的平開塑鋼窗來保溫。此外,還可以根據房屋朝向以及光照等方面的條件,采用高效的內、外遮陽技術;采用倒置式保溫種植屋面結合的屋面保溫體系,即在屋面種植大量的綠色植物,不僅能起到一種美觀的效果,同時,還能達到很好的屋面保溫效果。
結束語
綜上所述,企業要提高建筑節能管理水平和質量,首先要加強節能管理工作人員建設,不斷提高管理隊伍的整體水平和素質,為開展節能管理工作奠定堅實的基礎。同時,建立和完善建筑節能的相關法律法規,用法律和法規來約束人們的行為,提高節能管理制度和策略的執行力度。再者,還要不斷提高節能技術水平,加強建筑節能技術支撐體系建設,科技是第一生產力,只有不斷研究新技術和新科技,才能從根本上實現建筑節能的有效管理。目前,我國建筑節能技術已經取得一定的成就,如建筑圍墻結構節能技術、能源利用技術以及環境與保護技術等,但是,技術研究與開發人員還應該不斷鉆研,為建筑節能管理提供更多的技術支持,真正實現節能建筑和綠色建筑。
參考文獻:
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關鍵詞:建造節能;環保建筑;發展;需要
建筑節能是指在建筑材料生產、房屋建筑施工以及使用過程中合理地使用和有效地利用能源,以便在滿足同等需要或達到相同目的的條件下,盡可能地降低能耗,達到提高建筑舒適性和節省能源的目標。建筑節能主要包括建筑采暖、空調、照明、熱水供應等方面的節能。
早在20世紀70年代,建筑節能概念就被正式提出。建筑節能的中心是減少建筑耗能?,提高建筑中的能源利用效率。同時,建筑節能需以不影響人們感覺舒適度為前提,即室溫冬季不低于18攝氏度,夏季不高于26攝氏度。時隔30年,2004年,圍繞著石油與能源問題的事件再次集中發生,而我國的能源問題更是顯露無遺:石油消耗量僅次于美國、燃煤緊張、拉閘限電、北方冬季供暖受阻。近年我國多次上調成品油價格,建筑節能不單是發達國家的問題,我國正面臨一場真正的能源危機,建筑節能迫在眉睫。
一、 建筑節能涉及的內容廣泛、工作面廣,是一項系統工程。從建筑技術看,建筑節能包括了眾多技術。如圍護結構保溫隔熱技術、太陽能與建筑一體化技術、建筑遮陽技術、照明節能技術、新型供冷供熱技術等。從建設程序看,建筑節能與規劃、設計、施工、監理等過程都密切相關,不可分割。從建筑材料看,建筑節能包含了節能型門窗、節能玻璃、墻體材料、保溫材料等。
實行建筑節能有著非常重要的作用和意義。建筑采暖是大氣污染的主要來源因素,建筑節能是減輕大氣污染的需要。建筑業耗能量巨大,建筑節能可以緩解能源資源的緊張局面,是社會經濟發展的需要。可以保護生態環境和提高建筑熱環境的質量,隨著現代化建設的發展和人民生活水平的提高,舒適的建筑熱環境日益成為人民生活的需要。建造節能環保建筑是建筑業發展的迫切需要,主要表現在以下幾個方面:
1、建筑能耗約占社會總能耗的1/3
我國建筑能耗的總量逐年上升,在能源總消費量中所占的比例已從上世紀七十年代末的10%,上升到近年的27.45%.而國際上發達國家的建筑能耗一般占全國總能耗的33%左右。以此推斷,國家建設部科技司研究表明,隨著城市化進程的加快和人民生活質量的改善,我國建筑耗能比例最終還將上升至35%左右。如此龐大的比重,建筑耗能已經成為我國經濟發展的軟肋。
2、高耗能建筑比例大,加劇能源危機
據分析,我國目前處于建設鼎旺期,每年建成的房屋面積高達16億至20億平方米,超過所有發達國家年建成建筑面積的總和,而97%以上是高能耗建筑。以如此建設增速,預計到2020年,全國高耗能建筑面積將達到700億平方米。因此,如果現在不開始注重建筑節能設計,將直接加劇能源危機。
3、我國建筑節能狀況落后,亟待改善
在70年代能源危機后,發達國家開始致力于研究與推行建筑節能技術,而我國卻忽視了這一方面的問題。時至今日,我國建筑節能水平遠遠落后于發達國家。因此,與當前發達國家建筑能耗已經大大降低的情況相比,我國單位建筑面積采暖能耗是發達國家標準的3倍以上,與發達國家存在較大的差距。而對于美國而言,全球石油資源的戰略布局以及石油的開采區域和運輸線路等關鍵點的調整工作已基本完成,我國卻沒有那樣強有力的能源后盾支持,在這樣的國情下,建筑節能水平的廣義上的建筑能耗包括建筑運行使用能耗和建材生產與建筑建造過程的能耗,節能的重點和技術措施也有不同。
二、我國建筑節能發展的對策
1 各級政府要提高認識, 轉變職能, 把建筑節能列入國家決策層的重要議程
首先各級政府要把建筑節能提高到實施資源戰略和可持續發展戰略的高度來認識; 其次要把建筑節能作為實施公共服務、強化資源戰略管理和加強環境建設的重要職能來對待;第三由政府實施建筑節能示范工程試點小區, 通過示范工程以點帶面, 這是市場經濟條件下政府推動建筑節能的一種有效工作方法。
2. 編制建筑節能專項規劃和加強監督管理
為了加快節能建設和使建筑節能有序發展, 應編制建筑節能的規劃和實施計劃等。在新建住宅中, 要嚴格執行國家關于《夏熱冬冷地區居住建筑節能設計標準》、《民用建筑節能管理實施辦法》《民用建筑熱環境與節能設計標準》,使建筑能耗滿足規定的標準要求, 通過行政立法, 把推廣建筑節能從一種號召性行為轉變為一種強制性行為, 以全面啟動全國建筑節能工作, 并加強落實和監督管理。對老的住宅可調整、完善和改造的,也應采取相
應措施逐步進行改造。只有采取強化節能的措施和提高效能的政策, 走“能源消耗最少, 環境污染最小”的發展道路, 才能形成能源可持續發展的新機制,為今后城市建設更長遠的循環發展奠定基礎。
3、制定經濟扶持政策, 加大對建筑節能資金的投入
在建筑節能的研究、設計、開發和建設, 對新技術、新建材的研究和推廣應用中, 沒有資金只是紙上談兵。要創新投融資體制,想方設法籌措開發建筑節能的資金, 要制定經濟扶持政策, 建立和完善建筑節能的經濟激勵政策, 例如可減少土地出讓金收益, 或減少營業稅等, 不斷研究探索建筑節能的發展基金,采取多元化籌措建筑節能資金的辦法,加大對建筑節能資金的投入, 為加快促進建筑節能提供資金保障。
4、積極推廣和使用新型建筑節能材料
對氣密性、水密性、保溫性、抗風性、抗變形性、環保、隔音、防污、保溫、隔熱的特殊建筑節能材料要大力推廣使用。積極推廣使用低輻射鍍膜玻璃LOW-E。這種玻璃既可以達到在冬季有效利用太陽輻射熱能加熱室內物體, 并阻止室內紅外熱輻射通過玻璃向室外泄漏的保溫效果; 在夏季又可以達到阻擋室外的紅外熱輻射影響室內溫度的隔熱效果,從而實現降低住宅建筑總能耗的目的。積極推廣應用“四新”技術和產品, 經常開展建筑節能材料展示推廣會。使建筑節能材料通用化、配套化、系統化。要開展建筑節能設計大賽,重獎建筑節能設計人才。
5、大力宣傳建筑節能的重要意義
要利用廣播、電視、報紙、雜志、黑板報等各種宣傳工具, 廣泛宣傳建筑節 能和節約能源的重要意義。國家兩部兩委關于《夏熱冬冷地區居住建筑節能設計標準》已發文實施,對建筑節能的外墻保溫及外門窗保溫等已提出要求, 要廣泛宣傳“設計標準”, 落實監督實施“設計標準”, 把建筑節能當作一項戰略決策的大事來抓。
我國是能源稀缺國家, 節能是我國的一項戰略決策, 建筑節能是住宅建設發展的方向。只有人口、資源和環境協調發展, 才是可持續循環發展的最佳途徑。
從以上從的論述可以看出,建筑節能直接關系到國家資源戰略、可持續發展和環境保護, 是建筑業一項重要、緊迫而又艱苦的任務, 值得全社會重視。
參考文獻:
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Abstract: Energy-saving building area is the important topic which needs implementing and developing currently and in the future. It discusses the general and common building energy-saving concepts, the strategic significance and application situation and future development trends.
關鍵詞:建筑節能;能源;可持續發展
Key words: energy-saving building;energy;sustainable development
中圖分類號:TK01+8 文獻標識碼:A文章編號:1006-4311(2010)05-0039-02
0引言
眾所周知,能源是發展國民經濟、改善人民生活的重要物質基礎。能源的緊張,將嚴重阻礙人們未來的正常生活、社會進步和經濟的可持續發展,人類的現代文明將付諸東流。為了避免這種情況的發生,人們都在想盡辦法發展節能技術,作為人們基本日常生活“吃穿住用行”的一部分,客觀形勢要求建筑領域的節能技術也要迅速發展。所以無論是國際還是國內,建筑節能科技都得到了巨大發展。
1建筑節能概念
建筑節能是指在保證建筑使用功能和室內熱環境質量的前提下,降低其使用過程中能源消耗的活動,現在普遍稱為“提高建筑中的能源利用率”,在保證提高建筑舒適性的條件下,合理使用能源,不斷提高能源利用效率。其內涵包括在建筑物的規劃、設計、建造和使用過程中,執行建筑節能標準和施工驗收規程,合理設計建筑結構,采用低能耗建筑材料,提高采暖、制冷、照明、通風、給排水和通風系統的運行效率,加以不降低居住質量和舒適度為基礎,合理利用可再生資源,降低能源消耗。
當下,綠色環保的理念已經深入人心,在建筑節能領域也是如此,“低能耗建筑”、“綠色建筑”等層出不窮。我們亟需建立起世界范圍內的建筑節能標準,對一些節能建筑、綠色建筑和環保建筑等進行規范,此項工作,有些國家已經在做了,并取得了初步的效果,但是僅僅如此而以,世界范圍內還缺乏統一的節能建筑標準。本文將對綠色建筑、生態建筑和可持續建筑的廣泛定義概括如下:綠色建筑師這樣的一種概念。建筑物的規劃、設計、建造和使用過程中,執行建筑節能標準和施工驗收規程,合理設計建筑結構,采用低能耗建筑材料,提高采暖、制冷、照明、通風、給排水和通風系統的運行效率,加以不降低居住質量和舒適度為基礎,合理利用可再生資源,降低能源消耗。以最少的能源消耗,來達到盡可能的居住、辦公的舒適,并產生最少的垃圾和廢棄物,以保護地球的環境。
生態建筑與上文中提到的綠色建筑不同,這種建筑側重的是利用當地可取的各種可再生資源,并且以環境和地形為基礎來進行建筑施工,考慮到比如地勢、氣候、陽光、空氣、水流,使之符合人類居住,不但要對人類的健康和未來發展有利,同時也不能對當地的生態體系產生任何破壞性的影響。
可持續建筑是指以可持續發展觀規劃的建筑,包括建筑材料、建筑物、城市區域規模大小等內容,以及與它們相關的功能性、經濟性、社會文化和生態因素。這樣的理念就是不斷地大幅度地追求降低環境負荷,與環境相和諧,且有利于人類的健康。其目的在于凈減少能耗、力節約用水、有意減少污染、行動保護環境、和諧保護生態、全面保護健康、全力提高生產力,有益于子孫后代,利在千秋。
無論是綠色建筑、生態建筑還是可持續建筑都是以人為本,營造一個滿足人類居住的環境,強調健康舒適。極終目標也是節約能源,科學有效地利用資源。發展建筑節能是一項戰略性工作,是一個系統工程,內涵豐富,目前還很難給予科學界定,需要我們不斷補充與完善。
2建筑節能的重要意義
2.1 建筑節能是社會發展的需要能源,是工業社會發展的命脈,人類社會總是隨著能源利用技術的發展而發展,如果沒有能源,人類目前的社會社會和經濟發展將會停滯,顯然,這種不平衡的態勢將嚴重阻礙了國民經濟的發展。因此,節約能源,尤其人類甚至有可能會走向滅亡,所以需要我們大幅度的降低能源的損耗,建筑節能也是如此。我國近幾年平均每年新建建筑面積400億,符合標準的節能建筑不到1%,絕大多數為高能耗建筑,所以我國更需要大力的發展節能建筑。節能建筑的造價要高于普通建筑,但投入少、產出多,從長遠看是利大于弊。我們可以相信,大量的節能新建筑拔地而起,加上對既有建筑的大規模節能改造,必將產生巨大的市場需求,必將撬動一大批新型建材和節能技術的發展,推動整個建筑科技進步和國民經濟更好的發展。
2.2 建筑節能是減輕大氣污染和改善建筑室內熱環境的需要。我國北方冬季建筑采暖的能源以煤炭為主,電力為輔。據統計,我國冬季采暖煤每年排放二氧化碳、二氧化硫、煙塵,造成嚴重的大氣環境污染,而二氧化碳、二氧化硫給大氣、生態環境和人類的身體健康所造成的危害是觸目驚心的。因此,建筑能耗的降低,建筑節能的實施是改善大氣環境的重要途徑。
2.3 建筑節能是實現“四節二環保”的需要所謂“四節”,即節能、節地、節材、節水,“二環保”其一對建筑外部的生態環境保護、對大自然最低的污染,甚至是零污染,其二對居室環境保護,確保人的健康。統計資料表明,高投入、高耗能、高污染是我國國民經濟發展的最大特點,又正處在房地產的繁榮期,新建筑和已有建筑在建造和使用過程中要不斷消耗大量能源;所以,在建筑業盡快全面地實現“四節二環保”即是時代賦予建筑業自身發展的需要,也是我國經濟實現現代化的內容之一。
2.4 建筑節能是建設環境友好型社會的需要在我國,煤炭占能源消費總量的75%左右,主要是煤煙型污染。隨著城鎮化的發展,建筑行業的迅猛發展,建筑結構的不合理不科學、生產和生活用能日益增加,向大氣排放的污染物急劇增加,環境形勢十分嚴峻。煤煙型大氣污染,以灰塵和酸雨的危害最大。其中大氣污染指標,如懸浮顆粒、浮塵、二氧化碳和氮氧化物等,南方城市遠遠低于于北方城市。上述污染物是許多疾病的致病根源之一,對居民健康造成嚴重危害。所以,實施建筑節能是保護環境,建設環境友好型社會的必然要求。
3建筑節能的現狀
我國建筑節能工作起步較晚,從20世紀80年代后期才開始,經過20年的艱苦探索與努力,我國的建筑節能事業已取得多方面的進展。一是建筑節能組織管理的不斷規范化,積極出臺了一系列政策、法規;二是建筑節能專項規劃的建立;三是建筑節能標準化工作不斷升級,制定了一批建筑節能及其相關的技術標準、規范;四是初步建立起一支懂建筑節能管理和技術的專業人才隊伍;五是建筑節能科學技術研究與開發,取得了一批具有實用價值的科技成果,居世界前列的技術;六是建筑節能相關產品得到開發和推廣應用,建筑節能產業有了長足的進步,初步形成了門類豐富、整體配套、先進適用的建筑節能產品體系;七是我國與美國、日本、英國、印度、歐盟、歐佩克等建立了能源雙邊對話機制。今后,我們將繼續充分利用各方資源、經濟、技術等方面的互補性,積極開展能源領域的國際合作。
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我國社會建筑節能雖然取得了一定的成績,但尚有許多潛在的不適應之處。一是人們普遍對建筑節能緊迫感和重要性認識不夠,觀念上沒有深入人心,一些地方政府和有關部門重視不夠,未能將建筑節能工作提到落實科學發展觀、保障國家能源安全以及轉變城鄉建設差距的高度來認識,致使全國各地區建筑節能工作發展極不平衡,甚至出現倒退;二是建筑節能的新技術、新產品開發力度不大,得不到及時的推廣和應用;三是現有的管理體制,尤其是行政監管體系不健全,執法不嚴,監督不力;四是建筑節能的投入過少,參與度不高,研發緩慢,許多節能關鍵技術沒能取得實質性的突破;五是建筑節能的政策、法律法規不完善、不銜接,與建筑節能工作發展不能同步進行。建筑節能2010計劃目的要求,要認真貫徹落實科學發展觀和可持續發展戰略,堅持“資源開發與節約并重”,把節約放在首位,提高資源利用率的方針,建筑節能工作要實施跨越式發展,不斷提高用能率,節約能源,保障國家能源安全,減輕大氣環境污染,保護環境,改善建筑熱舒適條件,促進城鄉建設、人民生活和生態環境的協調發展。為此,搞好建筑節能工作要從源頭抓起,建筑節能標誰化工作必須與國際接軌,不斷推進建筑節能。由于各方面的種種原因,我國的建筑節能工作在20世紀80年代才開始發展,自1986年我國第一部建筑節能設計行業標誰《民用建筑節能設計標準(采暖居住建筑部分)》頒布施以來,我國制定了一系列的政策和法規,2005年7月l日,《公共建筑節能設計標準》正式實施,至此,我國已頒布并實施了適應不同氣候區的居住建筑節能設計標準和適用于全國的《公共建筑節能設計標準》,另有新的節能標準尚在編制中,逐漸完善。
4建筑節能的前瞻
建筑節能是關系社會和諧和可持續發展的重大課題,是2l世紀全球建筑領域技術發展的趨勢所在。建筑節能重要性共識的達成,必將進一步加強建筑節能領域全新技術、全新方法、全新材料、全新理念的深入研究,并使其滲透到建筑節能方方面面。
在政策與指導層面,各省、自治區、直轄市等人民政府行政主管部門在編制城鄉規劃時,應當首要考慮能源、資源的循環利用和節約,對城鎮布局、基礎設施配置的影響等進行認真嚴肅細致研究、論證,定性,同時,應積極鼓勵引導民用建筑節能的科學研究和技術開發,推廣應用節能型建筑、結構、材料、用能、設備及相應的施工工藝、應用技術和管理技術,促進可再生能源的開發利用。
設計和施工單位應當依據建筑節能設計標準的要求和當地具體環境進行嚴格周密的設計,確保建筑節能設計質量。施工圖審查機構應當對節能設計的內容進行重點審查,凡不符合建筑節能強制性標準的,應給予否定,定為不合格施工圖,命其修改。新建民用建筑應嚴格執行建筑節能標準要求;改、擴建工程應對原建筑進行應有及時的節能改造;既有建筑節能改造應考慮建筑物的用途,改造的必要性、可行性及投入收益評估進行科學論證。
建筑節能工作的宣傳力度要切實加強。因為物質決定意識,尤其現在,更重要的是強調意識對物質的反作用和意識的能動性,意識一經群眾掌握,就會變成物質力量。因此,大力開展多種形式宣傳教育,樹立節能意識,普及建筑節能知識,提高全社會對建筑節能緊迫性重要性的認識。廣泛宣傳節能建筑的優越性,尤其是在經濟消費方面的節約,讓民眾了解建筑節能給全社會和群眾個人帶來的直接現實利益。有目標有步驟地啟動和培育節能建筑的市場,促進建筑節能產品和節能建筑降低成本,形成建筑節能市場需求和供給的良性循環互動,使全社會每一個成員都能參與到建筑節能工作當中去。要全面開展全社會資源節約和環境保護的宣傳教育,突出宣傳資源節約、保護環境,倡導自然和諧的生活、合理消費的社會價值觀念。堅持政府牽頭、領導帶頭,從我做起、從現在做起、從點滴做起,增強全民族全社會的環境保護意識,樹立節約資源的觀念,共同建設資源節約型社會。
2008年8月,住房城鄉建設部建筑節能與科技司向首批綠色建筑設計評價標識項目頒發了證書,上海世博會世博中心工程等6個項目獲得了行業主管部門認可的第一批綠色建筑設計評價標識,標志著由政府部門主導的綠色建筑評價正式啟動,結束了我國依賴國外標準進行綠色建筑評價的歷史。
我們可以看到,這項利國利民的事業,緊跟時代步伐,取得了舉世矚目的成就。從而有利于提高建筑節能評價水平、增強項目市場競爭力、提高建筑消費者的生態意識、節能意識和環保意識,促進我國可持續發展。也正因此,人們完全有理由對建筑節能的前景充滿信心。
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【關鍵詞】新能源;墻體節能;屋面節能;
【中圖分類號】TU158【文獻標識碼】A【文章編號】1674-3954(2011)02-0163-01
引言:
本人從事建筑設計已有12年,從無數的建筑設計中有些小小的體會,對當今的建筑節能有些見解,現拋磚引玉和大家一起去探討。
早在20世紀70年代,建筑節能概念就被正式提出。建筑節能的核心是減少建筑能耗,提高建筑中的能源利用效率。在“能源危機”席卷全球的今天,能源消耗正以驚人的速度增長。據我國國情,節約能源已成為當前的一項迫切的任務。
一、中國建筑能耗基本情況
據統計,1990年我國的建筑能耗1.13億噸標準煤。占全國能源消費總量的11.5%,到2000年末,我國建筑年消耗商品能源共計3.76億噸標準煤,占全社會終端能耗總量的27.6%,而建筑用能的增加對全國的溫室氣體排放“貢獻率”已經達到了25%。建筑節能:包括(結構構造、材料選型、設備系統、自動控制等)一直是我國節能工作重要組成部分,它涉及從規劃設計到使用管理的許多方面,節能建筑投入少,產出多,因此,重視和研究建筑物的節能設計問題已經成為建筑節能的當務之急。
二、我國建筑節能發展的對策
1、各級政府要提高認識,轉變職能,把建筑節能列入國家決策層的重要議程
首先各級政府要把建筑節能高到實施資源戰略和可持續發展戰略的高度來認識:其次要把建筑節能作為實施公共服務、強化資源戰略管理和加強環境建設的重要職能來對待;第三由政府實施建筑節能示范工程試點小區,通過示范工程以點帶面,這是市場經濟條件下政府推動建筑節能的一種有效工作方法。
2、編制建筑節能專項規劃和加強監督管理
為了加快節能建設和使建筑節能有序發展,應編制建筑節能的規劃和實施計劃等。在新建住宅中,要嚴格執行國家關于《夏熱冬冷地區居住建筑節能設計標準》、《民用建筑節能管理實施辦法》《民用建筑熱環境與節能設計標準》,使建筑能耗滿足規定的標準要求,通過行政立法,把推廣建筑節能從一種號召轉變為一種強制,以全面啟動全國建筑節能工作,并加強落實和監督管理。
3、制定經濟扶持政策,加大對建筑節能資金的投入
在建筑節能的研究、設計、開發和建設,對新技術、新建材的研究和推廣應用中,沒有資金只有紙上談兵。要創新投融資體制,想方設法籌措開發建筑節能的資金,要制定經濟扶持政策,建立和完善了節能的經濟激勵政策,例如可減壓少土地讓金收益,或減少營業稅等,不斷研究探索建筑節能的發展基金,采取多元化籌措建筑節能資金的辦法,加大對建筑節能資金的投入,為加快促進建筑節能提供資金保障。
4、積極推廣和使用新型建筑節能材料
對氣密性、水密性、保溫性、抗風性、抗變形性、環保、隔音、防污、保溫、隔熱的特殊建筑節能材料要大力推廣使用。積極推廣使用低輻射鍍膜玻璃LOW-E。這種玻璃既可以達到在冬季有效利用太陽輻射熱能加熱室內物體,并阻止室內紅外熱輻射通過玻璃向室外泄漏的保溫效果;在夏季又可以達到阻擋室外的紅外熱輻射影響室內溫度過高的隔熱效果,從而實現降低住宅建筑總能耗的目的。積極推廣應用“四新”技術和產品,經常開展建筑節能材料展示推廣會。使建筑節能材料通用化、配套化、系統化。要開展建筑節能設計大賽,重獎建筑節能設計人才。
三、幾種節能途徑
1、墻體節能
墻體是建筑護結構的主體,其所用材料的保溫性能直接影響建筑的耗熱量。我國以實心粘土為墻體材料,保溫性能不能滿足設計標誰。以外墻為例,JGJ26-1995標準規定,在建筑物形體系數(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,北京地區傳熱系數不超過1.16W/(m2•K),而常用的內抹灰磚墻,傳熱系數都大于上述節能標準數值。因而在節能的前提下,應進一步推廣空心磚墻及其復合墻體技術。
2、門窗節能
外門窗是住宅能耗消失的最薄弱部位,其能耗占住宅總能耗的比例較大,其中傳熱損失為1/3,冷風滲透為1/3,所以在保證日照、采光、通風、觀景要求的條件下,盡量減小住宅外門窗洞口的面積,提高外門窗的氣密性,減少冷風滲透,提高外門窗本身的保溫性能,減少外門窗本身的傳熱量。其節能措施有:
(1)控制住宅窗墻比。住宅窗墻比是指住宅窗戶洞口面積與住宅立面單元面積的比值,JGJ26-1995《民用建筑節能設計標準(采暖居住部分)》對不同朝向的住宅窗墻比做了嚴格的規定,指出“北向、東向和西向、南向的窗墻比分別不應超過20%、30%、35%”。
(2)提高住宅外窗的氣密性,減少冷空氣滲透。如設置泡沫塑料密封條,使用新型的、密封性能良好的門窗材料。
(3)改善住宅門窗的保溫性能。戶門與陽臺門應結合防火、防盜要求,在門的空腹內避免金屬窗產生的冷橋,可設置雙玻璃或三玻璃,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。
3、屋面節能
不在斷改進建筑外墻、外窗的保溫性能后,還必段進一步加強屋面保溫隔熱的。屋面節能措施的要點,其一是屋面保溫屋不宜選用密度較大、異熱系數較高的保溫材料,以免屋面重量,厚度過大;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時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,屋面上應設置排氣孔以排除保溫層內不易排出的水分。現在,高效保溫材料已經開始于屋面,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的瀝青珍珠巖或水泥珍珠巖做法,就克服了常規作法的諸多缺點。這種保溫芯板施工方便、價格低廉、不污染環境;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越性。其主要技術指標,表面密度為110~150kg/m3;導熱系數為0.04~0.06W/m•K;蓄熱系數為0.90~0.11m2•K。抗壓強度大于0.2Mpa;吸水率小于0.01%;蒸汽滲透系數為2.18x10-7g/m•n•Pa[5]。這些指標充分體現了膨脹珍珠巖密度較小,導熱系數較低,而且吸水率和蒸汽滲透系數也都很低。這是保溫性能好的材料所必須具備的。2001年已經在西寧污水處理廠的數百平方米屋面工程中使用,收到了好的技術效果。
4、利用太陽能
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。而在現有技術、經濟條件下可供開發利用的太陽能,只占資源量的很小一部分。據美國能源部評估,1990年美國太陽能經濟可開發資源約為22Mtce/年,僅為技術可開發量的0.6%。所以,太陽能的開發利用有巨大的潛力。太陽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。太陽能在建筑上的利用方式主要有,被動式太陽能采暖、太陽能供熱水、主動式太陽能采暖與空調、以及太陽能發電等等。我國太陽能資源豐富,陸地每年接受的太陽輻射能,相當于2.4x1012tec,2/3國土面積的太陽能總輻身量超地0.6MJ/m2[6]。如果將太陽能源充分加以利用,不僅有可能節省大量常規能源,而且有可能在某些區域完全利用太陽能采暖。
四、結論
建筑業作為我國經濟發展的支柱產業,正在飛速發展,隨著人民生活質量的提高,對建筑的質量的要求正不斷擴展,同時實施對建筑的可持續建造和利用,也已成為政府和廣大人民群眾關注的焦點。
參考文獻
【關鍵詞】建筑節能;節能住宅;節能措施
一、引言
隨著世界范圍內石油、煤炭、天然氣三種傳統能源日趨枯竭,人類不得不轉向成本較高但可再生的生物能、水利、地熱、風力、太陽能等新能源。我國因為人口多、資源貧乏,且分布不均,能源危機尤其嚴重,建筑能耗(包括:建材生產、建筑施工和建筑使用能耗)約占全社會總能耗的近一半,已經成為國民經濟的巨大負擔,因此實行建筑節能,降低建筑能耗,已刻不容緩。
二、建筑節能設計
建筑節能是指建筑在規劃、設計、建造和使用過程中,通過采用節能型材料和技術,加強用能管理,在保證建筑節能和室內環境質量的前提下,降低建筑能源消耗。建筑節能設計是全面的建筑節能中一個很重要的環節,有利于從源頭上杜絕能源的浪費。
1、外部環境的節能設計
1.1 合理選址
建筑選址主要是根據當地的氣候、土質、水質、地形及周圍環境條件等因素的綜合狀況來確定,如太陽能輻射強度、最熱(冷)月平均氣溫及空氣濕度、夏(冬)季主導風與平均風壓、雨雪量等。為建筑節能創造條件,同時又要不破壞整體生態環境的平衡。
1.2 “微環境”設計
除了地區氣候特征,還需注意區域的“微環境”,如地形條件、地表環境、地表土壤和環境植被等。根據建筑功能的需求,通過合理的外部環境設計來改善既有的微氣候環境,創造建筑節能的有利環境,主要方法為:①在建筑周圍布置樹木、植被,既能有效地遮擋風沙、凈化空氣,還能遮陽、降噪;②創造人工自然環境,如在建筑附近設置水面,利用水來平衡環境溫度、降風沙及收集雨水等。
2、合理群體規劃布局
合理的建筑規劃和體型設計能有效地適應惡劣的微氣候環境。它包括對建筑整體體量、建筑體型及建筑形體組合、建筑日照及朝向等方面的確定。
2.1 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。
2.2 合理控制體形系數。體形系數就是指建筑物與室外大氣接觸的外表面積F0(m2)和其所包圍的體積V0(m3)之比值。單位建筑空間的外表面積越大,體形系數越大,能耗就越高,反之亦然。因此,在考慮節能設計時,建筑平面外形不宜凹凸太多,力求完整,避免因凹凸太多增大而提高體形系數。在所有幾何形體中,球面體體形系數最小,同等條件下能耗最低。
3、單體的節能設計
單體的節能設計,主要是通過對建筑各部分的節能構造設計、建筑內部空間的合理分隔設計,以及一些新型建筑節能材料和設備的設計與選擇等,來更好地利用既有的建筑外部氣候環境條件,以達到節能和改善室內微氣候環境的效果。
3.1 建筑各部位的節能構造設計
建筑各部位的節能構造設計,主要是在滿足其作為建筑的基本組成部分功能的同時,通過對各部位(屋頂、樓板、墻體、門窗等)的造型、結構、材料等方面加以進一步設計,充分利用建筑外部氣候環境條件,達到節能和改善室內微氣候環境的效果。
3.1.1 屋面隔熱保溫與遮陽。在夏季,屋面日照時間長,太陽輻射強度大,屋頂外表面溫度最高達到60~80℃,頂層室內溫度受其影響會提高2~4℃。在冬季,屋頂對外散失熱量,又增加了室內的空調熱負荷。屋面隔熱保溫除采用倒置式設計外,蓄水屋面和種植屋面越來越引起人們的重視。①蓄水屋面,就是利用屋面蓄水層蒸發帶走太陽輻射熱(蓄水層深度一般保持在200mm為宜),從而有效地減弱屋面的傳熱量和降低屋頂內表面溫度(可比一般屋面低2~4℃),具有明顯的隔熱效果。②種植屋面,是一種生態節能型屋面,不僅能夠提高屋面的隔熱保溫性能,還能增加城市綠地面積,改善城市氣候環境。實驗數據表明,種植屋面使屋頂外表面最高溫度下降32.4℃,內表面最高溫度下降2.0℃,具有較好的隔熱保溫性能。屋面遮陽,主要采用遮陽構架、遮陽百頁、膜結構、飄板等,有效遮擋太陽直接輻射屋面,同時也能結合立面造型,創造出有性格的建筑形象。
3.1.2 樓板層的節能設計。主要是利用其結構中空空間,以及對樓板吊頂造型加以設計。如將循環水管布置在其中,夏季可以利用冷水循環降低室內溫度,冬季利用熱水循環取暖。
3.1.3 建筑護墻體的節能設計。 目前,我國正提倡新型復合墻體自保溫系統和外隔熱保溫技術,外保溫的優點:建筑室內溫度受室外溫度波動影響小,有利于主體結構保護和避免熱(冷)橋的產生。常用的建筑外墻保溫材料有保溫砂漿、聚苯板、聚氨酯(EPS、XPS)和墻體自保溫四大體系。其中,保溫砂漿和聚苯板市場占有率較大,但保溫性能較差;聚氨脂保溫性能較好,但傳統的聚氨酯硬泡板材不適用于復雜立面墻體保溫。市場新出現的聚氨酯現場發泡噴涂保溫材料(如安健能全水基軟發泡聚氨酯),具有良好的保溫性和憎水性,方便施工,適用于設計各種復雜外墻體保溫和無接縫施工。
3.1.4 建筑門窗的節能設計。據統計資料,在我國既有的高耗能建筑有40%的耗能是通過門窗散失的。除了要控制窗墻比外,還需增加玻璃門窗的熱工性能:一是選用單層或多層中空或低輻射玻璃(如Low-E鍍膜玻璃)和經熱斷橋處理的門窗型材,同時加強窗墻間、框扇間的接縫氣密性設計。二是增加外墻玻璃門窗遮陽設計,防止夏季太陽輻射熱透過玻璃門窗直接進入室內而耗能。由于遮陽位置和方式不同,主要有:①水平式外遮陽,適用于接近南向外窗;②垂直式外遮陽,適用于東北向、西北向外窗。為克服傳統固定式遮陽在采光、自然通風、視野等方面的矛盾,上述兩種遮陽方式在生態節能建筑中較多地采用活動百葉遮陽,可根據光線變化自動調節百頁角度遮陽,不影響自然采光和通風;③活動內遮陽,主要有遮陽卷簾和遮陽百頁等。相比外遮陽,更靈活,更便于用戶根據季節天氣變化調節使用。但其缺點也較大,除部分熱量被反射出窗外,其余熱量留在了室內而增大空調制冷能耗。
3.2 合理的建筑空間設計
合理的空間設計是在充分滿足建筑使用功能要求的前提下,對建筑空間進行合理分隔(平面分隔和豎向分隔),以改善室內保溫、通風、采光等微氣候條件,達到節能目的。
3.3 選用建筑節能材料
建筑材料的選擇應遵循健康、高效、經濟、節能的原則。一方面,隨著科技的發展,大量的新型高效材料不斷被研制并應用到建筑設計中去,更好地起到節能效果。如新型保溫材料、防水材料在墻體屋頂中的應用,達到了更好的保溫防潮效果;新型透光隔熱玻璃(如 Low-E玻璃等)在門窗中的應用,起到了更好的透光隔熱效果;采用可調節的鋁材遮陽板,達到遮陽的目的。
三、結語
建筑節能是建筑可持續發展的重要研究課題。目前,國家已制定了《公共建筑節能設計標準》、《夏熱冬暖地區居住建筑節能設計標準》等行業標準,對建筑節能做出了明確的政策規定;在具體實踐中還必須由設計、施工、各級監督管理部門、開發商、運行管理部門、用戶等各個環節,按照國家的節能政策和節能標準的規定,全面地、嚴格地采取節能措施,讓每一位公民真正樹立起全面的建筑節能觀,將建筑節能真正落到實處。
參考文獻:
【關鍵詞】建筑;節能設計;建筑遮陽
我國是世界上每年新建建筑量最大的國家,每年20億平方米新建面積,相當于消耗了全世界40%的水泥和鋼材,同時每年產生數以億計的建筑垃圾,給中國乃至世界帶來巨大的環境威脅。因此,本文針對目前節能熱不斷升溫,建筑節能源潮正在以現代新技術為基礎興起,提出了怎樣通過建筑設計達成建筑節能。
一、建筑節能的意義
建筑使用過程中所消耗的能量,即通常所說的建筑能耗,在社會總能耗中占很大的比例。改革開放30年,創造了世界人類建筑史上的奇跡:1985-2004的20年間,全國竣工建筑的面積達105.6億㎡,約占現有建筑面積的1/4,預計到2020年還將新增建筑面積300億㎡.然而,目前中國既有建筑中,95%以上是高能耗建筑。1992年,建筑能耗占全社會能耗的15%,2000年為27.5%,2020年將會增加到40%,如果加上原材料的運輸和損耗等,建筑能耗可能高達50%,反映了我國高速發展的建筑和能源需求形勢。
二、建筑節能設計的探討
1、住宅平面的建筑節能設計
住宅平面設計中首要問題是確定適當的套型面積。因為適當的建筑面積不但可以節約用地(建筑行業“四節”之一)還可以大大節約建筑用材,減少營造、維護與使用過程中的能耗。另外,建筑平面的巧妙布局亦能獲得較好的節能效果。
由于我國地處北半球,太陽高度角和方位角變化規律使南朝向為最為節能的建筑朝向,此朝向夏季可減少太陽輻射得熱,冬季可增加太陽輻射得熱,而且此朝向建筑與我國夏季盛行的東南風差不多成垂直關系,容易形成穿堂風,而又避開了冬季盛行的西北風。因此,將住戶長時間活動的居住空間(如廳、主要臥室)設于日照通風條件最佳的南向位置,利用自然環境使室內達到最大的舒適度,為住戶節約采暖和空調的能耗。而南北向建筑可以獲得最多的南朝向房間,所以建筑平面誼設計成南北向。對于日照、通風條件較差的北朝向與長時間接受太陽輻射的東西向可布置些平面功能比較次要的電梯、樓梯、管道井、機房、衛生間、廚房等,以擋住日照直接照射主要房間,避免冬季西北風灌入。經調查,在其他條件相同的情況下,南北向的多層建筑的傳熱耗熱量比東西向可降低5%左右。
2、住宅外墻的節能設計
墻體是住宅的主體部分,是建筑室內外熱交換的主要介質,建筑節能50%,其中就有約25%是通過建筑圍護結構外墻的保溫隔熱性能來實現的。使用節能外墻與使用普通外墻室內溫度相差可達4~10度,所以墻體的設計是不容忽略的一個方面。外墻除了應具有基本的承重、安全圍護等功能外,還應考慮選用保溫隔熱性能好的墻體材料,對傳熱性好的墻體或墻體中傳熱性好的部位應加設保溫隔熱層。
目前,常用的幾種外墻材料中,保溫隔熱性能較好的是多孔粘土磚和加氣混凝土砌塊以及復合墻體。復合墻體中絕熱材料主要有巖棉、礦棉、玻璃棉、膨脹珍珠巖、聚苯乙稀、加氣混凝土等。復合墻體保溫隔熱宜選用外墻外保溫。外保溫是連續外包的,有效隔斷具有熱橋作用的混凝土梁、柱等,而產生“斷橋”作用,達到預期的節能降耗效果。此外,減少建筑物體型系數,也就是減少建筑物外表面積,減少護結構面積,減少建筑形體的凹凸,也是節能的有效措施之一。體形系數是指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。因此,體形系數越小對建筑節能越有利,也就是說,在其他條件相同的情況下,寬的建筑比窄的好,高的比矮的好,外表整齊的比外表凸凹變化的好。為得到合理的有利節能的建筑體形,體形系數一般應控制在0.3以內,住宅進深應擴大到10m以上,而長度則以55m為宜。從熱傳遞方面分析,通常建筑物實墻的陽角內側氣流較通風口處差且散熱面相對比較大,所以交角處內表面的溫度遠比主體內表面溫度低。同時由于具有熱橋作用的框架柱或構造柱常設在此處,所以一般交角處是建筑物耗能量較大的部位。如果建筑物設計成圓柱形,則外墻棱角少,外表面積也小,有利于減少能量的消耗。所以外表面整齊的建筑比外表面凸凹變化的建筑要節能。從接收太陽輻射熱能考慮,應使建筑物南向墻面的面積盡量的大,其他墻面的外表面積盡可能的小,也就是說南向墻面與其他各方位墻面的面積比應是越大越好。另外,也可以利用植物來調節氣溫,在日照強烈的墻面,種植植物來吸收太陽熱量,減少傳入室內的熱源。據報導,建筑西墻種植爬墻虎,在植被遮蔽90%狀況下,外墻表面溫度可降低8.2℃,并有利于吸塵和消音,減少溫室效應。
3、住宅屋面的節能設計
在建筑物受太陽輻射的各個外表面中,屋面是接受太陽直射時間最長的部位,因此受輻射得熱也是最多的,相當于東西向墻體的2~3倍,所以它的保溫隔熱也顯得尤為重要。保溫隔熱的材料宜選用密度大、導熱系數小、憎水或吸水率較小的材料(如膨脹型泡沫聚苯板)。采用倒置式屋面將憎水性保溫材料設于防水層上,可有效防止傳統屋面構造中防水層容易老化從而影響保溫隔熱效果的問題。此種方法施工簡易,可廣泛采用。
另外,利用屋頂種植花卉、灌木(如彩葉草、三色堇、麥冬草等)形成生態型屋面,既可阻擋熱源,減少溫室氣體的排放,達到保溫隔熱,又可美化環境,改善城市氣候,做到一舉兩得。種植的土壤在吸水飽和后會自然形成一層憎水膜,可起到滯阻水的作用,有利于屋面的防水,而且土壤導熱系數小,有很好的熱惰性,不隨大氣氣溫驟然升高或下降而大幅波動,有利于屋面的保溫隔熱。同時,在屋面蓄水,形成蓄水型屋面,也是節能屋面的有效措施。利用水蒸發可帶走大量的熱,從而有效減弱屋面的傳熱量和降低屋面溫度。據測試,蓄水、種植屋面土壤表面溫度與一般屋面表面溫度比較,溫度可低27℃。此外,采用平坡屋頂結合的構造形式,在屋面保溫隔熱層上做架空層,通過空氣流通來散熱也是個不錯的辦法。
4、住宅門窗的節能設計
外門窗是耗熱的重要渠道,它既是太陽輻射的得熱部件,又是主要的失熱部件,傳熱系數約為墻體的3~4倍,是節能的重點部位,所以合理確定窗墻面積比是節能的重要措施之一。對于住宅設計應避免少做落地窗、飄窗等。外墻門窗設計除滿足自然通風外,設計中應該強調東西南北開窗有別,不同功能房間開窗有別。面對冬季主導風向的立面,應盡量減少開窗面積。設置外窗部位,應提高外窗的密封性能(如選用膠條密封而不是毛條),選用好的窗型(如平開窗氣密性相對較好),門窗配件,提高窗框的隔熱性能(如采用塑料型材、鋁合金斷熱型材、玻璃鋼型材、鋁木復合材料等),減少窗框的外露面積,采用保溫隔熱性能好的玻璃(如中空玻璃、鍍膜玻璃等)。根據國內外大量應用經驗證實,采用雙層玻璃塑料鋼窗是較好的選擇。外門窗除了采光,通常也是建筑自然通風的渠道。所以,外門窗的開啟也是夏季通風節能的必要條件。夏季迎風面可作為主要的開窗部位,引進自然風,增加夏季的滲透通風。但同時,外門窗的設計應減少冬季寒風的滲透,有利于室內保溫,改善生活環境的舒適度。對于向陽的地方,可采用凹式開窗設計,外加遮陽板及鍍有特種金屬的熱反射窗簾,這種設計既美觀又兼有較好的遮陽效果。
三、建筑遮陽是建筑節能的高境界設計
目前,國家大力倡導綠色建筑、節能建筑,并且出臺了多項具體的規范規程,對建筑節能設計提出了很多具體的要求。遮陽設施能合理控制太陽光線進入室內,減少建筑空調能耗和人工照明用電,改善室內光環境。采取有效的遮陽措施,降低外窗太陽輻射形成的建筑空調負荷,是實現建筑節能的最有效方法之一。一方面,遮陽通過阻擋陽光直射輻射和漫輻射的熱,控制熱量進入室內,降低室溫、改善室內熱環境,使空調高峰負荷大大削減。另一方面,適量的陽光又使人感到舒適,有利于人體視覺功效的高效發揮和生理機能的正常運行,給人們愉悅的心理感受。
建筑遮陽設計應貫穿在規劃和建筑方案、施工圖設計、建筑施工和日常運行維護的的整個過程中,應綜合考慮建筑所處地域的緯度和氣候特點,太陽能利用的不同類型和技術要求,利用的不同類型和技術要求,建筑造型、平面功能與遮陽部位、構造節點等因素,做到既符合建筑造型和使用功能要求,又滿足高質量的室內健康環境需求。
四、結束語
我國作為世界能耗大國,對于發展可持續發展的生態建筑,減少建筑能耗更是刻不容緩。而建筑節能是養活建筑能耗的有效方法,同時也是節約經濟的方法。因此,作為建設工作者,更應從自身做起,從不同角度,依據建筑規范對節能進行優化設計,充分利用我國現有的自然條件,在改善人們居住環境的同時,充分挖掘節能潛力,從而實現節約能源,減少能源消耗。相信在不久的將來,建筑節能事業必將在我國展現欣欣向榮的景象。
[1]北京土木建筑學會主編。建筑節能工程設計手冊。北京:經濟科學出版社,2005,7。
【關鍵詞】建筑節能;優化設計;建筑能耗;對策
目前,建筑耗能已與工業耗能、交通耗能并列,成為中國能源消耗的三大“耗能大戶”。尤其是建筑耗能伴隨著建筑總量的不斷攀升和居住舒適度的提升,呈急劇上揚趨勢。建筑的能耗(包括建造能耗、生活能耗、采暖空調等)約占全社會總能耗的28%,其中最主要的是采暖和空調,占到20%。而這“28%”還僅僅是建筑物在建造和使用過程中消耗的能源比例,如果再加上建材生產過程中耗掉的能源(占全社會總能耗的16.7%),和建筑相關的能耗將占到社會總能耗的46.7%。現在中國既有的約430億平方米建筑中,只有4%采取了能源效率措施,單位建筑面積采暖能耗為發達國家新建建筑的3倍以上。根據測算,如果不采取有力措施,到2020年中國建筑能耗將是現在3倍以上。 因此,建筑節能已迫在眉睫,要把節能建筑工作放到貫徹科學發展觀、全面建設小康社會、保證國家能源安全、實施可持續發展的戰略高度來認識。因此,通過優化設計來有效控制能源消耗,應得到廣泛重視。
1 建筑節能的影響因素
1.1 設計方案影響工程建造直接能源消耗
在工程設計中,其建筑和結構方案的選擇對建筑的直接能耗有較大影響,如建筑方案中的平面布置為內廊式還是外廊式、進深與開間的確定、立面形式的選擇、層高與層數的確定、基礎類型選用、結構形式選擇等都存在著技術經濟分析問題。 中國住宅建設用鋼平均每平方米55公斤,比發達國家高出10%~25%,水泥用量為221.5公斤,每一立方米混凝土比發達國家要多消耗80公斤水泥。據統計,在滿足同樣功能的條件下,技術經濟合理的設計,可降低工程建造直接能源消耗5%~10%,甚至可達10%~20%,如某無線電廠的多層框架結構廠房(4層),設計單位按常規設計為獨立基礎,由于多層廠房荷載較大,致使獨立基礎的單體尺寸較大,埋深較深(-3.2m),事后經其他設計人員分析如采用柱下條基,可節約大量的砼,并可降低埋深減少土方開挖所消耗的機械能耗;某綜合辦公樓,在優化設計中,因改變原先設計中的普通鋼筋為帶肋鋼筋,單此一項優化設計,共節約鋼筋1000T,鋼筋總節約率達30%左右。
1.2 設計方案影響建成后使用的能耗
建筑是牽涉到很多專業的復合體,并且完整的建筑節能工作包括了從最初的規劃、方案到設計、施工,以及多年的運營使用,直至最后拆除重建的全生命周期過程。 但以往只注重直接建造成本的降低,輕運營階段能耗的使用情況。從住宅使用過程中的資源消耗看,與發達國家相比,我國住宅使用能耗為相同技術條件下發達國家的兩到三倍。2020年,中國的建筑能耗將達到29430億度電,比三峽電站34年的發電量總和還要多。現在,我們必須用全壽命周期的節能理念對建筑進行優化設計,即以較低的壽命周期能耗實現必要的功能,獲得豐厚的壽命周期經濟效益。所謂壽命周期能耗是指整個壽命周期過程中發生的全部能源消耗,包括建設、使用、維修、殘值及清理等階段所發生的能源消耗。設計不僅影響項目建設的一次性能耗,而且還影響使用階段的能源消耗,如暖通、照明的能源消耗、清潔、保養、維修等,一次性建造能耗與經常性使用能耗有一定的反比關系,但通過優化設計可努力尋求這兩者的最佳結合,使項目建設的全壽命費用最低,全壽命能耗達到最佳經濟合理狀態。建筑節能優化設計的途徑主要是通過圍護結構保溫和氣密性能的提高,以及采暖空調設備能效的提高等等,來達到減少空調和采暖等能源的消耗。在方案設計當中,建筑師需要對建筑的方位、體型、朝向進行優化,必需要為充分利用自然風、陽光等自然資源創造條件。同時,也必須對建筑材料優化;外墻、樓板、分戶墻、屋面、玻璃、窗框的設計等都需要量化與優化;窗墻比須要以節能和居住舒適度為前提進行優化。從方案設計開始到初步設計,工程師需要根據不斷調整的設計方案模擬量化建筑的能耗情況、計算空調和采暖設備的裝機功率,比對各種影響因素,最后向客戶提供最佳的設計方案。例如,在空調與采暖設備的市場上,各種品牌各種型號使消費者眼花繚亂。空調設備有空氣源熱泵、地源熱泵、風機盤管、地板采暖、輻射制冷、采暖系統、戶室中央空調、變頻機組、水系統、冷媒系統等等。這些空調系統的初投資和運行費用大不相同,那么通過模擬量化,計算出初投資的費用、每年的耗能量、能源費用,消費者或者項目開發者就可以很容易地作出正確的決定。例如北京的一些奧運場館中,為減少能耗,設計者沒有采用普通的新風系統和空調系統,而是經過多次優化設計,尋找最佳節能方案。
2 建筑節能推行的現況
2.1政府主管部門對建筑節能優化設計監控不力
長期以來,主管部門對設計節能成果缺乏必要的考核與評價,有的僅靠圖紙會審來發現一些簡單問題,僅僅是一些新材料或空間布置的一些規定。缺乏對方案的節能性方面的系統審查要求。建筑節能設計首先是一個系統設計問題,它絕不是多項節能技術或者節能設備的簡單累加,它需要定量化。例如,人們在市場上可以買到節能空調、節能玻璃、節能熱水器、太陽能熱水器、墻體保溫材料等等,但是這些材料與設備如何使用、使用哪種型號、用量多少、所起到的作用是什么就需要通過量化整合來完成。集思廣益,從多方面影響因素出發,以最低的投資、最佳的手段完成并達到節能設計目標。所以建設主管部門監管的同時,應增加人員配備和審查力度,對設計節能成果進行量化全面審查。
2.2 建筑節能優化設計的開展缺乏必要的壓力和動力
由于缺少建筑節能優化設計與企業和公眾的直接經濟利益聯系,使得節能工作缺少內在經濟利益推動力,政府部門建筑節能管理工作還存在體制不順、監管體系不健全,造成執法不嚴、監督不力,國家政策不配套,缺乏激勵機制和工作力度。對一些國有投資建設項目,有關行政審批單位在審核初步方案時,只注重設計的建設規模和投資限額,對方案的經濟合理性和節能性不做深入研究分析;另外,由于現在的設計收費是按面積或按造價的比例計取,幾乎跟建筑節能和設計質量的優劣無關,導致對設計方案不認真進行節能分析,而是追求高標準,造成能源浪費。相反,設計單位即使花費了較多的人力、物力,優化了設計方案,給業主節約了投資,也不能得到應有的報酬,有時設計費反而變少了,從而挫傷了優化設計的積極性。
3 搞好建筑節能的幾點建議
3.1主管部門應加強對建筑節能優化設計工作的監控
為保證建筑節能優化設計工作的進行,開始可由政府主管部門來強制執行,通過對設計節能成果進行全面審查后方可實施。政府主管部門不僅需在技術法規與標準相結合方面做出努力,而且還需要政府以技術法規的形式提出必須嚴格控制的最基本的技術指標、技術要求、功能要求,可以導則、指南、技術標準等標準類技術文件予以體現。利用主管部門的職能,總結推廣標準規范、標準設計、公布合理的技術經濟指標及考核指標,為優化設計的進行提供良好服務。建筑節能技術新規范逐步從控制單項建筑維護結構(如外墻、外窗和屋頂)的最低保溫隔熱指標,轉化為控制建筑物的實際能耗。新建建筑必須出具建造耗材經濟指標、采暖需要能量、建筑能耗核心值和建筑熱損失計算結果,特別是建筑結構熱損失計算結果。建筑能耗總量(包括供暖、通風和熱水供應)和建造能耗值只有滿足其對應的節能標準才被允許開工及竣工驗收。在竣工時,建筑開發商必須出具相關部門的一份“能源消耗證明”,證明清楚地列出了該住宅每年的能耗,及節能等級。以上措施,必須逐步實施,特別是國有投資項目要先于執行。
3.2 開展積極有效的宣傳引導工作
建筑節能政策要取得理想的實施效果,重在宣傳引導。不但政府職能部門對節能政策的推行不遺余力,而且有關企業也應加入到宣傳節能政策的行列。政府職能部門應免費對社會公眾提供節能政策咨詢、進行節能知識宣傳和相關培訓,以及進行節能技術、產品的展示、講解等方面做大量的工作。力爭實現多方參與節能政策的宣傳引導,大大提高人們的節能意識和對節能知識、技術的認知、把握能力,從而使節能政策得到有力的貫徹實施。
參考文獻:
關鍵詞:建筑節能;設計;墻體節能;門窗節能;屋面節能
中圖分類號:TE08 文獻標識碼:A 文章編號:
當今社會隨著科學技術的飛速發展,能源短缺問題日益凸顯,建筑節能逐漸成為大家共同關注的熱點問題之一。節約能源已受到世界性的普遍關注,在我國亦不例外。作為建筑師,我們把建筑節能視為自己義不容辭的歷史責任,從分析研究我國建筑節能工作現狀入手,把握建筑節能工作存在的問題,并設法加以解決,逐步推進建筑節能工作。
建筑設計方案是否滿足節能設計要求在很大程度上決定了其整個壽命周期內是否達到建筑節能的目的,通過設計降低建筑的能耗,可減少全球的能耗,有利于保持整個生態系統的穩定。節能建筑的設計要求建筑設計人員在設計階段對所設計的建筑進行建筑能耗分析,以評價建筑方案是否節能。下面我們就來談談建筑節能設計的方法。
一建筑節能設計方法
目前常用的建筑節能設計方法有兩種:按規定性指標設計和按性能性指標設計。按規定性指標設計是指建筑物體形特征和圍護結構熱工性能等均按有關建筑節能標準進行設計。性能性指標由建筑熱環境質量指標和能耗指標兩部分組成,按性能性指標設計是指在同時滿足建筑熱環境質量指標和能耗指標的前提下,設計人員可自行確定建筑物體形特征和圍護結構熱工性能等的具體技術參數。
1 按規定性指標設計使設計人員擺脫了復雜的計算分析,在保證工程設計的合理性和成功方面有重大作用,但由于確定規定性指標主要考慮普遍情況,而每一個工程都有其不同于普遍情況的特殊性,因此規定性指標對適用范圍內的一個具體工程往往不是最佳的,即按規定性指標很難進行優化設計,同時按規定性指標設計容易阻礙新技術的應用和壓抑設計人員的創造性。
2 按性能性指標設計需要對所設計建筑進行能耗分析,進而評價所設計的建筑是否節能,建筑能耗計算方法和節能評價方法的選擇成為這種設計方法的重要內容。國內對建筑節能評價的研究相對缺乏,目前建筑節能評價通常采用比較建筑能耗計算值和相關節能標準指標值的方法,建筑能耗計算值則通過相應的能耗分析軟件獲得,若評價結果表明所設計的建筑并不節能,則需要設計人員憑借個人的設計經驗對設計方案進行反復修改。
二 建筑節能設計基礎
在建筑節能并行設計中,設計對象是指節能設計的對象,即建筑平臺;設計主體為設計人員和計算機軟、硬件系統;設計對象本身所包含的設計信息即為產生信息;信息提取過程是指設計主體從設計對象提取試探性設計所需信息的過程;信息處理過程是設計主體根據試探性設計信息進行節能評價的過程;設計主體根據設計目標和信息處理結果產生決策信息,這一過程即為信息再生過程;設計主體根據決策信息進行確定性設計的過程就是信息的施用過程;作用于設計對象的確定性設計信息即為受用信息。
三 在設計中我們可以采用以下幾種節能途徑。1.墻體節能護結構是建筑物室內和室外的界限,承載著多種功能,如遮風避雨、遮陽通風、保溫隔熱等,也是建筑節能設計的重點之一。墻體是建筑護結構的主體,其所用材料的保溫性能直接影響建筑的耗熱量。因而在節能的前提下,應進一步推廣空心磚墻及其復合墻體技術。2.門窗節能
外門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。門是聯系建筑物室內外環境的過渡空間,冬季冷空氣不斷滲入室內,室內的熱空氣不斷散失到室外,增加了大廳的采暖能耗,可設立門斗。在保證日照、采光、通風、觀景要求的條件下,盡量減小住宅外門窗洞口的面積,提高外門窗的氣密性,減少冷風滲透,提高外門窗本身的保溫性能,減少外門窗本身的傳熱量。其節能措施有:(1)控制住宅窗墻比。住宅窗墻比是指住宅窗戶洞口面積與住宅立面單元面積的比值,JGJ26-2010《嚴寒和寒冷地區居住建筑節能設計標準》對不同朝向的住宅窗墻比做了嚴格的規定,指出“北向、東向和西向、南向的窗墻比分別不應超過25%、30%、45%”。(2)提高住宅外窗的氣密性,減少冷空氣滲透。門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。外窗洞口室外部分的側墻面應做保溫處理,減小附加熱損失,以達到較好的節能效果。(3)改善住宅門窗的保溫性能。戶門與陽臺門應結合防火、防盜要求,在門的空腹內填充聚苯乙烯板或巖棉板,以增加其絕熱性能;外窗玻璃常采用傳熱系數小的普通中空玻璃,目前又出現了比普通中空玻璃保溫節能效果更好的鍍膜玻璃。窗框及窗體材料的導熱系數直接影響到外窗的傳熱系數,目前工程中應用較多的是斷熱鋁合金窗框、PVC塑鋼窗框。
(4)設置“溫度阻尼區”。所謂溫度阻尼區就是在室內與室外之間設有一中間層次,阻止室外冷風的直接滲透,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等措施均能收到良好的節能效果。3.屋面節能屋頂作為一種護結構,其造成的室內外溫差耗熱量,比任何一面外墻或地面的耗熱量都要大。采用屋頂保溫對整個建筑的造價的影響不是很大,而產生的效益卻很明顯。屋面節能措施的要點,其一是屋面保溫層不宜選用密度較大、導熱系數較高的保溫材料;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時因保溫層大量吸水而降低保溫效果。
屋頂屋面節能設計有幾種形式:倒置式屋面、架空屋面、屋面綠化。倒置式屋面將傳統屋面構造中的保溫層與防水層倒置,而將保溫層放置在防水層的上面,使得屋面構造簡單化,減少造價,延長下層防水層的壽命。架空屋面是將架空隔熱間層設于屋面防水層上,架空層內的空氣可以自由流通,將層內的熱量不間斷的排除,達到降低室內溫度的目的。屋面綠化可明顯降低屋頂環境溫度,減少室內空調能耗。
4.利用太陽能太陽能在建筑上的利用方式主要有,被動式太陽能采暖、太陽能供熱水、主動式太陽能采暖與空調、以及太陽能發電等等。我國太陽能資源豐富,如果將太陽能源充分加以利用,可節省大量常規能源。5.夜間通風夜間通風方法的原理是在夜間引入室外的冷空氣,通過冷空氣與作為蓄熱材料的建筑維護結構接觸換熱,冷卻建筑材料,達到蓄冷目的。因為夜間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自然冷源加以利用。
節能作為一項系統工程,涉及到諸多方面,如自然環境、規劃設計、建筑施工、政策法規、物業管理、居民節能意識等。建筑節能設計在現階段還存在一定的問題,比如片面追求建筑面積、設計時執行節能標準比例較低、公眾的節能意識薄弱、缺乏可操作性的法律法規等等,但是作為我國國民經濟支柱產業之一的建筑業,必須和各方共同努力,加大科技研究力度,采取嚴格的獎懲措施,從前期著手,大力推廣節能型建筑,這也是我國走實現可持續發展的必由之路。
參考文獻
1概述
1.1編制本標準目的在于降低能耗尤其是尖峰負荷
2熱工節能檢測方法一般規定
2.1規定熱流計法適用范圍
包括屋頂、外墻、分戶墻、樓板的傳熱系數現場和實驗室測量。
2.2規定熱箱適用范圍
包括屋頂、外墻、分戶墻、樓板、門窗的傳熱系數實驗室測量。熱箱法不宜用于現場檢測,而門、窗傳熱系數檢測只能用熱箱法。
2.3規定了熱流計法的要求
1.熱流計的要求,參照了《建筑用熱流計》(JG/T3016)規定。儀器儀表可參照GB/T13475的規定。規定主要是為減小測量誤差,縮短現場檢測時間。測量誤差和以下因素有關:
(1)熱流計和溫度傳熱器的標定誤差。標定得好的誤差約為5%;
(2)數據記錄系統的誤差由制造商作出產品保證,計量認證。
(3)由熱流計和溫度傳感器與被測構件表面接觸是否良好是引起差異的隨機誤差。仔細粘貼熱流計和溫度傳感器,這種誤差平均值5%,并且可以通過多個熱流計和溫度傳感器減小這種誤差。
(4)構件受到太陽輻射而引起的熱影響,可通過采用日落后Ih至日出的數天數據來減小這種誤差。
(5)對于厚重的構件,需要通過一定時間來達到熱穩定,采取加熱數天后開始取數據的辦法來減小這種影響。
(6)采用自動化可與電腦連接的巡回控測儀器。在目前,實際上已沒有什么困難,國內同行基本上都采取了此類儀器,手工記錄的儀器基本上也已不再用了。
2.為了測量的精度,也使檢測的工作量不要太大,對測點數作了規定。
3.對測點位置作了規定。
4.對熱流計的安裝和位置作了規定。
5.對溫度傳感器的安裝和位置作了規定。
6.對現場檢測季節的規定,有利于測量的正確。其他季節檢測宜放在實驗室進行。
7.現場檢測對構件及氣候的要求。
8.對熱流計法測量的時間要求,這是考慮了構件的蓄熱和放熱過程。重質材料一般需要更長時間。
9.規定記錄間隔的最大時間,應記錄的參數。
10.熱流計法的熱阻及傳熱系數的計算公式。
2.4標準貫徹了《節能設計標準》中有關內表面最高計算溫度而設定的條款要求
因為內表面最高計算溫度是對夏季室內自然通風條件而言的。天氣不晴朗數據無意義。故測量的氣候條件規定是必須的,因為同樣的氣溫,太陽輻射不同,會引起護結構外表面的溫度差異,以至內表面溫度也會不同。
1.上海自然通風條件下夏季屋頂、外墻內表面的最高計算溫度為36.1℃,但是在實際測量時,室外空氣最高溫度不可能正巧為36.1℃,總有些偏差太大,理論上計算值也會變化,為了減小這種變化影響,又兼顧操作性,本標準在此提出±2℃范圍的檢測條件,這樣有利于判斷的可靠與正確。
2.溫度傳感器采用鋼一銅熱電偶,其熱性能穩定,焊接情況正常,相互誤差很小,完全能符合0,5℃要求。另外,其操作方便,價格便宜,可反復使用,數十年用下來,性能可靠。采集數據用儀器同前面所述,應該是自動采集與電腦連接進行數據處理的儀器,這一點完全可以做到。此類儀器很多,如澳大利亞DRTATAKER,美國的AGELIENT,上海大華的DR系列等。
3.規定了測量的參數。
4.規定了較小測量時間間隔,由于儀器都采用自動化電腦控制,故在短時間間隔采集數據已無困難,這樣就能更準確地進行溫度對比。
5.測點的布置,現場條件限制,不能規定的很精確,但是中間一點應保證,同時對點數作了規定。
6.較為客觀是取各點的平均值來評估,因為各點的溫度不可避免的有差異。
7.傳感器安裝也是應該注意的,接觸不好會影響測量精度。
8.外表面不應有遮擋,否則影響內表面溫度測量。
9.室外空氣溫度為評價參考值,故必須按規定測量。
2.5保溫缺陷等現場檢測
采用攝像儀檢查已建住宅的圍護結構保溫節能缺陷,英國做得較早、較好。它們節能檢測的主要內容有:1.攝像調研熱損失情況。2.風扇壓力試驗檢測建筑的氣密性。3.窗玻璃系統檢測、檢測雙玻、單玻及厚度等。4.窺探檢測內部構造情況。5.圍護結構現場傳熱系數檢測,確定圍護結構傳熱性能。見《上海建筑節能與材料》2002.1期(p27)《英國已建住宅建筑節能現場檢測》。
2.6能耗檢測
本標準不主張對住宅進行耗能熱量、耗冷量檢測,主張通過對構件的傳熱系數檢測、計算確定耗量、耗冷量及耗電量。計算可采用有關軟件和簡化公式。從可操作性出發,主張用簡化的方法。
3評估方法
3.1評估方法含義
一是如何評估單獨構件中的熱工節能性能,參數包括熱阻、傳熱系數、熱惰性指標和內表面最高溫度等;二是如何評估住宅建筑是否達到節能住宅建筑要求,即現階段綜合性指標達到節能設計標準。
英國建筑節能設計標準,第一個方法就是構件法,明確規定建筑護的屋頂、外墻、外窗等應達到傳熱系數指標。第二個方法叫做目標傳熱系數法,把護結構的平均傳熱系數與目標傳熱系數比較,小于目標傳熱系數的就符合節能設計。第三個方法是碳指數法,把燃料的排碳量折算成指數,達到“8”以上就符合節能設計,這樣把燃料因素也考慮進節能設計標準中去,又進了一步。
美國的住宅建筑節能設計標準,第一個方法也是規定了各部分構件的傳熱系數,但是稱作規定性指標;第二個方法是比較法,拿設計建筑同節能標準建筑進行比較,耗能量小于標準建筑的就是合格的;第三個方法是采用DOE-2軟件進行計算,給出了一個性能能耗指標。設計建筑物小于該性能指標,即為合格。我國夏熱冬冷地區基本上同國際上的發達國家一致。第一也是給出構件的規定性指標,全部合格,不必再作繁復的計算,即為節能設計達標。第二是性能性指標,需要計算才能確立其設計建筑是否達標。本標準根據執行節能標準的實際情況,從可操作性和易于推廣角度講,提出前2種方法來評估住宅建筑節能。
3.2構件指標法
參照節能設計標準,規定窗墻比符合標準時,各單獨構件的傳熱系數等性能達到標準要求,即為建筑節能達標。
目前,人類不僅要面臨環境惡化問題,還要面臨能源短缺問題。CO2是導致氣候變化的主要原因。據相關報道統計,在美國和英國,每年約有40%的CO2來源于建筑業耗能;在中國,每年約有33.33%的CO2來源于建筑業耗能。從這些數據來看,建筑業耗能所生產的CO2占CO2總產量的1/3。全球約有1/2的土地、木材、礦石資源被用于建筑行業;全球約有1/2的電能被用于建筑照明、供暖和通風等。從這些數據不難發現,建筑行業的耗能非常大。從廣義上講,建筑耗能包括建材生產耗能、建筑建造耗能和建筑使用耗能三大部分。這里,筆者只針對建筑使用耗能進行節能探究。中國建筑可分為三大類,即農村居住建筑、工業建筑和城鎮民用建筑三大類型。在此,筆者只針對城鎮民用建筑進行建筑節能探究。據統計,中國每年建筑耗能量約為社會總耗能量的20.7%,耗能數量驚人。例如,位于北方地區的城鎮建筑,每年用于建筑取暖的耗煤量為1.6億噸,約占我國年產總煤量的11.4%;我國每年用于建筑照明的用電量約為5500度,約占我國耗電總量的27%。
二、建筑節能新材料的分類
(一)工業垃圾和廢料的再利用
工業垃圾和廢料產量大,嚴重污染生態環境。但可利用工業垃圾和廢料的各種特性,經過加工后應用在建筑領域。這樣,不但可以治理環境,還可為建筑行業提供新型材料。如粉煤灰。火力發電廠每年產生大量粉煤灰,可以將其加工后用于建材,利用粉煤灰的有效成分代替部分黏土制作燒結磚、空心磚、墻地磚以及粉煤灰燒結陶粒等,發展成新型環保節能建筑材料。新型建筑材料具有減輕建筑負荷、降低勞動強度、保護環境、節約能耗等優點,發揮經濟和社會效益。
(二)玻璃的特殊加工
玻璃具有良好的穩定性、隔音性、反射性和輕質性。經過特殊加工的玻璃鋼,作為建筑環保節能材料具有以下優點:力學性能好、輕質高強、抗疲勞性能及減振性能好。施工中應用玻璃可以降低能耗,減少施工費用。
(三)石膏及巖棉建材
這些建筑材料具有無毒、不燃、容重小、導熱系數小、使用溫度高、經久耐用等優點。巖棉保溫制品的制作原材料豐富,成本低,廣泛應用于建筑外墻。石膏具有節能和環保特性,在建筑施工中得到了廣泛應用。
(四)納米新材料
納米新材料屬于新型節能型建筑材料,具有環保節能特性。納米新材料不僅具有滅菌消毒作用,還能將有害氣體消除,特別適用于室內。不僅可以改善室內空氣質量,還能節省空調耗電量。納米新材料處于恒溫狀態時,可以放熱或者吸熱,不僅可以使室內環境溫度保持恒溫,還能夠降低電能損耗,達到建筑節能目的。
三、新型節能材料應用案例
(一)新型節能材料的出現
奧運工程中,應用各類綠色環保建材千余種,涌現出一大批質量性能高、環境行為優,具有新型節能、節材、節水效果,具有自潔、抗菌、隔音、保溫等新型功能,蘊含高、精、尖技術的亮點綠色材料,充分展示了我國建筑材料領域發展的先進技術水平。
(二)從奧運看綠色節能材料
綠色奧運是北京奧運會提出的重要理念。開展綠色奧運,不僅保障觀眾在良好的環境中盡享體育盛會,而且通過奧運將環保理念傳播、發揚光大。綠色奧運是北京對世界的承諾。隨著這一承諾的踐行,綠色理念這個抽象名詞越來越具體地走進老百姓的生活。
1.奧運村所選用的優質鈦白粉涂
奧運村建筑所用的鈦白粉涂料,屬于新型環保涂料。它不僅可以有效增大涂墻面積,而且還具有很強的耐沾性和耐擦性,具有較強的使用壽命。鈦白粉涂料相對普通涂料,涂料中的VOC、重金屬及甲醛含量極低,污染率接近于零。使用鈦白粉涂料涂抹的墻體表面,不僅手感細膩,而且氣味清香。鈦白粉涂料中添加有抗菌無毒的防霉劑,有防霉功效,保障人體健康。
2.豎向循環立管
奧運村建筑里,每一個廚房和衛生間的熱水龍頭都是豎向循環立管,可以有效縮短水平直管的長度,使熱水在立管中循環。當水龍頭打開時,熱水可以迅速涌出,避免因為水龍頭的開啟時間過長,導致熱水變涼,造成浪費。
3.新型材料ETFE膜
鳥巢建筑的西側,是我國著名的國家游泳中心——水立方。水立方的墻體設計十分新穎,打破了傳統的墻體設計,首次以泡沫結構作為建筑體形的基礎分割結構,不僅實現了天花板和墻壁的自然銜接,還使天花板和墻體的連接顯得更為嚴絲合縫。雖然這種泡沫式結構看似不結實,但實際上卻具有極強的牢固性。水立方的泡沫結構使用ETFE膜構成。ETFE膜屬于一種新型材料,具有很好的抗壓性、延展性、耐熱性、耐火性及自潔性。
4.低輻射low—E中空玻璃
我國著名的籃球館——五棵松籃球館,其外表時尚靚麗,使用鋁合金材料筑成。這些合金板材遍布穿孔,使合金平面顯得錯落有致,給人一種麥穗飄蕩的視覺效果。在合金內側,使用low—E中空玻璃材料,外面涂抹一層納米涂層,不僅提高玻璃的自潔性,還提高玻璃的隔熱性能及保溫性能。玻璃上的low—E膜層,可以將80%的紅外線折射回去,使室內保持恒溫,具有節約能源的效果。
5.室內新型PRC輕質隔墻
除使用low—E中空玻璃材料外,五棵松籃球館還用到了PRC輕質隔墻材料。這種新型材料不僅具有很強的防水、隔音及保溫性能,還極具環保性。五棵松籃球館的室內PRC卷材,使用自動焊完成材料銜接。因此,PRC輕質隔墻材料的防雨水侵蝕性較強。
6.Q460E的使用
國家規定鋼材厚度不得超過100mm。但是,用于建造鳥巢的Q460E鋼板厚度卻達到了110mm。根據相關工程人員介紹,Q460E鋼材屬于我國研發的新型鋼材,不僅具有很好的抗低溫性、抗震性,還具有良好的可焊接性。用于鳥巢的Q460E鋼材,使用年限長達100年,耐火等級為一級。除此之外,Q460E鋼材的抗震性可達8度。
四、結語
中國的建筑節能技術與發達國家相比,還處于起步階段,整體的建筑節能技術水平較低,發展相對緩慢。與西方國家相比,中國建筑在采暖方面的耗能每個單位面積要多出3倍左右,外墻熱損失要多出5倍左右,窗戶的熱損失也在2倍左右[1]。在保溫和隔熱的性能上都比較差。出現這種情況的主要原因在于我國的建筑節能技術發展比較落后,也比較緩慢。我國的建筑耗能技術出現于20世紀70年代,經過不斷研究和發展,在建筑墻體傳遞和房屋傳遞方面有了很大的進步。對于計算供熱負荷、冷負荷、圍護結構的性能上的軟件已經有了進一步的發展。但是,目前中國市場中大部分的建筑節能設計軟件都是以提高工程的效率和準確性為目的的,在建筑的耗能評估方面沒有完整的建筑耗能評價體系,也沒有統一的標準進行衡量。
2建筑節能軟件在建筑節能設計應用中存在的問題
2.1建筑節能軟件沒有很好的兼容性,計算結果不穩定
PKPM軟件是當期我國市場中運用比較普遍的建筑設計節能軟件,該軟件是由中國建筑科學研究院建筑工程軟件研究所研發的。它在市場中的使用率較高,計算的結果比較可靠。這一系列的軟件唯一的缺陷是在暖通冷熱負荷上沒有相應的計算軟件。在整體的建筑中,專業的暖通人員不僅要運用PKPM軟件[2],同時還另外選擇其他的軟件進行暖通冷熱負荷計算。在計算的過程中,由于兩種軟件的方法和原理不同,計算內容不能相互結合和兼容,導致在對同一種項目進行計算時,兩種軟件的結果會出現差異。所以,兩種軟件致使部分建筑之間不能進行相互配合,不能達到真正建筑節能的目的,只是在表面上做到了節能審查的規格,但是沒有達到實質性的要求。
2.2建筑節能軟件運用意識不強,運用配合度不高
當前建筑市場中,建筑節能設計出現了錯誤的意識,把建筑的節能評估的最終目標設定在符合國家相關建筑節能規則審查中,不能真正認識到節能軟件使用的重要性,沒有把各種節能軟件的優點鏈接到一起,找出最優的措施解決建筑節能中的相關問題,用最小的代價換取最大的利益[3]。當完整的建筑模型完成后,建筑師將相關數據輸入到軟件中,經過計算、校核等反復的處理,得出符合節能法規要求的最終結果。然后建筑暖通設計師再利用這個結果進行冷熱負荷的計算,得出的結果作為選擇各種設備的依據,如果這個結果沒有超過節能規定的要求,暖通設計師就算完成了節能的計算和評估。其中,兩個階段進行節能計算的目的是符合節能法規的要求,甚至為了達到這一目的不對原有的方案進行修改,而是選擇更加昂貴的代價進行補充。
3能軟件在節能設計中的運用建議
3.1建筑中選用兼容性較好的建筑專業和暖通專業的軟件
在建筑的節能設計中,使用建筑專業和暖通專業兼容性較好的節能軟件,使建筑的模型在暖通設計中充分發揮基礎性作用,減少暖通工程師的工作量,避免建筑中的重復性工作發生,保證軟件計算結果的一致性[4]。在軟件企業進行軟件開發時,要充分考慮到建筑節能計算軟件和暖通節能計算軟件之間的兼容性,減少在兩個軟件計算中出現結果差異的可能性,縮短各個環節工作的程序。另外,軟件企業在進行產品銷售時,要把各種節能軟件相互配合,實現軟件之間的兼容性,達到計算結果的準確性和穩定性。
3.2建筑圍護結構的保溫隔熱性能
在外墻節能設計中,設計者可以在節能軟件中選擇自己所需要的材料,利用軟件對這個材料進行計算傳熱系數等。另外,也可以通過選擇保溫的方法進行計算。利用軟件,選擇其中一種保溫做法,此軟件可以自動調入各種材料的參數進行計算,設計者利用計算結果對保溫材料進行修改和選擇。對于門窗的節能設計,建筑門窗的數據對建筑能耗有很大的關系。設計者可以根據軟件計算的結果來選擇外窗類型。
3.3在方案設計時,加強建筑設計與相關專業的聯系程度
建筑的節能設計目標是要達到整體建筑設計和建設的節能目標。所以,在進行建筑方案設計時,應當與其他相關專業,特別是暖通專業相聯系,讓其設計師參與到方案的設計中來,充分的考慮到整體建筑的綜合節能目標,降低相關設備的能量耗損,制定能耗較低的建筑方案,利用最小的代價,得到最大的利益。目前,我國的節能設計習慣還停留在最初階段,在整體的建筑方案設計中,暖通專業等其他相關專業很少參與到方案設計環節中來,不利于整體節能的建筑軟件使用,不能完全達到節能的目標。
4結語
1.1應用低碳設計現狀
目前的建筑行業中,關于低碳理念的應用主要是玻璃幕墻應用的推廣,而建筑機構中其他部分:外墻、樓頂和地板等并未考慮應用相關的低碳設計。目前低碳建筑的研究應用領域主要分布在我國冬冷夏熱特點的地區,這些地區夏季炎熱,往往需要用空調來降溫;冬季寒冷,需要暖氣供暖。無論夏季或是冬季,人們生活所需的能耗都很高。所以,在這些地區的建筑進行低碳節能設計時,要兼顧考慮建筑結構良好的隔熱功能和保暖功能。保暖和隔熱是互相矛盾的,建筑設計要想實現既能保暖又能隔熱,還需要解決許多其他相關的問題。研究發現,建筑物排放的二氧化碳絕大部分屬于日常二氧化碳的排放,這就表明了建筑物的日常消耗會產生大量二氧化碳。另外,采用的建筑材料在生產以及運輸的過程當中也會產生部分二氧化碳。由此看來,想要從根本上降低建筑物排放的二氧化碳,首要工作就是降低建筑物的日常能耗,其次就是盡量降低建筑材料在生產、運輸過程中排出的二氧化碳。
1.2低碳設計應用優勢
1.2.1明顯降低能耗
據有關調查,考慮我國的建筑物所有能耗中,建筑材料的使用以及建筑物的建設過程產生的能耗占其中的多半以上,同時還會產生對生態環境構成嚴重破壞的污染物,占有建筑物所產生總污染物的34%。如果所有的建筑物都采用低碳節能技術,不僅會在很大程度上降低能耗,同時也有助于降低破壞生態環境污染物的排放。相關研究數據表明,低碳節能建筑和以往的普通建筑相比,能耗大幅降低了70%。由此看來,低碳建筑能夠明顯降低能耗,對保護生態環境具有戰略性的意義。
1.2.2大力推廣低碳節能建筑可促進新型建筑的發展
在以往的普通建筑中,建筑物的建設過程以及有關的生產技術設計毫無例外地都帶有明顯的商品性。但低碳節能建筑改變了這一特性,強調現代化建筑物應該體現當地的文化特點,整體建筑要呈現出獨特的藝術風格,凸顯新型的建筑美學。由此看來,大力推廣低碳節能建筑在一定程度上可以促進新型建筑的發展。
二、建筑節能設計中實現低碳設計采取的主要方法
2.1主動建筑低碳相關設計
建筑物的立面可以采用素混凝土取代普通混凝土,可以減少大量建筑石材的使用,從而減少對大自然造成的破壞。采用的素混凝土可以就地取材并攪拌,以減少混凝土在運輸環節造成的浪費;屋面還可進行植被綠化,實現大量吸收排放二氧化碳的功能;建筑結構要減少建筑鋼材的用量,從而使減少二氧化碳的排放量。自然采光可通過鏡面反射進行主動采光,可利用導光管、棱鏡組等進行傳光工作,用衛星反射鏡進行采光工作。自然采光的合理運用能夠有效改善室內光照條件,減少人工照明用電,從而達到節約自然能源,減少二氧化碳排放的目的。
2.2被動建筑低碳相關設計
被動式建筑低碳設計中的采光設計指白天充分利用自然光提供空間照明的節能方式設計。這種低碳設計可能會受到一定限制,但可以通過其他的技術提高采光效果。外墻可以使用外保溫以降低護結構的熱損耗,采用中空玻璃和保溫屋面,也可以實現建筑節能。
2.3用新能源、新材料取代能耗較高的舊能源、舊材料
低碳節能建筑要利用地熱能、太陽能以及風能等無污染的可再生能源;建筑材料也要采用綠色建材,如建筑的外墻可使用無污染的泡沫材料以及保溫隔熱涂料等,外墻所應用的保溫系統、隔熱水泥模板系統等新建材的應用也為在節能減排起到了至關重要的作用。
三、結語