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我們國家人口眾多,對(duì)建筑的需求量很大,而且對(duì)以往建筑行業(yè)每年消耗能源的統(tǒng)計(jì),不難看出我國建筑行業(yè)消耗存在巨大的浪費(fèi),我們需要得到警示,如果這種現(xiàn)象繼續(xù)發(fā)展下去,那對(duì)我國能源的儲(chǔ)存量存在很大傷害,可以說能源資源用一點(diǎn)就是少一點(diǎn),所以對(duì)于建筑節(jié)能工作必須要牢牢抓起。我們了解到很多方面資源的浪費(fèi),可以針對(duì)每一方面提出相應(yīng)的對(duì)策。我需要消耗最少的資源達(dá)到建筑最好的使用效果。還可以注重新材料和新技術(shù)的開發(fā),減少建筑材料對(duì)能源的浪費(fèi),就能減少每年建筑消耗量對(duì)國家能源的總量的壓迫感。
2全過程工程造價(jià)管理應(yīng)對(duì)建筑節(jié)能的改革
建筑工程“全過程成本”是指建筑物的一次性建造成本和整個(gè)使用(正常使用壽命)期內(nèi)的消耗、維護(hù)運(yùn)行(即使用)成本兩部分的費(fèi)用總和。當(dāng)前我國在工程建設(shè)領(lǐng)域中全面實(shí)施了嚴(yán)格的造價(jià)控制,即從建設(shè)項(xiàng)目的立項(xiàng)開始直至項(xiàng)目達(dá)產(chǎn)投入使用,在各個(gè)階段設(shè)立了不同的造價(jià)控制標(biāo)準(zhǔn)和方法,對(duì)控制建設(shè)項(xiàng)目的建造成本發(fā)揮了極大地作用,但對(duì)建設(shè)項(xiàng)目的使用成本的認(rèn)識(shí)、控制方面力度不夠,造成我國目前有430億余平方米的既有建筑基本上都是不節(jié)能的。
2.1要樹立“全過程成本”的節(jié)能建筑造價(jià)管理思想
從“全過程成本”的角度來看,節(jié)能建筑的成本有建造成本和使用成本兩部分,從其主體來看涉及建設(shè)方、施工方和使用方;從其全壽命來看分建造期和使用期兩個(gè)階段;從其內(nèi)容來看涉及到節(jié)能、節(jié)水、節(jié)材、智能化技術(shù)等;從其專業(yè)來看涉及到更復(fù)雜的新技術(shù)、新材料、新設(shè)備、新工藝,節(jié)能建筑涉及的投資資金大。單純的工程量清單計(jì)價(jià)或預(yù)結(jié)算編制、審查式的、僅偏重工程建造成本的造價(jià)管理已經(jīng)不能適應(yīng)節(jié)能建筑的要求,必須開拓思路,樹立“全過程成本”管理意識(shí),緊跟行業(yè)新技術(shù)、及時(shí)反饋行業(yè)變化,為建設(shè)方提供工程造價(jià)全面透明、完整、準(zhǔn)確的信息服務(wù)。
2.2要建立主動(dòng)控制、動(dòng)態(tài)管理的造價(jià)管理體系
在貫徹“全過程成本”工程造價(jià)控制的原則下,要大力改革節(jié)能建筑的工程造價(jià)內(nèi)容組成,豐富和完善節(jié)能建筑建設(shè)需要的投資估算、預(yù)結(jié)算定額、費(fèi)用定額等,建立適應(yīng)節(jié)能建筑工程造價(jià)經(jīng)濟(jì)核算、費(fèi)用管理的計(jì)價(jià)體系。要選定適合當(dāng)?shù)亟ㄖ?jié)能的、符合節(jié)能減排要求的新技術(shù)、新工藝、新設(shè)備和新材料加以推廣和應(yīng)用,為節(jié)能建筑構(gòu)建節(jié)能工程造價(jià)的全面、動(dòng)態(tài)、合理的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)體系,要提高節(jié)能建筑工程造價(jià)管理水平。
3建筑節(jié)能中控制成本的內(nèi)容
我們可以分為兩個(gè)時(shí)期來考慮建筑對(duì)能源的消耗,第一在建筑前期,第二是在建筑的使用時(shí)期。就一點(diǎn)而言,工程的實(shí)施需要首先對(duì)工程進(jìn)行預(yù)算,建設(shè)期間消費(fèi)的資金不得超出預(yù)算,起到了一定的控制作用。然后是設(shè)計(jì)師,設(shè)計(jì)師需要從綠色節(jié)能建筑的角度出發(fā)去設(shè)計(jì)。無論在外部的結(jié)構(gòu),還有內(nèi)部空間的體現(xiàn),都要考慮到節(jié)能的因素。如果建筑師能真正的做到一點(diǎn),無論是對(duì)節(jié)約能源還是節(jié)約成本都會(huì)有明顯的效果。在施工階段的時(shí)候多要多面的考慮,要對(duì)市場(chǎng)進(jìn)行考察,使合理的價(jià)格卻能買到優(yōu)良的建筑材料。對(duì)于建筑施工時(shí)所消耗的材料也要進(jìn)行監(jiān)管,真正的做到物有所用,禁止浪費(fèi)。對(duì)于一個(gè)可再利用資源需要回收再利用,對(duì)于一些工業(yè)廢料也可以使用的,要盡可能的去使用,從而降低建設(shè)所消耗的資金。在建筑的使用時(shí)期,我們需要在不影響其使用需求的情況下,減少水、電等資源的浪費(fèi)。將現(xiàn)代節(jié)能技術(shù)運(yùn)用到建筑使用中去。當(dāng)建筑的使用超過使用年限之后,建筑會(huì)被拆除,那么我們就需要考慮到拆除后資源回收的合理利用。有的資源在安全,不影響使用效果的情況之下,在下次建設(shè)的過程中我們也可以用到,這樣對(duì)以后建筑建設(shè)所用成本也會(huì)有一定的節(jié)省。
4節(jié)能建筑全壽命周期造價(jià)管理的發(fā)展建議
要大力發(fā)展節(jié)能綠色建筑,建設(shè)低碳城市,提高節(jié)能建筑的環(huán)境效益,減少環(huán)境影響,用節(jié)能建筑全壽命周期造價(jià)管理新理念大力推廣建筑節(jié)能低碳,工程造價(jià)管理還要落實(shí)以下工作:a.大力宣傳、加強(qiáng)服務(wù)。通過多種渠道宣傳節(jié)能建筑的政策法規(guī)、技標(biāo)準(zhǔn)和配套政策;建立全壽命周期造價(jià)管理體系,各級(jí)管理部門要落實(shí)節(jié)能建筑的政策,做好全壽命周期造價(jià)管理的服務(wù)工作,推進(jìn)節(jié)能建筑全壽命周期造價(jià)管理的快速發(fā)展。b.加快節(jié)能建筑政策法規(guī)實(shí)施細(xì)則的制定和配套工作的開展。圍繞節(jié)地、節(jié)能、節(jié)水、節(jié)材、環(huán)境質(zhì)量、智能化技術(shù)等方面對(duì)定額體系持續(xù)地補(bǔ)充和完善,將成熟的技術(shù)和產(chǎn)品補(bǔ)充進(jìn)定額體系,為市場(chǎng)提供可持續(xù)的工程造價(jià)服務(wù)。
5結(jié)論
1.1圍護(hù)結(jié)構(gòu)
(1)對(duì)于外墻圍護(hù)結(jié)構(gòu)來說,可對(duì)住宅應(yīng)用EPS外保溫系統(tǒng)墻體,不僅僅冬季墻體內(nèi)表面不會(huì)出現(xiàn)結(jié)露現(xiàn)象,對(duì)于冬、夏兩季期間墻體內(nèi)部也不可能出現(xiàn)冷凝現(xiàn)象,這為外墻節(jié)能和室內(nèi)熱舒適環(huán)境奠定基礎(chǔ)。
(2)屋面保溫系統(tǒng)。對(duì)建筑的平屋面采用種植屋面系統(tǒng),對(duì)坡屋面則可考慮采用例置式節(jié)能系統(tǒng)。從工程實(shí)踐效果來看,建筑采用節(jié)能屋面,在冬季采暖期間,內(nèi)表面溫度遠(yuǎn)高于室內(nèi)空氣的露點(diǎn)溫度,根本不會(huì)產(chǎn)生表面結(jié)露現(xiàn)象。而對(duì)于夏冬兩季,節(jié)能坡屋面的保溫層上下表面的水蒸氣分壓力都低于其對(duì)應(yīng)的飽和水燕氣分壓力,因此不會(huì)產(chǎn)生冷凝現(xiàn)象。而針對(duì)種植平屋面的綠色節(jié)能措施來說,鑒于其保溫材料上下兩表面都設(shè)置了防水層材料,保護(hù)層〔抗?jié)B細(xì)石混凝土或抗?jié)B砂漿〕又覆蓋了較厚的土層,造成整個(gè)屋面層的水蒸氣滲透動(dòng)力較小,所以不可能發(fā)生內(nèi)部冷凝。
(3)對(duì)于外窗節(jié)能技術(shù)主要集中在傳熱系數(shù)和遮陽系數(shù)兩個(gè)方面考慮。傳熱系數(shù)是衡量由溫差引起的的通過外窗的熱流量的參數(shù),是導(dǎo)熱、對(duì)流和輻射三種傳熱方式的綜合體現(xiàn)。傳熱系數(shù)越大,則會(huì)導(dǎo)致窗戶的保溫隔熱能力就越差,通過窗戶的能量損失就越多。而遮陽系數(shù)則是體現(xiàn)玻璃阻隔太陽熱幅射的能力。顯然,對(duì)于綠色建筑來說,其為了能到綠色效果,其選取外窗方面,應(yīng)當(dāng)選擇高保溫隔熱性能的外窗構(gòu)造及合理的遮陽系數(shù)。當(dāng)前,控制外窗傳熱系數(shù)的技術(shù)主要是集中于增加空氣層的數(shù)量、提高空氣層的厚度、使用惰性氣體填充、添加保溫隔熱膜、采用真空玻璃以及良好的保溫隔熱性能窗框等。而控制外窗玻璃遮陽系數(shù)的重要措施則是通過采用光譜選擇性的陽光控制膜,如LOW-E膜和SUN—E膜等。
1.2遮陽系統(tǒng)
與建筑其他部分圍護(hù)結(jié)構(gòu)相比,外窗屬于薄壁輕質(zhì)構(gòu)件,其熱工性能最差,因此是建筑能耗損失的最薄弱的環(huán)節(jié)。因此選擇合適的建筑遮陽設(shè)備或者系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)綠色建筑的重要手段之一。為了能有效地實(shí)現(xiàn)“零”能耗的節(jié)能目標(biāo),根據(jù)建筑外窗朝向的不同以及采光控制要求,選擇不同的活動(dòng)外遮陽系統(tǒng),具體為南向一層采用自動(dòng)控制的活動(dòng)百葉鋁合金外遮陽,二層則可采用活動(dòng)外遮陽和太能能集熱器固定的遮陽,對(duì)于有天窗的則可選取活動(dòng)的軟布藝外遮陽方式。
1.3可再生能源利用
(1)地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)。通過利用該類型空調(diào)可以使使住宅外的空調(diào)外掛箱消失,提高建筑外立面原有的平整。地源是一種通過利用地?zé)豳Y源的高效節(jié)能、零污染、低運(yùn)行成木的高效節(jié)能空調(diào)系統(tǒng),包括土壤式〔垂直埋管和水平埋管)、地下水式等多種應(yīng)用方式。
(2)從長遠(yuǎn)來看,可再生能源將是未來人類的主要能源來源,而太陽能發(fā)電的商業(yè)化開發(fā)和利用已經(jīng)成為重要的發(fā)展方向。對(duì)于太陽能光伏屋頂發(fā)電系統(tǒng)以其易于安裝、功率穩(wěn)定、壽命長久等優(yōu)勢(shì)而成為當(dāng)前重要的光伏應(yīng)用。而在經(jīng)濟(jì)、技術(shù)較為發(fā)達(dá)的長三角、珠三角等地區(qū)已經(jīng)基本具備了太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)大規(guī)模安裝條件。
二、工程實(shí)例
2.1物質(zhì)節(jié)能
為了能達(dá)到有效的綠色建筑,在建筑物質(zhì)材料方面應(yīng)首當(dāng)其沖。如考慮通過采用建筑土方來對(duì)建筑局部進(jìn)行覆土,以達(dá)到保溫效果,同時(shí)也作為綠化的基質(zhì),也可以減少渣土外運(yùn)。建筑結(jié)構(gòu)所采用的混凝土,有低水泥摻量和再生骨料兩種。對(duì)于墻體材料則可以采用回收混凝土制作的混凝土砌塊。為了能充分利用屋面雨水,可以對(duì)屋面雨水以及生活污水等進(jìn)行收集,然后用于沖廁、噴曬植物等用途。對(duì)屋面采取綠化處理,這樣可以增加建筑的綠色覆蓋率,同時(shí)可以達(dá)到保溫鄧作用。
2.2能源節(jié)能
對(duì)于綠色建筑來說,必須對(duì)能源采取措施以達(dá)到有效的節(jié)能效果。如對(duì)建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)應(yīng)當(dāng)采取有效的保溫隔熱措施,以達(dá)到自然通風(fēng),同時(shí)在夏季能遮陽,冬季則采暖保溫等,從而可以減小人工空調(diào)使用,則可以達(dá)到自然舒適性以及節(jié)省能源效果。對(duì)于某些建筑物帶中庭時(shí),則可以對(duì)中庭采取綠化處理使其成為一個(gè)氣候緩沖區(qū),對(duì)其他居住空間與中庭之間通過采用墻體來隔開,從而可以有利于高濕、嚴(yán)寒等極端氣候條件下減少能耗、提高舒適性。此時(shí)中庭被包圍在舒適空間之中,屋頂有優(yōu)良的熱工性能候也有一定的舒適性。從實(shí)施情況來看,為了能得到有效的能源節(jié)能效果,可以考慮從圍護(hù)結(jié)構(gòu)、自然通風(fēng)以及天然采光方面入手。(1)針對(duì)圍護(hù)結(jié)構(gòu)應(yīng)當(dāng)選取保溫性能好材料,而且應(yīng)強(qiáng)度密封性。如外墻考慮采用保溫系統(tǒng);窗采用塑鋼窗框時(shí),應(yīng)當(dāng)選取雙層真空玻璃。(2)自然通風(fēng)??煽紤]建筑中部設(shè)有封閉的中庭,在中庭頂部設(shè)置有可以開啟的天窗,通過天窗來改善自然通風(fēng)效果。同時(shí)對(duì)于起居室以及臥室等應(yīng)當(dāng)朝向夏季主導(dǎo)風(fēng)向,從而形成了穿堂風(fēng)。(3)天然采光。對(duì)于獨(dú)立住宅來說,其較易于天然采光,但對(duì)于進(jìn)深較大情況,則采光效果并不好。為此對(duì)于傳統(tǒng)住宅則來說,往往以院落和天井解決這問題?;蛘咄ㄟ^營造一個(gè)中庭來獲得晝光。為了整個(gè)建筑能在極端氣候條件下能保持較小的體形系數(shù),此中庭應(yīng)采取保溫屋蓋,而且可采用較大面積的天窗,天窗上面可設(shè)遮陽篷來避免夏季陽光直射。
2.3建筑設(shè)備利用
為了能達(dá)到綠色建筑設(shè)計(jì),通過利用建筑設(shè)備來來獲取自然界的能源來應(yīng)用到住宅住戶日常的生活中,是重要的途徑之一。(1)地源熱泵系統(tǒng)。針對(duì)我國地?zé)崮茉簇S富,通過利用地?zé)嵯到y(tǒng)來充分利用地?zé)崮茉聪喈?dāng)關(guān)鍵。如對(duì)于上海地區(qū),由于地下水位較高適合采取土壤埋管。(2)采用冷熱輻射頂棚加新風(fēng)系統(tǒng)的空調(diào)方式,在墻壁和頂棚內(nèi)埋設(shè)毛細(xì)循環(huán)管道進(jìn)行輻射制冷和采暖。該系統(tǒng)采暖熱媒溫度低,而冷媒溫度較高,結(jié)合智能監(jiān)測(cè)與控制,效率高于普通的空調(diào)系統(tǒng),提高了室內(nèi)氣候舒適度與空氣質(zhì)量。
三、結(jié)語
太陽能建筑是指利用太陽光的輻射能量代替一部分可消耗的常規(guī)能源,以達(dá)到可以被動(dòng)或者主動(dòng)式的能源建筑。被動(dòng)式太陽能建筑是指被動(dòng)的采暖設(shè)計(jì),是利用圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱阻,用以保持建筑的儲(chǔ)熱的性能。主動(dòng)式太陽能技術(shù)是指利用太陽能轉(zhuǎn)為熱能或者電能進(jìn)行利用,主要是取暖、燒水,供電的使用。
2被動(dòng)式能源建筑的形式
按照太陽能建筑的利用方式可以把能源建筑分為直接受益型、集熱蓄熱墻型、附加型等幾種形式,具體內(nèi)容如下幾個(gè)方面。
2.1直接受益型
直接受益型的擦暖形式是以太陽通過一定的透光材料直接進(jìn)入室內(nèi),以太陽透過較大的南窗玻璃,通過存儲(chǔ)熱能到維護(hù)結(jié)構(gòu)表面的墻和地上,再通過夜間對(duì)流輻射的方式和室內(nèi)空間熱傳導(dǎo)進(jìn)行釋放。建筑要求:建筑正陽的南方要安裝大面積的直接受陽的玻璃窗、圍護(hù)結(jié)構(gòu)需要有較大的熱阻、室內(nèi)需有蓄能較好的材料保證能量的積聚。
2.2集熱蓄熱墻型
集熱蓄熱墻型是利用建筑南向的集熱墻(垂直),通過傳導(dǎo)、輻射和對(duì)流吸收太陽光而傳送熱能。建筑要求:建筑墻體覆蓋玻璃,在墻體上下設(shè)通風(fēng)口,一方面,太陽能通過墻體熱傳導(dǎo)通過對(duì)流輻射吸收熱能到室內(nèi),另一方面,集熱墻以對(duì)流方式傳遞熱能給玻璃和墻體間的夾層,再由室內(nèi)空氣對(duì)流傳遞熱能。
2.3附加型
附加型是指在建筑的南面附加一個(gè)玻璃罩室,是使太陽光是集受益窗和蓄熱墻的綜合熱能的一種方式。建筑要求:以陽光直射建筑南向,在建筑室內(nèi)用門或者窗把房子和陽光隔開,給房間一個(gè)緩沖的減少熱能消耗,以此給房間熱能供給。
3節(jié)能建筑設(shè)計(jì)策略
3.1位置及朝向設(shè)計(jì)
被動(dòng)式太陽能建筑在建造上必須保持足夠的陽光直射,按照太陽偏離的角度和時(shí)間以個(gè)固定的北緯35°的建筑為例,方向正南向垂直,冬季較夏季受到的輻射要大,當(dāng)太陽直射垂直角度超過30°時(shí)接受的能量集聚下降。
3.2建筑平面
被動(dòng)式太陽能建筑以太陽能利用年規(guī)律的合理為設(shè)計(jì)目的,按照使用功能和人們對(duì)溫度的舒適度來把控,太陽能的建筑要以溫度舒適性為主,盡可能把臥室和客廳設(shè)計(jì)到正南向或者東西向的15°來吸取太陽能,把一些要求溫度不高的比如廁所、廚房、衣帽間可以設(shè)計(jì)到北向,在中間設(shè)計(jì)一道緩沖區(qū)減少熱能流失。
3.3形體設(shè)計(jì)
建筑形體是指建筑單位體積的建筑外表面積,建筑形體系數(shù)的越小度對(duì)建筑耗能損失就越小,外維護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱損失就小,因此,在設(shè)計(jì)上盡可能減小建筑的體形系數(shù),體形系數(shù)以f0\V0進(jìn)行表示,除此外,影響到建筑體形的還有建筑的造型、布局和暖通的因素。因此在對(duì)建筑節(jié)能的系數(shù)間采取f0\V0<0.3時(shí)為最佳控制。
4結(jié)語
當(dāng)前,我國是一個(gè)發(fā)展中大國,又是一個(gè)建筑大國,每年新建房屋面積高達(dá)17億叮一18億叮,超過所有發(fā)達(dá)國家每年建成建筑面積的總和。隨著全面建設(shè)小康社會(huì)的逐步推進(jìn),建設(shè)事業(yè)迅猛發(fā)展,建筑能耗迅速增長。我國既有的近400億叮建筑,僅有1%為節(jié)能建筑,其余無論從建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)還是采暖空調(diào)系統(tǒng)來衡量,均屬于高耗能建筑。單位面積采暖所耗能源相于緯度相近的發(fā)達(dá)國家的2倍一3倍。這是由于我國的建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)保溫隔熱性能差,采暖用能的2/3白白浪費(fèi)。而每年的新建建筑中真正稱得上/節(jié)能建筑0的還不足1億叮,建筑耗能總量在我國能源消費(fèi)總量中的份額已超過27%,逐漸接近三成。因此如何實(shí)行建筑節(jié)能,降低能源消耗和環(huán)境污染,提高能源利用率,已成為我國可持續(xù)發(fā)展必須研究解決的重大課題。
二、我國建筑節(jié)能所存在的問題
雖然近幾年我國在建筑節(jié)能工作方面取得了一定成績,但建筑節(jié)能在實(shí)施過程中仍存在一些問題,主要表現(xiàn)為以下幾點(diǎn):
1.建筑節(jié)能意識(shí)薄弱。
因?yàn)槿狈?duì)建筑節(jié)能基本知識(shí)的了解,因此人們并未認(rèn)識(shí)到建筑節(jié)能在創(chuàng)建和諧社會(huì)中的重要作用。人們?cè)谶x購房屋時(shí),往往更注重建筑物的外觀和內(nèi)部構(gòu)造,而忽視了建筑節(jié)能對(duì)于房屋舒適度和人性化的設(shè)計(jì)要求。因此,開發(fā)商抓住消費(fèi)者的心理,把更多的精力投入到對(duì)外觀和結(jié)構(gòu)的追求上,而本應(yīng)放到降低建筑能耗的投入往往被守法意識(shí)薄弱的開發(fā)商壓縮下來。房地產(chǎn)企業(yè)的利潤無形中增大,而社會(huì)責(zé)任卻缺失。只有強(qiáng)化消費(fèi)者對(duì)建筑節(jié)能的需求,增強(qiáng)政府部門對(duì)建筑節(jié)能的監(jiān)督管理力度,加大建筑行業(yè)對(duì)建筑節(jié)能的知識(shí)普及,建筑節(jié)能工作才能夠穩(wěn)步推進(jìn),人們才能強(qiáng)化建筑節(jié)能意識(shí),也才會(huì)真正享受到建筑節(jié)能帶給人們的成果。
2.可再生能源的利用率低。
我國絕大部分建筑的能源系統(tǒng)還都依賴于不可再生的一次能源,而對(duì)于可再生能源的利用還相當(dāng)落后。目前,中國以水電、風(fēng)能利用、太陽能利用、生物質(zhì)能利用等為代表的可再生能源利用量還不夠大,這主要是因?yàn)樘柲馨l(fā)電、風(fēng)能受天氣影響大,并網(wǎng)技術(shù)問題還沒有完全解決,生產(chǎn)成本比較高,而生物質(zhì)能的最大障礙則是資源缺乏,大規(guī)模發(fā)展不太現(xiàn)實(shí)。
3.建筑節(jié)能技術(shù)落后,服務(wù)支持體系尚不完善。
我國在建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)、建筑設(shè)備關(guān)鍵節(jié)能技術(shù)以及建筑熱環(huán)境控制技術(shù)方面的研究,與國外還有很大差距.既有建筑的節(jié)能改造,缺乏專業(yè)性的技術(shù)和服務(wù)支持機(jī)構(gòu),合同能源管理市場(chǎng)服務(wù)基礎(chǔ)研究尚待深入。建筑物性能評(píng)價(jià)和能耗評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)還不夠完善,一定程度上阻礙了建筑節(jié)能工作的開展.
4.法律、法規(guī)和政策措施有待進(jìn)一步加強(qiáng)。
建筑節(jié)能是一個(gè)系統(tǒng)工程,涉及設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、建筑材料、建筑、結(jié)構(gòu)、水、暖、電等多個(gè)專業(yè)和自然科學(xué)、應(yīng)用科學(xué)等。涉及的政府管理機(jī)構(gòu)也包括建設(shè)、經(jīng)濟(jì)與信息化等多個(gè)職能部門。因此,與建筑節(jié)能配套的法律、法規(guī)和政策措施仍需進(jìn)一步修整完善,建立行之有效的節(jié)能法律法規(guī)和行政監(jiān)督體系,確保各環(huán)節(jié)工作有法可依,有章可循。建筑節(jié)能工作實(shí)施過程中,各部門應(yīng)加大協(xié)調(diào)和監(jiān)督力度,使建筑節(jié)能工作落到實(shí)處。
三、推進(jìn)我國建筑節(jié)能工作的措施
1.建立建筑節(jié)能監(jiān)管體系,切實(shí)履行責(zé)任。
建立完整的建筑節(jié)能監(jiān)管體系,是保證建筑節(jié)能落到實(shí)處的重要措施。工程建設(shè)項(xiàng)目各方責(zé)任主體單位,如建設(shè)、設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)理等單位要嚴(yán)格執(zhí)行規(guī)定,從工程建設(shè)的全過程抓好建筑節(jié)能工作。建設(shè)單位要遵守國家節(jié)約能源和保護(hù)環(huán)境的有關(guān)法律法規(guī),按照相應(yīng)的建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)要求委托工程項(xiàng)目的規(guī)劃設(shè)計(jì)、開工建設(shè)、組織竣工驗(yàn)收,并應(yīng)將節(jié)能工程竣工驗(yàn)收?qǐng)?bào)告報(bào)建筑節(jié)能管理機(jī)構(gòu)備案。設(shè)計(jì)單位要遵循建筑節(jié)能法規(guī)、節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和有關(guān)節(jié)能要求,嚴(yán)格按照節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和節(jié)能要求進(jìn)行節(jié)能設(shè)計(jì)。施工單位要按照審查合格的設(shè)計(jì)文件和節(jié)能施工技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的要求進(jìn)行施工,確保工程施工符合節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計(jì)質(zhì)量要求。監(jiān)理單位應(yīng)對(duì)施工質(zhì)量承擔(dān)監(jiān)理責(zé)任。完善的監(jiān)管體系應(yīng)包括對(duì)建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的監(jiān)管直至延伸到施工、監(jiān)理、竣工驗(yàn)收、房屋銷售等環(huán)節(jié)。
2.積極推廣和使用新型建筑節(jié)能材料。
對(duì)氣密性、水密性、保溫性、抗風(fēng)性、抗變形性、環(huán)保、隔音、防污、保溫、隔熱的特殊建筑節(jié)能材料要大力推廣使用。積極推廣應(yīng)用/四新0技術(shù)和產(chǎn)品,經(jīng)常開展建筑節(jié)能材料展示推廣會(huì),使建筑節(jié)能材料通用化、配套化、系統(tǒng)化。
3.培養(yǎng)和引進(jìn)建筑節(jié)能技術(shù)人才。
我國開展建設(shè)節(jié)能住宅的時(shí)間相對(duì)較短,相關(guān)技術(shù)人才短缺。為此,對(duì)口高??梢源藶槠鯔C(jī),增設(shè)相關(guān)專業(yè),為社會(huì)培養(yǎng)專業(yè)人才;另一方面,國外發(fā)達(dá)國家節(jié)能方面著手較早,節(jié)能理論和技術(shù)成熟,可以從這些國家高薪引進(jìn)技術(shù)人才,來支持國內(nèi)節(jié)能工作。
4.加強(qiáng)設(shè)計(jì)深度,提高施工技術(shù)水平。
建筑節(jié)能是一項(xiàng)綜合性的工作,需要貫穿建筑的全過程,節(jié)能措施應(yīng)該從方案規(guī)劃設(shè)計(jì)階段就介入,一旦進(jìn)入到施工圖設(shè)計(jì)階段就遲了。比如建筑布局、朝向以及周邊建筑的日照影響。在建筑的全生命周期里,最重要的是把設(shè)計(jì)、建材與設(shè)備、運(yùn)行三者相互協(xié)調(diào),使建筑用能源使用效率最優(yōu)化。而廣義的建筑節(jié)能設(shè)計(jì)包括了建筑前期設(shè)計(jì)、建筑材料及設(shè)備選擇、以及后期的建筑設(shè)備節(jié)能運(yùn)行設(shè)計(jì)。建筑的整體節(jié)能規(guī)劃設(shè)計(jì)涉及多個(gè)專業(yè),而建筑設(shè)計(jì)是整個(gè)節(jié)能設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。一線的建筑設(shè)計(jì)人員要進(jìn)行建筑節(jié)能相關(guān)法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)及節(jié)能技術(shù)再培訓(xùn),形成節(jié)能的理念,在設(shè)計(jì)的全過程要始終把節(jié)能與建筑的觀賞性、功能性綜合考慮,逐步形成一套完整有序的節(jié)能設(shè)計(jì)流程。綜合各個(gè)專業(yè)的技術(shù)優(yōu)勢(shì),整個(gè)流程應(yīng)包括建筑節(jié)能規(guī)劃設(shè)計(jì),建筑采光計(jì)算、建筑單體設(shè)計(jì)、圍護(hù)結(jié)構(gòu)節(jié)能設(shè)計(jì)、建筑材料熱工設(shè)計(jì)計(jì)算、供熱與制冷節(jié)能運(yùn)行設(shè)計(jì)并延伸到建筑電氣節(jié)能設(shè)計(jì)。
5.建立健全建筑節(jié)能的保障機(jī)制。
制定和實(shí)施強(qiáng)化節(jié)能的激勵(lì)機(jī)制,增加經(jīng)濟(jì)扶持政策,加大對(duì)建筑節(jié)能資金的投入,建立健全建筑節(jié)能的保障機(jī)制。要?jiǎng)?chuàng)新投資體制,想方法籌措開發(fā)建筑節(jié)能的資金,要制定經(jīng)濟(jì)扶持政策,建立和完善建筑節(jié)能的經(jīng)濟(jì)激勵(lì)政策,例如可減少土地出讓金收益,或減少營業(yè)稅等,不斷研究探索建筑節(jié)能的發(fā)展基金,采取多元化籌措建筑節(jié)能資金的辦法,加大對(duì)建筑節(jié)能資金的投入,為加快促進(jìn)建筑節(jié)能提供資金保障。
6.加大建筑節(jié)能的宣傳力度。
加強(qiáng)資源節(jié)約和綜合利用的信息交流,樹立建筑節(jié)能試點(diǎn)、示范項(xiàng)目,加強(qiáng)宣傳效應(yīng),大力宣傳建筑節(jié)能的重要意義。抓好建筑工程項(xiàng)目的建筑節(jié)能設(shè)計(jì)審查備案工作;推動(dòng)試點(diǎn)、示范工作的開展;加強(qiáng)施工過程中的監(jiān)理與稽查,完善工程驗(yàn)收的建筑節(jié)能審查備案制度;建立公共建筑節(jié)能審查制度;通過召開動(dòng)員會(huì)、報(bào)刊、雜志、電視、網(wǎng)站等公共媒體的宣傳,開展深入細(xì)致的宣傳、貫徹工作,把建筑節(jié)能的意義、作用和政策、規(guī)定講深講透,讓全社會(huì)都重視和支持建筑節(jié)能工作。同時(shí),廣泛開展專業(yè)培訓(xùn),組織建設(shè)開發(fā)、設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)理、審圖機(jī)構(gòu)等單位的技術(shù)人員學(xué)習(xí)相關(guān)建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和相關(guān)政策文件,努力提高專業(yè)技術(shù)人員的建筑節(jié)能專業(yè)知識(shí)水平。
四、結(jié)束語
歐洲在推動(dòng)建筑節(jié)能采取的措施主要有兩方面:
a)改善建筑物本身的熱工性能。例如充分利用通風(fēng)、太陽能、自然采光等來降低采暖和空調(diào)能耗,提高建筑門窗密閉性能,提高建筑物墻體保溫隔熱性能;
b)提高建筑物內(nèi)空調(diào)、照明、采暖、家用電器等能耗系統(tǒng)及設(shè)備的能源效率。以下是近年逐步開始推廣使用的建筑節(jié)能新技術(shù):
a)建筑能效管理系統(tǒng)。法國施耐德總部大樓堪稱“世界上最節(jié)能的總部大樓”,同時(shí)也是全球首家通過ISO50001認(rèn)證的綠色建筑。這座大樓通過安裝能效管理系統(tǒng),利用現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)和分布式控制技術(shù),建立完善的能耗監(jiān)測(cè)、管理體系,將建筑物或建筑群內(nèi)的變配電、照明、電梯、空調(diào)、供熱、給排水、燃?xì)獾饶茉词褂脿顩r,實(shí)行集中監(jiān)視、管理和分散控制,該系統(tǒng)由各計(jì)量裝置、數(shù)據(jù)采集設(shè)備、數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備和能耗數(shù)據(jù)管理軟件組成。通過實(shí)時(shí)在線監(jiān)控和分析管理實(shí)現(xiàn)以下效果:
(a)對(duì)設(shè)備能耗情況進(jìn)行監(jiān)視,提高整體管理水平;
(b)找出低效率設(shè)備;
(c)找出能源消耗異常;
(d)優(yōu)化用能方案;
(e)挖掘節(jié)能潛力;
(f)診斷主要用能設(shè)備健康狀況,提出設(shè)備節(jié)能改造措施。實(shí)現(xiàn)能源消耗動(dòng)態(tài)過程的信息化、可視化、可控化,最終降低能源消耗,節(jié)省能源費(fèi)用支出;
b)可再生能源綜合利用。太陽能是一種清潔的可再生資源,很多國家都在開發(fā)利用太陽能進(jìn)行建筑節(jié)能,目前主要利用太陽能進(jìn)行采暖、供熱水和發(fā)電,極大降低了常規(guī)能源消耗,是建筑節(jié)能的有效途徑。太陽能一體化建筑是當(dāng)前太陽能利用的發(fā)展新趨勢(shì),通過太陽能為建筑物提供生活熱水、冬季采暖和夏季空調(diào),同時(shí)可以結(jié)合光伏電池技術(shù)為建筑物供電。此外,國外發(fā)達(dá)國家還積極研究余熱、廢熱回收利用技術(shù),減少對(duì)化石能源的開采和使用,達(dá)到建筑節(jié)能目的。積極探索可再生能源在建筑中的應(yīng)用,用其替代常規(guī)能源,是改善建筑能源消耗的另一途徑;
c)儲(chǔ)能材料。建筑物可以在地板和天花板的厚板中利用這種材料,這樣白天建筑物能獲得熱量并將熱量儲(chǔ)存,在夜間熱量被重新利用,材料被冷卻,從而起到節(jié)能效果。其原理主要利用了建筑結(jié)構(gòu)的熱容特性來儲(chǔ)存大量能量,而且不會(huì)帶來建筑物溫度很大變化,但缺點(diǎn)是對(duì)夜間周圍環(huán)境溫度依賴性很大,而且只能提供顯熱冷量。因此,該項(xiàng)技術(shù)還有待進(jìn)一步研究開發(fā)應(yīng)用[1]。
2中國對(duì)歐洲建筑節(jié)能經(jīng)驗(yàn)的借鑒
由于中國建筑節(jié)能工作起步較晚,目前建筑普遍存在耗能大、效率低等問題,與國外存在一定差距。歐洲發(fā)達(dá)國家已經(jīng)在建筑節(jié)能取得了大量成績,可以根據(jù)國情,借鑒其先進(jìn)經(jīng)驗(yàn),進(jìn)一步完善政策法規(guī),積極推廣建筑節(jié)能技術(shù),全面推進(jìn)中國建筑節(jié)能發(fā)展。下一步中國應(yīng)加強(qiáng)以下工作:
a)加快制訂和出臺(tái)建筑節(jié)能政策法規(guī)。建筑節(jié)能是一項(xiàng)系統(tǒng)工程,涉及技術(shù)、資金、稅收等各方面,很多工作需要國家、政府牽頭組織完成。建議國家應(yīng)加快出臺(tái)一系列鼓勵(lì)建筑節(jié)能的政策法規(guī),鼓勵(lì)建筑節(jié)能研發(fā)和應(yīng)用,加大這方面資金投入;
b)加大科學(xué)研究投入力度。世界各國的建筑節(jié)能工作從開始到發(fā)展,各項(xiàng)新技術(shù)不斷推出,始終貫穿著科學(xué)研究工作的引導(dǎo)、指導(dǎo)和參與;
c)加強(qiáng)建筑節(jié)能宣傳教育。由于宣傳不夠到位,目前中國大多數(shù)人對(duì)建筑節(jié)能還比較陌生。國家應(yīng)加強(qiáng)宣傳教育,讓更多人了解建筑節(jié)能的重大意義,使其成為每個(gè)公民應(yīng)盡的義務(wù)。
3結(jié)語
關(guān)鍵詞:被動(dòng)技術(shù)建筑節(jié)能太陽能
1.引言
在人口不斷膨脹,地球環(huán)境被破壞,資源枯竭等問題困擾人類的今天,能源和環(huán)境這一課題引起全世界范圍的關(guān)注。能源和環(huán)境之間有著密不可分的聯(lián)系,能源的消耗會(huì)對(duì)周圍環(huán)境產(chǎn)生一定程度的污染并且能源的有限性也使得人們?cè)絹碓街匾暷茉磫栴}。早在70年代能源危機(jī)之后,人們對(duì)“節(jié)能”產(chǎn)生了一種新的道德觀,這種道德觀認(rèn)為,節(jié)能假如不是一種生活方式,那么一定是一種生活的必需。[13]如今,節(jié)能已經(jīng)成為國家政策,它已經(jīng)被賦予了新的含義——能量的有效利用。但是在現(xiàn)代建筑設(shè)計(jì)中,人們往往較為注重建筑物的幾何外觀,使用了許多玻璃幕墻等外表美觀的建筑形式,因而大大增加了建筑能耗。建筑能耗在總能耗中所占比例較大,并且隨著現(xiàn)代化生活水平的提高而逐步增長。能源的消耗不僅加劇了地球礦物燃料的日益緊缺和枯竭,而且嚴(yán)重污染了地球環(huán)境。由表1[2、10]中可以看出,工業(yè)發(fā)達(dá)國家建筑能耗占總能耗的30%~40%,我國建筑能耗業(yè)占總能耗的10%以上。[2]因此建筑節(jié)能潛力很大。在全面深入貫徹21世紀(jì)議程和實(shí)施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的今天,建筑節(jié)能已成為未來建筑的發(fā)展方向和人類社會(huì)共識(shí)。
表1.建筑能耗占總能耗的比例國家
美國
英國
瑞典
丹麥
荷蘭
意大利
加拿大
比利時(shí)
日本
建筑能耗占總能耗的比例(%)
31.9
34.3
33.9
42.4
33.9
27.4
31.8
31.8
20.3
建筑能耗中空調(diào)能耗占主要部分,隨著人們對(duì)生活標(biāo)準(zhǔn)、工作環(huán)境要求的提高和空調(diào)技術(shù)的迅猛發(fā)展,空調(diào)能耗業(yè)已驚人的速度增加,于是人們開始不斷的尋求空調(diào)節(jié)能的途徑。在幫助創(chuàng)造建筑物內(nèi)舒適的熱力學(xué)環(huán)境方面,古建筑學(xué)就包含了許多被動(dòng)特色。但是在現(xiàn)代建筑設(shè)計(jì)中,人們漸漸忽略了被動(dòng)方式而用機(jī)械系統(tǒng)來給建筑物供熱、供冷。然而,在能源危機(jī)之后,人們開始重新對(duì)利用被動(dòng)方式給建筑物供熱、供冷產(chǎn)生興趣。被動(dòng)冷卻可以被定義為利用自然的方法從建筑物中移走熱量,通過對(duì)流、蒸發(fā)和輻射或者是通過相鄰部分傳導(dǎo)和對(duì)流的方式防止從大氣中吸熱。[3]被動(dòng)技術(shù)與機(jī)械系統(tǒng)相比具有節(jié)能、對(duì)環(huán)境無污染等優(yōu)點(diǎn)。被動(dòng)技術(shù)利用自然的太陽能、風(fēng)、水等無污染的能源對(duì)建筑物進(jìn)行冷卻或加溫,避免了機(jī)械系統(tǒng)使用氟利昂等制冷劑對(duì)臭氧層的破壞,有利于環(huán)境保護(hù)。
建筑物能耗中的空調(diào)能耗在夏季或是在氣候炎熱的地區(qū)日間出現(xiàn)峰值,給地區(qū)及國家的電力能源等系統(tǒng)帶來了強(qiáng)大的負(fù)擔(dān)。在我國,1999~2000年興建住宅約55億㎡,此外,隨著人們對(duì)室內(nèi)舒適性要求的不斷提高,過去一些非采暖地區(qū)越來越廣泛的使用采暖設(shè)施,制冷空調(diào)設(shè)備也在全國范圍內(nèi)得到普及。據(jù)統(tǒng)計(jì),我國2000年空調(diào)年產(chǎn)量已超過1340萬臺(tái)。[4]由此可見,今后我國空調(diào)能耗必將急劇增加。另外,生活熱水的提供也將大大增加建筑能耗,這都將給能源、電力、和環(huán)境造成巨大的壓力。在我國,部分地區(qū)有著豐富的太陽能資源,太陽能是一種巨大的、可再生的、無污染的能源,如果能將豐富的太陽能充分的收集利用不僅能減少空調(diào)能耗中用來抵消太陽輻射熱的負(fù)荷,還可以利用太陽能加熱水以提供生活熱水,這樣就大大的緩解了社會(huì)各個(gè)部門的壓力,有利于社會(huì)的進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。
2.我國的太陽能資源
我國地處18°~54°之間,幅員遼闊,擁有極其豐富的太陽能資源,全國約由三分之二以上的地區(qū)太陽能利用條件良好,年日照時(shí)間大于2000h左右,尤其是西北地區(qū)和青藏高原,年平均日照時(shí)間在3000h左右。拉薩素有“陽光城”之美稱;華北和內(nèi)蒙古一帶日照條件也較優(yōu)越;東南海域許多島嶼也有足夠的太陽能資源。據(jù)估計(jì),我國陸地表面每年接受的太陽輻射能約為50×1018KJ全國各地太陽年輻射總量達(dá)335~837KJ/㎝2。若按各地太陽年輻射總量來劃分,我國大致可分為五個(gè)太陽能資源帶,如表2所示。[4]
表2中國太陽能資源的劃分地區(qū)分類
年日照時(shí)數(shù)
(h)
年輻射總量
(KJ/㎝2)
相當(dāng)于燃燒標(biāo)煤(Kg)
包括地區(qū)
與國外相當(dāng)?shù)牡貐^(qū)
一
2800~3300
670~837
230~280
寧夏北部、甘肅北部、新疆東南部、青海西部與西部
印度和巴基斯坦北部
二
3000~3200
586~670
200~230
河北北部、山西北部、內(nèi)蒙古和寧夏南部、甘肅中部、青海東部、東南部和新疆南部
印度尼西亞的雅加達(dá)一帶
三
2200~3000
502~586
170~200
北京、山東、河南、河北東部、山西南部、新疆北部、云南、陜西、甘肅東南部、廣東和福建南部
美國的華盛頓地區(qū)
四
1400~2200
419~502
140~170
湖北、湖南、江西、浙江、廣西和廣東北部、江蘇和安徽的南部、陜西南部、黑龍江
意大利的米蘭地區(qū)
五
1000~1400
335~419
110~140
四川、貴州
法國的巴黎和俄羅斯的莫斯科地區(qū)
研究結(jié)果表明,在太陽能利用方面具有經(jīng)濟(jì)價(jià)值的地區(qū)是年輻射總量高于2200h的地區(qū)。因此,我國具有在大部分地區(qū)建筑物中推廣應(yīng)用太陽能利用技術(shù)的良好條件,尤其是西北干旱地區(qū)、青藏高原以及常規(guī)能源短缺或電力緊張的地區(qū)更應(yīng)該重視太陽能的開發(fā)和利用。
3.被動(dòng)冷卻技術(shù)在建筑物中的應(yīng)用方式
隨著人們對(duì)于環(huán)境污染問題越來越重視、對(duì)于室內(nèi)空氣品質(zhì)要求的不斷提高,在不斷加緊研究和推行空調(diào)節(jié)能,改善室內(nèi)空氣條件,尋找替代冷煤的同時(shí),許多國家都在積極的探索利用自然條件的冷卻方法。[9]實(shí)踐證明,在提高維護(hù)結(jié)構(gòu)隔熱性能以大大減少空調(diào)負(fù)荷的基礎(chǔ)上,配以自然冷卻的技術(shù)和措施,對(duì)很多地區(qū)而言非常有效的。這些技術(shù)和措施一般被稱為被動(dòng)冷卻和混合冷卻。被動(dòng)冷卻在建筑物中的應(yīng)用方式可按照作用對(duì)象的不同分為四類:第一類主要是對(duì)建筑物屋頂進(jìn)行冷卻(設(shè)置蓄水屋頂、含濕材料、加蓋隔熱板、設(shè)置空氣層等);第二類主要是對(duì)建筑物墻體進(jìn)行冷卻(在墻體中間設(shè)置空間層);第三類主要是對(duì)建筑物的窗、玻璃幕、陽臺(tái)等透光部分進(jìn)行冷卻(設(shè)置遮陽、水簾等);第四類主要是對(duì)建筑物室內(nèi)地板進(jìn)行冷卻(建地下室等)。
3.1應(yīng)用于建筑物屋頂?shù)谋粍?dòng)冷卻技術(shù)
對(duì)于一個(gè)單層建筑物,四面都暴露于太陽下,在夏季建筑物吸入的熱量有36.7%是由屋頂獲得。一般的,屋頂始終暴露于太陽之下,而四側(cè)墻體不受陽光照射,因此在那種情況下,建筑物獲得的熱量大概有50%或更多來自于屋頂。[3]因?yàn)槲蓓斘鼰崾墙ㄖ镂鼰岬闹饕獊碓?,因此?duì)于如何減少屋頂?shù)奈鼰岢蔀闇p少建筑物能耗的關(guān)鍵。
3.1.1屋面水池
屋頂水池是唯一的一種同時(shí)可用于夏季供冷、冬季供暖的被動(dòng)系統(tǒng)。最常用的系統(tǒng)是在堅(jiān)固并高導(dǎo)熱的平頂上設(shè)置淺水池。屋頂蓄水后,太陽的輻射熱由于水分的不斷蒸發(fā)而減緩,由于水層的吸收作用也要奪走部分輻射熱,從而可以有效的防止建筑物屋頂房間的過熱.同時(shí),由于屋面的防水層是處在水層之下,不直接受太陽紫外線的強(qiáng)烈照射,可以延緩材料老化.對(duì)于剛性防水屋面,蓄水層還可以緩解溫度伸縮的脹力,減少屋面開裂的可能性.[5]而且蓄水的水層厚度時(shí)的水層對(duì)于太陽能的透射率降低,但是吸收率有所增加.很多國家已開始采用這種蓄水屋面,如原蘇聯(lián)已大面積將蓄水屋面用于紡織工廠及其他工業(yè)廠房,[5、11]法國和美國也不同程度的應(yīng)用了蓄水屋面,在我國四川也采用了蓄水屋面,綜合效果較令人滿意.[9]
另外還可以在水池上設(shè)置一層隔熱板,在夏季,在日間水池由隔熱板覆蓋,夜間可移動(dòng)的隔熱板移走并且通過夜間冷卻使水冷卻。建筑物熱量通過屋頂由室內(nèi)傳至周圍環(huán)境并且獲得冷卻。通過使用帶有隔熱板的屋頂水池可使得屋頂?shù)脽釡p小,它減少了屋頂吸收的太陽輻射。在冬季,可移動(dòng)隔熱板在日間移開,以便水池里的水吸收太陽輻射熱并加熱建筑物。水池在夜間蓋上隔熱板以便于水池中熱的水將熱量傳進(jìn)建筑物。外觀如圖1,結(jié)構(gòu)如圖2。[3]
3.1.2屋面鋪設(shè)含濕材料
蒸發(fā)冷卻是最重要的被動(dòng)冷卻過程,無論何時(shí),只要含濕材料或是材料濕表面的水蒸氣壓力高于周圍環(huán)境大氣中的水蒸氣分壓力,蒸發(fā)冷卻都可以進(jìn)行。此類蒸發(fā)冷卻采用在建筑物面上鋪設(shè)一層含濕材料(如圖3)[8],此層材料依靠淋水或天然降水來補(bǔ)充含濕層水分。當(dāng)材料含濕后受太陽輻射和大氣對(duì)流及天空長波輻射換熱,內(nèi)部水分通過熱濕遷移機(jī)理的作用遷移至表面并在此蒸發(fā)。[8]含濕多孔體水分蒸發(fā)過程是眾多因素綜合作用的結(jié)果,如液體擴(kuò)散、毛細(xì)流動(dòng)、蒸發(fā)凝結(jié)、壓力梯度、重力等。[7]
圖3.多孔材料屋頂結(jié)構(gòu)
屋頂鋪設(shè)含水的粗麻布袋是比較原始的鋪設(shè)材料,經(jīng)過長時(shí)間的試驗(yàn)和實(shí)踐研究,人們發(fā)現(xiàn)了許多新型的屋頂含濕材料,這些材料的蒸發(fā)冷卻效果要遠(yuǎn)遠(yuǎn)好于粗麻布袋,如多孔含濕材料等。由于太陽輻射給屋頂帶來的熱量也使含濕材料中的水分蒸發(fā),因此,太陽輻射熱強(qiáng)度一定程度的增大不但不會(huì)增加屋頂吸熱,反而會(huì)使得蒸發(fā)冷卻效果增強(qiáng),屋頂降溫效果更好,另外風(fēng)速較大也可以使得蒸發(fā)冷卻效果增強(qiáng)。由此可以看出,蒸發(fā)冷卻技術(shù)對(duì)于在太陽輻射強(qiáng)度大、風(fēng)速大的干旱地區(qū)的建筑物非常適用。通過這種技術(shù),室內(nèi)干球溫度可以接近于室外的濕球溫度。多孔含濕材料層被動(dòng)蒸發(fā)冷卻的降溫方法效果顯著,建筑屋面降溫約25℃屋頂內(nèi)表面降溫約5℃優(yōu)于現(xiàn)行傳統(tǒng)的蓄水屋面。[11]
3.1.3屋頂設(shè)置空氣隔熱層
在屋頂上設(shè)置一空氣隔熱層(如圖4)[3]可使建筑物屋頂?shù)脽崃繙p小。一般情況下是在屋頂放置一些導(dǎo)熱性能較低的支撐物,并在上面改一層隔熱板,這樣在屋頂和隔熱板之間就形成了一個(gè)空氣層。這個(gè)空氣層就起到了隔熱作用,不但可以通過隔熱板而使屋頂太陽輻射得熱減少,還可以通過空氣層的隔熱作用使得隔熱板到屋頂?shù)膫鳠釡p少,從而減少室內(nèi)得熱。在屋頂設(shè)置空氣隔熱層可以避免屋頂水池和含濕材料兩種情況中屋頂防腐和絕濕層的問題,但是這種方式只能在減少建筑物得熱方面有一定作用,比較單一。
3.2應(yīng)用于建筑物墻體的被動(dòng)冷卻技術(shù)
建筑物維護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)部存有空間層有可能大大提高建筑物熱阻值,使得建筑物維護(hù)結(jié)構(gòu)熱量的散失和獲得都降低,并且無論是在冬季還是夏季都可以獲得能量以保持適合的室內(nèi)空氣溫度。另外還可以提高用戶的舒適性——隨著冬夏的不同通過升高或降低墻體內(nèi)表面溫度——大多數(shù)情況下,可以將體系統(tǒng)熱量需求和制冷系統(tǒng)制冷能量的需求,并防止在冷氣候條件下墻體結(jié)露。采用建筑物墻體內(nèi)空間層通風(fēng)而不是采用密封墻體節(jié)約了大量能源,尤其是當(dāng)空間內(nèi)通風(fēng)層的通風(fēng)是通過排風(fēng)口處的風(fēng)扇來實(shí)現(xiàn)的時(shí)候能夠節(jié)約更多的能源。
圖5.蒸發(fā)冷卻系統(tǒng)示意圖
對(duì)于不同類型墻體和不同的通風(fēng)、排風(fēng)量,無論是密封的墻體還是通風(fēng)墻體,大量用在空間層內(nèi)流動(dòng)的空氣來自于一個(gè)蒸發(fā)冷卻過程的飽和空氣時(shí),來源于維護(hù)結(jié)構(gòu)的得熱遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于通風(fēng)空間層從室內(nèi)處的得熱,甚至來說,對(duì)于封閉墻體也是一樣的。在一些情況下,甚至于考慮到通風(fēng)扇的能耗,部分的節(jié)能率可以大于100%(與通風(fēng)墻的熱量散失有關(guān))。[6]此外,發(fā)展可能會(huì)沿著利用供應(yīng)的空間層內(nèi)遺留的通風(fēng)空氣流去回收空氣與空氣之間的熱交換,應(yīng)用于室內(nèi)空調(diào)環(huán)境以減少空調(diào)能耗。
3.3應(yīng)用于建筑物窗、玻璃幕、陽臺(tái)等的被動(dòng)冷卻技術(shù)
這種冷卻技術(shù)提出在位于低層層建筑物的公寓,通過在私人部分的開放空間和陽臺(tái)上設(shè)置一個(gè)簡單水簾的方法進(jìn)行空間冷卻。圖5[1]顯示的是一種在自然通風(fēng)協(xié)助下暴露水簾的蒸發(fā)冷卻系統(tǒng)。水流沿著尼龍線或其它絲線垂直下落,使暴露在空氣中的水表面積最大,絲線的排列要使流下的水形成水簾,并使得水流與流過的空氣流相互垂直。
水通過小型水泵由位于系統(tǒng)底部的水槽提升到上部,并沿絲線流下回到水槽.流過系統(tǒng)的空氣被冷卻加濕。如果使水和空氣充分接觸并使水和出口處的空氣均達(dá)到平衡態(tài)(飽和),那么系統(tǒng)里的空氣達(dá)到的溫度將接近于出口處空氣的濕球溫度。由于水不斷蒸發(fā)而使系統(tǒng)水分流失,因此需要給水槽補(bǔ)充水。圖6是一個(gè)所提出的冷卻系統(tǒng)的外觀。
圖6.建筑物外表面蒸發(fā)冷卻系統(tǒng)外觀
3.4應(yīng)用于建筑物地板的被動(dòng)冷卻技術(shù)
這種被動(dòng)冷卻技術(shù)與建筑物的結(jié)構(gòu)有較大聯(lián)系,主要是在建筑物下的地面以下建構(gòu)一個(gè)地下結(jié)構(gòu)(譬如地下室、儲(chǔ)藏室等),這種結(jié)構(gòu)主要是使得建筑物地面蓄熱能力增強(qiáng),是建筑物室內(nèi)空氣溫度曲線較為平穩(wěn),室內(nèi)溫度變化幅度較小,與其它冷卻方法相結(jié)合使得室內(nèi)條件較為接近舒適度條件。
4.被動(dòng)冷卻技術(shù)的發(fā)展回顧及其在建筑節(jié)能中的應(yīng)用前景
早在20世紀(jì)30年代末期美國的克薩斯大學(xué)的學(xué)者就提出利用屋頂蓄水來降低屋免得溫度,但當(dāng)時(shí)由于結(jié)構(gòu)上的原因沒有能夠?qū)崿F(xiàn)這項(xiàng)構(gòu)造措施。1940年Houghten等人首次對(duì)屋頂蓄水和灑水兩種情況的蒸發(fā)冷卻效果進(jìn)行了考察研究,證明了兩種方法的有效性。1958年,我國學(xué)者趙鴻佐(1959)等對(duì)瓦屋面的間歇加濕降溫問題作了研究,這項(xiàng)研究為研究含水材料層的蒸發(fā)問題提供了良好的思路。[5]
由于被動(dòng)冷卻技術(shù)具有節(jié)能、環(huán)保的特點(diǎn),并且對(duì)于室內(nèi)空氣冷卻效果顯著,長期以來這種冷卻技術(shù)倍受人們關(guān)注。特別是在我國經(jīng)濟(jì)、工業(yè)的各個(gè)產(chǎn)業(yè)都迅速發(fā)展的今天,能源的大量消耗、環(huán)境污染嚴(yán)重,這些都促使人們更加的關(guān)注尋找新的冷卻方法以減少能源的消耗和環(huán)境污染。被動(dòng)冷卻技術(shù)就是這樣一種冷卻方式,它利用太陽能、自然風(fēng)、蒸發(fā)冷卻等自然的方法對(duì)建筑物進(jìn)行冷卻。因此在未來對(duì)于減少環(huán)境污染和能源消耗的研究中,我們應(yīng)該對(duì)被動(dòng)冷卻技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用給予更大的關(guān)注。首先應(yīng)該在全社會(huì)范圍內(nèi)使得人們了解能源消耗、環(huán)境污染的嚴(yán)峻性,從而使得人們認(rèn)識(shí)到建筑節(jié)能的重要性以及被動(dòng)冷卻技術(shù)的在建筑節(jié)能中應(yīng)用的必要性。其次就要求科研工作者要繼續(xù)努力,在總結(jié)過去經(jīng)驗(yàn)的同時(shí)大力的研究開發(fā)效果更佳、經(jīng)濟(jì)性更好的被動(dòng)冷卻應(yīng)用方法。
新世紀(jì)已經(jīng)來臨,科技的進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展都對(duì)能源與環(huán)境提出了更高的要求,隨著我國改革開放的深入,在“科技興國”的國策指引下,符合可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略要求的被動(dòng)冷卻技術(shù)必將得到長足的發(fā)展,在我國建筑物節(jié)能應(yīng)用中會(huì)有廣闊的發(fā)展前景。
參考文獻(xiàn)
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地下水、地表水及土壤都是天然的地?zé)豳Y源(也可稱其為地能資源),地源熱泵系統(tǒng)就是一種可將這些能量資源進(jìn)行適當(dāng)轉(zhuǎn)換而為建筑提供能量的系統(tǒng)。以上地?zé)豳Y源都屬于低位能源的范疇,基本上均不可直接利用,而通過消耗少量的高位能源如電能等,即可將這些低位能源轉(zhuǎn)換為可直接利用的高位能源[5]。在不受外界干擾的情況下,深層的土壤可常年保持相對(duì)恒定的溫度,該溫度數(shù)值通常都會(huì)比冬季的室外溫度高出很多,而又較夏季的室外溫度低,因此,地源熱泵相對(duì)常規(guī)的空氣熱泵來說,可有效克服因夏季高溫和冬季寒冷造成熱泵工作效率大幅度降低的技術(shù)障礙。在冬季,地源熱泵可將深層土壤的熱量采集起來為建筑提供熱能,同時(shí)降低了地層的溫度,即相對(duì)儲(chǔ)蓄了冷量,可供夏季使用;在夏季的時(shí)候,則可將地表建筑的室內(nèi)熱量向土壤傳輸,在降低室內(nèi)溫度的同時(shí),也等同儲(chǔ)存了供冬季使用的熱量。如此以來,地層在地源熱泵系統(tǒng)中發(fā)揮了類似能量儲(chǔ)存器的作用,可大大提升空調(diào)系統(tǒng)的能量利用效率。以上分季節(jié)性的制冷或供熱的過程,幾乎不涉及能量形式的轉(zhuǎn)換,有的只是能量的轉(zhuǎn)移過程,甚至可說成是機(jī)械化的搬運(yùn)過程。通常情況下,地源熱泵消耗1KW的熱量,用戶即可得到4KW左右的熱量或冷量,從而達(dá)到節(jié)能的目的,可實(shí)現(xiàn)能量利用效率的最大化,同時(shí)減少運(yùn)營成本,降低有害物質(zhì)的產(chǎn)生,有利于建筑節(jié)能和環(huán)境的保護(hù)。地源熱泵的工作原理如圖1所示。
2地源熱泵系統(tǒng)的特點(diǎn)概述
地源熱泵系統(tǒng)的主要特點(diǎn)有以下幾個(gè)方面:(1)資源的可再生性。地源熱泵系統(tǒng)所利用的資源全部來自地球表面小于400m深度的淺層地?zé)崮茉?,而這些能源最終源頭都又來自于太陽,所以地球表面淺層相當(dāng)于是變成了一個(gè)巨大的太陽能儲(chǔ)存器,收集并儲(chǔ)藏了47%的太陽能,這些能量比全人類每年利用能量的500倍還要多,所以其能量來源幾乎可看作永遠(yuǎn)不會(huì)枯竭,可供地源熱泵一直循環(huán)地再生利用。(2)更低的投資和運(yùn)行成本。相關(guān)實(shí)際運(yùn)用證明,和傳統(tǒng)的空調(diào)系統(tǒng)相比,地源熱泵的首次投資大概可節(jié)省15~25%的費(fèi)用,而年均日常運(yùn)行和總維護(hù)費(fèi)用則更加顯示出優(yōu)勢(shì),可節(jié)約40%左右。(3)更節(jié)省空間、更環(huán)保。地源熱泵系統(tǒng)的機(jī)房并不要求具有過多的面積,非常節(jié)省空間,甚至直接設(shè)置在地下室內(nèi)即可。同時(shí),該系統(tǒng)由于是對(duì)地球表面淺層土壤所蘊(yùn)含的地?zé)豳Y源的直接利用,所以也避免了燃燒過程中有害氣體的排放,對(duì)環(huán)境零污染,絕對(duì)清潔環(huán)保。(4)更高的自動(dòng)化程度。地源熱泵系統(tǒng)與其所配套的機(jī)組均可實(shí)現(xiàn)較高的自動(dòng)化控制,即是說可以完全實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)機(jī)組能智能化地根據(jù)室內(nèi)外溫度的變化或是人們個(gè)性化的的要求而控制系統(tǒng)和機(jī)組的起停工作,在節(jié)省大量人力物力的同時(shí),將節(jié)能的效果最大化。(5)更人性化設(shè)計(jì)。地源熱泵系統(tǒng)目前已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了機(jī)組的任意自主調(diào)節(jié)技術(shù)屏障,即是說該系統(tǒng)的用戶可按照需要任意調(diào)整供熱供冷時(shí)間和溫度,可完全自主。另外,該系統(tǒng)更實(shí)現(xiàn)了一機(jī)多用地供暖、制冷同時(shí)進(jìn)行,因此,可將制冷時(shí)產(chǎn)生的多余熱能用于生活各方面用水的加熱等,促進(jìn)了能源的更充分利用。
3地源熱泵的優(yōu)化設(shè)計(jì)
隨著實(shí)踐運(yùn)用的不斷深入和發(fā)展,目前的地源熱泵技術(shù)已經(jīng)邁過了可行性研究的初級(jí)階段,進(jìn)而進(jìn)入了如何提高工作效能的深度研究層次。筆者認(rèn)為,當(dāng)前地源熱泵系統(tǒng)的地面熱交換及壓縮技術(shù)方面已經(jīng)具備了相當(dāng)高的效率,相對(duì)而言,地下的熱交換部分有待進(jìn)一步進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì),因此做好此方面的工作,有望實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的整體升級(jí)而進(jìn)一步減少建筑能耗。
3.1地埋管熱交換器的優(yōu)化設(shè)計(jì)
(1)正確選擇地埋管材地源熱泵系統(tǒng)選擇何種地埋管材,除管道的尺寸和長度規(guī)格外,還應(yīng)綜合考慮多方面的因素,例如熱泵性能的要求標(biāo)準(zhǔn)、初裝費(fèi)用、水泵揚(yáng)程以及維護(hù)費(fèi)用等等。同時(shí),更需要所選管材的性能可以應(yīng)對(duì)各種復(fù)雜的地埋環(huán)境,這對(duì)保障熱交換器的正常工作具有非常重要的意義,盡量免除因滲漏帶來的昂貴維修費(fèi)用。所以,應(yīng)將高化學(xué)穩(wěn)定性、高耐腐蝕性、高導(dǎo)熱系數(shù)以及盡量小的流動(dòng)阻力等作為地埋管材的選擇標(biāo)準(zhǔn)。就當(dāng)前來看,聚乙烯管或聚丁烯管更符合以上標(biāo)準(zhǔn)。而對(duì)于聚氯乙烯管即通常所說的PVC管來說,因其不具備較高處理熱膨脹及土壤位移所帶來的壓力的能力,所以不宜將其作為地埋管使用。(2)地埋管材的規(guī)格和壓力級(jí)別參考國家標(biāo)準(zhǔn)可知,管道的壓力級(jí)別通常是用管道的外徑與管壁的厚度之比率(SDR)來確定的,即是:SDR=外徑/壁厚。由此可見,SDR越小,則表示管道相對(duì)更能承受壓力。對(duì)地埋管而言,國家規(guī)定的公稱壓力為需等于高于1.0MPa。在地源熱泵的實(shí)際工程運(yùn)用中,還必須充分考慮凈水頭壓力以及管道的增壓。(3)地埋管道傳熱介質(zhì)的選擇傳熱介質(zhì)應(yīng)以以下幾點(diǎn)作為選擇的標(biāo)準(zhǔn):①無毒、低燃點(diǎn)及低腐蝕性;②冰點(diǎn)較低而不宜凍結(jié);③傳熱性能好,流動(dòng)性高;④材料的購買、運(yùn)輸和儲(chǔ)藏都較為方便。綜合以上要求,除水以外,還可選擇氯化鈉、氯化鈣、甲醇和丙醇等多種溶液。
房屋建筑節(jié)能具體體現(xiàn)在建筑照射、空調(diào)和采暖等方面,同時(shí)在對(duì)房屋建筑進(jìn)行節(jié)能過程中,還必須考慮到建筑的舒適度,不能一味的節(jié)能,具體的做法就是在對(duì)房屋進(jìn)行設(shè)計(jì)、修建的過程時(shí),在選擇材料、工藝、設(shè)備等優(yōu)先的應(yīng)該選擇那些節(jié)能型的產(chǎn)品,另外如果能夠確保房屋室內(nèi)的熱循環(huán)的質(zhì)量時(shí),盡量多使用那些可再生的能源,同時(shí)應(yīng)盡量減少水資源,照明等能耗,使得房屋用能系統(tǒng)正常并且節(jié)能的運(yùn)行。綜上所述房屋建筑節(jié)能有著重要的現(xiàn)實(shí)意義,造成這種現(xiàn)象的原因主要是:由于目前建筑物的數(shù)量越來越多,伴隨而來的是能耗也越來越多,如果建筑企業(yè)想要保持可持續(xù)發(fā)展,那么實(shí)行建筑節(jié)能是不二的選擇;由于我國經(jīng)濟(jì)自改革開放之后得到迅速發(fā)展,人民的生活水平也是逐漸提高,人民對(duì)建筑熱環(huán)境———舒適提出了更高的要求,實(shí)行建筑節(jié)能可以很好的保證建筑熱換進(jìn)的質(zhì)量以及不會(huì)使得生態(tài)環(huán)境遭到破壞,這也在一定程度上減輕了我國的大氣污染;房屋建筑節(jié)能也是一項(xiàng)能夠緩解能源緊張的有效措施,可以在一定程度上促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展;建筑節(jié)能還關(guān)系到國計(jì)民生。因?yàn)殡m然我國能源在世界上都屬于比較豐富的,但由于我國過多的人口,導(dǎo)致人均資源量在世界上都是屬于比較低的水平,同時(shí)我國能耗在世界的排名也是“名列前茅”的而在這所有的能耗中,有三分之一的能耗來自于建筑能耗,因此基于我國目前緊張的能源,如果想要繼續(xù)走可持續(xù)發(fā)展的道路,必須實(shí)行房屋建筑的節(jié)能,努力創(chuàng)新房屋建筑節(jié)能施工技術(shù),在提高能源的使用效率的同時(shí)有效地減少能源的消耗。
2房屋建筑節(jié)能施工技術(shù)原則
(1)在選擇房屋建筑材料時(shí)應(yīng)該優(yōu)先考慮建筑節(jié)能材料
例如:在選擇門窗以及門窗密封條時(shí)應(yīng)選擇那些較為節(jié)能的產(chǎn)品;為保持墻體和屋面的隔熱保溫性能,也應(yīng)該采用節(jié)能型的產(chǎn)品;在選擇保溫材料時(shí)也盡量選擇聚氨酯、發(fā)泡聚苯乙烯、玻璃棉等高效的節(jié)能產(chǎn)品;盡量不再使用傳統(tǒng)的例如實(shí)心粘土磚,而是選擇例如煤粉灰制品、空心粘土塊、空心砌塊等新型節(jié)能材料;
(2)在對(duì)房屋建筑進(jìn)行節(jié)能設(shè)計(jì)之后還必須嚴(yán)格貫徹執(zhí)行這些設(shè)計(jì)的要求
例如:在設(shè)計(jì)房屋建筑時(shí)盡量回收余熱廢熱,選擇使用能源是優(yōu)先考慮使用地?zé)帷⑻柲艿瓤稍偕茉?;將自然光積極利用到人工照明,光源跟燈具的選擇也是提倡使用那些高效、耐用的產(chǎn)品;在對(duì)房屋建筑進(jìn)行熱環(huán)境改善時(shí),根據(jù)能源的當(dāng)時(shí)供應(yīng)條件采取一定的供暖供冷手段;同時(shí)要重視改造建筑室外的條件,保證住戶能夠得到必要的日照條件和良好的通風(fēng)。
3房屋建筑節(jié)能施工技術(shù)措施
(1)屋面保溫隔熱
當(dāng)我們觀察一個(gè)建筑時(shí),首先就是觀察到的是屋面,它是房屋護(hù)結(jié)構(gòu)的重要組成部分,屋面主要分為正置屋面和倒置式屋面兩類,如果在設(shè)計(jì)屋面系統(tǒng)時(shí),我們優(yōu)先考慮的應(yīng)該是倒置式的屋面,主要原因是這樣的方式可以很好的保護(hù)防水層,防止屋面滲漏。另外如果屋面實(shí)行綠化措施,可以有效的提高屋面的保溫隔熱以及減少溫室氣體的排放,因?yàn)槲菝娴木G化可以有效的降低房屋周圍的環(huán)境溫度,而如果發(fā)放無周圍環(huán)境下降1℃,就會(huì)降低房屋內(nèi)空調(diào)能耗6%。因此,屋面綠化是降低建筑能耗的一項(xiàng)非常好的措施;
(2)門窗保溫隔熱
門窗是保護(hù)室內(nèi)空氣免受外部空氣的侵?jǐn)_,它的功能主要是保證房屋能量散失。建筑外窗材料可以優(yōu)先考慮保溫隔熱性能好的鋁窗和塑料窗;當(dāng)需要節(jié)能較高的時(shí)候,可以考慮選擇塑料中空玻璃窗,它節(jié)能的性能主要是因?yàn)樗膬?nèi)部的惰性氣體導(dǎo)熱性能相對(duì)比較低,從而可以有效的降低中空玻璃傳熱系以及減少冷空氣的滲透,大大提高了窗氣密性等性能;
(3)墻體保溫隔熱
主要分為內(nèi)保溫和外保溫兩種,墻體保溫主要依靠的是房屋外墻上的保溫與飾面系統(tǒng)。通常我國墻體保溫選擇的主要形式時(shí)外墻外保溫,因?yàn)樗瓤梢匝娱L房屋結(jié)構(gòu)壽命、綜合投資低,同時(shí)它的保溫技術(shù)非常好,安全性能也非常可靠。此外,選擇房屋建筑材料時(shí)應(yīng)優(yōu)先選擇導(dǎo)熱系數(shù)小、密度輕、價(jià)格合理的保溫隔熱材料。
4結(jié)論
[論文摘要]近幾年,隨著“以人為本”設(shè)計(jì)理念的提出,人們對(duì)住宅的舒適性要求越來越高,建筑能耗也隨之增高。據(jù)統(tǒng)計(jì),目前我國建筑能耗約占國民經(jīng)濟(jì)總能耗的25%左右,且呈上升趨勢(shì)。另一方面,隨著建筑能耗的增加和大量空調(diào)設(shè)備的安裝,“城市熱島效應(yīng)”日益嚴(yán)重,使環(huán)境日益惡化。我國建筑節(jié)能的重點(diǎn)應(yīng)為:建筑本體的節(jié)能、采暖系統(tǒng)節(jié)能、提高照明和其他電器的效率、大型公共建筑節(jié)能。
隨著科學(xué)技術(shù)的日新月異,能源短缺已不容忽視,節(jié)約能源已受到世界性的普遍關(guān)注,在我國亦不例外。目前,全世界有近30%的能源消耗在建筑物上,長此以往,將嚴(yán)重影響世界經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。因此,能源問題將成為本世紀(jì)的熱門話題。
一、世界其他國家在節(jié)能建筑方面的作為
美國一家大學(xué)曾設(shè)計(jì)建造了一種四居室的生態(tài)房。它的熱能來源于人工散熱、陽光及使用家電設(shè)備所產(chǎn)生的熱量;用電依靠風(fēng)力發(fā)電機(jī)和太陽能電池;用水是從屋檐流下來經(jīng)過處理的雨水;糞便和污水則流入一個(gè)堆肥坑里,經(jīng)發(fā)酵后供花園施肥用。美國一家建筑公司用回收的垃圾建筑房屋,墻壁是用回收的輪胎和鋁合金廢料建造的;屋架所用的大部分鋼料是從建筑工地上回收來的。
日本1997年建成了一棟實(shí)驗(yàn)型“健康住宅”。除了整個(gè)住宅盡可能選對(duì)人體無害的建筑材料外,墻體還被設(shè)計(jì)成雙重結(jié)構(gòu),每個(gè)房間建有通風(fēng)口,整個(gè)房屋系統(tǒng)的空氣采用全熱交換器和除濕機(jī)進(jìn)行循環(huán)。全熱交換器能夠有效地回收熱量并加以再次利用,其過濾器可有效地收集空氣中細(xì)小的塵埃,從而能夠抑制霉菌等過敏生物繁殖。這種資源的回收利用,不僅變廢為寶,而且減少了環(huán)境污源,節(jié)約了能源。
德國建筑師塞多·特霍爾斯建造了一座能跟蹤陽光的太陽房屋。房屋被安裝在一個(gè)圓盤底座上,由一個(gè)小型太陽能電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)一組齒輪。房屋底座在環(huán)形軌道上以每分鐘轉(zhuǎn)動(dòng)3cm的速度隨太陽旋轉(zhuǎn)。當(dāng)太陽落山以后,該房屋便反向轉(zhuǎn)動(dòng),回到起點(diǎn)位置。它跟蹤太陽所消耗的電力僅為房屋太陽能發(fā)電功率的1%,而所吸收的太陽能則相當(dāng)于一般不能轉(zhuǎn)動(dòng)的太陽能房屋的2倍。
二、中國建筑能耗基本情況和幾本問題
我國正處于房屋建筑的高峰時(shí)期,建筑速度之快,規(guī)模之大,可謂前所未有。2003年,我國城鄉(xiāng)建筑竣工面積達(dá)20.3億平方米(其中城鎮(zhèn)12.7億平方米),超過所有發(fā)達(dá)國家年建成建筑面積的總和。但令人憂慮的是,在新竣工的建筑中,節(jié)能建筑面積不到1億平方米,尚不足竣工建筑的5%。至今,在我國城鄉(xiāng)既有建筑約400億平方米中(其中城市約140億平方米),只有3.2億平方米房屋是節(jié)能建筑,不到全國既有建筑的1%。
我國是一個(gè)能源短缺的國家,但我國單位建筑面積能耗目前卻是發(fā)達(dá)國家的2至3倍。與發(fā)達(dá)國家相比,我國建筑鋼材消耗高出10%至25%,每拌和1立方米混凝土要多消耗水泥80公斤;衛(wèi)生潔具的耗水量高出30%以上,而污水回用率僅為發(fā)達(dá)國家的25%。此外,在我國人均耕地只有世界人均耕地1/3的情況下,實(shí)心黏土磚每年毀田12萬畝。
我國的建筑能耗量約占全國總用能量的1/4,居耗能首位。近年來我國建筑業(yè)到了快速的發(fā)展,需要大量的建造和運(yùn)行使用能源,尤其是建筑的采暖和空調(diào)耗能。據(jù)統(tǒng)計(jì),1994年全國僅住宅建筑能耗在基本上不供熱水的情況下為1.54×108t標(biāo)準(zhǔn)煤,占當(dāng)年全社會(huì)能源消耗總量12.27×109t標(biāo)準(zhǔn)煤的12.6%。目前每年城鎮(zhèn)建筑僅采暖一項(xiàng)需要耗能1.3×108t標(biāo)準(zhǔn)煤,占全國能源消費(fèi)總量的11.5%左右,占采暖區(qū)全社會(huì)能源消費(fèi)的20%以上,在一些嚴(yán)寒地區(qū),城鎮(zhèn)建筑能耗高達(dá)當(dāng)?shù)厣鐣?huì)能源消費(fèi)的50%左右。與此同時(shí),由于建筑供暖燃用大量煤炭等礦物能源,使周圍的自然與生態(tài)環(huán)境不斷惡化。
我國節(jié)能工作與發(fā)達(dá)國家相比起步較晚,能源浪費(fèi)又十分嚴(yán)重。如我國的建筑采暖耗熱量:外墻大體上為氣候條件接近的發(fā)達(dá)國家的4~5倍,屋頂為2.5~5.5倍,外窗為1.5~2.2倍;門窗透氣性為3~6倍;總耗能是3~4倍。
三、我國學(xué)要發(fā)展的重點(diǎn)領(lǐng)域
1.優(yōu)化建筑設(shè)計(jì)
建筑造型及圍護(hù)結(jié)構(gòu)形式對(duì)建筑物性能有決定性影響。直接的影響包括建筑物與外環(huán)境的換熱量、自然通風(fēng)狀況和自然采光水平等。而這三方面涉及的內(nèi)容將構(gòu)成70%以上的建筑采暖通風(fēng)空調(diào)能耗。不同的建筑設(shè)計(jì)形式會(huì)造成能耗的巨大差別。然而,建筑物是個(gè)復(fù)雜系統(tǒng),各方面因素相互影響,很難簡單地確定建筑設(shè)計(jì)的優(yōu)劣。例如,加大外窗面積可改善自然采光,在冬季還可獲得太陽能量,但冬季的夜間會(huì)增大熱量消耗,同時(shí)夏季由于太陽輻射通過窗戶進(jìn)入室內(nèi)使空調(diào)能耗增加。這就需要利用動(dòng)態(tài)熱模擬技術(shù)對(duì)不同的方案進(jìn)行詳細(xì)的模擬測(cè)試和比較。
2.建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)材料和部品
開發(fā)新的建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)部件,以更好地滿足保溫、隔熱、透光、通風(fēng)等各種需求,甚至可根據(jù)變化了外界條件隨時(shí)改變其物理性能,達(dá)到維持室內(nèi)良好的物理環(huán)境同時(shí)降低能源消耗的目的。這是實(shí)現(xiàn)建筑節(jié)能的基礎(chǔ)技術(shù)和產(chǎn)品。主要涉及的產(chǎn)品有:外墻保溫和隔熱、屋頂保溫和隔熱、熱物理性能優(yōu)異的外窗和玻璃幕墻、智能外遮陽裝置以及基于相變材料的蓄熱型圍護(hù)結(jié)構(gòu)和基于高分子吸濕材料的調(diào)濕型飾面材料。自上個(gè)世紀(jì)90年代起,我國自主研發(fā)和從國外吸收消化的外墻、屋頂保溫隔熱技術(shù)被慢慢的采用。尤其外墻外保溫可通風(fēng)裝飾板、通風(fēng)型屋頂產(chǎn)品、通風(fēng)遮陽窗簾的使用,都大大提高產(chǎn)品的質(zhì)量、降低建筑運(yùn)行成本。超級(jí)秘書網(wǎng)
3.建筑中的可再生能源技術(shù)
可再生能源包括太陽能、風(fēng)能、水能、生物質(zhì)能、地?zé)崮?、海洋能等多種形式??稍偕茉慈找媸艿街匾?。開發(fā)利用可再生能源世界能源是持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的重要組成部分。太陽能既是一次性能源又是可再生能源,資源豐富對(duì)環(huán)境無污染,是一種非常潔凈的能源。應(yīng)提倡在建筑中廣泛應(yīng)用。
4.其他方面還有很多包括:通風(fēng)裝置與排風(fēng)熱回收裝置與各種泵技術(shù)。
四、結(jié)束語
雖然,我國在這方面還存在許多問題,但只要我們提高認(rèn)識(shí),加強(qiáng)管理,那么不久的將來我國一定有望發(fā)展成為能源節(jié)約大國!
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