建筑節能論文范文

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建筑節能論文

篇1

論文摘要:分析了我國北方農村地區建筑現狀,針對農村建筑的特點,提出一些建筑節能設計措施以及能源綜合利用方式。強調農村建筑規劃體系建立和建筑節能的管理,以期為北方廣大農村農民提供一個健康、舒適的節能建筑。

隨著現代化建設的發展,我國農民的生活水平不斷的提高,他們對自己的居住條件的要求也越來越高。長期以來,我國北方農村地區建筑特點是占地多,建造技術水平低,缺乏科學性,甚至是忽視最基本的建筑熱工性能和舒適性要求,特別是缺乏統一的建筑規劃,能源利用率低,導致其建筑土地利用率低,保溫隔熱性能差,能耗大,舒適度低。因此,為了提高農民生活質量,應以改善居住條件為重點,科學制定農村建筑規劃體系,因地制宜地在廣大北方農村地區推廣建筑節能技術,發展節能建筑。

1農村建筑節能設計

1.1北方農村建筑現狀分析

我國北方地區農村建筑要適應日常居住生活和農副業生產的雙重需要,居民建筑類型大多為單戶、雙戶以及多戶并聯的建筑類型。長期以來,我國農村建筑大多為個人建造,農民隨意建設,農村建筑缺乏規劃和設計,造成建筑的功能劃分不合理,用地浪費。在房屋建設的過程中,由于技術和施工條件的限制以及經濟條件的制約,農民建房時多選用一些落后的建材,圍護結構的設計仍采用傳統的做法,致使其建筑能耗大,不利于節能。

1.2建筑規劃布局

我國北方農村大多地區冬季寒冷,夏季炎熱。建筑規劃選址中應充分利用當地的自然地理優勢,根據當地的氣候特點,合理地安排建筑與周圍環境因素之間的關系。在建筑平面的布局時,要充分考慮當地農民的生活習慣,合理地安排建筑物功能分區。

1.2.1建筑選址應避免在山谷、溝底等區域,這主要考慮冬季氣流在這些區域里形成對建筑物的“霜洞”效應,會使其能耗增加。建筑朝向應根據當地的地理條件和氣候條件,選擇最有利的自然采光和通風的區域,注意冬季防風和夏季有效利用自然通風,減少能耗。

1.2.2建筑類型上應多采用兩戶或多戶并聯的布置形式,減少建筑體系系數,有利于降低建筑能耗。

1.2.3根據當地農民生活習慣,將居住建筑和農副業生產用房進行合理的劃分。例如將臥室、大堂宜布置在南向,飼養室、農副產品加工室宜布置在北向。

1.2.4規劃中應注重綠化環境。綠化可以改善建筑群體的氣候條件,可以調節氣溫、降低溫室效應、隔熱遮陽、減少噪聲,是優化建筑室內環境、減少建筑能耗的有效措施。

1.3建筑圍護結構節能設計

1.3.1外墻

外墻散失的熱量約占整個圍護結構總能耗的25~28%,因此應在寒冷地區的北方農村建筑外墻設計中應采用外墻外保溫。依據當地已有的原材料,合理選擇建筑外墻材料,推廣使用空心磚或混凝土空心小砌塊等節能磚。同時在建造時靈活選取構造措施,利用農村地區容易獲得的材料(稻殼,麥秸等)作為外墻保溫材料,使外墻獲得良好的隔熱效果。

1.3.2屋面與地面

北方地區農村建筑屋面散熱量占總散熱量的15%左右,地面約為6%。在屋面建造時應采用坡屋頂,設置架空層或平屋頂,設置吊頂層。選用導熱系數小,吸水率低,易于就地取材的保溫材料。重視地面保溫,在地面墊層下鋪設廉價的爐渣等其他保溫材料,并注意地面防潮設計,減少地面散熱量。

1.3.3門與外窗

長期以來,北方農村建筑的門窗建造較為簡陋,大部分為單層,而且密封性較差。外窗的熱損失量,約占整個房屋的30%。為了減少外窗的熱損失,在滿足自然通風和采光的要求下,減少窗墻比,應采用雙層窗或單框雙玻璃窗,增強其密封性,以此來提高窗的總熱阻。外門應采用雙層,若采用單層應作保溫處理,提高外門的隔熱性能。尺寸較大的門窗應在室內加裝門窗簾,也有利于減少門窗的熱損失。

2能源的綜合開發與應用

2.1太陽能開發與應用

北方農村地區有著豐富的太陽能資源,建造太陽能綜合利用建筑,在屋頂放置太陽能利用設備可提供生活熱水、采暖系統以及照明等綜合應用。特別是近年來太陽能低溫地板輻射采暖系統的應用,適合應用在無集中供暖的農村建筑。在過渡季節,利用太陽能熱水還可以強化自然通風。

2.2沼氣開發與應用

沼氣是一種清潔的可再生能源。在北方廣大農村地區各種農作物的秸稈,牲畜的糞便等都可以作為產生沼氣的原料。沼氣不僅用來解決農村燃料缺乏問題,也可以應用沼氣進行采暖和照明等綜合利用。另外沼液和沼渣可以作為有機肥料,施在農田和果園里。沼氣建設與種養殖業結合,通過資源的優化配置,延伸了經濟鏈,使能源得到有效的循環利用。目前我國農村大多采用單戶的沼氣建設,受技術條件的限制經常沼氣產量不足,而且安全性較差。建議采用多戶集中建造高效的沼氣設施,集中管理,有效利用資源,這樣能使沼氣設施能源利用率高,便于為廣大農民提供高效、潔凈、安全的沼氣能源。2.3其他能源的開發與應用

我國有著豐富的淺層地熱能源,在北方農村地區可以開發利用當地的地熱資源,為集中規劃建造的村鎮建筑群提供熱源,宜于集中熱水供應和采暖設施建造,從而節約燃料的使用。在北方農村的一些地區風能資源也較為豐富,利用其建造風力發電,供應日常的生活和照明用電,既方便又廉價,節約用電。

3農村建筑節能管理

農村建筑的節能不僅僅是在體現在節能設計,節能管理也是很重要的一方面。建立健全建筑節能管理機制,是落實建筑節能規劃設計的前提。首先,在新建農村建筑時應注重改變觀念,統一規劃建設,進行初期的建筑項目可行性論證報告以及綜合利用能源的可行性方案設計。要按照節能設計和規范進行建造,加強節能設計,充分利用當地易于取得的廉價又節能的建筑材料。其次,在建筑建成后注重農民節能意識培養,統一管理一些集中的公用能源設施,例如集中的沼氣設施或采暖系統。

4結束語

目前,在我國北方農村地區由于經濟條件的制約,多數農村建筑未能使用節能設計,這就需要國家和當地政府提供政策和經濟支持,開發出適合在農村地區的廉價節能的建筑材料和能源利用設備,樹立可持續發展觀念,建立農村建筑規劃管理體系,在農村地區大力推廣節能建筑,為廣大農民創造一個健康、舒適的居住環境。

參考文獻:

[1]牛明成,谷延霞,韓璐.新農村住宅節能研究[J].山西建筑,2007,33(22):238-239.

篇2

新建建筑圍護結構的變化是建筑節能的核心內容,其節能效果主要依靠改善并提高圍護結構的保溫隔熱性能來實現.建筑圍護結構節能主要包括墻體、門窗、屋面、樓地面等部位采取保溫隔熱措施,這些保溫隔熱措施的采用有利于建筑主體結構保護、新型綠色建材的推廣以及工程質量的提高.

1.1墻體節能

墻體是建筑護結構的主體,其所采用材料和砌筑型式直接影響著建筑物的耗熱量.由于單一材料的墻體往往難以同時滿足較高的保溫隔熱功能,尤其是寒冷和嚴寒地區,因而可以在單一材料墻體的基礎上增設一層有保溫功能的材料組成復合墻體,通常墻體保溫材料有聚苯乙烯硬質泡沫塑料、玻化微珠、聚苯乙烯保溫顆粒等等.另外,可以通過墻面的垂直綠化以及色彩的不同,降低墻面太陽輻射和較高的吸收太陽輻射,而且還美化環境.

1.2門窗節能

由于高校建筑的使用學生數眾多,為滿足自然的日照、采光、通風等要求的前提下,設計的門窗洞口尺寸均較大,以致于門窗是能耗散失的最薄弱的部位.戶門和陽臺門應結合防火以及防盜的要求,在門的空腹內填放15~18mm厚玻璃棉板或巖棉板.窗戶節能技術主要從減少滲透、傳熱和太陽輻射三個方面采取措施.如使用新型的、密封性良好的塑性窗框加上雙層中空玻璃;門窗框與墻間的縫隙可用彈性密閉型材料和邊框設灰口等密封;窗扇與窗扇之間可用密封條、壓條以及高低縫等形式.

1.3屋面節能

屋面節能主要通過改善屋面的熱工性能阻止熱量的傳遞,主要節能技術有:選用密度較小、熱導率較低、吸水率較小的保溫材料做屋面保溫層,如采用膨脹珍珠巖保溫芯板代替常規的水泥珍珠巖或瀝青珍珠巖;采用架空、蓄水、種植或鋪貼絕熱反射膜等方式做屋面的隔熱層;在屋面構造形式上采用目前發達國家流行的倒置保溫做法,即將保溫層置于屋面防水層之上,改變傳統的把無機多孔材料(如膨脹珍珠巖、爐焦渣)置于防水層與結構層之間的不利做法.

1.4樓地面節能

高校建筑主要是公共建筑,使用人數眾多,顯然做成木地板或類木地板是不合適的.因此,可以將樓地面保溫節能做成層間樓板(底面不接觸室外冷空氣)和底面接觸室外空氣的架空或懸挑,保溫層可直接設置在樓板底面;采用不采暖的地下室頂板作為首層的保溫隔熱,加強房間與房間的保溫隔熱.另外,用于樓地面節能工程的保溫隔熱材料,其厚度、密度、壓縮強度、導熱系數和阻燃性必須符合設計要求和有關標準的規定.各種保溫板或保溫層的厚度不得有負偏差.

1.5利用太陽能

我國太陽能資源豐富,陸地每年接受的太陽輻射能相當于2.4×1012t,大約2/3國土面積的總輻射量超過0.6MJ/m2.太陽能是可再生能源,不僅資源豐富,免費使用,而且對環境無任何污染,有著礦物能源不可比擬的優越性.高校作為引領社會發展、社會進步的重要力量,在建設節約型社會中起著不容忽視的作用,應加大對太陽能源充分利用技術的相關研究,在高校這個耗能大戶里優先、全面的使用太陽能技術并積極推廣,以降低整個社會對不可再生能源的需求.太陽能在建筑上的利用技術主要有被動式太陽能取暖、太陽能集熱供熱水、太陽能發電、主動式太陽能取暖和空調等.這里面值得一提的是太陽能空調,由于在我國的建筑終端能耗中,空調能耗占據著相當大的比例.利用太陽能制冷主要有兩種途徑:一是利用光電轉換器實現以電制冷;二是利用太陽能集熱器實現光熱轉換,以熱制冷.具體實現太陽能制冷的系統主要有:太陽能吸附式制冷系統、太陽能吸收式制冷系統、太陽能蒸汽噴射式制冷系統、太陽能除濕式制冷系統以及太陽能蒸汽壓縮式制冷系統.安徽省政府、教育廳決定在全省106所高校的教學科研場所、學生宿舍和食堂安裝空調,實施“空調進高校”工程,這對于高校利用太陽能空調技術來建筑節能,無疑是一個重要的發展平臺和良好的基礎條件.

2新建建筑節能檢測技術

2.1節能檢測技術發展現狀

結合我國現時國情并達到降低建筑能耗的目的,國家于2007年頒布并實施了《建筑節能工程施工質量驗收規范》(GB50411-2007),這是我國第一本關于建筑節能方面的規范和標準,全面規定了在建筑節能工程方面需要驗收的項目以及建筑設計、施工中部分強制性執行的標準檢測項目,為建筑節能施工提供了基礎和必要的施工要求和驗收標準.以后我國又陸續頒布并實施了《公共建筑節能檢測標準》(JGJ/T177-2009)、《民用建筑節能設計標準》(JGJ26-95)和《居住建筑節能檢測標準》(JGJ/T132-2009)等建筑工程行業標準,為新建建筑的各類節能現場檢測方法標準提供了技術支持和較為科學的測試依據.目前新建建筑節能檢測技術主要在建筑圍護結構方面有所研究,國內外相關專家、學者也做過一些探討和研究[3].如山東建筑大學潘雷等人對建筑圍護結構的現場檢測技術進行了研究,并采用數值模擬的方法計算出適用于不同保溫形式圍護結構的修正系數.北京中建建筑科學技術研究院費慧慧等人對新建建筑節能現場檢測技術的影響因素進行了分析研究,提出了影響現場檢測技術的主要因素及解決方法.山東省建設發展研究院的朱傳晟總工對建筑節能現場檢測技術的基本原理進行了研究,如熱流計法、熱箱法和紅外線攝像儀法,重點對熱流計法的檢測技術進行了深入探討.揚州大學楊鼎宜教授等用冷熱箱法測定了穩定傳熱狀態下混凝土空心砌塊砌體的保溫隔熱性能等.國外對于建筑物圍護結構熱工性能的現場檢測技術研究及報道也處于起步階段,而且大多在實驗室里完成對建筑材料的熱工性能檢測,相關的檢測性能參數也是在穩定的狀態下完成的,如日本對建筑圍護結構的對流換熱系數進行了測試,提出了建筑物圍護結構對流換熱系數和風速的關系式.

2.2新建建筑節能檢測技術

2.2.1熱箱法

熱箱法檢測技術是需要人工制造一個傳熱的模擬環境.具體做法可以參考如下:分別在試驗試件兩側各布置一個所需溫度、風速和輻射條件的熱箱和一個冷箱,待試驗環境條件達到穩定后,采用相應的儀器設備,分別量測冷、熱箱體內壁的溫度、模擬環境的空氣溫度、試件的表面溫度以及計量箱中的輸入功率,再根據物理計算相關原理和公式,計算出被測試試件的傳熱的性能指標,如熱阻、表面換熱系數等相關指標.熱箱法檢測測試技術適用于室外相對濕度不高于60%,室外空氣平均溫度不高于25℃的自然環境,且試驗所用熱箱的內部溫度不低于室外自然最高溫度8℃的情況[4].在建筑構造方面,熱箱法檢測技術對于門窗、樓板、外墻的傳熱性能指標的室內實驗室檢測非常有利,測試的結果一般較精確.由于需要模擬試驗環境和條件的限制,此種方法不適宜用于現場施工的檢測,但自然氣溫對實驗室試驗的結果影響微乎甚微,可以用實驗數據作為現場施工的參考.

2.2.2熱流計法

建筑耗熱測定中最為常用的儀表就是熱流計,也是傳統的建筑能耗量測儀表,主要適用于對各種材料組成的圍護結構的熱工性能進行分析.使用時將其傳感器埋設在絕熱結構內或貼敷在絕熱結構的外表面,可直接測量得到熱(冷)損失值.檢測時間宜選擇一年中最為寒冷的月份,要求室內外自然氣溫差必須大于20℃的條件下才能測試,而且要求室外氣溫的變化起伏不是很大,測試的條件應放在至少穩定7d的人為制造室內外溫差或連續采暖條件下的房間里進行,以此來保證測試數據結果的準確性和客觀性.根據大量的試驗數據結果顯示,室內外空氣溫差愈大,熱流計讀數的誤差相對愈小,計算所得之結果亦較為精確,因此此法受季節影響較大,一般需要在冬季才采用此法.

2.2.3紅外熱攝像儀法

紅外熱像技術是目前新研發的一種建筑節能檢測手段,也是基于紅外線技術理論以及先進的紅外圖像處理技術、光電子技術和紅外線探測器技術的一種非接觸性的、綜合性的測量技術高科技產品.紅外熱像技術的原理是利用攝像儀對新建建筑物的圍護結構的熱工缺陷進行檢測,分析檢測得到的各種熱像圖來顯示各種建筑構造有無熱工缺陷,并對分析檢測結果做比較參考,以此作為驗收、修復、增強建筑節能施工措施的理論數據依據.紅外熱像技術既不破壞被測物體或試件的溫度場,又能測量細微目標和運動中的目標[5].此法具有可利用計算機存儲測量數據和處理分析,方便長期保存和幾何運算;采用不同的顏色來區分并顯示被測物體溫度的熱圖像;對于溫度的分辨率較高,精度可達到0.01℃;現場節能檢測的紅外熱像儀器具有攜帶方便、操作簡單、還可以形象、直觀地顯示物體表面的溫度場,為簡化檢測程序和優化檢測數據等都有很大益處.此法具有較多優點且不受季節的限制,還可以遠距離測定建筑構造的熱工缺陷,這必將會極大地完善和提高新建建筑節能現場檢測技術,所以具有廣闊的應用和開發前景.

3存在的問

題(1)檢測技術和設備的不完善性.新建建筑的幾種檢測方法本身的不完善性給檢測數據結果的真實性和客觀性產生影響,因此如何針對地區氣候特點和建筑能耗特征研究制定出檢測精度高、快速準確的節能檢測系統是一個迫切現實問題[6].(2)現場與實驗室的對比檢測結果差異較大.由于現場檢測條件受自然氣候條件、新建建筑構造自身狀態、安裝設備系統運行條件等眾多因素的影響和制約,一般地,造成檢測結果與標準理想狀態偏離較大,測試結果不具有實際的指導意義.但在標準的實驗室條件下,易將被檢測試件的周邊模擬或制造成近似熱絕緣狀態,對于檢測試件的熱工傳導系數的測試結果較為準確.由此造成雖然采用的是相同的原理和方法進行檢測,但是得到的檢測結果卻大相徑庭,對成果的取用造成混亂.(3)檢測方法有待統一.隨著科技的不斷進步和發展,建筑節能檢測方法由傳統的、粗略的檢測技術向新型的、精確的測試方法邁進,還有一些衍生發展出來的檢測技術和方法,形成了很多對有關熱工傳導系數的檢測技術和方法標準.該如何統一規范測試條件和檢測方法,建立一個比較同種項目的檢測技術使用和結果的平臺,建設行政主管部門以及相關高校還須對檢測技術進行大力研究和發展,并根據實際情況制定節能檢測的標準和規范,以保證行業的發展需要.(4)專業型建筑節能檢測人才隊伍匱乏.目前高校開辦建筑節能檢測的本科專業較少,一般都是研究生以上才有相關的研究方向,這就造成社會上的建筑節能檢測行業的從業人員學歷水平不高,對于專業型的人才更是缺乏.以致目前大多建筑節能檢測人員由原實驗室的土木工程材料實驗人員轉型而來,專業知識水平不高,對新型檢測技術和方法知之甚少.因此,為加快建筑節能技術的應用和發展、降低新建建筑能耗量,建筑節能檢測專業人才的培養將是我國未來“十三五”規劃中必不可少的建設內容,也是高校培養人才類型的一個重要方面.

4結論與建議

篇3

根據對江蘇地區農村住宅建筑節能的分析,并通過統計大量文獻中對農村住宅建筑節能指標的描述,可將江蘇地區農村住宅建筑節能評價指標歸納為建筑外形設計、圍護結構、設備節能、新能源的利用這四個主要方面進行評價。對這四個指標做進一步分解,可以得出19個子指標,

2江蘇地區農村住宅建筑節能的綜合評價方法

2.1信息熵方法對建筑節能評價指標的篩選

為了從已經構建的初始評價指標中提取主要評價指標,可以采用信息熵法剔除其中對評價影響不大的指標。具體操作步驟及方法如下:第一步:將初始的指標矩陣進行標準化處理。假定所選的評估對象有N個,初始的指標有M個,則可以構建N×M階的矩陣,定義為矩陣A。按照式(1)進行標準化后的矩陣為A′。a′ij=(1)第二步:熵值的求取。令pj表示熵值,則,Πij=pj=-ΠijlnΠij(2)第三步:熵權的確定。Wj表示求出的熵權的大小,則,Wj=(3)第四步:確定某個評價指標的具體權重。權重值用Qj表示,則,Qj=(4)第五步:將第三步求出的熵權與第四步求出的具體權重進行結合,剔除冗余指標,確保評價的穩定性。

2.2BP神經網絡方法對農村住宅建筑節能的綜合評價

BP神經網絡可以用于逼近任意的一個非線性的函數,同時具有超強的自適應以及存儲能力。采用BP神經進行評價時,其運行的主要思想就是將搜集到數據輸入到該系統中,然后系統進行自我訓練,擬合各指標間的最優關系,并自動記憶、存儲所選指標對綜合評價對象的影響權值,繼而對類似對象做出客觀的評價。在進行BP神經網絡訓練之前需要構建BP神經網絡結構,主要需要以下參數。

(1)BP神經網絡的節點數與層數的確定BP神經網絡結構的確定需先確定輸入、輸出層節點數、隱含層的層數以及隱含層節點。輸入層節點數為指標個數,輸出層節點數為建筑節能綜合評價指標。在規模不大的情況下,常采用一個隱含層。隱含層節點數可根據式(5)確定。Ny=(5)其中,Ny表示隱含層節點數;Ni表示輸入層節點數;No表示輸出層節點數;NP表示訓練樣本個數。

(2)BP神經網絡相關參數的確定確定BP神經網絡結構后,需要確定網絡函數的選取、初始權重的確定、期望誤差、學習速率、訓練次數等相關參數。

3江蘇農村住宅建筑節能的綜合評價

首先對初始建立的評價指標進行篩選,剔除其中可能對評價結果有干擾的影響因素。聘請10位專家對初始的評價指標進行打分,然后依據信息熵方法進行處理,最終得出的綜合評價指標包括b11、b12、b13、b14、b21、b22、b23、b24、b25、b31、b32、b33、b41、b45、b46這15個評價指標。采用三層BP神經網絡模型,即輸入層、隱含層、輸出層各一層,輸入節點數為選定的評價指標數15,根據式(5)確定隱含層的節點數為7,輸出節點數為1。函數采用Sigmoid函數,初始權值為[0,1]區間的較小的數,誤差期望為0.01,學習速率為0.001,訓練次數為10000次。筆者選取了江蘇省某地區的6個農村住宅建筑作為評價對象,以其中的5個作為訓練樣本。數據主要是通過調查得到并做歸一化處理,聘請相關專家對這幾個樣本進行綜合評分,用t表示。經過訓練,將第六個樣本作為評價對象,采用該模型進行綜合評價,各指標的初始值見表3。采用經訓練后的BP神經網絡模型進行綜合評價,得出的最終評價結果為0.932,這與通過專家打分法得出的評價值0.927相比,誤差為0.005,相對誤差為0.5%。這充分說明采用BP神經網絡模型進行綜合評價是可行的,且其評價的精度比較高。

4結語

篇4

論文摘要:建筑節能有利于從根本上促進能源資源節約和合理利用,緩解我國能源資源供應與經濟社會發展的矛盾;有利于加快發展循環經濟,實現經濟社會的可持續發展;有利于長遠的保障國家能源安全、保護環境、提高人民群眾生活質量、貫徹落實科學發展觀。建筑設計是其中一個很重要的環節。本文從建筑節能的基礎出發,對建筑節能設計方面進行了探索。

一、引言

建筑節能是整個建筑全壽命過程中每一個環節節能的總和。是指建筑在選址、規劃、設計、建造和使用過程中,通過合理的規劃設計,采用節能型的建筑材料、產品和設備,執行建筑節能標準,加強建筑物節能設備的運行管理,合理設計建筑圍護結構的熱工性能,提高采暖、制冷、照明、通風、給排水和管道系統的運行效率,以及利用可再生能源,在保證建筑物使用功能和室內熱環境質量的前提下,降低建筑能源消耗,合理、有效地利用能源。

如果繼續執行節能水平較低的設計標準,將留下很重的能耗負擔和治理困難。龐大的建筑能耗,已經成為國民經濟的巨大負擔。因此建筑行業全面節能勢在必行。

二、建筑節能的重要性

目前世界范圍內石油、煤炭、天然氣三種傳統能源日趨枯竭,人類將不得不轉向成本較高的生物能、水利、地熱、風力、太陽能、核能,而我國的能源問題更加嚴重。

我國能源發展主要存在四大問題:①人均能源擁有量低、儲備量低;②能源結構依然以煤為主,約占75%,全國年耗煤量已超過13億t;③能源資源分布不均,主要表現在經濟發達地區能源短缺和農村商業能源供應不足,造成北煤南運、西氣東送、西電東送;④能源利用效率低,能源終端利用效率僅為33%,比發達國家低10%。

隨著城市建設的高速發展,我國的建筑能耗逐年大幅度上升,已達全社會能源消耗量的32%,加上每年房屋建筑材料生產能耗約13%,建筑總能耗已達全國能源總消耗量的45%。我國現有建筑面積為400多億m2,絕大部分為高能耗建筑,且每年新建建筑近20億m2,其中95%以上仍是高能耗建筑。如果繼續執行節能水平較低的設計標準,將留下很重的能耗負擔和治理困難。龐大的建筑能耗,已經成為國民經濟的巨大負擔。因此建筑行業全面節能勢在必行。

三、建筑節能設計的重要性

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。

(一)整體及外部環境的節能設計

建筑整體及外部環境設計是在分析建筑周圍氣候環境條件的基礎上,通過選址、規劃、外部環境和體型朝向等設計,使建筑獲得一個良好的外部微氣候環境,達到節能的目的。

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。建筑設計中,既要使建筑在其整個生命周期中保持適宜的微氣候環境,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。

2合理的外部環境設計

在建筑位址確定之后,應研究其微氣候特征。根據建筑功能的需求,應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。

3合理的規劃和體型設計

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。像蒙古包的圓形平面,圓錐形屋頂能有效地適應草原的惡劣氣候,起到減少建筑的散熱面積、抵抗風沙的效果;對于沿海濕熱地區,引入自然通風對節能非常重要,在規劃布局上,可以通過建筑的向陽面和背陰面形成不同的氣壓,即使在無風時也能形成通風,在建筑體型設計上形成風洞,使自然風在其中回旋,得到良好的通風效果,從而達到節能的目的。日照及朝向選擇的原則是冬季能獲得足夠的日照并避開主導風向,夏季能利用自然通風并盡量減少太陽輻射。然而建筑的朝向、方位以及建筑總平面的設計應考慮多方面的因素,建筑受到社會歷史文化、地形、城市規劃、道路、環境等條件的制約,要想使建筑物的朝向同時滿足夏季防熱和冬季保溫通常是困難的,因此,只能權衡各個因素之間的得失,找到一個平衡點,選擇出適合這一地區氣候環境的最佳朝向和較好朝向。超級秘書網

(二)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。

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。

屋頂的節能設計。屋頂是建筑物與室外大氣接觸的一個重要部分,主要節能措施為:①采用坡屋頂;②加強屋面保溫措施;③根據需要,設置保溫隔熱屋面(架空隔熱屋面、蓄水屋面、種植屋面等)。

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。

建筑護墻體的節能設計。墻體的節能設計除了適應氣候條件做好保溫、防潮、隔熱等措施以外,還應體現在能夠改善微氣候環境條件的特殊構造上,如寒冷地區的夾心墻體設計、被動式太陽房中各種蓄熱墻體(如水墻)設計、巴格達地區為了適應當地干熱氣候條件在墻體中的風口設計等;而在馬來西亞,楊經文設計的檳榔嶼州MennaruUmno大廈外墻中,則外加了一種“捕風墻”的特殊構造設計,在建筑兩側設陽臺開口,開口兩側外墻上布置兩片擋風墻,使兩通風墻形成喇叭狀的口袋,將風捕捉到陽臺內,然后通過陽臺門的開口大小控制進風量,形成“空氣鎖”,可以有效地控制室內通風。

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。因此,解決好門窗節能的問題相當重要。

建筑物圍護結構細部的節能設計。細部的節能設計對于建筑物的整體節能也非常重要,應從以下各部位著手:①熱橋部位應采取可靠的保溫與“斷橋”措施;②外墻出挑構件及附墻部件,如陽臺、雨罩、靠外墻陽臺欄板、空調室外機擱板、附壁柱、凸窗、裝飾線等均應采取隔斷熱橋和保溫措施;③窗口外側四周墻面,應進行保溫處理;④門、窗框與墻體之間的縫隙,應采用高效保溫材料填堵;⑤門、窗框四周與抹灰層之間的縫隙,宜采用保溫材料和嵌縫密封膏密封,避免不同材料界面開裂,影響門、窗的熱工性能;⑥采用全玻璃幕墻時,隔墻、樓板或梁與幕墻之間的間隙,應填充保溫材料。

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選用建筑節能材料

合理選用建筑節能材料也是全面建筑節能的一個重要方面。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。

篇5

關鍵詞:建筑節能評價體系室內環境品質

1概述

發達國家的能源統計,是按產業(Industry)、交通(Transportation)、居民和商業等四個部門統計。因此,很容易得到建筑能耗數據,即居民(Residential)和商業(Commercial)能耗之和。其建筑能耗一般占全國總能耗的三分之一左右。如美國,2000年的建筑能耗占全美總能耗的35%。但我國的能源統計模式與發達國家不同,是分工業、農業、建筑業、交通運輸及郵電通訊、批發零售、生活消費和其它等多個部門統計。如果將后三個部門的能耗當作建筑使用能耗,則我國的建筑能耗在總能耗中的比例多年來一直在20%左右。2000年為20.4%。而我國建設部公布的2000年建筑能耗比例數字是27.6%。建設部的數字中包括了建材工業的能耗,實際是廣義建筑能耗。此外,還有好幾個版本的比例數字。

其次,在很多建筑中,也沒有區分各部分能耗。比如,通常認為在公共建筑中,空調采暖的能耗在總能耗中占最大比例。其實這一結論在我國并沒有實際數據的支持。因為國內建筑物中能耗計量很粗糙,一般只有冷水機組有單獨的功率表,而空調的末端裝置和輸送系統的耗能無法與其它動力設備和照明的耗能區分開來。在工業建筑中,傳統上又把空調等建筑設備能耗計入生產能耗。筆者曾經引用過日本建筑環境·省能機構統計得到的辦公樓中各部分能耗比例的調查結果,但這一數據在被許多文章多次轉引之后,以訛傳訛,變成“上海地區辦公樓能耗比例”,甚至進入某些正式的研究報告和文件。

在基礎數據和能耗現狀不清的情況下,難以恰當地確定建筑節能的目標(例如,在某一時間節點基礎上的節能率),也難以恰當地分配各部分的節能率(例如,總節能率中圍護結構、照明、空調各承擔多少)。

圖1某高層辦公大樓全年能耗分布

圖1是上海某高層辦公樓全年的總能耗曲線。可以發現,圖1的能耗曲線有兩個最低點,分別出現在4月和11月。在上海地區,這兩個月是氣候最宜人的時期,一般來說建筑物既不需要采暖,也不需要供冷。取這兩個月能耗量的平均值,在曲線圖上劃一道水平線(圖2-17中的虛線)。可以認為,這道水平線以上由曲線所圍成的面積就是該大樓采暖空調所消耗的能量;水平線以下的矩形面積則是照明和其它動力設備(如電梯)所消耗的能量。

因此,可以把照明、插座、電梯等設備能耗當作穩定能耗。盡管冬季晝短夜長,夏季則相反,人們使用照明的時間有一些差別,但在現代商用建筑中從全年能耗角度來看,這種差別并不明顯。而采暖和空調的能耗是變動的、不穩定的能耗,它不但隨氣候區變化,而且隨建筑類型、形狀、結構和使用情況變化,甚至今天和明天都會有所不同。這就給建筑節能工作帶來了復雜性和多樣性,但同時也是建筑物中節能潛力最大的部分。

在美國,建筑能耗統計是由政府進行的,在日本,則是由專業學會和學術團體完成的。但在中國,還沒有像美、日等發達國家那樣大規模地進行建筑能耗調查。因此,大多數節能政策制定者和從事建筑節能的研究者都不能像發達國家那樣對全國或一個城市的建筑能耗情況了如指掌。而由于缺乏必要的檢測計量手段,許多建筑樓宇的物業管理人員對自己所管理的建筑各部分能耗情況也是心中無數。因此,建筑節能必須從計量做起。

2結構節能與空調系統節能

圍護結構采取節能措施,是建筑節能的基礎。由于我國建筑節能是從采暖居住建筑起步的,因此,建筑節能首先考慮加強圍護結構保溫無疑是正確的決策。從管理的角度看,可以對圍護結構制訂限定性指標,易于評價。但是,建筑節能的關鍵是空調采暖系統的效率,最終的節能量也要從空調采暖系統來體現。北方地區在墻改之后又發展到熱改。如果沒有調節閥和熱計量,圍護結構保溫越好,可能浪費的熱量越多。

圖2采用不同形式窗戶的空調總冷負荷(MWh)

圖3不同墻體傳熱系數條件下的全年總負荷(MWh)

而在間歇運行的空調建筑中,在空調關機之后,室溫升高,當室外氣溫低于室溫時,通過圍護結構的逆向傳熱可以降低第二天空調的啟動負荷。因此,圍護結構保溫越好,蓄熱量越大,空調負荷也越大(見圖2)。

對公共建筑而言,圍護結構形成的負荷在總負荷中所占比例很小,因此,圍護結構的節能潛力有限。

從圖3中可以看出,墻體傳熱系數降低40%,所得到的節能率最大8.1%(哈爾濱),最小2.8%(廣州)。可見,在公共建筑節能中重要的環節是降低內部負荷、減少內部發熱量。例如,在保證照度的前提下降低照明負荷,既降低照明耗電,又降低空調負荷,可謂一舉兩得。

3節能與室內環境品質

非典之后,人們的健康意識和自我保護意識增強,對室內環境品質提出更高的要求。

我國大城市80%以上的公共建筑中的空調末端(AHU)僅有一級粗效過濾,有的甚至只有一層濾網。而根據美國ASHRAE標準62-2001,應在冷卻盤管或其具有濕表面的處理設備的前端加設最小效率(MERV,MinimumEfficiencyReportingValue)不低于6的除塵過濾器或者凈化器。歐洲標準也要求AHU過濾器達到F7標準。即需要有粗效和中效兩級過濾。整個風系統阻力至少比現在增加200Pa。假定一臺3600m3/h的空調箱,全年運行,要增加耗電量2500kWh。

另外,很多大樓的空調新風量也沒有達到規范的要求。而且,非典之后,一些新建大樓的業主對新風量提出了超出規范的要求。新風負荷占空調負荷的20~30%,加大新風量就意味著能耗的增加。

在公共建筑中,室內環境品質直接影響用戶的舒適、健康和工作效率。對大樓管理者來說,這是“開源”。而建筑節能則是降低運營成本,是“節流”。開源和節流應該是相輔相成。

因此,建筑節能工作要以室內環境為底線。一方面,建筑節能決不能以犧牲室內環境品質為代價;另一方面,對不合理的環境消費(例如夏季過低和冬季過高的環境溫度、過大的新風量、邊使用空調邊開窗等)行為,即不合理的用能,則應該改變。

解決節能與室內環境品質矛盾還可以采用很多新技術或原有技術的集成。例如,獨立新風系統(DOAS)、輻射吊頂+置換送風系統、除濕空調系統等。

4節能與節電

2003年夏季高溫期間全國19個省市嚴重缺電和美國加拿大部分地區的大停電事故為我們敲響了警鐘,電力空調的應用關系到電網安全,因此,在節能的同時還要關注節電。

某些節能技術可能可以降低全年建筑能耗,但卻不節電。例如本文第2節所論述的圍護結構保溫就是如此。在傳統的空調能源結構中,夏季用電供冷、冬季用一次能源供熱。對于采暖為主的地區,加強圍護結構保溫隔熱可以降低全年能耗(例如哈爾濱);而在供冷為主的地區,加強圍護結構保溫隔熱的總節能效果有限,反而會增加空調能(電)耗。

某些技術可能能耗稍大,但是可以使用清潔能源,對保護環境有利。例如,燃氣直燃機在國內一直被很多人視為“節電不節能”。但是,直燃機不使用CFC和HCFC冷媒、燃用天然氣對環境影響極小、溫室氣體排放極低,從而被世界各國當作一項綠色技術。夏季利用低谷燃氣、平整高峰電力負荷,可以使電力和燃氣得到“雙贏”。

某些技術可能在微觀層面上不節能、但在宏觀層面上卻是節能的。例如蓄冰空調,利用夜間低谷電力制冰時制冷機組的COP值降低。在用戶側,如果沒有合理的峰谷差價,則蓄冰空調是既不節能又費錢。但在發電側,大量蓄冰空調的使用填平了夜間電力負荷低谷,使發電機組常時處于高發和滿發,發電煤耗下降。滿負荷工況與40%部分負荷工況相比,30萬千瓦發電機組可以節能15.7%。同時,發電設備的利用率提高。發達國家電力平均年負荷率為66.6%,我國發電設備年平均負荷率1999年達到最低值50%。以后逐年有所上升,2002年達到54.8%。與發達國家相比還有很大差距。

因此,建筑節能工作需要在能源、環境、經濟、技術等各個方面進行權衡,這應該成為建筑節能工作者的一項基本素質。

5設備節能和系統節能

節能設備不一定能連成節能系統。例如,空調冷水系統的揚程與樓高無關,一般在30m~40m。如果水泵的揚程選擇過大,定水量系統中會使流量過大,水溫差往往只有2~3℃。這時測得的離心機COP僅在2~3之間。這說明,空調系統的配置合理是系統節能的重要環節。

我國正在積極推廣建筑熱電冷聯產技術。但在熱電冷聯產應用上,存在一些誤區。似乎凡熱電冷聯產系統就一定是節能系統。筆者認為,熱電冷聯產技術的關鍵并不在于其動力裝置用微型燃氣輪機還是用內燃機,也不在于其理論效率有多高。實際上如果系統配置不當,熱電冷聯產系統的節能效益便完全不能發揮。熱電冷聯產的理論效率達到70%或80%的前提是設備滿負荷運行。在我國熱電聯產電力尚不允許上網的條件下,還必須將熱電聯產所發電力和所產熱量全部用掉,才能體現出效益。

熱電聯產機組的產熱和發電之間存在著平衡關系。取得的熱量多、得熱的品位(溫度)高,就勢必要降低發電效率;反之亦然。無論從熱力學第一定律還是從熱力學第二定律的觀點分析,熱電聯產系統都應該充分發揮發電效率、充分利用排熱,而不應該是相反。

圖4微燃機熱電聯產系統全供冷模式

(直燃機熱力制冷+離心機電力制冷)

圖5電動離心式制冷機能流圖

圖6微燃機熱電聯產系統全供冷模式

(雙效吸收機熱力制冷+離心機電力制冷)

假定某建筑的微型燃氣輪機熱電冷聯產系統的產熱和發電完全用來為大樓供冷,分別采用熱力制冷和電力制冷。其能流圖見圖4。在圖4的模式下,總一次能效率為1.51。因為在熱力制冷部分采用了直燃機,就必須使微燃機排氣溫度達到500℃以上,而此時發電效率只有13~15%。

與傳統電制冷相比,用離心機制冷的能流圖見圖5。

可見其一次能效率(1.5)與熱電冷聯產基本持平。說明對熱電聯產機組和直燃機的投資是無效投資。而如果要提高發電效率,則相應的排氣溫度比較低,只適于采用熱力制冷效率比較低的吸收式制冷機。(見圖6)

圖6中的供冷一次能利用率高于傳統電制冷。

由此可見,熱電冷聯產系統的本質是回收發電系統過去被丟棄的排熱、廢熱或余熱,以提高綜合能效。即在保證發電效率的前提下充分利用余熱。如果為了用熱而抑電,就是本末倒置了。尤其是樓宇熱電冷聯產,所用的發電機組功率比較小,效率遠遠比不上大型電廠的大發電機組。它的優勢在于綜合效率和就近供能。而發揮其綜合效率的關鍵是系統合理的配置和科學的運行。

在建筑節能中,選擇設備不僅要看它在額定工況下的效率,更要看它在部分負荷條件下的效率。對制冷機而言,就是綜合部分負荷值(IPLV)。

制冷機的綜合部分負荷值IPLV在空調系統節能中是一個十分重要的參數。我國的制冷機標準中基本沿用了美國空調與制冷學會(ARI)標準。而ARI最初制訂IPLV標準時是用美國亞特蘭大市的氣象參數、通過對一幢假想辦公樓的模擬計算得到的。即使對美國的不同氣候區,這一IPLV都不能完全適用,ARI用不同緯度的美國29個城市的數據得到新的IPLV(ARI550.590-1998)。因為沒有自己的數據,我國新版的制冷機標準中沒有IPLV。

筆者根據我國的氣象參數,用實測數據和計算機模擬的方法,得到適應我國氣候特點的平均IPLV。

對IPLV的研究,還要進一步深入。

6建筑節能的評價

開展建筑節能,需要建立一套科學的建筑能效評價體系。我國基本上還在沿用按建筑面積平均的能耗絕對值的評價方法。這種評價方法屬于靜態評價,對不同檔次、不同用途的建筑很難區分在建筑節能方面孰優孰劣。在上海市地方標準《集中式空調系統(中央空調)合理用能技術要求與運行管理》中引用了日本建設省所推行的PAL/CEC方法。

所謂PAL,是PerimeterAnnualLoad的縮寫,即“全年熱負荷系數”:

另外還有設備系統能量消費系數(CEC,CoefficientofEnergyConsumption)。分別有空調、換氣、照明、電梯和供熱水5個能耗系數。以空調能耗系數CEC/AC為例,表達式為:

很明顯,能量消費系數CEC實際上是建筑設備系統全年能效的倒數。因此,用PAL能夠評價建筑物圍護結構的保溫隔熱性能,而用CEC則可以更直接地評價建筑的能量轉換效率。PAL和CEC反映了動態節能的思想和轉換效率的思想,是一種性能性指標。

7結論

空調公共建筑的節能,是一個比較復雜的課題。必須建立動態節能、系統節能的思想,正確處理好幾對看似矛盾的關系。有很多中國特有的建筑節能課題等待我們去研究。

主要參考文獻

[1]龍惟定:國內建筑合理用能的現狀及展望,能源工程,2001年02期,1~6

篇6

本文將在總結國際與國內能源現狀的基礎上,分析建筑節能的必要性與緊迫性,同時通過調研目前國內建筑節能設計實例,評判建筑節能設計的經濟效益,希望能夠使社會各界意識到,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、國際能源危機加劇

1、能源儲量減少,石油僅供開采41年

目前,石油、煤炭、天然氣這三種傳統能源占能源消費約90%以上,其中石油占一半以上。然而2004年BP世界能源統計年鑒的最新數據顯示,世界石油總儲量為1.15萬億桶,僅供生產41年;全球天然氣儲量為176萬億立方米,僅供開采63年。日本權威能源研究機構也申明,全球煤炭埋藏量10316億噸,可開采231年;核反應原料鈾已探明儲量436萬噸,可供72年使用(海水中的鈾可供使用1萬年,利用钚為燃料的增值核反應堆可使用100萬年);利用熱核反應,海水中的鋰能源可開采年限為1600萬年。可見,全世界最為依賴的能源——石油與天然氣,在21世紀的前半,就將日趨枯竭。科學家們預計2040年石油消費將達到最高峰,2100年石油消費將減少到不足能源消費總量的5%%.而從2050年開始,核能、生物能、水利地熱、風力、太陽能的比率大大上升,達到總能源消費的1/3,熱核能源將達到總能源消費的1/4.

因此,在世界能源供給結構轉軌的大趨勢下,不考慮建筑節能而建造的房屋,終有一日會因為沒有能源可用,終被社會淘汰。呼吁建筑節能,很重要的一點就在于減少使用石油、天然氣等不可再生資源,通過科學合理的建筑節能措施,采用可再生新能源,使建筑可持續發展。

2、能源需求不斷增加,價格無法下降

根據美國能源部能源資訊署2002年3月出版的“InternationalEnergyOutlook2002”,1999—2020年全球能源消費形勢如下:

全球能源總消費量將增加60%,其中亞洲及南美州發展我國家將增長1倍(每年增長4%,相比發達國家每年增長1.3%)。

石油:石油預計增長59%(年增長率為2.2%)。此外,石油將維持占全球能源總消費量40%以上的比例。

天然氣:爭議較小的天然氣將是需求增長最快的能源,預計增長一倍。天然氣占全球能源消費量比重也將由23%升至28%.

煤:由于空氣污染及二氧化碳排放等問題,煤炭占全球能源總消費量的比重將由22%降至20%.

核能:在政治問題影響下,全球核能發展情勢尚難確定,但保守估計全球核能消費量將比現在略為增長。

可再生能源(包含大水力):預估將增長53%.但由于現階段數量過少、成本高、能源密集度低且供應不穩定,所以占全球能源總消費量的比重將由9%下降到8%.不過預計更遠的未來,隨著技術的進步,比重將上升較快。

以上預測在2004年阿拉伯石油輸出國的12月月報中已經得到體現,它指出截止到2020年,世界石油需求量將以年平均1.7%至2%的速度增長,日需求量逐漸從目前的8200萬桶到近1.07億桶。

可見,由于核能與可再生能源的替代性遲遲無法實現,石油、天然氣的需求量仍會不斷增加,但能源儲量是有限的,這種供需關系導致了石油、天然氣等能源價格不會下降。

同時,恐怖活動增加了石油以天然氣運輸風險及成本。自美國發生“9.11”恐怖攻擊事件后,全球恐怖活動升溫,而保護措施較為不足的石油及天然氣供應等能源基礎設施成為攻擊目標的可能性提高。例如2001年10月斯里蘭卡一艘油輪遭受其境內恐怖組織攻擊;2002年10月法國油輪在葉門遭受不明攻擊;……各國為了預防恐怖攻擊,正大興土木加強能源設施的保護工作,而隨著防范設施、人力及保險費用的增加,能源使用價格也面臨逐漸上漲的壓力。

面臨能源價格,尤其是天然氣價格逐步上漲,居高不下,很多高耗能建筑開始出現因承擔不起昂貴的能源維持費用而被迫停用,或者售價、租金一降再降的現象。因此,建筑尤其是高層住宅與辦公樓、大型共建正面臨著一場新的革命,建筑節能節能勢在必行。

3、美國企圖掌控全球石油供給,強力遏制我國、歐洲的發展

許多石油生產地區,尤其是中東地區,由于擁有全世界2/3油藏,一直存在政治、外交及軍事的動亂。在近期較大規模的戰爭有1980年兩伊戰爭、1990年波斯灣戰爭、1994年俄國出兵車臣、2001年阿富汗戰爭和2004年的美伊戰爭,而其他小型區域沖突也非常多,都是圍繞著石油資源而展開的。每次爭奪石油資源引發的動蕩,使眾多石油進口國家經濟發展及能源安全受到威脅,牽動整個世界的經濟。從這個意義上說,哪個國家能掌握全球的石油、天然氣能源,就如同握緊全球經濟命脈。

因此,美國攻打伊拉克,拿伊拉克石油做文章,不僅是要賺回為之付出的巨額戰爭費用,還要建立起有利于美國的世界石油市場“新秩序”:一來拉低美元匯率、彌補貿易逆差、打壓歐元;二來美國可以時時掌控我國、俄羅斯、印度等國家石油進口價格與能源供給量,遏制這些國家的經濟騰飛。

面臨美國今后可能采取的能源阻擾政策,我國除了爭取更多的與石油出口國的貿易協議外,能源節約是最關鍵的一步。

二、我國所面臨的能源挑戰

1、人均儲量少,先天不足,但能耗效率卻低。

我國能源總量豐富,但人均能源可采儲量遠低于世界平均水平。2000年人均石油可采儲量只有2.6噸,人均天然氣可采儲量1074立方米,人均煤炭可采儲量90噸,分別為世界平均值的11.1%、4.3%和55.4%.排名上,2004年,人均石油最終可采儲量居世界第41位。因此,一旦平均到個人消費量,我國能源并非地大物博,實際上存在先天不足的弱勢。

從能源利用效率來看,目前國內能耗高,能源效率低。2001年,我國終端能源用戶能源消費的支出為1.25萬億元,占GDP總量的比例為13%,而美國僅為7%.同時,我國單位產品的能耗水平較高,目前8個高耗能行業的單位產品能耗平均比世界先進水平高47%,而這8個行業的能源消費占工業部門能源消費總量的73%.這造成了很大社會能源浪費。

2、我國成為能源消耗大國,進口依賴度提高。

2003年我國已經成為世界上僅次于美國的第二大石油消費國。全年原油消費量達到2.5億噸以上。其中全國原油產量約1.69億噸,進口原油8900萬噸,分別占世界石油需求增長總量的41%、32%,約每天60萬桶和260桶。

2004年原油消費需求量仍以10%以上的增速增長,約達到2.75億噸,進口原油數量超過1億噸。同時,煤炭消耗量占世界總量的40%以上,天然氣供暖需求量也一直在增長。預計到2020年,我國石油需求量為4.5億噸,年均遞增12%;天然氣在一次能源消費中,所占比例將由目前的2.7%增長到10%以上;我國對海外能源的依賴程度將達到55%以上。

可見,我國能源消耗需求旺盛的同時,進口依賴度提高,這使得國內經濟受中東動亂及石油危機沖擊的概率上升,危及我國能源供應安全,存在較大風險。

3、能源成為我國經濟命脈所在,威脅國家穩定安全

2004年全國電荒、煤荒集中爆發。上半年,27個省份全面告急,國家線網被迫拉閘電線80多萬次。下半年,今年北方供暖的城市無一例外都面臨能源緊張的考驗。以吉林省為例,往年到9月底供熱企業儲煤應達年用煤總量的80%,而今年供熱用煤的儲量不足40%;長春市每年鍋爐供熱用煤為306萬噸,截至10月底只有總量的40%入庫;在吉林市,每年鍋爐供熱用煤為46.5萬噸,今年到10月底也才入庫42%;吉林省其他城市同樣存在緊缺情況。就連首都北京也難逃厄運。預計北京冬季煤炭需求為1460萬噸。受全國煤炭資源緊、運輸難、價格高等因素影響,北京市電煤庫存一直在警戒線以下運行,到10月底鍋爐及民用燃煤庫儲煤率不足45%.而為防止大氣污染,北京城區的燃煤鍋爐大多變為燃氣或燃油。隨著石油價格的上調,北京冬季供暖承受著巨大的壓力,2005年3月,北京油價再次上調,93號汽油每升上漲了0.26元。

能源的供給直接影響到人民生活與國民生產。一次拉閘對平常老百姓無關大要,但對于長期依賴電力生產的工廠、企業來說,損失可能是上百上千萬;而全國27個省份同時出現問題,這種經濟損失就根本無從計算,直接關系到國家經濟命脈。而冬季供暖的短缺,導致很多底保戶和困難企業失去基本生存條件,威脅到國家穩定安全。

三、建筑節能要求十分緊迫

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

直到2002年末,我國節能建筑面積只有2.3億平方米。目前,我國已建房屋有400億平方米以上屬于高耗能建筑,總量龐大,潛伏巨大能源危機。正如建設部有關負責人指出,僅到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%.因高耗能建筑比例大,單北方采暖地區每年就多耗標準煤1800萬噸,直接經濟損失達70億元,多排二氧化碳52萬噸。如果任由這種狀況繼續發展,到2020年,我國建筑耗能將達到1089億噸標準;到2020年,空調夏季高峰負荷將相當于10個三峽電站滿負荷能力,這將會是一個十分驚人的數量。

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

篇7

建筑的規劃設計是建筑節能設計的重要內容,總圖方案、單體方案、施工圖階段均需進行節能審查,只不過側重點有所不同,并應具有一定的延續性。根據相關規范,總圖階段以日照分析為主,居住、托幼、醫院等建筑需有日照分析圖,其他一般的公共建筑可不考慮。

1)未提供總平面圖。在總平面圖上要簡要說明項目地理位置、氣候條件、項目類型、周邊情況等。DBJ52-49-2008貴州省居住建筑節能設計標準第5.1.2條規定:建筑物的朝向宜采用南北向或接近南北向。GB50189-2005公共建筑節能設計標準第4.1.1條規定:建筑總平面的布置和設計,宜利用冬至日照并避開冬季主導風向,利用夏季自然通風。建筑的主朝向宜選擇本地區最佳朝向或接近最佳朝向。

2)無日照分析圖或日照標準不滿足相關規范的規定。有日照要求的住宅、醫院、中小學、托兒所、幼兒園、養老院、宿舍等建設項目,應當進行日照分析并滿足國家日照標準規范要求。日照分析圖要注明所用軟件、日照標準日、日照時數、有效日照時間帶、日照時間計算點(公共建筑可不用)。按不同類型的建筑有不同的日照要求及日照間距,貴陽地區住宅日照間距系數為1.1,舊城改造項目新建住宅日照間距系數為1.0,且不應低于大寒日日照1h的要求。

2建筑施工圖設計中的主要問題

目前仍然有些工程送審的建筑施工圖設計文件無《建筑節能設計》獨立篇章,售樓部、汽車銷售店或4S店、值班室等建筑均應嚴格執行節能設計標準。而有些工程雖然有《建筑節能設計》獨立篇章,但也存在設計內容不全、指標不全或指標超限值未做權衡判斷、編制深度達不到要求等問題。

根據《建筑工程設計文件編制深度規定》(2008年版)及《貴州省建筑節能設計審查要點》,建筑節能設計說明應該包含以下內容:a.建筑節能設計依據:GB50189-2005公共建筑節能設計標準(居住建筑不列此條)、DBJ52-49-2008貴州省居住建筑節能設計標準(公共建筑不列此條)、GB50176-93民用建筑熱工設計規范;b.項目所在地的氣候分區及圍護結構的熱工性能限值;c.建筑的節能設計概況、圍護結構的屋面(包括天窗)、外墻(非透明幕墻)、外窗(透明幕墻)、架空或外挑樓板、分戶墻和戶間樓板(居住建筑)等構造組成和節能技術措施,明確外窗和透明幕墻的氣密性等級;d.建筑體形系數計算、窗墻面積比(包括天窗屋面比)計算和圍護結構熱工性能計算,確定設計值。

3《建筑節能設計》專篇內容與節能計算書內容不一致

1)保溫材料名稱、厚度等不一致。這種情況會導致部分節能設計指標不能滿足規范的要求,同時也會在施工時造成混亂,給建設單位的工作帶來不少麻煩。

2)設計指標不一致。常體現為節能計算書中窗墻面積比、體形系數、材料的導熱系數的取值、圍護結構傳熱系數等指標的計算值與《建筑節能設計》專篇內容中的相應指標不一致。

3)引用的設計參數不正確。計算書中某些材料的導熱系數、窗戶的傳熱系數等取值錯誤或提供的數據來源不明,會造成部分設計指標不滿足要求,影響節能效果。例如普通鋼鋁合金單框中空白玻璃6+9A+6窗的傳熱系數為K=3.9W/(m2•K),設計中卻標為2.8W/(m2•K),有的甚至更低。

4)某些保溫部位做法與構造表做法不符。

4容易忽略的問題

1)同一棟建筑既有公共建筑部分又有居住建筑部分,應分別進行節能設計。

2)居住空間樓板、分戶墻未做節能設計。不少建設單位、設計單位反映,若建筑物已經是滿足節能標準的節能建筑,居住空間樓板、分戶墻若不做保溫設計,也不會影響到該建筑物的節能效果。節能體系以一棟樓來考慮,南方地區為非集中采暖區則以一戶來考慮,計算書是對整棟建筑進行整體耗能量計算,樓板、分戶墻不參與計算,其數值大小對整棟建筑耗能量結果沒有影響。居住空間樓板、分戶墻不做保溫,戶與戶之間會存在傳熱量損失,由于溫度梯度的影響,室內溫度一般底部比較低,頂部較高,上下樓所對應的房間溫度往往會存在較大的差異。而在分戶墻、樓板上采取一定的保溫措施,所增加的造價并不大。《貴州省居住建筑節能設計標準》第5.2.1條表5.2.1-2溫和地區圍護結構限值中對居住空間樓板、居住空間分戶墻的傳熱系數均要求不應大于2.0W/(m2•K)。計算表明,一般的樓地面的傳熱系數均大于2.0W/(m2•K)的要求,故設計單位在編制設計文件時要設計具體做法措施,不應標注如“用戶自理”等這類不規范的說明。應該根據不同地區的氣候特點加以區分。

5)屋面采用聚苯板保溫材料,屋面與外墻交接處、屋面開口部位四周應設置寬度不小于500的A級保溫材料隔離帶。

6)應有節能設計平面示意圖,標明節能設計位置、范圍、做法、材料傳熱系數的出處。

7)要防止冷(熱)橋部位發生結露。節能設計在滿足地方標準的同時,更應該滿足國家標準的要求,《民用建筑熱工設計規范》和《貴州省居住建筑節能設計標準》都有相關條文規定,在保證達到室內溫度要求的同時,要保證外墻內表面不結露,因而短肢剪力墻和厚度小于500mm的混凝土外墻必須做保溫,方能保證內表面溫度大于室內空氣的露點溫度。混凝土框架梁的內表面溫度相應校核計算。一般情況下,厚度不小于200mm厚混凝土、保溫材料厚度不小于20mm(保溫材料導熱系數不大于0.07W/(m•K))即可滿足保溫墻體內表面不結露的要求。

8)導熱系數可以不加修正系數。GB50176-93民用建筑熱工設計規范表中有建筑材料的導熱系數修正系數附表3.2,且該表的修正系數也有使用條件,該系數是為了解決工程中一些不可避免的現象采取的修正值,如沒有外粉刷的清水墻面,由于下雨和冷凍氣候,材料容易吸水致使材料的導熱系數加大,采用的砌筑砂漿和墻體材料的不一致性等影響。但是隨著經濟和技術的進步,這些“不可避免的現象”已經不再現有建筑體系中出現,外墻都有外粉刷層且具有一定的防水功能,主體墻體受水侵蝕的可能性已經減少,加上貴州省《居住建筑節能設計標準》中附表3.1中的傳熱系數計算值中,均按復合墻體的傳熱系數計算法計算,已經把灰縫的傳熱系數計入,并和實際熱工檢測結果基本相符。在實際工程中如果仍采用導熱系數修正系數修正得到的傳熱系數只會比貴州省標準提出的傳熱系數更好,本著對節能有利的精神,用也沒問題,但本著節約的精神,應該執行貴州省節能標準中的數據為好。

9)無架空樓板保溫做法。

10)居住空間外門應有保溫措施,應計算空調冷負荷、采暖熱負荷。

5結語

篇8

1)不合理的通風空調設計

在一些高層建筑暖通設計的規范中,一定的程度上對風管設計的原則以及不可穿過變形和相關的防火墻進行了比較明確的規定,但是在進行實際設計的過程中,大多數的高層建筑在一定的程度上沒有采取有效的措施,對防火墻的設置進行了直接的越過,同時也在變形縫兩側相關的工作也沒有做好,沒有設置防火閥。

2)關于空氣參數計算的不合理

在高層建筑暖通設計的規范中,關于建筑暖通設計的過程中有著明確的對定對計算參數和系統熱負荷量,如果浴室的溫度不可以小于二十五攝氏度,然而在實際的設計當中,設計人員通常會根據當地的氣溫來進行設定,并沒有按照規范的要求來進行設計。

3)配置支管以及立管的不科學

針對高層建筑暖通設計而言,它在一定程度上是一項相對來說比較復雜的設計,同時也是一項具有著比較強的綜合性設計,所以要對其支管供熱以及立管供熱在一定的程度上進行獨立的設計,但是在進行實際設計的過程中,一些相關的設計人員并沒有對相關的規定進行遵循,所以就會在一定的程度上導致出現鄰室的散熱

2常見的問題對策

1)必須要嚴格的規范設計的要求

在高層建筑暖通的設計過程中,其本質上都是由于設計人員沒有按照相關的規范來進行設計。所以,在對暖通進行設計之前要對設計人員在設計的標準以及規范上進行考核,同時也可以采取一些合理的獎罰制度來使設計人員能夠增強自身的自覺性。

2)要選擇合理的空調系統

在對空調系統進行選擇的過程中,首先就是要保證空調系統的調節功能足夠優秀,能夠適應住周期性的變化,對于辦公性質的高層建筑來說,因為系統運行的時間多數都是在白天,因此需要盡量的滿足夜間工作停止的需要。3)必須要保證設計的可靠性。在暖通設計的過程中,其可靠性和可行性是保證暖通設計的標準之一,以此,在對設計方案進行制定的過程中,必須要滿足相關的規定,同時還要滿足供水供電以及節能環保方面的要求。

3建筑節能設計意義與措施

1)關于設計的意義

在經濟發展的前提下,能源已經是人類賴以生存的基礎條件,同時也成為了世界上所有人都在關注以及重視的問題,然而能量的短缺也成為了制約經濟發展的重要因素。由于我國的城鎮化以及工業的快速發展,在能源需求方面也在不斷的加大,我國在能源消耗量方面已經是排在了世界的第二位,因此,能源的問題已經是變得日益嚴重,在今后的時間中節約能源已經是變得刻不容緩的事情。在當今社會中,能源已經是人類生存以及發展的基礎,經濟的發展離不開能源的發展。如今能源的問題已經是成為了全世界都在關注的問題,如果能源存在短缺那么必然就會制約經濟的發展,我國的建筑能耗已經是占據了社會總能耗的25%之上,并且我國也是主要以煤炭作為主要能源的國家,因為我國的絕大部分地區的氣候是冬季冷夏季熱的一個特點,很多的公共建筑中都安裝了空調以及熱水系統,這樣在夏天熱的時候能夠提供冷氣,在冬天冷的時候能夠提供熱,所以,我國的建筑能耗消耗十分的大,在能源生產的過程中也會伴隨著大量的有害物質排放到空氣當中,對于人類以及環境都有著十分嚴重的危害,所以,為了能夠更好的保護我們生存的環境,在建筑中對于節能技術的推廣已經是勢在必行了,同時這也是人類能夠持續發展的必然方向。

2)相關的措施。

①對太陽能進行充分的利用。針對太陽能而言,它在一定的程度上作為可再生的潔凈資源,在建筑節能的過程中發揮著不可替代的作用,同時也是一種是擁有著無限潛力的新能源。針對太陽能在建筑方面上所具有的功效主要分為:一是利用太陽能進行供暖;二是對熱水進行提供以及太陽利用進行發電等。如果能夠對太陽能資源在一定的程度上進行充分利用,就能夠進一步的對一些常規的能量資源進行大量的節省。

②墻體隔熱保溫。墻體所用的材料在一定的程度上具有著保溫性,同時也會對建筑進行熱量消耗的程度產生比較大的影響,所以應該應用外保溫的復合型墻體,它不僅可以在一定的程度上對“熱橋”的影響進行有效的消除,同時也能夠保護主體結構方面具有著比較好的穩定性。

③屋面節能。針對建筑屋面的節能而言,其主要措施要分為兩個方面:一是屋面不能夠選用密度比較大的材料作為屋面保護層,同時也不能夠應用熱系數較高的材料,二是針對屋面保護層來說,在一定的程度上不能夠應用吸水率比較大的材料,只有這樣才能夠進一步的防治屋面因吸水導致對保溫效果所產生的影響。

4總結

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【關鍵詞】:高層建筑;圍護結構;節能;

復合墻體節能是我國的國策,建筑節能是節能中的重中之重,應該列為我國建設工作中的重要位置。建筑能論文耗在我國整個能耗中的地位也越來越重要。1996年中國建筑年消耗3·3億噸標準煤,占能源消耗總量的24%,到2001年已達到3·76億噸,占總量消耗的27·6%,年增長比例千分之五;隨著建筑業的高速發展和人民生活質量的改善,建筑能耗占全社會總能耗的比例還會繼續增長。據有關數據顯示,我國當前的房屋建設規模堪稱世界第一。目前全國房屋數量有400億m2左右,房屋建筑規模看來已超過所有發達國家,僅去年一年房屋竣工面積是19·7億m2,這幾年差不多都是接近這個數字。而據預測,到2010年,我國房屋總建筑面積將達到519億m2,其中城市171億m2。然而,截至到去年,我國節能建筑的總面積還只有2·3億m2,在每年近20億m2的竣工面積當中,只有五六千萬平方米是節能建筑,只占3%左右,也就是說有97%屬于高耗能建筑。我國的高層建筑有近七十年的歷史,然而城市中任何建筑都是城市設計、規劃的一部分,城市設計是一項十分復雜的工作,我國在這方面的經驗不多,而且管理機制尚不健全,往往受一些因素的影響,工作不甚周密和協調,甚至失去控制,有許多的問題等待我們去解決,有待于探索和改進,所以說,今天的高層建筑設計仍處在一個不太成熟的階段。

高層建筑體形龐大,如容積率過高,相鄰建筑互相遮擋、不通透,形成大面積陰影區,城市人居環境質量下降,市中心人口膨脹、交通擁擠。除此之外,近些年在某些城市建高層建筑已成風氣,設計者往往貪大求高,大部分精力放在追求立面形式和使用功能上,而往往忽略生態環境的保護、建筑設計節能意識淡薄,造成高能耗、低效益,影響常年使用,浪費巨大。

建筑節能包含兩部分內容,一部分是加強圍護結構的保溫隔熱能力,另一部分就是從供暖、供冷的熱源、輸送渠道及實現方式來節約能源。一般的房子里,30%的熱量從窗戶跑掉了。如果選用雙層玻璃,中間再充上惰性氣體,就可在一定程度上阻斷熱量散發。35%熱量從墻體散發,如采用隔熱材料,增加保溫層,節能效果就很明顯。智能化建筑首先要達到節能的標準和良好的居住舒適度,其次才是家具的智能化和安全保衛的智能化。實際上,智能化建筑不一定就是豪華的,但它必須是低能耗的。美國有些智能化建筑造價比普通建筑還低15%,因為它們追求合理的結構,講究實用功能和外觀的簡潔,利用了可回收材料,而不追求豪華裝飾。還可以充分利用地熱泵技術,如冰島等國家,建筑房子時先在地上打兩個洞,通過電泵將地下水循環起來,為整座房子供熱。惟一耗能的就是電泵。而在丹麥等國,由于地處海邊,太陽能和風能的利用條件得天獨厚,使用熱泵技術時結合風能與太陽能,用風能與太陽能來帶動電泵就可以做到“零能耗”。所以建筑節能不僅是建筑本身的節能,且由城市的綜合環境、氣候條件、總體布局;建筑物的形體變化、朝向;護結構保溫、隔熱的性能;門窗質量等許多綜合性因素構成,因此,高層建筑的節能首先應為設計者重視。

1優化建筑位置及朝向設計高層建筑的定位首先應考慮對城市環境的影響容積率過高很難滿足日照要求,陽光有著巨大輻射能量。據有關資料分析,地球每年接收的能量有60億億千瓦,這么大能量棄之可惜,從某種意義上講地球本身就是巨大的太陽能接收器,陽光不僅對人的身體健康有著很大影響,對建筑的節能也有著十分重要意義。城市規劃應注重應用日照原理,合理的確定建筑位置與朝向,使每幢建筑能接收更多的太陽輻射熱能,因此,建筑的方位與節能有著直接關系。如,在北緯40°~45°度地區,冬天建筑的朝向所得到的輻射能量幾乎比夏天多兩倍,而在夏天東、西向所得到的能量比南向多2·5倍,不同朝向,不同季節,建筑物所得到的太陽輻射熱能量不同,熱損失也不同,尤其是在冬至前后,由于太陽高度角低,房間所接收的太陽光線的面積比夏天多得多。在確定建筑的方位時首先應考慮環境情況,按其太陽高度角做出日影響圖,以確定冬季每天的日照時間,建筑南向開窗面積盡可能大些,在滿足采光條件下,北向、東向窗盡可能小些,從而獲得更多的太陽光線,減少熱損失,保持室內舒適的溫度環境。

2優化圍護結構墻體設計(1)外墻是圍護結構的主體部分,高層建筑的圍護結構不同于磚石結構房屋,前者是鋼筋混凝土框架或剪力墻結構承重,因此,圍護結構屬于填充材料,為了減輕荷載,達到保溫、隔熱要求,采用輕質高效保溫材料,目前在寒冷地區常用的墻體做法有:頁巖陶粒混凝土空心砌塊;粘土空心磚與實心磚復合墻體;粘土實心磚或空心磚巖棉夾心復合墻體等。但存在問題較多,節能的效果仍達不到標準的要求。圍護結構的材料布置分外側和內側,在寒冷地區的同一氣候條件下,由于材料層次布置不同所取得的保溫效果也不盡相同,為防止墻體內產生冷凝水,保溫層設在外側更為妥些。

(2)高層建筑的圍護墻體不宜采用外側保溫的聚苯乙烯泡沫板(舒樂板、PG板),巖棉板等輕質保溫材料。一幢建筑的壽命少則幾十年,多則上百年,材料的應用與建筑整體的壽命應同步。對于輕質的外保溫復合墻體,筆者認為存在以下不足之處:1)抗震能力差,易松散,與結構構件結合不好,整體性能差。2)不能承受外部裝修貼、掛荷載,如:貼石材,安裝裝飾構件等。3)不能承受有振動的鑿、刨的裝修,如:剁斧石面層、予留洞、槽易出現冷橋。4)墻表面易出現裂紋。除此之外,復合墻體由于框架梁拉、剪力墻的嵌入,墻體內容易造成冷橋,是保溫、隔熱的薄弱環節。據測定,高層建筑所出現的冷橋約占整個熱損失的5%~13%,因此應引起設計者重視,采取有效構造措施盡可能避免產生冷橋。(3)國外普遍推廣采用混凝土空心砌塊用于高層建筑圍護結構保溫,歐、美各國取得不少先進經驗。如:美國研制的TB型保溫隔熱復合砌塊;波蘭的咬合式保溫砌塊,兩塊組合成320厚墻體,在空心砌塊內填入高效保溫材料,墻體傳熱系數K=0·1209W/m2·k~1100W/m2·k;芬蘭研制的一種空心砌塊,空隙之間填入聚胺脂保溫材料,300厚,傳熱系數K=0·25W/m2·k~0·28W/m2·k。某些歐美國家50%左右的建筑已應用多種形式的混凝土空心砌塊。由于混凝土空心砌塊保溫效果好,又具有一定強度,避免了輕質復合材料墻體的一些弊端。

3影響建筑節能的其他因素(1)高層建筑護墻體耗能量較大,占整個建筑耗能的25%左右。建筑的形體變化是建筑外露面積的主要因素之一,體形系數越大耗能越多,國外的一些高層建筑造成圓塔形,比如美國洛杉磯的好運飯店、法國戴高樂機場候機樓、紐約第三大街53號辦公樓都是圓型或橢圓形,我們知道,相同的面積,圓的周長最短,這樣使建筑外露面積較小。因此,基于能量損耗的考慮,高層建筑的形體變化不宜過多、復雜。(2)高層建筑的“風環境”是影響建筑耗能因素之一。在冬季,風力對建筑的熱損失很大,增大冷空氣的滲透量,使室內熱損失加大。由于建筑某些部位處理不當,墻體內部易產生冷凝水。因此,建筑保溫材料的選用,建筑構造的合理性應建立在科學、可靠的基礎上。3·6恢復補償功能將試件放入水中養護14天測其膨脹率,然后放空氣中任其干燥28天。失水后的試件產生微量干縮,重新放入水中后試件恢復失去的膨脹和自應力值,經試驗,第一天恢復20%~30%;第3天恢復40%~50%,14天基本全部恢復。3·7微小裂縫自愈合性能如果蓄水池或建筑物地下室墻板由于某種原因出現微小裂縫,膨脹纖維防水劑中部分成分的AI3+和SO42-在CaSO4、Ca(OH)2溶液中形成針柱狀鈣礬石晶體。當重新接觸水后繼續增長,經過一段時間會發生物理和化學的結合,晶體大量填充縫隙,使裂縫愈合。

篇10

1.1日常工程項目設計實際需要必不可少在日常工程項目設計時,也有節能設計專篇,但大多是只言片語、粗枝大葉、敷衍了事。設計說明中,常常是重復說明、前后矛盾。例如,關于外門、窗的性能要求,在設計說明的“門窗工程”章節里有,在“門窗表”里也有,在節能設計專篇里還有,往往是各說各的,甚至互相矛盾,沒有將具體的細節內容交代清楚,不能滿足材料采購、非標準設備制作和施工的需要。當施工圖審查或施工現場提出要求時,設計單位再進行設計變更加以彌補。工作很被動,效率低。

1.2施工圖審查時要求有節能設計專篇各省、市都進行節能設計專項審查。在工程驗收時,建筑節能工程作為單位建筑工程的一個分部工程[4]。綜上所述,在施工圖設計說明里應該有節能專篇,將有關節能設計方面的要求集中起來,進行統一、詳細的說明。

2建筑專業施工圖設計說明節能專篇的主要內容

2.1明確節能設計依據(1)深度規定要求明確設計依據;(2)節能標準有其適用范圍,節能專篇應該明確設計依據,以便判斷設計所依據的規范、標準、政策、法規等是否適合設計項目;(3)各省、市都根據行業標準的要求,編制各自的地方標準。行業標準是最低要求,地方標準要求不得低于行業標準。地方標準結合本地區的實際情況,將行業標準具體化,增加了一些內容和要求;(4)新標準不涵蓋既有建筑的節能改造,此類項目節能設計應該按照本省、市的有關規定執行相應的技術標準、政策、法規。明確設計依據,以便在項目設計的校對、審核環節和施工圖審查等環節判斷設計依據是否正確,同時,為工程建設過程中的監理、驗收等各個環節明確所執行標準。

2.2明確設計選用的保溫體系(1)保溫系統有很多種,對于某個單體項目來說,不一定都適用。不同的保溫體系適用于不同的基層墻體;建筑的不同部位,如屋面、地下室、樓梯間隔墻、門廳、疏散走道、消防設備機房等有防火、防潮、防水等特殊要求的部位,對保溫體系有特殊的要求,因此不同的部位需要使用適合于該部位的保溫系統、不能隨意亂用。(2)明確設計選用的保溫體系,才能明確有關設計計算參數。不同的保溫體系,其保溫材料的導熱系數、蓄熱系數及其修正系數有所不同,這對節能計算結果有很大的影響。(3)明確設計選用的保溫體系,才能明確該保溫體系的構造和組成材料,而且,不得隨意更改這些構造和組成材料。JGJ144-2004《外墻外保溫工程技術規程》第5.0.1條:設計選用外保溫系統時,不得更改系統構造和組成材料[5]。(4)不同的外墻外保溫體系,適用于不同的建筑外墻裝飾材料和造型。舉例來說,如果采用EPS板薄抹灰外墻外保溫系統,就不能粘貼外墻飾面磚、文化石等重質飾面材料。明確外墻外保溫體系,才能判斷飾面材料是否合適。(5)明確設計選用的保溫體系,才能判斷是否需要設置防火隔離帶以及選用的防火隔離帶是否適合于該保溫體系。(6)設計如果不明確采用的外墻保溫系統,就沒辦法計算建筑面積、沒辦法做預算、沒辦法施工。根據設計選用的保溫體系,項目建設的施工、監理、驗收等各個環節,才能據此確定各自執行的相關技術標準、政策和法規。

2.3明確建筑體形系數、各朝向窗墻面積比(1)深度規定要求明確設計項目的建筑體形系數、各朝向窗墻面積比。(2)體形系數和窗墻面積比限值,是節能標準的強制性條文,也是節能計算的基礎數據。無論節能計算采用規定性指標方法還是權衡判斷方法,建筑體形系數、各朝向窗墻面積比的數據都是確定節能計算指標參數、判定節能計算是否達標的主要依據。沒有建筑體形系數、窗墻面積比的具體數值,節能設計就無法進行。

2.4明確冬季室內計算溫度、冬季室外計算溫度、室內空氣露點溫度、熱橋部位內表面溫度(1)冬季室內計算溫度、室外計算溫度的數值,是節能計算的基礎數據,對節能計算結果影響很大,節能標準有專門的規定,不得隨意更改。(2)冬季室內計算溫度,不同類型的建筑可能不一樣;冬季室外計算溫度,各地區可能不一樣。(3)圍護結構熱橋部位的內表面溫度不低于室內空氣的露點溫度,是GB50176-93《民用建筑熱工設計規范》的強制性條文[6],冬季室內計算溫度、冬季室外計算溫度、室內空氣露點溫度是計算熱橋部位內表面溫度所必需的基本數據,也是校對、審核、施工圖審查時必需的數據。這些都是節能設計、計算的基礎參數,在節能專篇里應該說明清楚。

2.5明確圍護結構各部位選用的保溫材料的名稱、厚度、導熱系數及修正系數、密度、抗壓強度(或壓縮強度)、燃燒性能(1)這些是設計對保溫材料的熱工性能和物理性能的要求,在設計文件中應該明確提出。這些要求,在GB50411-2007《建筑節能工程施工質量驗收規范》中是強制性條文。例如,第4.2.2條,墻體節能工程使用保溫隔熱材料,其導熱系數、密度、抗壓強度或壓縮強度、燃燒性能應符合設計要求。在GB50411-2007《建筑節能工程施工質量驗收規范》中“,符合設計要求”出現近100次。如果設計沒有提出對材料的性能要求,在節能工程施工現場,材料進場檢驗時,就沒有技術參數要求的依據.(2)圍護結構不同部位使用的保溫材料,其性能要求是不一樣的。例如,EPS板用于外墻保溫時,密度要求18~22kg/m3;用于一般屋面保溫時,表觀密度要求不小于20kg/m3;用于種植屋面保溫時,表觀密度要求不小于25kg/m3;用于倒置式屋面保溫時,表觀密度要求不小于30kg/m3。可見,同一種保溫材料,用在建筑不同的部位,其性能要求也是不一樣的。(3)保溫材料的燃燒性能在JGJ144-2004《外墻外保溫工程技術規程》和《民用建筑外保溫系統及外墻裝飾防火暫行規定》公通字[2009]46號文中都有明確要求,有的省、市也有相關規定,設計應符合這些要求。(4)保溫材料變更時,需要“等效代換”,如果沒有這些性能指標要求,就無法代換材料。沒有這些參數,就無法進行節能設計,無法進行材料采購、監理、施工和驗收。

2.6明確外門、窗和透明幕墻的窗框材料、玻璃品種和規格、中空玻璃露點,以及外門、窗、透明幕墻的氣密性、傳熱系數、遮陽系數、可見光透射比、可開啟窗面積(1)這些都是外門、窗和透明幕墻的主要性能參數指標。這些要求,在節能設計標準、深度規定、GB50411-2007《建筑節能工程施工質量驗收規范》、GB50096-2011《住宅設計規范》等標準中都有相應的規定。例如,GB50411-2007《建筑節能工程施工質量驗收規范》第6.2.2條(強制性條文):建筑外窗的氣密性、保溫性能、中空玻璃露點、玻璃遮陽系數和可見光透射比應符合設計要求[4]。GB50096-2011《住宅設計規范》第7.2.3條(強制性條文):每套住宅的自然通風開口面積不應小于地面面積的5%[7]。《綠色建筑評價標準》等標準中也有相應規定。(2)嚴寒和寒冷地區居住建筑中,一般沒有建筑玻璃采光頂。如果設計項目使用了玻璃采光頂,就應該在節能專篇里明確建筑玻璃采光頂的有關性能要求和技術指標。(3)和保溫材料的性能指標一樣,外門、窗和透明幕墻的性能指標不同,材料價格也相差很多。明確這些指標參數,方便材料采購和預算,減少或避免項目建設各參與方之間不必要的經濟糾紛。(4)遮陽系數。寒冷(B)區東、西向窗墻面積比>0.3時,外窗有綜合遮陽系數要求,嚴寒和寒冷(A)區的外窗沒有綜合遮陽系數要求。

2.7明確建筑節能設計結論(1)明確能耗指標。《民用建筑節能條例》第二十二條規定,房地產開發企業銷售商品房,應當向購買人明示所售商品房的能源消耗指標、節能措施和保護要求、保溫工程保修期等信息,并在商品房買賣合同和住宅質量保證書、住宅使用說明書中載明[8]。(2)當采用規定性指標方法時,建筑物層數、體形系數、窗墻面積比以及圍護結構各部位的限值和設計值應寫全。各設計值不大于限值,才滿足標準要求[2];(3)當采用權衡判斷方法時:qH≤限值,同時滿足標準要求的附加條件[2]。如果節能設計結論不明確,建筑能耗指標不明確,就無法判斷節能設計是否合格,也不符合深度規定的要求。

3結語