建筑節能,指在建筑材料生產(chǎn)、房屋建筑和構筑物施工及使用過(guò)程中,滿(mǎn)足同等需要或達到相同目的的條件下,盡可能降低能耗。
建筑節能具體指在建筑物的規劃、設計、新建(改建、擴建)、改造和使用過(guò)程中,執行節能標準,采用節能型的技術(shù)、工藝、設備、材料和產(chǎn)品,提高保溫隔熱性能和采暖供熱、空調制冷制熱系統效率,加強建筑物用能系統的運行管理,利用可再生能源,在保證室內熱環(huán)境質(zhì)量的前提下,增大室內外能量交換熱阻,以減少供熱系統、空調制冷制熱、照明、熱水供應因大量熱消耗而產(chǎn)生的能耗。途徑:一、減少能源總需求量 據統計,在發(fā)達國家,空調采暖能耗占建筑能耗的65%。
中國的采暖空調和照明用能量近期增長(cháng)速度己明顯高于能量生產(chǎn)的增長(cháng)速度,因此,減少建筑的冷、熱及照明能耗是降低建筑能耗總量的重要內容,一般可從以下幾方面實(shí)現。①建筑規劃與設計 面對全球能源環(huán)境問(wèn)題,不少全新的設計理念應運而生,如微排建筑、低能耗建筑、零能建筑和綠色建筑等,它們本質(zhì)上都要求建筑師從整體綜合設計概念出發(fā),堅持與能源分析專(zhuān)家、環(huán)境專(zhuān)家、設備師和結構師緊密配合。
在建筑規劃和設計時(shí),根據大范圍的氣候條件影響,針對建筑自身所處的具體環(huán)境氣候特征,重視利用自然環(huán)境(如外界氣流、雨水、湖泊和綠化、地形等)創(chuàng )造良好的建筑室內微氣候,以盡量減少對建筑設備的依賴(lài)。具體措施可歸納為以下三個(gè)方面:合理選擇建筑的地址、采取合理的外部環(huán)境設計(主要方法為:在建筑周?chē)贾脴?shù)木、植被、水面、假山、圍墻);合理設計建筑形體(包括建筑整體體量和建筑朝向的確定),以改善既有的微氣候;合理的建筑形體設計是充分利用建筑室外微環(huán)境來(lái)改善建筑室內微環(huán)境的關(guān)鍵部分,主要通過(guò)建筑各部件的結構構造設計和建筑內部空間的合理分隔設計得以實(shí)現。
同時(shí),可借助相關(guān)軟件進(jìn)行優(yōu)化設計,如運用天正建筑(Ⅱ)中建筑陰影模擬,輔助設計建筑朝向和居住小區的道路、綠化、室外消閑空間及利用CFD軟件,如:PHOENICS,Fluent等,分析室內外空氣流動(dòng)是否通暢。②圍護結構 建筑圍護結構組成部件(屋頂、墻、地基、隔熱材料、密封材料、門(mén)和窗、遮陽(yáng)設施)的設計對建筑能耗、環(huán)境性能、室內空氣質(zhì)量與用戶(hù)所處的視覺(jué)和熱舒適環(huán)境有根本的影響。
一般增大圍護結構的費用僅為總投資的3%~6%,而節能卻可達20%~40%。通過(guò)改善建筑物圍護結構的熱工性能,在夏季可減少室外熱量傳入室內,在冬季可減少室內熱量的流失,使建筑熱環(huán)境得以改善,從而減少建筑冷、熱消耗。
首先,提高圍護結構各組成部件的熱工性能,一般通過(guò)改變其組成材料的熱工性能實(shí)行,如歐盟新研制的熱二極管墻體(低費用的薄片熱二極管只允許單方向的傳熱,可以產(chǎn)生隔熱效果)和熱工性能隨季節動(dòng)態(tài)變化的玻璃。然后,根據當地的氣候、建筑的地理位置和朝向,以建筑能耗軟件DOE-2.0的計算結果為指導,選擇圍護結構組合優(yōu)化設計方法。
最后,評估圍護結構各部件與組合的技術(shù)經(jīng)濟可行性,以確定技術(shù)可行、經(jīng)濟合理的圍護結構。③ 提高終端用戶(hù)用能效率 高能效的采暖、空調系統與上述削減室內冷熱負荷的措施并行,才能真正地減少采暖、空調能耗。
首先,根據建筑的特點(diǎn)和功能,設計高能效的暖通空調設備系統,例如:熱泵系統、蓄能系統和區域供熱、供冷系統等。然后,在使用中采用能源管理和監控系統監督和調控室內的舒適度、室內空氣品質(zhì)和能耗情況。
如歐洲國家通過(guò)傳感器測量周邊環(huán)境的溫、濕度和日照強度,然后基于建筑動(dòng)態(tài)模型預測采暖和空調負荷,控制暖通空調系統的運行。在其他的家電產(chǎn)品和辦公設備方面,應盡量使用節能認證的產(chǎn)品。
如美國一般鼓勵采用“能源之星”的產(chǎn)品,而澳大利亞對耗能大的家電產(chǎn)品實(shí)施最低能效標準(MEPS)。④提高總的能源利用效率 從一次能源轉換到建筑設備系統使用的終端能源的過(guò)程中,能源損失很大。
因此,應從全過(guò)程(包括開(kāi)采、處理、輸送、儲存、分配和終端利用)進(jìn)行評價(jià),才能全面反映能源利用效率和能源對環(huán)境的影響。建筑中的能耗設備,如空調、熱水器、洗衣機等應選用能源效率高的能源供應。
例如,作為燃料,天然氣比電能的總能源效率更高。采用第二代能源系統,可充分利用不同品位熱能,最大限度地提高能源利用效率,如熱電聯(lián)產(chǎn)(CHP)、冷熱電聯(lián)產(chǎn)(CCHP)。
二、利用新能源 在節約能源、保護環(huán)境方面,新能源的利用起至關(guān)重要的作用。新能源通常指非常規的可再生能源,包括有太陽(yáng)能、地熱能、風(fēng)能、生物質(zhì)能等。
人們對各種太陽(yáng)能利用方式進(jìn)行了廣泛的探索,逐步明確了發(fā)展方向,使太陽(yáng)能初步得到一些利用,如:①作為太陽(yáng)能利用中的重要項目,太陽(yáng)能熱發(fā)電技術(shù)較為成熟,美國、以色列、澳大利亞等國投資興建了一批試驗性太陽(yáng)能熱發(fā)電站,以后可望實(shí)現太陽(yáng)能熱發(fā)電商業(yè)化。②隨著(zhù)太陽(yáng)能光伏發(fā)電的發(fā)展,國外己建成不少光伏電站和“太陽(yáng)屋頂”示范工程,將促進(jìn)并網(wǎng)發(fā)電系統快速發(fā)展;③全世界已有數萬(wàn)臺光伏水泵在各地運行。
④太陽(yáng)熱水器技術(shù)比較成熟,已具備相應的技術(shù)標準和規范,但仍需進(jìn)一。
建筑節能措施
1,設計單位在建筑物設計階段,應當根據國家《民用建筑節能的設計標準》及有關(guān)本地區的節能法規進(jìn)行設計開(kāi)發(fā);采用先進(jìn)成熟的節能技術(shù)和節能產(chǎn)品,保證節能設計質(zhì)量。
2施工單位必須按照建筑節能設計標準組織施工,施工圖審查機構在審查建筑工程項目時(shí)應當將建筑節能設計作為施工圖審查的必審內容,對違反建筑節能設計標準的項目,不得審查通過(guò)。
3監理單位應當按照節能標準、節能設計對工程實(shí)施監理。
4在墻體建筑方面,不得使用實(shí)心黏土磚,應逐步禁止使用其他黏土制品墻體材料,應用目前新型墻體材料,
5改善外圍護構件的保溫性能,盡量避免熱橋,同時(shí)采用新技術(shù),加強外墻保溫。改善門(mén)窗設計,盡可能將窗面積控制在合理的范圍之內,采用高效節能玻璃加強密封,盡量減少熱量損失。斷熱鋁合金窗采用斷熱冷橋技術(shù),大阻止了能量的損失。 與此同時(shí)中空玻璃優(yōu)美的外觀(guān)并具有良好的保溫隔熱、隔聲優(yōu)質(zhì)性能,為人們提供了一個(gè)比較滿(mǎn)意的舒適的工作和生活空間。
圍護結構和照明系統
? 外墻、屋面等不透明部分:提高保溫性能,降低采暖空調系統能耗; 采用綠色屋面。
? 窗戶(hù):遮陽(yáng)和保溫 ;自然采光,降低其建筑照明能耗;過(guò)渡季節,開(kāi)窗自然通風(fēng) 。
? 照明系統 :結合窗戶(hù)的自然采光,優(yōu)化控制照明系統;人員感應器,做到“人走關(guān)燈”。
? 內外活動(dòng)遮陽(yáng) :提高遮陽(yáng)性能,降低空調系統負荷遮陽(yáng)與自然采光優(yōu)化設計控制
防止眩光
冷熱源系統
? 選擇適當冷熱源容量,適當臺數,盡量保證機組在高效率下運行 :大部分機組在非設計工況下運行,提高部分負荷運行的效率則節能效果會(huì )非常明顯。
? 選擇高性能的設備(冷熱源、水泵、風(fēng)機及附屬設備):對設備的性能、價(jià)格和維護費用、以及效益進(jìn)行優(yōu)化評估。
? 自然能源(太陽(yáng)能、地熱,地下或地表水):太陽(yáng)能熱水系統利用地下或地表水,封閉式冷卻塔
? 水(冰)蓄冷技術(shù)、水蓄熱技術(shù):當地的電費差價(jià)和效益
? 熱回收技術(shù)(廢氣、排風(fēng)、冷凝水、冷卻水和污水等):回收可利用的余熱和廢熱
? 季節蓄冷:冷庫或冰窖等
輸送系統
? 輸送冷熱源采用水系統:相比全空氣系統,其輸送效率更高,較為節能
? 加大輸送溫差,降低輸送流量 :節能效果明顯,可利用蓄冷降低輸送冷媒溫度
? 變流量技術(shù):變頻風(fēng)機或變頻水泵
? 空調系統設計 :設計與實(shí)際運行的一致管道布置須平、順、直,進(jìn)而降低管道阻力
? 輸送管道的保溫和密閉性:采取最佳保溫層厚度保證管道連接的密閉性
空調系統
? VRV系統:便于管理和分區域運行
? 風(fēng)機盤(pán)管+新風(fēng)系統:便于管理和分區域運行
? 全空氣系統(VAV系統):合理的系統分區,降低其風(fēng)機能耗
? 提高新風(fēng)質(zhì)量 :減少系統新風(fēng)量
? 系統排風(fēng)再利用 :系統排風(fēng)作為機房、停車(chē)場(chǎng)或冷卻塔的送風(fēng)
控制系統
? 人員感應:降低無(wú)人在室內的照明能耗、VRV系統的自動(dòng)控制開(kāi)啟
? 設備的最佳配比運行(臺數控制及容量配置):負荷匹配和運行臺數控制
? 最佳的啟動(dòng)時(shí)間和運行時(shí)間 :優(yōu)化啟動(dòng)運行時(shí)間和冷機運行參數
? 設定最佳的送風(fēng)參數(送風(fēng)量和送風(fēng)狀態(tài)):提高冷機的效率
? 根據氣候變化(預測),設定最佳運行策略 :節能效果顯著(zhù),且保證室內的最佳品質(zhì)
? 溫濕度控制(Programmed Scheduling Temperature):根據室內使用情況,自動(dòng)調節室內空調設定溫度
根據建筑用途來(lái)設計節能的方法和方式:
1、公共建筑節能采用屋頂或外墻鋪設太陽(yáng)能光伏發(fā)電裝置,或者外墻利用光伏材料,光伏材料發(fā)電以提供本建筑的用電,以達到節能的目的。
2、住宅也可采用光伏發(fā)電以達到節能的要求,基本應該是建筑本身的材料也是節能材料,外墻磚、窗戶(hù)用材、外墻保溫、屋頂保溫、進(jìn)戶(hù)門(mén)等,都需要使用國家已經(jīng)認定的節能材料。
3、住宅等民用建筑也采用地源熱泵技術(shù),利用地下水的水溫在冬夏季的溫差不大相當于恒溫的原理,用水泵把地下水抽到埋設在地板內的pvc等材料的細管,來(lái)調節室內溫度,已達到節能的目的。
4、有些現代廠(chǎng)房的換氣孔等利用風(fēng)能,帶動(dòng)風(fēng)扇,使內外空氣交換,摒棄了以前都要用電機風(fēng)扇進(jìn)行換氣的做法,也達到了節能的目的。
還有很多的節能做法,比如太陽(yáng)能路燈、中水利用等,在此,只是簡(jiǎn)單的提些我的認識。
建筑節能是指在建筑物的規劃、設計、新建(改建、擴建)、改造和使用過(guò)程中,執行節能標準,采用節能型的技術(shù)、工藝、設備、材料和產(chǎn)品,提高保溫隔熱性能和采暖供熱、空調制冷制熱系統效率,加強建筑物用能系統的運行管理,利用可再生能源,在保證室內熱環(huán)境質(zhì)量的前提下,減少供熱、空調制冷制熱、照明、熱水供應的能耗。
所謂建筑節能,在發(fā)達國家最初為減少建筑中能量的散失,現在則普遍稱(chēng)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。所界定的范圍指建筑使用能耗,包括采暖、空調、熱水供應、炊事、照明、家用電器、電梯等方面的能耗,一般占該國總能耗的30%左右。
實(shí)現建筑節能的方法:
一是使用外墻外保溫技術(shù)。同樣的室外溫度,使用外墻外保溫的房子,室內溫度更不容易受環(huán)境影響,這不僅有利于建筑節能,更使房子舒適感增加。瑞士的年輕建 筑師曾經(jīng)反對外墻外保溫,認為這項技術(shù)阻礙了建筑師更好地表現建筑不同墻體材料所展現的美。但目前,他們已經(jīng)開(kāi)始喜歡外墻外保溫的設計方式,新技術(shù)給了他 們更多的展示才華的空間,成為他們新的機遇和挑戰。
三是要重視密閉性的圍護結構和帶有熱回收裝置的機械式通風(fēng)設備。圍護結構的密閉對于節能的作用是非常顯而易見(jiàn)的。在密閉的室內調節溫度,有更多的能量用于加熱,如果再配合熱回收裝置,使通風(fēng)設備帶到室內的空氣溫度與室內接近,可以節省空調系統60%的電能消耗。
四是要重視室內環(huán)境的耦合性。瑞士的一項研究表明,正常人體都有100瓦特的能量,如何利用人體的能量,使室內溫度更好適合于人體溫度,都需要重視起來(lái)。就地改造就地實(shí)施瑞士1980年每平方米建筑的年能量消耗是20升油,很多經(jīng)過(guò)改造后的建筑以及新建筑,年能量消耗僅有4升,而在中國,這個(gè)數字目前是30升。從30升降低到4升的這個(gè)任務(wù)是非常艱巨的。
以上內容均根據學(xué)員實(shí)際工作中遇到的問(wèn)題整理而成,供參考,如有問(wèn)題請及時(shí)溝通、指正。
圍護結構和照明系統 ? 外墻、屋面等不透明部分:提高保溫性能,降低采暖空調系統能耗; 采用綠色屋面。
? 窗戶(hù):遮陽(yáng)和保溫 ;自然采光,降低其建筑照明能耗;過(guò)渡季節,開(kāi)窗自然通風(fēng) 。? 照明系統 :結合窗戶(hù)的自然采光,優(yōu)化控制照明系統;人員感應器,做到“人走關(guān)燈”。
? 內外活動(dòng)遮陽(yáng) :提高遮陽(yáng)性能,降低空調系統負荷遮陽(yáng)與自然采光優(yōu)化設計控制 防止眩光 冷熱源系統? 選擇適當冷熱源容量,適當臺數,盡量保證機組在高效率下運行 :大部分機組在非設計工況下運行,提高部分負荷運行的效率則節能效果會(huì )非常明顯。 ? 選擇高性能的設備(冷熱源、水泵、風(fēng)機及附屬設備):對設備的性能、價(jià)格和維護費用、以及效益進(jìn)行優(yōu)化評估。
? 自然能源(太陽(yáng)能、地熱,地下或地表水):太陽(yáng)能熱水系統利用地下或地表水,封閉式冷卻塔 ? 水(冰)蓄冷技術(shù)、水蓄熱技術(shù):當地的電費差價(jià)和效益 ? 熱回收技術(shù)(廢氣、排風(fēng)、冷凝水、冷卻水和污水等):回收可利用的余熱和廢熱 ? 季節蓄冷:冷庫或冰窖等 輸送系統 ? 輸送冷熱源采用水系統:相比全空氣系統,其輸送效率更高,較為節能 ? 加大輸送溫差,降低輸送流量 :節能效果明顯,可利用蓄冷降低輸送冷媒溫度 ? 變流量技術(shù):變頻風(fēng)機或變頻水泵 ? 空調系統設計 :設計與實(shí)際運行的一致管道布置須平、順、直,進(jìn)而降低管道阻力 ? 輸送管道的保溫和密閉性:采取最佳保溫層厚度保證管道連接的密閉性 空調系統? VRV系統:便于管理和分區域運行 ? 風(fēng)機盤(pán)管+新風(fēng)系統:便于管理和分區域運行 ? 全空氣系統(VAV系統):合理的系統分區,降低其風(fēng)機能耗 ? 提高新風(fēng)質(zhì)量 :減少系統新風(fēng)量 ? 系統排風(fēng)再利用 :系統排風(fēng)作為機房、停車(chē)場(chǎng)或冷卻塔的送風(fēng) 控制系統 ? 人員感應:降低無(wú)人在室內的照明能耗、VRV系統的自動(dòng)控制開(kāi)啟 ? 設備的最佳配比運行(臺數控制及容量配置):負荷匹配和運行臺數控制 ? 最佳的啟動(dòng)時(shí)間和運行時(shí)間 :優(yōu)化啟動(dòng)運行時(shí)間和冷機運行參數 ? 設定最佳的送風(fēng)參數(送風(fēng)量和送風(fēng)狀態(tài)):提高冷機的效率 ? 根據氣候變化(預測),設定最佳運行策略 :節能效果顯著(zhù),且保證室內的最佳品質(zhì) ? 溫濕度控制(Programmed Scheduling Temperature):根據室內使用情況,自動(dòng)調節室內空調設定溫度。
一、設計單位在建筑物設計階段,應當根據國家《民用建筑節能的設計標準》及有關(guān)本地區的節能法規進(jìn)行設計開(kāi)發(fā);采用先進(jìn)成熟的節能技術(shù)和節能產(chǎn)品,保證節能設計質(zhì)量。
二、施工單位必須按照建筑節能設計標準組織施工,施工圖審查機構在審查建筑工程項目時(shí)應當將建筑節能設計作為施工圖審查的必審內容,對違反建筑節能設計標準的項目,不得審查通過(guò)。 三、監理單位應當按照節能標準、節能設計對工程實(shí)施監理。
四、在墻體建筑方面,不得使用實(shí)心黏土磚,應逐步禁止使用其他黏土制品墻體材料,應用目前新型墻體材料, 五、改善外圍護構件的保溫性能,盡量避免熱橋,同時(shí)采用新技術(shù),加強外墻保溫。改善門(mén)窗設計,盡可能將窗面積控制在合理的范圍之內,采用高效節能玻璃加強密封,盡量減少熱量損失。
斷熱鋁合金窗采用斷熱冷橋技術(shù),大阻止了能量的損失。 與此同時(shí)中空玻璃優(yōu)美的外觀(guān)并具有良好的保溫隔熱、隔聲優(yōu)質(zhì)性能,為人們提供了一個(gè)比較滿(mǎn)意的舒適的工作和生活空間。
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