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所谓的建筑节能则主要指的是利用科学技术与一定手段,对建筑中的照明系统、采暖系统等进行一定的改进,以达到降低能源消耗的目的;对建筑周围的自然能源充分利用,以提升能源的高效利用率,从而在很大程度上促进绿色建筑的发展。供暖系统是建筑必不可少的系统之一,也是建筑耗能最多的系统,如果能够将建筑损失的热量降低,便可以在很大程度上减少采暖系统对能源的消耗,具体来讲,想要实现建筑节能,可以从以下几方面入手:第一,充分利用太阳辐射热能与建筑的内部热能;第二,提升建筑门窗的密封性,以减少因空气渗透所造成的热量消耗;第三,在一定程度内减少建筑外表面积,以及提升建筑维护结构的保温性能也可以减少建筑因传热所造成的热量消耗。
2建材节能与建筑节能问题的关联性
2.1建材节能的相关问题
在建材节能领域中,主要存在的问题有以下两个方面:其一,建筑的生产相关环节存在不达标现象,由于当前市场上的节能建材价格相对较高,导致一部分施工人员在施工过程中对建筑材料偷工减料、以次充好,忽略建筑材料之间搭配的合理性,而相关的管理者也并没有及时系统的进行监督与审查,造成很多建筑中的建筑材料不能达到节能的标准[2]。而与其他相同用途的建筑材料相比,节能建材的性价比相对较低,碍于经济因素,当前在建筑市场中大规模推行节能建材仍然存在一定难度。另外,对节能理念的认识不足也是当前建材节能领域存在的主要问题之一,很多人还没有意识到使用节能建材的好处与重要性。其二,建筑的施工环节不到位,当前很多建筑施工工人不能对节能建材合理科学的进行设计与施工,也在一定程度上限制了节能建材优势的充分发挥。
2.2建筑节能的相关问题
在建筑节能领域,建筑耗能是最核心的问题,当前很多建筑的能源消耗量过大,且存在能源利用率较低的现象。以北方地区为例,冬季建筑都要进行采暖,而当前绝大多数建筑的采暖系统都是以消耗煤资源为主,每年都会耗费很多不可再生资源,也对大气等自然环境产生严重污染,在很大程度上制约着我国经济的进一步发展。而且,在很多城市建筑中,供热所用的空调有很多都会出现供热效率不高、相关维护装置没有足够气密性以及保温性等现象。另外,我国当前还有相当一部分建筑人员没有足够的建筑节能意识,早在上个世纪八十年代,西方许多发达国家在进行经济发展的同时,便已经在建筑节能的技术方面非常有建树了,而我国却没有在这方面考虑太多[3]。
2.3两者的关联性
从上述情况看,在当前建材节能领域与建筑节能领域中,都存在着能源上的浪费现象,建筑建造的基本便是建筑材料,如果建筑材料在能源上浪费严重,也会在很大程度上影响建筑的节能性。另外,在建材节能与建筑节能领域,还都存在着意识不足现象,这在一定程度上反映了我国当前在节能建筑观念的普及方面仍然没有做到位。
3建材节能与建筑节能施工措施的关联性
3.1建材节能的施工措施
在建筑建造过程中合理应用可再生能源,如在建筑的设计过程中,将太阳能合理利用便能够实现太阳能的光伏发电。另外,还可以对建筑材料产生的废弃物充分利用,不仅能够节省一部分建筑成本,还能够减少建筑垃圾对环境的污染,如将已经废弃的橡胶打碎成颗粒,融入到建筑部混凝土中,不仅能够提升混凝土的抗裂性,还能够节省建筑成本、减少环境污染。
3.2建筑节能的施工措施
建筑节能主要表现在使建筑供热系统的供热效率得到有效提升,以及减少建筑围栏保护结构的散热两方面[4]。在建筑过程中,可以对建筑的墙体与门窗的保温性能加以改善,还需要对建筑的题型系数加以控制,与此同时,还可以对建筑的布局进行科学合理的调整,以提升建筑的节能效果。
3.3两者的关联性
建材节能是建筑节能中非常重要的组成部分,如果没有做好建材节能,那么建筑节能也就无从谈起,如果可以将具备节能效果的建筑材料运用到建筑节能的相关设计当中,不仅仅可以使能源的消耗有所降低,还能够充分发挥祝建筑自身的保温隔热功能,使建筑更加符合节能环保的新型理念。
4结论
面对景观设计这个名词,水体、绿色植被、建筑、小品铺装等巧妙融合在一起的景色就会隐射在我的脑海中,想象着自己设计的别墅摇曳在大自然这片硕大的绿叶上,徜徉在清澈的空气中,蔚蓝的天空中,或者漫无边际的深邃海洋中,一阵阵原生态的微风拂过,一股凉爽沁人心脾的感觉油然而生。我不禁深吸一口气,沉浸其中。节能是我设计该建筑的重点,而景观就是我的左膀右臂。随着时代与科技的不断进步,立体绿化这个辛欣的词语已经逐渐渗透进我们的生活中并且正在深刻的影响着我们的生活。我们都知道绿色植物是天然的光合作用过的植物,为我们吸进二氧化碳排出有益的氧气,对我们居住的局部气候起着十分重要的作用,因为它能够有效地节约了我们建筑的能效损耗。对建筑而言,若从节能的角度考虑最重要的就是太阳照射带来的建筑室内外温度差过大的问题,而恰恰景观绿化在这方面起到了至关重要的作用。
我们应当对立体绿化的构建树立起高度的重视,并不断采取适当的措施,使我们生活的环境更加节能,更加健康。综上所述,面对我所设计的这幢节能建筑,我会将立体绿化景观完全的运用进来。首先最重要的就是墙面的绿化,墙面就像是别墅的外衣,如果外衣不透气或者温度很高,相信内部也会闷热不堪。而墙面绿化就是一种很现代的绿化模式通常被称为垂直绿化,这种垂直绿化我们最常见的就是爬山虎了,他不仅美观了空洞的建筑外表面,最重要的是做到了环保的效果,改善了居住环境的生态效果。面对别墅的东西南北四个方向,我通过根据不同朝向、风向等微气候环境可适当的选择不同的植物来种植。该别墅的南面和东面的阳光照射比较充足,我可以选择喜欢阳光温暖湿润的植物例如爬山虎或者凌霄等,这样可以在冬季吸收较多的太阳光照增加建筑外表面的温度。而北面和西面的阳光照射比较弱,我选择忌阳光照射好阴处生长的常春藤或者扶芳藤,这样可以在夏季反射较多太阳光的照射从而减轻建筑物外表面的温度。所以说墙面的绿化固然重要,但同时也需要考虑不同朝向墙面的材料,需要因地制宜的进行选择,这样才能达到节能的效果。据相关数据显示,建筑物外墙有绿色植物的包裹其表面昼夜的平均温度会由35.1度降到30.7度,此处相差了4.4度。而墙体内部的温度会由30度降到29度,此处相处1度。
绿色植物外墙的室内温度比无绿色外墙的室内温度要低3—5度。这表明墙面绿化在环保、节能方面所起的作用是及其显著的,绿植墙体不占用地面空间的同时还突出绿色环保,保温隔热且降噪除尘,这些已取代了高技派建筑通过高科技的方式来降低温度得节能效果,更通俗地说取代了空调等设备夜间工作所消耗的能量,而且做到了低成本,高能效的双重目标。其次屋顶绿化也对建筑节能做出了巨大的贡献,对于我的别墅来说它也是一项很好地节能措施。屋顶上面的绿色植物可以通过光合作用和蒸腾作用有效地在夏季为我的建筑降低由阳光照射所引起的过高的温度,减少室内的热量从而降低室内温度。在冬季,由于绿色植物的土壤层有较好的保温效果,可以调节室内的温度降低建筑的热能耗。这就是通过绿色植物的景观设计来达到节能的效果,这对城市环境的改善有着不可估量的影响。上述是墙面绿化和屋顶绿化对节能建筑的研究,然而面对墙体绿化和屋顶绿化的综合体立体绿化,也同样对其做了详细的研究与测量,在夏季,裸建筑的外表温度在32℃—49.5℃度之间变化,但是立体化的建筑外表温度在28.8—33度之间变化。
通过这些数据强有力的证明了立体绿化的景观设计温度方面及能量消耗的综合效果方面都非常有优势。随着时代的进步与科技的发展,我们对自己的生活要求越来越高,节能的意识也不断注入我们的思想中。本篇通过列举高技派的建筑节能与低技派的建筑节能的知识了解,从而铺垫出立体化景观设计对我们日常住宅的节能效果的重要性,它遮阳、降温保湿、隔噪音、净化空气、美化环境,最重要的是造价低符合我们百姓的需求,通过景观设计来打造我们节能、健康、舒适的环境的确物美价廉,值得期待与更好的发展!
作者:苏会人 杜娇阳
标准主要技术内容包括:第一章总则,第二章术语,第三章建筑节能设计计算指标,第四章建筑和建筑热工节能设计,第五章建筑节能设计的综合评价,第六章空调采暖供暖通风节能设计,第七章给排水节能设计,第八章电气节能设计,第九章可再生能源建筑应用,第十章建筑节能设计审查技术要求,以及10个附录A~M。标准强制性条文设置如下:第四章“建筑和建筑热工节能设计”15条,第六章“空调采暖供暖通风节能设计”3条,第七章“给排水节能设计”1条,第八章“电气节能设计”1条,第九章“可再生能源建筑应用”1条;第4.1.8条关于凸窗的规定内容和和第4.2.4条关于夏热冬冷地区建筑围护结构性能的规定内容,虽未列为强制性条文,但仍按强制性条文要求执行。因此整个标准共设置了23条强制性条文。
2《设计标准》与《实施细则》、现行行业标准相比技术内容有哪些变化?
《设计标准》在现行两本居住建筑节能设计行业标准基础上,结合我省建筑节能技术和产业发展水平,对《实施细则》进行修编完成的。标准主要技术内容既符合现行行业标准对节能设计的基本要求,又根据我省实际,有所创新。主要归纳为以下几个方面:
2.1对我省居住建筑范围作了界定。《民用建筑设计通则》JGJ37-87(旧标准)条文说明对居住建筑范围作了界定:居住建筑包括住宅建筑和宿舍建筑。《夏热冬暖地区居住建筑节能设计标准》JGJ75-2012第1.0.2条的条文说明对居住建筑范围作了说明:居住建筑主要包括住宅建筑(约占90%)和集体宿舍、招待所、旅馆以及托幼建筑等。《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》JGJ134-2010第1.0.2条文说明中,居住建筑包括住宅建筑、集体宿舍、住宅式公寓、商住楼的住宅部分、托儿所、幼儿园等。本标准结合我省实际情况,为便于建筑节能工作的统一开展,参照《民用建筑设计通则》JGJ37-87规定,将居住建筑界定为住宅建筑和宿舍两个部分,宿舍建筑包括集体宿舍、学生宿舍等,未包括招待所、旅馆以及托幼建筑。
2.2我省重新划定节能设计气候分区,夏热冬冷地区不再执行夏热冬暖地区北区节能规定。福建省居住建筑节能设计气候区划分为夏热冬冷地区、夏热冬暖地区北区和夏热冬暖地区南区;宁德、南平和三明属夏热冬冷地区,福州、平潭、莆田和龙岩属夏热冬暖地区北区,泉州、厦门和漳州属夏热冬暖地区南区;平潭原为福州市的县级市,现为国家综合试验区,气候分区仍沿用以往规定,划入夏热冬暖地区北区内。见图1。我省2004年颁布《实施细则》时,考虑到我省夏热冬冷地区建筑节能工作刚启动,经验不足,且该地区建筑规模不大,规定了夏热冬冷地区节能设计按夏热冬暖地区北区节能要求执行。现在我省建筑节能形势发生了很大变化,经过10年的建筑节能实践,我省夏热冬冷地区已积累了丰富的建筑节能经验,已形成一批成熟的节能设计队伍,已具备条件执行夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准相关规定。本标准对我省夏热冬冷地区的节能设计要求单独列出,不再按夏热冬暖地区北区节能设计要求执行。
2.3制定福州市市辖区和厦门市更高的节能水平标准《实施细则》和现行两本行业标准是按节能50%水平规定了节能设计一系列措施和方法。《设计标准》对福州市市辖区和厦门市提出了节能水平更高的一系列技术措施,包括提高围护结构性能、通风、遮阳、绿化等,经过较科学的测算,与现行行业标准《夏热冬暖地区居住建筑节能设计标准》JGJ75相比,围护结构节能水平提高接近5%,辅以其它节能措施,总体节能水平接近60%。福州市市辖区指福州市的鼓楼区、台江区、仓山区、马尾区和晋安区。今后如有区划调整,则按调整后的市辖区范围执行。福州市市辖区和厦门市居住建筑节能设计执行更高节能水平是基于以下考虑:国务院办公厅以〔2013〕1号转发的国家发展改革委、住房城乡建设部制订的《绿色建筑行动方案》提出:“鼓励有条件的地区执行更高能效水平的建筑节能标准”;住建部颁布的《“十二五”建筑节能专项规划》要求:“有条件的地方要执行更高水平的建筑节能标准和绿色建筑标准”;《福建省建筑节能“十二五”专项规划》要求;“福州和厦门率先开展节能率65%的工程示范”。福州市是福建省省会,厦门市是计划单列市,长期以来建筑节能工作均走在全省前列,形成了一支较强的建筑节能科技队伍,经济发展水平较高,节能产业实力较雄厚,有条件执行更高能效水平的设计标准,为全省做出示范。为与绿色建筑工作相衔接,福州市市辖区和厦门市居住建筑节能设计按以下原则掌握:(1)执行本标准;(2)若不执行本标准,则可转按绿色建筑标准进行设计。即二选一设计,两者等同。
2.4在现行行业标准基础上调整了墙体热工性能要求。现行行业标准《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》和《夏热冬暖地区居住建筑节能设计标准》对所属气候区的外墙体性能有不同的要求,夏热冬冷地区根据建筑体型系数,要求墙体传热系数K=1.0~1.5(体型系数≤0.4时)或K=0.8~1.0(体型系数>0.4时),夏热冬暖地区北区要求K≤2.0,南区K≤2.5。《设计标准》考虑到南方地区建筑节能重点在于围护结构的遮阳与隔热,同时我省夏热冬冷地区(宁德、南平、三明)与夏热冬暖北区(福州、莆田、龙岩)接壤,其气候条件相近,以及我省夏热冬暖南区(泉州、厦门、漳州)与广州地区的差异,适当调整我省建筑墙体保温要求,统一规定我省各气候区的建筑墙体性能K≤2.0,其中,夏热冬冷地区当建筑体型系数>0.4时,则要求墙体K≤1.0。这样要求更切合我省实际,有利于标准执行和进一步推广自保温节能墙体技术。
2.5提高对外窗的性能要求。我省围护结构中墙体与外窗相比,外窗的隔热与保温性能应更重要,是节能重点。《设计标准》编制时,适当放宽墙体性能要求,提高对门窗性能的要求,表1给出了我省各气候区(城市)外窗性能限值要求,与《实施细则》和现行行业标准相比,对外窗的传热系数和遮阳系数要求均有了较大的提高。
2.6明确规定外墙体传热系数为平均传热系数。《设计标准》规定建筑外墙的传热系数和热惰性指标应考虑结构性热桥的影响,取平均传热系数和平均热惰性指标。《实施细则》对外墙体传热系数计算方法未明确,因此我省各地区对墙体传热系数取值不尽相同,有的取主墙体传热系数,有的取平均传热系数。《设计标准》附录C给出了外墙的传热系数和热惰性指标的计算方法。
2.7合理控制窗墙面积比。普通窗户(包括阳台门的透明部分)的保温性能比外墙差很多,尤其是夏季白天通过窗户进入室内的太阳辐射得热也比外墙多得多。一般而言,窗墙面积比越大,则采暖和空调的能耗也越大。因此,从节约的角度出发,必须限制窗墙面积比。在一般情况下,应以满足室内采光、通风等要求作为窗墙面积比的确定原则。我省人们无论是过渡季节还是冬、夏两季普遍有开窗加强房间通风的习惯。一是自然通风改善了室内空气品质;二是夏季在两个连晴高温期间的阴雨降温过程或降雨后连晴高温开始升温过程的夜间,室外气候凉爽宜人,加强房间通风能带走室内余热和积蓄冷量,可以减少空调运行时的能耗,因此本标准在南、北朝向有允许较大的开窗面积。而对东、西向窗墙面积比限制较严,因为夏季太阳辐射在东、西面最大。不同朝向墙面太阳辐射强度的峰值,以东、西向墙面为最大,西南(东南)向墙面次之,西北(东北)向又次之,南向墙更次之,北向墙为最小,因此,严格控制东、西向窗墙面积比限值是合理的。表2给出了各气候区(城市)的窗墙面积比限值,总体上看比《实施细则》和现行行业标准更严格。设计建筑的窗墙面积比突破限值规定是允许的,但是为了满足建筑节能设计的要求,需进行建筑围护结构热工性能的综合评价。
2.8对建筑设置凸窗提出限制要求。《设计标准》参考了《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》JGJ134-2010中的强制性条文第4.0.5条和一般条文第4.0.10条内容,结合我省实际做了调整,对各气候区凸窗板传热系数系数限值作了规定,见表3。《设计标准》对《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》规定的凸窗板的传热系数作调整,提出新的限值要求,主要基于以下几个考虑:一是我省居住建筑使用凸窗较多,凸窗热工性能薄弱,对建筑节能不利;二是我省建筑节能主要以隔热为主兼顾保温,同时建筑墙体节能以自保温为主,热桥局部采用无机保温砂浆的做法,经多年工程实践,证明该做法是切实可行的。三是凸窗侧板一般以钢筋混凝土形式出现,若按行标要求,则要使凸窗板传热系数不低于外墙传热系数限值[K≤1.0W/(㎡•K)],保温砂浆厚度势必超过30mm,不利保温砂浆施工且易引发工程质量问题,故本标准调整了凸窗板的传热系数要求,同时采用“凸窗面积按照展开面积计算”等措施进行补偿。四是凸窗下底板,在其下底面进行保温砂浆施工难度较大,且该部位不受太阳辐射影响,其隔热性能能够满足要求,故不对下底板提出要求。五是在本标准在编制过程中、综合考虑各方意见,凸窗板保温太厚,比较难执行,建议设定凸窗板超过400mm的情况下做保温处理,旨在限制凸窗的过渡做法。经研究讨论本标准采纳该意见。本条在具体实施时,上顶板可以采用在挑出构件上方用保温砂浆抹灰,在侧板可以采用保温砂浆进行外保温处理。
0引言
建筑节能是我国经济发展中的重要国策。建筑给水排水的节能就是在建筑物的规划、设计、新建(改建、扩建)、改造和使用过程中,执行建筑节能标准,采用节能型的建筑技术、工艺、设备、材料和产品,提高系统效率和保温隔热性能,本毕业论文由整理加强建筑物用能系统的运行管理,利用可再生能源,在保证建筑物给排水功能和环境质量的前提下,减少给水排水系统的能耗。建筑给水排水的能耗虽然在建筑能耗中所占的比例不大,但降低其使用能耗、提高能源利用效率,有利于节约用水、改善设计系统的效率、保护环境。因此,重视建筑给水排水节能的途径,对研究建筑节能将有积极的意义。
1建筑给水排水节能的依据
建筑节能设计标准是建设节能建筑的基本技术依据,是实现建筑节能目标的基本要求,其中强制性条文规定了主要节能措施、热工性能指标、能耗指标限值,考虑了经济和社会效益等方面的要求,必须严格执行。建筑给排水专业在建筑节能设计中主要所依据的法规、规范、标准有:《中华人民共和国节约能源法》、《中华人民共和国建筑法》、《中华人民共和国可再生能源法》、建设部《民用建筑节能管理规定》、《公共建筑节能设计标准》GB50189-2005、《公共建筑节能设计标准》DBJ01-621-2005(北京地方标准)、《公共建筑节能设计标准》DGJ08-107-2004(上海地方标准)、《民用建筑节能设计标准》JGJ26-95、《住宅建筑规范》GB50368-2005、《住宅建筑节能检测评估标准》DG/TJ08-801-2004(上海地方标准)、《住宅设计标准》DGJ08-20-2007(上海地方标准)、《建筑给水排水设计规范》GB50015-2003、《建筑给水排水与采暖工程施工质量验收规程》GB50242-2002、《民用建筑太阳能热水系统应用技术规范》GB50364-2005、《污水再生利用工程设计规范》GB50335-2002、《建筑中水设计规范》GB50336-2002、《城市污水回用设计规范》CECS61-1994、《建筑与小区雨水利用工程技术规范》GB50400-2006、《节水型生活用水器具》CJ164-2002、《绿色建筑评价标准》GB/T50378-2006等。目前涉及建筑给水排水方面的节能标准并不多,但随着节能要求的提高,建筑给水排水的节能将逐步得到提高,标准也将不断完善。
2建筑给水排水节能的主要途径
2.1给水
合理确定用水量(包括冷水、热水及其他等用水)的定额。严格执行《建筑给水排水设计规范》中的生活用水量定额标准,并非用水量越高越好。理设计建筑给水系统。主要可通过下列方法实现:充分利用市政管网的压力,直接供水;合理进行竖向分区,平衡用水点的水压;采用并联给水泵分区,尽量减少减压阀的设置;推荐支管减压作为节能节水的措施,减小用水点的出水压力;合理设置生活水池的位置,尽量减小设置深度,以减少水泵的提升高度;优先考虑水池-水泵-水箱的供水方式。推广采用节水的卫生器具。如限制卫生器具的流出水头、红外线感应龙头和便器等,不应采用无控制花管、长流水的小便槽。合理采纳变频调速泵组供水。当采用变频泵供水时,应优先采用变频变压变流量的给水方式,其节能效果要优于变频恒压变流量的给水方式;当采用变频恒压变流量时,工作压力的设定应接近水泵工频运行时高效段扬程的下限;工作水泵应选用2台或2台以上,不同级配工作泵的流量宜以1/2的流量梯变,宜采用大小水泵搭配的形式,并设气压罐小流量给水。当市政条件允许时,宜采用叠压供水设备。具备条件的,应当至少选择一种可再生能源(指风能、太阳能、水能、生物质能、地热能、海洋能等非化石能源),用于建筑物的热水供应。热水水源的利用可采用太阳能、水源热泵、地源热泵技术。在采用水源热泵、地源热泵技术时,不得对水体和土壤造成污染和浪费。如利用地下地温地源自动供暖制冷系统,就是通过表层地下水为载体,或将盘管埋在土壤中以盘管内流动的介质为载体,将这些地温热源输送到水源热泵进行能量转换,冬季输出45~65℃的热水。在太阳能的利用上,有条件的可采用太阳能蓄热技术,太阳热水系统的工程参数应结合建筑所处的地理位置确定。太阳能热水器的循环可采用强迫式、自然式循环太阳能热水器和直流式太阳能热水器。太阳能热水器应有温控装置,并应合理控制和设定热水的温度。太阳能热水系统的热能再利用与节水技术还应相互结合。太阳能热水器可作为热水供应的预加热措施,可设在其他热交换器的前端。热水系统宜机械循环以满足用水点的节水要求。合理设计热水供应系统。加强余热的回收和利用(包括工业余热、废热、烟气余热、蒸凝结水、热风能量的回收和梯级利用),有条件的地区可采用城市热网或区域性锅炉房的热水或蒸气作热源。可采用专用的蒸气或热水锅炉制备热源,也可采用燃油、燃气热水机组制备热源或直接供应生活热水。当地电力供应较富裕的地区或鼓励夜间使用低谷电的政策时,可采用电能作为热源或直接制备热水。从技术可靠、经济适用的角度出发,应合理配置组合各种不同热源的比例关系。对集中热水系统远距离的少量供热点可采用局部加热方式;对不同场所可采用不同的热源形式。热水供应系统储水温度宜控制在55~60℃。应合理确定热水用水量定额、耗水量、耗热量、供水水温、水质等热水系统的基本设计参数。热水供应管网宜采用同程回水的给水方式。当采用电作为热源时,宜采用储热式电热水器,以降低耗电功率。热水供应系统宜缩短热水的给水时间,增加机械循环,并平衡冷热水的水压。对于适合热电联供技术的工程,应优先考虑。
2.2排水和雨水
①排水应尽量采用重力排水的方式。本毕业论文由整理②污废水管道的敷设应就近排放,并应避免压力提升。③中水的利用。④利用空调凝结水排水。⑤蒸汽凝结水的回收利用。⑥雨水的收集和综合利用。
2.3冷却水和消防给排水
冷却水宜循环利用,提高水的重复利用率。在水源条件许可的情况下,可采用江水、河水、湖泊水、海水、地下水等作为循环冷却水。合理选择冷却塔。在空气湿球温度较低的干燥地区,可通过设计计算来适当提高冷却水进出水温差,以减少循环水量和循环水泵的能耗,缩小循环管道的管径。合本理布置冷却塔。保证冷却塔之间的距离,有良好的气流组织条件,避免影响冷却塔的散热效果。针对不同的循环冷却水水质应采取化学(杀菌、灭藻等)、物理(过滤)的水处理方法,具有缓蚀、阻垢的水处理功能,减少管道和机组内的结垢、腐蚀。在一定的条件下,设置合用消防水箱,以减少消防水箱的清洗用水。利用消防试验排水,将消防排水返回到消防水池。增加消防水池、消防水箱的水处理设备。
2.4自动控制和计量
建筑中宜设置建筑给排水自动化的监控系统(温度设定与控制、水池、水箱的报警和监控)。变频泵供水方式宜采用管网末端压力表控制水泵转速的运行方式。针对不同需要场所及使用条件,应加强给水用水量计量。住宅应设分户水表计量用水。居住建筑节能改造应当安设分栋用热计量和供热系统调控装置。公共建筑应当设计并安装用热计量、室内温度调控、多表远程操控系统和供热系统调控装置。冷却水补充水、锅炉补充水、绿化用水、水景补充水、游泳池补充水、蒸汽应分别设置水表计量。其他需要独立计量的管道系统(如道路浇洒用水、汽车冲洗用水、地面冲洗用水等)宜设水表计量。企事业单位、学生宿舍的公共浴室、淋浴间等宜刷卡(或采用红外线、脚踏开关)来用水。
2.5其他
在设备、材料的选用中,应选用节能型、节水型等节能高效的产品,应禁用淘汰产品。宜推广化学建材,并执行国务院建设行政主管部门制定并公布的建筑节能新技术、新工艺、新设备、新材料、新产品推广目录以及限制或者禁止使用能耗高的技术、设备、材料和产品的目录。节水、节能型产品如:喷射式和压力流冲击式的节水大便器(冲水量≤6L/次)、免水冲小便器、陶瓷片密封水嘴、红外线感应节水装置、自力式平衡压力恒温混水阀、节能型热交换器、飘水量小省电型冷却塔、太阳能热水器、高效率的水泵等;淘汰产品如:多层住宅、多层公共建筑的生活给水管道禁止设计、使用镀锌钢管;小区建设工程中禁止设计、使用埋地铸铁排水管和水泥排水管;城镇新建住宅中淘汰砂模铸造排水铸铁管。在工业建筑中,应采用节水、节能的生产工艺和设备。注意加强设备与管道的保温,应选用理化性能优良的保温材料,并确保有效的绝热层厚度。生活热水管管道的经济绝热层厚度可参考表1。对于管内介质温度在7℃常温时,采用柔性泡沫橡塑的设计厚度应按防结露要求计算确定;对于管内介质温度0~95℃的热水管道不适宜采用柔性泡沫橡塑材料保温。
在水泵的设计选择中,运行工况点应落在Q-H水泵曲线的高效端中,变频泵的选用工况点宜落在高效端的右侧。热水锅炉、热水器、热交换器等设备应高效率、节能,应采用优质的阀门、浮球阀等配件。在绿化用水中,尽量采用非生活饮用水,可采用雨水、中水等杂排水;尽量利用室外管道内水的余压供水;绿化用水宜采用滴灌、喷雾等节水技术。在道路浇洒用水中,尽量采用非生活饮用水,可采用雨水、中水等杂排水,尽量利用室外管道内水余压的供水方式。在汽车冲洗、地面冲洗用水中,尽量采用非生活饮用水,可采用雨水、中水等杂排水,并对冲洗用水回收利用。在游泳池用水、水景用水中,尽量循环使用,设置水处理装置。
3建筑给排水节能与功能、节水、经济的关系
3.1节能与功能
建筑给排水节能应用技术是综合应用的工程技术。在追求节能的同时,需要满足建筑给排水设计的基本功能要求,不能顾此失彼,失去功能要求的节能是没有意义的。不要出现以节约能源和节约用水的名义做出一些既不节能、节水,也不环保的措施。问题解决的根本还在于节能价值观的调整,设计应该树立一种全面的系统价值观念。建筑给排水节能的关键是从系统的设计抓起。合理的系统设计需要既满足使用功能又满足节能要求。节能需要多种技术的综合应用,结合建筑的特点、地区的具体情况采取不同节能方式的组合。雨水收集与砂基渗水砖应用技术、生态污水处理系统与中水回用应用技术就是建筑给排水节能与功能处理得较好的方式之一。同时,也需对因节能引起设计功能变化的问题进行处理。变频调速技术(如变频增压给水设备等)节省了建筑所耗电能,但由此产生的高频谐波,对内压较低的电器易产生冲击而造成损坏,其节省能耗产生的经济效益可能还不足以弥补损失。
3.2节能与节水
建筑给水排水的节能技术也是综合节水技术,建筑给水排水的节能、节地、节水和节材潜力很大。建筑给排水的节能和节水是相互联系的,在节水的同时往往也能达到节能的目的。建筑给水排水的节能是重点降低长期使用时的总能耗,节水是重点考虑水资源的循环利用,节材是重点研究新型工业化和产业化道路。对生活水池的大小尽量按经济、节地、节能的原则设计,从节水的角度出发,生活水池内采用釉磁涂料涂刷或采用不锈钢材料,确保卫生、减少水箱的污染和换水次数,以达到减少水资源的浪费,达到节能的目的。采用新型给水管道,如塑料管、不锈钢管、衬(涂)塑钢复合管等,同样是在节约用水的同时,也节约了材料和能源。在居住区排水中应用塑料检查井技术,还可达到节地的目的。超级秘书网
3.3节能与经济
建筑给水排水的节能是需要经济的投入,特别是建设初期。节能应强调建筑整体的效益,根据功能目标、使用性能、经济效益达到预期的目的。事实上,节能是一个相对的概念,经济问题也是需要考虑的,节能的经济性可以通过一定时期的运行来得到经济回报。本毕业论文由整理对于工程项目中建筑给排水有明显节能效果的技术措施,应进行节能量、投资额和投资回收期进行必要的经济技术分析。设计在考虑技术、经济效益的同时,还应该充分考虑节能的先进性。
新标准在建筑专业整体章节布置上变化不大,新标准在建筑体形系数、各朝向窗墙比的设计指标限值基本无变化,只是对南向窗墙面积比从原标准的限值为0.5更改为0.3~0.7取值范围,不进行权衡判断。因为建筑内部可以获得从南向外窗进入的太阳辐射热能,因此适当加大南向外窗面积有利于节能。但要控制在一个合理的范围内,以达到既保证昼间能够有充足的太阳能获益,又不会造成夜间出现太多热能的损耗的目的。在具体条款内容方面有很大的变化。首先新增了三个强条:一是层高大于3.0m的住宅应进行权衡判断,2010版标准对层高未具体要求。二是居住建筑北向不应设置凸窗,2010版标准是推荐性条款。三是东、西向主要房间的外窗设置活动式外遮阳,2010版标准是推荐性条款。重点对围护结构热工性能指标提出了更严格的要求。新旧标准关于建筑热工性能指标比较见表1。从表1可见,新标准对建筑屋面、外墙、架空或外挑楼板以及公共空间入口外门的围护结构传热系数做了更严格的指标控制限值。并且在分隔采暖与非采暖空间的楼板、分户墙、分户楼板和变形缝等部位,2010版标准未给出明确的热工性能控制指标而新标准做了具体明确。另外新标准在外窗方面,对热工性能控制指标和气密性等级都有所提高。新标准的热工性能指标高于我国现行行业标准。
2对节能评估的影响
由于强条的增加,在做住宅类项目的节能评估时,除了要关注原标准中涉及的强条外,评估报告要明确项目的平均层高是多少,是否大于3.0m;建筑物是否设计有凸窗,特别是北向;东、西向外窗是否设计了活动式外遮阳。如果在设计上没有明确,评估报告应提出要求。而不再只是提出建议。例如凸窗挑出过多过大对节能影响很大,因此评估要求在居建设计中北向不应设置凸窗;其他朝向设置凸窗时,凸窗凸出(从外墙面至凸窗框外表面)不应大于400mm,凸窗的保温性能必须予以保证,否则不仅造成能源浪费,而且容易出现结露、淌水、长霉等问题,影响房间的正常使用。在对围护结构热工性能指标对比中,要注意写法的改变,新标准中去除了非采暖地下室顶板和阳台门下部门芯板的写法,增加了分隔采暖与非采暖空间的楼板、分户墙、分户楼板和变形缝的控制指标。对外窗的热工性能指标对比中,原标准是按窗墙比的取值来规定限值,而新标准是以朝向来规定限值。在对项目进行节能评估时,要明确这些部位的设计指标,如果未明确,评估报告要提出要求。例如,项目未明确分户墙、分户楼板的保温做法,应予以明确;窗户的传热系数与玻璃的品种、型材和密封胶条等有关,评估要求拟建项目应根据窗墙比的不同设计选用不同中空玻璃材料,以满足相关节能标准的传热系数限值要求。
3结语
【论文摘要】目前,建筑耗能伴随着建筑总量的不断攀升和居住舒适度的提升,呈急剧上扬趋势。根据测算,如果不采取有力措施,到2020年中国建筑能耗将是现在3倍以上。因此,建筑节能已迫在眉睫。而优化设计是建筑节能的根本途径,优化设计不仅影响工程建造直接能源消耗,而且影响建成后使用的能耗。
目前,建筑耗能已与工业耗能、交通耗能并列,成为中国能源消耗的三大“耗能大户”。尤其是建筑耗能伴随着建筑总量的不断攀升和居住舒适度的提升,呈急剧上扬趋势。建筑的能耗(包括建造能耗、生活能耗、采暖空调等)约占全社会总能耗的28%,其中最主要的是采暖和空调,占到20%。而这“28%”还仅仅是建筑物在建造和使用过程中消耗的能源比例,如果再加上建材生产过程中耗掉的能源(占全社会总能耗的16.7%),和建筑相关的能耗将占到社会总能耗的46.7%。现在中国既有的约430亿平方米建筑中,只有4%采取了能源效率措施,单位建筑面积采暖能耗为发达国家新建建筑的3倍以上。根据测算,如果不采取有力措施,到2020年中国建筑能耗将是现在3倍以上。因此,建筑节能已迫在眉睫,要把节能建筑工作放到贯彻科学发展观、全面建设小康社会、保证国家能源安全、实施可持续发展的战略高度来认识。因此,通过优化设计来有效控制能源消耗,应得到广泛重视。
一、优化设计对建筑节能的影响
1、设计方案影响工程建造直接能源消耗
在工程设计中,其建筑和结构方案的选择对建筑的直接能耗有较大影响,如建筑方案中的平面布置为内廊式还是外廊式、进深与开间的确定、立面形式的选择、层高与层数的确定、基础类型选用、结构形式选择等都存在着技术经济分析问题。中国住宅建设用钢平均每平方米55公斤,比发达国家高出10%~25%,水泥用量为221.5公斤,每一立方米混凝土比发达国家要多消耗80公斤水泥。据统计,在满足同样功能的条件下,技术经济合理的设计,可降低工程建造直接能源消耗5%~10%,甚至可达10%~20%,如某无线电厂的多层框架结构厂房(4层),设计单位按常规设计为独立基础,由于多层厂房荷载较大,致使独立基础的单体尺寸较大,埋深较深(-3.2m),事后经其他设计人员分析如采用柱下条基,可节约大量的砼,并可降低埋深减少土方开挖所消耗的机械能耗;某综合办公楼,在优化设计中,因改变原先设计中的普通钢筋为带肋钢筋,单此一项优化设计,共节约钢筋1000T,钢筋总节约率达30%左右。
2、设计方案影响建成后使用的能耗
建筑是牵涉到很多专业的复合体,并且完整的建筑节能工作包括了从最初的规划、方案到设计、施工,以及多年的运营使用,直至最后拆除重建的全生命周期过程。但以往只注重直接建造成本的降低,轻运营阶段能耗的使用情况。从住宅使用过程中的资源消耗看,与发达国家相比,我国住宅使用能耗为相同技术条件下发达国家的两到三倍。2020年,中国的建筑能耗将达到29430亿度电,比三峡电站34年的发电量总和还要多。现在,我们必须用全寿命周期的节能理念对建筑进行优化设计,即以较低的寿命周期能耗实现必要的功能,获得丰厚的寿命周期经济效益。所谓寿命周期能耗是指整个寿命周期过程中发生的全部能源消耗,包括建设、使用、维修、残值及清理等阶段所发生的能源消耗。设计不仅影响项目建设的一次性能耗,而且还影响使用阶段的能源消耗,如暖通、照明的能源消耗、清洁、保养、维修等,一次性建造能耗与经常性使用能耗有一定的反比关系,但通过优化设计可努力寻求这两者的最佳结合,使项目建设的全寿命费用最低,全寿命能耗达到最佳经济合理状态。建筑节能优化设计的途径主要是通过围护结构保温和气密性能的提高,以及采暖空调设备能效的提高等等,来达到减少空调和采暖等能源的消耗。在方案设计当中,建筑师需要对建筑的方位、体型、朝向进行优化,必需要为充分利用自然风、阳光等自然资源创造条件。同时,也必须对建筑材料优化;外墙、楼板、分户墙、屋面、玻璃、窗框的设计等都需要量化与优化;窗墙比须要以节能和居住舒适度为前提进行优化。从方案设计开始到初步设计,工程师需要根据不断调整的设计方案模拟量化建筑的能耗情况、计算空调和采暖设备的装机功率,比对各种影响因素,最后向客户提供最佳的设计方案。例如,在空调与采暖设备的市场上,各种品牌各种型号使消费者眼花缭乱。空调设备有空气源热泵、地源热泵、风机盘管、地板采暖、辐射制冷、采暖系统、户室中央空调、变频机组、水系统、冷媒系统等等。这些空调系统的初投资和运行费用大不相同,那么通过模拟量化,计算出初投资的费用、每年的耗能量、能源费用,消费者或者项目开发者就可以很容易地作出正确的决定。例如北京的一些奥运场馆中,为减少能耗,设计者没有采用普通的新风系统和空调系统,而是经过多次优化设计,寻找最佳节能方案。为实现自然通风和改善室内环境,采用了智能电动窗,很好的解决了新风问题;在场馆空调设计中(包括“水立方”和“鸟巢”)都采用了由美国联合技术开利公司设计的节能空调系统。该系统通过热回收技术在空调系统中的应用,节能率为10%。该系统在冷水机组上加装了热回收装置,在空气处理机中采用了新型热管热回收装置,可以回收场馆排放总热量的50%,回收的热能一部分用于加热游泳池水和生活用水,另一部分用于加热新风。
二、现阶段推行优化设计运作困难的成因
1、政府主管部门对建筑节能优化设计监控不力
长期以来,主管部门对设计节能成果缺乏必要的考核与评价,有的仅靠图纸会审来发现一些简单问题,仅仅是一些新材料或空间布置的一些规定。缺乏对方案的节能性方面的系统审查要求。建筑节能设计首先是一个系统设计问题,它绝不是多项节能技术或者节能设备的简单累加,它需要定量化。例如,人们在市场上可以买到节能空调、节能玻璃、节能热水器、太阳能热水器、墙体保温材料等等,但是这些材料与设备如何使用、使用哪种型号、用量多少、所起到的作用是什么就需要通过量化整合来完成。集思广益,从多方面影响因素出发,以最低的投资、最佳的手段完成并达到节能设计目标。所以建设主管部门监管的同时,应增加人员配备和审查力度,对设计节能成果进行量化全面审查。
2、业主要求优化设计的意识不强
目前,业主往往把控制重心放在施工直接投资环节上,而对建成后使用运营成本及节能优化设计环节重视不够。其原因:一是对设计对投资影响的重要性认识不够,只看到搞施工招标,投标价要低于标底价、施工单位要让利等,殊不知选择一个优秀的设计单位进行设计方案的优化会带来更大的节约;二是对建筑节能的认识不到位,没有一个节能环保绿色建筑意识。
3、建筑节能优化设计的开展缺乏必要的压力和动力
由于缺少建筑节能优化设计与企业和公众的直接经济利益联系,使得节能工作缺少内在经济利益推动力,政府部门建筑节能管理工作还存在体制不顺、监管体系不健全,造成执法不严、监督不力,国家政策不配套,缺乏激励机制和工作力度。对一些国有投资建设项目,有关行政审批单位在审核初步方案时,只注重设计的建设规模和投资限额,对方案的经济合理性和节能性不做深入研究分析;另外,由于现在的设计收费是按面积或按造价的比例计取,几乎跟建筑节能和设计质量的优劣无关,导致对设计方案不认真进行节能分析,而是追求高标准,造成能源浪费。相反,设计单位即使花费了较多的人力、物力,优化了设计方案,给业主节约了投资,也不能得到应有的报酬,有时设计费反而变少了,从而挫伤了优化设计的积极性。
三、搞好优化设计的几点建议
1、主管部门应加强对建筑节能优化设计工作的监控
为保证建筑节能优化设计工作的进行,开始可由政府主管部门来强制执行,通过对设计节能成果进行全面审查后方可实施。政府主管部门不仅需在技术法规与标准相结合方面做出努力,而且还需要政府以技术法规的形式提出必须严格控制的最基本的技术指标、技术要求、功能要求,可以导则、指南、技术标准等标准类技术文件予以体现。利用主管部门的职能,总结推广标准规范、标准设计、公布合理的技术经济指标及考核指标,为优化设计的进行提供良好服务。建筑节能技术新规范逐步从控制单项建筑维护结构(如外墙、外窗和屋顶)的最低保温隔热指标,转化为控制建筑物的实际能耗。新建建筑必须出具建造耗材经济指标、采暖需要能量、建筑能耗核心值和建筑热损失计算结果,特别是建筑结构热损失计算结果。建筑能耗总量(包括供暖、通风和热水供应)和建造能耗值只有满足其对应的节能标准才被允许开工及竣工验收。在竣工时,建筑开发商必须出具相关部门的一份“能源消耗证明”,证明清楚地列出了该住宅每年的能耗,及节能等级。以上措施,必须逐步实施,特别是国有投资项目要先于执行。超级秘书网
2、以政策扶持拉动建筑节能优化设计
国家制定节能政策,并要求以多样化的经济激励等扶持举措,形成推动建筑节能的市场机制,推进建筑节能优化设计的推广。对建造节能建筑产品的要根据优化设计后节能程度给予政策和资金支持,减免税费等优惠措施,并可建立评价机制,对因建造节能建筑而超支部分资金,国家应给予无偿免息贷款或奖励机制,使建筑节能优化设计以行政手段为主转向以经济手段为主。
3、开展积极有效的宣传引导工作
建筑节能政策要取得理想的实施效果,重在宣传引导。不但政府职能部门对节能政策的推行不遗余力,而且有关企业也应加入到宣传节能政策的行列。政府职能部门应免费对社会公众提供节能政策咨询、进行节能知识宣传和相关培训,以及进行节能技术、产品的展示、讲解等方面做大量的工作。力争实现多方参与节能政策的宣传引导,大大提高人们的节能意识和对节能知识、技术的认知、把握能力,从而使节能政策得到有力的贯彻实施。
【参考文献】
1.1技术评价影响因素
(1)技术本身。在选择节能技术时,须充分考虑先进性、成熟性和配套性等,以实现节能的目标。此外,新节能技术的选择应用还须考虑和旧有技术的相关性,相关性越大,技术人员掌握的时间就越短,技术应用的成功性就越大。村镇居民在选择节能技术时须选择一些较成熟、风险小的技术。
(2)社会效益。村镇住宅进行节能建设不仅可以为居民营造一个良好的生活环境,还有助于居民生活水平、文化程度的提高,并且在一定程度上提高就业率,在美化村镇的同时,提升村镇住宅在社会中的影响力。
(3)经济效益。村镇住宅采用节能技术势必会在短期内提高建筑工程的成本、加重居住者的经济负担。因此,节能技术只有在创新中考虑到建造者的经济承受能力,在推广中让居住者认识到长期收益和短期成本之间的关系,才能实现更广泛的普及。
(4)环境效益。环境质量的改变是由多项指标反映,同时由于大多数人类活动对环境的影响都存在滞后性,使环境效益的计量和评价存在很大困难。节能技术的研究和应用要结合微观效益和宏观效益处理好短期经济利益与长期可持续发展之间的关系。
1.2村镇住宅建筑节能适宜技术评价指标体系的建立
村镇住宅建筑节能技术适宜度将技术及材料的先进性作为评价对象,从多个维度出发涵盖了若干具有层次性和结构性的指标序列,所有指标序列相互影响、彼此联系,是建筑节能技术发展的综合性评价体系。依照技术评价的理论基础和评价维度,村镇住宅建筑节能技术评价指标体系的建立要将定性和定量评价相结合,遵循系统性、简明性、层次性和可行性等原则,在不同条件下具有可调整的弹性空间。本文从节能技术的可行性经济性、先进性出发,以实现项目的可持续发展为最终目标。
2模糊综合评价模型
将评价指标体系分为3个层次,目标层、准则层和指标层。准则层指标集为S={s1,s2,…,sm},指标层指标集为Si={si1,si2,…,sin}。
3实例分析
选取北方寒冷地区某经济条件中等的村镇进行实证研究,在对该村镇住宅建筑节能技术适宜性的评价中,将评价集划分为5级,即V={v1(优),v2(良),v3(一般),v4(差),v5(较差)}={5,4,3,2,1}。根据该村镇住宅节能建设的实际情况,对其推广应用的墙体节能技术CS板进行适宜性评价,邀请来自房地产、设计院、施工单位和高校等建筑方面专家,对待测墙体节能技术CS板的各层指标重要性分别进行比较,构造判断矩阵并求出各项指标的指标权重。按照模糊综合评价模型设计的方法,统计每个因素各评价赞同的专家数,用赞同的专家数所占比例作为隶属度构建评价矩阵。
4结束语
能源问题已经成为当今世界共同关注的问题,能源短缺成为制约经济发展的重要因素。住宅建筑作本身是巨大的能源消费者。随着我国人民生活水平的不断提高,住宅能耗占全国能源消费总量的比例也逐年增加。在我国政府提出建设“节能省地型住宅”和“2020年建筑节能远景规划目标”,的今天,坚持可持续发展原则,节约能源,已成为住宅建筑节能设计的重要工作。
2住宅建筑节能的内容
2.1住宅建筑节能的定义
住宅建筑节能是指通过采用合理的建筑设计和选用符合节能要求的新型墙体材料、屋面隔热材料、门窗、空调等措施,执行建筑节能规范标准,加强住宅建筑耗能设备的管理和使用,合理设计建筑结构的热工性能,提高其照明、采暖、给排水及通风系统的运行效率及利用可再生资源的能力,从而降低建筑物的能源消耗。
2.2住宅建筑节能的控制内容
①合理规划节能方案根据住宅所在地环境特点,依照国家及地方住宅建筑节能标准,综合考虑住宅开发、利用、维护成本,合理地规划设计节能方案,保证住宅建筑节能效果。②合理利用节能材料节能材料进场前应按照规范标准及设计要求认真核对,审核有关质量保证资料、技术推广证书。对于保温隔热材料、隔热型材、外窗及中空玻璃、幕墙玻璃、散热器、风机盘管机组、低压配电系统的电缆、电线在使用前应根据有关规范要求取样试验合格。
3现有住宅工程建筑节能存在的问题
3.1节能材料的选择
目前,建材市场上主要供应的节能材料种类单一,且大多为一次性能源,而且大多节能材料从国外引进,价格较高、具有自主知识产权、能够形成主流产品与技术的不多,难以满足日益增长的市场需求,为推广使用节能材料带来难度。另外部分开发商片面的追求降低住宅建筑节能成本,不会综合考虑节能效果、建筑节能的全部费用等因素;或者缺乏对节能新产品的了解,往往造成节能材料选择使用不当,影响住宅建筑的节能效果。
3.2住宅建筑节能规划与设计
目前,多数新建的住宅建筑在进行规划、设计时仅考虑建筑物的外观及造型,不重视绿化景观设计及相关配套工程的建设,相关规划部门也只要求住宅的方位与周围的有关参照物相一致(如道路),忽视住宅小区与周围环境相协调,未考虑住宅建筑的日照及自然通风要求,不能保证房屋的最佳朝向。住宅节能设计在我国还处于起步和发展阶段,还没有一套成熟、通用的体系,某些不成熟的节能技术,通常会产生一些垃圾建筑及建筑垃圾,降低了住宅的耐久性,不利于建筑结构的稳定,损坏建筑结构主体,缩短房屋的寿命,例如外墙内保温、外墙自保温、夹芯保温等做法所产生的一些问题正在加剧一些垃圾建筑和建筑垃圾的产生。
3.3节能住宅的检测与验收方法不完善
建筑热工法是目前国内外检测建筑节能达标与否常用方法,建筑墙体的传热系数是建筑热工法的一项重要指标。热工法现场测量的内容主要包括:热流密度、室内外气温、保温建筑墙体的内外表面温度以及热流计的两表面温度。此测试方法是以被测试墙体单元的热工性能代表整栋楼或整个小区的墙体热工性能。此方法的缺点是具有代表性的测点难以确定,难以准确而全面的确定整个住宅小区内所有建筑墙体及屋面的热工性能。另外,保温工程作为一项重要的分项工程,目前仍缺少相应的检测验收标准,国家建筑安装统一验收标准中也没有相关内容的规定,施工质量难以检验、保证。
4住宅建筑节能设计措施
4.1既有住宅的节能改造措施
非节能既有建筑主要有两类,一类是已装修的并居住多年的,这类建筑往往是建成多年的老房子,装修比较简陋,居住结构也不合理,各类设施老化,居住者本身为中下等收入群体;另一类是未装修过的新住宅。对于前者,节能改造要首先考虑成本,以最经济、效果最明显的地方下手,无需大动干戈;后者在装修环节中需加入一系列的节能措施。这二者都可以通过墙体、屋面、房屋结构、门窗的改造达到节能效果。既有住宅建筑节能技术改造的推广与实施对实现《中华人民共和国国民经济和社会发展第十一个五年规划纲要》中的节能目标具有很大的促进作用。我们不仅在节能改造的技术上需要进一步探索,用最简便、最经济的措施达到最好的节能效果,而且还需要改变陈旧的观念,加大经济投入力度,推出切实可行的管理方法。
4.2新住宅的节能设计措施
应该从可持续发展及发展循环经济的角度来定位节能住宅以及节能技术,根据住宅的全生命周期来规划设计建设。针对以上存在的问题,应该从以下几个方面来解决:①节能住宅要进行科学合理的规划、设计住宅建筑的布局规划应根据当地的气候特点,因地制宜,使建筑物的整体布置和平面布置有利于利用太阳能和利于自然通风,保留小区内自然水域面积,尽量减少硬化地面,增加绿化,形成适合居住的小区气候。规划过程中还应该注意建筑物的最佳朝向,采用南北向或接近南北向,使得建筑物可以合理利用太阳能,达到“冬暖夏凉”的效果。房屋的单体设计应控制其体型系数,应该增加房屋的进深,减少体形系数,以减少其结构的热损失,减小建筑能耗。②提高建筑结构的保温性能建筑围护结构的保温隔热性能是影响建筑能耗最直接的因素。建筑围护结构主要有屋顶、外墙和外窗三部分组成。屋顶应采用高效的保温隔热屋面,其传热系数和热工性能应满足规范规定,在条件允许的情况下可以采取屋顶绿化等措施;外墙采用新型的低热转移值的节能墙体材料;外窗是建筑结构热工性能最差的环节,因此提高建筑结构节能性能的有效途径是控制窗墙比,提高窗户的保温隔热性能。③提高设备的能效比及利用新能源随着我国的经济发展,南方地区的居民夏季对空调的需求和使用逐年增长,另外北方地区冬季还需要供暖。能效比是空调、供暖等设备的重要的竞技性指标,能效比越高,说明该设备越节能。所以应优先选用符合国家规定的节能型空调和供暖设备。要实现住宅节能,一方面要通过降低建筑能耗;另一方面是利用新能源,减少消耗常规能源。例如,合理利用太阳能,采用太阳能集中供热水系统。④完善节能设计规范标准节能技术与传统工艺有着很大的区别,施工技术要求更高,技术难度更高。目前国家及各级政府部门也相继出台相应的规范和标准,对节能设计起到一定的指导作用,但是有些规范可操作性差。因此,在节能建筑施工前,要结合现有规范标准制定详细的技术交底,编制完善的、操作性强的、能够指导施工全过程的施工组织文件,加强施工人员的技术培训,严格按照施工规范施工。⑤完善对节能住宅的检测和验收方法节能住宅的检测和验收主要包括节能效果的检测和施工质量的验收。首先要对住宅节能体系进行认真检测,根据其离散程度,确定可靠的保证率。同时加强对各施工工序的专项检查和监理工作,规范、完善对节能效果和施工质量的验收方法。
关键词:节能住宅设计能源
一、发展节能住宅建筑的意义
在建筑领域,人类从自然界所获得物质原料的50%用来建造各类建筑及附属设施,建筑能耗在人类总能耗中所占比重约为1/4。在经历了数次能源危机以及对矿物能源资源的不可恢复性和温室效应对生存环境负面影响的认识越来越清楚之后,世界各国提出了控制矿物能源用量的增长,提高能源使用效率,开发新能源和可再生能源的目标。作为耗能大户的建筑业节能受到极大的关注。建筑节能是近年来世界建筑发展的一个基本趋势,也是当代建筑科学技术的一个新生长点。随着人们物质生活水平的不断改善,对住宅建筑的环境质量要求也日益提高。我国是一个经济快速增长、人口占世界20%的大国,也是能源相对匮乏的大国,已成为世界上第三大能源生产国和第二大能源消费国。目前我国每年建成房屋面积已超过所有发达国家一年建成建筑面积的总和。建筑在生产和使用过程中要消耗全球资源中能源总量的50%,产生的污染也十分惊人。所以建筑节能和保护环境是摆在人们面前的紧迫课题。
二、节能建筑设计应贯彻的设计原则
各地区的节能建筑,必须适应本地区的气候特征,既不能照搬严寒地区的建筑型式,也不能照搬夏热冬暖及海洋性气候地区的建筑型式,更不能照搬四季如春的温和气候地区的建筑型式,一般说来设计时应遵循以下原则:
(1)建筑物尽量采用南北朝向布置。否则,须加强建筑围护结构的保温隔热性能而需增大建筑成本。
(2)建筑群之间和建筑物室内,夏季要有良好的自然通风,建筑群不应采用周边式布局型式。低层建筑应置于夏季主导风向的迎风面;多层建筑置于中间;高层建筑布置在最后面,否则,高层建筑的底层应局部架空并组织好建筑群间的自然通风。
(3)按相关设计标准的规定,尽量加大建筑物之间的间距,尽量减少建筑群间的硬化地面,推广植草砖地面,提高绿地率,加强由落叶乔木、常绿灌木及地面植被组成的空间立体绿化体系,以便由树冠和地面植被阻档、吸收大部分的太阳直射辐射,减小地面对建筑物的反射辐射。
(4)应控制建筑物的体形系数不超过节能设计标准的规定。即尽量减少外墙的凸凹面和架空楼板,坡屋顶宜设置结构平顶棚或降低坡度,应采用封闭式楼梯间等。当体形系数超过标准的规定时,应加强围护结构的热工性能,计算建筑物的采暖空调能耗并不得超过标准的规定。
(5)不应设置大窗户,窗户大小以满足采光要求为限。门窗玻璃应采用普通透明玻璃或淡色低辐射镀膜玻璃的中空玻璃,居住建筑和办公建筑不应采用可见光透光率低的深色镀膜玻璃或着色玻璃。还要求外门外窗具有良好的气密性、水密性、不小于30分贝的隔声性能和不小于2.5kea的抗风压性能。
(6)屋顶和外墙既要保温又要隔热,其保温隔热性能应符合建筑节能设计标准的规定,还要防止保温层渗水、内部结露和发霉。屋顶和外墙,不能采用单一的轻质材料和空心砌块材料,最适合采用厚实材料加轻质材料的复合构造做法。
(7)屋顶和外墙的外表面,宜采用浅色饰面层,不宜采用黑色、深绿、深红等深色饰面层,否则应加大屋顶和外墙保温隔热层的厚度,计算其夏季的内表面计算温度不超过36.9℃,宜低于35℃。
(8)加强分户墙和楼地面的保温性能,使其符合建筑节能设计标准的规定。居室及办公室楼地面面层的吸热指数还应符合民用建筑热工设计规范的规定。
(9)设有集中采暖、空调的节能建筑,应选用高效、低能耗的设备与系统,不得采用直接电热式采暖设备和装置,应设置分室温度控制装置。除上述9点之外,节能建筑还应具备设计规范所要求的隔声性能等适用性能、安全性能、耐久性能和环境性能。
三、节能设计在我国住宅建筑中的应用措施
(一)屋顶保温隔热的节能设计
在住宅建筑屋顶构造设计中,应使用高效保温材料、架空型保温、倒置保温等进行合理的保温和隔热设计,这样可以很好地保证在冬季低温地区、夏季高温地区给室内提供适宜的生活温度,同时为冬季的暖气用能、夏季的空调降温用能节省出大量能源。我国冬季的采暖大多数地区还在用煤,夏季的降温一般都是用电,合理的屋顶保温和隔热设计可省出大量的能耗。
(二)门、窗系统的节能设计
外门窗是建筑物热交换、热传导最活跃、最敏感的部位,其面积约占建筑外维护结构面积的30%,其能耗约占建筑总能耗的2/3,其中传热损失为1/3,所以门窗是外维护结构节能的重点。在节能措施上,首先在保证日照、采光、通风、观景条件下,要尽量减少外门窗洞口的面积。其次,可采用外廊、阳台、挑檐、遮阳板、热反射窗帘等遮阳措施减少阳光直接辐射屋顶、墙、窗及透过窗户进入室内。再次,加设密闭条是提高门窗气密性的重要手段之一,提高门窗气密性。最后,在经济状况允许的条件下,可考虑使用新型保温节能门窗,能耗低的节能材料制造的新型保温节能门窗可大大提高热工性能。
(三)建筑外墙节能设计
以往以实心粘土砖为墙体材料,保温性能不能满足设计标准,按照新标准在单一材料墙体中,只有加气混凝土能满足要求,所以应发展复合墙体技术。设计中主墙体可采用混凝土空心砌块、空心砖墙体、空心砌块墙体、现浇混凝土墙体,然后加以轻质高效保温层和耐候饰面层。保温层可放在承重层外侧,特别提到的是复合结构中常采用单层或多层封闭空气间层与带反射材料的封闭空气间层,在增大热阻、满足保温的同时还可以减轻围护结构的自重。
四、结语
在建筑节能设计方面,通过以上几方面的优化设计不仅可以解决国家的能源问题,同时也可以促进建筑技术和建筑产业的发展,为合理利用资源、保护生态环境、提高人民生活水平起到一定的作用。
参考文献
[1]王玉玲,朱江雁,.浅谈住宅建筑节能设计[J].新疆化工,2006,(1).
就中国来说,建筑能耗是社会能耗的三驾马车之一,而既有建筑能耗是建筑能耗最大的组成部分。目前,我国每年城乡新建住房建筑面积近20×108m2,其中80%以上为高能耗建筑;现有建筑近400×108m2,95%达不到节能标准;我国住宅的能源消耗大约相当于同纬度欧洲国家的2~4倍,是节能潜力最大的用能领域。因此,通过开展既有建筑节能改造,大力发展生态建筑,是中国建筑节能的未来发展方向。
2既有居住建筑节能改造的概念
既有居住建筑节能是指对已经投入使用的居住建筑,在保证为使用者提供稳定舒适的生活和工作环境的前提下,降低使用能耗,使其符合国家节能标准。主要通过应用高新节能技术及产品,提高运行管理水平,使用可再生能源等途径来完成。
3既有居住建筑节能改造的经济性分析
3.1外部性的概念
外部性或外部效应,是指一个人的行为对旁观者福利(无补偿)的影响,根据影响结果不同,可以分为正外部性和负外部性两类。正外部性与外部经济是同一个概念,指一个经济主体的经济活动为其他经济主体带来了经济利益,但没有获得对方的任何回报;负外部性与外部不经济是同一个概念,指一个经济主体的经济活动为其他经济主体造成了经济损失,却没有向对方支付任何补偿。当外部效应存在时,市场会失灵,这时的均衡结果是无效率的,社会总福利并没有达到帕累托效率准则所要求的最优状态。
3.2既有居住建筑节能改造的经济性分析
3.2.1既有居住建筑节能改造具有外部经济性
在生态节能改造前,既有居住建筑舒适性差,资源能源耗费高,对环境造成较大负担,因此,具有外部不经济性。MSC为保有居住建筑的社会边际成本,MPC为保有居住建筑的私人边际成本,MB为保有居住建筑的边际收益。由于既有居住建筑具有外部不经济性,MSC位于MPC的上方。从社会来看,当MB=MSC时,均衡的产量和价格为Q2、Pc。从个人来看,当MB=MPC时,均衡的产量和价格为Q1、Pa。显然个人决策的产量大于社会决策的产量,AB表示既有居住建筑给社会造成的外部成本。在节能改造后,既有居住建筑成为生态节能建筑,除了给个人带来舒适性改善、能源费用节约等效用外,由于资源能源耗费有效降低,对环境保护和能源节约都有贡献,因而具有外部经济性。MSB为对既有居住建筑进行节能改造的社会边际收益,MPB为私人边际收益,MC为边际成本。由于节能改造的正外部性,MPB在MSB的下方。从社会来看,当MC=MSB时,均衡的产量和价格为Q2、Pc。从个人来看,当MC=MPB时,均衡的产量和价格为Q1、Pa。显然个人决策的产量小于社会决策的产量,AB表示既有居住建筑节能改造给社会带来的外部收益。既有居住建筑节能改造是减少外部不经济性,增加外部经济性的一项社会活动,对全社会来说十分有益,这也正是政府大力推进既有居住建筑节能改造的根本原因。
3.2.2既有居住建筑节能改造中的“市场失灵”
按照经济学观点,当一个市场存在外部性时,市场机制会失去其应有的调节价格和配置资源的作用,亦即市场失灵。由于既有居住建筑节能改造具有正外部性,对整个社会带来了收益,但没有得到任何补偿,造成实际节能改造低于社会需求,整个社会福利无法达到最大化。
4减少既有居住建筑节能改造外部性的对策建议
4.1减少既有居住建筑节能改造外部性的理论依据
经济学理论认为,解决经济外部性主要途径有政府干预和产权界定,代表人物分别是庇古和科斯。庇古法则的根本原则是通过收益和成本调整,使经济活动的边际社会收益与边际社会成本相等。科斯认为,在产权清晰和保护严格的条件下,外部性并不会引起市场失灵,市场均衡能够实现社会福利最大化。对于解决环境污染问题,科斯定理是可以解决的,但前提是必须满足定理的前提假设,科斯定理的前提是产权明确和交易成本足够小。在现实社会中,这些假设是难以被满足的。本文按照庇古的政府干预理论,对消除既有居住建筑节能改造的外部性作定性探讨。根据庇古法则,政府可考虑采取措施对既有居住建筑节能改造给予补贴,增加私人节能改造收益,使私人收益与社会收益相同,提高私人进行节能改造的积极性。
4.2推动既有居住建筑节能改造的政策建议
既有居住建筑节能改造的难点主要是投资大,改造技术不够完善,住户积极性差。由于外部经济性的存在,节能改造不可能自发地开展,难以通过市场调节实现社会福利最大化,迫切需要政府部门制定相关的政策来予以调节和推动。
1)健全法律体系。
建筑节能改造的推广必须有完善的法律体系作为保障,这样推广才有依据和强制力。目前,我国建筑节能方面的法律法规如《中华人民共和国建筑法》、《中华人民共和国节约能源法》、《民用建筑节能条例》等,操作性不强,缺少强制性措施,落实困难。要加快建筑节能法律体系建设,强化法律责任,提高法律法规的强制力,运用法律手段推动既有居住建筑生态节能改造。
2)完善政策体系。
完善推动节能改造的强制性政策和激励性政策,坚持法律强制推动和经济利益引导双管齐下,推广节能建筑。加快制定节能建筑补贴政策、信贷支持政策和税收优惠政策,对节能建筑的生产者和使用者给予多种优惠。对非节能建筑产品的生产者实行高标准、高强度的税收政策,提高其生产成本。同时,对进行节能技术和节能材料开发的科研机构和研究人员给予资金和多方面的支持,以推动节能技术的发展。
3)建立多元化投融资渠道。
各级政府要加大对节能改造的投入,整合现有的各类补贴资金建立节能改造专项资金,明确筹资渠道。要强化业主在筹集节能改造资金中的地位和责任,调动企业和开发商参与的积极性,通过政府出一部分,业主拿一部分,企业垫付一部分,形成多元化的节能改造投融资渠道,使业主只花很少的钱或者不花钱就能够达到节能效果。
4)设立评价和监管体系。
要完善节能建筑的评估、认证、标识等制度,要求各类建筑公布能耗数据,根据能耗标准对节能建筑进行认定,并发放节能建筑标志。要建立多部门共同参与的监管体系,定期对社会建筑节能情况进行专项检查,及时公布检查结果,让建设者接受社会的监督。
5)建立宣传推广体系。
要充分发挥舆论的导向与监督作用,大力宣传开展建筑节能改造的重要意义和成功经验,提高全民的建筑节能意识和专业人员的技术水平,努力营造全社会关注、支持既有建筑节能的良好氛围。
5结语
1建筑节能存在的问题
1.1围护结构存在的问题
围护结构节能技术就是通过改善建筑物围护结构的热工性能,在夏季减少室外热量传入室内,在冬季减少室内热量的流失,使建筑物室内温度尽可能舒适,以减少采暖、制冷设备的负荷,最终实现能源的节约。我国围护结构节能存在的问题有[2]:①某些建筑体型系数过大。②窗墙面积比过大。③采用夹心复合保温外墙较多。④设计单位对某些技术参数的取值不统一,有的缺少依据。⑤一些设计单位的施工图内没有建筑节能设计热工计算表,不利于对节能建筑的质量检查。⑥一些保温墙体工艺技术出现质量问题。⑦设计单位对围护结构使用的某些墙体材料、保温材料及窗户质量要求不明确,监理和施工单位控制不严格。⑧一些节能建筑配置的采暖散热器高于建筑节能标准确定的热负荷值应配置的数量。⑨大部分节能建筑只安装了采暖供热的开关控制阀门,没有考虑为将来安装计量热表、分室用热控制装置留出位置。⑩少数施工单位未严格按设计文件要求进行施工。
1.2供暖企业存在的问题
供暖企业肩负着我国城市中市民的供暖重任,其管理质量的好坏直接关系到城市中居民的冷暖问题。近些年,市民对供暖企业的关注程度逐年提升。不仅是因为其供暖的质量方面,还有其经营过程中,对环境的影响方面。这些企业本身会每年消耗大量的能源,产生大量的污染气体,如果任其自由发展的话,对环境会造成重大影响。目前,我国城市中供暖企业存在的主要问题有:①供暖企业员工缺乏节能减排意识;②过度关注技术投入忽视管理减排;③供暖企业设备滞后。
1.3绿色照明存在的问题
随着我国经济的发展,大型公共建筑高耗能的问题日益突出,据统计,国家大型公共建筑单位面积耗电量达到70-300kW•h,为普通居民住宅的10-20倍,占全国城镇总耗电量的1.5-2倍。电气系统节能决定了建筑物智能、环保以及主要能耗,电能的消耗占了很大的比例,随着建筑智能化的发展,这种比例在继续加大,所以要进行大型公共建筑节能,必须考虑建筑的电气节能。而在耗电量中,照明能耗一般占整个建筑电量能耗的25%-35%,占全国电力总消耗量的13%,因此实现照明系统节能的意义十分重大,经济效果明显[3]。
2建筑节能存在问题的应对措施
2.1围护结构存在问题的应对措施
①门窗。改善门窗的保温隔热性能,可以采用提高门窗的气密性、窗框采用断热金属型材、增加玻璃层数等措施来提高门窗的保温隔热性能;另外有效的遮阳设施对降低能耗的影响非常有益。②屋面。建筑屋面节能的最主要措施之一就是发展和应用高效保温隔热材料,并合理确定保温材料的厚度,可采用倒置式、屋面绿化、蓄水屋面、浅色坡屋面等措施。③加强监管机制。政府应该发挥主观能动性,加强对设计单位、生产单位以及施工单位的监察管理,加强政府部门的大力管理及社会相关部门的通力协作。
2.2供暖企业存在问题的应对措施
①强化供暖企业节能减排工作小组的职能。建立起一个节能减排专家工作组,要求这些专家来自不同的节能减排相关领域,比如生产调度、环保、财政、统计等部门。并且通过这些专家的评选审定,激励企业员工的节能减排工作。②建立热量自动控制系统。为了适应群众对功能的需求,企业应该建立起热量自动控制系统,根据用户的室内温度和设备的运作状况来调控热量的供应,根据用户的数量和供暖的面积确定设备的数量,调整设备的运行参数。③加快对供暖企业老化设备的更新换代工作。老化的设备会增加能耗,必须加快对供暖企业老化设备的更新换代工作,只有这样才能有效地降低锅炉的损害和能耗,减少废气的传播,进而保障环境的清洁。④在政策上支持供暖企业的节能减排工作。供暖企业的节能减排工作离不开政府的支持,所以我国政府应该建立起完整的法律法规,而保障企业节能工作的顺利进行。
2.3绿色照明存在问题的应对措施
在整个配电和电气系统中,末端的照明部分占了非常重要的位置,节能灯具的应用一直是实现电气节能的关键环节之一。在保证有足够的照明数量及质量的前提下,应尽可能地做到节约照明用电,提高整个照明系统的效率,防止片面性。
3总结
对建筑要采取保温措施,才能避免热量流失,起到建筑物保暖的作用,一般使用的都是聚苯乙烯泡沫板,可作为墙体、楼板和屋面的保温材料。这是常用的保温材料,也是最便宜的多孔保温材料。聚苯乙烯的特点是质轻、孔隙是封闭的,故导热系数很小,渗水性很低,特别是气温特别低的地区,能保持原有的良好特性,适宜温度小于70°时使用,遇火后有收缩现象,有毒气体燃烧困难。容重都是在20~50kg/m3,抗压强度大于0.15MPa。聚苯乙烯还有一个显著的特点,就是既可保温又能隔音,许多商家都把它当作吸声材料,一般是制成吊顶吸声片、吸声板等。把聚苯乙烯板铺设在一般木地板和镶木地板下面就成为极佳的弹性垫层,一般用沥青玛碲脂把它直接与木地板粘结。
2常见建筑节能材料的检测及注意的问题
2.1样品的状态调节
样品的状态调节原理为把试样暴露在规定的状态调节环境或温度中,那么试样与状态调节环境或温度之间即可达到可再现的温度和或含湿量平衡的状态,是建筑节能材料检测工作中非常重要的一个环节,通过多种或一种操作,使样品或者试验品的温度和湿度达到平衡。
2.2导热系数与传热系数检测
保温材料的导热系数是质量评定标准,在对保温材料检测时,导热系数检测一定要严格,这是其最基础的数据,决定产品质量是否合格的依据。导热系数指在稳定传热条件下,1m厚的材料,两侧表面的温差为1度,在1h内通过1m2面积传递的热量,单位为瓦/米•度。材料的组成结构、固相和气相的材质等影响着导热系数,在检测时对这些因素应综合考虑,标准也要根据实际情况而灵活运用,不能用一个死标准卡死新材料,大多数情况下,检测产品合格率,其他参考值侧面考量。导热系统的检测方法是稳态法,这类方法有防护热板法、热流计法及圆管法、圆球法等区别。热线法、热脉冲法可以用于企业生产的质量控制,不能用做检验鉴定。传热系数k值是指在稳定传热条件下,围护结构两侧空气温差为1度,1h内通过1m2面积传递的热量,单位是瓦/平方米•度。热阻、传热系数应采用稳态法、标定和防护热箱法。这几种方法都是稳态的,能够保证检测数据准确性,对合理评定产品质量起到重要作用。
2.3粘结固定材料检测
粘结固定材料的使用对建筑物安全起到重要作用,对此类材料的检测一定要严格按照国家标准进行,因为它是将绝热材料层和防护层固定在墙体上的粘剂,它的安全性、耐久性是检测标准值,要在一定压力下进行,检测要求一定要高。如何检测其耐久性?就需要掌握一定的检测方法,一般情况下是浸水,通过浸水了解测试粘结强度。试验仪器一般为万能试验机,通过不同的试件卡具,完成抗拉、压剪、拉拔等项试验。将填涂胶粘剂、抹面胶浆的水泥砂浆块试样的胶粘剂、抹面胶浆层向上,水平置于标准砂浆上面,然后注水到水面距离砂浆块表面约5mm处,静置7d后将试件取出并侧面放置24h,在50℃±3℃恒温干燥箱内干燥,然后于试验条件下放置24h后进行试验,通过检测得到一系列数值,通过力学原理进行分析,保证产品合格率,提升促进产品更新,达到施工要求。
3建筑节能材料检测的几点建议
建筑节能材料的检测是保证建筑质量的前提,不能轻视此项工作,如果应付了事则会造成危害,通过有效检测,不仅能够保证建筑节能材料的质量,而且能够保证建筑业真正实现节能环保。通过不断的检测实践,有如下几点建议:在对抗裂增强材料的耐碱的断裂强力值及保留值、伸长率等进行检测时,一定在考虑所处的环境,假如所处环境为碱性,就在重点考核耐碱能力,保证在应用后不受损。在检测粘结固定材料的时候,一定要注意此类材料的作用主要是将绝热材料层和防护层固定在墙体上,那么其安全、耐久就是检测依据,通过粘结强度看是否安全、通过浸水看是不是耐久,试验仪器、万能试验机是完成抗拉、压剪、拉拔试验的最好设备,要运用好适当的工具,通过工具就可以做出各种力学试验。检测绝热材料主要就是看材料技术是哪种,这可以间接反映材料导热系数是否达标。但是同样的密度和纤维直径,如果排列结构洞若观火,导热系数的数值是有很大差别的。现场传热系数的测定,要考虑周期性、温度差,通过传热方向的检测看现场试验数据,断定产品是否合格,达到使用标准。
4结束语
本文将在总结国际与国内能源现状的基础上,分析建筑节能的必要性与紧迫性,同时通过调研目前国内建筑节能设计实例,评判建筑节能设计的经济效益,希望能够使社会各界意识到,建筑节能不单是发达国家的问题,我国正面临一场真正的能源危机,建筑节能迫在眉睫。
一、国际能源危机加剧
1、能源储量减少,石油仅供开采41年
目前,石油、煤炭、天然气这三种传统能源占能源消费约90%以上,其中石油占一半以上。然而2004年BP世界能源统计年鉴的最新数据显示,世界石油总储量为1.15万亿桶,仅供生产41年;全球天然气储量为176万亿立方米,仅供开采63年。日本权威能源研究机构也申明,全球煤炭埋藏量10316亿吨,可开采231年;核反应原料铀已探明储量436万吨,可供72年使用(海水中的铀可供使用1万年,利用钚为燃料的增值核反应堆可使用100万年);利用热核反应,海水中的锂能源可开采年限为1600万年。可见,全世界最为依赖的能源——石油与天然气,在21世纪的前半,就将日趋枯竭。科学家们预计2040年石油消费将达到最高峰,2100年石油消费将减少到不足能源消费总量的5%%.而从2050年开始,核能、生物能、水利地热、风力、太阳能的比率大大上升,达到总能源消费的1/3,热核能源将达到总能源消费的1/4.
因此,在世界能源供给结构转轨的大趋势下,不考虑建筑节能而建造的房屋,终有一日会因为没有能源可用,终被社会淘汰。呼吁建筑节能,很重要的一点就在于减少使用石油、天然气等不可再生资源,通过科学合理的建筑节能措施,采用可再生新能源,使建筑可持续发展。
2、能源需求不断增加,价格无法下降
根据美国能源部能源资讯署2002年3月出版的“InternationalEnergyOutlook2002”,1999—2020年全球能源消费形势如下:
全球能源总消费量将增加60%,其中亚洲及南美州发展我国家将增长1倍(每年增长4%,相比发达国家每年增长1.3%)。
石油:石油预计增长59%(年增长率为2.2%)。此外,石油将维持占全球能源总消费量40%以上的比例。
天然气:争议较小的天然气将是需求增长最快的能源,预计增长一倍。天然气占全球能源消费量比重也将由23%升至28%.
煤:由于空气污染及二氧化碳排放等问题,煤炭占全球能源总消费量的比重将由22%降至20%.
核能:在政治问题影响下,全球核能发展情势尚难确定,但保守估计全球核能消费量将比现在略为增长。
可再生能源(包含大水力):预估将增长53%.但由于现阶段数量过少、成本高、能源密集度低且供应不稳定,所以占全球能源总消费量的比重将由9%下降到8%.不过预计更远的未来,随着技术的进步,比重将上升较快。
以上预测在2004年阿拉伯石油输出国的12月月报中已经得到体现,它指出截止到2020年,世界石油需求量将以年平均1.7%至2%的速度增长,日需求量逐渐从目前的8200万桶到近1.07亿桶。
可见,由于核能与可再生能源的替代性迟迟无法实现,石油、天然气的需求量仍会不断增加,但能源储量是有限的,这种供需关系导致了石油、天然气等能源价格不会下降。
同时,恐怖活动增加了石油以天然气运输风险及成本。自美国发生“9.11”恐怖攻击事件后,全球恐怖活动升温,而保护措施较为不足的石油及天然气供应等能源基础设施成为攻击目标的可能性提高。例如2001年10月斯里兰卡一艘油轮遭受其境内恐怖组织攻击;2002年10月法国油轮在叶门遭受不明攻击;……各国为了预防恐怖攻击,正大兴土木加强能源设施的保护工作,而随着防范设施、人力及保险费用的增加,能源使用价格也面临逐渐上涨的压力。
面临能源价格,尤其是天然气价格逐步上涨,居高不下,很多高耗能建筑开始出现因承担不起昂贵的能源维持费用而被迫停用,或者售价、租金一降再降的现象。因此,建筑尤其是高层住宅与办公楼、大型共建正面临着一场新的革命,建筑节能节能势在必行。
3、美国企图掌控全球石油供给,强力遏制我国、欧洲的发展
许多石油生产地区,尤其是中东地区,由于拥有全世界2/3油藏,一直存在政治、外交及军事的动乱。在近期较大规模的战争有1980年两伊战争、1990年波斯湾战争、1994年俄国出兵车臣、2001年阿富汗战争和2004年的美伊战争,而其他小型区域冲突也非常多,都是围绕着石油资源而展开的。每次争夺石油资源引发的动荡,使众多石油进口国家经济发展及能源安全受到威胁,牵动整个世界的经济。从这个意义上说,哪个国家能掌握全球的石油、天然气能源,就如同握紧全球经济命脉。
因此,美国攻打伊拉克,拿伊拉克石油做文章,不仅是要赚回为之付出的巨额战争费用,还要建立起有利于美国的世界石油市场“新秩序”:一来拉低美元汇率、弥补贸易逆差、打压欧元;二来美国可以时时掌控我国、俄罗斯、印度等国家石油进口价格与能源供给量,遏制这些国家的经济腾飞。
面临美国今后可能采取的能源阻扰政策,我国除了争取更多的与石油出口国的贸易协议外,能源节约是最关键的一步。
二、我国所面临的能源挑战
1、人均储量少,先天不足,但能耗效率却低。
我国能源总量丰富,但人均能源可采储量远低于世界平均水平。2000年人均石油可采储量只有2.6吨,人均天然气可采储量1074立方米,人均煤炭可采储量90吨,分别为世界平均值的11.1%、4.3%和55.4%.排名上,2004年,人均石油最终可采储量居世界第41位。因此,一旦平均到个人消费量,我国能源并非地大物博,实际上存在先天不足的弱势。
从能源利用效率来看,目前国内能耗高,能源效率低。2001年,我国终端能源用户能源消费的支出为1.25万亿元,占GDP总量的比例为13%,而美国仅为7%.同时,我国单位产品的能耗水平较高,目前8个高耗能行业的单位产品能耗平均比世界先进水平高47%,而这8个行业的能源消费占工业部门能源消费总量的73%.这造成了很大社会能源浪费。
2、我国成为能源消耗大国,进口依赖度提高。
2003年我国已经成为世界上仅次于美国的第二大石油消费国。全年原油消费量达到2.5亿吨以上。其中全国原油产量约1.69亿吨,进口原油8900万吨,分别占世界石油需求增长总量的41%、32%,约每天60万桶和260桶。
2004年原油消费需求量仍以10%以上的增速增长,约达到2.75亿吨,进口原油数量超过1亿吨。同时,煤炭消耗量占世界总量的40%以上,天然气供暖需求量也一直在增长。预计到2020年,我国石油需求量为4.5亿吨,年均递增12%;天然气在一次能源消费中,所占比例将由目前的2.7%增长到10%以上;我国对海外能源的依赖程度将达到55%以上。
可见,我国能源消耗需求旺盛的同时,进口依赖度提高,这使得国内经济受中东动乱及石油危机冲击的概率上升,危及我国能源供应安全,存在较大风险。
3、能源成为我国经济命脉所在,威胁国家稳定安全
2004年全国电荒、煤荒集中爆发。上半年,27个省份全面告急,国家线网被迫拉闸电线80多万次。下半年,今年北方供暖的城市无一例外都面临能源紧张的考验。以吉林省为例,往年到9月底供热企业储煤应达年用煤总量的80%,而今年供热用煤的储量不足40%;长春市每年锅炉供热用煤为306万吨,截至10月底只有总量的40%入库;在吉林市,每年锅炉供热用煤为46.5万吨,今年到10月底也才入库42%;吉林省其他城市同样存在紧缺情况。就连首都北京也难逃厄运。预计北京冬季煤炭需求为1460万吨。受全国煤炭资源紧、运输难、价格高等因素影响,北京市电煤库存一直在警戒线以下运行,到10月底锅炉及民用燃煤库储煤率不足45%.而为防止大气污染,北京城区的燃煤锅炉大多变为燃气或燃油。随着石油价格的上调,北京冬季供暖承受着巨大的压力,2005年3月,北京油价再次上调,93号汽油每升上涨了0.26元。
能源的供给直接影响到人民生活与国民生产。一次拉闸对平常老百姓无关大要,但对于长期依赖电力生产的工厂、企业来说,损失可能是上百上千万;而全国27个省份同时出现问题,这种经济损失就根本无从计算,直接关系到国家经济命脉。而冬季供暖的短缺,导致很多底保户和困难企业失去基本生存条件,威胁到国家稳定安全。
三、建筑节能要求十分紧迫
1、建筑能耗约占社会总能耗的1/3
我国建筑能耗的总量逐年上升,在能源总消费量中所占的比例已从上世纪七十年代末的10%,上升到近年的27.45%.而国际上发达国家的建筑能耗一般占全国总能耗的33%左右。以此推断,国家建设部科技司研究表明,随着城市化进程的加快和人民生活质量的改善,我国建筑耗能比例最终还将上升至35%左右。如此庞大的比重,建筑耗能已经成为我国经济发展的软肋。
2、高耗能建筑比例大,加剧能源危机
直到2002年末,我国节能建筑面积只有2.3亿平方米。目前,我国已建房屋有400亿平方米以上属于高耗能建筑,总量庞大,潜伏巨大能源危机。正如建设部有关负责人指出,仅到2000年末,我国建筑年消耗商品能源共计3.76亿吨标准煤,占全社会终端能耗总量的27.6%,而建筑用能的增加对全国的温室气体排放“贡献率”已经达到了25%.因高耗能建筑比例大,单北方采暖地区每年就多耗标准煤1800万吨,直接经济损失达70亿元,多排二氧化碳52万吨。如果任由这种状况继续发展,到2020年,我国建筑耗能将达到1089亿吨标准;到2020年,空调夏季高峰负荷将相当于10个三峡电站满负荷能力,这将会是一个十分惊人的数量。
据分析,我国目前处于建设鼎旺期,每年建成的房屋面积高达16亿至20亿平方米,超过所有发达国家年建成建筑面积的总和,而97%以上是高能耗建筑。以如此建设增速,预计到2020年,全国高耗能建筑面积将达到700亿平方米。因此,如果现在不开始注重建筑节能设计,将直接加剧能源危机。
3、我国建筑节能状况落后,亟待改善
1.1供配电系统在对建筑的供配电系统中,有较多类型的设备会存在电感性,并因此使无功电流进入到设备之中并引起功耗的增加。面对这种情况,我们可以通过以下方式进行节能设计。首先,可以对导线横截面积进行增加,并通过小电阻率导线的应用起到降低功耗以及节能的作用;其次,在变压器方面应当选择低耗能、高效率的设备类型进行应用,以此大幅度地降低能耗。另外,专用变压器也是一个较好的选择,能够较好地起到降低季节性能耗的作用;再次,合理选择配电变压器。根据负荷情况,综合考虑总的投资以及运行费用,把负荷进行合理的分配,选取电力负荷和容量相适应的变压器,使其工作在高效区内。变压器效率与变压器负荷和损耗有关,也与负荷的功率因数有关;选用节能型变压器,更换或改造高能耗的变压器;最后,还需要我们对建筑变电站的位置进行科学的设计,使变电所尽可能地靠近小区负荷中心,以此起到减少线路功率能耗的作用。
1.2照明系统在建筑中,照明可以说是一个用电大户。对此,我们需要从以下几个方面入手:首先,要尽可能地使用高效能源。在实际光源类型的选择中,需要根据工程实际情况帮助我们对光源进行选择,且需要对价格、光源寿命、色温、光效以及显示指数等进行充分的考虑。对于我国城市建筑以往所使用的光源来说,主要有荧光灯、白炽灯等等,而随着近年来我国科技的发展,很多新能源如LED照明灯也被应用到了建筑之中,且都具有着较好的节能性。而在工业建筑方面,则需要我们能够对工作场所所具有的条件以及需求进行考虑,并在结合实际的基础上选择高效光源起到节能的作用;其次,要对照明时间进行缩短。这就需要我们与建筑设计人员进行有效的配合,使建筑物在户型、朝向等设计上能够对自然光进行最大程度的利用,并通过照明光、自然光之间的有效结合起到节能作用;最后,要尽可能地减少供电附加损失。对此,就需要我们能够使用高电压的照明灯以及电气附件,并根据实际需求选择具有节能特征的电感镇流器。
1.3电动机电动机也是我们开展电气设计的一个重点环节,可以通过高效率电机的应用起到节能的效果。在对电动机类型选择的过程中,需要对其所具有的负荷特征进行细致的比对,并在结合建筑需求的基础上对其进行选择。同时,我们也需要通过一定的补偿方式降低应用损耗,以此帮助我们提升功率因数,并在电动机实际应用的过程中避免其经常处于空载或者轻载状态,以此进一步节约应用能耗。而当实际情况需要我们对电动机进行调速时,则需要借助变频调速器在变频的同时起到良好的节能效果,这对于建筑的整体节能来说也具有着较为重要的意义。
1.4变压器降低损耗以及提升运行效率是变压器实现节能的主要途径。对于节能降耗来说,其在变压器的负载以及空载状态下都会具有较少的损耗,且运行所需的费用也会得到很大的降低。但是,对于具有该种特征的变压器来说,其前期投入时即购买设备,成本一般来说很高,是我们需要考虑的一个部分。对此,就需要我们在开展变压器节能工作时对变压器投资以及运行损耗间所具有的平衡点进行计算与确定,以此帮助其获得较好的节能效果。另外,也要对变压器的容量和台数进行合理的选择,为降低变压器自身损耗,当容量大而需要选用多台变压器时,可在合理分配负荷的前提下,尽可能地减少变压器的台数,选用大容量的变压器。
1.5暖通空调空调是现今建筑中不可缺少的一项设备,我们主要侧重对其蒸气阀门、冷阀门以及风阀门等进行节能设计,并做好空调电动调节阀流量的控制工作。同时,我们也应当为其专门设计一套科学的启停方案,以此使其能够在科学、经济的状态中运行。
2结束语
建筑节能管理,要从源头上遏制建筑能源过度消耗,要对新建建筑节能全过程做好监管工作。
规划主管部门应在规划许可审批阶段,承担起指导、审查和监管职能。规划审查时,需要针对建筑设计方案是否满足民用建筑节能强制性标准征求同级建设主管部门的意见;对于那些不满足强制性标准的,要加强指导,督促改进;对予不满足强制性标准的,不应颁发建设工程规划许可证。
施工图审查机构应在设计阶段,重点审查施工图设计文件是否严格执行民用建筑节能强制性标准的规定,对于不符规定的,不应忽视,应指导督促建设单位改正;建设主管部门要把好发证关,对施工图设计文件经审查不满足强制性标准的,不得颁发施工许可证。
在建阶段,建设单位不得要求设计单位、施工单位违反节能强制性标准进行设计、施工。当然,设计人员要保持职业操守,严格执行强制性标准,不应为了降低成本而曲意理解规范要求,抱着侥幸的心理进行设计。施工单位不应迎合建设单位的违规行为,对国家和社会造成实质性的损害。对于违规操作的建设单位、设计单位、施工单位、工程监理单位及其注册执业人员必须严厉处罚。
竣工验收时,建设主管部门应当重点查验建筑物是否满足节能强制性标准;对不满足强制性标准的,不得出具竣工验收合格报告。
2加强节能技术和节能产品的开发应用和推广
建筑节能涉及到建筑物的方方面面,建筑围护结构的保温隔热性能、设备的能效、新能源的利用、用水用地等等。
①建筑节能最有效的手段是提高建筑围护结构的保温隔热性能。
建筑围护结构保温隔热性能的优劣是影响建筑能耗最直接的因素,所以,建筑节能的最有效手段就是提高建筑围护结构的热工性能。
外墙、屋顶和外窗是建筑围护结构最主要的三个部分。在楼盘销售时,销售人员往往重点推荐外墙保温系统,而且将大飘窗、大幅落地窗、大阳台作为房屋的卖点,其实外窗是整个建筑围护结构中影响节能的最重要因素,外墙保温系统起到的作用还次于外窗。我们在对常州一些使用玻璃幕墙的大楼用电情况进行调研时发现,这些大楼的用电量明显要大,而且很多大楼考虑对外墙进行改造以降低用电量。外窗散热量占建筑护结构总散热量的50%以上,它是建筑围护结构热工性能最薄弱的环节。因此,控制窗墙比并且提高窗户的保温隔热性能,是提高建筑护结构节能指标的有效途径。一方面,设计人员和建设单位不应单纯追求立面效果,过多的使用玻璃材料,应在保证采光通风前提下,控制窗墙比,减少外窗传递的热量;另一方面,应使用新型玻璃材料和推广应用新型节能门窗,比如双层中空玻璃和新型太阳能遮阳系统的应用。比如常州朗诗国际街区采用了合金遮阳外窗,直接反射日照,大大降低日光热辐射。
外墙应采用低热转移值的外墙材料,采用新型节能墙体材料,如加气混凝土砌块、新型建筑模网、外墙保温材料等。江苏省是全国较早实行强制性外墙保温的省份,根据笔者对常州采用的外墙保温体系的研究,在炎热天气,采用外墙保温的居室,空调用电量比无保温措施的居室大约节约20-25%。
屋顶应当采用传热系数、热惰性指标符合标准的、高效的保温隔热屋面,层数不高的建筑物,应尽可能安装屋顶太阳能热水系统。比如蚌埠怡康新都花苑,其多层和小高层均预装太阳能,17层的住宅八层以上预装太阳能热水器,降低了屋顶直接受热,同时合理利用新能源。
②建筑节能最直接的办法是采用节能设备。比如无机房的电梯比有机房的电梯要省电,公共照明使用节能灯更省电,能效比高的空调或采暖设备更省电,地源热泵利用地下水调控室温起到节能的效果等等,我们不应单纯考虑节省建设成本而使用能耗大的产品,应综合权衡经济效益和节能两者厉害关系,尽量采用那些节能设备。
比如南京和常州的朗诗国际街区采用的“地源热泵”,通过利用地下水作为热源,较深的地下水常年恒温,冬季时地下水远高于室外温度,夏季时低于室外温度。根据国外经验,地源热泵运行费用较低,增加的初投资可在3~7年内收回,在整个服务周期内地源热泵系统的平均费用将低于传统的空调系统。
③强化太阳能等新能源新技术的应用是节能趋势。太阳能热水系统,既节能环保,又方便安全。太阳能是取之不尽、用之不竭的清洁能源,我国已把开发太阳能利用作为实现可持续发展战略的有效措施之一。地方政府也越来越重视太阳能的应用推广,比如江苏省明确规定“从2008年1月1日起省内城镇区域新建的12层以下住宅及新建、改扩建的酒店、商住楼等公共建筑,都必须统一安装太阳能热水系统。”
比如日本冲绳县系满市的新市政厅大楼采用的太阳能光电板技术。这幢6层大楼的建筑面积大约6000平方米,大楼的南立面和屋顶大面积安装了太阳能光电板,光电板与其他结构相配合,组成了水平和竖直两个方向的遮阳体系。这套太阳能发电系统为大楼提供了大约12%的用电,而且光电板还能起到遮阳效果,使得大楼空调负荷降低大约25%。两个采光中庭设计在大楼中心,既保证了大楼的自然采光,也强化了自然通风的效果。根据使用评估核算,这些节能措施为大楼一次能源降低能耗约19%。
④建立节水系统是必要的补充。在住宅建设规划时,要合理的将生活废水与厕所冲水的管线分开布线,对生活废水实行回收并处理,再循环进入冲厕所的管线,或用其进行园区绿化的灌溉,形成一个节约用水的小环境。
摘要:本文主要阐述了民用建筑节能的两个原则,一是从源头遏制能源的过度消耗,对新建建筑节能全过程做好监管;二是加强节能技术和节能产品的开发应用和推广。
关键词:建筑节能;监管;节能技术
参考文献:
[1]吕晋梁.建筑节能浅论[J].太原科技.2006,(7).
[2]姚兵.推进我国建筑节能事业向前发展[J].施工技术,1997,(12).