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1992年,德國Fraunhofer太陽能研究所的Voss.K[1]等人通過使用太陽能光熱光電技術對德國一棟建筑物進行供熱供暖,并進行了為期三年的檢測研究發現:在氣候較為溫和的歐洲部分地區,通過精心設計可以使建筑物全年總能耗降低到10Kwh/m2以下,且建筑物所有能耗需求可以由太陽能提供。Voss.K由此提出“無源建筑”(EnergyAutonomousHouse,也稱Self-sufficientSolarHouse),即無需和外界能源基礎設施相連,通過太陽能光熱光電系統與蓄能技術集成應用,保證建筑所有時段能源供應的建筑。“無源建筑”要求建筑物在以年為時間單位的時段內達到能量或排放量中和。由于“零能耗建筑”在實現上還較為困難且成本較高,歐洲目前公認的更加廣泛的可實施的為“近零能耗建筑”(nearlyzero-energybuildings)。對于“近零能耗建筑”,各國定義不同,如德國的“被動房”(PassiveHouse,也翻譯為微能耗建筑、零能耗建筑)[2],指在滿足規范要求的舒適度和健康標準的前提下,全年供暖通風空調系統的能耗在0-15Kwh/(m2年)的范圍內、建筑物總能耗低于120Kwh/(m2年)的建筑;瑞士的“近零能耗房”(Minergie,也稱“迷你”能耗房,或“迷你”能耗標準)[3],要求按此標準建造的建筑其總體能耗不高于常規建筑的75%,化石燃料消耗低于常規建筑的50%;意大利的“氣候房”(ClimateHouse,Casaclima)[4],指全年供暖通風空調系統的能耗在30Kwh/(m2年)以下的建筑。
2、近零能耗建筑政策及發展目標
歐盟于2010年7月9日的《建筑能效指令》(修訂版)(EnergyPerformanceofBuildingDirectiverecast,EPBD)[5]在歐盟內部影響力巨大,它要求各成員國應確保在2018年12月31日后,所有的政府擁有或使用的建筑應達到“近零能耗建筑”,在2020年12月31日前,所有新建建筑達到“近零能耗建筑”(nearlyzero-energybuildings)。《建筑能效指令》定義零能耗建筑為“具有非常高的能效”的建筑,《指令》還要求“近零能耗建筑”能耗表達單位應使用kWh/(m2年)。歐洲暖通學會聯合會(REHVA)的JarekKurnitski等專家[6]將“近零能耗建筑”進一步定義為:以各國實際情況為基礎,在充分考慮節能技術成本效益比的前提下,其一次能耗>0kwh/(m2年)的建筑。歐盟專家還對零能耗計算的邊界范圍、一次能源轉換系數、是否應考慮區域供熱供冷等系統、是否應考慮電器使用能耗進行了探討研究。雖然歐盟各國對“近零能耗建筑”定義和技術路徑都不同,但大多數國家還是給出了相對明晰的發展目標,發展目標主要針對新建建筑,具體見表1[7]。
3、近零能耗建筑定義內涵分析
雖然“零能耗建筑”一詞聽起來很容易理解,似乎很容易定義,但目前各國政府及機構對于零能耗建筑研究的邊界劃分、計算范圍、衡量指標、轉換系數、平衡周期等問題還都不盡相同。物理邊界的劃分對能耗平衡的計算有著較大的影響。對建筑物來說,以單棟建筑還是建筑群(小區)作為計算對象,是需要探討的問題。目前國際大多數意見還是以單棟建筑為計算對象,根據是否與電網連接,將零能耗建筑分為兩種,一種是“上網零能耗建筑”(On-gridzeroenergybuilding),其由電網輸送給建筑物的能量和建筑物返回給電網的能量達到平衡,即在計算期內,電表讀數為0;一種是“網下零能耗建筑”(Off-gridzeroenergybuilding)[8],即與建筑一體化或建筑物附近與建筑物連接的可再生能源供電供熱系統提供的能量和建筑能源需求量保持平衡,這類建筑也被稱為“無源建筑”(EnergyAutonomousBuilding)[1]、“太陽能自足建筑”(Self-sufficientsolarhouse)[1]。按照節能設計標準,與建筑物設計相關的能耗包括供暖、供冷、通風、照明、熱水使用等負荷,但也有許多與用戶關聯度較大的負荷,如插座負荷、電動汽車負荷還沒有進入平衡計算。如果未來能源網中電動汽車使用量大幅度提升,雖然不會對建筑物負荷造成影響,但使用這類產品和設備會對建筑物用電平衡有影響,考慮到隨著我國國民經濟生活水平提高,居民用電會進一步增多,相關數據逐步完善,應在平衡計算時加入插座能耗等相關能耗。目前共有四類指標可以用于衡量零能耗建筑:終端用能、一次能源、能源賬單、能源碳排放。四類指標的評價結論相差很多,如衡量地源熱泵系統或者建筑光電一體化系統等可再生能源建筑應用對節能減排的效果,采用不同指標得出的結論會不同,通常認為采用終端用能形式或者能源賬單作為衡量零能耗建筑的指標,操作起來相對容易。在統一衡量指標后,所有與建筑物相關的能量就需要通過不同的轉換系數轉換到與衡量指標單位一致。能源供給和使用鏈上的全部能源種類都需要轉換,包括一次能源、可再生能源、換熱、傳輸電網和熱網。由于各個國家的能源結構不同,電網、熱網組成不同,且隨著可再生能源發電規模的逐步擴大,各國、同國家不同地區的轉換系數都有很大差異,且變化很快。但轉換系數的確定,對“零能耗建筑”計算結果影響很大。
4、國際典型“近零能耗建筑”示范工程實踐
EikeMusal等人對德國、美國、加拿大、歐洲等國的282棟零能耗示范建筑使用的技術進行匯總,發現太陽能光電、太陽能光熱、建筑遮陽、機械通風熱回收、免費供冷等技術應用的比例相對較高[9]。Eike研究的各國零能耗建筑數量見圖1,各種節能技術使用比例見圖2。從圖2可以看出,高性能保溫結構和PV系統、太陽能熱水系統以及熱泵可再生能源應用系統在零能耗建筑中應用最為廣泛,其次是自然采光、遮陽系統、被動通風等被動式技術的應用,高效照明、電器、辦公設備、HVAC設備使用也比較廣泛。美國新建筑研究所2012年3月《美國零能耗公共建筑成本及特性調查》[10],通過對21棟已經有實測數據的零能耗公共建筑進行研究發現:(1)早期零能耗建筑面積普遍較小,目前大型和綜合性的建筑案例也在不斷增加,教學/科研樓、辦公樓、K-8學校、銀行等建筑都可以設計為零能耗。(2)建筑物形式、規模、所處地理位置以及其他因素不同,如果不考慮PV的費用,建筑為達到零能耗的增量成本為3%-18%。(3)通過綜合性設計方案,充分考慮建筑所在地點和功能,選用高效的圍護系統、暖通系統和設備,達到零能耗建筑難度不大。通常優先考慮通過被動式設計降低建筑能耗,如果必須使用暖通系統,常見的系統為土壤源熱泵與地板輻射系統聯合。美國既有零能耗公共建筑各種節能技術使用比例見圖3。
5、我國主要近零能耗建筑研究實踐
2014年5月,住房和城鄉建設部科技司組織開展,由中國建筑科學研究院具體組織落實的“被動式超低能耗綠色建筑項目”征集調研。截至2014年10月,共收到全國上報項目12個,其中住宅項目3個,公共建筑項目9個。從地域分布來看,嚴寒地區項目2個,寒冷地區項目6個,夏熱冬冷地區項目2個,夏熱冬暖地區項目2個。
我國的建筑能耗現狀與趨勢
我國建筑總能耗約占社會終端能耗的20.7%.其中,北方城鎮建筑采暖和農村生活用煤約為1.6億噸標煤/年,占我國2004年煤產量的11.4%;建筑用電和其它類型的建筑用能(炊事、照明、家電、生活熱水等)折合為電力,總計約為5500億度/年,占全國社會終端電耗的27%~29%.
1、北方城鎮采暖能耗
我國北方城鎮采暖能耗占全國建筑總能耗的36%,為建筑能源消耗的最大組成部分。單位面積采暖平均能耗折合標準煤為20kg/m2·年,為北歐等同緯度條件下建筑采暖能耗的2~4倍。能耗高的主要原因有3個。一是圍護結構保溫不良。二是供熱系統效率不高,各輸配環節熱量損失嚴重。三是熱源效率不高。由于大量小型燃煤鍋爐效率低下,熱源目前的平均節能潛力在15%~20%.
2、大型公共建筑能耗
目前我國有5億m2左右的大型公共建筑。耗電量為70~300kwh/m2·年,為住宅的10~20倍,是建筑能源消耗的高密度領域。調查結果表明,這類建筑能源浪費現象仍較嚴重,有很大的節能潛力。
3、住宅與一般公共建筑的非采暖能耗
我國城鎮的住宅總面積約為100億m2.除采暖外的住宅能耗包括照明、炊事、生活熱水、家電、空調等,折合用電量為10~30kwh/m2·年,用電總量約占我國全年供電量的10%.一般公共建筑總面積約55億m2.用電總量約占我國全年供電量的8%.
目前這兩類建筑的能耗水平低于發達國家,這主要是由于建筑提供的服務水平不高。由于我國能源費用相對于居民收入偏高,絕大部分城鎮住宅的用電水平較低,生活熱水用量遠小于發達國家水平。
隨著生活水平的提高,住宅和一般公共建筑內用戶提出了更高的建筑服務水平要求。此外,近年來在一些大城市出現了一批高檔豪華住宅,戶均用電水平幾倍甚至幾十倍于普通住宅,此類高能耗住宅有大幅增長的趨勢。對于能耗原本較低的一般辦公建筑進行二次裝修和加裝中央空調系統,盲目提高建筑內部的“豪華性”,也會造成此類建筑能耗的成倍增長。
4、農村生活能耗
我國農村建筑面積約為240億m2,總耗電約900億度/年,生活用標準煤0.3億噸/年。
目前我國農村的煤炭、電力等商品能源消耗量很低。根據調查,目前農村建筑使用初級生物質能源的能源利用效率很低,并在陸續被燃煤等常規商品能源所替代。如果這類非商品能源完全被常規商品能源所替代,則我國建筑能耗將增加一倍。
5、長江流域采暖需求
我國長江流域以往的建筑設計都沒有考慮采暖。目前夏季空調已廣泛普及,而建設采暖系統、改善冬季室內熱環境的要求也日趨增長。
預計到2020年,長江地區將有50億m2左右的建筑面積需要采暖。預計每年將新增采暖煤1億噸標煤左右,接近目前我國北方建筑每年的采暖能耗總和。
我國建筑能耗發展趨勢
我國能源供給和經濟發展必須考慮新增建筑所需的能源供給問題。按照目前的建筑能耗狀況,到2020年我國建筑能耗將比2004年增加2.5億噸/年標煤和新增耗電5800~6300億度/年,總計折合電力約1.3萬億度,新增量相當于目前建筑總能耗的1.3倍。
根據發達國家經驗,隨著城市發展,建筑將超越工業、交通等其它行業而最終居于社會能源消耗的首位,達到33%左右。我國城市化進程如果按照發達國家發展模式,使人均建筑能耗接近發達國家的人均水平,需要消耗全球目前消耗的能源總量的1/4來滿足中國建筑的用能要求。因此,必須探索一條不同于世界上其他發達國家的節能途徑,大幅度降低建筑能耗,實現城市建設的可持續發展。
當前建筑節能的重要問題
當前我國各級政府高度重視建筑節能。我們認為,要研究建筑節能的突破點,優化配置有限資源,進而推動我國建筑節能事業取得重大進展。
1、走出集中供熱分戶計量改革的困境
改變供熱計量按面積收費的方式,實行“分戶計量,按熱量收費”的目的一是促進建筑保溫,二是鼓勵行為節能。但分戶計量不易操作。
采用分樓計量可以使計量改革工作走出困境。如果對每座建筑的用熱總量進行計量并據其收費,樓內各戶按面積分攤,計量工作可大大簡化,可操作性強,分戶墻傳熱等各種問題也可迎刃而解。按整座建筑供熱量計量收費同樣可激勵新建建筑采用保溫措施和推進既有建筑的節能改造。為了減少樓內局部空間過熱的問題,可推行“供水溫度分樓可調”新技術,采用混水或換熱的方式調節每座建筑入口的供水溫度,在建筑內實行“大流量、小溫差、低水溫”供熱方式,在室外管網實行“小流量、大溫差”的循環方式。可大幅度降低集中供熱系統的熱損失,從而顯著降低北方地區集中供熱能耗。
2、長江流域不宜發展大規模集中供熱或熱電冷三聯供
目前在長江流域建設大型熱電聯產集中供熱和熱電冷三聯供項目,無論是以燃煤還是以燃氣為動力,都存在很多的能耗不合理問題。長江流域地區冬季短夏季長,而夏季使用發電余熱制冷時的制冷效率僅為電制冷效率的20%左右。采用集中供冷要依靠大型循環管網輸送冷水,這直接導致循環水泵電耗增加。
長江流域的特點是:冬季短,室外溫度多在0℃左右;夏季長,普遍需要空調;梅雨期需要除濕;地表水資源豐富。對于這種氣候與自然條件,應該發展各種熱泵方式,系統解決采暖和空調需求。
3、科學規劃南方地區建筑節能工作
我國南方地區建筑節能重點在于改善圍護結構的保溫。針對南方的氣候條件,應推廣各種屋頂遮陽、外墻遮陽、窗戶外遮陽等措施,以減少太陽輻射;加強各種自然通風手段,通過自然通風縮短空調運行時間;開發和推廣主動或被動式除濕裝置,降低室內濕度,適當提高室內空調溫度等,都可以產生更大的節能效果。
4、探討社會主義新農村的可持續發展的能源消耗模式
我國農村土地資源相對充足,建筑容積率低;秸稈、薪柴、糞便等生物質能源豐富,生物質能源的生成物可被充分利用。農村的能源供應方式應以可再生能源為主,按照循環經濟方式,發展沼氣、生物質的高溫熱解制氣、太陽能光熱和光電應用以及風力發電。發展可再生能源替代常規商品能源的經濟效益和可操作性也遠高于城市。
5、發展和推廣低能耗大型公共建筑技術
我國大型公共建筑不足城鎮建筑總面積的4%,但能耗卻占我國城鎮建筑總能耗的20%以上。發展出一套解決中國實際問題的低能耗大型公共建筑技術,可大大緩解由于目前城市建設中大型公共建筑比例的增長將造成的城市電力供應緊張狀況。
暖通空調的主要目的就是為人們提供舒適的生活與工作環境,以此將室內的溫度、濕度以及空氣氣流感與人體的各種感覺相適應,以此滿足人們的舒適感。在建筑施工中我們完全可以通過有效的措施,大大提高暖通空調的舒適感,并且降低暖通空調的能耗,比如建筑物的朝向、建筑物使用的材料、門窗的緊密度以及建筑物周圍的環境都會影響暖通空調的能耗。總之建筑環境對暖通空調的影響因素主要是室內環境和室外環境兩個方面。
1.1室內環境對暖通空調負荷的影響室內環境對暖通空調的影響主要是從圍護結構角度分析,圍護結構主要包括:內圍護結構與護結構,內圍護結構主要是針對室內而言,其主要包括地面、頂棚、內隔墻等。護結構主要包括屋面、外墻以及窗戶等。根據相關實驗數據得出圍護結構的能量損失消耗約占總體能量損失消耗的比例是非常大的,以北京和哈爾濱這兩所城市為例,北京地區的圍護結構能量損失能耗要占到整體能量損失消耗的77%左右,而哈爾濱則要占到71%。通過上表可以清晰了解到建筑物的圍護結構對能量損失消耗的影響非常大,通過改善建筑物的圍護結構對降低暖通空調的節能具有重要的意義,因為改善建筑物的圍護結構后,可以降低能耗的過度損失,實現了空調的使用負荷功率。
1.2室外環境對暖通空調節能的影響建筑規劃設計的科學與否直接決定了建筑工程的節能效果,如果建筑物在規劃設計時沒有將節能因素考慮進去,就會大大提高暖通空調的能耗,因此在建筑工程規劃設計時一定要進行科學的規劃,充分借助自然環境降低暖通空調的能耗。
1.2.1氣候環境對暖通空調負荷的影響氣候條件對暖通空調系統的影響比較大,空調系統、通風系統以及采暖系統會根據不同的氣候采取不同的參數,氣候對暖通空調的影響主要體現在暖通空調系統的負荷參數上,比如在溫度、濕度以及空氣流動性都比較理想的情況下,空調系統的負荷就相對低,消耗的能源就比較少,同時暖通空調也可以充分利用太陽能資源,通過太陽能提高室內溫度。
1.2.2環境綠化對暖通空調節能的影響植被不僅具有綠色的作用,其對于調節周圍氣候,改善周圍環境也具有非常重要的作用,通過在建筑物周圍種植相應的植被,可以起到隔音消塵的作用,還可以吸收部分熱能、防止太陽輻射,以及降低風力的作用,因此建筑物周圍的綠色植被對暖通空調節能具有重要的作用。比如樹木通過蒸發葉面水分降低周圍空氣的溫度,同時其茂密的樹葉可以阻擋陽光的直射,降低路面的二次熱輻射。
2暖通空調的節能技術措施
降低暖通空調能耗的最根本的辦法就是提高暖通空調的節能技術,并且結合建筑物工程的實際情況進行技術創新,但是本文主要是從建筑環境與暖通空調之間的關系角度分析:
2.1合理降低室內溫濕度的標準室內溫濕度標準對暖通空調負荷有著很大的影響,夏季我們適當地提高室內的溫度標準,比如將空調溫度提高一度,就會大大降低空調的負荷,其消耗的能量就會降低,反之,相反。當然室內溫濕度的降低并不是無限制的降低,而是根據人體的舒適適應感而制定的,比如在夏季人們在室內身穿西服等厚衣服必然會提高室內的冷氣溫度,如果我們不穿西服,而穿短襯衫等涼快型的衣服,則對于室內的冷氣溫度就會降低。
2.2選用具有環保節能標準系統的空調系統暖通空調系統是建筑物功能的重要組成部分,尤其是中央空調系統龐大復雜,其系統的節能與否直接決定了建筑物的能耗高低,如果空調系統沒有節能環保功能就會造成巨大的經濟浪費和能源消耗,因此要選擇具有環保節能的空調系統:一是選用變頻技術的空調系統。暖通空調變頻技術主要是從降低設備的運行消耗和進行變流量控制兩方面實現。變頻技術在現代建筑暖通空調中已經得到普遍的應用,比如格力企業所生產的中央空調就實現了變頻技術的應用。二是合理使用冷熱器。冷熱器不僅對空調系統的穩定運行具有重要的作用,而且對空調的節能也具有重要的意義,冷熱器的使用要充分結合建筑物的熱源供應現狀并將節能因素充分考慮進去。三是提高自控水平。自控水平的高低直接反應空調系統的自動化能力,提高空調系統的自控水平可以空調系統根據實際環境自動調節運轉功率,降低能耗。
2.3自然資源和新能源的應用因地制宜的合理應用自然資源可以大大降低空調系統的能耗,采用自然資源實現空調系統功能的最大化有助于經濟效益和社會效益的最大化,合理使用自然資源就是借助當地的環境因素,具體而言就是在夏季的時候可以充分的利用自然風、地道風以及新風進行降溫;新能源具有環保的優點,其經濟能耗和經濟消耗非常低,因此充分利用新能源是當前社會可持續發展采取的主要技術手段,充分利用風力實現空調運轉速度,降低設備的風量。比如在冬季的時候可以充分的利用太陽能資源吸收太陽能量,進而降低空調的能耗。
2.4充分利用與回收余熱空調系統在運行的過程中基于排風的影響,空調系統所產生的一部分熱量會隨著排風過程而消耗,因此將空調系統所產生的余熱排到建筑物所需要的地方是實現空調系統節能的有效方法。目前我國建筑物空調余熱回收系統主要包括:輪轉式新風機組、全熱回收新風機組。同時還要加強建筑物原料,比如空調的靠墻的背板都使用了高反射的金屬材料,這樣就可以把暖通空調的全部能量都鎖定在室內而不是通過墻壁的冷橋效應流失到戶外。
關鍵詞:住宅建筑;規劃設計;建筑節能;體形系數
中圖分類號:TU2文獻標識碼: A 文章編號:
隨著我國城市化進程的加快,城市建筑的規模不斷擴大,建筑能源消耗也隨之持續增加,如何減少建筑能耗,建造節約型建筑成為了建筑設計行業關注的焦點。同時,住宅建筑能耗是建筑能耗的重要組成部分,研究住宅建筑規劃中的節能顯得尤為重要。建筑規劃與設計的合理性直接決定著住宅建筑的節能效果,決定能否為居住者提供舒適健康的節能建筑[1]。本文著眼于住宅建筑的規劃階段,分析對建筑能耗影響較大的參數,主要包括:建筑體形系數、建筑物的朝向、復式建筑等,希望為住宅建筑的規劃設計提出指導意見。
建筑體形系數
我國《民用建筑節能設計標準》(JGJ26-95)中規定,建筑體形系數 S 指“建筑物與室外大氣接觸的外表面積與其所包圍的體積的比值”,如下所示:
式中,S為建筑體形系數,F0為建筑的外表面積(m2),V0為建筑體積(m3)。此式表明:體形系數是單位建筑體積占用的外表面積,反映了一棟建筑體形的復雜程度和圍護結構散熱面積的多少,體形系數越大,體形越復雜,其圍護結構散熱面積就越大,建筑物圍護結構傳熱耗熱量就越大。因此,建筑體形系數對建筑能耗影響顯著,有研究資料表明,體形系數由0.4減少到0.3,圍護結構傳熱損失可降低25%,全年采暖空調能耗可減少13%[2]。以下就體形系數中幾個重要的參量對建筑能耗的影響進行討論。
(1) 體形形態:由于形狀不同,建筑所受太陽影響程度及建筑室內外通過外墻表面的熱交換情況將有所差異。針對各種不同體形形態的參量描述,按節能效果優劣的建筑設計順序依次為:圓、多邊形、正方形、長方形、三角形。圓和多邊形為推薦建筑形狀,而三角形對節能較為不利。
(2) 建筑進深:當建筑物的高度H固定時,建筑進深X與建筑長度Y對建筑體形系數S的影響效果相同。建筑長度Y增大會導致外表面積太大,體形系數相應很大,不利于節能和節地,應加以限制。因此,這里討論進深對建筑節能的影響,隨著建筑進深X的增大,體形系數S逐漸減小最后趨向于一個定值()。在同樣滿足采光、通風及一定室內景觀要求的情況下,進深適當增大到12.6m 左右,能大大改善室內熱環境,降低體形系數,并且與小進深住宅相比,節能節地,還可以降低建筑造價[3-4]。
(3) 建筑總高度H:建筑體形系數S隨著建筑總高度H的增加而減小,建筑采暖能耗、空調能耗和建筑總能耗也隨之減小,體形系數S對建筑采暖能耗的影響明顯大于對空調能耗的影響。建筑總高度H對低層建筑、多層建筑和中高層建筑的體形系數影響非常大(期間體形系數S降低 40%~60%),而對其他建筑的體形系數影響卻較為有限(期間體形系數S降低 2%~10%)。
(4) 建筑層高h:類似于建筑總高度H,建筑體形系數S隨著建筑層高h的增加也逐漸減小,兩者之間呈線性負相關關系。同時,隨著建筑層數增加,層高h對體形系數S的影響越來越小,對低層建筑的體形系數影響最為明顯。
建筑朝向
對節能住宅而言,選擇合理的建筑朝向是需要著重考慮的問題。建筑物的朝向對太陽輻射得熱量和空氣滲透耗熱量都有影響。在實際運用中,當根據日照和太陽輻射已將住宅的基本朝向范圍確定后,在進一步核對季節主導風時,會出現主導風向與建筑朝向形成夾角的情況。從單棟住宅的通風條件來看,房屋與主導風向垂直效果最好。但是,從整個住宅群來看,這種情況并不完全有利,而往往希望形成一個角度,以便各排房屋都能獲得比較滿意的通風條件。
從長期實踐經驗來看,南向是全國各地區都較為適宜的建筑朝向。但在建筑設計時,建筑朝向受各方面條件的制約,不可能都采用南向,這就應結合各種設計條件,因地制宜地確定合理建筑朝向的范圍,以滿足生產和生活的要求。
復式建筑
隨著我國居民消費水平的逐步提高,購房者的消費觀念更趨理智,對居住的質量要求也大大提高,在住房選擇上更趨向多元化和個性化,多種新型的特色住宅模式開始進入住宅市場。比較適合中青年家庭的復式戶型比起普通的平面戶型來空間形式更為豐富,變化多樣,能融入更多的創意體現個性,價格相對偏低,己成為購房者比較喜愛的房型,圖1所示為某復式住宅戶型結構。
圖1 典型的復式住宅戶型結構
然而,不管任何類型的組合方式,復式建筑的采暖能耗、空調能耗和建筑總能耗都比普通建筑的能耗值要高,其中復式別墅的采暖能耗、空調能耗和建筑總能耗分別比普通別墅的高出 2.60Kw•h/、2.84Kw•h/和 5.44Kw•h/,而 18+1頂層復式建筑的采暖能耗、空調能耗和建筑總能耗分別比普通 18+1 建筑高出0.13Kw•h/、0.32Kw•h/和 0.45Kw•h/,因此復式建筑設計并不利于住宅的節能控制。
結語
住宅建筑規劃和設計的合理性決定著居住建筑的節能效果,決定了能否為居住者提供舒適健康的節能建筑,本文分析了對建筑能耗影響較大的幾個因素。在人們對于居住環境要求越來越高的現代社會,建筑規劃與設計時既考慮到滿足人們基本需要,有通過改良影響建筑能耗的因素,可以達到降低建筑能耗
參考文獻:
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論文關鍵詞:建筑,節能降耗效益成本法
能源是指煤炭、石油、天然氣、電力、焦炭煤氣、熱力、成品油、液化石油氣、生物質能和其他直接或者通過加工、轉換而取得有用能的各種資源。它是國民經濟發展的基礎資源。隨著我國現代化建設的進展、科學技術的進步和人民生活水平的提高、對能源的需求也迅速增長,能源已成為制約我國國民經濟的重要因素。然而,我國能源發展依然面臨著許多嚴峻的問題,必須進行合理的節能。所謂節能,是指加強用能管理,采取技術上可行、經濟上合理以及環境和社會可以承受的措施,減少從能源生產到消費各個環節中的損失和浪費,更加有效合理地利用能源。
1.建筑節能降耗的必要性和重要意義
所謂建筑節能,就是在滿足居住舒適性要求的前提下,在建筑中使用隔熱保溫的新型墻體材料和高能效比的采暖空調設備,達到節約能源、減少能耗、提高能源利用效率之目的。
能源是發展國民經濟、改善人民生活的重要物質基礎。隨著我國經濟發展,人民生活水平的提高,建筑能耗約占社會總能耗的1/3成本管理論文,而且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70 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,我國建筑耗能比重最終還將上升至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,這加大了我國能源壓力,制約著國民經濟的持續發展,國民經濟要實現可持續發展,推行建筑節能勢在必行、迫在眉睫。
我國建筑用能浪費極其嚴重,而且建筑能耗增長的速度遠遠超過我國能源生產可能增長的速度,如果聽任這種高耗能建筑持續發展下去,國家的能源生產勢必難以長期支撐此種浪費型需求,從而不得不被迫組織大規模的舊房節能改造,這將要耗費更多的人力物力論文開題報告范文。在建筑中積極提高能源使用效率,就能夠大大緩解國家能源緊缺狀況,促進我國國民經濟建設的發展。因此,建筑節能是貫徹可持續發展戰略、實現國家節能規劃目標、減排溫室氣體的重要措施,符合全球發展趨勢。
建筑節能是緩解我國能源緊缺矛盾、改善人民生活工作條件、減輕環境污染、促進經濟可持續發展的一項最直接、最廉價的措施,也是深化經濟體制改革的一個重要組成部分。
2.效益成本法
效益成本法是由中國礦業大學經貿學院財會科研組朱學義教授提出,并于 1993年4月25日發表在《成本與價格資料》上(1994年獲得江蘇省政府哲學社會科學優秀成果三等獎),此后天津財經學院會計系瞿文瑩教授和華南理工大學李定安分別編著研究生教材《高級成本會計學》和《成本管理研究》,瞿文瑩教授在《高級成本會計學》第十五章第三節中做了介紹,李定安先生在《成本管理研究》第七章第五節對此進行專門介紹。
綜上所述,所謂效益成本法,是從經濟效益的角度出發來確定成本是否發生、發生范圍、額度及其分配趨向的一種現代成本計算方法。
2.1效益成本法的效益分類
(1)按耗費產生效益的期間可分為當期效益、滯后效益(包括投資性滯后效益和決策性滯后效益)、延期效益三種。
(2)按耗費產生效益的行為層次可分為決策效益、挖潛效益和投資效益三種。如下圖所示:
決策效益
節約效益成本管理論文,如節水、節電、節料、節費、節資等
降損效益,如降低廢品損失、盤虧毀損等
成本性經濟效益 挖潛效益 質量效益,如提高產品質量,增加收入等
擴展效益,如增加生產、擴大銷售等
投資效益
(3)按耗費產生效益的單位可分為內部單位效益和全廠綜合效益兩種。
(4)按耗費產生效益的對象可分為直接效益和間接效益兩種。
2.2效益成本法的內容
它主要包括以下幾個內容:(1)分析產品生產過程中各種耗費對企業內部可計量的直接經濟效益的關系,確定各種效益成本。(2)確定耗費效益系數控制支出;同時確定效益獎勵率提高效益。所謂耗費效益系數,是指每元耗費可取得多少可計量的經濟效益,常用成本效益分析、專家調查、歷史數據測定等方法確定,一般應用于決策效益成本和投資效益成本兩方面。(3)采用經濟效益剖析法確定立項核算的效益成本。所謂經濟效益剖析法,是指利用實際核算資料剖析經濟效益關系中的各項因素,并通過實際調研,揭示其中最薄弱、最有潛力的項目作為主攻方向的一種方法。(4)確定效益成本的支出方式。有兩種支出方式:①全額掛鉤支出,即全部耗費都從所創效益額中支付。②單項獎勵支出,即對承包單位或承包人按項進行專門獎勵,正常耗費仍按現行辦法進行。(5)設置專門賬戶匯集各種效益成本,然后按現行會計制度規定的支出途徑進行結轉。
2.3效益成本法的主要特征
(1)耗費同效益掛鉤。即從耗費上計算效益;從效益上反省耗費,效益獎勵反過來又列作追加的工資費用。
(2)成本核算對象既不是產品,又不是責任單位(責任人),而是立項的成本性效益。這是區別于傳統成本法和責任成本法最主要的特征。
(3)核算具有階段性。雖然該方法也按現行成本計算期進行費用的歸集與結轉,但核算項目上的更替和時間上的斷續已呈現出階段性的特征論文開題報告范文。
(4)核算方法具有輔。一方面它在現行成本計算方法的基礎上補充使用;另一方面它又借助于管理會計中決策成本等方法。因而核算有帳內、帳外之分。
(5)核算對象領域管理目標相統一。效益成本法從單項效益的核算入手,最終是要提高企業的綜合經濟效益,這同企業管理的分目標和總目標一致。因此,該方法的應用過程也是經濟效益的提高過程。
3.效益成本法在建筑節能降耗中的應用
3.1科目和賬簿的設置
為了集中反映建筑節能降耗所需的費用同效益的關系,效益成本法在現行核算的基礎上還要在資金占用類增設“效益成本”一級科目。該科目借方反映創造建筑節能降耗效益耗費的直接材料、直接人工和直接費用以及計提的效益成本獎,貸方反映結轉的效益成本,月終一般不留余額。該科目按效益成本的種類進行明細分類核算,其明細賬采用多欄式成本管理論文,格式如下:
效益成本明細賬
賬戶:挖潛效益成本
年
憑 證
摘 要
借 方
貸方轉出
月
日
字
號
節約效益成本(效益額:元)
降損效益成本(效益額:元)
質量效益成本(效益額:元)
擴展效益成本(效益額:元)
合計
1.1好的功能劃分立足引入自然環境的設計觀念,提高室內舒適度,設計師應多引入人性化、自然化的觀念和手法,分析不同地域環境、不同建筑空間特點,最大限度利用當地的自然條件,節約資源,創造自然宜人的舒適空間環境。
首先,分析居室所處的外部環境,如果有良好的外部環境,那么我們應該設法借用。其次,分析居室的內部結構,包括空間部分組成,劃分動靜,公共、私密空間。要盡可能保留建筑的原來結構,少做隔墻、隔斷。保證每個空間都有本論文由整理提供良好的通風采光。如果一定要通過隔墻、隔斷來表達設計效果、設計理念,則要盡可能把握不影響通風采光這樣一個原則,否則的話,必然導致采用其他人工方式照明,增加能耗。另外,在室內設計過程中,要注重硬裝修設計,盡可能簡約。當然,簡約并不是簡單,它要求設計師要有專業的設計技能,熟練地運用設計技巧和裝修材料來提升業主居室的裝修品位,營造良好的居家氛圍,同時最大限度地減少材料的浪費。實際上硬裝的復雜“滿做”并不等于豪華,天花、吊頂、墻飾等過于繁雜的設計,即使居室顯得壓抑沉悶,也浪費材料。節約是我們現代社會所提倡的。
1.2良好的光環境就人類視覺來說,沒有光就沒有一切。在室內設計中,光不僅是為滿足人們視覺功能的需要,而且是一個重要的美學因素。光可以形成空間或者破壞空間,它直接影響到人對物體大小、形狀、質地和色彩的感知。一個好的室內設計方案很多時候需要靠燈光來營造良好的氛圍。但是在效果和節能之間我們應該做好取舍。當然能達到一種平衡是最佳的狀態。比如:在室內劃分動靜兩個區域,動———客人來時及會餐時要把大多數光源打開;靜本論文由整理提供———看電視或聊天時,在沙發頂上或背后設計幾盞裝飾性很強的造型燈(用節能燈),此時打開,自然就有另一種“靜”的氛圍,如此一來既能達到豪宅的效果又能滿足節能方案。
1.3好的色彩視覺效果人對環境的感受一方面是生理上的,另一方面是心理上的。如何保證達到真正的“節能”,這與專業的設計密不可分。室內設計中大面積色彩的使JournalofAnyangInstituteofTechnology2009年用對人的心理影響很大,因此,我們要把握好室內設計中色彩的設計[1]。
在進行室內色彩設計時,應首先了解和色彩有密切聯系的以下幾個問題:空間的大小形式,空間的方位。不同方位在自然光線作用下的本論文由整理提供色彩是不同的,冷暖感也有差別,因此,可利用色彩來進行調整,減少因為光線不足而長時間采用人工照明而減少節能。另外,因為色彩的冷暖感可以從心理上給人降溫增溫,從而可以將空調溫度調高一些,或者將暖氣開小一些。從而達到節能的目的。同時在室內設計過程中,可以隨季節的變化而更換室內的一些軟裝飾,也可以達到同樣的目的。
2節能從材料入手在可能的情況下,我們盡可能選擇裝飾材料后場制作,然后現場安裝。據統計占整個裝修成本60%左右的裝飾材料,在現場裝修時損耗率常在10%左右,但是如果采取“后場制作,現場安裝”,可將材料的損耗降低2%~3%。在廚房的裝修過程中,廚房的櫥柜,可把后備板省略,后面直接就是瓷磚。除了節約材料外,后備板也有味且易生蟲,受潮就很難處理。地板下鋪活性炭:新居客廳鋪的復合地板,很多人會在復合地板下面鋪大芯板,現在可以鋪一種叫鋪墊寶的東西,加上活性碳,隔涼又隔潮而且不用黏合劑。減少建筑陶瓷使用量:家庭裝修時使用陶瓷能使住宅更美觀,不過,浪費也就此產生。部分家庭甚至存在奢侈裝修的現象;本論文由整理提供另外盡可能使用輕鋼龍骨、石膏板等輕質隔墻材料、塑鋼門窗、節能燈等節能材料,盡量少用黏土實心磚、鋁合金門窗等。
3節能本論文由整理提供需要技術的支持建筑的能耗(包括建造能耗、生活能耗、采暖空調等)約占全社會總能耗的30%,其中最主要的是采暖和空調,占到20%[2]。
而要解決采暖和空調能耗做好的辦法就是保溫、增效、降耗。
3.1窗戶“保溫”性要強裝修節能重點要做好室內保溫。要特別注意選用符合所在地區標準的節能門窗,使氣密、水密、隔聲、保溫、隔熱等主要物理指標達到規定要求。使用中空玻璃塑鋼窗;西向窗戶最好安裝可調控的外遮陽裝置,并選擇隔熱保暖效果好的窗簾;不隨意在墻面開槽,以免破壞原有墻面的內保溫層;陽臺與內室連通時要在陽臺的墻面加裝保溫層。
入戶門可在門腔內填本論文由整理提供充玻璃棉或礦棉等防火保溫材料,安裝密閉效果好的防盜門,在外門窗口加裝密封條。使用建筑玻璃隔熱膜:當今的建筑物比以往越來越多地采用玻璃。流行的大開間、高頂以及大面積使用玻璃已成為人們優先選擇的規范。但是玻璃窗在浪費能源方面卻是臭名昭著:玻璃反射產生眩光,玻璃能導致熱量聚集致使能耗增加,而建筑玻璃隔熱膜一層膜相當于24cm磚墻,隔擋高達79%的熱量,高隔熱節能,降低空調費用,保持室內冬暖夏涼。另外還有一種具有節能環保功效的低輻射鍍膜玻璃,在發達國家已被廣泛應用。歐美發達國家甚至通過立法要求必須或鼓勵使用低輻射鍍膜玻璃,其用量的大幅度上升,獲得了巨大的節能效益。我們也應該在這方面引起重視。
3.2暖氣管“熱”到好處家里的暖氣管道,在裝修改造時,一定要認真進行整體規劃,有的地方完全可以不必保留暖氣片。市場上有一種精確智能控制室內溫度的溫控閥。它可以感知室內自由熱量(人體散發的熱量)根據設定溫度計算定內所需熱量調節散熱器達到舒適目的,并且可以設定一周溫度模式。比如白天家里沒人可心設定8度,下本論文由整理提供班人回家前30分鐘能將定溫調至18度。
另外可將客廳設定22度,臥室16度,而衛生間可更高一些,洗澡時更舒服。通過這樣的方式能更好的利用分戶計量,真正達到節能、經濟、舒適的目的。另外,暖氣片作為采暖主要來源,對其進行裝修時,宜少包飾,最大限度地發揮其散熱性。很多的設計師在設計暖氣片包飾時,通常的做法是將上邊用板材封閉,只留出正面的部分,或花飾,或百葉,或其他形式。這往往忽略了一個問題,那就是冷熱氣流的方向問題,我們應該將暖氣片上邊也應該留空,供氣流上下很好的循環,提高室內氣溫,減小能耗。
3.3提高建筑物的保溫性能提高建筑物的保溫性能將會達到很好的節能效果。計算表明,對于一間不采暖的房間從周圍房間獲取傳熱量可維持12~14℃室溫,其他用戶有近1/4~1/5的熱量傳給了該房間,其他用戶將多支付這部分熱費,很不合理。所以有必要增強戶間建筑結構的隔熱性能[3]。作為頂層住宅,我們同時還要考慮屋面給室內本論文由整理提供造成的能源消耗,除做好屋頂保溫隔熱工作之外,可以大力推廣屋頂花園,一方面節約能源,另外一方面,可以解決城市綠地面積不足的問題。
沒有屋頂綠化覆蓋的平屋頂,夏季由于太陽的直接照射,屋面溫度比氣溫高許多,不同顏色和材料的屋頂溫度升高幅度不一樣,最高的可達到80度以上。
而經過綠化的屋頂上,夏季綠化較好的屋頂,其種植層下屋頂表面溫度僅僅20~25度左右,有效阻止了屋表面溫度的升高從而降低了屋頂下室內溫度。如果屋頂是地毯式草坪,墻壁是爬滿凌霄,常春藤和爬山虎的,那么在夏季室內溫度可下降2~4度,可節約空調耗電量的20%~40%。相反,在冬季,地毯式植物組成的“毛毯”層對屋頂起到保溫的作用,平均氣溫要高2~4度[4]。
3.4大力推廣太陽能的使用新能源是21世紀世界經濟發展中最具決定力的五大技術領域之一。太陽能是一種清潔、高效和永本論文由整理提供不衰竭的新能源。在新世紀中,各國政府都將太陽能資源利用作為國家可持續發展戰略的重要內容。太陽能具有普遍性、永久性、無污染性、安全可靠性。而且太陽能與建筑一體化是未來建筑的發展趨勢。
4節能需要提高人的意識生活水平的提高,推動著家庭用能的升級。一個普通的城市家庭在用電,用水,用氣等都有大幅度增長。
家庭能源開銷也水漲船高,因此,無論是從自己的角度還是從國家的節能要求來講,我們都應該樹立強的節能意識。
4.1家庭照明改用節能燈以高品質節能燈代替白熾燈,不僅減少耗電,還能提高照明效果。以11瓦節能燈代替60瓦白熾燈,每天照明4小時計算,1支節能燈1年可節電約71.5度,相應減排二氧化碳68.6千克。按照全國每年更換1億本論文由整理提供支白熾燈的保守估計,可節電71.5億度,減排二氧化碳686萬噸。
4.2在家隨手關燈養成在家隨手關燈的好習慣,每戶每年可節電約4.9度,相應減排二氧化碳4.7千克。如果全國3.9億戶家庭本論文由整理提供
都能做到,那么每年可節電約19.6億度,減排二氧化碳188萬噸。與此同時,除了有節約用電的意識,還包括節約用水等涉及到生活方方面面的活動。除上所列舉的有關住宅室內設計過程中的節能方法之外,還有諸如生態建筑技術體系,導光產品,可調節的自動照明技術等節能方式。都有待大家一一去認識和接受[5]。
5結論節能問題是我國“十一五”規劃中重點目標之一,而建筑節能是重中之重。關于住宅室內設計中的節能問題,還沒有引起大家的廣泛關注和足夠重視,國家法律不夠完善,尤其是對普通民眾,沒有很強的約束機制。希本論文由整理提供望政府能在這方面做出努力,健全節能法律措施。
參考文獻:
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[3]夏大明,王峰.住宅建筑節能與室內設計研究[J].江蘇建筑,2005,3(101):17-18.
【關鍵詞】 太陽能表皮光熱光電采光遮陽
中圖分類號:TK511 文獻標識碼:A 文章編號:
一、前言
(一)概況
建筑高耗能問題已成為世界通病,全球能源調查報告顯示,每年的建筑能耗約占總能耗的30% ~40%。我國情況更為嚴重,建筑能耗約占社會總能耗的31%,單位建筑能耗是發達國家的3倍。針對建筑能耗過高的問題,歐美國家不斷深化與自然和諧共存的可持續發展的概念理念和技術,推廣環保節能概念,利用清潔能源--太陽能與建筑結合的設計水平日益成熟。
我國自上世紀80年代起,各種節能政策和管理條例鼓勵和督促建筑師轉變思路,嘗試環保節能建筑的設計,自本世紀以來不同類型競賽與示范性建筑紛紛亮相,顯示我國對太陽能與建筑一體化的重視程度,同時也表明太陽能建筑已逐漸成為當今建筑界的一個重要潮流之一(圖1 )。
(二)問題
目前在我國,建筑與太陽能系統的結合仍然普遍存在以下問題:
1、利用形式單一。國內利用太陽能的主要方式是太陽能熱水器, 1999年,全世界的太陽能熱水器面積達5400萬平方米,我國則高達到400萬平方米,居全球之首。2008年全球太陽能光伏系統裝機總量已累計達15GW,而國內光伏系統的累計裝機容量僅為10萬千瓦(100MW)。
2、安裝使用粗放。太陽能熱水器安裝缺乏統一規劃:規格各異、位置參差不齊、管道布置零亂;施工困難,太陽能裝置易破壞屋頂防水層,無預設管道,管線長期暴露;建筑的防水、防雷、防風、承重方面造成安全隱患。
3、設計缺乏考慮。建筑師對于太陽能利用技術與建筑本身相互結合欠缺考慮。建筑外觀處于雜亂無章的無序狀態,形成視覺污染。
二、建筑表皮與新能源結合
太陽能與建筑一體化是建筑節能的重要途徑,也是科技水平的綜合運用。它是將太陽能利用技術與先進的建筑節能技術和節能產品等優化組合,調整建筑耗能比例結構、提高太陽能保證率,為建筑提供采暖、制冷和熱水,營建低能耗、高舒適性的使用環境。
(一)光電系統與表皮結合
主動式太陽能建筑往往由于建筑師設計與施工方安裝不同步不協調而顯得相互間格格不入。“一體化設計,統一施工”就是建筑方案設計之初,將光伏電池系統作為美學一部分納入設計思路中,并做到從技術層面使之可行、可用,從藝術方面可觀、可賞(圖2 )。
光伏電池的物理特性為隔熱保溫,防水防潮,可作為玻璃幕墻成為建筑表皮的一部分;當光伏電池位于屋頂與墻壁等護結構時,彩色光模塊與造型光模塊可以成為屋面或墻體的構成材料,不僅節約外裝,同時使建筑外觀更具魅力。
(二)光熱系統與表皮結合
國家《可再生能源中長期發展規劃》要求,將太陽能熱利用作為可再生能源發展的重點領域。大幅度提高太陽能供熱系統能力,不僅提供熱水,還可為家用采暖系統提供熱力輔助,將太陽能與建筑的結合推向更深的層次。預計到2020年,太陽能熱水器總集熱面積將達到3億平方米,可替代約5000萬噸標準煤,總產值會超過3000億元。
輻射板技術建筑一體化 圖3輻射板技術與建筑表皮融為一體
在建筑的墻面和屋頂上安裝具有選擇性吸收涂層的輻射板,提高建筑護結構的保溫隔熱性能,利用太陽能、空氣源和低溫太空源,通過顯熱儲存系統短期調節自然條件對系統性能的影響,建立超低能耗的可再生能源綜合利用建筑,既可降低建筑所需能耗,又可減少對大氣和環境的污染。輻射板系統可以滿足建筑的外觀材質與顏色的需要,管道藏于墻內,可替代暖氣與空調,做到與建筑表皮融為一體(圖3)。
2、結構與構件蓄熱
為了貯存熱量,把建筑物的圍護結構里皮,裝以蓄熱材料,作成“特隆布墻”,將蓄熱體直接設置在南面窗戶的后面,當蓄熱體吸收太陽輻射,加熱后能再通過輻射和對流方式加熱房間內部空氣。
新型建筑外墻雙層中空玻璃可以同時起到太陽熱水器的作用,玻璃40%的面積是透明的,余下部分被盤旋狀的可以通水的銅管以及銀反射管所覆蓋,覆蓋物位于玻璃內層雙層中空玻璃可以吸收太陽能,并把水加熱,對于一個大樓來說,僅僅利用外墻玻璃就能把熱水問題解決,每年可節省大量的電力和煤氣。
(三)采光遮陽與表皮結合
據統計,建筑的空調系統與公共建筑的照明耗費的能源數據相當驚人。國內建筑由于文化傳統考慮自然通風與采光,但國外一直以來崇尚機械通風采光。在節能為首的基礎上,越來越多建筑師通過不同的采光與遮陽手段展現建筑的魅力。
1、導光系統與表皮結合
通過外部構件的設置,使得外部光線合理的引入內部空間,避免強光,同時也為背光側引入太陽光。(圖4)這樣就使整個建筑呈現一種類似于“暖水保溫瓶”的現象,在一定程度上實現了建筑物的單向熱傳導性,降低建筑內熱能或冷能的流失,減少建筑的整體能耗。
遮陽系統與窗結合(圖5) 圖5 遮陽系統 不僅可以調節室內光
線的強度,更可以創造出令人震撼的建筑
表皮效果。
在室外或室內甚至雙層體系中增加可調遮光百葉或安裝傾斜角度可控的鋼制遮陽板。此類建筑的前期投入并不比普通建筑高很多,但在長期運營過程中,卻能取得很好的節能效益。
三、結語
國內利用太陽能方興未艾,在已頒發的《可再生能源法》中明確規定:國家鼓勵單位、個人安裝和使用太陽能熱水系統、供熱采暖和制冷系統、光伏發電系統等設施,太陽能成為了最佳的替代性能源。如果太陽能系統中各種色彩和肌理的組件,也可以取代和節約昂貴的外飾材料(如玻璃幕墻等),使建筑物的外觀統一協調,增加建筑美感。建筑與太陽能結合一舉多得,建筑的表皮同樣可以用蘊含的能量巨大的太陽能設施。不同學科對此問題思考的越多,對社會的貢獻越大。
【參考文獻】
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【關鍵詞】建筑節能,環境保護,施工技術
中圖分類號:TU74 文獻標識碼:A 文章編號:
一.前言
隨著社會經濟的發展,人民的生活水平日益提高,國民的綜合素質得到顯著提升,伴隨著一系列資源和環保問題的出現,居民的環保節能意識顯著增強,環保型,清潔型,節能型的建筑設計和施工受到了廣大消費群體的偏好。近些年來,我國的城市化水平飛速提升,城市的規模不斷擴大,建筑能耗日益增長,給我國的能源增添了沉重的負擔,因此,加強住宅建筑節能設計和施工,建設節能型住宅,已經是我國可持續發展的必然要求。
二.建筑節能施工和其中存在的問題分析
1.建筑節能的重要意義
隨著我國建筑行業的快速發展,在日益嚴峻的生態環境的背景下,加強建筑的節能施工,發展建筑節能的施工技術有著十分重要的意義,筆者將簡單的做出一些介紹。
(一)加強建筑節能施工是緩解能源壓力,建設節約型社會的客觀要求。我國整體上而言,能源資源蘊藏量很大,能源資源的種類比較齊全,但是伴隨著我國經濟的高速發展和城市化進程的不斷加快,對各種能源資源的開采力度不斷加大,各種能源的消耗量日漸上升,但目前我國已經面臨著嚴重的能源危機,在各種能源消耗中,建筑能源消耗占據著龐大的比例,加強新型建筑的節能設計施工,大幅度降低住宅建筑的能耗,將會大幅度緩解我國的能源壓力,為建設節約型社會注入新的活力。
(二)建筑節能施工是提高居民生活品位的必然選擇。經濟的繁榮促進了人們生活水平不斷提高,隨著國民的素質提高,對生活有了新的品質要求,對住宅要求條件越來越高,綠色環保,生態節能型住宅建筑已經日漸成為了一種新的住宅需求,通過加強對住宅的節能設計施工,可以大幅減少各種有害有毒建筑材料的使用,更加注重住宅的溫度,濕度,光線,外部景觀和內部設施的設計完善,不僅僅很大程度上降低了住宅能耗,節約了住宅運營成本,更很大程度提高了住宅建筑的舒適度,提高了居民的生活品位。
2.建筑節能的現狀和問題探討
進入21世紀以后我國的建筑行業飛速發展,我國將在2l世紀的頭2O年建筑行業達到鼎盛時期,每年建成的住房面積將超過所有發達國家之和。隨著人們生活水平的提高,人們對住房面積以及住房層數的要求越來越高。同時隨著能源緊缺以及能源價格的攀升,人們越來越關注建筑的節能問題。
從總體上看,我國目前的建筑節能方面呈現著總量大、比例高、能效低、污染重的特點,建筑節能形勢不容樂觀,建筑節能的任務比較重,但是同時建筑節能的潛力也很大。這就要求我們各級政府加大對新建建筑的節能審批,同時我們用戶也應加大對建筑后期能耗高帶來的使用費用高的認識,齊心協力搞好建筑節能工作。
(一)建筑的節能設計施工在我國起步較晚,發展還不完善,很多節能技術還沒有通過專業的系統驗證,沒有在實踐中完善便運用到建筑的設計施工中來,不僅僅沒有能達到節能環保的效果,更隱藏著一些有安全故障,不僅降低房屋的耐久性,破壞了建筑結構的穩定性,縮短房屋的壽命,例如,外墻內保溫、外墻外保溫、夾芯保溫等做法所產生的一些問題正在加劇一些垃圾建筑和建筑垃圾產生的速度。
(二)新型的節能材料種類單一,發展緩慢。節能材料是建筑節能設計的物質基礎,節能材料的種類和質量直接關系到建筑節能設計的實施效果,更對居民的生命財產安全有著很重要的影響,但是我國目前市場上,節能材料種類單一,多為一次性材料,例如,外墻保溫大多采用聚苯板、聚氨酯,采暖、制冷、通風所需要的能源也大多為煤炭或石油,節能材料市場管理不規范,質量得不到監控,假冒偽劣材料泛濫,嚴重阻礙了建筑節能設計的進程。
三.加強建筑節能環境保護的措施探討
1.墻體的施工
(一)墻體保溫設計和施工
對墻體進行節能保溫設計,是整個建筑節能設計中的重要環節,一般有三種設計方式通過使用。首先,進行外墻保溫設計,在按照熱工規范計算的基礎上,采取隔熱保溫材料,使用一定的設備進行粉刷,噴霧,粘貼等多種方式施工,在外墻上形成保溫層,減少保持室內溫度的適宜。其次,進行內保溫設計施工,將優質保溫材料對內層墻壁施工形成保溫層,傳熱隔熱能夠符合國家節能標準。
最后是加強隔熱保溫材料的開發,利用保溫材料自身的特性進行墻體的設計,促使其他自發的具有保溫功能,且墻體新型材料的節能符合國家標準。
(二)墻體材料的節能施工
空心磚和實心磚的制作方式頗為相似,但是空心磚與實心磚相比較來說,具有很大的優勢,它能夠減輕結構自重。因此,為節能減排,建筑上普遍采用空心磚替代實心磚。因此不少專家建議以生產塊大、質輕的灰砂空心磚來減輕建筑物重量,提高灰砂磚建筑物抗震性能,節約資源,降低生產成本
2.門窗保溫施工
加強門窗的保溫性能設計,可以再門戶的內部填充聚苯乙烯板或巖棉板,使得門戶的隔熱絕熱的作用增強,窗戶可以用鋼塑或者是全塑料窗戶,大幅度降低發生冷橋的幾率,為了增強保溫性能,可以設置多層玻璃,甚至可以采用中空玻璃、鍍膜玻璃,有條件的住宅可采用低輻射玻璃;縮短窗扇的縫隙長度,采用大窗扇,減少小窗扇,擴大單塊玻璃的面積,減少窗芯,合理地減少可開啟的窗扇面積,適當增加固定玻璃及固定窗扇的面積。
3.室內節能施工
建筑的節能施工,室內的電氣設備設計與選擇是其中重要的節能組成部分,建筑的高能耗很大程度上是各種高能耗的電氣設備消耗而來,某些商業樓宇中的中央空調系統的能耗接近整個建筑能耗的50%,因此,在建筑設計的前期就應該充分考慮到后期這些電氣設備的管理使用,以建筑樓宇的中央空調系統、燈光照明系統等自動化管理系統代替人為地,個體地操作,其中水、電、煤氣等能源管理系統和分戶計量可給用戶提供清晰的能源消耗比例,使下一步節能措施可有的放矢,除此之外可以選用節能燈具,節能灶,減少電力煤炭的消耗,安裝凈水系統,小范圍的促進水資源的循環利用,比如可以小范圍進行雨水收集,并凈化利用。
4.加強太陽能等新能源的推廣應用
太陽能具有清潔無污染,可以再生等優勢,是人類可以利用的最為環保,最為豐富的資源能源種類之一。隨著我國建筑行業的發展,在建筑施工過程中,太陽能技術已經得到了廣泛的運用。在建筑施工過程中,太陽能具有很多節能功能,主要表現在以下幾個方面。其一,在建筑的樓頂可以設計安裝太陽能電池發電系統,這種發電系統,可以將太陽能轉化為熱能和電力,并將這些轉化而來的電能或者是熱量通過專業的技術手段進行能量的存儲,在需要使用這種電能和熱能的供電設備上開始接線,如此,可以充分滿足整個建筑物內部的動力和照明系統的各種能量需求。同時,充分利用太陽能作為采暖和供熱功能,既可以減少日常的能源消耗,也使得建筑物的日常熱能得到滿足。同時,在建筑施工過程中,可以利用太陽能來控制建筑物的采光,使得整個建筑內部的環境更為舒適。
四.結束語
未來很長一段時間,綠色環保,生態節能將會是我國建筑行業設計施工發展的主流趨勢,加強房屋建筑的節能設計施工,不僅有助于我國人們生活水平提高有助于經濟的發展,更有助于推動我國可持續發展戰略的落實,為我國生態文明建設注入新的活力。因此,要大力加強節能技術的研究,將節能理念貫穿到整個建筑節能設計施工過程之中,為建設社會主義和諧社會奠定堅實的基礎。
參考文獻:
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關鍵詞:獨立控制;空調系統;原理;前景
Abstract: the summer, air conditioning system will remove indoor waste heat and wet. Besides, it also improves indoor air quality function. The current air conditioning system also has very many problems, such as temperature and humidity control is not independent, humidity control is not reasonable, summer wet surface pollution and so on. This paper introduces the temperature and humidity of the air conditioning system independent control principle and the temperature and humidity of the air conditioning system independent control related equipment composition, comparing the temperature and humidity control air conditioning system with the general independence and the advantages and disadvantages of the air conditioning system, and finally to independent control temperature and humidity of the air conditioning system development prospect.
Keywords: independent control; air conditioning system; principle; prospects
中圖分類號:TU831.3+5文獻標識碼:A文章編號:
1 前言
改革開放以來,我國經濟的發展非常迅速,人民生活的水平也迅速提高,這就急切需要增加或者改造建筑來滿足人們的物質需求,同時也導致了建筑能耗的增加。有資料顯示[1],全國的建筑能耗約占總能耗的30%多。很多因素會影響到建筑能耗,例如,空調系統、空調環境、人員及其它設備等。空調系統能耗非常大,以集中空調系統來說,它的能耗占建筑能耗的50%多[2,3],約占全國總能耗的15%。因此,必須要降低空調系統的能耗,這也是實現國家“節能減排”以及構建資源型、節約型社會的重要途徑。溫濕度獨立控制空調系統是在空調應用方面進行的新的嘗試,是其新形式之一,很多學者對該系統已經進行了比較全面而細致的理論研究,而且這個系統在工程應用上,在節能方面也有很好好的收效。因此,尋找一種可以為人們提供舒適并且健康的空氣環境,又能節約能源的空調系統,在當今社會顯得更加迫切,因此,溫濕度獨立控制空調系統將會吸引更多的學者來關注。
2. 溫濕度獨立控制空調系統原理及相關設備組成
2.1溫濕度獨立控制空調系統的原理
溫濕度獨立控制空調系統是指在一個空調系統中,采用兩種不同蒸發溫度的冷源,用高溫冷凍水取代傳統空調系統中大部分由低溫冷凍水承擔的熱濕負荷,這樣可以提高綜合制冷效率,進而達到節省能耗的目的。在溫濕度獨立控制空調中,高溫冷源作為主冷源,它承擔室內全部的顯熱負荷和部分的新風負荷,占空調系統總負荷的50%以上;低溫冷源作為輔助冷源,它承擔室內全部的濕負荷和部分的新風負荷,占空調系統總負荷的50%以下。
2.2相關設備組成
溫濕度獨立控制系統由4個核心組成部件組成,分別為高溫冷水機組、新風處理機組、去除顯熱的室內末端裝置、去除潛熱的室內送風末端裝置。
除濕系統主要由再生器、儲液罐、新風機、輸配系統和管路組成。除濕系統中,主要采用分散除濕和集中再生的方式,再生濃縮后的濃溶液被輸送到新風機中。儲液罐具有存儲溶液的作用和蓄存高能力的能量,可以緩解再生器對持續熱源的需求,可以降低整個除濕系統的容量。
3. 溫濕度獨立控制空調系統與傳統空調系統的比較分析
3.1 溫濕度獨立控制空調系統的優點
3.1.1 可以避免過多的能源消耗
從處理空氣的過程我們可以知道,為了滿足送風溫差,一次回風系統需對空氣進行再熱,然后送入室內。這樣的話,這部分加熱的量需要用冷量來補償。而溫濕度獨立控制空調系統就避免了送風再熱,就節省了能耗。傳統的空調系統中,顯熱負荷約占總負荷的比例為50%~70%,潛熱負荷約占總負荷的3比例為0%~50%[4]。原本可以采用高溫冷源來承擔,卻與除濕共用7℃冷凍水,造成了利用能源品位上的浪費,這種現象在濕熱的地區表現的尤為突出;經過處理的空氣,濕度可以滿足要求,但會引起溫度過低的情況發生,需要對空氣再熱處理,進而造成了能耗的進一步增加。
3.1.2 溫濕度參數很容易實現
傳統的空調系統不能對相對濕度進行有效的控制。夏季,傳統的空調系統用同一設備對空氣熱濕處理,當室內熱、濕負荷變化時,通常情況下,我們只能根據需要,調整設備的能力來維持室內溫度不變,這時,室內的相對濕度是變化的,因此,濕度得不到有效的控制,這種情況下的相對濕度,不是過高就是過低,都會對人體產生不適[5]。溫濕度獨立控制空調系統通過對顯熱的系統處理來進行降溫,溫度參數很容易得到保證,精度要求也可以達到[6]。
3.1.3空氣品質良好
溫濕度獨立控制空調系統的余熱消除末端裝置以干工況運行,冷凝水及濕表面不會在室內存在,該系統的新風機組也存在濕表面,而新風機組的處理風量很小,室外新風機組的微生物含量小,對于濕表面除菌的處理措施很靈活并很可靠。傳統空調系統中,在夏季,由于除濕的需要,而在供冷季,風機盤管與新風機組中的表冷器、凝水盤甚至送風管道,基本都是潮濕的。這些表面就成為病菌等繁殖的最好場所。
3.1.4 不需另設加濕裝置
溫濕度獨立控制空調系統能解決室內空氣處理的顯熱和潛熱與室內熱濕負荷匹配的問題,而且在冬季不需要另外配備加濕裝置[7]。傳統空調系統中,冬季沒有蒸汽可用,一般常采用電熱式等加濕方式,這會使得運行費用過高。如果采用濕膜加濕方式,又會產生細菌污染空氣等問題。
4 溫濕度獨立控制空調系統的發展前景
溫濕度獨立控制空調系統作為新的空調形式,有著非常明顯的節能優勢。溫濕度獨立控制空調系統可以有效的避免室內空氣的交叉污染,可以有效的阻斷由于空調系統而導致的空氣流通傳播的疾病。目前,在能源消耗日益增加的環境下,溫濕度獨立控制空調系統為營造既節能又舒適的室內空調環境提供了一個有效可靠的解決方式,具有良好的應用前景,在不久的將來會得到完善和成熟。
參考文獻:
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