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建筑是用能大户,建筑节能是发展建筑业的需要。
一、节能住宅的概念
随着能源危机的出现,越来越多的开发商开始重视节能住宅。节能住宅需要通过对建筑的合理设计、合理选材,最大限度的把室内自然温度控制在人体舒适温度范围内,从而为居住者提供健康、舒适、环保的居住空间,降低建筑物的运行能耗。
北京锋尚在国内率先整合了欧洲先进的技术系统为一体,建造的高舒适度、低能耗住宅,达到了发达国家的居住标准。其核心技术概括为八大子系统:第一,混凝土采暖制冷系统。该系统是将聚丁烯(PB)盘管预埋在钢筋混凝土中,夏季管中送20℃、冬季送28℃的水,能使室内温度保持在20℃-26℃的合适范围内。第二,健康新风系统。通过统一空气净化和冷热处理后新风经“下送上回”进入室内,无须开窗即可保持新鲜空气不断更换。第三,外墙系统。外墙采用欧洲标准加厚外保温方式,能有效阻挡冷热辐射和雨雪侵蚀。外饰面采用干挂砖墙面,干挂砖幕墙与保温板之间有一个流动空气层,可以保持保温板的干燥。第四,外窗系统。窗采用德国SCHUCO断热铝合金窗和LOW-E低辐射中空玻璃。第五,屋面及地下系统。对屋面及地下墙体的特殊处理,保证了顶层和一层与标准层舒适度的均好性。第六,防噪音系统。通过外墙系统、ALULUX卷帘、楼板处理、同层后排水系统,防止来自室外、楼上、下水道的噪音。第七,垃圾处理系统。垃圾处理系统有中央吸尘、食物垃圾处理和可回收分类垃圾周转箱三部分组成。第八,水处理系统。小区设中水处理系统,将社区生活用水处理用于浇灌绿地、冲洗和补充人工湖水。
二、国外节能已成风尚:
在国外,建筑师采用多种形式和方法来节能:
(1)、资源回收利用: 日本1997年建成了一栋实验型“健康住宅”。除了整个住宅尽可能选对人体无害的建筑材料外,墙体还被设计成双重结构,每个房间建有通风口,整个房屋系统的空气采用全热交换器和除湿机进行循环。全热交换器能够有效地回收热量并加以再次利用,其过滤器可有效地收集空气中细小的尘埃,从而能够抑制霉菌等过敏生物繁殖。这种资源的回收利用,不仅变废为宝,而且减少了环境污源,节约了能源。
(2)、新能源开发利用:
德国建筑师塞多·特霍尔斯建造了一座能跟踪阳光的太阳房屋。房屋被安装在一个圆盘底座上,由一个小型太阳能电动机带动一组齿轮。房屋底座在环形轨道上以每分钟转动3cm的速度随太阳旋转。当太阳落山以后,该房屋便反向转动,回到起点位置。它跟踪太阳所消耗的电力仅为房屋太阳能发电功率的1%,而所吸收的太阳能则相当于一般不能转动的太阳能房屋的2倍。
三、中国建筑能耗基本情况
我国的建筑能耗量约占全国总用能量的1/4,居耗能首位。近年来我国建筑业得到了快速的发展,需要大量的建造和运行使用能源,尤其是建筑的采暖和空调耗能。据统计,1994年全国仅住宅建筑能耗在基本上不供热水的情况下为1.54×108t标准煤,占当年全社会能源消耗总量12.27×109t标准煤的12.6%。目前每年城镇建筑仅采暖一项需要耗能1.3×108t标准煤,占全国能源消费总量的11.5%左右,占采暖区全社会能源消费的20%以上,在一些严寒地区,城镇建筑能耗高达当地社会能源消费的50%左右。与此同时,由于建筑供暖燃用大量煤炭等矿物能源,使周围的自然与生态环境不断恶化。在能源的利用过程中,化石类燃料燃烧时排放到大气的污染物中,99%的氮氧化物、99%的CO、91%的SO2、78%的CO2、60%的粉尘和43%的碳化氢是化石类燃料燃烧时产生的,其中煤燃烧产生的占大多数。燃煤产生的大气污染物中SO2占87%、氮氧化物占67%,CO2占71%,烟尘占60%。由于我国是主要以煤而不是以油、气等优质能源作为主要能源消耗的国家,每年由于燃烧矿物燃料向地球大气排放的二氧化碳仅次于美国居世界第二,预计到2020年,中国将取代美国成为世界二氧化碳排放第一大国。因此,中国对于全球气候变暖承担着重大的责任,而作为耗能大户的建筑,其节能也就成为关系国计民生的重大问题。
四、住宅设计最基本的节能意识:
新疆冬季严寒漫长,因此,住宅建筑设计中,主要空间朝向南,或向南偏东,或向南偏西,历来被认为是合理的设计,这是最基本的节能意识在住宅建筑设计中的应用。在我国的大部分冬冷夏热地区住宅的总体规划和单体设计中,为住宅的主要空间争取良好朝向,满足冬季的日照要求,充分利用天然能源,无疑是最基本的改善住宅室内热环境的设计,是最基本的
五、节能设计思路
(一)建造内保温复合节能墙体
复合节能墙体通常由绝热材料与传统墙体材料或某些新型墙体材料复合而成。如果绝热材料复合在建筑物外墙的内侧,则称为内保温复合墙体。
1.墙体结构层:系指混凝土现浇或预制品的外墙,内浇外砌或砖混结构的外砖墙。以及诸如承重多孔砖外墙等其他承重外墙。
2.空气层:空气在0℃时导热系数为0024VV/(m·k)。在25℃±5℃时为00256W/(m·k),即使在200℃的情况下仍有00:384 W/(m·k)。由此可见,空气也是一种优良的保温材料。因此,在建筑物中常用材料围成的空气隔离层,不但可以保温隔热。而且具有切断液态水份的毛细渗透、防止保温材料受潮的功能,因为一般外侧墙有吸水能力,而其内表面常因温度低而出现的冷凝水。可被结构材料吸入且不断向室外转移和散发。
3.保温隔热层:这是节能墙体的主要功能部分,常用绝热材料可分为有机、无机 金属等三大类。出于导热系数、抗压强度、蒸汽渗透率、燃烧性能等方面的考虑。此处选用挤塑型聚苯板(XPS)为保温材料。
玻璃幕墙是指由支承结构体系与玻璃组成的、可相对主体结构有一定位移能力、不分担主体结构所受作用的建筑外围护结构或装饰结构。有单层和双层玻璃的墙体。反光绝缘玻璃厚6毫米,墙面自重约40kg/㎡,有轻巧美观、不易污染、节约能源等优点。幕墙外层玻璃的里侧涂有彩色的金属镀膜,从外观上看整片外墙犹如一面镜子,将天空和周围环境的景色映入其中,光线变化时,影像色彩斑斓、变化无穷。在光线的反射下,室内不受强光照射,视觉柔和。中国1983年首次在北京长城饭店工程中采用。
去过美国纽约的人大凡会被其繁华的都市风貌所折服,那高耸入云的摩天大楼蔚为壮观,而其通体的玻璃幕墙映衬出空明的蓝天和飘舞的白云,更为之增添了绚丽的色彩。那么,玻璃幕墙是怎么做成的呢?玻璃幕墙是指作为建筑外墙装潢的镜面玻璃,它是在浮法玻璃组成中添加微量的Fe、Ni、Co、Se等,并经钢化制成颜色透明板状玻璃,它可吸收红外线,减少进入室内的太阳辐射,降低室内温度。它既能像镜子一样反射光线,又能像玻璃一样透过光线。
现代化高层建筑的玻璃幕墙还采用了由镜面玻璃与普通玻璃组合,隔层充入干燥空气的中空玻璃。中空玻璃有两层和三层之分,两层中空玻璃由两层玻璃加密封框架,形成一个夹层空间;三层玻璃则是由三层玻璃构成两个夹层空间。中空玻璃具有隔音、隔热、防结霜、防潮、抗风压强度大等优点。据测量,当室外温度为-10℃时,单层玻璃窗前的温度为-2℃,而使用三层中空玻璃的室内温度为13℃。而在夏天,双层中空玻璃可以挡住90%的太阳辐射热。阳光依然可以透过玻璃幕墙,但晒在身上大多不会感到炎热。使用中空玻璃幕墙的房间可以做到冬暖夏凉,极大地改善了生活环境。
[编辑本段]分类与构成
1. 明框玻璃幕墙明框玻璃幕墙是金属框架构件显露在外表面的玻璃幕墙。它以特殊断面的铝合金型材为框架,玻璃面板全嵌入型材的凹槽内。其特点在于铝合金型材本身兼有骨架结构和固定玻璃的双重作用。
2. 隐框玻璃幕墙
隐框玻璃幕墙的金属框隐蔽在玻璃的背面,室外看不见金属框。隐框玻璃幕墙又可分为全隐框玻璃幕墙和半隐框玻璃幕墙两种,半隐框玻璃幕墙可以是横明竖隐,也可以是竖明横隐注。隐框玻璃幕墙的构造特点是:玻璃在铝框外侧,用硅酮结构密封胶把玻璃与铝框粘结。幕墙的荷载主要靠密封胶承受。
3.点支式玻璃幕墙
点支式玻璃幕墙是近年来新出现的一种支承方式。但一经出现,在城市发展很快。下面对这种较新型的支承方式作一介绍:
1.点式玻璃幕墙的分类
按照支承结构的不同方式,点式玻璃幕墙在形式上可分为以下几种:
(1)金属支承结构点式玻璃幕墙这是目前采用最多的一种形式,它是用金属材料做支承结构体系,通过金属连接件和紧固件将面玻璃牢固地固定在它上面,十分安全可靠。充分利用金属结构的灵活多变以满足建筑造型的需要,人们可以透过玻璃清楚地看到支承玻璃的整个结构体系。玻璃的晶莹剔透和金属结构的坚固结实,“美”与“力”的体现。增强了“虚”、“实”对比的效果。
(2)全玻璃结构点式玻璃幕墙通过金属连接件及紧固件将玻璃支承结构(玻璃肋)与面玻璃连成整体,成为建筑围护结构。施工简便造价低,玻璃面和肋构成开阔的视野,使人赏心悦目,建筑物室内、外空间达到最大程度的视觉交融。
(3)拉杆(索)结构点式玻璃幕墙采用不锈钢拉杆或用与玻璃分缝相对应拉索做成幕墙的支承结构。玻璃通过金属连接件与其固定。在建筑中充分运械加工的精度,使构件均为受拉杆件,因此,施工时要加以预应力,这种柔接可降低震动时玻璃的破损率。
2.建筑点式玻璃幕墙的主要组成部分
(1)支承体系 支承体系是将面玻璃所受的各种荷载直接传递到建筑主构上。因此,它是主要受力构件,一般是根据承受的荷载大小和建筑造型来结构形式和材料,如玻璃肋、不锈钢立柱、铝型材柱或加上适当的防腐、防面处理的钢析架、钢立柱及不锈钢拉杆(索)等。
(2)金属连接件
金属连接件包括固定件(俗称爪座和爪子)和扣件。固定件通常用不锈普通钢铸造而成,而扣件则是不锈钢机加工件。考虑到金属相容性,爪座必须采用与支承体系相同的材质,或使用机械固定。
金属连接件是建筑点式技术的精华所在。它把面玻璃固定在支承结构上不仅产生玻璃孔边缘附加应力,而且能够允许少量的位移来调节由于建筑安装带来的施工误差,同时还有减震措施以提高抗震能力,因此设计时考虑的因素是多方面的。
(3)金属连接件还产生显著的装饰效果,因此它除满足功能上的要求之外,还要有优美的造型设计和精细的加工制造,起“画龙点睛”的作用。
3.玻璃
(1)建筑点式玻璃幕墙所用的玻璃,由于钻孔而导致孔边玻璃强度降低约30%,因此建筑点式玻璃幕墙必须采用强度较高的钢化玻璃(钢化玻璃的抗冲击强度是浮法玻璃的3-5倍,抗弯强度是浮法玻璃的2-5倍)注,钢化玻璃另一个重要特性是使用安全,在遇到较大外力而破坏时产生无锐角的细小碎块(俗称”玻璃雨”),不易伤人。
当地处北方的建筑物或对保温隔热有较高要求的建筑物,往往采用中空玻璃,它是在两片玻璃之间有一干燥的空气层或惰性气体层,中空玻璃能大幅度提高保温隔热性能的原因是玻璃的传热系数K值为0.8w/(m2.K),而空气的K值为0.03w/(m2.K)注,惰性气体就更低了。由于人口的增加,工业的发展,生活水平的提高,能源的消耗也就急剧增加,能源危机迫在眉睫。因此,各行各业提出了节能的要求,节约二次能源--电能,也就成为民用建筑电气设计的焦点。建筑电气设计节能的原则建筑电气节能应坚持以下三个原则:
1. 满足建筑物的功能
即满足照明的照度、色温、显色指数;满足舒适性空调的温度及新风量,也就是舒适卫生;满足上下、左右的运输通道畅通无阻;满足特殊工艺要求,如娱乐场所的一些电气设施的用电,展厅的工艺照明及电力用电等。
2.考虑实际经济效益
节能应按国情考虑实际经济效益,不能因为节能而过高地消耗投资,增加运行费用。而是应该让增加的部分投资,能在几年或较短的时间内用节能减少下来的运行费用进行回收。
3.节省无谓消耗的能量
节能的着眼点,应是节省无谓消耗的能量。首先找出哪些地方的能量消耗是与发挥建筑物功能无关的,再考虑采取什么措施节能。如变压器的功率损耗,传输电能线路上的有功损耗都是无用的能量损耗,又如量大面广的照明容量,宜采用先进技术使其能耗降低。
因此,节能措施也应贯彻实用、经济合理、技术先进的原则。
建筑电气节能的途径
1.减少变压器的有功功率损耗
变压器的有功功率损耗如下式表示:△Pb=Po+Pkβ2其中:
△Pb--变压器有功损耗(KW);
Po--变压器的空载损耗(KW);
Pk--变压器的有载损耗(KW);
β--变压器的负载率。
Po部分为空载损耗又称铁损,它是由铁芯的涡流损耗及漏磁损耗组成,是固定不变的部分,大小随矽钢片的性能及铁芯制造工艺而定。所以,变压器应选用节能型的,如S9、SL9及SC8等型油浸变压器或干式变压器,它们都是采用优质冷轧取向矽钢片,由于"取向"处理,使矽钢片的磁畴方向接近一致,以减少铁芯的涡流损耗;45°全斜接缝结构,使接缝密合性好,以减少漏磁损耗。
Pk是传输功率的损耗,即变压器的线损,决定于变压器绕组的电阻及流过绕组电流的大小,即负载率β的平方成正比。因此,应选用阻值较小的绕组,可采用铜芯变压器。从Pkβ2用微分求它的极值,在β=50%处每千瓦的负载,变压器的能耗最小。因此,在80年代中期设计的民用建筑,变压器的负载率绝大部分在50%左右,在实际使用中有一半变压器没有投入运行,这种做法有的设计人员一直沿袭至今。但是,这仅是为了节能,而没有考虑经济价值。举下例可看出其不可取的程度。
SC3-2000KVA的变压器,当β=50%时相对于β=85%时可节能为P=16.01×(0.852-0.52)=7.56KW,按商场最高用电小时计:每天12小时,365天全营业,则总节约电能:W=7.56×12×365=33113KW•h。按营业性电价每度0.78元计,则每年节约:33113×0.78=25828元。
按每千瓦的初装费投资:2000KVA变压器应是大型民用建筑,必然双电源进线,则初装费每KVA为2240元,每年节能省下的电费只能提供(25828/2240=11.53)11.53KVA的初装费。还有988.5KVA的初装费,加上由于加大变压器容量而多付的变压器价格,由于变压器增加而使出线开关柜、母联柜增加引起的设备购置费,安装上述设备使土建面积增加而引起的土建费用,这是笔相当可观的投资,还没有计及折旧维护等费用。由此可见,取变压器负载率为50%是得不偿失的。
事实上50%负载率仅减少了变压器的线损,并没有减少变压器的铁损,因此也不是最节能的措施。计及初装费、变压器、低压柜、土建的投资及各项运行费用,又要使变压器在使用期内预留适当的容量,变压器的负载率应在75%~85%为宜。这样也可以做到物尽其用,因为变压器绝缘的使用年限满负荷计为20年,20年后可能有更好的变压器问世,这样就可以有机会更换新的设备,才能使该建筑总趋技术领先地位。
为减小变压器损耗,当容量大而需要选用多台变压器时,在合理分配负荷的情况下,尽可能减少变压器的台数,选用大容量的变压器。例如需要装机容量为2000KVA,可选2台1000KVA,不选4台500KVA。因为选用前者可节能:△P=4×(1.6+4.44)-2×(2.45+7.45)=4.36KW(全按β=100%计,同等条件,SC3变压器)。
在变压器选择中,能掌握好上述三点原则,即满足了节约能源,又经济合理的原则。
减少线路上的能量损耗
由于线路上存在电阻,有电流流过时,就会产生有功功率损耗。其公式如下:△P=3IΦ2R×10-3(KW)
式中:IΦ--相电流(A)
R--线路电阻(Ω)
例如,在L=100m的VV-3×50+2×25的电缆上传输60KW,cosφ=0.8的电能,其有功损耗量,可由以下步骤求得:IΦ=60×103/(×380×0.8)=113.6A
芯线温度70℃的50mm2铜芯线每公里电阻R0=0.44,则R=0.1×0.44=0.044(Ω)
△P=3×113.62×0.044×10-3=1.704KW
从以上可看到,线路上的功率损耗相当于每6m的线路上安一个100W的灯泡。
在一个工程中,线路左右上下纵横交错,小工程线路全长不下万米,大工程更是不计其数,所以线路上的总有功损耗是相当可观的,减少线路上的能耗必须引起设计重视。
线路上的电流是不能改变的,要减少线路损耗,只有减小线路电阻。线路电阻R=P×L/s,即线路电阻与电导P成正比,与线路截面S成反比,与线路长度L成正比,因此减少线路的损耗应从以下几方面入手。
应选用电导率较小的材质做导线。铜芯最佳,但又要贯彻节约用铜的原则。因此,在负荷较大的二类、一类建筑中采用铜导线,在三类或负荷量较小的建筑中采用铝芯导线。
减小导线长度。首先,线路尽可能走直线,少走弯路,以减少导线长度;其次,低压线路应不走或少走回头线,以减少来回线路上的电能损失;第三,变压器尽量接近负荷中心,以减少供电距离,当建筑物每层平面在10000m2左右时,至少要设两个变配电所,以减少干线的长度;第四,在高层建筑中,低压配电室应靠近竖井,而且由低压配电室提供给每个竖井的干线,不至于产生支线沿着干线倒送的现象。亦即低压配电室与竖井位置的布局上应使线路都分向前送,尽可能减少回头输送电能的支线。
增大导线截面。首先,对于比较长的线路,除满足载流量、热稳定、保护的配合及电压损失所选定的截面,再加大一级导线截面,所增加的费用为M,由于节约能耗而减少的年运行费用为m,则M/m为回收年限,若回收年限为几个月或一、二年,则应加大一级导线截面。一般而言,导线截面小于70mm2,线路长度超过100m的增加一级导线截面比较容易实现上述条件。其次,利用某些季节性负荷的线路,这些用户不用时,可提供给常期用户作供电线路使用,以减少线路和电阻。例如,将空调风机、风机盘管与照明、电开水等计费相同的负荷,集中在一起,采用同一干线供电,既可便于用一个火警命令切除非消防用电,又可在春秋两季空调不用时,使同样大的干线截面传输较小的电流,从而减小了线路损耗,这就相当于充分利用了季节负荷的线路。
在设计中,认真落实上述三条措施,就可减少线路上的能量损耗,达到了线路节能的目的。
提高系统的功率因数
提高系统的功率因数,减少无功在线路上传输,以达到节能的目的。
为什么常提到负荷平稳的电动机可采用就地补偿,因为负荷变动时电机端电压也变化,使电容器没有放完电又充电,这时电容器会产生无功浪涌电流,使电机易产生过电压而损坏。因此,断续负载,如电梯、自动扶梯、自动步行道等不应在电动机端加装补偿电容器;另外,如星三角起动的异步电动机也不能在电动机端加装补偿电容器,因为它起动过程中有开路闭路瞬时转换,使电容器在放电瞬间又充电,也会使电机过电压而损坏。
在民用建筑中应改变电容器集中安装的做法,对容量超过10KW的风机、水泵、传送带等电动机端设置就地补偿装置,空调主机及冷冻泵等常在其附近设专用变配电所,可以集中补偿,但若供电距离超过20m时也最好采用就地补偿。
电动机就地补偿装置的接线有二种方式,一是并接在热元件的一次线后,热元件的整定电流应按补偿后的电机工作电流计,这种接线适合新安装的电机;另一种是装补偿电容器在接触器主接点之后,热元件一次线圈之前,热元件的整定电流就不计补偿的影响,这适合于进行改造的电机接线,这样做可使电容器与电动机一起投切。
处理好上述三部分,即减少自然无功、无功补偿及补偿装置的安装地点,就可以实现合理的选择无功补偿方式而达到节能的目的。
照明部分的节能
因为照明用量大而面广,因此,照明节能的潜力很大,应从下列几方面着手:
采用高效光源。白炽灯过去用得最广泛,因为它便宜,安装维护简单,它致命的弱点是发光率太低,因此目前常被各种发光率高,光色好,显色性能优异的新光源取代。表1列出了各种光源每W的光通量�Lm�。从表中可以看出低压钠灯和高压钠灯的发光率最高,但由于色温低,光色偏暖,显色指数在40~60之间,颜色失真度大,只能在路灯或广场照明用,其中显色指数在60的高显色性钠灯可与汞灯组成混合灯,用于工厂及体育馆照明,这也是量大面广的照明部分;发光率很高的金属卤化物灯,三基色荧光灯及稀土金属荧光灯,由于色温范围广,自3200K~4000K,光色选择性好,显色指数又高,可达80~95,颜色失真度小,尤其金属卤化物灯对人的皮肤显色性特别好,因此除用作商场、展厅的照明外,还广泛用在车站的候车室、码头的候船室、航空港的候机楼以及舞台的灯光照明等;一般荧光灯及稀土金属荧光灯可用在写字楼、住宅的照明;荧光高压汞灯、自整流高压汞灯、钠灯及三者组合的混光灯常用于生产厂房的照明。尽量不用或少用白炽灯,只有在局部艺术照明或防止高频光谱照射的古董字画照明中才使用,虽然它光色好,显色指数最高,但达不到节能的目的。
建筑物尽量利用自然采光,靠近室外部分的建筑面积,应将门窗开大,采用透光率较好的玻璃门窗,以达到充分利用自然光的目的。凡是可以利用自然光的这部分的照明,可采用按照度标准检测现场照度,进行灯光自动调节。
对气体放电灯,采用灯光无级自动调节,即调节灯丝从而达到调光的目的。但其代价太高,每套36W的灯管需要增加2000元~3000元的投资,而节省下来的电能,其电价是有限的,因为这仅在白天日照强时(一般在上午10时到下午3~4点钟 这段时间内)可减少一点人工照明,每支灯充其量节能25%,每天按12小时计,每年按365天计,则节省运行费用:
m=36×0.25×12×365×0.78×10-3=30.7元
所以增加控制的投资需要2000~3000/30.7=65~97年才能回收,这是没有实用意义的。在工作照明中采用这种调光方案是不可取的。它只适宜用于特殊条件下,如气象台、导航站等小面积控制室,要求室内的照度与室外自然光自然协调的环境,才可采用这种调光设备。另外,这种调光设备用于稀土金属荧光灯,其频闪效应使人眼不易接受。对于可以充分利用自然光而且需要调光的场合,可采用分组分片自动开停的控制方案,虽然会有突变过程,但不会影响视力,也不会影响人的情绪,是可取的方式。
对长期需要开停,但又要按人流的多少自动调整照度的场合,在增加投资不多的情况下,对荧光灯可利用调压的方式,固定几级调节,如北京地铁采用澳大利亚的调光设备就是如此。
荧光灯采用调电压调光,其节能效果并不显著。因为,气体放电灯的发光是靠离子在高电压下产生碰撞,达到一定能级而使荧光粉发光,因此光通量并不与电压成正比,电压下降10%,光通量差不多下降30%~40%,电压下降30%,灯会全熄。因此,气体放电灯采用调压方式调光,在实际工程中也很少采用。
照明节能中,除了满足照度、光色、显色指数外,应采用高效光源及高效灯具,对能利用自然光部分的灯具或可变照度的照明采用成组分片的自动控制开停方式,可达到照明节能的效果。
电动机在运行过程中的节能
在建筑电气中的电动机都是与暖通、水道、建筑等工种的设备配套的,由设备制造厂商统一供应的。因此,其节能措施只能贯彻在运行过程中,除了上述的用就地补偿电容器以减少线路由于输送超前无功而引起的有功损耗外,还应减少电机轻载和空载运行。因为,在这种情况下,电机的效率是很低的,消耗的电能并不与负载的下降成正比。采用变频调速器,使其在负载下降时,采用变频的方式,自动调节转速,使其与负载的变化相适应。采用这种方式,可提高电机在轻载时的效率,达到节能的目的。但是,这种设备的价格仍偏高,因此在应用中受到一定的限制。另一种节能方式是采用软起动器,软起动器设备是按起动时间逐步调节可控硅的导通角,以控制电压的变化。由于电压可连续调节,因此起动平稳,起动完毕,则全压投入运行。此设备也可采用测速反馈、电压负反馈或电流正反馈,利用反馈信息控制可控硅导通角,以达到速度随负载的变化而变化。它可用在电动机容量较大,又需要频繁起动的设备,以及附近用电设备对电压的稳定要求较高的场合。因为它从起动到运行,其电流变化不超过三倍,可保证电网电压的波动在所要求的范围内。但它是采用可控硅调压,正弦波未导通部分的电能全部消耗在可控硅上,不会返回电网。因此,它要求散热、通风措施完善。其价格比变频器便宜,在水泵系统中的大容量电动机的控制设备中可以应用。
民用建筑的节能潜力很大,应在设计中精心考虑。但是在选用节能的新设备上,应具体了解其原理、性能、效果,从技术、经济上进行比较后,再选定节能设备,以达到真正节能的目的。
从推动建筑节能来说,我们大体上从五个方面,一个方面,我们推进先建建筑节能,这个我们在十一五期间要实现七千万标准煤的减产,第二是通过建筑的节能改造,这个是1900万吨,第三是政府办公建筑和大型公共建筑的节能监管体系,从而我们得到1100万吨的节能量。再一个推进可再生能源在节能减排中的应用,这个也是一千万吨。推广绿色照明也是实现一千万吨标准煤的量。五块一共是1.2亿吨标准煤的量,这个占我们国家节能总量的20%。
也就是我们推动节能减排,我们建筑节能的贡献率是20%。我们实现1.2亿吨标准煤的量主要是通过刚才讲的四个环节实现。首先怎么管住增量的问题,新建建筑节能这块怎么严格执行设计标准,从而实现七千万吨标准煤的节能量。第二就是大型建筑进行监管。第三我们正在推北方地区既有的居住建筑的节能改造,有1900万吨的节能量,第三推进可再生能源的运用,通过绿色照明的途径实现我们的节能目标。从五项任务来说,我们考虑第一个对新建建筑节能我们主要抓五方面工作。首先,所有的新建建筑都要严格的执行节能改革标准。第二,我们在四个直辖市和条件成熟的地区推行节能65%的标准,这块我们在两个直辖市已经实现了,在北京和天津已经全面按节能65%的标准正在做,其他两个直辖市我们在明年,后年也将严格的开始执行节能65%的地方标准。
我们在十二五期间就将要实现从节能50%到节能65%的过渡。第三块,就是我们正在做的低能耗和绿色建筑的示范,这块,我们建设部已经发了通知,请各个开发商能够踊跃的进行示范,这块到上个月底为止,效果不是太理想,有好几个省还没报,报了的省报的项目也比较少,在这儿我讲一个问题可能不得不引起我们深思。我推进这项工作已经好几年了,但是我发现一个问题,什么问题?就是开发商并不是太踊跃。究其原因有几个方面,一个方面我们信息不对称,也就是我们该宣传的没有宣传到位,从政府来说,这个可能是我们的责任。第二个方面,开发商对这个问题认识本身也还存在的一些问题。究竟是什么问题,我们也希望通过这样的研讨会和大家共同探讨究竟问题出在哪里。
第四件事,怎么引导节能建材的发展,在这块,我们重点有以下几个。首先,怎么能够引导高型混凝土和高强钢的使用。第二块,如何引导节能的墙材,窗户等等的发展。目前应该说符合要求的,符合标准的材料和产品在我们这个行当还处于或者基本处于短缺的状态。这在当今的中国是特殊的现象,我们国家目前来看,生产能力都是过剩,但唯独符合节能环保要求的强材和建材以及材料和产生还存在短缺的问题。去年中国科学研究院曾经对北京地区按建筑节能标准50%做的建筑进行了200万平方米的实测,实测的结果表明什么呢?表明我们按节能50%做的建筑实际上节能的效果只有30%。为什么?可能有三大原因。一个是施工的问题。第二个是我们作运行管理中的问题。第三个问题包括偷工减料,也包括产生达不到要求的问题。
从这些案例我们可以看出,确实我们在材料产品方面差距还比较大。从另外的侧面也说明我们住宅产业发展的前景还很大。
第五个问题怎么在十二五期间从单纯推进建筑节能到推进四节一环保的转变,最终实现党中央国务院提出的发展节能省地型建筑的战略要求。
第二项建立对政府办公建筑和大型公共建筑的节能监管体系。在这儿告诉大家一个背景,我们在研究建筑能耗的时候,我们发现一个问题,在居住建筑,公共建筑中,突出的问题是大型公共建筑,这个问题十分突出。有一组数据,目前大型公共建筑,也就是2万平方米以上的建筑,在总量里面大概只占4%,但是它的耗能却占建筑总能耗的22%,也就是它是一般建筑,或者居住建筑单位面积能耗的5倍,我们实测的是5—10倍。这是一个问题。
第二个问题,政府办公建筑有特殊性,是政府自己在使用,政府号召推进节能减排,自己要带头,要率先垂范,所以,我们把政府办公建筑都归结到一块,所以,我们在国际上提出了一个首创的制度,什么制度?就是在一个国家的范围之内,针对政府办公建筑和大型公共建筑的节能监管制度。这个制度在国际上是首创,我们这个制度大体上有以下主要的内容:
一个内容就是对新建的政府办公建筑和大型公共建筑要求从规划到设计,到竣工验收,以及它的硬性管理都要建相应的管理体系,对既有的政府办公建筑和大型公共建筑首先一个目的是什么呢?就是要对它建监管体系,使它能够按照节能的方式去运行。这是第二条。第三条,在这个基础之上,我们培育了节能服务体系。因为通过建立监管,就可以把健在的节能潜力转化为现实的节能需求。我们现在已经出台了通过贴息的政策,一方面加强监管,另外一方面贴息,通过胡萝卜加大棒的方式。通过贴息的政策引导高耗能的办公建筑和大型公共建筑进行节能改造,从而我们也培育出一个新的市场,就是建筑节能的服务市场,也带来很多相关的附加效应,比较提高就业的问题,等等。
第三块,对于北方地区的供热体制改革和既有建筑节能改造。在这儿,我给大家简单汇报一下,过去我们都叫既有店主改造,现在我们把它重新定位在北方既有的居住建筑节能改造。对北方地区来说,大体上现在北方地区大体80%是不符合建筑节能设计标准的。第二这些不符合建筑节能设计标准我们称它为高能耗的建设,一个采暖期可能比发达国家同纬度的建筑能耗高2—3倍。第三,尽管我们耗了很多能源,但是居民的热舒适度并不高。我们在唐山做了一些改造,改造之前室内温度低在16度,低于国家18度的供暖要求,也就是他居住的热舒适度还是比较差的。一方面能耗高,但是热舒适度还低,第三,老百姓的热支出还高。这是一个方面。
第二个方面就是对于过渡地区或者南方不提建筑节能改造,这也是根据我们调研和实践的结果。在长沙我们按50%的节能标准设计出来的房子,它理论上耗能是多少呢?大体上在夏季的时候应该是50度电,但是测的结果,它目前耗电只有不到30度,平均在20度左右。也就是它按节能标准设计的房子,实现50%的节能率,它应该用电50度,但是实彻的结果只用到20度,30度,原因是什么呢?因为节能50%是在一定的舒适度情况下计算的节能率,由于过渡地区和南方老百姓追求热舒适度还不是太强烈,也就是他宁肯牺牲热舒适度,所以,他实际用能还没有达到规定的耗能水平,所以,目前的状态对南方和过渡地区我们从中央政府这个层面就不再强迫进行既有的建筑改造。而把重点放在北方地区。
在北方地区主要是两个任务,一个任务是供热体制改革,怎么把现在的福利供热转化成商业供热。第二怎么完善热价的形成机制,按用热量收费的制度。第三怎么推进按用热量收费制度相应的进行计量的改造。第四,在这同时完善低收入人群的社会保障制度,使他们得到供热的保障。最后一个,怎么理出竞争机制,实现供热领域有效竞争,提高经营管理效率和服务水平。主要五项工作。再有一块,我们正在推进可再生能源在建筑中的规模化的应用。推进可再生能源在建筑中的规模化应用是从去年开始的。《开再生能源法》去年元月1号开始生效,规定国家应该设立可再生能源应用的专项资金。财政部和建筑部根据这个法律的要求,财政部已经设立了可再生能源应用的专项资金,其中有一块就专门用于推进中国的可再生能源在建筑中的规模化的应用。
另外,中国一方面从我们能源、资源的条件约束很严,比如说我们的能源条件是十分差的,但是另外一方面,中国有得天独厚在可再生能源方面的条件十分丰富,为此,我们分析这些之后,确定了一个基本的战略导向。一,可再生能源在建筑中的利用为抓手,来引导中国的建筑用能结构的调整和转变。我们建筑用能的增长方式。我们切入点在哪里呢?我们目前面临很多风险和问题。第一,推动模式,第二,建设体系的问题,第三标准的问题,第四产品材料的问题。为此,我们决定一个基本的路径,先从城市级的示范开始,摸索经验,总结模式,形成标准,形成推进的机制,在十二期间全面推开,大的思路就是这样。目前,按这个思路已经启动了三批开再生能源在建筑中的规模化利用。第一批从07年开始在全国五个省,北京、内蒙、山东、广东、深圳,这五个地区实施了第一批的示范项目。第二批已经下达了,是在全国20多个省市进行示范,现在启动第三批。
在这儿我想说的是,事实上我们把这三批项目申报就比我们预期的结果差,比如第三批,最终申报了多少呢?234个省,今年你们也应该注意,国务院节能减排工作方案,就是国发15号文,方案里明确要启动200个可再生能源在建设中规模化应用的示范项目。但报上来所有的项目汇总以后只有234个,大家不知道这个信息?我觉得可能也不是。从去年第一批,第二批我们的项目已经逐步的在扩散,但是大家为什么不踊跃的报,不踊跃的探索可再生能源在建设中的示范和应用呢?这里面是有一些问题的,我也想留在这个会里我们共同的探讨。
第五项就是绿色照明。我们想从明年启动,在我国一个是道路,第二在社区,第三在住宅。通过这三个方面,我们一建立标准。第二推广节能的灯。第三我们逐步的先摸索经验,然后再推广。明年这项工作就要启动。汇报完五项任务,我再跟大家汇报我们推进这些工作,主要从哪些措施方面落实。主要三个,一个通过制度创新,第二通过政策引导和激励,第三通过技术进步。首先从体制机制讲,从国家的体制讲,怎么能够逐步从现在这种通过生产端推动到通过需求端来拉动,实现这么一个转变,在这儿我举一个例子,墙材,墙改从90年代初期推到现在,15年过去了,应该说已经取得了不小的,或者叫显著的成效。也就是我们现在的新兴墙材的使用率已经达到40%—50%,成绩已经比较显著,但是如果从15年这个过程来看,我觉得它明显的比较慢。为什么慢?其中一个主要原因就在于我们着力点选在什么地方。过去我们主要是从生产端来推动的,我们可以分析,一个我们经济激励,激励谁了?我们激励的是生产商,谁生产这个材料我激励谁,迄今为止大家知道,我们这个环节实行贴息的政策,墙改基金这么几个政策,但是确实主要着力在生产商。
我们能不能换一个思路,换一个方式,从需求端来拉动?需求端拉动几个环节,一个管理体制能不能改?从现在的生产主管部门能够转到建设主管部门,从使用方面来管,这是一个。第二个,能不能把激励的政策着力点着在开发商,甚至着在直接的购房者,通过这样,是不是能够更符合市场经济规律?这是一个方面。
第二个方面建立制度创新的问题。制度创新有几个,一个,我们所定的一系列的工作任务是不是应该建立考核评价体系?在这儿,我想说一下,我们建设部党组十分关注这项工作,我们从2004年开始,就每年对建设节能进行专项的考核和评比,说实话,在这么多主管节能,真正对这块工作的考核评价,我认为建设部是建立起来了。可以看,我们从2005年开始,通报批评表扬做的好的,同时通报批评做的差的。2006年一样,谁做的好表扬,谁做的差批评。在这儿我想给大家汇报一下,对各个省建设主管部门,各个市的建设主管部门进行通报批评,这个真是下了很大的决心。因为我们干工作都得依赖他们去干,但是做不好还挨批评,这个做不好是相对的做不好,有些做了大量的工作,但是推进成效差一点,所以,挨批评。
我觉得建设部下这么大的决心,真的还是不容易。我们这种专项检查效果目前正在展现。比如给大家举个例子,2005年的时候,我们做过一个专项的调查,执行情况是什么情况呢?在设计阶段执行节能设计标准的50%,在施工阶段只有22%。2006年这个数就变成在设计阶段执行建筑节能设计标准的达到94%,在施工阶段按节能设计标准做的达到52%。一年的工夫提高这么快,今年检查还没出来,但是我们初步掌握的情况,因为设计阶段、执行阶段,关键是施工阶段,今年应该是在80%以上。所以,我觉得我们现在这种体系和机制还是有效的。
再一块我重点给大家介绍一下我们在制度创新方面建立了哪些制度。一共七个制度,第一个新建建筑的市场准入制。第二,建筑的能源效率标识性制度。第三,旧建筑节能改造制度。第四,建筑用能系统的管理制度。第五,大型建筑用能管理制度。第六,建筑用能统计制度。第七,技术材料推广制度。第一项制度,以行政许可为特征的新建建筑的市场准入制度。这个写到国务院关于进一步加强节能工作的决定里。这个市场准入特征是什么?一充分运用现有的行政许可,不再增加新的行政许可。第二个,就是按行政许可法的要求,在现有的行政许可里面增加许可的条件,把规划设计施工几个环节执行建筑节能标准的情况作为许可的条件。一个从规划,研究的规定还没出台,发规划许可证之前,规划许可部门应该就这个项目是否符合建筑节能设计部门征求建设主管部门的意见,建设主管部门应当在十日之内做出许可,还是不许可的答复。依据是什么?就是你执行建筑节能设计标准做了没有。这是一个。第二我们利用施工许可,我们在施工设计阶段就要对执行建筑节能设计标准进行专项的查验,如果达到了,出具。达不到,应该拒绝。施工许可必须查验是否在施工阶段达到节能设计标准,达不到不得发放施工许可证。这是第二个。
第三个竣工验收,我们已经出台了新验收规范。你在施工阶段是否按建筑节能标准做,做的怎么样,已经作为了竣工验收备案的必要条件。这是我给大家汇报的第一个制度。
第二个制度,建筑能源效率标识制度。我们把建筑分成以下几类,一强制的,第二自愿。强制又分几种情况,第一开发商开发的量大面广的住宅。这种情况采取自行标识的原则,各个开发商在销售房屋的时候,你必须明示你的指标,必须把你采取的节能措施记载入你住房的销售合同和你住房的责任保证书等等。记载进去之后,你就担负了责任,什么责任?是不是按节能建筑标准规划设计施工的,这个责任最终由开发商来负。这是一个。第二个,对于我们的大型公共建筑和政府建筑,这一类我们采取强制性的标志,必须到第三方进行测评以后才能标识。第二类,自愿。为了鼓励开发商开发节能省地的建筑,你做的这个优于国家标准,你申请自愿标识。你申请了标识之后,第三方给你做测评,我们就给经济激励。如果最后的经济激励政策确定下来,你必须经过测评和标识证明优于国家标准,这个政策正在跟财政部进行磋商。我估计应该该出台了。
第三个制度就是既有的居住建筑节能改造。首先有一个基本的定位,我们把它定位成政府的责任。为什么定位为政府的责任?因为既有的居住建筑节能改造从世界范围来看,都是由政府承担的一项工作和一项任务。在这个领域里,简单的说,市场机制是部分失灵的,你要想通过市场机制来做,在国际上没有成功的经验。所以,这是基本定位。对政府来说做了哪些工作?首先你负责进行居住建筑的调查,你要调查清楚你辖区内住房结构是什么,建筑形式是什么,把家底摸清楚。第二,你要在这个基础上进行节能减排的计划,同时根据《物权法》还得充分尊重物权所有人的意愿,在这个基础之上你才能做节能改造。节能改造也是由地方政府组织实施。最后,还有验收评估的问题。这项制度,这么一些要求,我们已经把它作为具体的程序进行要求,写入了建筑管理条例。等国务院审理之后通过。因为时间关系,我简单再给大家说一个是建筑用地的具体管理制度,还也大型共归建筑的管理制度。在这个制度里,关键是五项基本的制度。
二、暖通空调领域节能的途径与方法科学技术的不断进步,使暖通空调领域新的技术不断出现,我们可以通过多种方法实现暖通空调系统的节能。1、精心设计暖通空调系统,使其在高效经济的状况下运行暖通空调系统特别是中央空调系统是一个庞大复杂的系统,系统设计的优劣直接影响到系统的使用性能。例如系统往往都是按最大负荷设计的,而实际运行基本上是在部分负荷下运行,如果系统各部分的设计不能满足部分负荷运行的要求,那系统的能耗是很大的。又如新风系统的设计,系统应该能随着室外气象参数的变化改变新风量,以最大限度地缩短主机的开启时间。可以说空调系统的设计对系统的节能起着重要的作用。2、改善建筑维护结构的保温性能,减少冷热损失我们知道对于暖通空调系统而言,通过维护结构的空调负荷占有很大比例,而维护结构的保温性能决定维护结构综合传热系数的大小,亦即决定通过维护结构的空调负荷的大小。所以在国家出台的建筑节能设计规范和标准中,首先要求的就是提高维护结构的保温隔热性能。3、提高系统控制水平,调整室内热湿环境参数,尽可能降低空调系统能耗空调系统特别是舒适性空调系统对人体的作用是通过空气温度、湿度、风速、环境平均辐射温度进行的,人体对环境的冷热感觉是这些环境因素综合作用的结果。以往的空调控制方式仅仅是测控空气的温度湿度,甚至仅空气温度。显然是不全面的,势必带来许多问题,如空调系统对人体的作用不直接、当环境变化时对环境的调控不迅速、人体感到不舒适、空调系统的这种调控方式不节能。热湿环境研究成果的应用,为我们采用新的控制方式方法提供了理论基础。如果采用舒适性评价指标即体感指标作为空调系统的调控参数,如采用PMV或SET*指标对空调系统进行调控,不仅可以解决传统控制方法存在的弊病,而且可以实现大幅度的节能,据我们的初步研究表明,采用这种控制方法可使空调系统在人体舒适的条件下节能30%左右。4、采用新型节能舒适健康的空调方式如上所述,影响人体热舒适性的环境参数众多,不同的环境参数组合可以得到相同的热舒适性效果,但不同的热湿环境参数组合空调系统的能耗是不相同 的。例如在冬季,如果我们采用传统的空调方式,把整个室内的空气加热,通过空气实现人体与环境的热湿交换,就需要较高的空气温度,此时通过维护结构的热损失和加热新风的热损失都比较大。如果我们根据热湿环境的研究成果,改变传统的空调方式,增加辐射热(如低温地板辐射采暖),此时所需要的空气温度降显著下降,一般可达到12~14度,而传统方式一般在18~20度,显然后者比前者具有显著的节能效果。在夏季也有类似的结果。5、推广应用使用可再生能源或低品位能源的空调系统随着空调系统的广泛应用,空调对不可再生能源的消耗将大幅度上升,同时对生态环境的破坏也在日趋加剧。如何利用可再生能源及低品位能源已经成了该领域重要的研究课题。地源热泵空调系统就是在这种形势下发展起来的,它利源地下恒温层土壤热显著提高空调系统的COP值,使得同等制热(或制冷)量下的系统能耗大幅度下降。另外,利用太阳能供热或制冷技术也在开发研究着。6、开展冷热回收利用的研究运用工作,实现能源的最大限度利用目前许多空调系统冷热回收利用研究也在蓬勃开展,如空调系统排风的全热回收器,夏季利用冷凝热的卫生热水供应等,都是对系统冷热的回收利用,显著提高了空调系统能源利用率。三、存在的问题与对策要实现空调系统的节能降耗,已经具备了许多成熟的条件,但同时也存在许多问题有待于解决:1、暖通空调系统的设计管理问题如前所述,空调系统的设计对空调系统的节能性有着重要的影响。然而在实际中往往得不到一些设计部门和设计人员的足够重视,使得设计建造的系统不仅初投资大,运行能耗也相当惊人,大大超过了国家标准。据实测,有的公共建筑的空调能耗占建筑总能耗的60%。为此, 我们有必要建议政府有关职能部门加强对暖通空调设计项目的管理,可以委托相关技术部门如学会等对设计图纸文件进行严格审查,对未达到国家有关节能标准的设计严禁施工建造。2、暖通空调系统的运行管理问题除设计外,我们发现运行管理也起着重要的作用。有些单位的空调系统,一年四季只有开机关机和冬夏季转换操作,显然系统达不到相应的节能效果。为此 要求运行管理人员不仅要有强烈的责任心,上岗前还必须要进行系统的培训和考核,对没有达到要求的,应重新培训,考核合格后才能上岗。在调查中我们发现,同样一套系统,管理人员不同,系统的能耗大不相同,有的甚至相差50%以上。3、新型空调方式、控制方法及新的节能技术的开发应用问题如前所述,采用新型空调方式、新的控制方法,不仅能显著提高热舒适性而且可以使系统大幅度节能。在我省对新型空调方式和控制方法的研究可以说在全国都是比较早的,并且已经取得了一些可喜的成果,只要政府部门略加扶持这些成果将很快能得到适用,并形成产业化,对这些项目的实施,将对我省的能源、环境和经济都将起到巨大的推动作用。4、公众对空调系统作用的理解观念问题对于舒适性空调系统,从本专业的角度来讲就是使人体有好的热舒适性。而在社会上我们常常发现一种这样的观念:认为空调在夏季是越冷冬季越热效果越好。这显然与舒适性空调的出发点相违背的。事实上,这样不仅大大增大了空调系统的能耗,同时由于室内外温差的增大,也使人体对不同环境的适应性下降,身体免疫力降低。这些可以通过宣传改变人们的观念。5、使用可再生能源空调系统的开发推广应用问题利用可再生能源的暖通空调系统,如地源热泵空调系统、太阳能制冷、供热系统,不仅有着显著的环境和社会效益,有的还有着显著的经济效益(如地源热泵空调系统),应大力开发推广。当然,和其他任何新技术一样,这些技术也存在着一些问题(如地源热泵系统的地源热提取问题等),也需要进一步研究完善,也需要政府部门的重视和支持。综上所述,暖通空调系统在建筑节能中占据重要的位置,起着重要的作用,节能技术的研究开发和运用是暖通空调系统、建筑系统节能的基础,政府职能部门的重视和支持,则是实现大幅度节能、产生显著的环境和社会效益、推动经济发展的保证。
我国既有建筑面积约400亿平方米,到2020年,全国需要新增面积约300亿平方米的建筑,如果这些建筑全部在现有基础上实现50%的节能,则每年大约可节省1.6亿吨标准煤。我国建筑不仅能耗高,而且能源利用效率低,单位建筑能耗比同等气候条件下的国家高出2~3倍。
那么,什么是建筑节能?政策措施有哪些?如何加强建筑节能?本期应知版为读者解读相关内容。
1
什么是建筑节能?
建筑节能具体指在建筑物的规划、设计、新建(改建、扩建)、改造和使用过程中,执行节能标准,采用节能型的技术、工艺、设备、材料和产品,提高保温隔热性能和采暖供热、空调制冷制热系统效率,加强建筑物用能系统的运行管理,利用可再生能源,在保证室内热环境质量的前提下,减少供热、空调制冷制热、照明、热水供应的能耗。
建筑节能在发达国家最初为减少建筑中能量的散失,现在则普遍称为“提高建筑中的能源利用率”,在保证提高建筑舒适性的条件下,合理使用能源,不断提高能源利用效率。
2
政策措施有哪些?
从20世纪80年代开始,我国就针对建筑节能开展了相应的工作,首先是针对北方寒冷地区的采暖建筑制定了相应的用能标准。随后,相关工作逐渐展开,形成了一系列的法规与标准。最新的有:
2006年,原建设部和国家质量监督检验检疫总局联合公布了《绿色建筑评价标准》,这是我国第一部从住宅和公共建筑全寿命周期出发,多目标、多层次,对绿色建筑进行综合性评价的推荐性国家标准。
2007年,全国人大常委会对《中华人民共和国节约能源法》进行了修订,明确部署了我国建筑节能立法的框架蓝图,使建筑节能工作翻开了新的篇章。
2008年,国务院颁布了《民用建筑节能条例》,其中对新建建筑节能、既有建筑节能改造、建筑用能系统运行节能、可再生能源应用等方面提出了要求,规定了各级人民政府、建设单位、设计单位、监理单位和施工单位在建筑节能方面的责任和义务。
3
如何加强建筑节能?
加强建筑节能政策研究,加大扶持力度
一是加快推进建筑节能立法研究。二是积极推进区域性重大基础设施的统筹规划和共建共享,提高基础设施的使用效率,减少重复建设带来的巨大浪费。三是严格执行并不断完善建筑节能标准和规范,增加强制性标准范围,加强和监督建筑标准、规范的执行效果。四是研究制定经济激励政策措施,对既有建筑进行节能改造给予适当的补贴或税收优惠政策,对示范项目给予贴息优惠政策。
加快推进建筑垃圾的综合利用
建筑废弃物的可再生利用空间巨大,因此应该加大对建筑垃圾综合利用的扶持和技术开发力度,积极开展建筑垃圾综合利用试点,大力在市场中推广使用;借鉴先进国家的经验,从设计源头优化方案,加强施工过程监管,削减废弃物产生量,降低建筑材料消耗量,最大限度地提高废弃物的资源利用率。
大力开发和利用新能源
随着能源危机日益临近,新能源已经成为今后世界上的主要能源之一。因我国地理环境差异很大,有的地区新能源开发条件比较好,有的地区新能源开发条件比较单一,所以,各地要根据自然环境、地理条件等实际情况,选择成本低、能效高、可利用范围大的新能源进行开发,如太阳能、地热、地道风、沼气等;在重视新能源开发的同时,还应当回收应用废热余热,提高能源利用率。
加强示范工程建设,促进节能建筑产品的推广和应用
示范工程应按照建筑节能要求进行规划和设计,并严格跟踪其节能技术、节能材料的选择、施工和质量验收,在保证工程质量的前提下达到节能设计标准的要求。通过试点示范工程的建设,研究适合地方特点的节能材料、设备和技术,测试节能建筑的节能效果,以获得节能建筑的经济技术指标,总结规划、设计、材料选择和施工应用等方面的经验;以试点工程为载体,综合推广应用节能新技术、新材料,展示节能成果,让试点示范工程起到宣传和推广作用。
他山之石
国外建筑节能措施
德国
德国在建筑节能方面所采取的经济措施主要是改革生态环保税,提高建筑采暖用油等价格,同时对热电联产等新技术应用实施税收减免。
在法律法规方面:1976年,德国通过了第一部《建筑节能法》;1977年,主要控制建筑物热损失的《建筑保温规范》开始实施;2002年,德国《能源节约法》生效,这是一部综合性的建筑节能法。
美国
美国政府从立法和税收减免等方面积极鼓励建筑节能。在立法方面:1975年,美国制定的第一部《能源政策和节约法》,首次提出了建筑节能的要求;1977年,官方正式颁布了《新建筑物结构中的节能法规》,在45个州推广并收到了明显的节能效果;1992年的《能源政策法1992》要求联邦相关部门到2000年在1985年的基础上降低建筑能耗的20%。在税收减免方面:新建节能住宅建筑可以获得税收减免。另外,节能建筑设备也可获得税收减免的优惠。同时,美国发起了低收入家庭住宅节能计划,政府为低收入家庭免费进行节能改造,每个家庭有一定限额。
日本
日本运用金融优惠制度,鼓励建筑采用节能措施,以较少的能量消耗获取舒适的居住环境条件。日本实行的金融优惠制度包括住宅采用隔热构造的补贴贷款制度,采用太阳能热水器、节能型供水设备和供暖设备等的补贴贷款制度以及办公楼、饭店等建筑采用热泵设备的长期低息融资制度等。
1、 光与热的转换。如太阳能热水器、太阳能灶等。
2、 光与电的转换,如太阳能电池板、太阳能车、船等。 太阳能清洁能源是将太阳的光能转换成为其他形式的热能、电能、化学能,能源转换过程中不产生其他有害的气体或固体废料,是一种环保、安全、无污染、的新型能源。
海洋能指依附在海水中的可再生能源,海洋通过各种物理过程接收、储存和散发能量,这些能量以潮汐、波浪、温度差、盐度梯度、海流等形式存在于海洋之中。
1、潮汐能 2、波浪能 3、海水温差能
4、盐差能 5、海流能
地球表面大量空气流动所产生的动能。由于地面各处受太阳辐照后气温变化不同和空气中水蒸气的含量不同,因而引起各地气压的差异,在水平方向高压空气向低压地区流动,即形成风。风能资源决定于风能密度和可利用的风能年累积小时数。风能密度是单位迎风面积可获得的风的功率,与风速的三次方和空气密度成正比关系。据估算,全世界的风能总量约1300亿千瓦。风能资源受地形的影响较大,世界风能资源多集中在沿海和开阔大陆的收缩地带。在自然界中,风是一种可再生、无污染而且储量巨大的能源。随着全球气候变暖和能源危机,各国都在加紧对风力的开发和利用,尽量减少二氧化碳等温室气体的排放,保护我们赖以生存的地球。
风能的利用主要是以风能作动力和风力发电两种形式,其中又以风力发电为主。以风能作动力,就是利用风来直接带动各种机械装置,如带动水泵提水等这种风力发动机的优点是:投资少、工效高、经济耐用。
1所有气体中,氢气的导热性最好,比大多数气体的导热系数高出10倍,因此在能源工业中氢是极好的传热载体。
2氢是自然界存在最普遍的元素,据估计它构成了宇宙质量的75%,除空气中含有氢气外,它主要以化合物的形态贮存于水中,而水是地球上最广泛的物质。据推算,如把海水中的氢全部提取出来,它所产生的总热量比地球上所有化石燃料放出的热量还大90O0倍。
3除核燃料外氢的发热值是所有化石燃料、化工燃料和生物燃料中最高的,为142,351kJ/kg,是汽油发热值的3倍。
4氢燃烧性能好,点燃快,与空气混合时有广泛的可燃范围,而且燃点高,燃烧速度快。
5氢本身无毒,与其他燃料相比氢燃烧时最清洁,除生成水和少量氮化氢外不会产生诸如一氧化碳、二氧化碳、碳氢化合物、铅化物和粉尘颗粒等对环境有害的污染物质,少量的氮化氢经过适当处理也不会污染环境巨,而且燃烧生成的水还可继续制氢,反复循环使用。
生物能是太阳能以化学能形式贮存在生物中的一种能量形式,一种以生物质为载体的能量,它直接或间接地来源于植物的光合作用,在各种可再生能源中,生物质是独特的,它是贮存的太阳能,更是一种唯一可再生的碳源,可转化成常规的固态、液态和气态燃料。所有生物质都有一定的能量,而作为能源利用的主要是农林业的副产品及其加工残余物,也包括人畜分粪便和有机废弃物.生物质能为人类提供了基本燃料。
生物能具备下列优点:
(1)提供低硫燃料,
(2)提供廉价能源(于某些条件下),
(3)将有机物转化成燃料可减少环境公害(例如,垃圾燃料),
(4)与其他非传统性能源相比较,技术上的难题较少。
至于其缺点有:
(1)植物仅能将极少量的太阳能转化成有机物,
(2)单位土地面的有机物能量偏低,
(3)缺乏适合栽种植物的土地,
地热能是由地壳抽取的天然热能,这种能量来自地球内部的熔岩,并以热力形式存在,是引致火山爆发及地震的能量。地球内部的温度高达摄氏7000度,而在80至100公英里的深度处,温度会降至摄氏650度至1200度。透过地下水的流动和熔岩涌至离地面1至5公里的地壳,热力得以被转送至较接近地面的地方。高温的熔岩将附近的地下水加热,这些加热了的水最终会渗出地面。运用地热能最简单和最合乎成本效益的方法,就是直接取用这些热源,并抽取其能量。地热能是可再生资源。
1、200~400℃直接发电及综合利用;
2、150~200℃双循环发电,制冷,工业干燥,工业热加工;
3、100~150℃双循环发电,供暖,制冷,工业干燥,脱水加工,回收盐类,罐头食品;
4、50~100℃供暖,温室,家庭用热水,工业干燥;
5、20~50℃沐浴,水产养殖,饲养牲畜,土壤加温,脱水加工。
现在许多国家为了提高地热利用率,而采用梯级开发和综合利用的办法,如热电联产联供,热电冷三联产,先供暖后养殖等。
地热发电
蒸汽型地热发电
热水型地热发电
地热供暖
地热务农
地热行医
水能是一种可再生能源,是清洁能源,是指水体的动能、势能和压力能等能量资源。广义的水能资源包括河流水能、潮汐水能、波浪能、海流能等能量资源;狭义的水能资源指河流的水能资源。是常规能源,一次能源。水不仅可以直接被人类利用,它还是能量的载体。太阳能驱动地球上水循环,使之持续进行。地表水的流动是重要的一环,在落差大、流量大的地区,水能资源丰富。随着矿物燃料的日渐减少,水能是非常重要且前景广阔的替代资源。目前世界上水力发电还处于起步阶段。河流、潮汐、波浪以及涌浪等水运动均可以用来发电。
包括常规能源的清洁利用,如煤的气化和液化;可再生能源如太阳能、风能、水能、海洋能、地热能、生物能的利用;以及新能源(如氢燃料)的开发。氢燃料的发热值为同等重量碳的4倍,燃料产物是水,对环境无污染,是未来理想的清洁能源。
核能虽然属于清洁能源,但消耗铀燃料,不是可再生能源,投资较高,而且几乎所有的国家,包括技术和管理最先进的国家,都不能保证核电站的绝对安全,前苏联的切尔诺贝利事故和美国的三里岛事故影响都非常大,日本也出现过核泄漏事故,核电站尤其是战争或恐怖主义袭击的主要目标,遭到袭击后可能会产生严重的后果,所以目前发达国家都在缓建核电站,德国准备逐渐关闭目前所有的核电站,以可再生能源代替,但可再生能源的成本比其他能源要高。
可再生能源是最理想的能源,可以不受能源短缺的影响,但也受自然条件的影响,如需要有水力、风力、太阳能资源,而且最主要的是投资和维护费用高,效率低,所以发出的电成本高,现在许多科学家在积极寻找提高利用可再生能源效率的方法,相信随着地球资源的短缺,可再生能源将发挥越来越大的作用。
随着世界各国对能源需求的不断增长和环境保护的日益加强,清洁能源的推广应用已成必然趋势。专家预测,由于天然气联合循环发电具有高效、运行灵活、投资少和建设时间短等优势,其发电占全世界发电燃料的比例,将从2003年的19%增加到2030年的22%。2003~2030年,天然气发电装机容量将增加10.7亿千瓦,占全球发电装机容量的比例将从27%增加到33%。核电发展也呈现提升势头。展望未来,2003~2030年,国际上核电装机容量将从3.61亿千瓦增加到4.38亿千瓦。其中,中国、印度和俄罗斯核电装机容量增加最多。全世界核电发电量将从2003年的2.5万亿千瓦时,增加到2030年的3.3万亿千瓦时。水电及其他清洁能源发电均有望提高。到2030年,联网的水电和其他清洁能源发电装机容量将比2003年增加5.53亿千瓦。这其中,大部分的增长来自亚洲国家的大型水电。中国将是水电增加最多的国家,印度、老挝和越南都有开发水电的计划。而受高油价等因素影响,用燃油发电占全世界发电的比例将从2003年的10%降低到2030年的7%。
国家政府对清洁能源的关注
国务院总理在政府工作报告中把积极发展核电、风电、太阳能发电等清洁能源作为今年的主要任务之一。全国政协常委、国家能源局局长张国宝对此表示,从长期来看,改善我国能源结构,必须积极发展可再生能源和新能源,不断提高清洁能源在我国一次能源消费中的比重。记者从青海代表团了解到,鉴于国家能源战略的提升,青海正在积极推进开发风能等可再生资源。初步估算,青海省总的风能资源技术可开发量约为1128.363万千瓦,资源很丰富,但目前开发利用率非常低,大规模并网风电场尚未开发。目前,青海已将29个风电场列入该省中长期风电场发展规划。同时还在开展青海湖、过马营等7个风电场的可行性研究工作。
全国人大代表、中国可再生能源学会副理事长、皇明太阳能集团有限公司董事长黄鸣在接受本报记者采访时说,时隔十多年再开全国能源会以及温总理在政府工作报告中的相关表述表明,目前国家对能源领域极为关注。当前国家正积极推进能源结构的调整,这对于可再生能源来说是难得的发展机遇
阐述建筑设计与建筑节能
摘要:结合作者多年工作 经验 ,从建筑的整体及外部环境、单体设计、围护结构的整体及细部构造设计等方面浅谈了如何在建筑设计中落实建筑节能观,可供同行借鉴参考。
关键词:建筑节能 节能设计 建筑设计
一、建筑节能的重要性
目前世界范围内石油、煤炭、天然气三种传统能源日趋枯竭,人类将不得不转向成本较高的生物能、水利、地热、风力、太阳能和核能,而我国的能源问题更加严重。我国能源发展主要存在四大问题:①人均能源拥有量、储备量低②能源结构依然以煤为主,约占75%。全国年耗煤量已超过1 3亿吨③能源资源分布不均,主要表现在经济发达地区能源短缺和农村商业能源供应不足,造成北煤南运、西气东送、西电东送④能源利用效率低,能源终端利用效率仅为33%,比发达国家低1 0%。随着城市建设的高速发展,我国的建筑能耗逐年大幅度上升,已达全社会能源消耗量的32%,加上每年房屋建筑材料生产能耗约1 3%,建筑总能耗已达全国能源总消耗量的45%。我国现有建筑面积为400亿m2,绝大部分为高能耗建筑,且每年新建建筑近20亿m2,其中95%以上仍是高能耗建筑。如果我国继续执行节能水平较低的设计标准,将留下很重的能耗负担和治理困难。庞大的建筑能耗,已经成为国民经济的巨大负担。因此建筑行业全面节能势在必行。全面的建筑节能有利于从根本上促进能源资源节约和合理利用,缓解我国能源资源供应与经济社会发展的矛盾有利于加快发展循环经济,实现经济社会的可持续发展有利于长远地保障国家能源安全、保护环境、提高人民群众生活质量、贯彻落实科学发展观。
二、全面的建筑节能的涵义
全面的建筑节能,就是建筑全寿命过程中每一个环节节能的总和。是指建筑在选址、规划、设计、建造和使用过程中,通过采用节能型的建筑材料、产品和设备,执行建筑节能标准,加强建筑物所使用的节能设备的运行管理,合理设计建筑围护结构的热工性能,提高采暖、制冷、照明、通风、给排水和管道系统的运行效率,以及利用可再生能源,在保证建筑物使用功能和室内热环境质量的前提下,降低建筑能源消耗,合理、有效地利用能源。全面的建筑节能是一项系统工程,必须由国家立法、政府主导,对建筑节能作出全面的、明确的政策规定,并由政府相关部门按照国家的节能政策,制定全面的建筑节能标准要真正做到全面的建筑节能,还须由设计、施工、各级监督管理部门、开发商、运行管理部门、用户等各个环节,严格按照国家的节能政策和节能标准的规定,全面地贯彻执行各项节能措施,从而使每一位公民真正树立起全面的建筑节能观,将建筑节能真正落到实处。
三、在建筑设计中贯彻落实全面的建筑节能
建筑设计是全面的建筑节能中一个很重要的环节,有利于从源头上杜绝能源的浪费。
1.整体及外部环境的节能设计
建筑整体及外部环境设计是在分析建筑周围气候环境条件的基础 上,通过选址、规划、外部环境和体型朝向等设计,使建筑获得一个 良好的外部微气候环境,达到节能降耗的目的。
(1)合理选址
建筑选址主要是根据当地的气候、土质、水质、地形及周围环境条件等因素的综合状况来确定。建筑设计中,既要使建筑在其整个生命周期中保持适宜的微气候环境,为建筑节能创造条件,同时又要不破坏整体生态环境的平衡。
(2)合理的外部环境设计
在建筑位址确定之后,应研究其微气候特征。根据建筑功能的需求,应通过合理的外部环境设计来改善既有的微气候环境,创造建筑节能的有利环境,主要 方法 为:①在建筑周围合理布置树木、植被,既可有效地遮挡风沙、净化空气,还能遮阳、降噪,从而减少空调能耗②创造人工自然环境,如在建筑附近设置水面,利用水来平衡环境温度、降风沙及收集 雨水 等作用。
(3)合理的规划和体型设计
合理的建筑规划和体型设计能有效地适应恶劣的微气候环境。它包括对建筑整体体量、建筑体型及建筑形体组合、建筑日照及朝向等方面的确定。像蒙古包的圆形平面,圆锥形屋顶能有效地适应草原的恶劣气候,起到减少建筑的散热面积、抵抗风沙的效果对于沿海湿热地区,引入自然通风对节能非常重要,在规划布局上,可以通过建筑的向阳面和背阴面形成不同的气压,即使在无风时也能形成通风,在建筑体型设计上形成风洞,使自然风在其中回旋得到极好的通风效 果,达到节能的目的。日照及朝向选择的原则是冬季能获得足够的日照并避开主导风向,夏季能利用自然通风并防止太阳辐射。然而建筑的朝向、方位以及建筑总平面的设计应考虑多方面的因素,建筑受到社会历史 文化 、地形、城市规划、道路、环境等条件的制约,要想使建筑物的朝向均满足夏季防热和冬季保温是困难的,因此,只能权衡各个因素之间的得失,找到一个平衡点,选择出这一地区建筑的最佳朝向和较好朝向,尽量避免东西向日晒。
2.单体的节能设计
单体的节能设计,主要是通过对建筑各部分的节能构造设计、建筑内部空间的合理分隔设计,以及一些新型建筑节能材料和设备的设计与选择等,来更好地利用既有的建筑外部气候环境条件,以达到节能和改善室内微气候环境的效果。
(1)建筑各部位的节能构造设计
建筑各部位的节能构造设计,主要是在满足其作为建筑的基本组成部分的要求之外,通过对建筑各部位(屋顶、楼板、墙体、门窗、梁柱等)的造型、结构、材料等方面加以进一步优化设计,充分利用建筑建筑材料自身特性的有利条件,减少能耗和改善室内微气候环境,从而达到节能的效果。具体有以下五个方面:
1)屋顶的节能设计。屋顶是建筑物与室外大气接触的一个重要部分,也是建筑室内与外部空间能量发生交换,造成室内能量损失的主要部位之一。我们通常主要采取以下节能措施:①采用坡屋顶②屋面设保温层③根据不同地区需要,设置保温隔热屋面(架空隔热屋面、蓄水屋面、 种植 屋面等)。
2)楼板的节能设计。主要是利用其结构中空空间,以及对房间顶板的吊顶造型加以设计利用。如将循环水管布置预制楼板的中空孔中或现浇板面上,夏季可以利用冷水循环降低室内温度,冬季利用热水循环取暖。
3)建筑外围墙体的节能设计。墙体是建筑室内与外部空间接触面积很大,容易造成室内能量损失的部位。墙体的节能设计,除了适应不同地区的气候条件,正常做好墙体保温、防潮、隔热等措施以外,还应体现在改善微气候环境条件的特殊构造上,如寒冷地区的夹心墙体设计、被动式太阳房中各种蓄热墙体(如水墙)设计以及国外较多采用的导风墙体设计。如,在马来西亚,杨经文设计的槟榔屿州MennaruUmno大厦外墙中,则外加了一种“捕风墙”的特殊构造设计,在建筑两侧设阳台开口,开口两侧外墙上布置两片挡风墙,使两通风墙形成喇叭状的口袋,将风捕捉到阳台内,然后通过阳台门的开口大小控制进风量,形成“空气锁”,可以有效地控制室内通风。
4)建筑门窗的节能设计。据统计资料,在我国既有的高耗能建筑
中有40%的耗能是通过门窗散失的。因此,解决好门窗节能的问题相当重要。门窗的节能设计主要考虑以下几个方面: ①控制建筑不同朝向的窗墙面积比,从而减少不利朝向外窗的能量损失。如在寒冷地区,尽量减少北向开窗面积可以有效减少建筑冬季能耗损失②设置各种形式的外遮阳:我国节能标准中规定,夏热冬暖地区、夏热冬冷地区中,夏季制冷负荷大的建筑的外窗(包括透明幕墙)宜设置外部遮阳设置外遮阳后,建筑的夏季制冷能耗会有比较明显的降低③合理地组织门窗的通风换气,尽量采用自然通风,少用、不用空调通风④严寒、寒冷地区建筑的外门宜设门斗或采取 其它 减少冷风渗透的措施,其它地区建筑外门也应采取保温隔热节能措施⑤选择节能性能高的建筑门窗和幕墙:建筑门窗和建筑幕墙要改变消极保温隔热的单一节能观念,把节能和合理利用太阳能、地下热(水)能、风能结合起来,积极选择节能和用能(利用太阳能、冷能、风能、地热能)相结合的门窗及幕墙产品。
5)建筑物围护结构细部的节能设计。细部的节能设计对于建筑物的整体节能也非常重要,应从以下各部位着手:①热桥部位应采取可靠的保温与“断桥”措施,热桥部位主要指建筑外维护结构中热量传递较快的钢筋混凝土梁、柱、架空楼板等部位②外墙出挑构件及附墙部件,如阳台、雨罩、靠外墙阳台栏板、空调室外机搁板、附壁柱、凸窗、装饰线等均应采取隔断热桥和保温措施③窗口外侧四周墙面应进行保温处理④门、窗框与墙体之间的缝隙,应采用高效保温材料填堵⑤门、窗框四周与抹灰层之间的缝隙,宜采用保温材料和嵌缝密封膏密封,避免不同材料界面开裂,影响门、窗的热工性能⑥采用全玻璃幕墙时,隔墙、楼板或梁与幕墙之间的间隙,应填充保温材料。
(2)合理的建筑空间设计
合理的空间设计是在充分满足建筑使用功能要求的前提下,对建筑空间进行合理分隔(平面分隔和竖向分隔),以改善室内保温、通风、采光等微气候条件,达到节能目的。如在北方寒冷地区的住宅设计中,就经常将使用频率较少的房间如厨房、餐厅、次卧室等房间布置在北侧,形成对北侧寒冷空气的“温度阻尼区”,从而达到节能及保证使用频率较多房间的舒适度的目的在有采暖空调房间的建筑里,尽量将采暖空调房间集中布置,以避免在采暖空调房间与非采暖空调房间之间发生大面积的能量交换,造成大量能量浪费。国外,在印度柯里亚的管式住宅及干城章嘉公寓楼的设计中,设计师通过对不同需求空间的竖向分隔,达到了极佳的通风降温效果。
3.选用建筑节能材料
合理选用建筑节能材料也是全面实现建筑节能的一个重要方面。建筑材料的选择应遵循健康、高效、经济、节能的原则。一方面,随着科技的发展,大量的新型高效材料会不断被研制出来并应用到建筑设计中去,更好地起到了节能作用。如新型保温材料、防水材料在墙体、屋面构造中的应用,达到了更好的保温防潮效果新型隔热玻璃和框体材料在建筑外门窗中的应用,起到了更好的隔热降耗效果采用可调节的铝材遮阳板,达到遮阳的目的。另一方面,要结合当地的实际情况,发掘出一些地方节能材料,更好地应用到建筑节能中去。
4.建筑设计中应加强建筑节能方面的认识和学习
(1)深刻认识是建筑师做好节能设计的保证
当前,很多建筑师对建筑节能对于我们国家经济建设的重大意义理解不够,对建筑节能技术的了解跟不上时代发展,以至于不能把节能设计完全有效的做好,只是设计时套用标准图,造成设计中被动应付节能设计审查的局面,节能设计缺乏主动性。所以政府主管部门应加强对建筑节能方面的宣传力度,加强对建筑师的培训 教育 工作,使他们在思想上有个根本转变,使建筑节能设计变被动为主动。
(2)学习建筑节能新“理念”
推行节能理念,我们的眼睛不仅要“向外看”,引进学习国外先进节能技术,而且更要学会“向内看”,从传统建筑模式、风格中学习节能办法。强调建筑节能发展的民族性、地域性应该是当代建筑师们的共同理念。中国传统民居都蕴含了丰富的节能理念,是我们国家古已有之的节能典范。京津地区的四合院以房子包围院子的建筑方式,有效地减少了冷空气入侵,符合京津一带夏季炎热,冬季严寒的气候特点。桂北风格的吊脚楼,横梁对穿,上铺木板呈悬空阁楼,绕楼三面有悬空的走廊,廊沿装有木栏扶手,符合南方夏季炎热、湿度大、空气流通需求量高的特点。其他如岭南风格的骑楼长街、陕北风格的窑洞、草原风格的蒙古包等,它们的建筑形式和用料都能带给建筑师们以无穷的启示。因此,可以说,中国传统民居都是在与周边生态环境共存共生的条件下,各类功能利用与自然环境达到完美效果的典范,并且各自拥有独立的形态样式,可以成为当代建筑节能的借用范式。
5.结语
我国建筑能耗在能源总消耗量中占很大部分,建筑行业全面节能势在必行,而建筑设计是其中一个很重要的环节。建筑设计应结合当地的事实条件比如地理环境、气候条件,按照国家的节能政策和节能标准的规定,在传统民居中吸取营养,充分地利用地方材料,从建筑的整体及外部环境、单体设计、围护结构的整体及细部构造设计等方面全方位进行节能设计。
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随着我国国民经济和人民生活水平的持续快速发展,能源问题与环境问题一样,已经成为影响中国经济和谐发展的关键因素。我国加入《京都议定书》条约,中央政府对于节能省地住宅的高度重视,以及中国第一部《可再生能源法》的提前出台,等等信息表明我国住宅建设及其相关的能源问题已经成为全局问题。太阳能建筑将在调整住宅能耗结构、保障建筑能源安全,降低温室气体排放、保护大气环境,解决农村和偏远地区用能、提高国民生活质量,以及推进和实施我国住宅产业化政策等诸多方面产生积极的影响。
1、太阳能建筑的定义
传统意义上的太阳能建筑指经设计能直接利用太阳能进行采暖或空调的建筑。比较成熟的是通过太阳能的光热利用,在冬季对室内空气进行加热的太阳能采暖建筑,一般分为主动式和被动式两大类。
随着太阳能利用科技水平的不断提高,太阳能建筑已经从太阳能采暖建筑发展到可以集成太阳能光电、太阳能热水、太阳能吸收式制冷、太阳能通风降温、可控自然采光等新技术的建筑,其技术含量更高,内涵更丰富,适用范围更广。
生态建筑、绿色建筑、节能建筑、低能耗建筑、健康建筑以及我国的康居示范工程等等,都重视太阳能的利用。准确定义太阳能建筑很困难,但从国际和国内的研究和实践经验来看,太阳能建筑(Solar Buildings)至少应该包含以下几个层面的内涵:
太阳能建筑的目标是尽可能的充分利用太阳能来满足建筑能耗和健康环境的需求,降低常规能源在建筑能耗中的比例;
太阳能建筑的实施是今寿命周期的,应体现在建筑物策划、设计、建造、使用、维护以及改造等活动中;
太阳能建筑的推广应因地制宜,针对区域气候特征、经济发达程度以及建筑使用特征等因素,采用适宜的建筑技术和太阳能技术;
太阳能建筑的发展应基于综合的、多角度的比较,包括生态设计、建筑节能、投资平衡、复合其它可再生能源、选择配套的常规能源等;
太阳能建筑的研究是不断发展的,不仅包括应用理论和计算方法,还应向能效评价、工程实测等多方面深入。
显然,以太阳能提供的能源在建筑使用能耗中所占比例来定义太阳能建筑是符合社会和技术发展现状的。但目前的研究还不深入,正在开展的太阳能建筑量化指标与评价体系的研究工作显然非常必要。
我国在太阳能建筑领域进行了长期的、积极的研究与实践。各级政府、太阳能企业、科研院所、设计单位以及开发商等不同利益团体在不同层面、不同行业、不同范围内做了大量细致的工作。其中技术最成熟、应用范围最广泛、产业化发展最兴旺的是家用太阳热水器(系统)、被动式采暖(太阳房)和被动通风技术,并已在提供能源和替代化石燃料中发挥了积极的作用,太阳能产品(系统)的生产企业、工程与系统集成企业、研究开发单位为此做出了卓越的贡献,同时也表明跨行业、跨领域的应用研究尤为迫切。
2、太阳能建筑的理念
高效利用太阳能提供住宅建筑的复合能量系统,以满足住宅的使用功能需求以及安全、便利、舒适、健康的环境需求,是发展太阳能建筑的目标。因此,太阳能建筑不仅关注光热、光伏等现代科技与住宅建筑的和谐应用,而且更加关注生态设计理念的传播和传统被动太阳能建筑理念的提升。
全方位的被动设计理念指不采用特殊的机械设备,而是利用辐射、对流和传导使热能自然流经建筑物,并通过建筑物本身的性能控制热能流向,从而得到采暖或制冷的效果。其显著的特征是,建筑物本身作为系统的组成部件,不但反映了当地的气候特点,而且在适应自然环境的同时充分利用了自然环境的潜能,目的是全面解决建筑设计固有的问题。包括:
最大限度地利用自然采光,降低人工照明的能耗,改善住宅室内光环境,满足生理和心理上的健康需求。
充分利用并控制住宅的日照环境,保证居室卫生、改善居室小气候、提高舒适度。例如,采用建筑遮阳设计,以减少炎热夏季的阳光直射(对深圳地区的建筑节能模拟测试显示,建筑遮阳可减少夏季空调能耗23—32%);按照被动采暖设计,能够充分利用寒冷冬季的太阳直射和辐射能量;创造宜人的建筑光影环境,以暗合和尊重人体的生物节奏;等等。应用最多的活动外遮阳设施不但可以达到上述目标,而且还能够创造丰富的建筑肌理形象。
提高绿化率,减少硬质地面。夏季住区环境温度升高一度,建筑制冷能耗增加10%因此,合理的规划不仅要保证住宅的合理朝向和间距,还要保证住区的绿化率和绿化均匀度,从而达到建筑遮阳、降低环境温度的目的。另外,落叶乔木的冬夏变化,住区水环境的合理设计,同样改变着建筑的外部热环境。因此,回归自然的山水园林景观容易受市场追捧。
加强建筑的保温隔热,这是现代住宅建筑充分利用太阳能的前提条件,同时也有利于创造舒适健康的室内热环境。
优化建筑布局,提高住区的风环境质量,达到夏季通风良好。而在冬季,住区局部最大风速不超过5m/s,建筑物前后压差不大于5Pa,减少冷风渗透。
充分利用自然通风排除室内污浊空气,改善室内环境,保证人与自然交往的心理需求。由于住宅建筑进深较浅,一般多利用风压获得自然通风。
全方位的被动设计方法还包括,住宅屋顶形状和材料选择、屋顶和地下室的换气构造、墙体材料和性能的控制、屋顶冷却等等。
利用太阳能光热、光伏技术除了提供稳定的生活热水供应、制冷与采暖以及电力供应外,还应为住宅提供“值班环境”用能。如采用全自动运行的太阳能通风采暖技术,可以保证无人居住时的室内基本环境质量。当然包括风力发电、地源热泵等可再生能源的应用从更大范畴而言,也可以归纳到太阳能的应用。例如,地表浅层收集了47%的太阳能量,从而成为巨大的太阳能集热器。
3、太阳能建筑在节能省地型住宅建设中的重要作用
3.1是调整住宅建筑能耗结构、保障能源安全的现实需求
2000年的统计结果表明,尽管我国民用建筑的整体舒适度低于世界各发达国家,但我国的建筑能耗已经占到当年全社会终端能源消耗的27.8%,接近发达国家(1/3左右)的水平,采暖和空调为主的建筑能耗已占10%以上。因此,在我国《可再生能源法》的编制报告中指出,到2010年可再生能源利用量不低于全国能源消费总量5%,2020年可再生能源利用量不低于全国能源消费总量10%。
我国具有丰富的太阳能资源,年日照时数在2200小时以上地区约占国土面积的2/3以上。对太阳能应用的预测结果为,在正常发展和生态驱动发展两种模式下,2050年我国太阳能利用在总能源供给中分别达到4.7%和10%
显然,太阳能建筑将在调整建筑能耗结构、保障能源安全的现实需求和心理需求等方面发挥积极作用。
3.2将大大降低温室气体排放和大气环境保护方面的压力
有关资料显示,世界各国建筑能耗中排放的C02约占全球排放总量的l/3。
其中,住宅约占2/3。
事实上,我国目前约90%的二氧化硫和氮氧化物排放来自化石能源的生产和消费。大气污染物造成的酸雨、呼吸道疾病等已经严重威胁经济发展和人体健康。对我国未来C02减排的潜力估计是,到2010年以后,太阳能利用对减排开始有较明显作用,2020年以后开始有较显著作用。
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绿色建筑也被称为可持续发展的建筑、生态建筑,将来极可能会成为21世纪建筑设计的主流。下面是我为大家整理的有关绿色建筑的论文,供大家参考。
绿色建筑的论文篇一:《谈我国的绿色建筑发展》
【摘要】本文从绿色建筑理念的内涵出发,对我国绿色建筑发展现状和不足做了相关分析,为推进我国绿色建筑的发展提出了一些建议。
【关键词】绿色建筑能源可持续发展
1 绿色建筑的内涵
绿色建筑也称生态建筑、生态化建筑、可持续建筑。我国《绿色建筑评价标准》(GB/T50378-2006)将绿色建筑定义为:在建筑的全寿命周期内,最大限度地节约资源(节能、节地、节水、节材)、保护环境和减少污染,为人们提供健康、适用和高效的使用空间,与自然和谐共生的建筑。绿色建筑的内涵包括四个方面:一是广义上的节能,除“四节”外,主要是强调减少各种资源的浪费二是保护环境,强调的是减少环境污染,减少二氧化碳排放三是满足人们使用上的要求,为人们提供“健康”、“适用”和“高效”的使用空间四是强调 与自然和谐共生。
学术界对绿色建筑有两个观点是比较一致的:一是要求绿色建筑关注对全球生态环境、地区生态环境及自身室内外环境的影响。二是要求绿色建筑关注建筑本身在整个生命周期内(即从材料开采、加工运输、建造、使用维修、更新改造直到最后拆除)各个阶段对生态环境的影响。
绿色建筑遵循可持续发展原则,体现绿色平衡理念,通过科学的整体设计,集成绿化配置、自然通风、自然采光、低能耗围护结构、太阳能利用、地热利用、中水利用、绿色建材和智能控制等高新技术,充分展示人文与建筑、环境及科技的和谐统一。绿色建筑具有选址规划绿色合理、资源利用高效循环、综合 措施 有效节能、建筑环境健康舒适、废物排放减量无害、建筑功能灵活适宜等六大特点,不仅可满足人们的生理和心理需求,而且能源和资源的消耗最为经济合理,对绿色环境的冲击最小。
2 我国绿色建筑的发展现状
我国目前的城市化发展将一直保持较高的速度。城市化率将从目前40%左右发展到本世纪中叶的75%以上,这意味着每年约有1200~1500万人口从农村转移到城市,而每个城镇人口平均耗能水平比农村人口高3~3.5倍。同时,近年来我国每年城乡新建房屋面积近20亿平方米,其中80%以上为高能耗建筑。既有建筑近400亿平方米,95%以上都属于高能耗建筑,能源利用率仅为33%。而在建筑的建造和使用全过程中的能耗占用了全部资源和能源的50%,同时增加了环境负荷。这对我国的资源环境的承受能力无疑是一种巨大的挑战。因此,必须大力发展绿色建筑,建立有中国特色的绿色建筑理念及绿色建筑评价标准体系。
我国建设部、科技部已于2005年10月印发了《绿色建筑技术导则》。国家建设部和质量监督检疫检验总局于2006年6月发布了《绿色建筑评价标准》(GB/T50378-2006)。2007年10月,胡锦涛在党的第十七大 报告 中指出:建设生态文明,基本形成节约能源资源和保护生态环境的产业结构、增长方式、消费模式。循环经济形成较大规模,可再生能源比重显著上升。主要污染物排放得到有效控制,生态环境质量明显改善。生态文明观念在全社会牢固树立。2007年12月,中央经济工作会议强调指出:节能减排目标是具有法律效力的约束性指标,是政府对人民的庄严承诺。必须坚持节约资源、保护环境,把推进现代化与建设生态文明有机统一起来,把建设资源节约型、环境友好型社会放在工业化、现代化发展战略的突出位置。 3 我国绿色建筑目前存在的不足
3.1 法制建设和激励机制有待完善:我国已颁布实施的绿色建筑相关法律法规,存在二个方面的不足:一是只有节能与节地的相关规定,缺乏对节水、节材与环境保护方面的专门法规二是强调规划设计、评价、施工方面,忽视了物料生产、运营维护及拆除、回收阶段的相关政策。同时,建筑节能和绿色建筑的发展缺乏财政补贴、绿色贷款、减税政策等方面有效的激励政策的引导和扶持,没有可操作的奖惩 方法 来规范和制约各方利益主体必须积极参与。使得建筑节能长期落后, 成为我国全面建设资源节约型社会的一个薄弱环节。
3.2 理论研究与实践结合不够:目前,我国关于绿色建筑、生态建筑的理论研究多数停留在关于建筑设计的理论框架、设计原则及生态学理论对建筑学的指导,国外先进绿色、生态建筑的 经验 介绍等方面,缺乏实际工程实践模式、计算机模拟、环境效果的测试分析。关于农村绿色建筑的深入理论研究较少,工程实践则更少。
3.3 对绿色建筑的理解片面:绿色建筑的核心是根据当地的自然环境,运用建筑学、生态学的基本原理,合理安排组织建筑与其他相关因素的关系,使建筑物与其周围环境成为一个有机的结合体,同时具有良好的室内气候条件和建筑物的自我调节能力,并具有节地、节水、节能、减少污染、延长建筑寿命、改善生态环境等优点。但是有人片面地认为加强建筑内外的绿化就是绿色建筑建筑物单纯的节能就是绿色建筑还有人认为建筑的平面将来有重新划分的可能就是生态建筑等等。
3.4 绿色建材行业发育不健全:在绿色建材方面存在着:片面强调材料的性能使用,对于材料在整个生命周期内的安全环保考虑不多缺乏完整有效的绿色建材认证体系,对绿色建材的评价简单和盲目追求新型材料等问题。
4 推进我国的绿色建筑发展的建议
4.1 健全相关法律法规和激励性政策:首先,针对建筑节能的相关问题,对《中华人民共和国节约能源法》进行适当的补充修改,同时制定与之相配套的法律来法规,形成由统一的基本法律和相关配套法规组成的完善的法律体系。其次出台财政补贴、绿色贷款、减税政策等方面的成套激励政策,支持绿色产品、绿色建筑、新能源的开发与建设。
4.2 完善绿色建筑的技术支撑体系:绿色建筑评价体系是发展绿色建筑的技术支撑,我国目前在这方面还未形成体系化。建设部新近制定出版了《中国生态住宅技术评估手册》,是一套科学全面、简明易操作的评价体系和标准, 将十分有利于促进我国绿色建筑事业的长远健康发展。
4.3 加强科研和宣传 教育 培训:在科研方面加强国际交流与合作,重点开展应用研究。广泛开展绿色建筑的宣传教育培训, 使绿色建筑观念深入人心, 形成浓厚的舆论氛围。
绿色建筑的发展需要全社会的支持,它的实现必须有一套良好的经济、社会、道德方面的激励体制和可靠的技术支撑。在当前全球环境问题日益严重和我国基本国情的背景下,大力推进我够绿色建筑的发展有着深远的现实意义。绿色建筑实践将促进全球环境品质的改善,提高人类的自身生活品质。
参考文献
[1] GBTF 50378-2006,绿色建筑评价标准[s].
[2] 柏乃宁,姚利华.对我国节能建筑发展的探析[J]城市管理,2008(4)
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[4] 李学征.中国绿色建筑的政策研究[D].重庆:重庆大学,2006(1)
[5] 姚玉蓉.对我国发展绿色建筑的政府职能的思考[J].建筑经济,2007(8)
[6] 张文禄,胡永东.绿色建筑的发展现状及应用探讨[J],铁道建设,2007(3)
绿色建筑的论文篇二:《关于“绿色建筑”和适宜技术》“绿色建筑”也称为生态建筑、可持续建筑,最早是在1992年联合国环境与发展大会上明确地提出来的。用建设部仇保兴副部长的 总结 ——“绿色建筑”就是指为人们提供健康、舒适、安全的居住、工作和活动的空间,同时在建筑全生命周期(物料生产、建筑规划、设计、施工、运营维护及拆除、回用过程)中实现高效率地利用资源(能源、土地、水资源、材料)、最低限度地影响环境的建筑物。可见,绿色建筑理念的提出,就是为了使得建筑在满足人类不断提高的健康、舒适、安全的需要基础上。对环境、资源影响最小,最终做到可持续发展.前提都是为了人类的永久利益。社会上有一些观点把绿色建筑看得很片面、绝对化,要不就是极端限制人的合理需求,以保护环境为唯一目的而另一些观点就是把绿色建筑当成是仅仅是为人类的眼前利益、健康或舒适(像绿色建材、绿色蔬菜一样看待)而不怎么从整体上、长期上考虑对环境的影响。这两种观点可能都不利于“绿色建筑”的健康发展和推广。绿色建筑最终的目标是以“绿色建筑”为基础,进而扩展至“绿色社区”、 “绿色城市”层面。达到促进建筑永续发展的目标。这意味着建筑不仅被作为非生命元素来对待,更被视为自然生态循环系统的一个有机组成部分。
中国的国情
中国作为最大的发展中国家,二氧化碳排放居第二位,根据《京都议定书》的要求,中国要采取一系列减少温室气体排放的政策和措施,包括努力提高能源利用效率,改善能源结构,促进新能源和可再生能源的利用等。
就能源消费而言,在我国化石能源资源探明储量中,90%以上是煤炭,人均储量也仅为世界平均水平的二分之一人均石油储量仅为世界平均水平的1 1%天然气仅为4 5%而目前我国单位建筑面积能耗水平是发达国家的2~3倍以上。就土地的情况而言,我国人均耕地只有世界人均耕地的1/3,水资源仅是世界人均占有量的1/4实心黏土砖每年毁田12万亩物耗水平与发达国家相比,钢材消耗高出10%~25%,每拌和1立方米混凝土要多消耗水泥80公斤卫生洁具的耗水量高出30%以上,而污水回用率仅为发达国家的25%。严峻的事实表明,中国不仅要走可持续发展道路,发展节能与绿色建筑也刻不容缓。
我们应该认识到我国不仅经济上“穷”,在资源和环境上更“穷”,但要想做到可持续发展的目标就要摆脱狭隘的“唯经济穷论”,全面在“四节一环保”上提高标准,用强有力的税收、金融、土地政策鼓励有条件的地区或开发绿色建筑项目,走在地区、国内甚至国际的前列。同时,强制要求经济发达地区和大型城市的节约标准,提到一个和自身地区资源相符合的程度。
成本问题
从全国范围里来讲。绝大多数普通的民用建筑在节能等方面存在巨大的缺陷和不足,因此需要我们进行综合的设计来增加建筑这些方面的品质和性能,每一方面的改善基本上都需要增加一定的成本,比如成本增加10%以上,是必然的。
就住宅而言,一说到因为“节能要增加成本”,就有许多人说会增加购房人的负担,好像以后使用过程中的使用成本对老百姓无关紧要一样。因此,我们不仅要关注建造的经济成本,更要关注今后使用中的经济成本以及生态成本和社会成本。就生态成本来讲,今天对环境的污染今后需要花费更大的代价去治理就社会成本来说,绿色建筑由于改善了室内的环境,使人的疾病发生率大幅度下降,因为人有80%的时间是在室内活动,这样疾病发生率将会大幅度下降.寿命将会延长,生存质量也大大提高,这就是另一方面的节约同时,在建筑数十年的使用过程中.使用成本将高于建造成本数倍以上。,因此,我们应该把注意力放在生态成本、社会成本和全寿命周期的经济成本上,况且现在的房价即使没有技术含量和“四节”,性能的提高也在不断的增加,这种价格的增加加大了房地产泡沫的可能性,因此房地产价格的理性回归应该是建立在价值的增加基础上的。我认为可以鼓励各个地方的高档住宅或其他民用建筑通过适当的高投入,带来项目的内外环境质量、提升“绿色”性能,从而提高房子的品质,以品质来支撑高于其他普通房子的价格,让这些高价房成为“绿色建筑”的榜样,以此带动地方住宅技术及产业化的发展,最终让更多的普通房子更容易实现“绿色”梦想。
绿色建筑需要什么样的技术?
在探索绿色建筑的技术路线时.经常会听到一些专家主张应该采用“低技术”,有些认为应该采用“适宜技术”,还有些认为应该采用“适宜技术结合高技术”等等不同的观点,我个人认为这种争论没有意义。技术是用来解决我们所面临的具体问题的,应该根据具体项目的具体情况和实际需求来选择。更多技术选择的可能性一方面能够满足建筑师的创造需要,另一方面能够满足市场的需求。。在我们国家目前普遍技术非常落后的今天,如果不是大力去发展高新技术而一味强调低技术,只能是更落后,离我们自己的标准也会越来越远。
在技术选择上,我们应该从所需要的建筑性能和全寿命周期的观点去分析、判断、计算、选择。汪光焘部长说过,要充分认识资源环境问题已成为国民经济和社会发展的重大制约因素。,我们当前在经济增长方式方面主要还存在“高投入、高消耗、高排放、不协调、难循环、低效率”的问题。这些问题如果低技术能够解决还需要拖到今天吗?高低是相对的,适宜不适宜也是相对的,如果站在国际的水平上看,我们国内有些专家认为的“高技术”早已经是“低技术”和“适宜技术”了。所以根据我们的国情,恰恰需要去大力鼓励开发绿色高新技术甚至是自主知识产权的高新技术,同时去大力鼓励使用高新技术,工程实践能促使技术的发展,使之变成适宜技术。只有这样.到2020年我们的住宅和公共建筑的能源资源消耗水平才有可能接近或达到现阶段中等发达国家的水平,这是我们国家建筑发展的总目标。
总之,绿色建筑的发展建设需要正确看待卫生、安全、健康、舒适的问题和当地资源情况,目前各地的节能标准里面所假定的舒适度,前提是小康标准的,是最基本的,不能完全体现今后的发展方向。随着生活水平的提高,舒适度的标准也会提高,能源等资源的消耗也将会大幅提高。因此应该根据当地气候和生活习惯、经济水平分级,适应不同收入阶层和满足不同的需求,要有一定的前瞻性。同时,绿色建筑的设计需要将有关今后使用费用(如采暖制冷等)或能耗等定量化,要具体到单位使用者,这样有利于老百姓的选择权、知情权和监督。有了老百姓的参与,绿色建筑才会更加迅速和健康地发展。
绿色建筑的论文篇三:《浅论绿色建筑设计》【摘要】随着经济、社会和科学的发展,人们的生活水平也随之提高,人们追求更舒适的生活环境的同时,也在消耗着越来越多的能源,在人口密集的今天,生活坏境不断的恶化,环境的污染越来越严重,使我们不得不重视环境的问题,发展绿色建筑是缓解我国的恶劣的坏境首要选择,绿色建筑是一种崭新的设计思维和模式,它提供给使用者有益健康的建筑环境,并最大限度地保护环境,减少能耗。以下本文就对绿色建筑节能设计进行分析探讨。
【关键词】绿色建筑发展现状及发展趋势绿色设计要点
绿色建筑就是在保证建筑物使用功能和室内外环境质量的前提下,在建筑的全寿命周期内,最大限度地节约资源(节能、节地、节水、节材)、保护环境和减少污染,为人们提供健康、适用和高效的使用空间,与自然和谐共生的建筑。
1、绿色建筑的发展现状及发展趋势
1.1绿色建筑的发展现状
目前绿色建筑处于快速推广发展阶段,伴随着可持续发展思想在国际社会的认同,绿色建筑理念在我国也逐渐受到重视。2010年的第六届国际绿色建筑与建筑节能大会,其参加的人数之多,范围之广,规模之大,反映了绿色建筑发展中各界对绿色建筑的关注程度达到空前的水平.而仅仅过了一年的时间,到了2011年,新建绿色建筑面积是2010年的46倍.全国评出了371项绿色建筑评价标识项目,总建筑面积达3600多万平方米。
1.2绿色建筑未来发展趋势
自绿色建筑发展以来,政府从鼓励引导、政策激励、强制推行三大方面推动发展。2012年,财政部、住房和城乡建设部《关于加快推动我国绿色建筑发展的实施意见》(财建〔2012〕167号)明确,对高星级绿色建筑给予财政奖励。
《国家新型城镇化规划(2014―2020)》提出,城镇绿色建筑占新建建筑比重要从2012年的2%提升到2020年的50%。到2015年,能源强度降低16%,到2020年,30%的商业建筑都是绿色建筑,这就意味着到2020年我国将拥有全球最多的绿色建筑。
2、绿色节能建筑设计的要点
基于我国绿色建筑发展的状况,综合国内绿色建筑的研究成果,目前,我国绿色建筑设计主要体现在以下几方面:
(1)建筑选址和建筑功能
我国地域辽阔,占地面积巨大,气候类则复杂多样,分布在多个不同的气候带。在进行绿色节能建筑设计时,设计人员首先要考虑建筑的选址和建筑功能,结合建筑地点的地形特点、气候、场地资源、建筑风格和建筑功能等来确定建筑的设计规划,将环境与建筑形式相结合,避免重复性的进行简单的建筑设计。
(2)建筑平面设计
建筑整体及外部环境设计是在分析建筑周围气候环境条件的基础上,通过选址、规划、外部环境和体型朝向等设计,使建筑获得一个良好的外部微气候环境,达到节能的目的。
对室外风环境进行优化设计,使建筑物前后形成气压差,有利于夏季及过渡季的室内自然通风,减少冬季的冷风渗透。各用房尽量争取良好的自然采光和通风以降低能耗。在进行绿色设计时应充分的考虑建筑的朝向,其目的是冬季能获得足够的日照并避开主导风向,夏季能利用自然通风并防止太阳辐射,减少对电器设备的依赖,设计时采用明厅、明卧、明卫、明厨的设计,外墙设计要努力提高室内环境的热稳定。
再者就是建筑的体型系数设计,绿色建筑的体形系数一定要先进行详细的计算分析,因为其直接关系到建筑的能耗,这主要是因为单位建筑空间的散热面积随着体形系数的增加而增加,能耗也随着提高,因此建筑通过采用合理节能建筑设计,增强建筑围护结构隔热,保温性能和提高空调、采暖设备能效比的节能措施,能满足《夏热冬暖地区居住建筑节能设计标准》的要求。
建筑师在进行设计中应充分预见到建筑可能根据用户的不同要求而改造,采取适应性改变、灵活性设计等策略,以此来提高建筑的使用寿命和使用效益,以提高整体资源利用率,减少寿命周期的能源资源消耗和环境影响。
(3)改善建筑围护结构,减少能量损失
主要从以下几方面做好建筑围护结构节能设计:(a)墙体节能技术:对于外墙,应重点发展高效保温节能的外保温墙体。如采用加气混凝土、黏土空心砖以及现浇混凝土墙体等。外侧可采用高性能保温砂浆、轻质高效保温聚苯板保温层以及浅色耐候饰面层等措施。外墙内保温可采用保温砂浆抹灰、硬质建筑保温制品内贴以及保温层挂装等做法。(b)门窗节能技术:控制窗墙比,窗户的传热系数一般大于同朝向外墙的传热系数,故在进行前期建筑设计时,在保证室内采光通风的前提下合理控制窗墙比是很重要的,一般北向不大于25%南向不大于35%东西向不大于30%。改善门窗保温效果。采用热阻大、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,同时还要特别注意玻璃的选材,如:选择中空玻璃、low-e玻璃,镀膜玻璃等。减少冷风渗透。门窗是空气渗透的薄弱环节,除提高门窗制作质量外,加设密封条是提高门窗气密性的重要手段。(c) 屋面节能技术: 为了提高屋面的保温性能,屋面保温隔热层主要有:加气混凝土保温屋面,憎水性珍珠岩保温屋面,聚苯板、水泥聚苯板保温屋面,蓄水屋面,覆土 种植 屋面等对屋顶可采用架空屋面,浅色屋面,种植屋面等还有设计通风屋面、蓄水屋面等节能措施。
(4)绿化设计
根据建筑功能的需求,应通过合理的外部环境设计来改善既有的微气候环境,创造建筑节能的有利环境。要充分利用植被绿化改善建筑群内的自然亲和力,美化环境,降低城市热岛强度,调节局部微气候,实现良性氧循环。在建筑周围多种植、植被,可以有效地遮挡风沙、净化空气,遮挡阳光、降噪。植物的设计以简单为主,对此,乔木和灌木是很好的选择。提高绿地空间的利用率,增加绿量,使有限的绿量发挥最大的生态效益和景观效益。整个景观设计为业主营造出四季如春、风景宜人的环境。
(5)节材与材料资源利用
在建筑设计过程中,一方面要注重使用过程中的节能,另一方面还要考虑蕴含在建筑材料本身中的能源消耗量。在满足建筑的使用功能和结构安全的前提下,应尽可能地选用生产能耗低的建筑材料,回收利用率较高的建筑材料。在材料的选择上也应该尽量就地选材减少运输过程中的能耗和污染。选用耐久性材料,使得建筑使用寿命延长,所以设计中选用耐久性较好的建材,最好做到建筑材料的使用寿命与建筑同步,减少材料的更换、维护,从而节约费用。
(6)节水与水资源利用
绿色建筑节水系统可归纳为减少排放、回收利用、循环使用和生态用水。主要采取如下节水措施:①在方案、规划阶段制定水系统规划方案,统筹、综合利用各种水资源。②设置合理、完善的供水、排水系统。③采取有效措施避免管网漏损。④建筑内卫生器具合理选用节水器具。⑤使用非传统水源时,采取用水安全保障措施,且不对人体健康与周围环境产生不良影响。⑥采用 雨水 收集利用系统,绿化、景观、洗车等用水采用非传统水源。⑦按用途设置用水计量水表。⑧采用太阳能提供生活热水。⑨采用节水型卫生器具,如给水龙头、坐式大便器等。
3、结 语
绿色建筑作为一个新兴产物,对环保、节能的要求,值得探索、研究和尝试。虽然绿色建筑处于刚刚起步阶段存在许多问题。但是它的未来一定会是一片光明。今后在建筑设计的实际工作中,我们需要以绿色建设设计理念为指导,以节约资源,注重保护自然环境为目标,促进建筑业可持续发展,寻求经济、社会、环境效益的和谐统一。
参考文献:
[1] 周世春.浅谈绿色建筑技术在民用建筑中的设计和应用.建筑设计管理,2009第6期
[2]宋德萱.节能建筑设计与技术.上海.同济大学出版社
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