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建筑节能技术措施研究

时间:2022-10-30 19:40:05 来源:网友投稿

摘 要 根据目前建筑节能发展现状,考虑到国内的实际情况,本文从节能技术的角度,从新建建筑的设计、既有建筑的改造以及建筑设备的使用三个方面较为详细的分析我国建筑节能所存在的问题.并参考国内外建筑节能的工作措施,结合实际工作中的经验,提出相应的解决方案以及一些建设性意见,对我国建筑节能工作有一定的指导意义和参考价值.

关键词 节能技术,新建建筑,既有建筑,耗能设备

0引言

目前,我国存量建筑有400多亿平方米,每年新建建筑约有20亿平方米,建筑建造和运行消耗了大量的能源资源.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30%,如果再加上建材生产过程中耗掉的能源,和建筑相关的能耗将占到社会总能耗的46.7%[1].发达国家致力于建筑节能已有40多年,其中包括既有建筑的改造以及新建建筑的节能设计,建筑节能技术已经相当成熟[2].相对来讲,中国建筑节能起步较晚,节能技术有待提高.例如住宅采暖耗能方面,发达国家的耗能量大约是8.57kg/m2,而我国节能建筑的采暖耗能量约是12.5kg/m2,其差距一目了然[3].目前,国内对建筑节能技术的研究比较分散,而且研究具有个性化.根据目前我国从建筑方案设计的角度来说,建筑节能的技术手段实施主要集中在三个方面,新建建筑的设计、既有建筑的改造以及建筑设备的使用.本文通过总结前人研究成果以及根据自己的工作经验,从节能技术的角度分析我国建筑节能所存在的问题,并提出一般化的解决方案,可对实际中的建筑节能工作提供参考.

1新建建筑的设计

对于新建建筑首先要进行建筑规划设计,即在建筑施工之前,建筑设计工作者根据工程的总体要求,对工程的外部环境进行勘察,对建筑工程的设计进行通盘考虑,为楼体预先定向,确定房屋建设的最佳位置和走向.此外,建筑体型,窗墙比也要考虑在建筑设计之内.

(1)建筑需要“因地制宜”

我国地理位置多数处于北回归线以北,建筑物南面是向阳面一年四季受太阳福射的时间较长,东西向的公共建筑能耗要比南北向的公共建筑能耗要多将近5%.因此,建筑的朝向一般首选南北向.尽管如此,由于我国东西南北跨度较大,不同地方的节能建筑,必须根据各地真实情况进行设计施工,符合当地气候特征,所以在进行建筑施工以及安排相关节能措施时,要能够充分考虑当地的气候条件,制定应对方法.

(2)建筑要注意体型

合理的建筑体型能够减少建筑物与外界的热量交换,在相同条件下,建筑物的体形系数越大,单位面积散热量也越大,对建筑节能越不利.正确处理建筑外形的多样性与节能的关系是设计中应该引起重视的问题.建筑的外形越简单表面积越小,热量交换也越少.设计中一般遵循造型简洁、完整,尽量避免复杂的轮廓线.建筑除了使用功能本身还具有一定观赏功能,所以一般大型的公共建筑在设计之初都会存在不规则的部分,对此类建筑要着重考虑其外形设计.

(3)建筑的窗墙比

窗墙比对建筑负荷的影响主要有两方面,一是窗因受太阳福射影响而造成的建筑室内辐射得热;二是窗的热工性能差造成夏季空调、冬季釆暖室内外温差的热量损失.建筑外窗是是建筑物热交换最活跃、敏感的部位,是墙体热损失的5~6倍[4].因此,建筑设计中必须将外窗与外墙的面积设定在合理的范围之内,同时要保障门窗具有良好的气密性、水密性与隔音性.外窗作为建筑物的主要传热口,受外窗材料的不同传热系数会有所不同,为此,外窗在建筑设计时还好考虑到外窗的建筑材料对节能问题的影响.

2既有建筑的改造

既有建筑已经存在并使用,这类建筑在设计初期没有充分考虑建筑节能技术的使用,其中99%为高能耗建筑[6],能耗大、热舒适性差,不能满足经济、社会和生态环境可持续发展的要求.截止到2011年底,我国城镇节能建筑仅占既有建筑总面积的23%,而我国既有建筑的总保有量保守估计至少有400亿m2[7].既有建筑作为已存建筑,考虑因素不同于新建建筑,改造难点主要集中在三个方面.一是,既有建筑部分因素无法改造;二是,既有建筑部分因素可以改造但改造效益低下;三是,既有建筑改造过程中要尽可能减小对用户的负面影响.经过调查研究,对既有建筑各因素节能改造处理的可实行性做出预判,如表1所示.

表1 既有建筑节能改造的影响因素和处理措施

影响因素改造措施影响因素改造措施

周边的绿化环境对节能影响很小,不考虑改造门窗需要改造,可有效提高节能率

建筑朝向无法改变,不考虑改造屋面需要改造,可有效提高节能率

体系系数无法改变,不考虑改造外墙需要改造,可有效提高节能率

建筑窗墙面积比基本无法改变,不考虑改造楼梯间封闭性选择性改造,可以提高节能率

楼地面板基本无法改变,不考虑改造阳台封闭性选择性改造,可以提高节能率

具体的改造措施是对其外墙、屋面、不采暖楼梯间隔墙增设保温隔热层,将原有的门窗换成具有良好保温隔热性能的门窗,提高气密性,将室内采暖设备增加用热控制装置,实行计量用热,以达到建筑节能和节约能源的目的.

3建筑设备的节能

建筑节能设计过程除考虑外观和环境,还应将暖通空调节能系统以及照明系统等能耗较高的使用设备考虑在内.尤其是大型公共建筑的用电设施能耗,包括照明能耗、空调与通风能耗、生活热水供应、办公设备、建筑其它设施能耗(如电梯,给排水设备等)和其它用于特殊功能的能耗(例如厨房,信息中心等).虽然大型公共建筑面积占城镇建筑总面积的比例不到4%,但消耗的电量却占20%以上[8].因此,对于建筑设备的使用应给予足够的重视,尤其对能源消耗量大、管理集中、节能潜力大的公共建筑应作为建筑节能的重点.对能耗较大的暖通空调节能系统以及照明系统的技术措施作简要说明.在暖通空调节能系统设计之初,需考虑满足暖通空调节能系统与环境、经济条件、建筑结构、功能相适应和协调.具体节能措施包括,第一,围护结构方面,需要根据实际需要选择传热系数小的材料和有效的绝热措施.第二,系统设计方面,需要提高设计质量,保证暖通空调的节能效果.第三,采用冷热回收利用技术来提高能源利用效益.第四,使用节能的空调系统.第五,科学使用暖通空调系统.照明系统的节能潜力较大,设计和节能措施也比较简单.具体处理主要通过以下三点,第一,更换节能灯具.第二,采用先进的照明控制系统.第三,将照明设备与窗户平行安装.

4 结论

建筑节能设计中,节能的措施有很多,可以直接从节能材料和节能设备的选用等达到节能的效果.本文从新建建筑的设计、既有建筑的改造以及建筑设备的使用三个方面分析了建筑节能的技术措施.随着社会的发展,建筑节能的技术将朝着两个方向努力.一是进一步提高能源利用率.二是大力研究和开发新能源、新材料,建设绿色建筑.

参考文献:

[1]贺灵童, 陈艳.中国建筑业2012年总结与2013年展望[J].建筑,2013,(8):6-20.

[2]宋毅.建筑节能发展现状及应对措施[J].科技资讯,2013,(9):46-48.

[3]高霞.中国建筑节能发展趋势[J].中华民居,2013,(8):193-194.

[4]张健.建筑节能的技术措施及其效果[J].中华民居,2013,(2):119-120.

[5]张立.大型公共建筑节能管理模式研究[D].西安:西安建筑科技大学,2012.

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