建築節能

建築節能

建築節能,指在建築材料生產、房屋建築和構築物施工及使用過程中,滿足同等需要或達到相同目的的條件下,盡可能降低能耗。

  • 中文名稱
    建築節能
  • 增 大
    室內外能量交換熱阻
  • 採 用
    節能型的技術、工藝
  • 提 高
    能源利用效率

基本概念

建築節能,在發達國家最初為減少建築中能量的散失,普遍稱為"提高建築中的能源利用率",在保證提高建築舒適性的條件下,合理使用能源,不斷提高能源利用效率。

建築節能具體指在建築物的規劃、設計、新增(改建、擴建)、改造和使用過程中,執行節能標準,採用節能型的技術、工藝、設備、材料和產品,提高保溫隔熱性能和採暖供熱、空調製冷製熱系統效率,加強建築物用能系統的運行管理,利用可再生能源,在保證室內熱環境質量的前提下,增大室內外能量交換熱阻,以減少供熱系統、空調製冷製熱、照明、熱水供應因大量熱消耗而產生的能耗。

節能涵義

全面的建築節能,就是建築全壽命過程中每一個環節節能的總和。是指建築在選址、規劃、設計、建造和使用過程中,通過採用節能型的建築材料、產品和設備,執行建築節能標準,加強建築物所使用的節能設備的運行管理,合理設計建築圍護結構的熱工性能,提高採暖、製冷、照明、通風、給排水和通路系統的運行效率,以及利用可再生能源,在保證建築物使用功能和室內熱環境質量的前提下,降低建築能源消耗,合理、有效地利用能源。全面的建築節能是一項系統工程,必須由國家立法、政府主導,對建築節能作出全面的、明確的政策規定,並由政府相關部門按照國家的節能政策,製定全面的建築節能標準;要真正做到全面的建築節能,還須由設計、施工、各級監督管理部門、開發商、運行管理部門、使用者等各個環節,嚴格按照國家節能政策和節能標準的規定,全面貫徹執行各項節能措施,從而使每一位公民真正樹立起全面的建築節能觀,將建築節能真正落到實處。

建築節能

建築節能檢測通過一系列國家標準確定竣工驗收的工程是否達到節能的要求。GB 50411-2007《建築節能工程施工質量驗收規範》對室內溫度、供熱系統室外管網的水力平衡度、供熱系統的補水率、室外管網的熱輸送效率、各風口的風量、通風與空調系統的總風量、空調機組的水流量、空調系統冷熱水總流量、冷卻水總流量、平均照度與照明功率密度等進行節能檢測。

公共建築節能檢測依據JGJ/T 177-2009《公共建築節能檢測標準》對建築物室內平均溫度、濕度、非透光外圍護結構傳熱系數、冷水(熱泵)機組實際性能系數、水系統回水溫度一致性、水系統供回水溫差、水泵效率、冷源系統能效系數、風機單位風量耗功率、新風量、定風量系統平衡度、熱源(調度中心﹑熱力站)室外溫度等進行節能檢測。

居住建築節能檢測依據JGJ132-2009《居住建築節能檢測標準》對室內平均溫度、圍護結構主體部位傳熱系數、外圍護結構熱橋部位內表面溫度、外圍護結構熱工缺陷、外圍護結構隔熱性能、室外管網水力平衡度、補水率、室外管網熱損失率、鍋爐運行效率、耗電輸熱比等進行節能檢測。

重要性

世界範圍內石油、煤炭、天然氣三種傳統能源日趨枯竭,人類將不得不轉向成本較高的生物能、水利、地熱、風力、太陽能和核能,而我國的能源問題更加嚴重。我國能源發展主要存在四大問題:

①人均能源擁有量、儲備量低;

②能源結構依然以煤為主,約佔75%。全國年耗煤量已超過1 3億噸;

③能源資源分布不均,主要表現在經濟發達地區能源短缺和農村商業能源供應不足,造成北煤南運、西氣東送、西電東送;

④能源利用效率低,能源終端利用效率僅為33%,比發達國家低1 0%。隨著城市建設的高速發展,我國的建築能耗逐年大幅度上升,已達全社會能源消耗量的32%,加上每年房屋建築材料生產能耗約1 3%,建築總能耗已達全國能源總消耗量的45%。

我國現有建築面積為400億m2,絕大部分為高能耗建築,且每年新增建築近20億m2,其中95%以上仍是高能耗建築。如果我國繼續執行節能水準較低的設計標準,將留下很重的能耗負擔和治理困難。龐大的建築能耗,已經成為國民經濟的巨大負擔。因此建築行業全面節能勢在必行。全面的建築節能有利于從根本上促進能源資源節約和合理利用,緩解我國能源資源供應與經濟社會發展的矛盾;有利于加快發展迴圈經濟,實現經濟社會的可持續發展;有利于長遠地保障國家能源安全、保護環境、提高人民民眾生活質量、貫徹落實科學發展觀。

節能意義

建築節能是關系到我國建設低碳經濟、完成節能減排目標、保持經濟可持續發展的重要環節之一。要想做好建築節能工作、完成各項指標,我們需要認真規劃、強力推進,踏踏實實地從細節抓起。

建築節能工作復雜而艱巨,它涉及政府、企業和普通市民,涉及許多行業和企業,涉及新增築和老建築,實施起來難度非常大。在建築節能的初期推進過程中,我們定要付出精力、成本和代價。從這幾年的實踐效果看,僅靠出台一些簡單的要求、措施和辦法,完成建築節能任務和指標很有難度,這就需要我們再思考,進行比較充分、細致、深層次的研究,找出其症結所在。

對于新增建築要嚴格管理,必須達到建築節能標準,這一點不能含糊;對于既有建築的節能改造要力度大、辦法多,多推廣試點經驗,採取先易後難、先公後私的原則。在房屋建造過程中,建築節能要重點解決好外牆保溫、窗門隔溫等問題,很多建築漏氣都出現在這方面。另外,能利用太陽能的建築應最大限度地使用這一資源,並在設計過程中實現太陽能與建築一體化,增加建築的和諧度和美觀度;全面推行中水利用和雨水收集系統,大力推進廢舊建築材料和建築垃圾的回收利用,使資源能夠得到充分利用。

對于新增建築,隻要法製健全、標準配套、支持政策對路,基本上能夠達到50%的節能標準。但是,要推廣65%或75%的節能標準,許多城市還存在難度,需要在建築保溫材料管理和技術標準的要求方面加大措施;對既有建築改造和供暖設施的分戶改造難度更大,需要統籌考慮、分步實施,並且由財稅政策支持,給予一定補貼,使既有建築的節能改造推進速度加快。要實現新增建築全面達到節能標準,不能留有縫隙;既有建築實現逐步改造,要按照先公共建築、商業建築,後住宅的順序進行,也就是首先改造相對容易的建築,然後逐步解決比較復雜的住宅節能問題。

建築節能是一項系統工程,在全面推進的過程中,要製定出相關配套政策法規,該強製執行的要加大執行力度;要有相配套的標準,包括技術標準、產品標準和管理標準等,便于在實施過程中進行監督檢查;對新技術、新工藝、新設備、新材料、新產品等,要在政策方面給予支持,加大市場推廣力度。總而言之,做好建築節能工作,隻要相關部門、各級政府通力合作、密切配合,我國的節能目標就能達到。

中國是一個發展中大國,又是一個建築大國,每年新增房屋面積高達17-18億平方米,超過所有發達國家每年建成建築面積的總和。隨著全面建設小康社會的逐步推進,建設事業迅猛發展,建築能耗迅速成長。所謂建築能耗指建築使用能耗,包括採暖、空調、熱水供應、照明、炊事、家用電器、電梯等方面的能耗。其中採暖、空調能耗約佔60%~70%。中國既有的近400億平方米建築,僅有1%為節能建築,其餘無論從建築圍護結構還是採暖空調系統來衡量,均屬于高耗能建築。單位面積採暖所耗能源相當于緯度相近的發達國家的2~3倍。這是由于中國的建築圍護結構保溫隔熱性能差,採暖用能的2/3白白跑掉。而每年的新增建築中真正稱得上"節能建築"的還不足1億平方米,建築耗能總量在中國能源消費總量中的份額已超過27%,逐漸接近三成。

由于中國是一個開發中國家,人口眾多,人均能源資源相對匱乏。人均耕地隻有世界人均耕地的1/3,水資源隻有世界人均佔有量的1/4,已探明的煤炭儲量隻佔世界儲量的11%,原油佔2.4%。每年新增建築使用的實心粘土磚,毀掉良田12萬畝。物耗水準相較發達國家,鋼材高出10%--25%,每立方米混凝土多用水泥80公斤,污水回用率僅為25%。國民經濟要實現可持續發展,推行建築節能勢在必行、迫在眉睫。中國建築用能浪費極其嚴重,而且建築能耗成長的速度遠遠超過中國能源生產可能成長的速度,如果聽任這種高耗能建築持續發展下去,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。在建築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,促進中國國民經濟建設的發展。因此,建築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。

建築節能現狀

根據《中國建築節能行業發展前景與投資戰略規劃分析報告前瞻》統計,建築節能現狀分為以下3點:

1、建築能耗約佔社會總能耗的1/3我國建築能耗的總量逐年上升,在能源總消費量中所佔的比例已從上世紀七十年代末的10%,上升到27.45%。而國際上發達國家的建築能耗一般佔全國總能耗的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,我國建築耗能比例最終還將上升至35%左右。如此龐大的比重,建築耗能已經成為我國經濟發展的軟肋。

2、高耗能建築比例大,加劇能源危機。 直到2002年末,我國節能建築面積隻有2.3億平方米。我國已建房屋有400億平方米以上屬于高耗能建築,總量龐大,潛伏巨大能源危機。正如建設部有關負責人指出,僅到2000年末,我國建築年消耗商品能源總計3.76億噸標準煤,佔全社會終端能耗總量的27.6%,而建築用能的增加對全國的溫室氣體排放"貢獻率"已經達到了25%。因高耗能建築比例大,單北方採暖地區每年就多耗標準煤1800萬噸,直接經濟損失達70億元,多排二氧化碳52萬噸。如果任由這種狀況繼續發展,到2020年,我國建築耗能將達到1089億噸標準;到2020年,空調夏季高峰負荷將相當于10個三峽電站滿負荷能力,這將會是一個十分驚人的數量。 據分析,我國處于建設鼎旺期,每年建成的房屋面積高達16億至20億平方米,超過所有發達國家年建成建築面積的總和,而97%以上是高能耗建築。以如此建設增速,預計到2020年,全國高耗能建築面積將達到700億平方米。因此,如果不開始註重建築節能設計,將直接加劇能源危機。

3、我國建築節能狀況落後,亟待改善 在70年代能源危機後,發達國家開始致力于研究與推行建築節能技術,而我國卻忽視了這一方面的問題。時至今日,我國建築節能水準遠遠落後于發達國家。舉例說明,國內絕大多數採暖地區圍護結構的熱功能都比氣候相近的發達國家差許多。外牆的傳熱系數是他們的3.5至4.5倍,外窗為2至3倍,屋面為3至6倍,門窗的空氣滲透為3至6倍。歐洲國家住宅的實際年採暖能耗已普遍達到每平方米6升油,大約相當于每平方米8.57公斤標準煤,而在我國,達到節能50%的建築,它的採暖耗能每平方米也要達到12.5公斤,約為歐洲國家的1.5倍。例如與北京氣候條件大體上接近的德國,1984年以前建築採暖能耗標準和北京目前水準差不多,每平方米每年消耗24.6至30.8公斤標準煤,但到了2001年,德國的這一數位卻降低至每平方米3.7至8.6公斤標準煤,其建築能耗降低至原有的1/3左右,而北京卻一直是22.45。

技術途徑

減少能源總需求量

據統計,在發達國家,空調採暖能耗佔建築能耗的65%。中國的採暖空調和照明用能量近期成長速度己明顯高于能量生產的成長速度,因此,減少建築的冷、熱及照明能耗是降低建築能耗總量的重要內容,一般可從以下幾方面實現。

1.1 建築規劃與設計

面對全球能源環境問題,不少全新的設計理念應運而生,如微排建築、低能耗建築、零能建築和綠色建築等,它們本質上都要求建築師從整體綜合設計概念出發,堅持與能源分析專家、環境專家、設備師和結構師緊密配合。在建築規劃和設計時,根據大範圍的氣候條件影響,針對建築自身所處的具體環境氣候特征,重視利用自然環境(如外界氣流、雨水、湖泊和綠化、地形等)創造良好的建築室內微氣候,以盡量減少對建築設備的依賴。具體措施可歸納為以下三個方面:合理選擇建築的地址、採取合理的外部環境設計(主要方法為:在建築周圍布置樹木、植被、水面、假山、圍牆);合理設計建築形體(包括建築整體體量和建築朝向的確定),以改善既有的微氣候;合理的建築形體設計是充分利用建築室外微環境來改善建築室內微環境的關鍵部分,主要通過建築各部件的結構構造設計和建築內部空間的合理分隔設計得以實現。同時,可借助相關軟體進行最佳化設計,如運用天正建築(Ⅱ)中建築陰影模擬,輔助設計建築朝向和居住小區的道路、綠化、室外消閒空間及利用CFD軟體,如:PHOENICS,Fluent等,分析室內外空氣流動是否通暢。

1.2 圍護結構

建築圍護結構組成部件(屋頂、牆、地基、隔熱材料、密封材料、門和窗、遮陽設施)的設計對建築能耗、環境性能、室內空氣質量與使用者所處的視覺和熱舒適環境有根本的影響。一般增大圍護結構的費用僅為總投資的3%~6%,而節能卻可達20%~40%。通過改善建築物圍護結構的熱工性能,在夏季可減少室外熱量傳入室內,在冬季可減少室內熱量的流失,使建築熱環境得以改善,從而減少建築冷、熱消耗。首先,提高圍護結構各組成部件的熱工性能,一般通過改變其組成材料的熱工性能實行,如歐盟新研製的熱二極體牆體(低費用的薄片熱二極體隻允許單方向的傳熱,可以產生隔熱效果)和熱工性能隨季節動態變化的玻璃。然後,根據當地的氣候、建築的地理位置和朝向,以建築能耗軟體DOE-2.0的計算結果為指導,選擇圍護結構組合最佳化設計方法。最後,評估圍護結構各部件與組合的技術經濟可行性,以確定技術可行、經濟合理的圍護結構。

1.3 提高終端使用者用能效率

高能效的採暖、空調系統與上述削減室內冷熱負荷的措施並行,才能真正地減少採暖、空調能耗。首先,根據建築的特點和功能,設計高能效的暖通空調設備系統,例如:熱泵系統、蓄能系統和區域供熱、供冷系統等。然後,在使用中採用能源管理和監控系統監督和調控室內的舒適度、室內空氣品質和能耗情況。如歐洲國家通過感測器測量周邊環境的溫、濕度和日照強度,然後基于建築動態模型預測採暖和空調負荷,控製暖通空調系統的運行。在其他的家電產品和辦公設備方面,應盡量使用節能識別的產品。如美國一般鼓勵採用"能源之星"的產品,而澳大利亞對耗能大的家電產品實施最低能效標準(MEPS)。

1.4 提高總的能源利用效率

從一次能源轉換到建築設備系統使用的終端能源的過程中,能源損失很大。因此,應從全過程(包括開採、處理、輸送、儲存、分配和終端利用)進行評價,才能全面反映能源利用效率和能源對環境的影響。建築中的能耗設備,如空調、熱水器、洗衣機等應選用能源效率高的能源供應。例如,作為燃料,天然氣比電能的總能源效率更高。採用第二代能源系統,可充分利用不同品位熱能,最大限度地提高能源利用效率,如熱電聯產(CHP)、冷熱電聯產(CCHP)。

利用新能源

在節約能源、保護環境方面,新能源的利用起至關重要的作用。新能源通常指非常規的可再生能源,包括有太陽能、地熱能、風能、生物質能等。人們對各種太陽能利用方式進行了廣泛的探索,逐步明確了發展方向,使太陽能初步得到一些利用,如:①作為太陽能利用中的重要項目,太陽能熱發電技術較為成熟,美國、以色列、澳大利亞等國投資興建了一批試驗性太陽能熱發電站,以後可望實現太陽能熱發電商業化;②隨著太陽能光伏發電的發展,國外己建成不少光伏電站和"太陽屋頂"示範工程,將促進並網發電系統快速發展;③全世界已有數萬台光伏水泵在各地運行;④太陽熱水器技術比較成熟,已具備相應的技術標準和規範,但仍需進一步地完善太陽熱水器的功能,並加強太陽能建築一體化建設;⑤被動式太陽能建築因構造簡單、造價低,已經得到較廣泛套用,其設計技術已相對較為成熟,已有可供參考的設計手冊;⑥太陽能吸收式製冷技術出現較早,已套用在大型空調領域;太陽能吸附式製冷處于樣機研製和實驗研究階段;⑦太陽能幹燥和太陽灶已得到一定的推廣套用。但從整體而言,太陽能利用的規模還不大,技術尚不完善,商品化程度也較低,仍需要繼續深入廣泛地研究。在利用地熱能時,一方面可利用高溫地熱能發電或直接用于採暖供熱和熱水供應;另一方面可借助地源熱泵和地道風系統利用低溫地熱能。風能發電較適用于多風海岸線山區和易引起強風的高層建築,在英國和香港已有成功的工程實例,但在建築領域,較為常見的風能利用形式是自然通風方式。

新技術

理想的節能建築應在最少的能量消耗下滿足以下三點,一是能夠在不同季節、不同區域控製接收或阻止太陽輻射;二是能夠在不同季節保持室內的舒適性;三是能夠使室內實現必要的通風換氣。建築節能的途徑主要包括:盡量減少不可再生能源的消耗,提高能源的使用效率;減少建築圍護結構的能量損失;降低建築設施運行的能耗。在這三個方面,高新技術起著決定性的作用。當然建築節能也採用一些傳統技術,但這些傳統技術是在先進的試驗論證和科學的理論分析的基礎上才能用于現代化的建築中。

減少能源消耗,提高能源的使用效率

為了維持居住空間的環境質量,在寒冷的季節需要取暖以提高室內的溫度,在炎熱的季節需要製冷以降低室內的溫度,幹燥時需要加濕,潮濕時需要抽濕,而這些往往都需要消耗能源才能實現。從節能的角度講,應提高供暖(製冷)系統的效率,它包括設備本身的效率、管網傳送的效率、使用者端的計量以及室內環境的控製裝置的效率等。這些都要求相應的行業在設計、安裝、運行質量、節能系統調節、設備材料以及經營管理模式等方面採用高新技術。如在供暖系統節能方面就有三種新技術:

①利用電腦、平衡閥及其專用智慧型儀表對管網流量進行合理分配,既改善了供暖質量,又節約了能源;

②在使用者散熱器上安設熱量分配表和溫度調節閥,使用者可根據需要消耗和控製熱能,以達到舒適和節能的雙重效果;

③採用新型的保溫材料包敷送暖通路,以減少通路的熱損失。

近年來低溫地板輻射技術己被證明節能效果比較好,它是採用交聯聚乙烯(PEX)管作為通水管,用特殊方式雙向迴圈盤于地面層內,冬天向管內供低溫熱水(地熱、太陽能或各種低溫餘熱提供);夏天輸入冷水可降低地表溫度(國內隻用于供暖);該技術與對流散熱為主的散熱器相比,具有室內溫度分布均勻,舒適、節能、易計量、維護方便等優點。

減少建築圍護結構的能量損失

建築物圍護結構的能量損失主要來自三部分:①外牆;②門窗;③屋頂。這三部分的節能技術是各國建築界都非常關註的。主要發展方向是,開發高效、經濟的保溫、隔熱材料和切實可行的構造技術,以提高圍護結構的保溫、隔熱性能和密閉性能。

外牆節能技術

就牆體節能而言,傳統的用重質單一材料增加牆體厚度來達到保溫的作法已不能適應節能和環保的要求,而復合牆體越來越成為牆體的主流。復合牆體一般用塊體材料或鋼筋混凝土作為承重結構,與保溫隔熱材料復合,或在架構結構中用薄壁材料加以保溫、隔熱材料作為牆體。建築用保溫、隔熱材料主要有岩棉、礦渣棉、玻璃棉、聚苯乙烯泡沫、膨脹珍珠岩、膨脹蛭石、加氣混凝土及膠粉聚苯顆粒漿料發泡水泥保溫板等。這些材料的生產、製作都需要採用特殊的工藝、特殊的設備,而不是傳統技術所能及的。值得一提的是膠粉聚苯顆粒漿料,它是將膠粉料和聚苯顆粒輕骨料加水攪拌成漿料,抹于牆體外表面,形成無空腔保溫層。聚苯顆粒骨料是採用回收的廢聚苯板經粉碎製成,而膠粉料摻有大量的粉煤灰,這是一種廢物利用、節能環保的材料。牆體的復合技術有內附保溫層、外附保溫層和夾心保溫層三種。中國採用夾心保溫作法的較多;在歐洲各國,大多採用外附發泡聚苯板的作法,在德國,外保溫建築佔建築總量的80%,而其中70%均採用泡沫聚苯板。

外牆保溫系統外牆保溫系統

門窗節能技術

門窗具有採光、通風和圍護的作用,還在建築藝術處理上起著很重要的作用。然而門窗又是最容易造成能量損失的部位。為了增大採光通風面積或表現現代建築的性格特征,建築物的門窗面積越來越大,更有全玻璃的幕牆建築。這就對外維護結構的節能提出了更高的要求。

對門窗的節能處理主要是改善材料的保溫隔熱性能和提高門窗的密閉性能。從門窗材料來看,近些年出現了鋁合金斷熱型材、鋁木復合型材、鋼塑整體擠出型材、塑木復合型材以及UPVC塑膠型材等一些技術含量較高的節能產品。

其中使用較廣的是UPVC塑膠型材,它所使用的原料是高分子材料--硬質聚氯乙烯。它不僅生產過程中能耗少、無污染,而且材料導熱系數小,多腔體結構密封性好,因而保溫隔熱性能好。UPVC塑膠門窗在歐洲各國已經採用多年,在德國塑膠門窗已經佔了50%。

中國20世紀90年代以後塑膠門窗用量不斷增大,正逐漸取代鋼、鋁合金等能耗大的材料。為了解決大面積玻璃造成能量損失過大的問題,人們運用了高新技術,將普通玻璃加工成中空玻璃,鍍貼膜玻璃(包括反射玻璃、吸熱玻璃)高強度LOW2E防火玻璃(高強度低輻射鍍膜防火玻璃)、採用磁控真空濺射方法鍍製含金屬銀層的玻璃以及最特別的智慧型玻璃。智慧型玻璃能感知外界光的變化並做出反應,它有兩類,一類是光致變色玻璃,在光照射時,玻璃會感光變暗,光線不易透過;停止光照射時,玻璃復明,光線可以透過。在太陽光強烈時,可以阻隔太陽輻射熱;天陰時,玻璃變亮,太陽光又能進入室內。另一類是電致變色玻璃,在兩片玻璃上鍍有導電膜及變色物質,通過調節電壓,促使變色物質變色,調整射入的太陽光(但因其生產成本高,還不能實際使用),這些玻璃都有很好的節能效果。

屋頂節能技術

屋頂的保溫、隔熱是圍護結構節能的重點之一。在寒冷的地區屋頂設保溫層,以阻止室內熱量散失;在炎熱的地區屋頂設定隔熱降溫層以阻止太陽的輻射熱傳至室內;而在冬冷夏熱地區(黃河至長江流域),建築節能則要冬、夏兼顧。保溫常用的技術措施是在屋頂防水層下設定導熱系數小的輕質材料用作保溫,如膨脹珍珠岩、玻璃棉等(此為正鋪法);也可在屋面防水層以上設定聚苯乙烯泡沫(此為倒鋪法)。在英國有另外一種保溫層做法是,採用回收廢紙製成紙纖維,這種紙纖維生產能耗極小,保溫性能優良,紙纖維經過硼砂阻燃處理,也能防火。施工時,先將屋頂的釘層夾層,再將紙纖維噴吹入內,形成保溫層。屋頂隔熱降溫的方法有:架空通風、屋頂蓄水或定時噴水、屋頂綠化等。以上做法都能不同程度地滿足屋頂節能的要求,但最受推崇的是利用智慧型技術、生態技術來實現建築節能的願望,如太陽能集熱屋頂和可控製的通風屋頂等。

降低建築設施運行的能耗

採暖、製冷和照明是建築能耗的主要部分,降低這部分能耗將對節能起著重要的作用,在這方面一些成功的技術措施很有借鏡價值,如英國建築研究院(英文縮寫:BRE)的節能辦公樓便是一例。辦公樓在建築圍護方面採用了先進的節能控製系統,建築內部採用通透式夾層,以便于自然通風;通過建築物背面的格子窗進風,建築物正面頂部牆上的格子窗排風,形成貫穿建築物的自然通風。辦公樓使用的是高效能冷熱鍋爐和常規鍋爐,兩種鍋爐由電腦系統控製交替使用。通過埋置于地板內的採暖和製冷通路系統調節室溫。該建築還採用了地板下輸入冷水通過散熱器製冷的技術,通過在車庫下面的深井用水泵從地下抽取冷水進入散熱器,再由建築物旁的另一回水井回灌。為了減少人工照明,辦公樓採用了全方位組合型採光、照明系統,由建築管理系統控製;每一單元都有日光,使用者和管理者通過檢測器對系統遙控;在100座的演講大廳,設定有兩種形式的照明系統,允許有0%~100%的亮度,採用節能型管型熒光燈和白熾燈,使每個觀眾都能享有同樣良好的視覺效果和適宜的溫度。

新能源的開發利用

在節約不可再生能源的同時,人類還在尋求開發利用新能源以適應人口增加和能源枯竭的現實,這是歷史賦予現代人的使命,而新能源有效地開發利用必定要以高科技為依托。如開發利用太陽能、風能、潮汐能、水力、地熱及其他可再生的自然界能源,必須借助于先進的技術手段,並且要不斷地完善和提高,以達到更有效地利用這些能源。如人們在建築上不僅能利用太陽能採暖,太陽能熱水器還能將太陽能轉化為電能,並且將光電產品與建築構件合為一體,如光電屋面板、光電外牆板、光電遮陽板、光電窗間牆、光電天窗以及光電玻璃幕牆等,使耗能變成產能。

材料開發

外牆保溫及飾面系統(EIFS)

該系統是在上世紀70年代末的最後一次能源危機時期出現的,最先套用于商業建築,隨後開始了在民用建築中的套用。今天,EIFS系統在商業建築外牆使用中佔17.0%,在民用建築外牆使用中佔3.5%,並且在民用建築中的使用正以每年17.0%~18.0%的速度成長。此系統是多層復合的外牆保溫系統,在民用建築和商業建築中都可以套用。ELFS系統包括以下幾部分:主體部分是由聚苯乙烯泡沫塑膠製成的保溫板,一般是30~120mm厚,該部分以合成黏結劑或機械方式固定于建築外牆;中間部分是持久的、防水的聚合物砂漿基層,此基層主要用于保溫板上,以玻璃纖維網來增強並傳達外力的作用;最外面部分是美觀持久的表面覆蓋層。為了防褪色、防裂,覆蓋層材料一般採用丙烯酸共聚物塗料技術,此種塗料有多種顏色和質地可以選用,具有很強的耐久性和耐腐蝕能力。

建築保溫絕熱板系統(SIPS)

此材料可用于民用建築和商業建築,是高性能的牆體、樓板和屋面材料。板材的中間是聚苯乙烯泡沫或聚亞氨脂泡沫夾心層,一般120~240mm厚,兩面根據需要可採用不同的平板面層,例如,在房屋建築中兩面可以採用工程化的膠合板類木製產品。用此材料建成的建築具有強度高、保溫效果好、造價低、施工簡單、節約能源、保護環境的特點。SIPS一般1.2m寬,最大可以做到8m長,尺寸成系列化,很多工廠還可以根據工程需要按照實際尺寸定製,成套供應,承建商隻需在工地現場進行組裝即可,真正實現了住宅生產的產業化。

隔熱水泥模板外牆系統(ICFS)

產品是一種絕緣模板系統,主要由迴圈利用的聚苯乙烯泡沫塑膠和水泥類的膠凝材料製成模板,用于現場澆築混凝土牆或基礎。施工時在模板內部水準或垂直配筋,牆體建成後,該絕緣模板將作為永久牆體的一部分,形成在牆體外部和內部同時保溫絕熱的混凝土牆體。混凝土牆面外包的模板材料滿足了建築外牆所需的保溫、隔聲、防火等要求。

節能改造

建築整體及外部環境設計是在分析建築周圍氣候環境條件的基礎上,通過選址、規劃、外部環境和體型朝向等設計,使建築獲得一個良好的外部微氣候環境,達到節能的目的。

合理選址

建築選址主要是根據當地的氣候、土質、水質、地形及周圍環境條件等因素的綜合狀況來確定。建築設計中,既要使建築在其整個生命周期中保持適宜的微氣候環境,為建築節能創造條件,同時又要不破壞整體生態環境的平衡。

合理的外部環境設計

在建築位址確定之後,應研究其微氣候特征。根據建築功能的需求,應通過合理的外部環境設計來改善既有的微氣候環境,創造建築節能的有利環境,主要方法為:①在建築周圍布置樹木、植被,既能有效地遮擋風沙、凈化空氣,還能遮陽、降噪;②創造人工自然環境,如在建築附近設定水面,利用水來平衡環境溫度、降風沙及收集雨水等。

合理的規劃和體型設計

合理的建築規劃和體型設計能有效地適應惡劣的微氣候環境。它包括對建築整體體量、建築體型及建築形體組合、建築日照及朝向等方面的確定。像蒙古包的圓形平面,圓錐形屋頂能有效地適應草原的惡劣氣候,起到減少建築的散熱面積、抵抗風沙的效果;對于沿海濕熱地區,引入自然通風對節能非常重要,在規劃布局上,可以通過建築的向陽面和背陰面形成不同的氣壓,即使在無風時也能形成通風,在建築體型設計上形成風洞,使自然風在其中回旋,得到良好的通風效果,從而達到節能的目的。日照及朝向選擇的原則是冬季能獲得足夠的日照並避開主導風向,夏季能利用自然通風並盡量減少太陽輻射。然而建築的朝向、方位以及建築總平面的設計應考慮多方面的因素,建築受到社會歷史文化、地形、城市規劃、道路、環境等條件的製約,要想使建築物的朝向同時滿足夏季防熱和冬季保溫通常是困難的,因此,隻能權衡各個因素之間的得失,找到一個平衡點,選擇出適合這一地區氣候環境的最佳朝向和較好朝向。

相關雜志

建築節能雜志

內容簡介

由中國建築東北設計研究院主管主辦的建築節能領域國內外公開發行的科技期刊。 通過宣傳和推介節能政策與標準、推廣建築節能技術與產品。加大建築節能成熟技術和產品的推廣和運用力度,推動建築節能技術的自主創新與發展,提升我國建築節能技術水準。 以刊登建築節能技術、工藝、設計、設備、材料為主要內容。

建築節能

主要欄目

有節能論壇、業界要聞、建築節能設計、建築節能技術、牆改與節能、產品與套用、法規與標準、行業資訊等。

相關詞條

相關搜尋