建筑节能,指在建筑材料生产、房屋建筑和构筑物施工及使用过程中,满足同等需要或达到相同目的的条件下,尽可能降低能耗。
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,增大室内外能量交换热阻,以减少供热系统、空调制冷制热、照明、热水供应因大量热消耗而产生的能耗。途径:一、减少能源总需求量 据统计,在发达国家,空调采暖能耗占建筑能耗的65%。
中国的采暖空调和照明用能量近期增长速度己明显高于能量生产的增长速度,因此,减少建筑的冷、热及照明能耗是降低建筑能耗总量的重要内容,一般可从以下几方面实现。①建筑规划与设计 面对全球能源环境问题,不少全新的设计理念应运而生,如微排建筑、低能耗建筑、零能建筑和绿色建筑等,它们本质上都要求建筑师从整体综合设计概念出发,坚持与能源分析专家、环境专家、设备师和结构师紧密配合。
在建筑规划和设计时,根据大范围的气候条件影响,针对建筑自身所处的具体环境气候特征,重视利用自然环境(如外界气流、雨水、湖泊和绿化、地形等)创造良好的建筑室内微气候,以尽量减少对建筑设备的依赖。具体措施可归纳为以下三个方面:合理选择建筑的地址、采取合理的外部环境设计(主要方法为:在建筑周围布置树木、植被、水面、假山、围墙);合理设计建筑形体(包括建筑整体体量和建筑朝向的确定),以改善既有的微气候;合理的建筑形体设计是充分利用建筑室外微环境来改善建筑室内微环境的关键部分,主要通过建筑各部件的结构构造设计和建筑内部空间的合理分隔设计得以实现。
同时,可借助相关软件进行优化设计,如运用天正建筑(Ⅱ)中建筑阴影模拟,辅助设计建筑朝向和居住小区的道路、绿化、室外消闲空间及利用CFD软件,如:PHOENICS,Fluent等,分析室内外空气流动是否通畅。②围护结构 建筑围护结构组成部件(屋顶、墙、地基、隔热材料、密封材料、门和窗、遮阳设施)的设计对建筑能耗、环境性能、室内空气质量与用户所处的视觉和热舒适环境有根本的影响。
一般增大围护结构的费用仅为总投资的3%~6%,而节能却可达20%~40%。通过改善建筑物围护结构的热工性能,在夏季可减少室外热量传入室内,在冬季可减少室内热量的流失,使建筑热环境得以改善,从而减少建筑冷、热消耗。
首先,提高围护结构各组成部件的热工性能,一般通过改变其组成材料的热工性能实行,如欧盟新研制的热二极管墙体(低费用的薄片热二极管只允许单方向的传热,可以产生隔热效果)和热工性能随季节动态变化的玻璃。然后,根据当地的气候、建筑的地理位置和朝向,以建筑能耗软件DOE-2.0的计算结果为指导,选择围护结构组合优化设计方法。
最后,评估围护结构各部件与组合的技术经济可行性,以确定技术可行、经济合理的围护结构。③ 提高终端用户用能效率 高能效的采暖、空调系统与上述削减室内冷热负荷的措施并行,才能真正地减少采暖、空调能耗。
首先,根据建筑的特点和功能,设计高能效的暖通空调设备系统,例如:热泵系统、蓄能系统和区域供热、供冷系统等。然后,在使用中采用能源管理和监控系统监督和调控室内的舒适度、室内空气品质和能耗情况。
如欧洲国家通过传感器测量周边环境的温、湿度和日照强度,然后基于建筑动态模型预测采暖和空调负荷,控制暖通空调系统的运行。在其他的家电产品和办公设备方面,应尽量使用节能认证的产品。
如美国一般鼓励采用“能源之星”的产品,而澳大利亚对耗能大的家电产品实施最低能效标准(MEPS)。④提高总的能源利用效率 从一次能源转换到建筑设备系统使用的终端能源的过程中,能源损失很大。
因此,应从全过程(包括开采、处理、输送、储存、分配和终端利用)进行评价,才能全面反映能源利用效率和能源对环境的影响。建筑中的能耗设备,如空调、热水器、洗衣机等应选用能源效率高的能源供应。
例如,作为燃料,天然气比电能的总能源效率更高。采用第二代能源系统,可充分利用不同品位热能,最大限度地提高能源利用效率,如热电联产(CHP)、冷热电联产(CCHP)。
二、利用新能源 在节约能源、保护环境方面,新能源的利用起至关重要的作用。新能源通常指非常规的可再生能源,包括有太阳能、地热能、风能、生物质能等。
人们对各种太阳能利用方式进行了广泛的探索,逐步明确了发展方向,使太阳能初步得到一些利用,如:①作为太阳能利用中的重要项目,太阳能热发电技术较为成熟,美国、以色列、澳大利亚等国投资兴建了一批试验性太阳能热发电站,以后可望实现太阳能热发电商业化。②随着太阳能光伏发电的发展,国外己建成不少光伏电站和“太阳屋顶”示范工程,将促进并网发电系统快速发展;③全世界已有数万台光伏水泵在各地运行。
④太阳热水器技术比较成熟,已具备相应的技术标准和规范,但仍需进一。
建筑节能措施
1,设计单位在建筑物设计阶段,应当根据国家《民用建筑节能的设计标准》及有关本地区的节能法规进行设计开发;采用先进成熟的节能技术和节能产品,保证节能设计质量。
2施工单位必须按照建筑节能设计标准组织施工,施工图审查机构在审查建筑工程项目时应当将建筑节能设计作为施工图审查的必审内容,对违反建筑节能设计标准的项目,不得审查通过。
3监理单位应当按照节能标准、节能设计对工程实施监理。
4在墙体建筑方面,不得使用实心黏土砖,应逐步禁止使用其他黏土制品墙体材料,应用目前新型墙体材料,
5改善外围护构件的保温性能,尽量避免热桥,同时采用新技术,加强外墙保温。改善门窗设计,尽可能将窗面积控制在合理的范围之内,采用高效节能玻璃加强密封,尽量减少热量损失。断热铝合金窗采用断热冷桥技术,大阻止了能量的损失。 与此同时中空玻璃优美的外观并具有良好的保温隔热、隔声优质性能,为人们提供了一个比较满意的舒适的工作和生活空间。
围护结构和照明系统
外墙、屋面等不透明部分:提高保温性能,降低采暖空调系统能耗; 采用绿色屋面。
窗户:遮阳和保温 ;自然采光,降低其建筑照明能耗;过渡季节,开窗自然通风 。
照明系统 :结合窗户的自然采光,优化控制照明系统;人员感应器,做到“人走关灯”。
内外活动遮阳 :提高遮阳性能,降低空调系统负荷遮阳与自然采光优化设计控制
防止眩光
冷热源系统
选择适当冷热源容量,适当台数,尽量保证机组在高效率下运行 :大部分机组在非设计工况下运行,提高部分负荷运行的效率则节能效果会非常明显。
选择高性能的设备(冷热源、水泵、风机及附属设备):对设备的性能、价格和维护费用、以及效益进行优化评估。
自然能源(太阳能、地热,地下或地表水):太阳能热水系统利用地下或地表水,封闭式冷却塔
水(冰)蓄冷技术、水蓄热技术:当地的电费差价和效益
热回收技术(废气、排风、冷凝水、冷却水和污水等):回收可利用的余热和废热
季节蓄冷:冷库或冰窖等
输送系统
输送冷热源采用水系统:相比全空气系统,其输送效率更高,较为节能
加大输送温差,降低输送流量 :节能效果明显,可利用蓄冷降低输送冷媒温度
变流量技术:变频风机或变频水泵
空调系统设计 :设计与实际运行的一致管道布置须平、顺、直,进而降低管道阻力
输送管道的保温和密闭性:采取最佳保温层厚度保证管道连接的密闭性
空调系统
VRV系统:便于管理和分区域运行
风机盘管+新风系统:便于管理和分区域运行
全空气系统(VAV系统):合理的系统分区,降低其风机能耗
提高新风质量 :减少系统新风量
系统排风再利用 :系统排风作为机房、停车场或冷却塔的送风
控制系统
人员感应:降低无人在室内的照明能耗、VRV系统的自动控制开启
设备的最佳配比运行(台数控制及容量配置):负荷匹配和运行台数控制
最佳的启动时间和运行时间 :优化启动运行时间和冷机运行参数
设定最佳的送风参数(送风量和送风状态):提高冷机的效率
根据气候变化(预测),设定最佳运行策略 :节能效果显著,且保证室内的最佳品质
温湿度控制(Programmed Scheduling Temperature):根据室内使用情况,自动调节室内空调设定温度
根据建筑用途来设计节能的方法和方式:
1、公共建筑节能采用屋顶或外墙铺设太阳能光伏发电装置,或者外墙利用光伏材料,光伏材料发电以提供本建筑的用电,以达到节能的目的。
2、住宅也可采用光伏发电以达到节能的要求,基本应该是建筑本身的材料也是节能材料,外墙砖、窗户用材、外墙保温、屋顶保温、进户门等,都需要使用国家已经认定的节能材料。
3、住宅等民用建筑也采用地源热泵技术,利用地下水的水温在冬夏季的温差不大相当于恒温的原理,用水泵把地下水抽到埋设在地板内的pvc等材料的细管,来调节室内温度,已达到节能的目的。
4、有些现代厂房的换气孔等利用风能,带动风扇,使内外空气交换,摒弃了以前都要用电机风扇进行换气的做法,也达到了节能的目的。
还有很多的节能做法,比如太阳能路灯、中水利用等,在此,只是简单的提些我的认识。
建筑节能是指在建筑物的规划、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。
所谓建筑节能,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。所界定的范围指建筑使用能耗,包括采暖、空调、热水供应、炊事、照明、家用电器、电梯等方面的能耗,一般占该国总能耗的30%左右。
实现建筑节能的方法:
一是使用外墙外保温技术。同样的室外温度,使用外墙外保温的房子,室内温度更不容易受环境影响,这不仅有利于建筑节能,更使房子舒适感增加。瑞士的年轻建 筑师曾经反对外墙外保温,认为这项技术阻碍了建筑师更好地表现建筑不同墙体材料所展现的美。但目前,他们已经开始喜欢外墙外保温的设计方式,新技术给了他 们更多的展示才华的空间,成为他们新的机遇和挑战。
三是要重视密闭性的围护结构和带有热回收装置的机械式通风设备。围护结构的密闭对于节能的作用是非常显而易见的。在密闭的室内调节温度,有更多的能量用于加热,如果再配合热回收装置,使通风设备带到室内的空气温度与室内接近,可以节省空调系统60%的电能消耗。
四是要重视室内环境的耦合性。瑞士的一项研究表明,正常人体都有100瓦特的能量,如何利用人体的能量,使室内温度更好适合于人体温度,都需要重视起来。就地改造就地实施瑞士1980年每平方米建筑的年能量消耗是20升油,很多经过改造后的建筑以及新建筑,年能量消耗仅有4升,而在中国,这个数字目前是30升。从30升降低到4升的这个任务是非常艰巨的。
以上内容均根据学员实际工作中遇到的问题整理而成,供参考,如有问题请及时沟通、指正。
围护结构和照明系统 外墙、屋面等不透明部分:提高保温性能,降低采暖空调系统能耗; 采用绿色屋面。
窗户:遮阳和保温 ;自然采光,降低其建筑照明能耗;过渡季节,开窗自然通风 。 照明系统 :结合窗户的自然采光,优化控制照明系统;人员感应器,做到“人走关灯”。
内外活动遮阳 :提高遮阳性能,降低空调系统负荷遮阳与自然采光优化设计控制 防止眩光 冷热源系统 选择适当冷热源容量,适当台数,尽量保证机组在高效率下运行 :大部分机组在非设计工况下运行,提高部分负荷运行的效率则节能效果会非常明显。 选择高性能的设备(冷热源、水泵、风机及附属设备):对设备的性能、价格和维护费用、以及效益进行优化评估。
自然能源(太阳能、地热,地下或地表水):太阳能热水系统利用地下或地表水,封闭式冷却塔 水(冰)蓄冷技术、水蓄热技术:当地的电费差价和效益 热回收技术(废气、排风、冷凝水、冷却水和污水等):回收可利用的余热和废热 季节蓄冷:冷库或冰窖等 输送系统 输送冷热源采用水系统:相比全空气系统,其输送效率更高,较为节能 加大输送温差,降低输送流量 :节能效果明显,可利用蓄冷降低输送冷媒温度 变流量技术:变频风机或变频水泵 空调系统设计 :设计与实际运行的一致管道布置须平、顺、直,进而降低管道阻力 输送管道的保温和密闭性:采取最佳保温层厚度保证管道连接的密闭性 空调系统 VRV系统:便于管理和分区域运行 风机盘管+新风系统:便于管理和分区域运行 全空气系统(VAV系统):合理的系统分区,降低其风机能耗 提高新风质量 :减少系统新风量 系统排风再利用 :系统排风作为机房、停车场或冷却塔的送风 控制系统 人员感应:降低无人在室内的照明能耗、VRV系统的自动控制开启 设备的最佳配比运行(台数控制及容量配置):负荷匹配和运行台数控制 最佳的启动时间和运行时间 :优化启动运行时间和冷机运行参数 设定最佳的送风参数(送风量和送风状态):提高冷机的效率 根据气候变化(预测),设定最佳运行策略 :节能效果显著,且保证室内的最佳品质 温湿度控制(Programmed Scheduling Temperature):根据室内使用情况,自动调节室内空调设定温度。
一、设计单位在建筑物设计阶段,应当根据国家《民用建筑节能的设计标准》及有关本地区的节能法规进行设计开发;采用先进成熟的节能技术和节能产品,保证节能设计质量。
二、施工单位必须按照建筑节能设计标准组织施工,施工图审查机构在审查建筑工程项目时应当将建筑节能设计作为施工图审查的必审内容,对违反建筑节能设计标准的项目,不得审查通过。 三、监理单位应当按照节能标准、节能设计对工程实施监理。
四、在墙体建筑方面,不得使用实心黏土砖,应逐步禁止使用其他黏土制品墙体材料,应用目前新型墙体材料, 五、改善外围护构件的保温性能,尽量避免热桥,同时采用新技术,加强外墙保温。改善门窗设计,尽可能将窗面积控制在合理的范围之内,采用高效节能玻璃加强密封,尽量减少热量损失。
断热铝合金窗采用断热冷桥技术,大阻止了能量的损失。 与此同时中空玻璃优美的外观并具有良好的保温隔热、隔声优质性能,为人们提供了一个比较满意的舒适的工作和生活空间。
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