时间:2023-05-30 10:55:29
开篇:写作不仅是一种记录,更是一种创造,它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感,将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇建筑节能一体化,希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友,陪伴您不断探索和进步。
关键词: 节能结构一体化技术应用
中图分类号:TE08 文献标识码:A 文章编号:
引言
我国正处于城镇化高速发展阶段,在当前乃至今后几年间无疑是建筑业发展的鼎盛时期,也是建筑节能大发展的历史机遇期;同时,也是墙体保温技术发展的黄金时期。目前,在我国新建建筑及既有建筑节能改造的墙体保温市场中,外墙外保温技术占据绝对优势,它为我国建筑节能事业的发展起到了非常重要的作用。但目前外墙外保温市场存在生产企业规模小、技术水平低、价格竞争失衡、工程监管不到位等问题,致使外墙外保温工程开裂、脱落、火灾等问题时有发生,工程质量存在诸多安全隐患。发展建筑节能与结构一体化技术,不仅能丰富建筑结构体系,确保建筑节能工程质量与消防安全,更重要的是有效解决了保温系统与建筑墙体同寿命的关键问题,对于推动建筑节能工作健康发展具有十分重要的意义。
1.建筑节能与结构一体化技术的含义及分类
1.1建筑节能与结构一体化技术,是指集建筑保温隔热功能与墙体围护功能于一体、墙体不需要另行采取保温措施即可满足现行建筑节能标准要求的新型建筑结构体系,不但保温防火性能优良、质量安全可靠,而且能够实现建筑保温与墙体同寿命,符合国家节能减排和产业发展的相关政策,对于实现转方式、调结构、促发展、保民生的发展目标,建设资源节约型、环境友好型社会具有十分重大的意义。
1.2 目前,建筑节能与结构一体化技术体系有:CL结构体系、FS外模板现浇混凝土复合保温体系、IPS现浇混凝土剪力墙结构自保温体系、砌块自保温体系(包括承重和非承重体系)、夹心复合墙砖砌块保温结构体系等,这些建筑节能与结构一体化技术已经非常成熟,并已开始大量的应用。
1.3建筑节能与结构一体化技术相关标准规范的为一体化技术产品的生产、设计、施工、验收等提供了有力技术依据。目前,已实施《CL结构体系技术规程》、《FS外模板现浇混凝土复合保温系统应用技术规程》、《非承重砌块自保温体系应用技术规程》、《SK装配式墙板自保温体系应用技术导则》、《承重混凝土多孔砖自保温结构体系应用技术导则》、《居住建筑夹芯保温复合砖砌体结构体系应用技术导则》、《AESI装配式墙板自保温体系应用技术导则》等七项标准规范。
近年来,在国家节能减排政策的大力推动下,我国的节能建筑得到了快速的发展。据不完全统计,全国累计完成节能建筑40余亿平方米。其中新建建筑和既有建筑节能改造的外墙体主要采用外墙外保温技术,占工程应用量的95%以上,外墙外保温技术为建筑节能工作的发展做出了积极贡献。
2. 推行建筑节能与结构一体化技术的必要性
2.1外墙外保温技术存在的主要问题
我国自推行外墙外保温技术以来,人们的居住环境、生活质量得到了明显提高和改善。但伴随之而来的墙体保温与结构能否同寿命,墙体保温与安全防火能否兼顾,保温施工后空鼓、裂、脱落、火灾安全隐患较大等问题已成为亟待解决又关乎民生的重大问题。目前普遍采用的建筑墙体保温技术,其理论寿命为25年(在保证产品质量、按规范施工的前提下),远低于建筑主体50—70年左右的设计寿命。25年后外墙保温极可能出现的脱落,如何维修等问题已被人们日益重视。那如何解决以上问题呢?——大力推广建筑节能与结构一体化技术。
2.2建筑节能与结构一体化技术的优点
与传统的外保温技术相比,一体化技术具有四大突出优点。一是节能保温措施与墙体同步施工,实现了与建筑物同寿命,保温层不再需要多次维修、更换;二是保温材料置于墙体之中,采用现场装配或混粘土浇筑等方式施工,有效避免了外保温工程存在的空鼓、开裂、脱落等质量问题,最大限度地消除了工程消防安全隐患;三是具有良好的保温隔热性能,完全能够满足我国现行建筑节能设计标准,通过采取进一步的技术措施还可达到更高的节能要求;四是可以有效缩短施工工期,减少人工和材料消耗,从而降低建筑成本,具有较好的综合效益。
2.3建筑节能与结构一体化技术主要创新点
(1)实现建筑材料防火向建筑结构防火的转变;
(2)实现建筑保温二次施工向同步施工的转变;
(3)实现保温寿命周期二十五年向与结构同寿命的转变;
(4)实现工程施工现场湿作业向工厂化、产业化转变。
3.推行建筑节能与结构一体化技术的重要意义
建筑节能与结构一体化技术,通俗地讲,就是不再给建筑“套棉衣”,而是通过采取一定的技术措施,采用相应的墙体材料及配套产品,使墙体本身的的热工性能等指标达到节能标准要求,实现集保温隔热功能与围护结构功能于一体的建筑节能技术,不仅能有效解决保温体系与建筑主体同寿命问题,而且在抗震、安全等性能方面也得到了加强,能同时满足建筑、防火等要求,是建筑节能发展的方向。随着我国建筑节能工作的不断深化,加快建筑节能与结构一体化技术推广、逐步限制淘汰已经明显落后的传统外墙外保温技术已势在必行。
4.加快我国建筑节能与结构一体化技术推广工作的建议
4.1加大建筑节能与结构一体化技术产品的引进和研发力度。大力推进建筑节能与结构一体化技术产品的引进和研发,为该技术的全面推广奠定基础,促进我国建筑节能产业结构调整和转型升级。要充分发挥勘察设计及建设类企业和各建材生产商的潜能,引导和鼓励相关企业推广建筑节能与结构一体化技术,不断加大建设科技投入力度,积极研究、发展新型墙材。
4.2加强领导,落实责任,确保推广应用工作落到实处。推广建筑节能与结构一体化技术是我国创建低碳经济发展模式的的重要内容,建议选择部分项目进行示范并给予政策扶持,各相关单位要充分认识到推广建筑节能与结构一体化技术的必要性和紧迫性,落实责任,确保推广应用工作落实。
5.结论
建筑节能与结构一体化技术是对传统建筑节能设计和施工工艺的一次重大变革。推广、应用建筑节能与结构一体化技术,有利于进一步激发广大建设科技工作者开展科技创新的积极性、促进科技成果转化为现实生产力,有利于提升建筑行业的科技含量、推动建筑业转型升级,有利于带动钢筋、混粘土、保温材料等相关产业的发展壮大,是一件意义重大的好事。
参考文献:
关键字:外墙保温; 建筑节能; 结构一体化
Abstract: this article with the external wall thermal insulation technology as an example, through several different forms of exterior wall insulation technology, this paper briefly narrated building energy efficiency and structure integration.
Keyword: external wall thermal insulation; Building energy efficiency; Structure integration
中图分类号: TU201.5文献标识码:A文章编号:
1 引言
“十五”和“十一五”以来,在国家节能减排政策的大力推动下,我国节能建筑得到了快速发展,外墙外保温技术得到了广泛应用,对于改善建筑功能、减少能源消耗发挥了重要作用。
2 加快建筑节能与结构一体化技术
建筑节能与结构一体化已成为建筑结构体系发展和应用的重要方向。目前,自保温结构体系(包括非承重和承重砌块墙体)、夹心复合墙保温结构体系、现浇钢筋混凝土结构复合保温体系(包括CL结构体系、保温砌模现浇混凝土剪力墙承重技术、模网技术等)等一体化技术在我国已具备一定的技术,具备了推广的条件,只有充分了解各种保温体系的优缺点,才能更好的应用。现就目前比较成熟的几种保温一体化体系的各个优缺点做逐一介绍,以便于广大设计人员在设计时参考。
3 陶粒增强加气砌块墙体自保温体系
陶粒增强加气砌块自保温材料是已在浙江、江苏推广应用。该产品以河道淤泥、粉煤灰、混凝土管桩厂的离心余浆为主要原料经过轻质陶粒和引气浆体制备、混合、浇摸、静养、自动切割、蒸汽养护等工艺制备而成。目前已建成年产15万立方米的生产规模。
3.1陶粒增强加气砌块墙体自保温体系材料性能
3.1.1轻质高强:
陶粒增强加气砌块的干体积密度为450 kg/m3~750kg/m3。可有效减轻墙体施工劳动强度、减小建筑物自重,简化地基处理,降低造价。
3.1.2 保温、防火:
陶粒增强加气砌块的导热系数为0.11W/m.K~0.18 W/m.K,是粘土砖的五分之一,混凝土的八分之一,在夏热冬冷地区,240mm厚墙体即可满足节能50%的目标。与其它措施相结合,可轻松实现建筑节能65%的第二步目标。原材料均为无机不燃物,不产生有害气体。
3.1.3耐久、维护费用低:
以高温烧结陶粒为骨料的水泥基材料,可以与建筑物同使用寿命,几乎不需要维护费用。而现有外墙外保温系统一般只有25年的使用寿命,在整个建筑物的寿命周期内,隐藏巨大的维护和更新费用。
3.1.4 收缩率低:
因为陶粒的收缩率极小,在产品中占总体积的60%以上,浆体中又采用了减缩剂技术,因而制品的收缩率很小,只有同类产品的60%左右,且收缩的发展速度慢,绝干收缩率只有同类产品的四分之一,无墙体开裂之虑。
3.1.5 合适的吸水率:
陶粒增强加气砌块的体积饱和吸水率为15%~20%,可以使墙面的抹灰作业更加容易,质量更能保证。
3.1.6抗渗性强:
陶粒增强加气砌块具有极强的抗渗性。用陶粒增强加气砌块砌筑的水池或盛水器皿,壁厚<5cm,表面未做任何处理,不渗水。
3.1.7 精密的尺寸:
陶粒增强加气砌块是在静养后坚硬状态下,采用金刚钻圆盘锯,经自动机械切割而成,避免了养护过程中的变形,尺寸精度达到同类产品优等品的要求,可减少粘结及抹面砂浆的用量,降低成本,提高墙体质量。
3.1.8 绿色环保、循环利用:
陶粒增强加气砌块的主要原材料均为工业废渣或河湖泊淤泥,产品符合GB6566《建筑材料放射性核素限量》标准中建筑主体材料的要求。即使建筑物拆除以后,砌块仍可通过破碎,实现循环利用,降低建筑垃圾的污染。
3.1.9 粘结强度高、施工简单:
陶粒增强加气砌块与水泥基材料相容性好。内墙面可以不做抹灰,直接批括腻子,外墙面可以用普通砂浆抹面,也可以用水泥砂浆直接粘贴面砖、文化石、花岗岩等。
4 夹心复合墙保温结构体系
4.1夹心复合墙保温结构体系特点
(1) 系新型墙体,结构先进,为国家积极推广的新型墙体结构,有利于节能降耗;
(2) 墙体外测彩色装饰性劈离砌块,新颖美观,自身强度高,不脱落、耐风化,既有保护中层夹芯保温层的作用,又有很好的装饰效果;克服了目前外墙饰面层开裂、脱落的质量通病,延长了建筑物使用期限;
(3) 保温层位于内、外两侧墙身夹层部位,为新型保温体系。避免了出现冷(热)桥的质量通病,保温效果良好。
4.2 夹心复合墙保温结构体系工艺原理
混凝土砌块夹芯保温外墙,由结构层、保温层、保护层组成。结构层采用190mm主砌块;保温层一般采用50mm聚苯板;保护层采用90厚装饰性劈离砌块 砌体。外墙全部载荷由外墙内侧190厚结构层承担,在每层圈梁处挑出 90mm高挑口支承外测保护层。外测保护层的平面外作用力由拉结钢筋片传递到结构层。
5 复合砌块自保温体系
5.1 保温与建筑物同寿命
可以单独砌筑成墙,解决了建筑保温墙体的整体性和耐候性,使墙体保温系统的使用寿命真正实现与建筑物同寿命,解决后顾之忧。
5.2 消除火灾隐患
消除火灾,留住生命,这是现在社会共同关注的焦点。济南七星公司经过两年的技术攻关,自主研发的高性能混凝土复合砌块自保温体系,实现了墙体保温与建筑结构一体化,彻底解决了火灾隐患。
5.3 降低建筑综合成本
外墙外保温设计使用寿命为25年,QX高性能混凝土复合砌块自保温体系可实现保温与建筑物同寿命,可大大节约外墙外保温维护维修和25年后的更换费用
5.4 简化施工工序
高性能混凝土复合砌块自保温体系外墙工程不需要再做其它保温处理即可满足现行建筑节能设计标准要求,减少了传统保温墙体外保温工序,提高了施工效率,缩短了工期,降低了工程造价。
6 结束语
相比传统的外墙外保温技术,建筑节能与结构一体化技术不仅能有效解决保温体系与建筑主体同寿命问题,而且在抗震、安全等性能方面也得到了加强,能同时满足建筑、防火等要求,是建筑节能发展的方向,符合我国低碳生态建设发展理念和战略规划要求。加快建筑节能与结构一体化技术推广、逐步限制淘汰已经明显落后的传统外墙外保温技术已经势在必行。
参考文献
[1] 贠英伟,吴香国,范丰丽. 我国建筑节能现状分析及对策[J]. 重庆科技学院学报, 2006,(01)
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[3] 涂逢祥. 建筑节能形势与政策[J]. 中国建设信息供热制冷, 2006,(01)
【关键词】 老建筑节能改造 抗震加固及增层 改造一体化
今年来,地震对我国人民财产和安全造成巨大了损害,关于老建筑的抗震加固成为人们关注的问题,由于既有建筑早年建设成本较低,抗震防护也无法达到目前我国的抗震标准,对老建筑进行抗震加固十分必要;目前城市建设步伐加快的同时,人口的承载能力也在慢慢减弱,针对既有建筑进行加层和节能改造,不仅可以解决人们的住房问题,而且可以节省土地资源,减少房屋拆迁和重建带来的环境破坏,建设既有建筑节能改造与抗震增层改造一体化进程,成解决以上问题的重要举措。
一、既有建筑节能改造与抗震加固及增层改造一体化改造方案的提出
既有建筑节能改造与抗震加固及增层一体化,是针对现代社会人们对老建筑关注,以及老建筑面临的防灾节能双重问题提出的一项新的举措,在设计,施工与质量管理等方面融入到老建筑的抗震加固与节能改造中,将抗震加固增层和老建筑节能改造有机结合,实现一体化改造进程。此方案的提出主要是由于建筑物改造耗资过大,而国家多建设资金把控严格,资金问题成为建筑物改造和抗震加固的主要问题。一般建筑物改造及加固都需要大批的资金及人力物力,如果抗震加固与节能改造分批工作,则需重复施工,增加工作量,耗费更多的时间,人力物力和财力,所以为了避免重复工作及资金紧张的问题,提出既有建筑物节能改造和抗震加固,增层改造一体化建设,是解决上述问题非常有效的办法。
二、老建筑节能改造与抗震加固增层改造方面的现状
1、节能改造的重要性。在我国,早期的老建筑一般建社标准较低,一些既有建筑不具备现代化建设的功能,一些老建筑构建使用的建筑材料使用寿命很长,依旧有很大的使用价值,许多老建筑紧邻城市商业区,周围出行交通方便,生活服务配套完善,导致许多业主不想房屋翻新或者搬迁,但是这种老建筑往往不能满足节能和采暖要求,所以节能改造就成了解决这些问题的主要办法,不仅可以在短时间内对房屋进行修复和完善,保暖工作也可以短时间完成,节省了工作时间和人力,同时减轻了拆房带来的环境压力和资源浪费,所以对既有建筑进行节能改造对我国国情和社会发展具有重要意义。
2、既有建筑抗震加固的迫切性。目前,世界各国对既有建筑的抗震加固问题都非常关注,我国对既有建筑的抗震加固问题也是门越来越关注,目前,我国一部门老建筑为砌体结构建筑,然而这些老建筑大多没有经过专的抗震设计及加固工作,根本无法达到目前抗震鉴定标准,一些20世纪70年代前建造的房屋,其中包括住宅,办公楼以及学校医院等,更要注重其抗震加固工作。一些既有建筑虽然当时符合抗震标准,但是旧的抗震设防标准存在过低或不符合当今抗震标准的现象,对于使用年限已超过50年,及质量低劣不符合抗震防护标准的房屋,要加紧排查,对其进行及时的鉴定与加固,提高房屋抗震能力。
3、既有建筑增层的必要性。目前,随着城市建设加快,城市老化问题也越来越明显,在城市人口不断增加,城市负荷重的情况下,许多既有建筑物出现老化现象,大多需要进行修复和加固,如今许多既有建筑物普遍存在占地面积大,房屋布局不合理,层数普遍较低的问题。同时尽管我国以出台许多政策来缓解住房的问题,但住房紧张依然存在,所以目前,对既有建筑进行增层改造是解决这些问题的重要方法,不仅可以增加原有面积住房的容积率,还可以充分利用城市空间,缓解人们住房难住房贵的压力,同时增层改造还可以节省城市建设费用,减少了建筑垃圾,建筑噪音等问题,是符合我国我情的重要举措。
三、既有建筑节能改造与抗震加固及增层改造方法及一体化优势
1、随着2008年的汶川大地震,我国更加重视和加强对既有建筑的抗震加固建设,并断完善抗震鉴定与标准,在我国既有建筑的抗震结构中,主要是由砌体和混凝土两种结构材料构成,由于既有建筑的地基承载力跟随时间在不断弱化,所以加固既有建筑的地基基础成为抗震加固的关键,可对地基进行加大和加固处理。同时对于既有建筑中抗震承载力不够的框架及墙面,可采取填充及加框架梁,对裂缝用灌浆进行填补,同时也在房屋抗震加固过程中,采用减震技术等方法来减少震灾对既有建筑的破坏。
2、由于老建筑的设计和结构不同,一些屋面改造采取的措施也不尽相同,目前老建筑节能改造最主要的就是屋面改造,一些老建筑节能减排采用在屋顶堆放绿化土进行房顶绿化,对于对一些原本设计负重小的老建筑,设计者一般会采取最简单的节能改造方式,加强对防水层的修复和建设等。如今,老建筑的节能减排问题受到越来越多的关注,节能减排改造方式也不仅仅局限于屋面改造,如采取在外墙,外窗采用高效能系统设备,以及绿色照明等方式,老建筑的节能改造不能只注重房屋表面的修复,最主要的是切实结合建筑内在结构和建筑设计,将老建筑的节能改造落到实处。
3,随着社会经济不断发展,人们对住房和建筑的要求越来越高,需求量也越来越大,在我国城市发展承载力下降的情况下,进行既有建筑加层改造十分有必要,如今既有建筑物的加层办法主要包括直接加层和外套框架加层法以及改变荷载传递加层的办法,直接加层法主要适用于有一定承重能力的建筑物,加层层数最好不要超过三层,而承载能力不强的建筑可采用外套框架加层法和改变荷载传递加层法。
4、一体化优势。在既有建筑进行抗震加固及增层和节能改造中,都要在加固原有结构的基础上改造并且增加新的构件,是两者相互结合,共同工作。如在抗震加固工作中,对原有结构中的破损或薄弱部分进行修补和填充的同时,也要注意对表层的清理和拆换等,加固结束后在抹灰和装饰工作过程中注重节能改造,促进两者的有机结合。实现既有建筑的抗震加固及节能加层改造,不仅可以节省工作时间,减轻人力物力资源,还可以节省建设资金,避免工期长,浪费的现象发生。在设计及施工设计方面,抗震加固与节能增层改造之间技术衔接性大,兼容性强,可避免分期重复作业,二次返工等现象的发生,但是要想两者能够有效结合,顺利完成工作,还要求工程单位在前期做好充足计划和准备,施工过程中进行有效管理和监督,确保施工质量和抗震标准,达到三方完美有效的结合,真正做到抗震加固与节能增层改造一体化。
四、小结
针对我国可持续发展战略,既有建筑抗震加固与节能增层改造一体化的开展,不仅可以解决城市发展中遇到的建筑问题,而且可以有效提高工作效率,节省大量的人力,物力及财力,真正做到城市改造中保护环境和节能改造,减少建筑垃圾及人们的住房问题,为我国既有建筑持续利用和改造贡献力量。同时笔者认为施工单位和要不断加强科学技术的学习和运用,更好的解决我国既有建筑改造过程中存在的问题,推动社会主义可持续发展道路的进步和完善。
参考文献
[1] 徐培福.复杂高层建筑结构设计[M].北京:中国建筑工业出版社,2005.
[2] 李珠,岳俊峰,石峰等.既有建筑抗震加固与节能改造一体化技术[J].施工技术,2009(38).
各位领导、同志们:
今天县委、县政府在这里召开节能工作会议,就全县节能工作作出部署,充分体现了县委、县政府对节能工作的高度重视和抓好节能工作的信心和决心。节能工作涵盖多方面,建筑节能是其中重要的组成部分,尽管我县的建筑节能工作一直走在全省的前列,但作为建筑节能工作的职能管理部门,仍感到责任重大、任务艰巨,我们将进一步提升对建筑节能工作的认识、加强对建筑节能知识的学习宣传、强化对建筑节能工作的管理,全面推进建筑节能工作在我县广泛、深入地开展。
我县建筑节能工作始于20xx年,在各级领导的重视和关心下,我局认真贯彻国家和省市节能减排要求,采取有力措施,加大工作力度,建筑节能与墙材革新工作取得显著成绩,初步建立起了闭合式的建筑节能监管体系,节能建筑施工质量稳步提升。至目前,我县建筑节能已全面实施于商品住宅、公建工程、安置房工程以及校安、民生等工程,建筑工程节能面积已达400多万平方米,已竣工工程中符合建筑节能标准要求的工程项目占95%以上。在建筑节能工作中重点做好以下几点:
一是把节能监管的关口前移到规划阶段。建设单位提交的规划方案必须符合现行建筑节能设计标准要求,我局要对规划项目是否符合节能标准征求施工图审查机构的意见,对不符合标准的建设项目,不予核发规划许可证。
二是严格施工图设计审查管理。施工图审查机构在对建筑物外围护结构进行审查的同时,要审查外墙保温装饰、太阳能光热系统建筑一体化等设计内容,凡不符合节能强制性标准、施工图设计文件达不到节能设计深度要求、未进行外墙保温装饰、太阳能光热系统与建筑一体化设计的,不予通过设计审查。
三是实行建筑节能设计项目备案制度。经施工图审查合格的工程项目,要到墙改节能管理部门办理工程项目节能相关手续,对未办理的项目不予办理施工许可手续。
四是加大节能新产品的推广力度。已制定了建筑节能新产品应用的激励政策,将建筑节能新产品的应用量作为评选优质工程等荣誉称号的必要条件之一,对推广新产品效果好的企业给予表彰,目前,建筑节能新产品在我县已逐步形成了一定规模的市场。
五是加强节能施工质量的监督管理。建筑工程必须使用经省建设厅认证并在市墙改节能办备案的节能技术产品,使用时要在监理人员见证下进行产品质量抽检。监理单位对关键部位、工序实施旁站式监理,建管站加强对关键部位节能施工质量的监督抽查,凡材料检验不合格的不得使用,施工质量不合格的必须限期整改。
六是严格节能建筑验收和项目备案管理。建设项目实行建筑节能单项验收和节能建筑认定制度。工程项目综合验收前必须实行建筑节能分项验收,对符合要求的项目予以办理建筑节能认定证,凡未取得建筑节能认定证的工程项目,建管站不得办理综合验收和竣工备案手续,项目不得作为合格工程交付使用。
当前,新产品、新技术、新工艺不断涌现,建筑节能的一些技术标准、规范对大多数工程技术人员来说都比较陌生,需要我们加强学习,不断提高自己的知识水平。下一步,我们将重点抓好建筑节能知识的培训和政策的宣传,让广大群众认识建筑节能的重要意义,自觉做好建筑节能各项工作;同时按照国家、省、市建筑节能工作要求,进一步完善措施,落实责任,加强监管,全力推动我县建筑节能工作全面深入发展。
1.1光伏建筑一体化技术
光伏建筑一体化技术指的是将太阳能光伏产品取代传统的电力能源运用在建筑物上,使得建筑的电力消耗能够有效地降低。因此,光伏建筑一体化技术是当今绿色建筑设计当中的首要条件,它能够充分展现绿色建筑无污染的主要特点。光伏建筑一体化技术的基本便是太阳能电池组,它能够把太阳的辐射转变成为电力,并能够根据建筑的实际需求,设计出并网或者是独立的光伏发电系统。光伏发电系统包括了太阳能电池方阵、块状光伏电池、薄膜光伏电池等设备。
1.2绿色照明技术
绿色照明技术是建筑电气节能当中的一项重要环节,集中体现于对节能光源的使用方面上。比如,LED、无极灯和直管荧光灯等照明灯具。同传统的建筑照明灯具相比,这些灯具最大的优点便是能耗小,同普通的白炽灯相比,能耗可降低十分之九,甚至更多,但是它们的使用寿命却是白炽灯好几十倍。因此,在绿色建筑物中使用LED等节能灯具,是绿色建筑电气节能的重要措施之一。但是只是用节能灯具并不能够满足绿色建筑的节能标准,还应当配合使用照明控制系统,这样子才能够达到较好的照明节能效果。
1.3建筑能耗监控技术
建筑能耗监控技术指的是绿色建筑物当中的总控制系统,它统一控制了建筑的光伏建筑一体化和绿色照明等技术。在建筑能耗监控技术的整体优化下,不但能够统一管理绿色建筑当中的所有电气设备能耗,还能够做到自动控制以及对信息的处理,充分满足了绿色建筑中所有设备的状态调整、运行参数、意外事故的监控等。
2工程实例分析
2.1工程概况
某体育馆的建筑面积大概有18000平方米,高度达23.7米,属于二类高层建筑。体育馆中设置了座位约4500个,采用2台1600KVA的变压器,备用电源是1台功率为400KW的发电机。该地区常年温度较高,平均气温约为21.6℃。最低为1月份,月平均气温大概为13.3℃,最高为7月份,月平均气温大概为28.5℃。太阳辐射总量和日照时数都比较充足,各地的正午太阳高度都在42°37'以上,年总辐射量大概在4400~5000MJ/m2•年,这为运用太阳能提供了有力的条件。除此之外,该地区雨量充足,雨季非常明显,主要集中在4-9月份,年降水量在1612~1909mm之间,有利于水资源的利用。
2.2建筑节能目标
由于其公共设施建设比例增加许多。而大型公共建筑能耗大概在150kWh/m2,相比较发达国家的建筑能耗高达2倍以上。因此,政府规定公共建筑节能50%作为目标。但是改地区想要实现50%的公共建筑节能,存在一定的困难。所以,对该体育馆的改造工程,应当实现其功能作为首要目标,并尽可能地满足公共建筑节能50%的要求。
2.3节能措施
根据当地自然条件情况,非土建方面的节能技术可从非晶硅太阳能薄膜电池、照明系统改造以及建筑设备节能监控集成系统设计三个方面,进行绿色建筑节能。
2.3.1非晶硅太阳能薄膜电池
可在该体育馆的西立面和南立面的外墙上,采用非晶硅太阳能薄膜电池,从而实现该体育馆的建筑一体化。这除了可以充分利用太阳能进行发电,还能够提高体育馆外墙的遮阳功效,能够有效地降低体育馆内的太阳辐射得热,从而减少体育馆内的冷负荷。善于利用太阳能,所产生的电能能够受益面积达到8500平方米左右。年节约用电费可达19万元左右,工程的改造款项预计可在15年左右全部回收。
2.3.2照明系统改造
该体育馆的照明系统设计应当满足国际赛事的照明要求,也应当满足我国现行的公共建筑照明系统的相关规范和标准。因此,为了满足各方的相关要求和最大限度地节约用电目标,在对体育馆照明系统的改造方面,应当重点对光源的选择、不知以及只能照明控制系统等方面进行改造。该体育馆原先是把大部分的灯具铺设于外圈的马道上,但是外圈马道离球场中秋较远,导致灯具的投射方向、水平线角度较小,无法发挥出最大功效。因此,将灯具移到内圈马道上,而且灯具的投射方向与水平线所成的角度应当大于45度。并可通过C-Bus软件,根据现场工作的具体情况进行及时调节照明设备状态,并能够预置多种的运行模式。这便有利于照明系统节能、灯具寿命延长、管理效率提高等优点。和常规的照明控制方式对比,该体育馆通过改造后,节能能够达到30%以上,预计投资回收预期可在5年内收回。
2.3.3建筑设备节能监控集成系统设计
建筑设备节能监控继承系统技术是把各种功能的智能化设备和系统的相关信息,依据通信的相关标准汇集到统一的网络平台上,从而实现监控信息的共享和集中优化管理的技术,其中包括了网络信息平台的建设以及不同应用软件功能的实施。由于该体育馆的机电设备较多,而且分布的地点过于广泛,因此要求科技含量高,监控复杂化。所以应当运用分层分散监控、中央集中管理的计算机控制网络的方式进行设计。除了能够为广大观众提供高效、舒适、节能绿色的赛事外,还能够有效地降低建筑物的消耗水平和物业管理费用。
3结束语
【关键词】:太阳能;光伏发电;建筑节能;
中图分类号:TE08 文献标识码:A 文章编号:
前言
我国是建筑产业快速发展的国家,建筑运行能耗占到全社会总能耗的30%左右。因此,如何提高建筑的能源使用效率,和实现节能减排成为了建筑业的重中之重。太阳能作为一种天然的能源,越来越受到人们的重视,成为人们关注的焦点。太阳辐射能是取之不尽、用之不竭、无污染、廉价、人类能够自由利用的能源。太阳能每秒钟到达地面的能量高达80万千瓦,假如把地球表面0.1%的太阳能转为电能,转变率5%每年发电量可达5.6×1012千瓦小时,相当于世界上能耗的40倍。当代世界太阳能科技发展有两大基本趋势,一是光电与光热结合,二是太阳能与建筑的结合。太阳能建筑系统是绿色能源和新建筑理念两大革命的交汇点。并且我国2008年实施的《民用建筑节能条例》中规定,国家鼓励和扶持新建建筑和既有建筑节能改造中采用太阳能,地热等可再生的绿色资源。
1、太阳能技术在建筑电气中的应用
太阳能光电建筑应用就是要和建筑一体化,要大规模地推广太阳能光伏发电,要把太阳能光伏发电应用到千家万户,就是要和建筑的一体化。当前太阳能光电建筑应用主要为太阳能屋顶、光伏幕墙等光电建筑一体化。其中屋顶太阳能光电建筑应用较为广泛,其主要特点是:可以调节太阳能电池板与太阳光之间的朝向,我国地处北半球,太阳能电池板要朝南,要朝北就不行,因此光伏幕墙有一定的局限性。光伏发电系统的核心部件就是太阳电池组件,太阳电池组件通常是一个平板状结构,经过特殊设计和加工,完全可以满足建筑材料的基本要求。因此,光伏发电系统与一般的建筑结合,即通常简称的光伏建筑一体化应该是太阳能利用最佳形式。
太阳能光伏发电系统主要由太阳能电池板、蓄电池、控制器、DC-AC逆变器和用电负载等组成。其中,太阳能电池板、蓄电池为电源系统,控制器、逆变器为控制保护系统。太阳能技术在民用建筑电气领域应用主要包括路灯、庭园灯、楼道灯等节能灯、LED灯的照明供电。太阳能系统建筑可以在日常的使用过程中实现与常规电力进行切换,从而实现在太阳能发电系统发电量不足的情况下,改由常规电力供电。太阳能电池板产生的直流电力通过逆变器转变为交流电,然后向用电负荷供电,同时多余的电量又通过控制器向蓄电池组充电。在无日照的情况下,通过逆变器由蓄电池向用电负荷供电,当蓄电池的电力不足时,自动切换到常规电力,由常规电力给用电器提供电能。该太阳能发电系统主要由太阳能电池组件、太阳能电池支架、控制器、逆变器、蓄电池组等组成。整个系统全自动运行无需人工管理。真正实现节能建筑。
太阳能家用发电系统已经成功的运用到民用住宅中,如一些高档的住宅区和别墅区,主要负载为空调负荷,照明负荷,和部分厨卫用电的小型负荷。根据客户的需要,系统安装既可以采用并网发电形式,也可以采用离网发电系统。光伏阵列安装在屋面和墙面上,并直接吸收太阳能,避免了墙面温度和屋顶温度过高,降低了空调负荷,改善了室内环境。采用太阳能与建筑相结合的形式有很大的优越性,可原地发电、原地使用、减少电流运输过程的费用和能耗,还省去了单独为光电设备提供的支撑结构。
太阳能系统在民用建筑中的防雷。太阳能电池板通常都装设于屋顶上,并且很多时候太阳能设备都高出屋面许多。按我国现行的国家规范《建筑物防雷设计规范》和《民用建筑电气设计规范》规定,引出屋面的金属物体可不装接闪器,但应和屋面防雷装置相连。在屋面接闪器保护范围之外的非金属物体应装设接闪器,并应和屋面防雷装置相连。所以,对于太阳能装置的屋面防雷应在局部增设避雷针或避雷带,并且,太阳能装置的底座应与屋面避雷装置做可靠连接。
2、工程举例
现有一个单体别墅,常住人口约为3~5人,处在光照比较充足地区,根据业主需求,整体解决方案如下:
负载需求:
太阳能发电系统指标如下:太阳能电池容量 30kw;交流输出额定功率3kw;额定输出电压(V) 220±10%(AC;功率因数达到0.8以上。
图1 太阳能离网发电系统图
本系统由太阳能电池板,逆变器,控制器,蓄电池,双电源切换自动装置(ATS),稳压保护装置组成(见图1)。
本系统负载主要包括LED照明灯具,小型家电,手机充电等,为确保系统安全可靠运行,系统安装容量设计为30KW,根据负载情况,当太阳能系统供电不能满足要求时,由ATS自动转换至市电运行,以保持负载正常运行所需电量。ATS需保证两路电源不同时运行。经过业主的使用运行,可以支持2~3天的阴雨天,并且基本满足业主的使用要求,月电费节省30%~40%左右。反应良好。
3、太阳能技术在建筑电气应用中的缺陷及局限性
建筑电气的节能设计潜力很大,工作人员在设计中应考虑各种可行的技术措施。同时,在选用节能的新设备时,技术人员应具体了解节能产品的原理、性能、效果,从技术、经济上进行比较,合理选择节能设备,推动建筑电气节能的发展。
当然,太阳能技术在目前的情况也存在着许多缺陷:一,不稳定性:由于受到昼夜、季节、地理纬度、海拔高度和天气等自然条件的影响,所以,到达某一地面的太阳辐照度既是间断的,又是极不稳定的,这给太阳能的大规模应用增加了难度。为了使太阳能成为连续、稳定的能源,从而最终成为能够与常规能源相竞争的替代能源,就必须很好地解决蓄能问题,但目前蓄能也是太阳能利用中较为薄弱的环节之一。二,效率低和成本高:目前太阳能利用的发展水平,有些方面在理论上是可行的,技术上也是成熟的。但有的太阳能利用装置,因为效率偏低,成本较高,总的来说,经济性还不能与常规能源相竞争。在今后相当一段时期内,太阳能利用的进一步发展,主要受到经济性的制约。
关键词:住宅建筑耗能现状与趋势窗墙比热岛效应中空玻璃科技节能
Abstract: Jinhua real estate in recent years, substantial growth, residential energy consumption with the development of economy, the proportion is more and more high, the key technology of energy-saving residential building maintenance structure including heat transfer mechanism of residential indoor temperature, humidity control is an important field in the future energy development. Taking the residential energy conservation in Zhejiang area of Jinhua as the research object, analysis of the development trend of new residential energy-saving materials and energy-saving residential building system, build Jinhua environmental protection, comfort, health, convenient and high quality residential. The government to include the construction of energy-efficient "eleven five" plan ", put forward the construction of energy-efficient type of housing" and "2020 Vision objectives". Energy-saving and environmental protection consciousness has gradually entered the people, residential energy conservation has become a trend.
Keywords: residential building energy consumption status and trend of area ratio of window to wall heat insulating glass technology energy saving
中图分类号:[F287.8]文献标识码:A 文章编号:2095-2104(2012)
0引言
在我国,建筑能耗占全社会总能耗的30%左右,再加上住宅日常使用维护能耗,两项相加可以达到45%左右。而大约有50%的建筑能耗用于创造住宅室内的小环境,如采暖、空调、热水供应、照明、家用电器、电梯等。中国单位建筑面积采暖能耗相当于相同气候地区发达国家的两三倍。浙江省住宅节能工作起步较晚,目前全社会对实施建筑节能的重要性、紧迫性和战略意义认识不足,节能还没有成为政府、企业和全体公民的自觉行动。结合理论体系,对浙中住宅节能存在的不足和问题加以分析,探讨推广住宅建筑节能工作。
节能住宅的主要特点是保温和隔热,一般夏季室内温度比普通建筑低1~2.4摄氏度,冬季室内气温比普通建筑高4摄氏度以上,保持在10~12摄氏度。现阶段,“节能住宅”是指满足行业标准《夏热冬冷地区居住建筑建筑节能设计标准》要求的住宅,通过提高建筑围护结构(通常指外墙、屋面、外门窗和楼板)的热工性能,同时提高采暖、空调能源利用效率,使“节能住宅”的耗能比普通住宅降低50%。其中围护结构和采暖、空调的节能贡献率各约占25%。
“节能住宅”的一个基本要求是比一般住宅节能50%以上。 除了节省能耗,节能住宅还有许多其他好处,例如外墙保温材料可以解决屋面渗水、墙体开裂等住宅顽症,延长建筑物寿命,降低了维修的费用;中空玻璃窗可降低外界的噪声分贝,能给住户提供宁静的家居环境。建造“节能住宅”,成本肯定要增加,对于浙中金华地区,如建造的节能住宅,其围护结构符合《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》的要求,与达到现行《住宅设计标准》一般住宅要求相比,土建造价的增幅约为10%。
1浙中金华地区住宅建筑节能发展现状和面临形势
发展现状
“十一五”期间,金华市住宅节能全面开展,认真贯彻落实国家和浙江省有关建筑节能和建设科技工作的法律法规及标准规范,充分发挥建设科技在建设领域的先导和引领作用。市政府从2009年开始专门设立了建筑节能专项资金,用于推动建筑节能工作。近年来,金华市积极组织申报国家和浙江省建筑节能示范工程达300余万平方米。为了大力推广太阳能在建筑中应用工作,积极培育了东方前城、当代华府、家和园等项目作为太阳能与建筑一体化应用典型,积极加以宣传和推广,目前,金华市已全面执行12层以下住宅建筑实施太阳能与建筑一体化应用。
面临形势
金华市住宅建筑节能和建设科技工作取得了一定的成绩,但仍然存在一些问题和困难,主要表现在当前住宅建筑节能工作主要靠行政主管部门通过强制性行政手段推动,而国家规定的对住宅建筑节能予以财政和金融支持、税收优惠等相关的具体政策措施没有跟上。 而在施工阶段还不同程度存在擅自降低节能设计标准、节能施工质量不高、节能监理不到位等问题。市场上的建筑材料和产品不能满足建筑节能的要求。 当前大部分住宅建筑节能主要局限于护结构的保温技术,可再生能源应用、遮阳和通风等技术应用不够。住宅建筑节能产品和技术还比较落后,建筑节能新产品新技术由于成本等因素推广较难;
金华市力争“十二五”期间,城镇新建住宅建筑设计阶段100%达到建筑节能强制性标准的要求,施工阶段95%达到建筑节能强制性标准的要求。完成低能耗建筑和绿色住宅建筑示范面积50万平方米,新增太阳能与建筑一体化应用面积500万平方米,浅层地能应用面积20万平方米。大力推广建筑节能新材料新技术,重点推广新型墙体材料。积极推动既有建筑节能改造,完成改造建筑面积10万平方米。 因地制宜,以太阳能、浅层地能建筑应用为重点,制定相应的建设标准和配套政策。积极利用国家和省财政资金的引导作用,组织有关单位积极申报和实施太阳能发电、太阳能路灯、地(水)源热泵空调系统等示范项目,推动全市可再生能源与建筑一体化应用工作。 建立以市场为导向、企业为主体、政策法规为保障的建设科技管理模式和行之有效的科技成果推广机制,积极推动我市建设科技事业持续健康发展。
2住宅建筑节能的影响因素及节能措施
金华地区目前根据住宅建筑节能的实际情况和保温材料市场状况以建筑节能50%的标准上实现节能65%的目标,为了达到住宅节能要求,必须综合考虑各种节能影响因素,从规划设计立项上合理安排住宅小区的选址、空间布局、建筑组合、交通组织、朝向、日照间距、绿化;从维护结构设计上对建筑外立面、屋顶形状、门窗大小等合理设计;从空调设备使用上在提高室内环境温度的同时尽可能减少空调机容量及运行能耗。
在节能、环保、低碳成为住宅节能可持续发展战略下,住宅的节能应根据金华地区的山水条件,建造宜居性住宅,影响住宅建筑节能、宜居设计的用地条件包括建设条件和自然条件。自然条件也包括诸多因素,如气候、水文、地质、地形等。结合金华地区冬夏两季较长,夏天闷热,冬季湿冷的气候特点,住宅建筑节能设计夏季应以隔热、降温为主;冬季以保温、适当取暖为主;春秋两季则以自然通风为主。总体指导原则是最大化的利用自然条件;二是结合经济条件适当使用现代科学技术提高住宅节能效果。
从规划设计上着手,合理安排住宅建筑群体布局,创造良好的建筑外环境,从而为建筑节能创造更加优越的条件,从住宅建筑单体设计入手,通过新型建筑材料和现代科学技术的运用,让住宅拥有更加节能、宜居的效果。在建筑单体上对建筑墙体、门窗、屋面等建筑局部的节能设计,具体包括门窗外保温技术,屋面绿化,蓄水屋面等。在朝向上住宅建筑宜以板式高层、底层架空、南偏东30度或南偏西30度的朝向为好,以利于加强住宅的自然通风效果。
3 决定建筑节能效果的改进措施分析
3.1建筑墙体外保温体系
住宅的能耗是由外墙体结构的热传导、冷风渗透两方面造成的。若外墙体具有良好的保温隔热性能,可减少冬季由室内向室外和夏季由室外向室内的传热量,从而减少因保持室内舒适热环境所需要提供的采暖或制冷能量。随着住宅节能技术的发展,新型墙体材料(例如烧结新型墙体、新型粉煤灰砖、新型混凝土)、墙体聚苯乙烯板外墙保温隔热技术被广泛应用到住宅节能领域中,减少室内热岛效应。节省了能源。但目前外保温抗裂技术水平不高,容易与保护层开裂,需要构建能承受风吹、雨淋、日晒、冬冻、夏热、表观质量稳定、热工性能稳定的节能墙体体系。
3.2屋面保温隔热节能技术措施
屋顶作为住宅的护结构,它所造成的室内外温度差传热耗热量大于任何一面外墙或地面的耗热量,住宅屋面冬季室内上升热压气流散热量较大,冬季保温性能较差;夏季受太阳辐射热强烈,顶层房间过热,应合理选择屋面保温隔热构造。
屋面形式主义有平屋面和坡屋面。平屋面一般构造做法是做保温隔热层,架空隔离层以及设置倒置式屋面。材料不宜选用密度大、导热系数高的保温材料,以免屋面重量、厚度大也不宜采用吸水率较大的保温材料,应设置导气排气孔排出水分。保证保温效果。另外还可以在平屋顶上进行种植绿化、以蛭石、锯末等轻质、松软传热系数小的材料铺设在屋面上,能很好的缓解暴晒及雨水造成建筑物表面温差过大,使绝大部分辐射热能不会进入住宅,缓解住宅生态和室内环境。坡屋面主要应用于底层多层住宅,应用最多的是钢筋混凝土和瓦片结合方式,金华地区采用浅色坡屋面节能设计技术,具有快速排除雨水、减少屋面渗漏、有效隔热保温、节省能源。深色屋顶反射阳光仅有30%,非金属浅色屋顶至少反射65%日照,反射率高的屋面节省25%左右的能源消耗。
3.3门窗工程节能技术措施
在建筑围护结构中的墙体、屋面、门窗三大围护结构部件中,门窗的绝热性最差,占住宅热能耗损失的30%左右,所以在保证日照、采光、通风、观景等条件下,增强门窗保温隔热性能,提高气密性,减少冷风渗透,金华地区住宅节能建筑采用Low-E中空玻璃,具有隔热、保温、降低热辐射、防结露、防潮等性能。门窗周边采用高性能密封技术,降低门窗的传热系数,从住宅节能考虑窗墙比不宜过大,,对南向窗户可适当增加窗口面积,其他朝向的窗户可在满足采光要求下减少窗口面积。窗户采用塑钢窗或塑料窗避免产生冷桥。
3.4与节能技术有关的绿色能源的应用
(1)太阳能技术的开发与应用。利用附加在建筑物上的专有太阳能部件将进行光—电和光—热转换,以此来满足建筑物的热水、采暖、空调及照明等方面耗能需求,从而达到减少建筑能耗,改善生态环境的目的。目前金华地区主要利用太阳能热水器、
(2)地热能的利用,地热是一种可再生能源。主要应用的是地源热泵技术。地热水温度一般在34~57.9℃,矿化度适中,微量元素丰富,是优质的洗浴、医疗用水水源。地热能源的开发技术未来的发展空间与潜力巨大,但由于利用地热能源成本较高,因此亟需进行更多的技术研究以解决这一问题。我们相信随着对地热资源的不断开发与研究,地热能源必将成为继水力、风力和太阳能之后又一种重要的新能源。
(3)风能的应用。被称为“蓝天白煤”的风力资源,是一种取之不尽、又不会产生污染的可再生能源。目前东南沿海是最大风能资源区。风能密度为200W/M2-300W/M2,大于6m/s的风速时间全年3000h以上就可取得较大经济效益。风能与其他能源相比有其明显的优点蕴量巨大、可以再生、分布广泛、没有污染。而且从经济的角度讲风力仪器比太阳能仪器要便宜九成多。中国风能储量很大、分布面广甚至比水能还要丰富。合理利用风能既可减少环境污染又可减轻越来越大的能源短缺的压力。
(4)生物能的合理利用。生物能来源于生物质,也是太阳能以化学能形式贮存于生物中的一种能量形式,它直接或间接地来源于植物的光合作用。是一种唯一可再生的碳源,可转化成常规的固态、液态或气态的燃料。生物质能(又名生物能源)是利用有机物质(例如植物等)作为燃料,通过气体收集、气化(化固体为气体)、燃烧和消化作用(只限湿润废物)等技术产生能源。
4推动金华住宅建筑节能的建议
住宅节能是一项很复杂的综合性技术。笔者认为加大对图纸设计的审查力度,设计时精心布局,对施工环节强化监督。对墙体、屋面、门窗保温隔热采取系统化措施,相互配合,针对金华市自然气候特点制定住宅室内环境调控技术,对开发节能住宅的企业,政府采取“扶持性”措施,在规划、审批、验收条件下放宽条件,在资金技术上给予专项补贴。在招投标时对节能企业采取加分措施,推动节能住宅全面发展。
参考文献
[1]叶宇凡、吴建英 房屋建筑节能设计初探 科技创新导报
【关键词】太阳能;太阳能与建筑一体化;光热;光伏;太阳能热水器
随着社会的发展和人口不断增长,建筑能耗在社会能源总消费量中所占的比例逐年上升,能源已经成为全球的热点、焦点问题。世界各国都面临着资源和环保的双重压力,人类社会的可持续发展遭遇了空前的挑战。能源的紧缺提出了对可再生能源的需求,而太阳能作为一种可以在任何太阳存在的地方都可以使用的能源受到广泛的关注,它的使用已经从最初在边远地区和缺电地区的使用,逐渐的转移到发达国家城市的使用;我国太阳能与建筑一体化市场已经启动。在城市,以光伏屋顶和光伏幕墙为主的光伏示范项目,已经随着数量的增加正在向示范城市推广,某些城市正在大力推广太阳能热水器在住宅的应用。在农村,以太阳能热水器和太阳能房为主的光热项目,也开始向光伏示范项目方面发展。
1、可再生能源的产业政策
“可持续发展”已经成为我国经济社会发展的基本战略。我国已经制定了以《节约能源法》和《可再生能源法》为主的可再生能源法规体系。“可再生能源中长期发展规划”和“可再生能源发展十一五规划”已经展现了可再生能源的发展蓝图。
2、太阳能利用的产业现状
当今世界,能源问题日益成为制约国际社会经济发展的瓶颈,越来越多的国家开始开发太阳能资源,寻求经济发展的新动力。太阳能作为一种可再生的新能源,越来越引起人们的关注。我国太阳能资源极为丰富,年太阳能辐照总量超过 502 万 kJ/m2、年日照时数超过 2200h 的地区占国土面积 2/3 左右,国家已将太阳能光热利用纳入建筑节能范畴,这一举措为太阳能热水系统建筑一体化的发展奠定了重要的政策基础。
3、太阳能与建筑一体化应用的理念
所谓太阳能与建筑一体化即在不破坏和影响建筑的外观与结构情况下,利用建筑的现有条件设计与安装太阳能光热系统,使太阳能光热系统成为建筑整体的一部分,同时达到节能和满足使用功能的目的。
3.1 太阳能热水系统与建筑同步设计与施工
根据太阳能与建筑一体化的理念,太阳能热水系统是建筑整体的一部分,因此,在建筑设计的同时必须考虑太阳能热水系统的同步设计,使太阳能热水系统与建筑达到和谐统一。在太阳能热水系统设计中就充分地考虑到这些因素。①太阳能与建筑一体化应用在高层住宅时要充分有效集的热器放置面积,同时考虑到建筑外观的整体美观因素,不破坏建筑外观设计,因此,要求集热器的安装必须与建筑物的屋面形式相符合。②太阳能与建筑一体化应用在别墅时要考虑别墅太阳能集热器与屋面采用嵌入式安装,成为屋面的一部分,较好实现一体化目标。在建筑楼面竣工,进入水电安装阶段,太阳能热水系统的安装必须同步进行,做到与建筑同步施工,同时竣工。
4、太阳能与建筑一体化存在的问题和发展建议
虽然太阳能建筑一体化有高效、经济、环保等诸多优点,并已在世博场馆和众多示范工程上得以运用,但仍然存在一些不足之处。主要是由于太阳能发电的成本较高,目前太阳能发电的成本是每千瓦时 2.5 元。尽管光伏组件与建筑相结合可以降低一些建筑能耗,但是与常规能源相比太阳能建筑所发的电由于造价要贵很多,无论是全民分摊还是国家补贴,大面积推广使用太阳能存在很多困难,投资回收期太长导致投资者难于接受。因此目前国内的太阳能建筑应用多在一些政府补贴的示范项目上,市场容量有限。此外,太阳能发电受天气影响大,有波动性。这是由于太阳并不是全天都有,因此如何解决太阳能光伏发电的波动性,如何储电也是亟待解决的重要问题。此外,我国还没有建立详尽、完整、系统的太阳能资源数据库;尚未建立完善的市场规范和机制,包括完善的产品质量认证体系,统一的光伏系统设计规范和工程验收规范、光伏系统的运行、维护和管理规范;尚未建立综合、长效的光伏人才培训体系等。要稳步推进太阳能与建筑一体化建设,以下几个方面的工作有待进一步完善:
(1)加大经济激励力度:建议财政加大资金投入
制定鼓励太阳能建筑应用的优惠政策,扩大经济激励范围,放大资金引导效应;对政府投资的公共设施项目、城乡低收入群体和新农村建设项目应用太阳能光热与建筑一体化时实行财政补贴政策;优化专项资金使用范围,加大对技术含量高、示范推广价值大的太阳能光伏建筑研发、产品生产、工程示范的支持力度,实施相应的税收减免,提高企业建设节能建筑的积极性。
(2)加强标准体系建设,完善标准规范配套:应加强太阳能建筑一体化方面的标准体系建设,根据太阳能建筑一体化的应用需要,进一步加强相关生产与应用技术研究,以及配套的标准规范研究。亟待制订的有:太阳能热水工程与建筑一体化验收规范、光伏建筑工程质量检验方法标准等。通过标准制修订和完善技术标准体系的建设,形成一套完整的太阳能和建筑一体化应用标准。
(3)加强技术研发:需要加大太阳能光热和光伏的技术研发,实现技术和产品升级,以使太阳能和建筑能真正融合起来。从整体上看,我国开展太阳能建筑一体化建设只重视引进,自主创新得到的支持不够。从技术的层面看,目前,太阳能建筑最大的瓶颈就是电池与建筑结合的安全性和散热性。我国应组织光伏产业机电设备制造等相关产业联合攻关,同时积极寻求国际合作。
(4)加强人才建设:我国除了在开发太阳能建筑产品上需要进行大胆技术创新,还要培养大量相应的建筑设计人才。由于太阳能产业涉及光学、电磁学、机械、建筑等学科,对产品开发设计、太阳能建筑一体化工程施工安装人员的专业素质要求都较高,专业人才的培养是产业发展的必经之路。
(5)开展国际合作交流,完善相应的认证制度:在太阳能光伏认证体系方面,经过多年的积累,国外部分发达国家已经形成了较为完善的认证体系。为了保持我国太阳能建筑产品的质量,促进技术进步,推动产业持续健康发展,必须建立起与国际先进水平相当的认证体系,从而促进我国在产业上的健康、有序发展。
(6)充分利用各地区自然条件:根据各地的不同气候、不同自然条件,因地制宣地发展太阳能光伏建筑。不同地区对太阳能的利用程度是不一样的,各地区需要针对实际情况开展太阳能光伏建筑一体化的工程。
5 结语
近几年来,我国太阳能与建筑一体化节能技术得到了长足的发展。在光热方面,太阳能集热器或光电板正迅速标准化、系列化,并与相连的建筑构件模数相适应;光热系统的设计和运行与现有的建筑通用热水供应系统也在加紧结合,实现多种形式热水供应要求。在光伏方面,用于边远农村的带蓄电池的独立发电系统,逐渐发展为适用各类建筑使用的并网光伏发电系统;太阳能电池组件也从单一的发电功能,发展为与建筑构件功能相结合。太阳能技术正从示范工程应用逐步向工程化规模应用发展。我国太阳能资源丰富,开发利用太阳能是提高可再生能源应用比重、调整能源结构的重要抓手。推动太阳能与建筑一体化的应用,将有效促进我国太阳能产业健康和发展。
参考文献:
营造更加健康、宜人的空间是建筑发展的目标,但是实现这个目标往往以资源的消耗和环境的付出为代价。20世纪中,在资源和环境的巨大压力下,可持续发展理念应运而生,它强调当代人对未来的责任,强调节约资源和保护环境,于是建筑的发展被赋予了绿色内涵。绿色理念被认为是可持续发展理念在建筑领域的表达方式,绿色建筑成为可持续发展理念在建筑领域的具体实践,经常可以见到的表述是“绿色建筑又称生态建筑、节能建筑或者可持续建筑”,但是绿色建筑不是简单强调可持续理念中的节约资源和保护环境诉求,而是在协调建筑根本目标和可持续发展要求的基础上,形成更加符合建筑发展规律的科学合理的一体化概念内涵,从而引领当代建筑实践的发展方向。
绿色建筑的健康前提
发展的本质是提高人的生存质量,生存质量的核心是健康水平,健康资源是人类最重要的资源。健康资源的积累需要一个漫长的过程,健康效果的显现却具有明显的滞后性,对社会的影响要延续几十年甚至上百年,可以说健康资源积累是人类可持续发展的根基。
建筑品质的提高是健康资源积累的重要内容,中国解放后30年国民平均预期寿命从1949年的35岁上升到2000年的114岁,主要传染性疾病的传播得到有效控制,这与建筑品质提高带来的健康条件改善密不可分。
2003年的“非典”疫情过后,建筑的健康性更加成为社会关注的焦点,国家住宅与居住环境工程中心集合中国建筑设计研究院、中国疾病预防控制中心、中国环境监测总站等单位制订了《健康住宅建设技术要点》,这个文件在强调建筑关注生理健康的同时,把居住环境的健康性拓展到社会环境的健康性,涵盖了生理健康,心理健康、道德健康和社会适应健康等四个层次。建设部和国家质监总局2006年颁布《绿色建筑评价标准》中对室内环境质量的要求也体现了对建筑健康性的重点关注,对室内的日照、采光、隔声、通风、空气质量和温湿度调节等内容设定了具体的评价标准。
现阶段我国建筑发展的主要任务还集中在提高人们的居住和工作条件上,最大限度地节约资源,保护环境必须以提供健康、舒适和高效的使用空间为前提,作为当代建筑发展的标志,关注健康是绿色建筑不可或缺的重要内容。
绿色建筑的节约资源特征
全球能源的三分之一被建筑消耗,建筑节能是全世界关注的重点。我国目前既有建筑约400亿m2,年新增竣工面积约20亿m2,建筑既有量和新增量都是世界第一,建筑能耗占到全国社会商品总能耗的近30%,建筑节能成为我国建设节约型社会的关键领域,提高建筑节能水平具有十分重大的意义,为此国家先后出台了《公共建筑节能设计标准》《民用建筑节能设计标准(采暖居住建筑部分)》《夏热冬暖地区居住建筑节能设计标准》《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》《既有采暖居住建筑节能改造技术规程》《采暖居住建筑节能检验标准》等一系列国家和行业标准,大力推进节能建筑的发展。为了配合国家实现单位GDP节能20%的节能减排总目标,建设领域订立了到“十一五”期末,建筑节能1亿t标准煤的目标。
随着我国《绿色建筑评价标准》的颁布,建筑节能被纳入到绿色建筑框架下,绿色建筑的节能特征受到了充分重视,绿色建筑几乎成了节能建筑的代名词被社会各界广泛借用。但是从《绿色建筑评价标准》中不难看出,节约能源是绿色建筑节约资源内容的一部分,绿色建筑节约资源还包括节地、节水、节材等其他内容,尽管绿色建筑具有显著的节能特征,但是不能简单的将绿色建筑和节能建筑混为一谈,所以说我国的绿色建筑具有包括建筑节能在内的显著的节约资源特征。
绿色建筑的环境保护特征
20世纪中叶以来,温室气体排放导致全球气候变暖成为可持续发展关注的热点,人类的视野从关注资源枯竭扩展到保护生态环境上来。建筑用能排放的CO2占全球排放总量的1/3,同时向大气排放大量SO2,NOX等污染物,建筑减排不可避免的成为人们最关心的内容。
追溯绿色建筑的兴起,绿色建筑沿袭着生态建筑的基本理念一路发展过来,所以生态环境保护在绿色建筑中不可避免的具有十分突出的地位,于是绿色建筑和生态建筑这两个词语往往被不加区别的广泛应用于建筑领域。事实上在环境科学中环境与生态环境具有不同的概念内涵,环境指以人为中心的外部世界,强调作用于人的生存和发展的外部条件,生态环境着眼于特定生物体或生物群体的存在空间,侧重于自然界各种要素的平衡和延续。绿色建筑的环境保护特征包含环境保护和生态环境保护双重内容,不仅限于生态建筑内涵,生态建筑侧重于建筑关注生态保护和生态平衡的程度,主张贴近自然的生活和居住方式,减少温室气体的排放,减少对自然界的干扰,而环境保护更加关注建筑对人的健康性保护,立足于建筑的内部环境和外部环境。绿色建筑综合环境保护和生态环境保护双重内涵,进而结合节约资源特征构成绿色建筑综合集成的概念内涵。
绿色建筑的人文精神
绿色建筑的发展表明人类的视野从建筑本身已经扩展到人类生存的整个环境,从当代人的建筑需求扩展到人类未来的发展需求,从致力于建筑功能和形式的统一扩展到人文、资源和环境的协调发展,绿色建筑的发展集成当代科学的发展成果,探索人、自然与建筑秩序的融合,架起沟通当代与未来、建筑空间与自然界的桥梁。
绿色建筑的发展不仅是单纯建筑理念和技术的进步,而且是建筑人文精神的一次飞跃,阿莫里・B・洛文斯(Amory B.Lovins)对绿色建筑设计的概括具有较强的代表性:绿色建筑是利用先进技术,结合人的生理、精神现状以及理想进行的整体性建筑设计。所以说绿色建筑站在人类发展的高度,综合发展、公平、合作和协调理念,从人文和哲学层面概括了新时代建筑的发展方向,强调整体把握经济,社会和人文需要,以舒适、健康的生活为主导的同时,以最少的能源、资源和环境为代价,寻求综合集成的建筑解决方案,这些理念与当前指导中国发展的科学发展观和以人为本,构建和谐社会的指导思想高度契合。
绿色建筑概念的一体化内涵
可持续理念下的建筑探索集中在节约资源和保护环境两个方面,包括节能节地建筑、自维持住宅、共生建筑、科技建筑、有机建筑,生态建筑、低碳建筑等等,在节能、节地、节水,节材,可再生资源利用,减少排放等领域取得了卓有成效的成果。基于绿色建筑的节约资源和环境保护特征显著,人们往往将绿色建筑和可持续建筑以及生态建筑、节能建筑等混为一谈,甚至多见于关于绿色建筑的专著。
总体上讲建筑对健康和舒适的追求是以资源的消耗和环境的付出为代价的,健康舒适和节约资源保护环境诉求的碰撞促发了绿色建筑理念的形成,绿色建筑理念将人们对建筑的健康舒适需求和节约资源和保护环境进行一体化考虑,从而形成引领当代建筑发展方向的建筑理念,所以绿色建筑区别于单纯的生态建筑和节能建筑,具有综合人居条件、资源节约和环境保护三大主题的一体化概念内涵。消费扩张时代的绿色建筑文明
多年来,中国经济增长一直面临着消费不足、投资和出口增长过快的境况,转变经济增长方式、让经济增长更多地依靠消费拉动是中国经济发展着力的重点。报告显示,2007年,消费对经济增长的促进作用显著增强,中国消费、投资和净出口分别拉动经济增长4.5个、4.4个和2.5个百分点,消费的贡献率7年来首次超过投资。中国经济的增长正在从投资拉动型向消费拉动型转变,可以预期,这种消费拉动的增长势头将持续推高消费品市场的增长,建筑消费市场在这种消费扩张趋势的推动下,过度消费的倾向初露端倪。
现有的社会分配结构下,社会富裕阶层往往把建筑作为炫耀财富和成就的舞台,使大面积、独立住宅、豪华外观、高档装修成为人们竞相追逐的目标,并向整个社会蔓延,绿色建筑也被贴上高技术和国际标准的标签,成为迎合建筑贵族化倾向的工具。事实上建筑的过度消费产生的效益增量有限,造成的资源浪费和环境损害却十分巨大,与绿色建筑寻求居住消费和资源消耗协调统一的宗旨背道而驰。
绿色建筑是节约的建筑,不仅是单纯的节约资源,同时倡导人与自然和谐相处的自然观,有限消耗、适度消费、自我克制等理念是绿色文明的精髓,在消费扩张的时代具有更加重要的现实意义。
中国发展绿色建筑的适度国际化视野
中华文化自古不乏人与自然和谐相处、天人合一的思想精髓。有限消耗,适度消费、自我克制等生存观在以儒学为代表的东方文化中占有重要位置,在东西方文化交流中构建具有东方精神的绿色文明具有重要现实意义。
西方国家经济高度发达,社会保障体系完善,人民生活富足,提倡可持续发展理念具有特定的前提和条件,既是顺应人类发展的需要又是西方国家主导世界潮流的工具。由于发展的历史阶段和基本国情不同,中国如果照搬西方的框架和模式,发展将步履维艰。中国作为有着深厚文化底蕴、经济实力正在蓬勃增长的东方大国应该具有符合自身特点的绿色发展观。
西方绿色建筑的评价体系和标准是在居住条件得到全面满足,建筑技术和材料应用技术相对先进,新增住宅需求有限的客观条件下制定的,照搬西方的方法和标准推广中国的绿色建筑将使中国的绿色建筑发展付出极高的代价。中国绿色建筑的推广必须坚持适度国际化的方针,参考西方国家的技术、方法和体系,结合中国的文化理念和发展实际,实行国际化视野下的本土化。
我国是2001年进入“绿色建筑”的研究阶段,随着我国对绿色节能建筑的逐步重视,近3、4年来,“绿色建筑”成为了炙手可热的词汇。从2004年开始,建设部每年一次在全国召开绿色建筑和智能化国际研讨会,直到2013年已经召开了九次会议。最近的2013年这次大会以“加强管理,全面提升绿色建筑质量”为主题,分为研讨会、博览会、互联网三大部分。而研讨会又设有1个综合论坛和31个分论坛,研讨绿色建筑与建筑节能技术标准、政策措施、评价体系、检测标识,分享国际国内发展绿色建筑与建筑节能工作新经验,以便促进我国住房和城乡建设领域的科技创新及绿色建筑与建筑节能的深入开展,更进一步使全国的绿色建筑走上了规范化的发展道路。
目前我国绿色建筑的现状及其误读
似乎很多人士没有弄清楚绿色建筑的本质含义,认为绿色建筑只是将建筑物周围和内部进行绿化。其实绿色建筑的本质尽可能较少浪费能源、土地、水、生物等有限资源,同时提高使用效率;
绿色建筑当然要采用一定技术,但并不是一定非要采用高新技术。科学地利用废弃的土地、原料、植被、土壤、砖石等材料,变废为宝,产生循环经济效益,力争做到“取于自然,回归自然”,这才是绿色建筑的本质含义。
尽管从2009年以来,中国能源消耗已经超过美国,排名世界第一,但从目前的建筑物能源消耗强度(EUI,即单位面积的能耗)上讲,中国只有美国的四分之一。例如:发达国家暖通空调(HVAC) 采用“全时全空”模式下进行自动控温的,是在为一个非常巨大的系统提供服务。而在中国的建筑里,主要采用的是“分时分空”的模式,窗户可以自行开关,并采用分散式系统等控制方式。在中国,家庭大型电器(例如:烘衣机)的普及率很低、水电气的自行费用支付等因素,都是我国处于较低EUI的重要因素。
据有关部门估计,我国每年城乡新建房屋建筑面积近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,环境破坏极其严重,
本文由东莞市2008年科技项目“移动WiMAX系统中的关键技术的研究”、江西省教育厅2007年科技项目“应用于4G中的软件无线电技术的研究”等资助!
每年都丧失大量的耕地面积。据建设部预测,未来10年我国建筑业发展速度仍会高于国民经济的发展速度,其中住宅建设也将处于增长型发展时期。
二、《绿色建筑评价标准》确定的指标体系
为规范绿色建筑评价工作,引导绿色建筑健康发展,建设部于2006年6月1日了《绿色建筑评价标准》(gb/t50378-2006),于2007年11月又了《绿色建筑评价技术细则(试行)》,正式启动了我国绿色建筑评价工作。
《绿色建筑评价标准》对绿色建筑等级划分比较详细,由节地与室外环境、节能与能源利用、节水与水资源利用、节材与材料资源利用、室内环境质量和运营管理(住宅建筑)或全寿命周期综合性能(公共建筑)6类指标组成。每类指标包括控制项、一般项与优选项,绿色建筑划分为三个等级。
PKPM绿色建筑设计软件的两个只要用途
建筑节能的能耗模拟
PKPM绿色建筑系列软件是由中国建筑科学研究院开发,主要用于建筑节能设计的能耗模拟和分析,其主要包括空调、采暖、照明、设备等方面。该软件可以实现动态设计和分析过程,可对已建、改建或新建的建筑设计方案进行能耗模拟,判断其是否节能;另外,对于还没有制定节能标准的地区,可以作为标准的制定和能耗分析工具。
PKPM软件能以多种方式将建筑物的能耗指标、分析结果直观地显示出来,生成详尽的设计说明书和计算报告。该软件还提供了分析、审查、信息化管理系统等功能,以便于直接对设计院节能设计的过程和数据进行监督和管理。
太阳能系统与建筑一体化设计分析
PKPM自主研发的太阳能热水系统与建筑一体化设计分析软件,是国内首款综合考虑以吸收太阳辐射能为热源,将太阳能转为热能以达到加热水的目的的整套装置,包括太阳能集热装置、储热装置、循环管路装置,并考虑地区资源条件、建筑外观、集热类型等相关因素,设计的一体化系统的管路尽最大限度不影响建筑美观,此属一种创新理念,从而实现了太阳能热水系统与建筑的真正一体化。此款分析软件是基于节能软件平台PKPM的二次开发,并兼容Auto CAD2002-2006。
除了PKPM软件之外,具有相似功能的应用于绿色建筑评估的软件还有:用于建筑环境噪声预测与评价的SoundPLAN软件、用于室外风环境模拟与室内自然通风模拟的Stream软件、用于建筑采光模拟分析的TAS-Daylighting软件、以及用于建筑信息模型设计的BIM软件,等等,本文不再叙述。
绿色奥运建筑评估软件简介及其评分系统
1、简介
从1996年美国亚特兰大奥运会使用可再生性能源到2000年澳大利亚悉尼奥运会场馆及其配套设施,悉尼奥运会被认为最能展现高科技含量的是绿色奥运村。北京2008年 “绿色奥运建筑评估体系研究”课题汇集了清华大学、中国建筑科学研究院等9家单位历经1年时间深入研究,共同开发了绿色奥运建筑评估软件GOBAS(Green Olympic Building Assessment System)平台,可以快速、准确、详细地进行定性和定量评估。另外,该软件平台还提供了二次开发的接口,使得可以方便的建立其他各种根据用户需求不同的评估体系。该平台无论是菜单还是提示界面,都做了符合人的思考方式的界面设计,如图1所示:
图1绿色奥运评估体系软件界面
2、直观的绿色建筑Q 、L 打分体系
绿色建筑追求的是用最少的环境代价L 获取最好的建筑环境质量Q。简单的把二者的完善程度相加,并不能反映被评价项目绿色程度的实质。面对Q,L这对矛盾,采用图2所示的Q,L 两维坐标来评价建筑的绿色程度。当评价结果位于A 区时,表示只投入很少的环境代价,就获得很高的建筑环境质量和服务,属于出色的绿色建筑。同样,当处于B,C 区,也分别达到较好和及格的绿色建筑。而当处于D,或E 区时,则应该是坚决避免的。
除了提供一张二维Q几图表之外,评估软件还能根据用户提供的建筑信息,生成一系列直观图表,向用户生动地展示参评建筑在不同层次的条目评估过程中体现出来的性能优劣,如图2中所示。
图2奥运绿色建筑软件Q 、L 打分体系
参考文献:
[1] 《PKPM全模块破解版》(PKPM)2002新规范.
[2] 《建筑环境系统模拟分析方法:DeST》,江亿主编.
[关键词]建筑节能;节能建筑;绿色建筑 文章编号:2095-4085(2017)02-0175-02
山东作为能源消耗大省,建筑节能所面临的形式也相对严峻。各地市也相应出台了地方性规定:比如《青岛市公共建筑节能设计补充规定》、《青岛市居住建筑节能设计实施细则》、《青岛市居住建筑外墙外保温体系技术规定》。
1建筑节能执行标准
山东省建设厅2006年前后出台了《山东省建筑节能审查监督暂行管理办法》。办法中规定,所有建设工程在项目竣工完成之后,必须主动向有关部门申请关于节能建筑的相关权威认定,在经过相关部门的严格评审和科学认定之后,对于符合建筑节能标准要求的建设项目予以认定证书的颁发,即:《山东省节能建筑认定证书》。此标准为强制标准,因此要无条件执行;而对于没有达到建筑节能强制标准的建设项目,相关部门可严格按照法律法规予以执行,对相关工程项目竣工验收备案手续不予办理。根据《审查管理办法》之规定,山东省各级建筑行政主管部门要加大相关法律法规执行力度,对于工程项目的各个环节进行严格限制和科学审查,如项目施工图设计审查的备案、施工现场的节能施工检查、对建筑项目节能标准的认定以及工程竣工后的验收备案等,都实行层层设卡,大力加强建筑项目的节能审查力度。
工程项目竣工后,由墙改与建筑节能机构进行节能建筑的相关认定,因此,建设单位应在5个工作日之内做出行动,主动向当地管理部门提出关于节能建筑的申请,以获得认定。而相关部门在受理申请后,应对建设单位的申请进行及时的认定和评审,尽快完成对于建设工程项目的审查工作。
2节能建筑的设计
作为建筑设计人员,能为建筑节能做的就是严格按照国家规范,标准,强制性条文和地方标准、规定进行设计和图纸绘制。比如根据不同地区(山东省内主要划分为两个大区)建筑型式、建筑规模和档次确定不同的护墙体材料,屋面、外墙、不采暖楼梯问(隔墙和户门)、楼板(与外界空气接触的楼板、相邻于不采暖空间的楼板)、地面(周边地面、非周边地面),凸(飘)窗(顶板、底板),伸缩缝、沉降缝两侧外墙,抗震缝两侧外墙,分户墙,层间楼板,窗(包括阳台门透明部分)等部位根据不同的保温材料,体型系数,各朝向窗墙比以及判定方法(直接判定法、指标判定法、对比判定法),进行科学合理的建筑节能设计。
节能设计过程其实主要是一个计算比较的过程,因此关于面积和体积的计算方法和精度是否符合规范和标准的要求就显得尤为重要,因为这个直接决定了计算结果是否准确可靠。以下是几个常用面积、体积名词。
(1)建筑面积(A0),建筑面积的概念是应该按照各层外墙外包线所围范围内的平面面积的总和进行计算。其中并不包括未封闭的阳台,地下室及半地下室以及阁楼所占的面积;而如果阁楼层采取供暖时,就应该应按照阁楼层的全部面积进行计算。针对一些上部居住,下部商用的建筑,则应该按照实际居住部分的外墙外包线所围成的平面面积的总和进行计算。
(2)建筑体积(V0),建筑体积根据其实际意义应该是按照建筑面积所对应的建筑物的外表面与楼体的底层地面所围出的总体积进行计算。
(3)换气体积(V0),应按是否采暖进行区别,如公共走廊和楼梯间不进行采暖时,应按V=0.6V0计算公式进行计算;若公共走廊和楼梯间采取采暖措施时,则应该按V=0.65V0计算公式进行计算。
(4)屋顶面积(FR),对于屋顶面积的计算,应该按照屋顶的实际面积进行。
3新能源在节能建筑中的应用
由于我国能源消耗的日益增多,新型能源的利用以成为建筑节能的趋势。近年来太阳能技术的应用逐渐增多,其中最为典型的就是太阳能热水器的利用,由于太阳能热水器自身所具备的节能和环保优势,在我国发展迅速,其技术也日益成熟,具有一定用潜力。
我省标准设计《太阳能热水系统建筑一体化设计与应用》条例的出台,对于新能源和可再生能源如何在建筑工程中进行利用起到了积极的推动作用。对太阳能建筑实施一体化,并对其相关技术进一步完善,能够促进建设领域节能工作的全面开展。未来的建筑形式一定是大力应用太阳能、地热能等可再生能源的真正意义上的绿色建筑,建筑设计中能够做到将建筑形式、建筑结构、太阳能光热系统和空调采暖系统的有机结合。对建筑质量优劣的评定应该是以其能耗的多少为指标。青岛市建设委员会就于2010年5月下发了《关于在民用建筑工程中推行太阳能热水系统应用技术的通知》青建发(2010)69号。通知要求:在建及新建十二层及以下的居住建筑以及集中供应热水的公共建筑,如医院、学校、洗浴中心等其他公共建筑场所,必须按规定强制配置太阳能热水系统,也就是说在青岛地区,太阳能热水系统是新建建筑设计中的标准配置。
关键词:太阳能建筑节能热利用光电技术
一、引言
地球暖化日趋严重,全球都在努力降低碳排放。建筑耗能产生之温室气体更是其中之大宗,根据欧盟之调查,建物之耗能约占全球各种民生耗能之40%,尤以制造传统电力所产生之二氧化碳与室内冷气空调所产生之氢氟碳化物(HFCs)为两大主要温室气体。
太阳能是一种取之不尽、用之不竭的无污染能源。地球拦截的太阳辐射能相当于目前全球电力消费量的1500倍。而依靠现有的技术以及经济条件,供开发利用的太阳能只占理论资源量的很小一部分,因此如果我们能在建筑上大幅提高太阳能利用率,就能很好地降低建筑能耗,达到低碳目标。
二、太阳能在节能建筑中的利用及技术
太阳能在节能建筑中的应用形式主要有太阳能的热利用和太阳能光电技术。目前,从我国的实际情况来看,太阳能在建筑中的热利用为主要应用方式,尤其是以太阳能在建筑采暖、空调和供应热水等方面的应用为主。
1.太阳能的热利用
太阳能采暖系统一般分为两种,一种是被动式,即与房屋的结构体相结合,以建筑物本身作为蓄热体,白天吸收热空气,夜间依靠墙体放热采暖。另一种是主动式,即在建筑的屋顶上安装平板集热器,使其与太阳辐射成倾角吸热,然后以热水方式储存太阳能,利用太阳能供暖供热水等等。
2.太阳能光电技术
太阳能光电技术主要是利用单晶硅或多晶硅将光能转化为电能,,即太阳能光伏发电,为建筑提供清洁能源。光伏电板是太阳能电池组件组合而成的,重量比较轻,厚度比较小,只要在屋顶上预先设计支架便能有效地将太阳能光伏电板安装上去,建材化的太阳能光伏板可以减轻屋顶的荷载。太阳能建筑的光电利用,主要是用来实现太阳能照明。
目前较为先进的太阳能与建筑一体化是将太阳能利用设施与建筑有机结合,利用太阳能集热器替代屋顶覆盖层或替代屋顶保温层,既消除了太阳能对建筑物形象的影响,又避免了重复投资,降低了成本。
三、我国太阳能在节能建筑中利用的现状及存在的问题
作者简介:李娜,浙江义乌人,浙江工业大学在读研究生,义乌工商职业技术学院讲师
1、太阳能热水器(系统)
我国的太阳能热水器产业进入20世纪90年代后期以来发展迅速,目前国产产品几乎完全占有了我国的太阳能热水器市场,某些著名品牌还出口国外。
但是长期以来,太阳能热水器一直是房屋建成后才由用户购买安装的一个后置部件,随着太阳能热水器在城市普及率的不断提高,由这种使用方式而带来的一系列问题和矛盾也逐渐显现,特别是对建筑物外观和房屋相关使用功能造成的影响和破坏,直接导致了一些城市和小区、单位的主管部门出台不允许安装太阳能热水器的管理规定,严重制约了太阳能热水器的进一步发展。
2、太阳能供暖、空调
主动式太阳能采暖由于系统复杂,设备多,所以初投资和经常维持费用都比被动式太阳能采暖高。我国过去采取的政策是优先发展被动式太阳能采暖。这种太阳能供暖系统投资费用高并且春、夏、秋季热水过剩,需通过季节蓄能技术和全年的综合利用来解决。
由于空调的应用需求和太阳能的供给量保持很好的一致性,即天气越热,越需要使用空调时,相应的太阳辐照量也较大,所以太阳能空调是我国最早进行太阳能应用的研究领域。太阳能空调技术的工程应用,其主要问题是投资较高,所需要的太阳能集热器面积较大,该项技术的推广取决于中、高温太阳能集热器的开发和降低成本。
3、光伏技术太阳能建筑
利用光伏并网发电技术提供房屋用电能耗的太阳能建筑,近年来成为世界太阳能利用的热点,发达国家中建成并投入使用的该类太阳能建筑已有相当数量,在我国则处于起步阶段。在与建筑的结合和工程应用方面与发达国家还有不小差距。
由于光伏电板太阳能屋顶系统使用了较为新型的高科技材料,它相对太阳能集热器屋顶而言,造价相对要高,初投资十分昂贵,现在大多在如义乌国际商贸城这样的公共建筑中使用,从而影响了它的推广。
四、节能建筑中太阳能应用技术的发展方向和对策
1、太阳能热水器(系统)与建筑相结合
我国人口众多,多层和高层建筑是住宅建设的主流,要使太阳能热水系统真正与建筑相结合,必须逐步改变现在为每家每户单独安装太阳能热水器的作法,而代之以在每栋建筑上安装大型、综合的太阳能热水系统,统一向各家各户供应热水,并实行热水计量收费。太阳能热水系统的建筑一体化比较符合目前我国的实际情况和技术水平。
只要做到在房屋设计之初就同步进行太阳能热水系统的设计,解决相关的建筑一体化设计问题并不困难。此外,政府应该出台相应的引导政策和激励措施,鼓励房地产开发商投资建筑一体化的太阳能热水系统。随着人民生活水平的不断提高,具有24小时供应生活热水功能的商品住宅越建越多,今后供热水会逐步成为住宅的必备功能,无论从节能还是环保角度来看,太阳能热水系统都有其明显的优势。初投资增加不多,运行费用却大大节省,而且包含了"绿色建筑"的概念,既能给房地产开发商带来新卖点,又能减少物业管理部门的日常开支,对国家、企业和用户都有好处。
2、太阳能供暖、空调系统规模化
利用大、中型太阳能供热、采暖技术和利用太阳能冬季采暖,夏季空调、全年供应热水的三联供技术是今后太阳能热利用技术在建筑中应用的主要发展方向,而被动太阳能建筑设计技术是基础,因为必须首先大幅度降低太阳能采暖空调建筑本身的能耗需求。太阳能热利用系统的关键部件是太阳能集热器,与太阳能热水系统相比,太阳能供暖、空调系统对太阳能集热器的热性能提出了更高的要求。太阳能供暖系统是在冬季使用,环境气温较低会加大集热器的热损失,夏季空调使用的吸收式制冷机需要高温水作热源,要求集热器产生至少85℃以上的热水,而目前国内的集热器产品主要是为适应太阳能热水的使用要求,用于太阳能供暖、空调系统时的热效率较低,直接影响了系统的效益。所以,开发可适用于太阳能供暖、空调系统的中、高温太阳能集热器至关重要,也是今后的努力方向。
3、太阳能并网光伏技术与建筑结合
降低光电池、逆变器的制造成本,开发能与光电池有机结合的新型建材,解决并网问题,是推进光电太阳能建筑发展的关键;而要降低成本,产品必须要有一定的生产批量,所以拓宽应用范围是当务之急,不能因为目前光电太阳能建筑的高投资就止步不前。开拓市场可以重点抓两个方面,一是解决偏远无电地区的照明及用电;二是针对特殊用途建筑,例如奥运场馆等标志性建筑、旅游度假村、边海防营房等,建设光热、光电综合利用太阳能建筑。后者更为重要,只有解决了光热、光电综合利用实用技术,才能增加太阳能光电池的市场竞争力。
五、结论
太阳能是最清洁、最廉价的能源,在目前我国限制使用燃煤锅炉,燃油价格及电价上涨的情况下,在建筑节能方面大力推广使用太阳能采暖制冷系统、生活热水系统及光电系统,是节约能源、保护环境的有效途径,具有重要的现实意义。同时,在太阳能在建筑节能的具体应用过程中,应特别注意太阳能与建筑的一体化设计,努力减少太阳能系统对环境和建筑本身带来的不良影响,实现人―居―环境的和谐发展。
参考文献:
[1] 马文生郝斌. 光伏建筑一体化相关问题的探讨.可再生能源.2011年01期
[2] 吴振一. 太阳能在建筑节能领域的应用创新.城市住宅.2011年01期
[3] 赵彦民 任璐.建筑节能研究现状及展望[J].粉煤灰综合利用.2010年04期