建筑能耗论文范文10篇

时间:2023-04-11 08:56:45

建筑能耗论文

建筑能耗论文范文篇1

我国的建筑能耗现状与趋势

我国建筑总能耗约占社会终端能耗的20.7%.其中,北方城镇建筑采暖和农村生活用煤约为1.6亿吨标煤/年,占我国2004年煤产量的11.4%;建筑用电和其它类型的建筑用能(炊事、照明、家电、生活热水等)折合为电力,总计约为5500亿度/年,占全国社会终端电耗的27%~29%.

1、北方城镇采暖能耗

我国北方城镇采暖能耗占全国建筑总能耗的36%,为建筑能源消耗的最大组成部分。单位面积采暖平均能耗折合标准煤为20kg/m2·年,为北欧等同纬度条件下建筑采暖能耗的2~4倍。能耗高的主要原因有3个。一是围护结构保温不良。二是供热系统效率不高,各输配环节热量损失严重。三是热源效率不高。由于大量小型燃煤锅炉效率低下,热源目前的平均节能潜力在15%~20%.

2、大型公共建筑能耗

目前我国有5亿m2左右的大型公共建筑。耗电量为70~300kwh/m2·年,为住宅的10~20倍,是建筑能源消耗的高密度领域。调查结果表明,这类建筑能源浪费现象仍较严重,有很大的节能潜力。

3、住宅与一般公共建筑的非采暖能耗

我国城镇的住宅总面积约为100亿m2.除采暖外的住宅能耗包括照明、炊事、生活热水、家电、空调等,折合用电量为10~30kwh/m2·年,用电总量约占我国全年供电量的10%.一般公共建筑总面积约55亿m2.用电总量约占我国全年供电量的8%.

目前这两类建筑的能耗水平低于发达国家,这主要是由于建筑提供的服务水平不高。由于我国能源费用相对于居民收入偏高,绝大部分城镇住宅的用电水平较低,生活热水用量远小于发达国家水平。

随着生活水平的提高,住宅和一般公共建筑内用户提出了更高的建筑服务水平要求。此外,近年来在一些大城市出现了一批高档豪华住宅,户均用电水平几倍甚至几十倍于普通住宅,此类高能耗住宅有大幅增长的趋势。对于能耗原本较低的一般办公建筑进行二次装修和加装中央空调系统,盲目提高建筑内部的“豪华性”,也会造成此类建筑能耗的成倍增长。

4、农村生活能耗

我国农村建筑面积约为240亿m2,总耗电约900亿度/年,生活用标准煤0.3亿吨/年。

目前我国农村的煤炭、电力等商品能源消耗量很低。根据调查,目前农村建筑使用初级生物质能源的能源利用效率很低,并在陆续被燃煤等常规商品能源所替代。如果这类非商品能源完全被常规商品能源所替代,则我国建筑能耗将增加一倍。

5、长江流域采暖需求

我国长江流域以往的建筑设计都没有考虑采暖。目前夏季空调已广泛普及,而建设采暖系统、改善冬季室内热环境的要求也日趋增长。

预计到2020年,长江地区将有50亿m2左右的建筑面积需要采暖。预计每年将新增采暖煤1亿吨标煤左右,接近目前我国北方建筑每年的采暖能耗总和。

我国建筑能耗发展趋势

我国能源供给和经济发展必须考虑新增建筑所需的能源供给问题。按照目前的建筑能耗状况,到2020年我国建筑能耗将比2004年增加2.5亿吨/年标煤和新增耗电5800~6300亿度/年,总计折合电力约1.3万亿度,新增量相当于目前建筑总能耗的1.3倍。

根据发达国家经验,随着城市发展,建筑将超越工业、交通等其它行业而最终居于社会能源消耗的首位,达到33%左右。我国城市化进程如果按照发达国家发展模式,使人均建筑能耗接近发达国家的人均水平,需要消耗全球目前消耗的能源总量的1/4来满足中国建筑的用能要求。因此,必须探索一条不同于世界上其他发达国家的节能途径,大幅度降低建筑能耗,实现城市建设的可持续发展。

当前建筑节能的重要问题

当前我国各级政府高度重视建筑节能。我们认为,要研究建筑节能的突破点,优化配置有限资源,进而推动我国建筑节能事业取得重大进展。

1、走出集中供热分户计量改革的困境

改变供热计量按面积收费的方式,实行“分户计量,按热量收费”的目的一是促进建筑保温,二是鼓励行为节能。但分户计量不易操作。

采用分楼计量可以使计量改革工作走出困境。如果对每座建筑的用热总量进行计量并据其收费,楼内各户按面积分摊,计量工作可大大简化,可操作性强,分户墙传热等各种问题也可迎刃而解。按整座建筑供热量计量收费同样可激励新建建筑采用保温措施和推进既有建筑的节能改造。为了减少楼内局部空间过热的问题,可推行“供水温度分楼可调”新技术,采用混水或换热的方式调节每座建筑入口的供水温度,在建筑内实行“大流量、小温差、低水温”供热方式,在室外管网实行“小流量、大温差”的循环方式。可大幅度降低集中供热系统的热损失,从而显著降低北方地区集中供热能耗。

2、长江流域不宜发展大规模集中供热或热电冷三联供

目前在长江流域建设大型热电联产集中供热和热电冷三联供项目,无论是以燃煤还是以燃气为动力,都存在很多的能耗不合理问题。长江流域地区冬季短夏季长,而夏季使用发电余热制冷时的制冷效率仅为电制冷效率的20%左右。采用集中供冷要依靠大型循环管网输送冷水,这直接导致循环水泵电耗增加。

长江流域的特点是:冬季短,室外温度多在0℃左右;夏季长,普遍需要空调;梅雨期需要除湿;地表水资源丰富。对于这种气候与自然条件,应该发展各种热泵方式,系统解决采暖和空调需求。

3、科学规划南方地区建筑节能工作

我国南方地区建筑节能重点在于改善围护结构的保温。针对南方的气候条件,应推广各种屋顶遮阳、外墙遮阳、窗户外遮阳等措施,以减少太阳辐射;加强各种自然通风手段,通过自然通风缩短空调运行时间;开发和推广主动或被动式除湿装置,降低室内湿度,适当提高室内空调温度等,都可以产生更大的节能效果。

4、探讨社会主义新农村的可持续发展的能源消耗模式

我国农村土地资源相对充足,建筑容积率低;秸秆、薪柴、粪便等生物质能源丰富,生物质能源的生成物可被充分利用。农村的能源供应方式应以可再生能源为主,按照循环经济方式,发展沼气、生物质的高温热解制气、太阳能光热和光电应用以及风力发电。发展可再生能源替代常规商品能源的经济效益和可操作性也远高于城市。

5、发展和推广低能耗大型公共建筑技术

我国大型公共建筑不足城镇建筑总面积的4%,但能耗却占我国城镇建筑总能耗的20%以上。发展出一套解决中国实际问题的低能耗大型公共建筑技术,可大大缓解由于目前城市建设中大型公共建筑比例的增长将造成的城市电力供应紧张状况。

建筑能耗论文范文篇2

建筑节能工作有许多环节,建筑装饰节能是建筑节能工作的重要一环,其实施的结果会直接影响建筑节能的效果,在建筑装饰过程中可以通过许多措施来降低建筑能耗,可以通过建筑外装饰与内装饰两个方面采取有效措施使建筑装饰达到节能目的,本文结合作者多年从事建筑装饰项目管理的实践,对建筑装饰节能问题做了一些归纳,并提出了一些自己的见解与想法,谨供大家作参考之用。

一、实施建筑节能的主要途径目前在我国实施建筑节能的主要途径较多,但与建筑装饰装修相关的大概有以下几个方面:

1.改进建筑装饰设计和施工技术、方法,制订推动节能的建筑法规,建立健全促进节能材料、设备生产和应用的法规体系,为建筑及建筑装饰节能工作的推进提供良好的法律环境。

2.室内环境控制成套节能,技术的研究和设备开发,特别是围护结构的改造。

3.加大投入,加强建材设备的生产、施工技术及产品应用技术的研究开发,其发展的重点应针对外墙装饰(幕墙)和室内装饰的特点,研究新型低能耗的围护结构(包括墙体、地面、顶棚、门窗)体系成套节能技术及产品。

4.积极发展能满足建筑所需要的材料和设备的生产。

5.大力发展生产和运输能耗低的轻质、高强材料及建筑装饰用塑料制品。

6.努力改进生产技术,提高管理水平,大幅度降低材料和设备生产的单位能耗。

为满足人们日益增长的物质和文化需求,符合当今时代的需要,除创造良好的建筑功能和美观的建筑外形,对建筑室内外装修设计也日益重视,现代的室内外装饰装修设计与建筑设计已密切结合,不可分割,并作为建筑设计的进一步深化、补充和完善,因此节能在装饰装修设计中也应予以充分考虑。

二、建筑外装饰的节能措施建筑的保温层设置方式取决于围护结构,围护结构一般都需要满足承重和保温两方面的要求。

一种是单一构造的砖砌体,如加气混凝土墙体或屋面等;另一种是在承重墙体的基础上增加专门的围护材料来达到建筑物的保温效果,这些保温材料一般是一些轻质材料,以免增加建筑结构的承重负担,例如珍珠岩棉、泡沫聚苯乙烯等材料。这种保温的形式按保温材料所处的部位不同分为3种类型,分别为外保温、中间保温和内保温。其中中间保温方式必须在建筑设计时就应考虑执行,而外保温和内保温单面围护则可以在建筑本体完成后进行或者在尔后的室内外装修时再进行。

在建筑外墙外保温基层上增设0.1m~0.15m厚的保温层,将房顶和地下都“裹”上。保温性能是外墙保温质量的一个关键性指标。为此,应按所用材料的实际热工性能,经过热工计算得出足够的厚度,以满足节能设计标准对当地建筑的要求。与此同时,还应采取适当的建筑构造措施,避免某些局部产生热桥问题。一般来说,永久性的机械锚固临时性的固定以至于穿墙管道,或者外墙上的附着物的固定,往往会造成局部热桥。在设计和施工中,应力求使此种热桥对外墙的保温性能不会产生明显的影响,也不致尔后产生影响墙面外观的痕迹。

下面以墙体装饰材料的不同来谈谈装饰装修的外墙节能问题:

1.外墙贴面砖:在建筑外墙基础上另外增加一层围护结构,使建筑本体导热比值更低,无意中达到了节能的效果。

2.外墙涂料:传统的外墙涂料只起到装饰效果,可增强防水功能,基本无节能作用。现如今,在进行装饰设计中,外墙涂料的选用,应遵循建筑节能的原则,即:如若原建筑外墙采取了外墙外保温措施,则可选用不具保温节能功效的外墙涂料;否则,必须考虑选用具有保温或节能作用的外墙涂料,或选用隔热或导热比值低、防紫外线方面的涂料。公务员之家

建筑能耗论文范文篇3

关键词:展馆建筑空调系统建筑能耗上海世博会

1上海世博会规划概述

以建立和谐城为主题的世博会将于2010年在上海举办。上海世博会选址位于黄浦江上游,处于陆家嘴和老外滩的南延伸段上,卢浦大桥与南浦大桥之间的滨水区,约5.4平方公里的规划区内,规划总建筑面积855,500平方米。自1851年第一届伦敦世博会以来,历届世博会都以展现各国当时最高的经济、文化和科技发展水平为主要目的,其中展馆建筑是重要的表现手段之一[1]。和历届世博会相似,上海世博会的建筑也以展馆建筑为主,展馆建筑面积占整个世博园区总建筑面积60%以上。除展馆建筑外,世博园区建筑还包括会议、办公、娱乐及相关的服务设施建筑[2]。

2010年世博会举办期为5月~11月,预计在此期间,上海将迎接7000万名以上游客,日平均人流为40万人,日最高峰人流预计可达80万人。上海世博会举办期间包括上海高温高湿的夏季,因此,世博会建筑空调系统的安全、低环境和能源负荷运行是世博会成功举办和实现绿色世博的关键。本课题基于对往届世博会冷源设置的分析,结合上海世博会建筑规划,对世博会建筑空调系统冷源进行研究。

空调系统能耗预测首先须对建筑物动态空调负荷特性进行分析,确定空调制冷系统方案,针对该方案确定不同负荷率下的机组运行时间,并根据机组在不同负荷率下的效率,确定建筑的运行能耗。由于上海世博会的展览期为5月份到同年的11月份,因此园区内建筑仅考虑夏季供冷能耗。前期研究已经得出上海世博会建筑物动态负荷特性,见参考文献3。

2上海世博会冷源方案探讨

由于展会建筑比其他类建筑更注重外型的展示效果和美学感受,因此,其能源消耗往往不被重视。但随着世界能源的日趋紧张,集会建筑群的能源消耗和能源系统规划越来越不容忽视,尤其对像日本这样的能源贫乏国家[4],日本历届博览会对建筑能耗和能源结构非常重视。尽管日本历届博览会都采用区域集中供冷方案。由于建筑能耗标准、建筑设备水平的提高,可利用能源资源结构的变化,各届博览会的能源系统也不尽相同[5-8]。大阪万国博览会(1970年)和冲绳国际海洋博览会(1975年)都设置3个集中供冷机房,大阪万国博览会除了采用电为能源外,还引入燃气作为一个制冷系统的能源,海洋博览会则采用电为唯一能源,而且供冷系统采用了定温差变流量的控制策略;国际科学博览会(1985年)和国际花与绿博览会(1990年)都设置1个集中供冷机房,均采用电和燃气为能源,但冷源设备类型和规模及能源结构并不相同。而且,在花与绿博览会的一个重要的场馆—大温室,空调系统采用了城市废热作为热泵的冷源。爱知县世博会(2005年)的理念是建造一个按照地球再生机制循环运行的“地球循环型展馆”,运用以风力发电为主的可再生能源,进行区域集中供冷,实现展馆运营过程二氧化碳的零排放。该届世博会的能源规划具有下述几个特征:为保护地球环境,构筑低环境负荷、循环型社会的模型,采用无氟冷媒(氨冷冻机、吸收式冷热水机组);积极导入太阳能发电、燃料电池、生物能燃料、热能利用,建设能源设施的展示区;追求低成本。日本历届世博会冷源设置概况见表1。

日本历届世博会冷源设置概况表1世博会名称建筑面积(m2)总冷量(MW)能源指标(W/m2)

大阪万国世博会284700105.7371

冲绳国际海洋博览会5400011.7217

国际科学博览会16617040.4243.1

国际花与绿博览会9390024.6262

爱知世博会-40.1-

对往届世博会冷源配置的分析可知,大型建筑群大都采用集中式区域供冷,制冷机组主要以电力制冷为主。本届世博会针对于上海地区能源状况及场馆特点,同时综合考察世博会能源系统的后续利用、辅助建筑的热水供应、供冷系统和电力系统的排热、展馆周围的水源利用以及周边地区低品位能源的利用等问题,根据各种能源形式的特点,优化能源配置。由于世博园区内建筑多为临时建筑,从技术经济方面考虑,拟采用以电制冷为主的,燃气及可再生能源等为附的多能源系统。考虑到世博会单体建筑的不确定因素,本课题选用电制冷多区域供冷站作为唯一冷源形式预测上海世博会园区建筑冷源的能耗。

由于离心式制冷机在大容量下的COP值高于其他种类的制冷机组,因此,本课题以离心式制冷机为对象进行模拟计算。至于制冷机组的COP,调查显示:市场上主流的离心机组的能效比全部达到我国《冷水机组能效限定值及能源效率等级》(GB19577-2004)的2级以上,处于1-2级之间,即对于大型水冷机组COP值在5.6-6.1之间,也就是说,大型的同类制冷机组之间的差异较小,COP值相差±4.5%,由此引起的能耗差异在±4.5%范围内[9],可忽略。

3上海世博会建筑空调系统能耗预测

对于一般公共建筑,空调系统能耗占总建筑能耗比例约为50-70%,而冷热源的能耗又约占空调系统总能耗的70%,由此可见,空调系统的冷热源是决定建筑空调系统能耗的主要因素。因此,能源需求、能源供应和能源结构的优化是历届世博会基础设施建设的重点研究课题,也是世博会得以顺利成功举办的基础与重要保障。

3.1上海世博会建筑空调系统能耗预测方法

由于建筑能耗是由众多相关因素所决定的一个复杂过程,很难从理论上精确求解。大量研究表明:计算机模拟算是一种预测建筑空调系统能耗的有效方法[10-12]。DeST(Designer’sSimulationToolkits)[13]是我国自主研发的建筑动态模拟工具。该软件既可用于详细地分析建筑物的热特性,又可以模拟系统性能,较好地解决了建筑物和系统设计耦合的问题。如今DeST已在国内、欧洲、日本、香港等地区得到应用。本课题采用该软件进行建筑空调系统负荷的模拟计算。

由于建筑空调负荷是全年变化的,而不同部分负荷下主机的制冷效率存在很大的差异。因此,根据建筑的空调负荷确定空调制冷系统的能耗,必须掌握制冷机组在部分负荷下的效率。目前,IPLV[14-16]作为制冷机组部分负荷下的能耗指标已在全球的范围内被广泛接纳和使用。本文采用美国ARI标准采用的IPLV表征制冷机组部分负荷特性。IPLV将负荷整理成BIN参数的形式,再根据将负荷以100%、75%、50%和25%为中心划分成四个区域,计算得到每个区域占总运行时间的比例,见式(1),

(1)

3.2上海世博会冷源容量预测结果

IPLV表达式中的4个系数含有“时间权”的意义。本课题模拟计算工况见表2,模拟计算[3]得出IPLV各系数值见表3。将以上各系数带入式(1),即为展馆建筑的IPLV。

模拟计算工况描述表2工况编号工况描述

1常规围护结构的展馆和屋顶为透明建材的展馆各占一半,按上海世博会预测的人流及展馆特性与面积加权平均确定的内扰-综合内扰

2所有展馆均为常规围护结构,按上海世博会预测的人流及展馆特性与面积加权平均确定的内扰-综合内扰

3所有展馆的屋顶均采用透明建材,按上海世博会预测的人流及展馆特性与面积加权平均确定的内扰-综合内扰

4常规围护结构的展馆和屋顶为透明建材的展馆各占一半,1/4倍的综合内扰

5常规围护结构的展馆和屋顶为透明建材的展馆各占一半,按上海世博会预测的人流及展馆特性与面积加权平均确定的内扰-综合内扰

6常规围护结构的展馆和屋顶为透明建材的展馆各占一半,4倍的综合内扰

上海世博会展馆建筑IPLV系数表3工况编号abcd

10.010.280.550.16

20.010.220.530.24

30.020.330.570.08

40.010.140.610.24

50.010.220.610.16

60.020.460.410.07

3.2.1电制冷区域供冷系统能耗

由展馆建筑的空调负荷和IPLV,可计算得出当世博园区采用常规电力制冷的区域制冷系统时的耗电量见表4。表中,辅助建筑的空调制冷系统能耗的计算方法见相关规范。大量实际工程调研发现,在空调制冷系统中,制冷设备的能耗约占系统总能耗的70%,因此在表4中,区域能耗由制冷设备能耗与选定系数(1.43)共同确定。参考日本往届世博会和广州大学城和浙江大学新校区的区域供冷系统,取空调制冷系统同时使用系数为0.7。

上海世博会建筑能耗计算--采用常规电制冷区域供冷方式表4工况编号123456

IPLV3.363.253.473.083.303.58

展馆负荷(kw)110346777991428937133692547151667

展馆制冷设备能耗(kw)329512416140931230482823142252

展馆能耗(kw)470733451658473329264033060360

辅助建筑负荷(kw)497504975049750497504975049750

辅助建筑能耗(kw)177251772517725177251772517725

建筑总负荷(Mw)160128193121142201

建筑总能耗(Mw)655276515878

园区总能耗(Mw)453753354155

园区总能耗(Mwh)317512559837337248192844738261

园区用电峰值(Mw)201624151825

当展馆建筑采用不同方案(围护结构材料和内扰强度)时,上海世博会园区电耗和用电峰值见图1和2。图中,综合建材为工况1,无幕墙为工况2,幕墙为工况3;低水平、中水平和高水平内扰分别为工况4、5、6。由展馆建筑空调负荷计算可知,展馆建筑的内扰对空调负荷和能耗的影响很大,而且,在内扰中,人员负荷所占的比例很大。

图1不同展馆建筑方案下世博园区电耗

图2不同展馆建筑方案下世博园区用电峰值

从图1和2中,可以看出,不论是世博会园区建筑空调系统能耗还是园区建筑空调系统用电峰值,都随着展馆建筑采用透明建材的比例增加而上升,而且,几乎成线性关系。因此,上海世博会园区展馆透明建筑材料的使用比例将很大程度地影响着世博会园区的能源需求量。因此,建议在上海世博会展馆建筑的招标中关注其建材的使用,也即关注园区能源合理使用。

从图1和2中,也可以看出,不论是世博会园区建筑空调系统能耗还是园区建筑空调系统用电峰值,都随着展馆建筑内扰的增加即参观人数的增加而上升,而且,成近似线性关系,即上海世博会参观人数对世博会园区能源需求量的影响很大。例如,当预测人流由现在预测的40万人/天增加到80万人/天,世博会园区建筑能耗和用电峰值将分别增加14.3%和15.5%;如果参观人数由40万人/天降低到20万人/天,世博会园区建筑能耗和用电峰值将分别减少6.4%和7.8%。因此,上海世博会人流预测是世博会园区能耗规划的关键基础数据,应加大这方面的工作力度。

3.2.2电制冷区域供冷+冰蓄冷系统能耗

大量的表明,展馆建筑的空调负荷的变化趋势与城市用电负荷的变化趋势很相近[17]。因此,如果采用冰蓄冷技术将白天部分高峰负荷移至晚上城市电网的低估负荷区间,制冷机组可以只承担机载负荷,尖峰负荷由蓄冰承担,将非常有利于城市电网的安全和减少城市电网的容量,并降低空调制冷系统运行费用。而且,蓄冰系统出水温度低,冷冻水温度可降到1-4℃,适宜区域供冷的远距离输配,支持管网温升要求,不影响末端的使用效果,可以充分发挥区域供冷与冰蓄冷技术的优势。

根据大量区域供冷实际工程经验,本课题选择蓄冰承担总制冷负荷的30%,机载制冷机承担总制冷负荷的70%,运行策略见图3。由此,表4中各方案世博会园区用电峰值将都减少30%,见表5。而能耗由于制冰工况下制冷机效率有所降低,而且存在有蓄冰和融冰效率问题,会有小幅度的增加。

上海世博会建筑能耗计算--采用电制冷+冰蓄冷区域供冷方式表5工况编号123456

IPLV3.363.253.473.083.303.58

建筑总负荷(Mw)160128193121142201

园区用电峰值(Mw)141017111318

图3上海世博会园区蓄冷系统运行策略

图4燃气空调部分负荷效率

3.2.3燃气制冷空调系统能耗

本方案假设上海世博会园区建筑空调系统的冷源均由燃气制冷机提供。燃气空调部分负荷效率见图4。采用燃气制冷区域供冷方式的上海世博会建筑负荷与能耗计算见表6。

上海世博会建筑能耗计算--采用燃气制冷区域供冷方式表6工况编号123456

COP1.451.451.451.431.451.42

建筑总负荷(Mw)160128193121142201

园区总负荷(Mw)112901358599140

园区总耗气量(Mm3)776293596999

结论

通过上海世博会能源方案研究与能源需求预测可以得出:不论是世博会园区建筑空调系统能耗还是园区建筑空调系统用电峰值,都随着展馆建筑采用透明建材的比例增加而上升,而且,几乎成线性关系;也随着展馆建筑内扰的增加即参观人数的增加而上升,而且,成近似线性关系。因此,上海世博会园区展馆透明建筑材料的使用比例和参观人数将很大程度地影响着世博会园区的能源需求量。因此,上海世博会人流预测是世博会园区能耗规划的关键基础数据,应加大这方面的工作力度;同时建议在上海世博会展馆建筑的招标中关注其建材的使用,也即关注园区能源合理使用。

通过对上海世博会建筑空调系统冷源的比较研究,本课题建议上海世博会根据5个园区的划分建造5个能源中心。该5个能源中心应以电制冷+冰蓄冷为主。根据城市燃气供应情况建造适当数量的燃气冷源站。

参考文献

1陈喆,董雪峰,世博会展馆建筑结构成就回顾,工业建筑,2003.9;

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14ARIStandard550-1992,Centrifugalandratarywater-chillingpackages,Air-conditioningandRefrigerationInstitute,4301NorthFairfaxDrive,Suite425,Arilington,Va.22203,U.S.A.

15ARIStandard590-1992,Positivedisplacementcompressorwater-chillingpackages,Air-conditioningandRefrigerationInstitute,4301NorthFairfaxDrive,Suite425,Arilington,Va.22203,U.S.A.

建筑能耗论文范文篇4

我国的建筑能耗现状与趋势

我国建筑总能耗约占社会终端能耗的20.7%.其中,北方城镇建筑采暖和农村生活用煤约为1.6亿吨标煤/年,占我国2004年煤产量的11.4%;建筑用电和其它类型的建筑用能(炊事、照明、家电、生活热水等)折合为电力,总计约为5500亿度/年,占全国社会终端电耗的27%~29%.

1、北方城镇采暖能耗

我国北方城镇采暖能耗占全国建筑总能耗的36%,为建筑能源消耗的最大组成部分。单位面积采暖平均能耗折合标准煤为20kg/m2·年,为北欧等同纬度条件下建筑采暖能耗的2~4倍。能耗高的主要原因有3个。一是围护结构保温不良。二是供热系统效率不高,各输配环节热量损失严重。三是热源效率不高。由于大量小型燃煤锅炉效率低下,热源目前的平均节能潜力在15%~20%.

2、大型公共建筑能耗

目前我国有5亿m2左右的大型公共建筑。耗电量为70~300kwh/m2·年,为住宅的10~20倍,是建筑能源消耗的高密度领域。调查结果表明,这类建筑能源浪费现象仍较严重,有很大的节能潜力。

3、住宅与一般公共建筑的非采暖能耗

我国城镇的住宅总面积约为100亿m2.除采暖外的住宅能耗包括照明、炊事、生活热水、家电、空调等,折合用电量为10~30kwh/m2·年,用电总量约占我国全年供电量的10%.一般公共建筑总面积约55亿m2.用电总量约占我国全年供电量的8%.

目前这两类建筑的能耗水平低于发达国家,这主要是由于建筑提供的服务水平不高。由于我国能源费用相对于居民收入偏高,绝大部分城镇住宅的用电水平较低,生活热水用量远小于发达国家水平。

随着生活水平的提高,住宅和一般公共建筑内用户提出了更高的建筑服务水平要求。此外,近年来在一些大城市出现了一批高档豪华住宅,户均用电水平几倍甚至几十倍于普通住宅,此类高能耗住宅有大幅增长的趋势。对于能耗原本较低的一般办公建筑进行二次装修和加装中央空调系统,盲目提高建筑内部的“豪华性”,也会造成此类建筑能耗的成倍增长。

4、农村生活能耗

我国农村建筑面积约为240亿m2,总耗电约900亿度/年,生活用标准煤0.3亿吨/年。

目前我国农村的煤炭、电力等商品能源消耗量很低。根据调查,目前农村建筑使用初级生物质能源的能源利用效率很低,并在陆续被燃煤等常规商品能源所替代。如果这类非商品能源完全被常规商品能源所替代,则我国建筑能耗将增加一倍。

5、长江流域采暖需求

我国长江流域以往的建筑设计都没有考虑采暖。目前夏季空调已广泛普及,而建设采暖系统、改善冬季室内热环境的要求也日趋增长。

预计到2020年,长江地区将有50亿m2左右的建筑面积需要采暖。预计每年将新增采暖煤1亿吨标煤左右,接近目前我国北方建筑每年的采暖能耗总和。

我国建筑能耗发展趋势

我国能源供给和经济发展必须考虑新增建筑所需的能源供给问题。按照目前的建筑能耗状况,到2020年我国建筑能耗将比2004年增加2.5亿吨/年标煤和新增耗电5800~6300亿度/年,总计折合电力约1.3万亿度,新增量相当于目前建筑总能耗的1.3倍。

根据发达国家经验,随着城市发展,建筑将超越工业、交通等其它行业而最终居于社会能源消耗的首位,达到33%左右。我国城市化进程如果按照发达国家发展模式,使人均建筑能耗接近发达国家的人均水平,需要消耗全球目前消耗的能源总量的1/4来满足中国建筑的用能要求。因此,必须探索一条不同于世界上其他发达国家的节能途径,大幅度降低建筑能耗,实现城市建设的可持续发展。

当前建筑节能的重要问题

当前我国各级政府高度重视建筑节能。我们认为,要研究建筑节能的突破点,优化配置有限资源,进而推动我国建筑节能事业取得重大进展。

1、走出集中供热分户计量改革的困境

改变供热计量按面积收费的方式,实行“分户计量,按热量收费”的目的一是促进建筑保温,二是鼓励行为节能。但分户计量不易操作。

采用分楼计量可以使计量改革工作走出困境。如果对每座建筑的用热总量进行计量并据其收费,楼内各户按面积分摊,计量工作可大大简化,可操作性强,分户墙传热等各种问题也可迎刃而解。按整座建筑供热量计量收费同样可激励新建建筑采用保温措施和推进既有建筑的节能改造。为了减少楼内局部空间过热的问题,可推行“供水温度分楼可调”新技术,采用混水或换热的方式调节每座建筑入口的供水温度,在建筑内实行“大流量、小温差、低水温”供热方式,在室外管网实行“小流量、大温差”的循环方式。可大幅度降低集中供热系统的热损失,从而显著降低北方地区集中供热能耗。

2、长江流域不宜发展大规模集中供热或热电冷三联供

目前在长江流域建设大型热电联产集中供热和热电冷三联供项目,无论是以燃煤还是以燃气为动力,都存在很多的能耗不合理问题。长江流域地区冬季短夏季长,而夏季使用发电余热制冷时的制冷效率仅为电制冷效率的20%左右。采用集中供冷要依靠大型循环管网输送冷水,这直接导致循环水泵电耗增加。

长江流域的特点是:冬季短,室外温度多在0℃左右;夏季长,普遍需要空调;梅雨期需要除湿;地表水资源丰富。对于这种气候与自然条件,应该发展各种热泵方式,系统解决采暖和空调需求。

3、科学规划南方地区建筑节能工作

我国南方地区建筑节能重点在于改善围护结构的保温。针对南方的气候条件,应推广各种屋顶遮阳、外墙遮阳、窗户外遮阳等措施,以减少太阳辐射;加强各种自然通风手段,通过自然通风缩短空调运行时间;开发和推广主动或被动式除湿装置,降低室内湿度,适当提高室内空调温度等,都可以产生更大的节能效果。

4、探讨社会主义新农村的可持续发展的能源消耗模式

我国农村土地资源相对充足,建筑容积率低;秸秆、薪柴、粪便等生物质能源丰富,生物质能源的生成物可被充分利用。农村的能源供应方式应以可再生能源为主,按照循环经济方式,发展沼气、生物质的高温热解制气、太阳能光热和光电应用以及风力发电。发展可再生能源替代常规商品能源的经济效益和可操作性也远高于城市。

5、发展和推广低能耗大型公共建筑技术

我国大型公共建筑不足城镇建筑总面积的4%,但能耗却占我国城镇建筑总能耗的20%以上。发展出一套解决中国实际问题的低能耗大型公共建筑技术,可大大缓解由于目前城市建设中大型公共建筑比例的增长将造成的城市电力供应紧张状况。

建筑能耗论文范文篇5

关键词:外窗传热系数遮阳系数建筑能耗建筑节能

我国行业标准《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》(JGJ134-2001)第四章”建筑和建筑热工节能设计”中,对外窗热工性能作了如下规定:

4.0.4:外窗(包括阳台门的透明部份)的面积不应过大。不同朝向、不同窗墙面积比的外窗其传热系数应符合表4.0.4的规定。(表4.0.4略)

4.0.6外窗宜设置活动外遮阳。

该标准对外窗保温性能(传热系数K)作了具体规定,并建议外窗设置活动外遮阳,但标准对外窗隔热性能(遮阳系数SC或太阳传热因子SHGC)没有作出具体规定,不能不说是该标准的一个不足。实际上,我国夏热冬冷地区居住建筑的节能不仅与外窗的保温性能,而且与外窗的隔热性能紧密相关的。

本文首先确定了夏热冬冷地区基准性住宅和住宅节能方案,并选取上海、南京、武汉和重庆4个代表性城市作为分析对象,使用美国劳伦斯.伯克力国家实验室开发的DOE-2软件,对基准性住宅和3000多个节能方案进行摸拟计算,分析外窗传热系数(K)和遮阳系数(SC)对居住建筑能耗影响,并提出相应的看法和建议.

一、基准住宅的确定

(一)基准住宅模型是一座六层楼住宅,建筑平面如图1所示。

基准住宅热工参数和计算条件如下:

1、室内温度设定:冬季16℃,夏季26℃;

2、外墙:24cm粘土实心砖K=1.833W/(m2·K);

3、屋顶:砼板+保温板K=1.872W/(m2·K);

4、外墙面太阳辐射吸收系数ρ=0.7;

5、外窗:普通单玻铝合金窗,K=6.0W/(m2·K),SC=0.9;

6、建筑平均窗墙面积比:CM=0.3009;

7、换气次数:n=1.5;

8、设备能效比:冬季EER=1.0,夏季EER=2.2;

9、内热源:照明0.5875W/m2,其它251W(其中显热180W,潜热71W)。

(二)4个城市基准住宅全年能耗值计算结果

从表1可看出,4个地区住宅夏季空调能耗均占全年采暖与空调总能耗20%或以上,而夏季空调能耗中外窗太阳辐射传热占了相当大的比例,因此夏热冬冷地区居住建筑节能中,外窗隔热性能是不可忽视的重要因素。

表1城市上海南京武汉重庆

年采暖空调总能耗P总(kWh/m2)146.67164.27157.60116.67

年采暖能耗P暖(kWh/m2)116.98131.88117.6079.38

年空调能耗P空(kWh/m2)29.6932.4040.0037.29

空调能耗占总能耗比例%20.2419.7225.3831.96

二、节能方案的选择

1.室内温度设定:冬季16℃,夏季26℃;

2.外墙:24cm粘土实心砖+保温K=1.0W/(m2·K)和K=1.5W/(m2·K);

3.外墙面太阳辐射吸收系数ρ=0.7;

4.屋顶:砼板+保温板K=1.0W/(m2·K);

5.换气次数:n=1.0;

6.设备能效比:冬季EER=1.9,夏季EER=2.3;

7.内热源:照明0.5875W/m2,其它251W(其中显热180W,潜热71W);

8.建筑窗墙面积比CM变化范围:0.2498,0.3009、0.3535,0.3895,0.4256,0.4718;

9.外窗K和SC变化范围:

K—6.0,5.5,5.0,4.5,4.0,3.5,3.0,2.5,2.0;

SC—0.9,0.8,0.7,0.6,0.5,0.4,0.3。

三、外窗保温隔热性能(K、SC)对住宅能耗的影响

本文通过3000多个节能方案的摸拟计算,选取代表性数据,绘制了外窗K值分别为3.0、4.5、6.0时的P-SC曲线图。图中,P总为全年采暖与空调总能耗,P空为夏季空调能耗,建筑平均窗墙面积比CM=0.3009。

从以上各地的P—SC曲线图可看出:

1.当建筑平均窗墙比CM不变,外窗K值增大(保温性能减弱),住宅年总能耗也随之增大;当外窗K值从0.3增大到0.6时,全地区各地住宅年总能耗平均增大15%左右.但K值变化对住宅夏季空调能耗影响不大。

2.当建筑平均窗墙比CM不变,外窗SC值增大(隔热性能减弱),住宅年总能耗也随之增大;当外窗SC值从0.3增大到0.9时,全地区各地住宅年总能耗平均增大9%左右,但东部上海、南京等地增大值小于中西部武汉、重庆等地增大值;SC值变化对住宅夏季空调能耗影响甚大,如在重庆,SC从0.3值增大到0.9时,空调能耗增大约20%。总之,SC值的变化,不仅对住宅夏季空调能耗,而且对全年总能耗均有影响,因此夏热冬冷地区居住建筑节能应考虑外窗遮阳隔热性能的影响。

表2列出了外窗K、SC值变化对住宅全年采暖与空调总能耗影响的部分数据。

四、夏热冬冷地区外窗热工性能节能设计

通过分析,在保证住宅节能50%的目标下,本文提出夏热冬冷地区外窗传热系数K和遮阳系数SC(太阳得热因子SHGC)的限值表3,供设计人员和今后对该标准修改时参考。

夏热冬冷地区居住建筑外窗的传热系数和遮阳系数限值表3外墙外窗遮阳系数SC(SHGC)外窗的传热系数K[W/(m2·K)]

平均窗墙面积比CM≤0.25平均窗墙面积比0.25<CM≤0.30平均窗墙面积比0.30<CM≤0.35平均窗墙面积比0.35<CM≤0.40平均窗墙面积比0.40<CM≤0.45

K≤1.0D≥2.5ρ=0.70.9(0.80)≤6.0≤6.0≤5.0≤4.0≤3.0

0.8(0.71)≤6.0≤6.0≤5.5≤4.5≤3.0

0.7(0.62)≤6.0≤6.0≤5.5≤5.0≤4.0

0.6(0.53)≤6.0≤6.0≤6.0≤5.0≤4.0

0.5(0.44)≤6.0≤6.0≤6.0≤5.0≤4.0

0.4(0.36)≤6.0≤6.0≤6.0≤5.5≤4.5

0.3(0.27)≤6.0≤6.0≤6.0≤5.5≤4.5

K≤1.5D≥3.0ρ=0.70.9(0.80)≤5.5≤4.0≤3.5≤2.5---

0.8(0.71)≤5.5≤4.0≤4.0≤3.0≤2.0

0.7(0.62)≤5.5≤4.5≤4.0≤3.0≤2.5

0.6(0.53)≤6.0≤5.0≤4.5≤3.5≤3.0

0.5(0.44)≤6.0≤5.0≤4.5≤4.0≤3.5

0.4(0.36)≤6.0≤5.0≤4.5≤4.0≤3.5

0.3(0.27)≤6.0≤5.5≤4.5≤4.0≤3.5

参考文献:

建筑能耗论文范文篇6

关键词健康建筑人居环境能源可持续发展

AbstractExplainstheideaofthelowenergyandhealthybuildinganditsrelationshipwithsustainabledevelopmentofhuman''''sinhabitantenvironment.Pointsoutthefourcriticalissuesinitsrealizationi.e.urbanenergyprogramming,energy-efficientbuildingdesign,urbanmicroclimateimprovementandbuildingautomation.

Keywordshealthybuildinginhabitantenvironmentenergysustainabledevelopment

1前言

随着我国国民经济的发展,城市建设发展很快,目前城市化水平为28%。按照世界上城市发展规律,这正是从起始阶段向城市化加速发展的转变阶段。在我国东部沿海地区,城市化水平已接近或超过35%,已经进入加速发展阶段。这都预示今后5年及下个世界我国城市化将有飞速发展。

城市化发展推动建筑行业的兴旺,随着人们对建筑环境要求的不断提高,北方地区建筑供暖,南方地区建筑空调,以及黄河下游、长江中下游流域建筑供暖与空调都成为极迫切的问题。近5年来我国房间空调器产量持续以40%的年增长率上升,就充分说明需要的迫切性,但随之而来的能耗的增加和对环境的污染。北方地区供暖耗煤已占全国总煤耗的11%以上,长江中下游地区空调器及热泵的发展已使该地区供电出现严重紧张和短缺。若充分满足这一地区建筑空调的要求,空调电耗将占该地区总电耗的30%以上,这将对这一地区的经济社会产生巨大影响。供暖燃煤直接污染大气,并释放产生温室效应的CO2,这已是老问题。大量空调设备的使用会放出CFC物质破坏大气的臭氧层已成为全球性的环境保护问题。此外,空调器在夏季将热量排入大气,在冬季又从大气中大量吸热,当空调器高密集度安装时,还会严重影响城市区域小气候。

城市化的发展使建筑能耗越来越大,工业发达国家建筑能耗占总能耗的30%~50%,我国的建筑能耗也达总能耗的10%以

上。目前人类所消费的能源绝大部分属于枯竭性能源(如石油、煤炭、天然气等),有关专家估计,按目前的能源消费增长率持续下去,枯竭性能耗只能维持200~300a左右,因此人类面临的能源问题是严峻的。本世纪70年代初世界性的能源危机曾推动了节能建筑的发展。

当今的建筑除了能耗大的问题外,还存在病态建筑的问题。根据欧洲的有关调查报告,在非工业建筑中,健康建筑(HealthyBuildings)只占50%~70%。所谓与建筑有关的疾病(BRI,BuildingRelatedIllness)指的是由于建筑物室内环境有害辐射(电磁辐射和放射性物质)、温湿度太高或太低、生物化学有害物浓度太高等引起的各种疾病或身体虚弱。建筑综合症(SBS,SickBuildingSyndrome)指的是建筑环境使人们产生的各种不舒适症状,如头痛、疲劳、感冒、恶心等。建筑建筑指的是具有满足人们居住或生产等活动要求的适宜的热环境、光环境、声环境和空气环境的建筑物。其中热环境包括室内的温度、湿度、洁净度和空气的流动速度等,光环境包括建筑物室内外的照明和色彩等,声环境包括建筑物室内外的噪声、音响效果和震动等,空气环境包括室内外的空气组成成分、气味等。造成SBS的主要原因可能是缺乏对建筑物的合理维护,建筑物热负荷、污染物负荷的变化,建筑设备控制方案的改变,或者建筑设计不合理等。

低能耗健康建筑指充分利用自然能源的被动式供热空调建筑,它能提供人们生活和生产需要的建筑环境,保证人体的卫生和健康,同时具有节能建筑能耗低的特点。低能耗健康建筑的研究在欧洲和日本等国家已受到相当的重视,美国由于能源比较丰富,着重研究的是健康建筑。MiltonKeynes是英国发展最快的城市,它位于伦敦和伯明翰的中间。MiltonKeynes有一个能源公园(MiltonKeynesEnergyPark),其中的建筑统一规划和设计,应用了多种建筑节能措施。该能源公园的建筑能耗指标是一般建筑的一半,因此深受用户欢迎。我国是发展中国家,能源的建筑速度远跟不上国民经济发展需求。目前我国人均年能耗不到1t标准煤(只达到世界平均值的三分之一),而想在本世纪末实现"小康"水平,人均能耗至少要达1.5~1.6t标准

煤。可见,降低建筑能耗,大力宣传和发展低能耗健康建筑将成为我国在21世纪的一个迫切和重要的工程。

地球是人类生存与发展的基础,为人类社会的文明和进步提供了适宜的空间和丰富的自然资源。近30年来,由于人口增

长,工农业发展,已经导致生态环境恶化和气候变化。1972年在斯德哥尔摩召开的联合国人类环境会议上,世界各国政府的代表共同发表《人类环境宣言》,第一次正式表达了世界各国人民对保护环境问题的强烈关注,明确提出可持续发展的概念。20年后的1992年6月3~14日,在里约热内卢召开的联合国环境与发展大会上,来自一百多个国家和地区的一百多位政府首脑通过了《里约宣言》和《21世纪议程》两个纲领性文件。人类理智地选择可持续发展。可持续发展的最广泛的定义是"人类应享有以与自然相和谐的方式过健康而富有生产成果的生活权利",并"公平地满足今年后代在发展与环境方面的需要"。可持续发展的思想实质,一方面要求人类在生产时说可能地少投入、多产出;另一方面又要求人类在消费时尽可能地多利用、少排放。因

此,人类在转变传统发展模式、实行可持续发展战略的时候,必须纠正过去那种单纯靠增加投入、加大消耗实现发展的模式和以牺牲环境来增加产出的错误做法,从而使经济发展更少地依赖地球上有限的资源,而更多地与地球的承载能力达到有机的协

调。可持续发展强度以长远和全局的辩证眼光看待环境和发展,社会和经济的发展必须与地球生态自然环境的变化相适应,人类对自然资源和能源的消耗不能超出全球生态环境的极限,这样才能"成功地为后代留下一个可自下而上的星球"。

人类的绝大部分生活和生产活动在人居环境里进行,随着人们对建筑环境要求的提高,建筑一方面消耗更多的自然能源和资源,另一方面产生和排放更多的温室气体和废物。追溯历史,早在1980年,国际建筑师协会第14届大会发出的建筑师华沙宣言指出:要"认识到人类--建筑--环境三者之间有密切的相关性"。人居环境可持续发展要综合考虑城市化发展和环境保护问题,在保护中发展,在发展中重视保护。大力推广低能耗健康建筑是人居环境可持续发展的重要保证之一,人类不应该为短期的目的而牺牲长期的资源和环境,应时刻记住"地球不是我们从父辈那儿继承来的,而是从从自己的后代那儿借来的"。

2低能耗健康建筑的关键技术

低能耗健康建筑的实现涉及城市能源规划、节能建筑设计、城市微气候改善和建筑自动化等领域的科学技术的研究和应

用。

2.1城市能源规划

全面解决建筑物供暖和空调问题,对适应城市化的飞速发展,缓解能源紧张特别是电力供应不足问题,以及保护城市局部环境及大气臭氧层,都有极重要的意义。解决这一问题的关键在于合理的城市能源规划。通过研究城市能耗结构、能源转换、能源利用等环节,结合城市规划对整个能源系统进行总体设计,研究为解决建筑物供热、供冷、供燃气等的需要应配置的最合理的能源转化与能源输送系统,重点为我国北方地区热电联产、供冷相适应的大型的供热、供冷方式,与集中供热、供冷相适应的大型蓄冷蓄热装置以及全面规划电力、煤气、冷热源及蓄能的能源系统。

城市的能源规划首先要估算城市的能源需求,包括生活用能(热水、照明、电器、炊事、供暖、空调)和生产用能(工业、农业、林业、其它产业)的性质用量。然后要考察城市的能源结构,对各种可用能源,如电能、煤、燃气、沼气、太阳能、风能、潮汐能、地热能,进行定性和定量的调查和研究。最后制定出城市冷、热、水、电、气等能源的统一、联合供应,以实现城市能源系统的最优的社会和经济效果。

2.2节能建筑设计

节能建筑的设计思想是充分利用建筑所在环境的自然能源和条件,在尽量不能常规能源的条件下,创造出人们生活和生产需要的室内外环境。节能建筑的设计关系到三方面的研究内容:当地气候特征,室内环境的设计要求,以及建筑物的结构特

征。

当地气候特征指当地一年四季室外气象条件,如空气的温湿度、风速和风向、日照率、降雨量、积雪等。在冬季日照率大的地方,可以考虑太阳能的利用,如被动式太阳房、太阳能集热器。夏季日照率大的地方则要考虑建筑物的有效遮阳措施。夏季昼夜温差大的地方,可以利用建筑物的蓄冷特性进行自然冷却。

室内环境的设计要求包括对室内空气温湿度的要求。传统的设计方法要求空调建筑的室内环境必须维持在一个比较狭窄的温湿度范围,如温度在25~28℃之间,相对湿度在50%~70%之间。空调设备的容量是根据维持整个空调要求的温湿度值来决定的。近年来大量空调建筑的使用已带来所谓空调建筑综合症的问题,那长期生活在空调建筑中的人出现的某些症状,如疲劳、易感冒、恶等,总之是体抵抗环境变化的能力降低了。这是由于空调建筑的室内环境比较稳定,空气温湿度变化小;另一方面由于空调建筑的密封性好,室内空气品质差,人们得不到足够的新鲜空气。目前民办各国都在极力提倡FreeCoolingBuilding等利用自然冷却的非空调建筑,通过合理设计和使用管理,某些气候地区完全可以不使用常规能源而维持建筑环境达到设计要求,这种建筑就是所谓的"零能源"建筑(ZeroEnergyBuildings)。室内环境的设计应建立在对人体热舒适性研究的基础上。有关研究指出在室温不超过30℃房间,完全可以通过风扇提供的动态风来维持人体的热舒适。即使需要空调的房

间,也可以采用区域空调的办法来维持人体所在工作区的热舒适性,而没有必要维持非工作区的温湿度。可见采用区域性动态空调的方法会大大降低建筑物空调的能耗。

建筑物的结构特征指建筑物的造型、朝向、围护结构保温情况,外墙外窗的遮阳情况,以及建筑空间的通风换气情况。合理的建筑结构应该在夏季有效地组织通风和防止太阳照射,减少室内过热和潮湿;在冬季有效地利用太阳能对外墙外窗进行保温,提高室内温度;在过渡季有效地利用室外空气进行通风,改善室内空气品质。有关调查指出,位于同一地方的相同类型的建筑物,由于建筑结构的不同会导致能耗指标相差超过一倍。

2.3城市微气候改善

城市化的发展使为人类开始意识到建筑对城市微气候的影响。合理规划建筑形式与位置以改善城市小气候,妥善处理空调系统对外的热污染,以及全面考虑绿化、遮阳等对城市环境的影响将是城市建设规划和设计中的一个重要组成部分。

建筑群的布置应注意建筑物的空间和平面的布局,以减少和控制城市风沙和建筑物之间的强烈辐射对环境污染的作用。

城市水资源的规划对微气候也起明显的作用。河道的合理布置和走向往往可以改善城市局部区域的热岛效应。

城市的三维绿化对防止夏季太阳强烈照射,改善空气品质和美化环境都能起到不可估量的积极作用。

从气象观测数据可以知道,城市市中心的环境温度一般比效区的环境温度高出3℃左右。城市市中心由于工业、商业、娱乐业等建筑密集,加上人口也相对多,交通拥挤,造成市中心的热量相对大得多,形成局部热岛效应,如何改善市中心的微气候已成为城市人居环境研究的一个课题。

2.4建筑自动化

建筑自动化指建筑设备系统(如供热空调系统、给排水系统、照明系统、运输系统、消防系统、保安系统、办公系统、通讯系统等)的监测、管理、运行和控制的自动化。智能大厦的基础是通讯自动化系统CA、办公自动化系统OA、大楼自动化管理系统BA、消防自动化系统FA和信息自动化系统MA的有机统一。建筑自动化要求建筑设备系统的合理设计、有效使用以及运行控制过程中的能量节约,以保证建筑设备在提供要求的建筑环境的同时,达到初投资、运行费和维修服务费最小的优化目标。

建筑自动化不仅是实现能耗建筑的必要条件,而且也是建筑安全、舒适和适应性的保证。随着建筑物规模的增大(如日本计划在下个世纪建造一能够容纳一个城市的建筑,也称"建筑城市"),对整个建筑物的规划、设计和管理越来越像是对一个城市的规划、设计和管理。计算机技术的发展和应用为建筑自动化提供物质基础和技术手段。

3结束语

随着人们对"人类-建筑-环境"认识的深入,人居环境的可持续发展逐渐成为全球普遍关注的问题。低能耗健康建筑追求在尽量少用不可再生自然资源和能源的条件下,为人们生活和生产创造卫生、健康和合理的建筑环境,因此它是保证人居环境可持续发展的关键之一。低能耗健康建筑的实现取决于城市能源规划、节能建筑设计、城市微气候改善和建筑自动化等领域的科学技术的研究和应用。

4参考文献

1中国政府21世纪的白皮书

2DCroom.FutureHorizonsinBuildingEnvironmentalEngineering.Tsinghua-HVAC-95.北京,1995,9。

建筑能耗论文范文篇7

关键词:太阳能新能源太阳能采暖太阳能建筑

太阳能作为一种热辐射能源,是一种无污染的清洁能源,对于太阳能的开发利用已经成为世界各国索取和利用新能源,进行节能、环保的重要研究项目之一,取得了较大的进展并已进入实用阶段。近几年随着我国经济的快速发展和对环境保护的重视,特别是在今年提出的建设节约型社会的方针后,太阳能作为一种取之不尽用之不竭的新型环保新能源,一种较为简单、经济、环保、可靠的改善建筑环境的方法,一种很适合我国经济现状的采暖及供热方式,在我国得到了大力的推广和广泛的使用。

1主动式太阳能采暖

主动式太阳能采暖主要是通过集热装置来吸收太阳能并由热媒将所吸收的热量送入储热装置并加以利用。它对太阳能的利用效率较高,不仅可以供暖、供应热水,还能用于制冷等方面,但存在阴雨天气集热效率严重下降等缺点。近几年已在我国的城乡得到了广泛的推广与使用。

1.1太阳能热水器系统

在民用建筑中主要使用的是热度不高的热水,而将太阳能转化为温度不高的热水只要用简单的装置即可实现,因此被广泛采用。供应热水可以采取集中的方式,也可以用于单独的住宅中。集中供应热水,需要有一定物业投资,可以采取染油或燃气锅炉的作为辅助加热系统,可以取得显著的经济和社会效益,适用于人口较集中的城镇小区、宾馆等民用建筑。单独供应热水,设备简单,不需要专门的管理人员,适用于城乡各类民用建筑。目前在我国市场上常见的太阳热水器按其集热装置的不同分为以下几类:

1.1.1平板式热水器

由平板式太阳能集热装置和储热水箱组成,一般采用自然循环运行方式。热效率高,金属管板式结构、免维护、长寿命、性价比高。对于珠江流域等冬天不结冰的南方地区,选取用平板式太阳能集热器是非常合适的。平板型太阳能集热器的缺点是不抗冻。

1.1.2真空管热水器

由真空管太阳能集热装置和储热水箱构成,一般采用自然对流换热。真空集热管不但热损系数小,而且性价比也比热管、U型管等要高。对于长江、黄河流域冬天会结冰但冬天气温高于-20°C的地区,选用真空管太阳能集热器是比较合适的,既可以抗冻又具有较好的集热能力,但是真空管太阳能集热器的主要缺点是:不承压、易结水垢、易爆裂。

1.1.3闷晒式热水器

是集集热与贮热为一体的整体式热水器,一般由二至三个涂黑的圆筒组成,维护方便,结构简单、造价低廉,缺点是夜间散热大,热水不能过夜使用且在冬季也不能使用。目前在中国的产量正在逐步的减少,但在农村有较大的应用面积。

1.1.4热管式热水器

由热管太阳能集热装置和储热水箱构成,一般采用自然对流换热。具在-40℃的低温状态下也不会冻裂,热管内介质工作压力低,即使管壁温度高达300℃,也不会“爆管”。对于东北、内蒙、新疆等冬季气温低于-20℃地区的选用热管式热水器就比较适合。但缺点是热管的造价过高且热效率较低。

1.1.5U型管热水器

U型管式太阳集热器主要针对于温度要求较高温度工业热水,一般温度在70-90°C,它不但可承压而且产水温度高,价格又比热管低。但在民用建筑里的应用比较少。

1.1.6其他类型热水器

热管真空管热水器、真空管闷晒式热水器、U型管式真空管等,其原理不过是前面几种集热方式的综合,这里不再做专门的论述。

1.2太阳能热泵采暖系统

太阳能热泵采暖系统一般是指利用以太阳能直接辐射能量和空气中所储存的太阳能为作为蒸发器热源,辅以少量的电能驱动太阳能热泵而将换热器作为冷凝器的采暖系统。并可与制冷系统相结合用于夏季制冷。太阳能热泵采暖系统主要由热泵机组、辅助热源系统和太阳能集热系统三部分组成。太阳能集热板放置于室外平地或屋顶,板内有制冷剂流动,通过吸收太阳辐射能和空气中的热能汽化,再经压缩机压缩制热后,与管壳式热交换器中的水换热,将水加热到60℃用于供暖或生活用水。冬季太阳辐射量较小,环境温度很低,使用热泵进行太阳能低温集热,直接收集太阳能进行采暖。太阳能热泵采暖系统主要特点是花费少量电能就可以得到几倍于电能的热量,同时可以有效地利用低温热源,这是太阳能采暖的一种有效手段。例如利用双向式热泵技术,冬天向建筑供暖,投入1KWH的电力,可得到约4KWH的热能,夏天在向建筑提供冷能的同时提供卫生热水,投入1KWH的电力,可得到约7KWH的热能和冷能。热泵供热系统节能高达70%,节能效果非常显著。

2被动式太阳能采暖

最简单的被动式太阳能设计是那种之间获得式设计,即让阳光直接照射到建筑上并加热它。太阳光的热量储存在建筑物固有的蓄热体里,如混凝土、大理石地面或是石墙,都能储存并缓慢地释放热量。被动式太阳能采暖一个共同特征就是,朝南开一扇大窗,并采用保温性能好的建筑材料做墙体,且蓄热体一般置于这种好的保温材料做成的隔热墙之中。蓄热体一般指可以储存热量的集热体,多采用附属于隔热墙的形式存在于建筑物的墙体之间。隔热墙是由8到16英寸厚涂黑的石墙、热吸收材料、覆盖并距涂黑石墙3/4到6英寸距离的单层或双层玻璃。太阳光的热被储存在玻璃和黑材料之间的空气中,通过涂黑的石墙慢慢地传导到建筑物的内部。

3太阳能发电系统

家庭太阳能发电系统主要由逆变器、控制器、蓄电池组成,其光电转换率可达到19%-35%。逆变器是光伏发电系统的核心部件,负责把直流电转换为交流电以供交流负荷使用。控制器对所发的电能进行调节和控制,一方面把调整后的能量送往直流负载或交流负载,另一方面把多余的能量送往蓄电池组储存,当所发的电不能满足负载需要时,控制器又把蓄电池的电能送往负载。蓄电池充满电后,控制器要控制蓄电池不被过充电。当蓄电池所储存的电能放完时,控制器要控制蓄电池不被过放电,保护蓄电池,同时并网市政供电系统,保证用户的正常用电。

4太阳能在制冷方面的开发和设计

目前,利用太阳能制冷空调不外有两种方法,一是先实现光-电转换,再以电力推动常规的压缩式制冷机制冷;二是进行光一热转换,以热能制冷。前者系统比较简单,但以目前的价格计算,其造价约为后者的3—4倍,因此国内外的太阳能空调系统至今仍以第二种为主,而后者又多采用吸收式太阳能制冷系统,一般来说吸收式制冷是液体气化制冷的一种,它和蒸汽压缩式制冷一样,是利用液态制冷剂在低压低温下气化已达到制冷的目的,所不同的是:蒸汽压缩式制冷是靠消耗机械功使热量从低温物体向高温物体转移;而吸收式制冷则靠消耗热能来完成这种非自发过程。并且吸收式太阳能制冷系统具有对热源温度要求低,可以在比较大的热源温度波动范围内工作的优点。该类系统的研究和利用得到了国际上极大的关注。其他例如太阳能喷射式制冷系统近几年也取得了广泛的关注。

5今后太阳能利用的发展前景

现在太阳能的利用已得到世界各国的普遍重视,太阳能的利用也到了一个新的发展阶段,这一阶段是加上太阳电池应用,为建筑物提供采暖、空调、照明和用电,完全能满足这些要求,称为“零能房屋”,并采用新的建筑一体化和模块化的设计从而实现太阳能技术和建筑艺术完美结合。这种一体化的设计思想是由美国太阳能协会创始人施蒂文、斯特朗20年前所倡导的,由于当时太阳能电池过于昂贵,无法实施。如今随着太阳能技术的不断进步和完善,其一体化思想的实现已成为可能。目前已经在我国建成经过了特殊设计太阳能建筑,该建筑是完全依赖太阳能提供热水、制冷、取暖、照明的“零能耗”的新型太阳能建筑示范楼。其建筑物耗热量指标小于10W/m2,建筑自身节能水平达到75%,考虑太阳能等可再生能源的利用,综合节能率超过了90%。建筑热工设计指标远高于国家节能50%标准并且达到欧洲现行最高的节能标准。从建筑使用中节约的能源费用角度去计算是具有明显效益的经济和社会效益的。由于采用了一体化和模块化的设计思想,使太阳能技术和建筑艺术取得了完美的结合。

参考文献:

1、《建筑节能》杨善勤,郎四维,涂逢祥编著.北京:中国建筑工业出版社,1999

2、《主动式太阳能建筑在西北地区的应用前景》赵敬源,郊永亮.西北建筑工程学院学报(自然科学版),2001,18(4):81-84

3、《太阳能在住宅中的应用》高芳藏.住宅科技,1989,2:33一35

4《我国太阳能建筑发展对策》陆维德.太阳能,1999,1:2一3

5、《新型太阳能吸附式制冷系统研究》李云苍,Eric,J.Hu等.新能源,2000,22(11):1一5,15

6、《新型太阳能连续型固体吸附制冷及供热复合机设计及性能模拟》张学军,王知竹.太阳能学报

建筑能耗论文范文篇8

1.1好的功能划分立足引入自然环境的设计观念,提高室内舒适度,设计师应多引入人性化、自然化的观念和手法,分析不同地域环境、不同建筑空间特点,最大限度利用当地的自然条件,节约资源,创造自然宜人的舒适空间环境。

首先,分析居室所处的外部环境,如果有良好的外部环境,那么我们应该设法借用。其次,分析居室的内部结构,包括空间部分组成,划分动静,公共、私密空间。要尽可能保留建筑的原来结构,少做隔墙、隔断。保证每个空间都有本论文由整理提供良好的通风采光。如果一定要通过隔墙、隔断来表达设计效果、设计理念,则要尽可能把握不影响通风采光这样一个原则,否则的话,必然导致采用其他人工方式照明,增加能耗。另外,在室内设计过程中,要注重硬装修设计,尽可能简约。当然,简约并不是简单,它要求设计师要有专业的设计技能,熟练地运用设计技巧和装修材料来提升业主居室的装修品位,营造良好的居家氛围,同时最大限度地减少材料的浪费。实际上硬装的复杂“满做”并不等于豪华,天花、吊顶、墙饰等过于繁杂的设计,即使居室显得压抑沉闷,也浪费材料。节约是我们现代社会所提倡的。

1.2良好的光环境就人类视觉来说,没有光就没有一切。在室内设计中,光不仅是为满足人们视觉功能的需要,而且是一个重要的美学因素。光可以形成空间或者破坏空间,它直接影响到人对物体大小、形状、质地和色彩的感知。一个好的室内设计方案很多时候需要靠灯光来营造良好的氛围。但是在效果和节能之间我们应该做好取舍。当然能达到一种平衡是最佳的状态。比如:在室内划分动静两个区域,动———客人来时及会餐时要把大多数光源打开;静本论文由整理提供———看电视或聊天时,在沙发顶上或背后设计几盏装饰性很强的造型灯(用节能灯),此时打开,自然就有另一种“静”的氛围,如此一来既能达到豪宅的效果又能满足节能方案。

1.3好的色彩视觉效果人对环境的感受一方面是生理上的,另一方面是心理上的。如何保证达到真正的“节能”,这与专业的设计密不可分。室内设计中大面积色彩的使JournalofAnyangInstituteofTechnology2009年用对人的心理影响很大,因此,我们要把握好室内设计中色彩的设计[1]。

在进行室内色彩设计时,应首先了解和色彩有密切联系的以下几个问题:空间的大小形式,空间的方位。不同方位在自然光线作用下的本论文由整理提供色彩是不同的,冷暖感也有差别,因此,可利用色彩来进行调整,减少因为光线不足而长时间采用人工照明而减少节能。另外,因为色彩的冷暖感可以从心理上给人降温增温,从而可以将空调温度调高一些,或者将暖气开小一些。从而达到节能的目的。同时在室内设计过程中,可以随季节的变化而更换室内的一些软装饰,也可以达到同样的目的。

2节能从材料入手在可能的情况下,我们尽可能选择装饰材料后场制作,然后现场安装。据统计占整个装修成本60%左右的装饰材料,在现场装修时损耗率常在10%左右,但是如果采取“后场制作,现场安装”,可将材料的损耗降低2%~3%。在厨房的装修过程中,厨房的橱柜,可把后备板省略,后面直接就是瓷砖。除了节约材料外,后备板也有味且易生虫,受潮就很难处理。地板下铺活性炭:新居客厅铺的复合地板,很多人会在复合地板下面铺大芯板,现在可以铺一种叫铺垫宝的东西,加上活性碳,隔凉又隔潮而且不用黏合剂。减少建筑陶瓷使用量:家庭装修时使用陶瓷能使住宅更美观,不过,浪费也就此产生。部分家庭甚至存在奢侈装修的现象;本论文由整理提供另外尽可能使用轻钢龙骨、石膏板等轻质隔墙材料、塑钢门窗、节能灯等节能材料,尽量少用黏土实心砖、铝合金门窗等。

3节能本论文由整理提供需要技术的支持建筑的能耗(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%,其中最主要的是采暖和空调,占到20%[2]。

而要解决采暖和空调能耗做好的办法就是保温、增效、降耗。

3.1窗户“保温”性要强装修节能重点要做好室内保温。要特别注意选用符合所在地区标准的节能门窗,使气密、水密、隔声、保温、隔热等主要物理指标达到规定要求。使用中空玻璃塑钢窗;西向窗户最好安装可调控的外遮阳装置,并选择隔热保暖效果好的窗帘;不随意在墙面开槽,以免破坏原有墙面的内保温层;阳台与内室连通时要在阳台的墙面加装保温层。

入户门可在门腔内填本论文由整理提供充玻璃棉或矿棉等防火保温材料,安装密闭效果好的防盗门,在外门窗口加装密封条。使用建筑玻璃隔热膜:当今的建筑物比以往越来越多地采用玻璃。流行的大开间、高顶以及大面积使用玻璃已成为人们优先选择的规范。但是玻璃窗在浪费能源方面却是臭名昭著:玻璃反射产生眩光,玻璃能导致热量聚集致使能耗增加,而建筑玻璃隔热膜一层膜相当于24cm砖墙,隔挡高达79%的热量,高隔热节能,降低空调费用,保持室内冬暖夏凉。另外还有一种具有节能环保功效的低辐射镀膜玻璃,在发达国家已被广泛应用。欧美发达国家甚至通过立法要求必须或鼓励使用低辐射镀膜玻璃,其用量的大幅度上升,获得了巨大的节能效益。我们也应该在这方面引起重视。

3.2暖气管“热”到好处家里的暖气管道,在装修改造时,一定要认真进行整体规划,有的地方完全可以不必保留暖气片。市场上有一种精确智能控制室内温度的温控阀。它可以感知室内自由热量(人体散发的热量)根据设定温度计算定内所需热量调节散热器达到舒适目的,并且可以设定一周温度模式。比如白天家里没人可心设定8度,下本论文由整理提供班人回家前30分钟能将定温调至18度。

另外可将客厅设定22度,卧室16度,而卫生间可更高一些,洗澡时更舒服。通过这样的方式能更好的利用分户计量,真正达到节能、经济、舒适的目的。另外,暖气片作为采暖主要来源,对其进行装修时,宜少包饰,最大限度地发挥其散热性。很多的设计师在设计暖气片包饰时,通常的做法是将上边用板材封闭,只留出正面的部分,或花饰,或百叶,或其他形式。这往往忽略了一个问题,那就是冷热气流的方向问题,我们应该将暖气片上边也应该留空,供气流上下很好的循环,提高室内气温,减小能耗。

3.3提高建筑物的保温性能提高建筑物的保温性能将会达到很好的节能效果。计算表明,对于一间不采暖的房间从周围房间获取传热量可维持12~14℃室温,其他用户有近1/4~1/5的热量传给了该房间,其他用户将多支付这部分热费,很不合理。所以有必要增强户间建筑结构的隔热性能[3]。作为顶层住宅,我们同时还要考虑屋面给室内本论文由整理提供造成的能源消耗,除做好屋顶保温隔热工作之外,可以大力推广屋顶花园,一方面节约能源,另外一方面,可以解决城市绿地面积不足的问题。

没有屋顶绿化覆盖的平屋顶,夏季由于太阳的直接照射,屋面温度比气温高许多,不同颜色和材料的屋顶温度升高幅度不一样,最高的可达到80度以上。

而经过绿化的屋顶上,夏季绿化较好的屋顶,其种植层下屋顶表面温度仅仅20~25度左右,有效阻止了屋表面温度的升高从而降低了屋顶下室内温度。如果屋顶是地毯式草坪,墙壁是爬满凌霄,常春藤和爬山虎的,那么在夏季室内温度可下降2~4度,可节约空调耗电量的20%~40%。相反,在冬季,地毯式植物组成的“毛毯”层对屋顶起到保温的作用,平均气温要高2~4度[4]。

3.4大力推广太阳能的使用新能源是21世纪世界经济发展中最具决定力的五大技术领域之一。太阳能是一种清洁、高效和永本论文由整理提供不衰竭的新能源。在新世纪中,各国政府都将太阳能资源利用作为国家可持续发展战略的重要内容。太阳能具有普遍性、永久性、无污染性、安全可靠性。而且太阳能与建筑一体化是未来建筑的发展趋势。

4节能需要提高人的意识生活水平的提高,推动着家庭用能的升级。一个普通的城市家庭在用电,用水,用气等都有大幅度增长。

家庭能源开销也水涨船高,因此,无论是从自己的角度还是从国家的节能要求来讲,我们都应该树立强的节能意识。

4.1家庭照明改用节能灯以高品质节能灯代替白炽灯,不仅减少耗电,还能提高照明效果。以11瓦节能灯代替60瓦白炽灯,每天照明4小时计算,1支节能灯1年可节电约71.5度,相应减排二氧化碳68.6千克。按照全国每年更换1亿本论文由整理提供支白炽灯的保守估计,可节电71.5亿度,减排二氧化碳686万吨。

4.2在家随手关灯养成在家随手关灯的好习惯,每户每年可节电约4.9度,相应减排二氧化碳4.7千克。如果全国3.9亿户家庭本论文由整理提供

都能做到,那么每年可节电约19.6亿度,减排二氧化碳188万吨。与此同时,除了有节约用电的意识,还包括节约用水等涉及到生活方方面面的活动。除上所列举的有关住宅室内设计过程中的节能方法之外,还有诸如生态建筑技术体系,导光产品,可调节的自动照明技术等节能方式。都有待大家一一去认识和接受[5]。

5结论节能问题是我国“十一五”规划中重点目标之一,而建筑节能是重中之重。关于住宅室内设计中的节能问题,还没有引起大家的广泛关注和足够重视,国家法律不够完善,尤其是对普通民众,没有很强的约束机制。希本论文由整理提供望政府能在这方面做出努力,健全节能法律措施。

参考文献:

[1]季翔,陈志东.苏北地区住宅建筑节能与室内设计研究[J].工业建筑,2003(9):26-28.

[2]王超,周冰,徐兰兰.浅析建筑及室内设计中节能技术的应用[J].山西建筑,2008,34(7):249-250.

[3]夏大明,王峰.住宅建筑节能与室内设计研究[J].江苏建筑,2005,3(101):17-18.

建筑能耗论文范文篇9

我国的建筑节能工作任重道远,节约能源是我国的基本国策,建筑节能则是国家节能工作的重中之重。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。因此,十分有必要开展建筑工程领域内的节能方面的研究。本论文主要针对节能保温材料,探讨其在建筑工程中的应用,以期在建筑工程领域找到可靠有效可行的节能方式与材料应用方法,并以此和广大同行分享。

二、建筑工程领域节能技术的应用现状

政府在节能技术的开发与应用上投入了大量的资金,进行工程实验,对行之有效的节能技术,政府采取各种措施积极推广。国外进行单项技术和应用的研究,兴建了许多低能耗建筑。这类建筑每年每平方米的采暖供热能耗只需5kg标准煤,这集中反映了当前国外建筑节能技术的进展。目前国内外在建筑工程领域中实施的节能技术主要有以下几个方面:

(1)新型保温材料。建筑节能需要优良的保温材料。西方发达国家之所以建筑节能工作做得好,是与他们重视保温材料分不开的。这些国家广泛采用高效保温材料作复合墙体和屋面。

(2)红外热反射技术。红外热反射技术,即在建筑物内外表面或护结构内的空气间层中,采用高纯度铝箔或其它高效热反射材料,可以将大部分红外线反射回去,对建筑物起到保温隔热作用,提高居住环境的舒适度。

(3)高效节能玻璃。研发吸热玻璃或热放射玻璃,以吸收或反射的方式遮蔽太阳辐射热。大力发展中空玻璃和低辐射玻璃,尤其是低辐射玻璃,是效果最好的高效节能玻璃。

(4)热回收装置。为建筑安装热交换器,其原理是:利用排出的热空气加热进入的冷空气或利用排出的冷空气使进入的热空气降温。这种热回收装置,可以从排出的空气中回收60%-80%的能源。

三、新型节能保温材料在建筑工程中的应用

1.新型幕墙保温系统的设计应用。有关资料表明,在建筑玻璃幕墙的平均能源消耗中,有50%以上是与空气调节有关的,另外25%是与照明有关的消耗,剩余部分才是其它各项活动所消耗的。玻璃幕墙作为建筑的“感知窗口”,不但要为使用者提供舒适安全的室内环境,还要提供充足的日照、良好的通风。建筑玻璃幕墙节能技术就是通过科学的材质选配、结构设计、空间组合、设备布置,自然而有效地阻止或实现热能的传递方式和转换过程,从而使建筑幕墙达到四项目标:尽可能减少能源的消耗、把由建筑导致的环境污染降到最低、创造健康舒适的室内外环境、使建筑生态和经济取得平衡。

众所周知,传热有导热、对流、辐射三种方式。玻璃幕墙的传热亦是三种方式综合作用的结果。玻璃幕墙的传热过程大致有三种途径:一是通过玻璃和金属框格的传热,包括通过单层玻璃的热流传热,通过金属框格传热;二是幕墙内表面与室内空气和室内环境间的换热;三是玻璃幕墙外表面与周围空气和外界环境间的换热。根据玻璃幕墙传热的不同区域、不同方式采用不同的节能措施。现阶段提高玻璃幕墙节能保温性能的主要措施是采用节能玻璃及隔热断桥铝型材隔热来降低结构传热系数,消除结构体系“热桥”,降低空气渗透热损失,减少开启窗扇面积,提高密封性等。

随着幕墙技术的发展,逐渐出现了双层幕墙系统。双层幕墙系统,不论是其采光通透性,还是保温性,都较单层幕墙系统有较大程度的提升。双层玻璃幕墙由内、外两层玻璃幕墙组成,外层幕墙一般采用隐框、明框或点式玻璃幕墙,内层幕墙一般采用明框幕墙或铝合金门窗。内外幕墙之间形成一个相对封闭的空间———通风间层,空气从外层幕墙下部的进风口进入,从上部的排风口排出,形成热量缓冲层,从而调节室内温度。双层玻璃幕墙系统主要是针对普通玻璃幕墙耗能高、室内空气质量关等问题,用双层体系作围护结构,提供自然通风和采光、增加室内之空间舒适度、降低能耗,从而较好地解决了自然采光和节能之间的矛盾。2.新型玻璃材料的节能应用。在建筑物,尤其是高层建筑中,玻璃和玻璃墙由于其外在表现的美观性能而被广泛应用,因此,玻璃的能耗已经占到了高层建筑的总能耗的35%左右,由玻璃造成的能耗没有得到充分的利用,由此造成的损失和浪费是巨大的。目前在技术上已经实现并且已投入市场的新型节能型玻璃主要有吸热玻璃、中空玻璃、热反射镀膜玻璃和低辐射镀膜玻璃,这些新型的节能玻璃的应用,有效的降低了高层建筑的能耗,实现了节能。有上表的热参数对比可知,普通透明玻璃的保温、隔热性能确实很差,由此造成的高层建筑的能耗损失巨大,倘若能够将这部分能量回收利用起来,那么高层建筑的电气能耗损失将大大减小。吸热玻璃、中空玻璃、热反射镀膜玻璃和低辐射镀膜玻璃等新技术节能型玻璃,是利用光学、化学等相关原理,在普通玻璃的基础上加入了个别微量元素,使得制成得玻璃具有一定的特殊性能,降低了其热传导对流系数和遮阳系数,从而实现了室内的温度恒定;另一方面,通过这些新型节能型玻璃的设计和应用,也减少了城市的温室效应和热岛效应,有利于环境的保护。

建筑能耗论文范文篇10

论文摘要:文章从确保人的健康、最大限度降低能耗、合理利用资源、降低环境负荷、长寿多适和经济性等几个方面来分析了绿色建筑的设计要点。

建筑行业是一个资源和能源消耗高,环境污染重的行业,随着人类环保节能意识地不断提高,绿色建筑逐渐成为热门。然而,一些标榜为“绿色”的建筑由于设计和管理不合理,不仅花费了更高的资金,而且也并未取得预期的环保节能效果。

1、确保人的健康

绿色建筑设计的重要任务是确保使用者的健康,要保证室内空气质量、热环境、噪音和电磁场辐射等因素对人的影响。设计中尽可能地采用低毒或无毒材料,如墙和吊顶使用无毒或低毒性涂料,建材无甲醛或Voc含量最少,采用陶瓷、硬木等硬装修地面等;选择材料、建筑系统和机械系统时尽量减少木制品、地毯、涂料、密封膏、织物等潜在的对健康不利的污染物,合理组织自然通风,设置进风口和必需的出风口,引风入室。改善室内热环境,包括温度、湿度、辐射温度和气流等,提高人体舒适性。提高水质量,有条件的可以选用直饮水。合理进行自然采光,即满足人类健康的需要,又满足视觉美学的需要,同时达到节能的效果。通过改进细部设计和建造方法,以及采用吸声材料来提高建筑的隔音效果。

2、最大限度降低能耗

2.1减少建筑材料生产运输过程中的能耗

在建筑设计过程中,不仅要注重使用过程中的节能,还应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,以及钢材、铝材这些回收利用率较高的建筑材料,实现建筑的可持续。为减少运输过程中的能耗和污染,应尽可能的选用地方性的材料。

2.2减少建筑使用过程中的能耗

在建筑建成后使用过程中会消耗大量的能耗,所以应重点从建筑本身来做好节能设计,可通过建筑体形设计达到节能效果,如平面布局、平面形状、进深、体形系数、表面面积系数、长宽比和朝向等因素,都与建筑的节能效果有很大关系。合理设计建筑的墙体、门窗、屋顶、热缓冲区及有效遮阳,提高护结构的保温隔热性能,也对建筑节能有着重大意义。

3、合理利用资源

3.1清洁能源的利用

太阳能是一种资源丰富的清洁能源,在建筑中可将强太阳能的利用,如设计并建造太阳能光电屋顶、太阳能电力墙和太阳能光电玻璃,将太阳能转化为建筑本身需要的电能和热能。此外,风能也是一种开发利用较为方更的一种清洁能源,除了建筑的自然通风外,还可以安装风力发电和风力致热设备,将风能转化为建筑内可直接使用的能源。

3.2回收利用旧建筑材料

加大旧建筑材料的回收利用,尽可能地降低能源和物质投入及废弃物和污染物的产出,这是绿色建筑体系最重要的内在机制。可将建筑拆除过程中的建筑材料,如木地板、木制品、混凝土预制构件、铁器、钢材、砖石、保温材料等,经过加工和改造,在满足规范和设计要求的条件下,利用到新建筑中。

3.3可再生材料的利用

建筑中加大木材、废纸/纤维保温材料等可再生材料的利用,不仅较少建筑的投资,还可减轻人类过度开采自然资源引发的生态问题。

4、降低环境负荷

在进行绿色建筑设计的过程中,应注意减轻对自然环境的破坏,减少环境污染,使建筑产生的建筑垃圾、固体、污水与气体等污染物带来最小的环境负荷。

4.1选择环境负荷小的建筑材料

建筑生产过程中会消耗大量的资源和能源,并带来较高的环境污染。建筑师在对材料进行选择时,应具备生态和经济的意识,选择对环境造成的负荷小的材料,如生态水泥、绿化混凝土、高性能长寿建筑材料、家居舒适化和保健化建材等。可使用预制模数构件来减少建筑垃圾。

4.2采用合理的施工方法

建筑设计要充分考虑施工过程中带来的污染,在建筑的造型设计、材料选用和工艺设计都应便于施工,减少施工的能耗和降低其带来的环境负荷。

5、使建筑长寿多适

5.1选用耐久性材料,延长建筑使用寿命设计中选用耐久性较好的建材,以延长建筑的使用寿命,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。

5.2采用灵活多适的设计手法

建筑师在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,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。例如,设计两所住宅建筑,在材料和工艺都相同的情况下,设计者采用不同户型的话,一种自适应性又差,可能在巧年后无法满足使用功能,无法改造只有拆除重建,而另一所由于可以灵活变换户型而得到更长时间的使用,相比之下,在相同的时间内,后者生命周期中耗费的资源和产生的污染比前者要少很多。

6、满足经济合适性原则

人们通常认为绿色建筑比普通建筑的投资成本要高很多,这也是其推广的最大障碍之一,其实从长远来看,如果加强绿色建筑的管理,采取综合性的设计,可大大降低建筑的建造和后期运行的费用,取得较好的经济效益和社会效益。

事实上,绿色建筑由于能源、资源的节约会大大降低建造和使用成本,其自适应性设计也会显著降低后期的哦维护和改造费用,并降低环境成本,其整体效益是非常可观的。在绿色建筑设计中应选择环境性和经济性平衡的建筑材料,并建立整体建筑系统投资优化的概念,从设计、建造和使用运行都全局来考虑其经济效益。