建筑节能减论文范文

时间:2023-03-28 14:08:17

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建筑节能减论文

篇1

论文摘要:在建筑施工中,外墙外保温技术应用广泛,本文主要阐述外墙外保温系统的主要技术特点,外保温技术,建筑节能的意义和内容。 

 

目前,建筑节能化是大势所趋,在建筑外墙保温我国在建筑节能方面已投入了相当的人力、财力和物力资源,并已取得了一定的成绩,但研究工作主要限于建筑节能技术和建筑节能政策方面,对于建筑施工阶段的质量管理和控制仍关注不足,研究节能建筑外墙外保温的施工管理过程,在实际分析基础土,提出相应的管理措施和建议,提高节能建筑外墙外保温施工的质量管理水平。 

1 外墙外保温系统的主要技术特点 

对外墙进行保温,无论是外保温、内保温还是夹心保温,都能够使冷天外墙内表面温度提高,使室内气候环境有所改善。然而,采用外保温则效果更加良好,其原因是: 

1.1 外保温可以避免产生热桥。在采用同样厚度的保温材料条件下,外保温要比内保温的热损失减少约1/5,从而节约了能耗。 

1.2 在进行外保温后,由于内部的实体墙热容量大,室内能蓄存更多的热量,使诸如太阳光照或间歇采暖造成的室内温度变化缓慢,室内较为稳定,生活较为舒适:也使太阳辐射得热、人体散热、家用电器及炊事散热等因素产生的“自由热”得到较好的利用,有利于节能,而在夏季,外保温层能减少太阳辐射热的进入和室内高气温的综合影响,使外墙内表面温度和室内空气温度得以降低。可见外墙外保温有利于使建筑冬暖夏凉。 

1.3 室内居民实际感受到的温度,既有室内温度又有围护结构内表面温度的影响,这就证明,通过外保温提高外墙内变面温度即使室内的空气温度有所降低,也能得到舒适的热环境,在加强外保温,保持室内热环境质量的前提下,适当降低室温,可以减少釆暖负荷,节约能源。 

1.4 由于采用了外保温的结果,内部的砖墙或混凝土墙受到保护,室外气候不断变化引起墙体内部较大的温度变化发生在外保温层内,使内部的主体墙冬季温度提高,湿度降低,温度变化较为平缓,热应力减少,因而主体墙产生裂缝、变形、破损的危险大为减轻,寿命得以大大延长。 

2 外温技术 

外保温与内保温相比,技术合理,有其明显的优越性,使用同样规格、同样尺寸和性能的保温材料,外保温比内保温的效果好。外保温技术不仅适用于新建的结构工程,也适用于旧楼改造,适用于范围广,技术含量高;外保温包在主体结构的外侧,能够保护主体结构,延长建筑物的寿命;有效减少了建筑结构的热桥,增加建筑的有效空间;同时消除了冷凝,提高了居住的舒适度。 

2.1 外挂式外保温 

在施工中,采用外挂的保温材料有岩(矿)棉、玻璃棉毡、聚苯乙烯泡沫板(简称聚苯板,eps、xps)、陶粒混凝土复合聚苯仿石装饰保温板、钢丝网架夹芯墙板等。其中聚苯板因具有优良的物理性能和廉价的成本,已经在全世界范围内的外墙保温外挂技术中被广泛应用。该外挂技术是采用粘接砂浆或者是专用的固定件将保温材料贴、挂在外墙上,然后抹抗裂砂浆,压入玻璃纤维网格布形成保护层,最后加做装饰面。还有一种做法是用专用的固定件将不易吸水的各种保温板固定在外墙上,然后将铝板、天然石材、彩色玻璃等外挂在预先制作的龙骨上,直接形成装饰面。这种外挂式的外保温安装费时,施工难度大,且施工占用主导工期,待主体验收完后才可以进行施工。在进行高层施工时,施工人员的安全不易得到保障。 

2.2 聚苯板与墙体一次成型 

采用聚苯板与墙体一次成型技术,是在混凝土框-剪体系中将聚苯板内置于建筑模板内,在即将浇注的墙体外侧,然后浇注混凝土,混凝土与聚苯板一次浇注成型为复合墙体。该技术解决了外挂式外保温的主要问题,其优势是很明显的。由于外墙主体与保温层一次成活,工效提高,工期大大缩短,且施工人员的安全性得到了保证。而且在冬季施工时,聚苯板起保温的作用,可减少外围围护保温措施。但在浇注混凝土时要注意均匀、连续浇注,否则由于混凝土侧压力的影响会造成聚苯板在拆模后出现变形和错茬,影响后序施工。其中内置的聚苯板可以是双面钢丝网的,也可以是单面钢丝网的。双面钢丝网聚苯板与混凝土的连接,主要是依靠内侧钢丝网架与墙体外侧配筋相绑扎及混凝土与聚苯板的粘接力,其结合性能良好,具有较高的安全度。单面钢丝网聚苯板与混凝土的连接,主要依靠混凝土与聚苯板的粘接力以及斜插钢筋、l 型钢等与混凝土墙体的锚固力,结合性能也较好。与双钢丝网相比较,单面钢丝网技术因取消了内侧钢丝网和安装保温板前的板外侧抹灰,节省了工时和材料。其造价可降低10%左右。但此两种做法都采用了钢丝网架,造价较高,且钢材是热的良导体,直接传热,会降低墙体的保温效果。 

2.3 聚苯颗粒保温料浆外墙保温 

将废弃的聚苯乙烯塑料(简称为eps)加工破碎成为0.5~4mm 的颗粒,作为轻集料来配制保温砂浆。该技术包含保温层、抗裂防护层和抗渗保护面层(或是面层防渗抗裂二合一砂浆层)。其中zl 胶粉聚苯颗粒保温材料及技术在1998 年就被建设部列为国家级工法。这种工法是目前仍被广泛认可的外墙保温技术。该施工技术简便,可以减少劳动强度,提高工作效率;不受结构质量差异的影响,对有缺陷的墙体施工时墙面不需修补找平,直接用保温料浆找补即可,避免了别的保温施工技术因找平抹灰过厚而脱落的现象。同时该技术解决了外墙保温工程中因使用条件恶劣造成界面层易掉粘空鼓、面层易开裂等问题,从而实现外墙外保温技术的重要突破。与别的外保温相比较,在达到同样保温效果的情况下,其成本较低,可降低房屋建筑造价。 

3 建筑节能 

3.1 建筑节能的意义 

为了可持续发展,必须保护能源。国家每年新建和改建的几千万建筑要消耗几十亿吨树、砖石和矿物材料,造成森林的过度砍伐,带来土地的破坏,大大破坏了自然环境。住宅与公共建筑的采暖、空调、照明和家用电器等设施消耗占全球三分之一能源,主要是化石能源。而化石能源燃料是地球经历了亿万年才形成的,它将在几代人中 间消耗殆尽。所以建筑节能即是在建筑中合理使用和有效利用能源,不断提高能源利用能源。在某种意义上称作“提高建筑中能源利用率”。也就是说,并不是消极意义上的节能,而是从积极意义上提高利用效率。 

3.2 建筑节能的内容 

在能源和资源得到充分有效利用的同时,建筑物的使用功能更加符合人类的需要,创造健康、舒适、方便的生活环境是人类的共同愿望,也是建筑节能的基础和目标,建筑节能应该是:(1)冬暖夏凉。由于围护结构的保温隔热和采暖空调设备效果很好,建筑环境将更加舒适。(2)通风良好。空气经过过滤后,新风“扫过”每个房间,换气次数足够,空气清新。(3)在围护方面,包括建筑物外墙外保温、屋面保温、改善门窗的密闭程度,节约能源。 

参考文献 

篇2

新能源是可再生能源,是传统能源之外的各种能源形式,在当今社会中新能源才刚刚开发、推广和利用,部分新能源正在研究,常说的新能源包括太阳能、水能、风能、地热能、海洋能、生物能等,随着我国太阳能技术的日益发展、各类风力发电站、三峡等更多的水电站的建成,我国也成为了新能源开发和利用的大国。由于新能源被越来越多的人认可,在国际范围内越也被更多的开发利用;新能源主要具有以下优点:(1)太阳能在我国大部门地区都可使用,具有可直接开发和利用,且无须开采和运输不会污染环境,它是最清洁能源之一;每年到达地球表面上的太阳辐射能约相当于130万亿吨煤,太阳的能量是用之不竭的。(2)风能为洁净的能量来源,内蒙古草原上的风力发电机风能设施日趋进步,大量生产降低成本,风能实施为立体化设施,可以保护陆地和生态环境。(3)水能具有清洁无污染,作为可再生能源,并且可以循环利用,在我国有大量的水资源可以利用,随着三峡工程的投入使用,水能源会不断的扩展使用。

2.新能源在建筑节能中的具体实施

2.1环境保护方面

(1)在建筑工程中每天有大量的运送土方、垃圾、设备及建筑材料等车辆会进入施工现场,因此对现场的扬尘控制,不污损场外道路。施工现场出口应设置洗车槽,保证驶出车辆清洁;采取洒水、覆盖等降尘措施,达到作业区目测扬尘高度小于1.5m,尤其是在土方作业阶段;施工场地地面硬化、设置4m高围档、采取封闭式管理等效措,避免扬尘扩散到场区外。(2)随着越来越多的旧房改造工程,更多的施工现场在居民生活区和繁闹市区内,对噪音与振动控制需要加强,现场严格遵守《建筑施工场界噪声限值》(GB12523-2011)的规定。使用低噪音、低振动的机具,采取隔音与隔振措施,避免或减少施工噪音和振动;夜间11点之后施工的必须到环境局办理夜间施工许可证。(3)施工现场污水排放严格遵守《污水综合排放标准》(GB8978—2002)的规定,加强对水资源的控制,采取沉淀池、化粪池等。

2.2节能减排实施情况

根据建筑行业制定的节能减排管理办法,节能减排工作主要从以下几点进行,一是节约用电。施工现场用电现在已全部采用电网供电,集体设置变压器,正常情况下没有用自发电,达到了采用清洁能源减少油耗的要求。办公室所有采用节能灯;二是提高设备利用率,减少单位工作的排放量。三是节约用水,加强用水设备的日常维护管理;用水后随手关闭水龙头,减少用水量。四是节约使用办公用品,制定办公设备标准,严格控制办公设备的采购;严格控制文件印刷数量;提倡无纸化办公或双面用纸。

3.新能源在建筑节能中的应用趋势

根据数据显示,我国在2004年公共建筑面积为53亿平方米,能源消耗约为2600亿kWh以及2330万tce,电耗约为500亿kWh,从此数据得出我国的能源消耗量巨大,如果按此推算在未来20年我国的不可再生能源将被全部消耗完,在全国的能源消耗中建筑行业占25%,因此建筑行业采用新能源是势在必行,也是我国建筑业长久发展的趋势。

4.结语

篇3

根据对江苏地区农村住宅建筑节能的分析,并通过统计大量文献中对农村住宅建筑节能指标的描述,可将江苏地区农村住宅建筑节能评价指标归纳为建筑外形设计、围护结构、设备节能、新能源的利用这四个主要方面进行评价。对这四个指标做进一步分解,可以得出19个子指标,

2江苏地区农村住宅建筑节能的综合评价方法

2.1信息熵方法对建筑节能评价指标的筛选

为了从已经构建的初始评价指标中提取主要评价指标,可以采用信息熵法剔除其中对评价影响不大的指标。具体操作步骤及方法如下:第一步:将初始的指标矩阵进行标准化处理。假定所选的评估对象有N个,初始的指标有M个,则可以构建N×M阶的矩阵,定义为矩阵A。按照式(1)进行标准化后的矩阵为A′。a′ij=(1)第二步:熵值的求取。令pj表示熵值,则,Πij=pj=-ΠijlnΠij(2)第三步:熵权的确定。Wj表示求出的熵权的大小,则,Wj=(3)第四步:确定某个评价指标的具体权重。权重值用Qj表示,则,Qj=(4)第五步:将第三步求出的熵权与第四步求出的具体权重进行结合,剔除冗余指标,确保评价的稳定性。

2.2BP神经网络方法对农村住宅建筑节能的综合评价

BP神经网络可以用于逼近任意的一个非线性的函数,同时具有超强的自适应以及存储能力。采用BP神经进行评价时,其运行的主要思想就是将搜集到数据输入到该系统中,然后系统进行自我训练,拟合各指标间的最优关系,并自动记忆、存储所选指标对综合评价对象的影响权值,继而对类似对象做出客观的评价。在进行BP神经网络训练之前需要构建BP神经网络结构,主要需要以下参数。

(1)BP神经网络的节点数与层数的确定BP神经网络结构的确定需先确定输入、输出层节点数、隐含层的层数以及隐含层节点。输入层节点数为指标个数,输出层节点数为建筑节能综合评价指标。在规模不大的情况下,常采用一个隐含层。隐含层节点数可根据式(5)确定。Ny=(5)其中,Ny表示隐含层节点数;Ni表示输入层节点数;No表示输出层节点数;NP表示训练样本个数。

(2)BP神经网络相关参数的确定确定BP神经网络结构后,需要确定网络函数的选取、初始权重的确定、期望误差、学习速率、训练次数等相关参数。

3江苏农村住宅建筑节能的综合评价

首先对初始建立的评价指标进行筛选,剔除其中可能对评价结果有干扰的影响因素。聘请10位专家对初始的评价指标进行打分,然后依据信息熵方法进行处理,最终得出的综合评价指标包括b11、b12、b13、b14、b21、b22、b23、b24、b25、b31、b32、b33、b41、b45、b46这15个评价指标。采用三层BP神经网络模型,即输入层、隐含层、输出层各一层,输入节点数为选定的评价指标数15,根据式(5)确定隐含层的节点数为7,输出节点数为1。函数采用Sigmoid函数,初始权值为[0,1]区间的较小的数,误差期望为0.01,学习速率为0.001,训练次数为10000次。笔者选取了江苏省某地区的6个农村住宅建筑作为评价对象,以其中的5个作为训练样本。数据主要是通过调查得到并做归一化处理,聘请相关专家对这几个样本进行综合评分,用t表示。经过训练,将第六个样本作为评价对象,采用该模型进行综合评价,各指标的初始值见表3。采用经训练后的BP神经网络模型进行综合评价,得出的最终评价结果为0.932,这与通过专家打分法得出的评价值0.927相比,误差为0.005,相对误差为0.5%。这充分说明采用BP神经网络模型进行综合评价是可行的,且其评价的精度比较高。

4结语

篇4

本文将在总结国际与国内能源现状的基础上,分析建筑节能的必要性与紧迫性,同时通过调研目前国内建筑节能设计实例,评判建筑节能设计的经济效益,希望能够使社会各界意识到,建筑节能不单是发达国家的问题,我国正面临一场真正的能源危机,建筑节能迫在眉睫。

一、国际能源危机加剧

1、能源储量减少,石油仅供开采41年

目前,石油、煤炭、天然气这三种传统能源占能源消费约90%以上,其中石油占一半以上。然而2004年BP世界能源统计年鉴的最新数据显示,世界石油总储量为1.15万亿桶,仅供生产41年;全球天然气储量为176万亿立方米,仅供开采63年。日本权威能源研究机构也申明,全球煤炭埋藏量10316亿吨,可开采231年;核反应原料铀已探明储量436万吨,可供72年使用(海水中的铀可供使用1万年,利用钚为燃料的增值核反应堆可使用100万年);利用热核反应,海水中的锂能源可开采年限为1600万年。可见,全世界最为依赖的能源——石油与天然气,在21世纪的前半,就将日趋枯竭。科学家们预计2040年石油消费将达到最高峰,2100年石油消费将减少到不足能源消费总量的5%%.而从2050年开始,核能、生物能、水利地热、风力、太阳能的比率大大上升,达到总能源消费的1/3,热核能源将达到总能源消费的1/4.

因此,在世界能源供给结构转轨的大趋势下,不考虑建筑节能而建造的房屋,终有一日会因为没有能源可用,终被社会淘汰。呼吁建筑节能,很重要的一点就在于减少使用石油、天然气等不可再生资源,通过科学合理的建筑节能措施,采用可再生新能源,使建筑可持续发展。

2、能源需求不断增加,价格无法下降

根据美国能源部能源资讯署2002年3月出版的“InternationalEnergyOutlook2002”,1999—2020年全球能源消费形势如下:

全球能源总消费量将增加60%,其中亚洲及南美州发展我国家将增长1倍(每年增长4%,相比发达国家每年增长1.3%)。

石油:石油预计增长59%(年增长率为2.2%)。此外,石油将维持占全球能源总消费量40%以上的比例。

天然气:争议较小的天然气将是需求增长最快的能源,预计增长一倍。天然气占全球能源消费量比重也将由23%升至28%.

煤:由于空气污染及二氧化碳排放等问题,煤炭占全球能源总消费量的比重将由22%降至20%.

核能:在政治问题影响下,全球核能发展情势尚难确定,但保守估计全球核能消费量将比现在略为增长。

可再生能源(包含大水力):预估将增长53%.但由于现阶段数量过少、成本高、能源密集度低且供应不稳定,所以占全球能源总消费量的比重将由9%下降到8%.不过预计更远的未来,随着技术的进步,比重将上升较快。

以上预测在2004年阿拉伯石油输出国的12月月报中已经得到体现,它指出截止到2020年,世界石油需求量将以年平均1.7%至2%的速度增长,日需求量逐渐从目前的8200万桶到近1.07亿桶。

可见,由于核能与可再生能源的替代性迟迟无法实现,石油、天然气的需求量仍会不断增加,但能源储量是有限的,这种供需关系导致了石油、天然气等能源价格不会下降。

同时,恐怖活动增加了石油以天然气运输风险及成本。自美国发生“9.11”恐怖攻击事件后,全球恐怖活动升温,而保护措施较为不足的石油及天然气供应等能源基础设施成为攻击目标的可能性提高。例如2001年10月斯里兰卡一艘油轮遭受其境内恐怖组织攻击;2002年10月法国油轮在叶门遭受不明攻击;……各国为了预防恐怖攻击,正大兴土木加强能源设施的保护工作,而随着防范设施、人力及保险费用的增加,能源使用价格也面临逐渐上涨的压力。

面临能源价格,尤其是天然气价格逐步上涨,居高不下,很多高耗能建筑开始出现因承担不起昂贵的能源维持费用而被迫停用,或者售价、租金一降再降的现象。因此,建筑尤其是高层住宅与办公楼、大型共建正面临着一场新的革命,建筑节能节能势在必行。

3、美国企图掌控全球石油供给,强力遏制我国、欧洲的发展

许多石油生产地区,尤其是中东地区,由于拥有全世界2/3油藏,一直存在政治、外交及军事的动乱。在近期较大规模的战争有1980年两伊战争、1990年波斯湾战争、1994年俄国出兵车臣、2001年阿富汗战争和2004年的美伊战争,而其他小型区域冲突也非常多,都是围绕着石油资源而展开的。每次争夺石油资源引发的动荡,使众多石油进口国家经济发展及能源安全受到威胁,牵动整个世界的经济。从这个意义上说,哪个国家能掌握全球的石油、天然气能源,就如同握紧全球经济命脉。

因此,美国攻打伊拉克,拿伊拉克石油做文章,不仅是要赚回为之付出的巨额战争费用,还要建立起有利于美国的世界石油市场“新秩序”:一来拉低美元汇率、弥补贸易逆差、打压欧元;二来美国可以时时掌控我国、俄罗斯、印度等国家石油进口价格与能源供给量,遏制这些国家的经济腾飞。

面临美国今后可能采取的能源阻扰政策,我国除了争取更多的与石油出口国的贸易协议外,能源节约是最关键的一步。

二、我国所面临的能源挑战

1、人均储量少,先天不足,但能耗效率却低。

我国能源总量丰富,但人均能源可采储量远低于世界平均水平。2000年人均石油可采储量只有2.6吨,人均天然气可采储量1074立方米,人均煤炭可采储量90吨,分别为世界平均值的11.1%、4.3%和55.4%.排名上,2004年,人均石油最终可采储量居世界第41位。因此,一旦平均到个人消费量,我国能源并非地大物博,实际上存在先天不足的弱势。

从能源利用效率来看,目前国内能耗高,能源效率低。2001年,我国终端能源用户能源消费的支出为1.25万亿元,占GDP总量的比例为13%,而美国仅为7%.同时,我国单位产品的能耗水平较高,目前8个高耗能行业的单位产品能耗平均比世界先进水平高47%,而这8个行业的能源消费占工业部门能源消费总量的73%.这造成了很大社会能源浪费。

2、我国成为能源消耗大国,进口依赖度提高。

2003年我国已经成为世界上仅次于美国的第二大石油消费国。全年原油消费量达到2.5亿吨以上。其中全国原油产量约1.69亿吨,进口原油8900万吨,分别占世界石油需求增长总量的41%、32%,约每天60万桶和260桶。

2004年原油消费需求量仍以10%以上的增速增长,约达到2.75亿吨,进口原油数量超过1亿吨。同时,煤炭消耗量占世界总量的40%以上,天然气供暖需求量也一直在增长。预计到2020年,我国石油需求量为4.5亿吨,年均递增12%;天然气在一次能源消费中,所占比例将由目前的2.7%增长到10%以上;我国对海外能源的依赖程度将达到55%以上。

可见,我国能源消耗需求旺盛的同时,进口依赖度提高,这使得国内经济受中东动乱及石油危机冲击的概率上升,危及我国能源供应安全,存在较大风险。

3、能源成为我国经济命脉所在,威胁国家稳定安全

2004年全国电荒、煤荒集中爆发。上半年,27个省份全面告急,国家线网被迫拉闸电线80多万次。下半年,今年北方供暖的城市无一例外都面临能源紧张的考验。以吉林省为例,往年到9月底供热企业储煤应达年用煤总量的80%,而今年供热用煤的储量不足40%;长春市每年锅炉供热用煤为306万吨,截至10月底只有总量的40%入库;在吉林市,每年锅炉供热用煤为46.5万吨,今年到10月底也才入库42%;吉林省其他城市同样存在紧缺情况。就连首都北京也难逃厄运。预计北京冬季煤炭需求为1460万吨。受全国煤炭资源紧、运输难、价格高等因素影响,北京市电煤库存一直在警戒线以下运行,到10月底锅炉及民用燃煤库储煤率不足45%.而为防止大气污染,北京城区的燃煤锅炉大多变为燃气或燃油。随着石油价格的上调,北京冬季供暖承受着巨大的压力,2005年3月,北京油价再次上调,93号汽油每升上涨了0.26元。

能源的供给直接影响到人民生活与国民生产。一次拉闸对平常老百姓无关大要,但对于长期依赖电力生产的工厂、企业来说,损失可能是上百上千万;而全国27个省份同时出现问题,这种经济损失就根本无从计算,直接关系到国家经济命脉。而冬季供暖的短缺,导致很多底保户和困难企业失去基本生存条件,威胁到国家稳定安全。

三、建筑节能要求十分紧迫

1、建筑能耗约占社会总能耗的1/3

我国建筑能耗的总量逐年上升,在能源总消费量中所占的比例已从上世纪七十年代末的10%,上升到近年的27.45%.而国际上发达国家的建筑能耗一般占全国总能耗的33%左右。以此推断,国家建设部科技司研究表明,随着城市化进程的加快和人民生活质量的改善,我国建筑耗能比例最终还将上升至35%左右。如此庞大的比重,建筑耗能已经成为我国经济发展的软肋。

2、高耗能建筑比例大,加剧能源危机

直到2002年末,我国节能建筑面积只有2.3亿平方米。目前,我国已建房屋有400亿平方米以上属于高耗能建筑,总量庞大,潜伏巨大能源危机。正如建设部有关负责人指出,仅到2000年末,我国建筑年消耗商品能源共计3.76亿吨标准煤,占全社会终端能耗总量的27.6%,而建筑用能的增加对全国的温室气体排放“贡献率”已经达到了25%.因高耗能建筑比例大,单北方采暖地区每年就多耗标准煤1800万吨,直接经济损失达70亿元,多排二氧化碳52万吨。如果任由这种状况继续发展,到2020年,我国建筑耗能将达到1089亿吨标准;到2020年,空调夏季高峰负荷将相当于10个三峡电站满负荷能力,这将会是一个十分惊人的数量。

据分析,我国目前处于建设鼎旺期,每年建成的房屋面积高达16亿至20亿平方米,超过所有发达国家年建成建筑面积的总和,而97%以上是高能耗建筑。以如此建设增速,预计到2020年,全国高耗能建筑面积将达到700亿平方米。因此,如果现在不开始注重建筑节能设计,将直接加剧能源危机。

3、我国建筑节能状况落后,亟待改善

篇5

门窗的玻璃选择也在很大程度上决定着其节能性,所以,要想保证建筑设施的整体节能性,对门窗玻璃的选择也非常重要。比如我国的南方,这个地方的平均气温较高,一年当中的冬季也不会有较低的气温出现,在其玻璃的选择上就应该选用反射镀膜中空玻璃这类择热反射低的玻璃材料,而不能选用适合北方地区使用的以采光性为主的透明玻璃。可以看出,要想建筑门窗真正做到节能,就还需要结合周边环境条件,选择遮阳性、传热性符合自身所需的玻璃材料。

二、节能门窗的窗型设计与选用

现代建筑门窗的功能不仅只是采光,更是用来控制自然通风的一个重要建筑构件。比如,要是门窗的位置以及窗型设计安装科学合理,严格考虑到其挡风、通风能效,能够大幅度减少、降低气流的阻力和迂回。综上所述,在实际的运用上,一定要多方面考虑,才能使建筑门窗达到最佳的节能效果。但是由于篇幅所限,这里仅对节能门窗的主要材料选用做出部分分析、建议。

三、节能门窗的节能技术

(一)窗框

建筑门窗中外窗面积的百分之15到百分之30都被框架所占,所以,从窗框的角度进行考虑,是门窗节能的一个重要途径。当前市场上常用的窗框型材类型较多,比如塑钢型材以及断热桥铝型材等。1.断热桥铝型材。如今的断热桥铝型材在保留了以往优势的基础上,还大幅度降低了传热系数,它的主要革新是在型材的内部、外部安装使用了冷热桥技术。它的主要制造技术有断热条镶嵌以及以及浇注切桥两种。浇注切桥即注胶断热,该制造技术使用流体浇注对成型空间进行填补,制造而成的型材具有较高的精度,使用该技术不仅可以用于对称型材制造还能用于非对称型材的制造;断热条镶嵌技术采用了由聚酰胺66和25%玻璃纤维所合成的断热条,在外力的挤压下断热条与铝合金镶嵌,最终成型。由这种技术生产而成的门窗窗框具有多种断面形式以及较高的强度,而且隔温性能和机械性能都较为优秀。2、塑钢型材。塑钢型材是硬质聚氯乙烯塑料(PVC)型材内部用钢衬增强。它主要具有以下优良特性:第一,经久耐用。由于型材的内腔被加入了增强型钢,使得塑钢型材的强度大大提高,能够抗震、防腐蚀;第二,隔温性能良好。塑钢型材的导热性大大低于铝型材,加之其多腔的设计结构得它的隔温性能进一步提升;第三,具有良好的隔音效果。随着人们生活环境出现的各种变化,使得隔音性能也成为了门窗选择的一个主要标准,而选用塑钢中空门窗可以起到非常良好的隔音效果,尤其是对于闹市或主要道路旁边的住宅而言,具有较高的实用性。

(二)玻璃

1、着色玻璃。这种玻璃在其制造过程当中被掺入了色剂,其遮阳性较高,是一种既能显著地吸收阳光中热作用较强的近红外线,而又保持良好透明度的节能装饰性玻璃2。但从另一方面来讲,由于其自身对热量的吸收,时间一长,也会增加室内的温差传热。2、镀膜玻璃。这种玻璃使用了化学或物理制造工艺,非常有效的提高了热反射能效,可以将来至太阳的热能直接反射,大幅度提高了门窗的隔热性。市场上常用的镀膜玻璃又分为了热反射及低辐射两种,其功效在细微之处略有差别。3、中空玻璃。中空玻璃是由2片或多片玻璃以有效支撑均匀隔开并周边粘接密封,使玻璃层间形成干燥气体空间,从而达到保温隔热效果的节能玻璃制品,其主要适用于寒冷地区和需要保温隔热、降低采暖能耗的建筑物。中空玻璃玻璃层间干燥气体导热系数小,具有保温隔热、降低能耗的特性。以6毫米厚玻璃为原片,玻璃间隔为9毫米的普通中空玻璃,大体相当于100毫米厚普通混凝土的保温效果。

(三)密封条

目前,市场上密封条产品的种类和数量较多3,按照密封方式分类可以分为推拉门窗适用的耐摩擦密封条与平开门窗适用的挤压密封条;从材料上来看又可分为化学纤维密封条、塑料密封条与橡胶密封条;从安设方法分,有自粘式密封条,其本身一面带胶可以自行粘固,有的则要另外用胶粘剂粘上,有的要用钉子或螺栓固定的密封条,有的则可镶嵌在门窗框预留槽内的密封条;还有一种密封条是用硬塑料或铝材挤压成固定夹片,在其夹缝中镶入软质材料如橡胶、软塑料或毛刷制成的密封条。这些密封条均需有良好的弹性和耐久性。

四、提高门窗的保温性和密闭性

(一)保温性

现代的门窗设计还应该考虑到防盗、防火等生活需求,将岩棉板或是聚苯乙烯板填充如窗扇与窗框的内腔,能够大幅度提高门窗的绝热、隔温性能;门窗型材的选择最好使用断热桥铝型材或塑钢型材,这样能够避免金属窗产生的冷桥;通过增加门窗玻璃层数,利用玻璃之间的密闭空气间层,能够减小门窗的传热系数;窗框和窗洞侧壁之间安装缝隙的处理最好灌注聚氨酯泡沫塑料,或是填充聚乙烯泡沫塑料棒作背衬,外侧再用建筑密封膏封闭;门窗洞侧壁部位的保温处理,可以使用厚度为20毫米、密度为20Kg到25Kg每平方米的嚎苯板粘贴,或是涂抹聚苯颗粒保温浆料,以提高门窗的保温性能。

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1.1屋顶的自然采光

太阳光是安全的、洁净的可再生能源,建筑若充分利用白天的自然光进行采光可以非常有效的达到建筑节能的目的。建筑充足良好的采光不仅可以给人们的生活提供舒适的环境,而且对的人心理积极向上的发展也起到很大的作用。屋顶,作为建筑五大立面之一,在采光方面有以下优点:一是因立面门窗的采光高度较低容易造成眩光,而从屋顶漫射进来的自然光就不会发生这种现象;二是当建筑屋顶的采光面积与立面门、窗的采光面积相同时,屋顶提供的照度是立面所提供的5-10倍;三是对于大进深建筑的中心功能区域或四周围合的中庭,当立面采光无法满足要求时,可以利用屋顶采光来弥补其不足。屋顶采光的方式有:矩形天窗、锯齿形天窗、平天窗。现代的新技术还有采光顶。

1.2屋顶的自然通风

建筑通风是指将新鲜的空气导入人们活动的空间,以提供呼吸的新鲜空气,调节室内的湿度,减少室内的污染物等。通风屋顶还可以阻隔热量进入室内,利用屋顶设置的空气夹层的外层抵挡太阳辐射,热量经过两次传递到达内表面,减少传入室内的热量,同时利用风压与热压形成的自然通风带走夹层中的热量,降低室外热环境对建筑室内热环境的影响。

2屋顶隔热与冷却

在夏季,屋顶的太阳辐射很强烈。热通过辐射、对流和传导的形式进行传导,所谓隔热就是阻止由辐射对流和传导产生的传递。从这个意义上讲,降低屋顶外表面的太阳辐射吸收率和减少辐射率,也属于隔热。空气对流:屋面散热量的大小与其表面对流强度有直接的关系,材料的光滑和凸凹程度的大小也会影响屋面的冷却效果。太阳能辐射:物体表面散热量的大小与其表面温度的4次方成正比,与物体表面的辐射率也有较大的关系。对于长波长来说,与表面颜色无关,粗糙面的辐射率大,接近于1,二铝箔那样的光滑面则很小。对于太阳辐射(短波长)来说,白色的无光泽涂料容易反射太阳辐射,但是长波长则完全吸收。所以如何增加对太阳辐射的反射、减少对太阳辐射的吸收,对建筑节能也有影响。蒸发潜热:水从液态变成气态的水蒸气时,吸收四周的热量达到散热的目的。在不改变屋顶结构的前提下,可以利用屋顶洒水、屋顶蓄水以及在屋顶种植绿色植被来降低屋顶表面的温度,进而改善室内环境温度。屋顶洒水是在太阳光照射最为强烈的时候对屋顶进行洒水可以达到降低温度的效果,而且这种间歇式的降温方式是比较快速、有效的。流水的屋面颜色宜为白色,既能反射阳光,又不妨碍辐射冷却。屋顶蓄水是指在建筑屋顶设置水箱或水池。这样的设施可以收集雨水也可以人工蓄水,利用水(水的比热容比较大)蒸发吸收热量可以降低环境的温度,达到降温的效果。水在白天吸收太阳辐射热,夜晚是放出白天吸收的热量,调节周围热环境,提供舒适的生活温度和湿度。屋顶绿化是在建筑物顶部及其他一些特殊空间,设置具有观赏性的绿色景观节点。利用植物本身的蒸腾作用和土壤中水分蒸发带走热量,降低环境温度,使室内变得凉爽。在屋顶上种植绿色植被不仅可以增加建筑本身的美观性,而且树叶也可以遮挡太阳辐射。屋顶的材料采用保水性高的材料也可以达到调节环境温度的目的。

3屋顶建筑节能的集热与保温

3.1屋顶的坡度与集热

到达屋顶的太阳辐射量与太阳入射角、屋顶坡度都有极大的关系。所以,屋面在采用集热管集热时,必须注意集热管的安装角度。朝南时受热量会很大,然而在东西两面也能够有相当量的受热,所以东西两面也有利用的价值。当受热面朝东或朝西是需要调整其角度。最简单的集热的方法就是将屋顶朝南面的表面用深色的材料,由此来吸收部分热量。还可在屋顶安装太阳能集热管、太阳能集热板等。用朝南的大开口部位的直接获热得到的热,得到了有效的利用,而且通过设置附属温室还可以减少开口部位的热损失,通过直接获得热的方式进行蓄热。

3.2屋顶的保温

保温有两种方式:一是在提供集中供暖的前提下,改善屋顶结构形式,减少屋顶、墙体等热量的损失来达到保温要求;二是通过在建筑空间中添加供热设备使室内温度达到舒适的要求。保温不只是通过隔热来实现,也不是只依靠供热来保持温度,而要这两种方式相互结合、补充才能保持舒适的热环境。减少建筑屋顶热量损失最主要的方法是增加屋顶的总传热系数。

4太阳能的收集利用

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关键词:建筑节能评价体系室内环境品质

1概述

发达国家的能源统计,是按产业(Industry)、交通(Transportation)、居民和商业等四个部门统计。因此,很容易得到建筑能耗数据,即居民(Residential)和商业(Commercial)能耗之和。其建筑能耗一般占全国总能耗的三分之一左右。如美国,2000年的建筑能耗占全美总能耗的35%。但我国的能源统计模式与发达国家不同,是分工业、农业、建筑业、交通运输及邮电通讯、批发零售、生活消费和其它等多个部门统计。如果将后三个部门的能耗当作建筑使用能耗,则我国的建筑能耗在总能耗中的比例多年来一直在20%左右。2000年为20.4%。而我国建设部公布的2000年建筑能耗比例数字是27.6%。建设部的数字中包括了建材工业的能耗,实际是广义建筑能耗。此外,还有好几个版本的比例数字。

其次,在很多建筑中,也没有区分各部分能耗。比如,通常认为在公共建筑中,空调采暖的能耗在总能耗中占最大比例。其实这一结论在我国并没有实际数据的支持。因为国内建筑物中能耗计量很粗糙,一般只有冷水机组有单独的功率表,而空调的末端装置和输送系统的耗能无法与其它动力设备和照明的耗能区分开来。在工业建筑中,传统上又把空调等建筑设备能耗计入生产能耗。笔者曾经引用过日本建筑环境·省能机构统计得到的办公楼中各部分能耗比例的调查结果,但这一数据在被许多文章多次转引之后,以讹传讹,变成“上海地区办公楼能耗比例”,甚至进入某些正式的研究报告和文件。

在基础数据和能耗现状不清的情况下,难以恰当地确定建筑节能的目标(例如,在某一时间节点基础上的节能率),也难以恰当地分配各部分的节能率(例如,总节能率中围护结构、照明、空调各承担多少)。

图1某高层办公大楼全年能耗分布

图1是上海某高层办公楼全年的总能耗曲线。可以发现,图1的能耗曲线有两个最低点,分别出现在4月和11月。在上海地区,这两个月是气候最宜人的时期,一般来说建筑物既不需要采暖,也不需要供冷。取这两个月能耗量的平均值,在曲线图上划一道水平线(图2-17中的虚线)。可以认为,这道水平线以上由曲线所围成的面积就是该大楼采暖空调所消耗的能量;水平线以下的矩形面积则是照明和其它动力设备(如电梯)所消耗的能量。

因此,可以把照明、插座、电梯等设备能耗当作稳定能耗。尽管冬季昼短夜长,夏季则相反,人们使用照明的时间有一些差别,但在现代商用建筑中从全年能耗角度来看,这种差别并不明显。而采暖和空调的能耗是变动的、不稳定的能耗,它不但随气候区变化,而且随建筑类型、形状、结构和使用情况变化,甚至今天和明天都会有所不同。这就给建筑节能工作带来了复杂性和多样性,但同时也是建筑物中节能潜力最大的部分。

在美国,建筑能耗统计是由政府进行的,在日本,则是由专业学会和学术团体完成的。但在中国,还没有像美、日等发达国家那样大规模地进行建筑能耗调查。因此,大多数节能政策制定者和从事建筑节能的研究者都不能像发达国家那样对全国或一个城市的建筑能耗情况了如指掌。而由于缺乏必要的检测计量手段,许多建筑楼宇的物业管理人员对自己所管理的建筑各部分能耗情况也是心中无数。因此,建筑节能必须从计量做起。

2结构节能与空调系统节能

围护结构采取节能措施,是建筑节能的基础。由于我国建筑节能是从采暖居住建筑起步的,因此,建筑节能首先考虑加强围护结构保温无疑是正确的决策。从管理的角度看,可以对围护结构制订限定性指标,易于评价。但是,建筑节能的关键是空调采暖系统的效率,最终的节能量也要从空调采暖系统来体现。北方地区在墙改之后又发展到热改。如果没有调节阀和热计量,围护结构保温越好,可能浪费的热量越多。

图2采用不同形式窗户的空调总冷负荷(MWh)

图3不同墙体传热系数条件下的全年总负荷(MWh)

而在间歇运行的空调建筑中,在空调关机之后,室温升高,当室外气温低于室温时,通过围护结构的逆向传热可以降低第二天空调的启动负荷。因此,围护结构保温越好,蓄热量越大,空调负荷也越大(见图2)。

对公共建筑而言,围护结构形成的负荷在总负荷中所占比例很小,因此,围护结构的节能潜力有限。

从图3中可以看出,墙体传热系数降低40%,所得到的节能率最大8.1%(哈尔滨),最小2.8%(广州)。可见,在公共建筑节能中重要的环节是降低内部负荷、减少内部发热量。例如,在保证照度的前提下降低照明负荷,既降低照明耗电,又降低空调负荷,可谓一举两得。

3节能与室内环境品质

非典之后,人们的健康意识和自我保护意识增强,对室内环境品质提出更高的要求。

我国大城市80%以上的公共建筑中的空调末端(AHU)仅有一级粗效过滤,有的甚至只有一层滤网。而根据美国ASHRAE标准62-2001,应在冷却盘管或其具有湿表面的处理设备的前端加设最小效率(MERV,MinimumEfficiencyReportingValue)不低于6的除尘过滤器或者净化器。欧洲标准也要求AHU过滤器达到F7标准。即需要有粗效和中效两级过滤。整个风系统阻力至少比现在增加200Pa。假定一台3600m3/h的空调箱,全年运行,要增加耗电量2500kWh。

另外,很多大楼的空调新风量也没有达到规范的要求。而且,非典之后,一些新建大楼的业主对新风量提出了超出规范的要求。新风负荷占空调负荷的20~30%,加大新风量就意味着能耗的增加。

在公共建筑中,室内环境品质直接影响用户的舒适、健康和工作效率。对大楼管理者来说,这是“开源”。而建筑节能则是降低运营成本,是“节流”。开源和节流应该是相辅相成。

因此,建筑节能工作要以室内环境为底线。一方面,建筑节能决不能以牺牲室内环境品质为代价;另一方面,对不合理的环境消费(例如夏季过低和冬季过高的环境温度、过大的新风量、边使用空调边开窗等)行为,即不合理的用能,则应该改变。

解决节能与室内环境品质矛盾还可以采用很多新技术或原有技术的集成。例如,独立新风系统(DOAS)、辐射吊顶+置换送风系统、除湿空调系统等。

4节能与节电

2003年夏季高温期间全国19个省市严重缺电和美国加拿大部分地区的大停电事故为我们敲响了警钟,电力空调的应用关系到电网安全,因此,在节能的同时还要关注节电。

某些节能技术可能可以降低全年建筑能耗,但却不节电。例如本文第2节所论述的围护结构保温就是如此。在传统的空调能源结构中,夏季用电供冷、冬季用一次能源供热。对于采暖为主的地区,加强围护结构保温隔热可以降低全年能耗(例如哈尔滨);而在供冷为主的地区,加强围护结构保温隔热的总节能效果有限,反而会增加空调能(电)耗。

某些技术可能能耗稍大,但是可以使用清洁能源,对保护环境有利。例如,燃气直燃机在国内一直被很多人视为“节电不节能”。但是,直燃机不使用CFC和HCFC冷媒、燃用天然气对环境影响极小、温室气体排放极低,从而被世界各国当作一项绿色技术。夏季利用低谷燃气、平整高峰电力负荷,可以使电力和燃气得到“双赢”。

某些技术可能在微观层面上不节能、但在宏观层面上却是节能的。例如蓄冰空调,利用夜间低谷电力制冰时制冷机组的COP值降低。在用户侧,如果没有合理的峰谷差价,则蓄冰空调是既不节能又费钱。但在发电侧,大量蓄冰空调的使用填平了夜间电力负荷低谷,使发电机组常时处于高发和满发,发电煤耗下降。满负荷工况与40%部分负荷工况相比,30万千瓦发电机组可以节能15.7%。同时,发电设备的利用率提高。发达国家电力平均年负荷率为66.6%,我国发电设备年平均负荷率1999年达到最低值50%。以后逐年有所上升,2002年达到54.8%。与发达国家相比还有很大差距。

因此,建筑节能工作需要在能源、环境、经济、技术等各个方面进行权衡,这应该成为建筑节能工作者的一项基本素质。

5设备节能和系统节能

节能设备不一定能连成节能系统。例如,空调冷水系统的扬程与楼高无关,一般在30m~40m。如果水泵的扬程选择过大,定水量系统中会使流量过大,水温差往往只有2~3℃。这时测得的离心机COP仅在2~3之间。这说明,空调系统的配置合理是系统节能的重要环节。

我国正在积极推广建筑热电冷联产技术。但在热电冷联产应用上,存在一些误区。似乎凡热电冷联产系统就一定是节能系统。笔者认为,热电冷联产技术的关键并不在于其动力装置用微型燃气轮机还是用内燃机,也不在于其理论效率有多高。实际上如果系统配置不当,热电冷联产系统的节能效益便完全不能发挥。热电冷联产的理论效率达到70%或80%的前提是设备满负荷运行。在我国热电联产电力尚不允许上网的条件下,还必须将热电联产所发电力和所产热量全部用掉,才能体现出效益。

热电联产机组的产热和发电之间存在着平衡关系。取得的热量多、得热的品位(温度)高,就势必要降低发电效率;反之亦然。无论从热力学第一定律还是从热力学第二定律的观点分析,热电联产系统都应该充分发挥发电效率、充分利用排热,而不应该是相反。

图4微燃机热电联产系统全供冷模式

(直燃机热力制冷+离心机电力制冷)

图5电动离心式制冷机能流图

图6微燃机热电联产系统全供冷模式

(双效吸收机热力制冷+离心机电力制冷)

假定某建筑的微型燃气轮机热电冷联产系统的产热和发电完全用来为大楼供冷,分别采用热力制冷和电力制冷。其能流图见图4。在图4的模式下,总一次能效率为1.51。因为在热力制冷部分采用了直燃机,就必须使微燃机排气温度达到500℃以上,而此时发电效率只有13~15%。

与传统电制冷相比,用离心机制冷的能流图见图5。

可见其一次能效率(1.5)与热电冷联产基本持平。说明对热电联产机组和直燃机的投资是无效投资。而如果要提高发电效率,则相应的排气温度比较低,只适于采用热力制冷效率比较低的吸收式制冷机。(见图6)

图6中的供冷一次能利用率高于传统电制冷。

由此可见,热电冷联产系统的本质是回收发电系统过去被丢弃的排热、废热或余热,以提高综合能效。即在保证发电效率的前提下充分利用余热。如果为了用热而抑电,就是本末倒置了。尤其是楼宇热电冷联产,所用的发电机组功率比较小,效率远远比不上大型电厂的大发电机组。它的优势在于综合效率和就近供能。而发挥其综合效率的关键是系统合理的配置和科学的运行。

在建筑节能中,选择设备不仅要看它在额定工况下的效率,更要看它在部分负荷条件下的效率。对制冷机而言,就是综合部分负荷值(IPLV)。

制冷机的综合部分负荷值IPLV在空调系统节能中是一个十分重要的参数。我国的制冷机标准中基本沿用了美国空调与制冷学会(ARI)标准。而ARI最初制订IPLV标准时是用美国亚特兰大市的气象参数、通过对一幢假想办公楼的模拟计算得到的。即使对美国的不同气候区,这一IPLV都不能完全适用,ARI用不同纬度的美国29个城市的数据得到新的IPLV(ARI550.590-1998)。因为没有自己的数据,我国新版的制冷机标准中没有IPLV。

笔者根据我国的气象参数,用实测数据和计算机模拟的方法,得到适应我国气候特点的平均IPLV。

对IPLV的研究,还要进一步深入。

6建筑节能的评价

开展建筑节能,需要建立一套科学的建筑能效评价体系。我国基本上还在沿用按建筑面积平均的能耗绝对值的评价方法。这种评价方法属于静态评价,对不同档次、不同用途的建筑很难区分在建筑节能方面孰优孰劣。在上海市地方标准《集中式空调系统(中央空调)合理用能技术要求与运行管理》中引用了日本建设省所推行的PAL/CEC方法。

所谓PAL,是PerimeterAnnualLoad的缩写,即“全年热负荷系数”:

另外还有设备系统能量消费系数(CEC,CoefficientofEnergyConsumption)。分别有空调、换气、照明、电梯和供热水5个能耗系数。以空调能耗系数CEC/AC为例,表达式为:

很明显,能量消费系数CEC实际上是建筑设备系统全年能效的倒数。因此,用PAL能够评价建筑物围护结构的保温隔热性能,而用CEC则可以更直接地评价建筑的能量转换效率。PAL和CEC反映了动态节能的思想和转换效率的思想,是一种性能性指标。

7结论

空调公共建筑的节能,是一个比较复杂的课题。必须建立动态节能、系统节能的思想,正确处理好几对看似矛盾的关系。有很多中国特有的建筑节能课题等待我们去研究。

主要参考文献

[1]龙惟定:国内建筑合理用能的现状及展望,能源工程,2001年02期,1~6

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1.1建筑项目后评价定义建筑工程项目在竣工交给业主使用后,对项目意义、施工全过程、再生作用效益进行客观评价分析研究,建立各个指标相应节能评价体系,对各个指标进行比较分析,对每一个阶段的节能效果、预期目标及指标效益进行验证,在对其进行验证以后,针对其中发现的问题,分析这些问题产生的原因,得出相应的措施,为未来建筑工程节能建设进行指导,从而达到提高建筑工程节能项目投资效益的目的。

1.2建筑项目后评价内容首先,需要满足目前国家存在并实施的节能相关法令、制度和规定,然后对各个阶段节能后评价效果的时间点进行分析研究,对节能项目的目的和作用进行分析,评价各个阶段节能效果,对各个阶段实际和预期出入原因进行合理分析研究,在此基础上,对之前的建筑节能项目进行总结,找出存在的宝贵经验、教训,对评价体系进行客观的分析,为制定相关节能法规提供科学依据和技术支持。

1.3建筑节能过程后评价基本方法通过对上述相关理论进行分析研究,找出目前建筑节能一些非常常用的后评价方法,下面就对其进行一一阐述,具体如下:1)Delphi法。Delphi法的核心主要是对已有的问卷进行分析研究,该方法的创立机构为美国著名的咨询机构兰德公司(在1950年创立),该方法主要有匿名、咨询、反馈三个特点。2)层次分析法(AHP)。层次分析法主要操作步骤就是对研究对象进行拆分,把其分解成不同的组成因素,找出各个组成因素之前存在的影响关系的方法,对其进行一定规则的不同层次的排列结构,对每两个相关要素进行相互比较,确定相关因素之间各自占的比重,比重确定后进一步在一定方法的操作下,确定其中每一个要素的比重值,并对其进行一致性核算。3)嫡技术法。采用上述层次分析法分析相对比重时,由于其有不可调和的缺点(循环而不满足传递性公理),从而极容易失去部分准确信息,在这种情况下,采用嫡技术就可以对其不可调和的缺点进行合理的弥补。该种方法的相应步骤主要有以下几方面:a.对矩阵相关列项进行归一化处理,得到每个阶段相应的标准矩阵;b.分析各个参数相应的输出嫡、偏差度、信息权重;c.得出由AHP法产生的信息权重后,需要进行修正,得出最终信息权重。4)对比法。该方法主要通过和之前类似的项目进行比较分析,找出其相关变化与差距,对产生的问题进行合理的分析处理,为以后项目提供一定的技术支持。5)模糊隶属度法。在对建筑工程节能项目的全过程进行有效评价时,由于其存在各种不同的问题(指标相对较多,同时指标量纲、表现形式都有很大的区别,方方面面都不具有可比性),因此,对各相关指标采用无量纲处理的方式,才能较为准确的综合评价效果。

2构建建筑节能过程后评价指标体系

2.1原则的建立在建筑节能后评价整体过程中,评价指标所占的比重最大。节能评价的结果受指标选取的影响是非常大的,因此在指标选取中需要综合考虑以下原则:1)科学性原则:每一个阶段的节能指标都必须具有确定、客观、合理的原则,同时也需要全面反映节能目标和指标之间的关系;2)全面性原则:节能指标体系需要对节能性能进行全面的反映;3)实用性原则:节能后评价指标体系应具有实用的原则;4)系统性原则:由不同联系、相互制约的评价指标构成的节能后评价指标体系,其需要依照一定的结构模块组成一个有效合理的整体;5)动态导向性原则:由于节能后评价指标体系存在相对性的问题,这就需要我们根据不同条件发生相关变化,根据最后确定的情况作出相关调整。

2.2构建思路建筑节能项目过程后评价指标体系构建思路主要有以下几方面内容:根据建筑节能项目各阶段的评价要求,在各个阶段(项目分析研究、设计、施工及管理等)制定不同的指标控制体系,这些指标都能客观反映对建筑节能的影响,其相互之间也需要相互影响,构成自上而下的层次结构。

2.3后评价指标的确定由各个阶段不同指标的效果,将建筑项目节能后评价指标划分为以下三个层次:综合指标层A———建筑节能后评价指标的总控制目标;分类指标层B———建筑节能各个不同阶段所控制的目标;分项指标层C———对不同阶段所控制的目标再向下分类,各个阶段不同分项指标的评价内容需要根据各指标不同的要求作出进一步细化及解释说明。

3建筑节能过程后评价方法

3.1指标评价方法的确定在确定指标评判的方法之前,我们需要构建建筑工程节能指标评价体系。由于建筑项目节能指标评价体系中各个阶段不同评价指标存在各种不同的差异(具体表现为量纲、意义、作用等方面),同时其也存在一定的随意性,对其可比性进行分析意义不大,在此基础上,需要我们对不同阶段的指标采用无量纲的处理方法,在此处理以后,对评价结果进行合理有效的计算就显得尤为重要和关键。在对这些评价体系中的指标进行分析研究发现,各个指标有的是定量的同时又有些指标是定性的,统一的度量标准在不同指标之间没有明确,所以就需要对指标进行无量纲化处理(采用模糊隶属度函数的方法)。

3.2综合评价与分析通过对建筑工程节能前评价方法和内容进行比较分析,发现后评价最大的特点就是反馈,因此,我们在对建筑工程节能项目进行节能过程后评价时,就需要对各个阶段的指标进行合理细致的评价,然后根据反馈后的结果评价各个阶段指标的正确性,而不是根据各个阶段最终分数划出一个级别就结束评价工作。在对各个阶段指标加权计算出的综合评分进行评价研究后,我们需要全面分析各个阶段指标的综合得分,而不能只看某一项的得分,同时也不能因为其综合得分低,就不考虑其得分较高的一项,这些都是需要我们在以后的评价中注意的地方。

4结语

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在设计建筑节能照明系统时,既要考虑节能和环保,又要考虑其安全程度。只有将二者融合在一起,才能使节能、照明设计更加有效。设计者在设计时,不仅要考虑节能环保的问题,还要对新的问题进行解决,在对资源合理利用的情况下,尽量减少能耗,照明系统要符合要求。所以,建筑照明设计主要有以下几点要求:一是视觉的要求;二是最大限度的减少能耗;三是设计技术与方法要先进。只有努力做好这几点,才能使建筑照明节能的设计水平越来越高。

2提高设计水平的措施

2.1使用高光效光源

据相关规定要求,建筑照明所用光源应该根据以下几点来确定:第一,灯具在安装的时候,如有位置较低的,就要考虑使用荧光灯,因为荧光灯有着高光效、高寿命的特点,具有较好的显色性,在挑选荧光灯时,尽量选择径直管的。第二,灯具在安装时,位置高的地方就要考虑金卤灯,当装灯要求使用显色性较强的灯时,就要选择陶瓷性质的金卤灯,当装灯不要求显色性或要求较低时,就可以选择高压钠灯。第三,在装灯位置高或是不利于维修的地方,就要考虑选择无极荧光灯,因为这种灯有着高寿命的特点,工作的时间可以超过五万小时,另外,无极荧光灯的发光效率特别高,节能效果也特别好,电能消耗少,电压范围比一般的灯要大很多。

2.2将照明线路电能消耗降低

电流经过电阻流过照明线路后,会出现大量电能的消耗,因此,要选择电阻率较小的导线,近年来,人们在广泛的使用铜芯,在使用时,要避免消耗铜资源。要想降低线路的损坏,必须遵循以下几点:首先,要缩短导线的长度,铺设通电线路时,要选择直线,将弯路出现的效率降到最低,使导线达到最短,要降低铺设低压线路中回头线出现的次数,使电能在来回线路的消耗减少。为了缩短供电距离,要在负荷中心处安装变压器,当建筑物每层的面积达到10000平米时,配电所的数量最低是两个,以达到缩短干线长度的目的。低压配电室可以避免支线沿着干线倒送的事故发生,所以,要在高层建筑竖井旁,建设低压配电室。其次,要扩大导线的截面。要进行严格的资金消耗计算与增加计算,在保证增加导线横截面较为有意义的情况下,将导线的截面增大一级,使得能源消耗降至最低。

2.3照明系统功率因数的增大

一些照明系统电感元件用电设备会浪费电能的无功功率,如:变压器、镇流器等,使电能不能得到有效利用。所以,必须要将类似的无功功率降到最低,要将照明系统的功率因数增大,如:可以利用电子镇流器,在荧光灯的使用过程中对其进行安装,使得线路设备传输无功功率的数量降至最低。

2.4节能技术的创新

在设计节能照明系统时,要进行节能技术的创新,如:天然光。天然光就是利用天然光纤代替人工照明,可以在建筑的侧面及屋顶设计大量的玻璃,使得天然光可以通过玻璃照射在建筑物中,室内照明较为充足,白天可以完全脱离人工照明,当自然光线需要调整时,可以利用帘幕进行调适,不仅可以节省能源,还会使自然光的视觉效果达到最佳水平。在一些自然光不充足的地方,如地下室,设计人员可以将光纤照明利用进来,只需要将采集阳光的设备安装在室外,就可以良好的对其进行利用,其原理就是通过光纤,将设备中收集的天然光传输到室内,与此同时,人们还可以利用光纤技术制造出不一样的艺术效果。目前,已经有研究人员对发光的二极管进行研究,其电量消耗比正常的日光灯低,如果可以对其进行良好的使用,建筑照明系统低耗最降至低的目标就可以早日实现。

2.5照明器控制方式的改善

要根据每个建筑物的室内照明使用的特点以及要求,来选择照明器的控制方式。首先,面积较小的房间要选择一灯一个控制,或者是两灯一个控制的方式,尽量避免多灯一控的情况发生,减少不必要的能源消耗,房间面积大的灯控设计方法也如此。其次,在对建筑楼梯与楼道中的灯控进行设置时,尽量选择声音控制开光,这样,可以将开灯时间缩短,照明时间可以根据人为的控制来决定。最后,在对远离窗户采光较差的地方设置灯控时,要选择可以调光的控制设备,使其既可以保持室内照明均匀,又可以保证电能不被消耗。在建筑物中,不同的位置,灯控的选择也是不同的,为了节省电能的消耗,设计人员要根据实际情况进行科学、合理的选择。

3结束语

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建筑节能是可持续发展概念的具体体现,也是世界的建筑设计大潮流,同时又是建筑科学技术的一个新的增长点。设计、建造使用节能建筑有利于国民经济持续、快速、健康发展,保护生态环境。同时建筑节能促使建筑物护结构形式的变化、采暖调控系统的技术进步和建筑构件产品、建筑机构的变化。[2]

国内外建筑节能现状

1973年能源危机之后,各发达国家在建筑节能方面取得了长足的进步,有了显著的特点。具体节能技术措施有以下几个方面:(1)在规划设计上有利于节能的建筑朝向和平面形状。限制建筑物的体形系数;限制建筑物的窗墙比。(2)改善护结构的热工性能。(3)改善窗户设计,减少能耗。(4)利用自然条件减少能耗。[3]而我国的建筑节能工作开始于80年代初期,但是由于认识上的不足、体制上的不顺、法规上的不健全、技术上的不配套等,严重制约了建筑节能的发展。不过在可持续发展战略思想的知道下,以及国家下定决心作出了很大的努力还是取得了一定的成绩。[4]

会所建筑的节能措施

影响建筑节能的因素有很多,如建筑物体形系数、围护结构和传热系数、窗墙面积比、换气次数等,因此建筑节能应从这几个因素入手。[5]重庆夏季常年出现连晴高温天气,夜间室外温度也居高不下,超过舒适性温度,需要强有力的降温措施。冬季虽然室外气温较高,但日照率太低,室外综合温度低,仍需要供暖才能维持房间热舒适,所以对建筑节能和环境质量的要求就会比较特殊。冬天要求保温节能,夏天则要求隔热节能。建筑保温与建筑隔热有相似之处,有的保温措施同样可以达到隔热的目的,只是两者的热流方向相反,两者的构造措施各有特点。[6]

综合国内外的研究成果,建筑节能大致有以下几个途径:1墙体节能,2门窗节能,3屋面节能4采暖节能,5通风节能。[7]

1.墙体节能

墙体是建筑护结构的主体,所以墙体的节能设计直接影响到建筑的耗能。墙体的节能有以下两个途径:

(1)建筑保温节能设计

建筑保温分为建筑内保温和建筑外保温两种。建筑内保温就是在建筑外墙的内表面上加设保温材料,再在其上粉刷、涂料等,其优点是墙体内表面不用加强防水层,构造处理简单,保温材料可以免受室外雨水的影响,是一种简单但是效果很好的建筑保温方式。

建筑外保温是在外墙外表面上做保温材料,覆以防水层,再设外墙装修的构造方法。其优点有很多。首先其保温层设在外表面,可以有效的保护外墙砌体免受太阳辐射的影响,减小墙体应力损害;其次外保温对建筑柱、梁、墙角等敏感部位处理容易,可以减少热桥的产生,并可避免内表面结露;再次围护结构内侧为重质砌体,有较高的热容性,可以减少室温的波动;最后在夏季,外保温材料又起到很好的隔热作用,使墙体不会升温过快,内表面温度降低,增加了室内舒适度。

(2)建筑隔热节能设计

隔热除考虑外墙部位需设置外,屋顶由于受太阳辐射影响最大,所以也要进行隔热设计。隔热设计主要有隔热材料隔热和隔热构造隔热。隔热材料有填充类、板块类和热反射类。而现在有一种很廉价的隔热方式:空气层的隔热。这是一种将“空气”作为隔热材料的特殊做法,其隔热性能良好,所以在隔热构造设计中被经常用到。其隔热原理是通过降低传热达到隔热的目的,而影响其隔热性能的原因有:空气间层厚度、热流方向、空气间层的密闭程度和两侧表面的光洁度。这种隔热方式现在主要被用于炎热气候地区的屋面、墙体、双层窗中,隔热效果好。同时空气间层设于墙体部分,起隔热和保温双重效果,不过水平构件只有隔热作用。而根据重庆地区的气候特点和人体对室内空气质量的要求,空气间层保温技术是最佳选择。[8]

2.门窗节能

衡量门窗性能的指标包括四个方面:隔热保温性能、阳光得热性能、采光性能和空气渗透性能等。由于玻璃的传热能力比砖墙大许多,所以充分利用保温隔热性能好的玻璃窗能有效降低建筑物的能耗。改善门窗绝热性能的首要措施是增加窗玻璃层数,在内外层玻璃之间形成封闭空气层。同时可以在窗上加贴透明聚酯膜,也是个有效的方法。还可以加设门窗密封条提高门窗气密性。[9]

3.屋面节能

国内常用的几种节能屋面是:高效保温材料屋面、架空型保温屋面、浮石砂保温屋面和倒置型保温屋面。平屋顶多采用加气混凝土保温,厚度增加到50-100mm。有的用水泥聚苯板、水泥珍珠岩或浮石砂保温。有的则在架空混凝土薄板下设袋装膨胀珍珠岩,保温效果很好。坡屋顶为便于设置保温层,可以在坡顶内铺钉玻璃棉毡或岩棉毡,或者在天棚上铺设上述绝热材料。[10]

4.采暖节能

现在有一种性能稳定、节能、环保、经济的系统方式——水源热泵系统。水源热泵技术是利用地球表面浅层水源(如地下水、河流、湖泊)中吸收的太阳能和地热能而形成的低温低位热能资源,采用热泵原理,通过少量的高位电能输入,实现低位热能转移的一种技术。众所周知,地下水温度在一年内波动远小于室外空气,是很好的热泵热源和空调冷源。同时,在冬季不存在结露、结霜等问题;在夏季有些情况下甚至可以直接从地下水作为冷源给用户供冷,而不用开启水源热泵,从而有很大程度上的节能。考虑到人体对室内热舒适的要求,室内应采用地板采暖和吊顶冷辐射技术。人们的舒适感觉是“足暖头寒”,所以通过辐射方式供冷、供热可以增强室内环境的热舒适性。研究表明,冬天如果采用地板采暖,当房间温度为16度时,人们热舒适感觉相当于约18度时的水平。所以,这种方式可以降低采暖能耗,达到舒适、节能的双重目的。[11]

5.通风节能

在夏季,为了满足室内舒适条件常采取空调方式,但是高能耗、高污染,未来城市环境要求“免空调”的制凉方式,也就是建筑要回归自然。良好的建筑通风对于建筑、人和环境都有较大的作用:热舒适作用,空气对流可以有效的带走室内的热量,并且是降低室内空气湿度的自然方式;空气品质的提高,由于建筑围护结构材料、室内装修材料其成分或溶剂中含有相当的有害物,而且人体及日常生活也会影响室内的空气品质,所以良好的建筑通风可以更新室内空气、带走有害物;最后,它所带来的节能效果是很明显的。现在的通风节能技术主要有以下三种,地下风凉应用、烟囱效应应用和风洞效应应用。[12]具体设计做法将在设计中体现。

总的来说,建筑节能一次投资可能比较大,但是带来的效应是无法用金钱来衡量的。现在有些人不明白花那么多的钱去做节能是得不偿失,但是他们没有想到的是我们的能源是有限的,所以建筑节能是大势所趋,势在必行。

[1]张勃.住区会所建筑设计研究.西安.西安建筑科技大学.2005年.第1页

[2]王立雄.建筑节能.第一版.天津.中国建工出版社.2004年5月.第1页

[3]聂玉强.国内外建筑节能技术现状与发展趋势.建设科技.2002年.7期.39-40页

[4]李靖颉.面向21世纪的建筑节能技术.科技情报开发与经济.2003年13卷7期.281-282页

[5]李雅美.浅析建筑节能技术措施.常州工学院学报.2005年18卷4期.55-58页

[6]付祥钊,刘俊跃.开发有西部特色的建筑节能技术体系.重庆建筑.2003年2期.12-15页

[7]刘莉,秦壮.建筑节能技术的几点措施.黑龙江交通科技.2004年27卷4期.72-74页

[8]宋德萱.节能建筑设计与技术.第一版.上海.同济大学出版社.2003年7月.46-50页

[9]涂逢祥.节能窗技术.第一版.北京.中国建工出版社.2003年9月.46-51页

[10]建筑节能.墙体与建筑装饰.2004年1期.7-8页

[11]康艳兵.建筑节能关键技术回顾与展望.中国能源.2003年11期.18-25页

[12]宋德萱.节能建筑设计与技术.第一版.上海.同济大学出版社.2003年7月.95-99页