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新建建筑围护结构的变化是建筑节能的核心内容,其节能效果主要依靠改善并提高围护结构的保温隔热性能来实现.建筑围护结构节能主要包括墙体、门窗、屋面、楼地面等部位采取保温隔热措施,这些保温隔热措施的采用有利于建筑主体结构保护、新型绿色建材的推广以及工程质量的提高.
1.1墙体节能
墙体是建筑护结构的主体,其所采用材料和砌筑型式直接影响着建筑物的耗热量.由于单一材料的墙体往往难以同时满足较高的保温隔热功能,尤其是寒冷和严寒地区,因而可以在单一材料墙体的基础上增设一层有保温功能的材料组成复合墙体,通常墙体保温材料有聚苯乙烯硬质泡沫塑料、玻化微珠、聚苯乙烯保温颗粒等等.另外,可以通过墙面的垂直绿化以及色彩的不同,降低墙面太阳辐射和较高的吸收太阳辐射,而且还美化环境.
1.2门窗节能
由于高校建筑的使用学生数众多,为满足自然的日照、采光、通风等要求的前提下,设计的门窗洞口尺寸均较大,以致于门窗是能耗散失的最薄弱的部位.户门和阳台门应结合防火以及防盗的要求,在门的空腹内填放15~18mm厚玻璃棉板或岩棉板.窗户节能技术主要从减少渗透、传热和太阳辐射三个方面采取措施.如使用新型的、密封性良好的塑性窗框加上双层中空玻璃;门窗框与墙间的缝隙可用弹性密闭型材料和边框设灰口等密封;窗扇与窗扇之间可用密封条、压条以及高低缝等形式.
1.3屋面节能
屋面节能主要通过改善屋面的热工性能阻止热量的传递,主要节能技术有:选用密度较小、热导率较低、吸水率较小的保温材料做屋面保温层,如采用膨胀珍珠岩保温芯板代替常规的水泥珍珠岩或沥青珍珠岩;采用架空、蓄水、种植或铺贴绝热反射膜等方式做屋面的隔热层;在屋面构造形式上采用目前发达国家流行的倒置保温做法,即将保温层置于屋面防水层之上,改变传统的把无机多孔材料(如膨胀珍珠岩、炉焦渣)置于防水层与结构层之间的不利做法.
1.4楼地面节能
高校建筑主要是公共建筑,使用人数众多,显然做成木地板或类木地板是不合适的.因此,可以将楼地面保温节能做成层间楼板(底面不接触室外冷空气)和底面接触室外空气的架空或悬挑,保温层可直接设置在楼板底面;采用不采暖的地下室顶板作为首层的保温隔热,加强房间与房间的保温隔热.另外,用于楼地面节能工程的保温隔热材料,其厚度、密度、压缩强度、导热系数和阻燃性必须符合设计要求和有关标准的规定.各种保温板或保温层的厚度不得有负偏差.
1.5利用太阳能
我国太阳能资源丰富,陆地每年接受的太阳辐射能相当于2.4×1012t,大约2/3国土面积的总辐射量超过0.6MJ/m2.太阳能是可再生能源,不仅资源丰富,免费使用,而且对环境无任何污染,有着矿物能源不可比拟的优越性.高校作为引领社会发展、社会进步的重要力量,在建设节约型社会中起着不容忽视的作用,应加大对太阳能源充分利用技术的相关研究,在高校这个耗能大户里优先、全面的使用太阳能技术并积极推广,以降低整个社会对不可再生能源的需求.太阳能在建筑上的利用技术主要有被动式太阳能取暖、太阳能集热供热水、太阳能发电、主动式太阳能取暖和空调等.这里面值得一提的是太阳能空调,由于在我国的建筑终端能耗中,空调能耗占据着相当大的比例.利用太阳能制冷主要有两种途径:一是利用光电转换器实现以电制冷;二是利用太阳能集热器实现光热转换,以热制冷.具体实现太阳能制冷的系统主要有:太阳能吸附式制冷系统、太阳能吸收式制冷系统、太阳能蒸汽喷射式制冷系统、太阳能除湿式制冷系统以及太阳能蒸汽压缩式制冷系统.安徽省政府、教育厅决定在全省106所高校的教学科研场所、学生宿舍和食堂安装空调,实施“空调进高校”工程,这对于高校利用太阳能空调技术来建筑节能,无疑是一个重要的发展平台和良好的基础条件.
2新建建筑节能检测技术
2.1节能检测技术发展现状
结合我国现时国情并达到降低建筑能耗的目的,国家于2007年颁布并实施了《建筑节能工程施工质量验收规范》(GB50411-2007),这是我国第一本关于建筑节能方面的规范和标准,全面规定了在建筑节能工程方面需要验收的项目以及建筑设计、施工中部分强制性执行的标准检测项目,为建筑节能施工提供了基础和必要的施工要求和验收标准.以后我国又陆续颁布并实施了《公共建筑节能检测标准》(JGJ/T177-2009)、《民用建筑节能设计标准》(JGJ26-95)和《居住建筑节能检测标准》(JGJ/T132-2009)等建筑工程行业标准,为新建建筑的各类节能现场检测方法标准提供了技术支持和较为科学的测试依据.目前新建建筑节能检测技术主要在建筑围护结构方面有所研究,国内外相关专家、学者也做过一些探讨和研究[3].如山东建筑大学潘雷等人对建筑围护结构的现场检测技术进行了研究,并采用数值模拟的方法计算出适用于不同保温形式围护结构的修正系数.北京中建建筑科学技术研究院费慧慧等人对新建建筑节能现场检测技术的影响因素进行了分析研究,提出了影响现场检测技术的主要因素及解决方法.山东省建设发展研究院的朱传晟总工对建筑节能现场检测技术的基本原理进行了研究,如热流计法、热箱法和红外线摄像仪法,重点对热流计法的检测技术进行了深入探讨.扬州大学杨鼎宜教授等用冷热箱法测定了稳定传热状态下混凝土空心砌块砌体的保温隔热性能等.国外对于建筑物围护结构热工性能的现场检测技术研究及报道也处于起步阶段,而且大多在实验室里完成对建筑材料的热工性能检测,相关的检测性能参数也是在稳定的状态下完成的,如日本对建筑围护结构的对流换热系数进行了测试,提出了建筑物围护结构对流换热系数和风速的关系式.
2.2新建建筑节能检测技术
2.2.1热箱法
热箱法检测技术是需要人工制造一个传热的模拟环境.具体做法可以参考如下:分别在试验试件两侧各布置一个所需温度、风速和辐射条件的热箱和一个冷箱,待试验环境条件达到稳定后,采用相应的仪器设备,分别量测冷、热箱体内壁的温度、模拟环境的空气温度、试件的表面温度以及计量箱中的输入功率,再根据物理计算相关原理和公式,计算出被测试试件的传热的性能指标,如热阻、表面换热系数等相关指标.热箱法检测测试技术适用于室外相对湿度不高于60%,室外空气平均温度不高于25℃的自然环境,且试验所用热箱的内部温度不低于室外自然最高温度8℃的情况[4].在建筑构造方面,热箱法检测技术对于门窗、楼板、外墙的传热性能指标的室内实验室检测非常有利,测试的结果一般较精确.由于需要模拟试验环境和条件的限制,此种方法不适宜用于现场施工的检测,但自然气温对实验室试验的结果影响微乎甚微,可以用实验数据作为现场施工的参考.
2.2.2热流计法
建筑耗热测定中最为常用的仪表就是热流计,也是传统的建筑能耗量测仪表,主要适用于对各种材料组成的围护结构的热工性能进行分析.使用时将其传感器埋设在绝热结构内或贴敷在绝热结构的外表面,可直接测量得到热(冷)损失值.检测时间宜选择一年中最为寒冷的月份,要求室内外自然气温差必须大于20℃的条件下才能测试,而且要求室外气温的变化起伏不是很大,测试的条件应放在至少稳定7d的人为制造室内外温差或连续采暖条件下的房间里进行,以此来保证测试数据结果的准确性和客观性.根据大量的试验数据结果显示,室内外空气温差愈大,热流计读数的误差相对愈小,计算所得之结果亦较为精确,因此此法受季节影响较大,一般需要在冬季才采用此法.
2.2.3红外热摄像仪法
红外热像技术是目前新研发的一种建筑节能检测手段,也是基于红外线技术理论以及先进的红外图像处理技术、光电子技术和红外线探测器技术的一种非接触性的、综合性的测量技术高科技产品.红外热像技术的原理是利用摄像仪对新建建筑物的围护结构的热工缺陷进行检测,分析检测得到的各种热像图来显示各种建筑构造有无热工缺陷,并对分析检测结果做比较参考,以此作为验收、修复、增强建筑节能施工措施的理论数据依据.红外热像技术既不破坏被测物体或试件的温度场,又能测量细微目标和运动中的目标[5].此法具有可利用计算机存储测量数据和处理分析,方便长期保存和几何运算;采用不同的颜色来区分并显示被测物体温度的热图像;对于温度的分辨率较高,精度可达到0.01℃;现场节能检测的红外热像仪器具有携带方便、操作简单、还可以形象、直观地显示物体表面的温度场,为简化检测程序和优化检测数据等都有很大益处.此法具有较多优点且不受季节的限制,还可以远距离测定建筑构造的热工缺陷,这必将会极大地完善和提高新建建筑节能现场检测技术,所以具有广阔的应用和开发前景.
3存在的问
题(1)检测技术和设备的不完善性.新建建筑的几种检测方法本身的不完善性给检测数据结果的真实性和客观性产生影响,因此如何针对地区气候特点和建筑能耗特征研究制定出检测精度高、快速准确的节能检测系统是一个迫切现实问题[6].(2)现场与实验室的对比检测结果差异较大.由于现场检测条件受自然气候条件、新建建筑构造自身状态、安装设备系统运行条件等众多因素的影响和制约,一般地,造成检测结果与标准理想状态偏离较大,测试结果不具有实际的指导意义.但在标准的实验室条件下,易将被检测试件的周边模拟或制造成近似热绝缘状态,对于检测试件的热工传导系数的测试结果较为准确.由此造成虽然采用的是相同的原理和方法进行检测,但是得到的检测结果却大相径庭,对成果的取用造成混乱.(3)检测方法有待统一.随着科技的不断进步和发展,建筑节能检测方法由传统的、粗略的检测技术向新型的、精确的测试方法迈进,还有一些衍生发展出来的检测技术和方法,形成了很多对有关热工传导系数的检测技术和方法标准.该如何统一规范测试条件和检测方法,建立一个比较同种项目的检测技术使用和结果的平台,建设行政主管部门以及相关高校还须对检测技术进行大力研究和发展,并根据实际情况制定节能检测的标准和规范,以保证行业的发展需要.(4)专业型建筑节能检测人才队伍匮乏.目前高校开办建筑节能检测的本科专业较少,一般都是研究生以上才有相关的研究方向,这就造成社会上的建筑节能检测行业的从业人员学历水平不高,对于专业型的人才更是缺乏.以致目前大多建筑节能检测人员由原实验室的土木工程材料实验人员转型而来,专业知识水平不高,对新型检测技术和方法知之甚少.因此,为加快建筑节能技术的应用和发展、降低新建建筑能耗量,建筑节能检测专业人才的培养将是我国未来“十三五”规划中必不可少的建设内容,也是高校培养人才类型的一个重要方面.
4结论与建议
北方既有居住建筑节能改造项目技术经济评价指标体系构建
1.构建评价指标体
系笔者遵循系统性、合理性、综合性、应用性的原则,建立评价指标体系,并参照了《既有居住建筑节能改造指南》、《民用建筑节能条例》、《民用建筑节能设计标准》、《建筑气候规划标准》、《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》、《严寒和寒冷地区居住建筑节能设计标准》等相关行业标准,根据实际状况选取评价指标。
2.确定指标权重
使用层次分析法计算其权重系数,其特点是在对复杂决策问题的本质、影响因素、内在关系等进行深入分析之后,构建一个层次结构模型。然后,运用较少的定量信息,把决策的思维过程数学化,从而为求解多目标、多准则,或无结构特性的复杂决策问题。其步骤:一是构造层次分析结构;二是构造判断矩阵;三是判断矩阵的一致性检验;四是层次单排序;五是层次总排序;最后是做出决策。
笔者通过运用MCE软件和Excel,将专家打分通过软件输入,选取层次分析法求取权重,结果如表1所示。北方既有居住建筑节能改造项目评价模型构建通过模糊综合评判法的原理和公式,建立适合北方既有居住建筑节能改造项目技术经济评价指标体系的模糊综合评判。
1.建立因素集
第一层为:A={B1,B2,B3}。第二层为:B1={C1,C2},B2={C3,C4},B3={C5,C6,C7}。第三层为:C1={D1,D2,D3,D4,D5,D6},C2={D7,D8,D9},C3={D10,D11},C4={D12,D13,D14},C5={D15,D16},C6={D17,D18},C7={D19,D20}。
2.建立评价指标的评语集
为北方既有居住建筑节能改造项目技术经济评价指标体系建立评语集,其含义有两点:一是此方案的选择是否能达到满意的效果;二是此指标值对于既有建筑节能改造项目实施的推动作用是否能达到满意效果,如项目检测指标中的围护防水效果。V={v1,v2,v3,v4,v5}={非常满意,满意,中,差,非常差}3.确定权重权重的最终确定值是通过层次分析法的计算来求得,此任务已完成。第三层权重记为wDi,第二层权重记为wCi,第一层权重记为wBi。4.分层作综合评价以调查问卷的形式,请10位专家对评价指标体系中的第三层进行单因素评价,得到模糊评判矩阵如下:RCi(i=1,2,3,…,7)单级综合评判BCi=WCi莓RCi。
实例分析
北方既有居住建筑节能改造项目技术经济评价,是在项目改造前对各个方案进行评价,从而选取最优方案。本文以河北省唐山市河北一号小区509号楼为例,对其进行技术经济评价。以下项目介绍中的数值为《既有居住建筑节能改造评估报告》[2]中给出。
1.项目概况
该项目是1976年唐山大地震后所建楼之一,具有很强的抗震性。509号楼有5层、3个单元共45户,建筑面积为2156m2。该建筑没有地下室,楼宇门已不存在。原有平屋面为钢筋混凝土楼板,局部的保温层已湿透。预制外墙板为11cm厚的钢筋混凝土、12cm厚轻质混凝土夹心层,外加4cm厚的砂浆层。原来的单玻空腹钢窗大部分被换成了铝合金或塑钢窗,或在外面又装了一樘窗,有些是单玻窗,有些是双膛窗。整个护结构存在许多问题,包括不密封、结露和防水失效。采暖系统为垂直单管系统,并且没有温度调节手段。下面根据评价指标体系,对该项目进行有针对性的介绍。(1)技术性指标。第一项,项目改造指标。专家拟定的具体方案为:对窗的改造主要采用塑钢中空内平开窗,使用low-e玻璃;对外墙的改造主要是采用10cmEPS薄抹灰系统;对屋面的改造主要采用是14cmPU暖屋面。供热计量方式主要采用热计量收费;采暖系统采用的是垂直双管和自动温控阀。对楼宇门的改造主要采用双扇保温钢板门,将门墙缝里内外均以硅胶密封,并带有自闭装置。第二项,项目检测指标。改造前,对围护结构传热系数进行测定,主要包括对屋面、外墙、外窗、底板的测量。其传热系数分别为:1.3W/m2k、2.0W/m2k、4.5W/m2k、2.8W/m2k。经过专业人员检测,该项目防水效果较差。(2)经济性指标。第一项,预估指标。该项目总费用为606.1元/m2,即约为131万元;节能相关费用约占改造总费用的28%;节煤量为33.72吨,按每吨为500元计算,共计16860元。第二项,效果指标。设本项目的项目期为30年。静态投资回收期=606.1×28%16860÷2156≈22年净现值=-131×28%+1.686(P/A,5%,30)=-10.75用内插法求取内部收益率。其计算过程为:设i=2%,经计算,净现值=1.301设i=3%,经计算,净现值=-3.716IRR1=1.301×(3%-2%)1.301+|-3.716|+2%=2.26%(3)社会性指标。第一项,环保性指标。该项目改造前采暖消耗量为219592.2kWh/a,建筑面积为2156m2,即每平方米采暖消耗量为101.85kWh/a。改造后,采暖消耗量为141696.6kWh/a。同理,其每平方米采暖消耗量为65.72kWh/a;该项目有害物质减少量,是通过其节煤量来计算的,按工程建设标准《民用建筑节能设计规程》,每吨标煤燃烧产生的有害气体量包括:二氧化硫为1.4千克、粉尘为11千克、氮化物为9千克、烷烃类为0.5千克、二氧化碳为2.6吨。经计算,该项目所减少的有害气体量为:二氧化硫0.047吨、粉尘0.371吨、氮化物0.303吨、烷烃类0.017吨、二氧化碳87.672吨。第二项,舒适性指标。该项目在改造前室内温度为16度,改造后会达到20度以上;其霉变结露现象较为严重。第三项,支持度指标。唐山市政府出资370元/m2、中央政府出资54元/m2、德国技术合作公司出资140元/m2、居民出资42元/m2。
2.项目技术经济评价
笔者请10位专家对该项目三级指标进行投票,投票结果如表2所示。由此可知,该项目评价中存在稍微不经济现象。
结论
1建材节能与建筑节能概述
1.1建材节能
所谓的建材节能主要指的是建筑材料的节能环保,在建筑工程中实施建材节能可以在很大程度上减少建筑施工中建筑垃圾的产生,从而节省资源与能源,进而从建筑材料方面降低建筑垃圾对环境的污染,为生态环境的改善提供有效保障。在建筑工程中,建筑材料通常情况下可分为可再循环材料、可再利用材料以及可再生能源三种[1]。其中,可再循环材料主要是指使用一定方法,将已经不能再利用的材料进行形态上的改变,形成另外一种可以被重复利用的材料;可再利用材料主要指的是对材料中还能够使用的资源进行修复或组合,使其能够重复利用,一般情况下不会改变材料的原有形态;可再生能源主要指的是风能、水能、地热能、潮汐能、太阳能等可以从自然界中直接获取,但可以再生的能源。
1.2建筑节能
所谓的建筑节能则主要指的是利用科学技术与一定手段,对建筑中的照明系统、采暖系统等进行一定的改进,以达到降低能源消耗的目的;对建筑周围的自然能源充分利用,以提升能源的高效利用率,从而在很大程度上促进绿色建筑的发展。供暖系统是建筑必不可少的系统之一,也是建筑耗能最多的系统,如果能够将建筑损失的热量降低,便可以在很大程度上减少采暖系统对能源的消耗,具体来讲,想要实现建筑节能,可以从以下几方面入手:第一,充分利用太阳辐射热能与建筑的内部热能;第二,提升建筑门窗的密封性,以减少因空气渗透所造成的热量消耗;第三,在一定程度内减少建筑外表面积,以及提升建筑维护结构的保温性能也可以减少建筑因传热所造成的热量消耗。
2建材节能与建筑节能问题的关联性
2.1建材节能的相关问题
在建材节能领域中,主要存在的问题有以下两个方面:其一,建筑的生产相关环节存在不达标现象,由于当前市场上的节能建材价格相对较高,导致一部分施工人员在施工过程中对建筑材料偷工减料、以次充好,忽略建筑材料之间搭配的合理性,而相关的管理者也并没有及时系统的进行监督与审查,造成很多建筑中的建筑材料不能达到节能的标准[2]。而与其他相同用途的建筑材料相比,节能建材的性价比相对较低,碍于经济因素,当前在建筑市场中大规模推行节能建材仍然存在一定难度。另外,对节能理念的认识不足也是当前建材节能领域存在的主要问题之一,很多人还没有意识到使用节能建材的好处与重要性。其二,建筑的施工环节不到位,当前很多建筑施工工人不能对节能建材合理科学的进行设计与施工,也在一定程度上限制了节能建材优势的充分发挥。
2.2建筑节能的相关问题
在建筑节能领域,建筑耗能是最核心的问题,当前很多建筑的能源消耗量过大,且存在能源利用率较低的现象。以北方地区为例,冬季建筑都要进行采暖,而当前绝大多数建筑的采暖系统都是以消耗煤资源为主,每年都会耗费很多不可再生资源,也对大气等自然环境产生严重污染,在很大程度上制约着我国经济的进一步发展。而且,在很多城市建筑中,供热所用的空调有很多都会出现供热效率不高、相关维护装置没有足够气密性以及保温性等现象。另外,我国当前还有相当一部分建筑人员没有足够的建筑节能意识,早在上个世纪八十年代,西方许多发达国家在进行经济发展的同时,便已经在建筑节能的技术方面非常有建树了,而我国却没有在这方面考虑太多[3]。
2.3两者的关联性
从上述情况看,在当前建材节能领域与建筑节能领域中,都存在着能源上的浪费现象,建筑建造的基本便是建筑材料,如果建筑材料在能源上浪费严重,也会在很大程度上影响建筑的节能性。另外,在建材节能与建筑节能领域,还都存在着意识不足现象,这在一定程度上反映了我国当前在节能建筑观念的普及方面仍然没有做到位。
3建材节能与建筑节能施工措施的关联性
3.1建材节能的施工措施
在建筑建造过程中合理应用可再生能源,如在建筑的设计过程中,将太阳能合理利用便能够实现太阳能的光伏发电。另外,还可以对建筑材料产生的废弃物充分利用,不仅能够节省一部分建筑成本,还能够减少建筑垃圾对环境的污染,如将已经废弃的橡胶打碎成颗粒,融入到建筑部混凝土中,不仅能够提升混凝土的抗裂性,还能够节省建筑成本、减少环境污染。
3.2建筑节能的施工措施
建筑节能主要表现在使建筑供热系统的供热效率得到有效提升,以及减少建筑围栏保护结构的散热两方面[4]。在建筑过程中,可以对建筑的墙体与门窗的保温性能加以改善,还需要对建筑的题型系数加以控制,与此同时,还可以对建筑的布局进行科学合理的调整,以提升建筑的节能效果。
3.3两者的关联性
建材节能是建筑节能中非常重要的组成部分,如果没有做好建材节能,那么建筑节能也就无从谈起,如果可以将具备节能效果的建筑材料运用到建筑节能的相关设计当中,不仅仅可以使能源的消耗有所降低,还能够充分发挥祝建筑自身的保温隔热功能,使建筑更加符合节能环保的新型理念。
4结论
1.1供配电系统在对建筑的供配电系统中,有较多类型的设备会存在电感性,并因此使无功电流进入到设备之中并引起功耗的增加。面对这种情况,我们可以通过以下方式进行节能设计。首先,可以对导线横截面积进行增加,并通过小电阻率导线的应用起到降低功耗以及节能的作用;其次,在变压器方面应当选择低耗能、高效率的设备类型进行应用,以此大幅度地降低能耗。另外,专用变压器也是一个较好的选择,能够较好地起到降低季节性能耗的作用;再次,合理选择配电变压器。根据负荷情况,综合考虑总的投资以及运行费用,把负荷进行合理的分配,选取电力负荷和容量相适应的变压器,使其工作在高效区内。变压器效率与变压器负荷和损耗有关,也与负荷的功率因数有关;选用节能型变压器,更换或改造高能耗的变压器;最后,还需要我们对建筑变电站的位置进行科学的设计,使变电所尽可能地靠近小区负荷中心,以此起到减少线路功率能耗的作用。
1.2照明系统在建筑中,照明可以说是一个用电大户。对此,我们需要从以下几个方面入手:首先,要尽可能地使用高效能源。在实际光源类型的选择中,需要根据工程实际情况帮助我们对光源进行选择,且需要对价格、光源寿命、色温、光效以及显示指数等进行充分的考虑。对于我国城市建筑以往所使用的光源来说,主要有荧光灯、白炽灯等等,而随着近年来我国科技的发展,很多新能源如LED照明灯也被应用到了建筑之中,且都具有着较好的节能性。而在工业建筑方面,则需要我们能够对工作场所所具有的条件以及需求进行考虑,并在结合实际的基础上选择高效光源起到节能的作用;其次,要对照明时间进行缩短。这就需要我们与建筑设计人员进行有效的配合,使建筑物在户型、朝向等设计上能够对自然光进行最大程度的利用,并通过照明光、自然光之间的有效结合起到节能作用;最后,要尽可能地减少供电附加损失。对此,就需要我们能够使用高电压的照明灯以及电气附件,并根据实际需求选择具有节能特征的电感镇流器。
1.3电动机电动机也是我们开展电气设计的一个重点环节,可以通过高效率电机的应用起到节能的效果。在对电动机类型选择的过程中,需要对其所具有的负荷特征进行细致的比对,并在结合建筑需求的基础上对其进行选择。同时,我们也需要通过一定的补偿方式降低应用损耗,以此帮助我们提升功率因数,并在电动机实际应用的过程中避免其经常处于空载或者轻载状态,以此进一步节约应用能耗。而当实际情况需要我们对电动机进行调速时,则需要借助变频调速器在变频的同时起到良好的节能效果,这对于建筑的整体节能来说也具有着较为重要的意义。
1.4变压器降低损耗以及提升运行效率是变压器实现节能的主要途径。对于节能降耗来说,其在变压器的负载以及空载状态下都会具有较少的损耗,且运行所需的费用也会得到很大的降低。但是,对于具有该种特征的变压器来说,其前期投入时即购买设备,成本一般来说很高,是我们需要考虑的一个部分。对此,就需要我们在开展变压器节能工作时对变压器投资以及运行损耗间所具有的平衡点进行计算与确定,以此帮助其获得较好的节能效果。另外,也要对变压器的容量和台数进行合理的选择,为降低变压器自身损耗,当容量大而需要选用多台变压器时,可在合理分配负荷的前提下,尽可能地减少变压器的台数,选用大容量的变压器。
1.5暖通空调空调是现今建筑中不可缺少的一项设备,我们主要侧重对其蒸气阀门、冷阀门以及风阀门等进行节能设计,并做好空调电动调节阀流量的控制工作。同时,我们也应当为其专门设计一套科学的启停方案,以此使其能够在科学、经济的状态中运行。
2结束语
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
工程项目的成功与否大部分原因在于风险管理的好坏,对于传统性工程项目风险管理,已有很多学者对其进行了研究,提出了各种风险识别、风险评价、风险转移及风险规避方法,在风险管理理论研究层面和实践探索层面上都取得了一定的成就。但我国工程项目风险管理水平与发达国家相比较,还存在较多的不足之处。
1)风险管理意识不强烈。我国市场经济存在着某些不规范的运行机制,企业不能积极主动地进行风险管理。
2)风险管理体系不完善。没有积累形成系统的风险管理数据库,没有专业的风险管理咨询机构,对企业自身而言,对风险进行很好的管控难度较大。
3)风险管理法律法规制度不完善。我国目前已有的各种建筑法规、条例缺乏实质的可操作性,在企业风险管理过程中无法应用。
4)工程担保制度不完善。工程项目不确定性因素多,风险种类繁多,保险对其各种风险针对性不强,保险内容老套,缺乏灵活性。因此,对于节能建筑的风险管理,目前对其研究更加处于空白状态,与一般工程项目风险一致,节能建筑风险也注重的是各类风险给节能建筑项目带来的不利后果,但节能建筑风险类型与一般建筑相比有所改变和扩大,节能建筑不仅仅注重经济效益,更重要的是经济效益、环境效益和社会效益整个目标体系的协调。因此,节能建筑风险管理比传统建筑更为困难和突出。需面对节能建筑这种新兴的建筑形式,探索风险特性及其管理方法,对节能建筑和工程风险管理体系的发展起到一定的推动作用。
2节能建筑的风险特性及风险因素
“风险”,就是生产目的与劳动成果之前的不确定性,一般有两层含义,一种是强调风险表现为收益的不确定性;另一种则强调风险表现为成本或代价的不确定性。不确定性使其形成了风险因素、风险事件和可能造成的损失。而工程项目以建筑物或构筑物为目标产出物,需要支付一定的费用、按照一定的程序、在一定的时间内完成,并应符合质量要求,是技术、经济、组织、管理等各方面协调而得到的综合产物。较一般项目而言,节能建筑风险特征加入了社会及环境效益对其的影响,这大大增加了项目的风险因素,使得节能建筑建设风险比一般建筑更为明显。
2.1节能建筑的风险特性分析
1)目标复杂性、长期性。传统建设项目目标仅为质量、进度、投资、安全等目标,更多的是着眼于建设阶段,不考虑建筑物对后期运营的影响。而节能建筑重点在于考虑对能源环境的影响,在全寿命周期内,使其发挥很好的环境效益和社会效益,在建造阶段增加少量的成本达到全寿命周期内成本节约的效果。建设目标更多、涉及的时间范围更长,风险更为复杂多样。
2)效益的模糊性。传统建筑物重视项目产生的经济效益,而经济效益易于量化。节能建筑具有典型的经济附加性,而节能建筑物从建设到使用直至报废,由经济、环境、社会效益公共作用下所体现的长期效益难以直观地用数字展现出来,在节能建筑相关评价体系和管理制度不明确的现状下,增加了项目各参与方的风险管理难度。
3)节能建筑是为适应当前的社会经济环境,坚持可持续发展,响应节能减排而诞生的新型建筑。国内外对节能技术、节能方案以及制定相应的政策制度都还处于探索阶段,可供借鉴的节能建筑风险管理案例较少,所以对于节能建筑项目参与者而言,风险管理难度加大。
2.2节能建筑的风险影响因素分析
1)技术风险性。每一工程项目都会经历立项、设计、施工、竣工验收、投入使用、后期评价几个阶段,对于节能建筑,需要满足一些特殊的需求,因而需要采用一些新的设计思路、施工技术、使用新型材料等等。设计人员的水平高低直接影响节能项目的成功与否,若设计人员缺乏节能建筑设计经验或过于自信的创造性设计以及图纸施工操作性差都会给承包商带来额外的风险。再则,承包商对节能施工技术的把握是否透彻也是项目成功与否的关键,承包商技术不过关导致无法达到节能目标,增加了项目本身的风险。以及节能材料设备生产技术对节能建筑的影响,节能材料、设备性能不稳定会给项目带来极大的风险。
2)管理风险性。项目各参与方的管理能力影响项目质量的好坏,节能建筑存在管理风险原因在于我国节能建筑发展处于初始探索阶段,业主方、承包方、设计方均对节能建筑的认识有限,不能很好把握节能建筑成本与效益的合理比例,缺乏有经验的管理人员,且国内外可供借鉴的管理案例少之又少,达不到对节能建筑有效控制和动态管理的效果,增大了风险转变为损失的可能性。
3)社会及政策风险性。节能建筑申报环节多,审批程序复杂,公众对节能建筑的接受程度不高。相关法律法规及节能标识评价体系不够完善,且节能建筑相应政策处于发展探索阶段,政策标准变化大,使节能建筑的社会及政策风险远远超过一般建筑。
3节能建筑建设风险管理措施
3.1技术风险管理措施
1)提高项目各参与方技术水平,成立专家组对节能建筑知识进行培训,加强节能建筑知识普及,这是一个长期的过程。
2)加强项目各参与方沟通,有效规避部分风险。针对实际操作过程中所发生的问题,如节能设计施工操作性不强,施工单位对设计理解不足等,应加强施工单位与设计单位的沟通力度,可使施工单位提前介入设计阶段,为设计人员提供参考意见。
3)加强新型节能建筑材料和设备稳定性试验,严格把关质检,避免节能材料、设备造成的风险损失。
3.2管理风险规避措施
1)建立专门的节能建筑风险管理咨询机构,弥补业主方、设计方、承包方自身等对节能建筑风险管理的局限性。
2)加强工程招投标管理和合同管理,严格考核设计单位及施工单位的业务水平,系统论证节能施工技术方案的可行性。在合同中明确各方责任,督促各参与方自我管理行为。
3)建立节能建筑风险信息系统,由专门的机构负责节能建筑的数据整理与收集,积累节能建筑风险信息,便于专家学者研究以及后续项目的经验借鉴。
3.3社会及政策风险应对措施
1)强化大众的风险管理意识,大力宣传节能建筑的综合效益,使大众认识到节能建筑风险管理的重要性。
2)积极建立节能建筑规范化实施的政策文件,落实相应的资金补助和保障措施。对于政策标准的变化所带来的风险,可通过调整营销策略,提前考虑节能规划,制定相应的节能施工方案。
4结语
1房屋建筑节能的方式及其意义
(1)房屋建筑上的节能方式。在房屋建设的节能方面,一般上主要体现在房屋建筑的采暖、空调和照射等方面。同时在房屋建设节能施工的过程中,我们还应该充分的考虑建筑的舒适度,不能因为要求节能就忽视建筑的舒适,所以在房屋建设施工的过程中,我们的具体做法应该是在对房屋建筑进行施工设计、修建时,优先在工艺、设备以及材料上选择那些节能环保型的产品;在确保房屋建筑室内的热循环质量的基础上,尽可能的使用可再生的能源来进行供应热能;尽量控制房屋建筑的水资源和照明等消耗,使房屋建筑的用能系统能够正常和节能的运行下去。
(2)房屋建筑节能的意义。伴随着我国经济的发展,房屋建筑的日益增加,我国能源资源的消耗也在与日俱增,而且房屋建筑在建设施工以及运行的过程中需要消耗大量的资源,造成了巨大的能源压力和能源浪费。所以对房屋建筑实行节能减耗既有利于不仅能够减少施工中的资源浪费,减少建设成本。而且能够节约资源,促进社会的可持续发展。我国的经济随着改革开放的实行,迅速的得到了发展,人民的生活水平不断地得到提高,于是人们对建筑的舒适感提出了新的要求。在这方面,实行建筑节能能够更好地保证建筑热换进时的质量,而且不会对生态环境造成破坏,在另一方面也减少了房屋建筑对我国大气环境的污染。另外,对房屋建筑实行节能措施,在一定程度上也缓解了能源的紧张局势,促进了社会经济的发展;我国虽然地大物博,能源资源丰富,但是因为我国人口数量是世界最大的,所以相应的人均资源数量少,人均资源的量在世界上四排名比较后的,与此同时,我国的能源消耗在世界上确是排在前列的,在我国的能源消耗中,建筑能耗占据了能源消耗的三分之一之多,所以如果我国想走可持续发展之路,缓解能源紧张的现状,就必须实行房屋建筑的节能减耗政策,创新建筑节能技术,提高建筑能耗的使用效率,减少能源的不必要消耗。
2房屋建筑节能施工中需要注意的技术原则
(1)选择房屋建筑的施工材料时,应该优先进行考虑建筑节能类材料。在房屋的建筑过程中,选择门窗和门窗的密封条时,应该优先选择相对于比较节能的产品;在选择保温材料的过程中,尽量的选择玻璃棉、发泡聚苯乙烯和聚氨酯等比较高效地节能产品,尽量的减少甚至是不再使用传统的方法,比如抛弃使用实心粘土砖,而改用空心砌块、空心粘土砖或者是煤粉灰制品等新型的节能材料。
(2)在房屋建筑进行节能设计以后还应该严格的对设计的要求进行执行。在房屋建筑节能设计的过程中,要尽量的考虑到如何回收建筑物产生的余热和废热,在选择房屋建筑的能源使用上要尽量的考虑使用可再生能源,比如太阳能和地热能;把自然光积极地利用到人工照明上,在照明上使用的灯具在选择的时候也要尽可能的使用那些相对于比较耐用、高效的产品;在对房屋建筑的热环境进行改善的时候,应该根据当时、当地的供应条件来采取相对应的供热供冷手段;重视改善房屋建筑的室外环境,保证房屋住户能够得到日产生活中必要的日照条件以及良好的通风条件。
3房屋建筑施工过程中的节能技术措施
(1)屋面保温隔热。我们通常观察一个房屋建筑的时候,首先观察到的是这个建筑的屋面,他是一个房屋建筑护结构中极为重要的一个组成部分。一般屋面主要分为倒置式屋面和正置屋面两种,不过在进行房屋屋面系统的设计过程中,我们首先进行考虑的是应该是倒置式屋面,这样考虑的主要原因是这样的屋面设计方式能够更好地的保护房屋的防水层,防止屋面有雨水渗透。而且如果在方房屋的屋面上实行绿化措施,就能够有效地提高建筑屋面的隔热保温效果,减少温室气体的排放。因为房屋周围的绿化措施能够有效地降低房屋附近环境的温度,降低房屋内空调的能耗,节约能源。所以,在房屋的屋面上进行绿化是降低房屋建筑能耗,节约资源的一项十分有效的措施。
(2)门窗隔热保温。建筑物上安装的门窗在建筑物上起着保护室内环境,降低外部空气污染的重要作用。它的主要功能保证房屋内的热能,减少能量流失。所以在选择建筑物的门窗的时候,要优先选择那些保温隔热性能比较好的塑料窗和铝窗,这些窗户是相对来说比较好的,如果对房屋的节能要求较高的话,可以选择市场上性能方面较好的塑料中空玻璃窗,这种中空的玻璃窗因为内部充斥着惰性气体,导热性能相对来说比较低,能够有效地减少冷气体的渗透,降低玻璃的传热系,提高窗户的密封性。
(3)墙体保温隔热。墙体的保温隔热总的来说分为内隔热和外隔热两种,墙体的保温依靠的是墙体外面上的保温材料和墙体饰面系统。通常我国在墙体保温上选择的是外墙外保温,因为这样的保温形式不仅投资比较低,而且保温的技术比较成熟,安全性较高。
4结语
建筑在我国分为工业建筑和民用建筑。工业建筑本身能耗不大,所以国家还未对工业建筑作节能方面的要求。民用建筑又分为两大类:居住建筑和公共建筑.在各专家编写规范之前的社会调查阶段中由电业总局与燃气公司提供的数据显示:就目前中国居民的消费水平和消费习惯而言,居住建筑能耗与公共建筑或国外居住建筑相比是非常少的。居住建筑提倡节能设计,目的是提高人们生活的舒适性。而公共建筑提倡节能设计才是建立集约型社会的关键环节。公共建筑分为以下几类:办公建筑(写字楼、政府部门办公楼),商业建筑(商场、金融建筑),旅游建筑(旅馆、娱乐场所),科教文卫建筑(文化、教育、科研、医疗、卫生、体育),通信建筑(邮电、通讯、广播)以及交通运输(机场、车站等)。有数据显示:就政府部门办公楼每年所消耗能量相当于全国八亿农民全年全部的能耗:办公室里夏天穿毛衣御寒、冬天衬衣短袖解署、白天亮灯办公、热水机饮水机下班后没人关。现在全球范围内已开始能源紧张,尤以中国较为严重,随着中国经济的高速发展,对能源的使用和节约就更加迫切了。
其实建筑节能并不是一个新的课题,而是建筑基础学科—建筑热工学的一个部分,我国也早在1993年颁布了相应的规范《民用建筑热工设计规范》,1996年颁布了《民用建筑节能设计标注(采暖居住建筑部分)》,2001年颁布了《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》,这些规范的颁布,也反应了我国建筑节能的发展轨迹:由北向南,由居住建筑到公共建筑。但由于种种原因,这些规范的条款未列入国家强制性条文范围内,各地也未政府令加以强调,所以执行力度也未达到应有的效果。但2005年7月1日颁布实施的《公共建筑节能设计标准》中有许多条款被列入国家的强制性条文内,相应的各地政府了具有地方法律效力的法令,上海市在2005年6月13日的政府令第50号:《上海市建筑节能管理办法》强制规定:自2005年7月15日起新建住宅与政府投资的公共建筑必须进行节能设计。《办法》的第九条与第十条分别对设计单位与图纸审查机构提出具体的要求。所以,对于建筑设计单位,建筑的节能设计已经进入了一个全新的时期!
以下着重介绍《公共建筑节能设计标准》对有关建筑部分的要求。《标准》比刚才提到以往的有关规范要严格些,按照本标准设计,与未采取节能措施前相比,全年能耗应减少50%。《标准》的章节不多,共7页17条,但简明扼要,省去了复杂的热工公式,归纳总结出来几点要点,强调了规范的实用性。涉及到的基础知识及术语结合规范本身展开叙述:
一,热工设计的分区:按照我国的气候条件,划分为五个分区:严寒地区,寒冷地区,夏热冬冷地区,夏热冬暖地区以及温和地区。
热工分区的基本规律是:严寒地区和寒冷地区基本是我国的三北地区:东北,华北,西北。这些地区的地域辽阔,面积大,建筑节能设计起步也比较早,经验相对来说比较丰富,主要考虑的是冬季保温。夏热冬冷地区大体上是长江中下游地区,如:成都、武汉、南京、上海等,这些地区的建筑的节能设计由于历史原因起步较晚,面积虽然不是最大,但人口密度高,也是我国经济最发达地区,可以说这一地区的节能潜力最大,效果也会最明显。设计考虑的是冬季保温与夏季防热兼顾。夏热冬暖地区大体上是华南地区:福州、广州、南宁、台北等。这些地区的建筑设计主要考虑的是夏季防热。温和地区,冬暖夏凉,四季如春,如:昆明、西昌、元江等。一般可不考虑夏季防热,部分地区注意冬季保温。《公共建筑节能设计标准》在这五个分区的基础上根据公共建筑节能的设计特点作了些调整:把严寒地区细分为严寒A区与严寒B区,而温和地区不强制执行节能设计标准。
二,体形系数:即建筑的外表面积与体积之间的比值.体形系数越小就越有利于节能,减少外表面与室外空气的接触,就能减少散热。与以往的规范不同,新的《标准》中弱化了体形系数的概念,只在4.1.2条规定严寒地区与寒冷地区对体形系数的限制是≤0.4,其他地区该系数对建筑的节能体现不明显,所以不作限定。
三,热传导系数:这个概念是本标准的核心名词.所有的围护结构:门、窗、外墙、屋顶以及地面都围绕这个概念展开的。图纸审查或政府检查部门的抽查也是这个数据。她的名词解释为:围护结构两侧空气温度差为1℃,1h通过1m2面积传递的热量,单位W/m2.k。简单的说便是热量在某种材料里传递的速度,速度越小,那么这种材料的隔热性能也就越好。怎样求得这个数据呢?传热系数K0=1/R0。
R0,传热阻:R0=Ri+∑R+Re单位:m2/K.W
Ri与Re分别是材料内外表面的换热阻。他们是固定数据,可由表差得:0.11m2/K.W0.04m2/K.W。
∑R是各层材料的热阻之和。某单层材料的热阻R=δ/λ,δ为该材料的厚度,单位是m,λ为该材料的导热系数,单位是W/m.K。λ为此公式求值过程中的关键数据,也是每种材料的固有的属性。她的名词解释为:1m厚的物体,两侧空气温度差为1℃,1h通过1m2面积传递的热量,单位W/m.k。通常把导热系数λ小于0.3W/m.K并能用于绝热工程的材料,叫做绝热材料。导热系数是绝热材料的最重要最基本的热物理指标。例如:普通混凝土λ=1.74W/m.K,钢筋混凝土λ=1.51W/m.K,多孔砖λ=0.58W/m.K,聚乙烯泡沫塑料λ=0.047W/m.K,聚氨酯硬泡沫塑料λ=0.0216W/m.K,(这种材料在全球范围内尤其在欧美等发达国家作为建筑绝热工程中最普遍使用的材料),而铸铁λ=49.9W/m.K。实际的工程应用中,卡特比勒办公楼的外墙部分设计采用聚异氰脲酸酯(PIR),这种更新型的材料λ=0.020W/m.K,属绝热材料。这便是维护结构的传热系数K值的求解过程。
下面结合《公共建筑节能设计标准》对上海地区的各部分围护结的隔热要求构逐一探讨:
1.屋面:K≤0.70W/m2.k
我们的习惯做法一般可以满足这个要求。例如:120厚现浇混凝土楼板+20厚水泥砂浆找平层+泡沫混凝土找坡层最薄30厚+40厚的λ=0.03W/m.K挤塑板(XPS)+防水层+20厚水泥砂浆保护层,这样的做法就可以达到K≤0.60W/m2.k。须注意关键的保温层一般应选用40厚挤塑板,若选用聚苯板,厚度应增加至60。
2.外墙:K≤1.0W/m2.k
不作外墙保温的习惯做法是绝对达不到这个新规范要求的。例如:20厚水泥砂浆+240厚多孔砖+20厚水泥砂浆的无外墙外保温的传统构造传热系数K=1.66W/m2.k,即便在前段时间简易的外墙保温做法-保温砂浆,也达不到规范的新要求。经计算得知:在墙体与外墙砂浆之间增加20厚的λ=0.03W/m.K挤塑板,这样的构造使得外墙整体的传热系数K=0.86W/m2.k<1.0W/m2.k。这叫做外墙外保温技术,是业界内公认的一种效果很好的做法。他的优点是技术成熟,产品寿命较长,也可使外墙的主要部分受到保护,大大降低温度应力的起伏,提高结构的耐久性。但他的缺点是在高层建筑中有安全隐患,外墙面砖的做法受到限制。外墙内保温的做法不能很好的解决建筑热桥的问题,同时房间内部使用和改造都受到很大的限制,所以现在工程上已很少用这种做法了。还有一种做法叫做中间保温,做两层墙,中间夹保温材料,这种做法效果好,是建筑保温的发展趋势,国外的工程中这种做法早已普及,在我国的发展受到限制主要是因为一造价高,二构造做法与现行的做法差别太大,影响面广,难以一时普及。
3.外窗部分
由于外窗在建筑中变化丰富,窗框材料、玻璃品种,有无遮阳等都会严重影响建筑热工性能,所以,规范在这部分的规定并没有一刀切。根据窗墙比系数的不同,对窗体的要求分成不同的几类。所谓窗墙比,并非窗和墙的面积的比值,而是窗与其所在墙体的面积之比。规范在保证外窗自然采光的范围内鼓励窗的面积越小越好,即窗墙比越小越好。因为就现在已知能做到的最好的窗:双玻中空双腔充惰性气体40厚,铝合金断热型材,这种窗体构造的传热系数K=1.5W/m2.k,而普通的单玻铝合金窗的传热系数K=6.4W/m2.k,是墙的6倍。据统计,通过窗流失的热量占建筑能耗的46%,因此控制窗墙比是个有效的节能手段。《标准》中强制规定“建筑每个朝向的窗(包括透明幕墙)墙面积比均不应大于0.7”,此规定一出,必将会极大的影响建筑外观,金茂大厦或者东方艺术中心等全玻璃的建筑势必会大大的减少。夏热冬冷地区(上海)是这样详细规定的:当窗墙比≤0.2时,窗的传热系数K≤4.7W/m2.k。在实际工程的应用中,塑钢单玻窗或铝合金双玻窗可以满足要求,但钢铝单玻窗不满足要求。由此可见,在任何情况下,普通铝合金单玻窗是达不到要求的,必将会面临被淘汰的境地;当窗墙比在0.2和0.3之间时,窗的K≤3.5W/m2.k。双玻铝合金中空(16厚空气层)的传热系数K=3.6W/m2.k,同样不满足要求,若改为断热桥的铝合金型材便满足。当窗墙比在0.3和0.4之间,窗的传热系数K≤3.0W/m2.k。断热桥铝合金中空玻璃可以满足要求。当窗墙比在0.4至0.5之间,窗的K≤2.8W/m2.k。当窗墙比在0.5至0.7之间,窗的K≤2.5W/m2.k,一般情况下中空充惰性气体玻璃镀膜断热桥铝合金的窗体构造可满足要求。
新型农村社区绿色建筑设计不是简单的绿化建筑、不是城市建筑的翻版、不是单调的“千村一面”,而是从合理的建筑平面设计、适宜的建筑体型设计、热工性能良好的围护结构设计上把握,并走有地方特色的绿色建筑设计之路,达到节能的目的。
1合理的门窗设计
在建筑围护结构总能耗当中,建筑门窗的能耗占其50%。门窗为建筑物保温性能最薄弱的部位,因此提高门窗的保温性能是保证建筑物节能的重要途径。1)增加窗户的气密性。为减少对流热量传递,门窗的密封性能良好,在建筑节能设计标准中,门窗的这种性能是通过气密性能来表示的。另外,建筑物的换气功能不应靠门窗的缝隙来满足,而应依靠可控制的建筑构造和门窗的换气结构来实现。2)减少传热量。为减少热量通过热传导传递,门窗材料应选用低导热系数的材料,在建筑节能设计标准中,门窗的这种性能是通过传热系数来表示的。K值用来衡量窗户的传热系数,K值越小则传热越小。从改善K值和抗冷凝能力看,主要采用低辐射玻璃、惰性气体和中空玻璃的暖边技术,以及低传热系数的窗框材料3)设置建筑遮阳构件。为减少热辐射传递,需门窗具有较好的遮阳功能,在建筑节能设计标准中,门窗的这种性能通过遮阳系数来表示。设置建筑遮阳构件时,水平遮阳板两端出挑和垂直遮阳板上端出挑对遮阳系数的影响明显,出挑长度越大,遮阳效果越好。也需根据建筑立面效果,确定合理的外挑长度。4)控制各立面的窗墙面积比,避免不利形式。窗墙面积比反映房间开窗面积的大小,从降低建筑能耗的角度出发,必须限制窗墙面积比。飘窗、落地窗美观精致,但是飘窗是隔热保暖的大忌,其采暖和空调能耗大,北向卧室、起居室都不应当设置飘窗,否则冬季易出现结露、淌水、长霉等问题,影响房间的正常使用。另外冬季房间中窗户的温度最低,下降气流大多集中在这周围,如果在窗下安装大小合适的散热器,可以阻止冷辐射及冷空气环流,因此落地窗宜少开。5)在建筑的主要出入口设置门斗。寒冷地区建筑物不宜设置开敞的楼梯间和外廊,其出入口宜设起分隔、挡风、御寒等作用的门斗。
2外墙外保温隔热设计
外墙外保温相对于内保温的优点有:1)适用范围广;2)保护主体结构,延长建筑物的寿命;3)基本消除了“热(冷)桥”的影响;4)有利于室温保持稳定;5)使墙体潮湿情况得到改善;6)有利于提高墙体的防水和气密性;7)便于旧建筑物进行节能改造;8)可减少保温材料用量;9)增加房屋的使用面积。
3屋面保温隔热设计
普通屋顶处的温差传热耗热量较大,夏季室外热量传入室内较多,冬季室内热量向外流失较多。为使屋顶有明显的隔热作用,降低热岛效应,需注意以下方面:1)建筑设计达到通风采光要求;2)屋面采用遮阳构件;3)考虑倒置式屋面构造形式;4)屋面保温层不宜选择松散密度较大、吸水率大、导热系数较高的保温材料;5)对屋顶进行绿化。
4太阳能的运用
1)太阳能热水器。多层住宅建筑能满足屋顶太阳能集热板空间要求,适合大面积推广应用。高层住宅建筑由于屋顶太阳能集热板可容纳空间小,难以支持高层所有住户,而集热板壁挂式技术不成熟,存在安全隐患。2)公共区域太阳能照明。采用太阳能光伏照明技术,以太阳能光电转换提供电能,供庭院灯、草坪灯、楼道灯等进行照明。
二结语