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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
1.1以满足热舒适指标为基本原则
暖通空调的使用是为了满足人们对于舒适度的要求,尤其是对热度的要求,在进行暖通空调的设计时,对安装空调的房屋要进行勘察,这样在设计暖空空调安装时可以利用房屋本身结构的特性,减少空调需要使用的能量,平衡室内室外的温度,减少室外温度的变化对于房屋里温度的影响,达到节能的目的。
1.2处理好整体与局部的关系
有些企业或者单位需要集体供暖,这样会减少能源的消耗。在进行暖空空调系统设计时,空调系统的设置应该能对集体供暖的每个房屋进行调控,充分保证个体房屋的温度,既保证了集体供暖的节能要求,也没有护理个体用户的需求,正确处理供暖整体与局部的关系。有一些居民区不是集体供暖,是个体户自我进行供暖。对于供暖问题,应该采取自愿原则,即使是因为集体供暖能够减少能源的消耗,也不能强制地要求居民集体供暖,要尊重居民的选择。
1.3要能通过控制室内的通风量来调节室内空气品质
目前从节能的角度来设计暖通空调的主要方法都是提高室内的通风,但是通风量增多易造成灰尘细菌增多,对室内空气质量造成影响,所以应该加强对室内暖通空调系统的控制。在保证室内的空气质量的基础上,对暖通空调进行节能设计。1.4满足生活环境中的声、光、色的要求人们对于居住的环境有很多的要求,但大多数都是声音、光线、色彩方面的要求,尤其是色彩。如果生活在一个暖色调的房间里,就会感觉很温暖,这种感觉是心理上的感受,这样的温暖就可以降低热能的消耗,达到节能的目的。
2.暖通空调节能设计的方法
2.1选取合理的设计参数
在设计空调系统时,很多的因素都会影响空调系统的能源消耗。进行暖通空调设计时应该考虑建筑物室内室外的温度差,还要考虑建筑物的建筑结构,这样在进行节能设计时能够节省很多麻烦。在保证生产工艺和人体健康的条件下,夏季室内计算温度每升高一摄氏度,可使空调系统降低8%-10%左右的能耗,而室内的空气湿度由60%提高到70%时,则可降低17%左右的能耗。新风量新风负荷占空调总负荷的20%~40%,引进新风不仅要满足人员的卫生需求,还能够维持室内外压差,所以应合理确定新风量的多少,确保空调系统的能耗最小。
2.2合理选择设计方案,提高设计质量
对节能目标有影响的还有暖空空调新风量的大小,暖空空调新风量的大小也和人类的身体健康有关系。所以在以节能为目标对暖空空调进行设计时,对新风量的设计应该科学合理,可以进行现场实验,这样得出的数据会更科学,可信度比较高。在设计人员对暖通空调系统进行设计过程中个,设计人员应该提高对设计方案的重视,设计方案要符合实际情况,不能盲目为了追求利益,不重视暖通空调的设计方案,忽略细节,使得施工过程困难重重个,加大了施工过程的能源消耗。
2.3设计合理的围护结构与照明
暖通空调系统通过围护结构的空调负荷较大,并且围护结构的保温性能和窗墙面积比决定了通过围护结构的空调负荷的大小,所以建筑围护结构应采用节能型建筑材料,应具备满足建筑节能要求的热阻值。同时照明同空调结合选用节能灯具及灯控系统,因为照明用电很大部分直接转化为空调冷负荷,照明容量大、空调面积大的空间内采用照明与空调组合系统有利于提高节能效果。
2.4加强对设计图纸的审核力度
在对暖通空调进行设计时,因为人为的因素会出现一些纰漏,从而消耗的能源比较多,所以对设计图纸的审核力度要加大,在审核过程中及时准确地发现暖通空调设计过程中的问题并进行修改。在具体操作过程中,个别工作人员往往会为了追赶进度对于暖通空调的设计质量不重视,从而造成了安全隐患,达不到节能的目的。所以,图纸要设计的精准才能达到降低能耗、节能的目的。
2.5选用节能型、性能好的设备
在对暖通空调进行设计时,要选用低能耗的设备,淘汰高能耗的暖通空调设备,从使用过程中达到节能的目的。第一,要选择适合的冷热源主机设备;第二,要选择风冷机组和水冷机组的组合;第三,变风系统的选择也很重要。变风系统能够解决暖通空调系统风速的问题,可以是空气流通的速度变慢,从而减少能源消耗。当代科学技术水平飞快发展,空调技术也在不断地进步,但是空调的使用会造成城市耗电量加大,也会给城市带来热岛效应,所以应该采用可再生能源的暖通空调系统,一起行动节约能源。
3.暖通空调设备的噪音处理的方法
3.1系统设计理念
目前暖通空调的使用范围加大,对于暖通空调的技术改革也在加快步伐。通过科学技术我们可以对暖通空调设备的噪音问题进行处理。降低噪音的方法是源头控制噪音、在噪音的传播过程中降低噪音、在噪音接受者降低噪音,所以我们要降低暖通空调的噪音也要从这三方面出发。从源头上控制噪音,要求我们在进行暖通空调设计时,要采用装置配备良好的空调,也要根据建筑物的建筑结构来安装暖空空调,在空调设备本身降低噪音。在传播过程中降低噪音,暖通空调在工作是,输送暖风的通道是排风管道,排风管道的设计和噪音的形成有很大的关系,所以在设计排风管道时,要进行精确的计算,尽可能降低噪音;最后,可以在建筑物内设计降低噪音的结构,一面对室内居住的人造成身体健康上的影响。
3.2消声器的设计与选型
选择消音设备是降低噪音的合理手段。在暖通空调系统中安装消音器,从源头上降低噪音,根据不同暖通空调设备选择不同类型的消音设备。在选择暖通空调的消音设备是要考虑到消音设备在实际运行操作中也会产生噪音,所以要选择噪音在可允许范围内的消音设备。在暖通空调使用过程中,气流输送的速度会受到空气的阻碍产生噪音,所以在使用消音设备时要考虑到输送空气管道里的气流不能太大。只有暖通空调和消音设备二者很多的结合使用才能在暖通空调系统中有效地控制噪声。
3.3减振隔振措施
暖通空调设备中一些材料和配件在暖通空调使用时振动也会产生噪音,为了抑制零件振动的噪音,应该在暖通空调系统中采取减振隔振措施。可以在暖通空调设备中安装弹性材料,控制配件振动。除此之外,也可以添加隔振器,例如金属隔振器、橡胶隔振器、空气橡胶弹簧隔振器,隔振器的使用会避免暖通空调设备中配件振动产生的噪音。
3.4设备房的噪声控制
建筑物内在安装暖通空调系统时都会有单独的设备机房,设备机房的选址也会对噪音产生影响。机房内部要设立消音设备,也要在机房外部采取隔离措施,防止噪音传出。机房的房门和墙壁应该进行特殊的处理,房门可以使用隔音效果好的材料,墙壁可以采用吸声好的原料,不让噪音传出,会大大地降低噪音。
3.5施工不当产生噪声的避免
建筑节能就是要实现能源的循环利用,但在我国由于节能的意识不强,再加上我国建筑技能和设计理念的落后,都制约着我国建筑节能设计的发展。我国建筑师多注重建筑的外观和功能的建设,很多的节能设计方案多是沿用已有的资料,很少有人会考察施工地点,修改设计方案,这就使得我国的建筑节能性不强,能源消耗大。在建筑节能设计上,需要经过很多数据的定量分析,这些都要在建筑之前,通过人工和专业软件进行操作。但在我国这些工作多是在施工之后才开始进行能量分析,最后因施工问题无法进行修改,即使能在施工前进行数据分析也因为缺少软件的专业操作人员而无法进行。总的来说,无法进行专业数据定量分析,很难设计出好的节能方案,这与我国缺少专业过硬的建筑设计师有关,这也限制着我国节能设计的发展。建筑产生的本来意义就是为人们提供安全舒适的环境,这也是所有建筑都要遵循的原则,为了实现生态建筑这一目标,建筑节能设计就显得尤为重要。
2BIM技术的概念
BIM技术将建筑的物理元素和功能元素用数字的形式表达出来,也就是将建筑数字化,这样就可以在软件上对建筑进行一系列的设计检测。数字化的建筑可以在软件上进行全方位的观察,所有的建筑过程都可以监控。立体空间模型的建立,便于网络信息共享,各种设计方案在模型上都可以快速实施,便于发现问题,及时解决。BIM技术已经在建筑的各个过程得到广泛应用。
3BIM技术的应用
将BIM技术应用到建筑设计中,可以快速创建建筑的虚拟数据模型,将与建筑相关的一系列数据直观的展现在设计者面前。有了BIM技术的融入,数据化的建筑就可以在各种软件中快速进行数据分析。在进行能量分析时只需将数据输入到专业的软件中就可以得出详细的分析结果。在进行能量分析时可以应用建筑信息模型和分析工具来简化操作步骤,工作效率也会大幅提升,计算机的加入使得能量分析更快速更准确。在进行流体力学分析时,BIM技术可以自动根据已有数据进行风环境分析,还可以提供太阳辐射分析,方便设计人员对建筑的外表面进行技术优化,提高建筑的生态效应。BIM技术随着科技的进步在不断地完善,连窗子位置变化对光的影响都可以进行分析,精准度越来越高。
4BIM技术在建筑节能设计上的应用
4.1协同设计
采用BIM技术可以建立建筑信息模型,模型中汇集建筑工程施工所需的全部信息。可以取读水泵的尺寸、水泵的用电量等信息,而且需要读取跨专业的信息时,可以直接取读。在水泵进行修改电量的时候,可以对负荷的计算进行同步的更新。采用BIM模型,全部的专业必须找模型中检查操作,这样可以简化工作的流程,提高建筑节能设计工程的联动性。在使用BIM技术时,设计的工作是在BIM模型中进行的,参与设计的任意方修改了设计,其他人员可以及时的看到,可以进行研究讨论,这样就提高协同设计的效率。
4.2参数化设计
对于Revit模型而言,明细表、三维视图、二维视图等可以在建筑模型中表现出信息的形式,如果修改Revit模型的参数化,Revit模型的引擎可以对平面、明细表、模型视图、等不同的位置的设计进行修改,并且及时的把修改后的信息进行更新,确保模型的处于正常的运作状态。例如建筑节能专业在进行平面设计布置时,需要合理的配置喷头、消火栓等,并且这些设备的数量可能会发生变化,因此需要在材料表中解决此问题,这样节能设计过程的设计质量才可以有效的提高。在建筑工程中引起参数化设计,对于BIM引进计算机能够起到辅助作用。例如在给排水工程的设计中,对于水力的计算,需要专业技术人员利用一定的软件进行计算,而采用BIM技术可以直接的读取卫生器具和设备的信息,并且如果设定管道水力特性,BIM模型可以对管径的设计进行自动的修改,这样可以提高了设计的效率。
4.3可视化设计
在建筑工程的设计中,传统的设计方式通常是采用CAD信息平台,这样给排水设计人员需要汇集平面图、立体图和剖面图的信息,对建筑图形进行复原,在分析和设计中调整建筑的结构和梁高位置的信息。采用CAD信息平台,对于结构复杂、工期短的工程,在信息的传递中往往造成信息失真的现象,这样就会影响到建筑工程的施工。在现代化的给排水设计中大多采用BIM技术,这种技术通常是在建筑工程中建筑信息模型,利用信息模型可以直观的读取信息,这样可以有效的降低信息传递中的失真现象,提高信息的完整性和有效性。另外给排水的施工项目模型不同于土建项目的设计模型,它是在土建项目模型的基础之上,设计给排水系统,这样就需要对局部的设计模型进行修改,但是如果修改就会影响到楼层的平面设计,多数情况下采用以楼层为基础的设计,但是这样的设计扰乱了系统内部之间的联系。而采用BIM技术在设计模型中进行修改,可以充分的把握给排水工程设计的整体性,修改工作简单、操作性强。
4.4安装模型的设计
在BIM模型中引入安装模型设计,可以对建筑工程进行有效的指导。在具体的施工中,需要把时间维度引入BIM模型中,并且编制安装进度表,并且可以利用模型实现项目预先可视化的效果。编制合理的工程进度表,可以对给排水工程进行整体把握,全局规划,这样可以简化安装和设计的流程,降低设计变更率,提高给排水工程的施工效率。
5结束语
1.1低碳节能建筑设计的定义
在建筑行业当中,低碳节能不仅仅是使用一些先进的技术进行房屋建筑从而降低住户对一些能源的消耗,而是要从设计阶段、材料选择阶段、施工阶段减少所需能源的使用量,提高利用率,从而达到减少二氧化碳等一些温室气体排放的目的。所以,低碳节能设计要在环保理念下对建筑物进行设计,这也是人们未来住宅的一个发展方向。
1.2绿色建筑生态节能设计的定义
将一些可利用资源的使用效率提高是生态节能设计的目标,在建筑物的使用过程中,对水、煤、电、占地、材料等方面的能源进行节约,并且提高它们的利用率,从而减少对生态环境的破坏和污染,这就是生态节能设计的理念。随着节能环保话题的逐渐被重视,各项新能源的开发利用以及节能技术的研发,绿色建筑将会慢慢成为人类和自然环境共同相处的一个标志。
2低碳节能建筑设计和绿色建筑生态节能设计的必要性和作用
2.1必要性
我国正处于发展快速的阶段,正确的发展战略和对环境能源的保护是保持长远发展的一个根本。所以在当今社会以及我们处于的这个环境下,低碳节能和绿色生态的建筑设计是必然会发生的一个事件。据调查数据显示,我国的总建筑面积已经达到430亿平方米,而在这些建筑当中采用低碳节能设计的只占4%,从这些具体的数据中就可以看出建筑方面所消耗的能源是十分巨大地。因此,加快低碳节能和绿色建筑生态节能设计理念的推广和应用是非常有必要的。
2.2作用
对于信息传播速度非常之快的今天来说,每一个人都会或多或少的了解到节能,也知道它的意义所在。节约能源不仅仅只是国家发展的一个基本国策,更关乎到我们身边的每一个人,它可以有效的缓解温室气体的排放,减小温室效应对我们生活的影响。除此之外,节能设计可以让人们更好的享受生活,还能节约相关的生活成本。因此,节能低碳设计的意义对于国家和我们来说是非常重要的。
3低碳节能建筑设计和绿色建筑生态节能设计的原则
3.1和谐原则
无论是低碳节能设计还是绿色建筑生态设计,都需要遵守和谐原则。我们不可以为了节能而再去伤害大自然,要在不破坏环境的基础上对自然环境进行有效充分利用,这样才能实现和谐发展的目标。在对建筑物进行设计之前,要做好对住户的意向调查,这也是遵守和谐原则的一个方面。只有这两方面都做到了,才能表达出绿色建筑真正的含义。
3.2适地原则
在合适的地点来建造绿色建筑就是适地原则。如果选址不经过慎重的思考,就有可能对当地的自然环境造成伤害,这样就失去了绿色建筑的意义。相关房地产的开发商要对当地的自然环境、经济状况等因素进行充分的考虑和评估,如果疏忽了这些因素,就会给环境和人民造成巨大的损失。
3.3高效原则
在开始施工之前,施工公司需要对整个建筑设计有宏观的把握,这样才能建立起非常高效的体系,从而确保建筑的整个生命周期都与住户的生命周期相适应。为了能够更好的实现目标,施工公司可以使用较为先进的集成技术对建筑功能的效率进行有效的提高,这样就可以达到优化管理调控体系的效果。
4实现低碳节能建筑设计和绿色建筑生态节能设计策略
4.1实现低碳节能建筑设计的策略
绿色建筑要达到低碳节能的目的就要对供水、供暖以及电灯使用方面入手,接下来就对这些方面的设计策略进行简单的分析。第一点就是对供水的设计进行改变。施工方可以采取具有节水效果的设备,设立雨水收集器、污水收集处理器等。这些先进系统的建立就可以将生活污水、雨水进行收集和处理,然后投入到居民家中继续使用,这样就可以节省大量的水资源。第二点就是对供暖的设计进行改变。施工方要对墙体的细节工作做好,例如衔接处的密封,减少冷桥、热桥等,这样就可以有效的提高室内温度。除此之外,可以利用生活用热水等联合供应的热环境技术能够对室内温度进行很好的控制,这样也大大减少了化石能源的消耗。第三点就是室内照明设计的改变。施工方可以安装反射光板同时建议住户使用浅色油漆进行装修,这样可以增强光线的反射增加室内亮度从而减少白天开灯照明的情况,同时也降低了对电能的消耗。
4.2绿色建筑生态节能设计的基本策略
在世界各国都在飞速发展的今天,我们对能源的需求是巨大的,然而这更需要形成可持续发展、节约能源、运用清洁能源的理念,这更是保证人们能够更好生活的前提。建筑周围的绿化是非常有必要的,绿化的覆盖范围要广,在屋顶、墙体、室内都要有一些绿化。绿化和绿色建筑的结合会非常融洽,植物具有进化空气的的作用,能更加突出与大自然相结合的设计理念,这也是现代建筑设计理念发展的趋势。如果增种绿色植物,就需要在建筑物设计中考虑植物的养护问题,要让它们能够保证有充足的阳光照射来维持生长。因此,施工公司需要对当地的地理环境进行仔细的考察,对多种因素进行分析,从而建造出满足住户需求的居住环境。低碳节能和绿色建筑的设计需要更多的新鲜元素才能保证它们良好的发展。例如在对窗户进行设计时使用幕墙系统,它可以有效地保持室内温度并能防辐射。除了依靠高科技材料和先进技术,还可以加强对自然资源的利用。例如对清洁能源的利用(包括风能、太阳能等)。新技术、新材料、新理念与大自然的融合可以说是天作之合,这才是低碳节能和绿色建筑设计的真谛,它们完美结合的意义不仅仅是对环境能源的保护,更是能够为人类创造出最好的居住环境。
5结束语
资源枯竭和环境恶化是困扰全世界的两大难题,尤其是处于发展高速期和关键期的我国,两项问题尤为突出,直接影响了社会稳定与经济发展。建筑行业是社会发展的支柱性基础行业,受传统注重速度、注重效果的旧有观念影响,建筑能耗增长迅速,并形成了建筑污染和环境破坏,造成了成本、能耗的快速增长,影响了社会综合而整体的提升与发展。当前建筑行业提出了建筑节能的发展目标,节能理念在建筑的各环节开始的广泛而深入地应用,一举成为指引建筑产业发展的基础性思想和理念。建筑设计是建筑的起始环节,在建筑设计中将节能设计理念充分而全面的应用可以提升设计工作的质量,使建筑设计工作更加符合现代社会的需要。在设计中应用节能设计理念可以平衡资源消耗和建筑发展的关系,使传统的粗放型发展建筑产业变得高效,进而为创建节约型现代化建筑行业奠定基础。
2、建筑设计中节能设计理念的具体应用
建筑设计中体现节能理念是行业发展的现实要求,应该从规划环节、立面设计阶段和单体设计工作入手,落实节能理念在建筑设计工作的具体应用。
2.1在建筑规划设计环节中体现节能设计理念
建筑设计开始之初应该将节能设计理念融入到规划设计环节,要从建筑物规划区域的自然环境入手,全面掌握地形、地质、气候和水文等基本资料,做到对规划设计平台的构建。在设计规划环节中应该引入水体、植被、树木等相关元素,做到对小气候的构建和调节,以此来提升建筑物的宜居性,控制干湿度、温度,以自然的手段降低建筑物能耗的增加,在创建舒适环境和条件的同时,实现建筑物的节能化。
2.2在建筑立面设计环节中体现节能设计理念
立面设计环节对建筑物的能耗有着直接影响,应该在设计中以建筑物高低、朝向,建筑周边水体、景观为基础,进行合理而科学的节能设计,提高能源利用的效果,提升建筑物节能的水平,使建筑物能够充分应用太阳能,自然风等元素,在提升节能效果的同时,提升建筑物的整体品质。要在建筑立面设计中更多地应用自然元素,采用天然石材、木材等自然资源形成简约而合理的立面形式,做到对能耗的有效控制。立面设计中应该注意比例的协调性,要构建富有层次的立面结构,在体现现代建筑优势的同时,实现建筑节能的目标。建筑立面设计过程中要综合平衡各主要元素,使其做到均衡和协调,做到对建筑投资和效果的平衡,既要控制建筑施工和使用的高效性,有效体现建筑施工和使用的集约化,以平衡的状态体现建筑结构的建筑美,做到对建筑节能目标实现的保障。
2.3在建筑单体设计环节中体现节能设计理念
在建筑物门窗设计环节中应该改进门窗的绝热性能,这也是建筑节能的重要内容之一要注重门窗的气密性能,采用新材料和新结构确保门窗的绝热性能。在建筑门窗设计中要考虑比例与朝向等元素,这也会直接影响到门窗和建筑的节能效果。在加强门窗气密性时还需要考虑室内空气环境,使其符合居住的高质量要求。仅有高性能的门窗是不够的,还需要提升其安装技术,因此在安装中还需要严格按照施工设计方案与是施工规范操作进行门窗的安装施工,保障门窗安装的质量与水平符合工程建设的节能效果。房顶设计:房顶位于建筑顶端,长期与外界环境接触,所以很容易受到外界环境的影响。在房顶设计过程中,首先应该增强房顶的保温设计,根据实际需要假设隔热层,如隔空散热层、蓄水层,还可以在建筑顶部适当的种植植物,起到良好的节能效果。楼板设计:在建筑楼板设计中,为了充分体现节能设计理念,除了精心设计楼板造型外,还需要考虑建筑内部结构空间。在造型设计方面,可以将建筑循环水管而定假设到吊顶中,利用水循环系统调节室内的温度。这一设计对能源要求较低,同时还能够起到很好的气温调节效果,在现阶段建筑设计中,是一种常见的节能建筑设计方法。
3、结语
随着生态环保理念不断融入现代社会的各个行业,建筑行业也在大力发展建筑节能技术,提高建筑住宅的舒适度,降低建筑的投入成本。随着新型环保建筑材料出现,以及节能施工技术的发展,环保技术已经越来越多地被城市的高层建筑所使用。所以本文将对绿色建筑设计原理及设计方法进行仔细的研究分析,提出合理的方法,为新技术的发展提供科学的借鉴。随着节能减排理念不断融入现代社会的各个行业,建筑行业也在大力发展建筑节能技术,提高建筑住宅的舒适度,降低建筑的投入成本。随着新型建筑节能材料的出现,以及节能施工技术的发展,建筑节能技术已经越来越多地用于城市的高层建筑,并且使用量呈现不断提高的趋势。
二、绿色建筑理念
(一)人与自然和谐理念
对于建筑节能的环境理念来说,首先就是要实现人与自然的和谐相处。通过对历史的考察不难发现,中国古代的建筑一直不断追求人与自然的和谐相处。而生态建筑所体现的根本理念就是人与自然的和谐相处,充分延续着人类最古老的自然情怀。对于建筑工程来说,在建造过程中它对自然环境有着非常大的影响。例如在建造过程中所产生的垃圾、废气、废物等,都会对大气、水源、周边环境造成严重的破坏。所以说在进行房屋建造的时候,一定要遵循人与自然和谐相处的设计原则,减少对照明及制冷设备的使用,尽量减少对生态的破坏,只有这样才可以更好地促进生态建筑的发展。
(二)可持续发展理念
在节能建筑的发展来说,还要坚持可持续发展的环境伦理概念,只有这样才可以更好地促进建筑节能的进一步发展。在可持续发展的含义中,发展是第一要义,就是一切建筑行为都要促进节能环保的发展;可持续发展的核心是以人为本,就是说在建筑设计过程中,要充分考虑人的感受,体现人本思想的环境伦理概念;可持续发展的根本方法是统筹兼顾,就是要求在发展的过程中,既要保证建筑业的进步,也要注意保护环境;最后可持续发展的基本要求是实现全面协调可持续,使建筑节能理念中的环境伦理思想得到继承与发展。
(三)科学发展观理念
建筑节能体现了全面协调可持续发展的基本要求,是实现建筑行业走资源节约型、环境友好型的重要措施。在建筑活动中降低资源消耗程度,提升能源的利用效率,并且将建筑活动控制在自然环境能够承受的范围之内,可以实现人与自然和谐相处。在建筑活动中,深刻贯彻以人为本的思想,转变建筑行业高能耗、高污染的传统模式,不断创新发展观念,坚持走科技含量高、环境污染小、资源利用率高、经济效益好的新型发展道路,不断加大建筑领域内节能、节材和环保方面的投入,促进建筑行业的可持续发展。
(四)生态文明理念
建筑节能体现了生态文明理念,为进一步推进资源节约型、环境友好型社会的建设奠定基础。加强生态文明建设,要积极调整产业结构,大力发展低污染、低排放的绿色产业。推行激励与约束并举的节能减排新机制,加大排污费征收力度,强化节能环保指标,对于对未通过能通过评审的项目,不得批准开工建设,不得提供土地,不得提供贷款支持,不得供电供水,强制公开重污染建筑企业环境信息,加大处罚力度。
三、绿色建筑理念的夏热冬冷地区小型公共建筑节能设计策略
(一)强化节能设计,创新节能理念
强化节能设计,创新节能理念,是在节能道路上一直要坚持的政策。只有不断地提高节能技术,促进节能技术的创新,才可以更好的促进节能建筑的发展,保证施工的正常进行。同时对于节能技术的设计还要因地制宜,必须要结合各个地区的不同的实际条件去设计,只有这样才可以更加高效率的促进节能技术的市场化进程。
(二)合理利用降温隔热措施
对于生态建筑的设计方法来说还必须要进行因地制宜,根据每个地区的具体特点进行设计,充分利用自然环境,减少对能源的消耗。例如在气候较为炎热的地区,就必须要考虑对室内的降温隔热设计,挑檐板、窗帘以及水幕等设计来避免过多的阳光射入,这样就可以实现降温隔热的效果,实现生态房屋的设计。
(三)注重单体建筑的通风与节能设计
在进行节能设计的时候,还要注意单体建筑的通风与节能设计。在建筑工程设计的时候,不能只考虑建筑用地的问题,尽量的缩小土地的利用,还要考虑住户对节能建筑的要求。进行一个合理的空间设计,加强那个通风空隙的设计,保证室内空气的流通,促进居民居住的舒适度。所以在节能建筑施工的过程中,要对提高通风面积的设计进行高度重视,合理地对门窗的角度、位置进行设计,保证通风效果。
(四)利用压力以及温差的作用
对于建筑的建筑幕墙来说,由于建筑幕墙与外界环境不是完全隔绝的,会存在一定程度的透气性要求。而由于外界大气压与内部气压产生一个压差,那么就会在压差的作用下使得空气进而到建筑幕墙内部。而建筑幕墙的气密性是降低这一气体流动带来的能耗损失。可以采用优质的硅胶条对于建筑幕墙的框架结构内部框体空腔进行填充,这样就可以降低室内外的压差,减少气体的渗透。在分割的前空气腔内填充发泡材料,并且选用密封胶圈对于结构衔接的部分进行封闭,提高整体建筑的气密性。除此之外,还要注意充分利用季节的温差变化,来保证室内的空气流通,提高室内的环保程度,保证住户的身体健康,促进住户舒适度的提高。
四、结语
在盐化工企业当中,由于对电气供电的可靠性要求并不是特别高,如果突然发生供电中断或者其它突发状况时不会给人员造成极大的危害,也不会造成严重的损失,但是,如果要达到节能的效果就必须要做到以下几点。
(1)必须要优化配电系统的合理配置,并且在供配电系统当中要应用单回进线。
(2)在盐化工企业当中,必须要符合生产装置的工艺特点,同时也要达到电气设备的主要特点,满足它的负荷容量要求,分布好供电距离,更需要完善的规划企业未来的发展要求,选择合理的设计方案以及确定供电电压等。
(3)在盐化工企业当中,作为变电所必须要接近负荷中心的要求,达到方便进出线,同时也要接近电源侧。此外,在设备的吊装以及在运输上也应注意该问题。通常在一般情况下,变配电室所应用的形式是车间附属,所采用的方式一般也是放射式,产生的负荷一般是从低压配电室直供的,但是也有一部分是转供的。一旦出现较大面积的供电区时,必须要根据实际情况进行操作,如果是在较为集中的负荷工段时,必须要设置一个变配电室并且是独立的,可以直接供电,从而减小电缆的线径,也减小了供电距离,防止出现电压损耗,也防止出现成本的浪费。
2节能的主要原则
(1)在节能设计过程当中必须要考虑到最实际的效益问题,并且选用合理的材料以及设备。
(2)最为重要的一点就是必须要达到化工企业运行所需要的动力能源,再根据电力设备所运用的电能质量,可靠性以及它的负荷容量等方面要求,从而优化节能设计,达到合理应用要求。
(3)必须要充分的考虑到一些无关的消耗,例如有关电气设备当中的电能消耗以及传输线路上的消耗等方面都需要重点关注,也是作为节能设计的一个重点要求,满足电气节能的功能性要求,使之达到先进的技术,合理的经济要求。
3选择合理的效能
在配电系统当中,电力变压器是作为最主要的一种电源设备,也是最消耗电源的一种设备,它的损耗也是非常惊人的,对此,就必须要选择合理的变压器型号以及它的额定容量,所以,只有应用合理的变压器运行方式才是最有效的一种措施。由于节能技术在不断更新,所以在盐化工企业当中所应用的中干式变压器是最小常见的,但在购买价格方面油浸式变压器也是相对较低的,它具有一定的可燃性,会给人体造成一定的伤害,是需要定期进行维护的,对此,这在无形中也提高了运行成本,也增加了一定的土建费用。在选择变压器的数量以及它的容量时,必须要全面考察,通常情况下,在一个项目当中,我们在选择变压器时,必须要根据它的负荷特点以及运行状况来应用,如果变压器的负载率达到标准时,也就是最好的条件是在75%左右,如果不再进行扩建的话,变压器不会满负荷来运行在一般条件下,投资两台以及两台以上的变压器所占的面积都会比一台变压器要多,然而它的灵活性会非常好,如果在较小的运行负荷条件下则可以减少一台,同时也可以提高另一台变压器的负荷,减小功率和损耗,可以提高效率。
4节能设计
在盐化工企业当中,最不可缺少的应用就是电气设备了,由于在企业当中电动机应用的数量是非常惊人的,它的消耗量已经达到了80%左右,所以,提高电动机的节能设计是非常重要的条件了,对此,我们为了更好的应用高效节能的电动机,应选用较为合理的型号,达到电机的标准容量。如果是从节能的角度进行观察时,达到80%左右的负载电动机其效果才是最好的,而且它的利用率也是最大的。在盐化工企业当中,一般会控制排量会应用出口阀门,达到平稳运行的生产要求。然而,在一定情况下也会出现泵管的压差过大问题,从而导致较大的能量消耗,再生产时也只能靠打回流,降低泵的使用率,但是电量也被浪费了。在安装好变频器以后,必须要科学的进行管理,从而达到节能的效果。
(1)在盐化工企业当中,选用节能电气也是非常重要的一项工作任务,在企业的应用当中,电负荷的应用通常是为水泵类的引风机或者是电机当中所利用的,而这种电机负载是按照负荷工作量进行选择的,但从实际应用中我们可以看出,多数时间并不是用于满负荷状态,而是空载,这也就导致了电能出现一定的损耗,但是在实际的运行当中,如果应用合理的变频器就会控制好风机的负载状况,这种方法也是较为科学的,所以在这其中便可以利用变频器的内置装备进行调节,从而来保持它的恒定的风压和水压,达到工艺系统的要求。
(2)在设计节能电气时,只有不断的提高其自然功率也才有效的降低能源的损耗,所以,通过良好的补偿措施也是非常重要的一种节能手段,此外,无功补偿方法有两种形式,一种是集中的,一种是分散的。所以应用无功功率进行补偿,便可以提高系统的功率,也可以减少线路的损耗,同时电能质量也会有所提升。进行节能设计时,在配电室必须要设置自动的无功补偿装置,其原理也是通过负载需要进行的,应较为灵活。从而也就达到了无功不对称时的补救措施,防止出现不足补偿。
(3)在盐化企业当中,由于照明节能也是作为非常重要的一项工程,所以在设计时通常是较为简单的,但是因为照明设备有着非常多的数量,所以在进行设计时必须要做好准备规划,如果是在设计工程设计,必须要选用新型的照明光源,从而来提高它的照明效果,也降低了它的损耗。从照明的使用特点来看,我们可以进行分区控制来提高它的照明开关点以及它的灯光,所以可以应用不同的节能开关装置。
5结论
关键词:工程设计;安全供电;节能降耗
中图分类号:S611 文献标识码: A
引言:能源的短缺越来越引起发达和发展中国家的普遍关注。其中,电力能源的耗费和电力设计也引起了人们的高度重视。人们在追求智能楼宇、博物馆建筑、住宅楼和校园建筑的舒适、安逸、安全和人性化的同时,也开始注重电气自动化工程的节能设计,既要做到合理、达到用户使用需求,又要兼顾到节能设计。
一、电气工程设计原则
1、优化供配电设计。促进电能合理利用
在做水库工程电气设计时首先考虑的是适用性,就是要能为水工设备的运行提供必要的动力:为在水库建筑物内创造良好的人工环境提供必要的能源;应该满足用电设备对于负荷容量、电能质量与供电可靠性的要求;应能保证电气设备对于控制方式的要求,从而使电气设备的使用功能得到充分的发挥。做到供电系统高效、灵活、稳定、易控、多样、便捷、畅通。其次考虑的是安全性,电气线路应有足够的绝缘距离、绝缘强度、负荷能力、热稳定与动稳定的裕度;确保供电、配电与用电设各的安全运行:有可靠的防雷装置:防雷击技术措施;在水库特殊功能的场合下还应有防静电、防浪涌的技术措施;按水利建筑物的重要性与火灾潜在危险程度设置相应必要的技术措施。在满足水库电气工程的实用性和安全性的基础上,利用先进的技术,优化供配电设计。促进电能合理利用。
2、提高设备运行效率。减少电能的直接或间接损耗
在满足水工建筑物对使用功能的要求和确保安全的前提下,尽可能减少建设投资,最大限度的减少电能与各种资源的消耗。选用节能设备、均衡负荷、补偿无功、减少线路损耗、降低运行与维护费用,提高电源的综合利用率,提高设备运行效率、减少电能的间接或直接损耗。
3、合理调整负荷,选取合理的设计系数,提高负荷率和设备利用率在满足水工建筑物对使用功能的要求和确保安全的前提下,设计时尽可能提高电能质量、合理调整负荷、选取合理的设计系数、在特殊用电的情况下选择合理的节能措施,提高负荷率和设备利用率节约电能。
二、供电节能技术
1、减少电能传输的损耗
电路线路上必然会存在电阻,因此只要有电流通过线路就会产生有功功率能耗,对于这样一种形式的能量损失,我们就需要根据其能耗的机理来进行设计处理,考虑到线路上的电流是不允许改变的,因此就只能够在线路的电阻上做文章,也就是说,只要能够在不影响线路正常运行的状况下减小线路上的电阻,就能够有效的起到节能的作用。我们更进一步的来探讨,与线路电阻有关的是线路自身的电导、线路截面和线路的长度,相应的节能方式也就可以分为三个大类:一是选用电导率比较小的金属材质来作为线路的输电导线;二是尽可能的减少线路的长度,这一点可以通过线路少走弯路、不走回头路来实现;三是适当的增大导线截面的面积。
2、变压器的节能设计
变压器是电力自动化工程中的重要设备,承担着转换电压、电流和功率的重要作用。变压器是耗能的大户,当变压器处于空载运行状态时,低压系统的能源损耗绝大部分是变压器自身的运行损耗。因此,变压器的节能设计是否合理是整个电力工程节能设计的关键环节。通常,变压器的节能设计要从下面几个环节来考虑:
(1)减少变压器的型材损耗。例如,变压器用的硅钢片、钢材、铜线和绝缘材料、绝缘子和变压器油等都是正常变压器所构成所必备的材料,这些材料的设计选择如果不合理,要消耗供电系统的大量电能,若是本着厉行节约的理念,在满足变压器工作要求的前提下,周密合理地选择材料和运行介质,可为电力工程间接地节约施工成本和节约电能。
(2)为降低变压器的电能损耗,配电线路和配电柜,应尽量选择铜材并且采用换位导线措施,基于降低变压器的空载损耗考虑,应降低磁密并应尽量的选取冷轧用的高质硅钢片,在满足设备运行要求的条件下,尽量采用较薄的硅钢片,达到节能的目的。
(3)选用节能方式的变压器。目前,S11和S10都是为节能的设计要求而“量身打造”这种变压器不仅继承了原有变压器的优点,还具有高效的节能特性,从生产长期运行来看,节能效果比较显著,可作为节能设计的首选变压器。同时,设计时,要注意选择合理的变压器接线方式,合理的接线方式对节能的影响也十分重要,同时,在变压器的生产运行期间,不应让变压器长期过载运行,使得变压器处于超温运行状态,这样不仅加速变压器的老化,同时也增加了变压器的电能损耗。
(4)在工厂车间或大型智能楼宇,由于生产负荷率很大,变压器按设计规范要求通常都放置在电力负荷的中心位置,尽量地与冰冻机、空压机、大型引风机、离心机等大的生产负荷放置在一起,这样便于生产管理,更重要的是可以减少现场电缆的长度、减少输配电线路的事故率,降低线路的电压降和电能的损失,同时提高了系统的功率因数和电能的质量。具体的放置位置要根据生产现场工艺设备的分布和实际情况来布局。对于大型的智能高层建筑,为了经济考虑,应尽量放地下层,因为智能高层用电量大的电气设备多数在低层。
3、供配电系统的设计
通过供配电系统的合理设计来实现节能无疑是最为直接也最为有效的方式之一,具体来说可以从以下三个方面来着手进行:一是尽可能的减少配电的级别,这样能够有效的提高供配电系统的稳定性和可靠性;二是要要结合实际的用电状况来对供配电的状况进行确定,尽可能的保证变压器处于负荷的中心位置,这样就能够最大程度的降低供电半径,从而实现电力节能,并且,这样一种节能方式还能够一定程度上提高供电的质量。
4、照明节能
在电气自动化的节能设计中,还可以通过照明节能来实现,具体来说同样是有两种方式,一种就是直接利用高效光源,传统的白炽灯虽然简单便宜,但是其发光的效率比较低;另一种就是充分的利用自然光,这就需要对构筑物的门窗进行扩大,或者是对建筑物或者是构筑物选择一个较好的朝向。
结束语:
电气系统也随着社会的发展在不断的进步,而对于电气自动化中的节能技术而占也正处于发展阶段。现在的节能技术能够达到节能的效果,而今后研究的节能技术将会朝着更好的方向发展。而现在要做好电气自动化的节能设计则应该从导线的选择到最后安装的完成都应该做到最好,并且还要让节能技术在电气系统中发挥到最好的效果。
参考文献:
[1]刘江,浅析220 kV变电电气自动化[期刊论文]-中国科技博览2010(26)
[2]刘沫然,发电厂电气自动化技术分析[期刊论文]-科学时代(上半月)2010(4)
经济的发展加快了城市化的进程,目前建筑耗能占我国整体能源消耗总量的百分比逐年上升。由于每年都要新建或者改建一些建筑,这就会消耗大量的能源,使自然环境不断的恶化。同时,在建设中存在着严重的水污染、土地资源的利用率较低、建筑耗材高等一些严重的问题。由于自然环境地不断恶化,这就使建筑系统内外物质的良性循环和能量的良性转换得到严重的破坏,即生态环境遭到严重破坏。由此可见,居住住宅区的气候设计,不仅仅只是能够充分的利用自然能源、尽量减少再生能源消耗的一个问题,还是直接处理人与自然之间关系的一个问题。
二、环保节能建筑设计原则
1要做到对环境的影响降低到最小化。具体如下:
(1)防止在建筑设计的过程中污染水、土壤和空气;
(2)尽量的使用本地建材,这样做不仅可以大大的减少在运输的过程中对环境的污染,同时还能在一定程度上促进当地的经济发展;
(3)注重建筑材料的循环利用。我们在选择材料时,一定要充分的考虑材料的可循环性,在建设过程中倡导材料循环再利用。
(4)尽量利用既有的建筑,从而能够提高建筑物的使用寿命。
2要使资源的利用率达到最高。即要充分地利用在建设的过程中的能源、水、土地、以及各种建筑材料等,从而可以更好的节约能源。
3要做到能够最好的对待生态环境。这里所说的对待生态环境好是指要做到对于人和其他自然中的生物的生存和健康要有利。众所周知“以人为本”原则固然正确,然而人类亦是自然生物当中的一份子。因此,在建筑设计中,不但要满足“人”的物质需求、精神需求,还要做到平衡人类与生态环境的关系,从而更好的实现可持续发展。
三、如何实现建筑设计中节能环保
1建筑的绿化覆盖
绿化和自然环境不是孤立存在,他们之间相互依赖。要想实现建筑的绿化覆盖,首先要使建筑空间与城市绿化能够得到统一。其次,要将建筑与绿化复合,使双方的效益达到最大化。再次,要以一种人性化的方式解决建筑与城市的生态问题。
2选用绿色环保节能型建筑材料
(1)装饰材料。因为不同的装饰材料所消耗的能源都不尽相同。例如,如果一个房间贴着深色的壁纸,其所需要的照明用电是同样大小贴浅色壁纸的房间的两倍。另外,房间里面选择合适的灯具可以实现节能效果。首先,像大面积的房间例如客厅,要选用那些多角度的装饰灯具,这样可以更好的使房间的每一个角落都可以得到照明;其次,应大量使用一些节能的灯具,使灯的亮度根据自然光线的强弱来调节;再次,要鼓励居民经常使用不同规格的灯泡。因为不同材料对于能源的利用是不一样的,所以要尽可能的选用那些绿色节能的材料来建造我们的家园。
(2)维护材料。据统计,目前我国的民用建筑外墙围护热能损耗量是发达国家的几倍甚至十几倍,因此,解决外墙周护热能损耗的问题刻不容缓。市场上一些新型的节能环保材料如:外墙挤塑板、中空玻璃、倒置式隔热保温屋面等都可以更好的提高建筑的保温性能,改善建筑热工环境,因此,在今后的建筑设计中我们要积极的推广使用。
(3)要开发一些新的节能能源代替电力。目前,节能灯的使用虽然在一定程度上缓解了部分用电紧张的局面,但是每逢夏季,用电不足的现象在我国南部仍然存在。因此,如果在建筑住宅设计的最初阶段把燃气作为电力能源的补充考虑进去的话,就能够节省很大一部分的电力。因为液化天然气具有安全、价格低廉、清洁等优点,所以成为燃气空调的首选能源。此外,我们还要加大对新能源的开发,如地热、水热、风能等自然能源。
3屋面节能设计
住宅建筑护充分考虑节能设计以后,还应对屋面隔热保温效果进一步加强。首先,选择保温层的时候,要选择那些导热系数较低并且密度较小的材料,以防止屋面厚度和重量过于大;其次,要控制好保温层的吸水率,防止由于保温层吸水过量导致保温效果降低。目前市场上,膨胀珍珠岩保温层能够很好地解决常规屋面保温材料的一些缺点,而且它不污染环境、价格也比较低廉、施工操作还简单。至于住宅建筑其他部位则应该根据实际情况来进行分析。
4太阳能的利用
在我国,大部分地区都有较好的太阳能资源,这样就可以大大的减少建筑能耗。太阳能的主要利用方式有两种:
(1)主动式太阳能建筑。指那些需要借助其他资源配合的太阳能使用系统的建筑。在该系统里面,光电系统的研究最多,这是因为它的能量转换率低但是费用却很高。所以如果想要在今后能够大批量使用的话,还需要进一步来研究。
(2)被动式太阳能建筑。主要是指在阳面通过使用储蓄热质和阳光房来吸取储备热量进而将其合理利用的这样一种形式,这种方式在我国目前应用比较广泛。
四、结语