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建筑节能技术

时间:2011-04-08    点击数:1563   
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建筑节能技术

1.建筑节能的宗旨:建筑节能的概念是针对目前建筑运行中消耗能源(即建筑能耗)的效率偏低这一现象阐述的。所谓建筑能耗,一般包括两个层次的定义:广义的建筑能耗和狭义的建筑能耗。广义的建筑能耗包括建筑全生命周期内发生的所有能耗,从建筑材料(建筑设备)的开采、生产、运输,到建筑寿命期终止销毁建筑、建筑材料(建筑设备)所发生的所有能耗。狭义的建筑能耗是在建筑正常使用期限内,为了维持建筑正常功能所消耗的能耗。我们一般使用的建筑能耗是指狭义的建筑能耗。

同样,与建筑能耗相对应,建筑节能也衍生两个层次的概念:

广义的建筑节能:在建筑全生命周期内,从建筑材料(建筑设备)的开采、生产、运输,到建筑寿命期终止销毁建筑、建筑材料(建筑设备)这一期限内,在每个环节上充分提高能源利用效率,采用可再生材料和能源,在保证建筑功能和要求的前提下,达到降低能源消耗、降低环境负荷的目的。

狭义的建筑节能:在建筑物正常使用期限内,提高建筑设备的能效系数,降低建筑物通过外围护结构的能量损失,同时充分利用可再生能源,在保证建筑功能和要求的前提下,达到降低能源消耗、降低环境负荷的目的。

从建材生产这一环节来说,应该属于广义的建筑节能范畴。而目前节能的主要工作是针对建筑物的设计过程和设备的能效控制,因此属于狭义的建筑节能范畴。无论是广义的建筑节能概念,还是狭义的建筑节能概念,其节能的内涵应该注意两个方面的内容:

一是节能非常不等同于能耗非常数量的降低,非常不应该以牺牲室内环境质量为代价。事实上,随着经济和科技、文化的发展,在未来一段时间内,我们的建筑能耗非常值将有所上升,我们的室内环境标准也将提高;

二是节能的关键因素在于能源使用效率的提高,更终的目标是实现室内人工环境与自然环境的和谐统一。

这两方面都需要在社会各个行业、各位公民达成共识的基础上,以国家政策为宏观调控、以科技发展为载体,通过一段时间的努力才能实现的。 下面简单阐述一下实现建筑节能宗旨的技术保障措施。

2 建筑节能的主要技术层次

2.1 建筑能效的评价

建筑节能的核心是提高建筑能源使用效率,围绕效率是否提高的评价需要提倡全局的概念,其中也包括两层含义:

一是建筑各能耗系统之间的平衡。由于建筑的正常运行是由各能耗系统的有机组合、并以建筑本身这一物理实体为载体实现的,因此建筑及其内部各能耗系统之间不仅在功能相互扶持,而且在能耗上相互影响。这就要求建筑节能工作不能仅关注其中的某个侧面或环节,应该立于各环节之上,综合各环节的节能措施,全面、有机地统筹安排,保证建筑物整体的能源利用效率更高。

二是关注全生命周期内的节能工作。目前的节能工作刚起步不久,主要的技术和管理措施集中于建筑运行中的各环节。在今后的一段时间内,将全方位拓展这一工作,不仅关心建筑使用期内的能效水平,而且关注建筑建造前期的材料(产品)制作、生产、安装等过程中的能效和环境效益,还要关注建筑物及其设备、系统、材料等报废期限内的能效和环境效益。

2.2 建筑节能的主要技术层次

效率的提高更终将落实在技术的支撑上。根据技术的不同侧面,可以将节能、提高效率的技术划分为若干类。本文则根据技术在实施过程中的源动力,将技术划分为两类:被动类和主动类。

1)被动的技术:通过合理的技术处理,完全依赖自然界的某种过程为建筑运行服务。这是一种人工环境与自然环境之间的高度和谐,在某种程度上可视为一种理想境界。该类技术(例如风能、太阳能、空气能等应用技术)的成功使用,很大程度上取决于当地、当时的自然条件,因此具有鲜明的个体特征,同一技术对于不同的自然和气候环境、不同的建筑设计对象不具有普遍的适用性。

2)主动的技术:通过合理的建筑和系统的规划和设计,依靠相关技术的改进、产品的更新等措施,提高建筑能源利用效率。该过程完全依赖人类的认知和科技水平,换句话说,人在该过程中起主导作用。这些技术,例如减少建筑(设备、管道系统)的热损失、提高设备的运行效率等,往往受自然和气候环境的约束比较少,具有普遍适用的特征。

3 建筑节能的技术保障体系

从目前专业技术工种的划分说,建筑节能的技术保障体系大致可以分为五个方面:建筑规划与设计节能、建筑围护结构节能、能耗设备与系统的节能、控制系统带来的节能以及综合节能。

3.1 建筑规划与设计节能

合理的建筑规划和设计,可以结合当地的四季气候特点,为建筑创造一个良好的风环境、水环境、光环境、热环境、洁净环境等等。比如朝向的选择、植被体系的选择与设计、水体和山体的合理利用等,为建筑物合理应用自然环境、降低建筑能耗、提高室内人工环境的舒适、健康水平奠定了基础。

3.2建筑围护结构节能

建筑围护结构的节能措施集中体现在对通过建筑围护结构热流的控制上。

在建筑实体墙部分,通过建筑的内、外保温技术,在冬季的采暖季节,降低通过围护结构向外的热损失,在夏季的空调季节,降低通过围护结构向外的冷损失,在非采暖、空调的过渡季节,充分利用自然通风作用,调节室内环境。

在建筑物透明结构部分,主要控制的是太阳能的热流方向。通过遮阳技术和镀膜技术,选择合适的窗户结构,在冬季采暖季节,阻止室内热辐射通过透明结构的损失,增加太阳能对室内的渗透,在夏季空调季节,热流的控制过程恰好与冬季相反,过渡季节则根据实际情况,在上述两个过程中选择。

3.3能耗设备与系统的节能

建筑内的能耗设备与系统主要包括建筑的空调系统、照明系统、热水供应系统、电梯设备等。其中空调系统和照明系统在大多数的民用建筑能耗中占主导地位,空调系统的能耗更接近建筑能耗的40%到60%,成为主要的控制对象。

建筑设备与系统的节能措施目前主要集中在三个方面:

  1)建筑能源的梯级应用。根据建筑不同用能设备和系统等级的划分,优先满足用能品位高的设备和系统,利用这些设备和系统的排出能量满足用能品位低的下游设备和系统。

  2)能源回收技术。通过能源回收设备,将排出建筑物的一些能量进行回收再利用,是降低建筑能耗的一个重要措施。

  3)采用高能效的设备。通过国家政策和标准、规范的制订、执行,淘汰能效差的设备,鼓励社会选择使用能效高的设备,是降低建筑能耗的重要保证。

  3.4 控制调节系统带来的节能

由于建筑内部设备与系统的设计往往是在满负荷的条件下进行的,而这些设备和系统往往运行在非满负荷条件下,这就要求这些设备和系统配备有优良的控制和调节系统,并要求物业管理人员有敬业精神和专业技能,可以根据不用负荷特点对有关设备和系统进行自动或人工调节,避免大马拉小车现象。控制调节技术对于既有建筑的节能有其具有特殊的意义。

3.5 综合节能技术

由于建筑及其设备系统是一个有机的整体,在建筑节能方面,往往需要多工种的协调工作,从而产生一些综合的节能措施,例如可再生能源利用的建筑一体化技术、多能耗系统之间的联动技术等,往往不是单一工种能够完成的。综合节能技术体现了未来节能工作的主流方向。

4 后记

建筑节能工作是一项系统工程,除了需要技术支撑外,还需要政策、社会理念、产业水平的支撑,只有在全社会共同努力下,才能产生长远的效益。

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