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一、当前我国建筑节能存在的问题
1.建筑节能的意义认识不够
能源是人类赖以生存和发展的基本条件,随着世界性的能源短缺,节能问题已经上升到战略高度。近几年来,经济的飞速发展,能源的紧张形势在我国尤为严峻,已经成为可持续发展的瓶颈,威胁到国家的稳定和安全。而建筑节能占全国总能耗的比例已经达到1/3以上,数量巨大,浪费惊人,所以积极推进建筑节能,对于促进能源节约和合理利用,缓解我国能源供应与经济社会可持续发展的矛盾,有着举足轻重的作用,也是保障国家能源安全、保护环境,提高人民群众生活质量,贯彻落实科学发展观的一项重要举措。
2.建筑施工图中建筑节能设计存在的几方面问题
(1)施工图中建筑节能专项说明不完整
节能专篇应是一个完整的篇章。少数设计单位节能专篇设计简单,不能完全反映建筑节能的相关技术要求。节能专篇应包括:设计依据;当地建筑设计有关指标参数;当地采暖建筑各部分围护结构传热系数限值及设计值;当地建筑对门窗、气密性的要求;当地围护结构传热系数的修正系数N值;本工程有关的节能计算参数及公式;节能设计表格;结论及建议。
(2)节能构造在建筑节能设计说明中不够具体
某些工程外墙同时采用两种以上的外装饰材料时,关于外墙保温构造仅在节能设计登记表中说明某材料及厚度是不能完全表达清楚的;采暖与非采暖空间之间的隔墙、楼板的保温设计说明不明确;公共建筑外窗因朝向不同其传热系数的要求不同。当建筑物的窗墙面积比大于0.4时,外窗的窗框材型、玻璃类型、中空形式都有特殊要求,不能在节能登记表中一概而论。
(3)节点详图绘制不完整,说明表达不清楚
在计算窗墙面积比时,玻璃幕墙后部的梁、柱、窗栏墙等实体应按外墙的传热系数限制的要求做保温处理,而设计施工图很少做说明交代;对于详图中的阳台、凸窗、空调外机搁板、女儿墙、挑檐、外门窗洞口周边侧墙等部位,保温构造做法说明表达不清。
(4)对于玻璃幕墙、金属及石材幕墙、玻璃采光顶等做二次设计的内容时,对其节能设计如传热系数、气密性指标未做明确说明。
(5)建筑设计说明中的建筑做法与建筑节能专篇中各项做法相矛盾,使施工单位无法施工。对于一些细节设计,如:外窗和透明幕墙气密性等方面的要求,外门窗框与门窗洞口之间的缝隙、外门窗洞口周围的外侧墙面、外墙外挑构件、阳台、不采暖楼梯间单元门、层间楼板等部位均应表达完整,不可漏掉,正是这些细节的完善才保证节能设计的建筑的质量。
二、建筑节能优化的具体措施
1.围护结构节能技术
墙体采用岩棉、玻璃棉、聚苯乙烯塑料、聚胺酯泡沫塑料及聚乙烯塑料等新型高效保温绝热材料以及复合墙体,降低外墙传热系数。
采取增加窗玻璃层数、窗上加贴透明聚酯膜、加装门窗密封条、使用低辐射玻璃、封装玻璃和绝热性能好的塑料窗等措施,改善门窗绝热性能,有效降低室内空气与室外空气的热传导。
采用高效保温材料保温屋面、架空型保温屋面、浮石沙保温屋面和倒置型保温屋面等节能屋面。在南方地区和夏热冬冷地区屋面的采用屋面遮阳隔热技术。
采用综合考虑建筑物的通风、遮阳、自然采光等建筑围护结构优化集成节能技术。例如,双层幕墙技术是中间带有可调遮阳板、且可通风的方式,夏季可有效遮阳和通风排热,冬季又可使太阳光透过,减少采暖负荷。
2.能源系统节能控制技术
采暖空调系统的控制技术是对既有热网系统和楼宇能源系统进行节能改造、实现优化运行节能控制的关键技术。主要有三种方式:VWV(变水量)、VAV(变风量)和VRV(变容量),其关键技术是基于供热、空调系统中"冷(热)源-输配系统-末端设备"各环节物理特性的控制。
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3.热泵技术
热泵技术是利用低温低位热能资源,采用热泵原理,通过少量的高位电能输入,实现低位热能向高位热能转移的一种技术,主要有空气源热泵技术和水(地)源热泵技术。可向建筑物供暖、供冷,有效降低建筑物供暖和供冷能耗,同时降低区域环境污染。
4.采暖末端装置可调技术
主要包括末端热量可调及热量计量装置,连接每组暖气片的恒温阀,相应的热网控制调节技术以及变频泵的应用等。可实现30%-50%的节能效果,同时避免采暖末端的冷热不均问题。
5.新风处理及空调系统的余热回收技术
新风负荷一般占建筑物总负荷约30%-40%。变新风量所需的供冷量比固定的最小新风量所需的供冷量少20%左右。新风量如果能够从最小新风量到全新风变化,在春秋季可节约近60%的能耗。通过全热式换热器将空调房间排风与新风进行热、湿交换,利用空调房间排风的降温除湿,可实现空调系统的余热回收。
6.独立除湿空调节电技术
中央空调消耗的能量中,40%-50%用来除湿。冷冻水供水温度提高1℃,效率可提高3%左右。采用除湿独立方式,同时结合空调余热回收,中央空调电耗可降低30%以上。我国已开发成功溶液式独立除湿空调方式的关键技术,以低温热源为动力高效除湿。
7.各种辐射型采暖空调末端装置节能技术
地板辐射、天花板辐射、垂直板辐射是辐射型采暖的主要方式。可避免吹风感,同时可使用高温冷源和低温热源,大大提高热泵的效率。在有低温废热、地下水等低品位可再生冷热源时,这种末端方式可直接使用这些冷热源,省去常规冷热源。
8.建筑热电冷联产技术
在热电联产基础上增加制冷设备,形成热电冷联产系统。制冷设备主要是吸收式制冷机,其制冷所用热量由热电联产系统供热量提供。与直接使用天然气锅炉供热、天然气直燃机制冷、发电厂供电相比,上述方式可降低一次能源消耗量10%-30%,同时还减少了输电过程的线路损耗。
9.相变贮能技术
相变贮能技术具有贮能密度高、相变温度接近于一恒定温度等优点,可提供很高的蓄热、蓄冷容量,并且系统容易控制,可有效解决能量供给与需求时间上的不匹配问题。例如,在采暖空调系统中应用相变贮能技术,是实现电网的"削峰填谷"的重要途径;在建筑围护结构中应用相变贮能技术,可以降低房间空调负荷。
10.太阳能一体化建筑
太阳能一体化建筑是太阳能利用的发展趋势。利用太阳能为建筑物提供生活热水、冬季采暖和夏季空调,同时可以结合光伏电池技术为建筑物供电。
11.建筑能耗评估方法
以整座建筑物的每家每户建筑能耗为出发点来评价建筑物的热性能。在综合考虑气候条件、各种传热方式、建筑物的朝向、墙体材料的性能、门窗性能、建筑物的热惰性、各相邻房间耦合传热、新风要求、用户的作息情况以及采暖空调等各种建筑设备的选择和使用等因素的基础上对建筑物的能耗需求进行评估。为房地产商和用户在开发、购买和使用节能建筑和建筑设备时提供节能信息服务。
结语
随着时代的不断发展,生态环境日益遭到破坏,能源被大量浪费,尤其是建筑物的数量增加,建筑与能源及环境间的矛盾越来越突出。为此建筑的设计人员应树立节能环保意识,保持建筑空间设计的科学合理,积极加强能耗监测系统的应用,努力推广应用新能源,真正实现建筑节能设计的优化,促进建筑的节能环保,实现人类社会的健康可持续发展。
参考文献
[1]赵洋.基于低能耗口标的严寒地区体育馆建筑设计研究[J].哈尔滨:哈尔滨工业大学,2014.
[2]张姬.面向设计初期的建筑节能优化方法[J].居业,2016(05).
[3]林波荣,李紫微.面向设计初期的建筑节能优化方法[J].科学通报,2016(01).
论文作者:刘春霞
论文发表刊物:《中国西部科技》2019年第9期
论文发表时间:2019/11/22
标签:节能论文; 采暖论文; 建筑物论文; 建筑节能论文; 技术论文; 建筑论文; 屋面论文; 《中国西部科技》2019年第9期论文;