建筑概論結(jié)課論文

1、從清華節(jié)能樓探索我國建筑節(jié)能應(yīng)用北京建筑工程學(xué)院環(huán)境與能源工程學(xué)院 寇展通 摘要：清華大學(xué)節(jié)能樓是中國首座超低能耗示范樓，它應(yīng)用了自然通風(fēng)、自然采光、低能耗圍護結(jié)構(gòu)、太陽能發(fā)電、中水利用、綠色建材和智能控制等國際上最先進的技術(shù)、材料和設(shè)備以達到節(jié)約能源的目的。一般來說,建筑節(jié)能主要從外墻、屋面、門窗、等方面提高圍護結(jié)構(gòu)的熱阻值和密閉性,達到節(jié)約建筑物的使用能耗的目的。關(guān)鍵詞：清華節(jié)能樓 節(jié)能建筑 可能性引言從20世紀(jì)80年代開始，中國步入高速發(fā)展的時期，基本建設(shè)如火如荼。在建筑設(shè)計中，采用生態(tài)技術(shù)、開發(fā)和利用可再生能源，節(jié)約不可再生的能源，改善室內(nèi)熱工環(huán)境，提高居住舒適度，開發(fā)適于人類棲居的環(huán)

2、境，將成為建筑設(shè)計的一個重要方面。1 關(guān)系我國節(jié)約型社會建設(shè)。1. 節(jié)能建筑的成功案例清華節(jié)能樓1.1由社會實踐引發(fā)的探索2011年暑期，我們進行了主題為“關(guān)注綠色建筑發(fā)展·共建你我低碳城市”社會實踐，相繼走訪了鳥巢、清華大學(xué)節(jié)能樓、節(jié)能環(huán)保中心、崔家樓老年活動中心、佳合集團節(jié)能材料生產(chǎn)地等地，進行參觀實踐學(xué)習(xí)。清華節(jié)能樓作為高校中節(jié)能建筑的代表，給我留下了深刻印象，給了我許多思考。1.2清華節(jié)能樓介紹清華大學(xué)環(huán)境節(jié)能樓是中國首座超低能耗示范樓，這座“綠色”建筑集中使用了近百項國內(nèi)外最先進的建筑節(jié)能 2 技術(shù)。該樓總建筑面積約3000平方米，樓體全新設(shè)計理念，保證大樓從早6點到晚6點

3、12小時使用自然光。兩面墻用了七種不同的節(jié)能系統(tǒng)，任何組成部分都可以隨時拆換。建筑圍護結(jié)構(gòu)導(dǎo)致負(fù)荷僅為常規(guī)建筑物的10%，冬季可基本實現(xiàn)零采暖能耗，考慮辦公設(shè)備、照明等系統(tǒng)在內(nèi)，建筑物全年電耗僅是本市同類建筑物的30%，即節(jié)能達到了七成。整座樓的奇特的玻璃幕墻，不僅能保溫，還能自行潔凈與遮陽。樓層平臺上的各種生態(tài)景觀有景觀水體，有屋頂盆栽，不僅中看，而且中用。1.3清華節(jié)能樓·節(jié)能大揭秘3全過程的模擬日照分析、模擬遮陽分析、能源和節(jié)能設(shè)計對策研究，成為SIEEB設(shè)計的核心和關(guān)鍵。建筑造型設(shè)計、能源和節(jié)能分析、最大化自然光源利用減少對人工光源依賴，減低暖通空調(diào)系統(tǒng)的電力需求，以清潔的熱

4、電冷聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)滿足供電需求是SIEEB能源和節(jié)能設(shè)計的五個解決之道。1.3.1熱電冷聯(lián)產(chǎn)SIEEB項目配備的熱電冷聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)是能源系統(tǒng)的核心。熱電冷聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)置以兩臺天然氣發(fā)電機組為主，外加數(shù)臺吸收式冷卻器。設(shè)計策略為以電定熱，發(fā)電機組并網(wǎng)不上網(wǎng)。發(fā)電的同時對燃?xì)廨啓C的冷卻水套/潤滑油廢熱進行回收利用，用于冬季供暖、夏季制冷和生活熱水制備，多級梯次的能源利用、可保證SIEEB能源綜合利用率達到83%左右的水平。熱電冷聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的最大裝機容量為250KVA，在連續(xù)運行階段功率降為200-210KW，每臺機組的熱回收功率在高溫（120-110度）條件下可達130KW，在低溫情況下（70-80度）則可達2

5、55KW。通過發(fā)電機組排煙裝置及冷卻系統(tǒng)回收的熱量可常年用于HVAC H和水暖系統(tǒng)：寒冬季節(jié)，回收的熱量將供給頂板輻射采暖系統(tǒng)、空氣處理裝置以及衛(wèi)生熱水鍋爐；在溫暖季節(jié)回收的熱量可給吸收式冷卻器進行冷氣轉(zhuǎn)換，以滿足大樓夏季對冷氣的需求。鑒于北京的冬冷夏酷的氣候狀況，SIEEB除了電熱冷聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)外還配置有兩臺冷凝鍋爐和三部壓縮冷卻器，對電熱冷聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)進行互補，以充分保證大樓在冬季或夏季對采暖和制冷的需求。1.3.2光伏發(fā)電系統(tǒng)SIEEB南側(cè)的懸臂式結(jié)構(gòu)安裝了太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)，包括190個模塊，每個模塊額定功率為105wp，共計20kwp。模塊安裝在兩個不同的區(qū)域，每個區(qū)域95塊，分別分布在大樓

6、東、西兩翼呈梯形布置的露臺上，光伏發(fā)電系統(tǒng)與六臺變流器配置，將光電池產(chǎn)生的直流電轉(zhuǎn)化為大樓設(shè)施所需的交流電。太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的應(yīng)用提高了可再生能源利用水平，優(yōu)化了SIEEB的能源結(jié)構(gòu)。下圖是暑期實踐時采集的照片：從左至右分別編號為1、2、3、4、5分別為圖：1、2、3、4、51.4從建筑角度分析清華節(jié)能樓1.4.1清華節(jié)能樓的墻體從外部看去，整個墻體是有由立面玻璃構(gòu)造的（如上圖1、2、3、4）。而這樣的墻體材料也打破了傳統(tǒng)的設(shè)計思路。通常情況，按所用材料不同，墻體有磚墻、石墻、混凝土墻及利用工業(yè)廢料制作的各種砌塊墻。4 而墻體現(xiàn)在所用材料是保溫性良好的玻璃材料，并且使東立面和西立面采用了雙層

7、幕墻以控制光線和日光的直射，使整個辦公空間可以實現(xiàn)進光并實現(xiàn)最佳的采光效果。不僅起到了傳統(tǒng)墻體應(yīng)該有的承重、圍護、分隔等作用，而且還可以很好的控制外部環(huán)境，也可獲得最佳的內(nèi)部環(huán)境，更可減少冬季寒風(fēng)對大樓的侵襲。細(xì)細(xì)觀察，玻璃墻體的外墻設(shè)有成不同層次的太陽能電池板，通過自身的發(fā)電供電，可以解決樓體的電力問題。在暑期的實踐中，我們曾多次拜訪清華節(jié)能樓，目的就是能將它的構(gòu)建作用了解清楚?？上覀兊膶I(yè)知識相對薄弱，導(dǎo)致認(rèn)識不夠全面。1.4.2清華節(jié)能樓·感應(yīng)式屋頂屋頂是建筑物最上部的覆蓋構(gòu)建，由屋面、承重結(jié)構(gòu)、保溫隔熱層和頂棚等部分組成。屋頂組要有維護、承重、裝飾作用。要求建筑物屋頂不僅要

8、自重輕、構(gòu)造簡單、堅固耐久、造價經(jīng)濟級美觀等，還應(yīng)滿足防暑排水、保溫隔熱、抵御侵蝕等要求。5進入大樓一樓大廳，發(fā)現(xiàn)屋頂面上有很多直徑約10厘米的圓形孔（如圖5），我誤以為是排水設(shè)施。墻上的“電燈開關(guān)”也很奇怪，既不像手動，也不像聲控。經(jīng)介紹才知道，屋頂圓孔是通風(fēng)裝置，而墻上的“開關(guān)”則是二氧化碳測試裝置。這兩個裝置是連接在一起的，當(dāng)二氧化碳濃度達到一定值的時候，通風(fēng)設(shè)備就會自動開啟，通過屋頂?shù)耐L(fēng)口向室內(nèi)輸送新鮮空氣。據(jù)工作人員介紹，在室內(nèi)的屋頂上，除了我們常見的消防自動感應(yīng)器之外，還裝有一種溫度感應(yīng)裝置由一根小棍吊在屋頂?shù)钠古仪虼笮〉淖厣珗A球。樓內(nèi)的冷氣和供暖都是通過它反饋的信息由大樓智能管

9、理系統(tǒng)控制的，達到一定溫度就會自動開啟，不需要時也會自動停止。屋頂?shù)倪@種感應(yīng)模式，設(shè)置可以取代中央空調(diào)，所以節(jié)不節(jié)能，可想而知。2. 節(jié)能建筑現(xiàn)狀2.1 建筑節(jié)能設(shè)計缺陷 我國的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)與發(fā)達國家相比差距仍然較大，目前我國絕大多數(shù)采暖地區(qū)圍護結(jié)構(gòu)的熱功能都比氣候相近的發(fā)達國家相差許多，外墻的傳熱系數(shù)是他們的34倍，外窗為4倍左右，屋面為3.56倍，門窗的空氣滲透為5倍左右?，F(xiàn)在發(fā)達國家住宅的實際年采暖能耗大約相當(dāng)于每平方米7.57kg標(biāo)準(zhǔn)煤，而我國目前采暖耗能每平方米都達到13.5kg，約為發(fā)達國家的1.5倍。經(jīng)分析，這些能源大多是通過保溫隔熱性能差的外墻、屋頂、窗戶損失掉了，所以我

10、國必須對現(xiàn)有建筑進行大范圍節(jié)能設(shè)計改造。6 2.2 缺少配套完善的建筑節(jié)能法律法規(guī) 我國雖然已出臺了中華人民共和國節(jié)約能源法等法律，但未制定建筑節(jié)能的相關(guān)法律、法規(guī)，所以建筑節(jié)能工作基本上處于無法可依的狀況。按照中華人民共和國節(jié)約能源法發(fā)行的標(biāo)準(zhǔn)來設(shè)計，可以做到節(jié)能50%左右的目標(biāo)，但此標(biāo)準(zhǔn)公布十余年來，真正能夠?qū)嵤┑?，在新建的建筑里還不到20%，大多數(shù)地方政府對此未予以高度重視，中央政府也未將建筑節(jié)能放在關(guān)系全局的高度來進行指導(dǎo)。 2.3 國家對建筑節(jié)能技術(shù)創(chuàng)新技術(shù)支持力度不夠 正在起步發(fā)展中的建筑節(jié)能產(chǎn)業(yè)，普遍存在起點低，技術(shù)水平不高，創(chuàng)新能力弱的問題，國家在建筑節(jié)能技

11、術(shù)開發(fā)和創(chuàng)新方面的支持力度還不夠。 2.4 可再生能源在建筑中的應(yīng)用進度緩慢 據(jù)報道，我國是目前世界上最大的太陽能光伏電池生產(chǎn)國，但80%的產(chǎn)品都進行出口，在國內(nèi)建筑應(yīng)用的比率依然很低。原因在于，太陽能熱水器與建筑一體化設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)至今尚未出臺，雖然建設(shè)部于1995年就已經(jīng)發(fā)文推廣可再生能源在建筑中的應(yīng)用，但由于相關(guān)部門缺乏有效的激勵手段，至今仍處于試點階段。2.5 當(dāng)前常用建筑節(jié)能的方法（1）建筑設(shè)計層面上的節(jié)能（2）建筑布局節(jié)能（3）圍護結(jié)構(gòu)的保溫節(jié)能（4）建筑遮陽設(shè)計（5）潔凈能源的利用（6）利用太陽能的建筑（7）利用風(fēng)能的建筑（8）利用地?zé)岬慕ㄖ?）建筑綠化2.6當(dāng)前節(jié)能存在的

12、問題（1） 組織管理不力，法規(guī)配套不全 （2）建筑設(shè)計和施工技術(shù)水平有待提高（3） 建筑從業(yè)人員的節(jié)能意識還需進一步加強3. 我國走綠色節(jié)能建筑之路的展望就清華節(jié)能樓來講，我還是有些遺憾。它僅僅是為大型公共建筑搭建一個試驗平臺，展示和實驗各種低能耗、生態(tài)化、人性化的建筑形式及先進技術(shù)產(chǎn)品，為以后的節(jié)能開發(fā)提供一個全方位的樣本。只是一個樣本，就是說我們現(xiàn)在還沒有普及。好，咱們政府與機構(gòu)需要多在普及上下功夫。因為這是利國利民的好項目啊，何樂而不全力為之呢？我們的節(jié)能和環(huán)保道路，是一條綠色但艱難的道路。我們中國既要保持較高經(jīng)濟發(fā)展速度，又要實現(xiàn)迫在眉睫的轉(zhuǎn)方式、調(diào)結(jié)構(gòu)，以科學(xué)發(fā)展、可持續(xù)發(fā)展；既要滿

13、足工業(yè)化縱深發(fā)展、城市化提速所需日益增長的能源需求，又要防止因石油進口依賴程度逐年快速攀升而帶來的國家經(jīng)濟安全問題的日益加重。并且，因為人類在新能源和可再生能源的開發(fā)利用上還無法提及替代傳統(tǒng)的能源核能剛有起色，但日本核泄漏再次把人們拖進核恐慌的陰影里。中國在“十二五”規(guī)劃中打算大力發(fā)展核電，現(xiàn)在看來安全被放在第一位?？沙掷m(xù)發(fā)展對中國經(jīng)濟健康有序的發(fā)展具有重大意義，中國人口眾多，生產(chǎn)力水平低，不但人均資源少，能源利用效率也很低。在當(dāng)前和今后相當(dāng)長的時間內(nèi)，是建筑節(jié)能發(fā)展的大好時期，隨著節(jié)能技術(shù)的不斷發(fā)展，一定會有更多更好的節(jié)能思路和節(jié)能產(chǎn)品涌現(xiàn)，我們應(yīng)積極地研究并推廣使用節(jié)能產(chǎn)品來滿足節(jié)約能源、改善居住環(huán)境的要求，建立生態(tài)建筑思想，尊重自然環(huán)境，用科學(xué)技術(shù)、經(jīng)濟效益和社會效益相統(tǒng)一的方法進行規(guī)劃和設(shè)計，將節(jié)能意識貫穿于設(shè)計的每一個環(huán)節(jié)，使建筑節(jié)能獲得巨大的實際應(yīng)用價值，滿足各階段節(jié)能目標(biāo)的需要。 轉(zhuǎn)參考文獻：1 我國節(jié)能建筑現(xiàn)狀. 寶鋼