建筑節(jié)能新措施

1、建筑節(jié)能新措施鄧建寧 長安大學(xué)環(huán)工學(xué)院摘要：由于能源消耗逐年增加，建筑行業(yè)作為主要的耗能項(xiàng)目，其耗能量，增加更為迅速，為了實(shí)現(xiàn)我國可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，建筑節(jié)能勢在必行。建筑節(jié)能的主要技術(shù)措施有：節(jié)能建筑規(guī)劃設(shè)計(jì)、增強(qiáng)維護(hù)結(jié)構(gòu)的隔熱保溫性能、空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)措施、新發(fā)展的節(jié)能技術(shù)措施如蓄冷技術(shù)和冷卻塔供冷技術(shù)等、及空調(diào)系統(tǒng)的維護(hù)管理節(jié)能技術(shù)措施。關(guān)鍵詞：節(jié)能建筑、新型建材、空調(diào)系統(tǒng)、蓄冷技術(shù)Abstract: As energy consumption increases every year, the construction industry as a major energy project,

2、 its energy consumption, increase more rapidly, in order to achieve sustainable development strategy in China, building energy conservation is imperative. The main technical building energy efficiency measures: energy efficient building planning and design, enhanced maintenance of the structure of t

3、he thermal insulation performance, air-conditioning system energy saving technical measures, technical measures for new developments such as the storage of energy-saving technology and cooling technology, cooling towers, and air-conditioning system maintenance management of energy-saving technical m

4、easures.Keywords: energy efficient buildings, new building materials, air-conditioning systems, storage technology1 引言 近年來，隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，能源消耗不斷增加，節(jié)能技術(shù)已成為全世界關(guān)注的熱點(diǎn)，也是當(dāng)前國內(nèi)外節(jié)能領(lǐng)域的一個(gè)熱點(diǎn)研究課題。然而，在國內(nèi)外，建筑能耗已經(jīng)成為主要的耗能項(xiàng)目。為了實(shí)行可持續(xù)發(fā)展，建筑節(jié)能是目前節(jié)能領(lǐng)域的當(dāng)務(wù)之急。建筑節(jié)能可分為建筑物自身的節(jié)能和空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能。建筑物自身的節(jié)能主要是從建筑設(shè)計(jì)規(guī)劃、維護(hù)結(jié)構(gòu)、遮陽設(shè)施等方面考慮。空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能是從減少冷

5、熱源能耗、輸送系統(tǒng)的能耗及系統(tǒng)的運(yùn)行管理等方面進(jìn)行考慮。2、 節(jié)能建筑規(guī)劃設(shè)計(jì)根據(jù)建筑功能要求和當(dāng)?shù)氐臍夂騾?shù)，在總體規(guī)劃和單體設(shè)計(jì)中，科學(xué)合理地確定建筑朝向、平面形狀、空間布局、外觀體型、間距、層高、選用節(jié)能型建筑材料、保證建筑外維護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫隔熱等熱工特性及對建筑周圍環(huán)境進(jìn)行綠化設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)要有利于施工和維護(hù)，全面應(yīng)用節(jié)能技術(shù)措施，最大限度減少建筑物能耗量，獲得理想的節(jié)能效果。2.1 建筑朝向和平面形狀相同形狀的建筑物,南北朝向比東西朝向的冷負(fù)荷小，因此建筑物應(yīng)盡量采用南北向。如對一個(gè)長寬比為41的建筑物, 經(jīng)測試表明：東西向比南北向的冷負(fù)荷約增加70%。在建筑物內(nèi)布置空調(diào)房間時(shí)，盡量避免布

6、置在東西朝向的房間及東西墻上有窗戶的房間以及平屋頂?shù)捻攲臃块g?？照{(diào)建筑的平面形狀，應(yīng)在體積一定的情況下，采用外維護(hù)結(jié)構(gòu)表面積小的建筑。因?yàn)橥獗砻娣e越小，冷負(fù)荷越小，能耗越小。2.2合理確定建筑外墻的窗墻面積比外窗、實(shí)墻是建筑立面構(gòu)圖的主要元素，也是圍護(hù)結(jié)構(gòu)的重要組成部分。外窗是保證房間良好的采光、通風(fēng)的重要衛(wèi)生條件。窗墻比是窗洞口與墻的面積比值，增大這兩個(gè)比值不利于空調(diào)建筑節(jié)能，應(yīng)盡量減少空調(diào)房間兩側(cè)溫差大的外墻面積及窗的面積。控制窗墻比、對外墻及屋頂?shù)膶?dǎo)熱系數(shù)等提出具體要求。通過外窗的耗熱量占建筑物總耗熱量的很大一部分。故在進(jìn)行前期建筑設(shè)計(jì)時(shí)，在保證室內(nèi)采光通風(fēng)的前提下合理控制窗墻比是很重要

7、的,一般北向不大于25%;南向不大于35%;東西向不大于30%，主要朝向的窗墻面積比選擇為0.4左右較為適宜，這樣只需對外窗的傳熱系數(shù)提出要求即可，而不必再考慮外窗玻璃的可見光透射比的要求。2.3.重視建筑外窗的細(xì)部設(shè)計(jì)外窗的設(shè)計(jì)不但應(yīng)考慮傳熱系數(shù)和遮陽系數(shù)的要求，還應(yīng)重視其開啟位置、開啟方式及玻璃分格的確定，少用玻璃幕墻。2.4合理控制體型系數(shù)體形系數(shù)的定義是建筑物外表面積S與其所包圍的體積V之比值。對于相同體積的建筑物,其體形系數(shù)越大,說明單位建筑空間的熱散失面積越高，體形系數(shù)每增大0.01，能耗指標(biāo)約增加2.5%。因此,出于節(jié)能的考慮,在建筑設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡量控制建筑物的體形系數(shù)。當(dāng)要滿足造型

8、和美觀的要求需要，采用較大的體形系數(shù)時(shí),應(yīng)盡量增加圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱阻。2.5 綠化對節(jié)能建筑的影響綠化對氣候條件起著十分重要的作用，它能調(diào)節(jié)改善氣溫，調(diào)節(jié)碳氧平衡，減弱溫室效應(yīng)，減輕城市的大氣污染，減低噪聲，遮陽隔熱，是改善建筑室內(nèi)環(huán)境，節(jié)約建筑能耗的有效措施。3 增強(qiáng)建筑維護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫隔熱性能改善建筑的保溫隔熱性能可以直接有效地減少建筑物的冷熱負(fù)荷。據(jù)有關(guān)資料介紹,圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù)每增大1W/M2·K。在其他工作情況不變條件下,空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算負(fù)荷增加近30%。3.1外墻使用環(huán)保、節(jié)能型建筑材料使用環(huán)保、節(jié)能型建筑材料，可有效減少通過圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱，從而減少各主要設(shè)備的容量，達(dá)到顯著

9、的節(jié)能效果。采用新型墻體材料與復(fù)合墻體圍護(hù)結(jié)構(gòu)。在進(jìn)行經(jīng)濟(jì)性、可行性分析的前提下,在墻體內(nèi)外側(cè)敷設(shè)保溫隔熱的新材料。保溫材料在墻體及圍護(hù)結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用 保溫材料是實(shí)現(xiàn)建筑節(jié)能的最基本的條件。實(shí)心磚已普遍被空心砌快和多孔磚所代替，在空心砌快的墻體中，為了提高墻體的保溫性能，隔斷在砌塊之間形成的空心通道的氣流，還可以在各空隙中填加膨脹珍珠巖、散狀玻璃礦物棉或散狀礦物棉等松散填充絕熱保溫材料。在建筑物的圍護(hù)結(jié)構(gòu)中，采用輕質(zhì)高效的玻璃棉、巖棉、泡沫塑料等保溫材料。墻體的保溫基本上有三種形式；保溫、外保溫和夾心保溫。建筑的墻體結(jié)構(gòu)可以是最外面一層為木質(zhì)或塑料質(zhì)的墻板，然后是一層硬質(zhì)的泡沫塑料，里面就是墻的

10、標(biāo)準(zhǔn)主體。另外一種典型墻的結(jié)構(gòu)是在空心砌塊或空心砌筑好的墻體空腔中，填充密實(shí)，同樣能起到很好的保溫作用。保溫材料在屋頂上的應(yīng)用建筑采用尖頂?shù)牡奈蓓?，在尖頂?shù)拈w樓空間緊接屋頂?shù)南旅嫜b上供空氣流通的通道，既能解決空氣的流通，又可起到一定的保溫隔熱作用。同時(shí)在天花板的上面，鋪設(shè)玻璃棉或礦物棉氈、墊，或在此空間直接吹入松散的保溫棉，或者直接吊裝由玻璃棉或巖棉等保溫材料和裝飾貼面復(fù)合而成的天花板。保溫材料在地面中的應(yīng)用對有地下室和地下空間的建筑，空間的地板并不是直接暴露在外界環(huán)境中，這就為保溫創(chuàng)造了有利條件。即使地下室和地下空間不是采暖空間時(shí)，在冬季，仍會(huì)有相當(dāng)多的熱量，通過一樓的地板傳出。因此，在建筑

11、物的一樓地板下面，仍然需要填充高密度的保溫材料。建筑的外墻裝飾材料外墻裝飾材料應(yīng)兼顧保護(hù)墻體和美化墻體的兩重功能。根據(jù)實(shí)際情況選用。選材原則以對環(huán)境和人體無毒、無害、無污染與無放射性為主。在采光、通風(fēng)換氣、保暖隔熱、防噪音方面都有明顯的效果。外墻色調(diào)的選擇也是非常重要的,像在我國南方的低緯度地區(qū)，由于日照時(shí)間和強(qiáng)度都比較大，所以外墻最好采用淺色調(diào)為主，能有效降低建筑的熱量吸收，間接地減少空調(diào)使用頻率；相反，高緯度地區(qū)就應(yīng)一深色調(diào)為主。3.2隔離太陽輻射熱 對垂直墻面可采用外廓、陽臺、挑檐陽等遮陽設(shè)施和淺色墻面、反射幕墻、植物覆蓋綠化等。3.3 門窗的節(jié)能技術(shù)措施3.3.1 盡量減少門窗的面積門

12、窗是建筑能耗散失的最薄弱部位，面積約占建筑外維護(hù)結(jié)構(gòu)面積的 30%，其能耗約卻占建筑總能耗的2/3，其中傳熱損失為 1/3。所以門窗是外維護(hù)結(jié)構(gòu)節(jié)能的重點(diǎn)。所以在保證日照、采光、通風(fēng)、觀景條件下，盡量減少外門窗洞口的面積。3.3.2 設(shè)置遮陽設(shè)施 設(shè)置遮陽設(shè)施，考慮空調(diào)設(shè)備的位置。減少陽光直接輻射屋頂、墻、窗及透過窗戶進(jìn)入室內(nèi)，可采用外廊、陽臺、挑檐、遮陽板、熱反射窗簾等遮陽措施。門窗的遮陽設(shè)施可選用特種玻璃、雙層玻璃、窗簾或遮陽板等。3.3.3 提高門窗的氣密性設(shè)計(jì)中應(yīng)采用密閉性良好的門窗。通過改進(jìn)門窗產(chǎn)品結(jié)構(gòu)（如加裝密封條），提高門窗氣密性。防止空氣對流傳熱，加設(shè)密閉條是提高門窗氣密性的重

13、要手段之一。3.3.4 盡量使用新型保溫節(jié)能門窗采用熱阻大、能耗低的節(jié)能材料制造的新型保溫節(jié)能門窗（塑鋼門窗）可大大提高熱工性能。同時(shí)還要特別注意玻璃的選材。玻璃窗的主要用途是采光，但由于玻璃窗的耗冷量占制冷機(jī)最大負(fù)荷的20%30%，冬季單層玻璃窗的耗熱量占鍋爐負(fù)荷的10%20%，因而控制窗墻比在30%50%范圍內(nèi)時(shí)，窗玻璃盡量選特性玻璃，如吸熱玻璃，反射玻璃，隔熱遮光薄膜。4 屋頂?shù)墓?jié)能技術(shù)措施4.1 隔離太陽輻射熱 隔熱太陽輻射熱，減少陽光直射，對屋頂可采用架空屋面，淺色屋面，種植屋面等。對屋面進(jìn)行綠色覆蓋，既可遮陽，又能隔熱，而且通過光合作用，可消耗或轉(zhuǎn)化部分能量，也起到美化環(huán)境作用。因

14、此植物覆蓋法是空調(diào)節(jié)能的較好的方法。還有設(shè)計(jì)通風(fēng)屋面、蓄水屋面等節(jié)能措施。4.2 “冷屋頂”節(jié)能所謂“冷屋頂”(cool roofs)是指日射反射率高的屋頂,它通過對普通屋頂涂上高反射率的涂料,提高屋頂?shù)娜丈浞瓷渎?減少太陽熱量的吸收,從而達(dá)到減少空調(diào)冷負(fù)荷和空調(diào)節(jié)能的目的。研究表明：采用“冷屋頂”節(jié)能可使空調(diào)負(fù)荷減少約 10%50%。5 空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)措施5.1 降低系統(tǒng)的設(shè)計(jì)負(fù)荷由于很多設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)空調(diào)系統(tǒng)時(shí)，往往采用負(fù)荷指標(biāo)進(jìn)行估算，并且出于安全的考慮，指標(biāo)往往取得過大，造成了系統(tǒng)的冷熱源、能量輸配設(shè)備、末端換熱設(shè)備的容量都大大的超過了實(shí)際需求。 5.2 冷熱源節(jié)能空調(diào)系統(tǒng)消耗的大部

15、分能量是在冷熱源系統(tǒng)中消耗的。所以合理選擇冷熱源系統(tǒng)對空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能至關(guān)重要?？照{(diào)系統(tǒng)的常采用的冷熱源方式是（1）水冷冷水機(jī)組+鍋爐；（2）熱泵；（3）溴化鋰吸收式+鍋爐。5.3 減少輸送系統(tǒng)的動(dòng)力能耗動(dòng)力能耗主要是指空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行中風(fēng)機(jī)和水泵所消耗的電能。采用科學(xué)合理方法使之降低,對整個(gè)空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能有十分重要的意義。具體的技術(shù)措施有：選用低流速流體水泵和風(fēng)機(jī)的功耗與管路系統(tǒng)中流速的平方成正比,故采用低流速能取得較好的節(jié)能效果。且有利于提高水力工程的穩(wěn)定性。 提高輸配系統(tǒng)的效率設(shè)計(jì)時(shí)合理的選擇水泵的揚(yáng)程,如果揚(yáng)程過高時(shí),靠減小閥門開度來調(diào)節(jié)系統(tǒng)的水力平衡,使得系統(tǒng)的能耗過多的消耗在閥門和過濾器上

16、。適當(dāng)采用二級泵系統(tǒng)。在送風(fēng)系統(tǒng)中設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡量使風(fēng)機(jī)工作在高效率區(qū)段。5.3.3用變流量水系統(tǒng)在設(shè)計(jì)空調(diào)水系統(tǒng)時(shí)，如采用定水溫變流量或變水溫變流量的調(diào)節(jié)方式，使供水量隨空調(diào)負(fù)荷的變化而增減，不但可以減少處理過程的能耗還能節(jié)省輸送能耗。5.3.4采用變風(fēng)量系統(tǒng) 變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)可以通過改變送風(fēng)量的辦法來控制不同房間的溫濕度。同時(shí)，當(dāng)各房間的負(fù)荷小于設(shè)計(jì)負(fù)荷時(shí)，變風(fēng)量系統(tǒng)可以調(diào)節(jié)輸送的風(fēng)量。從而減少系統(tǒng)的總輸送風(fēng)量。這樣，空調(diào)設(shè)備的容量也可以減小，既可節(jié)省設(shè)備費(fèi)的投資，也進(jìn)一步降低了系統(tǒng)的運(yùn)行能耗。而風(fēng)量的減少又節(jié)約了處理空氣所需要消耗的能量。5.4利用冷卻塔供冷技術(shù)冷卻塔供冷技術(shù)是指在室外空氣濕球

17、溫度較低時(shí)，關(guān)閉制冷機(jī)組，利用流經(jīng)冷卻塔的循環(huán)水直接或間接地向空調(diào)系統(tǒng)供冷，提供建筑物所需的冷量，從而節(jié)約冷水機(jī)組的能耗，是近年來國外發(fā)展較快的節(jié)能技術(shù)。5.5 蓄冷技術(shù)在實(shí)施峰谷電價(jià)的地區(qū),可利用低電價(jià)時(shí)段采用冰蓄冷系統(tǒng)將水制成冰來儲(chǔ)存冷量,高電價(jià)時(shí)段再將冷量釋放出來。采用冰蓄冷技術(shù)助于調(diào)節(jié)送風(fēng)溫差,是一舉多得的節(jié)能好舉措。6 運(yùn)行管理中一些重要的節(jié)能手段在實(shí)際運(yùn)行中,對于系統(tǒng)形式相同和建筑規(guī)模相似的建筑物,其運(yùn)行能耗也存在較大的差別。因此,加強(qiáng)運(yùn)行管理,合理降低設(shè)備的運(yùn)行能耗可以大大的節(jié)約能源,并帶來顯著的經(jīng)濟(jì)效益。6.1管路系統(tǒng)的檢漏、檢垢管路系統(tǒng)中的水或空氣都是攜帶冷量或熱量的介質(zhì)。它們從系統(tǒng)中泄露就直接造成了能量的損失。所以，經(jīng)常對管道設(shè)備進(jìn)行檢查并采取相應(yīng)的措施是很有必要的。6. 2 調(diào)節(jié)新風(fēng)量新風(fēng)負(fù)荷占總負(fù)荷的比例較大。在實(shí)