建筑節(jié)能技術(shù)-第一章

1、能源與環(huán)境危機建筑能耗建筑節(jié)能隨著經(jīng)濟的發(fā)展和人類生活水平的不斷提高，人類對能源的需求量日益增大,煤炭、石油、天然氣作為目前人類社會的主導(dǎo)能源因其“不可再生”，正面臨著枯竭的危險BP(英國石油公司)世界能源統(tǒng)計2011年數(shù)據(jù)顯示，截至 2010 年底，全球原油探明可采儲量為 1.383 萬億桶，按 2010 年的年開采速度可開采 46.2 年；全球常規(guī)天然氣探明可采儲量為 187.1 萬億立方米，按 2010 年的年開采速度能滿足 58.6 年的開采；煤炭全球探明可采儲量為 8609.38 億噸，按 2010 年的年開采速度可生產(chǎn) 118年,全球最為依賴的能源在21世紀中葉即將趨于枯竭。一次能

2、源是指自然界中以天然形式存在并且沒有經(jīng)過加工或轉(zhuǎn)換的能量資源，包括原煤、原油、天然氣、太陽能、水能、風能、地熱能及生物質(zhì)能等，也稱為天然能源；二次能源是指由一次能源直接或間接轉(zhuǎn)換成其他種類和形式的能量資源，例如電力、蒸汽、煤氣、汽油、柴油等，也稱為人工能源。 可再生能源是指在自然界中可不斷再生并可以持續(xù)利用的資源，主要包括太陽能、風能、水能、地熱能、生物質(zhì)能等非可再生能源是指人類開發(fā)利用后，在現(xiàn)階段不可能再生的能源資源，如煤和石油都是古生物的遺體被掩壓在地下深層中，經(jīng)過漫長的演化而形成的(故也稱為“化石燃料”)，一旦被燃燒耗用后，不可能在數(shù)百年乃至數(shù)萬年內(nèi)再生。傳統(tǒng)化石能源的大量消耗導(dǎo)致能源枯

3、竭的同時也給環(huán)境帶來了巨大的災(zāi)害，產(chǎn)生了各種環(huán)境問題，如溫室氣體效應(yīng)、酸雨、臭氧層空洞等。 溫室效應(yīng)是指透射陽光的密閉空間由于與外界缺乏熱交換而形成的保溫效應(yīng)溫室氣體效應(yīng)是指大氣保溫效應(yīng)，大氣中的二氧化碳等具有吸熱和隔熱的功能，使太陽輻射到地球上的熱量無法向外層空間發(fā)散，使地球表面變熱，這種現(xiàn)象稱為溫室效應(yīng)溫室效應(yīng)使地球保持較高的溫度，創(chuàng)造出適宜生命存活的環(huán)境。但工業(yè)革命以來，由于燃燒過多煤炭、石油和天然氣，這些燃料燃燒后放出的二氧化碳等吸熱性強的溫室氣體逐年增加，大氣的溫室效應(yīng)也隨之增強，引起全球變暖。氣候問題成為全人類面臨的一大挑戰(zhàn)。酸雨（acid rain）是指PH值小于5.6的雨雪或其

4、他形式的降水，是工業(yè)高度發(fā)展而出現(xiàn)的副產(chǎn)物，由于人類大量使用煤、石油、天然氣等化石燃料，燃燒后產(chǎn)生的硫氧化物或氮氧化物，在大氣中經(jīng)過復(fù)雜的化學反應(yīng)，形成硫酸或硝酸氣溶膠，為云、雨、雪、霧捕捉吸收，降到地面成為酸雨在酸雨的作用下，土壤中的營養(yǎng)元素鉀、鈉、鈣、鎂會釋放出來，并隨著雨水被淋溶掉，所以長期的酸雨會使土壤中大量的營養(yǎng)元素被淋失，使土壤變得貧瘠；酸雨可以直接使森林退化，農(nóng)作物枯萎，還使湖泊、河流酸化，毒害魚類；酸雨加速建筑物和文物古跡的腐蝕和風化過程，并危及人體健康。臭氧是具有三個氧原子的氧，臭氧層對地球上的所有生物有很好的保護作用，可以有效阻止大部分有害紫外線通過，同時讓可見光通過并到達

5、地球表面，為生物生存提供太陽能人類過多地使用氯氟烴類化學物質(zhì)正在嚴重破壞地球的這一天然保護層，化石燃料燃燒過程中放出的氮氧化物也是破壞臭氧層的一個重要因素。臭氧層的破壞引起光譜和強度的變化，對人類健康和生態(tài)環(huán)境構(gòu)成危害BP(英國石油公司)世界能源統(tǒng)計2011年數(shù)據(jù)顯示：截至 2010 年底，中國原油剩余探明可采儲量為 148 億桶，僅占全球總量的 1.1%，儲采比（指年末剩余儲量除以當年產(chǎn)量得出剩余儲量按當前生產(chǎn)水平尚可開采的年數(shù)）為 9.9；天然氣剩余探明儲量為 2.8 萬億立方米，僅占全球總量的 1.5%，儲采比為 29.0；煤炭剩余探明儲量為 1145 億噸，占全球總量的13.3%，儲采

6、比為 35。我國的環(huán)境污染為典型的能源消費型污染，而以煤炭為主的能源結(jié)構(gòu)是造成能源環(huán)境問題的主要原因。統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明，中國空氣環(huán)境中85%的二氧化碳、90%的二氧化硫和73%的煙塵都源自燃煤，酸雨形成的根本原因也源于燃煤。當今人類社會對能源的消耗主要發(fā)生在物質(zhì)生產(chǎn)、交通運輸和建筑使用三大過程中，分別稱為生產(chǎn)能耗、交通能耗和建筑能耗。建筑能耗在總能耗中的比例，反映了一個國家或地區(qū)的經(jīng)濟發(fā)展水平和生活質(zhì)量，目前主要發(fā)達國家的建筑能耗已占社會總能耗的1/3左右。建筑能耗也是溫室氣體排放的主要來源之一，對氣候變化有著重要的影響。廣義的建筑能耗包括建筑全生命周期內(nèi)發(fā)生的所有能耗，從建筑材料（建筑設(shè)備）的開

7、采、生產(chǎn)、運輸，到建筑壽命期終止銷毀建筑、建筑材料（建筑設(shè)備）所發(fā)生的所有能耗。狹義的建筑能耗是在建筑正常使用期限內(nèi)，為了維持建筑正常功能所消耗的能耗。一般所說的建筑能耗是指狹義的建筑能耗，也就是指建筑使用過程中的能耗，包括采暖、空調(diào)、照明、熱水、家用電器和其他動力能耗。由于建筑市場的飛速發(fā)展和人們對建筑的居住舒適度的要求越來越高，建筑能耗占總能耗比例逐年上升?！拔覈课菘偯娣e已超過400億平方米，建筑的單位面積能耗相對較高，今后每年新增建筑面積1620億平方米，到2020年將新增建筑面積200多億平方米。中國的建筑使用能耗占全社會總能耗約28%，這一比重未來20年內(nèi)有可能達到35%。”建筑節(jié)

8、能源于上世紀70年代，1973年的中東戰(zhàn)爭以及隨之發(fā)生的石油危機使依賴石油而發(fā)展的國家采取多種措施應(yīng)對危機，提出了工業(yè)節(jié)能、汽車節(jié)能、農(nóng)業(yè)節(jié)能、建筑節(jié)能等，并付諸實踐。當時節(jié)能是由外部壓力造成的，當今不可再生能源的日趨枯竭以及環(huán)境污染的日益嚴重，促使節(jié)能和環(huán)保逐漸成為可持續(xù)發(fā)展的內(nèi)在要求。建筑在形成、使用過程中會消耗大量的能源，加大了我國能源壓力，制約著國民經(jīng)濟的持續(xù)發(fā)展，并對環(huán)境產(chǎn)生很多負面影響。據(jù)統(tǒng)計，建筑在建材生產(chǎn)、建筑施工、建筑運行的全生命周期內(nèi)消耗了地球上大約50%的能源、42%的水資源、50%的材料，產(chǎn)生了全球24%的空氣污染、50%的溫室效應(yīng)、40%的水源污染、20%的固體垃圾和

9、50%的氯氟烴等。因而建筑節(jié)能是緩解我國能源緊缺矛盾、改善人民生活工作條件、減輕環(huán)境污染、促進經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的有力措施。起始階段，建筑節(jié)能的的含義是減少建筑中能源使用量(energy saving in buildings)而后延伸為在建筑中保持能源(energy conservation in buildings)，即減少門、窗、墻體等建筑維護結(jié)構(gòu)的熱量散失目前建筑節(jié)能的含義是在建筑中積極提高能源利用率(energy efficiency in buildings)，減少能源消耗（主要包括采暖、通風、空調(diào)、照明、炊事、家用電器和熱水供應(yīng)等的能源消耗，提高能源的使用效率，開發(fā)和利用綠色環(huán)保、可

10、再生的新能源。建筑節(jié)能是一個系統(tǒng)工程，它涉及到建筑的規(guī)劃、設(shè)計、施工、運行管理諸多環(huán)節(jié)，涉及到建筑、結(jié)構(gòu)、建筑設(shè)備、建筑電氣與智能化等專業(yè)技術(shù)從技術(shù)途徑上來說，主要有兩方面,一是減少能源總需求量,二是開發(fā)利用新能源。綠色建筑是指在建筑的全壽命周期內(nèi)(物料生產(chǎn)、建筑規(guī)劃、設(shè)計、施工、運營維護及拆除、回用過程)，最大限度地節(jié)約資源（節(jié)能，節(jié)地，節(jié)水，節(jié)材） ,保護環(huán)境和減少污染，為人們提供健康，適用和高效的使用空間，與自然和諧共生的建筑。智能建筑以建筑為平臺，以建筑設(shè)備、設(shè)施為對象，以智能化技術(shù)為手段，為人們提供安全、高效、便捷、節(jié)能、環(huán)保、健康的建筑環(huán)境。利用建筑智能化技術(shù)實現(xiàn)建筑節(jié)能，一是通過

11、應(yīng)用智能化技術(shù)實現(xiàn)建筑機電設(shè)備的優(yōu)化控制，提高設(shè)備運行效率；二是應(yīng)用信息化技術(shù)建立能耗管理信息平臺，對建筑能耗進行分類分項實時計量，實現(xiàn)科學的能源管理；三是開發(fā)智能化技術(shù)在環(huán)保生態(tài)設(shè)施和系統(tǒng)中的應(yīng)用, 與環(huán)保生態(tài)系統(tǒng)共同營造高效、低耗、無廢、無污、生態(tài)平衡的建筑環(huán)境。在綠色智能建筑中，綠色是目的，智能化是手段用綠色的觀念和方式進行建筑的規(guī)劃、設(shè)計、開發(fā)、使用和管理，實現(xiàn)保護居住者的健康，更有效地使用能源、水及其他資源，減少對環(huán)境的綜合影響等特定目標采用智能化技術(shù)是為了促進綠色指標的落實，通過應(yīng)用以智能技術(shù)為支撐的節(jié)能與節(jié)水控制系統(tǒng)與產(chǎn)品、利用可再生能源的智能系統(tǒng)與產(chǎn)品、室內(nèi)環(huán)境綜合控制系統(tǒng)與產(chǎn)品等，提高綠色建筑性能。以智能化推進綠色建筑，節(jié)約能源，降低資源消耗和浪費，減少污染，是建筑智能化發(fā)展的方向和目的，也是綠色建筑發(fā)展的必由之路 建筑節(jié)能是指在建筑中積極提高能源利用率，減少能源消耗，開發(fā)和利用綠色環(huán)保、可再生的新能源