建筑節(jié)能的方法及其簡單應(yīng)用

1、建筑節(jié)能的方法及其簡單應(yīng)用建筑節(jié)能，最初為減少建筑中能量的散失，現(xiàn) 在則普遍稱為“提高建筑 中的能源利用率”，在保證提高建筑舒適性的條件下，合理 使用能源，不斷 提高能源利用效率。具體則是指在建筑物的規(guī)劃、設(shè)計(jì)、新建（改建、擴(kuò) 建）、改造和使用過程中，執(zhí)行節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)，采用節(jié) 能型的技術(shù)、工藝、設(shè)備、 材料和產(chǎn)品，提高保溫隔熱性能和采暖供熱、空調(diào)制冷制熱系統(tǒng)效率，加 強(qiáng)建筑物用能系統(tǒng)的運(yùn)行管理，利用可再生能源，在保證室內(nèi)熱環(huán)境質(zhì)量 的前提下，減少供熱、空調(diào)制冷制熱、照明、 熱水供應(yīng)的能耗。在我國建筑節(jié)能有著極其重要的意義。我國是一個(gè)發(fā)展中大國，又是 一個(gè)建筑大國，每年新建房屋面積高達(dá)17-18億平

2、方米，超過所有發(fā)達(dá)國家 每年建成建筑面積的總和。隨著全面建設(shè)小康社會(huì)的逐步推進(jìn)，建設(shè)事業(yè) 迅猛發(fā)展，建筑能耗迅速增長。所謂建筑能耗指建筑使用能耗，包括采暖 、 空調(diào)、熱水供應(yīng)、照明、炊 事、家用電器、電梯等方面的能耗。其中采暖、 空調(diào)能耗約占60%70%。我國既有的近400億平方米建筑，僅有1%為節(jié) 能建筑，其余無論從建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)還是采暖空調(diào)系統(tǒng)來衡量，均屬于高耗 能建筑。單位面積采暖所耗能源相當(dāng)于緯度相 近的發(fā)達(dá)國家的23倍。這 是由于我國的建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)保溫隔熱性能差，采暖用能的2/3白白跑掉。而 每年的新建建筑中真正稱得上“節(jié)能建筑”的還不足1億平方米，建筑耗能總 量在我國能源消費(fèi)總量中的

3、份額已超 過27%，逐漸接近三成。如何提高建筑中的能源利用率，建筑節(jié)能又有哪些方法呢？這里簡單介 紹五種建筑節(jié)能方法及其應(yīng)用。優(yōu)化建筑規(guī)劃與設(shè)計(jì)在建筑規(guī)劃和設(shè)計(jì)時(shí)，根據(jù)大范圍的氣候條件 影響，針對(duì)建筑自身所處 的具體環(huán)境氣 候特征，重視利用自然環(huán)境（如外界氣流、雨水、湖泊和綠化、 地形等）創(chuàng)造良好的建筑室內(nèi) 微氣候，以盡量 減少對(duì)建筑設(shè)備的 依賴。具體 措施可歸納為以下三個(gè)方面：合理選擇建筑的地址、采取合理的外部環(huán)境 設(shè)計(jì)（主要方法為：在建筑周圍布置樹木、植被、水面、假山、圍墻）;合理 設(shè)計(jì)建筑形體（包括建筑整體體量和建筑朝向的確 定），以改善既有的微氣候； 合理的建筑形體設(shè)計(jì)是充分利用建筑室

4、外微環(huán)境來改善建筑室內(nèi)微環(huán)境的 關(guān)鍵部分，主要通過建筑各部件的結(jié)構(gòu)構(gòu)造設(shè)計(jì)和建筑內(nèi)部空間的合理分 隔設(shè)計(jì)得以實(shí)現(xiàn)。同時(shí)，可借助相關(guān)軟件進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，輔助設(shè)計(jì)建筑朝 向和居住小區(qū)的道路、綠化、室外消閑空間及利用CFD軟件，如： PHOENICS，F(xiàn)luent等，分析室內(nèi)外空氣流動(dòng)是否 通暢。建筑的規(guī)劃與設(shè)計(jì) 在很大程度上決定了建筑物的使用壽命和自然 條件。因此發(fā)展“綠色建筑” 可使建筑的室內(nèi)布局更加合理，盡量減少使用合成材料，充分利用采光和 通風(fēng)條件，節(jié)省能源，為居住者創(chuàng)造一種接近 自然的感覺。從而從長遠(yuǎn)的角度實(shí)現(xiàn)建筑節(jié)能。改善建筑的圍護(hù)結(jié)構(gòu)圍護(hù)結(jié)構(gòu)節(jié)能改造主要從控制圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù)和加弧熱橋

5、部位保溫入 乎，通過對(duì)外墻、門窗、屋頂、樓梯間和陽臺(tái)欄板、空調(diào)板、女兒墻等熱橋部位 的保溫處理，盡量降低室內(nèi)溫度的變化幅度，減少供熱系統(tǒng)的負(fù)荷壓力，改善房 屋的居住舒適性，同時(shí)也大幅度降低因建筑系統(tǒng)造成的能源浪費(fèi)。這里以墻體節(jié) 能和提高門窗幕墻保溫性能為例。墻體節(jié)能技術(shù)又分為復(fù)合墻體節(jié)能與單一墻 體節(jié)能。復(fù)合墻體節(jié)能是指在墻體主體結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上增加一層或幾層復(fù)合的絕熱保 溫材料來改善整個(gè)墻體的熱工性能。根據(jù)復(fù)合材料與主體結(jié)構(gòu)位置的不同，又分 為內(nèi)保溫技術(shù)、外保溫技術(shù)及夾心保溫技術(shù)。單一墻體節(jié)能指通過改善主體結(jié)構(gòu) 材料本身的熱工性能來達(dá)到墻體節(jié)能效果，目前常用的墻材中加氣混凝土、空洞 率高的多孔磚或

6、空心砌塊可用作單一節(jié)能墻體。而門窗幕墻保溫主要需從改變玻 璃構(gòu)造和種類方面進(jìn)行。首先，由于玻璃的保溫性能對(duì)外窗的傳熱量影響十分可 觀。從節(jié)能角度看，在外飾設(shè)計(jì)中改變玻璃構(gòu)造，將窗玻璃由單層玻璃改為中空 或雙中空（或真空加中空）玻璃，外窗的保溫性能會(huì)明顯提高。1995年修訂的民 用建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)建筑物圍護(hù)結(jié)構(gòu)材料和門窗的傳熱系數(shù)提出了新的要 求。單層玻璃窗的傳熱系數(shù)為6W/m2K。單框雙玻鋼塑復(fù)合窗的傳熱系數(shù)為 3.5W11112 K，單框雙玻塑料窗的傳熱系數(shù)為2.6W/m2.K。窗戶的傳熱系數(shù)要達(dá) 到2.5W/m2K以下必須采用中空玻璃。第二，采用低輻射玻璃（LOW 一 E）減 少輻射傳熱

7、對(duì)提高中空玻璃的隔熱能力效果十 分顯著。通過對(duì)既有已供熱建 筑物圍護(hù)結(jié)構(gòu)的改造，可降低建筑物能耗，減少能源浪費(fèi)，節(jié)約能源，從而降低 供熱運(yùn)行成本，是供熱單位經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的有效手段之一。提暖通空調(diào)系統(tǒng)的用能效率高能效的采暖、空調(diào)系統(tǒng)與上述削減室內(nèi)冷熱負(fù)荷的措施并行，才能真 正地減少采暖、空調(diào)能耗。首先，根據(jù)建筑的特點(diǎn)和功能，設(shè)計(jì)高能效的 暖通空調(diào)設(shè)備系統(tǒng)，例如：熱泵系統(tǒng)、蓄能系統(tǒng)和區(qū)域供熱、供冷系統(tǒng)等 。 然后，在使用中采用能源管理和監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)督和調(diào)控室內(nèi)的舒適度、室內(nèi) 空氣品質(zhì)和能耗情況。如歐洲國家通過傳感器測(cè)量周邊環(huán)境的溫、濕度和 日照強(qiáng)度，然后基于建筑動(dòng)態(tài)模型預(yù)測(cè)采暖和空調(diào)負(fù)荷，控制暖通空調(diào)系

8、 統(tǒng)的運(yùn)行。在其他的家電產(chǎn)品和辦公設(shè)備方面，應(yīng)盡量使用節(jié)能認(rèn)證的產(chǎn) 品。建筑照明節(jié)能據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國照明用電量已占總用量的10%12%。按照我國提出的“中國 綠色照明工程”，照明節(jié)電已成為節(jié)能的重要方面。（一）選擇優(yōu)質(zhì)的電光源科學(xué) 的選用電光源是照明節(jié)電的首要工作。節(jié)能的電光源發(fā)光效率要高，使得每瓦電 （W）發(fā)出更多光通量（Lm）。白熾燈泡發(fā)光效率一般為720Lm/W，其壽命 一般為1000h，特殊的為2000h；單端的緊湊型熒光燈（俗稱節(jié)能燈）其光通量 一般為50Lm / W，采用一只9W壽命30005000h的節(jié)能燈完全可以替代40W 的白熾燈泡；雙端直管熒光燈T12型的光通量為55 Lm/W

9、，壽命為3000 5000h，而現(xiàn)在的T5型則達(dá)到90110 Lm/W，壽命可達(dá)800010000h。所以 T12，T10甚至T8型的熒光燈都應(yīng)該淘汰，不但可以節(jié)約大約50%的電能，還 會(huì)改善燈光的顯色性。除以上光源外，還有高強(qiáng)氣體放電燈，如高壓鈉燈、金屬 鹵化物燈、微波硫燈、無極燈、發(fā)光二極管和半導(dǎo)體照明燈等，科學(xué)技術(shù)的發(fā)展， 電光源也層出不窮。重要的是，現(xiàn)在還在應(yīng)用那些落后的費(fèi)電的燈的場(chǎng)所，應(yīng)該 盡快實(shí)行照明工程節(jié)能改造。同時(shí)，在選擇發(fā)光較高的光源時(shí)要考慮應(yīng)用場(chǎng)所， 根據(jù)場(chǎng)所的特點(diǎn)和電光源的特性進(jìn)行合理的科學(xué)的照明改造。（二）選擇節(jié)電的 照明電器配件在各種氣體放電光源中均需要有電器配件。例

10、如鎮(zhèn)流器，舊的T12 熒光燈其電感鎮(zhèn)流器要消耗其20%的電能，40W燈，其鎮(zhèn)流器耗電約8W；而 節(jié)能的電感鎮(zhèn)流器則耗電小于10%，更節(jié)能的電子鎮(zhèn)流器，則只耗電其23%， 也是一筆不小的節(jié)電措施。（三）安裝照明系統(tǒng)節(jié)電器目前國內(nèi)外都大力推廣照 明節(jié)電器，在現(xiàn)在照明系統(tǒng)上加裝節(jié)電控制設(shè)備。而良好的維護(hù)管理、合理的選 擇照度值、合理的選擇控制開關(guān)和充分利用天然光、合理的選擇照明線路也是照 明節(jié)電的重要方面。利用新能源我國建筑業(yè)發(fā)展迅猛，把節(jié)能、綠色環(huán)保、生態(tài)技術(shù)應(yīng)用于建筑工程是發(fā)展 的必然趨勢(shì)太陽能、風(fēng)能、地?zé)崮艿刃滦湍茉丛诮ㄖ系挠行?yīng)用，不僅可以代 替有限的傳統(tǒng)能源，而且可以減少污染物的排放，保

11、護(hù)生態(tài)環(huán)境，它的開發(fā)和利 用具有廣闊的前景和深遠(yuǎn)的意義。我國具有豐富的新能源資源，目前在太陽能利 用方面發(fā)展迅速，太陽能電池發(fā)電技術(shù)在建筑上大量使用，太陽能熱水器 的用量也以每年20%的速度增長，預(yù)計(jì)到2015年太陽能熱水器的普及率將達(dá)到 25%，太陽能發(fā)電系統(tǒng)的擁有量將達(dá)到320MW。另外像風(fēng)能、地?zé)崮艿确矫娴?開發(fā)研制也取得了很大成就，預(yù)計(jì)新能源必將在我國的建筑事業(yè)中發(fā)揮巨大的作 用。例如在屋頂安裝太陽能電池發(fā)電系統(tǒng)，可以將太陽輻射能直接轉(zhuǎn)換成電能， 利用蓄電池組貯存太陽能電池受光照所發(fā)出的電能，并可以隨時(shí)向用電設(shè)備供 電，從而滿足建筑內(nèi)的動(dòng)力和照明系統(tǒng)的用電需求。建筑物的的空調(diào)系統(tǒng)全面采

12、 用了地源熱泵技術(shù)，可以利用地表淺層中蓄存的能量。室外空氣溫度波動(dòng)很大， 但地表面幾米以下的地溫全年相對(duì)恒定。另外，將光導(dǎo)纖維技術(shù)將自然光用于室 內(nèi)照明，在屋頂架設(shè)了風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)等多項(xiàng)節(jié)能環(huán)保措施的應(yīng)用，可使新能源在 建筑工程中得到廣泛和有效地應(yīng)用。建筑節(jié)能和新能源的利用是緩解能源危機(jī)、減輕環(huán)境污染、改善生活工作條 件、促進(jìn)經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展的一項(xiàng)根本措施。隨著新能源技術(shù)的不斷發(fā)展，其在建筑 節(jié)能方面的作用將更加重要?？偨Y(jié)：以上幾個(gè)方面只是建筑節(jié)能的部分應(yīng)用。我國是一個(gè)發(fā)展中國家，人 口眾多，人均能源資源相對(duì)匾乏。人均耕地只有世界人均耕地的1/3，水資源只 有世界人均占有量的1/4,已探明的煤炭儲(chǔ)量只占世界儲(chǔ)量的11%，原油占2.4%。 每年新建建筑使用的實(shí)心粘土磚，毀掉良田12萬畝。物耗水平相較發(fā)達(dá)國家， 鋼材高出10%-25%，每立方米混凝土多用水泥80公斤，污水回用率僅為25%。 國民經(jīng)濟(jì)要實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，推行建筑節(jié)能勢(shì)在必行。目前，我國建筑用能浪 費(fèi)極其嚴(yán)重，而且建筑能耗增長的速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過我國能源生產(chǎn)可能增長的速度， 如果聽任這種高耗能建筑持續(xù)發(fā)展下去，國家的能源生產(chǎn)勢(shì)必難以長期支撐此種 浪費(fèi)型需求，從而不得不被迫組織大規(guī)模的舊