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文檔簡介
/現(xiàn)階段我國主要建筑節(jié)能技術建筑物的建筑節(jié)能技術內容主要涉及到:建筑外圍護結構節(jié)能技術、建筑供熱制冷系統(tǒng)和建筑設備節(jié)能技術、可再生能源在建筑中應用技術。而建筑外圍護結構節(jié)能內容主要有:外墻保溫隔熱技術、門窗節(jié)能技術、屋面節(jié)能技術和地面、樓板及樓梯間隔墻技術、建筑遮陽技術等等;建筑供熱制冷系統(tǒng)和建筑設備節(jié)能內容主要有:熱電冷聯(lián)產技術、供熱系統(tǒng)溫控和熱計量技術、空調蓄冷技術、空調系統(tǒng)變頻限制技術、熱回收技術;可再生能源在建筑中應用技術內容主要有:太陽能(包括光熱、光電)利用技術、淺層地源熱泵(包括土壤源、地下水源、海水源、淡水源、污水源)和太陽能源熱泵技術在建筑上的應用。
一、建筑外圍護結構節(jié)能技術及存在問題(一)、外墻保溫隔熱技術基本狀況1、外墻保溫隔熱技術應用和發(fā)展我國建筑以混凝土結構、砌體結構及混合結構體系為主,由于這些結構形成的建筑自身特點,在實施建筑節(jié)能時通常接受外墻附貼保溫隔熱系統(tǒng)構造的方式。我國于八十年頭中期起先探討建筑外墻保溫技術、進行工程試點,國內的企業(yè)、探討單位首先通過將改良的窯爐、管道工業(yè)保溫技術用于建筑物的節(jié)能,這方面的技術有珍寶巖、復合硅酸鹽、海泡石或和有機硅復合的各種外墻內保溫漿體材料;這些技術自九十年頭初期應用于北方寒冷和寒冷地區(qū)的節(jié)能建筑,后因為生產工藝簡陋、生產限制不嚴格、性能指標不易達到要求,施工質量難以保證,因而工程質量問題比較多而慢慢退出北方建筑節(jié)能市場,現(xiàn)在主要在南方進行應用。和此同時,部分國內的企業(yè)引進國外技術或對其進行改造后組織生產用于建筑物的節(jié)能,這方面的技術有:模塑聚苯乙烯泡沫塑料板(簡稱EPS)薄抹灰外墻外保溫系統(tǒng);機械固定發(fā)泡聚苯板鋼絲網架板外墻外保溫系統(tǒng)。還有國內獨立研發(fā)的技術,這方面的技術有:如膠粉聚苯顆粒外墻外保溫系統(tǒng);發(fā)泡聚苯板現(xiàn)澆混凝土外墻外保溫系統(tǒng);這些技術系統(tǒng)的應用工程已達上千萬平方米,有些應用已超過上億平方米,代表了我國當今技術主潮流,是發(fā)展的方向。隨著我國部分先進地區(qū)起先執(zhí)行節(jié)能率達65%的第三步建筑節(jié)能標準,和公共建筑節(jié)能標準的實施,最近幾年國內還研發(fā)了擠塑聚苯乙烯泡沫塑料板(簡稱XPS)外保溫技術、膠粉聚苯顆粒復合型外保溫技術(EPS系列)以及聚氨酯(簡稱PU)高效外保溫技術,這些技術正在日益成熟,為許多高效節(jié)能建筑示范接受;但是應當留意的是:在工程應用擠壓聚苯板(XPS)系統(tǒng)時不能運用一般板和再生板,應當運用改進工藝后生產的墻體專用板;而軟、硬泡聚氨酯(PU)技術目前僅以現(xiàn)場噴涂技術和專用板或復合專用板形式的薄抹灰粘貼板技術比較成熟。最近部分技術系統(tǒng)正在進行提高系統(tǒng)防火性能探討和進行系統(tǒng)裝配化做法的探討,有些已經完成了系統(tǒng)探討,完成了工程試點示范,完善后的新系統(tǒng)將在公共建筑節(jié)能和既有建筑節(jié)能改造方面有很好的應用前景。此外,針對現(xiàn)在保溫材料以有機材料為主,其應用性能在建筑類型、建筑尺度上受限制的狀況,還研發(fā)了以礦(巖)棉、玻璃棉、膨脹?;⒅椤⑴菽AП叵到y(tǒng)為代表的無機保溫材料外保溫系統(tǒng),現(xiàn)正在開展工程試用和推廣。還有一些企業(yè)正在探討外墻外保溫系統(tǒng)上貼瓷磚的技術,這些技術還有相當多的探討工作須要完成才能牢靠的應用于工程。和外墻內、外保溫系統(tǒng)同時存在的還有,以加氣混凝土墻體、保溫夾心墻系統(tǒng)、現(xiàn)澆砌模墻體為代表的結構墻體保溫隔熱系統(tǒng)。我國外墻保溫隔熱技術作為建筑節(jié)能事業(yè)的一個主要技術組成部分,正在朝著:性能中學低檔搭配,材料多種、性能多樣,能分別適合我國北方寒冷干燥氣候和南方溫煦潮濕的房屋工程特點方向發(fā)展。2、工程應用中常見的技術問題和影響質量的問題我國外墻保溫技術在較短時間取得了世界注目的發(fā)展,但是在提高完善質量和規(guī)范管理外墻保溫技術方面,我國還剛剛起步;和歐洲管理規(guī)范化,把外保溫系統(tǒng)作為一個整體進行認定的狀況有所不同,我們的管理部門、生產、設計和施工應用單位在認定時還存在比較留意限制材料產品性能,而忽視按要求進行系統(tǒng)性能限制的傾向;生產、探討、施工行業(yè)還存在應用技術理論探討薄弱、工程閱歷缺乏、試驗和驗證方法不統(tǒng)一的問題;相當數(shù)量的開發(fā)商對待建筑節(jié)能實施照舊抱應付和消極的看法,使得質次價低的產品在低價中標的做法下占有市場;最突出的就是各個環(huán)節(jié)不能嚴格按標準生產、銷售、施工的問題。(1)企業(yè)技術研發(fā)、培訓缺位企業(yè)是我國應用技術研發(fā)的主體,但是在外墻保溫隔熱技術領域目前除了少數(shù)企業(yè)外,大多數(shù)生產企業(yè)沒有獨立的研發(fā)力氣,大都還停留在仿照國內外技術階段,對技術的基礎理論、構造措施原理、系統(tǒng)形成機理探討很少;一是有缺陷的保溫隔熱系統(tǒng)流向市場,造成技術產品市場混亂;二是低價中標單位尋求替代材料時,會出現(xiàn)以次充好,或者為節(jié)約成本,簡化構造、簡化施工環(huán)節(jié)時,會出現(xiàn)系統(tǒng)性能下降,使工程質量得不到保證。而大部分內保溫漿料型技術系統(tǒng)在南方建筑上應用時,這些技術系統(tǒng)在變更了的環(huán)境中運用,其保溫機理有所不同,系統(tǒng)經常處于常溫常濕的非中高溫干燥狀態(tài),不能供應優(yōu)良保溫隔熱性能。(2)創(chuàng)新技術集成系統(tǒng)問題目前國家級、省級科研機構進行外墻保溫隔熱技術和產品探討的不多,因此企業(yè)在自行探討新的外墻保溫隔熱技術系統(tǒng)時,能從基礎探討中得到的支持很少;而企業(yè)受自身技術、經濟條件的制約,對于新探討的技術系統(tǒng)也沒有配備足夠的人力、物力、財力,難以從技術的基礎理論、構造措施原理、系統(tǒng)性能形成機理的探討上下工夫,難以解決不同的材料在集成不同的外保溫系統(tǒng)時出現(xiàn)的問題,使得新探討的技術還在試用階段就暴露出工程牢靠性差、耐久性不夠的問題;有些雖然也通過了技術評估,但在擴大應用中就暴露出系統(tǒng)性能不完善,出現(xiàn)工程質量問題。還有少數(shù)施工企業(yè)不進行探討,沒有任何技術依據(jù)就組織隊伍承攬實施外墻外保溫工程;還有的生產、施工企業(yè)為了迎合某些開發(fā)項目的須要,沒有經過外保溫系統(tǒng)的大型耐候試驗、系統(tǒng)評估或論證就進行外墻外保溫系統(tǒng)施工,或進行建筑物外墻外保溫系統(tǒng)上粘貼瓷磚的施工,出現(xiàn)愛惜層開裂和瓷磚空鼓脫落現(xiàn)象,這些都是特殊緊急的做法。(3)施工質量外墻外保溫工程或者叫外墻外保溫技術系統(tǒng)從工廠生產出來到達工程現(xiàn)場還是半成品,必需在現(xiàn)場經過施工環(huán)節(jié)才能最終形成外墻外保溫技術系統(tǒng),因此系統(tǒng)的質量和施工質量有很大關系,而現(xiàn)在許多都是非專業(yè)隊伍施工,施工組織不規(guī)范、沒有特地的資質要求,“專業(yè)施工人員”并不駕馭外保溫技術,加上監(jiān)理環(huán)節(jié)也存在不規(guī)范的問題,無法保證外墻外保溫技術系統(tǒng)的現(xiàn)場施工質量始終處于受控狀態(tài),也就無法保證外墻外保溫系統(tǒng)的工程質量。(4)低價中標和系統(tǒng)質量現(xiàn)在正常的外墻外保溫系統(tǒng)施工成本應當在70~80/m2元人民幣,加合理利潤銷售價格應當在80/m2元人民幣以上;但是現(xiàn)在經常耳聞有外保溫工程報價低至40~50元人民幣的外保溫,這樣做的后果就是質量不合格的外保溫系統(tǒng),或者就是質量有隱患的外保溫系統(tǒng)流向市場;現(xiàn)在有些地方正在建立施工圖審查環(huán)節(jié)中的經濟技術審查,對外保溫系統(tǒng)的基本定額進行審查,以保證工程質量,在目前市場條件下這是值得推廣的閱歷。(5)其他應當留意的問題統(tǒng)一檢測標準、檢測方法。目前在國內能按標準進行大型耐候試驗單位并不多,但因有利可圖便紛紛開展大型耐候試驗,結果因為試驗的方法和工作程序不統(tǒng)一,導致同廠家的同一種技術系統(tǒng)在不同試驗單位的結果不一樣,這就為不成熟技術產品進入市場開了便利大門。規(guī)范設計。設計、施工單位對保溫隔熱技術缺乏了解,靠照搬廠家或標準圖集了事,對相關技術產品標準缺乏培訓,出現(xiàn)設計不合理的保溫隔熱工程、施工質量低下的保溫隔熱工程。完善防水隔潮性能。隨著建筑節(jié)能深化,在低能耗和超低能耗建筑設計中現(xiàn)有外墻保溫隔熱系統(tǒng)可能會出現(xiàn)露點,因此外墻保溫隔熱技術產品下一步應探討隔潮層的設置。變更目前保溫隔熱材料以有機材料為主、以石油化工產品為主的局面。建筑節(jié)能的最終目的是為了節(jié)約石油、煤炭資源,但是目前大量運用的外墻保溫隔熱材料(EPS、XPS、PU)、門窗材料(PVC)、屋面材料(EPS、XPS、PU、PVC、瀝青)都來自石油化工產品,對石油化工依存度高和大量運用又拉動了能源資源的消耗;因此應當關注、支持無機保溫隔熱材料的研發(fā)和應用,而現(xiàn)階段應當關注、支持有機石油化工保溫隔熱材料的循環(huán)利用技術的研發(fā)和應用。組織國家建筑科研力氣細致探討我國南北建筑氣候差異、建筑技術特點、建筑運用特點、外墻保溫隔熱機理和適宜的外墻保溫隔熱技術和產品
我國氣候、生活習慣南北差異大,應當組織國家和地方科研力氣進行探討;特殊是在夏熱冬冷和夏熱冬暖地區(qū)運用內保溫技術問題,既不能簡潔照搬寒冷、寒冷地區(qū)的閱歷,也不能偏信廠家的宣揚;應當依據(jù)內保溫技術應用中普遍存在的熱橋問題、生產和施工質量不穩(wěn)定問題、外墻熱工環(huán)境惡化問題,進行嚴格的第三方驗證,完善其保溫隔熱性能和可用性。最終形成性能中學低檔搭配,形式有外墻外保溫、外墻內保溫、外墻結構自保溫,擁有多種材料、多種性能的,能分別適合我國北方寒冷干燥氣候和南方溫煦潮濕氣候房屋工程特點的外墻保溫隔熱系統(tǒng)。
(二)、門窗技術基本狀況1、節(jié)能門窗技術應用和發(fā)展(1)窗戶建筑外窗由多種材質不同的材料組裝而成,其熱工性能也各不相同;由于窗戶的生產及應用技術、密封技術、遮陽技術和安裝技術水平的不同,受窗框型材特性、斷面設計、玻璃的選用、兩玻間空氣層厚度及窗框比等因素的影響,建筑外窗的保溫性能差別很大。依據(jù)選用型材的不同,建筑外窗分為木窗、鋼窗,鋁合金窗、PVC塑料窗、玻璃鋼窗、彩色鋼板窗、不銹鋼窗和鋼塑復合窗、木塑復合窗、鋁塑復合窗等;依據(jù)選用玻璃的不同,有單玻窗、單框雙玻窗、中空玻璃窗和LOW-E中空玻璃窗等。木窗的保溫性能較好,但耐燃和耐潮濕性能很差。受原材料的限制,目前國內生產的木窗均為高檔木窗,價格昂貴。鋼窗包括空腹和實腹鋼窗、彩色鋼板窗、不銹鋼窗和鋼塑復合窗,空腹和實腹鋼窗大量應用于20世紀70至80年頭,其市場占有率曾突破70%,但由于其保溫性能較差,現(xiàn)已淘汰;作為一般鋼窗的換代產品,彩色鋼板窗和不銹鋼窗具有物理性能較高、耐久性和密封性能好、色調選擇余地多、裝飾效果好和運用壽命長等特點,但保溫隔熱性能也比較差。鋁合金窗分一般和斷熱鋁合金窗,一般鋁合金窗是70年頭末引進、80年頭發(fā)展起來的,其窗框型材為鋁合金,具有輕質、高強、耐久性好、裝飾效果好等特點,但保溫隔熱性能較差,已經淘汰。而新型換代產品斷熱鋁合金窗則具有較好的保溫隔熱性能,但價格比較高。PVC塑料窗是我國80年頭末引進、90年頭發(fā)展起來的,其窗框型材為PVC塑料內加鋼襯,其最大優(yōu)點是保溫性能好,價格合理,缺點是強度及剛性均較鋁合金窗低,水密性、抗風壓性和采光性能均較鋁合金窗差,顏色單一且易變色,尺寸穩(wěn)定性較差;這是目前正在大量運用的節(jié)能窗。玻璃鋼窗近年來探討開發(fā)的玻璃鋼窗,具有較好的熱工和物理性能,但價格較較PVC塑料窗高。鋼塑、木塑和鋁塑等復合窗兼顧了兩種不同材料的優(yōu)點,有綜合的保溫性能和裝飾效果,但目前國產的這類窗的物理、工藝性能還須要改善。雙玻窗、中空玻璃窗和雙層窗的保溫性能明顯優(yōu)單玻窗。單玻窗保溫性能極差,即使是保溫性能好的PVC塑料單玻窗K值也可能高達4.8W/m2·k;而PVC塑料中空玻璃窗傳熱系數(shù)K值在2.1~2.7W/m2·k之間,鋁合金斷熱中空玻璃窗傳熱系數(shù)K值在2.8~3.5W/m2·k之間;PVC塑料Low-E中空玻璃窗傳熱系數(shù)的最小值為1.4W/m2·k,鋁合金斷熱Low-E中空玻璃窗傳熱系數(shù)K值可降到1.9W/m2·k。玻璃運用不同的玻璃對整窗戶的熱工性能影響很大,PET雙中空玻璃、Low-E中空玻璃、真空玻璃和U型玻璃的熱工性能比較好,應在條件具備的項目上優(yōu)先接受。平開和推拉窗的開啟形式對其熱工性能有極大的影響,推拉窗由于密封性能差應當盡量避開運用,平開窗有優(yōu)良的熱工和物理性能,但價格比較高;因此舉薦平開和固定窗組合運用,經濟性價比高。(2)單元、陽臺和戶門的節(jié)能技術經過多年的發(fā)展,我國現(xiàn)在應用的單元、陽臺和戶門主要有木質、鋼質、或木質、鋼質復合保溫門,另有部分在陽臺運用的塑料門,其技術和產品性能基本能夠滿足工程實際須要。2、節(jié)能門窗技術應用中存在的問題隨著先進地區(qū)和城市領先實施建筑節(jié)能率達到65%的第三步節(jié)能標準,應當接受氣密性良好的更為先進高效的節(jié)能門窗(包括單元、陽臺和戶門);目前我國已經能夠自己生產各類門和窗戶,包括所須要的主要門窗框型材、玻璃、門芯板品種,性能也基本滿足須要。但是大量運用的PVC塑料窗存在強度及剛性均較低,水密性、抗風壓性和采光性能均較差,顏色單一且易變色,尺寸穩(wěn)定性較差的缺點;而綜合性能比較好的玻璃鋼窗,鋼塑、木塑和鋁塑復合窗,斷熱鋁合金窗等等價格由于價格偏高,影響了運用。門產品技術中存在內襯保溫材料不達標、門構造不合理、長期穩(wěn)定性差的問題。
(三)、屋面節(jié)能技術基本狀況1、屋面節(jié)能應用和發(fā)展我國屋面建筑節(jié)能技術主要有:結合進行屋面防水處理的EPS、XPS的倒置屋面保溫隔熱技術、PU屋面防水保溫隔熱技術,干鋪加氣混凝土塊屋面保溫隔熱技術,以及若干種既有建筑屋面節(jié)能改造的技術;由于這些技術產品比較適合屋面部位的受力狀態(tài),技術相對成熟,應用后工程反映保溫隔熱效果比較好,處于穩(wěn)定發(fā)展之中。2、屋面節(jié)能工程應用中常見的技術問題工程應用出現(xiàn)的問題主要是屋面防水保溫工程的生產、施工單位嚴格依據(jù)標準進行產品生產、工程施工的問題。另外由于EPS板受潮后其保溫效能將有大幅度下降,因此在實際應用時尤其在南方要留意EPS板用于倒置式屋面以及冷庫、空調等低溫管道保溫時,要分別設置透氣構造和隔氣層。而一些單位推廣的“保溫隔熱涂料”經測試,其實只有減輕熱輻射,起到確定的隔熱作用,并沒有明顯的保溫作用。
(四)地面、樓板及樓梯間隔墻節(jié)能技術狀況1、應用和發(fā)展地面建筑節(jié)能技術主要有:結合外墻面節(jié)能技術施工將保溫材料埋設至基礎設計深度的EPS板、XP板地面保溫隔熱技術。樓層地板的建筑節(jié)能技術經過發(fā)展后現(xiàn)在已形成有:比較成熟的樓層地板和架空樓板反貼EPS、XPS板和抹膠粉聚苯顆粒樓面保溫隔熱技術。樓梯間隔墻節(jié)能技術主要有:膠粉顆粒保溫漿料系統(tǒng)、滿足性能要求的輕質保溫砂漿技術。這些技術比較簡潔,簡潔駕馭,應用后工程反映效果比較好,處于穩(wěn)定發(fā)展之中。2、工程應用中常見的技術問題目前存在問題主要是不按設計要求和規(guī)范施工問題,不按產品標準生產問題。另外,節(jié)能的多層或高層住宅的公共樓梯間假如安裝有常閉且性能滿足節(jié)能標準要求的單元門和樓梯間窗戶,樓梯間內墻可不作保溫,也能滿足樓梯間的熱工要求。
二、建筑供熱制冷系統(tǒng)和建筑設備節(jié)能技術及存在問題(一)、熱電冷聯(lián)產技術基本狀況1、熱電冷聯(lián)產技術應用和發(fā)展近幾年來,我國經濟和社會的發(fā)展已步入一個高速發(fā)展時期,熱、冷用戶快速增加和集聚,用量飛增,這為我國三聯(lián)產的進一步發(fā)展供應了強大的動力。熱電聯(lián)產技術在我國已趨成熟并得到快速的發(fā)展,發(fā)電量已占總發(fā)電量11%以上,收到較好的環(huán)保經濟雙重效益,但由于受到熱負荷的性質及季節(jié)變更等因素的制約,使得熱電聯(lián)產全年總節(jié)能不大。為提高熱電聯(lián)產系統(tǒng)能源利用率和經濟效益,應大力發(fā)展三聯(lián)產系統(tǒng)。熱電聯(lián)產技術通過讓大型建筑自行發(fā)電,解決了大部分用電負荷,提高了用電的牢靠性,同時還降低了輸配電網的輸配電負荷,并削減了長途輸電的輸電損失(在我國此損失約為輸電量的8%~10%)。我國實現(xiàn)“西氣東輸”后,這種方式可以作為東部大城市的自然氣應用的一種形式。尤其對于具有大型公共建筑和住宅小區(qū)的居住區(qū),假如對用電牢靠性要求高、全年存在穩(wěn)定的熱負荷或冷負荷,電熱可實現(xiàn)較好的匹配,這種方式具有較好的節(jié)能效果和經濟效果,優(yōu)化系統(tǒng)配置可在3到5年收回投資。2、熱電冷聯(lián)產技術在我國發(fā)展中出現(xiàn)的問題熱電冷三聯(lián)產是建立在能源梯級利用概念基礎上,將制冷、供熱(用戶采溫煦供熱水)及發(fā)電三個過程一體化的多聯(lián)產綜合系統(tǒng)。其主要目的是提高能源利用效率,削減碳氧化物及有害氣體的排放,提高環(huán)保效果。由于技術、經濟效益等緣由,我國三聯(lián)產的發(fā)展存在的主要問題在于:(1)設備陳舊,技術水平不高影響三聯(lián)產節(jié)能效果的主要因素有供變電損耗、機組熱負荷率和供熱機組的容量、鍋爐熱效率以及吸取式制冷機的熱力系數(shù)等。我國現(xiàn)有的43萬臺燃煤鍋爐中,熱電廠鍋爐強調的是“以熱定電”機組容量往往選得偏小。隨著輸送距離的延長和負荷的不穩(wěn)定性而造成不必要的奢侈;(2)熱經濟指標計算不合理計算指標時,把總的耗熱量合理分攤到熱、電兩種產品上。目前我國通常接受方法是熱量法,很難調動熱用戶運用低品質熱蒸汽的主動性。還有一種分攤方法是實際焓降法,該方法考慮到供熱蒸汽在質量上的差別,刺激了熱用戶運用低供熱蒸汽的主動性,提高了熱電廠熱經濟性。缺點是把冷源的損失都算在發(fā)電方面,使熱電聯(lián)產所帶來的經濟效益都歸屬于供熱方面。這樣熱的耗煤率較低,相應發(fā)電的煤耗率和發(fā)電成本很高,會挫傷熱電廠發(fā)電的主動性。熱量法和實際焓降法是熱電廠總熱耗量支配方法的兩個極端。較折中的方法是做功實力法,該法是對供熱機組的熱耗按供熱蒸汽和進入汽輪機的蒸汽所做的功實力之比來進行支配。此法考慮了熱能的質量,使熱電聯(lián)產所帶來的經濟效益,在電能和熱能兩種生產中都得到反映。但是這種計算方法在好用上又不便利(如環(huán)境熵各地而異,而求熵又較困難),因此,工程上應用很少。夏季供冷的分攤方法和供熱基本相同;(3)三聯(lián)產建設資金融資困難2000年由國家發(fā)展支配委員會、國家經濟貿易委員會、建設部和國家環(huán)??偩致?lián)合下發(fā)的[2000]1268號《關于發(fā)展熱電聯(lián)產的規(guī)定》文件為大力發(fā)展三聯(lián)產供應了政策支持,但熱網管徑大,主干線長且地下鋪設,初投資很大,由市政部門負責投資建設經營,地方財政出注冊本金,其余靠融資,投資融資難度大,熱網很難和熱電廠同時完成。中小城市的熱電廠,機組規(guī)模小,融資更困難。此外,不合理的熱電價格也影響了投資資金的來源;(4)環(huán)保節(jié)能意識不強熱電廠初期改造需增加設備,延長熱網管線,投資較大,部分熱電企業(yè)和個人只顧一時,片面追求自身利益和眼前利益,不顧各項節(jié)能要求,也從側面阻礙了我國三聯(lián)產發(fā)展。
(二)、供熱系統(tǒng)溫控和熱計量技術基本狀況1、供熱系統(tǒng)溫控和熱計量技術在我國的發(fā)呈現(xiàn)狀目前,隨著對供熱節(jié)能探討的深化,熱計量和溫度限制已經成為當前我國暖通行業(yè)關注和探討的熱點。由于我國熱計量和溫控方面的探討處于起步階段,存在確定程度上的盲目性和摸爽性,探討中出現(xiàn)了一些問題和爭議,適合中國國情的熱計量方式,國外的溫度限制和熱計量產品能否在中國完全適用,什么樣的系統(tǒng)能夠應用計量和溫控?面對我國如此大的市場需求,開發(fā)什么產品、接受什么系統(tǒng)方式能夠經濟、簡潔、牢靠,在達到節(jié)能目的的同時,滿足舒適須要,等等,這些都須要進行更深化地探討和探討。近幾年來,國內許多部門做了大量有效的工作,在居住建筑建立適合熱量計量的供熱系統(tǒng)以及熱量計量方法方面做了一些示范工程,進行了有益的探究,取得了確定的成效。2、供熱系統(tǒng)溫控和熱計量技術存在的問題(1)溫控和熱計量的關系目前,有些地方只重計量的做法以達到收費的目的有悖于我們發(fā)展溫控和熱計量技術以提高節(jié)能和舒適水平的動身點,也有悖于熱改的方向和目標。溫控和熱計量應當并重,相輔相成,甚至溫控更加重要。供熱單位先提高自身水平,提高室內熱舒適度,也就是提高服務質量,再合理地向用戶收費,促進節(jié)能事業(yè)的發(fā)展。(2)戶內系統(tǒng)和戶外系統(tǒng)的關系目前有一種趨勢:認為將溫控就是要在室內安裝溫度限制閥,將計量就是在戶內安裝熱量表,至于戶外限制就可以不被重視了。假如戶內實行了節(jié)能手段,而戶外沒有協(xié)作措施,一方面會引起管網水力熱力工況的失調,另一方面室內節(jié)約的能量不能體現(xiàn)在熱源的節(jié)約上,節(jié)能這一根本目的就沒有實現(xiàn)。所以,戶內限制確定要和戶外限制相結合。(3)末端熱計量方式目前熱計量方式中分戶熱計量熱量表受到普遍關注,發(fā)展較快,而熱量支配表不那么被看好。其實計量方式決不是僅僅分戶計量熱表一種,應當探究其他行之有效的計量方式。(4)熱量表的精度對于熱量表,現(xiàn)在一味追求高精度:溫度傳感器從PT100到PT500,直到現(xiàn)在的PT1000;流量計耐溫越來越高;誤差越來越小;積算儀的功能也越來越多。但熱量表的精度越高,造價就確定越高,而計量結果也就確定越來越精確,其投資費用最終要嫁到用戶身上。但是在實際應用狀況表明:在采暖系統(tǒng)中,由于水質、腐蝕等因素造成的系統(tǒng)誤差遠遠大于熱量表的誤差。(5)溫控和熱計量設計、計算方法和標準圖及技術措施從全國范圍來講,這個問題還沒有得到解決,針對各地區(qū)的方法措施還須要發(fā)展,設計和計算方法還有待規(guī)范和統(tǒng)一,還有許多基礎工作須要去細致扎實地做。(6)政策、技術標準、產品開發(fā)的相互關系過去幾年里,溫控和熱計量事業(yè)發(fā)展很快,但總體規(guī)模不大,沒有形成一個產業(yè)。產品供應商經常埋怨國家政策不到位,沒有強制措施,政府又考慮到技術方案和相關標準不完善,可操作性差,設計部門往往無章可循,缺乏標準指導,開發(fā)商在無強制措施的狀況下,不愿增加溫控和熱計量投資,存在僥幸心理。三者之間的相互依存,又相互制約,影響溫控和熱計量技術發(fā)展。
(三)、空調蓄冷技術基本狀況1、空調蓄冷技術在我國的應用發(fā)展蓄冷系統(tǒng)將不需冷量或者冷量少的時間(如夜間),利用制冷設備將蓄冷介質中的熱量移出、進行蓄冷,并將此冷量用在空調用冷或工藝用冷高峰期。蓄冷介質可以是水、冰或共晶鹽。因此,蓄冷系統(tǒng)的特點是:轉移制冷設備的運行時間,這樣,一方面可以利用夜間的廉價電,另一方面也削減了白天的峰值電負荷,達到電力“削峰填谷”的目的??照{系統(tǒng)是現(xiàn)代公用建筑和商業(yè)用房不行缺少的設施,其耗電量很大,而且基本處于電負荷峰值期。以北京為例,目前公用域商用建筑的空調用電負荷約為60萬kW,約為高峰電負荷的16%,因此,空調負荷具有很大的削峰填谷潛力,國家已將空調蓄冷作為重點節(jié)能技術措施之一在全國推廣。2、空調蓄冷技術存在的問題但是應當看到,任何技術都是有它的應用背景的,空調系統(tǒng)中的蓄冷技術也是如此。合適的電峰谷差價、成熟的技術支持以及合理的政策是這一技術得以發(fā)展的必要因素。對于空調系統(tǒng)的蓄冷技術,它是暖通空調整能技術的有機組成部分,但不是在全部的地區(qū)和全部建筑的暖通空調系統(tǒng)都適用的,其他技術的發(fā)展以及國家經濟形式的變更都會對它的發(fā)展產生影響。所以國家的政策是蓄能技術得以推廣的特殊重要的保證。蓄冷技術有其確定的局限性,它是由用電的沖突所引發(fā)的,它的發(fā)展也必將受到電力應用狀況的影響,假如有成熟的蓄電技術或者其他更為合理、高效的解決電力沖突的技術出現(xiàn),空調的蓄冷技術的發(fā)展也將受到相應的影響。
(四)、空調系統(tǒng)變頻限制技術基本狀況1、空調系統(tǒng)變頻限制技術的應用變頻限制技術在現(xiàn)代空調中的運用已成為必定趨勢,它不僅能有效改良空調系統(tǒng)的工藝不足,還能大幅降低冷水機組、風機、水泵等空調設備的能耗,節(jié)約運行成本。實際證明,冷水機組變頻限制可節(jié)能20%~30%,風機水泵類變頻限制節(jié)能40%~50%,
接受變頻技術的緣由有:(1)設計者在選擇設備時,通常留有確定的設計余量(20%~25%左右),事實上極少在全負荷運行,甚至從未在全負荷運行過。(2)建筑物由于運用狀況的變更(如出租率不高,建筑功能變更等),負荷也會發(fā)生相應變更。(3)建筑物的實際負荷會隨著室外氣候的變更而波動。(4)接受變頻限制技術后設備的啟動運轉性能也表現(xiàn)出良好的節(jié)能效果。通常空調設備只能按設計的額定功率運行,當負荷降低時,設備照舊依據(jù)額定功率全負荷輸出運行,這就必定造成能量的奢侈。假如我們能夠運用變頻技術使空調設備的輸出功率隨負荷的變更而變更,那么就可起到節(jié)能的效果。依據(jù)空調負荷來相應變更水流量或風流量可有效實現(xiàn)地節(jié)能。變風量空調系統(tǒng)(VAV)是通過末端裝置來補償室內負荷的變動,調整房間送風量以維持室溫。變風量和定風量系統(tǒng)相比,一般狀況下可節(jié)能50%。變水量系統(tǒng)(風機盤管)是通過水量限制的方法來調整溫度的,其比定流量系統(tǒng)要節(jié)電。隨著工業(yè)變頻器的推廣應用,通過對水流量、風量及主機等的變頻限制調整,可實現(xiàn)其同所需空調負荷的實時匹配,從而產生顯著的節(jié)能效益。2、空調系統(tǒng)變頻限制技術存在的問題及應用中需留意的問題(1)變頻器產品存在的問題變頻調速技術有著許多的優(yōu)點,但是它也存在一些問題。主要是由于在變頻器內部電路中,整流器、濾波器和逆變器3部分之間進行的“交,直,交”電流變換,使變頻器不行避開地成為一個諧波源。盡管變頻器生產廠家在制造變頻器的同時,配置了一些專用配件如溝通電抗器、直流電抗器等等,但不行能完全消退諧波。諧波會引起變壓器繞組、硅鋼片、外殼等部件局部發(fā)熱降低輸出功率、引起振動和噪聲;諧波會引起電動機定子繞組過熱、危及絕緣、引起振動及局部過電壓最終導致電動機毀壞;諧波會引起電容器介質老化擊穿、機械振動造成損壞發(fā)生電氣事故;諧波會降低斷路器的遮斷實力延緩熄弧實力甚至造成斷路器損壞。(2)變頻器額定功率大小的選取變頻器的功率越大,其產生諧波效應越強,而且價格越高。因此變頻器額定功率不要選配過大,但也不能低于電動機的額定功率,否則變頻器的愛惜裝置動作,影響變頻器和電動機正常運轉。因此要合理選配變頻器的額定功率。(3)變頻器調速范圍的選擇通常風機和泵類配用的都是一般溝通電動機,當轉速過低時,其冷卻風扇幾乎失去通風降溫的作用,因此會造成電動機過熱。變更范圍不大的電動機轉速就會引起電動機的轉矩、功率發(fā)生很大的變更。因此變頻器的調速范圍即調速比不宜選擇過大,以1∶10為宜。
(五)、熱回收技術基本狀況1、熱回收技術的應用(1)排風冷熱量回收熱回收系統(tǒng)是回收建筑物內、外的余熱(冷)或廢熱(冷),并把回收的熱(冷)量作為供熱(冷)或其它加熱設備的熱源而加以利用的系統(tǒng)??照{房間一般設有供新風系統(tǒng),同時有許多房間設有排風系統(tǒng),由于排風的空氣參數(shù)接近空調房間的室內參數(shù),排氣的溫度相對大氣溫度有確定的溫差,干脆排入大氣就會造成能量損失。因此,在送入新風時,可以回收利用部分排風中的能耗(包括冷量和熱量),達到節(jié)能效果。(2)冷凝熱的熱回收水冷制冷機組的冷凝熱通常是通過冷卻塔放到大氣中,造成環(huán)境的熱污染。冷凝熱的回收,用來加熱生活用水,能大大提高能源的利用率。冷凝熱可以分為兩部分:一部分是來自于溫度較高的過熱蒸汽,另一部分為較低溫度的來自制冷劑兩相相變熱量和過冷熱量。過熱蒸汽的溫度一般在45℃~90℃之間,而相變熱量在40℃~45℃之間,而一般熱水要求溫度在60℃左右。依據(jù)兩種熱量性質的不同,可以(3)冷凝水冷量的回收從冷凝水中回收余能的潛力很大,特殊是當環(huán)境空氣濕度高,系統(tǒng)濕負荷大,冷凝水量相當可觀,依據(jù)文獻的保守計算,假如僅對家用空調機冷凝水冷量進行合理的利用,全國一個夏季可以節(jié)約耗能704MW,多產冷量1.164GW。中心空調產生的冷凝水量較多,可以將冷凝水引入蒸發(fā)式空氣加濕冷卻器中對室外機進風進行冷卻,降低進風溫度,從而削減壓縮機能耗。2、熱回收技術存在的問題(1)我國對于有些熱回收技術如冷凝排熱熱回收系統(tǒng)的探討現(xiàn)在僅限于理論的分析,且處于初步探討階段,缺乏實際的、深化的系統(tǒng)探討,從國內的探討狀況來看,還存在著一系列的問題.在干脆加熱自來水的回收系統(tǒng)中不僅存在空調系統(tǒng)運行時段和熱水運用時段的時間差問題,而且還存在生活熱水的用量和冷凝熱量之間不匹配的問題。(2)我國的熱回收設備在開發(fā)中,還缺乏對于整個設備部件進行優(yōu)化匹配設計,進行計算機模擬方面探討。(3)冷凝排熱熱回收取決于主要設備的工作狀況,有時可能得不到預期的效果。就冷凝熱熱回收來講,其效果取決于空調系統(tǒng)的運行工況,其目的也只是從節(jié)能和環(huán)保的角度考慮回收余熱,而不能舍本逐末為獲得熱量去隨意變更空調的工況。(4)暖通空調系統(tǒng)中熱回收設備的運用須要增加初投資,同時國內好的產品較少,國外的設備由于運輸費用、關稅和利潤等因素價格較高,導致回收周期較長。
三、可再生能源在建筑中規(guī)模運用技術及存在問題(一)、在建筑中太陽能利用技術基本狀況1、應用和發(fā)展太陽能在建筑中利用分為:生活熱水、采暖,太陽能制冷空調和光伏電池供應電源幾種形式。中國是世界上擁有豐富太陽能資源的地區(qū),而太陽能熱水系統(tǒng)既是當前太陽能熱利用中技術最成熟、經濟最具競爭力、應用最廣泛、產業(yè)化發(fā)展最快的產品,也是我國最具優(yōu)勢的產業(yè);中國已經是世界上太陽能熱利用產量最大、總運用量最多、發(fā)展?jié)摿ψ畲蟮氖袌龊椭圃旃S。具體運用技術類型分為:光熱利用和光電利用,光熱利用按不同利用方式又可分為被動式光熱利用和主動式光熱利用兩類。(1)光熱利用被動式采暖太陽房。被動式采暖太陽房是被動式光熱利用最常見的形式,其形式多樣,投資少、好用,但受太陽能不穩(wěn)定影響大,在邊遠、貧困地區(qū)的學校、鄉(xiāng)鎮(zhèn)住宅的冬季采暖發(fā)揮重要作用;經過改進的太陽能采溫煦常規(guī)采暖系統(tǒng)相結合的新型被動太陽能采暖建筑將在改善北方農村的冬季室內熱環(huán)境條件方面接著起重要作用;隨著我國經濟實力的提高、建筑圍護結構保溫隔熱性能的提高和節(jié)能意識的增加,被動太陽能采暖技術將在城市建筑中得到接受。供熱水和采暖。利用太陽能作為建筑物供熱熱源,利用太陽能供熱綜合系統(tǒng)(兼有采暖、生活熱水供應功能)解決人們在建筑物生活時所須要的熱水、采暖,這種應用形式中提高太陽能系統(tǒng)的性能、太陽能系統(tǒng)和建筑協(xié)調結合技術是關鍵,在我國的發(fā)展還比較緩慢,須要有關方面主動支持加緊發(fā)展;太陽能和淺層地源熱泵技術結合供暖可提高太陽能集熱系統(tǒng)的效率。參和城市集中連片供熱。太陽能連片集中集熱,供應區(qū)域供熱的部分熱源。太陽能空調。利用太陽能產生中高溫熱水作為吸取式制冷機運行時所須要的熱源,太陽能空調的應用需求和太陽能的供應量保持很好的一樣性,天氣越熱,越須要用空調時,太陽輻照量也較高;難點是須要的太陽集熱器數(shù)量多、面積大,工程初投資偏多。而太陽能供熱-空調綜合系統(tǒng)由于能全年綜合利用,可提高系統(tǒng)節(jié)能經濟效益,降低回收期。(2)光電利用太陽能光伏發(fā)電技術在建筑的應用
可作為建筑材料和裝飾材料的光伏電池產品技術用于建筑,可供應空調及照明、供電的主要能源,近年來成為世界太陽能利用的熱點,是太陽能光電技術的重要發(fā)展方向;(3)綜合利用太陽能光熱、光電綜合利用,既解決建筑的生活熱水、空調熱源,又解決家用電器、照明供電的須要。(4)利用形式太陽能的熱利用技術形式除被動式采暖太陽房形式外,按系統(tǒng)循環(huán)方式分為:自然循環(huán)系統(tǒng)、直流式系統(tǒng)、干脆式機械循環(huán)系統(tǒng)、干脆式排回系統(tǒng)、間接式系統(tǒng)。這些技術系統(tǒng)各有優(yōu)缺點,有各自的適用范圍;但是要實施和建筑結合應用,循環(huán)方式應當接受承壓(機械循環(huán))式間接雙回路系統(tǒng),這種系統(tǒng)便于實施和建筑外觀協(xié)調協(xié)作的設計施工、便于實現(xiàn)高質量的限制和計量、便于保證全日穩(wěn)定牢靠供水。按集熱器形式分為:平板式集熱器系統(tǒng)、真空管式集熱器系統(tǒng)。真空管式集熱器是我國獨立研發(fā)的技術,具有低溫下集熱效率高的特點,得到了廣泛地應用;而平板式集熱器系統(tǒng)由于自身結構輕、薄、壽命比較長的特點比較簡潔實施和建筑結合,并且隨著生產工藝提高、高效太陽能吸取涂層技術引進,其應用范圍還將擴大。2、工程應用中常見的技術問題(1)熱利用產品技術問題大部分太陽能企業(yè)生產的太陽集熱器產品質量和性能參數(shù),特殊是系統(tǒng)及其主要部件的平安性、牢靠性差,尚不能滿足建筑規(guī)范的抗風、抗雪、抗震、防水、防雷要求;系統(tǒng)的集成和系統(tǒng)外觀,還不能適應和建筑結合的要求;市場的主流產品仍是直插式太陽熱水器,產品特殊是真空集熱管壽命比較短、系統(tǒng)應用范圍狹小,不利于在城市規(guī)?;瘧玫囊?。(2)熱利用工程技術問題房屋建成后才購買安裝,是后置部件;大量太陽熱水器在建筑上的不和諧安裝,造成對建筑的毀容、運用功能的破壞、乃至城市風貌的損壞;太陽熱水系統(tǒng)的設計大多依據(jù)太陽能企業(yè)的閱歷,基本上未作到優(yōu)化設計,建筑設計院的參和較少,不利于大規(guī)模運用時對技術應用、施工設計規(guī)范的要求;對太陽能利用的相識有誤區(qū),片面追求高太陽能保證率,而不是進行最佳投資效益的核算。太陽能光熱綜合利用。太陽能光熱綜合利用,既解決建筑的生活熱水、冬季采暖熱源,又解決夏季制冷空調熱源的須要,是太陽能熱利用的最佳途徑,但是由于工程建設初投資太高,除要發(fā)展應用技術外,還須要政策支持;被動式太陽能采暖。長期以來被動太陽能采暖建筑被局限于在農村、鄉(xiāng)鎮(zhèn)和常規(guī)能源匱乏的邊遠地區(qū)發(fā)展,沒有系統(tǒng)探討、發(fā)展在實施了建筑節(jié)能后的城市建筑中,被動太陽能采暖技術及其應用技術;太陽能光伏發(fā)電。工程建設初投資太高,無法在生命周期內回收,單依靠市場經濟推動困難,除要發(fā)展應用技術外,還須要政策支持。
(二)、淺層地能利用技術基本狀況1、應用和發(fā)展地源熱泵是一種利用地下淺層地熱資源(也稱地能,包括地下水、土壤或地表水等)的既可供熱又可制冷的高效節(jié)能空調系統(tǒng),主
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