建筑節(jié)能論文

建筑節(jié)能論文學(xué)院名稱：學(xué)生姓名：學(xué)生學(xué)號(hào)：建筑節(jié)能淺析及低能耗建筑設(shè)計(jì)摘要減少建筑能耗和污染排放,節(jié)約資源、保護(hù)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)開展，是全球面臨的共同課題。推進(jìn)建筑節(jié)能減排，作為轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)方式，建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會(huì)的一項(xiàng)重要舉措。本文通過(guò)建筑節(jié)能的理論學(xué)習(xí)、實(shí)地調(diào)查、研討等過(guò)程，總結(jié)了建筑節(jié)能的現(xiàn)有法規(guī)政策、國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀、節(jié)能的途徑和措施，并對(duì)模擬建筑提出節(jié)能設(shè)計(jì)方案和分析。關(guān)鍵詞建筑節(jié)能；模擬設(shè)計(jì)；能源0引言隨著科學(xué)技術(shù)的日新月異,能源短缺己不容無(wú)視,節(jié)約能源已受到世界性的普遍關(guān)注,在我國(guó)亦不例外。目前,全世界有近的能源消耗在建筑物上,長(zhǎng)此以往,將嚴(yán)重影響世界經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)開展。因此,能源問(wèn)題將成為本世紀(jì)的熱門話題,必須從可持續(xù)開展的戰(zhàn)略出發(fā),使建筑盡可能少地消耗不可再生資源,降低對(duì)外界環(huán)境的污染,并為使用者提供健康、舒適、與自然和諧的工作及生活空間[1]。節(jié)能建筑是建筑技術(shù)進(jìn)步的一個(gè)重大標(biāo)志，也是建筑界實(shí)施可持續(xù)開展戰(zhàn)略的一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)。在我國(guó),建筑能耗目前占國(guó)民經(jīng)濟(jì)總能耗的25%左右,且呈遞增趨勢(shì)。建筑能耗主要指采暖、空調(diào)、熱水供給、炊事、照明、家用電器、電梯、通風(fēng)等方面的能耗。建筑節(jié)能主要包括兩個(gè)方面:一方面改善圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫性能,減少圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱損失；另一方面提高建筑物采暖、空調(diào)系統(tǒng)的效率,減少設(shè)備的能耗,充分利用再生能源的效應(yīng)。1節(jié)能目標(biāo)和途徑1.1節(jié)能目標(biāo)我國(guó)地域遼闊，為實(shí)現(xiàn)不同地區(qū)的節(jié)能目標(biāo)，將我國(guó)劃分為5個(gè)節(jié)能區(qū)域進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)，并且將民用住宅和公共建筑進(jìn)行了節(jié)能劃分。居住和公共建筑通過(guò)采用增強(qiáng)建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)保溫隔熱性能和提高采暖、空調(diào)設(shè)備能效比的節(jié)能措施，在保證相同的室內(nèi)熱環(huán)境指標(biāo)的前提下，與未采取節(jié)能措施前相比，采暖、空調(diào)能耗應(yīng)節(jié)約50％。對(duì)集中供暖的民用建筑安裝熱表及有關(guān)調(diào)節(jié)設(shè)備并按表計(jì)量收費(fèi)的工作，1988年通過(guò)試點(diǎn)取得成效，開始推廣，2000年在重點(diǎn)城市成片推行，2023年根本完成。在村鎮(zhèn)中推廣太陽(yáng)能建筑，到2000年累計(jì)建成1000萬(wàn)m3，至2023年累計(jì)建成5000m3[1.2現(xiàn)行節(jié)能政策及標(biāo)準(zhǔn)《中華人民共和國(guó)節(jié)約能源法》中，規(guī)定建筑物的設(shè)計(jì)和建造應(yīng)采用節(jié)能型材料、器具和產(chǎn)品，《中國(guó)節(jié)能技術(shù)政策大綱》〔1996〕中，強(qiáng)調(diào)積極推廣使用節(jié)能建筑材料，開展節(jié)能型墻體和屋面，有限采用節(jié)能型采暖、空調(diào)設(shè)備及采光照明系統(tǒng)，《建筑節(jié)能“九五〞方案與2023年規(guī)劃》中，規(guī)定2023年起，各城鎮(zhèn)開始成片進(jìn)行熱環(huán)境及節(jié)能改造，《中國(guó)建筑技術(shù)政策》中，強(qiáng)調(diào)建筑要采用合理的建筑體型和窗面類型，有限采用節(jié)能型采暖、空調(diào)設(shè)備，合理確定供熱〔冷〕指數(shù)?！睹裼媒ㄖ?jié)能條例》中，為了加強(qiáng)民用建筑節(jié)能管理，降低民用建筑使用過(guò)程中的能源消耗，提高能源利用效率制定。由中華人民共和國(guó)國(guó)務(wù)院于2008年10月1日公布施行。共計(jì)六章四十五條。《夏熱冬冷地區(qū)居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》中，為進(jìn)一步推進(jìn)長(zhǎng)江流域及其周圍夏熱冬冷地區(qū)建筑節(jié)能工作，提高和改善該地區(qū)人民的居住環(huán)境質(zhì)量，全面實(shí)現(xiàn)建筑節(jié)能50％的第二步戰(zhàn)略目標(biāo)，建設(shè)部組織制定了中華人民共和國(guó)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《夏熱冬冷地區(qū)居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》〔JGJ134—2001〕〔以下簡(jiǎn)稱《節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)》〕已于2001年7月公布，自2001年10月1日起施行?！豆步ㄖ?jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》中，規(guī)定了在保證相同的室內(nèi)環(huán)境參數(shù)條件下，結(jié)合節(jié)能設(shè)計(jì)參數(shù)，與未節(jié)能措施前相比，全年采暖、通風(fēng)、空氣調(diào)節(jié)和照明的總能耗應(yīng)減少50％。1.3建筑節(jié)能途徑建筑節(jié)能途徑包括三個(gè)方面：一是建筑物本身節(jié)能，即改善圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫性能，減少圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱損失以及建筑環(huán)境的規(guī)劃設(shè)計(jì)；二是系統(tǒng)節(jié)能，即提高建筑物暖通空調(diào)系統(tǒng)的效率，減少設(shè)備的能耗，充分發(fā)揮能量的效應(yīng)；三是利用好可再生能源，比方太陽(yáng)能、風(fēng)能、沼氣、地源熱泵、熱電聯(lián)產(chǎn)等節(jié)能技術(shù)[3]。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。建筑物圍護(hù)結(jié)構(gòu)的能量損失主要來(lái)自三局部：①外墻；②門窗；③屋頂。這三局部的節(jié)能技術(shù)是各國(guó)建筑界都非常關(guān)注的。主要開展方向是，開發(fā)高效、經(jīng)濟(jì)的保溫、隔熱材料和切實(shí)可行的構(gòu)造技術(shù)，以提高圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫、隔熱性能和密閉性能。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(guó)家通過(guò)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。在節(jié)約不可再生能源的同時(shí)，人類還在尋求開發(fā)利用新能源以適應(yīng)人口增加和能源枯竭的現(xiàn)實(shí)，這是歷史賦予現(xiàn)代人的使命，而新能源有效地開發(fā)利用必定要以高科技為依托。如人們?cè)诮ㄖ喜粌H能利用太陽(yáng)能采暖，太陽(yáng)能熱水器還能將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能，并且將光電產(chǎn)品與建筑構(gòu)件合為一體，如光電屋面板、光電外墻板、光電遮陽(yáng)板、光電窗間墻、光電天窗以及光電玻璃幕墻等，使耗能變成產(chǎn)能。2國(guó)內(nèi)外建筑現(xiàn)狀2.1國(guó)內(nèi)建筑現(xiàn)狀及實(shí)例目前，我國(guó)現(xiàn)有建筑的總面積約為400億㎡，預(yù)計(jì)到2023年還將新增建筑面積約300億㎡。建筑會(huì)占用大量土地，在建造和使用過(guò)程中，直接消耗的能源占到全社會(huì)總能耗的近30%，加之建材的生產(chǎn)能耗16.7%，約占全社會(huì)總能耗的46.7%。與氣候條件接近的興旺國(guó)家相比，我國(guó)居住建筑單位面積采暖能耗為他們的3倍左右，而且室內(nèi)熱環(huán)境不盡如人意。國(guó)內(nèi)建筑節(jié)能實(shí)例分析，以中美節(jié)能示范樓為例。外墻采用復(fù)合墻體，墻內(nèi)填充了保溫劑液態(tài)聚乙烯，k=0.62W/(㎡·K)。外窗采用Low-e型玻璃，外窗k=1.65W/(㎡·K)。屋面為160厚水泥聚苯保溫屋面,k=0.64W/(㎡·K)。南向外窗一律采用遮陽(yáng)板和反光板，外門采用雙層門斗。建筑單體設(shè)計(jì)：采用十字形平面，十字樓的能耗降低4.5%，并且采用了高效節(jié)能的燈具和轉(zhuǎn)輪式熱回收系統(tǒng)。另外，節(jié)能電梯，也是節(jié)能示范樓的特點(diǎn)之一。通過(guò)運(yùn)行程序的智能控制和按乘載量調(diào)節(jié)的變頻系統(tǒng)，較大幅度地節(jié)省了電梯運(yùn)行的能耗。2.2國(guó)外建筑現(xiàn)狀及實(shí)例20世紀(jì)70年代中東戰(zhàn)爭(zhēng)爆發(fā)所導(dǎo)致的能源危機(jī)，以及后來(lái)的兩伊戰(zhàn)爭(zhēng)、海灣戰(zhàn)爭(zhēng)引起的石油價(jià)格的劇烈波動(dòng)，再加上可利用資源日趨減少，能源短缺的威脅顯現(xiàn)，使西方興旺國(guó)家充分認(rèn)識(shí)到能源對(duì)一國(guó)的穩(wěn)定和開展而言至關(guān)重要。能源作為世界環(huán)境開展的重要議題，各國(guó)政府都予以了充分重視，2005年2英國(guó)在節(jié)能建筑中采取的技術(shù)措施主要有三個(gè)方面：一是采用構(gòu)造措施，提高墻體、屋面及門窗的保溫性能；二是利用太陽(yáng)能；三是改良供熱系統(tǒng)。目前英國(guó)推廣的被動(dòng)式太陽(yáng)房，不需外界機(jī)械作用，以建筑吸熱保溫材料為媒介，利用冷熱空氣的自然交換，到達(dá)對(duì)太陽(yáng)能的利用。德國(guó)節(jié)能的研究與應(yīng)用處于領(lǐng)先地位。主要研究方向有建筑材料的制造能耗、建筑物圍護(hù)結(jié)構(gòu)各部位熱工指標(biāo)的制訂和CO2濃度排放量的指標(biāo)，取得了良好的成效。美國(guó)在開發(fā)新能源、使用無(wú)污染能源的技術(shù)方面，處于世界領(lǐng)先地位。目前，美國(guó)將光能轉(zhuǎn)化成電能，給家庭、學(xué)校、公共建筑等部門提供有效的能源，其應(yīng)用非常普及[4]。國(guó)外建筑節(jié)能實(shí)例分析，以威爾士辦公室為例。外墻采用EPS保溫板，傳熱系數(shù)不高于0.23W/㎡·K。外窗采用高性能斷橋絕緣鋁制窗框，傳熱系數(shù)不高于1.5W/㎡·K。屋頂為高密度纖維板加100mm厚的剛性絕緣板，傳熱系數(shù)不高于0.23W/㎡·K。建筑南北朝向，充分利用太陽(yáng)輻射。熱回收裝置可為建筑直接提供新鮮空氣，同時(shí)也可以起新風(fēng)預(yù)熱，除濕的作用。燈具采用了可監(jiān)視照度水平的傳感器，采用緊湊型熒光燈。使用本地材料，有30%的建筑材料來(lái)源于方圓480km范圍內(nèi)；采用模數(shù)化，減少材料浪費(fèi)；采用可回收的高密度纖維板，可回收的橡膠地板，不含VOC的室內(nèi)油漆。南面屋頂上一套14.3kw的太陽(yáng)能跟蹤式PV板系統(tǒng)為建筑提供28%的電能。地源熱泵提供采暖、制冷與生活熱水[5]。3模擬建筑節(jié)能設(shè)計(jì)3.1模擬建筑概況及設(shè)計(jì)要求本模擬以成都地區(qū)的夏熱冬冷地區(qū)為例,對(duì)新農(nóng)村住宅節(jié)能進(jìn)行模擬設(shè)計(jì)。新農(nóng)村的節(jié)能是是建筑節(jié)能的重要局部，特別是農(nóng)村能夠容納城市里廢舊建材，如拆遷的廢舊混凝土，完全可以作為農(nóng)村住宅的維護(hù)結(jié)構(gòu)材料，配以加氣混凝土技術(shù)，能夠滿足墻體節(jié)能的要求。此外，農(nóng)村中利用沼氣可以到達(dá)節(jié)約能源，變廢為寶，可持續(xù)開展的舉措。一般人和動(dòng)物糞便以及農(nóng)業(yè)枯枝廢柴和秸稈，都將被沼氣池利用。在四川地區(qū)，為了滿足小康村的要求，和農(nóng)民越來(lái)越舒適的住房要求，可以利用竹子作為地板，配以沼氣熱水循環(huán)系統(tǒng)，到達(dá)采暖要求。在建材資源制造和運(yùn)輸中，不僅破壞環(huán)境，使用不可再生資源，而且還增加本錢，經(jīng)濟(jì)性不高。使用當(dāng)?shù)亟ú模貏e是四川種植很多的竹子，能夠做到可持續(xù)開展。設(shè)計(jì)依據(jù)《夏熱冬冷地區(qū)居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》JGJ134-2001。冬季采暖室內(nèi)熱環(huán)境設(shè)計(jì)指標(biāo)，應(yīng)符合以下要求：〔1〕臥室、起居室室內(nèi)設(shè)計(jì)溫度取16－18℃；〔2〕換氣次數(shù)取1．0次/h。夏季空調(diào)室內(nèi)熱環(huán)境設(shè)計(jì)指標(biāo)，應(yīng)符合以下要求：〔1〕臥室、起居室室內(nèi)設(shè)計(jì)溫度取26-283.2設(shè)計(jì)措施外墻〔外保溫系統(tǒng)〕：抗裂砂漿+玻纖網(wǎng)格布+擠塑聚苯板+再生加氣混凝土+混合砂漿。屋面〔倒置式保溫〕：水泥砂漿+擠塑聚苯板+防水卷材+水泥砂漿+再生加氣混凝土。窗：鋁合金普通中空玻璃窗。再生混凝土加氣材料作為圍護(hù)結(jié)構(gòu)材料。由于城市大量拆遷建筑，廢舊混凝土無(wú)法堆放處理，大量的廢舊混凝土運(yùn)往周邊農(nóng)村作為再生混凝土將有助于環(huán)境保護(hù)的可持續(xù)開展，并且經(jīng)過(guò)處理的加氣混凝土，是墻體所需的節(jié)能材料。采用竹地板。竹地板就是把竹材加工成竹片后，經(jīng)水煮或碳化、枯燥處理后用膠粘劑熱壓膠合、再經(jīng)開榫、油漆等工序加工成的長(zhǎng)條齊口地板。優(yōu)點(diǎn)：色澤清新自然、平整光滑、強(qiáng)度大、韌性好、耐磨損等優(yōu)點(diǎn)。沼氣池與竹地板的地暖形式結(jié)合，沼氣利用，用于做飯、熱水和地暖。采用竹地板可以結(jié)合地源熱泵系統(tǒng)采暖，能夠就地取材和節(jié)約用材。一舉兩得。3.3節(jié)能效果維護(hù)結(jié)構(gòu)滿足《夏熱冬冷地區(qū)居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》，與未采取節(jié)能措施前相比，采暖、空調(diào)能耗應(yīng)節(jié)約50％以上。4認(rèn)識(shí)和建議我國(guó)建筑節(jié)能已經(jīng)占到總能源節(jié)能的重要地位，怎么采取有效，符合我國(guó)施行的建筑措施和技術(shù)，是我們所繼續(xù)探究的。當(dāng)然，在國(guó)家政策，行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)中，節(jié)能技術(shù)應(yīng)用和獎(jiǎng)勵(lì)制度，采暖能耗，設(shè)備效率，材料研發(fā)，建筑設(shè)計(jì)和人們的節(jié)能意識(shí)，和興旺國(guó)家還有一定差距。。因此，我們應(yīng)該依靠政府和政策法規(guī)的支持，有必要采取強(qiáng)制措施，改善建筑節(jié)能技術(shù)，推進(jìn)我國(guó)建筑節(jié)能的實(shí)施與開展，以實(shí)現(xiàn)到“十一五〞末，單位國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值平均能源消耗降低20%的目標(biāo)，并促進(jìn)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)開展。此外，在我們學(xué)習(xí)和研究過(guò)程中，要多思考，特別是在當(dāng)?shù)夭牧现校瑢で蠊?jié)能新思路。比方用竹子做圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫系統(tǒng)。利用竹子的空腔，可做為空氣間層，做為外保溫，可美化墻