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摘要:文章介绍了建筑节能工作存在的问题,并提出了应采取的措施。
关键词:建筑节能;建筑设计;太阳能
中图分类号:TU201.5 文献标识码:A 文章编号:1000-8136(2010)30-0073-02
随着社会的发展,人们对生活居住环境、工作环境的要求越来越高,采暖和空调制冷区域不断扩大,建筑能耗已成为我国最难根治的城市病之一,影响着国家的可持续发展。
1建筑节能工作概述
为了把建筑节能工作扎实有效地落实下去,依据JGJ 26-95民用建筑节能设计标准(采暖居住建筑部分)DBJ 04-2l6-1999民用建筑节能设计标准(采暖居住建筑部分)实施细则(第二阶段),对建筑专业和采暖专业分别有具体的要求。建筑部分节能约30%,主要项目有屋顶、外墙、不采暖楼梯间隔墙、户门、外窗、外门、不采暖地下室顶板等。采暖部分节能约20%,主要项目有:分户控制、分户计量、分室温控、有单独锅炉房的设备效率、外管网损失等。除按节能标准选的各项指标外,还要求建筑专业和采暖专业要根据不同的建筑结构情况进行不同的热工计算。
2存在的问题
实现建筑节能,设计单位首当其冲,没有节能的设计,就不可能有节能的建筑,在我国建筑节能从20世纪90年代就被提出了,但到现在还未落实,存在的主要问题是:与开发商的利益有关;行政主管部门未落以实处,缺乏行政手段;业大厂矿是建筑节能的漏洞,因他们是福利性供热,以厂代劳,还没有真正走向市场经济。以上这些问题的存在,严重阻碍着建筑节能目标的实现。
3应采取的措施
3.1设计上的节能环保
第一,建筑规划上要提高环保节能意识,在规划设计和建筑设计过程中由于受到诸多用地环境、设计要求及商业价值等方面的影响,往往使得设计人员对环保节能兼顾不够,最为突出的就是建筑的朝向,部分建筑呈东西向,造成了室内热工环境差。
第二,建筑构造要求控制节能设计要求进行设计。我国自2000年10月1日起实施JGJ 75-2003夏热冬暖地区建筑节能设计标准,并将其中4.0.4,4.0.5,4.0.6,4.0.7,4.0.10,4.0.11,6.0.2,6.0.6条规定为强制性标准。这就要求设计人员要认真执行该条文,进行建筑节能设计。
第三,设计人员要加强建筑的通风性能,改善室内热工环境,利用可利用能源等方面的研究。
3.2环保节能材料
随着社会生产力的进步,健康与安全是现代人重视的两大主题。环保材料越来越多地应用于各个领域,建筑行业也不例外。
3.2.1装饰材料
不同的装饰材料对能源的消耗不同。一间贴着深色墙纸的房间,需要的照明用电是同样大小贴着浅色墙纸房间的两倍。房间里灯具的选择同样可达到节能效果。首先,客厅等较大的房间使用多角度的装饰灯具,保证房间的各个部分都达到照明度;其次,大量使用节能灯具,可根据自然光线的强弱调节灯的亮度;再次,鼓励住房用户使用多种规格的灯泡。不同材料对能源的利用也是不同的,应尽量选用绿色环境节能材料来建造人类家园。
3.2.2给水材料
从水质保证的角度分析,为什么自来水公司生产出的生活饮用水是合乎标准的,但终端饮用水的质量却难以保障?主要是传统的管道系统多采用金属管材,而金属管材特性有四大致命弱点:易生锈、易腐蚀、易渗漏、易结垢,这就使得二次污染的问题长期未得到解决。这些受污染的自来水中携带的细菌像无形的杀手,时时威胁着人类的健康。所以我们应该全面推广使用以塑料管为主体的优质绿色管材料,从根本上解决自来水管理系统中的二次污染问题,而且绿色管材的运用还能相应节省金属的耗费,做到既环保又节能。
3.2.3维护材料
我国民用建筑的外墙围护热能损失量是发达国家的几倍甚至十几倍,我国每年建成的城镇住宅达5亿m2以上,如外墙围护面积按1/1.2计算,即需要建筑外墙围护6亿m2,所以解决外墙围护热能损耗的问题是当务之急。现在新型的建筑环保节能材料,如中空玻璃、倒置式隔热保温屋面、保温砂浆、外墙挤塑板等新产品可大大提高建筑的保温性能,改善建筑热工环境,我们应大力推广使用。
3.2.4开发新的节能能源代替电力
节能灯的运用缓解了部分电力紧张的现象,但每逢夏季,我国南部地区的电力仍不足。从2004年1月2日开始,广东开始错峰限电,6月份以后,全省供电负荷连创15次新高,广东全省用电负荷最高达到3 970万kW,比2003年最高负荷增长16.76%。同时,全省出现煤炭运输紧张的局面,部分电厂存煤经常处于警戒之下。据广东省经贸委介绍,广东2004年供电形势是2001年以来最严峻的一年。
用燃气代替电力作为动力已不是新鲜事了,某燃气集团依托每年20亿m3天然气供应指标的优势,向社会推出燃气区域空调“绿色套餐”,这一节能、环保的高科技设备已应用在海河综合开发中。按规则,建设中的海河沿岸42 km:开发范围内66%的公用建筑使用天然气制冷及供热测算,天然气夏季使用量可达到1.1亿m3,可削减电力3.3亿kW,相当于一座30万kW电厂的供电能力。
如果建筑住宅在设计初始阶段就将燃气作为电力能源的补充考虑进去,则将节省很大电力。由于液化天然气安全、清洁、价格相对便宜,因而成为燃气空调的首选能源。随着液化天然气工程的引入,我国许多地方都将具备运用这种环保能源的条件。
另外,要加大对新能源的攻关,如地热、水热、风能、太阳能等自然能源的研发和应用迫在眉睫,特别是太阳能在建筑中的应用作为重点,解决好太阳能与建筑一体化、光电一体化的问题。
4太阳能的利用
我国大部分地区都具有较好的太阳能资源,这为在建筑中充分利用太阳能这种绿色的清洁资源、减少建筑能耗,提供了资源保证。太阳能的利用方式主要分为两种:主动式太阳能建筑和被动式太阳能建筑。主动式太阳能建筑指的是需要辅助资源配合的太阳能使用系统的建筑。在这种系统里,光电系统是研究较多的对象,但它的能量转换效率较低且太阳能的利用系统费用过高,所以如果大批量地使用还需要进一步研究。被动式太阳能建筑是指在阳面使用储蓄热质、阳光房来吸收储备热量而利用的一种形式,目前应用便捷广泛。
5建筑节能的个体设计
5.1建筑的体形与建筑节能
5.1.1控制体形系数
体形系数系指建筑物与室外大气接触的外表面积(不计地面)与其所包围的建筑体积之比。体形系数越大,说明单位建筑所分担的热散失面积越大,能耗就越多。有研究资料表明,体形系系数每增加0.01,耗热能指标约增加2.5%,一般宜控制在0.30以下。建筑体形系数还与建筑物的体形是否规整及建筑物的体量大小有关。一般来说,控制或降低体形系数的方法有:减少建筑面宽,加大建筑进深;增加建筑物的层数;加大建筑物的长度或增加组合;建筑体形不宜变化过多。
5.1.2控制表面面积系数
从获取更多的日照辐射、降低耗能的观点来看,表面面积系数越小越好。从节能意义上来说,长轴朝向东西的长方形体形最好,正方形次之,而长轴朝向南北方向的长方形体型的建筑节能效果最差。
5.2良好的构造设计
建筑的构造设计除了满足其作为建筑组成部分的基本功能要求之外,还进一步对墙体、楼板、屋顶、门窗等进行了设计,以此满足建筑在营造舒适环境的同时兼顾建筑的节能要求。例如利用物理的光学原理将吊顶设计成折线形,可利用其反光更充分地利用太阳光;设计建筑外墙时可采用新型节能墙设计,利用环境减少耗能;屋顶中庭的采光顶,采用双层玻璃形成“呼吸外壁”,从而降低环境的影响;还可以在楼层板的设计中,将循环水管布置在楼板处的装修空间,冬天可热水取暖,夏天可冷水降低室温。
6结束语
通过对建筑节能设计方法的探讨,总结出在设计中应从规划、设计、构造、园林绿化等方面充分合理地利用城镇当地的自然资源,寻求人、建筑、环境与经济、节能之间的最佳结合,提高建筑的整体效益。我国的建筑节能有着巨大的潜力,只要认真扎实地做好节能设计工作,就可以有效地降低建筑耗能量,为我国的建筑业、能源业做出贡献。
参考文献
1 李 凯、秦红媚.节能建筑设计技术研究[J].科技资讯,2008(34)
2 赵 文、李 军.可持续发展的节能环保建筑设计初探[J].住宅科技,2009(3)
On the Energy Saving Building Design
Jiang Dong
Abstract:This paper describes the problems in building energy efficiency, and proposed measures to be taken.
Key words:building energy efficiency; architectural design; solar
关键词:建筑节能;建筑设计;太阳能
中图分类号:TU201.5 文献标识码:A 文章编号:1000-8136(2010)30-0073-02
随着社会的发展,人们对生活居住环境、工作环境的要求越来越高,采暖和空调制冷区域不断扩大,建筑能耗已成为我国最难根治的城市病之一,影响着国家的可持续发展。
1建筑节能工作概述
为了把建筑节能工作扎实有效地落实下去,依据JGJ 26-95民用建筑节能设计标准(采暖居住建筑部分)DBJ 04-2l6-1999民用建筑节能设计标准(采暖居住建筑部分)实施细则(第二阶段),对建筑专业和采暖专业分别有具体的要求。建筑部分节能约30%,主要项目有屋顶、外墙、不采暖楼梯间隔墙、户门、外窗、外门、不采暖地下室顶板等。采暖部分节能约20%,主要项目有:分户控制、分户计量、分室温控、有单独锅炉房的设备效率、外管网损失等。除按节能标准选的各项指标外,还要求建筑专业和采暖专业要根据不同的建筑结构情况进行不同的热工计算。
2存在的问题
实现建筑节能,设计单位首当其冲,没有节能的设计,就不可能有节能的建筑,在我国建筑节能从20世纪90年代就被提出了,但到现在还未落实,存在的主要问题是:与开发商的利益有关;行政主管部门未落以实处,缺乏行政手段;业大厂矿是建筑节能的漏洞,因他们是福利性供热,以厂代劳,还没有真正走向市场经济。以上这些问题的存在,严重阻碍着建筑节能目标的实现。
3应采取的措施
3.1设计上的节能环保
第一,建筑规划上要提高环保节能意识,在规划设计和建筑设计过程中由于受到诸多用地环境、设计要求及商业价值等方面的影响,往往使得设计人员对环保节能兼顾不够,最为突出的就是建筑的朝向,部分建筑呈东西向,造成了室内热工环境差。
第二,建筑构造要求控制节能设计要求进行设计。我国自2000年10月1日起实施JGJ 75-2003夏热冬暖地区建筑节能设计标准,并将其中4.0.4,4.0.5,4.0.6,4.0.7,4.0.10,4.0.11,6.0.2,6.0.6条规定为强制性标准。这就要求设计人员要认真执行该条文,进行建筑节能设计。
第三,设计人员要加强建筑的通风性能,改善室内热工环境,利用可利用能源等方面的研究。
3.2环保节能材料
随着社会生产力的进步,健康与安全是现代人重视的两大主题。环保材料越来越多地应用于各个领域,建筑行业也不例外。
3.2.1装饰材料
不同的装饰材料对能源的消耗不同。一间贴着深色墙纸的房间,需要的照明用电是同样大小贴着浅色墙纸房间的两倍。房间里灯具的选择同样可达到节能效果。首先,客厅等较大的房间使用多角度的装饰灯具,保证房间的各个部分都达到照明度;其次,大量使用节能灯具,可根据自然光线的强弱调节灯的亮度;再次,鼓励住房用户使用多种规格的灯泡。不同材料对能源的利用也是不同的,应尽量选用绿色环境节能材料来建造人类家园。
3.2.2给水材料
从水质保证的角度分析,为什么自来水公司生产出的生活饮用水是合乎标准的,但终端饮用水的质量却难以保障?主要是传统的管道系统多采用金属管材,而金属管材特性有四大致命弱点:易生锈、易腐蚀、易渗漏、易结垢,这就使得二次污染的问题长期未得到解决。这些受污染的自来水中携带的细菌像无形的杀手,时时威胁着人类的健康。所以我们应该全面推广使用以塑料管为主体的优质绿色管材料,从根本上解决自来水管理系统中的二次污染问题,而且绿色管材的运用还能相应节省金属的耗费,做到既环保又节能。
3.2.3维护材料
我国民用建筑的外墙围护热能损失量是发达国家的几倍甚至十几倍,我国每年建成的城镇住宅达5亿m2以上,如外墙围护面积按1/1.2计算,即需要建筑外墙围护6亿m2,所以解决外墙围护热能损耗的问题是当务之急。现在新型的建筑环保节能材料,如中空玻璃、倒置式隔热保温屋面、保温砂浆、外墙挤塑板等新产品可大大提高建筑的保温性能,改善建筑热工环境,我们应大力推广使用。
3.2.4开发新的节能能源代替电力
节能灯的运用缓解了部分电力紧张的现象,但每逢夏季,我国南部地区的电力仍不足。从2004年1月2日开始,广东开始错峰限电,6月份以后,全省供电负荷连创15次新高,广东全省用电负荷最高达到3 970万kW,比2003年最高负荷增长16.76%。同时,全省出现煤炭运输紧张的局面,部分电厂存煤经常处于警戒之下。据广东省经贸委介绍,广东2004年供电形势是2001年以来最严峻的一年。
用燃气代替电力作为动力已不是新鲜事了,某燃气集团依托每年20亿m3天然气供应指标的优势,向社会推出燃气区域空调“绿色套餐”,这一节能、环保的高科技设备已应用在海河综合开发中。按规则,建设中的海河沿岸42 km:开发范围内66%的公用建筑使用天然气制冷及供热测算,天然气夏季使用量可达到1.1亿m3,可削减电力3.3亿kW,相当于一座30万kW电厂的供电能力。
如果建筑住宅在设计初始阶段就将燃气作为电力能源的补充考虑进去,则将节省很大电力。由于液化天然气安全、清洁、价格相对便宜,因而成为燃气空调的首选能源。随着液化天然气工程的引入,我国许多地方都将具备运用这种环保能源的条件。
另外,要加大对新能源的攻关,如地热、水热、风能、太阳能等自然能源的研发和应用迫在眉睫,特别是太阳能在建筑中的应用作为重点,解决好太阳能与建筑一体化、光电一体化的问题。
4太阳能的利用
我国大部分地区都具有较好的太阳能资源,这为在建筑中充分利用太阳能这种绿色的清洁资源、减少建筑能耗,提供了资源保证。太阳能的利用方式主要分为两种:主动式太阳能建筑和被动式太阳能建筑。主动式太阳能建筑指的是需要辅助资源配合的太阳能使用系统的建筑。在这种系统里,光电系统是研究较多的对象,但它的能量转换效率较低且太阳能的利用系统费用过高,所以如果大批量地使用还需要进一步研究。被动式太阳能建筑是指在阳面使用储蓄热质、阳光房来吸收储备热量而利用的一种形式,目前应用便捷广泛。
5建筑节能的个体设计
5.1建筑的体形与建筑节能
5.1.1控制体形系数
体形系数系指建筑物与室外大气接触的外表面积(不计地面)与其所包围的建筑体积之比。体形系数越大,说明单位建筑所分担的热散失面积越大,能耗就越多。有研究资料表明,体形系系数每增加0.01,耗热能指标约增加2.5%,一般宜控制在0.30以下。建筑体形系数还与建筑物的体形是否规整及建筑物的体量大小有关。一般来说,控制或降低体形系数的方法有:减少建筑面宽,加大建筑进深;增加建筑物的层数;加大建筑物的长度或增加组合;建筑体形不宜变化过多。
5.1.2控制表面面积系数
从获取更多的日照辐射、降低耗能的观点来看,表面面积系数越小越好。从节能意义上来说,长轴朝向东西的长方形体形最好,正方形次之,而长轴朝向南北方向的长方形体型的建筑节能效果最差。
5.2良好的构造设计
建筑的构造设计除了满足其作为建筑组成部分的基本功能要求之外,还进一步对墙体、楼板、屋顶、门窗等进行了设计,以此满足建筑在营造舒适环境的同时兼顾建筑的节能要求。例如利用物理的光学原理将吊顶设计成折线形,可利用其反光更充分地利用太阳光;设计建筑外墙时可采用新型节能墙设计,利用环境减少耗能;屋顶中庭的采光顶,采用双层玻璃形成“呼吸外壁”,从而降低环境的影响;还可以在楼层板的设计中,将循环水管布置在楼板处的装修空间,冬天可热水取暖,夏天可冷水降低室温。
6结束语
通过对建筑节能设计方法的探讨,总结出在设计中应从规划、设计、构造、园林绿化等方面充分合理地利用城镇当地的自然资源,寻求人、建筑、环境与经济、节能之间的最佳结合,提高建筑的整体效益。我国的建筑节能有着巨大的潜力,只要认真扎实地做好节能设计工作,就可以有效地降低建筑耗能量,为我国的建筑业、能源业做出贡献。
参考文献
1 李 凯、秦红媚.节能建筑设计技术研究[J].科技资讯,2008(34)
2 赵 文、李 军.可持续发展的节能环保建筑设计初探[J].住宅科技,2009(3)
On the Energy Saving Building Design
Jiang Dong
Abstract:This paper describes the problems in building energy efficiency, and proposed measures to be taken.
Key words:building energy efficiency; architectural design; solar