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【摘 要】 随着铁路建设步伐的加快,在铁路工程建设中推行节能减排技术显得尤为重要。本文将从以下几个方面来具体分析铁路建筑节能设计技术,以期能够提高铁路建设中相关建筑的节能效果。
【关键词】 铁路建筑;节能;技术
一、前言
铁路建设的过程中,需要建设相关联的铁路建筑,比如铁路公寓等。建设该类型的建筑物的时候,必须要明确铁路建设的节能减排原则,从该原则出发,尽量使用能够有效节能减排的技术,提高铁路公寓等建筑物的节能减排性能。
二、铁路节能减排现状
铁路作为终端用能部门,其能源消费主要包括两大部分:一是由完成运输活动的各种运输工具直接消耗的能源,就是通常说的列车牵引能耗;二是服务于列车运行的站、段、所的建筑能耗和设备能耗,统称非牵引能耗,对于工程设计关注的铁路建设项目来说,更是如此。
铁路列车牵引能耗占整个铁路运输行业能耗的89%左右,是铁路主要耗能领域,近年来,随着铁路电力牵引比重的不断提高和现代化站房的投入使用,铁路列车牵引能耗占整个铁路运输行业能耗的比重有所下降。铁路非牵引能耗主要包括站房、机车车辆检修段(所)、线路等基础设施的检测维修段(所)以及保障列车运行的相关技术设施(通信、信号、信息)等场所的能源消耗,耗能工序和设备繁多、能源单耗不大,耗能种类包括电、油、天然气等。
根据铁道部公布的2009年铁路统计公报,国家铁路(不含控股合资公司)运输企业能源消耗折算标准煤1597.55万吨,占全国年能源消耗总量的O.5%,化学需氧量排放量为2214.39吨,二氧化硫排放量为4.02万吨。初步估算,CO:排放量约3924.67万吨。
三、铁路建筑耗能分析
通过对铁路房屋建筑功能的分析,以及建筑属性的划分不难得到,工程设计人员在设计中应对所设计建筑物属性,按其耗能特点开展工作。
1、综合功能型站房综合楼
主要能耗用于空调系统,不同时段的能耗差距相对其他建筑而言较小,全年能耗受季节变化控制。因此,实施节能设计的效果明显,故在工程设计中应积极采用节能手段,以符合建筑节能标准。
2、站、段、所生产设备及办公房屋
由于铁路办公的特殊性,部分专业设备需长年运行。耗能主要用于专业设备、照明和空调系统。因此,其节能的潜力在于利用峰谷点空调,办公自动化、节能照明,杜绝非工作时间的不必要能耗。
3、工业设备用房
使用空调系统较少,因此在建筑设计过程中,应该充分考虑自然通风降温要求,计算通风所需开窗面积,节能设计要点主要体现在围护结构的设计上。
4、宿舍建筑
作为居住类建筑,对建筑内环境的舒适度高,因此能耗中空调系统的比重最大,实施节能设计的效果明显,应在实践中坚持节能设计标准。
四、优化铁路建筑围护构件的节能技术措施
外围护结构是建筑传热的介质,增强外围护结构的保温隔热性能,增强建筑的热稳定性,降低外围护墙体、门窗及屋面的传热系数,可以提高围护结构的传热阻,达到国家节能设计规范的要求,从而实现铁路建筑节能。
1、铁路建筑物的墙体
墙体是建筑外围护结构的主体,其功能主要是承重、保温隔热、防潮防水以及分割空间等。墙体节能设计的关键在于其所选用材料的保温性能及墙体保温技术的应用。
(一)采用新型的墙体隔热材料
目前我国铁路建设以实心页岩砖为主要墙体材料,但其保温性能不能满足建筑节能设计标准。利用新型的隔热砖代替传统的实心页岩砖,可使传热系数降低,从而达到较好的建筑节能效果。比如空心砖、空心砌块和其它保温隔热性能好的复合墙体,均具有较好的保温隔热性能。
(二)采用外墙体的隔热保温技术
目前墙体节能技术多采用新型复合墙体自保温系统和外隔热保温技术。外墙体保温的优点:建筑室内温度受室外温度波动影响小,有利于主体结构保护和避免热(冷)桥的产生,改善整个墙体的热工性能。常用的建筑外墙保温材料有保温砂浆、聚苯板、挤塑聚苯板和墙体自保温四大体系。其中,保温砂浆和聚苯板保温性能一般;挤塑聚苯板保温性能较好,是高效保温绝热材料,能有效降低外墙的传热系数。
2、铁路建筑物的门窗
建筑物的外门和外窗是冬季冷风侵入、夏季阳光入射的主要通道,其能耗占建筑物总能耗的比例较大。普通单层玻璃窗的能量损失约占建筑物冬季保暖或夏季降温能耗的50%左右。因此,除了合理控制窗墙比外,改善门窗的绝热性能是节能设计中应遵循的重要原则。
(一)选择节能型门窗材料
为了改善铁路建筑物室内采光通风的效果,建筑中门窗面积所占的比重越来越大,其能耗是同面积墙体的4倍,屋顶的5倍,对建筑能耗影响较大。因此采用热阻大、能耗低的节能材料制造的新型保温节能门窗(如塑钢门窗)可大大提高其热工性能。据统计,建筑能耗的30%左右是由门窗玻璃散失的,门窗玻璃也是建筑节能的最大能源漏洞。合理选择使用节能型玻璃对建筑节能将起着重要的作用。选择建筑节能玻璃时,必须考虑玻璃的遮阳系数、传热系数。玻璃的传热系数值越低,玻璃阻隔热传导的性能越好,应尽量选择传热系数值低的玻璃产品。目前较常见的节能玻璃有中空玻璃、镀膜玻璃等。
(二)提高建筑外门窗的气密性减少冷空气渗透如设置泡沫塑料密封条,使用新型的密封性能良好的门窗材料,都可以达到良好的建筑节能效果。但是,加强门窗的气密性减少渗透耗能的同时,应保证室内空气质量达到基本的卫生要求。
3、铁路建筑物的屋顶
受阳光照射的建筑物屋顶,表面温度比其它围护结构高得多。在夏季,太阳辐射强度大,屋顶外表面温度最高达到50~60℃,顶层室内温度受其影响会提高2~4℃。在冬季,屋顶对外散失热量,增加了室内的热负荷。在不断改进建筑外墙、外窗的保温性能后,还必须进一步加强屋面的保温隔热。对此,除必须考虑采用高效保温材料作为屋面的保温层措施以外,还可从建筑设计角度综合考虑建筑节能问题。
【关键词】 铁路建筑;节能;技术
一、前言
铁路建设的过程中,需要建设相关联的铁路建筑,比如铁路公寓等。建设该类型的建筑物的时候,必须要明确铁路建设的节能减排原则,从该原则出发,尽量使用能够有效节能减排的技术,提高铁路公寓等建筑物的节能减排性能。
二、铁路节能减排现状
铁路作为终端用能部门,其能源消费主要包括两大部分:一是由完成运输活动的各种运输工具直接消耗的能源,就是通常说的列车牵引能耗;二是服务于列车运行的站、段、所的建筑能耗和设备能耗,统称非牵引能耗,对于工程设计关注的铁路建设项目来说,更是如此。
铁路列车牵引能耗占整个铁路运输行业能耗的89%左右,是铁路主要耗能领域,近年来,随着铁路电力牵引比重的不断提高和现代化站房的投入使用,铁路列车牵引能耗占整个铁路运输行业能耗的比重有所下降。铁路非牵引能耗主要包括站房、机车车辆检修段(所)、线路等基础设施的检测维修段(所)以及保障列车运行的相关技术设施(通信、信号、信息)等场所的能源消耗,耗能工序和设备繁多、能源单耗不大,耗能种类包括电、油、天然气等。
根据铁道部公布的2009年铁路统计公报,国家铁路(不含控股合资公司)运输企业能源消耗折算标准煤1597.55万吨,占全国年能源消耗总量的O.5%,化学需氧量排放量为2214.39吨,二氧化硫排放量为4.02万吨。初步估算,CO:排放量约3924.67万吨。
三、铁路建筑耗能分析
通过对铁路房屋建筑功能的分析,以及建筑属性的划分不难得到,工程设计人员在设计中应对所设计建筑物属性,按其耗能特点开展工作。
1、综合功能型站房综合楼
主要能耗用于空调系统,不同时段的能耗差距相对其他建筑而言较小,全年能耗受季节变化控制。因此,实施节能设计的效果明显,故在工程设计中应积极采用节能手段,以符合建筑节能标准。
2、站、段、所生产设备及办公房屋
由于铁路办公的特殊性,部分专业设备需长年运行。耗能主要用于专业设备、照明和空调系统。因此,其节能的潜力在于利用峰谷点空调,办公自动化、节能照明,杜绝非工作时间的不必要能耗。
3、工业设备用房
使用空调系统较少,因此在建筑设计过程中,应该充分考虑自然通风降温要求,计算通风所需开窗面积,节能设计要点主要体现在围护结构的设计上。
4、宿舍建筑
作为居住类建筑,对建筑内环境的舒适度高,因此能耗中空调系统的比重最大,实施节能设计的效果明显,应在实践中坚持节能设计标准。
四、优化铁路建筑围护构件的节能技术措施
外围护结构是建筑传热的介质,增强外围护结构的保温隔热性能,增强建筑的热稳定性,降低外围护墙体、门窗及屋面的传热系数,可以提高围护结构的传热阻,达到国家节能设计规范的要求,从而实现铁路建筑节能。
1、铁路建筑物的墙体
墙体是建筑外围护结构的主体,其功能主要是承重、保温隔热、防潮防水以及分割空间等。墙体节能设计的关键在于其所选用材料的保温性能及墙体保温技术的应用。
(一)采用新型的墙体隔热材料
目前我国铁路建设以实心页岩砖为主要墙体材料,但其保温性能不能满足建筑节能设计标准。利用新型的隔热砖代替传统的实心页岩砖,可使传热系数降低,从而达到较好的建筑节能效果。比如空心砖、空心砌块和其它保温隔热性能好的复合墙体,均具有较好的保温隔热性能。
(二)采用外墙体的隔热保温技术
目前墙体节能技术多采用新型复合墙体自保温系统和外隔热保温技术。外墙体保温的优点:建筑室内温度受室外温度波动影响小,有利于主体结构保护和避免热(冷)桥的产生,改善整个墙体的热工性能。常用的建筑外墙保温材料有保温砂浆、聚苯板、挤塑聚苯板和墙体自保温四大体系。其中,保温砂浆和聚苯板保温性能一般;挤塑聚苯板保温性能较好,是高效保温绝热材料,能有效降低外墙的传热系数。
2、铁路建筑物的门窗
建筑物的外门和外窗是冬季冷风侵入、夏季阳光入射的主要通道,其能耗占建筑物总能耗的比例较大。普通单层玻璃窗的能量损失约占建筑物冬季保暖或夏季降温能耗的50%左右。因此,除了合理控制窗墙比外,改善门窗的绝热性能是节能设计中应遵循的重要原则。
(一)选择节能型门窗材料
为了改善铁路建筑物室内采光通风的效果,建筑中门窗面积所占的比重越来越大,其能耗是同面积墙体的4倍,屋顶的5倍,对建筑能耗影响较大。因此采用热阻大、能耗低的节能材料制造的新型保温节能门窗(如塑钢门窗)可大大提高其热工性能。据统计,建筑能耗的30%左右是由门窗玻璃散失的,门窗玻璃也是建筑节能的最大能源漏洞。合理选择使用节能型玻璃对建筑节能将起着重要的作用。选择建筑节能玻璃时,必须考虑玻璃的遮阳系数、传热系数。玻璃的传热系数值越低,玻璃阻隔热传导的性能越好,应尽量选择传热系数值低的玻璃产品。目前较常见的节能玻璃有中空玻璃、镀膜玻璃等。
(二)提高建筑外门窗的气密性减少冷空气渗透如设置泡沫塑料密封条,使用新型的密封性能良好的门窗材料,都可以达到良好的建筑节能效果。但是,加强门窗的气密性减少渗透耗能的同时,应保证室内空气质量达到基本的卫生要求。
3、铁路建筑物的屋顶
受阳光照射的建筑物屋顶,表面温度比其它围护结构高得多。在夏季,太阳辐射强度大,屋顶外表面温度最高达到50~60℃,顶层室内温度受其影响会提高2~4℃。在冬季,屋顶对外散失热量,增加了室内的热负荷。在不断改进建筑外墙、外窗的保温性能后,还必须进一步加强屋面的保温隔热。对此,除必须考虑采用高效保温材料作为屋面的保温层措施以外,还可从建筑设计角度综合考虑建筑节能问题。