论文部分内容阅读
摘要:当前我国建筑节能领域存在的普遍技术问题,指出了建筑节能健康有序发展的方向,即大力发展低能耗建筑技术并详细论述了低能耗建筑技术关键及要点。
关键词:建筑节能技术建筑节能产品低能耗建筑
l 建筑节能的严峻形势
近年来,全球能源形势日趋严峻。据一些国际研究机构分析。世界一次性能源仅够人类使用30年,能源危机始终困扰各国。在经济快速发展的中国,能源匮乏也同样引起了人们的高度关注。中国煤炭消耗量占世界消耗总量的40% ,石油消耗量成为仅次于美国的第二大国。人类从自然界所获得的50%以上的物质原料用来建造各类建筑及其附属设施。这些建筑在建造与使用过程中又消耗了全球能源的50%左右,我国建筑单位面积耗能是发达国家的2~3倍。严峻的事实告诉我们,要走可持续发展道路,大力推进建筑节能刻不容缓,让节能走进建筑势在必行。
2 建筑节能领域存在的问题
近年来.随着我国各个节能阶段建筑节能设计标准和相关法律法规的颁布。全国各地都兴建了大量的节能建筑,但是由于我们的建筑节能还处在起步阶段,设计经验的不足以及片面追求低成本等因素,使得很多不合理的建筑节能技术仍在大量应用,建筑节能领域存在很多认识、技术及质量问题。其中最具代表性的有以下几个方面
2.1 公众节能意识淡薄
在住宅市场化的今天,消费者买房时很少有人关心房子设计的是否节能,首先关心的只是房价 公众节能意识的淡薄不仅限制了节能技术的发展和节能房屋的推广。也成为节能政策和节能技术推进的最大障碍。
2.2 高舒适度将加剧能源和物资消耗的舆论导向
目前舆论大量宣传的高舒適度和恒温恒湿的室内环境会消耗大量能源和物资。需要通过消耗大量能源的机械设备来达到,因而会加剧物资和能源的消耗.造成能源紧张。
因此,在现有国情条件下,片面地追求高舒适度和恒温恒湿的室内环境脱离了全国能源和物资供应能力严重不足的现实,是不合理的能源消费。我们要提倡建设低能耗建筑来满足人们对舒适度的追求。同时,从健康角度讲,片面追求恒温恒湿的居住环境是不利于人类健康的。
2.3 不合理的外围护结构保温做法
近些年我国的外围护结构保温做法有多种。为了降低造价,一些建筑师选择了内保温、夹芯墙保温等保温做法。以上这些做法都是将建筑物的围护结构裸露在外或部分裸露在外,整个建筑物的围护结构分别置于两个不同的温度环境中,不同温度环境会带来不同的温度形变,导致墙体多处发生裂缝,破坏建筑物主体结构,使建筑物处在永久不安定的状态。这样的节能建筑不仅不能为子孙造福,还会给社会带来灾难性的后果。原本立足于节能的建筑成了垃圾建筑。
2.4 新建建筑中贯彻节能设计标准的比例太低
2004年,我国城乡建筑竣工面积达20.7亿m 。超过所有发达国家年建成建筑面积的总和。但令人忧虑的是,在新竣工的建筑中,节能建筑面积尚不足竣工建筑的5% 。至今,我国城乡既有建筑约420亿m ,节能建筑不到全国既有建筑的1%。
2.5 不合理的建筑节能产品会和能源争资源
目前我国建筑保温隔热所采用的保温材料主要是聚苯板和聚氨酯。而每生产It聚苯板或聚氨酯,则需要消耗约2t的原油。现在每年有20亿m2:的新建建筑,既有建筑面积为420亿m2 。如果这些建筑均采用聚苯板进行保温,按8cm厚的聚苯板计算,新建建筑进行保温时每年将消耗400万t的原油,既有建筑节能改造将消耗8 400万t原油。
若采用聚氨酯作为保温材料,所消耗的原油量也与此相近。中国2008年的原油产量预计为1.89亿t,而建筑节能将消耗掉近一半的原油。所以如今建造和使用建筑直接、间接消耗的能源占到全社会总能耗的50%左右。
2.6 不合理的供热现状
目前,北方的供热状况是:大多数住宅都是集中供暖,按房屋面积收费,而不是按实际使用量收费。我们认为,节能建筑如果能配合分户计量,才可达到真正节能目的。白天上班时可以把温度调低,节能建筑能防止热量散失,晚上回来室内温度也不会太低,这时再把温度调高,能源就大大节约了。
3 建筑节能的发展方向— — 低能耗建筑技术
低能耗建筑是根据建筑物所处当地的气候特点,采用先进的建筑技术和材料(如地源热泵技术系统、混凝土顶棚辐射制冷制热系统等),对建筑所处的声、光、热等自然因素进行全面系统的调节,力图最大限度地减少自然环境对居住舒适度和健康的负面影响,降低建筑的能源消耗,使室内自然温度接近或保持在人体舒适的温度内。
3.1 低能耗建筑综合技术组成
3.1.1 外墙外保温子系统
相对外墙内保温而言,外墙外保温的效果更理想。取暖成本大幅下降,并可完全避免热桥。保温层厚度合理的情况下,不易发生保温层内部冷凝或结构内表面冷凝现象结构墙体的热储存性被充分利用,改善了室内热稳定性,外墙外保温在夏季起到一定的隔热作用,同时室内到室外温度曲线对结构墙体有利.因而采用外墙外保温是在经济条件允许的情况下较好的选择。近年来,外墙外保温的应用技术在国外发展迅速,已形成很多的应用体系和系统。其中,膨胀聚苯板(ERS)抹灰系统应用较广,技术的成熟度较高。
3.1.2 屋面保温子系统
几十年来,我国建筑相当普遍地采用了平屋顶。这种屋顶不仅容易漏雨,而且保温隔热效能差,能源浪费严重,住在顶层房间的居民深受冬冷夏热之苦。近年来,参照国外经验,用挤塑聚苯乙烯板(XPS)做倒置屋面保温层,即从结构层往上分别是防水层、保温层、砌块保护层。倒置屋面保温层对屋面结构进行了革新,效果良好。已在不少工程中得到应用。XPS板具有连续的表层和闭孔式蜂窝状结构、组织均匀、连接紧密、抗压强度高、低热导性高、高抗水汽浸透性能和耐气候性能好、不易老化。用这种XPS板做屋面保温覆盖在防水层之上,使保温层起到保护防水层的作用,既可使防水层免受13光的暴晒,又大大缓解了防水层受外界温度的影响,还可避免防水层受到磨损、冲击、穿刺等破坏,使其寿命大大延长。
3.1.3 外窗技能技术子系统
窗户是建筑围护结构中保温性能最薄弱的部位,如果说墙对热量的散失还是一点点向外渗透,那么窗户对热量的散失更直接,其能耗约占建筑采暖、空调能耗的50%左右,可见窗应是建筑节能的重点部位。外窗能耗性能指标,主要包括窗的气密性、水密性、抗风压性能、热传导系数等。
随着建筑节能设计标准执行力度的加大,采用中空玻璃的外窗应用发展较快,保温隔热性能明显提高,原因是玻璃之间密闭的静止空气具有良好的绝热性能。双层普通透明中空玻璃的传热系数比单层玻璃降低约一半,隔声量也提高5dB,但遮阳系数降低很小。此外用低发射率(L0w—E)镀膜玻璃做成中空玻璃,既有良好的透光效果,冬季还可大大减少室内热量外溢,提高室内舒适度,夏天则有良好的遮阳和阻隔温差传热效果。
3.1.4 低能耗采暖制冷及健康新风子系统
采暖制冷时采用地面式低温采暖和制冷系统,冬季以40℃左右的温水向室内送暖,夏季则以150C左右的凉水进行低温辐射水蒸发制冷,冷热辐射温度接近或等于室内的舒适温度上下限,使人的感受非常舒适。而太阳能集热技术应用于采暖系统,则可进一步地节省冬季采暖及生活所需热水能耗。
健康新风系统采用小功率、小温差的地面送风式空调技术和设备代替大功率、大温差的上给上排式空调设备。新风机组将室外新鲜空气经过滤除尘(加热/降温、加湿/除湿)等处理后,以低速地面送风的方式送到每个房间。采用热量回收系统。通过通风管将各房间相对污浊的空气收集起来。与新风交换湿热,预热新鲜空气后的污浊空气由设在屋顶部的风机抽出排放,实现健康的通风换气。在夏季宜采用水蒸气蒸发制冷系统。
3.1.5 太阳能子系统
太阳能作为一种可再生的洁净能源,是建筑上很具有利用潜力的新能源之一。就目前而言,世界上发达国家对太阳能的技术开发仅为其可开发量的0.6% 太阳能在建筑上的利用方式主要有:被动式太阳能采暖、太阳能供热水、主动式太阳能采暖与空调以及太阳能发电、太阳能纳米光催化室内空气净化技术、太阳能纳米光催化饮用水净化技术等。我国太阳能资源丰富,陆地每年接受的太阳能辐射能,相当于2.4×10 12tec。2/3国土面积的太阳能总辐射量超过0.6MJ/m2。如果将太阳能源充分加以利用,不仅有可能节约大量常规能源,而且有可能在某些区域完全利用太阳能采暖。
4 结语
建筑节能是我国可持续发展战略的重要组成部分,是一项复杂的系统工程。需要多工种的协调工作,除了需要技术支撑外,还需要政策、社会理念、产业水平的支撑。只有在全社会共同努力下,才能产生长远的效益。
参考文献:
[1]彭关中,廖小平.建筑节能技术探讨【J】.节能,2005(11):3,39-42。
[2]赵维福,李围林.建筑节能技术研究【J】.应用能源技术,2006(5)44-47。
关键词:建筑节能技术建筑节能产品低能耗建筑
l 建筑节能的严峻形势
近年来,全球能源形势日趋严峻。据一些国际研究机构分析。世界一次性能源仅够人类使用30年,能源危机始终困扰各国。在经济快速发展的中国,能源匮乏也同样引起了人们的高度关注。中国煤炭消耗量占世界消耗总量的40% ,石油消耗量成为仅次于美国的第二大国。人类从自然界所获得的50%以上的物质原料用来建造各类建筑及其附属设施。这些建筑在建造与使用过程中又消耗了全球能源的50%左右,我国建筑单位面积耗能是发达国家的2~3倍。严峻的事实告诉我们,要走可持续发展道路,大力推进建筑节能刻不容缓,让节能走进建筑势在必行。
2 建筑节能领域存在的问题
近年来.随着我国各个节能阶段建筑节能设计标准和相关法律法规的颁布。全国各地都兴建了大量的节能建筑,但是由于我们的建筑节能还处在起步阶段,设计经验的不足以及片面追求低成本等因素,使得很多不合理的建筑节能技术仍在大量应用,建筑节能领域存在很多认识、技术及质量问题。其中最具代表性的有以下几个方面
2.1 公众节能意识淡薄
在住宅市场化的今天,消费者买房时很少有人关心房子设计的是否节能,首先关心的只是房价 公众节能意识的淡薄不仅限制了节能技术的发展和节能房屋的推广。也成为节能政策和节能技术推进的最大障碍。
2.2 高舒适度将加剧能源和物资消耗的舆论导向
目前舆论大量宣传的高舒適度和恒温恒湿的室内环境会消耗大量能源和物资。需要通过消耗大量能源的机械设备来达到,因而会加剧物资和能源的消耗.造成能源紧张。
因此,在现有国情条件下,片面地追求高舒适度和恒温恒湿的室内环境脱离了全国能源和物资供应能力严重不足的现实,是不合理的能源消费。我们要提倡建设低能耗建筑来满足人们对舒适度的追求。同时,从健康角度讲,片面追求恒温恒湿的居住环境是不利于人类健康的。
2.3 不合理的外围护结构保温做法
近些年我国的外围护结构保温做法有多种。为了降低造价,一些建筑师选择了内保温、夹芯墙保温等保温做法。以上这些做法都是将建筑物的围护结构裸露在外或部分裸露在外,整个建筑物的围护结构分别置于两个不同的温度环境中,不同温度环境会带来不同的温度形变,导致墙体多处发生裂缝,破坏建筑物主体结构,使建筑物处在永久不安定的状态。这样的节能建筑不仅不能为子孙造福,还会给社会带来灾难性的后果。原本立足于节能的建筑成了垃圾建筑。
2.4 新建建筑中贯彻节能设计标准的比例太低
2004年,我国城乡建筑竣工面积达20.7亿m 。超过所有发达国家年建成建筑面积的总和。但令人忧虑的是,在新竣工的建筑中,节能建筑面积尚不足竣工建筑的5% 。至今,我国城乡既有建筑约420亿m ,节能建筑不到全国既有建筑的1%。
2.5 不合理的建筑节能产品会和能源争资源
目前我国建筑保温隔热所采用的保温材料主要是聚苯板和聚氨酯。而每生产It聚苯板或聚氨酯,则需要消耗约2t的原油。现在每年有20亿m2:的新建建筑,既有建筑面积为420亿m2 。如果这些建筑均采用聚苯板进行保温,按8cm厚的聚苯板计算,新建建筑进行保温时每年将消耗400万t的原油,既有建筑节能改造将消耗8 400万t原油。
若采用聚氨酯作为保温材料,所消耗的原油量也与此相近。中国2008年的原油产量预计为1.89亿t,而建筑节能将消耗掉近一半的原油。所以如今建造和使用建筑直接、间接消耗的能源占到全社会总能耗的50%左右。
2.6 不合理的供热现状
目前,北方的供热状况是:大多数住宅都是集中供暖,按房屋面积收费,而不是按实际使用量收费。我们认为,节能建筑如果能配合分户计量,才可达到真正节能目的。白天上班时可以把温度调低,节能建筑能防止热量散失,晚上回来室内温度也不会太低,这时再把温度调高,能源就大大节约了。
3 建筑节能的发展方向— — 低能耗建筑技术
低能耗建筑是根据建筑物所处当地的气候特点,采用先进的建筑技术和材料(如地源热泵技术系统、混凝土顶棚辐射制冷制热系统等),对建筑所处的声、光、热等自然因素进行全面系统的调节,力图最大限度地减少自然环境对居住舒适度和健康的负面影响,降低建筑的能源消耗,使室内自然温度接近或保持在人体舒适的温度内。
3.1 低能耗建筑综合技术组成
3.1.1 外墙外保温子系统
相对外墙内保温而言,外墙外保温的效果更理想。取暖成本大幅下降,并可完全避免热桥。保温层厚度合理的情况下,不易发生保温层内部冷凝或结构内表面冷凝现象结构墙体的热储存性被充分利用,改善了室内热稳定性,外墙外保温在夏季起到一定的隔热作用,同时室内到室外温度曲线对结构墙体有利.因而采用外墙外保温是在经济条件允许的情况下较好的选择。近年来,外墙外保温的应用技术在国外发展迅速,已形成很多的应用体系和系统。其中,膨胀聚苯板(ERS)抹灰系统应用较广,技术的成熟度较高。
3.1.2 屋面保温子系统
几十年来,我国建筑相当普遍地采用了平屋顶。这种屋顶不仅容易漏雨,而且保温隔热效能差,能源浪费严重,住在顶层房间的居民深受冬冷夏热之苦。近年来,参照国外经验,用挤塑聚苯乙烯板(XPS)做倒置屋面保温层,即从结构层往上分别是防水层、保温层、砌块保护层。倒置屋面保温层对屋面结构进行了革新,效果良好。已在不少工程中得到应用。XPS板具有连续的表层和闭孔式蜂窝状结构、组织均匀、连接紧密、抗压强度高、低热导性高、高抗水汽浸透性能和耐气候性能好、不易老化。用这种XPS板做屋面保温覆盖在防水层之上,使保温层起到保护防水层的作用,既可使防水层免受13光的暴晒,又大大缓解了防水层受外界温度的影响,还可避免防水层受到磨损、冲击、穿刺等破坏,使其寿命大大延长。
3.1.3 外窗技能技术子系统
窗户是建筑围护结构中保温性能最薄弱的部位,如果说墙对热量的散失还是一点点向外渗透,那么窗户对热量的散失更直接,其能耗约占建筑采暖、空调能耗的50%左右,可见窗应是建筑节能的重点部位。外窗能耗性能指标,主要包括窗的气密性、水密性、抗风压性能、热传导系数等。
随着建筑节能设计标准执行力度的加大,采用中空玻璃的外窗应用发展较快,保温隔热性能明显提高,原因是玻璃之间密闭的静止空气具有良好的绝热性能。双层普通透明中空玻璃的传热系数比单层玻璃降低约一半,隔声量也提高5dB,但遮阳系数降低很小。此外用低发射率(L0w—E)镀膜玻璃做成中空玻璃,既有良好的透光效果,冬季还可大大减少室内热量外溢,提高室内舒适度,夏天则有良好的遮阳和阻隔温差传热效果。
3.1.4 低能耗采暖制冷及健康新风子系统
采暖制冷时采用地面式低温采暖和制冷系统,冬季以40℃左右的温水向室内送暖,夏季则以150C左右的凉水进行低温辐射水蒸发制冷,冷热辐射温度接近或等于室内的舒适温度上下限,使人的感受非常舒适。而太阳能集热技术应用于采暖系统,则可进一步地节省冬季采暖及生活所需热水能耗。
健康新风系统采用小功率、小温差的地面送风式空调技术和设备代替大功率、大温差的上给上排式空调设备。新风机组将室外新鲜空气经过滤除尘(加热/降温、加湿/除湿)等处理后,以低速地面送风的方式送到每个房间。采用热量回收系统。通过通风管将各房间相对污浊的空气收集起来。与新风交换湿热,预热新鲜空气后的污浊空气由设在屋顶部的风机抽出排放,实现健康的通风换气。在夏季宜采用水蒸气蒸发制冷系统。
3.1.5 太阳能子系统
太阳能作为一种可再生的洁净能源,是建筑上很具有利用潜力的新能源之一。就目前而言,世界上发达国家对太阳能的技术开发仅为其可开发量的0.6% 太阳能在建筑上的利用方式主要有:被动式太阳能采暖、太阳能供热水、主动式太阳能采暖与空调以及太阳能发电、太阳能纳米光催化室内空气净化技术、太阳能纳米光催化饮用水净化技术等。我国太阳能资源丰富,陆地每年接受的太阳能辐射能,相当于2.4×10 12tec。2/3国土面积的太阳能总辐射量超过0.6MJ/m2。如果将太阳能源充分加以利用,不仅有可能节约大量常规能源,而且有可能在某些区域完全利用太阳能采暖。
4 结语
建筑节能是我国可持续发展战略的重要组成部分,是一项复杂的系统工程。需要多工种的协调工作,除了需要技术支撑外,还需要政策、社会理念、产业水平的支撑。只有在全社会共同努力下,才能产生长远的效益。
参考文献:
[1]彭关中,廖小平.建筑节能技术探讨【J】.节能,2005(11):3,39-42。
[2]赵维福,李围林.建筑节能技术研究【J】.应用能源技术,2006(5)44-47。