建筑节能技术的应用

所属栏目:智能科学技术论文 发布日期:2018-02-25 15:19 热度:

   环境问题的日渐突出使得一些先进的环保技术逐渐发展起来,在各个领域应用越来越广泛,尤其建筑领域内,本文主要探讨建筑节能技术的应用。

中国环境监测

      《中国环境监测》1985年创刊,是我国环境监测领域内唯一一份中央级科技期刊,国内外公开发行。本刊一贯坚持学术性、专业性与实用性普及性相结合的办刊原则,以宣传总局对环境监测工作的指示精神。全面介绍国内、外先进的环境监测技术,广泛交流环境监测的科研成果为办刊宗旨。使《中国环境监测》在环境监测领域内得到了广大读者的关注、认可和欢迎。

  建筑节能涉及建筑、材料、能源、智能、废物再利用等技术领域,也涉及设计、施工、管理、政策法规等多方面,是一项全方位的、综合性的系统工程。为了达到有效的建筑节能,只靠建筑师是远远不够的,还需要其它行业开发出技术较高的节能产品。如节能型电梯、节能型空调、节能型灯具等,并开发出新的能源节能技术,使建筑逐渐实现低能耗、零能耗。

  建筑节能是指在建筑中提高能源利用效率,用有限的资源和最小的能源消耗取得最大的经济和社会效应。因此,建筑节能是贯彻可持续发展战略、实现国家节能规划目标、减排温室气体的重要措施,符合全球发展趋势。其解决途径有两种:一方面,通过开发利用可再生能源及节能建材等途径,来降低建筑能耗的需求;另一方面,通过提高能耗系统的效率,从而降低终端能源使用量。

  一、实现节能的有效途径降低能源总需求量

  据统计,在发达国家,空调采暖能耗占建筑能耗的65%。目前,我国的采暖空调和照明用能量近期增长速度,已明显高于能量生产的增长速度。因此,减少建筑的冷、热及照明能耗是降低建筑能耗总量的重要内容。

  1、建筑规划与设计

  面对全球能源环境问题,不少全新的设计理念应运而生,如低能耗建筑、零能建筑和绿色建筑等,它们本质上都要求建筑师从整体综合设计概念出发,坚持与能源分析专家、环境专家、设备师和结构师紧密配合。在建筑规划和设计时,根据大范围的气候条件影响,针对建筑自身所处的具体环境气候特征,重视利用自然环境创造良好的建筑室内微气候,以尽量减少对建筑设备的依赖。合理的建筑形体设计是充分利用建筑室外微环境来改善建筑室内徽环境的关键部分,主要通过建筑各部件的结构构造设计和建筑内部空间的合理分隔设计得以实现。

  2、围护结构

  围护结构组成部件的设计对建筑能耗、环境性能、室内空气质量与用户所处的视觉和舒适环境有根本的影响。通过改善建筑物围护结构的热工性能,在夏季可减少室外热量传入室内,在冬季可减少室内热量的流失,使建筑热环境得以改善,从而减少建筑冷、热消耗。报据当地的气候、建筑的地理位置和朝向,以建筑能耗软件的计算结果为指导,选择围护结构组合含优化设计方法。

  3、提高用户能源利用效率

  高能效的采暖、空调系统与上述自消减室内冷热负荷的措施并行,才能真正地减少采暖、空凋能耗。根据建筑的特点和功能,设计高能效的暖通空调设备系统。采用能源管理监控系统监督和调控室内的舒适度、室内空气品质及能耗情况。

  4、提高能源利用效率

  从一次能源转换到建筑设备系统使用的终端能源的过程中,能源损失很大。因此,应从全过程(包括开采、处理、输送、储存、分配和终端利用)进行评估,才能全面反映能源利用效率和能源对环境的影响。

  二、利用新能源

  在节约能源、保护环境方面,新能源的利用起至关重要的作用。新能源通常指非常规的可再生能源,包括有太阳能、地热能、风能、生物质能等。人们对各种太阳能利用方式进行了广泛的探索,逐步明确了发展方向,使太阳能初步得到一些利用。但总体而言,目前太阳能利用的规模还不大,技术尚不完善,商品化程度也较低,仍需要继续深入、广泛地研究。在利用地热能时,一方面,可利用高温地热能发电或直接用于采暖供热和热水供应;另一方面,可借助地源热泵和地道风系统利用低温地热能。风能发电较适用于多风海岸线、山区和易引起强风的高层建筑。

  三、建筑节能新技术

  1、理想的节能建筑应在最少的能量消耗下满足以下几点:

  (1)能够在不同季节、不同区域控制接收或阻止太阳辐射;

  (2)能够在不同季节保持室内的舒适性:

  (3)能够使室内实现必要的通风换气。

  目前,建筑节能的途径是尽量减少不可再生能源的消耗。提高能源的使用效率:减少建筑围护结构的能量损失,降低建筑设施运行的能耗。在这几个方面,高新技术起着决定性的作用。

  2、降低能源消耗。提高能源的使用效率

  为了维持居住空间的环境质量,在寒冷的季节需要取暖以提高室内的温度,在炎热的季节需要制冷以降低室内的温度,干燥时需要加湿,潮湿时需要抽湿,而这些往往都需要消耗能源才能实现。

  3、降低围护结构的能量损失

  围护结构的能量损失主要来自三部分:外墙、门窗、屋项。这三部分的节能技术是各国建筑界都非常关注的。今后的发展方向是开发高效、经济的保温隔热材料和切实可行的构造技术,以提高围护结构的保温、隔热性能和密闭性能。

  四、开发利用新能源

  在节约不可再生能源的同时,人类还在寻求开发利用新能源,以适应人口增加和能源枯竭的现实,这是历史赋予现代人的使命。而新能源有效地开发利用必定要以高科技为依托,如开发利用太阳能、风能、潮汐能、水力,地热及其它可再生的自然界能源,必须借助于先进的技术手段,并且要不断地完善和提高,以达到更有效地利用这些能源。如人们在建筑上不仅能利用太阳能采暖,太阳能热水器还能将太阳能转化为电能,并且将光电产品与建筑构件合为一体,如光电屋面板、光电外墙板、光电遮阳板、光电窗间墙、光电天窗以及光电玻璃幕墙等,使耗能变成产能。

  五、建筑节能新材料的开发

  1、隔热水泥模板外墙系统

  该产品是一种绝缘模板系统,主要由循环利用的聚苯乙烯泡沫塑料和水泥类的胶凝材料制成模板,用于现场浇筑混凝士墙或基础。施工时在模板内部水平或垂直配筋,墙体建成后,该绝缘模板将作为永久墙体的一部分,形成在墙体外部和内部同时保温绝热的混凝上墙体。混凝土墙面外包的模板材料满足了建筑外墙所需的保温、隔声、防火等要求。

  2、外保温饰面系统

  该系统是在上世纪70年代末的最后一次能源危机时期出现的,最

  先应用于商业建筑。随后开始了在民用建筑中的应用。今天,该系统在商业建筑外墙使用中占17.O%,在民用建筑外墙使用中占3.5%.并且正以每年17.0-18.0的速度增长。此系统是多层复合的外墙保温系统,在民用建筑和商业建筑中都可以应用。此系统包括以下几部分:主体部分是由聚笨乙烯泡沫塑料制成的保温板,一般是30-120mm厚,该部分以合成黏结剂等方式固定于建筑外墙。中间部分是持久的、防水的聚合物砂浆基层,此基层主要用与保温板上,以玻璃纤维网来增强并传达外力的作用,最外面部分是美观持久的表面覆盖层。为了防褪色、防裂,覆盖层材料一般采用丙烯酸共聚物涂料技术,此种涂料有多种颜色和质地可以选用,具有很强的耐久性和耐腐蚀能力。

  3、保温绝热板系统

  此材料可用于民用建筑和商业建筑,是高性能的墙体、楼板和屋面材料。板材的中间是聚苯乙烯泡沫或聚亚氨脂泡沫夹心层,一般120-240mm厚,两面根据需要可采用不同的平板面层。

  目前,我国建筑用能浪费极其严重,而且建筑能耗增长的速度远远超过我国能源生产可能增长的速度,如果放任这种高耗能建筑持续发展下去,国家的能源生产势必难以长期支撑此种浪费型需求,这将要耗费更多的人力物力。在建筑中急需提高能源的使用效率,可以大大缓解国家能源紧缺状况,促进我国国民经济建设的持续健康发展。

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