時間:2023-05-24 17:13:10
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中圖分類號: TU7 文獻標識碼: A
我國建筑節(jié)能現(xiàn)狀分析
改革開放以來我國經(jīng)濟的迅速發(fā)展為建筑工程開展奠定了堅實的基礎,伴隨著我國建筑工程發(fā)展規(guī)模的擴大,建筑能耗也逐漸發(fā)展成為能源消耗的主要組成部分,據(jù)不完全統(tǒng)計,2010年以來,我國的建筑能耗約占全球能耗總量的25%,成為建筑能耗最為嚴重的國家。人口數(shù)量的巨大以及廣闊的國土面積,進一步加速了我國建筑工程的能源消耗速度,建筑工程中大量的能源消耗使得我國的能源開發(fā)利用面臨更為嚴峻的挑戰(zhàn)。為有效解決我國建筑工程的能源消耗問題,我國設定了建筑節(jié)能設計標準,通過改進建筑材料和控制建筑數(shù)量等方法實現(xiàn)對建筑工程能源消耗的有效控制。
我國建筑節(jié)能工程的發(fā)展,使得能源節(jié)約理念在建筑施工中得到有效落實。在建筑施工中,進一步控制建筑節(jié)能的范圍,通過選取更具節(jié)能性質的材料以實現(xiàn)對降低建筑工程中的能源消耗量,并保證建筑工程的施工質量。建筑節(jié)能還對建筑工程的設計提出了一定要求,為有效減少工程的能源利用量,需要更為科學的設計建筑的結構,通過科學合理的設計集中建筑支持能量,以有效減少能量散失,進而實現(xiàn)建筑工程的節(jié)能建設。而由于我國建筑節(jié)能技術尚未得到完全普及,因此我國建筑能源消耗仍處于較高水平,我國建筑節(jié)能工作的進一步開展也面臨巨大挑戰(zhàn)。
建筑設計中有效節(jié)能方式的探究
在我國的建筑節(jié)能施工中,能源節(jié)約的有效方式主要是從建筑結構自身能源維護和開發(fā)新型能源兩方面展開的。就建筑工程施工中建筑結構自身能源維護分析,提高建筑自身的能源供給效率和減小建筑結構的能源散失是最為主要的方法。為有效提高建筑的能源供給效率,要著重對建筑結構進行科學設計與合理排布,如在進行供暖系統(tǒng)設計施工過程中,要針對不同的建筑結構搭建對應的供暖網(wǎng)絡,并通過科學合理的設計供暖管道和調(diào)控建筑室暖氣裝置等技術來提升建筑中供暖系統(tǒng)的工作效率。為有效限制建筑結構自身能源的散失,通常采用的方法是在建筑過程中引入具有特殊物理特性的建筑材料,利用材料的物理特性提升建筑結構的密閉性及能源維持性能。針對建筑施工中的保暖系統(tǒng)設計分析,為有效保證建筑結構能夠有效維持自身的熱量,通常會在建筑施工中使用保溫特性較好,并且具有密閉性的建筑材料,通過將保溫建筑材料與建筑結構進行有機融合,進而提升了建筑結構整體的保溫性能。
建筑節(jié)能中對新能源的開發(fā)利用主要集中在太陽能裝置的使用中。當下在建筑結構中引入太陽能是最為主流的建筑節(jié)能方式,通過利用太陽能這一可再生能源代替其他化石能源的燃燒,以此有效控制能源燃料燃燒對環(huán)境造成的影響。與其他化石能源相比,太陽能這一能源具有可再生和清潔等優(yōu)良特性,將太陽能裝置搭建在建筑結構的屋頂,能夠有效實現(xiàn)建筑的采暖,熱水供給以及電力供給等,而由于太陽能設備的內(nèi)部結構涉及到多種能源的有效轉換,建筑節(jié)能工程中需要專業(yè)建筑師進行太陽能裝置的設計與安裝,結合建筑工程的施工實際對太陽能設備進行對應調(diào)整,以此實現(xiàn)建筑結構施工中的有效節(jié)能。
建筑設計新能源利用概述
在我國建筑結構的節(jié)能設計中,新能源的開發(fā)利用主要強調(diào)太陽能與建筑結構的有機結合,通過將太陽能裝置應用到建筑結構的取暖和發(fā)電等領域中,實現(xiàn)建筑設計中新能源的有效開發(fā)與利用。不同太陽能裝置的結構與功能是不同的,所以在建筑節(jié)能工程的設計中,針對不同的太陽能裝置要采用針對性建設方案。建筑設計中新能源利用的主要方式包括太陽能熱水器,太陽能發(fā)電以及太陽能空調(diào)等。
太陽能熱水系統(tǒng)的原理是通過特殊材質吸收太陽光能量,并在熱交換器的作用下將吸收的光能轉化為熱能,進而實現(xiàn)對太陽能熱水器中水體的加熱。由于太陽能熱水器的運行不需要投入任何運行費用個,因此在學校,醫(yī)院以及政府部門的建筑設計中通常受到廣泛利用。太陽能熱水系統(tǒng)與建筑結構的結合方式主要包括設備的固定安裝和管道的搭建兩種,太陽能設備的固定安裝是指在建筑結構的屋頂安裝固定的太陽能熱水器,使得熱水器成為建筑結構的組成部分,在有新住戶進行居住時,能夠直接使用太陽能熱水器,無需對裝置進行處理與改動。而在管道搭建式太陽能熱水器的建設中,一旦住戶出現(xiàn)搬遷,就會帶走太陽能熱水器,新住戶的到來則需要重新安裝太陽能熱水器,需要在墻壁和地板上重新開孔并施工,重新安裝熱水器,而由于此種安裝方式會在一定程度上對建筑結構的穩(wěn)定性造成影響,因此在太陽能熱水器的實際應用中多采用前一種方式。
太陽能光伏發(fā)電技術的發(fā)展有力推動了我國建筑工程發(fā)展中新能源技術的開發(fā)與應用。太陽能光伏發(fā)電過程是通過利用太陽能電池方陣將太陽輻射能直接轉化為電能的過程,伴隨著我國太陽能電池技術的不斷成熟,其在建筑工程中的應用也日漸普及。在建筑結構中安裝太陽能發(fā)電裝置,首先要在屋頂鋪設光伏組件,進而將光伏組件的引出端接在太陽能發(fā)電裝置的控制端,通過控制光伏轉化速率實現(xiàn)對太陽能發(fā)電裝置的有效控制。伴隨著建筑工程開展中新能源利用效率的不斷提高,太陽能發(fā)電裝置的光伏組件的形態(tài)發(fā)展將會更加注重建筑結構的一體化,通過在建筑結構中添加光伏涂層,使得太陽能發(fā)電技術更具觀賞性,也有效保證了建筑工程中新能源的利用效率。
[結束語]
在建筑設計與施工中科學利用新能源,不僅實現(xiàn)了對新能源的有效開發(fā),也進一步加強了我國建筑業(yè)與能源節(jié)約工程的聯(lián)系,通過新能源開發(fā)利用與建筑業(yè)的有機結合,提升了我國建筑工程的科學技術含量,也在一定程度上完善了我國的建筑技術,使其能夠在新能源開發(fā)利用的基礎上,有效減少我國建筑業(yè)的能源消耗,同時有效促進我國建筑工程技術發(fā)展。
[參考文獻]
建筑作為人類的基本居住空間,是構成城市的主要物質組成部分,它對人類的生活環(huán)境有著直接、重要的影響。居住空間環(huán)境的優(yōu)劣直接影響著人們的生活質量,而要維持良好的生活環(huán)境,則需耗費大量的能源。因此,節(jié)約能源是今后發(fā)展的必然趨勢。
一、建筑節(jié)能設計的含義
1、建筑節(jié)能是提高人民生活水平的需要:
隨著現(xiàn)代化建設的發(fā)展和人民生活水平的不斷提高,人們追求更加舒適的建筑生活環(huán)境。冬季采暖,夏季空調(diào)都需要能源的供應。而在當前能源十分緊張的狀況下,節(jié)約建筑能耗就顯得尤為重要了。建筑節(jié)能設計是建立在滿足合理的舒適要求前提下,通過技術減少建筑能耗,提高能源的使用效率,滿足建筑節(jié)能的要求。
2、建筑節(jié)能是環(huán)境保護的需要:
我們現(xiàn)在應用的能源主要是以煤炭、石油、天然氣為主的不可再生能源。這些能源在使用過程中會排放大量的有害物質(二氧化碳、硫、氮氧化合物等),是造成大氣污染和生態(tài)環(huán)境破壞的重要原因。因此提倡建筑節(jié)能,減少污染物的排放也是改善生存環(huán)境,提高生活質量的一種有效的方法。
3、建筑節(jié)能是經(jīng)濟發(fā)展的需要:
能源是人類生存與發(fā)展的重要基礎,經(jīng)濟的發(fā)展依賴于能源的發(fā)展。當今能源問題已經(jīng)成為全世界共同關注的問題,能源短缺成為制約經(jīng)濟發(fā)展的重要因素。建筑從建材生產(chǎn),建筑施工直到建筑物的使用無時不在消耗著能源,資料統(tǒng)計表明建筑能耗占到全國總能耗的1/3左右。因此在建筑中推廣節(jié)能技術勢在必行。
二、新能源建筑的應用前景
1、推進新能源建筑應用是順應低碳經(jīng)濟發(fā)展趨勢的必然選擇。為應對日趨嚴峻的環(huán)境污染和能源危機,世界各國紛紛加快調(diào)整產(chǎn)業(yè)結構,尋求節(jié)能、高效、低污染、可持續(xù)發(fā)展的方式。以提高能源利用效率和轉變能源結構為核心的低碳經(jīng)濟,逐步替代傳統(tǒng)的高能耗發(fā)展模式,以“低排放、高能效、高效率”為特征的低碳城市建設,已引起高度關注。推進建筑節(jié)能、發(fā)展綠色建筑、促進建筑向高效綠色型轉變,發(fā)展新能源建筑應用是必然選擇。
2、實施建筑節(jié)能、推進新能源建筑應用是構建兩型社會的重要舉措。加強建筑節(jié)能、推進新能源建筑應用工作,降低建筑物采暖、制冷、通風、照明等能耗,有利于降低能源使用總量、提高能源利用效率,緩解資源供需緊張的矛盾狀況;有利于減少污染排放,降低社會總能耗;有利于降低建筑物使用成本,改善環(huán)境質量,實行資源節(jié)約、環(huán)境保護和生態(tài)優(yōu)化,促進人與自然相和諧、經(jīng)濟社會與資源環(huán)境相協(xié)調(diào)。
3、實施建筑節(jié)能、推進新能源建筑應用可推動經(jīng)濟發(fā)展形成新的增長點。2009年聯(lián)合國環(huán)境署的報告中指出,建筑節(jié)能改造和新能源等“綠色行業(yè)”能夠促進形成新的增長點,有望解決主要環(huán)境危機的同時引領全球經(jīng)濟復蘇。2008年我國4萬億振興經(jīng)濟投資計劃中,重點扶持包括建筑節(jié)能在內(nèi)的節(jié)能減排項目。隨著建筑節(jié)能工作的開展,包括建筑節(jié)能改造、新能源建筑應用的大規(guī)模展開,建筑節(jié)能產(chǎn)業(yè)將在提升經(jīng)濟、擴大內(nèi)需、增加就業(yè)、促進可持續(xù)發(fā)展等方面發(fā)揮越來越重要的作用,加快建筑節(jié)能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,將有力的促進產(chǎn)業(yè)結構的優(yōu)化升級和經(jīng)濟增長方式的轉變,進一步提高經(jīng)濟增長的質量和效益。
4、城鎮(zhèn)化主導戰(zhàn)略實施為推進新能源建筑應用提供了重要的發(fā)展機遇。近年來國大力實施城鎮(zhèn)化主導戰(zhàn)略,城鎮(zhèn)化水平不斷提高,城中村和農(nóng)村危房改造工作不斷深入開展,為新能源建筑應用帶來發(fā)展的機遇,因此在以后的工作中大力推進新能源建筑應用,將資源節(jié)約、環(huán)境友好、生態(tài)宜居的核心理念貫穿到城鄉(xiāng)建設的各個環(huán)節(jié),促進新能源建筑應用規(guī)模及產(chǎn)業(yè)規(guī)模大發(fā)展。
三、建筑設計中太陽能的利用
1、太陽能發(fā)電
太陽能熱發(fā)電是太陽能利用中的重要項目。太陽熱發(fā)電是利用集熱器把太陽輻射能轉變成熱能,然后通過汽輪機、發(fā)電機來發(fā)電。根據(jù)集熱的溫度不同,太陽熱發(fā)電可分為高溫熱發(fā)電和低溫熱發(fā)電兩大類。按太陽能采集方式劃分,太陽能熱發(fā)電站主要有塔式、槽式和盤式三類。
2、太陽能致冷
利用太陽能制冷空調(diào)有兩種方法,一是先實現(xiàn)光——電轉換,再以電力推動常規(guī)的壓縮式制冷機制冷;二是進行光——熱轉換,以熱能制冷。前者系統(tǒng)比較簡單,但其造價約為后者的3—4倍,因此國內(nèi)外的太陽能空調(diào)系統(tǒng)至今以第二種為主。太陽能致冷的方法有多種,如壓縮式致冷、蒸汽噴射式致冷、吸收式致冷等。
3、太陽房
太陽房是利用太陽能采暖和降溫的房子。人們的生活能耗中,用于采暖和降溫的能源占有相當大的比重。特別對于氣候寒冷或炎熱的地區(qū),采暖和降溫的能耗就更大。太陽房既可采暖,也能降溫,最簡便的一種太陽房叫被動式太陽房,建造容易,不需要安裝特殊的動力設備。
4、太陽能熱水器
太陽熱水器是太陽能熱利用中具有代表性的一種裝置,它的用途廣泛,形式多樣。人們最常見的一種太陽熱水器是架在屋頂?shù)钠桨鍩崴?。太陽熱水器按結構分類有悶曬式、管板式、聚光式、真空管式、熱管式等幾種。
一、建筑能源消耗的現(xiàn)狀
經(jīng)濟的快速發(fā)展導致對能源的需求不斷加劇,盡管全國都在推進建筑節(jié)能的發(fā)展,也取得了一定的成效,但是總體來說,情況依舊不容樂觀,用于建筑行業(yè)的能源大多是不可再生能源,過度的開采與不合理利用是造成建筑能源短缺的重要原因。大批量的高耗能建筑成為了建筑節(jié)能工作中的重要“瓶頸”,而且有相當大一部分的建筑沒有達到節(jié)能的要求,目前,我國建筑行業(yè)能耗占據(jù)全國能源消耗總量的1/4以上,我國建筑能耗主要表現(xiàn)在北方采暖、空調(diào)、熱水供應、照明等方面。與此同時,建筑鋼材的消耗也屬于建筑能源消耗的大簦據(jù)不完全統(tǒng)計,建筑鋼材消耗占據(jù)我國鋼材生產(chǎn)總量1/5,水泥消耗量占據(jù)全國總量的1/5,由此可見,降低建筑能源消耗是我國建筑節(jié)約能源中不可忽視的。人類對建筑能源不加節(jié)制的消耗,對能源消耗的排放也沒有采取科學的處理,這就導致建筑能源在消耗的過程中產(chǎn)生污染或者有害物質或者氣體,危害環(huán)境,在消耗能源的同時也加劇了對環(huán)境的污染。與此同時,人們在建筑設計過程中,過度追求環(huán)境的舒適度與美觀,卻忽視了建筑節(jié)能理念的運用,對于房間的照明與通風等都沒有進行詳細的規(guī)劃設計,這就導致建筑設計對電能的消耗過多,加之受開發(fā)與技術限制,目前,在建筑設計中,對太陽能、風能的利用還不是很充分。
二、建筑節(jié)能與新能源利用的重要性
能源是經(jīng)濟發(fā)展的基礎,經(jīng)濟的發(fā)展也離不開對能源的支持,兩者是相輔相成,互相生存和發(fā)展的。在建筑節(jié)能設計中,采用新能源是實現(xiàn)我國經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的必要要求。建筑工程從開始到竣工,每一個過程都對能源資源有著巨大的消耗,加強建筑節(jié)能,采用新能源進行設計是很有必要的,能夠減緩我國能源短缺的危機,實現(xiàn)經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展。目前,我國的常用能源為煤炭、石油、天然氣等,這些都是不可再生能源,而且在使用的過程中會對自然環(huán)境產(chǎn)生巨大的危害,影響空氣質量,甚至對人體健康造成極大的影響。對建筑設計采用新能源能夠減少對環(huán)境的污染,加強對環(huán)境的保護,實現(xiàn)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展。在建筑設計中采用新能源,發(fā)展建筑節(jié)能設計,采用新型能源是構建社會主義節(jié)約型社會的要求,一定程度上能夠改善人們的生活環(huán)境,改善居民生活條件。節(jié)能設計與新能源在建筑中的運用能夠使建筑在美觀、舒適的基礎上,減少對環(huán)境的污染,以及減少對能源的消耗,實現(xiàn)能源的可持續(xù)發(fā)展。
三、如何在建筑節(jié)能與設計中充分利用新能源
(一)提高太陽能利用技術
我國太陽能資源十分豐富,是新型的清潔、無污染、可再生的新能源,是近年來建筑行業(yè)中廣泛應用的一種新能源,在建筑設計中,通常將太陽能的利用方式分為間接獲取系統(tǒng)、混合式獲取系統(tǒng)和被動式太陽能利用。建筑節(jié)能與設計中,通常將太陽能應用于太陽能熱水器、太陽灶、采光、冬季采暖或者制冷等方面。也可以通過在建筑中設計合理的窗戶結構,增加陽光對房間的照射程度,減少冬季對電能照明的消耗。其次也可以在建筑頂部大規(guī)模鋪設太陽能發(fā)電裝置,既能充分利用建筑的屋頂和向陽面,又能夠節(jié)約電能,減少建筑成本。也可以在建筑頂部安裝太陽能集熱器,加熱之后可以利用蓄熱的設施儲備太陽能,經(jīng)過體系末端設備,為建筑提供熱水和采暖。
(二)有效利用地熱能
地熱能與太陽能一樣,也是清潔無污染的新能源之一。在建筑節(jié)能設計中,通常將地表下的土層溫度,通過利用熱交換儀器轉化為作為冬季熱源為建筑提供室內(nèi)取暖或者是制備地熱能熱水、發(fā)電等。利用地熱能為建筑設計供暖,能夠減少煤炭供暖或者是電能供暖的消耗。例如在許多的高校會通過利用地熱能這種新能源進行采暖或者供熱水,有效的降低了學校的供暖供熱水的成本,也是實現(xiàn)節(jié)能減排的重要舉措之一。其次將地熱能轉化為地熱空調(diào)。2008年,奧運村就普遍運用地熱能轉為無污染的地熱性空調(diào),不僅能夠對游泳池的水進行加熱,確保全天候游泳池的水溫,而且清潔無污染,很大程度上降低對煤炭能源的消耗。
(三)風能在建筑設計中的利用
在建筑設計中,采用風能主要是用來改善建筑室內(nèi)空氣的流通水平,改善空氣質量,在夏季,也能夠降低室內(nèi)溫度,減少對空調(diào)的以來,防止空調(diào)病,減輕對電能的消耗。冬季,能夠驅散建筑室內(nèi)的潮濕空氣,降低室內(nèi)采暖的能源消耗,增加室內(nèi)環(huán)境的舒適度。近年來,人們生活水平的提高,空調(diào)也已經(jīng)得到了廣泛的應用,但是空調(diào)對電能的消耗整體來說比較大,在建筑節(jié)能過程中,對地熱能的應用,能夠減少對空調(diào)的使用,避免電能的過度使用與浪費。
(四)采用節(jié)能環(huán)保的新型建筑材料
在建筑設計過程中,對建筑的材料或者能源的消耗和浪費都非常巨大,為響應國家對建筑行業(yè)節(jié)能政策的要求,在建筑設計過程中,采用新型的建筑材料,對傳統(tǒng)的建筑材料進行改革,減少鋼材的使用與因不正當保管使用造成的能源浪費。在建筑節(jié)能與設計中采用節(jié)能環(huán)保的新型建筑材料,不僅能夠滿足當前建筑行業(yè)節(jié)能環(huán)保理念的要求而且能夠在能源消耗較少的前提條件下,循環(huán)利用有限的能源,降低建筑消耗成本,減少對環(huán)境的污染與破壞。常見的新型建筑材料有,來自火力發(fā)電廠工業(yè)廢渣制造的粉煤灰,農(nóng)作物秸稈和廢棄木制作而成的廢棄植物纖維、來源于廢棄瓶罐和廢棄膜的膜材料等等,也可以對工業(yè)廢棄物加以研發(fā)利用,制作成新型的建筑材料。對建筑材料的數(shù)量、質量進行正確的選擇,不僅能夠有效解決能源短缺與環(huán)境破壞的問題,還能為綠色生態(tài)的生活提供保障。
(五)采用變頻或者變風量空調(diào)系統(tǒng)
在建筑節(jié)能設計中,采用變頻或者變風量空調(diào)系統(tǒng),對節(jié)約能源資源起到重要的作用。變頻空調(diào)系統(tǒng)是將制冷劑作為輸送介質,根據(jù)建筑內(nèi)部的空調(diào)負荷的變化對制冷劑流量進行調(diào)節(jié),從而實現(xiàn)建筑節(jié)能的目的,目前在建筑設計中應用已十分廣泛。而變風量空調(diào)系統(tǒng)控制房間溫濕度的方法是通過改變送風量完成的,以最少的能量消耗,滿足室內(nèi)環(huán)境的要求。這種新型的空調(diào)系統(tǒng)能夠有效的降低空調(diào)制冷或者供暖的成本,真正做到在建筑設計中節(jié)約能源。
四、結語
在建筑設計中,新能源的開發(fā)利用對于建筑節(jié)能、我國的經(jīng)濟發(fā)展以及環(huán)境保護都具有重要的作用,隨著經(jīng)濟的發(fā)展,對能源的消耗以及新能源的需求還會不斷增加,因此,在建筑設計中,采用新能源進行建筑設計,是建立建筑節(jié)能市場機制的要求。這些新能源在現(xiàn)代建筑設計中的應用將越來越廣泛,伴隨著新能源在建筑設計中的應用和發(fā)展,我們堅信,能夠實現(xiàn)建筑行業(yè)健康、可持續(xù)發(fā)展,并改善我國的生態(tài)和能源危機。
一、建筑新能源技術在工業(yè)房屋建筑中存在的問題
1、高舒適度追求加劇能源的消耗
隨著經(jīng)濟的發(fā)展和人民生活水平提高,對于居住環(huán)境的要求越來越嚴格,對于舒適度的要求越來越高,渴望得到恒溫恒濕的居住環(huán)境,為了滿足人們對于高舒適度的居住環(huán)境的要求,就需要消耗大量的能源來達到人們的目的,從而違背新能源建筑節(jié)能在房屋建筑領域應用目的。
2、用于保溫的護結構不合理
目前我國用于保溫的護結構設計有粘土空心磚護、混凝土小型空心砌塊護、加氣混凝土護、內(nèi)保溫復合護、夾心復合護以及外保溫復合護。這些護結構設計各有各的優(yōu)點,也各種各的不足之處,設計存在明顯的不足,使建筑物的護全部或者部分在室外,建筑物的圍護結構處于兩個不同的溫度環(huán)境中,溫度的差異就會導致圍護結構的不同變形[1]。
3、不合理建筑節(jié)能產(chǎn)品的滋生
隨著低能耗建筑節(jié)能等新能源技術的推廣,很多產(chǎn)品應運而生,人們通過利用低能耗建筑節(jié)能理念來達到公司利益的最大化,卻忽略了投入產(chǎn)出的比例,造成資源的浪費。在生產(chǎn)建筑節(jié)能產(chǎn)品的時候,產(chǎn)品的作用已經(jīng)遠遠低于所消耗的資源,雖然從資金方面看,可利用的資源在資金使用上比較低,但是從一定程度影響了新能源的作用發(fā)揮。
二、新能源建筑節(jié)能技術在工業(yè)建筑領域的應用
1、深入了解工業(yè)建筑的第一手資料
對于工業(yè)房屋建筑,尤其是一些要實行實行改造以及再利用的工業(yè)房屋建筑,要掌握第一手資料。一是全面了解工業(yè)建筑房屋及廠房的結構體系和企業(yè)生產(chǎn)性質。譬如有些工業(yè)化工房屋建筑大多是磚混結構或內(nèi)框架體系,少數(shù)為純框架。二是考察工業(yè)建筑房屋的殘缺和腐蝕狀況。充分考慮建筑獨有的特征,尤其是一些化工廠房決定了生產(chǎn)和使用時,對結構的腐蝕較重,特別是受到經(jīng)常性的酸,堿浪,汽相腐蝕對,墻體,粱、板等極易被風化、碳化,從而使構件削弱甚至喪失其強度,失去承載力[2]。三是了解工業(yè)建筑房屋的設計標準。不斷修改和補充,關注工業(yè)舊廠房的改造和再利用的循環(huán)使用方式,從本土工業(yè)發(fā)展的形勢出發(fā),構建新能源、環(huán)保型的工業(yè)房屋建筑模式,實現(xiàn)資源的最大化利用和最環(huán)保型的再利用。
4.全盤考慮精準化
精打細算是實現(xiàn)資金最大化的有效方式,在工業(yè)房屋建筑的管理上,結合新能源的應用,建立精打細算的造價預算管理,做一個精算師。綜合對工業(yè)房屋建筑工程項目全過程的成本預算,包括開工、施工、完工等各個階段,制定可行的資源計劃,對人力、設備、材料、能源、設施及其他各種資源等進行估算[3],包括初步項目成本估算、技術設計后的成本估算(預算)和詳細設計的成本估算(最終估算)等幾種不同精度的項目成本估算。尤其是對項目建設全過程的成本估算共更要精準,對開工階段編制預算、施工階段落實預算、工程竣工階段編制決算多有全盤的考慮,精確地估算項目總成本,并將其分攤到項目的各項具體活動和各個具體項目階段上,通過造價預算實現(xiàn)成本管理[4]。使用總預算確定的方法、進行預算分解和調(diào)整的方法、預算投入時間安排的方法及詳細預算的方法,也可以使用計算機軟件去進行這些工作。
5.發(fā)展新能源房屋建筑
新能源在房屋建筑上,主要以建筑為平臺,兼?zhèn)浣ㄖO備,自動化及通信網(wǎng)絡系統(tǒng)和各種智能服務設施的安全、高效、舒適、便利的建筑環(huán)境。體現(xiàn)著“人”與現(xiàn)代技術的結合。以“人”為核心、以科技為動力,利用自然、改造自然,使人生活得更舒適、安全、方便。不僅僅可為人們提供舒適、便利的環(huán)境,還具有可持續(xù)發(fā)展的節(jié)能功效[5]。例如在節(jié)能住宅方面,一般情況下至少有15cm 厚的保溫層,能源消耗為65kwh/㎡ a;低能耗住宅,一般情況下保溫層厚度處于20~25cm 之間,能源消耗不超過30kwh/㎡ a; 被動太陽能住宅,一般情況下保溫層厚度在30cm 以上,采暖能源消耗不超過15kwh/㎡a;零供暖住宅[6],在被動房的基礎上,通過可再生資源的利用,比如利用太陽能收集器來主動采集能力,達到零供暖的住宅。
6.將新能源技術應用于建筑的意義和未來展望:
4.1、建筑節(jié)能設計的重要意義:
4.1.1、建筑節(jié)能是經(jīng)濟發(fā)展的需要:
能源是人類生存與發(fā)展的重要基礎,經(jīng)濟的發(fā)展依賴于能源的發(fā)展。當今能源問題已經(jīng)成為全世界共同關注的問題,能源短缺成為制約經(jīng)濟發(fā)展的重要因素。建筑從建材生產(chǎn),建筑施工直到建筑物的使用無時不在消耗著能源,資料統(tǒng)計表明歐美等發(fā)達國家的建筑能耗占到全國總能耗的1/3 左右,我國也占到25%以上。因此在建筑中推廣節(jié)能技術勢在必行。
4.1.2、建筑節(jié)能是環(huán)境保護的需要:
我們現(xiàn)在應用的能源主要是以煤炭、石油、天然氣為主的不可再生能源。這些能源在使用過程中會排放大量的有害物質(二氧化碳、硫、氮氧化合物等),是造成大氣污染和生態(tài)環(huán)境破壞的重要原因。因此提倡建筑節(jié)能,減少污染物的排放也是改善生存環(huán)境,提高生活質量的一種有效的方法。
4.2、建筑新能源節(jié)能設計的未來展望:
隨著能源需求的不斷增加,地球上不可再生能源的資源將進一步的減少直至枯竭。為了社會的發(fā)展和人類的進步,在提高能源的使用效率,節(jié)約能源的同時還必須要開發(fā)和利用綠色環(huán)保并可再生的新能源。根據(jù)專家預測,到2060 年,全球可再生能源的用量將發(fā)展到能源總用量的50%以上,成為未來能源結構的主要部分。采用新能源是保護生態(tài)環(huán)境,走可持續(xù)發(fā)展道路的重要措施。
建筑消耗大量能源,當前我國建筑業(yè)發(fā)展迅猛,把節(jié)能、綠色環(huán)保、生態(tài)技術應用于工程是建筑發(fā)展的必然趨勢。太陽能、風能、地熱能等新型能源在建筑上的有效應用,不僅可以代替資源有限的傳統(tǒng)能源,而且可以減少污染物的排放,保護生態(tài)環(huán)境,它的開發(fā)和利用具有廣闊的前景和深遠的意義。我國具有豐富的新能源資源,目前在太陽能利用方面發(fā)展迅速,太陽能電池發(fā)電技術在建筑上大量使用,太陽能熱水器的用量也以每年20%的速度增長,預計到2015年太陽能熱水器的普及率將達到25%,太陽能發(fā)電系統(tǒng)的擁有量將達到320MW.另外像風能、地熱能等方面的開發(fā)研制也取得了很大成就,預計新能源必將在我國的建筑事業(yè)中發(fā)揮巨大的作用。
三、結論
文章旨在從多方面探討新能源經(jīng)濟條件下的工業(yè)房屋建設存在的誤區(qū)及問題,全面把握新能源在工業(yè)房屋建設中作用,從而探討新能源經(jīng)濟在工業(yè)房屋建設中的具體運用方式,更好地實現(xiàn)新能源與工業(yè)房屋建設的和諧型發(fā)展,收獲更大的經(jīng)濟和社會效益。 新能源是市場經(jīng)濟發(fā)展到一定階段,為了更好地實現(xiàn)低消耗、節(jié)能的目的而實行的一種經(jīng)濟適用、節(jié)能減排、綠色環(huán)保的方式,運用到工業(yè)房屋建筑中來,就要從地基的選定、材料的運用、建筑施工的取材等各方面考慮新能源的使用,實行工業(yè)房屋建筑在新能源經(jīng)濟條件下更健康、節(jié)能。
新能源技術在我國處于初始階段,在工業(yè)房屋建筑領域推行新能源建筑節(jié)能技術仍然存在各種問題,譬如認識不夠、觀念不新、技術力度不夠,各種相關政策還相對不完善,并且缺乏溝通交流的平臺等不足之處隨之顯現(xiàn)。在以后的新能源建筑節(jié)能技術發(fā)展的道路上需要進一步完善,提高新能源經(jīng)濟條件下工業(yè)房屋建設的應用及推廣。
參考文獻:
中圖分類號:TU201.5文獻標識碼:A文章編號:16749944(2013)10021903
1引言
新能源建筑實驗實訓系統(tǒng)由新型結構建筑物、太陽能風光互補發(fā)電系統(tǒng)、太陽能熱水系統(tǒng)、智能化管理與控制系統(tǒng)組成,主要滿足高職院校新能源相關專業(yè)(包括光伏發(fā)電專業(yè)、太陽能建筑一體化專業(yè)、太陽能光熱利用專業(yè)及供熱制冷專業(yè))集太陽能光伏發(fā)電、風力發(fā)電、太陽能熱水系統(tǒng)等綜合應用的實驗實訓教學。
2新型結構建筑物
建筑物設計為一層尖頂結構,建筑面積150m2,南側坡屋頂布置光伏發(fā)電陣列系統(tǒng)、太陽能集熱器陣列系統(tǒng),尖頂處設安全過道供參觀測試。南墻采用雙層結構,夾層空間分別與內(nèi)外墻設進出風口,在冬季或夏季通過控制各風口的開關可調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度。風力發(fā)電設備安裝在建筑物旁。室內(nèi)空間布置成多媒體教室。建筑外觀如圖1。
3.1.1太陽能電池組件(2kW)
由20塊100W的太陽能電池板組成,正常使用壽命20年。采用多晶硅材料。單塊太陽能電池板主要技術參數(shù):最大輸出功率100W,開路電壓43V,短路電流3.28A,最大輸出功率工作電壓34.5V,最大輸出功率工作電流2.9 A,最大系統(tǒng)電壓50V, 尺寸(長×寬×厚)為999mm×823mm×30mm 。
3.1.2風力機(2kW)主要技術參數(shù)
額定功率2000W,額定風速9m/s,啟動風速2.5m/s,工作風速范圍2.5~25m/s,安全風速50m/s,額定轉速360r/min,工作電壓為標準DC48V,發(fā)電機型式為三相交流永磁,限速方式為機械離心變槳距,停機方式為手動/電動牽引變槳距,塔架高度6m,塔頂主機重量130kg,使用壽命15年。
3.2室內(nèi)控制系統(tǒng)
包括控制逆變系統(tǒng)、儲能系統(tǒng)、配電系統(tǒng)及電纜布線系統(tǒng)。
3.2.1風光互補控制器
包括采用了專為風光互補系統(tǒng)設計的液晶模塊,可以顯示蓄電池電壓、風機電壓、光電池電壓、風機功率、光電池功率、風機電流、光電池電流、蓄電池電量狀態(tài),能夠控制風機和太陽能電池對蓄電池進行限流限壓充電。具有完善的保護功能,配有專用的遠程監(jiān)控軟件,可實時監(jiān)控系統(tǒng)的運行狀態(tài)。風光互補控制器性能參數(shù):卸載開始電壓56V,卸載開始電流50A,卸載控制方式為PWM脈寬調(diào)制,顯示方式為LCD(液晶屏顯示),顯示內(nèi)容有蓄電池額定電壓、風機電壓、光伏電壓、風機電流、光伏電流、風機功率、光伏功率,靜態(tài)電流≤30mA,工作溫濕度范圍為-20~+55℃/35~85%RH(但無結露),保護類型有太陽能電池防反沖、太陽能電池防反接、蓄電池過充電、蓄電池防反接、防雷、風機限流、風機自動剎車和手動剎車,尺寸(寬×深×高)為425mm×430mm×170mm。
3.2.2控制逆變器系統(tǒng)
逆變器具有交流自動穩(wěn)壓輸出,過壓、欠壓、過載、過熱、短路、反接等保護功能。整機逆變效率高,空載損耗低。具有可選市電切換功能,當蓄電池欠壓或逆變器出現(xiàn)故障的狀態(tài)下,設備可將負載自動切換到市電供電,從而保證了系統(tǒng)的供電穩(wěn)定性。逆變器主要技術參數(shù):額定輸出容量5kVA,額定蓄電池電壓48VDC,逆變器輸入過壓保護68VDC,逆變器輸入過壓恢復66VDC,蓄電池過放保護電壓42VDC,蓄電池過放恢復電壓48VDC,空載電流1.33A,輸出波形為純正弦波,額定輸出電壓220VAC。
3.2.3儲能系統(tǒng)
4.2太陽能熱水系統(tǒng)工藝流程方案
源水經(jīng)集熱器上水泵5輸送至集熱器1,通過溫度控制器9將達到設定溫度的熱水輸送到儲熱水箱2內(nèi)。然后再由輸水泵7送至用水點。儲熱水箱內(nèi)存水溫度下降低于設定值的熱水可輸送至集熱器再次加溫,以使儲水箱內(nèi)熱水時刻保持在設定溫度范圍內(nèi),保證用戶全天候用水。太陽能熱水系統(tǒng)運行原理:儲水箱設有溫度參考點T2,太陽能集熱器設置溫度測點T1,當集熱器溫度T1比儲水箱水溫T2高至設定溫差上限時,太陽能系統(tǒng)循環(huán)水泵啟動,提升儲水箱內(nèi)水的溫度。當集熱器溫度T1比儲水箱水溫T2低達到設定溫差下限時,太陽能系統(tǒng)循環(huán)水泵停止,集熱器及系統(tǒng)管道中的水排回儲水箱中(同時達到排空防凍的目的)。在需要輔助加熱時,當T3溫度低于設定值時或水位低于設定水位且水溫低于設定水溫時,輔能循環(huán)泵啟動并通過輔能裝置將水加熱。當T3等于設定溫度時輔能裝置及輔能循環(huán)泵停止。
4.3智能控制系統(tǒng)
該系統(tǒng)的工作過程全部由主控箱來完成,主控箱內(nèi)中心儀表,分別接收來自集熱器水溫探測器、儲水箱水溫探測器以及儲水箱水位探測器的信號,根據(jù)不同的情況分別或聯(lián)合驅動集熱器上水泵、輔助熱源上水泵起停,來達到收集熱水、保存熱量、應急供水和防凍抗凍等目的,使系統(tǒng)用戶在任何情況下,任何時間內(nèi)都能獲取設定溫度的熱水。
5智能化管理與控制系統(tǒng)
5.1能源管理系統(tǒng)
計算各種能源的收入、消耗、儲存情況。計算能源利用效率、能源價格、折合成標準煤,以及折合成碳當量等指標?;竟芾砺毮埽耗茉聪到y(tǒng)主設備運行狀態(tài)的監(jiān)視;能源系統(tǒng)主設備的集中控制、操作、調(diào)整和參數(shù)的設定;實現(xiàn)能源系統(tǒng)的綜合平衡、合理分配、優(yōu)化調(diào)度;異常、故障和事故處理;基礎能源管理;能源運行潮流數(shù)據(jù)的實時短時歸檔、數(shù)據(jù)庫歸檔和即時查詢。
5.2自動控制系統(tǒng)
測試系統(tǒng)主機是一款功能齊全、操作方便、精確可靠的設備,應用了最新的顯示技術、微電子技術、數(shù)據(jù)存儲和通訊技術,由液晶屏、按鍵、ARM微處理器為核心的主板、主電源、外供傳感器電源等構成,包含豐富的顯示畫面、靈活的操作方式以及強大的記錄、運算、控制和管理功能,大容量數(shù)據(jù)存儲器,可連續(xù)存儲數(shù)據(jù)200d以上,數(shù)據(jù)采樣速率高于0.2s/通道,工業(yè)控制標準設計,便攜式防震結構,大屏幕液晶顯示屏,輕觸薄膜按鍵,操作簡單。適合于惡劣工業(yè)環(huán)境。太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)、風力發(fā)電系統(tǒng)、太陽能集熱器系統(tǒng)以及負載系統(tǒng)由PLC進行控制。太陽能發(fā)電、風電系統(tǒng)均可由通訊實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。
6結語
能源發(fā)展轉換的規(guī)律就是從高碳到低碳,最后走向無碳。在西方發(fā)達國家,建筑用能已占全國總能耗的30%~40%,建筑節(jié)能意義巨大。新能源應用于建筑,尤其太陽能是當今建筑節(jié)能主流方向,國外太陽能建筑已經(jīng)發(fā)展到主動式太陽房階段,“零耗能建筑”也開始投入商業(yè)化運行。
參考文獻:
[1]劉鑒民.太陽能利用原理技術工程[M].北京:電子工業(yè)出版社,2010.
Abstract: for human survival, development and promote the prosperity of the history of human civilization. In to enjoy nature at the same time, in fact every one of us also has the energy conservation, the responsibility of protecting the environment. With the fast development of construction industry, increase of building energy consumption, and hvac system energy saving accounts for the main part of the building energy efficiency, we should design and system itself to complete energy saving measures state, so as to achieve the goal of saving energy and environmental protection.
Keywords: building engineering; Hvac; Energy saving design
中圖分類號:S611文獻標識碼:A 文章編號:
前言
隨著我國經(jīng)濟社會的快速發(fā)展,暖通空調(diào)已經(jīng)普遍應用于我國建筑中,在我國大部分的地區(qū)夏天比較炎熱,中央空調(diào)被普遍的應用,建筑的空調(diào)能耗正快速的增長??照{(diào)能耗已經(jīng)占到了整個建筑能耗的一半以上,大約是占據(jù)著整個社會能耗的五分之一。能源和環(huán)境問題日益尖銳,暖通空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能降耗一定要得到充分的重視,采取技術可行、經(jīng)濟合理以及環(huán)境和社會可以承擔的措施,減少從能源生產(chǎn)到消費各個環(huán)節(jié)中的損失和浪費,更加有效、合理地利用能源。
1 暖通空調(diào)的意義
在建筑能耗里.暖通空調(diào)的能耗在逐年上升,這將造成能源供求矛盾的進一步激化。使得地球資源日益匱乏,同時也帶來嚴重的環(huán)境問題,隨著二氧化碳、氮氧化物、硫化物、煙塵等的排放增加,酸雨現(xiàn)象頻繁發(fā)生,對生態(tài)環(huán)境和可持續(xù)發(fā)展造成了很大影響。
1.1暖通空調(diào)的作用
在暖通空調(diào)系統(tǒng)中考慮節(jié)能意義重大。人們安裝暖通空調(diào)是為了讓自己的工作和生活環(huán)境更加舒適。它的作用包含了調(diào)節(jié)空氣的溫度與濕度,以及氣流的速度和潔凈度等內(nèi)容。當人們能夠處在較好的空調(diào)環(huán)境中時,可以把人體的熱量維持在一個平衡狀態(tài)而產(chǎn)生舒適和享受,而恒溫恒濕和具有極高的潔凈性的空調(diào)環(huán)境,主要是用來為滿足高標準的生產(chǎn)工藝要求的。
1.2暖通空調(diào)給人體所造成的影響
因為隨著建筑的密封性在漸漸提高,裝修的水平也在相應的提高,直接造成室內(nèi)的污染物的量的增加和停留時間的增長。比如那些煙霧和病菌以及其它家裝材料所揮發(fā)出來的各種有毒化學物質,還因為通風量明顯不夠,直接導致室內(nèi)空氣水平的嚴重下降。怎樣才可以使室內(nèi)的空氣品質提升到更好的水準,已經(jīng)愈加受到人們的重視。運用通風換氣來向室內(nèi)輸送大量的優(yōu)質空氣,是一種改善空氣質量的重要途徑??墒沁@也必然增添了新的通風壓力。運用提高新風量和排風來產(chǎn)生熱交換的方式可以克服這個問題,進而降低空調(diào)的工作耗電量。
2 暖通空調(diào)遇到的問題
暖通空調(diào)系統(tǒng)的設計對空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能有著重要的影響。人們在對房屋進行建筑熱工設計的時候,為了房間里可以產(chǎn)生舒適的環(huán)境,會一定程度利用房屋的圍護結構來實現(xiàn)抵御室外氣候變化的目的。此外,還有規(guī)劃設計和太陽輻射以及空氣溫濕度等需要考慮的內(nèi)容。
2.1 它設計管理方面存在的問題
在實際工作中一些設計部門和設計人員并未給予足夠的重視,加之工程設計周期普遍較短,以及一些技術性問題沒有完全得到解決等原因。一些設計單位只求數(shù)量,忽視質量,使得按設計施工完的系統(tǒng)不僅投資大,運行能耗也相當驚人,大大超過了國家標準,甚至有的公共建筑的暖通空調(diào)能耗占建筑總能耗達60%。
2.2 解決的措施
圍護結構的意義圍護結構分為護結構與內(nèi)圍護結構。護結構具體由屋面外墻和窗戶等組成;內(nèi)圍護結構有室內(nèi)的地面和天棚以及內(nèi)隔墻等。在我國北方的采暖建筑之中,圍護結構所造成的傳熱損耗占到總熱損耗的比例非常大。因此可以看出,改善圍護結構的性能會有效的促使空調(diào)能耗降低。
3 暖通空調(diào)的節(jié)能設計
節(jié)能是我國經(jīng)濟發(fā)展中的一個重要措施,從某種意義上說,節(jié)能的就是環(huán)保??照{(diào)的節(jié)能設計一定要考慮到實施這個工程的具體情況,將空調(diào)運行工作的整個季節(jié)時期進行全方位的分析,找到一個相對合理的方案,幫助空調(diào)能夠在不同狀況下都可以節(jié)能環(huán)保的健康工作。
3.1使用正確的冷熱源
在系統(tǒng)設計過程中選定合理的組成設備是關系到空調(diào)能夠降低能耗的重要因素,而使用正確的冷熱源直接關系到空調(diào)系統(tǒng)能否節(jié)約能源。中央空調(diào)系統(tǒng)經(jīng)常用到的冷熱源分配結構有水冷冷水機組加鍋爐,熱泵型機組以及澳化鏗吸收式機組。例如:浪化鏗機組的能效相對較低,省電可是并不節(jié)約能源,比較適合那些有余熱和廢熱的地點,比如在熱電廠等周邊。
3.2使用變頻應用系統(tǒng)
變頻技術的使用是現(xiàn)代空調(diào)系統(tǒng)改良的一個必然選項,不但可以對空調(diào)系統(tǒng)的改造起到積極作用,還可以較大的節(jié)約系統(tǒng)工作費用和大大的減少能耗使用量。運用這個技術的主要原由有:1、設計者在對設備進行選定的時候,一般會留下一定的運行空間,很少情況下設備會滿負荷工作的,更有可能的情況是設備從來不需要滿負荷的工作運行。2、建筑物因為工作功能的變化,它的空調(diào)系統(tǒng)的工作負荷也會出現(xiàn)相應的變化。3、建筑物暖通空調(diào)系統(tǒng)的實際工作負荷會因為室外的空氣溫度條件而產(chǎn)生相應的變化。在通常的狀況下,空調(diào)設備只會根據(jù)設備的額定功率來工作運行。可是當工作負荷降低的情況出現(xiàn)時,設備如果依然按照原來的額定工作功率來滿負荷工作的話,會導致嚴重的能量浪費??墒且坏┦褂昧俗冾l技術,就可以使空調(diào)設備的工作功率隨著負荷實際增減的情況來工作運行,這樣就實現(xiàn)了節(jié)能降耗的目的。依據(jù)空調(diào)系統(tǒng)的負荷情況,更改風量或者水流量可以切實的達到節(jié)能的目的。運用變風量來補充室內(nèi)負荷的變化,通過室內(nèi)的送風量來保持室溫的恒定。變水量系統(tǒng)是利用水量的調(diào)節(jié)來控制溫度的。運用控制水量和風量以及主機設備變頻的變化,可以達到負荷的按需匹配的目標,實現(xiàn)節(jié)能環(huán)保的目的。
3.3運用蓄冷的系統(tǒng)
每個地區(qū)的經(jīng)濟發(fā)展水平并不是一致的,也存在著各自電負荷相差巨大的實際情況,會出現(xiàn)用電高峰時電力不夠用,而在用電相對比較低的時候供電量又過大而浪費的狀況。在采用電力峰谷電價的區(qū)域,就可以在低電價時使用冰蓄冷系統(tǒng)把水做成冰來保存冷量,而在高電價時再把冷量輸送出去,這將很好的平衡整個電力的負荷,并且也會創(chuàng)造很好的經(jīng)濟與社會效益。
3.4熱回收技術
通過把空調(diào)機組所釋放出的熱量進行回收,防止排放系統(tǒng)把空調(diào)房里的空氣直接的釋放到戶外,導致能量的浪費。這樣的技術可以切實的降低熱污染,把熱量回收再重新利用,也達到了廢物再利用的目的。
3.5低溫地板輻射采暖技術
通過在地板下埋置熱水管來實現(xiàn)對地板的加熱,用地面產(chǎn)生的熱量來對室內(nèi)的空氣進行加熱。用這樣一種方式,通過熱水這樣的媒介,溫度擴散體的表面溫度不要超過45度。在低溫地板采暖的過程中,熱量是通過對流的方式來實現(xiàn)向上的傳遞的,造成室內(nèi)的溫度明顯是下面要高于上面,讓人們的腳暖而頭部卻很涼快,這樣的感受會令人很舒適。地板輻射采暖,地板供熱的方式不但可以保持舒適感與私密感,而且還可以有效的減短輻射熱量的距離,更好的節(jié)約了空間,有利于計量和改造,從多個方面降低了維護的費用。
4各種新能源的利用對于暖通空調(diào)的影響
4.1 使用天然氣來作為空調(diào)設備的供應能源,天然氣是世界第三的常規(guī)能源,排在煤炭和石油之后,使用它可以切實的降低和減少各種有害的排放量,進而降低環(huán)境污染,使人類所受到的危害降低。以天然氣為能源的制冷設備市場是非常有發(fā)展前途的。
2應用綠色建筑設計的原則
2.1利用新能源
現(xiàn)今社會倡導的就是節(jié)能減排,能源是維系社會發(fā)展和人類生存的主要力量,為了環(huán)節(jié)能源的使用壓力,必須開發(fā)新能源并且加以利用,風能和太陽能以及天然氣等新能源可以維持環(huán)境的清潔,對環(huán)境和資源都可以進行保護。應用現(xiàn)代新能源可以有效的解決建筑行業(yè)中能源的消耗問題。在建筑的各個方面應用綠色建筑設計理念,在屋頂?shù)脑O計當中就可以應用太陽能,墻壁和玻璃的設計也可以通過應用太陽能,太陽能可以將熱能轉化為太陽能,太陽能轉化能源效應的原理是光電轉換原理,合理的利用新能源可以減少建筑建設的成本[2]。
2.2保護環(huán)境
綠色建筑的理念設計的終極目標就是保護環(huán)境,有效的減少因為建筑過程中產(chǎn)生的許多垃圾廢料造成的污染。在我國的多數(shù)建筑行業(yè)中會產(chǎn)生很多垃圾廢料,廢氣、廢水的排放會對環(huán)境造成一定程度的污染,同時也會造成資源的嚴重浪費,在一定程度上會增加建筑所需的成本。引用綠色建筑設計可以選擇低能耗和較為環(huán)保的設計材料。
2.3以人為本
建筑場所主要是提供給人類居住活動的場所,在設計的過程中應該以人為本,對建筑的各個部分的設計要堅持結合人們的需求進行設計。室內(nèi)要保持空氣的流通,采光設計要考慮室內(nèi)的整體光照環(huán)境,全面以人類的健康為主進行適當?shù)恼{(diào)整,同時合理的光照還可以節(jié)省能源。
3綠色建筑的應用
3.1建筑現(xiàn)場應用
在建筑施工之前的設計階段首先要為建筑選址,建筑周圍的環(huán)境以及地質條件對建筑的安全和美觀程度有著重大的影響,依據(jù)建筑的合理性設計,建筑的設計人員需要到實地進行考察,結合天氣氣候和地理環(huán)境展開綠色建筑設計,在綠色建筑設計的應用過程中,盡量選擇基礎設施完備的區(qū)域,以保障居民的生活更加方便。如果生態(tài)環(huán)境被破壞的嚴重就要避免因建筑施工展開二次破壞,具體的施工建設應當以恢復生態(tài)為主。在建筑地址的選取上,注意交通問題,完善的公交交通系統(tǒng)可以為綠色建筑設計添磚加瓦,公共交通工具的保障可以間接的節(jié)約能源,對環(huán)境進行分析可以合理的利用當?shù)氐哪茉础?/p>
3.2布局方面應用
綠色建筑設計應用于布局方面需要對現(xiàn)場環(huán)境進行全方位的調(diào)查,一方面要保障建筑吸收的熱量降低,一方面要保障建筑的居住條件合理。在設計當中,對功能的布局進行優(yōu)化,功能區(qū)的健康性和實用性通過合理的布局設計得到保障,對資源的開發(fā)和利用合理,在設計中可以將相似的功能區(qū)域安排在一個較大的區(qū)域之中,例如空調(diào)系統(tǒng)和通風系統(tǒng)的合理安排就能和環(huán)境相統(tǒng)一和諧[3]。利用當?shù)氐哪茉唇档统杀镜南?,可以結合當?shù)氐娘L向和溫度進行分析,將建筑的朝向和太陽能以及風能的利用統(tǒng)一結合起來。對建筑的場地進行規(guī)劃,利用樹木和周邊的大型建筑物減少建筑的熱能負荷。
3.3配套系統(tǒng)應用
在建筑當中,配套系統(tǒng)的設計比較重要,利用綠色建筑設計理念可以應用環(huán)保的建筑材料,使室內(nèi)的環(huán)境更加綠色健康。在新風系統(tǒng)的設計當中就要利用管道和換氣機組成綠色環(huán)保的空氣處理系統(tǒng),將室外的空氣進化成更加新鮮的空氣,綜合理念對室內(nèi)的溫度和濕度也可以進行控制,盡量節(jié)約能源。
4結論
綜上所述,綠色建筑設計理念在建筑設計中的具有重要的作用,綠色建筑的設計不僅具有科學性還具有環(huán)保性,創(chuàng)新的設計理念可以激發(fā)出創(chuàng)新的應用方案,綠色建筑設計推動了我國建筑行業(yè)的健康發(fā)展和可持續(xù)發(fā)展。在信息技術的時代,應該應用新技術和新能源,利用綠色建筑設計理念改善人們生活的環(huán)境,對人類社會的發(fā)展也有重大的意義。
作者:岳一然 單位:西安建筑科技大學
參考文獻
中圖分類號:TU201.5 文獻標識碼:A
近年來,隨著我們國家經(jīng)濟的高速發(fā)展,在給人們帶來巨大利益的同時,也對我們賴以生存的環(huán)境造成了嚴重的污染,面對越來越差的生存環(huán)境我們必須做些改變,不能再以對環(huán)境的污染為代價來實現(xiàn)社會經(jīng)濟的高速發(fā)展。在建筑設計方面我們應該以低碳、環(huán)保為準則,要降低對環(huán)境的污染、減少對資源的浪費,從而使我們的家園越來越美麗,讓我們的生活變得更加的和諧。
1.低碳建筑設計的概念
低碳建筑設計就是指在建筑材料的運用、施工建造的過程和建成后使用的一整套環(huán)節(jié)中,都能達到低碳的要求。而低碳的要求主要體現(xiàn)在降低二氧化碳等一些溫室效應氣體的排放量上,由于二氧化碳等氣體產(chǎn)生的主要原因是人們對化石能源的過度使用以及對化石能源的利用率還不夠高,所以這就要求我們在經(jīng)濟的發(fā)展中要做到,降低對化石能源的使用量、提高對化石能源的利用率,并且盡力尋找一些可以代替化石能源的新能源,但是以我們國家目前的發(fā)展狀況來說,是無法實現(xiàn)的。所以,我們就應該在建筑設計上進行努力的探索,尋找能夠提高建筑能源利用率的方法,建造出低碳的建筑物加入低碳生活的行列。
2.所要面臨的問題
對能源的利用問題一直是低碳經(jīng)濟的核心問題,對能源的利用要求我們做到高效利用,這樣就會減少對能源的消耗,除此之外在建設上還要提倡對清潔能源的使用,因為清潔能源對環(huán)境的污染很小。雖然我們國家國土面積非常龐大同時還擁有著相當豐富的資源,但是我們國家也是世界第一人口大國,因為人口眾多所以人均能分配到的資源就很少,而有的人均分配的資源更是連世界平均水平都達不到,由此可見我國是一個資源匱乏的國家,因此我們就要減少對資源的浪費。此外,我們國家對環(huán)境的破壞程度已經(jīng)相當嚴重,作為建筑設計師要在設計建筑方案時充分考慮到對環(huán)境的保護和對資源的節(jié)約,設計方案要以可持續(xù)發(fā)展為原則,建造出綠色環(huán)保的建筑。
3.低碳時代建筑設計的應對策略
3.1 將低碳理念注入到建筑規(guī)劃設計中
要將綠色、節(jié)能、環(huán)保的低碳理念注入到建筑的設計規(guī)劃當中,就意味著建筑設計師在設計建筑方案時,要考慮到建筑物在建造過程中以及建筑完成后的使用過程中都必須達到對能源的低消耗、對有害氣體等物質的低排放和對環(huán)境的低污染,把低碳理念從建筑設計的一開始就進行貫徹落實。要合理的進行設計,最大程度的提高土地的使用率,建成的建筑物還必須要對外界的自然環(huán)境和生態(tài)系統(tǒng)沒有絲毫的影響,只要建筑設計師能夠考慮到這些方面,就可以為將要實施的建設項目打好堅實的基礎。
3.2減少對傳統(tǒng)建筑材料的使用
傳統(tǒng)的建筑材料都會對環(huán)境產(chǎn)生或多或少的不好影響,所以想要實現(xiàn)低碳環(huán)保建筑這一目標,就必須在建筑中加大對綠色、環(huán)保性建筑材料的使用量。綠色、環(huán)保、節(jié)能性低碳建筑材料不會像傳統(tǒng)材料那樣揮發(fā)出大量的有害性氣體,比如甲醛。而且低碳建筑材料的生產(chǎn)不需要消耗大量的能源,不像傳統(tǒng)建筑材料中必須用到的混凝土在生產(chǎn)過程中需要消耗龐大的能源造成大量二氧化碳氣體的排放,而且還會對環(huán)境造成極大程度的污染。綠色環(huán)保的低碳建筑材料一般都是可再生的,不同于一般的傳統(tǒng)建筑材料,低碳環(huán)保建筑材料還可以就地取材讓施工的過程更加的方便。減少對傳統(tǒng)建筑材料的使用,加大低碳環(huán)保的建筑材料使用,不僅能讓建筑成本得到大幅度降低,還為環(huán)境的保護方面做出了重大的貢獻達到事半功倍的效果,進而促進低碳建筑設計的發(fā)展。
3.3合理使用建筑空間
建筑設計師在進行建筑設計時要對建筑空間進行合理的規(guī)劃,這樣就能減少一些因為設計不合理而造成建筑空間的浪費的情況。在合理的對建筑空間進行規(guī)劃時,要用發(fā)展的眼光來對待空間的使用性,要讓設計出來的空間具備多種使用功能,能滿足多方面的需求。這樣,不僅可以延長建筑的使用周期,還可以減少建筑的建造數(shù)量能進入有益的循環(huán),這對節(jié)約資源有一定的
好處。
3.4提倡對新能源的使用
包括化石能源在內(nèi)的許多資源,都屬于不可再生能源,屬于用多少就會減少多少并不會得到補充的類型,再加上其數(shù)量有限,所以我們在可再生能源的發(fā)現(xiàn)與利用方面的探索腳步已經(jīng)刻不容緩,我們必須在建筑設計中引入新型可再生的能源。在新能源的引入上我們應當注意一些問題,要根據(jù)各地的實際環(huán)境條件對新能源進行針對性的引入,這樣才會發(fā)揮出新型能源最大的作用。比方說,對于北方和南方氣候條件的不同,北方冬天需要大量的煤炭資源來持供暖續(xù)就需要尋找新的能源來替代煤炭資源,而南方在夏天對電能消耗較高就要多利用水力發(fā)電站等新能源來發(fā)電。將新能源引入建筑設計中,能實現(xiàn)低碳經(jīng)濟對建筑設計的要求,對環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展有著重大意義。
4.總結
在有限的自然資源限制下,我們不能毫無節(jié)制對自然資源進行索取,我們要把低碳環(huán)保的發(fā)展理念融入到建筑設計當中去,堅持低碳、綠色、節(jié)能的建筑設計原則,并且要善于對新型能源的進行運用,其將融入到建筑設計的方案中,在建筑設計的具體實施中要減少對傳統(tǒng)能源的使用,對建筑空間要做到合理的規(guī)劃,讓有限的空間發(fā)揮出更大的作用。我們?nèi)祟惖陌l(fā)展已經(jīng)進入到一個新的時期,不能再像過去一樣,不顧一切后果的只顧發(fā)展。我們要在發(fā)展中做到與自然和諧相處。
參考文獻:
[1]馮福利.低碳經(jīng)濟時代的建筑設計[J].黑龍江科技信息,2013,(3):58-59.
中圖分類號:P754.1 文獻標識碼:A 文章編號:
一、前言
二氧化碳排放量的猛增,導致全球氣候變暖,對整個人類的生存和發(fā)展產(chǎn)生嚴重威脅,減少二氧化碳的排放量引起了全球重視,低碳經(jīng)濟理念應運而生,低碳社會、低碳城市等新概念如潮而至。減少二氧化碳排放,節(jié)約能源不僅涉及工業(yè)行業(yè),而且更涉及到建筑行業(yè)。統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示,我國每建成1平方米的房屋,約釋放出0.8噸碳。建筑中的能耗主要來自于采暖、通風、空調(diào)和照明等設施,這些設施運轉的能量在產(chǎn)生過程中產(chǎn)生了大量的二氧化碳,從而使建筑成為二氧化碳的排放大戶。因此,盡快建設綠色低碳建筑項目,實現(xiàn)節(jié)能技術創(chuàng)新,建立建筑低碳排放體系,注重建設過程每一個環(huán)節(jié),以有效控制和降低建筑的碳排放,并形成可循環(huán)持續(xù)發(fā)展模式,使建筑物有效節(jié)能減排并達到相應標準,是中國建筑健康發(fā)展的必由之路。
二、碳中和理論及在建筑中的應用
碳中和也叫碳補償,是現(xiàn)代人為減緩全球變暖所作的努力之一。利用這種環(huán)保方式,人們計算自己日常活動直接或間接制造的二氧化碳排放量,并計算抵消這些二氧化碳所需的經(jīng)濟成本,然后個人付款給專門企業(yè)或機構,由他們通過植樹或其他環(huán)保項目抵消大氣中相應的二氧化碳量。
與傳統(tǒng)的建筑設計理念不同,碳中和理念下的建筑設計強調(diào)在最初的設計階段即對包括方案設計、建材選擇、建筑施工、建筑使用、建筑維護及維修、建筑解體、廢棄物處置的建筑全生命周期進行整體設計,從而實現(xiàn)建筑全生命周期過程中的碳排放量及能源消耗的最小化。由于篇幅限制,本文只針對碳中和理念在建筑使用階段中的應用進行討論研究。減少建筑使用階段的二氧化碳排放量及對環(huán)境的影響,可以從開發(fā)利用新能源如風能、太陽能、生物能、地熱潮汐能在內(nèi)的可再生能源[1]和減少能源利用,提高建筑舒適度兩個方面采取措施。以下案例分別從“開源”和“節(jié)流”[2]這兩方面進行討論。
三、案例分析與比較
碳中和理念在建筑中的應用越來越廣泛,國內(nèi)外建成了許多這方面的優(yōu)秀的建筑項目,下面介紹兩個典型的按照碳中和理念設計的建筑。
1、丹麥碳中和生態(tài)住宅——生命之家
生命之家是丹麥第一個按照碳中和理念設計的住宅建筑,見圖1。該項目充分考慮自然采光和太陽能的利用,產(chǎn)生的能源不僅可以滿足一家四口的使用,還能產(chǎn)生多余的能源提供給公共電網(wǎng)[3]。
圖1 “生命之家”節(jié)能示范住宅
(一)新能源的運用
生命之家使用的新能源有:1)太陽能集熱板,在兩個屋頂窗之間,安裝了6個同樣規(guī)格的太陽能集熱板,這些集熱板能夠滿足建筑整體65%的能源需求,包括取暖和熱水供應,并且同時為建筑熱力泵提供動力,此6塊集熱板每年產(chǎn)生的電能約為2000千瓦時,預計該項目投入使用30年以后所生產(chǎn)的剩余能量累計總額,將與生產(chǎn)所使用的所有建材所耗費的能量相等。2)太陽能電池,屋頂窗配備了太陽能電池驅動的電控室外防護遮陽卷簾,它可以降低90%的太陽照射熱量,提高窗體的隔熱性能。
(二)節(jié)約能源的措施
在滿足建筑功能要求的前提下,盡量減少體型系數(shù),盡量提高外墻、門窗等維護結構的保溫系數(shù),設置活動的木質幕墻,來提高大面積玻璃的保溫能力。整座建筑使用了極具保溫隔熱性能的節(jié)能窗、智能電控窗、電控遮陽產(chǎn)品,以及太陽能動力系統(tǒng),使建筑整體熱量損失降低到最小程度。
2、寧波諾丁漢大學可持續(xù)能源技術研究中心
該建筑綜合了世界先進的建筑節(jié)能設計理念和綠色建筑技術研究成果使得樓宇能耗最小化,基本實現(xiàn)整個大樓能源的自給自足[4]。
(一)新能源的運用
該建筑充分利用太陽能、風能及淺層地熱等可再生能源資源,通過可再生能源的集成實現(xiàn)建筑的能源需求不依賴或基本不依賴于電網(wǎng),實現(xiàn)能源的自給自足。
(二)節(jié)約能源的措施
被動式節(jié)能設計通過建筑體型、覆土設計、圍護結構設計、熱質材料設置、自然采光、自然通風組織等措施,減少建筑采暖、制冷、通風和照明的電力消耗,達到建筑節(jié)能大于65% 的設計目標。
四、啟示
綜上所述,碳中和理念運用于建筑設計后,建筑的節(jié)能途徑更加廣泛,在開源方面,新能源的類型由之前的太陽能擴展到了風能和地熱能等,新能源的模式由之前的太陽能集熱器擴展到了太陽能空調(diào),太陽能光伏發(fā)電,太陽能沼氣技術,風能發(fā)電技術,地源熱泵技術等。在節(jié)流方面,也由之前的節(jié)約使用不可再生能源擴展到了節(jié)約能源與高效使用能源并重。
碳中和理念在建筑中的應用是緩解能源危機、減輕環(huán)境污染、改善生活工作條件、促進經(jīng)濟持續(xù)發(fā)展的一項根本措施。作為當代建筑師,不應該只追求建筑造型上的新穎獨特而忽視了能源的浪費。我們應建立生態(tài)建筑思想,尊重自然環(huán)境,用科學技術、經(jīng)濟效益和社會效益相統(tǒng)一的方法進行規(guī)劃和設計,將碳中和理念貫穿于設計的每一個環(huán)節(jié),設計出更多符合時代要求的、高效低能耗的建筑作品,使建筑設計理念上升到新的高度。
參考文獻:
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伴隨著社會的不斷發(fā)展,人們的意識形態(tài)有了很大的提高,在對于舒適的建筑環(huán)境需要的同時,對于能源的節(jié)約意識也逐漸增強。建筑節(jié)能逐漸映入人們的眼簾。所謂“建筑節(jié)能”是指在“在保證提高建筑舒適性的條件下,合理使用能源,不斷提高能源利用效率”。這種理解最早源于發(fā)達國家,并且伴隨著環(huán)境資源的不斷呈現(xiàn)減少甚至是十分緊張的趨勢而得到了更好的重視。近些年來,這種建筑節(jié)能思想也日益深入我國,并且在建筑設計人員腦海之中更為強化。相關研究成果表明,從20世紀九十年代我國對于建筑節(jié)能工作逐漸加強以來,建筑節(jié)能理念的推廣與實施已經(jīng)取得了很大的成效,在我國建筑節(jié)能主要是指在整體建筑的前期規(guī)劃、設計、建設以及后期的維護(改建、擴建、改造)過程之中能夠積極的執(zhí)行節(jié)能標準,運用目前較為先進的節(jié)能理念與節(jié)能技術(例如,先進的節(jié)能技術、設備、材料等等)對于傳統(tǒng)的建筑理念和建設手法進行升級,進而在促進人們比以往更為舒適的環(huán)境中減少能耗。但是,我們在認識到成績的同時,也應當清楚的看到我國建筑能耗仍然比與西方發(fā)達國家存在著很大的差距,由此可見,我國對于建筑節(jié)能的研究與學習具有著重要的意義。筆者認為對于建筑節(jié)能的研究要以多方面的科技創(chuàng)新、觀念創(chuàng)新為基本依托進行,這樣才能夠更好的促進我國建筑節(jié)能的發(fā)展。
(一)措施之一:優(yōu)化建筑設計
不同的建筑設計對于建筑能耗影響不同。節(jié)能技術在建筑設計上發(fā)揮重要的作用,首先要做好建筑設計工作。在建筑設計工作過程之中,設計師應當在頭腦之中將節(jié)能意識融入設計之中,并將節(jié)能設計與人類舒適度相結合。在建筑規(guī)劃階段之中,要能夠對于建筑物的朝向、間隔、體型等對于節(jié)能的影響,同時也要對于建筑物的所處的氣候、地形因素進行分析與歸納。第二,在建筑設計之中,要對于建筑單體的功能進行深入研究,還需合理選擇建筑體型、朝向、窗墻面積比,這些都對建筑節(jié)能產(chǎn)生直接影響,而圍護結構所采取的保溫隔熱措施更直接影響建筑造價的高低及最終建筑節(jié)能的效果。將功能與節(jié)能相結合,進而達到兩者的和諧。據(jù)相關研究表明,在節(jié)能型建筑完成之前,建筑物設計在整體的規(guī)劃與單體功能設計之中,都具有著十分重要的作用。將節(jié)能型建筑材料的使用列入設計之中,是決定一個建筑物能否取得綜合節(jié)能效果的關鍵。
(二)措施之二:積極減少建筑圍護的能耗
眾所周知,目前建筑圍護的能耗主要包含以下三個部分。第一,建筑物的外部墻體的能耗。第二,建筑門窗的能耗。第三部分是屋頂?shù)哪芎?。對于建筑圍護的節(jié)能研究將有著重要的意義。目前在許多建筑設計過程之中,許多還采用傳統(tǒng)的單一材料增加厚度來最終達到保溫的效果,這種作法不再適應環(huán)保與節(jié)能的的基本要求了。目前復合墻體已經(jīng)成為建筑墻體的主流。復合墻體一般用塊體材料或鋼筋混凝土作為承重結構,與保溫隔熱材料復合,或在框架結構中用薄壁材料加以保溫、隔熱材料作為墻體。這是傳統(tǒng)的材料所不能及的。在建筑所用的保溫與隔熱材料之中,主要有玻璃棉、聚苯乙烯泡沫、加氣混凝土及膠粉聚苯顆粒漿料等等。尤其是膠粉聚苯顆粒漿料,其主要構成為回收的廢聚苯板經(jīng)粉碎制成的節(jié)能材料,其主要是將膠粉料和聚苯顆粒輕骨料加水攪拌成漿料,抹于墻體外表面,進而形成保溫層。此類材料對于回收資源具有著重要的意義。
(三)措施之三:新能源材料的大力引用
目前在我國新能源材料的研究與生產(chǎn)還處于一個欠發(fā)達水平,價格相對較高。但是,從整體上來看,對于新能源材料大力引用,是實現(xiàn)節(jié)能與環(huán)保的重要舉措之一。開發(fā)利用新能源以適應人口增加和能源枯竭的現(xiàn)實,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。如開發(fā)利用太陽能、風能、潮汐能、水力、地熱及其他可再生的自然界能源,必須借助于先進的技術手段,并且要不斷地完善和提高,以達到更有效地利用這些能源。如人們在建筑上不僅能利用太陽能采暖,太陽能熱水器還能將太陽能轉化為電能,并且將光電產(chǎn)品與建筑構件合為一體,如光電屋面板、光電外墻板、光電遮陽板、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。通過對于新能源材料的大力引用,則可以更好的促進我國的建筑節(jié)能事業(yè)的發(fā)展。
綜上所述,建筑節(jié)能話題是一個常談常新的問題,同時,它也是一個復雜的、綜合性極強的系統(tǒng)工程。伴隨著社會的不斷發(fā)展與演進,社會對于節(jié)能的要求越來越高。因此,作為建設設計人員而言,將節(jié)能思想納入到我們的設計之中,在建筑施工過程之中加強對于建筑材料的選用,同時,也加大對于可再生能源、可回收能源的綜合運用,政府也要對節(jié)能性建筑的構建給予大力的支持,這樣才能夠更好的促進我國節(jié)能性建筑的大力發(fā)展。
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