建筑节能技术应用研究

来源:用户上传      作者: 燕德全

　　提要建筑节能有三个方面的含义：第一，在建筑中节约能源，就是我国通常所说的建筑节能；第二，在建筑中保持能源，减少热损失；第三，提高建筑中的能源利用率。由于20世纪七十年代石油危机的影响，能源短缺日益严重，替代能源的发展比较缓慢，使得能源价格节节攀升。所以，世界上各个国家都日益重视节约能源。建筑节能作为节能的一个重要方面理所当然地受到重视。建筑能耗占全国总能耗的比例在发达国家已经占到3O%～40%左右。我国从八十年代初开始重视建筑节能，建筑节能的范围现已与发达国家取得一致。
　　关键词：建筑节能；技术应用
　　中图分类号：TU文献标识码：A
　　
　　一、我国的节能标准
　　
　　1986年建设部颁布了《民用建筑节能设计标准》（采暖居住建筑部分）JGJ26-86。该标准要求在1980～1981年当地通用设计的基础上节能30%，其中建筑物承担20%，采暖系统承担10%。这一标准颁布后，各地相应制定了细则，但执行的并不好，到1995年底全国建成节能住宅4，000万平方米。1995年12月，建设部将JGJ26-86标准进行修改并于1997年7月1日起实施。这一标准要求在1980～1981年基础上节能50%。其中建筑物承担30%，采暖系统承担20%，各地区相应制定了细则，但只有北京等少数省市是强制执行，要求所有住宅均按节能50%设计施工（包括公寓、单宿、旅馆、医院病房等）。1993年国家颁布了《民用建筑热工设计规范》GB50176-93，该标准的颁布使设计有了依据，从规范上提高和保证了室内基本热环境，降低了采暖和空调能耗，节约了能源。1993年国家颁布了《旅游旅馆建筑热工与空气调节节能设计标准》，该标准按旅游旅馆空调耗能的特点与共性，对包括建筑热工在内的影响空调能耗的各设计因素，规定了各项技术要求。此外，还颁布了《建筑外窗保温性能分级及其检测方法》；《建筑外门保温性能分级及其检测方法》；《建筑外窗物理性能分级及其检测方法》；《建筑外门风压变形性能、空气渗透性能和雨水渗透性能分级及其检测方法》。
　　
　　二、大力推广使用太阳能
　　
　　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，太阳能的开发利用有巨大的潜力。澳大利亚新南威尔士大学教授马丁・格林说过：“到2050年我们可以通过太阳能发电来满足1/4的能源需求。有很多能量是来自太阳能加热，这对于能源的供应来说是最大的新增长领域之一，如果使用太阳能加热，可以减少建造使用15%的燃煤电站。”太阳能在建筑上的利用方式主要有：真空管太阳能集热器（热水器）、阳光电池板、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等。如果将太阳能源充分加以利用，不仅有可能节省大量常规能源，而且有可能在某些区域完全利用太阳能采暖。
　　
　　三、完善热水供应循环系统，新建建筑应选用支管或立管循环方式
　　
　　大多数集中热水供应系统存在严重的浪费现象，主要体现在开启热水装置后，不能及时获得满足使用温度的热水，而是要放掉部分冷水之后才能正常使用。这部分冷水，未产生应有的使用效益，因此称之为无效冷水。这种水流的浪费现象是设计、施工、管理等多方面原因造成的。如在设计中未考虑热水循环系统多环路阻力的平衡，循环流量在靠近加热设备的环路中出现短流，使远离加热设备的环路中水温下降；热水管网布置或计算不合理，致使混合配水装置冷热水的进水压力相差悬殊，若冷水的压力比热水大，使用配水装置时往往要出流很多冷水，之后才能将温度调至正常。同一建筑采用各种循环方式的节水效果，其优劣依次为支管循环、立管循环、干管循环，而按此顺序各回水系统的工程成本却是由高到低。修订后的《建筑给水排水设计规范》GB 50015-2003第5.2.10条提出了两种循环方式，即立管、干管循环和支管、立管、干管循环.取消了干管循环，强调了循环系统均应保证立管和干管中热水的循环，对节水、节能有着重要的作用。因此，新建建筑的集中热水供应系统在选择循环方式时需综合考虑节水效果与工程成本，应根据建筑性质、建筑标准、地区经济条件等具体情况选用支管循环方式或立管循环方式，尽可能减少甚至消除无效冷水的浪费。
　　
　　四、控制超压出流
　　
　　我国现行的《建筑给水排水设计规范》中，虽对给水配件和入户支管的最大压力做出了一定的限制性规定，但这只是从防止因给水配件承压过高而导致损坏的角度来考虑，并未从防止超压出流的角度考虑，因此压力要求过于宽松，对限制超压出流基本没有起作用。如果设计时没有考虑这一方面的话，会造成极大的水资源浪费。所以，应根据建筑给水系统超压出流的实际情况，对给水系统的压力做出合理限定。《建筑给水排水设计规范》第3.3.5条规定，高层建筑生活给水系统应竖向分区，各分区最低卫生器具配水点处的静水压不宜大于0.45MPa，特殊情况下不宜大于0.55MPa。而卫生器具的最佳使用水压宜为0.20MPa～0.30MPa，大部分处于超压出流。根据有关数据研究，当配水点处静水压力大于0.15MPa时，水龙头流出水量明显上升。建议高层分区给水系统最低卫生器具配水点处静水压大于0.15MPa时，采取减压措施。
　　
　　五、门窗节能
　　
　　门窗是建筑能耗散失的主要部位，其能耗占建筑总能耗的比例较大，其中传热损失为1/3，冷风渗透为1/3，所以在保证日照、采光、通风、观景要求的条件下，尽量减小建筑外门窗洞口的面积，提高外门窗的气密性，减少冷风渗透，提高外门窗本身的保温性能，减少外门窗本身的传热量。具体节能措施如下：
　　1、控制窗墙比。建筑窗墙比是指建筑窗户洞口面积与建筑立面单元面积的比值。由于门窗是建筑能耗散失的最薄弱部位，面积约占建筑外围护结构面积的30%，其能耗约占建筑总能耗的2/3，其中传热损失为1/3。所以，门窗是建筑外围护结构节能的重点。增大建筑窗墙比不利于空调建筑节能，应尽量减少空调建筑房间两侧温差大的外墙面积及窗的面积。控制建筑窗墙比，对建筑外墙及屋顶的导热系数等提出具体要求。通过外窗的耗热量占建筑物总耗热量的35%～45%，故进行前期建筑设计时，在保证室内采光通风的前提下合理控制建筑窗墙比是很重要的，一般北向不大于25%，南向不大于35%，东西向不大于30%。
　　2、提高建筑外窗的气密性，减少冷空气渗透。有资料表明，房间换气次数如果由0.8次每小时降到0.5次每小时，建筑物的耗能可降低8%左右。因此，设计中应采用密闭性良好的门窗。通过改进门窗产品结构，提高门窗气密性，防止空气对流传热。加设密闭条是提高门窗气密性的重要手段之一。如设置泡沫塑料密封条，可使用新型的、密封性能良好的门窗材料。而门窗框与墙间的缝隙可用弹性松软型材料（如毛毡）、弹性密闭型材料（如聚乙烯泡沫材料）、密封膏以及边框设灰口等密封；框与扇的密封可用橡胶、橡塑或泡沫密封条以及高低缝、回风槽等；扇与扇之间的密封可用密封条、高低缝及缝外压条等；扇与玻璃之间的密封可用各种弹性压条等。
　　3、改善建筑门窗的保温性能。建筑户门与建筑阳台门应结合防火、防盗要求，在门的空腹内填充聚苯乙烯板或岩棉板，以增加其绝热性能；窗户最好采用钢塑复合窗和塑料窗，这样可避免金属窗产生的冷桥，可设置双玻璃或三玻璃，并积极采用中空玻璃、镀膜玻璃，有条件的建筑可采用低辐射玻璃。采用热阻大、能耗低的节能材料制造的新型保温节能门窗（塑钢门窗），可大大提高热工性能。同时，还要特别注意玻璃的选材。玻璃窗的主要用途是采光，但由于玻璃窗的耗冷量占制冷机最大负荷的20%～30%，冬季单层玻璃窗的耗热量占锅炉负荷的10%～20%，因而控制建筑窗墙比在30%～50%范围内时，窗玻璃尽量选特性玻璃，如吸热玻璃、反射玻璃、隔热遮光薄膜。缩短窗扇的缝隙长度，采用大窗扇，减少小窗扇，扩大单块玻璃的面积，减少窗芯，合理地减少可开启的窗扇面积，适当增加固定玻璃及固定窗扇的面积。
　　（作者单位：东营市供热管理处）
　　
　　参考文献：
　　[1]李海峰，王光辉.《建筑节能的意义与节能途径》.山西建筑，2008.3（3）.
　　[2]赵艳君.浅析新世纪建筑中的节能要素[J].山西建筑，2007.33(1)：233-234．
　　[3]刘起霞，刘轶然.节约型社会中的节能建筑[J].山西建筑.2007.33(3)：215-216.

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