建筑节能技术 随着世界经济的快速发展,能源消耗也随之增多,当今对低碳排放的追求愈演愈烈,人们对节能的要求也越来越高,这渐渐也形成了建筑的发展方向。
新能源的开发利用就成为国际社会发展的迫切要求。对于人类所必不可少的居住建筑,新能源更是追之若鹜。新能源建筑不仅能节省资源,降低造价,更是能降低环境污染,保持人类社会的生态平衡。是建筑可持续发展的新方向。世界各国特别是欧美发达国家对节能技术的研发及应用给予了充分的重视。世界各国在建筑设计和施工、新型建筑材料的开发和应用、建筑节能法规的制定和实施、建筑节能产品的认证和管理等方面做了很多的工作,不但节省了大量的能源,取得了可观的经济效益,同时有效地改善环境,降低了对大气臭氧层的破坏。
我国人口多,资源相对不足,主要矿产资源人均不到世界水平的一半。同时,我国能源利用率较低主要能产品能耗比发达国家高40%,其中建筑用能已达到能源消耗的27.6%。建筑节能已经成为发展战略的重大问题,关系到国计民生的大事,也是国民经济发展和建筑技术的进步标志。邯郸是河北省第三大城市,河北省域副中心城市之一,中原地区经济第二增长极,总人口将近1016万人,人口很多,能源消耗也很大。所以,在能源消耗极大的同时,也要相应的采取一些技能措施。
合理的建筑布局能够大幅降低建筑使用过程中的能耗在一栋建筑的规模、功能、区域确定了以后,建筑外形和朝向对建筑能耗将有重大影响。一般认为,建筑体形系数与单位建筑面积对应的外表面积的大小成正比关系,合理的建筑布局可以降低采暖空调系统的电力使用载荷。而用途为住宅的建筑物外部负荷不稳定其对能量消耗占主要因素。而对运动场馆、影院等大型公共用途的建筑物而言,其内部的发热量要远远高于外部的发热量,所以在设计中较大的体形系数更加有利于散热。也就是说普通住宅与大型的公共建筑由于用途不一样,其发热量影响因素也不一样,从节能的角度出发,其体形系数的设计要求是相反的。当前我国建筑业发展迅猛,把节能、绿色环保、生态技术应用于工程是建筑发展的必然趋势。太阳能、风能、地热能等新型能源在建筑上的有效应用,不仅可以代替有限的传统能源,而且可以减少污染物的排放,保护生态环境,它的开发和利用具有广阔的前景和深远的意义。我国具有丰富的新能源资源,目前在太阳能利用方面发展迅速,太阳能电池发电技术在建筑上大量使用,太阳能热水器的用量也以每年20%的速度增长,预计到2015 年太阳能热水器的普及率将达到25%,太阳能发电系统的拥有量将达到320MW。另外像风能、地热能等方面的开发研制也取得了很大成就,预计新能源必将在我国的建筑事业中发挥巨大的作用。
建筑节能中规划设计是很重要的一个环节。主要节能技术在房地产开发中的应用领域主要有以下几个方面:地块选择、规划布局、建筑群朝向、日照、形体系数、自然通风、立面设计、屋面空气层、窗墙比、遮阳、生态铺地、绿色水体、风向处理及整体绿化。例如在建筑间距、建筑朝向、建筑密度、建筑布局、建筑体型上确保房屋具有良好的通风和采光,通过加强周围绿化来解决房屋的热环境问题,等等。本文将从主要的小区规划、建筑选址、建筑形体与建筑及其配套系统设计四个方面来提出相应的措施。
(1)小区规划方面
在设计住宅小区时,在总建筑面积不变的情况下,低密度、高容积率对节能有利,在通风条件比较好的情况下可因地制宜进行建设。
(2)建筑选址方面
建筑的选址是设计前首要考虑的问题,日照、遮阳、通风是建筑选址最先需要考虑的三个因素。所以,选址要结合建设地段的地形、地物、地貌、主导风向,合理布局建筑物。 例如建筑基地应选在向阳的地段上,为争取日照创造先决条件,而不宜选择在山谷、洼地及凹地等处,因为冬季冷气流易在凹地里形成对建筑物的“霜洞”效应,位于凹地的建筑所消耗的能量,就会相应地增加。
(3)建筑单体设计
①建筑布局设计。一个好的建筑布局可以最大限度地利用现场的资源来减少建筑得热和改善室内的环境质量,采用以下措施可使建筑的布局得到优化。
a.使用现场已存在的树木或其他植物来减少建筑的热负荷。
b.仔细划分建筑内的使用功能区,使不需要窗户的功能区域尽量安排在建筑物的北面,使具有相似使用功能的功能区域尽量位于同一区域,以利于建筑物通风和空调系统的设计及节能。
②建筑形体设计。严格控制建筑形体的外表面积是节能控制的关键,在相同平面面积前提下,尽量少的围护结构面积对减少能量流失意义重大。
综合各项因素考虑,板式住宅在多方面占据节能优势。这种优越性不但体现在建筑能耗较少的方面上,而且还体现在板式住宅由于其朝向佳、形体舒展,能给人们创造一种舒适、生态的居住环境,没有点式住宅带来的局促感。
(4)建筑及其配套系统设计
①新风系统设计。是保证建筑室内环境质量的关键手段,要想提高室内空气的质量,势必加大新风的使用。
②自然能源的使用。绿色建筑最大的特点之一就是节能,一般绿色建筑的能耗水平大约是同类普通建筑的1/4~1/2,绿色建筑的要求是在节能的同时,又不能降低建筑室内环境的质量,自然能源的利用对实现绿色建筑的节能至关重要。
现如今建筑的节能技术很多,国内也有许多的建筑用了节能措施。像北京奥林匹克鸟巢和水立方建筑项目、张家港生态农宅项目、清华大学建筑设计中心大楼项目、济南高等交通专科学校图书馆、南昌市的紫金城地产项目等等。这些好的先例,对我们今后在邯郸实施建筑节能有着很大的帮助。我认为在邯郸使用建筑节能技术主要是要因地制宜,符合我们市的建筑需求,同时又能节能环保,一举两得。下面我就来分析下,我认为适合邯郸的建筑节能技术:
(1)充分利用洁净丰富的太阳能天然能源
就目前而言,太阳能为目前已开发的绿色能源中最重要的能源,是取之不尽、用之不竭、广泛存在的天然能源,其具有极为洁净和廉价等诸多显著优点。目前,在住宅建筑中太阳能的利用主要有太阳能空调、太阳能热水器和太阳能电池。对于我国而言太阳能资源相对还是十分丰富的,在我国年日照时数为2500小时以上的地区占国土面积达三分之二以上,甚至有的地区年日照时数高达3000小时以上。这为我国开发利用洁净的太阳能资源提供了良好的条件。现在制约着太阳能利用的最大因素在于其能量转换率过低,但是从发展的角度来看,随着科学技术的进步,太阳能利用的范围将会更广,能量转换效率将会更高。
(2)应用昼光照明技术降低照明能耗
在建筑的能耗排行中,建筑照明是排名前列的选项。在一些商业性质的建筑物中,建筑照明所消耗的电量有时候可以占到总耗电量的30%以上。而且由于照明发光制热的因素,在一些需要降低环境温度的区域空间里,因为照明制热的原因还导致制冷系统载荷的被动性加
大。昼光照明就是将日光引入建筑内部,并将其按照一定的方式分配,以提供比人工光源更理想和质量更好的照明。昼光照明减少了电力光源的需要量,减少了电力消耗与环境污染。研究证明,昼光照明能够形成比人工照明系统更为健康和更兴奋的环境,可以使工作效率提高15%。昼光照明还能够改变光的强度、颜色和视觉,有助于提高工作效率和学习效率,广泛应用于绿色节能建筑中。
(3)建筑物进行外墙保温能够大幅降低建筑使用过程中的能耗
在温度较低的北方地区,对建筑物进行外墙保温是一项能够大幅提高热工性能的绿色节能工程。其外墙保温材料的铺设厚度与其保温效果呈现正比例关系。外墙保温工艺的广泛应用不但可以在寒冷的冬季有效地避免室内温度的快速流失,而且在炎热的夏季还可以有效地避免由于太阳光辐射而导致的外墙温度升高进而带动室内温度的上升,从而减小了空调等制冷设备的工作载荷。这样一来,通过铺设建筑物外墙保温层不但使夏季的隔热性能得到提升还使得冬季的保温性能得以加强。这样就减轻了冬季供暖压力和夏季的降温电力载荷,从而使得建筑物的能耗得到降低。所以,从考虑降低能耗的角度来看,我们应该大力推广建筑物外墙保温工艺与技术进行广泛的实施。
除以上讲的这三点以外还有许多技能技术可以应用到设计当中,比如说门窗的节能设计,使用新型材料,改善门窗的保温性能。屋顶的节能设计中可以采用高效保温材料保温屋面、架空型保温屋面、隔热屋面等等。
建筑节能是一项系统工程,它不但与建筑的规划与设计密不可分,而且还涉及其他许多方面,如新材料、新技术、新工艺的应用,再生能源的开发和利用,设备设计、管理等,只有对它们进行综合考虑,才能做到节约能耗,提高热效率,达到节能的目的。建筑节能技术,它要求我们在建设适合人们生活、工作和开展其他社会活动建筑场所的同时,不但要全面地提高资源利用率还要尽量地减少环境污染,这不单是时代所赋予建筑工程师和城市规划设计者的重要任务,也是社会发展和能源紧缺时代的世界性的必然要求,也是我们顺应自然与社会发展所必须承担的社会责任。
建筑节能技术 随着世界经济的快速发展,能源消耗也随之增多,当今对低碳排放的追求愈演愈烈,人们对节能的要求也越来越高,这渐渐也形成了建筑的发展方向。
新能源的开发利用就成为国际社会发展的迫切要求。对于人类所必不可少的居住建筑,新能源更是追之若鹜。新能源建筑不仅能节省资源,降低造价,更是能降低环境污染,保持人类社会的生态平衡。是建筑可持续发展的新方向。世界各国特别是欧美发达国家对节能技术的研发及应用给予了充分的重视。世界各国在建筑设计和施工、新型建筑材料的开发和应用、建筑节能法规的制定和实施、建筑节能产品的认证和管理等方面做了很多的工作,不但节省了大量的能源,取得了可观的经济效益,同时有效地改善环境,降低了对大气臭氧层的破坏。
我国人口多,资源相对不足,主要矿产资源人均不到世界水平的一半。同时,我国能源利用率较低主要能产品能耗比发达国家高40%,其中建筑用能已达到能源消耗的27.6%。建筑节能已经成为发展战略的重大问题,关系到国计民生的大事,也是国民经济发展和建筑技术的进步标志。邯郸是河北省第三大城市,河北省域副中心城市之一,中原地区经济第二增长极,总人口将近1016万人,人口很多,能源消耗也很大。所以,在能源消耗极大的同时,也要相应的采取一些技能措施。
合理的建筑布局能够大幅降低建筑使用过程中的能耗在一栋建筑的规模、功能、区域确定了以后,建筑外形和朝向对建筑能耗将有重大影响。一般认为,建筑体形系数与单位建筑面积对应的外表面积的大小成正比关系,合理的建筑布局可以降低采暖空调系统的电力使用载荷。而用途为住宅的建筑物外部负荷不稳定其对能量消耗占主要因素。而对运动场馆、影院等大型公共用途的建筑物而言,其内部的发热量要远远高于外部的发热量,所以在设计中较大的体形系数更加有利于散热。也就是说普通住宅与大型的公共建筑由于用途不一样,其发热量影响因素也不一样,从节能的角度出发,其体形系数的设计要求是相反的。当前我国建筑业发展迅猛,把节能、绿色环保、生态技术应用于工程是建筑发展的必然趋势。太阳能、风能、地热能等新型能源在建筑上的有效应用,不仅可以代替有限的传统能源,而且可以减少污染物的排放,保护生态环境,它的开发和利用具有广阔的前景和深远的意义。我国具有丰富的新能源资源,目前在太阳能利用方面发展迅速,太阳能电池发电技术在建筑上大量使用,太阳能热水器的用量也以每年20%的速度增长,预计到2015 年太阳能热水器的普及率将达到25%,太阳能发电系统的拥有量将达到320MW。另外像风能、地热能等方面的开发研制也取得了很大成就,预计新能源必将在我国的建筑事业中发挥巨大的作用。
建筑节能中规划设计是很重要的一个环节。主要节能技术在房地产开发中的应用领域主要有以下几个方面:地块选择、规划布局、建筑群朝向、日照、形体系数、自然通风、立面设计、屋面空气层、窗墙比、遮阳、生态铺地、绿色水体、风向处理及整体绿化。例如在建筑间距、建筑朝向、建筑密度、建筑布局、建筑体型上确保房屋具有良好的通风和采光,通过加强周围绿化来解决房屋的热环境问题,等等。本文将从主要的小区规划、建筑选址、建筑形体与建筑及其配套系统设计四个方面来提出相应的措施。
(1)小区规划方面
在设计住宅小区时,在总建筑面积不变的情况下,低密度、高容积率对节能有利,在通风条件比较好的情况下可因地制宜进行建设。
(2)建筑选址方面
建筑的选址是设计前首要考虑的问题,日照、遮阳、通风是建筑选址最先需要考虑的三个因素。所以,选址要结合建设地段的地形、地物、地貌、主导风向,合理布局建筑物。 例如建筑基地应选在向阳的地段上,为争取日照创造先决条件,而不宜选择在山谷、洼地及凹地等处,因为冬季冷气流易在凹地里形成对建筑物的“霜洞”效应,位于凹地的建筑所消耗的能量,就会相应地增加。
(3)建筑单体设计
①建筑布局设计。一个好的建筑布局可以最大限度地利用现场的资源来减少建筑得热和改善室内的环境质量,采用以下措施可使建筑的布局得到优化。
a.使用现场已存在的树木或其他植物来减少建筑的热负荷。
b.仔细划分建筑内的使用功能区,使不需要窗户的功能区域尽量安排在建筑物的北面,使具有相似使用功能的功能区域尽量位于同一区域,以利于建筑物通风和空调系统的设计及节能。
②建筑形体设计。严格控制建筑形体的外表面积是节能控制的关键,在相同平面面积前提下,尽量少的围护结构面积对减少能量流失意义重大。
综合各项因素考虑,板式住宅在多方面占据节能优势。这种优越性不但体现在建筑能耗较少的方面上,而且还体现在板式住宅由于其朝向佳、形体舒展,能给人们创造一种舒适、生态的居住环境,没有点式住宅带来的局促感。
(4)建筑及其配套系统设计
①新风系统设计。是保证建筑室内环境质量的关键手段,要想提高室内空气的质量,势必加大新风的使用。
②自然能源的使用。绿色建筑最大的特点之一就是节能,一般绿色建筑的能耗水平大约是同类普通建筑的1/4~1/2,绿色建筑的要求是在节能的同时,又不能降低建筑室内环境的质量,自然能源的利用对实现绿色建筑的节能至关重要。
现如今建筑的节能技术很多,国内也有许多的建筑用了节能措施。像北京奥林匹克鸟巢和水立方建筑项目、张家港生态农宅项目、清华大学建筑设计中心大楼项目、济南高等交通专科学校图书馆、南昌市的紫金城地产项目等等。这些好的先例,对我们今后在邯郸实施建筑节能有着很大的帮助。我认为在邯郸使用建筑节能技术主要是要因地制宜,符合我们市的建筑需求,同时又能节能环保,一举两得。下面我就来分析下,我认为适合邯郸的建筑节能技术:
(1)充分利用洁净丰富的太阳能天然能源
就目前而言,太阳能为目前已开发的绿色能源中最重要的能源,是取之不尽、用之不竭、广泛存在的天然能源,其具有极为洁净和廉价等诸多显著优点。目前,在住宅建筑中太阳能的利用主要有太阳能空调、太阳能热水器和太阳能电池。对于我国而言太阳能资源相对还是十分丰富的,在我国年日照时数为2500小时以上的地区占国土面积达三分之二以上,甚至有的地区年日照时数高达3000小时以上。这为我国开发利用洁净的太阳能资源提供了良好的条件。现在制约着太阳能利用的最大因素在于其能量转换率过低,但是从发展的角度来看,随着科学技术的进步,太阳能利用的范围将会更广,能量转换效率将会更高。
(2)应用昼光照明技术降低照明能耗
在建筑的能耗排行中,建筑照明是排名前列的选项。在一些商业性质的建筑物中,建筑照明所消耗的电量有时候可以占到总耗电量的30%以上。而且由于照明发光制热的因素,在一些需要降低环境温度的区域空间里,因为照明制热的原因还导致制冷系统载荷的被动性加
大。昼光照明就是将日光引入建筑内部,并将其按照一定的方式分配,以提供比人工光源更理想和质量更好的照明。昼光照明减少了电力光源的需要量,减少了电力消耗与环境污染。研究证明,昼光照明能够形成比人工照明系统更为健康和更兴奋的环境,可以使工作效率提高15%。昼光照明还能够改变光的强度、颜色和视觉,有助于提高工作效率和学习效率,广泛应用于绿色节能建筑中。
(3)建筑物进行外墙保温能够大幅降低建筑使用过程中的能耗
在温度较低的北方地区,对建筑物进行外墙保温是一项能够大幅提高热工性能的绿色节能工程。其外墙保温材料的铺设厚度与其保温效果呈现正比例关系。外墙保温工艺的广泛应用不但可以在寒冷的冬季有效地避免室内温度的快速流失,而且在炎热的夏季还可以有效地避免由于太阳光辐射而导致的外墙温度升高进而带动室内温度的上升,从而减小了空调等制冷设备的工作载荷。这样一来,通过铺设建筑物外墙保温层不但使夏季的隔热性能得到提升还使得冬季的保温性能得以加强。这样就减轻了冬季供暖压力和夏季的降温电力载荷,从而使得建筑物的能耗得到降低。所以,从考虑降低能耗的角度来看,我们应该大力推广建筑物外墙保温工艺与技术进行广泛的实施。
除以上讲的这三点以外还有许多技能技术可以应用到设计当中,比如说门窗的节能设计,使用新型材料,改善门窗的保温性能。屋顶的节能设计中可以采用高效保温材料保温屋面、架空型保温屋面、隔热屋面等等。
建筑节能是一项系统工程,它不但与建筑的规划与设计密不可分,而且还涉及其他许多方面,如新材料、新技术、新工艺的应用,再生能源的开发和利用,设备设计、管理等,只有对它们进行综合考虑,才能做到节约能耗,提高热效率,达到节能的目的。建筑节能技术,它要求我们在建设适合人们生活、工作和开展其他社会活动建筑场所的同时,不但要全面地提高资源利用率还要尽量地减少环境污染,这不单是时代所赋予建筑工程师和城市规划设计者的重要任务,也是社会发展和能源紧缺时代的世界性的必然要求,也是我们顺应自然与社会发展所必须承担的社会责任。