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所屬欄目:農業環境科學論文 發布日期:2012-03-24 14:59 熱度:
摘要:綠色建筑在節能措施中有許多重要專業,本文環境科學論文在建筑專業、能源系統、給排水專業、電氣專業等方面做了節能介紹與分析,提出了相應技術措施。
關鍵詞:建筑節能;能源系統節能;給排水專業節能;電氣專業節能;LEED綠色建筑評估體系;技術措施
綠色建筑的概念最早在1992年的聯合國環境與發展大會上提出,又叫“可持續性建筑”或“生態建筑”,近年來,它被逐漸引入中國,得到了推廣和創新。中國現有建筑八成以上屬于高耗能建筑。建筑能耗約占全社會終端能耗的近三成,2006年以來,中國大力倡導節能環保的綠色建筑,目前已經得到越來越多回應。
為力推節能減排,中國各大城市都在大力推廣綠色建筑。要實現綠色建筑,就需要在建設項目前期策劃、可行性研究等階段考慮到,采取節能措施。我國是個能源消費大國,能源相對短缺,然而能源浪費卻相應嚴重。作為二次能源的能源供需矛盾近年來越來越突出,能源的缺乏已嚴重制約著國民經濟的發展。節能問題一直是我國發展國民經濟的一項長遠戰略方針,那么節約能源就成為每位項目參建人員必須認真考慮的問題。下面就建筑工程中的各個專業節能措施進行介紹:
一、 建筑專業節能技術措施
(一)、圍護結構節能技術
1、墻體節能技術措施的采用
在建筑外圍護結構中,墻體所占比重最大,通過圍護結構的傳熱耗熱量約占75%~80%,墻體保溫是建筑節能的重要一環。因而外墻體的保溫設計相當重要,必須改變以往老的外圍護設計,改為采用新的節能墻體材料。自從節能工作在全國范圍內全面啟動以來,我國新建建筑墻體節能保溫措施基本有三大類:外墻內保溫、夾層保溫和外墻外保溫。
(1)外保溫:外墻外保溫是將保溫隔熱體系置于外墻外側,以賦予建筑物良好保溫隔熱性能的建筑節能措施。除了保溫隔熱功能以外,由于將絕熱體系置于外墻外側,從而使主體結構所受溫差作用大幅度下降,溫度變形減小,因而外墻外保溫對結構墻體能起到保護作用并可有效阻斷冷(熱)橋,有利于結構壽命的延長。
(2)夾層保溫:“夾層保溫”技術,即對外圍護墻采用分層處理的措施,形成墻體—保溫材料—墻體體系,達到保溫節能目的。然而由于生產方式復雜,不能有效地解決建筑中存在的“冷橋”問題,夾層保溫的做法逐漸被墻體外保溫的做法所取代。
(3)內保溫:“外墻內保溫”技術,即在建筑空間內部墻體附加保溫材料以達到節能目的。但外墻內保溫存在以下問題:一是熱工效率較低,外墻有些部位如丁字墻、圈梁處難以處理而形成“熱橋”,使保溫性能有所降低;二是保溫層做在住戶室內,對二次裝修、增設吊掛設施帶來不少麻煩,一旦出現質量問題,維修時會對住戶造成很大困擾;三是內保溫占用室內空間,減少用戶使用面積。
采用上述辦法后均可取得較好的節能效果。
目前普遍采用的外墻外保溫技術是相對較好的墻體保溫技術,但由于我國墻體保溫材料發展還不不成熟,無法滿足綠色節能建筑和社會可持續發展的要求。因此,引進、研發技術含量高的保溫墻體材料勢在必行。實施國標《民用建筑節能設計標準》JGJ26-95新標準,外墻材料有了很大的改變。增加保溫效果,將承重粘土磚改為承重空心磚,增加了磚的空隙率,對保溫起到了一定的作用,但由于施工磚墻體時,空隙易被砂漿堵住,難以保證保溫效果。墻體改革,推動了新型墻體材料的發展,多種節能型墻體應運而生,主要有以下幾種:
(1)承重空心砌塊。它由混凝土和多孔材料組成,具有高強、承重、保溫、節能、導熱系數低等特點。
(2)加氣混凝土外墻。加氣混凝土產品有粉煤灰加氣和砂加氣2種,有砌塊、條板狀,該類產品本身導熱系數小,是建筑熱工性能較好的一種新型墻體材料。
(3)內保溫復合外墻。構造特點與單一材料墻相比,構造組合合理,有較高的熱絕緣系數,能較好地發揮保溫材料的作用,在滿足承重要求的前提下,磚墻可適當減薄。
(4)夾心復合外墻。將墻體分為承重和保護部分,中間留有20~50mm空隙,內填無機松散或塊狀保溫材料如爐渣、膨脹珍珠巖等,也可不填材料做空氣層。
除此之外,其它類型還有:粘土多孔內保溫外墻,外保溫復合墻體,EP保溫飾面墻體等等。所有保溫材料主要為:巖棉、玻璃棉氈、聚苯乙烯泡沫塑料,水泥膨脹珍珠巖板等,
2、門窗節能技術措施的采用
在建筑外圍護結構中,通過門窗縫隙空氣滲透耗熱量約占20%~25%。所以改善門窗的絕熱性能是節能工作的重點。窗戶(包括陽臺門上部)是引起輻射熱的有利方面,但又是傳熱損失冷風滲透損失都比較大的不利方面,即窗縫透氣,玻璃和窗框的熱阻太小,在符合窗墻面積比條件下其節能主要措施:
(1)窗戶采取增加窗玻璃層數、窗上加貼透明聚酯膜、加裝門窗密封條、使用低輻射玻璃(low-E玻璃)、封裝玻璃和絕熱性能好的塑料窗等措施,改善門窗絕熱性能,有效降低室內空氣與室外空氣的熱傳導。
(2)采用傳熱系數小的窗體材料,就目前來講,采用塑鋼門窗,盡量減小開窗面積,以及夜間用保溫窗簾、窗板等節能措施。
(3)減少冷風滲透,加設密封條,提高氣密性,如泡沫聚氨脂,泡沫聚乙烯等。
(4)加強戶門保溫,戶門采用填有聚苯板或巖棉板的保溫防盜門。
(二)建筑平面設計的節能要求
(1)在建筑設計中建筑體形盡量簡潔,減少體形系數,使體型系數控制在0.3以下。建筑體形系數:建筑熱工學將建筑物的散熱面積與建筑體積之比值稱為該建筑的“體形系數”。體形系數越小越有利于節能。從建筑平面形式看,圓形最有利于節能;正方形也是良好的節能型平面;長寬比大的是耗能型平面。這一點,無論從冬季失熱還是從夏季得熱的角度,分析的結果都是一樣的。耗能型平面的建筑,從總圖上看相對的周邊長度大,占地較多;圍護結構消耗的材料、人工等費用相對也高。
(2)正確選擇房屋最佳方位,充分利用太陽能,保持良好自然通風。
(3)樓梯間要封閉。
(4)窗墻面積比不應過大。
(5)要注意門斗的設計,充分考慮建筑防寒、提高節能效率。
二、能源系統節能控制技術
(一)采暖專業節能技術措施
1、對住宅小區內同一供暖系統中各住戶冬季室溫不一致,導致能源浪費,應通過對供暖系數進行全面的水力熱力平衡計算,實現管網流量的合理分配,使供熱質量大為改善,又節約能源。
2、新建住宅熱水集中采暖系統,應設置分戶熱量分攤的計量裝置和室溫控制裝置,并在建筑物熱力入處設置熱量總表。在進行室內采暖系統設計施工時,要求考慮按戶熱計量和分室溫度控制的可能性,是為了從按供熱面積計費逐步過渡到按用熱量計費,提高住戶的節能意識。按用熱量計費是建筑節能的關鍵措施。
3、采暖末端裝置可調技術:主要包括末端熱量可調及熱量計量裝置,連接每組暖氣片的恒溫閥,相應的熱網控制調節技術以及變頻泵的應用等。可實現30%-50%的節能效果,同時避免采暖末端的冷熱不均問題。
(二)空調與通風專業節能技術措施
1、空調系統當采用集中熱源和冷源時,應配置熱量和冷量計量裝置。戶內中央空調系統的各房間應滿足可調節風量和進行溫度控制的要求。居住建筑的空調系統,應加強自然通風,充分利用室外的自然冷卻能力,降低空調負荷。
2、新風處理及空調系統的余熱回收技術。新風負荷一般占建筑物總負荷約30%-40%。變新風量所需的供冷量比固定的最小新風量所需的供冷量少20%左右。新風量如果能夠從最小新風量到全新風變化,在春秋季可節約近60%的能耗。通過全熱式換熱器將空調房間排風與新風進行熱、濕交換,利用空調房間排風的降溫除濕,可實現空調系統的余熱回收。
3、各種輻射型采暖空調末端裝置節能技術。地板輻射、天花板輻射、垂直板輻射是輻射型采暖的主要方式。可避免吹風感,同時可使用高溫冷源和低溫熱源,大大提高熱泵的效率。在有低溫廢熱、地下水等低品位可再生冷熱源時,這種末端方式可直接使用這些冷熱源,省去常規冷熱源。
三、給排水專業節能技術措施
1.合理分區。給排水工程設計中,如果分區壓力選擇過大,衛生器具給水配件可能會由于長時間超壓而容易產生水流泄漏和能源的浪費。
《規范》第3.3.6條規定,建筑高度不超過100m的建筑的生活給水系統,宜采用分區并聯供水或分區減壓的供水方式。如果從節約能源的角度考慮,設計中有條件的情況下最好采用分區并聯的供水方式,合理的供水方式可節能25%~40%。
2、設置減壓節流裝置。《規范》對高層建筑生活給水系統應豎向分區的要求是各分區最低衛生器具配水點處的靜水壓力0.45~0.55MPa;且規定了水壓大于0.35MPa的入戶管(或配水橫管),宜設減壓或減壓設施;但要求各分區最不利配水點的水壓,應滿足用水水壓要求。
3、采用節能型熱水器。太陽能熱水器利用光熱轉換原理,把太陽光作為能量供其系統轉化為熱能,能夠提供洗浴和采暖熱水,輻射能量大、時間長、運行費用低、使用壽命長、無污染、無噪音、無危險,應用于熱水供應系統中,不僅節能而且環保無污染。熱泵熱水器是新型節能環保熱水裝置。通過吸收空氣中的熱量,利用制冷劑溫差吸熱和壓縮機做功,來制取50℃以上的生活用熱水,提高了熱效率,利用了可再生能源。
四、 電氣專業節能技術措施
1、供配電系統的節能設計。根據負荷容量,供電距離及分布,用電設備特點等因素合理設計供配電系統,做到系統盡量簡單可靠,操作方便。變配電所應盡量靠近負荷中心,以縮短配電半經減少線路損耗。合理選擇變壓器的容量和臺數,以適應由于季節性造成的負荷變化時能夠靈活投切變壓器,實現經濟運行減少由于輕載運行造成的不必要電能損耗。
2、變壓器的節能設計。減少變壓器的有功損耗。變壓器的有功損耗按下式計算:ΔΡ=Ρo+β²Ρκ,式中ΔΡ--變壓器的有功損耗(KW)Ρo-變壓器的空載損耗(KW)Ρκ-變壓器的短路損耗(KW)β-變壓器的負載率。
(1)Ρo作為變壓器的空載損耗又稱鐵損,它是由鐵芯渦流損耗及漏磁損耗組成,其值與鐵芯材料及制造工藝有關,與負荷大小無關,所以在選用變壓器時最好選擇節能型變壓器如S9,SL9,SC8等。它們采用優質冷軋取向矽鋼片,由于“取向”處理,使矽鋼片的磁疇方向接近一致,減少鐵芯渦流損耗,45度全斜度接縫結構使接縫密合性好,減少了漏磁損耗。
(2)Ρκ是變壓器額定負載傳輸的損耗又稱變壓器線損,它取決于變壓器繞組的電阻及流過繞組電流的大小,并與負荷率平方成正比。因此在選擇變壓器時應選用阻值較小的繞組,如銅芯變壓器。
(3)在選擇變壓器容量和臺數時,應根據負荷情況,綜合考慮投資和年運行費用,對負荷合理分配,選取容量與電力負荷相適應的變壓器,使其工作在高效低耗區內。
3、照明的節能設計。隨著人類社會的發展,對環境污染日益重視,對建筑照明工程也提出所謂“綠色照明工程”。1992年10月美國政府對能源的利用公布了有關政策條例,美國議會對節約能源形成了方案。隨后,美國政府環境保護署正式提出了“綠色照明工程”(GreenLightingEnginering)計劃。其具體內容為:采用高效少污染的光源,提高照明質量、勞動生產率和能源有效利用水平,節約能源、減少照明費用、減少火力發電工程、減少有害物質的逸出和排放,達到保護人類生存環境的目的。美國專家預測,如果順利實施綠色照明工程,一方面可以改善照明質量,一方面可以節約50%的照明用電量。
照明節能設計就是在保證不降低作業面視覺要求、不降低照明質量的前提下,力求減少照明系統中光能的損失,從而最大限度的利用光能,通常的節能措施有以下幾種:
(1)充分利用自然光,這是照明節能的重要途徑之一,在設計中電氣設計人員應多與建筑專業配合,做到充分合理地利用自然光使之與室內人工照明有機地結合,從而大大節約了人工照明電能。
(2)照明設計規范規定了各種場所的照度標準、視覺要求、照明功率密度等等。照度標準是不可隨意降低的,也不宜隨便提高,要有效地控制單位面積燈具安裝功率,在滿足照明質量的前提下,一般房間(場所)應優先采用高效發光的熒光燈(如T5、T8管)及緊湊型熒光燈,高大車間、廠房及體育館場的室外照明等一般照明宜采用高壓鈉燈、金屬鹵化物燈等高效氣體放電光源。
(3)廣使用低能耗性能優的光源及用電附件,如電子鎮流器、節能型電感鎮流器、電子觸發器以及電子變壓器等,公共建筑場所內的熒光燈宜選用帶有無功補償的燈具,緊湊型熒光燈優先選用電子鎮流器,氣體放電燈宜采用電子觸發器。我們現在在照明設計中逐步采用T8及T5系列細管熒光燈。T5燈管的14W與T8燈管的18W照度相近。在保證同樣照度的情況下,我們如果選用T5燈管,則降低了功率,節約了電能。
(4)改進燈具控制方式,采用各種節能型開關或裝置也是一種行之有效的節電方法。根據照明使用特點可采取分區控制燈光或適當增加照明開關點。臥房、病房、客房等床頭燈可采用調光開關,高級客房采用節電鑰匙開關,公共場所及室外照明可采用程序控制或光電、聲控開關,走道、樓梯等人員短暫停留的公共場所可采用節能自熄開關。
五、綠色建筑評估體系
LEED是(LeadershipinEnergy&EnvironmentalDesignBuildingRatingSystem)的簡稱,目前在世界各國的各類建筑環保評估、綠色建筑評估以及建筑可持續性評估標準中,被認為是最完善、最有影響力的評估標準。LEED由美國綠色建筑委員會(USGBC)于1994年開始制定,1999年正式公布第一版本并接受評估申請。LEED是一種高效能綠色建筑的市場導向式自愿性評估系統,用以鼓勵可持續性建筑的發展與實行,并提供業界作為設計更健康、更環保與更有利潤的建筑物的準則。
隨著LEED綠色認證資格考試在中國展開,相信會使更多的人了解LEED綠色評估體系,從而檢驗中國的節能建筑的各項指標。中國建筑節能功效將接受國際衡量,上海世博項目、北京世紀財富中心等項目已經接受了LEED的評估,事實證明中國的一些先進的項目已經可以達到國際的綠色建筑標準,同時也為在建項目提供了標度。LEED不僅僅是個評估標準,隨著在中國工作的開展,節能的理念也會影響到身邊的每一個人。也希望LEED使中國建筑節能事業的發展到一個新的高度。
六、論文結束語
綜上論文所述,節能技術是多方位、多專業的,不但在建筑的形體、朝向、高度等方面有重要因素,而且涉及材料、外墻、門窗、屋面、能源專業、電氣專業等方面,只有在工程設計及施工中牢牢樹立節能意識,遵照有關法規,精心設計,精心施工,盡量采取新技術、新工藝、新材料,才能做到節約能耗,提高熱效率,達到建筑節能的目的。
為了實現我國可持續發展戰略,建筑節能勢在必行。只要結合我國國情和實際情況,綜合利用各種節能技術措施,趨利避害,必定可以獲得顯著的節能效果。只有牢固樹立科學發展觀,充分認識建筑節能工作的重要性,嚴格地執行建筑節能標準,到2020年我國住宅和公共建筑建造和使用的能源資源消耗水平要接近、或達到現階段中等發達國家的水平這一目標定能實現。
參考文獻:
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3、居住建筑節能設計標準DBJ14-037-2006
4、吳盛偉,李蓮秀.現代住宅給排水設計初探[J].基建優化,2003,(4).
文章標題:綠色建筑的節能與環保措施之環境科學論文
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