建筑节能技术 摘要:建筑物的建筑节能技术内容主要涉及到:建筑外围护结构节能技术、建筑供热制冷系统和建筑设备节能技术、可再生能源在建筑中应用技术。而建筑外围护结构节能内容主要有:外墙保温隔热技术、门窗节能技术、屋面节能技术和地面、楼板及楼梯间隔墙技术、建筑遮阳技术等等;建筑供热制冷系统和建筑设备节能内容主要有:热电冷联产技术、供热系统温控与热计量技术、空调蓄冷技术、空调系统变频控制技术、热回收技术;可再生能源在建筑中应用技术内容主要有:太阳能(包括光热、光电)利用技术、浅层地源热泵(包括土壤源、地下水源、海水源、淡水源、污水源)和太阳能源热泵技术在建筑上的应用。 一、建筑外围护结构节能技术及存在问题(一)、外墙保温隔热技术基本情况1、外墙保温隔热技术应用与发展我国建筑以混凝土结构、砌体结构及混合结构体系为主,由于这些结构形成的建筑自身特点,在实施建筑节能时通常采用外墙附贴保温隔热系统构造的方式。我国于八十年代中期开始研究建筑外墙保温技术、进行工程试点,国内的企业、研究单位首先通过将改良的窑炉、管道工业保温技术用于建筑物的节能,这方面的技术有珍珠岩、复合硅酸盐、海泡石或与有机硅复合的各种外墙内保温浆体材料;这些技术自九十年代初期应用于北方严寒和寒冷地区的节能建筑,后因为生产工艺简陋、生产控制不严格、性能指标不易达到要求,施工质量难以保证,因而工程质量问题比较多而逐渐退出北方建筑节能市场,现在主要在南方进行应用。与此同时,部分国内的企业引进国外技术或对其进行改造后组织生产用于建筑物的节能,这方面的技术有:模塑聚苯乙烯泡沫塑料板(简称EPS)薄抹灰外墙外保温系统;机械固定发泡聚苯板钢丝网架板外墙外保温系统。还有国内独立研发的技术,这方面的技术有:如胶粉聚苯颗粒外墙外保温系统;发泡聚苯板现浇混凝土外墙外保温系统;这些技术系统的应用工程已达上千万平方米,有些应用已超过上亿平方米,代表了我国当今技术主潮流,是发展的方向。随着我国部分先进地区开始执行节能率达65%的第三步建筑节能标准,和公共建筑节能标准的实施,最近几年国内还研发了挤塑聚苯乙烯泡沫塑料板(简称XPS)外保温技术、胶粉聚苯颗粒复合型外保温技术(EPS系列)以及聚氨酯(简称PU)高效外保温技术,这些技术正在日益成熟,为许多高效节能建筑示范采用;但是应该注意的是:在工程应用挤压聚苯板(XPS)系统时不能使用普通板和再生板,应该使用改进工艺后生产的墙体专用板;而软、硬泡聚氨酯(PU)技术目前仅以现场喷涂技术和专用板或复合专用板形式的薄抹灰粘贴板技术比较成熟。最近部分技术系统正在进行提高系统防火性能研究和进行系统装配化做法的研究,有些已经完成了系统研究,完成了工程试点示范,完善后的新系统将在公共建筑节能和既有建筑节能改造方面有很好的应用前景。此外,针对现在保温材料以有机材料为主,其应用性能在建筑类型、建筑尺度上受限制的情况,还研发了以矿(岩)棉、玻璃棉、膨胀玻化微珠、泡沫玻璃保温系统为代表的无机保温材料外保温系统,现正在开展工程试用和推广。还有一些企业正在研究外墙外保温系统上贴瓷砖的技术,这些技术还有相当多的研究工作需要完成才能可靠的应用于工程。与外墙内、外保温系统同时存在的还有,以加气混凝土墙体、保温夹心墙系统、现浇砌模墙体为代表的结构墙体保温隔热系统。我国外墙保温隔热技术作为建筑节能事业的一个主要技术组成部分,正在朝着:性能高中低档搭配,材料多种、性能多样,能分别适合我国北方寒冷干燥气候和南方温暖潮湿的房屋工程特点方向发展。2、工程应用中常见的技术问题和影响质量的问题我国外墙保温技术在较短时间取得了世界注目的发展,但是在提高完善质量和规范管理外墙保温技术方面,我国还刚刚起步;与欧洲管理规范化,把外保温系统作为一个整体进行认定的情况有所不同,我们的管理部门、生产、设计和施工应用单位在认定时还存在比较注意控制材料产品性能,而忽视按要求进行系统性能控制的倾向;生产、研究、施工行业还存在应用技术理论研究薄弱、工程经验缺乏、实验和验证方法不统一的问题;相当数量的开发商对待建筑节能实施仍然抱应付和消极的态度,使得质次价低的产品在低价中标的做法下占有市场;最突出的就是各个环节不能严格按标准生产、销售、施工的问题。(1)企业技术研发、培训缺位企业是我国应用技术研发的主体,但是在外墙保温隔热技术领域目前除了少数企业外,大多数生产企业没有独立的研发力量,大都还停留在模仿国内外技术阶段,对技术的基础理论、构造措施原理、系统形成机理研究很少;一是有缺陷的保温隔热系统流向市场,造成技术产品市场混乱;二是低价中标单位寻求替代材料时,会出现以次充好,或者为节约成本,简化构造、简化施工环节时,会出现系统性能下降,使工程质量得不到保证。而大部分内保温浆料型技术系统在南方建筑上应用时,这些技术系统在改变了的环境中使用,其保温机理有所不同,系统经常处于常温常湿的非中高温干燥状态,不能提供优良保温隔热性能。(2)创新技术集成系统问题 目前国家级、省级科研机构进行外墙保温隔热技术与产品研究的不多,因此企业在自行研究新的外墙保温隔热技术系统时,能从基础研究中得到的支持很少;而企业受自身技术、经济条件的制约,对于新研究的技术系统也没有配备足够的人力、物力、财力,难以从技术的基础理论、构造措施原理、系统性能形成机理的研究上下工夫,难以解决不同的材料在集成不同的外保温系统时出现的问题,使得新研究的技术还在试用阶段就暴露出工程可靠性差、耐久性不够的问题;有些虽然也通过了技术评估,但在扩大应用中就暴露出系统性能不完善,出现工程质量问题。还有少数施工企业不进行研究,没有任何技术根据就组织队伍承揽实施外墙外保温工程;还有的生产、施工企业为了迎合某些开发项目的需要,没有经过外保温系统的大型耐候试验、系统评估或论证就进行外墙外保温系统施工,或进行建筑物外墙外保温系统上粘贴瓷砖的施工,出现保护层开裂和瓷砖空鼓脱落现象,这些都是非常危险的做法。(3)施工质量外墙外保温工程或者叫外墙外保温技术系统从工厂生产出来到达工程现场还是半成品,必须在现场经过施工环节才能最终形成外墙外保温技术系统,因此系统的质量与施工质量有很大关系,而现在很多都是非专业队伍施工,施工组织不规范、没有专门的资质要求,“专业施工人员”并不掌握外保温技术,加上监理环节也存在不规范的问题,无法保证外墙外保温技术系统的现场施工质量始终处于受控状态,也就无法保证外墙外保温系统的工程质量。(4)低价中标与系统质量现在正常的外墙外保温系统施工成本应该在70~80/m2元人民币,加合理利润销售价格应该在80/m2元人民币以上;但是现在经常耳闻有外保温工程报价低至40~50元人民币的外保温,这样做的后果就是质量不合格的外保温系统,或者就是质量有隐患的外保温系统流向市场;现在有些地方正在建立施工图审查环节中的经济技术审查,对外保温系统的基本定额进行审查,以保证工程质量,在目前市场条件下这是值得推广的经验。(5)其他应该注意的问题统一检测标准、检测方法。目前在国内能按标准进行大型耐候试验单位并不多,但因有利可图便纷纷开展大型耐候试验,结果因为试验的方法和工作程序不统一,导致同厂家的同一种技术系统在不同试验单位的结果不一致,这就为不成熟技术产品进入市场开了方便大门。规范设计。设计、施工单位对保温隔热技术缺乏了解,靠照搬厂家或标准图集了事,对相关技术产品标准缺乏培训,出现设计不合理的保温隔热工程、施工质量低下的保温隔热工程。完善防水隔潮性能。随着建筑节能深入,在低能耗和超低能耗建筑设计中现有外墙保温隔热系统可能会出现露点,因此外墙保温隔热技术产品下一步应研究隔潮层的设置。改变目前保温隔热材料以有机材料为主、以石油化工产品为主的局面。建筑节能的最终目的是为了节约石油、煤炭资源,但是目前大量使用的外墙保温隔热材料(EPS、XPS、PU)、门窗材料(PVC)、屋面材料(EPS、XPS、PU、PVC、沥青)都来自石油化工产品,对石油化工依存度高和大量使用又拉动了能源资源的消耗;因此应该关注、支持无机保温隔热材料的研发和应用,而现阶段应该关注、支持有机石油化工保温隔热材料的循环利用技术的研发和应用。组织国家建筑科研力量认真研究我国南北建筑气候差异、建筑技术特点、建筑使用特点、外墙保温隔热机理和适宜的外墙保温隔热技术与产品 我国气候、生活习惯南北差异大,应该组织国家和地方科研力量进行研究;特别是在夏热冬冷和夏热冬暖地区使用内保温技术问题,既不能简单照搬严寒、寒冷地区的经验,也不能偏信厂家的宣传;应该根据内保温技术应用中普遍存在的热桥问题、生产和施工质量不稳定问题、外墙热工环境恶化问题,进行严格的第三方验证,完善其保温隔热性能和可用性。最终形成性能高中低档搭配,形式有外墙外保温、外墙内保温、外墙结构自保温,拥有多种材料、多种性能的,能分别适合我国北方寒冷干燥气候和南方温暖潮湿气候房屋工程特点的外墙保温隔热系统。 (二)、门窗技术基本情况1、节能门窗技术应用与发展(1)窗户建筑外窗由多种材质不同的材料组装而成,其热工性能也各不相同;由于窗户的生产及应用技术、密封技术、遮阳技术和安装技术水平的不同,受窗框型材特性、断面设计、玻璃的选用、两玻间空气层厚度及窗框比等因素的影响,建筑外窗的保温性能差别很大。根据选用型材的不同,建筑外窗分为木窗、钢窗,铝合金窗、PVC塑料窗、玻璃钢窗、彩色钢板窗、不锈钢窗和钢塑复合窗、木塑复合窗、铝塑复合窗等;根据选用玻璃的不同,有单玻窗、单框双玻窗、中空玻璃窗和LOW-E中空玻璃窗等。木窗的保温性能较好,但耐燃和耐潮湿性能很差。受原材料的限制,目前国内生产的木窗均为高档木窗,价格昂贵。钢窗包括空腹和实腹钢窗、彩色钢板窗、不锈钢窗和钢塑复合窗,空腹和实腹钢窗大量应用于20世纪70至80年代,其市场占有率曾突破70%,但由于其保温性能较差,现已淘汰;作为普通钢窗的换代产品,彩色钢板窗和不锈钢窗具有物理性能较高、耐久性与密封性能好、色彩选择余地多、装饰效果好和使用寿命长等特点,但保温隔热性能也比较差。铝合金窗分普通和断热铝合金窗,普通铝合金窗是70年代末引进、80年代发展起来的,其窗框型材为铝合金,具有轻质、高强、耐久性好、装饰效果好等特点,但保温隔热性能较差,已经淘汰。而新型换代产品断热铝合金窗则具有较好的保温隔热性能,但价格比较高。PVC塑料窗是我国80年代末引进、90年代发展起来的,其窗框型材为PVC塑料内加钢衬,其最大优点是保温性能好,价格合理,缺点是强度及刚性均较铝合金窗低,水密性、抗风压性和采光性能均较铝合金窗差,颜色单一且易变色,尺寸稳定性较差;这是目前正在大量使用的节能窗。玻璃钢窗近年来研究开发的玻璃钢窗,具有较好的热工和物理性能,但价格较较PVC塑料窗高。钢塑、木塑和铝塑等复合窗兼顾了两种不同材料的优点,有综合的保温性能和装饰效果,但目前国产的这类窗的物理、工艺性能还需要改善。双玻窗、中空玻璃窗和双层窗的保温性能明显优单玻窗。单玻窗保温性能极差,即使是保温性能好的PVC塑料单玻窗K值也可能高达4.8W/m2·k;而PVC塑料中空玻璃窗传热系数K值在2.1~2.7W/m2·k之间,铝合金断热中空玻璃窗传热系数K值在2.8~3.5W/m2·k之间;PVC塑料Low-E中空玻璃窗传热系数的最小值为1.4W/m2·k,铝合金断热Low-E中空玻璃窗传热系数K值可降到1.9W/m2·k。玻璃使用不同的玻璃对整窗户的热工性能影响很大,PET双中空玻璃、Low-E中空玻璃、真空玻璃和U型玻璃的热工性能比较好,应在条件具备的项目上优先采用。平开与推拉窗的开启形式对其热工性能有极大的影响,推拉窗由于密封性能差应该尽量避免使用,平开窗有优良的热工和物理性能,但价格比较高;因此推荐平开与固定窗组合使用,经济性价比高。(2)单元、阳台和户门的节能技术经过多年的发展,我国现在应用的单元、阳台和户门主要有木质、钢质、或木质、钢质复合保温门,另有部分在阳台使用的塑料门,其技术与产品性能基本能够满足工程实际需要。2、节能门窗技术应用中存在的问题随着先进地区和城市率先实施建筑节能率达到65%的第三步节能标准,应该采用气密性良好的更为先进高效的节能门窗(包括单元、阳台和户门);目前我国已经能够自己生产各类门和窗户,包括所需要的主要门窗框型材、玻璃、门芯板品种,性能也基本满足需要。但是大量使用的PVC塑料窗存在强度及刚性均较低,水密性、抗风压性和采光性能均较差,颜色单一且易变色,尺寸稳定性较差的缺点;而综合性能比较好的玻璃钢窗,钢塑、木塑和铝塑复合窗,断热铝合金窗等等价格由于价格偏高,影响了使用。门产品技术中存在内衬保温材料不达标、门构造不合理、长期稳定性差的问题。
浅论绿色墙材工业在我国节能减排中发挥作用 党中央、国务院高度重视节能减排工作,把它放在维护中华民族长远利益的战略高度坚持不懈地推进,明确提出了建设资源节约型、环境友好型社会的战略任务,并以在“十一五”规划纲要中提出具体目标的形式,向人民作出了庄严承诺。去年12月的中央经济工作会议又提出了“**”的经济发展方针,突出了节约资源、保护环境在经济发展中的重要地位。 国务院近日接连采取步骤部署节能减排工作,既表明国务院对待这项工作的严肃态度,也表明这项工作面临的形势十分严峻。韩永奇博士的这篇文章,深刻论述了发展绿色墙材工业与我国实施节能减排战略目标之间互相促进的密切关系,并分析了绿色墙材的特点和所包含的各种产品。文章有深度、有新意,值得墙材业界同行一读。 当前,实现节能减排目标面临的形势十分严峻,已经成为国内外关注的焦点、人民群众关心的热点。目前我国绝大部分地区仍以实心黏土砖为主要墙体材料,据统计实心砖年产量仍有5400多亿块,绝大部分是由工艺技术落后、生产规模小、大量浪费能源和污染环境的乡镇、村办企业生产的,每年因此而毁坏和占用的耕地达95万亩之多。另一方面,全国排放的工业废渣堆积如山。如全国磷化工业排放的“磷石膏”每年达3000多万吨,这些有害物质对环境造成的严重污染,越来越引起全社会的高度重视。如何改变上述局面,关键要通过节能减排来促进绿色墙材工业的发展。今后一段时期内,我国墙材工业在节能减排中将发挥重大的作用。 发展绿色墙材是实现节能减排战略任务的重要途径之一如何满足高速增长的经济对资源的需求,彻底摒弃那种大量浪费国家有限资源的做法,做到既要保护耕地,节约能源,改善环境,实施可持续发展,又要废物利用,变废为宝呢?发展绿色墙材是实现节能减排战略任务的重要途径之一。所谓绿色建材,是指无毒或低毒的健康型建材、防火或阻燃的安全型建材、耗能低的节能型建材及各类新型多功能建材。从绿色墙体材料具有的特点来看,发展绿色墙体材料是实现节能减排的重大举措。绿色墙材的特点明显:1.节约资源。制造此类材料尽可能少用天然资源,降低能耗并大量使用废弃物作原料;节约能耗:既节约其生产能耗,又可节约建筑物的使用能耗;节约土地:既不毁地(田)取土作原料,又可增加建筑物的使用年限。2.采用不污染环境的可清洁生产的生产技术。在生产过程中不排放或极少排放废渣、废水、废气,大幅度减少噪音,实现较高的自动化程度。3.产品不仅不损害人体健康,而且有益于人体健康。4.可再生利用。产品达到其使用寿命后,可再生利用而不污染环境。因此,发展绿色型墙体材料有利于节能减排战略目标任务的实现。 贯彻节能减排战略目标将会促进我国绿色墙材工业的发展首先,贯彻节能减排战略目标将会促进我国绿色墙材工业利用废渣。我国近年工业废渣年排放量近10亿吨,累计总量已达66亿吨,利用率仅40%左右。绝大部分废渣,如煤矸石、粉煤灰、矿渣、炉渣等均可作为生产墙体材料的原料。按照循环经济的3R原则,墙体材料的生产要尽量少用或不用天然的化石类原材料,多利用工农业生产过程中排放的废渣、废弃物等;绿色墙体材料的重要特点之一是采用工业废渣作原料,既节约土地、节约能源,又保护了环境。但由于工业废渣的来源不同,性能差异较大,有的可能会含有不同类型及数量的重金属,产生一定的放射性,成墙后影响人体健康。而绿色墙体材料是没有污染、不对人体健康产生危害的产品。只有符合要求的工业废渣才能用于生产墙体材料。如利用粉煤灰生产的墙体材料主要有粉煤灰烧结砖、粉煤灰蒸压砖、粉煤灰蒸压灰砂砖、粉煤灰硅酸盐砌块、粉煤灰加气混凝土、粉煤灰陶粒、粉煤灰空心内墙板和粉煤灰硅酸钙板等。还有利用煤矸石生产的烧结实心砖和空心砖、蒸压养护而成的煤矸石砖、煤矸石空心砌块、煤矸石轻集料混凝土小型空心砌块。一些化学石膏墙体材料产品主要有石膏板和石膏砌块。此外,还有尾矿类墙体材料和其他废渣类墙体材料生产的烧结砖、蒸压砖、加气混凝土、内外墙板等。 其次,贯彻节能减排战略目标将会促进农业废渣类墙体材料的应用。木材是当今四大材料(钢材、水泥、塑料、木材)中惟一可再生和循环利用的材料,是一种可以永续利用的再生资源。国外的经验表明,只要遵循森林资源采伐量小于生长量的方针,森林资源就可持续发展,木材的供应就能得到保障。木质建材产品中,墙体材料产品充当主要的角色,主要应用于隔墙和复合外墙的内侧。所用的木材并非实木,而是经过加工的人造板材或工程木材,如纤维板、胶合板、刨花板、定向板、胶合木等。施工应用一般是将木质板材与龙骨配合组成复合墙体,或者与石膏板等其他轻质板材组合成墙体。随着矿石类资源的日益衰竭,木材这种可再生资源的利用必将会受到人们的重视。毫无疑问,从长远的发展角度来看,木质墙材产品是真正意义上的绿色墙体材料。同时,我国是一个农业大国,农业废弃物来源广泛、资源丰富、价廉易得、成本低,有很强的市场竞争力,并且节省能源、减少污染、保护环境,生产的墙体板材具有重量轻、强度好、安装方便等特点,符合绿色建材的指标要求。用农业废弃物生产的主要墙体材料包括麦秸均质板、纸面草板、植物纤维水泥板、麦秸人造板和秸秆镁质水泥轻质板等。 第三,贯彻节能减排战略目标将会促进建筑垃圾、石膏类墙体材料和复合墙体的应用。利用建筑垃圾生产墙体产品是可行的,是节约资源、保护环境、实现绿色墙材的有效途径。目前我国建筑垃圾的数量已占到城市垃圾总量的30%~40%.我国建筑垃圾应用于墙体材料的研究生产尚处在起步阶段,已开发成功的产品有轻质砌块。其生产工艺是将废砖和废混凝土块破碎,作为原料与水泥、砂子和辅助材料混合,经振动压制成型和养护制成轻质砌块。石膏墙体材料包括纸面石膏板、纤维石膏板、石膏刨花板、石膏砌块与石膏空心条板等将得到很大的发展。因为石膏建材加工工艺简单,生产能耗低,具有重量轻、凝结快、防磁辐射、耐火性好等许多良好特性。石膏产品施工方便,在长期使用过程中不会有任何有害气体释放,无放射性,可调节空气湿度,并节省能源,是典型的绿色建材产品。仅以纸面石膏板为例,作为一种轻质墙体和吊顶新型节能建材,具有质轻、防火、隔热、吸音、防震、收缩率小、可钉、可钻、可锯、可刨、可黏结等性能,在发达国家住宅建设和高层建筑中得到广泛应用。经过近70年的发展,目前,美国新建住宅中80%以上的墙体材料和顶棚材料采用纸面石膏板,近几年来其年产量一直保持在25亿平方米以上,而日本,年均增长8%,近几年的产量一直保持在6亿平方米以上。发达国家人年用量日本为4.6平方米,美国为10平方米,法国为7.6平方米,连韩国也达到1.5平方米,而我国则仅为0.05平方米,足见其所占份额与人均比例差距之大,同时也说明了市场潜力的巨大。 还有复合墙体将会大受欢迎。建筑物的传热损失主要是通过围护结构失去的,如在北京地区,经过外墙的传热损失约占全部热损失的25%~30%.因此,外墙的复合绝热将受到高度关注,绝热材料已成为节能型复合墙体的不可缺少的组成部分。外墙内侧绝热、外墙中间绝热和外墙外侧绝热可大幅度提高绝热效率,解决热桥与结露等问题,将受到欢迎。 此外,加气混凝土容重小、孔隙率高、导热系数低。用加气混凝土砌块筑造的200毫米厚的外墙,其保温效果相当于490毫米厚的黏土砖外墙。加气混凝土可以作非承重墙体,也可作承重墙体,这种独特的具有绝热保温性能和可作结构材料的性能使其具备了绿色建材的特征。可以说,建筑节能的兴起使加气混凝土成为最具发展潜力的墙体材料之一。 《浅论绿色墙材工业在我国节能减排中发挥作用》来源于文秘家园网,本站为所有正式会员免费提供文章查找帮助。欢迎阅读浅论绿色墙材工业在我国节能减排中发挥作用。
科技论文写作——节能减排节能减排指的是减少能源浪费和降低废气排放。 我国“十一五”规划纲要提出,“十一五”期间单位国内生产总值能耗降低20%左右、主要污染物排放总量减少10%。这是贯彻落实科学发展观、构建社会主义和谐社会的重大举措;是建设资源节约型、环境友好型社会的必然选择;是推进经济结构调整,转变增长方式的必由之路;是维护中华民族长远利益的必然要求。现政府实行了一系列的有关于节能减排的措施:1.首先控制增量,调整和优化结构。要控制高耗能、高污染行业过快增长,加快淘汰落后生产能力,完善促进产业结构调整的政策措施,积极推进能源结构调整,促进服务业和高技术产业加快发展。2.加大投入,全面实施重点工程。加快实施十大重点节能工程。实施水资源节约项目。加快水污染治理工程建设。推动燃煤电厂二氧化硫治理。多渠道筹措节能减排资金。3.创新模式,加快发展循环经济。深化循环经济试点,推进资源综合利用,推进垃圾资源化利用,全面推进清洁生产。4.依靠科技,加快技术开发和推广。加快节能减排技术研发,加快节能减排技术产业化示范和推广,加快建立节能减排技术服务体系,推进环保产业健康发展,加强国际交流合作。5.夯实基础,强化节能减排管理。建立政府节能减排工作问责制,建立和完善节能减排指标体系、监测体系和考核体系。6.健全法制,加大监督检查执法力度。完善节能和环保标准,开展节能减排专项执法检查。7.完善政策,形成激励和约束机制。积极稳妥推进资源性产品价格改革,完善有利于节能减排的财政政策,实行有利于节能减排的税收政策。8.加强宣传,提高全民节约意识。组织好每年一度的全国节能宣传周、全国城市节水宣传周及世界环境日、地球日、水宣传日活动。把节约资源和保护环境理念渗透在各级各类的学校教育教学中,从小培养儿童的节约意识。9.政府带头,发挥节能表率作用。在节能减排工作中,中央政府将率先垂范。今年全国要推广高效节能产品5000万支,中央国家机关将率先更换节能灯。节能减排,应从我们身边做起,比如:离家较近的上班族可以骑自行车上下班而不是开车;短途旅行选择火车而不搭乘飞机;在不需要继续充电时,随手从插座上拔掉充电器;如果一个小时之内不使用电脑,顺手关上主机和显示器;每天洗澡时用淋浴代替盆浴,每人全年可以减少约0.1吨二氧化碳的排放……地球只有一个,我认为节能减排是每个地球人都要执行的责任。
浅谈节能技术在高层建筑中的应用 论文关键词:新形势高层建筑节能设计 论文摘要:针对现在能源消耗巨大的现状,从节能建筑的角度出发,在建筑设计,围护结构设计等方面对目前的建筑节能技术和今后的发展进行初步探讨。 进入21世纪,世界范围内出现了一系列重大危机,在“经济危机”“能源危机”席卷世界的今天,能源消费正以惊人的速度增长。而高层建筑节能(包括结构构造、材料选型、设备系统、自动控制等)一直是我国节能工作的重要组成部分,高层节能建筑投入少、产出多,因此,重视和研究高层建筑物的节能设计问题已成为建筑节能的当务之急! 近些年在某些城市建高层建筑已成风气,设计者往往贪大求高,大部分精力放在追求立面形式和使用功能上,而往往忽略生态环境的保护、建筑设计节能意识淡薄,造成高能耗、低效益,影响常年使用,浪费巨大。所谓高层建筑节能不仅是建筑本身的节能,且由城市的综合环境、气候条件、总体布局;建筑物的形体变化、朝向;外围护结构保温。隔热的性能;门窗质量等许多综合性因素构成,因此,高层建筑的节能首先应为设计者重视。 1优化建筑位置朝向设计及体形设计 高层建筑的定位首先应考虑对城市环境的影响容积率过高很难满足日照要求,阳光有着巨大辐射能量。在寒冷地区人们十分珍惜阳光带来的温暖。据有关资料分析,地球每年接收的能量有60亿亿千瓦,这么大能量弃之可惜,从某种意义上讲地球本身就是巨大的太阳能接收器,阳光不仅对人的身体健康有着很大影响,对建筑的节能也有着十分重要意义。寒冷地区城市规划应注重应用日照原理。合理的确定建筑位置与朝向,使每幢建筑能接收更多的太阳辐射热能,因此,建筑的方位与节能有着直接关系。 如在北纬40度-45度地区,冬天建筑的朝向所得到的辐射能量几乎比夏天多两倍,而在夏天东、西向所得到的能量比南向多2.5倍,不同朝向,不同季节,建筑物所得到的太阳辐射热能量不同,热损失也不同,尤其是在冬至前后,由于太阳高度角低,房间所接收的太阳光线的面积比夏天多得多。在确定建筑的方位时首先应考虑环境情况,按其太阳高度角做出日影响图,以确定冬季每天的日照时间,建筑南向开窗面积尽可能大些,在满足采光条件下,北向、东向窗尽可能小些,从而获得更多的太阳光线,减少热损失,保持室内舒适的温度环境。 合理的建筑体形能够减少高层建筑物与外界的热量交换,在其他条件相同时,体型系数(建筑物外围护面积与其所包围体积之比)越大,单位面积散热量也越大,对节能不利。因此,正确处理建筑形式多样化和节能的关系,是高层建筑设计中应当引起重视的问题。 另外,高层建筑物的外形越简单,其外壳的表面积越小,热交换量亦越少。因此,高层建筑物的造型宜简洁、完整,尽量避免复杂的轮廓线。 2优化围护结构墙体设计 2.1外墙是围护结构的主体部分,高层建筑的围护结构不同于砖石结构房屋,前者是钢筋混凝土框架或剪力墙结构承重,因此,围护结构属于填充材料,为了减轻荷载,达到保温、隔热要求,采用轻质高效保温材料,目前在寒冷地区常用的墙体做法有、页岩陶粒混凝土空心砌块;粘土空心砖与实心砖复合墙体;粘土实心砖或空心砖岩棉夹心复合墙体等。但存在问题较多,节能的效果仍达不到标准的要求。围护结构的'材料布置分外侧和内侧,在寒冷地区的同一气候条件下,由于材料层次布置不同所取得的保温效果也不尽相同,为防止墙体内产生冷凝水,保温层设在外侧更为妥些。 2.2高层建筑的围护墙体不宜采用外侧保温的聚苯乙 烯 泡沫板(舒乐板、PG板),岩棉板等轻质保温材料。一幢建筑的寿命少则几十年,多则上百年,材料的应用与建筑整体的寿命应同步。对于轻质的外保温复合墙体,笔者认为存在以下不足之处: (1)抗震能力差,易松散,与结构构件结合不好,整体性能差。 (2)不能承受外部装修贴、挂荷载,如:贴石材,安装装饰构件等。 (3)不能承受有振动的凿、刨的装修,如:剁斧石面层、予留洞。槽易出现冷桥。 (4)墙表面易出现裂纹。除此之外,复合墙体由于框架梁拉、剪力墙的嵌入,墙体内容易造成冷桥,是保温、隔热的薄弱环节。据测定,高层建筑所出现的冷桥约占整个热损失的5%-13%,因此应引起设计者重视,采取有效构造措施尽可能避免产生冷桥。 2.3国外普遍推广采用混凝土空心砌块用于高层建筑围护结构保温,欧、美各国取得不少先进经验。某些欧美国50%左右的建筑已应用多种形式的混凝土空心砌块。由于混凝土空心砌块保温效果好,又具有一定强度,避免了轻质复合材料墙体的一些弊端。 2.4受阳光照射的高层建筑物屋顶,表面温度比其他围护结构高得多,对室内温度影响很大,顶层住房冬冷夏热现象十分明显。对此,除必须考虑屋面隔热保温措施以外,还可从建筑设计角度考虑在顶屋设置通风隔热层或将顶层做为设备间等,形成2次隔热,减少屋面温度的影响;在炎热地区的屋面可通过蓄水(如屋顶游泳池)和屋面定时喷水系统使屋面显著降温。 3围护结构的节能 ①外墙的节能技术。外墙的节能措施,目前主要是使用环保节能型建筑材料,可以有效减少通过围护结构的传热,从而减少各主要设备的容量,达到显著的节能效果。采用新型墙体材料与复合墙体围护结构。复合墙板构造复杂一些,但它将材料区别使用,可采用高效的隔热材料,能充分发挥各种材料的特长,板体较轻,热工性能较好,适用于住宅、医院、办公楼等高层建筑的外墙。在进行经济性、可行性分析的前提下,在墙体内外侧敷设保温隔热的新材料。另外,目前还有可调节的外墙,即采用多向、多层、可开、可闭的外墙,以适应不同的气候,减少空调,采暖的时间,降低能耗。 ②窗的节能技术。 玻 璃窗不仅传热量大,而且由于其热阻远小于其他围护结构,造成冬季窗户表面温度过低,对靠近窗口的人体进行冷辐射,形成“辐射吹风感”,严重地影响室内热环境的舒适。目前,就窗的节能措施,主要是从以下几个方面考虑: 首先,控制窗墙面积比。窗户既有引进太阳辐射热的有利方面,又有因传热损失和冷风渗透损失都比较大的不利方面。就其总效果而言,窗户仍是保温能力最低的构件。由于通过窗户的热损失比例较大,因此我国规定:南向的窗墙比≤0.35,东西朝向的窗墙比≤0.25(单侧窗)、≤0.30(双侧窗),北向的窗墙比≤0.20。 其次,提高气密性,减少冷风渗透。 最后,提高窗户的保温能力。包括改善窗框的保温性能以及使用中空 玻 璃来改善窗 玻 璃部分的保温能力。 中空 玻 璃是由两片(或两片以上)平行的 玻 璃板粘合而成的 玻 璃组件。其两片 玻 璃板间通过间隔条(注满专用干燥剂一高效分子筛吸附剂)隔出一定宽度的空间,并使用高强度密封胶沿着 玻 璃的四周边部进行密封。由于中空 玻 璃在构造上存在空气夹层,从而有效地降低了传热系数,达到节能的目的,同时隔声性能也很好。根据 玻 璃构造不同,中空 玻 璃又有PET双中空 玻 璃、LOW-E中空 玻 璃等多个品种。若中空 玻 璃中充装氩气等惰性气体,将进一步增大中空 玻 璃的热阻;若采用热反射镀膜 玻 璃或低发射率镀膜 玻 璃组成的中空 玻 璃,更可以显著提高外窗的保温性能。关于使用中空 玻 璃的实例,红谷滩的红谷大厦就是一个例子。它使用的是LOW-E 玻 璃,这样可以减少每天的运行成本,减少能源消耗,降低环境污染。 4结语 节约能源是我国的基本国策,建筑节能是国家节能工作的重要组成部分,我们要接见节能建筑的成功经验,加强国内的技术研发力度,引进先进的设计方法,使我国的建筑设计逐渐走节能化的可持续发展的道路。 参考文献 [1]杨臣彪,高层建筑暖通空调系统节能技术的应用,《建材与装饰》2007年第08Z期 [2]王焱炜浅谈节能技术在高层建筑设计中的应用甘肃冶金,2009年2期 相关论文查阅: 大学生论文 、 工商财务论文 、 经济论文 、 教育论文 热门毕业论文 ;
室内设计七大新趋势设计是连接精神文明与物质文明的桥梁,人类寄希望于通过设计来改造世界,改善环境,提高人类生存的生活质量。从构成世界之三大要素的 自然 ——人—— 社会 这三个座标体系出发, 现代 设计已从产品设计拓展到环境设计,由“生存意识”进展到“环境意识”,正如加拿大建筑阿瑟?埃利克森所说的:“环境意识就是一种现代意识”。美国建筑师们认为:八十年代的重要 发展 并不是这个主义或者那个运动,而是对环境设计和景观设计的普遍认同。环境 艺术 设计,包括了城规建筑设计、园林设计、园林广场设计、雕塑与壁画等环境艺术品设计以及室内设计。室内设计是为了满足人们生活、工作的物质要求和精神要求所进行的理想的 内容 环境设计,与人的生活密切相关,以至于迅速发展成为一门专业性很强的、十分实用的新兴边缘 科学 。记者近期采访我国当代环境艺术设计专业的开拓者和学术带头人,清华大学美术学院张绮曼教授,请她对室内设计的发展新趋势进行 分析 。张教授认为现代室内设计大致可归纳为七个新趋势。 回归自然化 随着环境保护意识的增长,人们向往自然,和天然饮料,用自然材料,渴望住在天然绿色环境中。北欧的斯堪的纳维亚设计的流派由此兴起,对世界各国 影响 很大,在住宅中创造田园的舒适气氛,强调自然色彩和天然材料的 应用 ,采用许多民间艺术手法和风格。在此基础上设计师不断在“回归自然”上下功夫,创造新的肌理效果,运用具象的抽象的设计手法来使人们联想自然。 整体艺术化 随着社会物质财富的丰富,人们要求从“物的堆积”中解放出来,要求室内各种物件之间存在统一整体之美。室内环境设计是整体艺术,它应是空间、形体、色彩以及虚实关系的把握,功能组合关系的把握,意境创造的把握以及与周围环境的关系协调。许多成功的室内设计实例都是艺术上强调整体统一的作品。 高度现代化 随着科学技术的发展,在室内设计中采用一切现代 科技 手段,设计中达到最佳声、光、色、形的匹配效果,实现高速度、高效率、高功能,创造出理想的值得人们赞叹的空间环境来高度民族化 只强调高度 现代 化,人们虽然提高了生活质量,却又感到失去了传统、失去了过去。因此,室内设计的 发展 趋势就是既讲现代化,又讲传统。我们在日本考察时,看到许多新的环境设计反映了日本设计人员致力于高度现代化与高度民族化结合的设计体现。去年落成的东京雅叙园饭店及办公大楼的室内设计,传统风格浓重而又新颖,设备、材质、工艺高度现代化,室内空间处理及装饰细部处处引人入胜,给人留下深刻的印象并深受启发。日本各地的大、小餐厅、菜室及商店装饰食器均进行了配套设计,人们即使在很小的餐馆用餐,也同样感受到设计者的精心安排。因此,“处处环境美,处处有设计”给每个考察团成员留下了深刻的印象。 个性化 大 工业 化生产给 社会 留下了千篇一律的同一化 问题 。相同楼房,相同房间,相同的室内设备。为了打破同一化,人们追求个性化。一种设计手法是把 自然 引进室内,室内外通透或连成一片。另一种设计手法是打破水泥方盒子,斜面、斜线、或曲线装饰,以此来打破水平垂直线求得变化。还可以利用色彩、图画、图案,利用玻璃镜面的反射来扩展空间等等,打破千人一面的冷漠感,通过精心设计,给每个家庭居室以个性化的特性。 服务方便化 城市人口集中,为了高效方便,国外十分重视发展现代化服务设施。在日本采用高 科技 成果发展城乡自动服务设施,自动售货设备越来越多, 交通 系统中电脑问询、解答、向导系统的使用,自动售票检票、自动开启、关闭进出站口通道等设施,给人们带来高效率和方便,从而使室内设计更强调以“人”这个主体,让消费者满意,方便为目的。 高技术高情感化 最近,国际上工艺先进国家的室内设计正在向高技术、高情感方向发展,这两者相结合,既重视科技,又强调人情味。在 艺术 风格上追求频繁变化,新手法,新 理论 层出不穷,呈现五彩缤纷,不断探索创新的局面。
The graduation project is now on traditional energy sources continue to decrease in crude oil prices rising, the entire community by increasing the pressure of energy shortage, the use of solar energy to the world the concerns of circumstances caused. The use of solar energy in the domestic level and attention is also rising. In such a situation, the family use of solar energy in the additional capacity will be important. This paper presents a summary on this type of household solar power generation systems theory and its production methods and design based on the MC S -51 MCU 8,031 pairs of solar lighting system installed automatic tracking control of the lighting system. And can be indoors or outdoors on the roof of the solar system via a PC monitor and operate. So that solar energy into smart devices and to enable it to become a new source of domestic electricity consumption. In this paper, and the feasibility of solar home to achieve the universality of all played a positive sense. This is a meaningful new topicKey words: SCM; tracking; solar energy; smart
论文题目: 浅谈住宅楼人防地下车库施工技术要点
摘要: 近年来,随着社会经济的快速发展和城市化建设进程的不断加快,人民生活水平不断提高的同时,对自己的生活质量也提出了更高的要求,比如车辆的数量在不断的增加,因此迫切需要足够的停车位满足这一客观要求。在当前有限的.生存空间内,人们将视线转向了住宅楼地下车库或人防地下车库的建设上,本文将对地下车库的施工技术要点进行分析,并在此基础上提出一些建设性建议,以供参考。
关键词: 住宅楼; 人防地下车库; 施工技术要点; 研究;
论文题目: 住宅楼建筑屋面防水设计与施工措施
摘要: 屋面漏水一直是建筑工程施工质量的顽疾,在建筑渗漏中最为普遍。屋面漏水与屋面防水工程的复杂性和施工管理都有一定的关系,住宅屋面防水是屋面防水工程的首要任务。住宅屋面防水施工中,防水层起着主导作用。防水层的优劣,将直接影响其他构造层次的有效性和使用寿命。因此,保温、隔热、找平等工程也要纳入住宅屋面防水施工系统之中。
关键词 :住宅楼; 屋面防水; 设计; 施工措施;
论文题目: 北方地域环境下的高层及多层住宅楼设计新理念
摘要: 着重分析北方地域环境下的高层住宅楼及多层住宅楼的设计理念及设计特点。在住宅楼设计上,应从房型,朝向上来适应北方地域环境的特点。东北地区冬天相对较长,气候寒冷,住宅设计应区别于南方的地理特点,不可片面强调景观环境,住宅应首先考虑朝向,应全部为正南向或东南向西南向,应尽可能考虑如何做到一年四季主要房间阳光充足。经多次比较分析,高层住宅能完全满足以上要求。
关键词: 北方地域环境; 以人为本暨生态理念; 高层、多层住宅楼设计; 充分利用太阳能;
建筑是用能大户,建筑节能是发展建筑业的需要。一、节能住宅的概念随着能源危机的出现,越来越多的开发商开始重视节能住宅。节能住宅需要通过对建筑的合理设计、合理选材,最大限度的把室内自然温度控制在人体舒适温度范围内,从而为居住者提供健康、舒适、环保的居住空间,降低建筑物的运行能耗。北京锋尚在国内率先整合了欧洲先进的技术系统为一体,建造的高舒适度、低能耗住宅,达到了发达国家的居住标准。其核心技术概括为八大子系统:第一,混凝土采暖制冷系统。该系统是将聚丁烯(PB)盘管预埋在钢筋混凝土中,夏季管中送20℃、冬季送28℃的水,能使室内温度保持在20℃-26℃的合适范围内。第二,健康新风系统。通过统一空气净化和冷热处理后新风经“下送上回”进入室内,无须开窗即可保持新鲜空气不断更换。第三,外墙系统。外墙采用欧洲标准加厚外保温方式,能有效阻挡冷热辐射和雨雪侵蚀。外饰面采用干挂砖墙面,干挂砖幕墙与保温板之间有一个流动空气层,可以保持保温板的干燥。第四,外窗系统。窗采用德国SCHUCO断热铝合金窗和LOW-E低辐射中空玻璃。第五,屋面及地下系统。对屋面及地下墙体的特殊处理,保证了顶层和一层与标准层舒适度的均好性。第六,防噪音系统。通过外墙系统、ALULUX卷帘、楼板处理、同层后排水系统,防止来自室外、楼上、下水道的噪音。第七,垃圾处理系统。垃圾处理系统有中央吸尘、食物垃圾处理和可回收分类垃圾周转箱三部分组成。第八,水处理系统。小区设中水处理系统,将社区生活用水处理用于浇灌绿地、冲洗和补充人工湖水。二、国外节能已成风尚:在国外,建筑师采用多种形式和方法来节能:(1)、资源回收利用: 日本1997年建成了一栋实验型“健康住宅”。除了整个住宅尽可能选对人体无害的建筑材料外,墙体还被设计成双重结构,每个房间建有通风口,整个房屋系统的空气采用全热交换器和除湿机进行循环。全热交换器能够有效地回收热量并加以再次利用,其过滤器可有效地收集空气中细小的尘埃,从而能够抑制霉菌等过敏生物繁殖。这种资源的回收利用,不仅变废为宝,而且减少了环境污源,节约了能源。(2)、新能源开发利用:德国建筑师塞多·特霍尔斯建造了一座能跟踪阳光的太阳房屋。房屋被安装在一个圆盘底座上,由一个小型太阳能电动机带动一组齿轮。房屋底座在环形轨道上以每分钟转动3cm的速度随太阳旋转。当太阳落山以后,该房屋便反向转动,回到起点位置。它跟踪太阳所消耗的电力仅为房屋太阳能发电功率的1%,而所吸收的太阳能则相当于一般不能转动的太阳能房屋的2倍。三、中国建筑能耗基本情况我国的建筑能耗量约占全国总用能量的1/4,居耗能首位。近年来我国建筑业得到了快速的发展,需要大量的建造和运行使用能源,尤其是建筑的采暖和空调耗能。据统计,1994年全国仅住宅建筑能耗在基本上不供热水的情况下为1.54×108t标准煤,占当年全社会能源消耗总量12.27×109t标准煤的12.6%。目前每年城镇建筑仅采暖一项需要耗能1.3×108t标准煤,占全国能源消费总量的11.5%左右,占采暖区全社会能源消费的20%以上,在一些严寒地区,城镇建筑能耗高达当地社会能源消费的50%左右。与此同时,由于建筑供暖燃用大量煤炭等矿物能源,使周围的自然与生态环境不断恶化。在能源的利用过程中,化石类燃料燃烧时排放到大气的污染物中,99%的氮氧化物、99%的CO、91%的SO2、78%的CO2、60%的粉尘和43%的碳化氢是化石类燃料燃烧时产生的,其中煤燃烧产生的占大多数。燃煤产生的大气污染物中SO2占87%、氮氧化物占67%,CO2占71%,烟尘占60%。由于我国是主要以煤而不是以油、气等优质能源作为主要能源消耗的国家,每年由于燃烧矿物燃料向地球大气排放的二氧化碳仅次于美国居世界第二,预计到2020年,中国将取代美国成为世界二氧化碳排放第一大国。因此,中国对于全球气候变暖承担着重大的责任,而作为耗能大户的建筑,其节能也就成为关系国计民生的重大问题。四、住宅设计最基本的节能意识:新疆冬季严寒漫长,因此,住宅建筑设计中,主要空间朝向南,或向南偏东,或向南偏西,历来被认为是合理的设计,这是最基本的节能意识在住宅建筑设计中的应用。在我国的大部分冬冷夏热地区住宅的总体规划和单体设计中,为住宅的主要空间争取良好朝向,满足冬季的日照要求,充分利用天然能源,无疑是最基本的改善住宅室内热环境的设计,是最基本的五、节能设计思路(一)建造内保温复合节能墙体复合节能墙体通常由绝热材料与传统墙体材料或某些新型墙体材料复合而成。如果绝热材料复合在建筑物外墙的内侧,则称为内保温复合墙体。1.墙体结构层:系指混凝土现浇或预制品的外墙,内浇外砌或砖混结构的外砖墙。以及诸如承重多孔砖外墙等其他承重外墙。2.空气层:空气在0℃时导热系数为0024VV/(m·k)。在25℃±5℃时为00256W/(m·k),即使在200℃的情况下仍有00:384 W/(m·k)。由此可见,空气也是一种优良的保温材料。因此,在建筑物中常用材料围成的空气隔离层,不但可以保温隔热。而且具有切断液态水份的毛细渗透、防止保温材料受潮的功能,因为一般外侧墙有吸水能力,而其内表面常因温度低而出现的冷凝水。可被结构材料吸入且不断向室外转移和散发。3.保温隔热层:这是节能墙体的主要功能部分,常用绝热材料可分为有机、无机 金属等三大类。出于导热系数、抗压强度、蒸汽渗透率、燃烧性能等方面的考虑。此处选用挤塑型聚苯板(XPS)为保温材料。玻璃幕墙是指由支承结构体系与玻璃组成的、可相对主体结构有一定位移能力、不分担主体结构所受作用的建筑外围护结构或装饰结构。有单层和双层玻璃的墙体。反光绝缘玻璃厚6毫米,墙面自重约40kg/㎡,有轻巧美观、不易污染、节约能源等优点。幕墙外层玻璃的里侧涂有彩色的金属镀膜,从外观上看整片外墙犹如一面镜子,将天空和周围环境的景色映入其中,光线变化时,影像色彩斑斓、变化无穷。在光线的反射下,室内不受强光照射,视觉柔和。中国1983年首次在北京长城饭店工程中采用。去过美国纽约的人大凡会被其繁华的都市风貌所折服,那高耸入云的摩天大楼蔚为壮观,而其通体的玻璃幕墙映衬出空明的蓝天和飘舞的白云,更为之增添了绚丽的色彩。那么,玻璃幕墙是怎么做成的呢?玻璃幕墙是指作为建筑外墙装潢的镜面玻璃,它是在浮法玻璃组成中添加微量的Fe、Ni、Co、Se等,并经钢化制成颜色透明板状玻璃,它可吸收红外线,减少进入室内的太阳辐射,降低室内温度。它既能像镜子一样反射光线,又能像玻璃一样透过光线。现代化高层建筑的玻璃幕墙还采用了由镜面玻璃与普通玻璃组合,隔层充入干燥空气的中空玻璃。中空玻璃有两层和三层之分,两层中空玻璃由两层玻璃加密封框架,形成一个夹层空间;三层玻璃则是由三层玻璃构成两个夹层空间。中空玻璃具有隔音、隔热、防结霜、防潮、抗风压强度大等优点。据测量,当室外温度为-10℃时,单层玻璃窗前的温度为-2℃,而使用三层中空玻璃的室内温度为13℃。而在夏天,双层中空玻璃可以挡住90%的太阳辐射热。阳光依然可以透过玻璃幕墙,但晒在身上大多不会感到炎热。使用中空玻璃幕墙的房间可以做到冬暖夏凉,极大地改善了生活环境。[编辑本段]分类与构成1. 明框玻璃幕墙明框玻璃幕墙是金属框架构件显露在外表面的玻璃幕墙。它以特殊断面的铝合金型材为框架,玻璃面板全嵌入型材的凹槽内。其特点在于铝合金型材本身兼有骨架结构和固定玻璃的双重作用。2. 隐框玻璃幕墙隐框玻璃幕墙的金属框隐蔽在玻璃的背面,室外看不见金属框。隐框玻璃幕墙又可分为全隐框玻璃幕墙和半隐框玻璃幕墙两种,半隐框玻璃幕墙可以是横明竖隐,也可以是竖明横隐注。隐框玻璃幕墙的构造特点是:玻璃在铝框外侧,用硅酮结构密封胶把玻璃与铝框粘结。幕墙的荷载主要靠密封胶承受。3.点支式玻璃幕墙点支式玻璃幕墙是近年来新出现的一种支承方式。但一经出现,在城市发展很快。下面对这种较新型的支承方式作一介绍:1.点式玻璃幕墙的分类按照支承结构的不同方式,点式玻璃幕墙在形式上可分为以下几种:(1)金属支承结构点式玻璃幕墙这是目前采用最多的一种形式,它是用金属材料做支承结构体系,通过金属连接件和紧固件将面玻璃牢固地固定在它上面,十分安全可靠。充分利用金属结构的灵活多变以满足建筑造型的需要,人们可以透过玻璃清楚地看到支承玻璃的整个结构体系。玻璃的晶莹剔透和金属结构的坚固结实,“美”与“力”的体现。增强了“虚”、“实”对比的效果。(2)全玻璃结构点式玻璃幕墙通过金属连接件及紧固件将玻璃支承结构(玻璃肋)与面玻璃连成整体,成为建筑围护结构。施工简便造价低,玻璃面和肋构成开阔的视野,使人赏心悦目,建筑物室内、外空间达到最大程度的视觉交融。(3)拉杆(索)结构点式玻璃幕墙采用不锈钢拉杆或用与玻璃分缝相对应拉索做成幕墙的支承结构。玻璃通过金属连接件与其固定。在建筑中充分运械加工的精度,使构件均为受拉杆件,因此,施工时要加以预应力,这种柔接可降低震动时玻璃的破损率。2.建筑点式玻璃幕墙的主要组成部分(1)支承体系 支承体系是将面玻璃所受的各种荷载直接传递到建筑主构上。因此,它是主要受力构件,一般是根据承受的荷载大小和建筑造型来结构形式和材料,如玻璃肋、不锈钢立柱、铝型材柱或加上适当的防腐、防面处理的钢析架、钢立柱及不锈钢拉杆(索)等。(2)金属连接件金属连接件包括固定件(俗称爪座和爪子)和扣件。固定件通常用不锈普通钢铸造而成,而扣件则是不锈钢机加工件。考虑到金属相容性,爪座必须采用与支承体系相同的材质,或使用机械固定。金属连接件是建筑点式技术的精华所在。它把面玻璃固定在支承结构上不仅产生玻璃孔边缘附加应力,而且能够允许少量的位移来调节由于建筑安装带来的施工误差,同时还有减震措施以提高抗震能力,因此设计时考虑的因素是多方面的。(3)金属连接件还产生显著的装饰效果,因此它除满足功能上的要求之外,还要有优美的造型设计和精细的加工制造,起“画龙点睛”的作用。3.玻璃(1)建筑点式玻璃幕墙所用的玻璃,由于钻孔而导致孔边玻璃强度降低约30%,因此建筑点式玻璃幕墙必须采用强度较高的钢化玻璃(钢化玻璃的抗冲击强度是浮法玻璃的3-5倍,抗弯强度是浮法玻璃的2-5倍)注,钢化玻璃另一个重要特性是使用安全,在遇到较大外力而破坏时产生无锐角的细小碎块(俗称”玻璃雨”),不易伤人。当地处北方的建筑物或对保温隔热有较高要求的建筑物,往往采用中空玻璃,它是在两片玻璃之间有一干燥的空气层或惰性气体层,中空玻璃能大幅度提高保温隔热性能的原因是玻璃的传热系数K值为0.8w/(m2.K),而空气的K值为0.03w/(m2.K)注,惰性气体就更低了。由于人口的增加,工业的发展,生活水平的提高,能源的消耗也就急剧增加,能源危机迫在眉睫。因此,各行各业提出了节能的要求,节约二次能源--电能,也就成为民用建筑电气设计的焦点。建筑电气设计节能的原则建筑电气节能应坚持以下三个原则:1. 满足建筑物的功能即满足照明的照度、色温、显色指数;满足舒适性空调的温度及新风量,也就是舒适卫生;满足上下、左右的运输通道畅通无阻;满足特殊工艺要求,如娱乐场所的一些电气设施的用电,展厅的工艺照明及电力用电等。2.考虑实际经济效益节能应按国情考虑实际经济效益,不能因为节能而过高地消耗投资,增加运行费用。而是应该让增加的部分投资,能在几年或较短的时间内用节能减少下来的运行费用进行回收。3.节省无谓消耗的能量节能的着眼点,应是节省无谓消耗的能量。首先找出哪些地方的能量消耗是与发挥建筑物功能无关的,再考虑采取什么措施节能。如变压器的功率损耗,传输电能线路上的有功损耗都是无用的能量损耗,又如量大面广的照明容量,宜采用先进技术使其能耗降低。因此,节能措施也应贯彻实用、经济合理、技术先进的原则。建筑电气节能的途径1.减少变压器的有功功率损耗变压器的有功功率损耗如下式表示:△Pb=Po+Pkβ2其中:△Pb--变压器有功损耗(KW);Po--变压器的空载损耗(KW);Pk--变压器的有载损耗(KW);β--变压器的负载率。Po部分为空载损耗又称铁损,它是由铁芯的涡流损耗及漏磁损耗组成,是固定不变的部分,大小随矽钢片的性能及铁芯制造工艺而定。所以,变压器应选用节能型的,如S9、SL9及SC8等型油浸变压器或干式变压器,它们都是采用优质冷轧取向矽钢片,由于"取向"处理,使矽钢片的磁畴方向接近一致,以减少铁芯的涡流损耗;45°全斜接缝结构,使接缝密合性好,以减少漏磁损耗。Pk是传输功率的损耗,即变压器的线损,决定于变压器绕组的电阻及流过绕组电流的大小,即负载率β的平方成正比。因此,应选用阻值较小的绕组,可采用铜芯变压器。从Pkβ2用微分求它的极值,在β=50%处每千瓦的负载,变压器的能耗最小。因此,在80年代中期设计的民用建筑,变压器的负载率绝大部分在50%左右,在实际使用中有一半变压器没有投入运行,这种做法有的设计人员一直沿袭至今。但是,这仅是为了节能,而没有考虑经济价值。举下例可看出其不可取的程度。SC3-2000KVA的变压器,当β=50%时相对于β=85%时可节能为P=16.01×(0.852-0.52)=7.56KW,按商场最高用电小时计:每天12小时,365天全营业,则总节约电能:W=7.56×12×365=33113KW•h。按营业性电价每度0.78元计,则每年节约:33113×0.78=25828元。按每千瓦的初装费投资:2000KVA变压器应是大型民用建筑,必然双电源进线,则初装费每KVA为2240元,每年节能省下的电费只能提供(25828/2240=11.53)11.53KVA的初装费。还有988.5KVA的初装费,加上由于加大变压器容量而多付的变压器价格,由于变压器增加而使出线开关柜、母联柜增加引起的设备购置费,安装上述设备使土建面积增加而引起的土建费用,这是笔相当可观的投资,还没有计及折旧维护等费用。由此可见,取变压器负载率为50%是得不偿失的。事实上50%负载率仅减少了变压器的线损,并没有减少变压器的铁损,因此也不是最节能的措施。计及初装费、变压器、低压柜、土建的投资及各项运行费用,又要使变压器在使用期内预留适当的容量,变压器的负载率应在75%~85%为宜。这样也可以做到物尽其用,因为变压器绝缘的使用年限满负荷计为20年,20年后可能有更好的变压器问世,这样就可以有机会更换新的设备,才能使该建筑总趋技术领先地位。为减小变压器损耗,当容量大而需要选用多台变压器时,在合理分配负荷的情况下,尽可能减少变压器的台数,选用大容量的变压器。例如需要装机容量为2000KVA,可选2台1000KVA,不选4台500KVA。因为选用前者可节能:△P=4×(1.6+4.44)-2×(2.45+7.45)=4.36KW(全按β=100%计,同等条件,SC3变压器)。在变压器选择中,能掌握好上述三点原则,即满足了节约能源,又经济合理的原则。减少线路上的能量损耗由于线路上存在电阻,有电流流过时,就会产生有功功率损耗。其公式如下:△P=3IΦ2R×10-3(KW)式中:IΦ--相电流(A)R--线路电阻(Ω)例如,在L=100m的VV-3×50+2×25的电缆上传输60KW,cosφ=0.8的电能,其有功损耗量,可由以下步骤求得:IΦ=60×103/(×380×0.8)=113.6A芯线温度70℃的50mm2铜芯线每公里电阻R0=0.44,则R=0.1×0.44=0.044(Ω)△P=3×113.62×0.044×10-3=1.704KW从以上可看到,线路上的功率损耗相当于每6m的线路上安一个100W的灯泡。在一个工程中,线路左右上下纵横交错,小工程线路全长不下万米,大工程更是不计其数,所以线路上的总有功损耗是相当可观的,减少线路上的能耗必须引起设计重视。线路上的电流是不能改变的,要减少线路损耗,只有减小线路电阻。线路电阻R=P×L/s,即线路电阻与电导P成正比,与线路截面S成反比,与线路长度L成正比,因此减少线路的损耗应从以下几方面入手。应选用电导率较小的材质做导线。铜芯最佳,但又要贯彻节约用铜的原则。因此,在负荷较大的二类、一类建筑中采用铜导线,在三类或负荷量较小的建筑中采用铝芯导线。减小导线长度。首先,线路尽可能走直线,少走弯路,以减少导线长度;其次,低压线路应不走或少走回头线,以减少来回线路上的电能损失;第三,变压器尽量接近负荷中心,以减少供电距离,当建筑物每层平面在10000m2左右时,至少要设两个变配电所,以减少干线的长度;第四,在高层建筑中,低压配电室应靠近竖井,而且由低压配电室提供给每个竖井的干线,不至于产生支线沿着干线倒送的现象。亦即低压配电室与竖井位置的布局上应使线路都分向前送,尽可能减少回头输送电能的支线。增大导线截面。首先,对于比较长的线路,除满足载流量、热稳定、保护的配合及电压损失所选定的截面,再加大一级导线截面,所增加的费用为M,由于节约能耗而减少的年运行费用为m,则M/m为回收年限,若回收年限为几个月或一、二年,则应加大一级导线截面。一般而言,导线截面小于70mm2,线路长度超过100m的增加一级导线截面比较容易实现上述条件。其次,利用某些季节性负荷的线路,这些用户不用时,可提供给常期用户作供电线路使用,以减少线路和电阻。例如,将空调风机、风机盘管与照明、电开水等计费相同的负荷,集中在一起,采用同一干线供电,既可便于用一个火警命令切除非消防用电,又可在春秋两季空调不用时,使同样大的干线截面传输较小的电流,从而减小了线路损耗,这就相当于充分利用了季节负荷的线路。在设计中,认真落实上述三条措施,就可减少线路上的能量损耗,达到了线路节能的目的。提高系统的功率因数提高系统的功率因数,减少无功在线路上传输,以达到节能的目的。为什么常提到负荷平稳的电动机可采用就地补偿,因为负荷变动时电机端电压也变化,使电容器没有放完电又充电,这时电容器会产生无功浪涌电流,使电机易产生过电压而损坏。因此,断续负载,如电梯、自动扶梯、自动步行道等不应在电动机端加装补偿电容器;另外,如星三角起动的异步电动机也不能在电动机端加装补偿电容器,因为它起动过程中有开路闭路瞬时转换,使电容器在放电瞬间又充电,也会使电机过电压而损坏。在民用建筑中应改变电容器集中安装的做法,对容量超过10KW的风机、水泵、传送带等电动机端设置就地补偿装置,空调主机及冷冻泵等常在其附近设专用变配电所,可以集中补偿,但若供电距离超过20m时也最好采用就地补偿。电动机就地补偿装置的接线有二种方式,一是并接在热元件的一次线后,热元件的整定电流应按补偿后的电机工作电流计,这种接线适合新安装的电机;另一种是装补偿电容器在接触器主接点之后,热元件一次线圈之前,热元件的整定电流就不计补偿的影响,这适合于进行改造的电机接线,这样做可使电容器与电动机一起投切。处理好上述三部分,即减少自然无功、无功补偿及补偿装置的安装地点,就可以实现合理的选择无功补偿方式而达到节能的目的。照明部分的节能因为照明用量大而面广,因此,照明节能的潜力很大,应从下列几方面着手:采用高效光源。白炽灯过去用得最广泛,因为它便宜,安装维护简单,它致命的弱点是发光率太低,因此目前常被各种发光率高,光色好,显色性能优异的新光源取代。表1列出了各种光源每W的光通量�Lm�。从表中可以看出低压钠灯和高压钠灯的发光率最高,但由于色温低,光色偏暖,显色指数在40~60之间,颜色失真度大,只能在路灯或广场照明用,其中显色指数在60的高显色性钠灯可与汞灯组成混合灯,用于工厂及体育馆照明,这也是量大面广的照明部分;发光率很高的金属卤化物灯,三基色荧光灯及稀土金属荧光灯,由于色温范围广,自3200K~4000K,光色选择性好,显色指数又高,可达80~95,颜色失真度小,尤其金属卤化物灯对人的皮肤显色性特别好,因此除用作商场、展厅的照明外,还广泛用在车站的候车室、码头的候船室、航空港的候机楼以及舞台的灯光照明等;一般荧光灯及稀土金属荧光灯可用在写字楼、住宅的照明;荧光高压汞灯、自整流高压汞灯、钠灯及三者组合的混光灯常用于生产厂房的照明。尽量不用或少用白炽灯,只有在局部艺术照明或防止高频光谱照射的古董字画照明中才使用,虽然它光色好,显色指数最高,但达不到节能的目的。建筑物尽量利用自然采光,靠近室外部分的建筑面积,应将门窗开大,采用透光率较好的玻璃门窗,以达到充分利用自然光的目的。凡是可以利用自然光的这部分的照明,可采用按照度标准检测现场照度,进行灯光自动调节。对气体放电灯,采用灯光无级自动调节,即调节灯丝从而达到调光的目的。但其代价太高,每套36W的灯管需要增加2000元~3000元的投资,而节省下来的电能,其电价是有限的,因为这仅在白天日照强时(一般在上午10时到下午3~4点钟 这段时间内)可减少一点人工照明,每支灯充其量节能25%,每天按12小时计,每年按365天计,则节省运行费用:m=36×0.25×12×365×0.78×10-3=30.7元所以增加控制的投资需要2000~3000/30.7=65~97年才能回收,这是没有实用意义的。在工作照明中采用这种调光方案是不可取的。它只适宜用于特殊条件下,如气象台、导航站等小面积控制室,要求室内的照度与室外自然光自然协调的环境,才可采用这种调光设备。另外,这种调光设备用于稀土金属荧光灯,其频闪效应使人眼不易接受。对于可以充分利用自然光而且需要调光的场合,可采用分组分片自动开停的控制方案,虽然会有突变过程,但不会影响视力,也不会影响人的情绪,是可取的方式。对长期需要开停,但又要按人流的多少自动调整照度的场合,在增加投资不多的情况下,对荧光灯可利用调压的方式,固定几级调节,如北京地铁采用澳大利亚的调光设备就是如此。荧光灯采用调电压调光,其节能效果并不显著。因为,气体放电灯的发光是靠离子在高电压下产生碰撞,达到一定能级而使荧光粉发光,因此光通量并不与电压成正比,电压下降10%,光通量差不多下降30%~40%,电压下降30%,灯会全熄。因此,气体放电灯采用调压方式调光,在实际工程中也很少采用。照明节能中,除了满足照度、光色、显色指数外,应采用高效光源及高效灯具,对能利用自然光部分的灯具或可变照度的照明采用成组分片的自动控制开停方式,可达到照明节能的效果。电动机在运行过程中的节能在建筑电气中的电动机都是与暖通、水道、建筑等工种的设备配套的,由设备制造厂商统一供应的。因此,其节能措施只能贯彻在运行过程中,除了上述的用就地补偿电容器以减少线路由于输送超前无功而引起的有功损耗外,还应减少电机轻载和空载运行。因为,在这种情况下,电机的效率是很低的,消耗的电能并不与负载的下降成正比。采用变频调速器,使其在负载下降时,采用变频的方式,自动调节转速,使其与负载的变化相适应。采用这种方式,可提高电机在轻载时的效率,达到节能的目的。但是,这种设备的价格仍偏高,因此在应用中受到一定的限制。另一种节能方式是采用软起动器,软起动器设备是按起动时间逐步调节可控硅的导通角,以控制电压的变化。由于电压可连续调节,因此起动平稳,起动完毕,则全压投入运行。此设备也可采用测速反馈、电压负反馈或电流正反馈,利用反馈信息控制可控硅导通角,以达到速度随负载的变化而变化。它可用在电动机容量较大,又需要频繁起动的设备,以及附近用电设备对电压的稳定要求较高的场合。因为它从起动到运行,其电流变化不超过三倍,可保证电网电压的波动在所要求的范围内。但它是采用可控硅调压,正弦波未导通部分的电能全部消耗在可控硅上,不会返回电网。因此,它要求散热、通风措施完善。其价格比变频器便宜,在水泵系统中的大容量电动机的控制设备中可以应用。民用建筑的节能潜力很大,应在设计中精心考虑。但是在选用节能的新设备上,应具体了解其原理、性能、效果,从技术、经济上进行比较后,再选定节能设备,以达到真正节能的目的。
绿色建筑也被称为可持续发展的建筑、生态建筑,将来极可能会成为21世纪建筑设计的主流。下面是我为大家整理的有关绿色建筑的论文,供大家参考。
【摘要】本文从绿色建筑理念的内涵出发,对我国绿色建筑发展现状和不足做了相关分析,为推进我国绿色建筑的发展提出了一些建议。
【关键词】绿色建筑;能源;可持续发展
1 绿色建筑的内涵
绿色建筑也称生态建筑、生态化建筑、可持续建筑。我国《绿色建筑评价标准》(GB/T50378-2006)将绿色建筑定义为:在建筑的全寿命周期内,最大限度地节约资源(节能、节地、节水、节材)、保护环境和减少污染,为人们提供健康、适用和高效的使用空间,与自然和谐共生的建筑。绿色建筑的内涵包括四个方面:一是广义上的节能,除“四节”外,主要是强调减少各种资源的浪费;二是保护环境,强调的是减少环境污染,减少二氧化碳排放;三是满足人们使用上的要求,为人们提供“健康”、“适用”和“高效”的使用空间;四是强调 与自然和谐共生。
学术界对绿色建筑有两个观点是比较一致的:一是要求绿色建筑关注对全球生态环境、地区生态环境及自身室内外环境的影响。二是要求绿色建筑关注建筑本身在整个生命周期内(即从材料开采、加工运输、建造、使用维修、更新改造直到最后拆除)各个阶段对生态环境的影响。
绿色建筑遵循可持续发展原则,体现绿色平衡理念,通过科学的整体设计,集成绿化配置、自然通风、自然采光、低能耗围护结构、太阳能利用、地热利用、中水利用、绿色建材和智能控制等高新技术,充分展示人文与建筑、环境及科技的和谐统一。绿色建筑具有选址规划绿色合理、资源利用高效循环、综合 措施 有效节能、建筑环境健康舒适、废物排放减量无害、建筑功能灵活适宜等六大特点,不仅可满足人们的生理和心理需求,而且能源和资源的消耗最为经济合理,对绿色环境的冲击最小。
2 我国绿色建筑的发展现状
我国目前的城市化发展将一直保持较高的速度。城市化率将从目前40%左右发展到本世纪中叶的75%以上,这意味着每年约有1200~1500万人口从农村转移到城市,而每个城镇人口平均耗能水平比农村人口高3~3.5倍。同时,近年来我国每年城乡新建房屋面积近20亿平方米,其中80%以上为高能耗建筑。既有建筑近400亿平方米,95%以上都属于高能耗建筑,能源利用率仅为33%。而在建筑的建造和使用全过程中的能耗占用了全部资源和能源的50%,同时增加了环境负荷。这对我国的资源环境的承受能力无疑是一种巨大的挑战。因此,必须大力发展绿色建筑,建立有中国特色的绿色建筑理念及绿色建筑评价标准体系。
我国建设部、科技部已于2005年10月印发了《绿色建筑技术导则》。国家建设部和质量监督检疫检验总局于2006年6月发布了《绿色建筑评价标准》(GB/T50378-2006)。2007年10月,胡锦涛在党的第十七大 报告 中指出:建设生态文明,基本形成节约能源资源和保护生态环境的产业结构、增长方式、消费模式。循环经济形成较大规模,可再生能源比重显著上升。主要污染物排放得到有效控制,生态环境质量明显改善。生态文明观念在全社会牢固树立。2007年12月,中央经济工作会议强调指出:节能减排目标是具有法律效力的约束性指标,是政府对人民的庄严承诺。必须坚持节约资源、保护环境,把推进现代化与建设生态文明有机统一起来,把建设资源节约型、环境友好型社会放在工业化、现代化发展战略的突出位置。 3 我国绿色建筑目前存在的不足
3.1 法制建设和激励机制有待完善:我国已颁布实施的绿色建筑相关法律法规,存在二个方面的不足:一是只有节能与节地的相关规定,缺乏对节水、节材与环境保护方面的专门法规;二是强调规划设计、评价、施工方面,忽视了物料生产、运营维护及拆除、回收阶段的相关政策。同时,建筑节能和绿色建筑的发展缺乏财政补贴、绿色贷款、减税政策等方面有效的激励政策的引导和扶持,没有可操作的奖惩 方法 来规范和制约各方利益主体必须积极参与。使得建筑节能长期落后, 成为我国全面建设资源节约型社会的一个薄弱环节。
3.2 理论研究与实践结合不够:目前,我国关于绿色建筑、生态建筑的理论研究多数停留在关于建筑设计的理论框架、设计原则及生态学理论对建筑学的指导,国外先进绿色、生态建筑的 经验 介绍等方面,缺乏实际工程实践模式、计算机模拟、环境效果的测试分析。关于农村绿色建筑的深入理论研究较少,工程实践则更少。
3.3 对绿色建筑的理解片面:绿色建筑的核心是根据当地的自然环境,运用建筑学、生态学的基本原理,合理安排组织建筑与其他相关因素的关系,使建筑物与其周围环境成为一个有机的结合体,同时具有良好的室内气候条件和建筑物的自我调节能力,并具有节地、节水、节能、减少污染、延长建筑寿命、改善生态环境等优点。但是有人片面地认为加强建筑内外的绿化就是绿色建筑;建筑物单纯的节能就是绿色建筑;还有人认为建筑的平面将来有重新划分的可能就是生态建筑等等。
3.4 绿色建材行业发育不健全:在绿色建材方面存在着:片面强调材料的性能使用,对于材料在整个生命周期内的安全环保考虑不多;缺乏完整有效的绿色建材认证体系,对绿色建材的评价简单和盲目追求新型材料等问题。
4 推进我国的绿色建筑发展的建议
4.1 健全相关法律法规和激励性政策:首先,针对建筑节能的相关问题,对《中华人民共和国节约能源法》进行适当的补充修改,同时制定与之相配套的法律来法规,形成由统一的基本法律和相关配套法规组成的完善的法律体系。其次出台财政补贴、绿色贷款、减税政策等方面的成套激励政策,支持绿色产品、绿色建筑、新能源的开发与建设。
4.2 完善绿色建筑的技术支撑体系:绿色建筑评价体系是发展绿色建筑的技术支撑,我国目前在这方面还未形成体系化。建设部新近制定出版了《中国生态住宅技术评估手册》,是一套科学全面、简明易操作的评价体系和标准, 将十分有利于促进我国绿色建筑事业的长远健康发展。
4.3 加强科研和宣传 教育 培训:在科研方面加强国际交流与合作,重点开展应用研究。广泛开展绿色建筑的宣传教育培训, 使绿色建筑观念深入人心, 形成浓厚的舆论氛围。
绿色建筑的发展需要全社会的支持,它的实现必须有一套良好的经济、社会、道德方面的激励体制和可靠的技术支撑。在当前全球环境问题日益严重和我国基本国情的背景下,大力推进我够绿色建筑的发展有着深远的现实意义。绿色建筑实践将促进全球环境品质的改善,提高人类的自身生活品质。
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“绿色建筑”也称为生态建筑、可持续建筑,最早是在1992年联合国环境与发展大会上明确地提出来的。用建设部仇保兴副部长的 总结 ——“绿色建筑”就是指为人们提供健康、舒适、安全的居住、工作和活动的空间,同时在建筑全生命周期(物料生产、建筑规划、设计、施工、运营维护及拆除、回用过程)中实现高效率地利用资源(能源、土地、水资源、材料)、最低限度地影响环境的建筑物。可见,绿色建筑理念的提出,就是为了使得建筑在满足人类不断提高的健康、舒适、安全的需要基础上。对环境、资源影响最小,最终做到可持续发展.前提都是为了人类的永久利益。社会上有一些观点把绿色建筑看得很片面、绝对化,要不就是极端限制人的合理需求,以保护环境为唯一目的;而另一些观点就是把绿色建筑当成是仅仅是为人类的眼前利益、健康或舒适(像绿色建材、绿色蔬菜一样看待)而不怎么从整体上、长期上考虑对环境的影响。这两种观点可能都不利于“绿色建筑”的健康发展和推广。绿色建筑最终的目标是以“绿色建筑”为基础,进而扩展至“绿色社区”、 “绿色城市”层面。达到促进建筑永续发展的目标。这意味着建筑不仅被作为非生命元素来对待,更被视为自然生态循环系统的一个有机组成部分。
中国的国情
中国作为最大的发展中国家,二氧化碳排放居第二位,根据《京都议定书》的要求,中国要采取一系列减少温室气体排放的政策和措施,包括努力提高能源利用效率,改善能源结构,促进新能源和可再生能源的利用等。
就能源消费而言,在我国化石能源资源探明储量中,90%以上是煤炭,人均储量也仅为世界平均水平的二分之一;人均石油储量仅为世界平均水平的1 1%;天然气仅为4 5%;而目前我国单位建筑面积能耗水平是发达国家的2~3倍以上。就土地的情况而言,我国人均耕地只有世界人均耕地的1/3,水资源仅是世界人均占有量的1/4;实心黏土砖每年毁田12万亩;物耗水平与发达国家相比,钢材消耗高出10%~25%,每拌和1立方米混凝土要多消耗水泥80公斤;卫生洁具的耗水量高出30%以上,而污水回用率仅为发达国家的25%。严峻的事实表明,中国不仅要走可持续发展道路,发展节能与绿色建筑也刻不容缓。
我们应该认识到我国不仅经济上“穷”,在资源和环境上更“穷”,但要想做到可持续发展的目标就要摆脱狭隘的“唯经济穷论”,全面在“四节一环保”上提高标准,用强有力的税收、金融、土地政策鼓励有条件的地区或开发绿色建筑项目,走在地区、国内甚至国际的前列。同时,强制要求经济发达地区和大型城市的节约标准,提到一个和自身地区资源相符合的程度。
成本问题
从全国范围里来讲。绝大多数普通的民用建筑在节能等方面存在巨大的缺陷和不足,因此需要我们进行综合的设计来增加建筑这些方面的品质和性能,每一方面的改善基本上都需要增加一定的成本,比如成本增加10%以上,是必然的。
就住宅而言,一说到因为“节能要增加成本”,就有许多人说会增加购房人的负担,好像以后使用过程中的使用成本对老百姓无关紧要一样。因此,我们不仅要关注建造的经济成本,更要关注今后使用中的经济成本以及生态成本和社会成本。就生态成本来讲,今天对环境的污染今后需要花费更大的代价去治理;就社会成本来说,绿色建筑由于改善了室内的环境,使人的疾病发生率大幅度下降,因为人有80%的时间是在室内活动,这样疾病发生率将会大幅度下降.寿命将会延长,生存质量也大大提高,这就是另一方面的节约;同时,在建筑数十年的使用过程中.使用成本将高于建造成本数倍以上。,因此,我们应该把注意力放在生态成本、社会成本和全寿命周期的经济成本上,况且现在的房价即使没有技术含量和“四节”,性能的提高也在不断的增加,这种价格的增加加大了房地产泡沫的可能性,因此房地产价格的理性回归应该是建立在价值的增加基础上的。我认为可以鼓励各个地方的高档住宅或其他民用建筑通过适当的高投入,带来项目的内外环境质量、提升“绿色”性能,从而提高房子的品质,以品质来支撑高于其他普通房子的价格,让这些高价房成为“绿色建筑”的榜样,以此带动地方住宅技术及产业化的发展,最终让更多的普通房子更容易实现“绿色”梦想。
绿色建筑需要什么样的技术?
在探索绿色建筑的技术路线时.经常会听到一些专家主张应该采用“低技术”,有些认为应该采用“适宜技术”,还有些认为应该采用“适宜技术结合高技术”等等不同的观点,我个人认为这种争论没有意义。技术是用来解决我们所面临的具体问题的,应该根据具体项目的具体情况和实际需求来选择。更多技术选择的可能性一方面能够满足建筑师的创造需要,另一方面能够满足市场的需求。。在我们国家目前普遍技术非常落后的今天,如果不是大力去发展高新技术而一味强调低技术,只能是更落后,离我们自己的标准也会越来越远。
在技术选择上,我们应该从所需要的建筑性能和全寿命周期的观点去分析、判断、计算、选择。汪光焘部长说过,要充分认识资源环境问题已成为国民经济和社会发展的重大制约因素。,我们当前在经济增长方式方面主要还存在“高投入、高消耗、高排放、不协调、难循环、低效率”的问题。这些问题如果低技术能够解决还需要拖到今天吗?高低是相对的,适宜不适宜也是相对的,如果站在国际的水平上看,我们国内有些专家认为的“高技术”早已经是“低技术”和“适宜技术”了。所以根据我们的国情,恰恰需要去大力鼓励开发绿色高新技术甚至是自主知识产权的高新技术,同时去大力鼓励使用高新技术,工程实践能促使技术的发展,使之变成适宜技术。只有这样.到2020年我们的住宅和公共建筑的能源资源消耗水平才有可能接近或达到现阶段中等发达国家的水平,这是我们国家建筑发展的总目标。
总之,绿色建筑的发展建设需要正确看待卫生、安全、健康、舒适的问题和当地资源情况,目前各地的节能标准里面所假定的舒适度,前提是小康标准的,是最基本的,不能完全体现今后的发展方向。随着生活水平的提高,舒适度的标准也会提高,能源等资源的消耗也将会大幅提高。因此应该根据当地气候和生活习惯、经济水平分级,适应不同收入阶层和满足不同的需求,要有一定的前瞻性。同时,绿色建筑的设计需要将有关今后使用费用(如采暖制冷等)或能耗等定量化,要具体到单位使用者,这样有利于老百姓的选择权、知情权和监督。有了老百姓的参与,绿色建筑才会更加迅速和健康地发展。
【摘要】随着经济、社会和科学的发展,人们的生活水平也随之提高,人们追求更舒适的生活环境的同时,也在消耗着越来越多的能源,在人口密集的今天,生活坏境不断的恶化,环境的污染越来越严重,使我们不得不重视环境的问题,发展绿色建筑是缓解我国的恶劣的坏境首要选择,绿色建筑是一种崭新的设计思维和模式,它提供给使用者有益健康的建筑环境,并最大限度地保护环境,减少能耗。以下本文就对绿色建筑节能设计进行分析探讨。
【关键词】绿色建筑发展现状及发展趋势;绿色设计要点
绿色建筑就是在保证建筑物使用功能和室内外环境质量的前提下,在建筑的全寿命周期内,最大限度地节约资源(节能、节地、节水、节材)、保护环境和减少污染,为人们提供健康、适用和高效的使用空间,与自然和谐共生的建筑。
1、绿色建筑的发展现状及发展趋势
1.1绿色建筑的发展现状
目前绿色建筑处于快速推广发展阶段,伴随着可持续发展思想在国际社会的认同,绿色建筑理念在我国也逐渐受到重视。2010年的第六届国际绿色建筑与建筑节能大会,其参加的人数之多,范围之广,规模之大,反映了绿色建筑发展中各界对绿色建筑的关注程度达到空前的水平.而仅仅过了一年的时间,到了2011年,新建绿色建筑面积是2010年的46倍.全国评出了371项绿色建筑评价标识项目,总建筑面积达3600多万平方米。
1.2绿色建筑未来发展趋势
自绿色建筑发展以来,政府从鼓励引导、政策激励、强制推行三大方面推动发展。2012年,财政部、住房和城乡建设部《关于加快推动我国绿色建筑发展的实施意见》(财建〔2012〕167号)明确,对高星级绿色建筑给予财政奖励。
《国家新型城镇化规划(2014―2020)》提出,城镇绿色建筑占新建建筑比重要从2012年的2%提升到2020年的50%。到2015年,能源强度降低16%,到2020年,30%的商业建筑都是绿色建筑,这就意味着到2020年我国将拥有全球最多的绿色建筑。
2、绿色节能建筑设计的要点
基于我国绿色建筑发展的状况,综合国内绿色建筑的研究成果,目前,我国绿色建筑设计主要体现在以下几方面:
(1)建筑选址和建筑功能
我国地域辽阔,占地面积巨大,气候类则复杂多样,分布在多个不同的气候带。在进行绿色节能建筑设计时,设计人员首先要考虑建筑的选址和建筑功能,结合建筑地点的地形特点、气候、场地资源、建筑风格和建筑功能等来确定建筑的设计规划,将环境与建筑形式相结合,避免重复性的进行简单的建筑设计。
(2)建筑平面设计
建筑整体及外部环境设计是在分析建筑周围气候环境条件的基础上,通过选址、规划、外部环境和体型朝向等设计,使建筑获得一个良好的外部微气候环境,达到节能的目的。
对室外风环境进行优化设计,使建筑物前后形成气压差,有利于夏季及过渡季的室内自然通风,减少冬季的冷风渗透。各用房尽量争取良好的自然采光和通风以降低能耗。在进行绿色设计时应充分的考虑建筑的朝向,其目的是冬季能获得足够的日照并避开主导风向,夏季能利用自然通风并防止太阳辐射,减少对电器设备的依赖,设计时采用明厅、明卧、明卫、明厨的设计,外墙设计要努力提高室内环境的热稳定。
再者就是建筑的体型系数设计,绿色建筑的体形系数一定要先进行详细的计算分析,因为其直接关系到建筑的能耗,这主要是因为单位建筑空间的散热面积随着体形系数的增加而增加,能耗也随着提高,因此建筑通过采用合理节能建筑设计,增强建筑围护结构隔热,保温性能和提高空调、采暖设备能效比的节能措施,能满足《夏热冬暖地区居住建筑节能设计标准》的要求。
建筑师在进行设计中应充分预见到建筑可能根据用户的不同要求而改造,采取适应性改变、灵活性设计等策略,以此来提高建筑的使用寿命和使用效益,以提高整体资源利用率,减少寿命周期的能源资源消耗和环境影响。
(3)改善建筑围护结构,减少能量损失
主要从以下几方面做好建筑围护结构节能设计:(a)墙体节能技术:对于外墙,应重点发展高效保温节能的外保温墙体。如采用加气混凝土、黏土空心砖以及现浇混凝土墙体等。外侧可采用高性能保温砂浆、轻质高效保温聚苯板保温层以及浅色耐候饰面层等措施。外墙内保温可采用保温砂浆抹灰、硬质建筑保温制品内贴以及保温层挂装等做法。(b)门窗节能技术:控制窗墙比,窗户的传热系数一般大于同朝向外墙的传热系数,故在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%。改善门窗保温效果。采用热阻大、能耗低的节能材料制造的新型保温节能门窗可大大提高热工性能,同时还要特别注意玻璃的选材,如:选择中空玻璃、low-e玻璃,镀膜玻璃等。减少冷风渗透。门窗是空气渗透的薄弱环节,除提高门窗制作质量外,加设密封条是提高门窗气密性的重要手段。(c) 屋面节能技术: 为了提高屋面的保温性能,屋面保温隔热层主要有:加气混凝土保温屋面,憎水性珍珠岩保温屋面,聚苯板、水泥聚苯板保温屋面,蓄水屋面,覆土 种植 屋面等;对屋顶可采用架空屋面,浅色屋面,种植屋面等;还有设计通风屋面、蓄水屋面等节能措施。
(4)绿化设计
根据建筑功能的需求,应通过合理的外部环境设计来改善既有的微气候环境,创造建筑节能的有利环境。要充分利用植被绿化改善建筑群内的自然亲和力,美化环境,降低城市热岛强度,调节局部微气候,实现良性氧循环。在建筑周围多种植、植被,可以有效地遮挡风沙、净化空气,遮挡阳光、降噪。植物的设计以简单为主,对此,乔木和灌木是很好的选择。提高绿地空间的利用率,增加绿量,使有限的绿量发挥最大的生态效益和景观效益。整个景观设计为业主营造出四季如春、风景宜人的环境。
(5)节材与材料资源利用
在建筑设计过程中,一方面要注重使用过程中的节能,另一方面还要考虑蕴含在建筑材料本身中的能源消耗量。在满足建筑的使用功能和结构安全的前提下,应尽可能地选用生产能耗低的建筑材料,回收利用率较高的建筑材料。在材料的选择上也应该尽量就地选材减少运输过程中的能耗和污染。选用耐久性材料,使得建筑使用寿命延长,所以设计中选用耐久性较好的建材,最好做到建筑材料的使用寿命与建筑同步,减少材料的更换、维护,从而节约费用。
(6)节水与水资源利用
绿色建筑节水系统可归纳为减少排放、回收利用、循环使用和生态用水。主要采取如下节水措施:①在方案、规划阶段制定水系统规划方案,统筹、综合利用各种水资源。②设置合理、完善的供水、排水系统。③采取有效措施避免管网漏损。④建筑内卫生器具合理选用节水器具。⑤使用非传统水源时,采取用水安全保障措施,且不对人体健康与周围环境产生不良影响。⑥采用 雨水 收集利用系统,绿化、景观、洗车等用水采用非传统水源。⑦按用途设置用水计量水表。⑧采用太阳能提供生活热水。⑨采用节水型卫生器具,如给水龙头、坐式大便器等。
3、结 语
绿色建筑作为一个新兴产物,对环保、节能的要求,值得探索、研究和尝试。虽然绿色建筑处于刚刚起步阶段存在许多问题。但是它的未来一定会是一片光明。今后在建筑设计的实际工作中,我们需要以绿色建设设计理念为指导,以节约资源,注重保护自然环境为目标,促进建筑业可持续发展,寻求经济、社会、环境效益的和谐统一。
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建筑节能技术及其应用论文
无论是身处学校还是步入社会,大家对论文都再熟悉不过了吧,论文是进行各个学术领域研究和描述学术研究成果的一种说理文章。还是对论文一筹莫展吗?以下是我精心整理的建筑节能技术及其应用论文,欢迎大家借鉴与参考,希望对大家有所帮助。
摘要 :
近些年来,随着人们生活水平的提高,人们的环保理念越来越高,而本世纪的能源消费与应用也遵循着可持续发展战略、节能优先战略与新能源技术替代战略相结合的原则,而建筑行业的发展同样遵循这样的原则,全面开展建筑节能,解决建筑节能技术问题是实现建筑可持续发展的必要前提。本文就针对建筑节能技术以及建筑节能技术的具体应用进行了详细的分析与探讨。
关键词 :
建筑节能技术;围护结构;太阳能
近些年来,随着人们的刚需以及一些炒房者的推动,建筑行业蓬勃发展,高楼大厦如雨后春笋般陆续崛起,而建筑采暖技术、建筑空调技术以及建筑照明技术也得到了飞速的发展,这些技术为人们的生活带来更大的便利度与舒适度。国外一些发达国家应用建筑节能材料已然非常普遍,但是我国这方面还较为落后,能源浪费现象较为严重,能源损耗是发达国家的三到五倍之多。由此可见,建筑节能技术的发展与建筑节能材料的应用是国家所需,是我们发展绿色建筑的必由之路。
1建筑运用节能技术的重要性
1.1我国资源形势所迫
如果从能源总量方面统计,我国的能源占有量在世界中排列在前三名,但是同时我国也是人口大国,如果将能源平均计算下来,我国的能源人均占有量在世界上排名41名。而近些年来,我国的经济飞速发展,人们的生活质量越来越高,对于能源的需求量越来越大。在人们大量需求以及大范围开采的形势之下,我国不可再生资源例如石油等的储备量都严重下滑,而下滑的速度已经无法满足人们对于能源需求的上涨速度,人们对于煤炭的需求也日益强烈,每年的消耗量能够达到12亿吨。同时,我国的能源分配非常不协调,在天然气能源方面,东部的储备量要比西部的储备量少很多,而东西部的经济发展水平也存在一定的差距,致使天然气的开发面临各种各样的问题:东部发展迅速需要大量的天然气,而西部发展落后财力无法满足天然气开采需求。我国对于能源的利用率只有国外发达国家的三分之一。由此可见,我国的资源形势并不乐观,建筑节能技术的应用是形势所迫、时代所需,也是迫在眉睫。
1.2建筑节能是可持续发展的迫切需求
能源耗费一直都是可持续发展面临的重要问题,合理的应对能源耗费问题能够改善能源结构、改善生态环境,减少能源结构不合理而引发的人均能源不足等社会问题。而能源技术中的建筑节能技术就肩负着重要的使命,综合建筑特性与社会需求研发建筑节能技术是时代所需,降低能源损耗,追求能源的最大利用率,合理应用废弃能源,实现变废为宝,进而减少温室气体排放,延缓温室效应,降低环境负载。上个世纪末期的能源危机之后,国外一些发达国家就对建筑能耗给予了重视,这些国家的建筑能源损耗已经从危机爆发之前的300kWh/m2降低到100kWh/m2,这些只是与北京地区采暖水平相近的一类国家,而一些高于北京水平的国家的能源耗费更低。由于人们对于环保的重视,即使节能效率会对经济效益起到阻碍作用,但是在可持续发展战略的影响下,能源耗费还会降低。此外,绿色能源的利用也是有效防止能源消耗过度的重要举措,例如太阳能就在建筑节能中发挥了巨大作用,应用太阳能可以进行收集热水、发电等。
2建筑节能技术的应用
2.1墙体节能技术
墙体保温层是建筑的重要组成部分,而建筑墙体的节能技术是确保建筑节能的关键,一般采用抹灰以及干挂的方式,并结合合适的工艺来进行施工。在保温层的喷涂之前,要保证墙体基层的干燥性与清洁度,确保涂层均匀、厚度合适。干挂工艺也是重要的墙体节能技术,它主要应用在外保温中,保温能力与防水能力非常强,并且可以减少空间的利用,该技术节能效果较好,但是需要较高成本,一般应用在公共建筑中,在住宅建筑中较少。该技术综合考虑各种自然因素:雨水量、下雪量、温度值、风量等等,以确保体系的稳定性,墙体稳定性提升,能够增加墙体的使用寿命,能够减少建筑施工所需墙体材料及能源损耗。
2.2屋面节能技术
首先,是保温材料的选用。一般来讲,屋面节能在选用保温材料的时候往往考虑下面几个因素:导热性能、吸水能力、材料强度等,保温材料的类型很多,有细骨料混凝土板材质、有聚苯乙烯材质,以及一些散料与水泥共同浇筑的材质,例如炉渣等等。在屋面材料选用方面还应该考虑到设计需求与规范要求,综合各项因素之后,并要重视材料的防水性能,在施工过程中设置合理的配合比,以确保材料发挥出更好的保温性能;其次,则是房屋建筑的屋面形式。现今的房屋建筑的屋面大多采用倒置式,颠覆以往传统的保温层与防水层的排序,以确保无眠的保湿性能更加明显。传统的'屋面技术是在保温层上设置防水层,而现今应用的屋面节能技术则是在防水层上设置保温层,这是因为保温层大多采取水泥等材料,这些材料一旦出现湿润情况,他们的导热系数就会上升,造成屋内闷热,但是新型屋面节能技术却能够将两层调换,来延缓防水材料以及保温材料的老化,延长两层材料的使用寿命。
2.3门窗节能技术
门窗的密闭性以及导热性与外墙的节能性具有紧密的联系,因此在施工过程中选取合适的门窗,将取得更好的节能效果。门窗安装之前,需要选取符合需求的门窗材料,一般选择单框双层玻璃,在安装过程中,需要对窗框角度进行测量,如果出现窗框角度变形的情况,则不可以进行门窗安装,一旦在这样的情况下继续门窗安装,将会引起严重的事故。之后,选择合适密封条,保证透气与防水,如果出现缝隙较大的情况,则需要适当的采用密封剂加以封闭。同时在安装门窗之前一定要做好清洁工作,保证连接处的干燥性,这样才能够确保门窗发挥出更好的保温功效。门窗材料选择恰当,安装过程合理可靠,能够提升建筑外墙的节能性,延长建筑外墙的使用寿命,提升建筑的节能效益。
2.4太阳能节能技术
一直以来,太阳能备受环保界的推崇,它是一种清洁能源,并且储备量非常雄厚,因此在建筑领域也得到了广泛的应用。例如,在建筑房屋的时候,可以在房屋的屋顶安装太阳能发电系统,该系统能够将太阳能转换成电能,并将电能储备起来,这些电能能够满足一部分的供电需求,例如普通的动力系统等等。除此之外,建筑采暖中的供热采暖体系也会应用到太阳能技术,这些体系都是将太阳能转换成热能,并将热能储备起来,这些热能能够满足一部分的供热需求,也能够满足一部分的采光需求,大大提升了房屋建筑的节能效率。对于房屋建筑而言,太阳能技术具有天然无污染,取之不尽,用之不竭的特点,并且该技术简单易行,安全可靠,因此太阳能技术将成为建筑节能领域的重点研究对象。
3结束语
建筑节能技术是时代的发展所需,是可持续战略的重点,而要实现建筑节能,就需要考虑到建筑的方方面面,从各方面采取节能技术,才能够实现有效的节能。大力发展墙体节能技术、屋面节能技术、门窗节能技术等等,并且合理应用与研发太阳能技术,加大清洁能源在建筑领域中的应用。除此之外,在建筑施工过程中,合理的施工方案同样能够实现有效的节能,合理安排施工人员、调整施工程序、完善施工工艺,都能够减少建筑过程中的环境污染与资源损耗,以此确保建筑行业的稳定发展与持续进步。
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[4]李凌颖,王昕禾.绿色建筑节能技术在房地产开发中的应用研究[J].中国市场,2010(32):63-64.
、建筑节能在整个节能工作中占有极其重要的地位。我们知道建筑能耗在社会整个能源消耗中占到30%以上,建筑节能工作的好坏直接影响到整个节能工作特别是现有的许多大型公共建筑,数量特别巨大,能耗特别严重。目前,中国每年竣工的各类建筑的建筑面积约为20亿平方米,其中公共建筑约为4亿平方米。年初,建设部、国家发展改革委员会、财政部、监察部、审计署联合发布《关于加强大型公共建筑工程建设管理的若干意见》,要求新建大型公共建筑必须严格执行《公共建筑节能设计标准》和有关的建筑节能强制性标准,建设单位要按照相应的建筑节能标准委托工程项目的规划设计,项目建成后应经建筑能效专项测评,凡达不到工程建设节能强制性标准的,有关部门不得办理竣工验收备案手续。当今,绝大多数公共建筑有一个共性,就是采暖能耗、空调能耗特别高。在公共建筑全年能耗中,大约60%消耗于采暖和空调,而其中的20~50%由外围护结构传热所消耗。在围护结构方面,由于此类建筑大多数都要求具有良好的自然采光,因而,玻璃门窗设计得尺寸很大,窗墙比很高,或干脆设计成玻璃幕墙结构。玻璃与其优良的透光性能和特殊的质感在建筑上的运用是其它材料无法替代的。长久以来,由于玻璃材料本身的特性造成了玻璃自身的保温隔热性能差,不能满足现代建筑所要求的节能和舒适的要求。特别是那些大面积采用玻璃幕墙的大型公共建筑,过去,由于使用了不节能的普通钢化玻璃或普通中空玻璃制作幕墙,该部分建筑的能耗特别高,而且冬冷夏热很不舒适。随着玻璃深加工技术的发展,各种各样的节能玻璃象雨后春笋一样蓬勃发展。真空玻璃的出现超越了以往所有的节能玻璃品种,标志着真空玻璃节能时代即将到来。二、真空玻璃的基本结构真空玻璃是一种保温、隔声性能非常突出的高新技术产品真空玻璃是由两块平板玻璃,中间由微小支撑物将其隔开,玻璃四周用玻璃钎焊料封边,通过抽气口抽真空,然后封接抽气口保持真空层的一种结构。为了长久保持真空度,延长真空玻璃寿命,新立基公司生产的真空玻璃在真空腔内还放置了吸气剂。微小支撑物是外径0.5mm,厚度0.15 mm的金属环,由于体积微小,对人的视觉和玻璃的光学性能几乎没有影响。真空玻璃的保温原理和结构与保温瓶极为相似,建筑上使用真空玻璃就好象把建筑罩在一个巨大的保温瓶中,保温节能效果可想而知。三、真空玻璃的保温性能Low-E中空玻璃是目前市场上运用较为普遍、节能效果也很好的玻璃品种中空玻璃利用了空气导热系数低的特点。从传热学上讲空气虽然导热系数较小,但毕竟是要进行热传导,其它气体包括惰性气体也一样。中空玻璃由于存在着较大的空气传导热量,使得使用Low-E玻璃降低辐射热的最终保温隔热效果大为降低。只有真空状态才能消除热传导,使玻璃的综合传热性能优势充分发挥出来。常规真空玻璃产品系列中的真空玻璃保温。最好的Low-E中空玻璃和充氩气的Low-E中空玻璃的保温。通过对比真空玻璃和中空玻璃不难得出下述结论:1、真空玻璃热导随着所用原片的有效发射率的降低而迅速降低,中空玻璃热导降低的并不明显。2、如果Low-E玻璃发射率做得很低,比如0.05以下,辐射热导到了几乎可以忽略的地步,此时再降低Low-E玻璃发射率对中空玻璃来讲意义已经不大,但真空玻璃传热系数可以做到0.5W/m2.k,而充空气的中空玻璃传热系数只能做到1.60W/m2.k,充氩气的中空玻璃传热系数只能做到1.23 W/m2.k.3、就传热系数K值而言,真空玻璃K值只有充空气中空玻璃的三分之一,充氩气中空玻璃的二分之一,在不考虑太阳光辐射的情况下,比如,夜晚,真空玻璃比充空气的中空玻璃节能近70%,比充氩气的中空玻璃节能50%.4、在辐射热导可以忽略的情况下,真空玻璃热导的主要来源是支撑物热导0.5W/m2.k,随着科学技术的进步,有望进一步降低该数值,比如在玻璃强度提高的情况下,减小支撑物直径或增大支撑物的间距都有望大幅度减小热导;充空气(或氩气)的中空玻璃热导的主要来源是气体对流传热和气体导热,为2.1(或1.5) W/m2.k,该数值不可能再有下降。从发展的观点来看,在保温性能上真空玻璃将超越中空玻璃(或充氩气的中空玻璃)更多。5、由于真空玻璃的厚度通常只有中空玻璃厚度的一半,因此,真空玻璃的表观导热系数更显著地小于中空玻璃的表观导热系数。真空玻璃可以使用三块玻璃制成双真空层的真空玻璃,热阻增加一倍,热导降低一倍,而厚度在单真空层真空玻璃厚度的基础上只增加4mm,比中空玻璃还是薄。可以说在保温性能上,现阶段真空玻璃已经大大超越了中空玻璃,将来会超越得更多。四、真空玻璃的光学性能和隔热常规真空玻璃由两片玻璃组成,真空间隔层对太阳光谱是通透的,间隔层支撑物很小新立基公司所用支撑物为环形金属片,外径只有0.5mm,高度约0.15mm,即使按圆柱形考虑,每平方米约1600个支撑物对辐射的遮挡面积只有:1600×π×0.252=0.000314(m2),约占玻璃总面积的万分之三,故支撑物对辐射的遮挡作用可以忽略。我们知道,建筑上的传热除了要考虑温差因素引起的传热外,还要考虑太阳辐射因素。太阳辐射透过玻璃的能量与玻璃光学特性有直接关系。最重要的就是要考虑得热系数SHGC(太阳能总透射比)。严寒地区冬季寒冷,夏季凉爽,应多考虑冬季阳光的射入,以减少取暖热耗,选用得热系数大的真空玻璃对节能更为有利;夏热冬暖地区,夏季阳光强烈,气候炎热,冬季温暖,应多考虑遮阳,减少阳光的射入以节约制冷能耗,选用得热系数小的真空玻璃更为合理。五、真空玻璃工程实例1.天恒大厦工程天恒大厦2005年6月落成,位于北京东直门立交桥东南角,地上22层,地下4层,建筑高度89米,总建筑面积57000平方米,是一座具有5A智能系统的高级写字楼。 天恒大厦北侧有一面横隐框竖明框玻璃幕墙,西北角是一面横明框竖隐框,向内与垂直面倾斜15°的三角形玻璃幕墙。幕墙设计和施工单位是江苏省建伟幕墙装饰工程有限公司,两面幕墙所用玻璃全部是新立基公司提供的真空玻璃。玻璃最大尺寸为1985×1161mm(矩形),其西北角幕墙由于是三角形立面,所用玻璃很大部分是异形(梯形和三角形)。两面玻璃幕墙总面积约7000平方米,共用去真空玻璃3365块,合4848平方米。另外,大厦各种窗户所用玻璃也全部是新立基公司提供的真空玻璃。窗面积约2500平方米,用真空玻璃共用去1636块,合1540平方米。天恒大厦玻璃的传热系数(K值)和空气计权隔声量经国家建筑工程质量监督中心检测,A结构真空玻璃K值=1.0w/m2.k,B结构真空玻璃K值=1.2 w/m2.k.B结构真空玻璃空气计权隔声量Rw=36dB.天恒大厦幕墙玻璃采用FB双面复合中空的做法,除了能够使K值在NL真空玻璃的基础上进一步提高外,主要考虑了幕墙抗风压和人身安全方面的要求。与室内外空气接触的玻璃采用两块6 mm钢化玻璃,有效地承受了正负风荷载,室内钢化玻璃还有效防止了人的身体对玻璃的冲击可能引起的伤害并保护了玻璃的真空部分。2.清华大学超低能耗示范楼工程清华大学超低能耗示范楼落成于2005年3月,是北京市科委重点科研和“奥运科技专项”项目。该项目还是国家“十五”科技攻关项目“绿色建筑关键技术研究”的技术集成平台,用于展示和实验各种低能耗、生态化、人性化的建筑形式及先进的技术产品。超低能耗示范楼座落于清华大学校园东区,总建筑面积 2930m2,地下一层,地上四层。新立基公司的真空玻璃产品用于南立面幕墙玻璃和西面、北面的门窗玻璃。该工程幕墙部分共使用真空玻璃72块,合计74m2,最大玻璃尺寸为1982×1200mm;门窗部分共使用真空玻璃92块,合计50m2,最大玻璃尺寸为1356×964mm.幕墙设计施工单位是深圳市方大装饰工程有限公司,门窗制造和安装单位是日本YKKAP公司。玻璃结构见图3幕墙玻璃K值=1.0 w/m2.k,门窗玻璃由于在中空层玻璃上用一块低辐射镀膜玻璃代替了普通钢化玻璃,使得K值=0.9 w/m2.k.幕墙玻璃考虑到面积较大和承受正负风荷载的影响,内外两面均为钢化玻璃。门窗面积较小,除室内考虑人身可能的冲击使用5mm钢化玻璃外,朝向室外的玻璃未使用钢化玻璃。由于该幕墙为隐框幕墙,玻璃面积大,玻璃的自重和风压等荷载较大。六、节能效果试验和分析1、真空玻璃节能试验2003年冬季,在建筑科学院的协助下,进行了真空玻璃冬季节能效果试验。结果表明真空玻璃与中空玻璃相比有非常明显的节能效果。该试验所用真空玻璃为新立基公司的产品,当时常规真空玻璃的K值为1.4w/m2.k,复合真空玻璃的K值为1.2w/m2.k试验是在北京市马家堡选用的两个同样户型、面积、朝向,同一层相邻的两户新建单元房501、502室中进行。该户型的南向房间建筑面积15.12m2,北向房间为10.8m2.外墙为240mm,砖墙加60mm厚聚苯夹心石膏板保温。实验过程是502户的南北钢窗保持原样,仅把501户南北钢窗拆下,换成塑钢窗。这就形成501塑钢窗与502单玻钢窗(南向),双玻窗(北向)的对比试验。试验期间塑钢窗按需更换,分别为中空玻璃(N4+A9+N4),常规真空玻璃(N3+V+L4 )、复合真空玻璃(N3+V+L4+A9+N3)。试验的测量元件采用热流计和铜—康铜热电偶测温元件。测量元件布置在窗玻璃、窗框、阳台门肚板和房间的各内外墙上,通过BXSCC-1型便携式数据采集和处理系统,每小时检测一次。试验从2002年12月11日开始采集,至2003年元月9日为止,共取得22昼夜实测数据。试验期间,南向阳台门窗户全部打开,使试验窗直接面临室外气候。房间房门关闭,室内供暖没有控制。试验遇到北京多年未遇寒冷天气,连续几天下雪阴天,曾测量到日平均气温-7.9℃。日最低气温达-9.3℃的严寒天气。针对上述气候状况,采用南向有阳光,北向无阳光和阴天三种工况来统计试验结果。试验大部分时间室外的平均气温低于节能规范,即北京地区采暖期间室外日平均气温为-1.6℃。2、天恒大厦节能效果分析以天恒大厦为例,假设该大厦分别采用白玻、普通中空玻璃、热反射玻璃、热反射中空玻璃、Low-E中空玻璃、标准真空玻璃组合双中空六种情况,进行耗能比较。并对真空玻璃节能经济效益作估算。以国内某玻璃企业生产的白玻、普通中空玻璃、热反射玻璃、热反射中空玻璃、Low-E中空玻璃和新立基公司为天恒大厦生产的真空玻璃参数为根据进行计算。公务员之家结论(1)从全年节能来分析,复合真空玻璃比其它玻璃节能,最低的达28%,最高可达72%.(2)北京属于寒冷地区,冬季复合真空充分发挥了节能优势。但夏天节能却不如热反射中空玻璃,其原因是真空玻璃的遮蔽系数较高,但降低其遮蔽系数又会影响室内采光和冬季太阳辐射进热。遮蔽系数应取合适值。从全年节能来看复合真空比热反射中空节能36%.(3)与其它各种玻璃比较,采用复合真空,可节能、省电、节省电费开支,最低62万元/年,最高424万元/年,经济效益十分明显。同时由于节能,可节省发电燃煤,减少环境污染,保护地球,造福人类。(4)由于节省能源费用,对于单片玻璃,使用真空玻璃当年即可收回投资,即使对于Low-E中空2年内也可基本收回多付出的投资成本。七、结束语天恒和清华工程分别落成于2005年9月和2005年3月,为两个工程提供的真空玻璃的生产时间是在2004年下半年。事实上,新立基公司真空玻璃的生产技术在这两年里又有了新的发展,产品质量也有了很大的提高。第一,Low-E玻璃作为生产真空玻璃的原片,质量有了很大提高。南方玻璃集团和皇明太阳能有限公司的离线硬膜Low-E玻璃的辐射率都做到了0.11以下,这为大幅度降低真空玻璃的传热系数,提高真空玻璃的保温性能作出了重要贡献。以上两个工程NL真空玻璃部分的传热系数为1.3w/m2.k左右,而目前NL真空玻璃的传热系数已经可以做到0.85w/m2.k,LL真空玻璃的传热系数已经可以做到0.70w/m2.k.第二,研制成功了具有国内专利的夹层真空玻璃,使得真空玻璃又多了一个安全玻璃品种。第三,真空腔内置入了吸气剂,使得真空玻璃寿命得到延长。第四,开发出新一代真空玻璃快速热阻测定仪,使得真空玻璃性能得到更好的检验,质量得到了更有效的保证。我们相信,真空玻璃事业在我国还只是刚刚起步,未来一定有巨大的成长空间。
建筑节能技术 摘要:建筑物的建筑节能技术内容主要涉及到:建筑外围护结构节能技术、建筑供热制冷系统和建筑设备节能技术、可再生能源在建筑中应用技术。而建筑外围护结构节能内容主要有:外墙保温隔热技术、门窗节能技术、屋面节能技术和地面、楼板及楼梯间隔墙技术、建筑遮阳技术等等;建筑供热制冷系统和建筑设备节能内容主要有:热电冷联产技术、供热系统温控与热计量技术、空调蓄冷技术、空调系统变频控制技术、热回收技术;可再生能源在建筑中应用技术内容主要有:太阳能(包括光热、光电)利用技术、浅层地源热泵(包括土壤源、地下水源、海水源、淡水源、污水源)和太阳能源热泵技术在建筑上的应用。 一、建筑外围护结构节能技术及存在问题(一)、外墙保温隔热技术基本情况1、外墙保温隔热技术应用与发展我国建筑以混凝土结构、砌体结构及混合结构体系为主,由于这些结构形成的建筑自身特点,在实施建筑节能时通常采用外墙附贴保温隔热系统构造的方式。我国于八十年代中期开始研究建筑外墙保温技术、进行工程试点,国内的企业、研究单位首先通过将改良的窑炉、管道工业保温技术用于建筑物的节能,这方面的技术有珍珠岩、复合硅酸盐、海泡石或与有机硅复合的各种外墙内保温浆体材料;这些技术自九十年代初期应用于北方严寒和寒冷地区的节能建筑,后因为生产工艺简陋、生产控制不严格、性能指标不易达到要求,施工质量难以保证,因而工程质量问题比较多而逐渐退出北方建筑节能市场,现在主要在南方进行应用。与此同时,部分国内的企业引进国外技术或对其进行改造后组织生产用于建筑物的节能,这方面的技术有:模塑聚苯乙烯泡沫塑料板(简称EPS)薄抹灰外墙外保温系统;机械固定发泡聚苯板钢丝网架板外墙外保温系统。还有国内独立研发的技术,这方面的技术有:如胶粉聚苯颗粒外墙外保温系统;发泡聚苯板现浇混凝土外墙外保温系统;这些技术系统的应用工程已达上千万平方米,有些应用已超过上亿平方米,代表了我国当今技术主潮流,是发展的方向。随着我国部分先进地区开始执行节能率达65%的第三步建筑节能标准,和公共建筑节能标准的实施,最近几年国内还研发了挤塑聚苯乙烯泡沫塑料板(简称XPS)外保温技术、胶粉聚苯颗粒复合型外保温技术(EPS系列)以及聚氨酯(简称PU)高效外保温技术,这些技术正在日益成熟,为许多高效节能建筑示范采用;但是应该注意的是:在工程应用挤压聚苯板(XPS)系统时不能使用普通板和再生板,应该使用改进工艺后生产的墙体专用板;而软、硬泡聚氨酯(PU)技术目前仅以现场喷涂技术和专用板或复合专用板形式的薄抹灰粘贴板技术比较成熟。最近部分技术系统正在进行提高系统防火性能研究和进行系统装配化做法的研究,有些已经完成了系统研究,完成了工程试点示范,完善后的新系统将在公共建筑节能和既有建筑节能改造方面有很好的应用前景。此外,针对现在保温材料以有机材料为主,其应用性能在建筑类型、建筑尺度上受限制的情况,还研发了以矿(岩)棉、玻璃棉、膨胀玻化微珠、泡沫玻璃保温系统为代表的无机保温材料外保温系统,现正在开展工程试用和推广。还有一些企业正在研究外墙外保温系统上贴瓷砖的技术,这些技术还有相当多的研究工作需要完成才能可靠的应用于工程。与外墙内、外保温系统同时存在的还有,以加气混凝土墙体、保温夹心墙系统、现浇砌模墙体为代表的结构墙体保温隔热系统。我国外墙保温隔热技术作为建筑节能事业的一个主要技术组成部分,正在朝着:性能高中低档搭配,材料多种、性能多样,能分别适合我国北方寒冷干燥气候和南方温暖潮湿的房屋工程特点方向发展。2、工程应用中常见的技术问题和影响质量的问题我国外墙保温技术在较短时间取得了世界注目的发展,但是在提高完善质量和规范管理外墙保温技术方面,我国还刚刚起步;与欧洲管理规范化,把外保温系统作为一个整体进行认定的情况有所不同,我们的管理部门、生产、设计和施工应用单位在认定时还存在比较注意控制材料产品性能,而忽视按要求进行系统性能控制的倾向;生产、研究、施工行业还存在应用技术理论研究薄弱、工程经验缺乏、实验和验证方法不统一的问题;相当数量的开发商对待建筑节能实施仍然抱应付和消极的态度,使得质次价低的产品在低价中标的做法下占有市场;最突出的就是各个环节不能严格按标准生产、销售、施工的问题。(1)企业技术研发、培训缺位企业是我国应用技术研发的主体,但是在外墙保温隔热技术领域目前除了少数企业外,大多数生产企业没有独立的研发力量,大都还停留在模仿国内外技术阶段,对技术的基础理论、构造措施原理、系统形成机理研究很少;一是有缺陷的保温隔热系统流向市场,造成技术产品市场混乱;二是低价中标单位寻求替代材料时,会出现以次充好,或者为节约成本,简化构造、简化施工环节时,会出现系统性能下降,使工程质量得不到保证。而大部分内保温浆料型技术系统在南方建筑上应用时,这些技术系统在改变了的环境中使用,其保温机理有所不同,系统经常处于常温常湿的非中高温干燥状态,不能提供优良保温隔热性能。(2)创新技术集成系统问题 目前国家级、省级科研机构进行外墙保温隔热技术与产品研究的不多,因此企业在自行研究新的外墙保温隔热技术系统时,能从基础研究中得到的支持很少;而企业受自身技术、经济条件的制约,对于新研究的技术系统也没有配备足够的人力、物力、财力,难以从技术的基础理论、构造措施原理、系统性能形成机理的研究上下工夫,难以解决不同的材料在集成不同的外保温系统时出现的问题,使得新研究的技术还在试用阶段就暴露出工程可靠性差、耐久性不够的问题;有些虽然也通过了技术评估,但在扩大应用中就暴露出系统性能不完善,出现工程质量问题。还有少数施工企业不进行研究,没有任何技术根据就组织队伍承揽实施外墙外保温工程;还有的生产、施工企业为了迎合某些开发项目的需要,没有经过外保温系统的大型耐候试验、系统评估或论证就进行外墙外保温系统施工,或进行建筑物外墙外保温系统上粘贴瓷砖的施工,出现保护层开裂和瓷砖空鼓脱落现象,这些都是非常危险的做法。(3)施工质量外墙外保温工程或者叫外墙外保温技术系统从工厂生产出来到达工程现场还是半成品,必须在现场经过施工环节才能最终形成外墙外保温技术系统,因此系统的质量与施工质量有很大关系,而现在很多都是非专业队伍施工,施工组织不规范、没有专门的资质要求,“专业施工人员”并不掌握外保温技术,加上监理环节也存在不规范的问题,无法保证外墙外保温技术系统的现场施工质量始终处于受控状态,也就无法保证外墙外保温系统的工程质量。(4)低价中标与系统质量现在正常的外墙外保温系统施工成本应该在70~80/m2元人民币,加合理利润销售价格应该在80/m2元人民币以上;但是现在经常耳闻有外保温工程报价低至40~50元人民币的外保温,这样做的后果就是质量不合格的外保温系统,或者就是质量有隐患的外保温系统流向市场;现在有些地方正在建立施工图审查环节中的经济技术审查,对外保温系统的基本定额进行审查,以保证工程质量,在目前市场条件下这是值得推广的经验。(5)其他应该注意的问题统一检测标准、检测方法。目前在国内能按标准进行大型耐候试验单位并不多,但因有利可图便纷纷开展大型耐候试验,结果因为试验的方法和工作程序不统一,导致同厂家的同一种技术系统在不同试验单位的结果不一致,这就为不成熟技术产品进入市场开了方便大门。规范设计。设计、施工单位对保温隔热技术缺乏了解,靠照搬厂家或标准图集了事,对相关技术产品标准缺乏培训,出现设计不合理的保温隔热工程、施工质量低下的保温隔热工程。完善防水隔潮性能。随着建筑节能深入,在低能耗和超低能耗建筑设计中现有外墙保温隔热系统可能会出现露点,因此外墙保温隔热技术产品下一步应研究隔潮层的设置。改变目前保温隔热材料以有机材料为主、以石油化工产品为主的局面。建筑节能的最终目的是为了节约石油、煤炭资源,但是目前大量使用的外墙保温隔热材料(EPS、XPS、PU)、门窗材料(PVC)、屋面材料(EPS、XPS、PU、PVC、沥青)都来自石油化工产品,对石油化工依存度高和大量使用又拉动了能源资源的消耗;因此应该关注、支持无机保温隔热材料的研发和应用,而现阶段应该关注、支持有机石油化工保温隔热材料的循环利用技术的研发和应用。组织国家建筑科研力量认真研究我国南北建筑气候差异、建筑技术特点、建筑使用特点、外墙保温隔热机理和适宜的外墙保温隔热技术与产品 我国气候、生活习惯南北差异大,应该组织国家和地方科研力量进行研究;特别是在夏热冬冷和夏热冬暖地区使用内保温技术问题,既不能简单照搬严寒、寒冷地区的经验,也不能偏信厂家的宣传;应该根据内保温技术应用中普遍存在的热桥问题、生产和施工质量不稳定问题、外墙热工环境恶化问题,进行严格的第三方验证,完善其保温隔热性能和可用性。最终形成性能高中低档搭配,形式有外墙外保温、外墙内保温、外墙结构自保温,拥有多种材料、多种性能的,能分别适合我国北方寒冷干燥气候和南方温暖潮湿气候房屋工程特点的外墙保温隔热系统。 (二)、门窗技术基本情况1、节能门窗技术应用与发展(1)窗户建筑外窗由多种材质不同的材料组装而成,其热工性能也各不相同;由于窗户的生产及应用技术、密封技术、遮阳技术和安装技术水平的不同,受窗框型材特性、断面设计、玻璃的选用、两玻间空气层厚度及窗框比等因素的影响,建筑外窗的保温性能差别很大。根据选用型材的不同,建筑外窗分为木窗、钢窗,铝合金窗、PVC塑料窗、玻璃钢窗、彩色钢板窗、不锈钢窗和钢塑复合窗、木塑复合窗、铝塑复合窗等;根据选用玻璃的不同,有单玻窗、单框双玻窗、中空玻璃窗和LOW-E中空玻璃窗等。木窗的保温性能较好,但耐燃和耐潮湿性能很差。受原材料的限制,目前国内生产的木窗均为高档木窗,价格昂贵。钢窗包括空腹和实腹钢窗、彩色钢板窗、不锈钢窗和钢塑复合窗,空腹和实腹钢窗大量应用于20世纪70至80年代,其市场占有率曾突破70%,但由于其保温性能较差,现已淘汰;作为普通钢窗的换代产品,彩色钢板窗和不锈钢窗具有物理性能较高、耐久性与密封性能好、色彩选择余地多、装饰效果好和使用寿命长等特点,但保温隔热性能也比较差。铝合金窗分普通和断热铝合金窗,普通铝合金窗是70年代末引进、80年代发展起来的,其窗框型材为铝合金,具有轻质、高强、耐久性好、装饰效果好等特点,但保温隔热性能较差,已经淘汰。而新型换代产品断热铝合金窗则具有较好的保温隔热性能,但价格比较高。PVC塑料窗是我国80年代末引进、90年代发展起来的,其窗框型材为PVC塑料内加钢衬,其最大优点是保温性能好,价格合理,缺点是强度及刚性均较铝合金窗低,水密性、抗风压性和采光性能均较铝合金窗差,颜色单一且易变色,尺寸稳定性较差;这是目前正在大量使用的节能窗。玻璃钢窗近年来研究开发的玻璃钢窗,具有较好的热工和物理性能,但价格较较PVC塑料窗高。钢塑、木塑和铝塑等复合窗兼顾了两种不同材料的优点,有综合的保温性能和装饰效果,但目前国产的这类窗的物理、工艺性能还需要改善。双玻窗、中空玻璃窗和双层窗的保温性能明显优单玻窗。单玻窗保温性能极差,即使是保温性能好的PVC塑料单玻窗K值也可能高达4.8W/m2·k;而PVC塑料中空玻璃窗传热系数K值在2.1~2.7W/m2·k之间,铝合金断热中空玻璃窗传热系数K值在2.8~3.5W/m2·k之间;PVC塑料Low-E中空玻璃窗传热系数的最小值为1.4W/m2·k,铝合金断热Low-E中空玻璃窗传热系数K值可降到1.9W/m2·k。玻璃使用不同的玻璃对整窗户的热工性能影响很大,PET双中空玻璃、Low-E中空玻璃、真空玻璃和U型玻璃的热工性能比较好,应在条件具备的项目上优先采用。平开与推拉窗的开启形式对其热工性能有极大的影响,推拉窗由于密封性能差应该尽量避免使用,平开窗有优良的热工和物理性能,但价格比较高;因此推荐平开与固定窗组合使用,经济性价比高。(2)单元、阳台和户门的节能技术经过多年的发展,我国现在应用的单元、阳台和户门主要有木质、钢质、或木质、钢质复合保温门,另有部分在阳台使用的塑料门,其技术与产品性能基本能够满足工程实际需要。2、节能门窗技术应用中存在的问题随着先进地区和城市率先实施建筑节能率达到65%的第三步节能标准,应该采用气密性良好的更为先进高效的节能门窗(包括单元、阳台和户门);目前我国已经能够自己生产各类门和窗户,包括所需要的主要门窗框型材、玻璃、门芯板品种,性能也基本满足需要。但是大量使用的PVC塑料窗存在强度及刚性均较低,水密性、抗风压性和采光性能均较差,颜色单一且易变色,尺寸稳定性较差的缺点;而综合性能比较好的玻璃钢窗,钢塑、木塑和铝塑复合窗,断热铝合金窗等等价格由于价格偏高,影响了使用。门产品技术中存在内衬保温材料不达标、门构造不合理、长期稳定性差的问题。
建筑节能技术及其应用论文
无论是身处学校还是步入社会,大家对论文都再熟悉不过了吧,论文是进行各个学术领域研究和描述学术研究成果的一种说理文章。还是对论文一筹莫展吗?以下是我精心整理的建筑节能技术及其应用论文,欢迎大家借鉴与参考,希望对大家有所帮助。
摘要 :
近些年来,随着人们生活水平的提高,人们的环保理念越来越高,而本世纪的能源消费与应用也遵循着可持续发展战略、节能优先战略与新能源技术替代战略相结合的原则,而建筑行业的发展同样遵循这样的原则,全面开展建筑节能,解决建筑节能技术问题是实现建筑可持续发展的必要前提。本文就针对建筑节能技术以及建筑节能技术的具体应用进行了详细的分析与探讨。
关键词 :
建筑节能技术;围护结构;太阳能
近些年来,随着人们的刚需以及一些炒房者的推动,建筑行业蓬勃发展,高楼大厦如雨后春笋般陆续崛起,而建筑采暖技术、建筑空调技术以及建筑照明技术也得到了飞速的发展,这些技术为人们的生活带来更大的便利度与舒适度。国外一些发达国家应用建筑节能材料已然非常普遍,但是我国这方面还较为落后,能源浪费现象较为严重,能源损耗是发达国家的三到五倍之多。由此可见,建筑节能技术的发展与建筑节能材料的应用是国家所需,是我们发展绿色建筑的必由之路。
1建筑运用节能技术的重要性
1.1我国资源形势所迫
如果从能源总量方面统计,我国的能源占有量在世界中排列在前三名,但是同时我国也是人口大国,如果将能源平均计算下来,我国的能源人均占有量在世界上排名41名。而近些年来,我国的经济飞速发展,人们的生活质量越来越高,对于能源的需求量越来越大。在人们大量需求以及大范围开采的形势之下,我国不可再生资源例如石油等的储备量都严重下滑,而下滑的速度已经无法满足人们对于能源需求的上涨速度,人们对于煤炭的需求也日益强烈,每年的消耗量能够达到12亿吨。同时,我国的能源分配非常不协调,在天然气能源方面,东部的储备量要比西部的储备量少很多,而东西部的经济发展水平也存在一定的差距,致使天然气的开发面临各种各样的问题:东部发展迅速需要大量的天然气,而西部发展落后财力无法满足天然气开采需求。我国对于能源的利用率只有国外发达国家的三分之一。由此可见,我国的资源形势并不乐观,建筑节能技术的应用是形势所迫、时代所需,也是迫在眉睫。
1.2建筑节能是可持续发展的迫切需求
能源耗费一直都是可持续发展面临的重要问题,合理的应对能源耗费问题能够改善能源结构、改善生态环境,减少能源结构不合理而引发的人均能源不足等社会问题。而能源技术中的建筑节能技术就肩负着重要的使命,综合建筑特性与社会需求研发建筑节能技术是时代所需,降低能源损耗,追求能源的最大利用率,合理应用废弃能源,实现变废为宝,进而减少温室气体排放,延缓温室效应,降低环境负载。上个世纪末期的能源危机之后,国外一些发达国家就对建筑能耗给予了重视,这些国家的建筑能源损耗已经从危机爆发之前的300kWh/m2降低到100kWh/m2,这些只是与北京地区采暖水平相近的一类国家,而一些高于北京水平的国家的能源耗费更低。由于人们对于环保的重视,即使节能效率会对经济效益起到阻碍作用,但是在可持续发展战略的影响下,能源耗费还会降低。此外,绿色能源的利用也是有效防止能源消耗过度的重要举措,例如太阳能就在建筑节能中发挥了巨大作用,应用太阳能可以进行收集热水、发电等。
2建筑节能技术的应用
2.1墙体节能技术
墙体保温层是建筑的重要组成部分,而建筑墙体的节能技术是确保建筑节能的关键,一般采用抹灰以及干挂的方式,并结合合适的工艺来进行施工。在保温层的喷涂之前,要保证墙体基层的干燥性与清洁度,确保涂层均匀、厚度合适。干挂工艺也是重要的墙体节能技术,它主要应用在外保温中,保温能力与防水能力非常强,并且可以减少空间的利用,该技术节能效果较好,但是需要较高成本,一般应用在公共建筑中,在住宅建筑中较少。该技术综合考虑各种自然因素:雨水量、下雪量、温度值、风量等等,以确保体系的稳定性,墙体稳定性提升,能够增加墙体的使用寿命,能够减少建筑施工所需墙体材料及能源损耗。
2.2屋面节能技术
首先,是保温材料的选用。一般来讲,屋面节能在选用保温材料的时候往往考虑下面几个因素:导热性能、吸水能力、材料强度等,保温材料的类型很多,有细骨料混凝土板材质、有聚苯乙烯材质,以及一些散料与水泥共同浇筑的材质,例如炉渣等等。在屋面材料选用方面还应该考虑到设计需求与规范要求,综合各项因素之后,并要重视材料的防水性能,在施工过程中设置合理的配合比,以确保材料发挥出更好的保温性能;其次,则是房屋建筑的屋面形式。现今的房屋建筑的屋面大多采用倒置式,颠覆以往传统的保温层与防水层的排序,以确保无眠的保湿性能更加明显。传统的'屋面技术是在保温层上设置防水层,而现今应用的屋面节能技术则是在防水层上设置保温层,这是因为保温层大多采取水泥等材料,这些材料一旦出现湿润情况,他们的导热系数就会上升,造成屋内闷热,但是新型屋面节能技术却能够将两层调换,来延缓防水材料以及保温材料的老化,延长两层材料的使用寿命。
2.3门窗节能技术
门窗的密闭性以及导热性与外墙的节能性具有紧密的联系,因此在施工过程中选取合适的门窗,将取得更好的节能效果。门窗安装之前,需要选取符合需求的门窗材料,一般选择单框双层玻璃,在安装过程中,需要对窗框角度进行测量,如果出现窗框角度变形的情况,则不可以进行门窗安装,一旦在这样的情况下继续门窗安装,将会引起严重的事故。之后,选择合适密封条,保证透气与防水,如果出现缝隙较大的情况,则需要适当的采用密封剂加以封闭。同时在安装门窗之前一定要做好清洁工作,保证连接处的干燥性,这样才能够确保门窗发挥出更好的保温功效。门窗材料选择恰当,安装过程合理可靠,能够提升建筑外墙的节能性,延长建筑外墙的使用寿命,提升建筑的节能效益。
2.4太阳能节能技术
一直以来,太阳能备受环保界的推崇,它是一种清洁能源,并且储备量非常雄厚,因此在建筑领域也得到了广泛的应用。例如,在建筑房屋的时候,可以在房屋的屋顶安装太阳能发电系统,该系统能够将太阳能转换成电能,并将电能储备起来,这些电能能够满足一部分的供电需求,例如普通的动力系统等等。除此之外,建筑采暖中的供热采暖体系也会应用到太阳能技术,这些体系都是将太阳能转换成热能,并将热能储备起来,这些热能能够满足一部分的供热需求,也能够满足一部分的采光需求,大大提升了房屋建筑的节能效率。对于房屋建筑而言,太阳能技术具有天然无污染,取之不尽,用之不竭的特点,并且该技术简单易行,安全可靠,因此太阳能技术将成为建筑节能领域的重点研究对象。
3结束语
建筑节能技术是时代的发展所需,是可持续战略的重点,而要实现建筑节能,就需要考虑到建筑的方方面面,从各方面采取节能技术,才能够实现有效的节能。大力发展墙体节能技术、屋面节能技术、门窗节能技术等等,并且合理应用与研发太阳能技术,加大清洁能源在建筑领域中的应用。除此之外,在建筑施工过程中,合理的施工方案同样能够实现有效的节能,合理安排施工人员、调整施工程序、完善施工工艺,都能够减少建筑过程中的环境污染与资源损耗,以此确保建筑行业的稳定发展与持续进步。
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建筑节能技术 摘要:建筑物的建筑节能技术内容主要涉及到:建筑外围护结构节能技术、建筑供热制冷系统和建筑设备节能技术、可再生能源在建筑中应用技术。而建筑外围护结构节能内容主要有:外墙保温隔热技术、门窗节能技术、屋面节能技术和地面、楼板及楼梯间隔墙技术、建筑遮阳技术等等;建筑供热制冷系统和建筑设备节能内容主要有:热电冷联产技术、供热系统温控与热计量技术、空调蓄冷技术、空调系统变频控制技术、热回收技术;可再生能源在建筑中应用技术内容主要有:太阳能(包括光热、光电)利用技术、浅层地源热泵(包括土壤源、地下水源、海水源、淡水源、污水源)和太阳能源热泵技术在建筑上的应用。 一、建筑外围护结构节能技术及存在问题(一)、外墙保温隔热技术基本情况1、外墙保温隔热技术应用与发展我国建筑以混凝土结构、砌体结构及混合结构体系为主,由于这些结构形成的建筑自身特点,在实施建筑节能时通常采用外墙附贴保温隔热系统构造的方式。我国于八十年代中期开始研究建筑外墙保温技术、进行工程试点,国内的企业、研究单位首先通过将改良的窑炉、管道工业保温技术用于建筑物的节能,这方面的技术有珍珠岩、复合硅酸盐、海泡石或与有机硅复合的各种外墙内保温浆体材料;这些技术自九十年代初期应用于北方严寒和寒冷地区的节能建筑,后因为生产工艺简陋、生产控制不严格、性能指标不易达到要求,施工质量难以保证,因而工程质量问题比较多而逐渐退出北方建筑节能市场,现在主要在南方进行应用。与此同时,部分国内的企业引进国外技术或对其进行改造后组织生产用于建筑物的节能,这方面的技术有:模塑聚苯乙烯泡沫塑料板(简称EPS)薄抹灰外墙外保温系统;机械固定发泡聚苯板钢丝网架板外墙外保温系统。还有国内独立研发的技术,这方面的技术有:如胶粉聚苯颗粒外墙外保温系统;发泡聚苯板现浇混凝土外墙外保温系统;这些技术系统的应用工程已达上千万平方米,有些应用已超过上亿平方米,代表了我国当今技术主潮流,是发展的方向。随着我国部分先进地区开始执行节能率达65%的第三步建筑节能标准,和公共建筑节能标准的实施,最近几年国内还研发了挤塑聚苯乙烯泡沫塑料板(简称XPS)外保温技术、胶粉聚苯颗粒复合型外保温技术(EPS系列)以及聚氨酯(简称PU)高效外保温技术,这些技术正在日益成熟,为许多高效节能建筑示范采用;但是应该注意的是:在工程应用挤压聚苯板(XPS)系统时不能使用普通板和再生板,应该使用改进工艺后生产的墙体专用板;而软、硬泡聚氨酯(PU)技术目前仅以现场喷涂技术和专用板或复合专用板形式的薄抹灰粘贴板技术比较成熟。最近部分技术系统正在进行提高系统防火性能研究和进行系统装配化做法的研究,有些已经完成了系统研究,完成了工程试点示范,完善后的新系统将在公共建筑节能和既有建筑节能改造方面有很好的应用前景。此外,针对现在保温材料以有机材料为主,其应用性能在建筑类型、建筑尺度上受限制的情况,还研发了以矿(岩)棉、玻璃棉、膨胀玻化微珠、泡沫玻璃保温系统为代表的无机保温材料外保温系统,现正在开展工程试用和推广。还有一些企业正在研究外墙外保温系统上贴瓷砖的技术,这些技术还有相当多的研究工作需要完成才能可靠的应用于工程。与外墙内、外保温系统同时存在的还有,以加气混凝土墙体、保温夹心墙系统、现浇砌模墙体为代表的结构墙体保温隔热系统。我国外墙保温隔热技术作为建筑节能事业的一个主要技术组成部分,正在朝着:性能高中低档搭配,材料多种、性能多样,能分别适合我国北方寒冷干燥气候和南方温暖潮湿的房屋工程特点方向发展。2、工程应用中常见的技术问题和影响质量的问题我国外墙保温技术在较短时间取得了世界注目的发展,但是在提高完善质量和规范管理外墙保温技术方面,我国还刚刚起步;与欧洲管理规范化,把外保温系统作为一个整体进行认定的情况有所不同,我们的管理部门、生产、设计和施工应用单位在认定时还存在比较注意控制材料产品性能,而忽视按要求进行系统性能控制的倾向;生产、研究、施工行业还存在应用技术理论研究薄弱、工程经验缺乏、实验和验证方法不统一的问题;相当数量的开发商对待建筑节能实施仍然抱应付和消极的态度,使得质次价低的产品在低价中标的做法下占有市场;最突出的就是各个环节不能严格按标准生产、销售、施工的问题。(1)企业技术研发、培训缺位企业是我国应用技术研发的主体,但是在外墙保温隔热技术领域目前除了少数企业外,大多数生产企业没有独立的研发力量,大都还停留在模仿国内外技术阶段,对技术的基础理论、构造措施原理、系统形成机理研究很少;一是有缺陷的保温隔热系统流向市场,造成技术产品市场混乱;二是低价中标单位寻求替代材料时,会出现以次充好,或者为节约成本,简化构造、简化施工环节时,会出现系统性能下降,使工程质量得不到保证。而大部分内保温浆料型技术系统在南方建筑上应用时,这些技术系统在改变了的环境中使用,其保温机理有所不同,系统经常处于常温常湿的非中高温干燥状态,不能提供优良保温隔热性能。(2)创新技术集成系统问题 目前国家级、省级科研机构进行外墙保温隔热技术与产品研究的不多,因此企业在自行研究新的外墙保温隔热技术系统时,能从基础研究中得到的支持很少;而企业受自身技术、经济条件的制约,对于新研究的技术系统也没有配备足够的人力、物力、财力,难以从技术的基础理论、构造措施原理、系统性能形成机理的研究上下工夫,难以解决不同的材料在集成不同的外保温系统时出现的问题,使得新研究的技术还在试用阶段就暴露出工程可靠性差、耐久性不够的问题;有些虽然也通过了技术评估,但在扩大应用中就暴露出系统性能不完善,出现工程质量问题。还有少数施工企业不进行研究,没有任何技术根据就组织队伍承揽实施外墙外保温工程;还有的生产、施工企业为了迎合某些开发项目的需要,没有经过外保温系统的大型耐候试验、系统评估或论证就进行外墙外保温系统施工,或进行建筑物外墙外保温系统上粘贴瓷砖的施工,出现保护层开裂和瓷砖空鼓脱落现象,这些都是非常危险的做法。(3)施工质量外墙外保温工程或者叫外墙外保温技术系统从工厂生产出来到达工程现场还是半成品,必须在现场经过施工环节才能最终形成外墙外保温技术系统,因此系统的质量与施工质量有很大关系,而现在很多都是非专业队伍施工,施工组织不规范、没有专门的资质要求,“专业施工人员”并不掌握外保温技术,加上监理环节也存在不规范的问题,无法保证外墙外保温技术系统的现场施工质量始终处于受控状态,也就无法保证外墙外保温系统的工程质量。(4)低价中标与系统质量现在正常的外墙外保温系统施工成本应该在70~80/m2元人民币,加合理利润销售价格应该在80/m2元人民币以上;但是现在经常耳闻有外保温工程报价低至40~50元人民币的外保温,这样做的后果就是质量不合格的外保温系统,或者就是质量有隐患的外保温系统流向市场;现在有些地方正在建立施工图审查环节中的经济技术审查,对外保温系统的基本定额进行审查,以保证工程质量,在目前市场条件下这是值得推广的经验。(5)其他应该注意的问题统一检测标准、检测方法。目前在国内能按标准进行大型耐候试验单位并不多,但因有利可图便纷纷开展大型耐候试验,结果因为试验的方法和工作程序不统一,导致同厂家的同一种技术系统在不同试验单位的结果不一致,这就为不成熟技术产品进入市场开了方便大门。规范设计。设计、施工单位对保温隔热技术缺乏了解,靠照搬厂家或标准图集了事,对相关技术产品标准缺乏培训,出现设计不合理的保温隔热工程、施工质量低下的保温隔热工程。完善防水隔潮性能。随着建筑节能深入,在低能耗和超低能耗建筑设计中现有外墙保温隔热系统可能会出现露点,因此外墙保温隔热技术产品下一步应研究隔潮层的设置。改变目前保温隔热材料以有机材料为主、以石油化工产品为主的局面。建筑节能的最终目的是为了节约石油、煤炭资源,但是目前大量使用的外墙保温隔热材料(EPS、XPS、PU)、门窗材料(PVC)、屋面材料(EPS、XPS、PU、PVC、沥青)都来自石油化工产品,对石油化工依存度高和大量使用又拉动了能源资源的消耗;因此应该关注、支持无机保温隔热材料的研发和应用,而现阶段应该关注、支持有机石油化工保温隔热材料的循环利用技术的研发和应用。组织国家建筑科研力量认真研究我国南北建筑气候差异、建筑技术特点、建筑使用特点、外墙保温隔热机理和适宜的外墙保温隔热技术与产品 我国气候、生活习惯南北差异大,应该组织国家和地方科研力量进行研究;特别是在夏热冬冷和夏热冬暖地区使用内保温技术问题,既不能简单照搬严寒、寒冷地区的经验,也不能偏信厂家的宣传;应该根据内保温技术应用中普遍存在的热桥问题、生产和施工质量不稳定问题、外墙热工环境恶化问题,进行严格的第三方验证,完善其保温隔热性能和可用性。最终形成性能高中低档搭配,形式有外墙外保温、外墙内保温、外墙结构自保温,拥有多种材料、多种性能的,能分别适合我国北方寒冷干燥气候和南方温暖潮湿气候房屋工程特点的外墙保温隔热系统。 (二)、门窗技术基本情况1、节能门窗技术应用与发展(1)窗户建筑外窗由多种材质不同的材料组装而成,其热工性能也各不相同;由于窗户的生产及应用技术、密封技术、遮阳技术和安装技术水平的不同,受窗框型材特性、断面设计、玻璃的选用、两玻间空气层厚度及窗框比等因素的影响,建筑外窗的保温性能差别很大。根据选用型材的不同,建筑外窗分为木窗、钢窗,铝合金窗、PVC塑料窗、玻璃钢窗、彩色钢板窗、不锈钢窗和钢塑复合窗、木塑复合窗、铝塑复合窗等;根据选用玻璃的不同,有单玻窗、单框双玻窗、中空玻璃窗和LOW-E中空玻璃窗等。木窗的保温性能较好,但耐燃和耐潮湿性能很差。受原材料的限制,目前国内生产的木窗均为高档木窗,价格昂贵。钢窗包括空腹和实腹钢窗、彩色钢板窗、不锈钢窗和钢塑复合窗,空腹和实腹钢窗大量应用于20世纪70至80年代,其市场占有率曾突破70%,但由于其保温性能较差,现已淘汰;作为普通钢窗的换代产品,彩色钢板窗和不锈钢窗具有物理性能较高、耐久性与密封性能好、色彩选择余地多、装饰效果好和使用寿命长等特点,但保温隔热性能也比较差。铝合金窗分普通和断热铝合金窗,普通铝合金窗是70年代末引进、80年代发展起来的,其窗框型材为铝合金,具有轻质、高强、耐久性好、装饰效果好等特点,但保温隔热性能较差,已经淘汰。而新型换代产品断热铝合金窗则具有较好的保温隔热性能,但价格比较高。PVC塑料窗是我国80年代末引进、90年代发展起来的,其窗框型材为PVC塑料内加钢衬,其最大优点是保温性能好,价格合理,缺点是强度及刚性均较铝合金窗低,水密性、抗风压性和采光性能均较铝合金窗差,颜色单一且易变色,尺寸稳定性较差;这是目前正在大量使用的节能窗。玻璃钢窗近年来研究开发的玻璃钢窗,具有较好的热工和物理性能,但价格较较PVC塑料窗高。钢塑、木塑和铝塑等复合窗兼顾了两种不同材料的优点,有综合的保温性能和装饰效果,但目前国产的这类窗的物理、工艺性能还需要改善。双玻窗、中空玻璃窗和双层窗的保温性能明显优单玻窗。单玻窗保温性能极差,即使是保温性能好的PVC塑料单玻窗K值也可能高达4.8W/m2·k;而PVC塑料中空玻璃窗传热系数K值在2.1~2.7W/m2·k之间,铝合金断热中空玻璃窗传热系数K值在2.8~3.5W/m2·k之间;PVC塑料Low-E中空玻璃窗传热系数的最小值为1.4W/m2·k,铝合金断热Low-E中空玻璃窗传热系数K值可降到1.9W/m2·k。玻璃使用不同的玻璃对整窗户的热工性能影响很大,PET双中空玻璃、Low-E中空玻璃、真空玻璃和U型玻璃的热工性能比较好,应在条件具备的项目上优先采用。平开与推拉窗的开启形式对其热工性能有极大的影响,推拉窗由于密封性能差应该尽量避免使用,平开窗有优良的热工和物理性能,但价格比较高;因此推荐平开与固定窗组合使用,经济性价比高。(2)单元、阳台和户门的节能技术经过多年的发展,我国现在应用的单元、阳台和户门主要有木质、钢质、或木质、钢质复合保温门,另有部分在阳台使用的塑料门,其技术与产品性能基本能够满足工程实际需要。2、节能门窗技术应用中存在的问题随着先进地区和城市率先实施建筑节能率达到65%的第三步节能标准,应该采用气密性良好的更为先进高效的节能门窗(包括单元、阳台和户门);目前我国已经能够自己生产各类门和窗户,包括所需要的主要门窗框型材、玻璃、门芯板品种,性能也基本满足需要。但是大量使用的PVC塑料窗存在强度及刚性均较低,水密性、抗风压性和采光性能均较差,颜色单一且易变色,尺寸稳定性较差的缺点;而综合性能比较好的玻璃钢窗,钢塑、木塑和铝塑复合窗,断热铝合金窗等等价格由于价格偏高,影响了使用。门产品技术中存在内衬保温材料不达标、门构造不合理、长期稳定性差的问题。
、建筑节能在整个节能工作中占有极其重要的地位。我们知道建筑能耗在社会整个能源消耗中占到30%以上,建筑节能工作的好坏直接影响到整个节能工作特别是现有的许多大型公共建筑,数量特别巨大,能耗特别严重。目前,中国每年竣工的各类建筑的建筑面积约为20亿平方米,其中公共建筑约为4亿平方米。年初,建设部、国家发展改革委员会、财政部、监察部、审计署联合发布《关于加强大型公共建筑工程建设管理的若干意见》,要求新建大型公共建筑必须严格执行《公共建筑节能设计标准》和有关的建筑节能强制性标准,建设单位要按照相应的建筑节能标准委托工程项目的规划设计,项目建成后应经建筑能效专项测评,凡达不到工程建设节能强制性标准的,有关部门不得办理竣工验收备案手续。当今,绝大多数公共建筑有一个共性,就是采暖能耗、空调能耗特别高。在公共建筑全年能耗中,大约60%消耗于采暖和空调,而其中的20~50%由外围护结构传热所消耗。在围护结构方面,由于此类建筑大多数都要求具有良好的自然采光,因而,玻璃门窗设计得尺寸很大,窗墙比很高,或干脆设计成玻璃幕墙结构。玻璃与其优良的透光性能和特殊的质感在建筑上的运用是其它材料无法替代的。长久以来,由于玻璃材料本身的特性造成了玻璃自身的保温隔热性能差,不能满足现代建筑所要求的节能和舒适的要求。特别是那些大面积采用玻璃幕墙的大型公共建筑,过去,由于使用了不节能的普通钢化玻璃或普通中空玻璃制作幕墙,该部分建筑的能耗特别高,而且冬冷夏热很不舒适。随着玻璃深加工技术的发展,各种各样的节能玻璃象雨后春笋一样蓬勃发展。真空玻璃的出现超越了以往所有的节能玻璃品种,标志着真空玻璃节能时代即将到来。二、真空玻璃的基本结构真空玻璃是一种保温、隔声性能非常突出的高新技术产品真空玻璃是由两块平板玻璃,中间由微小支撑物将其隔开,玻璃四周用玻璃钎焊料封边,通过抽气口抽真空,然后封接抽气口保持真空层的一种结构。为了长久保持真空度,延长真空玻璃寿命,新立基公司生产的真空玻璃在真空腔内还放置了吸气剂。微小支撑物是外径0.5mm,厚度0.15 mm的金属环,由于体积微小,对人的视觉和玻璃的光学性能几乎没有影响。真空玻璃的保温原理和结构与保温瓶极为相似,建筑上使用真空玻璃就好象把建筑罩在一个巨大的保温瓶中,保温节能效果可想而知。三、真空玻璃的保温性能Low-E中空玻璃是目前市场上运用较为普遍、节能效果也很好的玻璃品种中空玻璃利用了空气导热系数低的特点。从传热学上讲空气虽然导热系数较小,但毕竟是要进行热传导,其它气体包括惰性气体也一样。中空玻璃由于存在着较大的空气传导热量,使得使用Low-E玻璃降低辐射热的最终保温隔热效果大为降低。只有真空状态才能消除热传导,使玻璃的综合传热性能优势充分发挥出来。常规真空玻璃产品系列中的真空玻璃保温。最好的Low-E中空玻璃和充氩气的Low-E中空玻璃的保温。通过对比真空玻璃和中空玻璃不难得出下述结论:1、真空玻璃热导随着所用原片的有效发射率的降低而迅速降低,中空玻璃热导降低的并不明显。2、如果Low-E玻璃发射率做得很低,比如0.05以下,辐射热导到了几乎可以忽略的地步,此时再降低Low-E玻璃发射率对中空玻璃来讲意义已经不大,但真空玻璃传热系数可以做到0.5W/m2.k,而充空气的中空玻璃传热系数只能做到1.60W/m2.k,充氩气的中空玻璃传热系数只能做到1.23 W/m2.k.3、就传热系数K值而言,真空玻璃K值只有充空气中空玻璃的三分之一,充氩气中空玻璃的二分之一,在不考虑太阳光辐射的情况下,比如,夜晚,真空玻璃比充空气的中空玻璃节能近70%,比充氩气的中空玻璃节能50%.4、在辐射热导可以忽略的情况下,真空玻璃热导的主要来源是支撑物热导0.5W/m2.k,随着科学技术的进步,有望进一步降低该数值,比如在玻璃强度提高的情况下,减小支撑物直径或增大支撑物的间距都有望大幅度减小热导;充空气(或氩气)的中空玻璃热导的主要来源是气体对流传热和气体导热,为2.1(或1.5) W/m2.k,该数值不可能再有下降。从发展的观点来看,在保温性能上真空玻璃将超越中空玻璃(或充氩气的中空玻璃)更多。5、由于真空玻璃的厚度通常只有中空玻璃厚度的一半,因此,真空玻璃的表观导热系数更显著地小于中空玻璃的表观导热系数。真空玻璃可以使用三块玻璃制成双真空层的真空玻璃,热阻增加一倍,热导降低一倍,而厚度在单真空层真空玻璃厚度的基础上只增加4mm,比中空玻璃还是薄。可以说在保温性能上,现阶段真空玻璃已经大大超越了中空玻璃,将来会超越得更多。四、真空玻璃的光学性能和隔热常规真空玻璃由两片玻璃组成,真空间隔层对太阳光谱是通透的,间隔层支撑物很小新立基公司所用支撑物为环形金属片,外径只有0.5mm,高度约0.15mm,即使按圆柱形考虑,每平方米约1600个支撑物对辐射的遮挡面积只有:1600×π×0.252=0.000314(m2),约占玻璃总面积的万分之三,故支撑物对辐射的遮挡作用可以忽略。我们知道,建筑上的传热除了要考虑温差因素引起的传热外,还要考虑太阳辐射因素。太阳辐射透过玻璃的能量与玻璃光学特性有直接关系。最重要的就是要考虑得热系数SHGC(太阳能总透射比)。严寒地区冬季寒冷,夏季凉爽,应多考虑冬季阳光的射入,以减少取暖热耗,选用得热系数大的真空玻璃对节能更为有利;夏热冬暖地区,夏季阳光强烈,气候炎热,冬季温暖,应多考虑遮阳,减少阳光的射入以节约制冷能耗,选用得热系数小的真空玻璃更为合理。五、真空玻璃工程实例1.天恒大厦工程天恒大厦2005年6月落成,位于北京东直门立交桥东南角,地上22层,地下4层,建筑高度89米,总建筑面积57000平方米,是一座具有5A智能系统的高级写字楼。 天恒大厦北侧有一面横隐框竖明框玻璃幕墙,西北角是一面横明框竖隐框,向内与垂直面倾斜15°的三角形玻璃幕墙。幕墙设计和施工单位是江苏省建伟幕墙装饰工程有限公司,两面幕墙所用玻璃全部是新立基公司提供的真空玻璃。玻璃最大尺寸为1985×1161mm(矩形),其西北角幕墙由于是三角形立面,所用玻璃很大部分是异形(梯形和三角形)。两面玻璃幕墙总面积约7000平方米,共用去真空玻璃3365块,合4848平方米。另外,大厦各种窗户所用玻璃也全部是新立基公司提供的真空玻璃。窗面积约2500平方米,用真空玻璃共用去1636块,合1540平方米。天恒大厦玻璃的传热系数(K值)和空气计权隔声量经国家建筑工程质量监督中心检测,A结构真空玻璃K值=1.0w/m2.k,B结构真空玻璃K值=1.2 w/m2.k.B结构真空玻璃空气计权隔声量Rw=36dB.天恒大厦幕墙玻璃采用FB双面复合中空的做法,除了能够使K值在NL真空玻璃的基础上进一步提高外,主要考虑了幕墙抗风压和人身安全方面的要求。与室内外空气接触的玻璃采用两块6 mm钢化玻璃,有效地承受了正负风荷载,室内钢化玻璃还有效防止了人的身体对玻璃的冲击可能引起的伤害并保护了玻璃的真空部分。2.清华大学超低能耗示范楼工程清华大学超低能耗示范楼落成于2005年3月,是北京市科委重点科研和“奥运科技专项”项目。该项目还是国家“十五”科技攻关项目“绿色建筑关键技术研究”的技术集成平台,用于展示和实验各种低能耗、生态化、人性化的建筑形式及先进的技术产品。超低能耗示范楼座落于清华大学校园东区,总建筑面积 2930m2,地下一层,地上四层。新立基公司的真空玻璃产品用于南立面幕墙玻璃和西面、北面的门窗玻璃。该工程幕墙部分共使用真空玻璃72块,合计74m2,最大玻璃尺寸为1982×1200mm;门窗部分共使用真空玻璃92块,合计50m2,最大玻璃尺寸为1356×964mm.幕墙设计施工单位是深圳市方大装饰工程有限公司,门窗制造和安装单位是日本YKKAP公司。玻璃结构见图3幕墙玻璃K值=1.0 w/m2.k,门窗玻璃由于在中空层玻璃上用一块低辐射镀膜玻璃代替了普通钢化玻璃,使得K值=0.9 w/m2.k.幕墙玻璃考虑到面积较大和承受正负风荷载的影响,内外两面均为钢化玻璃。门窗面积较小,除室内考虑人身可能的冲击使用5mm钢化玻璃外,朝向室外的玻璃未使用钢化玻璃。由于该幕墙为隐框幕墙,玻璃面积大,玻璃的自重和风压等荷载较大。六、节能效果试验和分析1、真空玻璃节能试验2003年冬季,在建筑科学院的协助下,进行了真空玻璃冬季节能效果试验。结果表明真空玻璃与中空玻璃相比有非常明显的节能效果。该试验所用真空玻璃为新立基公司的产品,当时常规真空玻璃的K值为1.4w/m2.k,复合真空玻璃的K值为1.2w/m2.k试验是在北京市马家堡选用的两个同样户型、面积、朝向,同一层相邻的两户新建单元房501、502室中进行。该户型的南向房间建筑面积15.12m2,北向房间为10.8m2.外墙为240mm,砖墙加60mm厚聚苯夹心石膏板保温。实验过程是502户的南北钢窗保持原样,仅把501户南北钢窗拆下,换成塑钢窗。这就形成501塑钢窗与502单玻钢窗(南向),双玻窗(北向)的对比试验。试验期间塑钢窗按需更换,分别为中空玻璃(N4+A9+N4),常规真空玻璃(N3+V+L4 )、复合真空玻璃(N3+V+L4+A9+N3)。试验的测量元件采用热流计和铜—康铜热电偶测温元件。测量元件布置在窗玻璃、窗框、阳台门肚板和房间的各内外墙上,通过BXSCC-1型便携式数据采集和处理系统,每小时检测一次。试验从2002年12月11日开始采集,至2003年元月9日为止,共取得22昼夜实测数据。试验期间,南向阳台门窗户全部打开,使试验窗直接面临室外气候。房间房门关闭,室内供暖没有控制。试验遇到北京多年未遇寒冷天气,连续几天下雪阴天,曾测量到日平均气温-7.9℃。日最低气温达-9.3℃的严寒天气。针对上述气候状况,采用南向有阳光,北向无阳光和阴天三种工况来统计试验结果。试验大部分时间室外的平均气温低于节能规范,即北京地区采暖期间室外日平均气温为-1.6℃。2、天恒大厦节能效果分析以天恒大厦为例,假设该大厦分别采用白玻、普通中空玻璃、热反射玻璃、热反射中空玻璃、Low-E中空玻璃、标准真空玻璃组合双中空六种情况,进行耗能比较。并对真空玻璃节能经济效益作估算。以国内某玻璃企业生产的白玻、普通中空玻璃、热反射玻璃、热反射中空玻璃、Low-E中空玻璃和新立基公司为天恒大厦生产的真空玻璃参数为根据进行计算。公务员之家结论(1)从全年节能来分析,复合真空玻璃比其它玻璃节能,最低的达28%,最高可达72%.(2)北京属于寒冷地区,冬季复合真空充分发挥了节能优势。但夏天节能却不如热反射中空玻璃,其原因是真空玻璃的遮蔽系数较高,但降低其遮蔽系数又会影响室内采光和冬季太阳辐射进热。遮蔽系数应取合适值。从全年节能来看复合真空比热反射中空节能36%.(3)与其它各种玻璃比较,采用复合真空,可节能、省电、节省电费开支,最低62万元/年,最高424万元/年,经济效益十分明显。同时由于节能,可节省发电燃煤,减少环境污染,保护地球,造福人类。(4)由于节省能源费用,对于单片玻璃,使用真空玻璃当年即可收回投资,即使对于Low-E中空2年内也可基本收回多付出的投资成本。七、结束语天恒和清华工程分别落成于2005年9月和2005年3月,为两个工程提供的真空玻璃的生产时间是在2004年下半年。事实上,新立基公司真空玻璃的生产技术在这两年里又有了新的发展,产品质量也有了很大的提高。第一,Low-E玻璃作为生产真空玻璃的原片,质量有了很大提高。南方玻璃集团和皇明太阳能有限公司的离线硬膜Low-E玻璃的辐射率都做到了0.11以下,这为大幅度降低真空玻璃的传热系数,提高真空玻璃的保温性能作出了重要贡献。以上两个工程NL真空玻璃部分的传热系数为1.3w/m2.k左右,而目前NL真空玻璃的传热系数已经可以做到0.85w/m2.k,LL真空玻璃的传热系数已经可以做到0.70w/m2.k.第二,研制成功了具有国内专利的夹层真空玻璃,使得真空玻璃又多了一个安全玻璃品种。第三,真空腔内置入了吸气剂,使得真空玻璃寿命得到延长。第四,开发出新一代真空玻璃快速热阻测定仪,使得真空玻璃性能得到更好的检验,质量得到了更有效的保证。我们相信,真空玻璃事业在我国还只是刚刚起步,未来一定有巨大的成长空间。
建筑是用能大户,建筑节能是发展建筑业的需要。一、节能住宅的概念随着能源危机的出现,越来越多的开发商开始重视节能住宅。节能住宅需要通过对建筑的合理设计、合理选材,最大限度的把室内自然温度控制在人体舒适温度范围内,从而为居住者提供健康、舒适、环保的居住空间,降低建筑物的运行能耗。北京锋尚在国内率先整合了欧洲先进的技术系统为一体,建造的高舒适度、低能耗住宅,达到了发达国家的居住标准。其核心技术概括为八大子系统:第一,混凝土采暖制冷系统。该系统是将聚丁烯(PB)盘管预埋在钢筋混凝土中,夏季管中送20℃、冬季送28℃的水,能使室内温度保持在20℃-26℃的合适范围内。第二,健康新风系统。通过统一空气净化和冷热处理后新风经“下送上回”进入室内,无须开窗即可保持新鲜空气不断更换。第三,外墙系统。外墙采用欧洲标准加厚外保温方式,能有效阻挡冷热辐射和雨雪侵蚀。外饰面采用干挂砖墙面,干挂砖幕墙与保温板之间有一个流动空气层,可以保持保温板的干燥。第四,外窗系统。窗采用德国SCHUCO断热铝合金窗和LOW-E低辐射中空玻璃。第五,屋面及地下系统。对屋面及地下墙体的特殊处理,保证了顶层和一层与标准层舒适度的均好性。第六,防噪音系统。通过外墙系统、ALULUX卷帘、楼板处理、同层后排水系统,防止来自室外、楼上、下水道的噪音。第七,垃圾处理系统。垃圾处理系统有中央吸尘、食物垃圾处理和可回收分类垃圾周转箱三部分组成。第八,水处理系统。小区设中水处理系统,将社区生活用水处理用于浇灌绿地、冲洗和补充人工湖水。二、国外节能已成风尚:在国外,建筑师采用多种形式和方法来节能:(1)、资源回收利用: 日本1997年建成了一栋实验型“健康住宅”。除了整个住宅尽可能选对人体无害的建筑材料外,墙体还被设计成双重结构,每个房间建有通风口,整个房屋系统的空气采用全热交换器和除湿机进行循环。全热交换器能够有效地回收热量并加以再次利用,其过滤器可有效地收集空气中细小的尘埃,从而能够抑制霉菌等过敏生物繁殖。这种资源的回收利用,不仅变废为宝,而且减少了环境污源,节约了能源。(2)、新能源开发利用:德国建筑师塞多·特霍尔斯建造了一座能跟踪阳光的太阳房屋。房屋被安装在一个圆盘底座上,由一个小型太阳能电动机带动一组齿轮。房屋底座在环形轨道上以每分钟转动3cm的速度随太阳旋转。当太阳落山以后,该房屋便反向转动,回到起点位置。它跟踪太阳所消耗的电力仅为房屋太阳能发电功率的1%,而所吸收的太阳能则相当于一般不能转动的太阳能房屋的2倍。三、中国建筑能耗基本情况我国的建筑能耗量约占全国总用能量的1/4,居耗能首位。近年来我国建筑业得到了快速的发展,需要大量的建造和运行使用能源,尤其是建筑的采暖和空调耗能。据统计,1994年全国仅住宅建筑能耗在基本上不供热水的情况下为1.54×108t标准煤,占当年全社会能源消耗总量12.27×109t标准煤的12.6%。目前每年城镇建筑仅采暖一项需要耗能1.3×108t标准煤,占全国能源消费总量的11.5%左右,占采暖区全社会能源消费的20%以上,在一些严寒地区,城镇建筑能耗高达当地社会能源消费的50%左右。与此同时,由于建筑供暖燃用大量煤炭等矿物能源,使周围的自然与生态环境不断恶化。在能源的利用过程中,化石类燃料燃烧时排放到大气的污染物中,99%的氮氧化物、99%的CO、91%的SO2、78%的CO2、60%的粉尘和43%的碳化氢是化石类燃料燃烧时产生的,其中煤燃烧产生的占大多数。燃煤产生的大气污染物中SO2占87%、氮氧化物占67%,CO2占71%,烟尘占60%。由于我国是主要以煤而不是以油、气等优质能源作为主要能源消耗的国家,每年由于燃烧矿物燃料向地球大气排放的二氧化碳仅次于美国居世界第二,预计到2020年,中国将取代美国成为世界二氧化碳排放第一大国。因此,中国对于全球气候变暖承担着重大的责任,而作为耗能大户的建筑,其节能也就成为关系国计民生的重大问题。四、住宅设计最基本的节能意识:新疆冬季严寒漫长,因此,住宅建筑设计中,主要空间朝向南,或向南偏东,或向南偏西,历来被认为是合理的设计,这是最基本的节能意识在住宅建筑设计中的应用。在我国的大部分冬冷夏热地区住宅的总体规划和单体设计中,为住宅的主要空间争取良好朝向,满足冬季的日照要求,充分利用天然能源,无疑是最基本的改善住宅室内热环境的设计,是最基本的五、节能设计思路(一)建造内保温复合节能墙体复合节能墙体通常由绝热材料与传统墙体材料或某些新型墙体材料复合而成。如果绝热材料复合在建筑物外墙的内侧,则称为内保温复合墙体。1.墙体结构层:系指混凝土现浇或预制品的外墙,内浇外砌或砖混结构的外砖墙。以及诸如承重多孔砖外墙等其他承重外墙。2.空气层:空气在0℃时导热系数为0024VV/(m·k)。在25℃±5℃时为00256W/(m·k),即使在200℃的情况下仍有00:384 W/(m·k)。由此可见,空气也是一种优良的保温材料。因此,在建筑物中常用材料围成的空气隔离层,不但可以保温隔热。而且具有切断液态水份的毛细渗透、防止保温材料受潮的功能,因为一般外侧墙有吸水能力,而其内表面常因温度低而出现的冷凝水。可被结构材料吸入且不断向室外转移和散发。3.保温隔热层:这是节能墙体的主要功能部分,常用绝热材料可分为有机、无机 金属等三大类。出于导热系数、抗压强度、蒸汽渗透率、燃烧性能等方面的考虑。此处选用挤塑型聚苯板(XPS)为保温材料。玻璃幕墙是指由支承结构体系与玻璃组成的、可相对主体结构有一定位移能力、不分担主体结构所受作用的建筑外围护结构或装饰结构。有单层和双层玻璃的墙体。反光绝缘玻璃厚6毫米,墙面自重约40kg/㎡,有轻巧美观、不易污染、节约能源等优点。幕墙外层玻璃的里侧涂有彩色的金属镀膜,从外观上看整片外墙犹如一面镜子,将天空和周围环境的景色映入其中,光线变化时,影像色彩斑斓、变化无穷。在光线的反射下,室内不受强光照射,视觉柔和。中国1983年首次在北京长城饭店工程中采用。去过美国纽约的人大凡会被其繁华的都市风貌所折服,那高耸入云的摩天大楼蔚为壮观,而其通体的玻璃幕墙映衬出空明的蓝天和飘舞的白云,更为之增添了绚丽的色彩。那么,玻璃幕墙是怎么做成的呢?玻璃幕墙是指作为建筑外墙装潢的镜面玻璃,它是在浮法玻璃组成中添加微量的Fe、Ni、Co、Se等,并经钢化制成颜色透明板状玻璃,它可吸收红外线,减少进入室内的太阳辐射,降低室内温度。它既能像镜子一样反射光线,又能像玻璃一样透过光线。现代化高层建筑的玻璃幕墙还采用了由镜面玻璃与普通玻璃组合,隔层充入干燥空气的中空玻璃。中空玻璃有两层和三层之分,两层中空玻璃由两层玻璃加密封框架,形成一个夹层空间;三层玻璃则是由三层玻璃构成两个夹层空间。中空玻璃具有隔音、隔热、防结霜、防潮、抗风压强度大等优点。据测量,当室外温度为-10℃时,单层玻璃窗前的温度为-2℃,而使用三层中空玻璃的室内温度为13℃。而在夏天,双层中空玻璃可以挡住90%的太阳辐射热。阳光依然可以透过玻璃幕墙,但晒在身上大多不会感到炎热。使用中空玻璃幕墙的房间可以做到冬暖夏凉,极大地改善了生活环境。[编辑本段]分类与构成1. 明框玻璃幕墙明框玻璃幕墙是金属框架构件显露在外表面的玻璃幕墙。它以特殊断面的铝合金型材为框架,玻璃面板全嵌入型材的凹槽内。其特点在于铝合金型材本身兼有骨架结构和固定玻璃的双重作用。2. 隐框玻璃幕墙隐框玻璃幕墙的金属框隐蔽在玻璃的背面,室外看不见金属框。隐框玻璃幕墙又可分为全隐框玻璃幕墙和半隐框玻璃幕墙两种,半隐框玻璃幕墙可以是横明竖隐,也可以是竖明横隐注。隐框玻璃幕墙的构造特点是:玻璃在铝框外侧,用硅酮结构密封胶把玻璃与铝框粘结。幕墙的荷载主要靠密封胶承受。3.点支式玻璃幕墙点支式玻璃幕墙是近年来新出现的一种支承方式。但一经出现,在城市发展很快。下面对这种较新型的支承方式作一介绍:1.点式玻璃幕墙的分类按照支承结构的不同方式,点式玻璃幕墙在形式上可分为以下几种:(1)金属支承结构点式玻璃幕墙这是目前采用最多的一种形式,它是用金属材料做支承结构体系,通过金属连接件和紧固件将面玻璃牢固地固定在它上面,十分安全可靠。充分利用金属结构的灵活多变以满足建筑造型的需要,人们可以透过玻璃清楚地看到支承玻璃的整个结构体系。玻璃的晶莹剔透和金属结构的坚固结实,“美”与“力”的体现。增强了“虚”、“实”对比的效果。(2)全玻璃结构点式玻璃幕墙通过金属连接件及紧固件将玻璃支承结构(玻璃肋)与面玻璃连成整体,成为建筑围护结构。施工简便造价低,玻璃面和肋构成开阔的视野,使人赏心悦目,建筑物室内、外空间达到最大程度的视觉交融。(3)拉杆(索)结构点式玻璃幕墙采用不锈钢拉杆或用与玻璃分缝相对应拉索做成幕墙的支承结构。玻璃通过金属连接件与其固定。在建筑中充分运械加工的精度,使构件均为受拉杆件,因此,施工时要加以预应力,这种柔接可降低震动时玻璃的破损率。2.建筑点式玻璃幕墙的主要组成部分(1)支承体系 支承体系是将面玻璃所受的各种荷载直接传递到建筑主构上。因此,它是主要受力构件,一般是根据承受的荷载大小和建筑造型来结构形式和材料,如玻璃肋、不锈钢立柱、铝型材柱或加上适当的防腐、防面处理的钢析架、钢立柱及不锈钢拉杆(索)等。(2)金属连接件金属连接件包括固定件(俗称爪座和爪子)和扣件。固定件通常用不锈普通钢铸造而成,而扣件则是不锈钢机加工件。考虑到金属相容性,爪座必须采用与支承体系相同的材质,或使用机械固定。金属连接件是建筑点式技术的精华所在。它把面玻璃固定在支承结构上不仅产生玻璃孔边缘附加应力,而且能够允许少量的位移来调节由于建筑安装带来的施工误差,同时还有减震措施以提高抗震能力,因此设计时考虑的因素是多方面的。(3)金属连接件还产生显著的装饰效果,因此它除满足功能上的要求之外,还要有优美的造型设计和精细的加工制造,起“画龙点睛”的作用。3.玻璃(1)建筑点式玻璃幕墙所用的玻璃,由于钻孔而导致孔边玻璃强度降低约30%,因此建筑点式玻璃幕墙必须采用强度较高的钢化玻璃(钢化玻璃的抗冲击强度是浮法玻璃的3-5倍,抗弯强度是浮法玻璃的2-5倍)注,钢化玻璃另一个重要特性是使用安全,在遇到较大外力而破坏时产生无锐角的细小碎块(俗称”玻璃雨”),不易伤人。当地处北方的建筑物或对保温隔热有较高要求的建筑物,往往采用中空玻璃,它是在两片玻璃之间有一干燥的空气层或惰性气体层,中空玻璃能大幅度提高保温隔热性能的原因是玻璃的传热系数K值为0.8w/(m2.K),而空气的K值为0.03w/(m2.K)注,惰性气体就更低了。由于人口的增加,工业的发展,生活水平的提高,能源的消耗也就急剧增加,能源危机迫在眉睫。因此,各行各业提出了节能的要求,节约二次能源--电能,也就成为民用建筑电气设计的焦点。建筑电气设计节能的原则建筑电气节能应坚持以下三个原则:1. 满足建筑物的功能即满足照明的照度、色温、显色指数;满足舒适性空调的温度及新风量,也就是舒适卫生;满足上下、左右的运输通道畅通无阻;满足特殊工艺要求,如娱乐场所的一些电气设施的用电,展厅的工艺照明及电力用电等。2.考虑实际经济效益节能应按国情考虑实际经济效益,不能因为节能而过高地消耗投资,增加运行费用。而是应该让增加的部分投资,能在几年或较短的时间内用节能减少下来的运行费用进行回收。3.节省无谓消耗的能量节能的着眼点,应是节省无谓消耗的能量。首先找出哪些地方的能量消耗是与发挥建筑物功能无关的,再考虑采取什么措施节能。如变压器的功率损耗,传输电能线路上的有功损耗都是无用的能量损耗,又如量大面广的照明容量,宜采用先进技术使其能耗降低。因此,节能措施也应贯彻实用、经济合理、技术先进的原则。建筑电气节能的途径1.减少变压器的有功功率损耗变压器的有功功率损耗如下式表示:△Pb=Po+Pkβ2其中:△Pb--变压器有功损耗(KW);Po--变压器的空载损耗(KW);Pk--变压器的有载损耗(KW);β--变压器的负载率。Po部分为空载损耗又称铁损,它是由铁芯的涡流损耗及漏磁损耗组成,是固定不变的部分,大小随矽钢片的性能及铁芯制造工艺而定。所以,变压器应选用节能型的,如S9、SL9及SC8等型油浸变压器或干式变压器,它们都是采用优质冷轧取向矽钢片,由于"取向"处理,使矽钢片的磁畴方向接近一致,以减少铁芯的涡流损耗;45°全斜接缝结构,使接缝密合性好,以减少漏磁损耗。Pk是传输功率的损耗,即变压器的线损,决定于变压器绕组的电阻及流过绕组电流的大小,即负载率β的平方成正比。因此,应选用阻值较小的绕组,可采用铜芯变压器。从Pkβ2用微分求它的极值,在β=50%处每千瓦的负载,变压器的能耗最小。因此,在80年代中期设计的民用建筑,变压器的负载率绝大部分在50%左右,在实际使用中有一半变压器没有投入运行,这种做法有的设计人员一直沿袭至今。但是,这仅是为了节能,而没有考虑经济价值。举下例可看出其不可取的程度。SC3-2000KVA的变压器,当β=50%时相对于β=85%时可节能为P=16.01×(0.852-0.52)=7.56KW,按商场最高用电小时计:每天12小时,365天全营业,则总节约电能:W=7.56×12×365=33113KW•h。按营业性电价每度0.78元计,则每年节约:33113×0.78=25828元。按每千瓦的初装费投资:2000KVA变压器应是大型民用建筑,必然双电源进线,则初装费每KVA为2240元,每年节能省下的电费只能提供(25828/2240=11.53)11.53KVA的初装费。还有988.5KVA的初装费,加上由于加大变压器容量而多付的变压器价格,由于变压器增加而使出线开关柜、母联柜增加引起的设备购置费,安装上述设备使土建面积增加而引起的土建费用,这是笔相当可观的投资,还没有计及折旧维护等费用。由此可见,取变压器负载率为50%是得不偿失的。事实上50%负载率仅减少了变压器的线损,并没有减少变压器的铁损,因此也不是最节能的措施。计及初装费、变压器、低压柜、土建的投资及各项运行费用,又要使变压器在使用期内预留适当的容量,变压器的负载率应在75%~85%为宜。这样也可以做到物尽其用,因为变压器绝缘的使用年限满负荷计为20年,20年后可能有更好的变压器问世,这样就可以有机会更换新的设备,才能使该建筑总趋技术领先地位。为减小变压器损耗,当容量大而需要选用多台变压器时,在合理分配负荷的情况下,尽可能减少变压器的台数,选用大容量的变压器。例如需要装机容量为2000KVA,可选2台1000KVA,不选4台500KVA。因为选用前者可节能:△P=4×(1.6+4.44)-2×(2.45+7.45)=4.36KW(全按β=100%计,同等条件,SC3变压器)。在变压器选择中,能掌握好上述三点原则,即满足了节约能源,又经济合理的原则。减少线路上的能量损耗由于线路上存在电阻,有电流流过时,就会产生有功功率损耗。其公式如下:△P=3IΦ2R×10-3(KW)式中:IΦ--相电流(A)R--线路电阻(Ω)例如,在L=100m的VV-3×50+2×25的电缆上传输60KW,cosφ=0.8的电能,其有功损耗量,可由以下步骤求得:IΦ=60×103/(×380×0.8)=113.6A芯线温度70℃的50mm2铜芯线每公里电阻R0=0.44,则R=0.1×0.44=0.044(Ω)△P=3×113.62×0.044×10-3=1.704KW从以上可看到,线路上的功率损耗相当于每6m的线路上安一个100W的灯泡。在一个工程中,线路左右上下纵横交错,小工程线路全长不下万米,大工程更是不计其数,所以线路上的总有功损耗是相当可观的,减少线路上的能耗必须引起设计重视。线路上的电流是不能改变的,要减少线路损耗,只有减小线路电阻。线路电阻R=P×L/s,即线路电阻与电导P成正比,与线路截面S成反比,与线路长度L成正比,因此减少线路的损耗应从以下几方面入手。应选用电导率较小的材质做导线。铜芯最佳,但又要贯彻节约用铜的原则。因此,在负荷较大的二类、一类建筑中采用铜导线,在三类或负荷量较小的建筑中采用铝芯导线。减小导线长度。首先,线路尽可能走直线,少走弯路,以减少导线长度;其次,低压线路应不走或少走回头线,以减少来回线路上的电能损失;第三,变压器尽量接近负荷中心,以减少供电距离,当建筑物每层平面在10000m2左右时,至少要设两个变配电所,以减少干线的长度;第四,在高层建筑中,低压配电室应靠近竖井,而且由低压配电室提供给每个竖井的干线,不至于产生支线沿着干线倒送的现象。亦即低压配电室与竖井位置的布局上应使线路都分向前送,尽可能减少回头输送电能的支线。增大导线截面。首先,对于比较长的线路,除满足载流量、热稳定、保护的配合及电压损失所选定的截面,再加大一级导线截面,所增加的费用为M,由于节约能耗而减少的年运行费用为m,则M/m为回收年限,若回收年限为几个月或一、二年,则应加大一级导线截面。一般而言,导线截面小于70mm2,线路长度超过100m的增加一级导线截面比较容易实现上述条件。其次,利用某些季节性负荷的线路,这些用户不用时,可提供给常期用户作供电线路使用,以减少线路和电阻。例如,将空调风机、风机盘管与照明、电开水等计费相同的负荷,集中在一起,采用同一干线供电,既可便于用一个火警命令切除非消防用电,又可在春秋两季空调不用时,使同样大的干线截面传输较小的电流,从而减小了线路损耗,这就相当于充分利用了季节负荷的线路。在设计中,认真落实上述三条措施,就可减少线路上的能量损耗,达到了线路节能的目的。提高系统的功率因数提高系统的功率因数,减少无功在线路上传输,以达到节能的目的。为什么常提到负荷平稳的电动机可采用就地补偿,因为负荷变动时电机端电压也变化,使电容器没有放完电又充电,这时电容器会产生无功浪涌电流,使电机易产生过电压而损坏。因此,断续负载,如电梯、自动扶梯、自动步行道等不应在电动机端加装补偿电容器;另外,如星三角起动的异步电动机也不能在电动机端加装补偿电容器,因为它起动过程中有开路闭路瞬时转换,使电容器在放电瞬间又充电,也会使电机过电压而损坏。在民用建筑中应改变电容器集中安装的做法,对容量超过10KW的风机、水泵、传送带等电动机端设置就地补偿装置,空调主机及冷冻泵等常在其附近设专用变配电所,可以集中补偿,但若供电距离超过20m时也最好采用就地补偿。电动机就地补偿装置的接线有二种方式,一是并接在热元件的一次线后,热元件的整定电流应按补偿后的电机工作电流计,这种接线适合新安装的电机;另一种是装补偿电容器在接触器主接点之后,热元件一次线圈之前,热元件的整定电流就不计补偿的影响,这适合于进行改造的电机接线,这样做可使电容器与电动机一起投切。处理好上述三部分,即减少自然无功、无功补偿及补偿装置的安装地点,就可以实现合理的选择无功补偿方式而达到节能的目的。照明部分的节能因为照明用量大而面广,因此,照明节能的潜力很大,应从下列几方面着手:采用高效光源。白炽灯过去用得最广泛,因为它便宜,安装维护简单,它致命的弱点是发光率太低,因此目前常被各种发光率高,光色好,显色性能优异的新光源取代。表1列出了各种光源每W的光通量�Lm�。从表中可以看出低压钠灯和高压钠灯的发光率最高,但由于色温低,光色偏暖,显色指数在40~60之间,颜色失真度大,只能在路灯或广场照明用,其中显色指数在60的高显色性钠灯可与汞灯组成混合灯,用于工厂及体育馆照明,这也是量大面广的照明部分;发光率很高的金属卤化物灯,三基色荧光灯及稀土金属荧光灯,由于色温范围广,自3200K~4000K,光色选择性好,显色指数又高,可达80~95,颜色失真度小,尤其金属卤化物灯对人的皮肤显色性特别好,因此除用作商场、展厅的照明外,还广泛用在车站的候车室、码头的候船室、航空港的候机楼以及舞台的灯光照明等;一般荧光灯及稀土金属荧光灯可用在写字楼、住宅的照明;荧光高压汞灯、自整流高压汞灯、钠灯及三者组合的混光灯常用于生产厂房的照明。尽量不用或少用白炽灯,只有在局部艺术照明或防止高频光谱照射的古董字画照明中才使用,虽然它光色好,显色指数最高,但达不到节能的目的。建筑物尽量利用自然采光,靠近室外部分的建筑面积,应将门窗开大,采用透光率较好的玻璃门窗,以达到充分利用自然光的目的。凡是可以利用自然光的这部分的照明,可采用按照度标准检测现场照度,进行灯光自动调节。对气体放电灯,采用灯光无级自动调节,即调节灯丝从而达到调光的目的。但其代价太高,每套36W的灯管需要增加2000元~3000元的投资,而节省下来的电能,其电价是有限的,因为这仅在白天日照强时(一般在上午10时到下午3~4点钟 这段时间内)可减少一点人工照明,每支灯充其量节能25%,每天按12小时计,每年按365天计,则节省运行费用:m=36×0.25×12×365×0.78×10-3=30.7元所以增加控制的投资需要2000~3000/30.7=65~97年才能回收,这是没有实用意义的。在工作照明中采用这种调光方案是不可取的。它只适宜用于特殊条件下,如气象台、导航站等小面积控制室,要求室内的照度与室外自然光自然协调的环境,才可采用这种调光设备。另外,这种调光设备用于稀土金属荧光灯,其频闪效应使人眼不易接受。对于可以充分利用自然光而且需要调光的场合,可采用分组分片自动开停的控制方案,虽然会有突变过程,但不会影响视力,也不会影响人的情绪,是可取的方式。对长期需要开停,但又要按人流的多少自动调整照度的场合,在增加投资不多的情况下,对荧光灯可利用调压的方式,固定几级调节,如北京地铁采用澳大利亚的调光设备就是如此。荧光灯采用调电压调光,其节能效果并不显著。因为,气体放电灯的发光是靠离子在高电压下产生碰撞,达到一定能级而使荧光粉发光,因此光通量并不与电压成正比,电压下降10%,光通量差不多下降30%~40%,电压下降30%,灯会全熄。因此,气体放电灯采用调压方式调光,在实际工程中也很少采用。照明节能中,除了满足照度、光色、显色指数外,应采用高效光源及高效灯具,对能利用自然光部分的灯具或可变照度的照明采用成组分片的自动控制开停方式,可达到照明节能的效果。电动机在运行过程中的节能在建筑电气中的电动机都是与暖通、水道、建筑等工种的设备配套的,由设备制造厂商统一供应的。因此,其节能措施只能贯彻在运行过程中,除了上述的用就地补偿电容器以减少线路由于输送超前无功而引起的有功损耗外,还应减少电机轻载和空载运行。因为,在这种情况下,电机的效率是很低的,消耗的电能并不与负载的下降成正比。采用变频调速器,使其在负载下降时,采用变频的方式,自动调节转速,使其与负载的变化相适应。采用这种方式,可提高电机在轻载时的效率,达到节能的目的。但是,这种设备的价格仍偏高,因此在应用中受到一定的限制。另一种节能方式是采用软起动器,软起动器设备是按起动时间逐步调节可控硅的导通角,以控制电压的变化。由于电压可连续调节,因此起动平稳,起动完毕,则全压投入运行。此设备也可采用测速反馈、电压负反馈或电流正反馈,利用反馈信息控制可控硅导通角,以达到速度随负载的变化而变化。它可用在电动机容量较大,又需要频繁起动的设备,以及附近用电设备对电压的稳定要求较高的场合。因为它从起动到运行,其电流变化不超过三倍,可保证电网电压的波动在所要求的范围内。但它是采用可控硅调压,正弦波未导通部分的电能全部消耗在可控硅上,不会返回电网。因此,它要求散热、通风措施完善。其价格比变频器便宜,在水泵系统中的大容量电动机的控制设备中可以应用。民用建筑的节能潜力很大,应在设计中精心考虑。但是在选用节能的新设备上,应具体了解其原理、性能、效果,从技术、经济上进行比较后,再选定节能设备,以达到真正节能的目的。