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施工图审查机构应在设计阶段,重点审查施工图设计文件是否严格执行民用建筑节能强制性标准的规定,对于不符规定的,不应忽视,应指导督促建设单位改正;建设主管部门要把好发证关,对施工图设计文件经审查不满足强制性标准的,不得颁发施工许可证。
在建阶段,建设单位不得要求设计单位、施工单位违反节能强制性标准进行设计、施工。当然,设计人员要保持职业操守,严格执行强制性标准,不应为了降低成本而曲意理解规范要求,抱着侥幸的心理进行设计。施工单位不应迎合建设单位的违规行为,对国家和社会造成实质性的损害。对于违规操作的建设单位、设计单位、施工单位、工程监理单位及其注册执业人员必须严厉处罚。
竣工验收时,建设主管部门应当重点查验建筑物是否满足节能强制性标准;对不满足强制性标准的,不得出具竣工验收合格报告。
2加强节能技术和节能产品的开发应用和推广
建筑节能涉及到建筑物的方方面面,建筑围护结构的保温隔热性能、设备的能效、新能源的利用、用水用地等等。
①建筑节能最有效的手段是提高建筑围护结构的保温隔热性能。
建筑围护结构保温隔热性能的优劣是影响建筑能耗最直接的因素,所以,建筑节能的最有效手段就是提高建筑围护结构的热工性能。
外墙、屋顶和外窗是建筑围护结构最主要的三个部分。在楼盘销售时,销售人员往往重点推荐外墙保温系统,而且将大飘窗、大幅落地窗、大阳台作为房屋的卖点,其实外窗是整个建筑围护结构中影响节能的最重要因素,外墙保温系统起到的作用还次于外窗。我们在对常州一些使用玻璃幕墙的大楼用电情况进行调研时发现,这些大楼的用电量明显要大,而且很多大楼考虑对外墙进行改造以降低用电量。外窗散热量占建筑护结构总散热量的50%以上,它是建筑围护结构热工性能最薄弱的环节。因此,控制窗墙比并且提高窗户的保温隔热性能,是提高建筑护结构节能指标的有效途径。一方面,设计人员和建设单位不应单纯追求立面效果,过多的使用玻璃材料,应在保证采光通风前提下,控制窗墙比,减少外窗传递的热量;另一方面,应使用新型玻璃材料和推广应用新型节能门窗,比如双层中空玻璃和新型太阳能遮阳系统的应用。比如常州朗诗国际街区采用了合金遮阳外窗,直接反射日照,大大降低日光热辐射。
外墙应采用低热转移值的外墙材料,采用新型节能墙体材料,如加气混凝土砌块、新型建筑模网、外墙保温材料等。江苏省是全国较早实行强制性外墙保温的省份,根据笔者对常州采用的外墙保温体系的研究,在炎热天气,采用外墙保温的居室,空调用电量比无保温措施的居室大约节约20-25%。
屋顶应当采用传热系数、热惰性指标符合标准的、高效的保温隔热屋面,层数不高的建筑物,应尽可能安装屋顶太阳能热水系统。比如蚌埠怡康新都花苑,其多层和小高层均预装太阳能,17层的住宅八层以上预装太阳能热水器,降低了屋顶直接受热,同时合理利用新能源。
②建筑节能最直接的办法是采用节能设备。比如无机房的电梯比有机房的电梯要省电,公共照明使用节能灯更省电,能效比高的空调或采暖设备更省电,地源热泵利用地下水调控室温起到节能的效果等等,我们不应单纯考虑节省建设成本而使用能耗大的产品,应综合权衡经济效益和节能两者厉害关系,尽量采用那些节能设备。
比如南京和常州的朗诗国际街区采用的“地源热泵”,通过利用地下水作为热源,较深的地下水常年恒温,冬季时地下水远高于室外温度,夏季时低于室外温度。根据国外经验,地源热泵运行费用较低,增加的初投资可在3~7年内收回,在整个服务周期内地源热泵系统的平均费用将低于传统的空调系统。
③强化太阳能等新能源新技术的应用是节能趋势。太阳能热水系统,既节能环保,又方便安全。太阳能是取之不尽、用之不竭的清洁能源,我国已把开发太阳能利用作为实现可持续发展战略的有效措施之一。地方政府也越来越重视太阳能的应用推广,比如江苏省明确规定“从2008年1月1日起省内城镇区域新建的12层以下住宅及新建、改扩建的酒店、商住楼等公共建筑,都必须统一安装太阳能热水系统。”
比如日本冲绳县系满市的新市政厅大楼采用的太阳能光电板技术。这幢6层大楼的建筑面积大约6000平方米,大楼的南立面和屋顶大面积安装了太阳能光电板,光电板与其他结构相配合,组成了水平和竖直两个方向的遮阳体系。这套太阳能发电系统为大楼提供了大约12%的用电,而且光电板还能起到遮阳效果,使得大楼空调负荷降低大约25%。两个采光中庭设计在大楼中心,既保证了大楼的自然采光,也强化了自然通风的效果。根据使用评估核算,这些节能措施为大楼一次能源降低能耗约19%。
④建立节水系统是必要的补充。在住宅建设规划时,要合理的将生活废水与厕所冲水的管线分开布线,对生活废水实行回收并处理,再循环进入冲厕所的管线,或用其进行园区绿化的灌溉,形成一个节约用水的小环境。
摘要:本文主要阐述了民用建筑节能的两个原则,一是从源头遏制能源的过度消耗,对新建建筑节能全过程做好监管;二是加强节能技术和节能产品的开发应用和推广。
关键词:建筑节能;监管;节能技术
参考文献:
[1]吕晋梁.建筑节能浅论[J].太原科技.2006,(7).
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建筑工程节能技术的发展,能够实现建筑行业对资源的有效保护,使建筑行业从资源消耗、浪费的角色转变成为节约能源的角色,实现绿色建筑行业的有效发展。能源危机的出现已经严重影响了人类的正常生活,建筑行业在节能技术方面的发展,能够有效缓解其在能源方面的过量需求,这对加强资源保护,缓解能源危机具有重要意义。
1.2提升施工水平,推动行业发展
在现代建筑工程建设当中,节能技术的有效应用不仅能够实现对能源的有效节约,还可以在施工水平进步上起到重要作用。在节能技术、节能材料的影响下,很多原本较为困难的施工环节都变得简单,原本笨重的建筑材料也被轻便的节能环保材料所取代,这在建筑施工过程中有效的降低了施工难度,提升了施工水平。从建筑行业的长远发展角度来看,只有施工技术的不断进步与创新,才能保证建筑行业良好的成长动力,所以说节能技术的有效应用在推动建筑行业发展方面也起到了关键性作用。
1.3实现资源节约,促进经济发展
建筑节能技术的最基本意义就是能够实现对资源的有效节约。随着人口增长、生活需求增大,资源紧缺问题日益严重。建筑行业作为资源使用率最大的行业,其在施工过程中不仅会使用大量资源,还会造成资源浪费。节能技术的有效应用,能够有效转变建筑行业在现代社会资源应用环节中的地位,使其从“能源消耗大户”变为“能源节约大户”,这种资源上的节约不仅提升了建筑工程的建设效益,还能提升资源利用效率,使节约的资源应用到更多行业中,提升资源的经济效益,从而为促进经济发展提供支持。
1.4推动环境保护,提升生活质量
环境是人类生存的基础,在社会工业快速发展背景下,环境遭到了严重破坏,并已经危及到人类的生活安全。建筑行业作为社会工业当中的一部分,实现节能发展帮助其从环境污染严重的工业产业体中脱离出来,成为了环境保护工业产业当中的一部分。从人类社会发展角度考虑,环境保护刻不容缓,建筑行业的节能技术发展标志着其与人类社会发展的一致性,这是现代建筑工程建设科学发展的重要标志。
2现代建筑节能技术的应用
2.1外墙保温技术
建筑外墙保温是实现建筑节能环节的重要途径。传统的外墙保温以增加墙体厚度为对策,这种方式不仅保温效果不好,其还浪费了大量建筑材料。现代节能外墙保温技术是基于建筑外墙的实际情况而制定出来的,其主要类型有“外墙夹心保温技术”、“外墙外保温技术”和“外墙内保温技术”三种。
(1)外墙夹心保温技术。外墙夹心保温技术是通过在墙体外层和内层之间放置保温材料,以达到保温效果。目前夹心保温技术的主要保温材料有玻璃棉、矿渣棉等。采取外墙夹心保温技术的墙体,要保证内外墙材料的一致采用混凝土空心砌块。由于外墙夹心保温技术的抗震性能较差,因此其在推广和应用范围内存在一定局限性。
(2)外墙外保温技术。外墙外保温技术是在外墙上涂抹保温层来达到保温效果。外墙保温技术一方面能够降低外界温度对室内的影响,还能实现对建筑主体结构的有效保护,是目前使用较为广泛的保温技术类型。从当前的外墙保温需求和实际施工技术角度考虑,采用玻璃纤维和膨胀聚苯乙烯泡沫塑料板是保温效果的保温技术。
(3)外墙内保温技术。外墙内保温技术是通过在外墙内侧安装保温材料来达到保温节能的目的。在实际施工过程中,因外墙内保温技术具有不受外界环境干扰和施工工艺简单的优势,也成为了使用较为广泛的技术类型。目前,施工较为广泛的内保温技术有保温砂浆、苯板和挤塑聚乙烯板。
2.2门窗节能技术
据统计,建筑能量消耗的70%都来自于门窗,门窗作为建筑中的重要通风系统,做好对其的节能技术研究至关重要。从门窗的实际功能性角度分析,想要在这一环节做好节能发展,就必须要改善门窗的密封性,同时还要提升门窗材料的隔热性,以达到保护建筑能量的目的。门窗保温技术是通过增加玻璃间的空气层来达到减少室内能量消耗目的,实现保温的。在门窗材料选择时,应尽量选择污染小、导热系数小、密闭性良好的材料,例如铝木复合材料、UPVC塑料材料以及铝合金断热材料等。玻璃材料的选择则应该遵循透光效果好,隔热性好的材料,例如镀膜玻璃等。在密闭性环节中,可以通过选择粘结性好、弹性高、不易发生变形的密闭材料,以保证窗户的密闭性,达到节能目的。例如聚氨酯、聚硫橡胶等。
2.3屋面节能技术
屋面作为建筑结构直接接受太阳能照射的部位,其温度普遍要比室内高2~4℃,在这种前提条件下,做好对屋面的节能研究也是至关重要的。目前屋面节能技术有绿化技术倒置式节能技术等。其中绿化技术是通过在建筑屋顶种植花卉、植被的方式来建造人工花园,在达到美化环境的同时,实现散热和降低顶层温度的目标。在采取绿化技术进行屋面节能时,要保证做好屋面的防水工程,避免因防水问题而影响建筑功能性发挥。倒置式屋面技术是通过将屋顶结构防水层和保温层的位置交换来实现对屋面能源的有效解决。在采取倒置式屋面节能技术时,要保证保温层材料具有导热系数高、吸水性强的特点,例如水泥蛭石等。倒置式屋面技能技术具有隔热效果好、施工简单、对屋面结构造成负荷小的优势,目前该技术在建筑屋面节能环节中的应用较为广泛。
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在对高层楼宇建筑的电气设计过程中存在的设计问题是导致其浪费电能的主要原因,设计师在设计高层楼宇建筑电气工程时既要满足大楼日常办公的需要,而且还要使得电气设备有较好的扩展性,这样就方便以后对大楼进行电力维护。而且有的高层大楼智能化程度很高,智能化的实现是依靠电动机来进行的,只有通过对其智能化系统进行节能设计才能够有效的节省电能,但是目前的智能化系统并没有进行相关的节能设计。
1.2设备选用存在问题
由于传统的电气设计没有考虑到节能的因素,所以在现今很难进行更改,老旧的电气设备虽然可以正常使用,但是在节能方面非常欠缺,相对于新型的电气设备而言其能耗非常大,由于老旧电气的使用而导致的电能浪费占据总电能浪费的大半部分,所以对于这种问题是很难进行解决的,只有通过全面更换电气设备来实现,不过更换的过程非常麻烦,不利于大楼其他人员的正常办公。
1.3设备维护存在问题
电气设备正常使用的电能要远远低于设备故障时所消耗的电能,而高层楼宇建筑中的线路物理损耗要远远大于其他普通建筑,因为高层楼宇中的电缆线路非常长,电缆线路也有一定的电阻,短距离的情况下可以忽略不计,但是长距离电缆导致的电能消耗是非常大的,高层楼宇的电气维护人员如果没有将这些设备的故障排除就会浪费较多的电能,只有及时维护才能够避免这些电能的损耗。
2高层楼宇建筑电气节能设计的原则
在高层楼宇建筑的电气节能设计中需要遵循一定的原则,这样才能够使得高层楼宇建筑在电气方面更加节能,下面将详述高层楼宇建筑电气节能设计的原则。
2.1合理分配
高层楼宇建筑的人口密度非常大,因此用电量会非常大,但是每部分的用电量却有着较大的差异,所以在进行节能设计的过程中要进行合理分配,要让各个部分都有充足的电力,即在保障人们用电稳定性的前提下,将电力按照负荷的比例进行合理的分配,这样就可以保证用户正常使用的情况下,电能资源得到最大限度的节省。
2.2使用节能设备
节能设备较普通的设备要贵一些,但是从长远的规划考虑使用节能设备可以更大限度的节省高层楼宇所消耗的电能。例如高层楼宇可以大范围的使用太阳能,太阳能作为一种清洁能源得到了非常广泛的运用,利用太阳能所转换成的电能可以为大楼提供部分电力,这就会使得高层楼宇的用电量得到节省。此外在大楼进行电气安装的过程中就使用节能型的材料,例如使用导电性更好的电缆,这样就可以减少电缆的损耗。虽然在短时间内并无法看出节能材料为大楼带来的效果,但是在长时间的使用过程中就能够看到节能设备为大楼带来的经济收益。另外节能材料都具备可回收可重复利用的优点,这样还可以节省这部分有限资源,对于高层楼宇日后的电气改进工程将非常有利。
2.3优化系统原则
高层楼宇建筑电气的智能化程度比较高,因此可以利用智能化的系统来节省电能,以此来降低不必要的电能损耗,在对高层楼宇建筑进行电气安装的过程中采用变频的电器,通过采取变频措施就会更大限度的节省电能。另外绿色照明设备的使用也可以提高电能的高效利用,通过优化高层楼宇的电气系统将使得电气节能更加合理有效。
3高楼所采用的电气节能技术
为了使得高层楼宇建筑在更大限度上节省电能就需要采取相应的电气节能技术,目前通常所采用的电气节能技术包括更改配电系统、降低线路损耗以及优化配电系统功率因素,下面将简述这些电气节能技术。
3.1优化配电系统
优化配电系统主要是要了解用电设备的分布情况以及相关布局,然后计算最短的供电半径,这样便能够减少不必要的电能损失,高层建筑在优化配电系统的过程中主要方法是更加接近负荷中心,并且选择离大楼最近的供电系统,这样就减少了电能运输中的电能损耗。同时还可以使用切换变压器的方式来合理的调节用电高峰期与低峰期,这样就可以在保证用户正常用电的前提下更大限度的节省电能。
3.2减少线路损耗
在高层建筑中最损耗最多的就是线路,因为线路中的电阻会损失部分的电能,那么为了减少线路损耗就需要减少线路的电阻,减少电阻的方法主要包括更换导电性更好的导线、增大导线的横截面积以及较少导线的长度,而且使用大横截面积的导线不仅可以降低线路的电阻,而且还可以为日后线路的改良提供方便。减少导线的长度就是缩短配电设备与用电设备之间导线的长度,这样就会减少线路的电阻。虽然线路损耗是不可避免的,但是只要采取上述的方法就可以有效的减少线路带来的电能损失。
篇4
表1:上海地区商业建筑能耗成分比例
空调照明卫生热水动力设备及其它
饭店46.113.5319.4
商场40.533.710.715.2
写字楼49.733.32.717
医院30.313.941.814
空调能耗主要由以下几方面组成:补偿维护结构传热的能耗占40~50%,新风处理能耗占30~40%,空气、水输送能耗占25~30%。图1显示了北京某著名商业建筑各设备(冷冻机、水泵、空调箱、照明、动力)电耗的积分图。该建筑的65%的电耗是空调系统。
图1各设备耗电量积分图
2、中国商业建筑节能潜力
通过对中国商业建筑的调查和分析发现,商业建筑具有巨大的节能潜力。主要表现在以下几方面:
*中国商业建筑的能耗高于国外发达国家的商业建筑能耗。例如清华同方人环工程公司在1998年对北京市的十家营业较好的大商场进行了全面的测试和统计,这些商场的全年运行能耗平均大约是188kwh/m2.a,而气候条件大致相当的日本的同类建筑的平均全年能耗大约是135kwh/m2.a,也就是说北京市的商场的能耗要比日本高出将近40%。
*同类型的的商业建筑之间的能耗也有较大差别。图2显示了北京十家大型百货商场每平方米耗电量,从图中可看出耗电量最高的商场比耗电量最低的商场能耗高出将近50%。此外写字楼和旅馆类建筑的情况也是这样的。图3中北京16家星级旅馆的1997年的能耗状况,能耗最大的旅馆能耗费是能耗最小的旅馆能耗费的将近3倍。
图2北京十家商场能耗图
图3北京16家旅馆能耗图
*通过对商业建筑的模拟分析发现,建筑的理想能耗与实际能耗有较大差别,主要是空调系统运行管理较差、缺乏空调自控系统、原有空调系统存在许多不合理设计等原因造成。通过对这些不合理成分的改造,能以较小的投入获得极大的节能效果。例如下图所示为北京某四星级饭店的水系统,从图中可看出,标准层加压泵后的阀后压力为1.12MPa,而加压泵前的阀前压力为1.15MPa,即经过加压泵后压力反而降低,主要原因是加压泵前后的阀门开度只有25%,这说明标准层加压泵是多余的,如果取消标准层加压泵,经估算每年可节电10%,约22万度电,节省运行费16.5万元。
*近年来已有不少的节能改造项目竣工,这些改造项目都显示出较大的经济效益,说明商业建筑有巨大的节能潜力。例如北京双安商场的空调风系统的改造,通过充分利用春秋季室外新风为商场内供冷,从而减少了一个月的冷机运行时间,据统计每年可节省能耗费30万元左右。改造所需的40万元的投资一年时间就可以回收。此外在亮马河大厦,通过节能改造,一年可以节约运行费用300多万,所需的投资不到一年的时间即可回收。
上述分析表明,中外对比、同类建筑的对比、理论计算和实际测试的对比、商业建筑成功的改造实例都充分说明中国的商业建筑具有巨大的节能潜力,商业建筑节能改造有很好的经济效益。
3、中国商业建筑节能的途径和技术手段
技术手段的推广和合理利用是商业建筑节能的关键。适合中国商业建筑的节能的方法并不是建造一两幢新的商业建筑来展示新技术,而是通过一些投资小见效快的技术手段对现有商业建筑的改造和提高运行管理水平来提高能源利用效率。就是说商业建筑的节能关键不在于以后新建的商业建筑,而在于对已有商业建筑的节能改造,这是商业建筑节能的重点所在。表2显示了不同节能改造技术的经济效果,从表中可以看出,通过改善维护结构来节能的经济效益是最低的。
表2:不同节能改造技术的经济分析
改造投资改造收益投资回收年限
提高运行管理水平1$10~20$1~2月
更换风机、水泵1$0.8~1.0$1~1.2年
增加自动控制系统1$0.3~0.5$2~3年
系统形式的全面更新1$0.2~0.4$3~5年
建筑材料更换1$0.1~0.05$5~10
近年来,清华大学通过对数十幢商业建筑的调查和测试分析,总结出一套适合中国商业建筑节能工作开展的成套技术-MATE技术,并成功地在一些改造工程中得到了验证和完善。该技术是包括调研测试(Measure)、全面分析(Analyze)、跟踪实施(Tackle)和节能评估(Evaluate)在内的“MATE建筑节能改造技术”。
4、商业建筑节能的市场机制和可持续发展
根据已有节能改造项目的统计,节能改造每平方米可获得20~30元的直接效益,所以如果商业建筑节能按照在北京建立示范工程、在中国主要大城市建立推广中心、全国范围推广三个阶段来发展的话,各阶段的的改造效益如下:
*第一阶段:改造面积:30万平方米;直接效益:600~900万元
*第二阶段:改造面积:400万平方米;直接效益:8000~12000万元
*第三阶段:改造面积:1.5亿平方米;直接效益:30~45亿元
三个阶段的直接经济效益如果按照0.8元/度电和40%的发电效率折算成一次能源,相当于可为国家节省250万吨标准煤,减少向环境排放562万吨CO2,对全球生态环境的改善有巨大的贡献。
节能改造的投资主要有以下几个方面:
*计量仪表及安装费用
安装计量仪表的目的主要是计量改造效果,让业主看到效益,有利于推动节能改造工作发展。根据已有改造工程的统计,计量仪表的投资约为2.5元/平方米,所以一、二、三阶段的仪表投资分别为75万元、1000万元、3.8亿元。
*培训费用
*制定标准和政策费用
*宣传、传播费用
*建立节能改造中心和节能小分队费用
*节能改造工程投资
由于节能改造有较大的经济效益,改造工程投资可以在3年左右收回,所以改造工程投资可以说服业主承担或采用其它的融资方式。
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(1)外墙外保温系统的选择仍然是不成熟的,不符合国家有关技术标准和技术规范的要求,有安全隐患;
(2)有不规范的现象主要是设计变更,变更所要的严谨文字未能表达出来,变更的原因也不解释;
(3)没有建筑节能热工计算书;
(4)没有选择准确的建筑标准图及外墙外保温系统;
(5)在地下室顶板,门斗缺少节能设计;
(6)窗墙比以及体形系数都过大,这样就导致建筑节能投资的增加;
(7)对建筑物体形系数的控制不严格,在设计的过程中应按建筑的体形系数对要围护结构的热工性能进行计算;
(8)没有深入研究保温体系的结构,这样很容易造成质量和隐患。
1.2施工过程中存在的问题
(1)在施工的过程中建设单位没有经过有关机构的审查就改变外墙保温体系;
(2)虽然一些工程对地下室的顶板、挑梁等进行了保温节能的设计,但施工单位为了降低工程造价或者施工的方便,在施工过程中将这些具有保温构造给取消,这样就很大程度上降低了建筑节能的效果,冬季采暖期房屋会出现霉变或者流水这些现象;
(3)在施工的过程中不规范和监理的不到位这些因素都会影响着工程质量;
(4)在施工现场所选择的节能产品没有经过检验就直接投入使用,有些产品质量比较低劣,这样不但影响到工程的质量同时也影响到建筑的节能效果。
1.3监理过程中存在的问题
(1)在施工过程中没有很好的履行监理责任,使工程存在安全隐患,影响工程质量;
(2)一些监理企业对进场产品的检验不合格,以致会有一些产品的质量比较差;
(3)另外一些节能项目完工以后并没有对实体材料的热工指标进行实体检测。
1.4建筑工程业主和开发商存在的问题
从建筑业主和及开发商的角度分析,建筑节能的发展步伐受到节能材料成本差价的阻挠。要实现建筑的节能,也就会导致建筑成本的增加。开发商只要是负责房屋的建造,并没有使用,以致在设计及建造的过程中没有会去考虑有关节能方面的问题。就算是在设计时对建筑进行了节能设计,但在实际施工过程中只会限于建筑节能的表面,不会对建筑节能技术进行深入的研究。这种做法根本不能实现建筑节能的目标。
2建筑工程节能技术的运用
建筑节能技术在工程学科的各个专业都有涉及,其应用范围较广,是减少建筑能源消耗、提高能源利用率的有效途径,这种技术的应用对于可持续发展道路的实现有重要作用。建筑节能技术通过对建筑物外表面积的减少、使用围护结构设计、对重点部位加强保温隔热等方法来实现节能目标以及达到绿化能源的目的。
2.1严格执行节能设计
把节能设计作为在对建筑设计时要关注的重点,同时把建筑的节能设计是不是能达标作为考核设计成功的一个标准。严格执行建筑节能当中的有关技术标准,要对建筑采暖系统进行设计,首先就要保证室内环境以及卫生标准,要使单位面积内的能耗达到标准所要的要求。例如对建筑的窗墙面积比和房屋的布局、朝向都要做出相关的要求,避免东西向开窗,还应保证窗户的遮阳性和气密性,从气密性与换气次数方面考虑应该选择平开窗。
2.2积极采用节能建材
重视节能产品的使用减少实心粘土砖的使用,尽量采用空心粘土砖、粉煤灰制品以及混凝土,积极采用玻璃棉、岩棉等等的保温材料;把传统的外墙和屋面进行全面的改革,不断提高它的保温隔热性能,大力发展节能型墙体、屋面,加强对保温墙体及屋面的综合开发利用;同时不断改良建筑钢门窗的保温气密性,加大和推广节能型门窗的使用,尽量推广和使用塑料的门窗。
2.3发展建筑节能技术
要大力发展建筑节能技术、研究节能产品,比如,门窗的密封技术、墙体的防开裂技术、屋面保温防水技术,大力推广空心砌块墙体、保温门窗、空心砖墙体等等新技能产品。
2.4加强建筑的节能改造
我们要积极开展对节能标准的监督、对节能产品的认证以及对建筑物能耗的测评工作,采用先进的节能技术以及科学的管理方法,对于那些已经建成的工程建筑围护结构和设备系统的运行有组织和计划地进行节能改造升级,使其能达到规定的指标。要想推动建筑节能的快速发展还要处理好下面几个关系:
(1)社会效益和经济效益相互协调,这两种关系能推进建筑节能,不但对改善室内热环境有利,而且能够降低能源的消耗,减少二氧化碳等等温室气体的排放,符合当代可持续发展战略的要求。
(2)工程的新建与改造,当面临这两种任务时既要按照节能的标准对新建工程的能耗水平进行控制,又要对既有建筑进行节能改造;
(3)导与堵的关系,这个需要通过市场经济手段,从各个方面进行政策引导,比如,税收、投资、成本、招标投标等方面,鼓励施工单位和开发单位实施建筑节能策略;另外要通过行政以及法律手段对施工单位和开发单位进行强制的管理,要他们执行节能标准。
(4)增强合力和每个职能部门各司其职的关系,建筑节能它是一项复杂的系统工程,它要各方面的配合一起才能完成,所以要不断地增强工作的合力和效能,还要把工作和职责进行划分,各司其职。政府部门要从改革、建设、规划等部门进行分工,推进建筑节能工作的顺利进行,企业要从科研、材料生产、施工、监理等方面进行合作,严格按照有关标准,全面开展建筑节能工作。
3建筑工程节能技术中应遵循的原则
建筑节能技术是在满足我国国情以及经济计划要求下实行的一种工程技术,在进行节能设计时要遵循以下原则:
3.1减少能源消耗
在设计工程图纸之前就应该考虑到减少能源消耗,对节能技术的控制要考虑到很多的问题,比如,变压器功能的损耗以及照明负荷等这些都应该列入能源消耗的范畴内,对于那些消耗能源较多的设备要用低能源设备进行替换,在每一个环节都要做到能源的节约。
3.2提高经济效益
在运用建筑节能技术时要考虑国家的经济状况,提高能源的利用率以及材料的耐用度,减少不必要的投资所造成的浪费,提高能源的循环利用率,最终实现经济效益的提高。
3.3满足建筑物的工程
运用建筑物的技能技术首先要考虑的还是建筑物的功能,比如,采光、荷载、色彩、与建筑物结构的匹配程度以及公共场所的用电设施也要考虑到节能的需要。
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建筑工程屋面施工的环保节能技术这一部位施工的环保节能技术应当充分结合不同地域的气候条件和生态环境等多种因素,同时针对这些具体情况制定出切实可行的施工技术方案。例如,我国东北地区夏季炎热湿润而冬季寒冷干燥,因此在对建筑工程屋面施工时,应充分保证室内具有良好的隔热、保温效果,具体做法是在屋面结构的上下部位安放通风隔热层,并设置一定数量的保温材料。此外,施工技术人员需要全面考虑建筑设计要求,科学调整屋面的厚度和坡度,避免在房屋建筑屋面形成“热桥”。建筑工程门窗施工的环保节能技术这一部位施工是工程环保节能技术的重中之重,应使用经济且实用性较高的施工材料。目前,较为常用的材料便是低辐射玻璃,它能够有效减少玻璃门窗反射的效果。此外,在建筑工程门窗施工环保节能技术中,热传系数以及隔热效果也极为重要。国内颁布的节能技术标准,针对房屋建筑门墙及窗墙都做出了相应的规定。具体是东向、北向房屋建筑不大于20%,南向房屋建筑不大于35%,西向房屋建筑不大于30%。建筑工程外墙体施工的环保节能技术
(1)普通外墙体的施工环保节能技术
外墙体的砖承重墙通常应用整砖平砌,孔洞竖直方向且长圆孔沿着墙长方向进行设置,不应对空心砖进行砍凿。在整砖不够的情况下,可以考虑使用空心砖完成外砌,墙中洞口预埋件以及管道部位应使用空心砖砌筑,在砌筑时需要进行预留或预埋,不应随意用水泥填孔和凿孔,以防外墙体出现不严密等问题。此外,针对墙体热阻值较低、易开裂、渗透等问题,应使用相应施工技术进行巩固。
(2)外墙体保温施工的节能技术
通常,墙体保温层设置在墙体的内侧或外侧。若是将其设置在内侧,那么施工技术就变得比较简单,但保温效果却远不如外侧。而若将其设置在外侧,便可达到节省使用面积的目的,但这样粘合性较差,易产生渗水、开裂甚至脱落等问题。对于施工工艺,一般使用复合、干挂、喷涂、粘贴以及抹灰。
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1.1外保温可以避免产生热桥。在采用同样厚度的保温材料条件下,外保温要比内保温的热损失减少约1/5,从而节约了能耗。
1.2在进行外保温后,由于内部的实体墙热容量大,室内能蓄存更多的热量,使诸如太阳光照或间歇采暖造成的室内温度变化缓慢,室内较为稳定,生活较为舒适:也使太阳辐射得热、人体散热、家用电器及炊事散热等因素产生的“自由热”得到较好的利用,有利于节能,而在夏季,外保温层能减少太阳辐射热的进入和室内高气温的综合影响,使外墙内表面温度和室内空气温度得以降低。
1.3室内居民实际感受到的温度,既有室内温度又有围护结构内表面温度的影响,这就证明,通过外保温提高外墙内变面温度即使室内的空气温度有所降低,也能得到舒适的热环境,在加强外保温,保持室内热环境质量的前提下,适当降低室温,可以减少暖负荷,节约能源。
1.4由于采用了外保温的结果,内部的砖墙或混凝土墙受到保护,室外气候不断变化引起墙体内部较大的温度变化发生在外保温层内,使内部的主体墙冬季温度提高,湿度降低,温度变化较为平缓,热应力减少,因而主体墙产生裂缝、变形、破损的危险大为减轻,寿命得以大大延长。
2、外温技术
外保温技术不仅适用于新建的结构工程,也适用于旧楼改造,适用于范围广,技术含量高;外保温包在主体结构的外侧,能够保护主体结构,延长建筑物的寿命;有效减少了建筑结构的热桥,增加建筑的有效空间;同时消除了冷凝,提高了居住的舒适度。
2.1外挂式外保温
在施工中,采用外挂的保温材料有岩(矿)棉、玻璃棉毡、聚苯乙烯泡沫板(简称聚苯板,EPS、XPS)、陶粒混凝土复合聚苯仿石装饰保温板、钢丝网架夹芯墙板等。其中聚苯板因具有优良的物理性能和廉价的成本,已经在全世界范围内的外墙保温外挂技术中被广泛应用。该外挂技术是采用粘接砂浆或者是专用的固定件将保温材料贴、挂在外墙上,然后抹抗裂砂浆,压入玻璃纤维网格布形成保护层,最后加做装饰面。还有一种做法是用专用的固定件将不易吸水的各种保温板固定在外墙上,然后将铝板、天然石材、彩色玻璃等外挂在预先制作的龙骨上,直接形成装饰面。这种外挂式的外保温安装费时,施工难度大,且施工占用主导工期,待主体验收完后才可以进行施工。在进行高层施工时,施工人员的安全不易得到保障。
2.2聚苯板与墙体一次成型
采用聚苯板与墙体一次成型技术,是在混凝土框-剪体系中将聚苯板内置于建筑模板内,在即将浇注的墙体外侧,然后浇注混凝土,混凝土与聚苯板一次浇注成型为复合墙体。该技术解决了外挂式外保温的主要问题,其优势是很明显的。由于外墙主体与保温层一次成活,工效提高,工期大大缩短,且施工人员的安全性得到了保证。而且在冬季施工时,聚苯板起保温的作用,可减少围护保温措施。但在浇注混凝土时要注意均匀、连续浇注,否则由于混凝土侧压力的影响会造成聚苯板在拆模后出现变形和错茬,影响后序施工。其中内置的聚苯板可以是双面钢丝网的,也可以是单面钢丝网的。双面钢丝网聚苯板与混凝土的连接,主要是依靠内侧钢丝网架与墙体外侧配筋相绑扎及混凝土与聚苯板的粘接力,其结合性能良好,具有较高的安全度。单面钢丝网聚苯板与混凝土的连接,主要依靠混凝土与聚苯板的粘接力以及斜插钢筋、L?型钢等与混凝土墙体的锚固力,结合性能也较好。与双钢丝网相比较,单面钢丝网技术因取消了内侧钢丝网和安装保温板前的板外侧抹灰,节省了工时和材料。其造价可降低10%左右。但此两种做法都采用了钢丝网架,造价较高,且钢材是热的良导体,直接传热,会降低墙体的保温效果。
2.3聚苯颗粒保温料浆外墙保温
将废弃的聚苯乙烯塑料(简称为EPS)加工破碎成为0.5~4mm的颗粒,作为轻集料来配制保温砂浆。该技术包含保温层、抗裂防护层和抗渗保护面层(或是面层防渗抗裂二合一砂浆层)。其中ZL胶粉聚苯颗粒保温材料及技术在1998年就被建设部列为国家级工法。这种工法是目前仍被广泛认可的外墙保温技术。该施工技术简便,可以减少劳动强度,提高工作效率;不受结构质量差异的影响,对有缺陷的墙体施工时墙面不需修补找平,直接用保温料浆找补即可,避免了别的保温施工技术因找平抹灰过厚而脱落的现象。同时该技术解决了外墙保温工程中因使用条件恶劣造成界面层易掉粘空鼓、面层易开裂等问题,从而实现外墙外保温技术的重要突破。
3、建筑节能
3.1建筑节能的意义
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当前,一些住宅建筑为了减低成本,在建筑护保温工作中使用了内保温、夹芯墙等方法,这种保温方法导致的结果是内外墙两层皮,分别被置于不同的温度环境中,时间一长就会导致二者发生不同的形变力,导致墙体发生多处的裂缝,既影响装修的美观,又无法达到良好的节能效果,并间接危机建筑物的安全性。
1.2建筑设计过程中对于节能的设计标准过低
目前,由于一些开发商认为能源消耗费用是业主直接支付的,国家对于建筑能耗问题也没有明确操作的强行标准,导致一些大部分建筑开发商不愿意在节能上投入成本。在建的住宅绝大部分无法满足节能建筑的基本要求,多数为高能耗的建筑。同时,加上建筑施工过程能耗也比较严重,最终我们的住宅是发达国家能耗的2-3倍,至于建筑垃圾、环境污染等成本更高。
1.3建筑材料不环保,消耗资源多
当前我国的建筑节能材料主要是聚苯板和聚氨酯,它们都属于消耗石油资源的大户。据统计,生产一吨聚苯板需要消耗石油两吨,聚氨酯的石油消耗与其相当。当前我国房地产行业的发展急速扩展,石油资源捉襟见肘,建筑材料生产行业经消耗了将近一半的石油资源,让人触目惊心。
1.4供热系统不合理造成能耗浪费严重
当前,我国北方地区大部分都是采取集中供暖措施,按照住宅面积收费,对于用户的实际使用情况缺少监控,住宅里面没人而仍然在消耗热能的情况普遍存在,同时,也存在部分住宅的热能由于关闭不严而泄露,导致能量浪费严重。
1.5在设计施工中对于再生能源的利用不够
只有极少的建筑能够大规模地使用太阳能资源进行能源采集。对于水、电以及各种能源的消耗缺乏循环利用的设计,建筑材料缺乏废旧资源的回收利用。对于利用建筑设计来进行空间布局节能更是缺乏研究。对于屋面以及地面等的节能问题几乎没有企业在施工设计时进行考虑。
2建设节能住宅的基本技术措施
2.1注意住宅的整体性
当前,我国很多的住宅的主体建设与装修是分开进行的,业主在装修阶段对住宅的原有布局与基本设施(如基础水电、墙体窗洞等)会进行改建,这会造成资源的浪费。如果在建筑设计与施工中,把建筑施工与室内的设计进行融合,将减少资源的浪费。同时,可以吸取发达国家工厂化住宅建筑的经验,推进标准化、模块化的建筑建设,通过国家给标准化建筑制定具体的统一数据标准,能够大大减少施工与装修工作中的浪费,而且能够发挥整体节能优势,提供能源的使用效率。
2.2重视建筑结构本身的节能效果
在传统的规划设计中,设计师考虑的往往是容积率、日照间距、空间形态、以及建筑与环境等问题,很少重视设计中的节能问题。其实,建筑本身结构的采光与通风问题是非常重要的,房间的纵深、门窗的位置、外墙的凹凸、楼道的设计等对于采光与通风有着很大的影响。减少太阳辐射、增加自然通风可以节约能源。例如:根据不同的地区设计不同的结构;建筑的朝向面向当地夏季的主导风向;窗户的设计要有利于形成过堂风等,都应该成为设计的基本原则。
2.3要充分重视再生能源的利用
要充分利用太阳能的优势,根据住宅的形态、构造、设备的特点,让多项太阳能技术搭配使用,如穿孔金属板太阳能集热墙、太阳能组合屋面板、太阳能热水系统的综合应用等。利用地源热泵技术,利用地下水等深水层温度相对保持稳定的特点,与地能进行冷热交换提供所需的冷热源。在建筑材料上,要重视各种环保新材料的使用,但是要防止将废旧的钢筋等不合格材料用于建筑。
2.4设计过程遵循节能原则
随着建筑能耗问题的日益突出,要求建筑师在优化设计方案时把节能作为设计的一个标准,树立循环经济理念,做到最低限度地资源和能源消耗,最大限度地减少对自然生态环境的破坏。
3未来住宅建筑节能的相关技术趋势
住宅建筑的节能主要还是要通过做好建筑的规划设计工作,采用新的技术手段,转变服务理念与消费理念来实现。具体在建筑技术上要做到:
3.1建筑构造设计上
首先,要坚持做到增加住宅的进深空间,减小外部形体系数,这样外部形体系数越小,外墙面积就越小,使用的围护材料越少,同时保温效果更好,也就更容易节能;其次,住宅的朝向与布局要合理,结合我国不同地域的特点,最大化利用区域气候的潜在优势,使得建筑在夏季能够减少太阳的辐射量,做到自然通风,减少空调的使用量,冬季能加大太阳辐射面积,最大限度利用太阳能资源;再次,注重住宅屋顶的保温隔热设计,顶层尽量采用坡屋顶,这样既丰富了建筑造型,又有利于保温隔热;同时,要重视窗户与墙体的比例,减小能量消耗。
3.2在建筑材料的选用上
要注意墙体材料和隔热保温材料的选用。首先,墙体材料在建材中约占70%,要充分利用本地资源取代粘土生产粉煤灰烧结砖。目前加气混凝土是集承重和绝热为一体的材料,属于在节能上达标的材料,蒸压轻质加气混凝土板具有质轻、保温、隔热、防火等优良性能,应用于新结构体系如钢结构中是比较理想的。其次,要重视保温材料的使用选择,墙体传热在建筑物总体传热中占比例最大,在大力推广外墙保温技术的同时,要加强新型节能材料的开发和利用,例如保温涂料综合了涂料以及保温材料的双重特点,有一定强度及弹性的保温层,是一种理想的保温材料。再次,重视节能门窗和节能玻璃的使用,目前国内外研究并推广使用的节能玻璃主要有:中空玻璃、真空玻璃和镀膜玻璃等。能大大地提高节能的效果。同时,在施工中要重视生态水泥的使用,包括:环保型高性能贝利特水泥,低钙型新型水硬性胶凝材料,碱矿渣水泥等。重视建筑垃圾的综合利用,对固体废弃物加以筛分、破碎后制成建筑垃圾砖或用作路基垫层及地基垫层,走循环经济之路。
3.3在住宅的冷暖设备上
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2.1外墙节能改造技术
(1)外墙外保温。
外墙外保温的有效施工,能够将外部环境中的冷、热进行隔离,对建筑的主体起到一定的保护作用,减少高温对于建筑结构产生的温度应力,延长建筑物的使用。同时,外墙外保温技术的应用,不需要对原有的建筑结构进行改变,由于既有建筑的结构大多以砖混结构为主,因此通过外墙外保温能够使建筑物内部冬暖夏凉,改善居民生活环境。外墙外保温过程中经常使用的材料是挤塑聚苯板,其具有良好的保温性能,施工工艺较为简单,而且施工成本较低,有利于实现工程造价的有效控制。需要的情况下,可以适当增加挤塑聚苯板的厚度,能够起到更好的保温效果。在冬季气温相对较低的地区,在进行外墙外保温时,要注意保温材料与外墙面的有效贴合,避免缝隙处产生水蒸气而破坏保温层。外墙还可以采用重新涂刷隔热反射涂料的方法,可以有效降低室内温度。
(2)外墙内保温。
与外墙外保温相比,外墙内保温的施工工艺更加简单,只需要在外墙的内表面粘贴聚苯板,再使用水泥砂浆进行抹平即可。外墙内保温在施工时容易对居民的生活和工作产生一定的影响,所以需要根据实际情况合理应用。
2.2门窗节能改造技术
门窗也是建筑结构中耗能较大的部位,尤其是外窗所占的比例更大,通过外窗所传递的热量和产生的热量损耗占据建筑耗能的一半以上,因此,要重视对门窗的节能改造,才能达到降耗的目的。
(1)门的节能改造。
在夏热冬暖地区的既有建筑中,大部分都是木门,通过在木门的中间位置粘贴聚苯乙烯板,能够有效的提高建筑的保温效果。同时,民用建筑中使用的防盗门,在进行定制时可以在门腔内填充一些玻璃棉或者是矿棉等材料,可以达到防火和隔热的目的。
(2)窗的节能改造。
既有建筑中的铝合金框要避免热桥,需要根据相应的技术标准设置双层或者多层玻璃窗,在经济条件允许的情况下可以使用低辐射玻璃,如热反射玻璃,Low-E玻璃,镀膜玻璃等,能够起到更好的隔热效果。需要注意的是,玻璃层之间要做好密封工作,避免长时间使用导致玻璃层间进入灰尘,影响玻璃透明度。
(3)窗帘的合理应用。
内置窗帘的应用容易将热量从玻璃窗外部抵挡,就如同将能量浪费,所以建议室内可以应用镀膜窗帘,通过镀膜的循环作用能够阻挡夏季的高温直射和降低冬季室内热量的流失,镀膜窗帘在国外已经获得广泛应用。百叶的形式可以在使用的时候拉开,不使用的时候关闭,对建筑物的空间和使用性能不会产生影响。
(4)窗的外遮阳改造。
根据《夏热冬暖地区居住建筑节能设计标准》JGJ75-2012中规定,东、西向外窗需要遮阳措施,所以对外窗的节能要求变得更加严格。对于东西向外窗除了选择低辐射的玻璃外,还可以选择增加外遮阳的方法。可以选用外遮阳百叶或活动遮阳。
2.3屋顶的节能改造
由于大部分既有建筑使用的都是平屋顶,这种屋面对于防水的施工容易造成较大的困难,因此可以考虑将平屋顶改成坡屋顶,并且在屋顶内部装入保温材料,能够提高屋顶的防水性能和保温性能,同时也能创造更大的使用空间。一般在屋顶没有产生较大破损的情况下,不需要对防水层进行大面积返修,可以对漏水的部位进行局部修补和翻改。具体可以在屋顶的部位平铺一些隔热材料,但在隔热材料上层仍然需要使用防水涂料,以此保证屋顶的防水性能。对于屋顶的节能改造,还可以通过使用挤塑聚苯板等保温材料进行局部修补。另外,可以通过植被的种植来实现隔热节能的目的。在很多既有建筑的屋面上采用灌草结合的植被进行布置,能够起到很好的隔热和降温的作用,尤其是在夏天,能够很好的阻隔太阳的高温辐射对建筑物墙面所产生的作用,既达到了节能的目的,又绿化了环境,这也是一种经济性很高的节能改造技术。
2.4阳台、楼梯间及外露传热构件的节能改造
有很多建筑节能改造时针对阳台的措施,都采取将阳台密封、加保温窗等措施,而针对一些没有阳台的建筑,则可以通过加装阳台的方式来进行改造。这种加装阳台的技术在国外已经有一定的应用,通过单独设置相应的支柱实现阳台与原有建筑物结构的连接,能够增加建筑物的使用面积,也为建筑物增加了保温的效能。对于楼梯间的节能改造,可以通过增加保温防盗门的方式来提高楼梯间的热工性能。同时在改造过程中,应安装能随时关闭的单元门,并且用新型的节能隔热窗对原有的窗进行替换,适当的增加内墙保温,增强隔热效果。
3其他节能改造措施
在针对既有建筑结构进行节能改造时,也可以从室内装饰的角度进行考虑,比如在室内吊灯的部位增加保温材料、或者使用新型的遮阳窗帘等,都能够达到较好的节能效果。同时,科学技术的快速发展,促进了很多新型节能材料的生成,如节能灯具、管材以及变频空调等,都可以在节能改造中进行适当的应用,降低能源的消耗。另外,在进行节能改造时要坚持对自然资源的充分利用,如太阳能热水器、太阳能照明系统、地源热泵、增加夏季室内的通风结构改造等等,都可以实现对自然资源的有效利用,在达到节能效果的同时,节约了成本,高效节能、环保并能实现可持续发展,提高了建筑节能改造的经济效益。
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为进一步提高建筑节能检测技术的水平,在了解建筑节能检测技术的内容和意义的基础上,建筑节能检测流程及合格判定,可以从以下几个方面入手,下文将逐一进行分析。
2.1建筑节能检测的流程(1)检测前的准备。对建筑物进行现场节能检验时,做好建筑节能检测的准备工作必不可少。从建筑节能检测的流程上看,在对建筑节能检测前的准备,要在有关技术文件准备齐全的基础上进行。主要有六个方面的内容,一是对建筑节能检测图纸设计的准备,审图机构要对工程施工图节能设计的审查文件进行审查,主要看有没有违反工程所涉及到的规范强条。二是工程竣工设计图纸和技术文件,确保图纸设计和技术文件的完整性和规范性;三是由具有建筑节能相关检测资质的检测机构出具的对从施工现场随机抽取的外门(含阳台门)、户门、外窗及保温材料所作的性能复验报告,以及生产厂商的质量管理体系认证书;四是热水供暖系统的节能检测相关报告,如热源设备、循环水泵等;五是施工方案的具体细则,包括外墙墙体、屋面、热桥部位和采暖管道;六是把握好隐蔽工程的质量控制,做好有关的隐蔽工程施工质量的中间验收报告。(2)检测常用方法。从检测方法上看,建筑节能检测的常用方法有四种,分别是建筑能耗监测;节能材料、产品测试;建筑构件检测和节能装置与设备测试。其中,建筑能耗监测是建筑工程竣工验收的重要内容,在建筑工程验收阶段,开展建筑能耗监测工作,通过实测来评价建筑物的节能效果,以此来判断建筑物是否达到了节能的效果,在具体做法上分为直接法和间接法两种。建筑材料、产品测试的检测,主要针对建筑工程建设中的使用的节能产品,如保温材料、涂料和玻璃等,在检测工程中参照国家的相关标准,检测其是否达到节能的标准。在建筑构件检测方面,对建筑工程的构件进行节能检测工作,主要是指门窗、幕墙和外墙保温系统的检测。此外,在节能装置与设备测试方面,适用于某项节能措施的单独测试,具体包括遮阳、通风装置和风机盘管等。
2.2建筑节能检测的合格判定(1)耗热量指标法。耗热量指标法是建筑节能检测的合格判定的重要内容。从建筑物耗热量指标法的定义上看,建筑物耗热量指标法是指在计算采暖期室外平均温度条件下,为保持室内设计计算温度,单位建筑面积在单位时间内消耗的需由室内采暖设备供给的热量。作为评价建筑物能耗水耗的重要指标之一,耗热量指标法判定的依据是建筑物的耗热量指标进行判定,指标的按单位建筑面积,也可按单位建筑体积来规定。直接法和间接法两种耗热量指标法检测方法,都应以“建筑节能设计标准”为依据,符合建筑节能设计标准要求时,评定该建筑物为符合建筑节能设计标准,反之为不符合建筑节能设计标准。(2)节能材料和构件指标法。节能材料和构件指标法对建筑节能检测的合格判定也至关重要。建筑物的体形系数和窗墙面积比符合设计要求时,围护结构各构件的传热系数等指标达到设计标准,则该建筑为节能建筑。从建筑工程的具体构件上看,主要的部位有:屋顶、外墙、不采暖楼梯间、窗户(含阳台门上部)、阳台门下部门芯板、楼梯间外门、地板、地面、变形缝等。
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建筑物顶面是建筑物结构中受自然条件影响最大的部位,整个顶面几乎整天都处于光照条件下,并且在冬季容易冰雪堆积,因此顶面的保温、保湿、隔热性能必须要符合要求,否则就会出现顶层住房冬冷夏热的情况,在实际施工中,可考虑在顶面采用导热性差的建筑材料,或者在顶面的保温层和防潮层之间多施加一层保温防潮复合材料,提高顶面的保温防潮性能。或者可将建筑物设计成顶面为太阳能板的节能建筑,使大面积、长时间的光照转化为能量为建筑物所用,可用作建筑物内部的空调制冷或者采暖、热水器等,是发展现代化建筑的关键举措。另外也可采用屋面种植技术,将建筑物顶面上种植上蔬菜等绿色植物,一方面可以充分利用顶面的优良的自然条件有利于蔬菜生长,另一方面使得建筑物顶面无形中多了一层保温层或隔热层,是绿色节能施工理念的重要体现,但是在施工过程中要充分保证顶面的防潮性能以免由于灌溉导致屋面漏水。
3门窗节能施工技术
在建筑物的建筑项目中门窗是使用节能技术的关键,因为门窗部分其保温性能不佳、但是光投射性很好等特征,因此如果能够把节能效果高效的运用到门窗的建筑中,这样,也能够在很大程度上提高了建筑物自身的使用节能的效果。首先,可以选择经济性较好、实用性较强的建筑材料。如一些节能环保玻璃,常用的有低辐射镀膜玻璃,这种玻璃是在普通玻璃的表面涂布一层半导体氧化物薄膜形成的,可以有效降低门窗的反射率。目前这种节能环保玻璃已经普遍应用在建筑行业,但是由于相关监督机制的不健全,使得很多建材本身质量不过关,导致了在实际应用中达不到节能环保的效果,使绿色节能施工技术大打折扣,所以,一定要增强有关的检测强度。第二,还要把握好门窗之间的比例,假如门窗占据整体的比例太大,肯定就会对建筑物的保温状况产生不良影响,所以根据相关规定北向与东向的建筑都不能够超过百分之二十,西向的建筑不能超过百分之三十,南向的建筑不能超过百分之三十五。
4地面节能环保施工技术
对地面的建筑关键是保证地面保温以及防潮建材不会受到破坏,这就要加强覆盖在保温以及防潮建材商的地面物料要拥有较好的抵抗冲击以及压力的机能,省得保温结构以及防潮物料的破坏而再进行更替,这样消耗了更多的建筑劳动力以及物力,不符合绿色节能施工的思想,所以在对地面建筑时对保温结构以及防潮物料的选取时在符合节能需求的根本下尽可能使用力学机能好的物料,同时能够加强地面的持久耐用性。
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2.1外墙内保温
外墙内保温是将苯板、保温砂浆等保温材料置于外墙的内侧的施工方法。这种施工方法具有施工方便、对建筑外墙垂直度要求不高、施工干扰小进度快等优点。同时,经过多年的实践应用,总结出外墙内保温的一些缺陷,包括:多占用住户的使用面积;给住户的二次装修和吊挂物品带来麻烦;梁、板、柱部位结构热桥的存在带来较大的热损失。由于内保温保护的部位在建筑的内墙及梁的内侧,内墙及板对应的外墙部分没有保温材料的保护,导致采暖房屋冬天室内的墙体温度与室内墙角温度差可达10℃左右,与室内的温度差可达15℃以上,一旦室内的湿度条件适合,在此处即可形成结露,出现结露现象。结露水的反复浸渍造成了建筑内侧墙面发霉、开裂。内保温在这种无法避免的技术上的缺陷,导致了其必然要被更合理的保温技术所取代。
2.2外墙夹层式保温
外墙夹层式保温是将苯板、岩棉、玻璃棉、木屑、聚苯乙烯泡沫塑料、聚氨酯泡沫塑料等可用于保温的材料置于同一片外墙的内、外侧墙体之间的施工方法。墙体可以是粘土砖,也可以是砌块。这种施工方法对保温材料的质地要求不高,基本各种能够用于保温的材料均可使用,不受施工季节的限制,具有一定优势。可是,由于夹层式保温层的存在,导致内、外侧墙体之间需要连接件进行连接固定,使其在构造上相对变得复杂,遇到构造柱和圈梁时,又不可避免地造成了结构内部的热桥现象。对结构依然会因温差产生不同的形变速度和形变尺寸,使建筑结构处于不稳定的环境中,常年温差结构形变产生的裂缝,导致整个建筑使用寿命的缩短。
2.3外墙外保温外墙
外保温是将保温材料置于外墙外侧的施工方法。由于外保温是将保温隔热体系置于外墙外侧,从而使主体结构所受温差作用大幅度下降,温度变形减小,对结构墙体起到保护作用,延长了建筑物的寿命,同时有效减少建筑结构的热桥,增加建筑的有效空间,消除了冷凝,提高了居住的舒适度。外保温技术不仅适用于新建的建筑工程,也适用于旧楼改造,适用性强范围广、技术含量高。这种施工方法在技术上的合理性和优越性导致了其得以广泛应用的必然。目前,外墙外保温技术已成为我国墙体保温的主导技术。在集通铁路管内沿线相关配套房屋和住宅的施工过程中,外墙外保温这种优势明显、可操作性强的保温方法也得到了广泛应用,并取得了良好的效果。例如:锡林浩特丽都花园住宅小区、通辽集通凯宸佳苑住宅小区以及有关集通管内沿线站区站舍的配套用房等。外墙外保温的应用有效消除了室内冷凝现象,提高了室内热环境的能源效率,有效改善了房屋使用条件和舒适度,优势明显。
3建筑外墙外保温出现的质量问题及解决措施
3.1质量问题包括外保温脱落、冬季室内墙面结露、外保温板空鼓、外饰面层开裂等现象。
3.2上述质量问题的原因及解决措施
(1)外保温系统脱落现象。
①粘结胶浆配合比不准确导致外保温的脱落现象。解决措施:严格控制胶浆配合比。
②外墙基层表面的平整度超出允许偏差的标准,偏差过大。解决措施:采取打磨等措施尽可能调整外墙面平整度。
③选用的聚苯板密度不足18kg/m3,不能满足饰面荷载的承载,导致聚苯板受拉而破坏。解决措施:控制聚苯板质量,使其密度符合工程要求。
④外墙面做保温前基层表面没有处理好,不利粘贴。解决措施:按照技术规程处理好基层,认真检查使其符合要求。
(2)冬季室内墙面结露现象。
①因保温节点的设计导致局部热桥,从而引起室内墙面结露现象。解决措施:改善节点保温设计方案。
②因施工质量粗糙造成保温板间有过大缝隙。解决措施:严格按技术标准作业,执行检查、复核制度。
③因墙体里的水分没有散发完全引起的室内墙面结露现象,在经过一个采暖期后,这个现象通常会有所改善。解决措施:应尽可能让其水分挥发充分。
(3)外保温板空鼓现象。
①因墙体过于干燥,或雨后墙面含水量过大这两种极端原因,导致保温板粘贴时胶浆流挂,导致保温板空鼓。解决措施:基层干燥要掸水,过湿则要待其水分挥发合适再施工。
②因胶浆的配置稠度过低,当胶浆涂刷到墙面时产生流挂而导致板面空鼓。解决措施:应立即停止施工,重新调配至合适方可。
③在进行保温层的施工时,双手用力不均匀,导致板的一端翘起,引起板面空鼓。解决措施:应双手均匀进行推揉挤压动作使其粘贴均匀。
④在施工时,每块保温板的胶浆涂抹不均,导致板面空鼓。解决措施:严格按技术规程作业。
(4)外饰面层开裂现象。
①因建筑的不均匀沉降导致饰面层开裂。解决措施:尽可能减少建筑不均匀沉降、结构变形、设置必要的沉降缝。
②因太阳辐射的影响使外墙外表面因温度变化而变形,导致饰面层开裂。解决措施:合理设置伸缩缝,避免因表面温度变化产生的裂缝。一般伸缩缝的设置可根据建筑物的外立面,按7m×7m以内设置。
③因雨水冲刷导致饰面层开裂,多出现在采用无组织排水的水舌下方一定距离处。解决措施:采用有组织排水,做好泄水措施。
④因保温面层中相邻加强网之间未搭接或搭接宽度太窄导致饰面层开裂。解决措施:操作人员施工时严格按技术规程施工。
⑤因保温板材板缝产生的裂缝。解决措施:在接缝处增设加强耐碱玻璃纤维网。
⑥因保温板存放时间过短而产生较大的后收缩,玻璃纤维网格布质量较差,延伸率太大或网格布未进行防腐处理。解决措施:严格把关进货的质量。
⑦因保温层上的底层保护砂浆过薄,导致饰面层开裂。解决措施:适当加大底层和面层的厚度和强度。
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空调系统的能耗主要有两个方面,一方面是为了供给空气处理设备冷量和热量的冷热源能耗,如压缩式制冷机耗电,吸收式制冷机耗蒸汽或燃气,锅炉耗煤、燃油、燃气或电等;另一方面是为了给房间送风和输送空调循环水,风机和水泵所消耗的电能。
冷热源的能耗由建筑物所需要的供冷量和供热量决定,建筑物的空调需冷量和需热量的影响因素有室外气象参数(如室外空气温度、空气湿度、太阳辐射强度等),室内空调设计标准,外墙门窗的传热特性,室内人员、照明、设备的散热、散湿状况以及新风量的多少等。风机、水泵的输送能耗受所输送的空气量、水量和水系统、风系统的输送阻力影响,风系统、水系统的流量和阻力的影响因素有系统型式、送风温差、供回水温差、送风和送水流速、空气处理设备和冷热源设备的阻力和效率等。针对上述影响因素和商业建筑的特点,商业建筑空调节能的技术措施可归纳为七个方面:减少冷热负荷、提高冷热源效率、利用自然冷源、减少水泵电耗、减少风机电耗、改进气流组织、改善控制。
2减少冷热负荷
冷热负荷是空调系统最基础的数据,制冷机、供热锅炉、冷热水循环泵以及给房间送冷、送热的空调箱、风机盘管等规格型号的选择都是以冷热负荷为依据的。如果能减少建筑的冷热负荷,不仅可以减小制冷机、供热锅炉、冷热水循环泵、空调箱、风机盘管等的型号,降低空调系统的初投资,而且这些设备型号减小后,所需的配电功率也会减少,这会造成变配电设备初投资减少以及上述空调设备日常运行耗电量减少,运行费用降低。所以减少冷热负荷是商业建筑节能最根本的措施。减少冷热负荷有以下一些具体措施:
2.1改善建筑的保温隔热性能
房间内冷热量的损失通过房间的墙体、门窗等传递出去的。改善建筑的保温隔热性能可以直接有效地减少建筑物的冷热负荷。改善建筑的保温隔热性能可以从以下几个方面着手:
Ø确定合适的窗墙面积比例,不要盲目追求大窗户、全玻璃幕墙。
Ø合理设计窗户遮阳。
Ø充分利用保温隔热性能好的玻璃窗。
2.2选择合理的室内设计参数
商业建筑空调的主要目的是创造一个舒适的室内空气环境,满足人们办公、学习、娱乐等的舒适及卫生要求。美国供热制冷空调工程师学会设计手册[1](ASHRAEHandbook)的基础篇里,给出了人体感觉舒适的室内空气参数区域,大约是空气温度13℃~23℃,空气相对湿度20%~80%。
如果夏季设计温度太低或冬季室内设计温度太高,都会增加建筑的冷热负荷。在满足舒适要求的条件下,要尽量提高夏季的室内设计温度和相对湿度,尽量降低冬季的室内设计温度和相对湿度,不要盲目追求夏季室内空气温度过低、过干,冬季室内设计温度过高。
2.3局部热源就地排除
商业建筑中的有些房间,由于使用功能的需要,会在房间的局部产生较大的散热量,例如厨房的灶台、医院消毒间的消毒柜、电话机房的交换机等。在空调系统设计过程中,应考虑在发热量比较大的局部热源附近设置局部排风,将设备散热量直接排出室外,防止热量散发到室内,以减少夏季的冷负荷。但是在运行中,这些排风机可能没有开启或者发生故障并得不到及时的更换和修理,那么这些局部热源就会造成很大的冷负荷,浪费冷量和破坏室内热环境。
2.4控制和正确使用室外新风量
由于新风负荷占建筑物总负荷的20~30%,控制和正确使用新风量是空调系统最有效的节能措施之一。下图为北京某写字楼典型工况的冷热负荷各分项的比例:
图3-1冷热负荷分项比例
由于新风负荷接近总负荷的1/3,所以要严格控制新风量的大小。除了严格控制新风量的大小之外,还要合理利用新风。春秋季或冬季,有些房间仍需供冷,此时当室外空气焓值小于室内空气设计状态的焓值时,可采用室外新风为室内降温,可减少冷机的开启量,节省能耗。
减少新风负荷应从以下两方面着手:
Ø不要随意提高最小新风量标准
Ø杜绝非正常渠道引入新风
3提高冷源效率
评价冷源制冷效率的性能指标是制冷系数(COP,CoefficientOfPerformance),是指单位功耗所能获得的冷量。制冷系数与制冷剂的性质无关,仅取决于被冷却物的温度T0’和冷却剂温度Tk’,T0’越高,Tk’越低,制冷系数越高[4]。所以空调系统冷机的实际运行过程中不要使冷冻水温度太低、冷却水温度太高,否则制冷系数就会较低,产生单位冷量所需消耗的功量多,耗电量高,增加建筑的能耗。提高冷源效率可采取以下一些措施:
3.1降低冷却水温度
由于冷却水温度越低,冷机的制冷系数越高。下图显示了某离心压缩制冷机的制冷效率与冷却水温度的变化关系:
从右图可以看出,冷却水的供水温度每上升1℃,冷机的COP下降近4%。降低冷却水温度需要加强运行管理,停止的冷却塔的进出水管的阀门应该关闭,否则,来自停开的冷却塔的温度较高的水使混合后的水温提高,冷机的制冷系数就减低了。冷却塔使用一段时间后,应及时检修,否则冷却塔的效率会下降,不能充分地为
冷却水降温。
3.2提高冷冻水温度
由于冷冻水温度越高,冷机的制冷效率越高,右图显示了某冷机制冷系数与冷冻水供水温度的关系。从图中可看出,冷冻水供水温度提高1℃,冷机的制冷系数可提高3%,所以在日常运行中不要盲目降低冷冻水温度。例如,不要设置过低的冷机冷冻水设定温度;关闭停止运行的冷机的水阀,防止部
分冷冻水走旁通管路,经过运行中的冷机的水量较少,冷冻水温度被冷机降低到过低的水平。
4利用自然冷源
由于建筑室内的人员、照明灯光、电脑的设备的散热量的影响,在春秋季当室外空气温度较低时,室内空气温度仍然较高,仍需要供冷。尤其是没有外墙、外窗的内区房间,即使在寒冷的冬季,由于室内的散热量没有途径散发到室外,室内仍需供冷。此时如果开启冷机供冷,不仅由于此时冷负荷较小,冷机制冷系数较低、能耗大,而且极端不合理。
比较常见而且容易利用的自然冷源主要有两种,一种是地下水,另一种是春秋季和冬季的室外冷空气。由于地下水常年保持在18℃左右的温度,所以地下水不仅可以在夏季可作为冷却水为空调系统提供冷量,而且冬季还可以利用水源热泵机组为空调系统提供热量。第二种较好的自然冷源是春秋季和冬季的室外冷空气,此时室外空气较低,可用于空调系统供冷。例如,北京春秋季的室外空气湿球温度一般低于15℃,冬季室外空气湿球温度一般低于0℃,这种温度下的空气是较好的冷源,可用于空调系统供冷。
室外冷空气的利用有两种方法:一是春秋季利用低温室外空气供冷,当室外空气温度较低时,可以直接将室外低温空气送至室内,为室内降温。为了能实现在春秋季利用低温室外空气供冷,空调系统设计时注意要有足够的新风道引入室外新风。第二种方法是利用冷却塔供冷,适合没有足够的新风道为室内送室外新风。具体方法是春秋季利用冷却塔将冷却水温度降低,再通过板式换热器冷却冷冻循环水,被降低了温度的冷冻水送到末端的散冷设备,如风机盘管、空调箱,将冷量送到各个需要供冷的房间。
此外,冬夏季利用全热交换器回收冷热量,也可起到很大的节能作用。为了保证室内空气足够新鲜,满足人们的舒适要求,空调系统需要从室外抽取一定量新鲜空气送入室内,同时将室内污染物浓度较高的空气排至室外。而这部分排风的温度、湿度参数是室内的空调设计参数,冬季比室外空气热,夏季比室外空气冷。通过全热交换器,将排风的冷热量传递给新风,可以回收排风冷热量的70~80%左右[5],有明显的节能作用。
5减少水泵电耗
空调系统中的水泵不仅起着非常重要的作用,而且耗电量也非常大。下图是对北京12家星级宾馆空调水泵耗电量的调查结果:
图3-4空调水泵耗电量比例