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一.现状
1.热电联产、集中供热,目前华北各大中型城市均有一个或几个热电厂为热源的热网,北京市随着高碑店热电厂的并网和城区管网的进一步扩建和改造,供热面积可进一步发展到六千万平米。其它各城市热电联产为热源的集中供热系统也陆续建成和投入运行。
2.区域锅炉房为热源的集中供热,这是该地区最主要的供热方式,燃料主要为煤,目前部分改为天然气或燃油。
3.家庭燃煤炉,仍占较大比例,是冬季空气的主要污染源之一。
以上三种方式为此地区85%以上建筑的采暖方式,此外还有利用地热热水为热源的集中供热系统,新建小区利用电热膜方式的电采暖、一家一户燃气小锅炉采暖、空气热泵和水源热泵采暖等。
二.目前问题
1.集中供热系统末端无计量和调节手段。统一按照供热面积收费。当室内过热时,用户开窗散热而不是关暖气。由于无调节手段,办公室、教室夜间和假期照常供热,住宅有人无人照常供热。根据测算,末端增加调节手段并通过改变计量方式使此调节手段被真正利用,可使供热能耗降低35~40%,并可以实实在在地改善需要采暖的用户的采暖状况,满足不同水平的需求。然而采暖收费方式的改革涉及大量技术、资金和政策问题。将是一个长期的任务。
2.家庭小煤炉采暖和大量的小型燃煤锅炉区域采暖是冬季空气的主要污染源之一。应作为环保改造的重点。
3.华北电网峰谷差达到1:4.5,尽管总的用电负荷低于供电能力,但峰时供电仍紧张,削峰填谷和发展低负荷时段的电力负荷是能源结构调整所面临的重要课题。
三.几种可行的采暖方式及分析评价
1.热电联产方式热电联产是利用燃料的高品位热能发电后,将其低品位热能供热的综合利用能源的技术。目前我国大型火力电厂的平均发电效率为33%,而热电厂供热时发电效率可达20%,剩下的80%热量中的70%以上可用于供热。一万千焦热量的燃料,采用热电联产方式,可产生2000千焦电力和7000千焦热量。而采用普通火力发电厂发电,此2000千焦电力需消耗6000千焦燃料。因此,将热电联产方式产出的电力按照普通电厂的发电效率扣除其燃料消耗,剩余的4000千焦燃料可产生7000千焦热量。从这个意义上讲,则热电厂供热的效率为170%,约为中小型锅炉房供热效率的2倍。同时热电厂可采用先进的脱硫装置和消烟除尘设备,同样产热量造成的空气污染远小于中小型锅炉房。因此在条件允许时,应优先发展热电联产的采暖方式。热电联产的问题是:①长距离输送,管网初投资高,输送水泵电耗为所输送热量的2~4%,维护、管理费用也高,②由于末端无计量方式和调节手段,导致30~40%的热量浪费。按照前苏联的大规模实验结果,供热末端增加调节手段,并采用按热量计量收费后,可节省热量30%以上。[2]
2.中小型区域锅炉房集中供热其区域锅炉房可以是燃煤、燃气、燃油或电锅炉方式,但都需要通过区域管网经过热水循环向建筑物内供热。于是与热电联产方式一样,由于末端无计量和调节手段,导致30~40%的热量浪费。热量输送距离短,水泵电耗为输送热量的1~1.5%,但其热源效率却远低于热电联产方式。区域燃煤锅炉房的设置是以煤为主要燃料的解决分散到各户设燃煤炉导致的煤和煤渣的运输与污染,煤炉的管理等一系列问题。为此牺牲了末端调节能力,导致30~40%的末端热量浪费增加了1~1.5%的输送电耗,并降低了供热水平,但如果以电或天然气为燃料,它们的输送都比热量容易,输送成本也低,电热或天然气锅炉很容易实现自动管理。为什么还要搞燃气或电的区域锅炉房呢?按照目前的燃料价格,使用天然气为燃煤的4倍,电热为燃煤的11倍,使用这些清洁燃料除换来环境效益外,应尽量利用其便于输送,便于调节的特点,通过节能尽可能地减少运行费的增加。
3.家用小型燃气热水炉一家一户自成系统,同时解决采暖和热水供应问题。这一方式在欧、美已有几十年历史,目前为这些地区的主要采暖方式,我国之所以没有广泛应用,是由于燃煤为主的历史形成必须集中供热的传统观念,以往居住面积狭小也限制了这种方式的采用。长期依赖住房分配制,集中供热设备的投资,包含在市政和建筑中,而家庭燃气锅炉却要个人出资则为另一原因。目前随住房改革和燃料结构改变,这三个原因都不再存在,因此在新建住宅区当不存在热电联产集中供热的条件,准备使用天然气为采暖燃料时,家用燃气小锅炉应为首选方案。近几年曾出现过几起燃气小锅炉爆炸的事故,这属于初期试用中的问题。引进国外成熟技术,安全问题应较容易和可靠的解决。小区燃气锅炉房集中供热工程中,锅炉房、外网和建筑物内主管网的投资至少要30~50元/m2,与家庭燃气锅炉房投资相同。而使用家庭燃气锅炉时还可省去热水器投资。采暖是连续负荷,瞬态负荷不高于目前家用热水器负荷,因此不会给燃气管网带来问题。而末端的灵活调节却能与集中燃气锅炉相比,平均节省30~40%的燃气,从而降低运行成本。因此,与燃气集中锅炉房形式相比,这一方式优越性十分明显。
4.直接电热在室内采用各种电暖气、电热膜等方式,尽管末端装置热利用率为100%,并且调节灵活,但使用高品位电能直接转换为热,是很大的能源浪费。目前我国大型火力发电厂的平均热电转换效率为33%,在加上输送损失,电热采暖的效率仅为30%,远低于热电联产的170%,也低于燃煤或燃气采暖的85~90%。法国、瑞士等国采用部分电热采暖是由于它们丰富的水利资源,发电以水电和核电为主。我国还是以火电为主,采用电热方式,实际上要比锅炉房直接供热增加2倍的污染物排放量。仅从环境保护的角度看,电热直接采暖的方式也不可取。
5.电蓄热方式为了解决电力负荷的峰谷差,减缓大型火电与调峰的困难,设法利用夜间低谷期电力供热,从电力系统运行的综合平衡看,尚有一定的道理。目前有这样几种电蓄热方式:①大型常压热水箱。每一万平米采暖面积约需85立方米水箱,占地成本高,蓄热损失也较大②高压蓄热水箱,可使蓄热温度提高到19℃,从而可使蓄热水箱容积减少至三分之一。但所占空间仍大,并且在居住区增加这样的高压容器总有一些安全问题。这两种方式最终还是以集中供热方式向末端供热,因此保留了集中供热调节不灵活,供热效率低等一系列问题。③采用电热膜方式,利用建筑物本身热湿性蓄热。由于采暖最大负荷发生在晚间而电力负荷低谷发生在后半夜,因此这种蓄热方式效果很差,并且为了蓄热导致夜间室内温度过高,热损失增加。④相变蓄热电暖气[1]。采用硅铝合金作为相变材料,体积与通常的铸铁暖气相同却可在五小时内蓄存一天的供热量,真正实现削峰填谷,其放热量又可随时人为控制,不需要采暖时可随时关闭,应该是末端电蓄热采暖的最佳解决方案。目前的问题是设备投资高,约150元/m2,电力峰谷价格差别小。只有由电力部门对这种采暖设备适当补贴,并且使谷间电价降至0.20元/度以下,这种方式才能与个人燃气锅炉竞争。
6.电动空气热泵使用电采暖的最好方式是热泵方式。空气热泵是使空气侧温度降低,将其热量转送至另一侧的空气或水中,使其温度升至采暖所要求的温度。由于此时电用来实现热量从低温向高温的提升,因此当外温为0℃时,一度电可产生约3.5度的热量,效率为350%,考虑发电的热电效率为33%,空气热泵的总体效率约为110%,高于直接燃煤或燃气的效率。实际上现在的窗式和分体式空调器中相当一部分都已具有热泵功能,因此属很成熟的技术。具有热泵功能的房间空调器与单冷型房间空调器价格差异并不大,因此考虑到空调器的普及,采用热泵并不增加投资。这种方式的问题是:①热泵性能随室外温度降低而降低,当外温降至-5℃以下时,一般就需要辅助采暖设备。此时用电热作为辅助手段,也远比整个冬季全部电热效率高,模拟分析的结果表明使用辅助电采暖后,北京地区热泵采暖电耗约为直接电热方式的一半。②房间空调器的末端是热风而不是一般的采暖散热器,许多人感觉不舒适,这可以通过一些措施来改进。例如采用户式中央空调与地板采暖结合等,但初投资要增加。
7.电动水源热泵解决空气热泵外温低时效率下降的最好方案就是采用深井回灌方式的水源热泵。冬季将地下水从深井抽出,经换热器降温后,再回灌到另一口深井中。换热器得到的热量经热泵提升温度后成为采暖热源。夏季则将地下水从深井中取出经换热器升温后再回灌到另一口深井中,换热器另一侧则为空调冷却水。这种方式实际上是在夏天将建筑物中产生的热量存入地下,供冬季采暖使用。冬季将建筑物产生的冷量存于地下,供夏天空调用。华北地区民用建筑冬夏冷热负荷大致相当,因此采用此方式可保持地下的热平衡。由于地下水抽出后经过换热器后又回灌至地下,属全封闭方式,因此不使用任何水资源也不会污染地下水源。这一方式在西欧各国广泛使用,属环保方式。我国在70年代就有多处采用冬季深井回灌,以在夏季提供空调冷水的工程经验,因此属成熟技术;水??水热泵的投资及技术复杂性都低于风??水热泵或风??风热泵,应无技术难度。由于地下水温常年稳定,采用这种方式整个冬季气候条件都可实现一度电产生3.5度以上的热量,运行成本低于燃煤锅炉房供热,夏季还可使空调效率提高,降低30~40%的制冷电耗。同时此方式冬季可产生45℃热水,因此仍可使用目前的采暖散热器。采用这种方式需要的深井和泵房投资折合约60元/m2,可以每座建筑安装集中的热泵站,向各室提供冷水或热水,但更好的方式是在各户自行安装小型水冷热泵,解决冬季采暖和夏季空调的要求,增加的投资约为150元/m2,如果考虑空调设备投资的话,这种方式与小区燃煤锅炉房+各户房间空调器投资相同,但全部为电驱动,小区无污染。夏季空调热量全部排入地下,小区无热污染,一次能源效率还高于直接燃煤,因此应该是解决华北地区城市建筑采暖空调的最佳方案。
*电费按0.39元/度计算
**低谷电按0.20元/度计算
***已包括夏季空调初投资
****热电联产初投资仅为外网及换热站,不包括电厂,运行费按16元/GJ,燃煤从电厂购热价计算
注:1.运行能源包括输送管网水泵电耗,管理费为运行管理人工费
2.燃气价格按1.4元/m3,36MJ/m3燃值计算
从表中折合一次能源消耗量和燃料种类可看出各种方式COx排放量及对大气的污染程度。可以看出,如果电均为燃煤电厂供给的话,热电联产方式对大气污染最低而电热锅炉排放量最高。运行费也是热电联产方式最低,因此只要条件具备,就应大力发展热电联产集中供热方式,同时改革供热计量收费方式,增加末端调节手段,从而进一步降低集中供热单位能耗,增大现有的热电联产热源可能供热的面积。
四.结论
1.大力发展热电联产集中供热方式,这是写入我国二十一世纪白皮书中的基本国策,应从各方面支持和保证。只要有可能接入热电联产集中供热网的,就应要求接入,而不允许采用其它方式。
2.不同的燃料对应于不同的最佳供热方式。燃煤对应的最佳方式为热电联产和集中供热,燃气、直接用电时集中供热方式就不再适宜,而应发展与新的燃料对应的新方式。
3.对小区锅炉煤改天然气工程一定要慎重。有条件接入热电联产集中供热网的应尽可能接入。有条件取消集中供热,改为家庭独立的燃气锅炉的应尽可能争取。对于住户经济条件普遍较好,空调安装率较高的小区,甚至还可打深井,安装集中换热器利用原有供暖管网实现水的循环,在各家各户安装分散式水源热泵。
4.远离热电联产热网的新建小区不应该再建集中供热系统,而应采用家庭小型燃气锅炉或建深井回灌系统统一提供循环水,各家各户安装小型水源热泵。
5.应从政策上支持深井回灌式水源热泵系统。有条件地区的新建小区和商业建筑应尽可能优先考虑此种方式,这对保护大气环境,保护小区环境,扩大用电负荷都非常适宜。将空调设备投资一同考虑的话,这种方式初投资并不高,而运行费用最低。
6.对于城区燃煤炉采暖的用户,可以推广带有辅助热源的空气热泵方式和蓄热式电暖气方式。由于蓄热式电暖气方式具有最佳的对电力负荷削峰填谷效果。因此除电价上的优惠政策外,电力部门还应对蓄热式电暖气设备给予补贴。
7.严格禁止各种电热锅炉集中供热方式。对电热膜、电暖气等方式也应尽量控制使用。绝不能为了目前扩大用电负荷就推广直接电采暖。我国电力系统最大问题是峰谷差,直接电采暖不会为减缓峰谷差有何帮助。大力发展热泵技术,实现高效率供热或发展相变蓄热电暖气解决峰谷差问题,才应是扩大用电负荷的合理途径。各种热泵系统虽然初投资略高,但都已包括了空调设备。几种热泵系统的投资都低于单独的采暖系统加上单独的空调系统,近年来我国房间空调器的拥有量一直以20%的速度递增,目前北京市每百户拥有空调器超过60台。从这一背景出发全面考虑采暖和空调的要求,热泵系统反而成为更经济的了。
篇2
1采暖地区既有居住建筑节能的改造要求
首先,采暖地区既有建筑节能改造的要求主要是在建筑的硬件设施上,主要表现在垂直单管系统,应该被逐渐淘汰。应该都使用垂直或水平双管系统。恒温阀在使用时也有一定的要求:应该使用三通型恒温阀;以保证控制的有效性。恒温阀的装配应该按照装配要求进行安装,还应该做到它的调节特性、温包、阀头曲线都应该达到合格标准。能够正常感应建筑内的湿度,并能做出相应的调控。其次,应该使用具有说明书、许可证明等一系列达标的装置。改造工程完工之后,还要对这些装置进行反复调整、实验,已证实其装置的性能和使用方式是正确的运用。还应该具有专业的监控设备和专门的监控机构,以方便随时对装置进行定期的抽检和排查。对于不符合使用标准的应该及时予以更换。对于出现不能正常运转或数据监控不正常的装置应及时对其进行检修。最后,室内系统也有一定的要求,具体表现为:应定期热力复核审计,提供系统改造散热器的热量提供数据,然后此基础上分析热提供质量是否达到先前计算标准;还应对水压和出水量进行分析,计算出整个室内热提供与热能耗的投入与产出比率,以为更好地分析室内系统供热的情况,并可以针对出现的问题作出及时的应对[2]。
2采暖地区既有居住建筑节能改造设计的具体实施措施
据有关统计数据称,中国既有房屋采暖的建筑占总数的29.0%。例如房屋采暖能耗每平方米25.3公斤煤,可以大约计算出东北、西北、华北地区每年就要耗费1670万吨煤,这些高耗能的采暖方式,会大量的消耗能源。同时由于我国既有居住建筑维护结构多数存在保温标准低,隔热效果差等问题,因此对我国既有居住建筑围护结构进行节能改造成为当前建筑设计中的重点内容。
2.1墙体节能改造设计分析
对墙体的保温有两种方式,一种是外墙保温,一种是内墙保温。由于墙内外的温度不同,会使墙面发生裂缝,这就提醒在进行既有居住建筑节能改造的时候要对外墙增加保温层,通过对外墙的漏点进行保护层的安装,尽量降低室内外温度差异,还可以通过增加对室内温度的监控,防止室内温度过高,进而导致室内外温度差异扩大。利用安装室内热量检测仪器,对室内温度进行及时的监测,调控室内温度,使其保持在一个稳定的范围内,并根据室外温度对室内温度进行调整。防止室内外温度差异过大。比如对于外墙节能改造中,可在主体结构外墙的基础上通过采用挂或粘贴的方式通过铺设保温材料,同时在保温材料的外侧涂抹一层保护砂浆或保护装饰达到保温的效果,其中图1为外墙节能改造中常见的构造形式之一。由于我国多数采暖地区既有居住建筑多数为7层以下的砖混结构建筑,并呈现为排式布局,且体型规整,多数建筑的体形系数大约在0.3,而墙体厚度大约为240和370mm,因此在墙体外保温节能改造设计中,根据节能50%和65%标准规定墙体的传热系数0.75W/(m2•K)和0.60W/(m2•K),则建筑外墙的保温层厚度、外墙构造方式以及导热系数的确定应根据表1进行判定。
2.2外窗的节能改造
外窗能耗能够达到建筑总能耗的50%左右,所以对门窗的改造对建筑节能有很重要的作用。当前常用的既有居住建筑节能改造中对于外窗的节能改造主要从增加门窗的密闭性,改变窗户的材料等措施,以防止建筑热能的流失与损耗,例如使用一些节能门窗。从房屋的修建着手。在原有窗户的基础上再加上一层窗户,并适当的对两个玻璃进行调整。还有设计研究认为,既有居住建筑中外窗节能改造中对窗洞口四周墙体的节能改造尤为重要。基于此本研究提出了以下几种窗洞和窗口周围墙体节能改造方案。通过对上图进行分析可以得知,图2中的方案(a)和图3中的方案(a)属于墙体和窗洞同时进行改造,而这种改造方案相对于方案(b)而言,其不仅保温效果好,同时对节约改造材料和改造成本也具有显著的作用。但是在实际改造工程中还应根据具体的情况进行具体的分析,以设计出最佳的改造方案,达到节能保温的效果。
2.3热源及管网热平衡改造
首先,我国北方的热管网较长,而大部分管网的建造时间又比较长,旧管网的使用效率较低。保温层受到破坏,致使部分建筑的水循环量过大,水供应出现不平衡的局面。应该通过对供热管线进行直埋,建立健全网络监控配合人力检查的热网监控系统。其次,进行对热能源提供装置进行改造,通过对集体供热总的装置的改造,和单个居住用户的分散处理,来得到提高供暖的能源使用效率。最后,通过对室内温度的监控,利用现代化热计量仪器,对热计量的使用和温度的调控进行合理的安排[1]。对改造成本进行运算,优化改造成本,还有室内、室外供热系统的成本优化,减少热量来源的基础设施改造成本等。具体又可以分为,供暖的能源使用可以细分为天然气、电费、管理人员的工资以及供热成本的相关内容。采暖地区既有居住建筑节能改造是一个对人力、物力、财力耗费的工程,但其成果远比成本要高出很多,然而也不能因为成果显著,就忽略采暖地区既有居住建筑节能改造的成本,不能顾此失彼,应该合理的控制采暖地区既有居住建筑节能的成本,让使用者看到采暖地区既有居住建筑节能的成本构成。
3采暖地区既有居住建筑节能改造的益处
3.1采暖地区既有居住建筑节能的成本降低
采暖地区既有居住建筑节能的改造,会在很大程度上减少采暖地区既有居住建筑节能的成本,会减少建筑内外部围护结构的维护成本,还会降低热提供系统及维护的成本,降低热能来源的提供成本。这就可以简单地用一个公式来表示:供热成本降低=建筑内外部结构的建设与维护成本降低+室内及小区热系统改造成本降低+热源改造成本降低。上述公式主要是根据采暖地区既有居住建筑节能成本降低的具体内容来分的,此外还可以通过供热成本降低的构成来分,也可用公式来表示:供热成本降低=水费成本降低+电费成本降低+燃料费降低。由此可见,采暖地区既有居住建筑节能改造的益处,其直接益处就是减少了采暖地区既有居住建筑节能的成本,为用户节省采暖地区既有居住建筑使用的费用,直接给节能采暖带来成本上的有效降低[3]。
3.2采暖地区既有居住建筑节能的增益效益
采暖地区既有居住建筑节能的增益效益可以从几个方面分析:首先是居民采暖费用的降低。采暖地区既有居住建筑的供暖费用是由能源生产价格,运送的费用,销售的费用相加。采暖地区既有居住建筑节能改造能降低供暖能源运输当中的能量损失,从而减少运输过程中的运输成本[4]。通过对采暖地区既有居住建筑节能的改造,还能增加能源的利用效率,从而在一定程度上减少建筑节能改造能源的成本费用。其次具体的效益有以下两方面,一方面会减少建筑设施的建设费用。进行采暖地区既有居住建筑供暖费用,在某些方面是和建筑的建设是有联系的,例如门窗的改造,地板、屋顶的设计,这些两者都是有交叉的,采暖地区既有居住建筑节能成本的降低,也会减少建筑的费用。会减少对家用电器的使用,空调、电热扇等家用电器使用的减少,会减少用户电费的使用[5]。
3.3采暖地区既有居住建筑节能改造的成效
采暖地区既有居住建筑节能的总成本投入。首先,不同采暖的方法会需要不同的投入这而使用热电联集中供暖则会使成本增加,这几种集中供暖都是常见的采暖地区既有居住建筑的供暖方式。每平方米的差额可以达到20元。
4结语
综上所述,通过对采暖地区既有居住建筑节能改造可以有效地避免供热能源的浪费,还可以提高采暖地区既有居住建筑节能的供暖效率。另外通过对一些基础设施进行改造设计,还能提高供暖系统的安全性,从而在很大程度上提高供暖系统的利用率,减少建筑节能的使用成本,增加采暖地区既有居住建筑节能的使用周期。
作者:掌轩 王丽颖 单位:长春工程学院建筑学院
参考文献:
[1]费良旭,孟庆伟,崔再禹.海南地区既有居住建筑节能诊断与改造研究[J].新型建筑材料,2013,(11):68-71.
[2]沈婷婷.夏热冬冷地区既有居住建筑节能改造策略研究[D].杭州:浙江大学,2010.
篇3
一.引言。
暖通是我国建筑设计工作中的一个分类,暖通设计主要是要对工程项目中需要的“空气调节系统”即空调系统来进行设计,以满足建筑制冷供暖、通风排风的需要,暖通是建筑工程的重要组成部分,是建筑舒适度的有力保障。在暖通施工设计中,存在较多问题点,影响了实际施工效果。
二.暖通施工图的常见问题。
1.设计方面的问题。
(1)采暖设计。
《民用建筑节能设计标准》(采暖居住建筑部分)JGJ26—95第4.1.3条规定“在采暖期室外平均温度为-0.1~-6.0℃的地区楼梯间不采暖时,楼梯间隔墙和户门应采取保温措施;在-6.0℃以下地区楼梯间应采暖……”,在采暖地区,住宅采暖必须采用分户热计量的采暖系统,分户热计量涉及收费问题。当楼梯间设置采暖时,这部分费用的分摊使复杂的热计量收费更增加复杂性。为此,绝大多数住宅楼梯间不设置采暖。但设计中隔墙及户门未按JGJ26-95中第4.2.1条中表4.2.1所规定的围护结构的传热系数进行设计。因此,当采暖设计方案确定楼梯间不设采暖时,要求设计人应该注意建筑对有关部位是否采取保温,并应核对保温做法是否满足规范要求。
《采暖通风与空气调节设计规范》规定“新建住宅热水集中采暖系统,应设置分户热计量和室温控制装置”,工程项目中仍有未执行此条规定设置分户热计量和室温控制装置。不执上述规定的原因是:a,有的单位要求不做,这些单位的人员常年在国外工作,家中无人居住,且暖气费由单位统包,不实行按户计费。b.投资方要求不做,投资方对分户热计量认识不足,习惯旧有的采暖方式,有的认为分户热计量会占用套内使用面积,增加投资。c.旧小区特别各单位大院内加建住宅楼后,新旧楼采暖系统阻力相差很大,为了达到系统阻力平衡,必须对旧楼采暖系统进行改造。有的认为是内部锅炉房供暖,不存在分户计费问题。作为设计人应执行国家制定的方针政策,按上述规范在设计图中表示出来。
(2)通风设计。
根据《锅炉房设计规范》GB50041—92第13.3.6条规定,设在其他建筑物内(这里指附属在建筑物的地下室、半地下室、设备层内)的燃气锅炉间,应有每小时不小于3次的换气量(不含锅炉燃烧用风量),为了满足换气量应设机械通风。同时,附属在建筑物的地下室、半地下室、设备层内的燃气锅炉间,根据《城镇燃气设计规范》GB50028—93第7.5.1条、《暖通规范》GB50019—2003第5.3.4条规定应设事故排风。由于附属在建筑物的地下室、半地下室、设备层内的燃气锅炉间按《规范》已设置了泄爆窗,设计者认为可以采用泄爆窗作为自然通风,故设计中未设机械通风及事故排风。但设在建筑物的地下室、半地下室、设备层内的燃气锅炉间往往靠一面外墙,自然通风效果很差。在大量燃气泄漏时,不能及时将燃气排出室外。所以,必须设置机械通风及事故排风。
使用燃气的地下厨房和无外窗地上厨房未设全面机械通风和事故排风。根据《城镇燃气设计规范》GB50028—93第7.5.1条的规定,公共建筑用气设备应安装在通风良好的专用房间内。当安装在地下室和内厨房(没有直接通向室外的门和窗)时,应符合本《规范》第7.2.28条的规定。7.2.28条第(2)规定,敷设人工煤气和天然气管道的“地下室或半地下室设备层内应有机械通风和事故排风设施”。当这些部位可燃气体突然泄漏时,设在室内的气体浓度探测器发出信号,启动事故排风机进行排风。
位于柴油发电机房及锅炉房内部的油箱间没设机械通风系统。因为位于柴油发电机房及锅炉房内部的油箱间由防火墙和其他房间隔开,当油路及油箱漏油时,油蒸汽在油箱间越聚越多,因此,必须设置机械通风把油蒸汽随时排至室外。
制冷机房应有良好通风。应根据制冷剂的允许浓度不同计算通风量,在设计中应明确采取良好通风措施。
对外新、排风口(防雨百叶)没有提出通风净面积要求,造成新、排风口风速过高。
(3)空调系统。
《暖通规范》GB50019—2003第8.4.8条[GBJ19—87(2001年版)第7.2.5条]规定“空气调节系统的电加热器与送风机联锁,并应设无风断电、超温断电保护装置;电加热器的金属风管应接地。”这一规定防止送风机停机时无风电加热器单独工作导致的火灾。由于对电加热器可能引起火灾认识不足,设计时没有给电气专业提出要求。很多空调工程未设排风出路,特别是人员集中或过渡季节使用大量新风的空调区,未设机械排风设施。
商场冬季室温过高,室内空气品质不佳,新风量不足,冬季室温过高是由于耗热量计算时,人和灯的发热量没有计入室内发热量或设计新风量不足。
吊顶式风机盘管凝结水管路太长,水平坡度不够,造成水患。原因是建筑吊顶空间太小,建筑平面大且长,排水点不易解决。也有设计坡度不正确所造成。
空调机、风机盘管与散热器共用一个水系统,由于阻力大小相差悬殊,使系统很难平衡。因此,划分水系统时,应将空调机、风机盘管与散热器系统分开。当系统分开确有困难时,应有可靠的调节平衡措施。
2.施工图审查问题点。
(1)居住建筑。
在设计分户热计量采暖系统的采暖设备和户内管道时,未计入户间传热引起的耗热量附加,导致户内管道和采暖设备偏小。应按规范执行,但应注意此部分负荷不应计入总热负荷内。计算时按照《城镇住宅供热计量技术指南》的相关规定执行。
采暖系统各并联环路未进行水力平衡计算,不进行认真的水力计算,仅靠估算来确定系统阻力,过分依赖水力平衡阀的作用,其结果是循环泵选择过大,浪费能源。要按规范严格执行,并将总压力损失标注在设计说明中。
暖通专业采暖负荷计算中围护结构传热系数K值常出现与建筑节能计算中不一致。建筑专业在给暖通专业提条件时未认真进行建筑节能计算。应先进行建筑节能计算,然后再给暖通提条件。
分户热计量热水集中采暖系统,没有在建筑物热力入口设置热量表、差压或流量调节装置。应在建筑物热力入口设置热量表、压差(变流量表)或流量(恒定流量)调节装置。特别是热量表,有些时候是热费结算的依据。
(2)消防排烟。
高层建筑机械排烟设计,在计算走廊面积时未包括与其连通的无窗房间或设固定窗房间的面积。当地上无窗(或固定窗)房间≤100㎡或一个地下房间≤50㎡(总面积≤200㎡)时,可仅在走道设排烟系统。但计算排烟量时应包括其中最大一间房间的面积。
防烟楼梯间前室、消防电梯前室、合用前室可开启外窗面积不够自然排烟条件。应核实防烟楼梯间前室、消防电梯前室可开启外窗的开启面积不应小于2㎡、合用前室可开启外窗的开启面积不应小于3㎡,否则应设加压送风。
多层公共建筑中超过20m且无自然排烟、或有直接自然通风但长度超过40m的疏散内走道未设排烟设施。当公建的内走道大于20m以及其他建筑的疏散走道大于40m时,应考虑设置自然排烟和机械排烟。自然排烟时应满足排烟口净面积的要求。
三.结束语。
暖通工程设计人员要熟悉工作流程,要及时处置施工现场的问题。施工人员要严格根据施工工艺来组织施工,将国家规范作为施工标准,来提高暖通工程施工质量。
参考文献:
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随着我国城市化进程的加快,城市建筑的规模不断扩大,建筑能源消耗也随之持续增加,如何减少建筑能耗,建造节约型建筑成为了建筑设计行业关注的焦点。同时,住宅建筑能耗是建筑能耗的重要组成部分,研究住宅建筑规划中的节能显得尤为重要。建筑规划与设计的合理性直接决定着住宅建筑的节能效果,决定能否为居住者提供舒适健康的节能建筑[1]。本文着眼于住宅建筑的规划阶段,分析对建筑能耗影响较大的参数,主要包括:建筑体形系数、建筑物的朝向、复式建筑等,希望为住宅建筑的规划设计提出指导意见。
建筑体形系数
我国《民用建筑节能设计标准》(JGJ26-95)中规定,建筑体形系数 S 指“建筑物与室外大气接触的外表面积与其所包围的体积的比值”,如下所示:
式中,S为建筑体形系数,F0为建筑的外表面积(m2),V0为建筑体积(m3)。此式表明:体形系数是单位建筑体积占用的外表面积,反映了一栋建筑体形的复杂程度和围护结构散热面积的多少,体形系数越大,体形越复杂,其围护结构散热面积就越大,建筑物围护结构传热耗热量就越大。因此,建筑体形系数对建筑能耗影响显著,有研究资料表明,体形系数由0.4减少到0.3,围护结构传热损失可降低25%,全年采暖空调能耗可减少13%[2]。以下就体形系数中几个重要的参量对建筑能耗的影响进行讨论。
(1) 体形形态:由于形状不同,建筑所受太阳影响程度及建筑室内外通过外墙表面的热交换情况将有所差异。针对各种不同体形形态的参量描述,按节能效果优劣的建筑设计顺序依次为:圆、多边形、正方形、长方形、三角形。圆和多边形为推荐建筑形状,而三角形对节能较为不利。
(2) 建筑进深:当建筑物的高度H固定时,建筑进深X与建筑长度Y对建筑体形系数S的影响效果相同。建筑长度Y增大会导致外表面积太大,体形系数相应很大,不利于节能和节地,应加以限制。因此,这里讨论进深对建筑节能的影响,随着建筑进深X的增大,体形系数S逐渐减小最后趋向于一个定值()。在同样满足采光、通风及一定室内景观要求的情况下,进深适当增大到12.6m 左右,能大大改善室内热环境,降低体形系数,并且与小进深住宅相比,节能节地,还可以降低建筑造价[3-4]。
(3) 建筑总高度H:建筑体形系数S随着建筑总高度H的增加而减小,建筑采暖能耗、空调能耗和建筑总能耗也随之减小,体形系数S对建筑采暖能耗的影响明显大于对空调能耗的影响。建筑总高度H对低层建筑、多层建筑和中高层建筑的体形系数影响非常大(期间体形系数S降低 40%~60%),而对其他建筑的体形系数影响却较为有限(期间体形系数S降低 2%~10%)。
(4) 建筑层高h:类似于建筑总高度H,建筑体形系数S随着建筑层高h的增加也逐渐减小,两者之间呈线性负相关关系。同时,随着建筑层数增加,层高h对体形系数S的影响越来越小,对低层建筑的体形系数影响最为明显。
建筑朝向
对节能住宅而言,选择合理的建筑朝向是需要着重考虑的问题。建筑物的朝向对太阳辐射得热量和空气渗透耗热量都有影响。在实际运用中,当根据日照和太阳辐射已将住宅的基本朝向范围确定后,在进一步核对季节主导风时,会出现主导风向与建筑朝向形成夹角的情况。从单栋住宅的通风条件来看,房屋与主导风向垂直效果最好。但是,从整个住宅群来看,这种情况并不完全有利,而往往希望形成一个角度,以便各排房屋都能获得比较满意的通风条件。
从长期实践经验来看,南向是全国各地区都较为适宜的建筑朝向。但在建筑设计时,建筑朝向受各方面条件的制约,不可能都采用南向,这就应结合各种设计条件,因地制宜地确定合理建筑朝向的范围,以满足生产和生活的要求。
复式建筑
随着我国居民消费水平的逐步提高,购房者的消费观念更趋理智,对居住的质量要求也大大提高,在住房选择上更趋向多元化和个性化,多种新型的特色住宅模式开始进入住宅市场。比较适合中青年家庭的复式户型比起普通的平面户型来空间形式更为丰富,变化多样,能融入更多的创意体现个性,价格相对偏低,己成为购房者比较喜爱的房型,图1所示为某复式住宅户型结构。
图1 典型的复式住宅户型结构
然而,不管任何类型的组合方式,复式建筑的采暖能耗、空调能耗和建筑总能耗都比普通建筑的能耗值要高,其中复式别墅的采暖能耗、空调能耗和建筑总能耗分别比普通别墅的高出 2.60Kw•h/、2.84Kw•h/和 5.44Kw•h/,而 18+1顶层复式建筑的采暖能耗、空调能耗和建筑总能耗分别比普通 18+1 建筑高出0.13Kw•h/、0.32Kw•h/和 0.45Kw•h/,因此复式建筑设计并不利于住宅的节能控制。
结语
住宅建筑规划和设计的合理性决定着居住建筑的节能效果,决定了能否为居住者提供舒适健康的节能建筑,本文分析了对建筑能耗影响较大的几个因素。在人们对于居住环境要求越来越高的现代社会,建筑规划与设计时既考虑到满足人们基本需要,有通过改良影响建筑能耗的因素,可以达到降低建筑能耗
参考文献:
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[3] 金虹. 严寒地区城市低密度住宅节能设计研究[D].哈尔滨工业大学博士学位论文, 2003.
篇5
[前言]近些年来,随着“以人为本”设计理念的提出,人们对住宅的舒适性和使用性要求越来越高,建筑能耗也随之增高。据统计,目前我国建筑能耗约占国民经济总能耗的25%左右,且呈上升趋势。另一方面,随着建筑能耗的增加和大量空调设备的安装,“城市热岛效应”日益严重,使环境日益恶化。我国建筑节能的重点应为:建筑本体的节能、采暖系统节能、提高照明和其他电器的效率、大型公共建筑节能。
随着科学技术的日新月异,能源短缺已不容忽视,节约能源已受到世界性的普遍关注,在我国亦不例外。目前,全世界有近30%的能源消耗在建筑物上,长此以往,将严重影响世界经济的可持续发展 。因此,能源问题将成为本世纪的热门话题。
一、发达国家在节能建筑方面的成绩
美国一家大学曾设计建造了一种四居室的生态房。它的热能来源于人工散热、阳光及使用家电设备所产生的热量;用电依靠风力发电机和太阳能电池;用水是从屋檐流下来经过处理的雨水;粪便和污水则流入一个堆肥坑里,经发酵后供花园施肥用。美国一家建筑公司用回收的垃圾建筑房屋,墙壁是用回收的轮胎和铝合金废料建造的;屋架所用的大部分钢料是从建筑工地上回收来的。
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。
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。免费论文,建筑节能新能源。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。免费论文,建筑节能新能源。
二、 中国建筑能耗的基本情况和基本问题
我国正处于房屋建筑的高峰时期,建筑速度之快,规模之大,可谓前所未有,因此我们处在一个特定的历史时期。2003年,我国城乡建筑竣工面积达20.3亿平方米(其中城镇12.7亿平方米),超过所有发达国家年建成建筑面积的总和。但令人忧虑的是,在新竣工的建筑中,节能建筑面积不到1亿平方米,尚不足竣工建筑的5%。至今,在我国城乡既有建筑约400亿平方米中(其中城市约140亿平方米),只有3.2亿平方米房屋是节能建筑,不到全国既有建筑的1%。免费论文,建筑节能新能源。
我国是一个能源短缺的国家,但我国单位建筑面积能耗目前却是发达国家的2至3倍。与发达国家相比,我国建筑钢材消耗高出10%至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%。此外,在我国人均耕地只有世界人均耕地1/3的情况下,实心黏土砖每年毁田12万亩。
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。
我国节能工作与发达国家相比起步较晚,能源浪费又十分严重。如我国的建筑采暖耗热量:外墙大体上为气候条件接近的发达国家的4~5倍,屋顶为2.5~5.5倍,外窗为1.5~2.2倍;门窗透气性为3~6倍;总耗能是3~4倍。免费论文,建筑节能新能源。 转
三、我国需要发展的重点领域
1.优化建筑设计
建筑造型及围护结构形式对建筑物性能有决定性影响。直接的影响包括建筑物与外环境的换热量、 自然 通风状况和自然采光水平等。而这三方面涉及的内容将构成70%以上的建筑采暖通风空调能耗。不同的建筑设计形式会造成能耗的巨大差别。然而,建筑物是个复杂系统,各方面因素相互影响,很难简单地确定建筑设计的优劣。例如,加大外窗面积可改善自然采光,在冬季还可获得太阳能量,但冬季的夜间会增大热量消耗,同时夏季由于太阳辐射通过窗户进入室内使空调能耗增加。免费论文,建筑节能新能源。这就需要利用动态热模拟技术对不同的方案进行详细的模拟测试和比较。
2.建筑围护结构材料和部品
开发新的建筑围护结构部件,以更好地满足保温、隔热、透光、通风等各种需求,甚至可根据变化了外界条件随时改变其物理性能,达到维持室内良好的物理环境同时降低能源消耗的目的。免费论文,建筑节能新能源。这是实现建筑节能的基础技术和产品。主要涉及的产品有:外墙保温和隔热、屋顶保温和隔热、热物理性能优异的外窗和玻璃幕墙、智能外遮阳装置以及基于相变材料的蓄热型围护结构和基于高分子吸湿材料的调湿型饰面材料。自上个世纪90年代起,我国自主研发和从国外吸收消化的外墙、屋顶保温隔热技术被慢慢的采用。尤其外墙外保温可通风装饰板、通风型屋顶产品、通风遮阳窗帘的使用,都大大提高产品的质量、降低建筑运行成本。
3.建筑中的可再生能源技术
可再生能源包括太阳能、风能、水能、生物质能、地热能、海洋能等多种形式。可再生能源日益受到重视。开发利用可再生能源世界能源是持续发展战略的重要组成部分。太阳能既是一次性能源又是可再生能源,资源丰富对环境无污染,是一种非常洁净的能源。应提倡在建筑中广泛应用。
4.其他方面还有很多包括:通风装置与排风热回收装置与各种泵技术。
四、结束语
虽然,我国在这方面还存在许多问题,但只要我们提高认识,加强管理,那么不久的将来我国一定有望发展成为能源节约大国,这将对全世界乃至全人类的可持续发展作出重大的贡献。
参考文献:
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篇6
1什么是建筑节能及其重要性
1.1建筑节能
建筑节能即在建筑中合理使用和有效利用能源,不断提高能源利用效率。建筑节能应包括采暖、空调、热水供应、炊事、照明、家用电器等方面的能耗,即属于民生能耗,一般占全国总能耗的30%~40%左右。由于建筑用能关系到国计民生,量大面广,因此节约建筑用能是建筑设计中的重中之重。
1.2 建筑节能的重要性
1.2.1 建筑节能是发展国民经济的需要经济的发展依赖于能源的发展, 需要能源提供动力。1990~1995年第8 个五年计划期间, 我国生产总值平均每年增长12%,而一次商品能源平均每年增长才有316%。这种能源生产的增长速度滞后于国内生产总值的增长速度,将严重影响我国的经济发展。,途径。因此,能源短缺对我国经济的发展是一个根本性的制约因素。我们要发展国民经济,就非依赖于节能不可。近年来高耗能建筑不断大量兴建,采暖、空调、热水供应、炊事、照明、家用电器等方面的建筑用能继续急剧增长,势必会限制国家经济的发展。因此,为了国民经济持续、快捷、健康的发展,就必须搞好建筑节能。
1.2.2 建筑节能是改善广大人民的建筑热环境的需要随着现代化建设的发展和人民生活水平的提高, 舒适的建筑热环境越来越成为人们生活的需要。我国气候冬冷夏热的问题是相当突出的。冬天需要采暖,夏天想要空调,而采暖和制冷都需要能源,其中对优质能源的需求量增长更快。而我国的能源供应特别是优质能源如电力、燃气的供应目前还很紧张,也就是说,从总体上看,只有大力开发能源,并在注意节能的条件下改善人民的建筑热环境,这种改善才有可能。
1.2.3 建筑节能是贯彻国家可持续发展战略的重大部署在我国,人均可采能源储量不丰,建筑用能巨大,大气污染严重,居民又对改善冬寒夏热的环境要求迫切,因此,把建筑节能工作真正落实到设计中去,这是至关重要的。现在,国家已十分明确地把实施可持续发展战略作为头等大事, 要求我们付诸行动,结合我们建筑设计的情况,就必须抓紧建筑节能,坚决遏制建筑用能浪费严重,把建筑节能工作切实做好。
我国当前能源形势十分严峻,能源高速生产,煤、电、油、运持续紧张。建筑是耗能大户,建筑运行能耗占我国能源总消费量的比例已由上世纪70年代末的10%上升到目前的26.7%,发达国家的实践经验表明,这个比例还将提高到35%左右。建筑能耗不仅是消费过程的运行能耗,还应包括建造房屋生产环节的能耗,据估算,加上这部分间接能耗,建筑能耗的总量应占到社会总能耗的46.7%上下,建筑节能已是我国节能工作的重点内容。,途径。
2 民用建筑节能的原理
2.1 影响建筑节能的几个因素
2.1.1 建筑物体形系数
建筑物体形系数愈大,其传热量也就愈大。从建筑节能的观点出发,毫无疑问应尽力减小建筑物体形系数。
2.1.2 围护结构的传热系数
围护结构的传热耗热量占建筑物总耗热量的71%~77%,因此,大幅度降低围护结构的传热系数,选择合适的围护材料是重要的。
2.1.3 窗墙面积比
开窗面积增大,会增加传热耗热量和空气渗透耗热量,对建筑节能不利,理论上应尽可能降低窗墙面积比。然而,窗墙面积比还受建筑立面、室内采光、通风因素控制。因此,建筑节能设计中,应针对不同地区的环境和习惯区别对待,不宜过分缩小窗墙面积比。
2.1.4 建筑朝向和建筑布局
相关研究结果表明,无论是为了降低冬季采暖能耗,还是为了降低夏季空调制冷负荷,建筑物朝向均宜采用南北向或者接近南北向,尽量避免东西向。建筑平面布局总的原则应根据地形、地势和朝向等条件灵活布置。
2 .2建筑设计中建筑节能的基本途径
2.2.1 房屋各部位的绝热
(1)屋顶的绝热:一般采用屋顶外侧绝热方式。为了防止“烘烤“现象,可以设法通风换气,同时还应正确选用绝热材料。
(2)墙壁的绝热:一般宜采用墙壁外侧绝热方式。外侧的绝热层要有相当大的传热热阻。同时应处理好防止内部结露的问题。
(3)地面的绝热:地面与普通地板相比,冬季的热损失较少,这从节能的角度来看是有利的, 但考虑到南方又湿又热的气候因素,对地面进行全面绝热还是必要的。一般可采用内侧绝热的方式,但是,为了防止土中湿气侵入室内,可加设防潮层。
(4)门窗的绝热:窗的结构形式常采用以下3 种方法:①利用双层窗玻璃,在寒冷地区可以设置三层窗。②利用能反射红外线的玻璃或利用贴有能反射红外线的合成树脂薄膜的玻璃。③利用上述二者的复合形式,同时应合理选择窗内材料,在既需采暖又需制冷的地区,原则上宜选用以吸热玻璃、热反射玻璃为原料制成的中空玻璃。
2.2.2采暖的节能途径
在建筑设计中,主要从以下5 个方面来考虑:
(1)在建筑设计中,充分利用各种可能条件促进辐射热进入室内。
(2)在建筑设计中从表面的辐射、开口部位的辐射和部位内的辐射诸方面的条件来抑制辐射热的损失。,途径。
(3)在建筑设计中可以分别从减小温度差、导热面积、导热系数或增加材料厚度(材质相同时)诸方面来抑制导热损失。
(4)在建筑设计中,可以分别从风势、开口部位和缝隙以及冷风的性状诸方面来抑制对流热损失。
(5)在建筑设计中,通过建筑造型和材料的选择达到蓄热效果的充分利用。
2.2.3 制冷的节能途径
设计时制冷的节能途径主要从以下6 个方面来考虑:
(1)设计时考虑障碍物的存在、太阳照射的方向性、开口部位的处理以及反射和再辐射诸因素来抑制辐射热进入室内。
(2)设计时要采取必要措施防止地面产生反射和二次辐射以达到抑制导热传热进入室内。
(3)采取措施抑制对流热进入室内。
(4)可将采暖时抑制热从室内散失的方法完全颠倒过程使用,从而促进辐射热从室内散失。
(5)可以利用采暖时抑制导热散失完全相反的方法来促进导热散热。
(6)利用自然通风、在建筑物最高处设置排气孔以及人造风等措施促进对流散热。
2.2.4 照明的节能
照明节能的要点,在于不使用照明设备,或者使用很少的能耗,得到需要的照度及其均匀的照度分布状态,总之,要求得到合理的采光和照明。其节能途径有如下几种:
(1)设计时提高所有建筑部位(包括开口部位在内)及室内的所有物体的光反射系数,可以有效地控制光的损失。,途径。也可以把所有扩散性的反射面都作成白色而使照度均匀分布。
(2)设计时,注意建筑部位的朝向,以便能够接受到日照,充分利用太阳照射和天空光。在途中有反射时, 要考虑到反射面的面积和反射系数以及反射方向等条件。另外,利用天窗、照亮室内顶棚、扩散照在窗上的阳光、利用上层的光亮也是照明节能的途径。
(3)采用高效率光源,提高照明设备的效率。根据不同亮度的要求,可以采用整体照明和局部照明结合的方法。
2.3 新能源在建筑中的应用
利用太阳能、地热能等新能源作为主要能源供给,向建筑提供采暖、空调、热水。,途径。系统可大量节约电力和常规能源,减少SO2、CO2、NOx及粉尘的排放,对改善城市大气环境有十分明显的效果,因此有很好的社会环境效益。,途径。
3结束语
在我国经济社会发展进入新的历史阶段, 中央明确提出建设节约型社会,切实保护和合理利用各种资源,提高资源利用效率,以尽可能少的资源消耗获得最大的经济效益和社会效益。只有真正认识到它的重要性,我们才能从实际出发,从自身出发,不断创新,真正的设计出能普遍适用于社会,带来真正产生节约效益的产品。
参考文献:
[1]江亿我国建筑能耗状况及有效的节能途径[期刊论文]-暖通空调2005(05)
[2]建设部2005年城镇房屋概况统计公报
[3]江亿我国建筑能耗趋势与节能重点[期刊论文]-绿色建筑2006(zk)
篇7
0.引言建筑体型设计应综合考虑建筑功能、造型以及节能的要求。针对北方寒冷地区气候特点,设计的基本原则为尽可能的减小建筑外表面积,使热工性能较差的的外表面积降至最少,考虑到建筑在冬季采用被动式采暖,则需尽量扩大南立面,在满足通风采光的要求的基础上,减少北向、西向等不利朝向墙面面积及窗墙比。
1.控制体型系数体型系数S指建筑物与室外大气接触的外表面积F(不计算地面)与其所包围的建筑体积V之比(S=F/V)。论文格式。体型系数越大,说明单位建筑空间所分担的热散失面积越大,能耗就越多。有研究资料表明:体型系数每增大0.01,耗热量指标约增加2.5%。
建筑的体型系数与建筑物的体型是否规整及建筑的体量大小有关,建筑的规模越大,其体型系数越小。因此单层的小建筑的体型系数一般比较大,而规模较大的建筑,体型系数一般比较小。对于高层建筑来说,体型系数一般在0.10-0.15之间,远小于规范规定的0.3界限,且高层建筑屋面面积相对外墙面积要小得多。
2.增加南向表面积与体型设计从利用太阳能采暖的角度考虑,应尽量增加南向的面积,以南向表面足够大,其它外表面总面积尽可能小为判断节能与否的标准更合理。这意味着要增加建筑面宽,减小进深。
作者以济南某小区套型面积为116m2,层高为2.8m的六层住宅为例,计算分析一个单元时和三个单元时的体型系数变化,如表5-1,由分析结果可以看出:在增加南向表面面积的同时,势必会造成在标准层面积一定的情况下,体形系数增大的情况。因此,在满足必要的平面功能布局的要求之后,尽量控制体形系数在一定范围内,尽量的增加面宽,减小进深。
表 5-1相同面积不同套型的体型系数比较
篇8
在人的一生中,有80%以上的时间是在室内度过的。随着国民经济的高速发展和城镇人民生活水平的不断提高,人们对室内环境质量有了更高的要求,室内环境的品质对人的身心健康、舒适感及工作效率都会产生直接的影响,尤其是热环境和空气品质对人的影响更为突出,总之,能源结构的调整、建筑节能以及按户计量供暖收费制度的实施,特别是“以塑钢”技术的发展,使得低温热水地板辐射采暖技术日益完善,低温热水地板辐射供暖以其舒适、卫生、不占房间使用面积、节能、低噪音、便于分户计量等优点在采暖行业逐渐被人们认可接受。
低温热水地板辐射采暖系统的介绍
低温热水地板辐射采暖是将热水管道埋没在房间内部地面垫层内的供暖系统。该系统以整个地面作为散热面,地板在通过对流换热加热周围空气的同时,还与四周的围护结构的人体进行辐射换热,从而达到供暖效果,其辐射换热量占总换热量的50%,所以地板辐射供暖是在辐射强度和温度的双重作用下对房间进行供热的,形成较合理的室内温度场分布和热辐射作用,可有2~3℃的等效热舒适度效应。因此《低温热水地板辐射供暖应用技术规程》规定,低温热水地板辐射供暖的热负荷计算宜将室内计算温度降低2℃或取常规对流式供暖方式计算热负荷的90%~95%,也就是说,可以适当降低建筑物热负荷。另外,在室外温度一定的情况下,由房间的能量很大部分都通过辐射获得,因此房间的空气温度较传统的散热器供暖温度低,所以房间由于换气而带来的损失较小,有利于节能。
加热盘管管材的选择
加热盘管是低温地板辐射采暖的核心,而塑料管对温度很敏感,其所承受的压力,随着相应的温度的升高而剧烈下降,如果选用不当将为低温地板辐射采暖留下一大隐患。目前市场上使用的地热管材大多品种为交联聚乙烯管(PE-X)、无规共聚聚丙烯管(PP-R)、聚丁烯管(PB)、耐高温聚乙烯管(PE-RT),各种管材各有其优缺点。下面分别简单介绍一下这些管材:
PE-X管:合格的PE-X管材具有力学性能好,耐高温和低温性能好等优点,但PE-X管材没有热塑性能,不能用热熔焊接的方法连接和修复。
PP-R管:耐高温性能好、力学性能好和连接性能优越,但低温冲击性能较差。
PB管:乃蠕变性能和力学性能优越,几种管材中最柔软。相同压力下设计计复壁厚最薄,但价格较贵。
PE-RT管:力学性能十分稳定,有耐低温冲击,耐水压和耐热蠕变性能,可以用热熔连接方法连接。
对于上述几种管材在设计施工中,我们要充分根据项目特点、使用温度、压力综合考虑,做到即安全可靠又价廉物美,并能满足设计和使用寿命的要求。论文参考网。
在低温热水地板辐射采暖设计施工中应注意的问题:
1.一般每户集中设置一组分水器,按照分室控制的要求,应按房间数确定支环路个数,卫生间餐厅厨房可为一环,房间较大时可分多环。为使各环路平衡,每环尽量长度相等,且控制在60~100米之间,最长不得超过120米。
2.在采暖系统中,每组立管所带的总户数不宜超过40户,同层一般不超过4户,并对系统进行合理的竖向分区,以减小埋地盘管的压力和系统的垂直失调。
3.计算盘辅设间距时,首先要弄清使用房间的地面是水泥瓷砖还是木地板或者其他别的形式,然后再根据实际情况查《地面单位面积散热表》确定其配管间距和地板表面温度。
4.当采暖房间面积超过30m2 长边长度大于6米时应按要求设置伸缩缝。
5.盘管敷设完进行填充层施工时,在混凝土填充层施工及护养过程中管道必须保持不小于0.4MPa的水压,并检查压力表指示情况,防止管道被施工中损失。
6.低温地板辐射采暖系统试压后,其系统中的水无法自行排泄干净,尤其在冬季施工。论文参考网。如盘管中留有水,则很可能因水结冰而破坏整个加热盘管,实际上这种现象时有发生。论文参考网。因此在试压或冲洗后,应采用压缩空气将加热盘管中的水全部吹出,以防冻坏管路。
7.为了减小无效热损失,在加热盘管下面均敷有绝热层,绝热层一般采用聚苯乙烯泡沫塑料,绝热层较软而其上面是混凝土垫层,两种不同硬度的材质贴合在一起,很容易造成地板的龟裂。为了增强地板的抗裂性,可对豆石混凝土加入防龟裂乳剂,并在加热盘管的上部和下部布置钢丝网,这样不尽增强了地板的抗裂性,在施工过程中也便于安装和固定加热盘管,同时也均衡了地板表面的散热,一举三得。
结束语:
低温地板辐射供暖系统与传统的散热器供暖方式相比,有很多的优越性,其舒适、卫生不占空间,节能、低噪音、便于分户计量等优点,被广大消费者认可。我们要在设计和施工中扬长避短,充分发挥低温地板辐射供暖系统的优势,鼓励推行地板辐射供暖方式,满足人们对室内环境质量的更高要求。
参考文献
1 JGJ 142-2004地面辐射供暖技术规程
2 GB 50242-2002建筑给排水及采暖工程施工质量验收规范
3 全国民用建筑工程设计技术措施(暖通空调动力).中国计划出版社,2009
4 陆耀庆.供热空调设计手册.中国建筑工业出版社,2007.2
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改革开放后,我国建设事业发展迅速,尤其是近年住房制度的改革极大地促进了住宅产业及国民经济的发展。目前每年新建房屋子17-18亿平方米。随着大量的新建筑,建筑能耗指建筑使用能耗,包括采暖、空调、热水供应、炊事、家用电器等方面的能耗,其中采暖、调能耗约占60%-70%。根据1998年估算的数据,中国建筑用商品能源消耗已占全国商品能源消费总量的27.6%,接近发达国家的30%-40%。我国的能源形势是严峻的。我国的煤炭、石油、天然气、水资源的人均拥有量约为世界平均值的1/2,1/9,1/23.1/4。对于人均能源消费量1t的标准煤,仅是世界人均能源消费不到2.4t标准煤的一半,因而降低建筑能耗,实现可持续性发展,是节约能源之路。事实上改变传统的供暖方式是节约能源的出路。作为办公楼、礼堂、实验和教学楼、学生宿舍等,供暖的需求是不一样的,不需要24h恒温供暖,应采用间歇制度,以实现用热与供热相协调。对于在较大集中供热系统中,也可采用分建筑物的分时供暖方法,由于不必同时给各建筑物供暖,热源规模及运行负荷大大减小,从而减少热源投资,并实现按需供热的长远目标。
2新型环保节能的供热采暖系统
供热采暖方式有很多不同的方式,热水、电热、地热等等不同的方式,近几年来一种新型环保节能的供热采暖系统,在日前通过了中国能源研究会组织的专家鉴定。专家认为,该系统为国内首创,具有国际先进水平。这种供热系统改变了传统的供热采暖方式,它的传热不是用介质水,而是以复合化学介质‘`ZGM’’为热传导工质,打破了传统的以水为工质的热传导模式。这种复合化学介质“ZGM’’无毒无味、无腐蚀性、不挥发、不燃烧、不怕冻、不结垢。使用该介质的采暖系统,长退快、均温性好、热稳定性能好,并且结构美观、安装灵活,解决了国内现存的单管系统无法解决的问题。该系统能节省40%-50%的能源。由于不用水,所以能大大降低城市用水量。该系统由北京新世界能高科技发展有限公司制造,是一种最佳的冬季采暖方式,适宜院校、机关的冬季采暖使用。
3院校、机关的冬季采暖使用
院校、机关建筑具有多类型、多用途的特点。主要包括:办公楼、教学楼、学生宿舍、教工家属楼、实验室、礼堂、体育馆、校办工厂等。院校供暖有两个特点:其一,对于间歇供暖,各种类型建筑物的供暖时间是不一样的,对于礼堂、体育馆等,它的使用时间特别少,其它时间可按值班采暖设定,因此它的供暖间歇性很强:对于学生宿舍,在上课时间(包括晚自习)可按值班采暖设定,而早、中、晚的休息时间才保证供暖:对于办公楼,下班时间可按值班采暖设定,上班时间才保证供暖;而对于实验室、教工家属楼等,在供暖时间上应根据具体情况加以控制。其二,学校的另一特点是有寒假。在寒假期间(约35天),院校的大部分建筑可以只保证值班供暖。基于以上特点,采用适合的供暖方式和方法,院校供暖的节能效果会很显著。 4人体舒适感的比较
传统的采用连续采暖方式,当室外温度为-2690,热媒参数为95/70℃时,热量不间断地散给空间,以补充外围结构的热损失,使室内温度体质在设计参数上下波动范围内。当室外温度高于26℃时,采用改变热煤参数的办法进行质调解,系统依然是连续运行的,即可保证室内设计温度的稳定,满足人体对舒适感的要求。间歇采暖则不燃,一日24h内室温波动范围较大,如果要保证供热时间内的室温间歇时间的室温就会低于设计温度。反之,如果保证间歇时间内的设计温度则供热时间内的室内温度又会高于设计温度。间歇采暖时一日内的温差大约在10℃左右,室内温度忽高忽低,人体感觉忽冷忽热,容易患感冒。但是如果采用新型环保节能的供热采暖系统则可改变这一现状,新型环保节能的供热采暖系统则能改变这一现状,新型环保节能的供热采暖系统升温快,保温时间长,在摄氏一20℃的气温下,室内温度在内45min就可达到18℃。
5环境保护的比较
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引言
能源是促进社会发展最为重要的物质基础之一,目前世界范围内所发生的能源危机已经让各国在节约能源方面达成了共识,提升能源的利用效率势在必行。
城市建筑集中供热需要消耗大量的能源,如何可以有效的节约能源提升供暖的效率已经成为了建筑集中供热采暖所面临的重要课题。以下主要结合自身对于建筑集中供热采暖的认识谈几点看法,以期可以更好的做好建筑集中供暖工作,服务好广大人民群众对于集中供暖的需要。
1.建筑集中供热采暖的节能理论研究
1.1开展建筑集中供热节能的必要性探讨
我国幅员辽阔,气候类型呈现出多样化的特征。在冬季,我国西北地区、华北地区和东北地区温度较低,寒冷给居民的正常生活造成了很多不便,所以采取集中供暖就成了必然要开展的重要工作。但目前来讲集中供暖对于能源的消耗比较大,加之目前我国需要集中供暖地面的面积在不断扩大,长江以南地区的武汉、长沙等城市市民也希望能够享受到集中供暖,这就对能源的利用效率提出了更高的要求。另外因为能源消耗所带来的环境问题也不断加剧,温室气体大量排放导致海平面上升给很多海岛国家构成了威胁。因此,对建筑集中供暖进行分析,研究降低热损失和环境影响的方法,对于提升能源的利用效率有着十分积极的作用。
1.2目前建筑集中供热采暖存在的问题分析
我国建筑集中采暖工作起步的比较晚,对于节能技术的应用不足,所以在发展中还存在着各种各样的问题。
首先是在进行建筑设计的过程中对于保暖重视不足,建筑物能耗设计能够达标的比较少。另外建筑物本身额墙体的保温和隔热都比较差,这使得大量的热量在到达建筑物会后从窗体散失。另外一些地区的热力网的热损失也比较严重。由于热力站的设备老化问题,其机械化和自动化的水平比较低,使用智能技术的控制率也比较低,加上热力管网年久失修,官网的保温和防水工作不够到位,也会造成大量的能量浪费。最后热源问题也是值得进行关注的重点问题,在我国大部分城市都采取的是煤炭,煤炭在进行燃烧的过程中会造成环境的污染,加上热源的分布问题,对燃煤的消耗量比较大,最终导致供暖的成本比较高。
2.城市集中供热采暖节能设计研究
2.1 热用户采暖节能设计
热用户是供热采暖系统中的最后一个环节,也是热能的最终消耗环节,因此,该环节的节能设计显得尤为重要。
首先,建筑本身需要进行节能设计和改造,新建建筑应选用双层隔热玻璃,合理选用原片玻璃,控制通过门窗的辐射传热,改进中空玻璃间隔层内气体性能、选用低传导间隔层和隔热性能好的窗框材料降低窗体热量的损失;同时,在建筑物的围护结构的设计上,目前我国已针对不同气候地区出台相应节能设计规范, 建筑围护结构的构造做法,传热系数等限值给出了明确参考和规定,外墙保温隔热做法,解决防湿、防结露、防热桥等问题的设计上已趋于成熟。
其次是针对采暖需求要建立按热量的使用量计量系统,积极采用热能计、热量分配表等设备,逐步建立和完善对热用户按耗热量计取热费的体系,针对新建和新增加采暖系统的建筑,建议采用分户独立、一户一表的供热采暖计量方式,对于老旧供暖系统改造的建筑,可采用热分配表式,将用户的使用数量与费用直接挂钩,提高用户的节能意识,同时,需要按照节能要求,在供暖采暖系统,推广使用散热器、恒温控制器、平衡阀、压差控制器等先进的室温控制设备,避免热用户水力失调和热能浪费,实现按热用户需求供热。
最后是不同的热力站之间应该用间接连接方式,以保证量调节的实现。 热力站是集中供热采暖系统一次网和二次网的连接纽带,是一次网实现量调节和使一二次网分离减少热网漏水损失的核心。在热力站中应积极推广采用高效板式换热器机组, 并配以自动调节装置,实现热力站按热用户的需求和气候变化进行实时调节。通过改变供水温度或供水量,达到节能的目的。
2.2 热力网供暖节能设计
热力网节能是供热采暖系统的关键环节,热力网联接着热力站和采暖用户,中间环节的节能措施至关重要。
首先要根据城市水文、地理及建筑物特点,做好热力网的规划设计。 热网设计应在综合考虑经济、技术效果的前提下,确定优化方案,并进行详细的水力平衡计算,以期达到最佳设计效果。 热力管网布置及走向应服从小区的统一规划,根据小区具体情况,进行科学论证,推广使用保温性能好,占地面积下,同时施工简单、成本低的硬质聚氨酯保温直埋技术,热网主干线的敷设要靠近热负荷密集区,尽量降低管网的长度,选定合理的热指标,管网参数设计要合理,热网支管及用户入口管径的设计,应按外网总压力平衡计算来确定,并核算其流通能力。
其次要做好热力网的控制与管理节能。要放弃传统的热力网的手动调节方式,实行科学的管理和自动化控制。 研究热网监控系统或其它自控方式的可行性,采用热网微机监控系统,提高自控系统的可靠性。同时,要提高运行管理人员技术水平和整体素质,参与到自控系统的设计和实施过程中,以保证整个热力管网的自动化管理水平,提高管理效率和水平。
最后要提高热网的设施与材料的节能水平。逐步放弃使用保温性能较差的珍珠岩瓦、岩棉管等保温材料,推广使用聚胺酣保温材料。逐步放弃使用调节功能很局限的调节闸阀,在各个供热干管上安装调节性能优良的平衡阀或自力式流量控制器,使管路或用户的流量符合要求,从而消除管网水力失调,解决暖气局部过热、局部不热的问题。
2.3 热源节能设计
热源的节能设计对改善供热环境,提高供热水平,节约燃料,降低供热系统对环境的污染效果明显。首先是严格限制高硫煤的开采和大力推行煤炭的洗选加工,开发和推广清洁煤技术和循环流化床锅炉,积极推广使用除尘设备和电厂脱硫技术及其成套装备。其次采取合理的运行管理措施, 根据实际情况选用集中质调节,量调节,分阶段改变流量质调节及间歇调节方式,避免运行过程中的冷热失调,提高控制和调节水平。 在操作方面要提高锅炉操作人员的规范化操作水平,放弃“看天烧火”的经验主义做法,根据室外温度合理确定供暖期每日的锅炉运行参数,使锅炉运行科学化、程序化,做到既保暖又节煤。
3.小结
冬季我国北方很多地区使用集中供暖是居民取暖的重要方式,伴随着供暖面积的扩大,提升供暖系统的节能效果就显得非常重要。在进行建筑集中供暖采暖节能设计的过程中药注重环境和运行成本两个方面的综合考虑,这是开展集中采暖节能设计的重点。本文主要对建筑集中供暖采暖系统基本理论进行了阐述,进而分析了了供暖采暖节能设计的主要措施,以期可以更好的做好集中供热采暖工作,保护环境造福人民群众。
参考文献
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[3]刘建平,蔡觉先,张兵.基于模糊综合评价确定北方某市最佳冷热源方案[J].兰州交通大学学报,2012年01期
[4]卞鹏,肖岛,张秋理.电热膜地热采暖系统经济技术分析[J].山东商业职业技术学院学报,2010年04期
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近年来,随着我国经济的迅速发展,各类建筑施工也进行的如火如荼,建筑业的繁荣使人们的生活发生了翻天覆地的变化,建筑业的繁荣也是一把双刃剑,虽然给人们的生活和生产带来了极大的方便,但与此同时,其引起的能耗问题也引起了相关专家学者的关注。据有关数据统计,在目前全球能源的消耗中,无论是发展中国家亦或是发达国家,建筑能耗都占据着整个国家能源消耗的25%到40%,因此,建筑节能也逐渐引起了社会各界的重视,对于建筑节能而言,节能技术的选用是其中的核心,建筑节能技术的应用不仅可以在一定程度上推动建筑市场的繁荣,也可以节约建筑材料,避免出现材料浪费的情况。
2 建筑施工节能的相关措施
在建筑工程施工中,节能技术一般会应用在工程墙体、门窗安装、墙体保温、屋面保温和电气采暖节能的施工过程中,这主要包括以下几个方面:
2.1 墙体保温的施工
墙体保温施工作为建筑物节能的主要环节之一,在建筑物的空心砖墙体以及实心砖墙体中都必须要做好相应的保温措施,一般情况下,墙体保温层需要设置在墙体的外侧或者内侧,如果设置在内侧,那么技术会比较简单,但是保温效果相对较差,如果将墙体保温层设置在外侧,那么保温效果较为理想,也能够节约使用面积,但与设置在内侧相比而言,其粘结性能较差,且对施工技术的要求也较高,如果技术未能达到标准规定,那么很容易出现渗水、开裂、脱落或者耐久性变差的问题,其造价也相对较高。外侧墙体保温一般会使用干挂、抹灰、复合或者粘贴的方式进行,对于外墙保温材料必须要严格的进行控制,所有的材料均需要检验报告单和出厂合格证,待材料检验无质量问题后,方可进入施工现场。使用的模塑聚苯乙烯泡沫塑料需要使用I级材料,使用的胶粘剂以及膨胀聚苯乙烯板抹面胶浆必须要使用正规厂家的材料,也必须要有检验报告和合格证。使用的砂也必须要有相关的筛分检验报告。在施工的过程之中,外墙抹面胶浆和胶粘剂也必须要保证搅拌均匀,对于苯板的黏贴一般需要按照条粘法进行粘贴,并留出一定的空隙用于排气,对于中间部分要确保胶粘剂的数量必须足量,这样,如果墙体厚度不适,就可以及时的进行调整。对于保温板的粘贴需要使用自上而下的方向依次进行,在阴阳角处要保证两块板能够相互咬合,在粘贴时要用力的揉动,保证粘贴的均匀性,待完全固定后使用打磨机将其四周打磨平整,在遇到苯板空缺的情况下,施工人员要仔细的核对好尺寸,粘好网格布,按照要求钉入膨胀锚栓,并充分的压平,保证其能够夹在砂浆中。
2.2 门窗安装的施工要点
在建筑物节能中,门窗框以及玻璃扇的密闭性和传热系数直接影响着建筑物的节能效果,在现阶段下,门窗的材料主要以木质、塑料、铝制、钢制为主,其中木质和塑料门窗传热系数要比钢制和铝制的门窗低30%左右,双层玻璃门窗的传热系数也要比单层玻璃门窗的传热系数低40%左右。在门窗的安装过程中要综合考虑到传热系数以及性价比,同时,也要考虑到门窗的空气渗透性、抗风压性和雨水渗漏性,尤其是对于热阻值较高的材料。对于洞口的水平中心线和洞口水平基准线,在安装时必须要考虑到安装的垂直度,在窗洞口要留好适宜的铁件,墙体和窗框之间的固定片应该使用镀锌钢板,钢板之间要留有一定的间距,且塑料板两端要与窗洞口固定牢固,防止松动情况的出现。墙体和窗框之间的缝隙要使用聚氨酯泡沫填充,在其表面要使用密封胶进行密封,保证其表面顺直、光滑、无裂纹,对于中空玻璃要使用双刀密封处理,为了防止潮湿情况的出现,也要做好中空玻璃的密封工作。
2.3 保温屋面施工要点
保温屋面的施工是建筑物节能施工的重要工作之一,这不仅与房屋的后续使用息息相关,也直接影响着建筑企业和业主之间的关系,如果未做好保温屋面的施工,必然会导致业主与建筑企业发生矛盾。在保温屋面的施工过程之中,必须要使现浇钢筋混凝土楼板的表面基层要干燥、平整,同时要将其表面清理干净,铺设好聚苯板,以便保证保温的效果。聚苯板的施工必须要紧贴好基层,拼缝要严密。在屋面通风口位置以及尺寸必须要按照标准规范执行,通风口要确保干净完整无杂物,屋面保温层的厚度、铺设方式、缝隙填充质量以及保温的方法必须要按照验收规范执行。
2.4 电器采暖节能要点
建筑物中的采暖工作包括水暖和地暖两个内容,两者相比而言,地暖节能效果也更加的显著。此外,为了保证采暖的节能效果,还可以加装好热量控制开关、热量表等等,这可以保证温度的均衡,也可以减少能量的消耗。同时,考虑好建筑物中还会使用家用电气、通风电气、照明设备以及热水器等等,这些设备的能耗也较大,因此,为了保证节能效果,这些设备应该尽可能的使用节能产品。
3 新能源在建筑施工节能技术中的应用
为了进一步的提高建筑物的节能效果,很多国家已经开始将新能源应用在了建筑物的节能中,其中应用范围最为广泛的就是太阳能。就现阶段来看,在我国北方,太阳能技术在建筑物中的应用已经十分的广泛,很多地区已将太阳能发电装置安装在楼房顶上,利用太阳能转化为电能,再将这些电能储存好,输送在楼中需要用电和照明的地方。太阳能节能技术安全性高,可以做到完全无污染,也不会浪费材料,安装以及维护的过程都十分的简单,保温性能十分的卓越。
4 节约固定能源以便提高建筑物的节能效果
在施工项目中,土地和水是最为重要的资源,在施工时在混凝土的搅拌以及养护工作中,也需要大量的水资源,为了节约水资源,在施工时要安排好临时用地,在施工前要合理利用工地中的临时工房,禁止随意扩大土地范围,以便提高土地的利用率,实现土地和水资源的节约。
5 结语
总而言之,在建筑物中推行节能技术不仅可以实现工程成本的节约,也能够为建筑工程的质量提供一种依托,为了提高建筑物的节能效果,各个部门应该积极的配合,全面的落实环境保护与节约能源的制度,不断完善节能技术的使用,将这些有限的资源转换成无限的资源,全面提高建筑物的节能水平。
参考文献:
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[2]刘疆,唐丽华.兴未艾的美国“绿色建筑”[期刊论文]赤峰学院学报(汉文哲学社会科学版). 2008(12)
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0 引言
建筑行业是耗能大户,对建筑的围护结构进行节能设计与改造是整个建筑行业节能的重要措施[1]。如何通过改造建筑围护结构的热工性能,使室内具有良好的热舒适性,减少对空调的依赖,降低建筑能耗,是亟待研究的问题[2]。
为了进一步研究外墙、外窗、屋顶对建筑物能耗的影响,本文针对外墙、屋面及外窗的不同性能系数进行设定,研究对建筑空调、采暖及全年能耗的影响敏感性系数。
1 外墙敏感性系数分析
采用预测模型,在屋面、外窗等性能保持不变的前提下,研究外墙热工性能敏感性。
从下图1可以看出,在实际用能模型情况下,上海居住建筑冬季采暖能耗随建筑外墙热工性能的提高而降低,夏季空调能耗也随之降低,但降低幅度则要小一些,全年采暖空调总能耗则随热工性能的提高降低相对明显。根据分析结果可知,在分析计算范围内,外墙传热系数对建筑采暖能耗的影响敏感性系数为0.32,对空调能耗的影响敏感性系数为0.033,对全年能耗的影响敏感性系数为0.10。
图1 外墙传热系数对建筑能耗的影响分析结果
图2为建筑外墙外表面太阳辐射吸收系数对建筑能耗的影响分析结果,该结果可反映隔热涂料使用对建筑能耗的贡献程度。从图中可以看出,随着外墙外表面太阳辐射吸收系数的降低,其对太阳辐射的吸收效果降低,夏季空调能耗就随之降低,但冬季能耗则因太阳辐射得热的降低而增加,但增加幅度比夏季空调能耗降低幅度小,因此外墙若采用隔热涂料,其年采暖空调总能耗仍有所降低。根据计算结果,外墙外表面太阳辐射吸收系数对冬季采暖能耗的影响敏感性系数为-0.115,对夏季空调能耗的影响敏感性系数为0.038,全年采暖空调能耗影响敏感性系数为0.0064。
图2 外墙外表面太阳辐射吸收系数对建筑能耗的影响分析结果
2 屋面敏感性系数分析
图3为屋面传热系数对建筑能耗的影响分析结果。从中可以看出,屋面传热系数的影响对建筑能耗影响相对较弱,这主要是高层建筑中屋面影响面积很小的缘故。根据计算结果,屋面传热系数对建筑能耗的影响敏感性系数分别为,冬季0.066,夏季0.01,全年0.021。
图3 屋面传热系数对建筑能耗的影响分析结果
图4为屋面太阳能辐射吸收系数对建筑能耗的影响分析结果。从图可以看出,与外墙类似,屋面外表面太阳辐射吸收系数的降低,将增加冬季采暖能耗,降低夏季空调能耗,总采暖空调能耗则降低。根据计算结果,其对建筑能耗的影响敏感性系数分别为,冬季-0.03,夏季0.016,全年0.004。
图4 屋面太阳能辐射吸收系数对建筑能耗影响分析结果
3 外窗敏感性系数分析
图5为建筑外窗传热系数对建筑能耗影响分析结果。从图可知,在研究范围内,建筑冬季采暖能耗随建筑外窗传热系数的降低而降低,且影响明显,建筑夏季空调能耗则随外窗传热系数的降低而有所降低,且降低幅度越来越小,采暖空调总能耗则随外窗传热系数降低而降低,且其降低幅度因夏季空调的影响表现出减少的现象。根据计算结果,外窗传热系数的影响敏感性系数分别为,冬季0.588,夏季0.012,全年0.169。
图5 外窗传热系数对建筑能耗的影响分析结果
图6为建筑外窗遮阳系数对建筑能耗的影响分析结果。从图可以看出,当采用玻璃自身遮阳时,随着外窗综合遮阳系数的降低,建筑冬季暖能耗增加,夏季空调能耗降低且降低幅度大于冬季,因此建筑采暖空调总能耗也呈现下降趋势。根据分析结果,若采用玻璃自遮阳方式时,外窗遮阳系数对建筑能耗的影响敏感性系数分别为,冬季-1.48,夏季0.29,全年0.11。
而如果建筑外窗采用活动遮阳措施时,其冬季外窗遮阳系数通过遮阳系统的关闭而不发生变化,其夏季遮阳系数则随遮阳系统的打开而降低,因此采用活动外遮阳时,其冬季能耗不发生变化,而夏季空调能耗降低明显,造成采暖空调总能耗降低幅度也明显高于采用玻璃自遮阳措施。根据分析结果,采用活动外遮阳时,外窗遮阳系数对建筑能耗的影响敏感性系数分别为,冬季0,夏季0.29,全年0.259。
图6 外窗遮阳系数对建筑能耗的影响分析结果
表1为建筑围护结构各参数对建筑能耗影响敏感性系数汇总表。从表中可以看出,若以降低冬季采暖能耗为主,则节能重点排序应为外窗传热系数、外墙传热系数、屋面传热系数,不应考虑遮阳和隔热措施;而若为降低夏季空调能耗,其节能重点排序应为外窗遮阳系数、外墙太阳辐射吸收系数、外墙传热系数、屋面太阳辐射吸收系数、外窗传热系数和屋面传热系数;而若考虑降低全年采暖空调总能耗,则节能重点排序应为外窗遮阳系数(活动遮阳)、外窗传热系数、外窗遮阳系数(玻璃遮阳)、外墙传热系数、屋面传热系数、外墙太阳辐射吸收系数、屋面太阳辐射吸收系数。
由于以上分析结果是基于特定的窗墙面积比确定的,如果窗墙比发生变化,其节能重要程度排序也将发生变化。以窗墙比变小为例,如果建筑外窗面积变小,其对建筑能耗影响的程度也将降低,因此其遮阳系数和传热系数对建筑能耗的影响程度也就随之降低,此时外墙传热系数将可能成为节能重点,而外墙太阳辐射吸收系数影响排序也将前移而成为节能重点。
表1 建筑围护结构各参数对建筑能耗影响敏感性系数汇总表
4 结论
4.1 (1)建筑外墙传热系数的降低,上海居住建筑冬季采暖能耗、夏季空调能耗、全年总能耗均降低。外墙传热系数对建筑采暖能耗的影响敏感性系数最高,对空调能耗的影响敏感性系数最低。
(2)建筑外墙外表面太阳辐射吸收系数的降低,夏季空调能耗降低,冬季采暖能耗增加。外墙外表面太阳辐射吸收系数对冬季采暖能耗的影响敏感性系数最低,对夏季空调能耗的影响敏感性系数最高。
4.2 (1)建筑屋面传热系数的降低,上海居住建筑冬季采暖能耗、夏季空调能耗、全年总能耗均降低。屋面传热系数对建筑采暖能耗的影响敏感性系数最高,对空调能耗的影响敏感性系数最低。
(2)建筑屋面外表面太阳辐射吸收系数的降低,夏季空调能耗降低,冬季采暖能耗增加。屋面外表面太阳辐射吸收系数对总采暖空调能耗的影响敏感性系数最低,对冬季采暖能耗的影响敏感性系数最高。
4.3 (1)建筑外窗传热系数的降低,上海居住建筑冬季采暖能耗、夏季空调能耗、全年总能耗均降低。外窗传热系数对建筑采暖能耗的影响敏感性系数最高,对空调能耗的影响敏感性系数最低。
(2)建筑外窗遮阳系数的降低,夏季空调能耗降低,冬季采暖能耗增加。外窗遮阳系数(玻璃遮阳)对总采暖空调能耗的影响敏感性系数最低,对冬季采暖能耗的影响敏感性系数最高;外窗遮阳系数(活动遮阳)对冬季采暖能耗的无影响,对夏季空调能耗的影响敏感性系数最高。
致谢:
感谢上海市科学技术委员会科研计划项目“夏热冬冷地区居住小区建筑节能技术体系研究与示范(编号:11dz1202300)”及上海市建筑科学研究院(集团)有限公司对本论文的资助。
篇13
随着而我国城市化进程的加快,高层建筑的发展呈现迅猛态势,与此同时也对建筑设备提出了更高的要求,暖通空调工程作为现代建筑的重要组成部分,已进入其发展的黄金时期,暖通空调具有采暖和通风两项基本功能,控制建筑内环境的热湿平衡,维持空气品质,广泛应用于高层建筑。
1采暖通风与空气调节
采暖、通风和空气调节这三部分是在长期的发展过程中自然形成的。采暖又称供暖,供暖是指向建筑物供给热量,保持室内一定的温度;通风是利用室外空气来置换建筑物内的空气以改善室内空气品质;空气调节实现对某一房间或空间的温度、湿度、洁净度和空气流动速度等进行调节与控制,并提供足够量的新鲜空气,空气调节简称空调。空调可以实现对建筑热湿环境、空气品质全面进行控制,其包含了采暖功能和通风的部分功能。采暖通风与空气调节简称为“暖通空调”。
2高层建筑暖通空调系统设计中存在的问题
2.1热力入口监测装置短缺。参照采暖通风与空气调节设计的相关规定,作为热水采暖系统需要在热力入口的供回水总管上安放一些必要的一起来进行日常监测,例如:温度计、压力表、除污器、热量计等。但是目前的现状是设计人员只将重点工作放在入户热力装置的安装上,将入口装置排除在外,这造成了部分图纸标注了标准图集号,而部分图纸则未标注,审图部门对此问题会提出一些意见。
2.2楼梯间散热器立支管不能实现独立使用。在规范规定过程中应该对散热器的安装进行详细地分析确定,例如:对于楼梯间一级存在冻结危险的场所,散热器的供热需要独立的立支管,还要避免调节阀的装设。但是目前出现的情况是,有的工程把楼梯间相邻的两个散热器采用双侧连接后共用一根立管,这样做法的不妥之处在于,由于楼梯间的密闭性得不到保证,如多出现供暖故障,就会对邻室的散热器供暖效果造成影响,严重的出现冻裂。
2.3建筑底层商铺未能实现单独采暖。参照建筑相关的规定,一些带有底层商铺的住宅,建筑内的公共用房和公用空间需要进行采暖系统的单独设立和装置。但是目前设计中存在的问题是,商铺没有设立单独的采暖系统装置,即使安装了设置也是与住宅共用一个系统。
2.4空调制冷机容量过大。根据当前的形式来看,部分设计人员在进行空调系统设计时运用的是负荷指标估算的方式,由于计算上的误差,导致制冷机装机容量普遍增大,给投资商的初始投资带来浪费,也使得负荷下的冷机效率降低了。
2.5保温材料选择不妥。在进行保温材料的选择时一定要将材料的使用寿命及场合考虑到位,这对于建筑的使用性能有着很重要的影响。但是目前存在的问题是,虽然市场上的保温材料品种齐全,但建筑单位考虑到费用以及施工等原因,大多数工程都只使用铝箔玻璃棉材料进行保温。铝箔玻璃棉制品对于风管的保温效果不错,但由于风管的表面温度高,在施工过程中需要加强对材料容量的控制,这样才会改善材料的寿命和绝热效果。但玻璃棉的吸水性过强,对于冷冻水管的保温不适合使用,这些材料选用的差错,也会带来保温效果不明显。
2.6防火、防烟阀问题。防火阀和排烟防火阀是两种不同的阀,在使用过程中不可将两者混在一起。但现在有些工程没有在风管穿防火墙处设置防火阀,这是不合理的。此外,防火阀的位置错误也是一大问题。标准上规定了防火阀需要紧紧靠在防火墙位置,且穿墙风道厚度δ≥1.6mm,并且使用不燃材料保温。
3暖通与空调制冷水处理的重点
3.1要弄清该建筑物在设计总图中的位置,四邻建筑物及其周围供热、供水、供电等管线的敷设方式与可能的接口地点。这可为本建筑物设计供热入口时的客观条件。也可作为计算负荷时考虑风力、日照等因素的参考,还可以根据主要入口的朝向,确定大门的做法。设计人员对建筑物内的人员数量、使用时间、有无废气要排等要做到心中有数,以此作为计算负荷及划分系统的依据。
3.2首先要收集有关水质量材料,在设计过程中的水处理,比如:水的pH值,水的硬度,溶入水中的氧含量,氯离子的含量,漂浮固体,溶解固体或其盐的含量,在刚开始时就应当整理系统用水的水质材料。在进行暖通空调工程设计时,以便找到一个解决方案,为在循环水系统通常存在的腐蚀现象,提供了重要的基础资料。
3.3暖通空调设计方案的问题是方向性、全局性的问题,不仅关系到高层建筑的室内环境参数能否满足使用要求,而且直接关系到建筑的工程投资、维护费用、舒适性、系统可靠性、安全性和可操作性。并影响到环境、建筑层高、建筑美观、机房面积等诸多指标参数。应确定和清楚知道系统中管道、设备、水泵、阀门等所用材料质量怎么样,为了防止对整个系统的侵蚀和产生污垢,所以要确保进行设计工作时,以适应水质和水处理的设计选择的要求。
3.4空调冷热水系统,热水供热系统水的处置方法,率先运用有效的方法和先进的技术 - 自动加药系统,以实现化学水处理自动加药装置处理程序。只能防止结垢的系统仅用于钠离子交换水软化系统,但不保证可以防止系统的腐蚀,因为自来水中含有的天然碳酸钙,碳酸氢钠,这是一个阴极抑制剂。因此,即使改进的水软化后的水的PH值,但由于硬度成分,在水中的碳酸氢钙和一些化合物已被破坏,它是一种天然的抑制剂,与钠离子交换使水软化程度增加,一般高于原水盐度。
3.5在设计上应首选“化学药剂方法”的水处理方案。从目前现有技术来看,采用与冷却水系统特点相对应的化学药剂进行水处理,比其它任何一种方法更行之有效,符合现行国家技术监督局与建设部的国家标准。该方法从国标“工业循环冷却水处理设计规范”及“工业循环水冷却设计规范”考虑,优于其它任何一种方法。
参考文献: