對(duì)建筑構(gòu)造節(jié)能設(shè)計(jì)以及節(jié)能新技術(shù)的討論鄒桂然天津市津南區(qū)建筑勘察設(shè)計(jì)所天津300000摘要:能源是人類賴以生存和發(fā)展的基本條件,能源供應(yīng)的緊張對(duì)各國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會(huì)生活產(chǎn)生了巨大的沖擊,由于建筑能耗在社會(huì)總能耗中占有重大比例,建筑節(jié)能已成為建筑行業(yè)的重點(diǎn)問題。本文從建筑構(gòu)造節(jié)能設(shè)計(jì)和建筑節(jié)能新技術(shù)兩個(gè)方面進(jìn)行了討論。關(guān)鍵詞:能源;建筑節(jié)能;新技術(shù)建筑節(jié)能設(shè)計(jì)分類建筑節(jié)能設(shè)計(jì)可以分為被動(dòng)建筑設(shè)計(jì)與主動(dòng)建筑設(shè)計(jì)(一)被動(dòng)建筑1、設(shè)計(jì)要點(diǎn)簡(jiǎn)單地說,在滿足生活舒適度需求的情況下,被動(dòng)建筑設(shè)計(jì)的目標(biāo)就是要盡量減小能源設(shè)備裝機(jī)功率。具體來說,被動(dòng)建筑設(shè)計(jì)主要依靠自然資源來保證和維持建筑內(nèi)的溫度和通風(fēng)等使用要求。在理想的狀態(tài)下,一個(gè)成功的被動(dòng)建筑設(shè)計(jì)的標(biāo)志是,在一年當(dāng)中的大部分時(shí)間里,建筑內(nèi)冬暖夏涼、通風(fēng)良好,只需要一個(gè)小功率的空調(diào)和采暖系統(tǒng),就可以滿足人們的生活或工作需要。這樣,建筑的開發(fā)者可以降低投資,建筑的品質(zhì)也可以大幅提高;而建筑的使用者能夠降低維護(hù)和使用費(fèi)用,消除了人們節(jié)能建筑會(huì)大幅增加成本的擔(dān)心。中國煤化工CNMHG2、被動(dòng)建筑設(shè)計(jì)的步驟是方案設(shè)計(jì)與初步設(shè)計(jì)在方案設(shè)計(jì)中,建筑師需要對(duì)建筑的方位、體型、朝向進(jìn)行優(yōu)化,為充分利用自然風(fēng)、陽光等自然資源創(chuàng)造條件。在初步設(shè)計(jì)中,建筑材料也必須優(yōu)化,外墻、樓板、分戶墻、屋面、玻璃、窗框的設(shè)計(jì),尤其是窗墻比都需要進(jìn)行量化與優(yōu)化。從方案設(shè)計(jì)開始到初步設(shè)計(jì),工程師需要根據(jù)不斷調(diào)整的設(shè)計(jì)方案模擬量化建筑的能耗情況,計(jì)算空調(diào)和采暖設(shè)備的裝機(jī)功率,比對(duì)各種影響因素,最后提供最佳的設(shè)計(jì)方案。(二)主動(dòng)建筑1、設(shè)計(jì)要點(diǎn)主動(dòng)建筑設(shè)計(jì)包含節(jié)能建筑系統(tǒng)設(shè)計(jì)與室內(nèi)設(shè)計(jì)兩部分內(nèi)容,這里主要探討的是前者。節(jié)能建筑系統(tǒng)設(shè)計(jì),如空調(diào)系統(tǒng)、熱水系統(tǒng)等,是在裝機(jī)功率不變的情況下,通過提高能源使用效率實(shí)現(xiàn)節(jié)能目標(biāo)。例如空調(diào)熱泵比般的空調(diào)機(jī)要節(jié)能,冷凝鍋爐比一般鍋爐要節(jié)能等。另外,還可使用可再生能源設(shè)備,如太陽能熱水器、風(fēng)力發(fā)電、太陽能伏電、地源熱泵等,它們是取之不竭的能源,更是我們今天大力提倡的節(jié)能建筑系統(tǒng)的設(shè)計(jì)手段。2、在被動(dòng)建筑設(shè)計(jì)量化指標(biāo)的基礎(chǔ)上,建筑節(jié)能系統(tǒng)必須得到充分的性價(jià)比的研究與分析。在空調(diào)與采暖設(shè)備市場(chǎng)上,各種品牌、型號(hào)使消費(fèi)者眼花繚亂。例如空調(diào)設(shè)備有空氣源熱泵、地源熱泵、風(fēng)機(jī)盤管、地板采暖、輻射制冷/采暖系統(tǒng)、戶TYH中國煤化工組CNMHG水系統(tǒng)、冷媒系統(tǒng),等等,它們的初投資和運(yùn)行費(fèi)用大不相同。如能通過模擬量化,計(jì)算出初投資的費(fèi)用、每年的耗能量、能源費(fèi)用,消費(fèi)者和項(xiàng)目開發(fā)者便能作出正確的決定然而,無論是被動(dòng)建筑設(shè)計(jì)還是節(jié)能建筑系統(tǒng)設(shè)計(jì),為了實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)性與高效益的平衡,定量化系統(tǒng)設(shè)計(jì)都是必由之路。建筑構(gòu)造節(jié)能設(shè)計(jì)(一)屋面節(jié)能在不斷改進(jìn)建筑外墻、外窗的保溫性能后,還必須進(jìn)一步加強(qiáng)屋面保溫隔熱的研究。屋面節(jié)能措施的要點(diǎn),其一是屋面保溫層不宜選用密度較大、導(dǎo)熱系數(shù)較高的保溫材料,以免屋面重量、厚度過大其二是屋面保溫層不宜選用吸水率較大的保溫材料以防屋面濕作業(yè)時(shí)因保溫層大量吸水而降低保溫效果,如選用吸水率較高的保溫材料,屋面上應(yīng)設(shè)置排氣孔以排除保溫層內(nèi)不易排出的水分?，F(xiàn)在,高效保溫材料已經(jīng)開始應(yīng)用于屋面,一些建筑的屋面保溫,采用膨脹珍珠巖保溫芯板保溫層代替常規(guī)的瀝青珍珠巖或水泥珍珠巖做法,就克服了常規(guī)作法的諸多缺點(diǎn)(二)墻體節(jié)能墻體是建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的主體,其所用材料的保溫性能直接影響建筑的耗熱量。我國以實(shí)心粘土磚為墻體材料,保溫性能不能滿足設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。以外墻為例,JGJ26-1995標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,在建筑物形體系數(shù)(建筑物與室外大氣接觸的外表面積與其所包圍的體積的比值)小于0.3時(shí),北京地區(qū)傳熱系數(shù)不超過1.16W/(m2K中國煤化衛(wèi)抹CNMHG灰磚墻,傳熱系數(shù)都大于上述節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值。因而在節(jié)能的前提下,應(yīng)進(jìn)一步推廣空心磚墻及其復(fù)合墻體技術(shù)。(三)門窗節(jié)能外門窗是住宅能耗散失的最薄弱部位,其能耗占住宅總能耗的比例較大,其中傳熱損失為1/3,冷風(fēng)滲透為1/3,所以在保證日照、采光、通風(fēng)、觀景要求的條件下,盡量減小住宅外門窗洞口的面積,提高外門窗的氣密性,減少冷風(fēng)滲透,提高外門窗本身的保溫性能,減少外門窗本身的傳熱量。其節(jié)能措施有:1、提高住宅外窗的氣密性,減少冷空氣滲透如設(shè)置泡沫塑料密封條,使用新型的、密封性能良好的門窗材料。而門窗框與墻間的縫隙可用彈性松軟型材料(如毛氈)、彈性密閉型材料(如聚乙烯泡沫材料)、密封膏以及邊框設(shè)灰口等密封;框與扇的密封可用橡膠、橡塑或泡沬密封條以及髙低縫、回風(fēng)槽等;扇與扇之間的密封可用密封條、高低縫及縫外壓條等;扇與玻璃之間的密封可用各種彈性壓條等。2、改善住宅門窗的保溫性戶門與陽臺(tái)門應(yīng)結(jié)合防火、防盜要求,在門的空腹內(nèi)填充聚苯乙烯板或巖棉板,以增加其絕熱性能;窗戶最好采用鋼塑復(fù)合窗和塑料窗,這樣可避免金屬窗產(chǎn)生的冷橋,可設(shè)置雙玻璃或三玻璃,并積極采用中空玻璃、鍍膜玻璃,有條件的住宅可釆用低輻射玻璃;縮短窗扇的縫隙長度,采用大窗扇,減少小窗扇,擴(kuò)大單塊玻璃的面積,減少窗芯,合理地減少可開啟的窗扇面積,適當(dāng)TH中國煤化T窗CNMHG扇的面積。3、控制住宅窗墻比住宅窗墻比是指住宅窗戶洞口面積與住宅立面單元面積的比值,JG]26-1995《民用建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)(采暖居住部分)》對(duì)不同朝向的住宅窗墻比做了嚴(yán)格的規(guī)定,指出“北向、東向和西向、南向的窗墻比分別不應(yīng)超過20%、30%、35%”。三、建筑節(jié)能新技術(shù)(一)減少建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的能量損失建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的節(jié)能技術(shù)集中體現(xiàn)在對(duì)通過建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的能量控制上。在建筑實(shí)體墻部分,通過建筑的內(nèi)、外保溫技術(shù),在冬季的采暖季節(jié),降低通過圍護(hù)結(jié)構(gòu)向外的熱損失,在夏季的空調(diào)季節(jié),降低通過圍護(hù)結(jié)構(gòu)向低通季節(jié),充分利用自然通風(fēng)作用,調(diào)節(jié)室內(nèi)環(huán)境。在建筑物透明結(jié)構(gòu)部分,主要是控制窗戶的太陽能熱流,采光性能,通風(fēng)性能等。如通過設(shè)計(jì)控制合適的窗墻面積比,選擇合適的窗戶結(jié)構(gòu),通過采用遮陽技術(shù)和鍍膜技術(shù)等,來達(dá)到冬季采暖季節(jié)時(shí),可以阻止室內(nèi)熱輻射通過透明結(jié)構(gòu)的損失,增加太陽能對(duì)室內(nèi)的滲透,在夏季空調(diào)季節(jié)時(shí),可以阻止室外熱量向室內(nèi)滲透,減少室內(nèi)冷氣的損失。(二)降低建筑設(shè)施運(yùn)行的能耗1、建筑能源的梯級(jí)應(yīng)用根據(jù)建筑不同用能設(shè)備和系統(tǒng)等級(jí)的劃分,優(yōu)先滿足用能品位高的設(shè)備和系統(tǒng),利用這些設(shè)備和系統(tǒng)的排出能TH中國煤化工下CNMHG游設(shè)備和系統(tǒng)2、能源回收技術(shù)通過能源回收設(shè)備,將排出建筑物的一些能量進(jìn)行回收再利用,是降低建筑能耗的一個(gè)重要措施。3、通過控制調(diào)節(jié)系統(tǒng)來降低能耗。由于建筑內(nèi)部設(shè)備與系統(tǒng)的設(shè)計(jì)往往是在滿負(fù)荷的條件下進(jìn)行的,而這些設(shè)備和系統(tǒng)往往運(yùn)行在非滿負(fù)荷條件下,這就要求這些設(shè)備和系統(tǒng)配備有優(yōu)良的控制和調(diào)節(jié)系統(tǒng),并要求物業(yè)管理人員有敬業(yè)精神和專業(yè)技能,可以根據(jù)不用負(fù)荷特點(diǎn)對(duì)有關(guān)設(shè)備和系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)或人工調(diào)節(jié)。控制調(diào)節(jié)技術(shù)對(duì)于既有建筑的節(jié)能有其特殊的意義。4、采用高能效的設(shè)備(三)減少能源消耗,提高能源的使用效率為了維持居住空間的環(huán)境質(zhì)量,在寒冷的季節(jié)需要取暖以提高室內(nèi)的溫度,在炎熱的季節(jié)需要制冷以降低室內(nèi)的溫度,干燥時(shí)需要加濕,潮濕時(shí)需要抽濕,而這些往往都需要消耗能源才能實(shí)現(xiàn)。從節(jié)能的角度講,應(yīng)提高供暖(制冷)系統(tǒng)的效率,它包括設(shè)備本身的效率管網(wǎng)傳送的效率、用戶端的計(jì)量以及室內(nèi)環(huán)境的控制裝置的效率等。這些都要求相應(yīng)的行業(yè)在設(shè)計(jì)、安裝、運(yùn)行質(zhì)量、節(jié)能系統(tǒng)調(diào)節(jié)、設(shè)備材料以及經(jīng)營管理模式等方面采用高新技術(shù)。如目前在供暖系統(tǒng)節(jié)能方面就有三種新技術(shù):1、利用計(jì)算機(jī)、平衡閥及其專用智能儀表對(duì)管網(wǎng)流量進(jìn)行合理分配,既改善了供暖質(zhì)量,又節(jié)約了能源。中國煤化工CNMHG2、在用戶散熱器上安設(shè)熱量分配表和溫度調(diào)節(jié)閥,用戶可根據(jù)需要消耗和控制熱能,以達(dá)到舒適和節(jié)能的雙重效果。3、采用新型的保溫材料包敷送暖管道,以減少管道的熱損失近年來低溫地板輻射技術(shù)己被證明節(jié)能效果比較好,它是采用交聯(lián)聚乙烯(PEX)管作為通水管,用特殊方式雙向循環(huán)盤于地面層內(nèi),冬天向管內(nèi)供低溫?zé)崴?地?zé)?、太陽能或各種低溫余熱提供);夏天輸入冷水可降低地表溫度(目前國內(nèi)只用于供暖);該技術(shù)與對(duì)流散熱為主的散熱器相比,具有室內(nèi)溫度分布均勻,舒適、節(jié)能、易計(jì)量、維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)。中國煤化工CNMHG