蒋才华
南宁荣中电子科技有限公司,广西南宁 533000
建筑工程节能设计的探索
蒋才华
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为贯彻党和政府关于建设节约型社会的号召,自2000年起,建设部发布了一系列建筑节能政策、规定及节能设计规范,要求在建筑领域大力发展节能省地型建筑,推广和普及具有节能、节地、节材和环境保障效益的先进技术和实用技术。本文针对节能技术在我国住宅中应用的必要性进行分析,详细介绍了建筑节能设计的立足点,列举了当前建筑节能应用技术。
建筑节能;必要性;立足点
建筑节能就是在满足人类居住舒适性要求的前提下,在建筑中使用高能效比的采暖空调设备和隔热保温的新型墙体材料,达到节约能源、提高能源利用效率的目的。建筑节能是缓解我国能源紧缺矛盾、促进国民经济发展战略的关键。
我国是一个发展中国家,资源、能源和环境问题已成为制约城镇发展的重要因素。在城乡建设中,能源浪费现象严重,资源利用率不高,一些地区盲目扩大城市规模,规划布局不合理,乱占耕地,如果我们继续不断挥霍自然资源,竭泽而渔,必将贻患子孙。为了子孙后代的生产与发展,必须走可持续发展之路。能源短缺对于我国经济的发展是一个根本性的制约因素,国家经济要发展,就非依赖于节能不可。
随着城镇建筑的迅速发展,采暖和空调建筑、生活和生产用能日益增加,向大气排放的污染物急剧增长,环境形势恶化。如水旱灾害更加频繁和猛烈,飓风愈加凶猛并向高纬度扩展,能源大量消耗造成温室效应,引起全人类的关注。地球资源减少,人们居住生活环境恶化,昭示着建造节能已经成为关乎城市生活、居住环境、甚至子孙后代的生存的大问题。因此,重视推广和应用建筑节能技术成为落实科学发展观、调整经济结构、转变经济增长方式的重要内容。
随着国家对建筑节能水准的提高,建筑的基本组成部分如墙体、门窗、屋顶、地面以及采暖、空调、照明等都发生了相应的变化。房屋建筑材料、建筑构造、施工安装等都出现了变革,许多新的高效保温材料、密封材料、节能设备、保温管道、自动控制元器件等纷纷涌入建筑市场,许多新建和改建的节能建筑鳞次栉比。这就要求各设计施工和物业管理部门调整其技术结构和产业结构,率先掌握技术,就掌握了主动,在日后的竞争中就占据绝对的优势。
我国冬冷夏热的问题是相当突出的,冬天需要采暖,夏天需要降暑,这都需要能源的支持,需要大量的优质能源。而我们的能源供应特别是优质能源供应越来越紧张。建筑节能是—项浩大的系统工程,需要全社会方方面面的共同努力。
设计时应考虑的节能因素主要有:建筑选址、建筑方位朝向、建筑体型、建筑间距、冬季季风主导方向、太阳高度角的变化、建筑外部环境构成等方面呀哦做到科学合理。如:建筑布局时道路走向应尽量平行当地冬季主导风向,充分考虑冬季对避风有利的因素。建筑方位朝向应从冬季得热的角度考虑应尽量加大南向得热面积,可使冬季建筑耗热的指标降低,因此对于南向建筑进深设计为12m~14m,对建筑节能是有利的。
围护结构是指建筑及房间各面的围挡物,如门、窗、墙等,能够有效地抵御不利环境的影响。围护结构既能适应当地气候特征又能满足室内热环境质量要求的隔热控制指标(标准)。
围护结构在冬季就具有保持室内热量,减少热损失的能力。在寒冷地区,增加围护结构墙厚、使用保温性能好的材料;设置封闭的空气间层等围护结构。
围护结构在夏季应具有抵抗室外热作用的能力。通过设隔热层,加大热阻;采用通风间层构造;外表面采用对太阳辐射热反射率高的材料等来提高围护结构隔热性能,在太阳辐射热和室外高温作用下,围护结构内表面如能保持适应生活需要的温度,则表明隔热性能良好;反之,则表明隔热性能不良。
我国幅员辽阔,有着非常丰富的太阳能、风能和地热资源。这些资源都是可再生能源新能源。因地制宜利用好这些资源,可以改善室内热环境,调节室内微气候,满足人体舒适度。
现代建筑追求一种在建筑中重塑自然,将清新的绿意带回人们身边的梦想。如建筑窗户周边、阳台等处设置局部绿化,夏天可以遮挡强烈的阳光辐射,冬季由于植物落叶又能使更多的阳光进入房间。如在墙面种植爬山虎之类的攀藤类植物,可以遮挡阳光直射墙面,通过叶面蒸腾带走一部分热量,并通过光合作用转化一部分能量。如果在墙面设置构架、种植槽和喷灌系统,在绿化与墙面形成空气间层,可以加强绿化与墙面之间空气流动,从而加强墙面的散热性能。
外墙保温技术节能效果明显。是在建筑物基层墙体的外侧设置保温层(一般为厚度60mm的聚苯泡沫板),在保温层外面做装饰层。基层墙体和聚苯泡沫板之间用专用粘接剂连接,聚苯板用尼龙锚栓固定,然后在保温层外抹聚合物水泥砂浆保护层,并压上耐碱涂塑玻纤网格布,最外层用抗裂腻子和涂料找平和装饰。
太阳是一个巨大的能量源,每秒辐射到地球上的能量相当于500万t标准煤,和人类存在的时间相比,太阳能可以说是一种久远和无尽的能源。随着煤、石油和天然气的不断开采和消耗,能源的供应越来越紧张,具有丰富来源的太阳能的开发和利用就显得越发重要和紧迫。太阳能是可再生的清洁能源,对环境没有污染,应用领域越来越广,主要有太阳能光电技术和太阳能光热技术。
太阳能光电技术是指利用太阳能电池将白天的太阳能转化为电能由蓄电池储存起来,晚上在放电控制器的控制下释放出来,供室内照明和其他需要。
太阳能光热技术是指将太阳辐射能转化为热能进行利用的技术。目前,技术比较成熟且应用比较广泛的是蔬菜温室大棚、中药材和果脯干燥及太阳能热水器等。
地源热泵技术被称为节能减排的先锋。它利用了地下土壤巨大的蓄热蓄冷能力,冬季地源把热量从地下土壤中转移到建筑物内,夏季再把地下的冷量转移到建筑物内,一个年度形成一个冷热循环,对建筑进行供暖或制冷的技术。
热管技术是指利用热管换热器将建筑物空调系统排放的废热(冷)进行回收,用来预热或预冷新风,从而达到节能的目的。热管技术适用于人员密度大、换气频率较高、换气量较大,排出的热量和冷量也较大医院、宾馆等公共场所和有特殊工艺要求的生产车间,这些场所有较高的回收利用价值,可以利用热管换热器对废热或废冷进行回收,用于对新风的预热或预冷。
利用相变材料作建筑物的围护结构,如蓄热墙或蓄热地板,在冬季,白天可以将照在外墙或通过窗户进入室内的太阳能储存在蓄热材料中,晚上则由蓄热材料向室内释放热量,从而使室内温度波动减小;在夏季,可通过窗帘的遮挡和相变蓄热材料的吸热作用,延缓室温的升高,增加居住环境的舒适度,而且也能够降低用于室内空调的能量消耗。
总之,建筑行业要积极开发和大力推广建筑节能新技术,在改善人们居住环境的同时降低建筑能耗水平,建设节约型社会,对保持国民经济持续发展,缓解能源的供需矛盾,具有十分重要的现实意义和长远的社会意义。
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[3]刘海军.建筑工程节能设计问题探讨.城市建设与商业网 点,2009,29.
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1674-6708(2010)24-0046-02
蒋才华,助理工程师,研究方向:建筑工程节能