淺談建筑節(jié)能技術(shù)
面對全球能源環(huán)境問題,不少全新的設(shè)計理念應運而生,如低能耗建筑、零能建筑和綠色建筑等,它們本質(zhì)上都要求建筑師從整體綜合設(shè)計概念出發(fā),堅持與能源分析專家、環(huán)境專家、設(shè)備師和結(jié)構(gòu)師緊密配合。在建筑規(guī)劃和設(shè)計時,根據(jù)大范圍的氣候條件影響,針對建筑自身所處的具體環(huán)境氣候特征,重視利用自然環(huán)境(如外界氣流、雨水、湖泊和綠化、地形等)創(chuàng)造良好的建筑室內(nèi)微氣候,以盡量減少對建筑設(shè)備的依賴。具體措施可歸納為以下三個方面:合理選擇建筑的地址、采取合理的外部環(huán)境設(shè)計(主要方法為:在建筑周圍布置樹木、植被、水面、假山、圍墻);合理設(shè)計建筑形體(包括建筑整體體量和建筑朝向的確定),以改善既有的微氣候;合理的建筑形體設(shè)計是充分利用建筑室外微環(huán)境來改善建筑室內(nèi)微環(huán)境的關(guān)鍵部分,主要通過建筑各部件的結(jié)構(gòu)構(gòu)造設(shè)計和建筑內(nèi)部空間的合理分隔設(shè)計得以實現(xiàn)。同時,可借助相關(guān)軟件進行優(yōu)化設(shè)計,如運用天正建筑(Ⅱ)中建筑陰影模擬,輔助設(shè)計建筑朝向和居住小區(qū)的道路、綠化、室外消閑空間及利用CFD軟件,如:PHOENICS,F(xiàn)luent等,分析室內(nèi)外空氣流動是否通暢。
1.1.2圍護結(jié)構(gòu)
建筑圍護結(jié)構(gòu)組成部件(屋頂、墻、地基、隔熱材料、密封材料、門和窗、遮陽設(shè)施)的設(shè)計對建筑能耗、環(huán)境性能、室內(nèi)空氣質(zhì)量與用戶所處的視覺和熱舒適環(huán)境有根本的影響。一般增大圍護結(jié)構(gòu)的費用僅為總投資的3%~6%,而節(jié)能卻可達20%~40%。通過改善建筑物圍護結(jié)構(gòu)的熱工性能,在夏季可減少室外熱量傳入室內(nèi),在冬季可減少室內(nèi)熱量的流失,使建筑熱環(huán)境得以改善,從而減少建筑冷、熱消耗。首先,提高圍護結(jié)構(gòu)各組成部件的熱工性能,一般通過改變其組成材料的熱工性能實行,如歐盟新研制的熱二極管墻體(低費用的薄片熱二極管只允許單方向的傳熱,可以產(chǎn)生隔熱效果)和熱工性能隨季節(jié)動態(tài)變化的玻璃。然后,根據(jù)當?shù)氐臍夂、建筑的地理位置和朝向,以建筑能耗軟件DOE-2.0的計算結(jié)果為指導,選擇圍護結(jié)構(gòu)組合優(yōu)化設(shè)計方法。最后,評估圍護結(jié)構(gòu)各部件與組合的技術(shù)經(jīng)濟可行性,以確定技術(shù)可行、經(jīng)濟合理的圍護結(jié)構(gòu)。
1.1.3提高終端用戶用能效率
高能效的采暖、空調(diào)系統(tǒng)與上述削減室內(nèi)冷熱負荷的措施并行,才能真正地減少采暖、空調(diào)能耗。首先,根據(jù)建筑的特點和功能,設(shè)計高能效的暖通空調(diào)設(shè)備系統(tǒng),,例如:熱泵系統(tǒng)、蓄能系統(tǒng)和區(qū)域供熱、供冷系統(tǒng)等。然后,在使用中采用能源管理和監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)督和調(diào)控室內(nèi)的舒適度、室內(nèi)空氣品質(zhì)和能耗情況。如歐洲國家通過傳感器測量周邊環(huán)境的溫、濕度和日照強度,然后基于建筑動態(tài)模型預測采暖和空調(diào)負荷,控制暖通空調(diào)系統(tǒng)的運行。在其他的家電產(chǎn)品和辦公設(shè)備方面,應盡量使用節(jié)能認證的產(chǎn)品。如美國一般鼓勵采用“能源之星”的產(chǎn)品,而澳大利亞對耗能大的家電產(chǎn)品實施最低能效標準(MEPS)。
1.1.4提高總的能源利用效率
從一次能源轉(zhuǎn)換到建筑設(shè)備系統(tǒng)使用的終端能源的過程中,能源損失很大。因此,應從全過程(包括開采、處理、輸送、儲存、分配和終端利用)進行評價,才能全面反映能源利用效率和能源對環(huán)境的影響。建筑中的能耗設(shè)備,如空調(diào)、熱水器、洗衣機等應選用能源效率高的能源供應。例如,作為燃料,天然氣比電能的總能源效率更高。采用第二代能源系統(tǒng),可充分利用不同品位熱能,最大限度地提高能源利用效率,如熱電聯(lián)產(chǎn)(CHP)、冷熱電聯(lián)產(chǎn)(CCHP)。
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