時(shí)間:2023-06-13 09:25:41
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我國(guó)建筑行業(yè)發(fā)展至今已帶領(lǐng)我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)走上了可持續(xù)發(fā)展的道路,但在經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展的同時(shí),建筑行業(yè)帶來(lái)的污染也同樣關(guān)系著我國(guó)民眾的身心健康,因此合理的對(duì)建筑行業(yè)施工工序進(jìn)行制定是建筑行業(yè)未來(lái)發(fā)展的重要趨勢(shì)。自步入新世紀(jì)以來(lái)我國(guó)一直在關(guān)注建筑業(yè)建造的建筑物的節(jié)能效果,為合理節(jié)約我國(guó)的能源消耗,并且控制我們身邊環(huán)境的迅速惡化。本文對(duì)這兩個(gè)問(wèn)題的關(guān)聯(lián)性展開(kāi)探討,并分別對(duì)這兩個(gè)問(wèn)題之中存在的客觀因素進(jìn)行分析。
1使用傳統(tǒng)施工技術(shù)存在的不足之處
1.1傳統(tǒng)施工技術(shù)施工時(shí)具有環(huán)境污染的特性
伴隨著我國(guó)民眾對(duì)生活舒適度的要求越來(lái)越高,我國(guó)建筑在能耗上也遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)過(guò)往的能耗標(biāo)注,在我國(guó)南方地區(qū)因?yàn)楹捅狈降貐^(qū)地域上的差異,南方地區(qū)居住的人們經(jīng)常性使用空調(diào)等智能供暖設(shè)備并隨之造成大量的電能量消耗,其對(duì)環(huán)境的影響可想而知,而在我國(guó)北方地區(qū)這種情況則要明顯改善很多,北方的四季氣候較為明顯,并且冬季可依靠地?zé)峄蚺瘹舛蛇^(guò)寒冬,在北方居住過(guò)的人們都了解北方人在冬天的取暖方式主要是利用燃燒燃料來(lái)取暖,而非南方地區(qū)的電力取暖。因此,在建筑設(shè)計(jì)上北方的建筑明顯要比南方某些地域的建筑在結(jié)構(gòu)上要復(fù)雜很多,其中供暖設(shè)施就是其中最大的不同點(diǎn)。我國(guó)北方地區(qū)的建筑物一般要長(zhǎng)于南方的建筑物,這其中的里有主要是北方的墻體在建造期間為了應(yīng)對(duì)北方的氣候加入了墻體的保護(hù)措施,該措施在保護(hù)墻體的同時(shí),也起到了延長(zhǎng)建筑物壽命的作用。因此南方的部分建筑設(shè)計(jì)師應(yīng)從建筑的布局以及構(gòu)造重新入手對(duì)建筑的節(jié)能設(shè)計(jì),相信這個(gè)問(wèn)題在我國(guó)建筑行業(yè)未來(lái)的不斷發(fā)展下會(huì)有更好的改善。
1.2傳統(tǒng)施工技術(shù)易現(xiàn)污染
針對(duì)建筑施工下環(huán)境的污染問(wèn)題,這里著重說(shuō)明的建筑物建設(shè)進(jìn)程期間的污染狀況,施工方應(yīng)綜合分析整體的施工工序,并針對(duì)工序問(wèn)題進(jìn)行匯總處理,其中比較明顯的問(wèn)題施工方要進(jìn)行重點(diǎn)標(biāo)注,而對(duì)于一些比較明顯的問(wèn)題施工方要立即采取措施給予解決。一般來(lái)這類(lèi)問(wèn)題的出現(xiàn)是由于施工技術(shù)以及施工方對(duì)建筑的能源處理不恰當(dāng)所造成的,因此我們從客觀的來(lái)說(shuō)應(yīng)重點(diǎn)針對(duì)建筑的生態(tài)環(huán)境進(jìn)行其評(píng)價(jià)系統(tǒng)的制定,并依據(jù)此系統(tǒng)對(duì)建筑的部分結(jié)構(gòu)進(jìn)行評(píng)定,其評(píng)價(jià)機(jī)制越是詳細(xì)建筑的節(jié)能措施實(shí)施工作在之后越容易實(shí)現(xiàn),此評(píng)價(jià)系統(tǒng)還被作為建筑生態(tài)環(huán)境的技術(shù)核心被應(yīng)用于建筑工地中,其利用智能化的方式實(shí)現(xiàn)了綠色施工的可持續(xù)發(fā)展,并與創(chuàng)通施工技術(shù)形成了兩種對(duì)立的體系。
1.3傳統(tǒng)技術(shù)產(chǎn)生廢氣對(duì)環(huán)境造成的負(fù)面影響
在我國(guó)環(huán)境影響建筑風(fēng)格這樣的情況屢見(jiàn)不鮮,我國(guó)科研人員就建筑施工中出現(xiàn)的這一問(wèn)題給予了高度關(guān)注,并且對(duì)建筑工地的節(jié)能建筑建造效果給予了與之對(duì)應(yīng)的建造基準(zhǔn),我國(guó)今后的節(jié)能建筑的建造標(biāo)準(zhǔn)都是基于這個(gè)一標(biāo)準(zhǔn)。在這一有力標(biāo)準(zhǔn)機(jī)制的實(shí)施下,我國(guó)早年間建造的大部分建筑物都是不合格的,因此針對(duì)這些不合格建筑,我們可以對(duì)其進(jìn)行后期的建筑補(bǔ)救,合理運(yùn)用這項(xiàng)補(bǔ)救措施,可有效改變我國(guó)建筑行業(yè)的現(xiàn)狀。
2基于節(jié)能理念的建筑施工技術(shù)研究
2.1節(jié)能理念施工技術(shù)對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的控制
節(jié)能理念施工技術(shù)的應(yīng)用中所包含的評(píng)價(jià)策略主要分為兩大類(lèi),對(duì)施工工序規(guī)劃以及建筑用施工圖紙的設(shè)計(jì),將二者進(jìn)行適當(dāng)?shù)慕Y(jié)合并制定出建筑施工的審核機(jī)制。其審核機(jī)制只要源于施工方被授予的能源節(jié)能效果,在這一機(jī)制中的系統(tǒng)具備了一定成都的一致性,其本身就如同生態(tài)環(huán)保原理一般。在機(jī)制的實(shí)施下施工方不僅更易歸納施工現(xiàn)場(chǎng)的評(píng)定系統(tǒng),并與此同時(shí)提升了建筑物的節(jié)能效果。
2.2節(jié)能理念的施工技術(shù)對(duì)施工環(huán)節(jié)進(jìn)行控制
在分析的基礎(chǔ)上,得到居住小區(qū)內(nèi)的噪聲分布,可以看到,顏色愈深的建筑所處的聲環(huán)境越差,在沒(méi)有采取設(shè)防噪綠帶等降噪措施的情況下,其臨街一面的室外噪聲級(jí)不能滿(mǎn)足居住Ix:室外自天低于SSDB、夜晚低于45dB的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。為此,筆者對(duì)合理降噪提出了建筑群空氣流場(chǎng)的分析標(biāo)準(zhǔn),仍以前述居住小區(qū)為例,這種高層建筑、多層建筑混合存在的小區(qū),其建筑群內(nèi)部的空氣流動(dòng)情況對(duì)其微氣候有著重要的影響,局部風(fēng)速太大可能對(duì)人們的生活、行動(dòng)造成不便,也有可能在某些地方形成旋渦和死角,不利于室內(nèi)的自然通風(fēng)。因此,業(yè)主提出在規(guī)劃設(shè)計(jì)階段預(yù)測(cè)居住小區(qū)內(nèi)的空氣流動(dòng)狀況,以對(duì)小區(qū)內(nèi)微氣候作出合理的評(píng)價(jià)。
3節(jié)能理念是今后建筑生態(tài)環(huán)境的重點(diǎn)推廣對(duì)象
3.1使用節(jié)能理念排除施工現(xiàn)場(chǎng)的非人為因素
施工現(xiàn)場(chǎng)中包含著一系列非人為因素,這些因素主要是由地理環(huán)境的氣候所造成的,通常我們會(huì)針對(duì)空氣流速的分布圖對(duì)天氣進(jìn)行判斷,其中冷色就代表著氣溫及將下降,這時(shí)的戶(hù)外天氣通常表現(xiàn)在無(wú)風(fēng)且天空萬(wàn)里無(wú)云。我們都知道氣流對(duì)風(fēng)速的影響非常大,氣流的流通速度加快代表著風(fēng)速和風(fēng)力也隨之加強(qiáng)。據(jù)我國(guó)相關(guān)科研人員您的研究表明,建筑施工現(xiàn)場(chǎng)的氣流將會(huì)對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的建造產(chǎn)生一定程度的影響,因此在南方的春季和北方的冬季建筑施工工作者都會(huì)停下手里的工作,這個(gè)舉動(dòng)的主要原理就在于在這樣的氣候下進(jìn)行施工建造會(huì)嚴(yán)重影響工程的建造質(zhì)量。
3.2使用節(jié)能理念的施工技術(shù)防止施工現(xiàn)場(chǎng)
結(jié)合建筑群空氣流動(dòng)分析,在相關(guān)研究的基礎(chǔ)上,筆者預(yù)測(cè)居住小區(qū)不同位置小范圍內(nèi)的逐時(shí)氣溫,同時(shí)進(jìn)行比較并給出評(píng)價(jià)。所得結(jié)果既可供居民選擇適合個(gè)人習(xí)慣的工作生活環(huán)境提出參考意見(jiàn),同時(shí)也能為改善居住小區(qū)熱環(huán)境指明方向。某居住小區(qū)中不同位置的熱島強(qiáng)度變化情況。其中的原因在于居住小區(qū)建筑布局合理,建筑間距選擇合適(天空視角系數(shù)較高而利于長(zhǎng)波輻射冷卻天且集中綠地多,綠化好,并或多或少地采用了人工水景布置準(zhǔn)得其與空氣的熱濕交換加強(qiáng),有效地降低了空氣的溫度)。值得一提的是,環(huán)境最好的區(qū)域均為小區(qū)居民日常生活、起居、休憩、娛樂(lè)等活動(dòng)的主要場(chǎng)所,該區(qū)域內(nèi)的健康適宜的溫度環(huán)境將極大地利于居民的室內(nèi)外的生活質(zhì)量的提高。
4結(jié)論
我國(guó)為加強(qiáng)建筑行業(yè)的建設(shè)工作,在政府的不斷鼓勵(lì)下以綜合相應(yīng)的評(píng)價(jià)機(jī)制系統(tǒng),對(duì)我國(guó)還處于建設(shè)當(dāng)中的工程項(xiàng)目進(jìn)行與之相應(yīng)的評(píng)價(jià)系統(tǒng)的制定,并根據(jù)其具體情況逐漸進(jìn)行完善,在建筑環(huán)境和節(jié)能效果綜合評(píng)價(jià)理念的應(yīng)用過(guò)程中,我國(guó)目前已經(jīng)徹底明晰了建筑生態(tài)環(huán)境中所包含的真正內(nèi)涵,并及時(shí)進(jìn)行了建筑節(jié)能概念的推廣工作,為我國(guó)未來(lái)的可持續(xù)發(fā)展做除了一定程度上的探索。
作者:魏煥
參考文獻(xiàn)
中圖分類(lèi)號(hào):TE08 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):
溫室設(shè)計(jì)概念即運(yùn)用白天太陽(yáng)光直射其輻射熱蓄集于溫室之中達(dá)到其保溫的目的?,F(xiàn)今廠(chǎng)房帷幕墻正是運(yùn)用該理念來(lái)達(dá)到建筑室內(nèi)空間保溫的目的,以減少保溫設(shè)備所造成的電源浪費(fèi)。如何保有帷幕墻的優(yōu)點(diǎn)又能達(dá)到節(jié)能效益也成為本文研究的焦點(diǎn)之一。本文采用試驗(yàn)方法,分析驗(yàn)證了塑鋼與鋁制帷幕墻的節(jié)能區(qū)別。
一、實(shí)驗(yàn)材料與方法
(一)地理位置
本研究選取某地區(qū)兩座工業(yè)廠(chǎng)房帷幕建筑,包括塑鋼帷幕外墻建筑與鋁制帷幕外墻建筑,比較受光照壁體面的透光窗材差異所造成的室內(nèi)溫度梯度與熱阻能力差異。進(jìn)而與帷幕墻熱傳導(dǎo)系數(shù)計(jì)測(cè)值比對(duì),推估壁體造成室內(nèi)單位時(shí)間節(jié)能經(jīng)濟(jì)效益。
(二)實(shí)驗(yàn)材料
本研究的各項(xiàng)測(cè)試儀器如:熱電偶線(xiàn)(Thermocouple),依此測(cè)量溫度,本實(shí)驗(yàn)采用T-type模式,其測(cè)量范圍為-270℃~180℃,其測(cè)量精度為2μv。濕度計(jì)的目的為測(cè)量濕度差,型號(hào)為T(mén)ES-1360,測(cè)量范圍為10~95RH,測(cè)量精度為0.1RH。風(fēng)速計(jì)目的是測(cè)量室內(nèi)外空氣流速,型號(hào)為Model-1006,測(cè)量范圍為0~50m/s,測(cè)量精度為0.02m/s。照度計(jì)型號(hào)為IM-3,測(cè)量范圍為0.01~199900lux,測(cè)量精度為0.01μx??梢?jiàn)光輻射計(jì)型號(hào)為L(zhǎng)I-200SA,測(cè)量范圍長(zhǎng)波于0.4~1.1μm,輻射強(qiáng)度<3000W/m2,測(cè)量精度于15μv。日射計(jì)型號(hào)為Model-3020,其目的在于測(cè)量光輻射強(qiáng)度,其測(cè)量范圍于長(zhǎng)波0.3~3μm,測(cè)量精度為15μv。其所測(cè)出的數(shù)值以DataLogger收集紀(jì)錄最后再傳輸于電腦作統(tǒng)計(jì)分析。配合兩座建筑的受光照方位與光照小時(shí)特征,選擇東西向計(jì)測(cè)。計(jì)測(cè)包括透光帷幕墻壁體及室內(nèi)墻表面至5.2公尺以?xún)?nèi)的溫度與濕度環(huán)境的垂直與水平分布資料,以制作離壁距離與溫度梯度(℃/m)關(guān)系,并計(jì)算室內(nèi)熱得速度(Kcal/hr)與壁體熱阻隔效率()。為避免周?chē)ㄖ绊戧?yáng)光直射。
(三)實(shí)驗(yàn)方法
為了解空間的熱量分層,在廠(chǎng)房配置熱電偶線(xiàn)與資料記錄器,于同一個(gè)垂直面計(jì)測(cè)地面上2.5m與1.5m兩個(gè)高度于實(shí)墻與帷幕墻面分別計(jì)測(cè)資料。兩條水平面計(jì)測(cè)點(diǎn)則包括近透光門(mén)窗與實(shí)墻部分,距帷幕墻0、5、15、30、50、75、105、140、180、225、285、375、520厘米處等,以及帷幕墻與實(shí)墻于骨架、窗框、玻璃墻面之內(nèi)外測(cè)點(diǎn)共55個(gè)測(cè)點(diǎn)。使用短波日射計(jì)、凈輻射計(jì)、照度計(jì)、熱電偶線(xiàn)、風(fēng)速計(jì)、濕度計(jì)、多點(diǎn)微電壓自計(jì)儀、資料轉(zhuǎn)換器等感測(cè)裝置同步計(jì)測(cè)溫度55個(gè)位置,外加室內(nèi)外各1個(gè)照度計(jì)、短波日射計(jì)、凈輻射計(jì)資料及相對(duì)濕度資料、室內(nèi)外各1個(gè)風(fēng)速資料等,規(guī)劃同步計(jì)測(cè)61個(gè)環(huán)境資料,涵蓋晴天日間紀(jì)錄。制作室內(nèi)計(jì)測(cè)垂直面與水平面的等溫度分布曲線(xiàn)圖,了解各樓層距離帷幕壁體的溫度梯度關(guān)系。找出室內(nèi)溫度代表計(jì)測(cè)點(diǎn),以提供日后評(píng)估類(lèi)似建筑的室內(nèi)溫?zé)岘h(huán)境之快速檢測(cè)位置之依據(jù)。依外氣候變化,配合廠(chǎng)房管制措施,在計(jì)測(cè)樓層的空間未開(kāi)啟空調(diào)狀況下,計(jì)測(cè)夏季晴天的日間室內(nèi)外光熱環(huán)境及差異。按照室內(nèi)外空間分布計(jì)測(cè)資料,完成夏季單位面積帷幕墻的熱阻隔能力估算。分別推估出不透光壁面、透光窗等不同部位的單位面積外熱阻隔能力與內(nèi)熱保持能力,最后提出兩座廠(chǎng)房在夏季日間外氣候環(huán)境的節(jié)能能力差異。
二、實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論
根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)方法我們分別探討光熱環(huán)境物理?xiàng)l件與兩種帷幕墻隔熱能力、熱收支效能、熱阻能力、節(jié)能及不同帷幕墻的耗電量比較,試圖借助數(shù)據(jù)的比較獲得不同帷幕墻的隔熱與節(jié)能效率。本階段計(jì)測(cè)塑鋼帷幕與鋁制帷幕內(nèi)外物理環(huán)境計(jì)測(cè),分別為日射量(w/m²)、可見(jiàn)光輻射量(w/m²)、照度(Lux)、濕度(%)、風(fēng)速(m/s),實(shí)驗(yàn)結(jié)果有助于分析物理環(huán)境條件與室內(nèi)溫度變化的關(guān)系。
(一)帷幕墻隔熱能力比較
上午7點(diǎn)開(kāi)始陽(yáng)光將直射至室內(nèi),8點(diǎn)室內(nèi)外溫度開(kāi)始有明顯變化,故以上述的室內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)溫度測(cè)點(diǎn)與室外氣溫為基準(zhǔn),分析塑鋼與鋁制帷幕墻的室內(nèi)外空間、骨架、外框、玻璃材料的隔熱效益。
(二)塑鋼與鋁制帷幕墻室內(nèi)外溫度比較
算各室內(nèi)的降溫能力變化,正值表示隔熱佳;負(fù)值表示隔熱差。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示:于開(kāi)始測(cè)時(shí)兩者隔熱效益最佳,塑鋼制與鋁制帷幕墻兩者分別有5.8與3.74℃的隔熱效益,塑鋼比鋁制帷幕墻隔熱效益高達(dá)64%。鋁制帷幕墻模組使空間有蓄熱現(xiàn)象,1小時(shí)后室內(nèi)溫度已比室外高出0.88℃。經(jīng)過(guò)2小時(shí),室內(nèi)溫度已可高出室外達(dá)3.97℃,而塑鋼制帷幕墻尚可保持在2.9℃的隔熱能力。
(三)帷幕墻骨架隔熱能力比較
為更清楚理清不同材質(zhì)帷幕墻對(duì)隔熱效能的差異,本文以帷幕墻骨材的內(nèi)外溫度差作比較。結(jié)果顯示塑鋼骨材于30分鐘時(shí)外側(cè)溫度達(dá)最高,溫度達(dá)46.77℃,室內(nèi)外的隔熱效果達(dá)36%;鋁骨架則是在1小時(shí)后,外側(cè)溫度達(dá)50.18℃,室內(nèi)外的隔熱效益卻只有13%。塑鋼帷幕墻骨架于30分鐘時(shí)隔熱效益表現(xiàn)最佳,隔熱效能達(dá)15.05℃;而鋁制則是于1小時(shí)后表現(xiàn)最佳,達(dá)隔熱效能達(dá)6.44℃。以30分鐘為例,兩者材料作隔熱效益比較,塑鋼材料較鋁制材料隔熱能力高出3.7倍。(四)帷幕墻外框隔熱能力比較
框材也是帷幕墻的重要組成之一,其熱傳特性也影響室內(nèi)溫度,故將兩者的框材隔熱效能加以整理。很明顯的塑鋼較鋁制框材隔熱能力高出許多,以30分鐘時(shí)為例,塑鋼框材室內(nèi)外表面溫度分別為35.54℃與42.04℃,隔熱效能可達(dá)15%;而鋁制框材室內(nèi)外表面溫度分別為40.34℃與40.78℃,隔熱效能只有1%。而兩小時(shí)中兩者材料的隔熱效能塑鋼材料有3.49℃~6.5℃的效益;鋁制材料只有0.44℃~1.89℃之間的效益。
(五)帷幕玻璃隔熱效能比較
由于塑鋼帷幕墻的玻璃比鋁制帷幕墻玻璃厚了2mm,其隔熱性能與差異性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示:30分鐘時(shí)塑鋼帷幕墻玻璃表現(xiàn)最佳,外內(nèi)側(cè)溫度分別為46.8℃與41.83℃,兩者相差有11%。而鋁制模組玻璃外內(nèi)側(cè)溫度分別為46.65℃與44.39℃,兩者相差僅有5%,不過(guò)當(dāng)鋁制模組玻璃外側(cè)于高溫53.78℃與內(nèi)側(cè)為49.67℃,其隔熱能力則提升至8%。玻璃較厚的確也印證有較好的隔熱能力,塑鋼帷幕墻玻璃其溫度分布為4.64℃~4.97℃;鋁制帷幕墻玻璃其溫度分布為1.87℃~4.11℃,兩者隔熱比較最大可高達(dá)2.2倍
三、結(jié)論與建議
(一)結(jié)論
一是玻璃帷幕墻所使用的玻璃材質(zhì)熱阻R均為0.16‧h‧℃/kacl,塑鋼帷幕墻的窗框熱阻為玻璃的27倍;塑鋼固定窗的窗框熱阻為玻璃的24倍;鋁制帷幕墻的窗框熱阻為玻璃的16倍,故可得知塑鋼窗框材質(zhì)的熱阻差異不大,并優(yōu)于鋁制窗框。二是塑鋼與鋁制帷幕墻其玻璃材質(zhì)相同,但由于墻面使用玻璃面積均在85以上,而骨架與窗框面積所比例極低,因此塑鋼帷幕墻的窗框材料熱阻隔能力雖遠(yuǎn)高于鋁制材料,但對(duì)于阻隔室內(nèi)的總熱量效能有限。三是塑鋼帷幕墻與鋁制帷幕墻節(jié)省電費(fèi)比較:塑鋼帷幕墻每月電費(fèi)比鋁制帷幕墻節(jié)省每月電費(fèi)19以上。
(二)建議
一是建議使用帷幕墻設(shè)計(jì)時(shí)選用較高熱阻的玻璃材質(zhì)。二是在帷幕墻內(nèi)側(cè)建議加裝高熱阻的構(gòu)造設(shè)施以阻隔外來(lái)輻射及降低熱傳遞的問(wèn)題,適當(dāng)?shù)目諝鈱訜嶙柙O(shè)計(jì)應(yīng)為產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程一個(gè)可深入研究的課題。三是建議在辦公室內(nèi)側(cè)將空調(diào)設(shè)備規(guī)劃為內(nèi)、外周區(qū),以降低電費(fèi)支出。四是于帷幕墻外側(cè)加裝遮陽(yáng)板或種植植栽,采用立體綠化的方式,不但可降低輻射熱也可增進(jìn)美觀及生態(tài)等目的。五是塑鋼框材熱貫流率比玻璃低,若面積比增高,可降低熱的透過(guò)率。六是帷幕墻采用反射玻璃易造成光害,雖然熱阻隔能力尚可,但不建議使用。七是室內(nèi)濕度高的地方(如鍋爐房),建議采用干濕分離的方式以減少室內(nèi)濕度增高,影響夏季熱量提升。
眾所周知,我國(guó)是能源短缺的國(guó)家,正積極倡導(dǎo)節(jié)約能源,可持續(xù)發(fā)展。建設(shè)節(jié)能型建筑已被建設(shè)部納入今后城市建設(shè)的重點(diǎn)發(fā)展方向,進(jìn)行建筑節(jié)能設(shè)計(jì)已是貫徹國(guó)家可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的重要組成部分。可以說(shuō)建筑節(jié)能是時(shí)代的基本趨勢(shì),建筑節(jié)能已不再是傳統(tǒng)要求的少用能,而是轉(zhuǎn)變?yōu)槿绾魏侠淼靥岣吣芰啃剩詼p小能量的耗散。因此,對(duì)我國(guó)建筑節(jié)能設(shè)計(jì)的方法進(jìn)行研究和探討具有重要意義。
1 工程概況
某工程集商業(yè)、住宅、酒店式公寓為一體的商業(yè)綜合樓。建筑規(guī)劃總用地面積43735.0m2,規(guī)劃凈用地面積為37139.0m2。分為A區(qū)與B區(qū),其中A區(qū)為下部3層商業(yè)用,以上為10#、11#、12#的3棟主樓,10#樓4~18F為住宅,11#樓4~23F為住宅,12#樓3~8F為酒店式公寓。B區(qū)為雙首層的商業(yè)步行街,架空停車(chē)場(chǎng)及泛會(huì)所,以上為1#~9#住宅樓,其中1#、2#、3#樓3~26F為2梯10戶(hù)住宅,4#、5#樓3~20F為2梯10戶(hù)住宅,6#、7#、8#、9#樓3~26F為2梯4戶(hù)住宅。本文著重對(duì)某商業(yè)綜合樓,進(jìn)行建筑耗能分析,建筑面積為14117.05m2,從該建筑的圍護(hù)結(jié)構(gòu)節(jié)能設(shè)計(jì)方面進(jìn)行建筑節(jié)能設(shè)計(jì)探討。
2 室內(nèi)熱環(huán)境與能耗指標(biāo)要求
2.1 室內(nèi)熱環(huán)境與建筑節(jié)能設(shè)計(jì)指標(biāo)
有關(guān)節(jié)能規(guī)范對(duì)該地區(qū)建筑的室內(nèi)熱環(huán)境規(guī)定如下:在夏季,建筑中空調(diào)室內(nèi)溫度在26~28℃范圍之間,同時(shí)采用空調(diào)期間必須確保每小時(shí)一次的換氣次數(shù)。另外。在確保以上設(shè)計(jì)指標(biāo)的室內(nèi)熱環(huán)境基礎(chǔ)上,建筑要通過(guò)采用增強(qiáng)建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)保溫隔熱性能的節(jié)能措施,使空調(diào)能耗節(jié)約50%。
2.2 建筑節(jié)能設(shè)計(jì)路線(xiàn)
為了充分保障建筑設(shè)計(jì)的靈活性,在建筑節(jié)能設(shè)計(jì)時(shí),可在確保條形建筑體型系數(shù)小于0.35,點(diǎn)式建筑體型系數(shù)小于0.4的前提下,通過(guò)窗戶(hù)的窗墻比以及圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱工性能系數(shù)來(lái)滿(mǎn)足規(guī)范限值,以達(dá)到節(jié)能要求。但隨著近幾年建筑方案設(shè)計(jì)的復(fù)雜化,并不是所有建筑設(shè)計(jì)都能滿(mǎn)足這些規(guī)定限值,因此,當(dāng)建筑物不能滿(mǎn)足這些規(guī)定限值,則可計(jì)算建筑的綜合能耗,只要能耗值能滿(mǎn)足規(guī)范規(guī)定的節(jié)能綜合指標(biāo)限值,就可以滿(mǎn)足建筑節(jié)能要求。
3 建筑節(jié)能設(shè)計(jì)具體措施
3.1 建筑物的布置及體形設(shè)計(jì)
該商業(yè)綜合樓的節(jié)能計(jì)算建筑面積為14117.05m2,體形系數(shù)為0.35,因此,應(yīng)依照綜合性能指標(biāo)的要求進(jìn)行節(jié)能設(shè)計(jì)。整個(gè)建筑的外墻以及外窗設(shè)計(jì)見(jiàn)表1。
表1全樓外窗(包括透明幕墻)、外墻面積匯總表
3.2 圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)措施
屋面類(lèi)型:細(xì)石混凝土(內(nèi)配筋)(50mm)+擠塑聚苯乙烯泡沫板(30mm)+水泥砂漿(20mm)+泡沫混凝土(20mm)+鋼筋混凝土(120mm)+水泥砂漿(20mm)。
外墻類(lèi)型:水泥砂漿(25mm)+加氣混凝土砌塊(B07級(jí))(200mm)+水泥砂漿(20mm),采用盈速粒節(jié)能措施。用于外墻外表面時(shí)可以減少熱流31.9%,等效熱阻R=6hr?ft2?/Btu(1.06m2?K/W),相當(dāng)于墻體隔熱效果提高了33.3%;盈速粒涂料用于外墻內(nèi)表面時(shí),可減少熱流17.3%,總熱阻增加6.3%
東向填充墻、室內(nèi)面積較大的剪力墻及異形柱類(lèi)型:水泥砂漿(25mm)+鋼筋混凝土(200mm)+水泥砂漿(20mm)。
西向填充墻、室內(nèi)面積較大的剪力墻及異形柱類(lèi)型:水泥砂漿(25mm)+鋼筋混凝土(200mm)+水泥砂漿(20mm)。外窗類(lèi)型:鋁合金(6mm高透光熱反射玻璃),傳熱系數(shù)5.50W/(m2?K),自身遮陽(yáng)系數(shù)0.55,氣密性為6級(jí),可見(jiàn)光透射比0.40。
其他節(jié)能設(shè)計(jì):樓板采用鋼筋混凝土+加氣混凝土復(fù)合板的做法,有效地對(duì)樓板進(jìn)行隔音、保溫、隔熱。屋面除了采用擠塑聚苯乙烯泡沫板進(jìn)行保溫隔熱倒置式防水做法外,同時(shí)采用了種植綠化面處理方式。另外,本建筑同時(shí)進(jìn)行了空調(diào)采暖設(shè)備節(jié)能設(shè)計(jì),并利用地?zé)釡厝杂行Ч?jié)約能源。
4 建筑節(jié)能設(shè)計(jì)計(jì)算分析
4.1 建筑能耗模擬條件
在進(jìn)行商業(yè)綜合樓建筑能耗模擬時(shí),采用了以下模擬條件:
(1)室外氣象計(jì)算參數(shù)采用當(dāng)?shù)鼗驓夂蛳嘟擎?zhèn)的典型氣象年資料;
(2)空調(diào)時(shí),換氣次數(shù)為1.0次/h;
(3)居住室內(nèi)溫度計(jì)算參數(shù)采用干球溫度,冬季干球溫度全天為18℃,夏季干球溫度全天為26℃。
(4)計(jì)算得出的建筑物節(jié)能綜合指標(biāo)不應(yīng)超過(guò)該相關(guān)規(guī)范所要求的限值。
4.2建筑熱工節(jié)能計(jì)算
(1)主要熱工性能參數(shù)見(jiàn)表2。
表2 外墻熱工系能參數(shù)
(2)建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱工性能的權(quán)衡計(jì)算中,本建筑熱工參數(shù)和能耗計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表3。
表3 參照建筑和設(shè)計(jì)建筑的熱工參數(shù)和能耗計(jì)算結(jié)果
4.3 節(jié)能效果分析
根據(jù)建筑物各參數(shù)以及《夏熱冬暖地區(qū)居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》廣東省實(shí)施細(xì)則所提供的參數(shù),對(duì)商業(yè)綜合樓的空調(diào)負(fù)荷、空調(diào)設(shè)備的能耗等進(jìn)行模擬,得到該建筑物的年能耗(見(jiàn)表4)。
表4 參照建筑和設(shè)計(jì)建筑的熱工參數(shù)和能耗計(jì)算
對(duì)比的模擬計(jì)算結(jié)果,建筑節(jié)能評(píng)估結(jié)果匯總見(jiàn)圖1 所示。
圖1 能耗分析圖表
由以上計(jì)算結(jié)果數(shù)據(jù)匯總表明,該設(shè)計(jì)建筑的全年能耗小于指標(biāo)限值的全年能耗,節(jié)能率為56.27%,因此,該商業(yè)綜合樓已經(jīng)達(dá)到了《夏熱冬暖地區(qū)居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》廣東省實(shí)施細(xì)則的節(jié)能要求。該建筑物的熱工系能參數(shù)等也滿(mǎn)足《夏熱冬暖地區(qū)居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》廣東省實(shí)施細(xì)則4.1.6條的要求。
5 結(jié)語(yǔ)
綜上所述,我國(guó)的建筑節(jié)能有著巨大的潛力,只要認(rèn)真扎實(shí)地做好節(jié)能設(shè)計(jì)工作,主動(dòng)提倡運(yùn)用于建筑本身相適應(yīng)的節(jié)能技術(shù),就可以有效降低建筑能耗,真正實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。
參考文獻(xiàn)
據(jù)統(tǒng)計(jì)我國(guó)各類(lèi)高校3000所,分布在采暖地區(qū)的建筑面積約26億平方米。以采暖費(fèi)25元/平方米計(jì),每年取暖費(fèi)用高達(dá)650億元。學(xué)校類(lèi)建筑普遍存在以下特點(diǎn):建筑物使用依據(jù)課時(shí)安排存在分時(shí)段性,絕大部分人員停留有固定性,如夜晚和假期學(xué)校的許多建筑無(wú)人。尤其在冬季我國(guó)北方院校采用集中式供熱,供暖期內(nèi),所有建筑不分晝夜供暖。即使是節(jié)假日教室內(nèi)無(wú)人停留,仍然按照室內(nèi)采暖溫度(18℃)。能源浪費(fèi)現(xiàn)象十分嚴(yán)重。在集中供熱中,普遍存在以下問(wèn)題:外網(wǎng)系統(tǒng)水利不平衡,單棟建筑熱力入口無(wú)調(diào)節(jié)裝置,散熱器布置過(guò)多,這樣會(huì)使建筑之間供熱分布不均。由此從經(jīng)濟(jì)效應(yīng)、社會(huì)效益和環(huán)境效應(yīng),可見(jiàn)供暖節(jié)能勢(shì)在必行。
1.1分時(shí)供暖
分時(shí)供暖即按照建筑物的使用規(guī)律使用分時(shí)供暖,在非假日供暖期內(nèi),分時(shí)供暖每天室內(nèi)溫度設(shè)定按時(shí)段劃分(見(jiàn)圖):06:00、23:00室內(nèi)溫度設(shè)定為18℃;23:00/06:00室內(nèi)溫度設(shè)定為5℃
1.2基本耗熱量百分比
基本耗熱量計(jì)算公式
供暖室內(nèi)計(jì)算溫度取18℃,室外溫度取大連市供暖室外計(jì)算溫度(-11℃),則在設(shè)計(jì)工況下,分時(shí)供暖較傳統(tǒng)供暖可節(jié)約的熱量折算成百分?jǐn)?shù)為
1.3熱用戶(hù)熱負(fù)荷分析
現(xiàn)行供暖方法年度能耗計(jì)算可用下述公式計(jì)算,即:
Q =qf?F?N×24×3.6×10。GJ (1)
式中:Q 一建筑物全年供暖總能耗,GJ;
qf一建筑物供暖面積熱指標(biāo)W/m2,取50W/m2 ;
F―供暖建筑物的建筑面積, ;
N ―供暖期天數(shù),大連地區(qū)150d
3.6×10-3――每小時(shí)3600秒
測(cè)定教學(xué)樓面積為31649m2帶入(1)式,得到按現(xiàn)行供暖方式全年的總能耗
Q=50×31649×150×24×3.6×
=20509 (GJ)
2. 采用分時(shí)供暖建筑物年能耗計(jì)算
2.1 建筑物采用分時(shí)供暖能耗計(jì)算公式
寒假期間教學(xué)樓供暖年能耗計(jì)算公式為:
式中:Q‘-建筑物非寒假值班供暖年能耗,GJ;
-溫差修正系數(shù), =(t2-tpj)/(tn-tpj);
-分時(shí)供暖室內(nèi)溫度,取5℃ ;
-供暖期室外日平均溫度,長(zhǎng)春地區(qū)取-8℃;[2
-供暖室內(nèi)設(shè)計(jì)溫度,取18℃;
h-工作日每日工作小時(shí)數(shù);h=17 3461.387GJ
其它符號(hào)意義同式(1)
50-寒假50天,d;
計(jì)算結(jié)果如下:
(1) 非寒假期間,用公式(1)計(jì)算,式中Ⅳ供暖天數(shù)在
此為150-50。
=50×31649×(150-50)×24 ×3.6× ‘
=9570.66KJ
(2) 寒假期間用公式(3)計(jì)算:
其分時(shí)供暖年能耗量為:9570.66 +3418.09=12988.75GJ
(GJ)
由上述計(jì)算可知,采用現(xiàn)行供暖方法,該建筑全年供暖能耗為20509GJ,而采用分時(shí)供暖方法,全年總能耗降為12988.75GJ。節(jié)省能耗7520.25GJ。相當(dāng)于年節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤257噸。
3 能耗其它問(wèn)題的解決以及技術(shù)措施
首先在供熱入口處將手動(dòng)調(diào)節(jié)閥改為電動(dòng)調(diào)節(jié)閥;其次在鍋爐房設(shè)自控系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)分時(shí)供暖控制,即通過(guò)控制流量來(lái)達(dá)到對(duì)室內(nèi)溫度的控制??刂破鞲鶕?jù)室內(nèi)設(shè)定溫度與當(dāng)前溫度的對(duì)比反饋,自動(dòng)控制螺旋閥門(mén)開(kāi)關(guān)的開(kāi)度,從而實(shí)現(xiàn)根據(jù)建筑實(shí)際用熱量控制熱水流量。
一、住宅小區(qū)節(jié)能設(shè)計(jì)理念
技術(shù)的進(jìn)步使得空調(diào)、暖氣等采暖制冷設(shè)備廣泛應(yīng)用于住宅建筑中,住宅小區(qū)建筑一瞬間成為高能耗建筑。據(jù)統(tǒng)計(jì)表明,我國(guó)能源消費(fèi)總量所占的比例已從上世紀(jì)70年代末的10%,上升到近年的30%左右,加之我國(guó)大部分地區(qū)氣候條件多為冬冷夏熱,煤炭采暖,空調(diào)制冷等設(shè)備產(chǎn)生的巨大建筑耗能量,對(duì)城市生態(tài)環(huán)境和住宅居住環(huán)境造成了一定程度的污染,嚴(yán)重影響到居民的身心健康。種種副作用的出現(xiàn)和能源的日益匱乏,使得人們對(duì)建筑節(jié)能的意識(shí)逐步提高,對(duì)節(jié)能設(shè)計(jì)的要求也隨之不斷完善。
節(jié)能設(shè)計(jì)是指在少使用或不使用采暖、制冷設(shè)備的前提條件下,盡可能采用自然通風(fēng),合理建筑總體規(guī)劃、加強(qiáng)墻體節(jié)能、外門(mén)窗節(jié)能等措施,讓室內(nèi)氣溫一年四季維持或接近在人體舒適范圍之內(nèi)。在進(jìn)行建筑節(jié)能設(shè)計(jì)時(shí),首先要符合我國(guó)現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《住宅設(shè)計(jì)規(guī)范》要求;其次對(duì)住宅小區(qū)的節(jié)能、綠化生態(tài)設(shè)計(jì)要尊重當(dāng)?shù)鼐幼∩盍?xí)慣,適應(yīng)當(dāng)?shù)氐臍夂蛱卣?,以發(fā)展地方建筑文化為基礎(chǔ)合理節(jié)能設(shè)計(jì);最后,要統(tǒng)籌全局著眼于城市總體規(guī)劃戰(zhàn)略,從經(jīng)濟(jì)性、全局性、地方性出發(fā),結(jié)合建筑市場(chǎng)運(yùn)作,把節(jié)能技術(shù)和綠色生態(tài)建筑相融合,形成一整套住宅產(chǎn)業(yè)化技術(shù)??傊谶M(jìn)行住宅小區(qū)節(jié)能設(shè)計(jì)時(shí),要始終將“統(tǒng)籌城市總體規(guī)劃戰(zhàn)略,發(fā)展地方建筑文化,采用新技術(shù)、新工藝、新材料等生態(tài)節(jié)能措施,達(dá)到人與自然的和諧統(tǒng)一”,作為建筑節(jié)能設(shè)計(jì)的理念,方能長(zhǎng)久服務(wù)社會(huì),造福黎民。
二、住宅小區(qū)建筑總體節(jié)能規(guī)劃
住宅小區(qū)建筑總體規(guī)劃設(shè)計(jì)應(yīng)與單體建筑相協(xié)調(diào),與節(jié)能設(shè)計(jì)相配合,應(yīng)統(tǒng)籌考慮建筑宏觀因素,如朝向、方位、日照間距、通風(fēng)、綠化等, 充分利用當(dāng)?shù)氐奶烊粺嵩?、自然風(fēng)等來(lái)實(shí)現(xiàn)小區(qū)內(nèi)每棟住宅單體夏季都有充足的迎風(fēng)面,冬季都有充足的日照,通過(guò)利用自然能源來(lái)滿(mǎn)足建筑通風(fēng)、采光與采暖的要求,達(dá)到建筑節(jié)能的目的。其中自然通風(fēng)就是實(shí)現(xiàn)建筑節(jié)能的有效手段之一,它可以大大減少空調(diào)、暖氣等設(shè)備帶來(lái)的高能耗,改善室內(nèi)熱環(huán)境,降低建筑物的實(shí)際使用能耗。特別是高層住宅建筑群內(nèi)部易受到回旋渦流的作用,容易出現(xiàn)死角,不利于室內(nèi)的自然通風(fēng),所以調(diào)整好建筑單體之間的組合,使每棟建筑物處于周?chē)ㄖ锏臍饬餍郎u區(qū)之外,避免出現(xiàn)滯流區(qū),十分重要。同時(shí)在總體節(jié)能規(guī)劃時(shí),建議可以合理利用雨水回收系統(tǒng),透水地面磚等節(jié)能、環(huán)保技術(shù)以及配套設(shè)備(能源供應(yīng)、小高層給水、公共照明、電梯等)采取節(jié)能措施,大力推廣部分太陽(yáng)能熱水供應(yīng)系統(tǒng)等先進(jìn)技術(shù),可以形成全方位的住宅建筑節(jié)能體系,能夠?qū)崿F(xiàn)低能耗、高舒適的住宅居住環(huán)境。
三、住宅建筑平面節(jié)能設(shè)計(jì)
實(shí)踐證明:建筑平面的巧妙設(shè)計(jì)能夠獲得良好的節(jié)能效果。我國(guó)地處北半球,太陽(yáng)方位角和高度角的變化規(guī)律使得南向成為最佳節(jié)能的建筑朝向,而且南朝向的建筑與我國(guó)夏季盛行的東南風(fēng)可成垂直關(guān)系,容易形成自然通風(fēng)中的最佳“穿堂風(fēng)”,避開(kāi)冬季寒冷的西北風(fēng)。故建筑平面宜設(shè)計(jì)成南北向,而且將居民長(zhǎng)時(shí)間活動(dòng)的居住空間,如客廳、主臥等設(shè)于南向位置,可以很好地利用自然環(huán)境,達(dá)到室內(nèi)環(huán)境的最大舒適度,為住戶(hù)節(jié)約空調(diào)和采暖的能耗。同時(shí)將平面功能比較次要的衛(wèi)生間、電梯、樓梯、機(jī)房等布置于日照、通風(fēng)條件較差的北向或長(zhǎng)時(shí)間接受太陽(yáng)輻射的東西向,可避免冬季西北風(fēng)灌入,起到很好地保暖節(jié)能效果。
四、住宅建筑體型節(jié)能設(shè)計(jì)
建筑設(shè)計(jì)中,減少建筑物外表面積,適當(dāng)控制建筑體型系數(shù)(即建筑物外表面積與其所包圍的體積之比),減少建筑面寬,加大進(jìn)深或增加組合體,也是節(jié)能措施之一。從建筑外觀形態(tài)上來(lái)講,建筑體量大小和平面是否緊湊是影響能耗的兩大因素。所以節(jié)能設(shè)計(jì)時(shí)建筑體型的平面、立面凹凸通常不宜變化較大,特別是背陰面北側(cè)墻體的凹凸變化和外墻面積的增大均不可過(guò)大??傮w來(lái)說(shuō)進(jìn)深大的建筑比進(jìn)深小的好,長(zhǎng)的建筑比短的好,外觀整齊的建筑比凹凸變化的好。換言之就是,建筑體型系數(shù)越小,護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱損失越小,對(duì)建筑節(jié)能越有利,對(duì)其適當(dāng)控制可達(dá)到有效節(jié)能的目的。
五、建筑構(gòu)造節(jié)能設(shè)計(jì)
對(duì)建筑構(gòu)造節(jié)能的設(shè)計(jì),個(gè)人認(rèn)為選擇成本適宜、保溫隔熱性能好的維護(hù)結(jié)構(gòu)、節(jié)能材料及節(jié)能技術(shù)是實(shí)現(xiàn)建筑節(jié)能的關(guān)鍵。
①墻體節(jié)能設(shè)計(jì):墻體是住宅建筑護(hù)構(gòu)造的主體,其所用材料的保溫性能直接影響建筑的耗熱量。我國(guó)住宅小區(qū)主要為高層住宅一般由剪力墻結(jié)構(gòu)組成,故大力推廣保溫隔熱性能較好的加氣混凝土砌塊及復(fù)合墻體技術(shù)結(jié)合高效節(jié)能保溫砂漿是實(shí)現(xiàn)節(jié)能設(shè)計(jì)的重要措施,因?yàn)槭褂么朔N保溫材料設(shè)置在墻體的外側(cè)能夠有效的保護(hù)主體結(jié)構(gòu),并延長(zhǎng)建筑的使用壽命,有效的減少了混凝土梁、柱等產(chǎn)生的的熱橋效應(yīng),而產(chǎn)生“斷橋”作用,達(dá)到預(yù)期的節(jié)能降耗效果。
②門(mén)窗節(jié)能設(shè)計(jì):門(mén)窗是住宅能耗散失的最薄弱部位,現(xiàn)在建筑設(shè)計(jì)為了增大采光通風(fēng)面積或表現(xiàn)現(xiàn)代建筑的特征元素,住宅建筑的門(mén)窗設(shè)計(jì)越來(lái)越大更是有全玻璃的幕墻住宅建筑,以至門(mén)窗的熱損失占建筑的總熱損失的40%以上,所以門(mén)窗節(jié)能也是住宅建筑節(jié)能的關(guān)鍵,門(mén)窗既是能耗散失的敏感部位,又關(guān)系到建筑采光、隔聲、通風(fēng)、立面造型。這就對(duì)門(mén)窗的節(jié)能提出了更高的要求,其節(jié)能處理主要是改善材料的保溫隔熱性能和提高門(mén)窗的密閉性能。所以在保證日照、采光、通風(fēng)、觀景要求的條件下,應(yīng)盡量減小住宅門(mén)窗洞口的面積,控制住宅窗墻比;提高外門(mén)窗的氣密性,采用高性能的密封措施,降低空氣滲透率,提高氣密、水密、隔聲、保溫、隔熱等主要物理性能。使用新型的、隔熱性能良好的門(mén)窗材料。所有外窗及陽(yáng)臺(tái)封閉門(mén)窗采用噴涂鋁合金型材、塑料窗等,避免金屬窗產(chǎn)生的冷橋。也可設(shè)置雙玻璃或三玻璃,并積極采用中空玻璃、鍍膜玻璃等諸多措施,均可起到減少能耗損失達(dá)到有效節(jié)能的目的。
③屋面保溫隔熱節(jié)能設(shè)計(jì):屋面的保溫也是住宅建筑護(hù)結(jié)構(gòu)節(jié)能設(shè)計(jì)的重點(diǎn)。 屋面保溫材料及節(jié)能措施選用要點(diǎn)主要為,一是保溫材料不宜選用導(dǎo)熱系數(shù)較高、密度較大的材料,以免增加保溫層后導(dǎo)致屋面荷載加大、 厚度過(guò)高,使主體結(jié)構(gòu)用料加大造成不必要的浪費(fèi); 二是保溫材料不宜采用吸水率較大的材料,吸水率較大的材料在前期施或后期使用過(guò)程中因保溫層大量吸水而降低保溫效果及屋面防水層、保護(hù)層起鼓, 造成不必要的維修成本。
除了上述保溫節(jié)能措施外,屋面還可以采用隔熱降溫的方法來(lái)降低建筑能耗,主要做法有: 屋面架空通風(fēng)、 設(shè)計(jì)蓄水屋面或采用定時(shí)噴水措施、 屋頂種植綠化等。由于南方夏季日照時(shí)間較長(zhǎng), 太陽(yáng)輻射強(qiáng)度大,為防止大量熱輻射透入室內(nèi),在屋面增設(shè)隔熱層, 這也是減小住宅空調(diào)耗能的一項(xiàng)重要構(gòu)造措施。
六、住宅建筑綠化節(jié)能設(shè)計(jì)
綠化住宅建筑對(duì)節(jié)能降耗的功效也是不容忽視的,它可以有效改
善小區(qū)的微氣候。
①屋頂綠化:即在屋頂種植空中花園,不但美化家園,讓人賞心悅目,還能為住戶(hù)提供戶(hù)外活動(dòng)和交往的空間,更重要的是兼具了很好的保溫隔熱效果。
②西墻綠化:植物具有調(diào)節(jié)氣溫的作用。在日照強(qiáng)烈的墻面,種植植物可以吸收太陽(yáng)熱量,減少傳入室內(nèi)的熱源。故最簡(jiǎn)單的做法就是在建筑西墻上種植爬墻虎,來(lái)遮擋陽(yáng)光直射墻面,通過(guò)葉面蒸發(fā)帶走部分能量,減少溫室效應(yīng)。
③陽(yáng)臺(tái)綠化:陽(yáng)臺(tái)綠化也是綠化系統(tǒng)中的重要環(huán)節(jié)。具體做法是根據(jù)陽(yáng)臺(tái)外沿尺寸的大小,在充分考慮到住戶(hù)操作安全方便和易于組織花槽排水后,設(shè)計(jì)適當(dāng)寬度和深度的花槽,由住戶(hù)自行種植或放置花盆,來(lái)美化室內(nèi)環(huán)境,有效調(diào)節(jié)氣溫。
結(jié)語(yǔ)
總之,建筑節(jié)能是建筑規(guī)劃設(shè)計(jì)創(chuàng)作、構(gòu)造等的綜合體, 作為節(jié)能設(shè)計(jì)的一員,我們應(yīng)從自身做起,從不同角度依據(jù)建筑規(guī)范,基于節(jié)能設(shè)計(jì)理念,從建筑總體規(guī)劃、平面、體形、構(gòu)造、綠化等五方面綜合考慮,靈活運(yùn)用各種節(jié)能技術(shù)措施,趨利避害,進(jìn)行最優(yōu)化建筑節(jié)能設(shè)計(jì),才能為建設(shè)節(jié)約型社會(huì)用盡所能,為實(shí)現(xiàn)我國(guó)可持續(xù)發(fā)展竭盡全力。
壽命周期成本
對(duì)建筑工程而言,壽命周期成本(LCC,life cycle cost)是建筑產(chǎn)品從建筑的規(guī)劃開(kāi)始,經(jīng)歷了研究開(kāi)發(fā)、工程設(shè)計(jì)、施工建造、運(yùn)行使用管理、維修等階段,最終報(bào)廢的這一系列過(guò)程中發(fā)生的費(fèi)用總和。建筑物的壽命周期成本一般來(lái)說(shuō)包括建設(shè)成本和使用成本兩部分,其中,建設(shè)成本是指從建筑物的籌建開(kāi)始直到建筑物竣工驗(yàn)收為止的全部費(fèi)用之和,使用成本是指在建筑物竣工驗(yàn)收后,用戶(hù)在使用建筑物的過(guò)程中發(fā)生的各項(xiàng)費(fèi)用總和。建筑物的壽命周期成本具體構(gòu)成如圖1所示。
建筑物的壽命周期成本中建設(shè)成本與使用成本的構(gòu)成比例與其節(jié)能水平有直接關(guān)系。一般來(lái)說(shuō),當(dāng)節(jié)能建筑的節(jié)能水平提高時(shí),該建筑的使用成本會(huì)隨之降低,但建設(shè)成本會(huì)隨之增高;反之,當(dāng)節(jié)能建筑的節(jié)能水平降低時(shí),該建筑的使用成本會(huì)隨之升高,但建設(shè)成本會(huì)隨之降低。建筑物的壽命周期成本與節(jié)能水平的關(guān)系如圖2所示。
節(jié)能建筑的建筑費(fèi)用在節(jié)能建筑的建設(shè)成本中占較大比例。為了達(dá)到節(jié)能目標(biāo),在建造節(jié)能建筑時(shí),總是會(huì)使用節(jié)能技術(shù)、節(jié)能材料與節(jié)能設(shè)備等。這些節(jié)能技術(shù)、節(jié)能材料與節(jié)能設(shè)備的價(jià)格在通常情況下要比非節(jié)能的技術(shù)與產(chǎn)品的價(jià)格高出許多而使得節(jié)能建筑的建筑費(fèi)用會(huì)比普通非節(jié)能建筑高出很多。
節(jié)能建筑的能耗費(fèi)用是在節(jié)能建筑的使用成本中占較大比例的一項(xiàng)費(fèi)用。所謂能耗費(fèi)用主要指節(jié)能建筑在壽命周期內(nèi)所消耗的能量的費(fèi)用,一般包括制冷、取暖和照明等所需的費(fèi)用。與普通非節(jié)能建筑相比,由于節(jié)能技術(shù)和節(jié)能產(chǎn)品的采用,節(jié)能建筑的能量消耗要低得多。因此節(jié)能建筑的使用成本比普通非節(jié)能建筑低出很多。
建筑節(jié)能的經(jīng)濟(jì)效益評(píng)價(jià)
(一)節(jié)能建筑的現(xiàn)金流量
現(xiàn)金流量是進(jìn)行投資決策評(píng)價(jià)必須計(jì)算的一個(gè)基礎(chǔ)性指標(biāo)。節(jié)能建筑的現(xiàn)金流量主要包括建設(shè)期間的初始投資及建筑物在投入使用過(guò)程中的相關(guān)費(fèi)用。為了對(duì)建筑節(jié)能的經(jīng)濟(jì)效益進(jìn)行評(píng)價(jià),主要是將節(jié)能建筑和非節(jié)能建筑進(jìn)行對(duì)比分析。因此,在此分析時(shí)對(duì)于建筑的現(xiàn)金流出和現(xiàn)金流入分別設(shè)定為:
現(xiàn)金流出量(CO):節(jié)能建筑相比較非節(jié)能建筑多支付的相關(guān)投資額及其他流動(dòng)資金等支出?,F(xiàn)金流入量(CI):節(jié)能建筑在使用過(guò)程中相比較非節(jié)能建筑節(jié)約的運(yùn)行及管理費(fèi)用。第t年的凈現(xiàn)金流量(NCFt):(CI-CO)t即第t年的凈收益。
(二)靜態(tài)投資回收期
靜態(tài)投資回收期是指在不考慮資金時(shí)間價(jià)值的條件下,以項(xiàng)目方案的凈效益回收其全部投資(包括建設(shè)投資和流動(dòng)資金)所需要的時(shí)間。
自建設(shè)期初算起,靜態(tài)投資回收期Ps(以年表示)的計(jì)算公式如下:
(1)
投資回收期也可根據(jù)現(xiàn)金流量表計(jì)算 :
(2)
節(jié)能建筑的初期投資可能因其采用新的節(jié)能技術(shù)、節(jié)能材料而高于普通建筑。但從節(jié)能住宅的生命周期節(jié)能效益來(lái)看其經(jīng)濟(jì)價(jià)值往往高出普通住宅建筑許多。節(jié)能的收益是巨大的,一般來(lái)說(shuō)其由于節(jié)能而高出普通住宅建筑的投資,往往在幾年內(nèi)便可回收。因而,在整個(gè)建筑運(yùn)行周期內(nèi),節(jié)能住宅的經(jīng)濟(jì)效益是明顯的。
靜態(tài)投資回收期在一定程度上反映了方案的經(jīng)濟(jì)效果的優(yōu)劣。但是其沒(méi)有考慮資金的時(shí)間價(jià)值,如果在公式(1)中引進(jìn)資金時(shí)間價(jià)值因素,靜態(tài)投資回收期就成為了動(dòng)態(tài)投資回收期。
(三)動(dòng)態(tài)投資回收期
動(dòng)態(tài)投資回收期是指在考慮資金時(shí)間價(jià)值的條件下,以項(xiàng)目方案的凈效益回收其全部投資(包括建設(shè)投資和流動(dòng)資金)所需要的時(shí)間。
自建設(shè)期初算起,動(dòng)態(tài)投資回收期Pt(以年表示)的計(jì)算公式如下:
(3)
凈現(xiàn)值NPV。凈現(xiàn)值(Net Present Value,縮寫(xiě)為NPV)是投資項(xiàng)目投入使用后的凈現(xiàn)金流量,按資本成本或企業(yè)要求達(dá)到的報(bào)酬率折算為現(xiàn)值,減去初始投資后的余額。其計(jì)算公式為:
(4)
式中:NPV— 凈現(xiàn)值,k— 貼現(xiàn)率,n—項(xiàng)目預(yù)計(jì)使用年限(從項(xiàng)目投入使用后算起),C—初始投資額
或者: (5)
式中n—從投資開(kāi)始算起至項(xiàng)目壽命終結(jié)的年數(shù)。
當(dāng)NPV >0時(shí),則表示該建筑節(jié)能方案所產(chǎn)生的節(jié)能收益能夠補(bǔ)償因?yàn)楣?jié)能建筑而多耗費(fèi)的投資,應(yīng)予以采納。反之,該建筑節(jié)能方案所產(chǎn)生的節(jié)能收益不能夠補(bǔ)償因?yàn)楣?jié)能建筑而多耗費(fèi)的投資,不應(yīng)采納。
凈現(xiàn)值考慮了資金的時(shí)間價(jià)值,能反映投資方案的凈收益,但是不能揭示投資方案本身可能達(dá)到的實(shí)際報(bào)酬率是多少,沒(méi)有考慮投資回收以后的情況,因此,選取了內(nèi)部收益率指標(biāo)。
內(nèi)部收益率指標(biāo)IRR。內(nèi)部收益率(Internal Rate of Return,縮寫(xiě)為IRR)是使投資方案在計(jì)算期內(nèi)各年凈現(xiàn)金流量的現(xiàn)值累計(jì)等于零時(shí)的折現(xiàn)率,是衡量投資方案盈利能力的一個(gè)重要的動(dòng)態(tài)指標(biāo)。其計(jì)算公式為:
(6)
式中:IRR—投資報(bào)酬率,n—從投資開(kāi)始算起至項(xiàng)目壽命終結(jié)的年數(shù)。
內(nèi)部收益率指標(biāo)考慮了資金的時(shí)間價(jià)值及項(xiàng)目在整個(gè)壽命周期內(nèi)的經(jīng)濟(jì)狀況,直接衡量項(xiàng)目的投資收益率。當(dāng)計(jì)算出的內(nèi)部報(bào)酬率大于或等于資金成本率時(shí),節(jié)能建筑方案就可以采納,如果計(jì)算出的內(nèi)部報(bào)酬率小于資金成本率時(shí),節(jié)能建筑方案就應(yīng)予以否決。
哈爾濱某單位宿舍樓項(xiàng)目節(jié)能改造投資回報(bào)分析
(一)基本經(jīng)濟(jì)參數(shù)
節(jié)能改造單位造價(jià)。該宿舍樓節(jié)能改造分項(xiàng)工程的單位造價(jià)見(jiàn)表1。
采暖周期。地處東北地區(qū)的哈爾濱冬長(zhǎng)夏短,冬季寒冷,而夏季尤其是晚上一般很涼爽,再加上該項(xiàng)目為居住宿舍樓,因此夏季制冷的費(fèi)用一般很少。為了分析的簡(jiǎn)單起見(jiàn),本案例只考慮采暖能耗。哈爾濱的采暖周期一般為6個(gè)月左右,本文分析時(shí)將采暖周期定為6個(gè)月。
折現(xiàn)率。本項(xiàng)目為居住建筑項(xiàng)目,住戶(hù)為節(jié)能改造的實(shí)際投資者與消費(fèi)者。綜合考慮哈爾濱市家庭年平均投資收益率及節(jié)能改造產(chǎn)生的社會(huì)效益和環(huán)境效益,本案例的折現(xiàn)率取值為5%。
能源價(jià)格。由于本案例只考慮取暖能耗,哈爾濱市主要是依靠燃煤取暖,因此能源價(jià)格按煤的市場(chǎng)價(jià)格600元/噸計(jì)算。
能源價(jià)格上漲率。在全球能源緊張的背景下,能源價(jià)格上漲是必然趨勢(shì)。能源價(jià)格上漲率會(huì)隨著經(jīng)濟(jì)的增長(zhǎng)和通貨膨脹狀況而不斷變化。在對(duì)建筑節(jié)能項(xiàng)目進(jìn)行投資回報(bào)分析時(shí),必須要考慮能源價(jià)格上漲的因素綜合我國(guó)的經(jīng)濟(jì)和通貨膨脹狀況,本案例中能源價(jià)格上漲率假定為6%。
(二) 建筑節(jié)能試點(diǎn)項(xiàng)目投資成本分析
該宿舍樓項(xiàng)目進(jìn)行節(jié)能改造的各分部分項(xiàng)工程的工程量分別為:屋頂面積200m2,外墻外保溫的墻面面積4000 m2,外窗面積1500 m2。根據(jù)表1所示的節(jié)能改造分項(xiàng)工程的單位造價(jià)及各分部分項(xiàng)工程的工程量可以計(jì)算該項(xiàng)目的節(jié)能改造成本,如表2所示。
(三)建筑運(yùn)行能耗成本分析
該宿舍樓項(xiàng)目在節(jié)能改造前后的運(yùn)行能耗比較見(jiàn)表3。
(四)建筑節(jié)能收益
該項(xiàng)目在進(jìn)行節(jié)能改造后,建筑物單位采暖能耗由37公斤標(biāo)準(zhǔn)煤/m2降低到12公斤標(biāo)準(zhǔn)煤/m2,降低約67%,按此計(jì)算,可在原供暖鍋爐房的容量不增加的情況下,使供暖面積擴(kuò)大近2倍,因此節(jié)能收益為:
(133200-43200)*37/12=277500元/年
(五)投資回報(bào)分析
根據(jù)5%的折現(xiàn)率,6%的能源價(jià)格上漲率及前面的分析,列出該項(xiàng)目的現(xiàn)金流量表,如表4所示。根據(jù)上表可以得出該宿舍樓項(xiàng)目的凈現(xiàn)值及動(dòng)態(tài)回收期:
凈現(xiàn)值NPV=8573573元
動(dòng)態(tài)回收期
該宿舍樓項(xiàng)目的凈現(xiàn)值為8573573元遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于0,而所付出的投資在不到4年時(shí)間就可收回。經(jīng)濟(jì)效益非??捎^。在本案例分析中沒(méi)有考慮制冷能耗,如果將制冷節(jié)約的能耗加以考慮,則經(jīng)濟(jì)效益會(huì)更好。
結(jié)論
我國(guó)的建筑節(jié)能事業(yè)總體來(lái)講發(fā)展是很迅速的。很多省市都制定了相應(yīng)的政策和法規(guī),以期強(qiáng)化建筑節(jié)能的實(shí)施。在實(shí)踐中,無(wú)論是作為管理方的政府,還是作為執(zhí)行方的市場(chǎng),都遇到一個(gè)問(wèn)題,就是到底選擇什么樣的節(jié)能產(chǎn)品。如果選擇很好的產(chǎn)品,那么成本也會(huì)相應(yīng)提高。如果選擇低成本的產(chǎn)品,則節(jié)能效果和建筑的壽命可能會(huì)受影響。因此,在決策之前,應(yīng)該有一個(gè)必要的成本收益核算的程序和方法。而這個(gè)方法應(yīng)當(dāng)不僅僅是財(cái)務(wù)上的,還應(yīng)上升到經(jīng)濟(jì)學(xué)的高度。尤其是一個(gè)地區(qū)的政府,更應(yīng)當(dāng)對(duì)轄區(qū)的建筑節(jié)能進(jìn)行整體的成本收益核算。這樣才能真正做到百年大計(jì)。
迄今為止的建筑節(jié)能經(jīng)濟(jì)及管理理論仍然是一個(gè)不成熟的理論實(shí)踐體系,由于建筑節(jié)能管理理論研究開(kāi)始的時(shí)間較晚,目前國(guó)內(nèi)外專(zhuān)門(mén)研究此課題的文獻(xiàn)不多,研究專(zhuān)著更少,同時(shí)建筑節(jié)能管理理論研究的創(chuàng)新性強(qiáng),加快該理論研究,可以使全社會(huì)能夠更有效地節(jié)約能源,實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。本文正是在這種背景下,以分析探索我國(guó)建筑節(jié)能經(jīng)濟(jì)效益的理論為主要目標(biāo),力求補(bǔ)充、完善、深化中國(guó)建筑節(jié)能管理的理論體系,提出具有實(shí)踐指導(dǎo)性的理論,為我國(guó)建筑節(jié)能管理企業(yè)健康發(fā)展提供支持。
前言
隨著我國(guó)建筑行業(yè)的迅猛發(fā)展,能源資源供應(yīng)與經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的矛盾己越加突出和尖銳。全面推進(jìn)建筑節(jié)能工作,加快建筑企業(yè)節(jié)能觀念的轉(zhuǎn)變,有利于減少建筑耗能,節(jié)約能源;有利于減少溫室氣體排放,減輕大氣污染,改善環(huán)境質(zhì)量;有利于傳統(tǒng)建筑業(yè)的改造和提升,轉(zhuǎn)變城鄉(xiāng)建設(shè)增長(zhǎng)方式,調(diào)整經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu),實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。切實(shí)做好建筑節(jié)能工作,是當(dāng)代建筑設(shè)計(jì)師義不容辭的責(zé)任。
一、建筑節(jié)能經(jīng)濟(jì)
我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展的同時(shí),建筑行業(yè)也得到了迅猛的發(fā)展。但隨其發(fā)展的同時(shí)也帶來(lái)了建筑能耗的大幅度增加。也帶來(lái)了資源的浪費(fèi)。對(duì)此國(guó)家一直提倡低碳建筑、節(jié)能建筑的概念。建筑節(jié)能經(jīng)濟(jì)也備受關(guān)注。
因?yàn)榻ㄔO(shè)成本的增加,讓很多人對(duì)其市場(chǎng)前景心存疑慮。以廣州省為例,廣州市政府已批準(zhǔn)下發(fā)《廣州市綠色建筑和建筑節(jié)能管理規(guī)定》,規(guī)定海珠生態(tài)城、國(guó)際金融城等城市發(fā)展新區(qū)的新建房屋建筑項(xiàng)目如不符合建筑節(jié)能強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn),將不頒發(fā)施工許可證。
根據(jù)這一規(guī)定,廣州四類(lèi)項(xiàng)目應(yīng)當(dāng)按照綠色建筑標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行立項(xiàng)、土地出讓、規(guī)劃、建設(shè)和管理:一是全部或者部分使用財(cái)政資金,或者國(guó)有資金占主導(dǎo)的新建、改建、擴(kuò)建房屋建筑項(xiàng)目(含保障性住房建設(shè)項(xiàng)目);二是舊城改造項(xiàng)目;三是海珠生態(tài)城、國(guó)際金融城、中新廣州知識(shí)城、白云新城、天河中央商務(wù)區(qū)、天河智慧城、白鵝潭商務(wù)區(qū)、南站商務(wù)區(qū)、琶洲片區(qū)、增城經(jīng)濟(jì)技術(shù)開(kāi)發(fā)區(qū)、南沙新區(qū)、空港經(jīng)濟(jì)區(qū)、廣州國(guó)際生物島、大學(xué)城南區(qū)等城市發(fā)展新區(qū)的新建房屋建筑項(xiàng)目;四是2014年起,廣州范圍內(nèi)新建、改建、擴(kuò)建的單體面積超過(guò)2萬(wàn)平方米的機(jī)場(chǎng)、車(chē)站、賓館、飯店、商場(chǎng)、寫(xiě)字樓等大型公共建筑。
二、社會(huì)效益分析
(一)不同的專(zhuān)業(yè)人士所給予社會(huì)效益不同的定義:
1社會(huì)效益是指項(xiàng)目實(shí)施后為社會(huì)所作的貢獻(xiàn),也稱(chēng)外部間接經(jīng)濟(jì)效益。任何柔層通常是指地面較其上部樓層軟弱的那些建筑。
2、社會(huì)效益是指企業(yè)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)給社會(huì)帶來(lái)的收入,而社會(huì)成本則是其帶來(lái)的消耗,兩者之差就是社會(huì)收益,即企業(yè)所提供的社會(huì)貢獻(xiàn)凈額。
(二)社會(huì)效益評(píng)估的特點(diǎn):
1、外部效益的多角度和定量分析難度大
項(xiàng)目社會(huì)評(píng)估所涉及的間接效益和外部效益通常較多,例如產(chǎn)品質(zhì)量和生活質(zhì)量的提高、人民物質(zhì)、文化水平和教育水平的提高,自然環(huán)境與生態(tài)環(huán)境的改善、社會(huì)穩(wěn)定與國(guó)防安全等等。
2、多目標(biāo)性與行業(yè)特征明顯
項(xiàng)目社會(huì)評(píng)估要涉及到社會(huì)生活各個(gè)領(lǐng)域的發(fā)展目標(biāo),因此具有多目標(biāo)分析的特點(diǎn)。由于各行業(yè)務(wù)類(lèi)不同性質(zhì)的投資項(xiàng)目社會(huì)效益的多樣性,而且各行業(yè)項(xiàng)目的特點(diǎn)不同,反映社會(huì)效益指標(biāo)的差異也很大。因此,社會(huì)評(píng)估指標(biāo)的行業(yè)特征較強(qiáng),一般各行業(yè)能通用的指標(biāo)較少,而專(zhuān)業(yè)性的指標(biāo)較多;定性分析所涉及的范圍和指標(biāo)差別也很大。因此,各行業(yè)項(xiàng)目的社會(huì)評(píng)估指標(biāo)設(shè)置要
3、注重宏觀性和長(zhǎng)遠(yuǎn)性
項(xiàng)目社會(huì)評(píng)估是對(duì)投資項(xiàng)目社會(huì)效益的全面分析評(píng)估,它不僅包括涉及社會(huì)的經(jīng)濟(jì)效益,與經(jīng)濟(jì)活動(dòng)有關(guān)的宏觀社會(huì)效益、環(huán)境生態(tài)效益等,還包括更廣泛的屬于純粹社會(huì)效果的非經(jīng)濟(jì)社會(huì)效益。而且有些社會(huì)發(fā)展目標(biāo)所體現(xiàn)的社會(huì)效益與影響具有相當(dāng)?shù)拈L(zhǎng)遠(yuǎn)性,例如項(xiàng)目對(duì)居民健康、壽命的影響,對(duì)生態(tài)與自然環(huán)境的影響,對(duì)居民文化生活、人口素質(zhì)的影響等。
(三)評(píng)估的作用:
項(xiàng)目社會(huì)效益評(píng)估可以促進(jìn)在投資決策中全面衡量項(xiàng)目的財(cái)務(wù),經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益,減輕項(xiàng)目對(duì)社會(huì)的不利影響,防止社會(huì)風(fēng)險(xiǎn),促使項(xiàng)目與社會(huì)相互適應(yīng)和協(xié)調(diào)發(fā)展,達(dá)到項(xiàng)目的持續(xù)發(fā)展和充分發(fā)揮投資效益,提高項(xiàng)目成功率,增進(jìn)國(guó)民經(jīng)濟(jì)整體效益和社會(huì)發(fā)展目標(biāo)與社會(huì)政策的順利實(shí)現(xiàn)。
三、兩者的關(guān)系:
隨著可持續(xù)發(fā)展思想在建筑業(yè)的深入,綠色建筑日益受到人們的關(guān)注。在當(dāng)前市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的背景下,經(jīng)濟(jì)因素是影響綠色建筑推廣的關(guān)鍵所在,一般建筑開(kāi)發(fā)商只看到綠色建筑所帶來(lái)成本增加的一面,而綠色建筑巨大的生態(tài)環(huán)境效益被忽略了。因此,對(duì)綠色建筑進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)和費(fèi)用效益的研究是必不可少的.節(jié)能收益是指建筑由于采用節(jié)能措施而帶來(lái)的能耗收益、運(yùn)行維護(hù)收益和舒適性收益的總和。其中能耗收益為最直觀的收益。
建筑節(jié)能技術(shù)在帶來(lái)可觀的經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí),還帶來(lái)廣泛的社會(huì)效益,影響著社會(huì)發(fā)展和人民生活的水平和質(zhì)量。建筑節(jié)能是貫徹國(guó)家可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的重大部署。建筑節(jié)能節(jié)約了大量社會(huì)能源和社會(huì)資金。以北京為例,截止2001年全市建成符合節(jié)能50%標(biāo)準(zhǔn)的住宅達(dá)3600萬(wàn)平方米。這部分住宅每年就可以節(jié)約采暖耗能40萬(wàn)t標(biāo)煤,從而節(jié)省大量能源和資金,建筑節(jié)能是緩解當(dāng)前電力緊張的有效手段,將帶動(dòng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,創(chuàng)造更多的就業(yè)機(jī)會(huì)。
建筑經(jīng)濟(jì)節(jié)能對(duì)社會(huì)效益的意義可以通過(guò)以下幾個(gè)方面反映出來(lái)。
1.建筑企業(yè)節(jié)能的意義 企業(yè)實(shí)施節(jié)能改進(jìn),不僅可以降低能耗成本,而且有助于緩解政府能源供應(yīng)和建設(shè)壓力,對(duì)減少?gòu)U氣污染保護(hù)環(huán)境也有巨大的現(xiàn)實(shí)意義
2.建筑節(jié)能是落實(shí)以人為本,全面、協(xié)調(diào)、可持續(xù)的科學(xué)發(fā)展觀,減輕環(huán)境污染,實(shí)現(xiàn)人與自然和諧發(fā)展的重要舉措.
3.有利于國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展:當(dāng)前居住建筑節(jié)能效果較差,總能耗占社會(huì)總能耗的30%,容易導(dǎo)致用電高峰(夏季拉閘限電)
4、節(jié)約社會(huì)資源,提高生活水平
5、拉動(dòng)建筑節(jié)能相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展:保溫隔熱性能、門(mén)窗的熱工和氣密性、采暖空調(diào)系統(tǒng)等相關(guān)技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的進(jìn)步。
建筑節(jié)能的發(fā)展在國(guó)內(nèi)越來(lái)越多地引起人們的關(guān)注,但是人們對(duì)綠色建筑的了解受開(kāi)發(fā)商廣告轟擊下錯(cuò)位的概念,使得消費(fèi)者不能真正理解綠色建筑,而簡(jiǎn)單認(rèn)為綠色建筑等于豪宅。開(kāi)發(fā)商則認(rèn)為綠色建筑就是增加投資,并不產(chǎn)生的收益,或者僅為迎合消費(fèi)者的“綠色”消費(fèi)理念而打出“綠色”廣告。在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)條件下,綠色建筑首先也是一種商品,它從生產(chǎn)到消費(fèi)背后需要多個(gè)群體共同支撐,這些群體同時(shí)構(gòu)成一條完整的產(chǎn)業(yè)鏈。
作為這一產(chǎn)業(yè)鏈條的不同環(huán)節(jié),政府、地產(chǎn)開(kāi)發(fā)機(jī)構(gòu)、研究機(jī)構(gòu)、設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)、建設(shè)機(jī)構(gòu)、產(chǎn)品供貨商、行業(yè)協(xié)會(huì)、消費(fèi)者、金融機(jī)構(gòu)乃至媒體,都在綠色建筑的發(fā)展歷程中扮演著不同的角色,成為綠色建筑發(fā)展的不同推動(dòng)力量和影響因素。綠色建筑推廣僅靠政府一些強(qiáng)制政策和社會(huì)道德力量是不夠的。要充分做到建筑節(jié)能經(jīng)濟(jì)與社會(huì)效益的結(jié)合必須從我們每個(gè)人做起。最終實(shí)現(xiàn)社會(huì)效益的最大化。
四、總結(jié):
要想取得更大的社會(huì)效益,就必須做好各種經(jīng)濟(jì)節(jié)能工作。尤其是建筑業(yè)的節(jié)能經(jīng)濟(jì),占很大比重。建筑項(xiàng)目建設(shè)如果符合國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策,是國(guó)家、省、市重點(diǎn)支持的發(fā)展領(lǐng)域;該項(xiàng)目有利于傳統(tǒng)材料領(lǐng)域高新技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化,增加傳統(tǒng)材料的技術(shù)附加值,提高其國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力;有利于帶動(dòng)全省農(nóng)林業(yè)的快速發(fā)展,節(jié)省資源,對(duì)促進(jìn)人員就業(yè)、社會(huì)穩(wěn)定和保護(hù)環(huán)境具有重要的意義。這樣就回去的很大社會(huì)效益。我們要努力做到建筑經(jīng)濟(jì)節(jié)能與社會(huì)效益的有效結(jié)合。
1 綠色學(xué)校建筑的選址設(shè)計(jì)
建筑強(qiáng)調(diào)“天人合一”和“因地制宜”的生態(tài)思想,所以在綠色學(xué)校建筑的設(shè)計(jì)中應(yīng)該要兼顧節(jié)能和節(jié)地兩個(gè)方面。選址好的建筑地址,根據(jù)地形地貌的狀況來(lái)設(shè)計(jì)綠色學(xué)校建筑,可以使用自然采光和通風(fēng),影響其內(nèi)外環(huán)境并節(jié)約大量的空調(diào)耗能。因?yàn)槎炖淇諝鈺?huì)對(duì)建筑物產(chǎn)生“霜凍”的影響,所以綠色學(xué)校建筑不應(yīng)該被放在洼地、山谷之地,這樣會(huì)使其用于采暖的耗能提高。要實(shí)現(xiàn)提高建筑節(jié)能和采暖效率的水平,必須把綠色學(xué)校建筑置于避風(fēng)、向陽(yáng)之地。
另外,要注意的是選擇綠色學(xué)校建筑用地時(shí),要遵循生態(tài)環(huán)保的理念,保護(hù)周?chē)延械纳鷳B(tài)環(huán)境,避免對(duì)原有的自然條件和設(shè)施產(chǎn)生不利的影響。綠色學(xué)校建筑的基本原則中包括不能對(duì)建筑周邊環(huán)境有破壞作用。同時(shí)我們可以通過(guò)提高建設(shè)用地的利用率,將邊角地變?yōu)榭捎玫慕ㄖ玫兀蛘唛_(kāi)發(fā)地下空間,確定合理的校園容積率,有利于達(dá)到節(jié)地的目標(biāo)。
2 綠色學(xué)校建筑的布局設(shè)計(jì)
科學(xué)合理的校園建筑布局設(shè)計(jì),不僅可以方便師生開(kāi)展正常的教育教學(xué)活動(dòng),更是綠色建筑的良好體現(xiàn)。明確合理的出入口、實(shí)行人車(chē)風(fēng)流,劃分相對(duì)獨(dú)立而又緊密聯(lián)系的教學(xué)區(qū)、運(yùn)動(dòng)區(qū)、生活區(qū),都是有效提高土地利用率的途徑。
做好建筑的良好朝向,主要建筑以南北向布置為主,爭(zhēng)取做到最佳的采光及景觀,合理設(shè)置建筑間距,在減少教學(xué)樓間的聲音干擾的同時(shí),保證主要用房能夠得到足夠的日照,符合的日照標(biāo)準(zhǔn)要求,減少彼此間的遮擋。對(duì)于臨水或者依山而建的校園,更要利用好有利的地形,深入分析布局利弊,做好景觀、節(jié)能的有機(jī)結(jié)合。
3 綠色學(xué)校建筑的單體設(shè)計(jì)
隨著建筑單體節(jié)能技術(shù)措施的不斷提高,新型的保溫墻體材料、中空隔熱玻璃、屋面保溫材料、節(jié)能變頻空調(diào)等技術(shù)日漸成熟,但我們不能忽略了更廉價(jià)環(huán)保的技術(shù)手段—自然通風(fēng)和有效遮陽(yáng)。
3.1 提高自然通風(fēng)效率
使用自然通風(fēng)不僅僅能夠減少空調(diào)的耗能,能夠在不耗費(fèi)資源的條件下使室溫降低,而且還可以讓學(xué)生生活在新鮮的自然空氣中,對(duì)身心健康有很大的幫助。我們?cè)谠O(shè)計(jì)通風(fēng)裝置時(shí)要考慮到在夏季主導(dǎo)風(fēng)方向上應(yīng)該使用開(kāi)放式設(shè)計(jì),在冬季主導(dǎo)風(fēng)方向采取封閉式設(shè)計(jì)??刂坪么皦Ρ纫约巴獯伴_(kāi)窗率,在南向盡量擴(kuò)大外窗可開(kāi)啟面積,為過(guò)渡季節(jié)組織室內(nèi)自然通風(fēng)創(chuàng)造有利條件。在條件允許的房間,盡量采用兩側(cè)對(duì)開(kāi)窗,形成良好的穿堂風(fēng),有利于夏季降溫,降低空調(diào)能耗。為了達(dá)到獲得良好通風(fēng)條件的目的,在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該根據(jù)氣流的慣性原理,在相鄰的墻面將進(jìn)、出口的位置錯(cuò)開(kāi)分布。
3.2 提供有效遮陽(yáng)效果
對(duì)于我國(guó)夏熱冬冷地區(qū)來(lái)說(shuō),夏季東、西墻面的溫度能夠高達(dá)40℃,從而可以直接影響到室內(nèi)的溫度。對(duì)綠色學(xué)校建筑的遮陽(yáng)設(shè)計(jì)能夠起到很好的隔熱作用,可以考慮陽(yáng)臺(tái)、遮陽(yáng)百葉、垂直綠化等手法來(lái)進(jìn)行處理。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該綜合計(jì)算夏天遮陽(yáng)和冬天日照的不同要求來(lái)進(jìn)行合理的設(shè)計(jì),使其在高溫天氣阻擋熱量的進(jìn)入,在低溫天氣讓人享受足夠的陽(yáng)光。
4 綠色學(xué)校建筑的綠化設(shè)計(jì)
綠色學(xué)校居住建筑的附近如果有大量的水面和綠化,能夠?qū)χ車(chē)臍夂蜻M(jìn)行改善。但是不同的建筑材料對(duì)太陽(yáng)輻射的吸收率是有差異的。通過(guò)實(shí)地測(cè)試發(fā)現(xiàn)在夏天,草地表面的平均溫度相對(duì)于混凝土地面大概低了4.4℃,相比瀝青地面更是低了7℃左右。綠化的作用是對(duì)建筑周?chē)募具M(jìn)行增加濕度、降溫等。相關(guān)理論證明,每增加10%的綠化覆蓋率,就可以使溫度下降高達(dá)2.6℃;當(dāng)覆蓋率高達(dá)50%,溫度會(huì)下降大約13%,這正好可以解除熱島效應(yīng)。
4.1 建筑周邊的綠化設(shè)計(jì)
在我國(guó)夏季氣候十分炎熱,為了讓從建筑外地面上反射過(guò)來(lái)的熱能量減少,我們?cè)谶M(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)必須選擇對(duì)太陽(yáng)輻射反射率低的用材。通常,可以在建筑外種植草坪和灌木以形成降溫效應(yīng),從而使反射到室內(nèi)的熱量下降。具體來(lái)說(shuō),就是通過(guò)植被進(jìn)行的呼吸機(jī)制帶走相應(yīng)的熱能,進(jìn)而讓建筑物周?chē)目諝鉁囟让黠@下降。
4.2 建筑屋面的綠化設(shè)計(jì)
植物可以通過(guò)蒸騰作用和光合作用來(lái)維持生命,可以改變熱能量的垂直分布方向。對(duì)屋面的綠化能夠改變建筑屋面能量的平衡關(guān)系。進(jìn)行屋面綠化的作用不僅僅是增加了城市的植物覆蓋率,而且能夠起到很好的蓄水效果,使得2/3的雨水能被植被吸收,從而進(jìn)一步促進(jìn)植被的生長(zhǎng)和城市空氣、溫度的調(diào)節(jié)。通過(guò)相關(guān)的實(shí)測(cè),發(fā)現(xiàn)屋面綠化能夠凈化空氣、改善城市的空氣質(zhì)量,并且可以充分的利用太陽(yáng)的輻射作用。
4.3 建筑墻面的綠化設(shè)計(jì)
從美觀的角度來(lái)說(shuō),墻面綠化可以美化環(huán)境,營(yíng)造一個(gè)自然、健康的生活條件;從節(jié)能的角度看,可以使起到很好的降溫蓄熱作用;從防止污染來(lái)說(shuō),能夠減少城市的粉塵污染,有效的緩解熱島效應(yīng)。墻面的顏色和朝向?qū)ζ錅囟鹊母叩陀兄匾绊?。朝南、西的深色墻面,夏季最高可以高達(dá)60℃,冬季外墻溫度低達(dá)-10℃。對(duì)墻面進(jìn)行綠化設(shè)計(jì),能夠有效吸收和反射太陽(yáng)輻射,起到降溫遮陽(yáng)的效果,避免墻面承受巨大的溫度差異。
5 結(jié)語(yǔ)
綠色學(xué)校建筑設(shè)計(jì)探索了在節(jié)能生態(tài)建筑的設(shè)計(jì)實(shí)踐。綠色生態(tài)節(jié)能設(shè)計(jì)作為比較容易實(shí)現(xiàn)的生態(tài)手段,具有投資少和節(jié)能效應(yīng)持久的優(yōu)點(diǎn),而且一般的學(xué)校建筑都可以采用,特別是節(jié)能手段與建筑美觀和功能使用結(jié)合在一起會(huì)更好。
中圖分類(lèi)號(hào): TU201.5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A 文章編號(hào):
1.引言
改革開(kāi)放以來(lái),我國(guó)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅猛,建筑業(yè)也發(fā)展迅速。其中,建筑電氣節(jié)能是一項(xiàng)系統(tǒng)工程,具有重要的意義。我們?cè)诓扇」?jié)能措施時(shí),應(yīng)首先明確節(jié)能目標(biāo),并應(yīng)根據(jù)不同場(chǎng)合掌握對(duì)應(yīng)節(jié)能要點(diǎn),對(duì)節(jié)能效果進(jìn)行科學(xué)合理的評(píng)價(jià)。
2.建筑電氣節(jié)能存在的技術(shù)問(wèn)題
目前我國(guó)政府和相關(guān)管理部門(mén)對(duì)建筑電氣節(jié)能的重視程度已逐步加深,但是在具體執(zhí)行方面還不到位,仍然存在著很多問(wèn)題,除了因當(dāng)前建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范未將電氣節(jié)能全面系統(tǒng)地納入其中等原因外,更多的是因?yàn)榧夹g(shù)方面的問(wèn)題。例如,供電線(xiàn)路迂回鋪設(shè),變壓器位置遠(yuǎn)離負(fù)荷中心,同時(shí)由于在負(fù)荷計(jì)算時(shí)缺乏用電數(shù)據(jù),導(dǎo)致變壓器容量選擇過(guò)大,變壓器負(fù)荷不均,造成“大馬拉小車(chē)”的情況;不合理的系統(tǒng)設(shè)計(jì)和設(shè)備選型及運(yùn)行方式導(dǎo)致空調(diào)系統(tǒng)效率過(guò)低,使得冷機(jī)、水泵、風(fēng)機(jī)長(zhǎng)期在偏離高效點(diǎn)的狀態(tài)下工作;風(fēng)機(jī)和水泵設(shè)備的開(kāi)關(guān)控制僅有手動(dòng)控制,導(dǎo)致運(yùn)行時(shí)間過(guò)長(zhǎng),消耗大量電能,在選擇電制冷機(jī)組的臺(tái)數(shù)時(shí)未考慮節(jié)能;電梯未設(shè)置節(jié)電感應(yīng)或群控等節(jié)能控制模式;建筑照明光源選擇、燈具選擇、鎮(zhèn)流器選擇及照明方式設(shè)計(jì)不合理,盲目提高照度,照明控制方式不當(dāng),未增加光控設(shè)備,導(dǎo)致部分照明設(shè)施白白浪費(fèi)大量電能等。
3.實(shí)現(xiàn)建筑電氣節(jié)能的途徑
若要實(shí)現(xiàn)建筑電氣節(jié)能,首先應(yīng)該滿(mǎn)足的是在技術(shù)層面上實(shí)現(xiàn)節(jié)能技術(shù)和節(jié)能產(chǎn)品性能的提高。建筑電氣節(jié)能的方式有多種,一般可通過(guò)電源節(jié)能、動(dòng)力節(jié)能、照明節(jié)能三種途徑實(shí)現(xiàn)。
3.1 電源節(jié)能
目前,盡管我國(guó)每年都在加快電力建設(shè)速度,增加裝機(jī)容量,提高電力設(shè)備運(yùn)行效率,但是仍有不少省份在用電高峰期經(jīng)常出現(xiàn)電力缺口,電力供應(yīng)緊張。在電網(wǎng)投入運(yùn)行后,電能在傳輸過(guò)程中由于需要經(jīng)過(guò)各種電壓等級(jí)的線(xiàn)路以及多次的升壓與降壓過(guò)程,會(huì)在線(xiàn)路和變壓器中產(chǎn)生形式為發(fā)熱而無(wú)法利用的能量損耗,這些損耗一般占系統(tǒng)有功功率的 15%-20%。線(xiàn)路損耗與電網(wǎng)輸入量的百分率(線(xiàn)損率)反映了電網(wǎng)輸送和分配電能的效率,而我國(guó)的線(xiàn)損率比一些發(fā)達(dá)國(guó)家要高。據(jù)統(tǒng)計(jì),若線(xiàn)損率能夠降低 1-2 個(gè)百分點(diǎn),就可節(jié)電 90.9-181.8 億 kWh。由此可以看出,降低線(xiàn)路損耗和變壓器損耗是實(shí)現(xiàn)電源節(jié)能的兩個(gè)重要環(huán)節(jié)。降低線(xiàn)路損耗的途徑有以下幾種:選用電阻率較小的材質(zhì)做導(dǎo)線(xiàn),并增大導(dǎo)線(xiàn)截面,降低線(xiàn)路電阻;優(yōu)化電網(wǎng)結(jié)構(gòu),鋪設(shè)供電線(xiàn)路時(shí)應(yīng)盡量走直線(xiàn),使線(xiàn)路最短,避免迂回供電,選擇最經(jīng)濟(jì)最合理的供電線(xiàn)路;對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行升壓改造,簡(jiǎn)化變電層次和電壓等級(jí),在線(xiàn)路絕緣水平允許的情況下,將原有線(xiàn)路進(jìn)行升壓,可降低可變損耗,節(jié)省大量資金;變壓器的放置應(yīng)根據(jù)用電負(fù)荷的變化而變化,越接近負(fù)荷中心,供電距離越短,線(xiàn)路損耗就越少;選用正確的電動(dòng)機(jī)和變壓器等設(shè)備容量,并安裝并聯(lián)補(bǔ)償電容器,減少無(wú)功線(xiàn)路損耗,提高功率因數(shù)。
3.2動(dòng)力節(jié)能
在當(dāng)今社會(huì)中,電動(dòng)機(jī)的應(yīng)用十分普遍,耗電量極大,電動(dòng)機(jī)負(fù)荷占總發(fā)電量的 60%-70%,其中交流電動(dòng)機(jī)占電動(dòng)機(jī)總發(fā)電量的 85%。因此,動(dòng)力節(jié)能是建筑電氣節(jié)能的重中之重,具有很大的潛力。動(dòng)力節(jié)能應(yīng)遵循全面改進(jìn)電動(dòng)機(jī)及相關(guān)機(jī)械設(shè)備、優(yōu)化設(shè)備系統(tǒng)的原則,其主要節(jié)能措施如下:
(1)抓住節(jié)能要點(diǎn),根據(jù)使用場(chǎng)合的不同選擇最經(jīng)濟(jì)最合理的電動(dòng)機(jī),通過(guò)改進(jìn)控制等方式提高電動(dòng)機(jī)的有效使用率。
(2)提高現(xiàn)有電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行效率,根據(jù)銅損和鐵損的不同特點(diǎn)采取對(duì)應(yīng)措施減少電動(dòng)機(jī)損耗。在節(jié)電的同時(shí)還可以保護(hù)電動(dòng)機(jī),延長(zhǎng)其壽命。此外,還可以選擇低噪聲節(jié)電型電動(dòng)機(jī)。
(3)將具有高效率驅(qū)動(dòng)性能及良好控制特性的變頻器應(yīng)用于風(fēng)機(jī)、水泵、電梯和空調(diào)等設(shè)備中,可以實(shí)現(xiàn)交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速,不僅能節(jié)約大量電能,而且可提高設(shè)備的控制水平和質(zhì)量。
3.3 照明節(jié)能
照明在各類(lèi)建筑中是一項(xiàng)基本的系統(tǒng)工程,近些年來(lái)綠色照明被人們普遍提倡。所謂綠色照明是對(duì)天然光源利用、光源選擇、燈具控制、照明方式以及照明維護(hù)管理等方面的綜合考慮,主要目的是為了提高照明系統(tǒng)的總效率。在保證照明數(shù)量和質(zhì)量以及注重營(yíng)造健康舒適環(huán)境的前提下,大力節(jié)約照明用電。照明節(jié)能的主要措施如下:
(1)充分利用天然光源,將室內(nèi)采光和照明有機(jī)結(jié)合起來(lái)。
(2)選擇高光效光源,盡量減少使用白熾燈,優(yōu)先選用熒光燈,積極推廣高效的高壓鈉燈和金屬鹵化物燈。
(3)根據(jù)使用場(chǎng)合的不同,選擇光通量維持率好與控光合理的高效率節(jié)能燈具。
(4)合理選擇氣體放電燈的啟動(dòng)設(shè)備,采用低功耗節(jié)能型電感鎮(zhèn)流器。
(5)根據(jù)照度標(biāo)準(zhǔn)的不同,結(jié)合一般照明、重點(diǎn)照明、裝飾照明與混合照明,合理安排照明方式。
(6)根據(jù)照度的變化,優(yōu)選照明控制方式,可采用自動(dòng)控光、分區(qū)控光、遠(yuǎn)程集中控光等方式。
(7)燈具在使用的過(guò)程中應(yīng)適當(dāng)保養(yǎng),使用時(shí)間越長(zhǎng),光能損耗越多,同時(shí)附著在燈具上的灰塵等也會(huì)引起較大光損,縮短燈具壽命,所以應(yīng)做好照明維護(hù)管理工作。
3.4 建筑設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)
除了上述三種建筑電氣節(jié)能途徑外,建筑設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)的出現(xiàn)則提供了一種更為科學(xué)有效的方法。建筑設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)始于上世紀(jì) 70 年代的能源危機(jī),經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期發(fā)展,尤其伴隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)和通信技術(shù)的發(fā)展,建筑設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)日趨完善,它可以全面地對(duì)建筑物中各類(lèi)設(shè)備進(jìn)行控制,在滿(mǎn)足建筑功能的前提下,最大限度地節(jié)能。
(1)供配電監(jiān)控系統(tǒng)。供配電監(jiān)控系統(tǒng)基于現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù),由計(jì)算機(jī)、通信網(wǎng)絡(luò)和控制設(shè)備組成。通信網(wǎng)絡(luò)將計(jì)算機(jī)、控制設(shè)備和供配電系統(tǒng)中帶有通信接口的開(kāi)關(guān)連接起來(lái),可檢測(cè)電壓、電流、有功功率、功率因數(shù)以及設(shè)備是否運(yùn)行良好等,最終由工作人員在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行操作和管理,確保了供配電系統(tǒng)的節(jié)能和安全運(yùn)行。
(2)照明監(jiān)控系統(tǒng)。在一些大型公共建筑中,盡管照明產(chǎn)生的耗電量極大,但是為了滿(mǎn)足建筑功能,不能片面地為了節(jié)能而減少照明,而應(yīng)該采取科學(xué)的節(jié)能方法,照明監(jiān)控系統(tǒng)的出現(xiàn)就很好地解決了這一問(wèn)題。照明監(jiān)控系統(tǒng)將不同時(shí)間和不同地點(diǎn)的照度轉(zhuǎn)換為數(shù)字形式的預(yù)設(shè)參數(shù)并存儲(chǔ)在 EPROM 中,通過(guò)設(shè)定值和實(shí)際值的比較,控制照明,達(dá)到節(jié)能的目的。照明監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用不但可以節(jié)約大量電能,還可以延長(zhǎng)燈具壽命,節(jié)省了運(yùn)行費(fèi)用,同時(shí),不同的照明控制方式還能增強(qiáng)建筑的視覺(jué)效果。
4 結(jié)語(yǔ)
目前, 建筑智能化是我國(guó)建筑業(yè)的發(fā)展趨勢(shì), 實(shí)現(xiàn)建筑電氣節(jié)能對(duì)節(jié)約能源、保持社會(huì)可持續(xù)發(fā)展具有重要的意義。從本文分析可以看出, 電氣節(jié)能潛力很大, 應(yīng)在設(shè)計(jì)中考慮各種可行的措施, 通過(guò)經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較, 采用先進(jìn)技術(shù), 選用高效設(shè)備, 真正達(dá)到節(jié)能的目的。
[參考文獻(xiàn)]
[1]錢(qián)俊, 夏遠(yuǎn).智能建筑的節(jié)能問(wèn)題及其對(duì)策研究[J].智能建筑與城市信息, 2006(5): 35- 37.
引 言:在進(jìn)行綠色學(xué)校建筑節(jié)能設(shè)計(jì)的過(guò)程中,應(yīng)該要綜合考慮當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件、資源利用率和自然規(guī)律,最后使該建筑的采光、保溫、通風(fēng)等環(huán)境逐漸得到完善,建筑的耗能也大量減少。
1 綠色學(xué)校建筑的概念
根據(jù)綠色建筑的概念,綠色學(xué)校建筑可定義為具有健康、舒適、節(jié)能、環(huán)保特性的校地、校舍、校園、運(yùn)動(dòng)場(chǎng)地及其附屬設(shè)施。健康、舒適, 就是要求學(xué)校建筑要為學(xué)生提供一個(gè)良好的室內(nèi)、室外學(xué)習(xí)和活動(dòng)環(huán)境, 保證學(xué)生的健康和高效地學(xué)習(xí); 同時(shí), 學(xué)校不僅是人才的“生產(chǎn)者”,也是能源的“消費(fèi)者”, 是環(huán)境問(wèn)題的“制造者”, 節(jié)能、環(huán)保就是要求學(xué)校建筑要盡可能少的消費(fèi)資源, 制造最少的廢棄物, 降低周?chē)h(huán)境的負(fù)荷。
2 學(xué)校建筑發(fā)展趨勢(shì)
學(xué)校自產(chǎn)生以來(lái)就形成了以“班級(jí)教室”為中心的傳統(tǒng)模式,該模式的不足在于學(xué)生的立體交往太少;而現(xiàn)代教育注重交往、開(kāi)放、互動(dòng),強(qiáng)調(diào)個(gè)性化等方面的發(fā)展。學(xué)校設(shè)施不僅提供在校生學(xué)習(xí),還應(yīng)承擔(dān)非在校生(電大、夜大、職大生等)接受業(yè)余教育的職責(zé)。同時(shí)校區(qū)應(yīng)盡可能多置綠地, 并適當(dāng)預(yù)留可發(fā)展的用地。校區(qū)內(nèi)的公共設(shè)施(體育館、圖書(shū)館、科學(xué)樓等)應(yīng)與校區(qū)外的設(shè)施互補(bǔ),保證校區(qū)的開(kāi)放性及自由度。此外,設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)學(xué)校建筑時(shí)需要把握的方面有:
2.1 對(duì)特定地域、特定人文歷史背景下的學(xué)校設(shè)計(jì), 應(yīng)表現(xiàn)其建筑或場(chǎng)地所擁有的品質(zhì)和特別的精神;
2.2 建筑要體現(xiàn)設(shè)計(jì)師對(duì)建筑、社會(huì)、歷史的個(gè)性化理念;
2.3 建筑本身應(yīng)該是對(duì)民族文化、地域文化的詮釋。
3 綠色學(xué)校建筑設(shè)計(jì)中的節(jié)能設(shè)計(jì)分析與探討
3.1 綠色學(xué)校建筑的選址設(shè)計(jì)
建筑強(qiáng)調(diào)“天人合一”和“因地制宜”的生態(tài)思想,所以在綠色學(xué)校建筑的設(shè)計(jì)中應(yīng)該要兼顧節(jié)能和節(jié)地兩個(gè)方面。選址好的建筑地址,根據(jù)地形地貌的狀況來(lái)設(shè)計(jì)綠色學(xué)校建筑,可以使用自然采光和通風(fēng),影響其內(nèi)外環(huán)境并節(jié)約大量的空調(diào)耗能。因?yàn)槎炖淇諝鈺?huì)對(duì)建筑物產(chǎn)生“霜凍”的影響,所以綠色學(xué)校建筑不應(yīng)該被放在洼地、山谷之地,這樣會(huì)使其用于采暖的耗能提高。要實(shí)現(xiàn)提高建筑節(jié)能和采暖效率的水平,必須把綠色學(xué)校建筑置于避風(fēng)、向陽(yáng)之地。
另外,要注意的是選擇綠色學(xué)校建筑用地時(shí),要遵循生態(tài)環(huán)保的理念,保護(hù)周?chē)延械纳鷳B(tài)環(huán)境,避免對(duì)原有的自然條件和設(shè)施產(chǎn)生不利的影響。綠色學(xué)校建筑的基本原則中包括不能對(duì)建筑周邊環(huán)境有破壞作用。同時(shí)我們可以通過(guò)提高建設(shè)用地的利用率,將邊角地變?yōu)榭捎玫慕ㄖ玫兀蛘唛_(kāi)發(fā)地下空間,確定合理的校園容積率,有利于達(dá)到節(jié)地的目標(biāo)。
3.2 綠色學(xué)校建筑的布局設(shè)計(jì)
科學(xué)合理的校園建筑布局設(shè)計(jì),不僅可以方便師生開(kāi)展正常的教育教學(xué)活動(dòng),更是綠色建筑的良好體現(xiàn)。明確合理的出入口、實(shí)行人車(chē)風(fēng)流,劃分相對(duì)獨(dú)立而又緊密聯(lián)系的教學(xué)區(qū)、運(yùn)動(dòng)區(qū)、生活區(qū),都是有效提高土地利用率的途徑。
做好建筑的良好朝向,主要建筑以南北向布置為主,爭(zhēng)取做到最佳的采光及景觀,合理設(shè)置建筑間距,在減少教學(xué)樓間的聲音干擾的同時(shí),保證主要用房能夠得到足夠的日照,符合的日照標(biāo)準(zhǔn)要求,減少彼此間的遮擋。對(duì)于臨水或者依山而建的校園,更要利用好有利的地形,深入分析布局利弊,做好景觀、節(jié)能的有機(jī)結(jié)合。
3.3 綠色學(xué)校建筑的單體設(shè)計(jì)
隨著建筑單體節(jié)能技術(shù)措施的不斷提高,新型的保溫墻體材料、中空隔熱玻璃、屋面保溫材料、節(jié)能變頻空調(diào)等技術(shù)日漸成熟,但我們不能忽略了更廉價(jià)環(huán)保的技術(shù)手段―自然通風(fēng)和有效遮陽(yáng)。
(1) 提高自然通風(fēng)效率
使用自然通風(fēng)不僅僅能夠減少空調(diào)的耗能,能夠在不耗費(fèi)資源的條件下使室溫降低,而且還可以讓學(xué)生生活在新鮮的自然空氣中,對(duì)身心健康有很大的幫助。我們?cè)谠O(shè)計(jì)通風(fēng)裝置時(shí)要考慮到在夏季主導(dǎo)風(fēng)方向上應(yīng)該使用開(kāi)放式設(shè)計(jì),在冬季主導(dǎo)風(fēng)方向采取封閉式設(shè)計(jì)。控制好窗墻比以及外窗開(kāi)窗率,在南向盡量擴(kuò)大外窗可開(kāi)啟面積,為過(guò)渡季節(jié)組織室內(nèi)自然通風(fēng)創(chuàng)造有利條件。在條件允許的房間,盡量采用兩側(cè)對(duì)開(kāi)窗,形成良好的穿堂風(fēng),有利于夏季降溫,降低空調(diào)能耗。為了達(dá)到獲得良好通風(fēng)條件的目的,在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該根據(jù)氣流的慣性原理,在相鄰的墻面將進(jìn)、出口的位置錯(cuò)開(kāi)分布。
(2) 提供有效遮陽(yáng)效果
對(duì)于我國(guó)夏熱冬冷地區(qū)來(lái)說(shuō),夏季東、西墻面的溫度能夠高達(dá)40℃,從而可以直接影響到室內(nèi)的溫度。對(duì)綠色學(xué)校建筑的遮陽(yáng)設(shè)計(jì)能夠起到很好的隔熱作用,可以考慮陽(yáng)臺(tái)、遮陽(yáng)百葉、垂直綠化等手法來(lái)進(jìn)行處理。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該綜合計(jì)算夏天遮陽(yáng)和冬天日照的不同要求來(lái)進(jìn)行合理的設(shè)計(jì),使其在高溫天氣阻擋熱量的進(jìn)入,在低溫天氣讓人享受足夠的陽(yáng)光。
3.4 綠色學(xué)校建筑的綠化設(shè)計(jì)
綠色學(xué)校居住建筑的附近如果有大量的水面和綠化,能夠?qū)χ車(chē)臍夂蜻M(jìn)行改善。但是不同的建筑材料對(duì)太陽(yáng)輻射的吸收率是有差異的。通過(guò)實(shí)地測(cè)試發(fā)現(xiàn)在夏天,草地表面的平均溫度相對(duì)于混凝土地面大概低了4.4℃,相比瀝青地面更是低了7℃左右。綠化的作用是對(duì)建筑周?chē)募具M(jìn)行增加濕度、降溫等。相關(guān)理論證明,每增加10%的綠化覆蓋率,就可以使溫度下降高達(dá)2.6℃;當(dāng)覆蓋率高達(dá)50%,溫度會(huì)下降大約13%,這正好可以解除熱島效應(yīng)。
(1) 建筑周邊的綠化設(shè)計(jì)
在我國(guó)夏季氣候十分炎熱,為了讓從建筑外地面上反射過(guò)來(lái)的熱能量減少,我們?cè)谶M(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)必須選擇對(duì)太陽(yáng)輻射反射率低的用材。通常,可以在建筑外種植草坪和灌木以形成降溫效應(yīng),從而使反射到室內(nèi)的熱量下降。具體來(lái)說(shuō),就是通過(guò)植被進(jìn)行的呼吸機(jī)制帶走相應(yīng)的熱能,進(jìn)而讓建筑物周?chē)目諝鉁囟让黠@下降。
(2) 建筑屋面的綠化設(shè)計(jì)
植物可以通過(guò)蒸騰作用和光合作用來(lái)維持生命,可以改變熱能量的垂直分布方向。對(duì)屋面的綠化能夠改變建筑屋面能量的平衡關(guān)系。進(jìn)行屋面綠化的作用不僅僅是增加了城市的植物覆蓋率,而且能夠起到很好的蓄水效果,使得2/3的雨水能被植被吸收,從而進(jìn)一步促進(jìn)植被的生長(zhǎng)和城市空氣、溫度的調(diào)節(jié)。通過(guò)相關(guān)的實(shí)測(cè),發(fā)現(xiàn)屋面綠化能夠凈化空氣、改善城市的空氣質(zhì)量,并且可以充分的利用太陽(yáng)的輻射作用。
(3) 建筑墻面的綠化設(shè)計(jì)
從美觀的角度來(lái)說(shuō),墻面綠化可以美化環(huán)境,營(yíng)造一個(gè)自然、健康的生活條件;從節(jié)能的角度看,可以使起到很好的降溫蓄熱作用;從防止污染來(lái)說(shuō),能夠減少城市的粉塵污染,有效的緩解熱島效應(yīng)。墻面的顏色和朝向?qū)ζ錅囟鹊母叩陀兄匾绊?。朝南、西的深色墻面,夏季最高可以高達(dá)60℃,冬季外墻溫度低達(dá)-10℃。對(duì)墻面進(jìn)行綠化設(shè)計(jì),能夠有效吸收和反射太陽(yáng)輻射,起到降溫遮陽(yáng)的效果,避免墻面承受巨大的溫度差異。
4 結(jié)束語(yǔ)
總之,綠色節(jié)能設(shè)計(jì)作為比較容易實(shí)現(xiàn)的生態(tài)手段,具有投資少和節(jié)能效應(yīng)持久的優(yōu)點(diǎn),而且一般的學(xué)校建筑都可以采用,特別是節(jié)能手段與建筑美觀和功能使用結(jié)合在一起,會(huì)更好的實(shí)現(xiàn)節(jié)能型社會(huì)目標(biāo)。
參考文獻(xiàn):
中圖分類(lèi)號(hào):F205 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A
文章編號(hào):1004-4914(2010)08-056-02
一、建筑業(yè)的支柱產(chǎn)業(yè)地位
我國(guó)建筑業(yè)改革開(kāi)放后,經(jīng)過(guò)“六五”至“十一五”30年的快速發(fā)展,建筑業(yè)產(chǎn)值得到了驚人的增長(zhǎng)。與1980年相比,在“七五”、“八五”、“九五”、“十五”及“十一五”后期,建筑業(yè)總產(chǎn)值分別是1980年的2.35倍、20.19倍、43.56倍、120.42倍,264.4倍。2009年,建筑業(yè)總產(chǎn)值達(dá)75864億元。建筑業(yè)在我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的支柱產(chǎn)業(yè)地位得到了廣泛的認(rèn)同。1988年以來(lái),除了在治理整頓時(shí)期和受2008年全球經(jīng)濟(jì)危機(jī)的影響,我國(guó)建筑業(yè)增加值占GDP的比重始終維持5.5%左右,大部分省市建筑業(yè)增加值占GDP的比重在5%~8%,部分地區(qū)超過(guò)了10%。建筑業(yè)在相當(dāng)多地區(qū)成為本地財(cái)政的支柱性財(cái)源,稅收貢獻(xiàn)突出。2009年,由于4萬(wàn)億元投資對(duì)建筑業(yè)的初次拉動(dòng)作用最大,建筑業(yè)增加值占GDP比重達(dá)到6.7%,創(chuàng)歷史新高。建筑業(yè)與國(guó)民經(jīng)濟(jì)基本保持同步增長(zhǎng),為經(jīng)濟(jì)的健康、快速發(fā)展作出了應(yīng)有的貢獻(xiàn)。
二、建筑業(yè)的高投入與低增值性
建筑業(yè)本身是一個(gè)龐大的產(chǎn)業(yè)系統(tǒng), 其生產(chǎn)也需要其他部門(mén)投入大量的資源。從直接消耗系數(shù)來(lái)看,建筑業(yè)在生產(chǎn)中投入建筑材料及其他非金屬礦物制品業(yè)的產(chǎn)品最多;其次,是投入金屬產(chǎn)品制造業(yè)產(chǎn)品;第三,是對(duì)勞動(dòng)者的需要。這三者是建筑業(yè)的主要直接消耗資源,這三個(gè)部門(mén)產(chǎn)品的投入量約占到中間投入總量的50%。
建筑業(yè)與國(guó)民經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)中眾多的部門(mén)相關(guān)聯(lián)。建筑業(yè)為全社會(huì)各個(gè)物質(zhì)與非物質(zhì)生產(chǎn)部門(mén)提供重要物質(zhì)技術(shù)基礎(chǔ),消耗鋼材、木材、水泥、玻璃、五金等多個(gè)行業(yè)、2000多個(gè)品種、30000多種規(guī)格的產(chǎn)品,聯(lián)系著整個(gè)社會(huì)的方方面面。通過(guò)對(duì)比建筑業(yè)與其他行業(yè)部門(mén)的投入率和增加值率,能夠反映建筑業(yè)的增值能力水平。根據(jù)近年來(lái)中國(guó)統(tǒng)計(jì)年鑒國(guó)民經(jīng)濟(jì)核算中的投入產(chǎn)出數(shù)據(jù),增加值率最高的行業(yè)是金融保險(xiǎn)業(yè),2002年為0.639385,2005年為0.6153393。其次,是農(nóng)業(yè),同期分別為0.581917和0.5864551。相比之下,增加值率最低的是煉焦、煤氣及石油加工業(yè),同期僅為0.173766和0.826234。
建筑業(yè)屬于增加值率較低的行業(yè),同期僅為0.234396和0.2556999,而中間投入率則高達(dá)0.765604和0.7443001,是典型的高投入、低效益的行業(yè)。由于當(dāng)前建筑業(yè)的增值能力不強(qiáng),未來(lái)的發(fā)展必將受到嚴(yán)重的影響,如何提高本行業(yè)盈利能力將是未來(lái)必須解決的問(wèn)題,否則建筑業(yè)的發(fā)展是非常有限的。
三、建筑業(yè)能耗規(guī)模
1.建筑業(yè)新建規(guī)模及能耗。建筑業(yè)作為能源消耗的主要行業(yè)之一,在節(jié)約能源減少污染排放的工作中占有重要位置。以住宅為例,“十一五”以來(lái),我國(guó)年均房屋建筑施工面積474226萬(wàn)立米,年均房屋建筑竣工面積202419萬(wàn)立米。據(jù)初步測(cè)算,我國(guó)住宅使用能耗占全國(guó)總能耗的20%~27%;從建筑的全壽命周期來(lái)看,建筑能耗占了全球總能耗的50%以上,隨著人類(lèi)生活水平的不斷提高,建筑能耗還有上升的趨勢(shì)。
2.行業(yè)能耗預(yù)測(cè)。本文選取第三產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值占GDP比重、城鎮(zhèn)居民家庭人均可支配收入、施工房屋面積、房地產(chǎn)開(kāi)發(fā)投資額占全社會(huì)固定資產(chǎn)投資總額比例、城市人均住宅使用面積、人均公園綠地面積、城鎮(zhèn)新建住宅面積、水電風(fēng)電核電占能源消耗總量的比例,共8個(gè)初始指標(biāo)。
結(jié)合統(tǒng)計(jì)年鑒中的數(shù)據(jù),運(yùn)用因子分析理論對(duì)與建筑能耗有關(guān)的指標(biāo)進(jìn)行分析處理,根據(jù)BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)原理,建立了新的建筑能耗預(yù)測(cè)模型。
選用方差最大正交旋轉(zhuǎn)法并計(jì)算因子得分,建立公因子F為因變量、原始變量X為自變量的因子得分模型:
Fj=βj1X1+βj2X2+…βjpXp j=1,2…,m
最終得到的因子得分系數(shù)矩陣如表1所示。
本文將1980~2007年的建筑能耗及其影響因素指標(biāo)共28組數(shù)據(jù)作為樣本進(jìn)行分析,其中選取1989年,1998年及2007年的三年的數(shù)據(jù)作為模型的測(cè)試樣本,其余25組數(shù)據(jù)作為訓(xùn)練樣本。采用Levenberg-Marquadt反傳算法對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行訓(xùn)練,其中目標(biāo)誤差goal=1e-010;最大循環(huán)次數(shù)epochs=1000;學(xué)習(xí)速率LP.lr=0.1;顯示間隔次數(shù)=25。為得到輸出結(jié)果,通過(guò)Y=Sim(net,p_test)進(jìn)行仿真,網(wǎng)絡(luò)輸出結(jié)果為:T-test=(0.1704 0.3936 0.8429),建筑能耗的實(shí)際結(jié)果為:Y=(0.2256 0.3263 1.0000),可以看出最大的誤差僅為0.1571,在合理的范圍內(nèi)。
利用該模型,對(duì)2009年統(tǒng)計(jì)年鑒中缺失的2008建筑能耗數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)測(cè)。根據(jù)各指標(biāo)數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)得到2008建筑能耗約為45571萬(wàn)噸標(biāo)煤,參考政府間氣候變化專(zhuān)門(mén)委員會(huì)提出的排放因子,按一噸標(biāo)準(zhǔn)煤完全燃燒排放CO2量為2.66噸,排放NOx量為10.50kg,可知2008年預(yù)計(jì)由于建筑能耗而產(chǎn)生的CO2量為121218.86萬(wàn)噸,NOx排放量為478.49萬(wàn)噸。按照我國(guó)建筑業(yè)的未來(lái)發(fā)展規(guī)模,預(yù)計(jì)“十二五”建筑業(yè)的行業(yè)能耗將達(dá)到年均61101.47萬(wàn)噸標(biāo)煤。
四、“十二五”建筑業(yè)低碳經(jīng)濟(jì)的規(guī)模效益預(yù)測(cè)
在全面深入貫徹落實(shí)科學(xué)發(fā)展觀的指引下,“建設(shè)資源節(jié)約型社會(huì),應(yīng)對(duì)低碳經(jīng)濟(jì)挑戰(zhàn)”是“十二五”時(shí)期建筑業(yè)發(fā)展基本戰(zhàn)略之一。隨著社會(huì)各界對(duì)建設(shè)項(xiàng)目建造水平的要求不斷提高,建筑業(yè)節(jié)能減排的外部約束加大,產(chǎn)業(yè)素質(zhì)提高成為今后行業(yè)發(fā)展中亟需解決的問(wèn)題。在滿(mǎn)足社會(huì)發(fā)展和民生工程需求的前提下,建筑業(yè)必須淘汰落后技術(shù)工藝及材料。對(duì)此,建筑業(yè)企業(yè)必須制定建筑低碳經(jīng)濟(jì)應(yīng)對(duì)戰(zhàn)略,在行業(yè)主管部門(mén)和協(xié)會(huì)的指引下,盡早全面貫徹落實(shí)建筑節(jié)能政策,并引導(dǎo)和促進(jìn)企業(yè)技術(shù)進(jìn)步機(jī)制形成。
在此環(huán)境下,根據(jù)新建民用建筑全面執(zhí)行建筑節(jié)能65%設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)要求,“十二五”期間,依據(jù)改革開(kāi)放30年的建筑業(yè)統(tǒng)計(jì)數(shù)字預(yù)測(cè),年均新建城鎮(zhèn)住宅規(guī)模將達(dá)到年均8.8億平方米,可帶來(lái)年均節(jié)能效益:節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤39715.96萬(wàn)噸,減少CO2排放量105644.4萬(wàn)噸。
五、結(jié)束語(yǔ)
建筑業(yè)雖然是我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的支柱性產(chǎn)業(yè),但建筑業(yè)的高能耗致使整個(gè)行業(yè)的增值能力很低,我們應(yīng)當(dāng)看到建筑業(yè)向低碳轉(zhuǎn)型后的巨大經(jīng)濟(jì)效益及未來(lái)廣闊的發(fā)展空間。因而,在可持續(xù)發(fā)展與低碳經(jīng)濟(jì)的要求下,建筑業(yè)必須拿出切實(shí)可性的對(duì)策,以利于其未來(lái)健康穩(wěn)定快速的發(fā)展。
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