浅谈建筑节能技术

　　1.1.4提高总的能源利用效率
　　从一次能源转换到建筑设备系统使用的终端能源的过程中，能源损失很大。因此，应从全过程(包括开采、处理、输送、储存、分配和终端利用)进行评价，才能全面反映能源利用效率和能源对环境的影响。建筑中的能耗设备，如空调、热水器、洗衣机等应选用能源效率高的能源供应。例如，作为燃料，天然气比电能的总能源效率更高。采用第二代能源系统，可充分利用不同品位热能，最大限度地提高能源利用效率，如热电联产(CHP)、冷热电联产(CCHP)。
　　1.2利用新能源
　　在节约能源、保护环境方面，新能源的利用起至关重要的作用。新能源通常指非常规的可再生能源，包括有太阳能、地热能、风能、生物质能等。人们对各种太阳能利用方式进行了广泛的探索，逐步明确了发展方向，使太阳能初步得到一些利用，如：①作为太阳能利用中的重要项目，太阳能热发电技术较为成熟，美国、以色列、澳大利亚等国投资兴建了一批试验性太阳能热发电站，以后可望实现太阳能热发电商业化；②随着太阳能光伏发电的发展，国外己建成不少光伏电站和“太阳屋顶”示范工程，将促进并网发电系统快速发展；③目前，全世界已有数万台光伏水泵在各地运行；④太阳热水器技术比较成熟，已具备相应的技术标准和规范，但仍需进一步地完善太阳热水器的功能，并加强太阳能建筑一体化建设；⑤被动式太阳能建筑因构造简单、造价低，已经得到较广泛应用，其设计技术已相对较为成熟，已有可供参考的设计手册；⑥太阳能吸收式制冷技术出现较早，目前已应用在大型空调领域；太阳能吸附式制冷目前处于样机研制和实验研究阶段；⑦太阳能干燥和太阳灶已得到一定的推广应用。但从总体而言，目前太阳能利用的规模还不大，技术尚不完善，商品化程度也较低，仍需要继续深入广泛地研究。在利用地热能时，一方面可利用高温地热能发电或直接用于采暖供热和热水供应；另一方面可借助地源热泵和地道风系统利用低温地热能。风能发电较适用于多风海岸线山区和易引起强风的高层建筑，在英国和香港已有成功的工程实例，但在建筑领域，较为常见的风能利用形式是自然通风方式。
　　2、建筑节能新技术
　　理想的节能建筑应在最少的能量消耗下满足以下三点，一是能够在不同季节、不同区域控制接收或阻止太阳辐射；二是能够在不同季节保持室内的舒适性；三是能够使室内实现必要的通风换气。目前，建筑节能的途径主要包括：尽量减少不可再生能源的消耗，提高能源的使用效率；减少建筑围护结构的能量损失；降低建筑设施运行的能耗。在这三个方面，高新技术起着决定性的作用。当然建筑节能也采用一些传统技术，但这些传统技术是在先进的试验论证和科学的理论分析的基础上才能用于现代化的建筑中。
　　2.1减少能源消耗，提高能源的使用效率
　　为了维持居住空间的环境质量，在寒冷的季节需要取暖以提高室内的温度，在炎热的季节需要制冷以降低室内的温度，干燥时需要加湿，潮湿时需要抽湿，而这些往往都需要消耗能源才能实现。从节能的角度讲，应提高供暖(制冷)系统的效率，它包括设备本身的效率、管网传送的效率、用户端的计量以及室内环境的控制装置的效率等。这些都要求相应的行业在设计、安装、运行质量、节能系统调节、设备材料以及经营管理模式等方面采用高新技术。如目前在供暖系统节能方面就有三种新技术：①利用计算机、平衡阀及其专用智能仪表对管网流量进行合理分配，既改善了供暖质量，又节约了能源；②在用户散热器上安设热量分配表和温度调节阀，用户可根据需要消耗和控制热能，以达到舒适和节能的双重效果；③采用新型的保温材料包敷送暖管道，以减少管道的热损失。近年来低温地板辐射技术己被证明节能效果比较好，它是采用交联聚乙烯(PEX)管作为通水管，用特殊方式双向循环盘于地面层内，冬天向管内供低温热水(地热、太阳能或各种低温余热提供)；夏天输入冷水可降低地表温度(目前国内只用于供暖)；该技术与对流散热为主的散热器相比，具有室内温度分布均匀，舒适、节能、易计量、维护方便等优点。
　　2.2减少建筑围护结构的能量损失
　　建筑围护结构的节能技术集中体现在对通过建筑围护结构的能量控制上。在建筑实体墙部分,通过建筑的内、外保温技术,在冬季的采暖季节,降低通过围护结构向外的热损失,在夏季的空调季节,降低通过围护结构向低通季节,充分利用自然通风作用,调节室内环境。在建筑物透明结构部分,主要是控制窗户的太阳能热流,采光性能,通风性能等。如通过设计控制合适的窗墙面积比,选择合适的窗户结构,通过采用遮阳技术和镀膜技术等,来达到冬季采暖季节时,可以阻止室内热辐射通过透明结构的损失,增加太阳能对室内的渗透,在夏季空调季节时,可以阻止室外热量向室内渗透,减少室内冷气的损失。
　　2.3降低建筑设施运行的能耗
　　建筑内的能耗设备与系统主要包括建筑的空调系统、照明系统、热水供应系统、电梯设备等。其中空调系统和照明系统在大多数的民用建筑能耗中占主导地位,空调系统的能耗更接近建筑能耗的40%到60%,成为主要的控制对象。而降低能耗又成为建筑设施节能的关键,当前主要技术措施有:一是建筑能源的梯级应用。根据建筑不同用能设备和系统等级的划分,优先满足用能品位高的设备和系统,利用这些设备和系统的排出能量满足用能品位低的下游设备和系统。二是能源回收技术。通过能源回收设备,将排出建筑物的一些能量进行回收再利用,是降低建筑能耗的一个重要措施。三是通过控制调节系统来降低能耗。由于建筑内部设备与系统的设计往往是在满负荷的条件下进行的,而这些设备和系统往往运行在非满负荷条件下,这就要求这些设备和系统配备有优良的控制和调节系统,并要求物业管理人员有敬业精神和专业技能,可以根据不用负荷特点对有关设备和系统进行自动或人工调节,避免大马拉小车现象。控制调节技术对于既有建筑的节能有其特殊的意义。四是采用高能效的设备。
　　三、节能效果
　　仅以建筑供暖为例，北京市在执行建筑节能设计标准前，一个采暖期的平均能耗为30.1瓦／平方米，执行节能标准后，一个采暖期的平均能耗为20.6瓦／平方米，而相同气候条件的瑞典、丹麦、芬兰等国家一个采暖期的平均能耗仅为11瓦／平方米。因建筑能耗高，仅北方采暖地区每年就多耗标准煤1800万吨，直接经济损失达70亿元。我国现阶段大力推进建筑节能处在关键时机。2001年，世界银行在《中国促进建筑节能的契机》的报告中提出，从200~2015年是中国民用建筑发展鼎盛期的中后期，预测到2015年民用建筑保有量的一半是2000年以后新建的。据建设部科技司的分析，到2020年底，全国新增的300亿平方米房屋建筑面积中，城市新增130亿平方米。如果这些建筑全部在现有基础上实现50%的节能，则每年大约可节省1.6亿吨标准煤。在400多亿平方米的既有建筑中，城市建筑总面积约为138亿平方米左右，普遍存在着围护结构保温隔热性和气密性差供热空调系统效率低下等问题，节能潜力巨大。以占我国城市建筑总面积约60％的住宅建筑为例，采暖地区城镇住宅面积约有40亿平方米，2000年的采暖季平均能耗约为25公斤标煤／平方米，如果在现有基础上实现50％的节能，则每年大约可节省0.5亿吨标煤。空调是住宅能耗的另一个重要方面，我国住宅空调总量年增加约1100万台，空调电耗在建筑能耗中所占的比例迅速上升。根据预测，今后10年我国城镇建成并投入使用的民用建筑至少为每年8亿平方米，如果全部安装空调或采暖设备，则10年增加的用电设备负荷将超过1亿千瓦，约为我国2000年发电能力的1／3。如果我国大部分新建建筑按节能标准建造并对既有建筑进行节能改造，则可使空调负荷降低40％~70％，有些地区甚至不装空调也可保证夏季基本处于舒适范围。

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