蔣才華
南寧榮中電子科技有限公司,廣西南寧 533000
建筑工程節能設計的探索
蔣才華
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為貫徹黨和政府關于建設節約型社會的號召,自2000年起,建設部發布了一系列建筑節能政策、規定及節能設計規范,要求在建筑領域大力發展節能省地型建筑,推廣和普及具有節能、節地、節材和環境保障效益的先進技術和實用技術。本文針對節能技術在我國住宅中應用的必要性進行分析,詳細介紹了建筑節能設計的立足點,列舉了當前建筑節能應用技術。
建筑節能;必要性;立足點
建筑節能就是在滿足人類居住舒適性要求的前提下,在建筑中使用高能效比的采暖空調設備和隔熱保溫的新型墻體材料,達到節約能源、提高能源利用效率的目的。建筑節能是緩解我國能源緊缺矛盾、促進國民經濟發展戰略的關鍵。
我國是一個發展中國家,資源、能源和環境問題已成為制約城鎮發展的重要因素。在城鄉建設中,能源浪費現象嚴重,資源利用率不高,一些地區盲目擴大城市規模,規劃布局不合理,亂占耕地,如果我們繼續不斷揮霍自然資源,竭澤而漁,必將貽患子孫。為了子孫后代的生產與發展,必須走可持續發展之路。能源短缺對于我國經濟的發展是一個根本性的制約因素,國家經濟要發展,就非依賴于節能不可。
隨著城鎮建筑的迅速發展,采暖和空調建筑、生活和生產用能日益增加,向大氣排放的污染物急劇增長,環境形勢惡化。如水旱災害更加頻繁和猛烈,颶風愈加兇猛并向高緯度擴展,能源大量消耗造成溫室效應,引起全人類的關注。地球資源減少,人們居住生活環境惡化,昭示著建造節能已經成為關乎城市生活、居住環境、甚至子孫后代的生存的大問題。因此,重視推廣和應用建筑節能技術成為落實科學發展觀、調整經濟結構、轉變經濟增長方式的重要內容。
隨著國家對建筑節能水準的提高,建筑的基本組成部分如墻體、門窗、屋頂、地面以及采暖、空調、照明等都發生了相應的變化。房屋建筑材料、建筑構造、施工安裝等都出現了變革,許多新的高效保溫材料、密封材料、節能設備、保溫管道、自動控制元器件等紛紛涌入建筑市場,許多新建和改建的節能建筑鱗次櫛比。這就要求各設計施工和物業管理部門調整其技術結構和產業結構,率先掌握技術,就掌握了主動,在日后的競爭中就占據絕對的優勢。
我國冬冷夏熱的問題是相當突出的,冬天需要采暖,夏天需要降暑,這都需要能源的支持,需要大量的優質能源。而我們的能源供應特別是優質能源供應越來越緊張。建筑節能是—項浩大的系統工程,需要全社會方方面面的共同努力。
設計時應考慮的節能因素主要有:建筑選址、建筑方位朝向、建筑體型、建筑間距、冬季季風主導方向、太陽高度角的變化、建筑外部環境構成等方面呀哦做到科學合理。如:建筑布局時道路走向應盡量平行當地冬季主導風向,充分考慮冬季對避風有利的因素。建筑方位朝向應從冬季得熱的角度考慮應盡量加大南向得熱面積,可使冬季建筑耗熱的指標降低,因此對于南向建筑進深設計為12m~14m,對建筑節能是有利的。
圍護結構是指建筑及房間各面的圍擋物,如門、窗、墻等,能夠有效地抵御不利環境的影響。圍護結構既能適應當地氣候特征又能滿足室內熱環境質量要求的隔熱控制指標(標準)。
圍護結構在冬季就具有保持室內熱量,減少熱損失的能力。在寒冷地區,增加圍護結構墻厚、使用保溫性能好的材料;設置封閉的空氣間層等圍護結構。
圍護結構在夏季應具有抵抗室外熱作用的能力。通過設隔熱層,加大熱阻;采用通風間層構造;外表面采用對太陽輻射熱反射率高的材料等來提高圍護結構隔熱性能,在太陽輻射熱和室外高溫作用下,圍護結構內表面如能保持適應生活需要的溫度,則表明隔熱性能良好;反之,則表明隔熱性能不良。
我國幅員遼闊,有著非常豐富的太陽能、風能和地熱資源。這些資源都是可再生能源新能源。因地制宜利用好這些資源,可以改善室內熱環境,調節室內微氣候,滿足人體舒適度。
現代建筑追求一種在建筑中重塑自然,將清新的綠意帶回人們身邊的夢想。如建筑窗戶周邊、陽臺等處設置局部綠化,夏天可以遮擋強烈的陽光輻射,冬季由于植物落葉又能使更多的陽光進入房間。如在墻面種植爬山虎之類的攀藤類植物,可以遮擋陽光直射墻面,通過葉面蒸騰帶走一部分熱量,并通過光合作用轉化一部分能量。如果在墻面設置構架、種植槽和噴灌系統,在綠化與墻面形成空氣間層,可以加強綠化與墻面之間空氣流動,從而加強墻面的散熱性能。
外墻保溫技術節能效果明顯。是在建筑物基層墻體的外側設置保溫層(一般為厚度60mm的聚苯泡沫板),在保溫層外面做裝飾層。基層墻體和聚苯泡沫板之間用專用粘接劑連接,聚苯板用尼龍錨栓固定,然后在保溫層外抹聚合物水泥砂漿保護層,并壓上耐堿涂塑玻纖網格布,最外層用抗裂膩子和涂料找平和裝飾。
太陽是一個巨大的能量源,每秒輻射到地球上的能量相當于500萬t標準煤,和人類存在的時間相比,太陽能可以說是一種久遠和無盡的能源。隨著煤、石油和天然氣的不斷開采和消耗,能源的供應越來越緊張,具有豐富來源的太陽能的開發和利用就顯得越發重要和緊迫。太陽能是可再生的清潔能源,對環境沒有污染,應用領域越來越廣,主要有太陽能光電技術和太陽能光熱技術。
太陽能光電技術是指利用太陽能電池將白天的太陽能轉化為電能由蓄電池儲存起來,晚上在放電控制器的控制下釋放出來,供室內照明和其他需要。
太陽能光熱技術是指將太陽輻射能轉化為熱能進行利用的技術。目前,技術比較成熟且應用比較廣泛的是蔬菜溫室大棚、中藥材和果脯干燥及太陽能熱水器等。
地源熱泵技術被稱為節能減排的先鋒。它利用了地下土壤巨大的蓄熱蓄冷能力,冬季地源把熱量從地下土壤中轉移到建筑物內,夏季再把地下的冷量轉移到建筑物內,一個年度形成一個冷熱循環,對建筑進行供暖或制冷的技術。
熱管技術是指利用熱管換熱器將建筑物空調系統排放的廢熱(冷)進行回收,用來預熱或預冷新風,從而達到節能的目的。熱管技術適用于人員密度大、換氣頻率較高、換氣量較大,排出的熱量和冷量也較大醫院、賓館等公共場所和有特殊工藝要求的生產車間,這些場所有較高的回收利用價值,可以利用熱管換熱器對廢熱或廢冷進行回收,用于對新風的預熱或預冷。
利用相變材料作建筑物的圍護結構,如蓄熱墻或蓄熱地板,在冬季,白天可以將照在外墻或通過窗戶進入室內的太陽能儲存在蓄熱材料中,晚上則由蓄熱材料向室內釋放熱量,從而使室內溫度波動減小;在夏季,可通過窗簾的遮擋和相變蓄熱材料的吸熱作用,延緩室溫的升高,增加居住環境的舒適度,而且也能夠降低用于室內空調的能量消耗。
總之,建筑行業要積極開發和大力推廣建筑節能新技術,在改善人們居住環境的同時降低建筑能耗水平,建設節約型社會,對保持國民經濟持續發展,緩解能源的供需矛盾,具有十分重要的現實意義和長遠的社會意義。
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[2]陳宇星.建筑節能設計探析.中國高新技術企業,2010, 4.
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TU2
A
1674-6708(2010)24-0046-02
蔣才華,助理工程師,研究方向:建筑工程節能