寧夏石嘴山市是溫帶大陸性氣候,全年降水量集中,蒸發強烈,空氣干燥,晝夜溫差大。夏熱而短促,春曖而多風,秋天涼的早,秋涼而短早,冬寒而漫長一年采暖期約152天左右。年最低平均氣溫-19.4℃~-23.2℃,全市年平均降水量在170毫米左右。年蒸發量在1700~2500毫米,是降水量的10~14倍,半干旱氣候。氣候條件劃分為嚴寒與寒冷氣候帶。
建筑綠色環保節能是減少建筑耗能,提高建筑中的能源利用效率降低污染。同時建筑節能需以不影響人們感覺舒適度為前提,即室溫冬季不低于18℃,夏季不高于26℃。資料顯示,再過若干年在能源環境極缺的同時隨著我國人民生活水平的不斷提高,人們對居住環境要求也越來越高。為此建筑綠色環保節能勢在必行。
建筑綠色環保節能從以下幾個方面考慮:(1)外窗、陽臺門窗的選擇。(2)外墻外保溫。(3)電廠循環水余熱城市集中供暖。
根據市場、經濟、耐用等情況,入戶門選用多功能用戶門,其同時具有防盜、防火、保溫、隔聲等功能。窗的主要功能是采光和通風。在各類建筑窗中,塑鋼窗在保溫節能方面有優良的性能。外窗及陽臺窗采用中空玻璃塑鋼窗。所謂中空玻璃,是將兩片玻璃通過有效的密封材料密封和間隔材料分隔開,并在兩片玻璃之間裝有吸收水氣的干燥劑,從而保證中空玻璃內部、長時間為干燥的空氣層,無水氣、灰塵存在。它的性能特點:具有良好的隔熱、隔音、保溫、降低冷輻射和安全性能。而中空玻璃具有的保溫節能、隔音以及防霜露的功能使室外氣溫在-30℃以下,室內溫度達18℃,相對濕度達到85%以上,夾層中也不會結霜而影響視線和采光。資料表明:冬季從窗戶散失的熱量很大。據美國統計建筑物通過窗戶散失的能量約占建筑物消耗能量的30%。在中國約占50%。為此提高窗戶的保溫性能是防止建筑物熱能量散發,是最有效的辦法。而密封性能強的中空玻璃在建筑上的應用起到了很大的作用。據美國資料報導,高層樓采用中空玻璃窗每平方米每年采暖能耗為59137千焦,比用單層玻璃窗節能約2/3(單層玻璃窗每平方米每年采暖能耗為191329千焦),僅此可增加集中供暖住宅一千五萬平方米。
(1)框架建筑節能體系:由框架承重、外墻采用輕質非承重材。主要有加氣混凝土砌塊、陶粒砌塊、混凝土空心砌塊、超輕陶粒耐水石膏隔墻板、水泥隔墻板等,另加復合保溫材料,適合高層或小高層和多層結構體系。
(2)輕鋼結構建筑節能體系:外圍護結構采用彩色鋼板壓型板,中間復合保溫板或玻璃棉、巖棉、硬質聚氨酯泡沫等,墻厚100mm。
(3)外墻外保溫做法:將絕熱材料復合在承重墻外側其建筑熱穩定性好,可避免冷橋,有利于提高墻體的防水和氣密性,使墻體潮濕情況得到改善室溫保持穩定。外墻保溫技術的發展與節能材料的革新是密不可分的,建筑環保節能必須以發展新型節能材料為前提,有足夠的保溫絕熱材料做基礎。節能材料的發展又與外墻保溫技術相結合,真正發揮其作用。外墻保溫技術的優越性受到人們的重視。在使用外墻保溫技術的同時,加強環保節能材料的利用,綜合上述考慮石嘴山市大武口區,采暖期間室外平均溫度為零下4℃以下,對外圍護結構保溫性能提高了要求。外墻外保溫做法較符合石嘴山地區氣候條件。節能目標,通過采用增強建筑外墻圍護結構保溫隔熱性能和提高采暖的節能措施,在滿足以下要求的室內環境指標的前提下,與未采取節能措施前相比,采暖、能耗應節約50%:①冬季暖室內熱環境設計指標,應符合下列要求:臥室、起居室室內設計溫度取16-18度;換氣次數取1.0次/h;②夏季空調室內熱環境設計指標,應符合下列要求:臥室、起居室室內設計溫度取26-28度;換氣次數取1.0次/h。
實踐證明在夏季墻體的外保溫做法還能減少太陽輻射熱和室外熱空氣與外墻的表面換熱,隔熱效果也優于內保溫做法。而在采暖期間采用適當厚度保溫材料的外保溫節省75%的熱損失。僅此可增加集中供暖的住宅1500平方米。
能源是國民經濟發展的基礎,深入開展節能工作是緩解能源矛盾和保障國家經濟安全的重要措施。目前我國城市普遍存在著集中供熱熱源不能滿足問題,隨著迅速增加的供熱需求的情況,而新建大型熱源投資高、建設周期長并受到城市環境容量的強烈制約。為了緩解供熱緊張的局面,一些地方使用小型燃煤鍋爐房,嚴重惡化了城市的大氣環境;一些城市利用燃氣采暖、甚至電熱采暖,帶來高采暖成本的同時,也引發了城市的燃氣和電力資源的緊張。石嘴山市大武口區改造前:(1)是城市周邊的火力發電廠在發電過程中,通過冷卻塔將大量的低品位熱量排放到大氣中,造成了巨大的能源浪費和明顯的環境濕熱影響及污染。(2)小型燃燒煤炭的鍋爐房,家庭燃燒煤炭的土暖氣爐,燃燒天燃氣來采暖嚴重惡化了城市的大氣環境污染。這樣的系統則造成大氣環境嚴重污染和煤炭能源的嚴重浪費,一個冬季燃燒煤炭而浪費17多萬噸煤炭,向空氣中排放了大量的二氧化碳、二氧化硫等污染物。因此石嘴山市大武口區電廠與石嘴山市熱力公司,將熱電廠的循環冷卻水余熱用于到供熱采暖,不僅能夠減少電廠冷卻水散熱而造成的水蒸發損失和環境的熱污染,而且能夠緩解采暖帶來燃燒煤炭資源浪費局面。同時實現能源的利用節約,提高能源綜合利用率。
對人居環境的探討,一直是建筑界所關注的問題。無論在建筑節能降低建筑能耗還是在提高人居舒適度,創造新型的住宅建筑取得了成效。但是面對這個龐大的建筑領域,建筑能耗是顯而易見的,細微的能耗變化都將決定對能源的如何分配。當然建筑節能是很復雜的工程,涉及方方面面的問題。上文所提及的只是其中的一部分,它們往往被被忽視,會造成建筑室內能量的浪費。通過以上調研調查分析發現,努力創造高效率綠色環保節能的建筑,從而真正地實現建筑綠色的環保節能勢在必行。
[1]GB50411-2014.建筑節能工程施工質量驗收規范.中國建筑工業出版社.
[2]夏熱冬冷地區建筑節能技術.中國建筑工業出版社.
[3]蘇春生.城市人居環境的可持續發展與建筑節能[J].中國建材,2006(01).