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节能减碳方法范文1
关键词:建筑节能 ;建筑节能设计体系化方法
中图分类号:TU201.5文献标识码:A文章编号:
Abstract: The paper discusses the necessity of building energy efficiency design, puts forward building energy saving design train of thought, and inductive building energy efficiency design style of the method
Key Words: building energy efficiency; style of building energy efficiency design method
现代工业文明创造的巨大财富足以让每一个地球人感到自豪,高度文明的现代化城市与建筑,为人类提供着舒适的生活环境。然而,正当人们以各种方式憧憬美好未来的同时,环境破坏的巨大影响也悄然而至。
1.建筑节能设计的必要性
随着人类工业文明的高速发展,人们对于不可再生资源的消耗也成级数倍地增长;无节制征服自然、掠夺资源的扩张行为给整个自然界带来了无法弥补的损失;环境的破坏给人类自身的生存造成了严重的威胁,地球亿万年来所储备的资源也即将被消耗殆尽。今天,环境问题已成为左右人类发展方向的最重要因素。
2.提出建筑节能设计的思路
面对这种情况,迫切需要我们彻底改变传统的思维方式,采取对自然界负责任的态度,充分利用取之不尽、用之不竭的太阳能,并在此基础上建设未来的人工环境Thomas Herzog在《在建筑和城市规划中应用太阳能的欧洲》中提到,任何一个单独的建设项目都必须建立在特定地方条件的分析和评价基础之上,其中包括对原有植被状况和建筑肌理、气候和地理因素,有利于环境持续性的各种能源的分布、获取方式及其利用强度和持久性,以及当地限制条件等的分析和评价。从能源平衡的角度来看,建筑应视为一个自给自足的系统,通
过有利于环境持续性的能源利用方式来满足人类的能源需求。不仅如此,还需要把它们建成能够长期满足不同功能需求的永久系统。
图1利用建筑设计代替设备作用
3.建筑节能设计的原理及准则
3.1现代节能体系化原理及设计准则
日本的真锅恒博在他的专著《住宅节能概论》中,将节能体系化的方法归纳成如下三个方面:节能设备、节能原理及设计准则。首先,从设备的角度考虑,凡在住宅中可以使用石油、煤气、电力等进行运转的设备,都能成为节能的对象。它们虽然耗能少,但其累计耗能量却非常大,因此对所有的设备都有必要提出可能的节能方法;再者就是要研究导致室内环境产生变化的现象及其产生原因,并对每一种现象,寻求其成立的必要的物理和化学条件,例如,从窗户进入室内的热辐射,其成立条件有:热源(太阳)、窗户朝向、开口面积、玻璃的投射率等等;最后,作为建筑方法,要研究在各种条件下建筑物的形态、尺寸、材质、位置、方向以及能源状态等属性,及其随时间发生的变化。如此将节能体系编排出来,就可以从原理上提取出所有可能的节能方法。而取得的这些节能方法只是定性的问题,还必须继续进行细致的定量研究,也就是研究这些方法在什么样的条件下,能够发挥出多大的效果。这就需要设计师针对各种各样的条件,作出综合判断,判断的结果就是决定建筑物的设计方法。优秀的设计往往来自对该建筑所涉及条件的全方位考虑。
3.2传统民居综合节能原理及经验
而在我国传统民居中就存在大量综合节能的宝贵经验。在云南省的边远干热地区,受经济和技术的限制,那里的人们用土和木材建造适应当地自然状况的建筑“土掌房”和“蘑菇房”。这些建筑通常建筑在山区的坡地上,平顶对山区是一种补充,为人们晒粮等日常生活提供了场所。建筑的平顶是由密密的木梁覆盖(25mm左右)土壤构成,围护结构是生土冲墙(厚49cm)或土坯墙(厚35cm)。由于太阳能和土壤的热惰性,使居住于该类建筑中的人们感到冬暖夏凉,随土层的增厚,热稳定性更好。根据专家在夏天对多幢民居的测试数据,墙的内表面温度比外表面温度低7 ℃(冲土墙厚49cm)和5 ℃(土坯墙厚35cm),土平屋顶内表面温度比外表面低4.5 ℃,且较瓦顶、草顶的隔热效果更好。
在利用风能自然通风上,傣族的“竹楼”就是一个很好的例子。它是以木、竹为结构,木柱、梁形成骨架,支撑着木、竹墙和楼板(带缝)以及木构架上覆盖粘土瓦陡坡的大屋顶。荫处中的空气温度较外部、顶部的空气温度低,风自然流动(从底部、侧帮进入房间,顶部透过瓦缝排出),风的流动带走热量,并使房间不感闷气。
图3三坊一照壁图4四合五天井
云南大多数地区分布着院落式的民居(“一棵印”“三坊一照壁”“四合五天井”等)这类院落式民居毗连院子直接利用太阳能,并结合种植绿色植物,改善环境,调节微气候。例如丽江纳西族较典型的家园形式“三坊一照壁”(图3)和“四和五天井”(图4),丽江纳西族的房屋一般朝东南向(正房)院子里都种花种树,“家家有院、户户有花"的格局,在院子和廊子里人们做手工、晾晒粮谷、日常生活起居活动,并充分享受阳光、新鲜空气。院子和廊子是利用太阳能,并结合种植物的好场所。南向的廊子冬天几乎处于全天候的日照,而丽江日照时数在全国居第三位,居云南首位,由于高海拔2400m,冬季天气寒冷,在冬天的阳光下,人们吸收太阳能取暖,使人感到冬季不太寒冷。夏天,夏子处于阴影之中,供人们纳凉。院子和夏子里的绿色植物吸收太阳能得以生长,并通过植物光合作用放出氧气,调节空气。
4.归纳建筑节能设计的体系化方法
节能设计不同于简单的建筑形式的选择,只体现在设计概念上是不够的,节能问题是21世纪的建设者们必须面对的一个实实在在的问题,必须让全社会都了解其重要性,并且付诸实施,才能取得实效。近年来随着经济的发展,广东地区城镇家庭大都采用空调器来改善居住热环境,造成能源的大量消耗与巨大浪费。广东是处于亚热带地区,以炎热潮湿为主,应该首先考虑的是以保温、遮阳、对流为主的节能措施。夏季的通风降温措施,其中自然通风是关键,外窗是气流的出人口,他的形状、大小、位置都和自然通风密切相关。我们可以通过对外窗细部的精心设计,使用高遮阳等方法来营造空气流动的条件并满足特殊气象条件下的通风需求。而且,广东一年四季的日照时数很高,我们可综合利用太阳能采光、电池照明、热供水,来改善室内环境(温度、湿度、光照情况)。总之,建筑师应在设计中,吸收我国民居中积极利用可再生能源(太阳能、风能、地能等)的观念,充分应用已有节能技术,来营造一个节能的美好家园。
参考文献
1.(日本)真锅恒博.住宅节能概论 马俊,刘荣原 译北京:中国建筑工业出版社,1987
2.林京,杨经文.生物气候学在高层建筑中的运用世界建筑,2006(4):23
3.Solar Energy in Architecture and Urban Planning Verlag Munich,New York,2004
节能减碳方法范文2
关键词:建筑设计;建筑;节能;方法
中图分类号:TU2文献标识码: A 文章编号:
随着国民经济持续快速稳定增长,建设事业发展迅速,人们对住宅的要求也越来越高,使得采暖和空调设施激增,诸多因素导致建筑能耗大幅度增加,预计到2050 年,建筑能耗将占国家总能耗的1/3。因此,建筑节能工作是国家节约能源、保护环境、实现可持续发展战略的重要组成部分,以节约能源、减少污染为核心的可持续发展设计理念也逐渐成为当今建筑师不懈追求的目标。
一、建筑节能的含义
建筑节能就是建筑全寿命过程中每一个环节节能的总和。是指建筑在选址、规划、设计、建造和使用过程中,通过采用节能型的建筑材料、产品和设备,执行建筑节能标准,加强建筑物节能设备的运行管理,合理设计建筑围护结构的热工性能,提高采暖、制冷、照明、通风、给排水和管道系统的运行效率,以及利用可再生能源,在保证建筑物使用功能和室内热环境质量的前提下,降低建筑能源消耗,合理、有效地利用能源。
二、建筑设计中节能设计的重要性
目前世界范围内石油、煤炭、天然气是种传统能源日趋枯竭,人类将不得不转向成本较高的生物能、水利、地热、风力、太阳能和核能,而我国的能源问题更加严重。随着城市建设高速发展,我国的建筑能耗逐年大幅度上升,如果继续执行节能水平较低的设计标准,将留下很重的能耗负担和治理困难。庞大的建筑能耗,已经成为国民经济的巨大负担。因此,建筑行业全面节能势在必行。而建筑节能设计是全面的建筑节能中一个很重要的环节,因为它有利于从源头上杜绝能源的浪费。建筑整体及外部环境设计是在分析建筑周围气候环境条件的基础上,通过选址、规划、外部环境和体型朝向等设计,使建筑获得一个良好的外部微气候环境,达到节能的目的。
三、建筑设计的建筑节能方法
1、合理的规划和体型设计
合理的建筑规划和体型设计能有效地适应恶劣的微气候环境。它包括对建筑整体体量、建筑体型及建筑形体组合、建筑日照及朝向等方面的确定。像蒙古包的圆形平面,圆锥形屋顶能有效地适应草原的恶劣气候,起到减少建筑的散热面积、抵抗风沙的效果;对于沿海湿热地区,引入自然通风对节能非常重要,在规划布局上,可以通过建筑的向阳面和背阴面形成不同的气压,即使在无风时也能形成通风,在建筑体型设计上形成风洞,使自然风在其中回旋,得到良好的通风效果,从而达到节能的目的。日照及朝向选择的原则是冬季能获得足够的日照并避开主导风向,夏季能利用自然通风并尽量减少太阳辐射。然而建筑的朝向、方位以及建筑总平面的设计应考虑多方面的因素,建筑受到社会历史文化、地形、城市规划、道路、环境等条件的制约,要想使建筑物的朝向同时满足夏季防热和冬季保温通常是困难的,因此,只能权衡各个因素之间的得失,找到一个平衡点,选择出适合这一地区气候环境的最佳朝向和较好朝向。
2、住宅平面的建筑节能设计
住宅平面设计中首要问题是确定适当的套型面积。因为适当的建筑面积不但可以节约用地(建筑行业“四节”之一)还可以大大节约建筑用材,减少营造、维护与使用过程中的能耗。另外,建筑平面的巧妙布局亦能获得较好的节能效果。由于我国地处北半球,太阳高度角和方位角变化规律使南朝向为最为节能的建筑朝向,此朝向夏季可减少太阳辐射得热,冬季可增加太阳辐射得热,而且此朝向建筑与我国夏季盛行的东南风差不多成垂直关系,容易形成穿堂风,而又避开了冬季盛行的西北风。因此,将住户长时间活动的居住空间(如厅、主要卧室)设于日照通风条件最佳的南向位置,利用自然环境使室内达到最大的舒适度,为住户节约采暖和空调的能耗。而南北向建筑可以获得最多的南朝向房间,所以建筑平面谊设计成南北向。对于日照、通风条件较差的北朝向与长时间接受太阳辐射的东西向可布置些平面功能比较次要的电梯、楼梯、管道井、机房、卫生间、厨房等,以挡住日照直接照射主要房间,避免冬季西北风灌入。经调查,在其他条件相同的情况下,南北向的多层建筑的传热耗热量比东西向可降低5%左右。
3、 建筑各部位的节能构造设计
( 1) 屋顶和地面的节能设计。屋顶是建筑物与室外大气接触的一个重要部分, 主要节能措施为:①采用坡屋顶; ②加强屋面保温; 根据需要, 设置保温隔热屋面(架空隔热屋面、蓄水屋面、种植屋面等)。
( 2) 楼板层的节能设计。主要是利用其结构中空空间, 以及对楼板吊顶造型加以设计。如将循环水管布置在其中, 夏季可以利用冷水循环降低室内温度, 冬季利用热水循环取暖。
( 3) 建筑墙体的节能设计。新型墙体材料节能、节土利废的效果十分明显。我国现有的空心砖、混凝土砌块、多种利废砖、加气混凝土等新材料的生产平均能耗每万块为0.7t 标准煤, 比实心粘土砖每万块为1.32t 标准煤约低47% , 为此我们在建筑设计中采用各类新型墙体材料。
( 4) 门窗的绝热:窗的结构形式常采用以下3 种方法:①利用双层窗玻璃,在寒冷地区可以设置三层窗。②利用能反射红外线的玻璃或利用贴有能反射红外线的合成树脂薄膜的玻璃。③利用上述二者的复合形式。同时应合理选择窗内材料,在既需采暖又需制冷的地区,原则上宜选用以吸热玻璃、热反射玻璃为原料制成的中空玻璃。同时也应指出,在我国目前的经济条件下,应努力发展和推广在普通玻璃上贴隔热膜的做法, 以代替节能玻璃的使用。在密封材料上应,改变目前在同一密封部位仅采用单一材料进行密封的做法, 应采用在性能上互为补充的多种密封材料在同一部位进行密封,则接缝具有更好的综合性能。并应逐步推广采用三级密封方式。
4、建筑遮阳系统
建筑设计人员在实际的设计中, 可以根据业主的要求和当地的自然环境条件, 灵活应用不同类型的遮阳措施。具体主要可以做到以下几点要求:
(1)因地制宜的原则。由于各地的地理纬度、气候的差异, 各地建筑的遮阳时间不尽相同。夏热冬冷地区不仅夏季炎热, 而且冬季寒冷, 采光保温与夏季遮阳同等重要, 应遵循夏季遮阳不能遮挡冬季阳光的原则。尽可能在现有的遮阳模式中, 选择较为合理的遮阳方式, 如永久性可控式遮阳、中悬窗、落叶乔木等遮阳形式, 对其加以分析改造, 形成具有鲜明地域特色的遮阳手法。
(2)平面布局原则。在平面布局中, 为防止夏季受强烈的太阳辐射的影响, 房间应避免东西向, 至少西向不大面积开窗。在总体布局时, 可利用建筑物之间相互遮挡的方法, 尽量减少遮阳构配件的使用。建筑物的纵轴尽可能为东西向或接近东西向, 把大多数房间安排为南北向。如阳台、外廊、凹廊等, 利用其自身的凹凸变化可形成自遮阳。这些功能性空间, 不仅可解决正常使用需要, 还借助自身的空间特点取得了良好的遮阳功效,一举两得。这些处理手法在建筑设计时都有很大的设计空间。
(3)房间功能的差异性。性质不同的房间, 卫生、光线摄入标准不一样, 对遮阳要求也不同, 不能一概而论。例如陈列室、展览馆、医院手术室、实验室、书库及其他特殊车间, 直射阳光中的紫外线对书籍、文物、艺术品、药品等有褪色、变质作用, 因此往往不允许直射光射入室内。在一般情况下, 应根据最不利的日照角度设计遮阳。而学校教室、阅览室等地方, 一方面要求防治夏季室内过热, 又要防止强光照在工作面上产生眩光, 刺激眼睛造成眩目现象, 妨碍视觉正常工作, 同时要求有良好的自然采光。这时的遮阳设计主要是将直射光变成柔和的反射光照在天棚上再折射进入室内。
(4)遮阳对建筑外观的影响。一般人都认为窗户的设计只能平板化, 但由国外的许多优秀案例我们不难发现以轻巧的金属板设计成优美的遮阳形式并成为建筑造型有趣的一部分。遮阳系统在玻璃上形成光影效果, 体现出现代建筑艺术的美学效果。
总之,全面的建筑节能有利于从根本上促进能源资源节约和合理利用,缓解我国能源资源供应与经济社会发展的矛盾;有利于加快发展循环经济,实现经济社会的可持续发展;有利于长远的保障国家能源安全、保护环境、提高人民群众生活质量、贯彻落实科学发展观。
参考文献:
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[3] 谢文锋. 建筑节能如何在建筑设计中落实[J]. 广东科技. 2008(06)
[4] 肖利军. 建筑设计中建筑节能的见解[J]. 广东科技. 2008(18)
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节能减碳方法范文3
关键字:建筑检测 热流计法 红外热像仪法 热箱法 房间气密性
当前我国正在致力于建设资源节约型和环境友好型社会,而且还提出了“节约能源,保护环境”的基本国策,建筑能源消耗占全社会总能源消耗的比例逐年增大,其中居住建筑的采暖能耗所占的比重最大。如果建筑能耗现象严重这一问题不能得到彻底解决,势必会影响我国经济可持续的稳定发展。
我国是一个发展中国家,既人口多,而且资源又非常紧缺,生态环境遭到严重破坏,所以,大力推广建筑节能技术成为我国建筑行业发展的一大主题。本文主要对现场围护结构热阻的检测方法进行的探讨和分析。
1、建筑节能检测
1.1建筑节能检测的概念
建筑节能是指建筑物在整个生命周期过程中进行能源的合理使用及有效利用,以便在满足居民同等需要或者达到相同目的的条件下,尽可能的降低能源消耗。简单的说,建筑节能就是指“减少建筑中能量的不必要散失”和“进一步提高建筑中能源的利用率”。建筑节能采用各种节能型的技术、设备、建筑方法、材料、工艺,利用可再生能源,降低能源浪费和消耗。建筑竣工验收时重要内容之一就是建筑节能检测,目的是通过实地检测来评断建筑的节能效果。
1.2建筑节能检测的必要性
实行建筑节能检测从根本上是符合我国基本国情的,我国是一个发展中国家,虽然总资源量巨大,但人口众多,人均资源占有量相对匮乏,经调查,我国人均耕地只有世界的三分之一,水资源人均占有量只有世界人均的四分之一,并且我国的物耗水平要高发达国家很多,建筑能耗形式相当严峻,特点表现为:总量很大、比例很高、能效低、污染重。从这些现象我们能够感觉到,实行建筑节能,是社会经济可持续发展的需要,开展建筑节能、优化建筑节能措施在我国迫在眉睫,也是建设我国资源节约型和环境友好型社会的基本要求。建筑节能的一些常规检测已经在国内得到发展,并且已经在北方相对比较寒冷的地区形成了一些比较完善的建筑节能检测手段。
1.3建筑节能检测
在目前的建筑节能检测验收环节中,其主要技术是检测建筑物护结构的主体部位(墙体、屋顶、地下室顶板等)的传热系数K值。对于护结构的有些部分,如门窗等可以拆卸下来在实验室中进行检测。然后根据护结构各部分的K值来计算建筑物的耗热量指标和采暖耗煤量指标。在结合围护结构热工缺陷的检测,以此来评价某建筑物的节能效果。
2、现场检测墙体热阻的四种方法分析
2.1热流计法
热流计法是目前国内常用的现场检测方法,国际标准《建筑构建热阻和传热系数的现场测量》ISO9869,美国ASTM标准《建筑围护结构构件热流和温度的现场测量》ASTM C1046-95和《由现场数据确定建筑围护结构构件热阻》ASTM C1155-95都对热流计法做了详细的规定。热流计是测定建筑能耗的常用仪表,通过热流计来测定建筑围护结构和各种保温结构材料的传热量及其物理性能参数。用热流计法来检测墙体保温性能的基本原理为:被测部分放置至少2块热流计,并在热流计周围放置热电偶,在对应面的相对位置也放置热电偶,其测量的主要包括热流密度,室内室外温度,建筑墙体的内、外表面的温度和热流计两表面的温度,用到先把测试的各部分连起来,并将测到的信号输入到微机里,通过计算机数据处理可得到热流值及温度读数,当通过瞬变期进而达到稳定状态后,再次测量多次,得到足够数量的测量周期,来获得精确的测定数值。热流计的局限性表现在它受季节的局限(只能在采暖期进行检测)而且现场误差不好消除,所以,它的使用条件要求很严格。
2.2热箱法
相比于热流计法,热箱法基本不会受到温度的限制,适宜在室外进行测量,要求平均温度25℃以下,并且热箱内的温度大于室外最高温度至少8℃,因而测试比较方便,其检测原理是通过人工制造的一维传导环境,来测定热箱内电加热器发热所通过的围护结构的全部热量以及其所测量围护结构冷热表面的温度,来得到被测部分的传热系数。值得注意的是,进行一套房间的检测需要诸多的设备,并且安全搬运的工作量很大,热桥和不规则部位无法进行测试。另外,国内外也有关于用热箱法现场测试围护结构热阻和传热系数的研究报告或资料,但尚未发现现场测试使用热箱法的国际标准或国外先进国家货权威机构的标准,国内关于热箱现场测试的相关研究尚在进行中。
2.3红外热像仪法
建筑物护结构热工缺陷是影响建筑物节能效果和热舒适性的关键因素之一。建筑物护结构热工缺陷,主要分护结构外表面和内表面热工缺陷。通过热工缺陷的检测。剔除存在严重热工缺陷的建筑,以减少节能检测的工作量。由于采用红外热像仪进行热工缺陷的检测,具有纵览全局的效果,所以,在对建筑物护结构进行深入检测之前,要现进行热工缺陷的检测。红外热像仪法是指包括先进的光电子技术、红外图像处理技术、红外探测技术这三种高新技术的综合使用,并且其属于无损检测的范畴,它的使用前提是不破坏被检测目标的使用性能,被广泛的应用于各种工程材料、化工设备、半成品、医疗诊断、石油设备、以及正在运行中的设备等进行检测。虽然红外线热像仪法在我国用于建筑节能行业还在起步阶段,但其有非常广阔的应用前景。红外线测温高效,特点为:非接触、直观、精确、快速、可数字存储、长期保存、温度分辨率高,可达0.01℃。但其也有缺点,无法测得热流值。
2.4房间气密性测定
气密性不好也会造成能源的浪费,在冬季或者夏季,人们在室内开着热风或冷风,保密性不好的房子,就会造成能量的外漏,其外漏的空气量就代表了浪费的冷气或热气。
房间气密性检测主要是通过比较被测房屋内外的空气压力及其变化来计算房间的气密性。测量时进行人工对房间的加压或减压,造成房间内外压力差,产生空气流动,然后利用流量计测出流量,从而得到通过房间的各种大小不一的洞外流的空气量,评估出房间的气密性。
3、结束语
目前建筑节能技术在我国的发展已经得到一些成果,但是有些高新技术仍处于起步阶段,我国的建筑节能任务仍然相当严峻,在各种实地测量中受到了极大的挑战,于此,我提出几点建议:
1.由于一些检测设备应用环境要求比较高,应该使各种仪器针对环境各用其能,提高检测精度,进而降低了人力资源投入。
2.对于一些常用的仪器,应该对其进行一些改进,使其轻小便捷,便于携带,而且降低了检测过程的能耗
3.检测人员在检测结束后多总结经验,提高自己的实战能力,降低了检测的人为误差,进而提高自己的检测精度与效率。并积极研讨技术问题,为建筑节能工作做出更大的贡献,推进全国建筑节能技术的向前发展。
参考文献:
[1]赵文海,段恺."十一五"建筑节能检测技术的发展[J].建筑节能,2010(10).
[2]刘丽,孙振国,王继成.浅谈建筑节能检测技术[J].科技信息(学术版),2008(18).
节能减碳方法范文4
关键词:建筑;建筑规划;建筑单体;节能设计
1 建筑节能设计的内涵
建筑节能设计直接关系到建筑节能的效果。其主要是通过合理的规划设计确保建筑在建造和使用过程中利用节能型材料、产品和设备,严格按照建筑节能标准来做好建筑物节能设备的运行管理工作,确保建筑围护结构热工性能设计的合量性,确保建筑采暖、制冷、照明、通风、给排水及管道系统运行效率的提升,合理对可再生能源进行利用,有效的提高建筑物的使用功能,确保室内热环境质量的提升,实现能源的合理利用。
在建筑节能实施过程中,建筑节能设计作为其中非常关键的环节,不仅能够有效的避免能源浪费现象的发生,而且对能源的节约和合理利用具有极其重要的意义。通过建筑节能设计,可以进一步缓解当前我国经济发展与能源供应之间的矛盾,确保循环经济发展速度的加快,为社会和经济的健康、持续发展具有极其重要的促进作用。
2 建筑规划中的节能设计
在建筑节能设计过程中,需要从多方面来对进行规划,通过对建筑合理进行规划布局,充分利用各种自然因素,为建筑打造一个良好的居住条件,可以为建筑节能目标的实施奠定良好的基础。
2.1 建筑选址
(1)争取日照。通过从日照时数、日照量及日照质量等方面入手来争取日照。在建筑物选址时为了能够获得较好的日照时间,则需要选择在向阳的地段,合理确定建筑朝向,为建筑争取尽可能多的日照时间。同时还要合理对日照间距进行选择,需要根据所地理进纬度及城市环境条件来对日照间距标准进行确定,同时还要对建筑楼群进行合理布局,利用不同的布局规则来为建筑楼群争取尽可能多的日照时间。(2)避风建宅。在建筑节能设计过程中需要做好建筑物的保温工作。由于冷风渗透和风压都会影响到建筑物的保温性能,所以在建筑选址时尽可能选择避风的基址来进行建造,利用错列式布局,这样可以有效的避免风影效应。通过利用建筑物及对合理对建筑物进行布置来实现风速的降低,有效的减少建筑物热损失的发生。还可以通过设置防风墙、板及防风林带等形成风障,为建筑物起到挡风避风的作用,同时在建筑布局时还需要避免不利风向所带来的影响,宜选择封闭或是半封闭周边布局的位置,确保建筑群具有较好的避风效果。
2.2 建筑布局
由于建筑群的布局会对建筑的节能带来较大的影响,所以需要对建筑物进行合理的组合和规划。同时住宅群的形状和道路的走向还会影响到风向和风速,因此需要科学合理的对建筑物进行布置,确保建筑物错落排列,使其具有较好的通风和日照。另外还需要对道路和植被进行充分利用,从而有效的实现能源消耗量的降低,减少建筑热损失的发生,确保建筑物具有较好的节能效果。
2.3 建筑朝向
建筑朝向会对日照和通风带来较大的影响,直接与建筑的能耗息息相关。所以在对建筑物个体和建筑群的朝向进行确定时需要充分的考虑日照和通风两个重要因素。在朝向选择上需要尽可能的减少夏季太阳直射室内,同时还要确保冬季具有高质量的日光能够照入室内,夏季室内具有良好的通透性,冬季冷风不会侵袭到建筑物的室内,确保建筑能够达到冬暖夏凉的良好的效果。当住宅的朝向范围被确定后,需要根据当地季风的主导方向来调节朝向,确保夏季室内具有较好的穿堂风。在实际中对住宅朝向产生影响的因素较多,需要针对存在的各种因素进行深入老臣,确保建筑朝向的最佳性。
2.4 建筑间距
需要由日照和通风两个因素来对建筑间距进行确定,通常情况下住宅在设计需要做到夏季避免日晒,而冬季要确保阳光能够充分进行照射,在日照时间确定上需要以冬至中午前后二个小时日照时间作为下限,然后针对具体的情况来进行调整,确保住宅具有较好的日照量,并以此来对建筑的最小间距进行确定,科学合理对住宅群进行布局。风向、漩涡风及正负风压值都会受到建筑间距的直接影响,当建筑物越长、越高及进深越小时,则可以有效的减少风速和风压。所以需要针对于当地的主导向向来对建筑的间距进行合理设计,确保建筑具有较好的通风质量。
3 建筑单体中的节能设计
3.1 自然通风节能设计
自然通风能够降低室内温度,节约能源。同时有效的自然通风能够带走室内异味,提高空气质量。总体设计过程中,应选择合适的建筑朝向及排列方式,使房屋迎向夏季主导风从低到高依次布置。考虑建筑用地的节约,房屋间距不可太大。一般在满足日照的要求下就能满足通风的要求。进行单体设计时,门窗的合理设置可有效对调节室内通风。
3.2 平面节能设计
合理的平面设计能够显著节约建筑能耗。在平面设计中,夏季穿堂风和全明房是建筑物节能的关键因素。住宅房间进深决定着穿堂风的形成和效果,一般房间进深不大于15m,但可适当增加套型进深,以便在限定的建筑面宽内增加建筑面积。建筑平面的巧妙布局也能获得显著的节能效果。
3.3 立面节能设计
根据当地气候状况改变墙体的角度,可以提高建筑对环境气候的适应性以及最大限度的利用自然资源。如内倾斜南墙屋面和层层退台可以获得更大的阳光照射面;外倾斜南墙屋面和层层出挑可以获得更大遮阳面;适度内倾斜北向墙面以及屋顶,可减少冬季风的风压,以降低围护结构的热渗透。
3.4 遮阳节能设计
夏季太阳辐射热量较大,所以可以采取适当的遮阳措施,这样可以有效的降低太阳热辐射,确保建筑物能耗的降低。在遮阳节能设计时,最有效的遮阳措施当属于外遮阳,可以采用藤蔓植物、深凹窗、阳台及遮阳板等措施,可以将太阳辐射热量有效的进行遮挡。也可以选择热反射窗帘及遮阳百叶窗等。当前一些自动控制的智能化遮阳设施的应用也取得了较好的效果。其可以根据室内外的温度来自行进行调节,有效的降低太阳辐射对室内温度的影响,从而实现能源的节约。
3.5 门窗节能设计
在建筑能耗中门窗所占的能耗比例较大。当前建筑中多采用大窗户及落地窗等,虽然窗户面积增大可以获取较多的太阳能,但由于其传热系数较大,所以当窗户面积增大时其能源消耗也会随之增加,所以需要对窗墙比例进行合理设计,确保室内采光和通风的基础上需要尽可能的缩小窗墙的比例。而且在门窗设计中还需要选择具有良好密闭性的门窗材料,同时还要对门窗的结构进行改时,确保窗户具有较好的保温性能,从而实现能源的节约。
4 结束语
建筑的节能设计直接关系到国家的资源战略、可持续发展和环境保护,建筑业的节能是建筑业的一项紧迫而又艰巨的任务,需要从建筑规划设计阶段开始,贯穿整个建筑建设的全过程,实现建筑的节能设计与建设。
参考文献
[1]叶宇丰.基于生态理念的住宅节能设计研究[D].同济大学,2006.
节能减碳方法范文5
关键词 建筑电气节能方法
前言
由于人口的增加,工业的发展,生活水平的提高,能源的消耗也就急剧增加,能源危机迫在眉睫。因此,各行各业提出了节能的要求,节约二次能源――电能,也就成为民用建筑电气设计的焦点。下面就建筑电气设计节能谈谈自己的看法。
1. 建筑电气设计节能的原则
1.1满足建筑物的功能
即满足照明的照度、色温、显色指数;满足舒适性空调的温度及新风量,也就是舒适卫生;满足上下、左右的运输通道畅通无阻;满足特殊工艺要求,如娱乐场所的一些电气设施的用电,展厅的工艺照明及电力用电等。
1.2考虑实际经济效益
节能应按国情考虑实际经济效益,不能因为节能而过高地消耗投资,增加运行费用。而是应该让增加的部分投资,能在几年或较短的时间内用节能减少下来的运行费用进行回收。
1.3节省无谓消耗的能量
节能的着眼点,应是节省无谓消耗的能量。首先找出哪些地方的能量消耗是与发挥建筑物功能无关的,再考虑采取什么措施节能。如传输电能线路上的有功损耗是无用的能量损耗,又如量大面广的照明容量,宜采用先进技术使其能耗降低。
因此,节能措施也应贯彻实用、经济合理、技术先进的原则。
2建筑电气节能的途径
2.1减少线路上的能量损耗
由于线路上存在电阻,有电流流过时,就会产生有功功率损耗。其公式如下:P=3IΦ2R×10-3(KW)
式中:IΦ--相电流(A)
R--线路电阻(Ω)
例如,在L=100m的VV-3×50+2×25的电缆上传输60KW,cosφ=0.8的电能,其有功损耗量,可由以下步骤求得:IΦ=60×103/(380×0.8)=113.6A
芯线温度70℃的50mm2铜芯线每公里电阻R0=0.44,则R=0.1×0.44=0.044(Ω)
P=3×113.62×0.044×10-3=1.704KW
从以上可看到,线路上的功率损耗相当于每6m的线路上安一个100W的灯泡。
在一个工程中,线路左右上下纵横交错,小工程线路全长不下万米,大工程更是不计其数,所以线路上的总有功损耗是相当可观的,减少线路上的能耗必须引起设计重视。
线路上的电流是不能改变的,要减少线路损耗,只有减小线路电阻。线路电阻R=P×L/s,即线路电阻与电导P成正比,与线路截面S成反比,与线路长度L成正比,因此减少线路的损耗应从以下几方面入手。
2.1.1应选用电导率较小的材质做导线。铜芯最佳,但又要贯彻节约用铜的原则。因此,在负荷较大的二类、一类建筑中采用铜导线,在三类或负荷量较小的建筑中采用铝芯导线。
2.1.2减小导线长度。首先,线路尽可能走直线,少走弯路,以减少导线长度;其次,低压线路应不走或少走回头线,以减少来回线路上的电能损失;第三,变压器尽量接近负荷中心,以减少供电距离,当建筑物每层平面在10000m2左右时,至少要设两个变配电所,以减少干线的长度;第四,在高层建筑中,低压配电室应靠近竖井,而且由低压配电室提供给每个竖井的干线,不至于产生支线沿着干线倒送的现象。亦即低压配电室与竖井位置的布局上应使线路都分向前送,尽可能减少回头输送电能的支线。
2.1.3增大导线截面。首先,对于比较长的线路,除满足载流量、热稳定、保护的配合及电压损失所选定的截面,再加大一级导线截面,所增加的费用为M,由于节约能耗而减少的年运行费用为m,则M/m为回收年限,若回收年限为几个月或一、二年,则应加大一级导线截面。一般而言,导线截面小于70mm2,线路长度超过100m的增加一级导线截面比较容易实现上述条件。其次,利用某些季节性负荷的线路,这些用户不用时,可提供给常期用户作供电线路使用,以减少线路和电阻。例如,将空调风机、风机盘管与照明、电开水等计费相同的负荷,集中在一起,采用同一干线供电,既可便于用一个火警命令切除非消防用电,又可在春秋两季空调不用时,使同样大的干线截面传输较小的电流,从而减小了线路损耗,这就相当于充分利用了季节负荷的线路。
在设计中,认真落实上述三条措施,就可减少线路上的能量损耗,达到了线路节能的目的。
2.2提高系统的功率因数
提高系统的功率因数,减少无功在线路上传输,以达到节能的目的。
线路损耗的公式展开后得下列计算式:
P=3IΦ2R×10-3=(RP2/UL2+RQ2/UL2)10-3(KW)
式中:UL--线电压(V)
P--有功功率(KW)
Q--无功功率(KVar)
前项RP2/UL2为线路上传输有功功率而引起的功率损耗,后项RQ2/UL2为线路上传输无功功率而引起的功率损耗。有功功率是满足建筑物功能所必须的,因此是不可变的。系统中的用电设备,如电动机、变压器、线路、气体放电灯中的整流器都具有电感,会产生滞后的无功,需要从系统中引入超前的无功相抵消,这样超前的无功功率就从系统经高、低压线路传输到用电设备,在线路上就产生了有功损耗,而这部分损耗是可以想办法改变的,具体措施如下。
提高设备的自然功率因数,以减少对超前无功的需求,可采用功率因数较高的同步电动机;荧光灯可采用高次谐波系数低于15%的电子镇流器;采用电感镇流器的气体放电灯,单灯安装电容器等,都可使自然功率因数提高到0.85~0.95,这就可减少系统高、低压线路传输的超前无功功率。
由于感抗产生的是滞后的无功,可采用电容器补偿,因为电容器产生的是超前的无功,两者可以相互抵消,即Q=QL-QC,因此无功补偿,可以提高功率因数,因而也减小了无功的需求量。
无功补偿装置应就地安装,实行就地补偿,这样才能使线路上的无功传输减少,达到节能的目的。
2.3照明部分的节能
因为照明用量大而面广,因此,照明节能的潜力很大,应从下列几方面着手:
2.3.1采用高效光源。白炽灯过去用得最广泛,因为它便宜,安装维护简单,它致命的弱点是发光率太低,因此目前常被各种发光率高,光色好,显色性能优异的新光源取代。
2.3.2建筑物尽量利用自然采光,靠近室外部分的建筑面积,应将门窗开大,采用透光率较好的玻璃门窗,以达到充分利用自然光的目的。凡是可以利用自然光的这部分的照明,可采用按照度标准检测现场照度,进行灯光自动调节。
照明节能中,除了满足照度、光色、显色指数外,应采用高效光源及高效灯具,对能利用自然光部分的灯具或可变照度的照明采用成组分片的自动控制开停方式,可达到照明节能的效果。
节能减碳方法范文6
关键词:绿色建筑;低碳;设计方法
Abstract: in the 21 century, the global urbanization process to accelerate, fast economic growth, but rapid population increases, resources atrophy, environmental degradation, make human challenges. This paper is the green building energy saving design of the main method for a simple discussion.
Keywords: green architecture; Low carbon; Design method
中图分类号:TU201.5 文献标识码:A文章编号:
随着全球能源问题的日趋枯竭和“可持续发展”理念的推广,我国广大建筑工作者对建筑节能设计越来越重视。许多发达国家先进的建筑节能理念、技术、材料,以及应用成果被介绍到国内,向人们展示了通过优秀设计和高新科技相结合所创造的优雅、舒适且节能环保的新型建筑发展前景。但是,这些大量应用高科技的节能措施往往成本很高,一次性投入比较大,连发达国家目前也难以大规模推广。我们还应当注意到,目前发达国家的建筑节能技术主要是针对当地的气候特点开发的,而这些技术本身也不是十分完善,在其他地区是否能达到预期的效果还没有十足的把握。
一、绿色建筑的涵义
绿色建筑亦称为生态建筑、可持续发展建筑。在建筑经济学领域,绿色建筑措施带来了社会效益、环保效益和经济效益。在设计领域,绿色建筑采用建筑集成设计方法并遵守环境设计准则,将建筑物作为一个完整的系统,综合考虑建筑的间距朝向、形状、结构体系、围护结构等因素。综合国内外专家的研究,绿色建筑可理解为在建筑的“全生命”周期内,最大限度地保护环境、节约资源(节能、节水、节地、节材)和减少污染,为人们提供健康、适用和高效地使用空间(室内环境质量),最终实现与自然共生的建筑物。因此“绿色建筑”是一个有机的整体概念,它贯穿于建筑物的规划、设计、建筑、使用以及维护的全过程,覆盖建筑物的整个生命周期,“绿色建筑”是自然环境的一部分,与之共同构成和谐的有机系统。
绿色建筑是追求自然、建筑和人三者之间和谐统一。绿色建筑不是奢侈品,不应该追求表面的贴金和技术措施的大而全。一定要选择自己适应的技术,针对特有的自然地理环境条件和使用要求,利用先进的模拟分析工具,因地制宜的确定可能的、适度的技术措施。建筑的绿色化设计必须进行定量的评价分析。
二、绿色建筑设计的内容
绿色建筑是指在建筑的全寿命周期内,可最大限度地节约资源( 节能、节地、节水、节材) 、保护环境和减少污染,为人们提供健康、适用和高效的使用空间,与自然和谐共生的建筑。是消耗最小的能源、资源与环境损失,换取最好的人居环境的建筑。绿色建筑设计的基本内容: 在人与自然协调发展的基本原则下,运用生态学原理和方法,协调人、建筑与自然环境间的关系,寻求创造生态建筑环境的途径和设计方法。体现人、建筑环境与自然生态在“功能”方面的关系,即生态平衡与生态建筑环境设计和“美学”方面的关系,即人工美与自然美的结合。主要包括以下四个方面的内容:
1.全寿命周期的概念。全寿命周期主要强调建筑对资源和环境的影响在时间上的意义。建筑从最初的规划设计到后续的施工建设、运营管理及最终的拆除,形成了一个全寿命周期。关注建筑的全寿命周期,意味着不仅在规划设计阶段充分考虑并利用环境因素,而且确保施工过程中对环境的影响减至最低,运营管理阶段能为人们提供健康、舒适、低耗、高效、无害的空间,拆除后又对环境危害降到最低。建筑对资源和环境的影响要有一个全时间段的估算,建筑初期投入可能很低廉,但是运营成本可能会很高。
2.强调最大限度的节约资源,保护环境和减少污染。建设部提出了“四节一环保”的要求,即着重强调节地、节能、节水、节材和保护环境,这也是我国建筑业可持续发展面临的主要问题。保护环境、减少污染,资源的节约和资源的循环利用是关键,“少费多用”做好了必然有助于保护环境、减少污染。
3.满足建筑根本的功能需求。保证使用者的健康是最基本的要求,节约不能以牺牲使用者的健康为代价。“适用”强调的是适度消费的概念,决不能提倡奢侈与浪费。高效使用资源需要加大绿色建筑的科技含量,比如智能建筑,通过采用智能的手段使建筑在系统、功能、使用上提高效率。
4.建筑要与自然和谐共生。建筑业再也不能延续高消耗、高污染的传统建筑发展模式,必须大力发展绿色建筑,才能适应现代城市生态建设发展的需要。不然,将会在建筑领域再次重蹈先污染后治理的覆辙,危及后代子孙的生存。发展绿色建筑的最终目的是要实现人、建筑与自然的协调统一。
三、绿色建筑的生态节能设计方法
1.充分利用自然采光和自然通风。天然的阳光是大自然赐给人类的宝贵财富,它取之不尽、用之不竭. 充分利用天然采光不但可以节约大量照明用电,还提供更健康、高效、自然的光环境,从卫生的角度看,充分的日照还可以起到杀灭细菌和病毒的目的. 建筑的自然采光就是将日光引入建筑内部,通过设计手段精确地控制并且将其按一定的方式分配,以提供比人工光源质量更好的照明。
自然通风是一项改善人与环境的重要技术手段. 在我国许多传统建筑中都有体现,如传统民居中的穿堂风等处理手法,较之其他相对昂贵、复杂的生态技术,自然通风是一项比较成熟而廉价的技术措施. 通过合理的建筑设计,自然通风可在不消耗不可再生的能源的情况下降低室内温度、带走潮湿的气体、排除室内污浊的空气,使人体感到舒适,并提供新鲜、清洁的自然空气,有利于人的生理和心里健康,减少人们对空调系统的依赖,从而节约能源、降低污染、预防疾病。
自然通风和采光往往是结合在一起的. 通过保证房间内及中庭顶部( 若有条件,可依建筑形式而设) 一定的开窗面积,既达到了自然采光的目的,又可依靠室内外的风压及热压差,形成有组织的自然通风,在室外气候适宜时通过自然通风达到调节室内热环境的目的。
2.改善围护结构的隔热保温性能。建筑物围护结构应有较好的保温隔热功能,一般通过建筑外墙的耗能约占建筑物全部耗能的 40%,因此提高围护结构的保温、隔热性能对改善室内热工环境及建筑节能具有重要意义. 不同国家和地区的气候条件的差异,对建筑护结构的传热性能要求都不同,一般情况气候越严寒,其建筑护结构的传热系数要求就越小,需要用导热系数小的高效隔热材料附着在墙体结构来改善整个墙体的热工性能. 根据复合材料与主体结构相对位置不同,分为外保温技术、内保温技术及夹心保温技术,其中外墙外保温是目前较为高效、简单的保温节能技术。
要注意围护结构的保温不等于隔热,隔热的目的是尽量减少围护结构吸收的太阳热辐射向室内传递. 对于自然通风的建筑来说护的隔热设计主要是控制内表面的温度,为此要求护结构应该具有一定的衰减度和延迟时间,以保证内表面温度不致过高,以免向室内和人体辐射过多的热量. 围护结构隔热的方法可根据不同的建筑使用功能、不同地区气候特点来选择,如通过加强墙体的蓄热性能来获得室外热能通过围护结构向室内传递的延迟时间,将内表面最高温度出现的时间和建筑使用的时间错开,利用材料本身的热惰性来达到隔热的目的; 在墙体中设置通风间层,这些间层与室外或室内相同,利用风压和热压的作用带走进入空气层的部分热量,从而减少传入室内的热量; 建筑防热外表面采用浅色平滑的饰面材料,采用对太阳辐射热吸收率小的材料等。
屋面的能耗在围护结构总能耗中占有相当的比例,因此应当重视其保温隔热效果. 一般而言,屋面的传热系数要优于外墙的传热系数,并且可依屋面的形式选用不同的保温材料。
3.遮阳措施。在建筑设计中考虑日光调节是勒. 柯布西耶最早提出的,在他设计的昌迪加尔法院和马赛公寓作品中,将艺术和遮阳完美地结合在一起. 外遮阳是最有效的遮阳设施,它直接将 80% 的太阳辐射热量遮挡于室外,有效地降低了空调负荷,节约了能量. 通常外遮阳的基本形式分为 4 种: 水平式、垂直式、综合式和挡板式,结合建筑形式,在南向及西向安装一定形式的可调外遮阳,随使用情况进行调节,这样既能满足夏季遮阳的要求,又不影响采光及冬季日照要求。
4.高效节能的外窗和幕墙系统。一直以来,窗及玻璃幕墙都是维护结构中的能耗大户,但随着技术的不断提高,新产品的不断出现,窗及玻璃幕墙的性能已获得了极大的提升. 首先,新型高性能玻璃的发展( 如 LOW - E 镀膜玻璃,真空玻璃等) 给窗及玻璃幕墙的保温及防辐射性能以极大的提高,其次新的结构形式起到了相当的作用,新型型材及断桥技术的应用对窗和幕墙的整体热工性能及气密性都有极大的提升. 按照绿色建筑的原则,幕墙作为建筑的护体系,并不是一个完全封闭的外壳,应该是建筑与环境之间的过滤装置,幕墙设计应该是多功能的,除基本的防护功能外,还应考虑室内环境品质的调节,提高建筑节能效率。
双层玻璃幕墙又称双层呼吸式幕墙,不同于传统的单层幕墙,它由内外二层( 或三层) 玻璃组成围护结构,玻璃之间留有一定宽度的通风道,并配有可调节的遮阳. 在冬季双层玻璃之间形成一个阳光温室,提高建筑内表面的温度,有利于节约采暖能耗; 在夏季,利用烟囱效应对通风道进行热压通风,使玻璃之间的热空气排走,达到降温的目的. 对于高层建筑来说,直接开窗通风容易造成紊流,不易控制,而双层幕墙能够通过通风道进行开窗通风,在一定程度上改善建筑室内的空气质量。
5.绿化与建筑结合。绿色植物一方面可以满足人们希望与自然界接触的愿望,另一方面绿色植物可以吸收二氧化碳,通过光合作用产生氧气,为使用者提供舒适的环境和新鲜的空气,同时植物还可以起到遮挡太阳直射光,降低环境温度,减少空调的消耗,从而达到环保的作用.建筑绿化分为屋顶绿化、外墙垂直绿化和室内绿化。