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摘要 在低碳经济和经济社会可持续发展的感召下,建筑物的节能要求被越来越广泛的体积,在建筑的全寿命过程中,任何一个环节都需要对节能有深刻的认识,并将其付诸实践,通过合理的使用与有效的利用能源,在满足建筑工程的基本要求的基础上,最大限度的降低能耗,通过有限的资源投入获得最大的经济效益和社会效益。可见,发展和推广建筑节能技术是实现国家节能减排计划的重要措施,具有十分重要的战略意义。基于此,本文对建筑节能的必要性问题进行了全面的阐述,然后给出并解释了建筑节能的关键技术,最后通过实例讨论了建筑节能关键技术在住宅建筑中的应用。
关键词 建筑节能;节能技术;节能评价
中图分类号 TU201.5 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-(2012)121-0092-02
建筑节能已经成为了时代发展的一个重要的讯号,它指的是通过必要的技术手段或者途径,使人们在舒适健康的环境的同时,在建筑施工和对建筑的使用过程中,最大限度的提高能源的利用价值,以有限的资源或者最少的能源消费为投入,获取更大规模的产出,实现生产效率的提升。但是毋庸置疑,建筑节能及其在住宅建筑中的应用本就是一个复杂的系统工程,在这一工程中,不但涉及到建筑物的节能和建筑设备的节能,还包括建筑节能管理技术的应用与建筑节能的评价、反馈等环节,与建筑工程设计、规划与施工、企业管理和环境保护等多种专业领域直接或间接相关。因此,为了达到最终的建筑节能的目的,加强与相关行业和专业之间的合作与交流是十分必要的。尤其在在低碳经济和经济社会可持续发展的感召下,建筑物的节能要求被越来越广泛的体积,在建筑的全寿命过程中,任何一个环节都需要对节能有深刻的认识,并将其付诸实践,通过合理的使用与有效的利用能源,在满足建筑工程的基本要求的基础上,最大限度的降低能耗,通过有限的资源投入获得最大的经济效益和社会效益。可见,发展和推广建筑节能技术是实现国家节能减排计划的重要措施,具有十分重要的战略意义。基于此,本文对建筑节能的必要性问题进行了全面的阐述,然后给出并解释了建筑节能的关键技术,最后通过实例讨论了建筑节能关键技术在住宅建筑中的应用。旨在通过本文的工作,为时下建筑工程节能技术的应用与推广,提供一定的可供借鉴的信息。
1 应用和推广建筑节能技术的必要性
从20世纪后半期开始,世界建筑科学技术获得了突飞猛进的发展,房屋建筑无论在技术上还是数量上都是以往任何社会所无法比拟的。尤其是在能源危机的影响下,以发达国家为主的国家,在建筑围护结构的保温隔热与气密性能方面进行了大胆的尝试,获得了一定程度上的成功,无论是采暖技术、空调技术还是照明设备技术都实现了快读的进步,人们的工作和生活环境得到了极大的改善,能够在更为优裕更为舒适的室内环境中从事相应的活动——这是人类建筑文明史上取得的前所未有的成就。但是,这与恩格斯的语言一样,没有哪一种灾难不是以人类社会的进步为代价的,在人们还未能预料到领域,与文明和进步相伴而生的一系列严重的负面影响接踵而至,严重影响着人类的生存和生活,主要体现在以下几个方面:在密闭的建筑物中,空气里往往含有大量的尘埃和细菌、病毒,这些素质由建筑材料中来,由家具和办公用具中来,它们能够使人体的器官受损,严重情况下甚至会影响到公众的健康乃至生命;在建筑过程中,由于较少考虑到自然环境的保护,致使每年都会有大量的林木、砖石与矿物材料被过度的消耗,这样一来,森林的范围和规模在极度的缩小,能用于耕种的土地面积大不如前、植被在退化、在被破坏,人类赖以生存的额环境正以前所未有的速度陷入到恶性的循环陷阱之中。此外,物种的种类在集聚的减少……所有这些都与住宅建筑的采暖、空调、照明和家用电器的使用直接相关。同时,间接的,在建筑过程和对建筑的使用过程中,向大气中排放出的大量的污染物(如二氧化碳)正在严重的影响着人体的健康与动物的生存,对人类社会的可持续发展造成了严重的威胁。在这种情况下,讨论和实践建筑节能是意义非常也是十分重要的。
2 建筑节能的关键技术及其应用范围
2.1 建筑物节能设计技术
1)建筑物节能技术一般注重从建筑设计和建筑维护结构以及建筑材料和密封的角度,系统的采用相关的技术手段,来维持建筑的整体性能。即建筑要从与其共生的环境之中获得必要的能量,以此来降低建筑在整个寿命周期中对能量的消耗。同时,还需要对计算机技术进行广泛的应用,对建筑节能方案进行优化设计,尽最大可能的利用有限的资源,达到最优的能耗和最舒适的健康环境,这是每个设计人员的最终目标。
2)充分利用自然环境进行建筑节能设计。在这一方面,“与环境共生住宅”是一个基本的广为接受的理念,该理念强调:建筑在设计的过程中,要充分考虑立面设计技术、自然采光、通风技术、太阳能供电系统、分区空调系统、智能照明系统、分区热水采暖和制冷系统、水回收系统等。比如,在对两幢相邻建筑进行设计时,需要从太阳辐射的角度对建筑高度与设计之间的关系进行研究,而随着两幢建筑之间的空隙的增加,需要减少靠近空隙的建筑外立面的太阳辐射值,以此来降低建筑表面的太阳辐射,达到节能的目的。
2.2 建筑材料节能设计技术
1)复合墙体结构技术增加墙体保温隔热性能。在这一方面,复合墙体结构技术是较为典型的,该技术指的是通过在墙体的主要结构基础上,使高效保温隔热材料附着或着填入到墙体之内,以此来提高墙体的热阻性能,最大限度的改善整个墙体的热工性,并且,可以根据复合材料和主体结构位置的差异,考虑使用外墙内保温技术、外墙外保温技术或者夹芯保温技术。
2)注重发挥新型保温建材的不同使用功能。目前,我国和国际市场上,都在大量的使用节能建材,其中品种非常丰富,同时,对各种保温材料的选择和在建筑各个部位上的用法与构造也不尽相同。例如:某国公司开发的新型保温材料就可以降低产品汲水率和导热系数,并能起到挡土和保温作用。 2.3 屋面节能技术
屋面节能技术是一项关键的节能技术,这一技术的使用不但和外界的气候、环境直接相关,还会受到建筑物的主体结构和构造的影响。如果建筑的顶层房间耗热量相对较大,同时热环境条件相对较差,则从节能与改善热环境来讲,有必要对其屋顶的热工性能进行加强和完善。在当前市场上,以下几种屋面技术正在被广泛的使用:1)高效保温材料。这种材料主要设置在屋面结构和防水层之间,膨胀珍珠岩、膨胀蛭石板,以及加气混凝土土块、聚苯乙烯屋面绝热板、挤塑聚苯乙烯泡沫保温板等是主要的技术材料;2)保温隔热通风屋顶。该技术是在通常采用架空板隔热层面的基础上,通过使用内铺保温材料,实现夏季隔热、冬季保温的目的。此外,还有屋面铺PIB型预制板和岩棉复合屋顶隔热保温板等。
3 建设节能住宅的基本技术措施
3.1 要充分重视再生能源的利用
再生资源的利用已经成为社会发展的一种新的主张,为此,需要充分利用太阳能的优势,依照住宅建筑的形态、构造、设备等的特点,让多项太阳能技术进行搭配使用,达到更好的节能效果。比如,通过穿孔金属板太阳能集热墙、太阳能组合屋面板、太阳能热水系统的综合应用,对太阳能进行搜集和使用;或者,利用地源热泵技术、地下水等深水层温度相对保持稳定的特点,形成和地能进行冷热交换的冷热源循环系统;再比如,在建筑材料上,应该尽量选择环保的新材料等。
3.2 注意住宅的整体性
在当前情况下,我国的很多住宅在主体建设和装修方面是彼此分开进行的。因此,业主在装修阶段,往往会对住宅的原有布局和基本设施进行部分的改建,这样一来势必要造成资源的浪费。因此,有必要注意住宅的整体性,即在建筑设计和施工的过程中,将建筑施工和室内的设计融合在一起,减少资源的浪费;与此同时,还应该吸取发达国家住宅建筑的经验,在一定程度上推进标准化、模块化的建筑建设,通过国家给标准化建筑制定具体的统一数据标准,以此来减少施工和装修工作中的浪费,提供能源的利用效率。
3.3 重视建筑结构本身的节能效果
在住宅建筑传统的规划设计中,设计师往往会对容积率、日照间距、空间形态以及建筑与环境等问题进行集中的考虑,而对设计中的节能问题则较少关心。实际上,建筑本身结构的采光和通风问题在当前时代一定是非常重要的方面。无论是房间的纵深、门窗的位置,还是外墙的凹凸、楼道的设计等,都会对采光和通风产生较大的影响。为此,需要尽量的减少太阳辐射、增加自然通风以此来节约能源。或者建筑的朝向要考虑面向当地的季风主导风向,而窗户的设计要利于过堂风的形成等。
4 实例分析
以某小区为例,分析其建筑节能技术的应用。该小区位于某市郊区,规划建筑面积12.93万m2。该小区设计主要从外墙、屋面与门窗等方面进行节能设计,以此来提高结构的保温性能与密封性,达到节约建筑物的使用能耗的目的。因此,在墙体施工的设计中,需要将墙体保温层设置在外层,同时,使用抹灰方式,将各种轻骨料加入石灰、石膏等胶结料,并按照特定的比例配制成保温砂浆,在注意保湿养护的情况下,将保温砂浆自上而下依次进行。在门窗安装方面,采用的是传热系数较低的双层玻璃与铝门窗,并在框与扇、扇与扇之间设密封条,并在局部缝隙较大的位置处,通过密封膏进行挤注,同时,在门窗框四周与柱、梁等交接的区域,通过水泥砂浆进行进一步的处理,增加防水性;而在屋面的节能施工方面,采用的是倒置式的屋面节能技术,把防水层置于保温层之下,目的是方便施工检修,但是因为造价方面的因素,屋面结构上未能设置通风隔热层以及蓄水植被。
可见,该小区建筑在墙体、屋面和门窗的节能技术施工中,大量的应用了现代节能关键技术,综合能耗降低了15%左右,实现了节能减耗的目的。
5 结束语
住宅建筑的节能问题已经得到了社会的普遍关注,这一工作需要解决好以下两个方面的问题:一是通过对可再生能源或者节能建材的开发利用,达到降低建筑能耗的目的;另外一个方面指的是要通过提高能耗系统的利用效率,最大的限度的降低终端能源的使用量,从整体上提升资源的投入-产出效率。当然,在具体的实施过程中,还应该对围护结构节能与系统节能两大部分进行区分对待。对前者而言,要改善围护结构的性能,尽量减少能源的消耗量,使供给建筑物的能源能够在建筑的内部得到有效的利用;对后者而言,要求在能源供给的过程中最大限度的提高效率,降低能源转换或转送过程中的能源损失。
参考文献
[1]华虹,陈孚江.国外建筑节能与节能技术新发展[J].华中科技大学学报(城市科学版),2006,5:148-152.
[2]张茜.国建筑节能的现状及技术的探讨与研究[J].山西建筑,2009,2:225-226.
[3]林武汉.对我国住宅建筑节能技术的思考[J].科学之友,2010,26:158-159.
[4]汤美清.建筑节能技术在现代建筑工程中的应用[J].韶关学院学报·自然科学,2010,12:60-63.
[5]康艳兵.建筑节能技术措施[Z].国家发改委能源研究所,2005.
[6]张瑞敏.浅谈建筑节能及其措施[J].山西建筑,2010,13:228-229.
[7]吴秀銮.当前我国建筑节能工作探讨[J].山西建筑,2010,3:257-258.
[8]王朝勇,余沛.现代住宅建筑节能技术趋势探讨[J].荆楚理工学院学报,2011,11:32-34.
关键词 建筑节能;节能技术;节能评价
中图分类号 TU201.5 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-(2012)121-0092-02
建筑节能已经成为了时代发展的一个重要的讯号,它指的是通过必要的技术手段或者途径,使人们在舒适健康的环境的同时,在建筑施工和对建筑的使用过程中,最大限度的提高能源的利用价值,以有限的资源或者最少的能源消费为投入,获取更大规模的产出,实现生产效率的提升。但是毋庸置疑,建筑节能及其在住宅建筑中的应用本就是一个复杂的系统工程,在这一工程中,不但涉及到建筑物的节能和建筑设备的节能,还包括建筑节能管理技术的应用与建筑节能的评价、反馈等环节,与建筑工程设计、规划与施工、企业管理和环境保护等多种专业领域直接或间接相关。因此,为了达到最终的建筑节能的目的,加强与相关行业和专业之间的合作与交流是十分必要的。尤其在在低碳经济和经济社会可持续发展的感召下,建筑物的节能要求被越来越广泛的体积,在建筑的全寿命过程中,任何一个环节都需要对节能有深刻的认识,并将其付诸实践,通过合理的使用与有效的利用能源,在满足建筑工程的基本要求的基础上,最大限度的降低能耗,通过有限的资源投入获得最大的经济效益和社会效益。可见,发展和推广建筑节能技术是实现国家节能减排计划的重要措施,具有十分重要的战略意义。基于此,本文对建筑节能的必要性问题进行了全面的阐述,然后给出并解释了建筑节能的关键技术,最后通过实例讨论了建筑节能关键技术在住宅建筑中的应用。旨在通过本文的工作,为时下建筑工程节能技术的应用与推广,提供一定的可供借鉴的信息。
1 应用和推广建筑节能技术的必要性
从20世纪后半期开始,世界建筑科学技术获得了突飞猛进的发展,房屋建筑无论在技术上还是数量上都是以往任何社会所无法比拟的。尤其是在能源危机的影响下,以发达国家为主的国家,在建筑围护结构的保温隔热与气密性能方面进行了大胆的尝试,获得了一定程度上的成功,无论是采暖技术、空调技术还是照明设备技术都实现了快读的进步,人们的工作和生活环境得到了极大的改善,能够在更为优裕更为舒适的室内环境中从事相应的活动——这是人类建筑文明史上取得的前所未有的成就。但是,这与恩格斯的语言一样,没有哪一种灾难不是以人类社会的进步为代价的,在人们还未能预料到领域,与文明和进步相伴而生的一系列严重的负面影响接踵而至,严重影响着人类的生存和生活,主要体现在以下几个方面:在密闭的建筑物中,空气里往往含有大量的尘埃和细菌、病毒,这些素质由建筑材料中来,由家具和办公用具中来,它们能够使人体的器官受损,严重情况下甚至会影响到公众的健康乃至生命;在建筑过程中,由于较少考虑到自然环境的保护,致使每年都会有大量的林木、砖石与矿物材料被过度的消耗,这样一来,森林的范围和规模在极度的缩小,能用于耕种的土地面积大不如前、植被在退化、在被破坏,人类赖以生存的额环境正以前所未有的速度陷入到恶性的循环陷阱之中。此外,物种的种类在集聚的减少……所有这些都与住宅建筑的采暖、空调、照明和家用电器的使用直接相关。同时,间接的,在建筑过程和对建筑的使用过程中,向大气中排放出的大量的污染物(如二氧化碳)正在严重的影响着人体的健康与动物的生存,对人类社会的可持续发展造成了严重的威胁。在这种情况下,讨论和实践建筑节能是意义非常也是十分重要的。
2 建筑节能的关键技术及其应用范围
2.1 建筑物节能设计技术
1)建筑物节能技术一般注重从建筑设计和建筑维护结构以及建筑材料和密封的角度,系统的采用相关的技术手段,来维持建筑的整体性能。即建筑要从与其共生的环境之中获得必要的能量,以此来降低建筑在整个寿命周期中对能量的消耗。同时,还需要对计算机技术进行广泛的应用,对建筑节能方案进行优化设计,尽最大可能的利用有限的资源,达到最优的能耗和最舒适的健康环境,这是每个设计人员的最终目标。
2)充分利用自然环境进行建筑节能设计。在这一方面,“与环境共生住宅”是一个基本的广为接受的理念,该理念强调:建筑在设计的过程中,要充分考虑立面设计技术、自然采光、通风技术、太阳能供电系统、分区空调系统、智能照明系统、分区热水采暖和制冷系统、水回收系统等。比如,在对两幢相邻建筑进行设计时,需要从太阳辐射的角度对建筑高度与设计之间的关系进行研究,而随着两幢建筑之间的空隙的增加,需要减少靠近空隙的建筑外立面的太阳辐射值,以此来降低建筑表面的太阳辐射,达到节能的目的。
2.2 建筑材料节能设计技术
1)复合墙体结构技术增加墙体保温隔热性能。在这一方面,复合墙体结构技术是较为典型的,该技术指的是通过在墙体的主要结构基础上,使高效保温隔热材料附着或着填入到墙体之内,以此来提高墙体的热阻性能,最大限度的改善整个墙体的热工性,并且,可以根据复合材料和主体结构位置的差异,考虑使用外墙内保温技术、外墙外保温技术或者夹芯保温技术。
2)注重发挥新型保温建材的不同使用功能。目前,我国和国际市场上,都在大量的使用节能建材,其中品种非常丰富,同时,对各种保温材料的选择和在建筑各个部位上的用法与构造也不尽相同。例如:某国公司开发的新型保温材料就可以降低产品汲水率和导热系数,并能起到挡土和保温作用。 2.3 屋面节能技术
屋面节能技术是一项关键的节能技术,这一技术的使用不但和外界的气候、环境直接相关,还会受到建筑物的主体结构和构造的影响。如果建筑的顶层房间耗热量相对较大,同时热环境条件相对较差,则从节能与改善热环境来讲,有必要对其屋顶的热工性能进行加强和完善。在当前市场上,以下几种屋面技术正在被广泛的使用:1)高效保温材料。这种材料主要设置在屋面结构和防水层之间,膨胀珍珠岩、膨胀蛭石板,以及加气混凝土土块、聚苯乙烯屋面绝热板、挤塑聚苯乙烯泡沫保温板等是主要的技术材料;2)保温隔热通风屋顶。该技术是在通常采用架空板隔热层面的基础上,通过使用内铺保温材料,实现夏季隔热、冬季保温的目的。此外,还有屋面铺PIB型预制板和岩棉复合屋顶隔热保温板等。
3 建设节能住宅的基本技术措施
3.1 要充分重视再生能源的利用
再生资源的利用已经成为社会发展的一种新的主张,为此,需要充分利用太阳能的优势,依照住宅建筑的形态、构造、设备等的特点,让多项太阳能技术进行搭配使用,达到更好的节能效果。比如,通过穿孔金属板太阳能集热墙、太阳能组合屋面板、太阳能热水系统的综合应用,对太阳能进行搜集和使用;或者,利用地源热泵技术、地下水等深水层温度相对保持稳定的特点,形成和地能进行冷热交换的冷热源循环系统;再比如,在建筑材料上,应该尽量选择环保的新材料等。
3.2 注意住宅的整体性
在当前情况下,我国的很多住宅在主体建设和装修方面是彼此分开进行的。因此,业主在装修阶段,往往会对住宅的原有布局和基本设施进行部分的改建,这样一来势必要造成资源的浪费。因此,有必要注意住宅的整体性,即在建筑设计和施工的过程中,将建筑施工和室内的设计融合在一起,减少资源的浪费;与此同时,还应该吸取发达国家住宅建筑的经验,在一定程度上推进标准化、模块化的建筑建设,通过国家给标准化建筑制定具体的统一数据标准,以此来减少施工和装修工作中的浪费,提供能源的利用效率。
3.3 重视建筑结构本身的节能效果
在住宅建筑传统的规划设计中,设计师往往会对容积率、日照间距、空间形态以及建筑与环境等问题进行集中的考虑,而对设计中的节能问题则较少关心。实际上,建筑本身结构的采光和通风问题在当前时代一定是非常重要的方面。无论是房间的纵深、门窗的位置,还是外墙的凹凸、楼道的设计等,都会对采光和通风产生较大的影响。为此,需要尽量的减少太阳辐射、增加自然通风以此来节约能源。或者建筑的朝向要考虑面向当地的季风主导风向,而窗户的设计要利于过堂风的形成等。
4 实例分析
以某小区为例,分析其建筑节能技术的应用。该小区位于某市郊区,规划建筑面积12.93万m2。该小区设计主要从外墙、屋面与门窗等方面进行节能设计,以此来提高结构的保温性能与密封性,达到节约建筑物的使用能耗的目的。因此,在墙体施工的设计中,需要将墙体保温层设置在外层,同时,使用抹灰方式,将各种轻骨料加入石灰、石膏等胶结料,并按照特定的比例配制成保温砂浆,在注意保湿养护的情况下,将保温砂浆自上而下依次进行。在门窗安装方面,采用的是传热系数较低的双层玻璃与铝门窗,并在框与扇、扇与扇之间设密封条,并在局部缝隙较大的位置处,通过密封膏进行挤注,同时,在门窗框四周与柱、梁等交接的区域,通过水泥砂浆进行进一步的处理,增加防水性;而在屋面的节能施工方面,采用的是倒置式的屋面节能技术,把防水层置于保温层之下,目的是方便施工检修,但是因为造价方面的因素,屋面结构上未能设置通风隔热层以及蓄水植被。
可见,该小区建筑在墙体、屋面和门窗的节能技术施工中,大量的应用了现代节能关键技术,综合能耗降低了15%左右,实现了节能减耗的目的。
5 结束语
住宅建筑的节能问题已经得到了社会的普遍关注,这一工作需要解决好以下两个方面的问题:一是通过对可再生能源或者节能建材的开发利用,达到降低建筑能耗的目的;另外一个方面指的是要通过提高能耗系统的利用效率,最大的限度的降低终端能源的使用量,从整体上提升资源的投入-产出效率。当然,在具体的实施过程中,还应该对围护结构节能与系统节能两大部分进行区分对待。对前者而言,要改善围护结构的性能,尽量减少能源的消耗量,使供给建筑物的能源能够在建筑的内部得到有效的利用;对后者而言,要求在能源供给的过程中最大限度的提高效率,降低能源转换或转送过程中的能源损失。
参考文献
[1]华虹,陈孚江.国外建筑节能与节能技术新发展[J].华中科技大学学报(城市科学版),2006,5:148-152.
[2]张茜.国建筑节能的现状及技术的探讨与研究[J].山西建筑,2009,2:225-226.
[3]林武汉.对我国住宅建筑节能技术的思考[J].科学之友,2010,26:158-159.
[4]汤美清.建筑节能技术在现代建筑工程中的应用[J].韶关学院学报·自然科学,2010,12:60-63.
[5]康艳兵.建筑节能技术措施[Z].国家发改委能源研究所,2005.
[6]张瑞敏.浅谈建筑节能及其措施[J].山西建筑,2010,13:228-229.
[7]吴秀銮.当前我国建筑节能工作探讨[J].山西建筑,2010,3:257-258.
[8]王朝勇,余沛.现代住宅建筑节能技术趋势探讨[J].荆楚理工学院学报,2011,11:32-34.