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谈建筑节能设计

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摘要:早在20世纪70年代,建筑节能概念就被正式提出,建筑节能的中心是减少建筑耗能,提高建筑中的能源利用效率。本文结合自己的理解和想法谈谈今后建筑的节能设计

关键词:节能设计;节能措施;案例分析

Abstract: in the early 1970 s, the energy conservation of the building concept was officially proposed, the center of the energy conservation of the building is to reduce the energy consumption and improve the building energy efficiency. Based on their own understanding and ideas about energy-saving design of buildings in the future.

Keywords: energy saving design; Energy saving measures; Case analysis

中图分类号:TU201.5文献标识码:A 文章编号:

一、中国及国际能源现状及趋势介绍

国际环境方面,全球能源形势非常严峻。据权威国际研究机构分析,世界一次性能源仅够人类使用三十年,世界上唯一的超级大国美国,也加速了对世界石油战略性地控制。2005年内,能源危机依然困扰各国,中国的能源现状也不容乐观。在2004年,全国电荒、煤荒集中爆发,半年多时间内,全国27个省遭遇电荒,国家电网拉闸限电80多万次。能源紧张已严重影响国家经济命脉。

我国建筑能耗占总能耗的比率居高不下,这使我国建筑节能的任务迫在眉捷。在中国430多亿平方米的建筑中,99%是高能耗建筑,这超过400亿平方米的高能耗建筑,单位建筑面积能耗是发达国家的二到三倍。在这一数字背后,更为严峻的是,我国每年新建房屋20亿平方米,但95%却是高能耗建筑,这已成为我国城市可持续发展的最大难题之一,对社会造成了沉重的能源负担和严重的环境污染。在环境总体污染中,与建筑有关的空气污染、光污染、电磁污染等就占了34%,建筑垃圾占人类活动产生垃圾总量的40%。根据中国建设部的测算,如果不推行建筑节能或绿色建筑,到2020年,中国建筑的能耗要达到11亿吨标准煤,也就是现在我们建筑消耗能源的3倍以上,中国在那个时候就会成为碳排放量最大的国家。因此国家建设部副部长仇保兴表示,中国要走可持续发展道路,发展节能与绿色建筑刻不容缓。

其实要达到节能标准(比如60%)的建筑造价并不高。节能建筑的成本只是在原来建筑的造价基础上再增加5至7个百分点,而且增加的造价预计在5年到8年的时间内就可以收回。它给人们提供的室内环境是完全不一样,它对外部环境的影响也有很大不同。相比高能耗建筑,虽然前期造价成本略低,但是长达50年的能源消耗已经远远超过前期节省的成本费用,甚至中途还会因为能源经营问题而导致停用,如国内一些80年代的写字楼已出现这种情况,造成社会资源的浪费。

不久前,中国公共建筑节能标准已获专家审查通过,并已于2005年上半年实施。我国目前已经编制了绿色建筑技术导则,并已在2005年。国家建设部负责人在2005年2月新闻会上说,中国将对建筑实施强制节能标准,并建立绿色建筑与节能建筑的税收和收费优惠制度,以实现在2020年新建建筑节能65%的目标。不执行节能标准的建筑设计施工单位,将受到处罚甚至被清除出建筑市场,这些都加快了节能建筑时代的到来。

二、目前节能措施介绍

通过对国际生态节能技术的跟踪总结与研究,现阶段大致有18项高科技节能技术,其中最重要的8项技术分别为:

①建筑群整体布局设计考虑生态节能,环境效益。在建筑的选址、朝向、布局、形态等方面,结合当地气候特征和生态环境,合理布置建筑朝向和楼距,充分利用自然通风和天然采光。

②建筑外墙采用智能呼吸式幕墙,达到自然通风采光。在夏季制冷上,利用智能遮阳技术减少建筑的能耗。建筑应采用外置遮阳,高层建筑无法外置遮阳时,最有效的办法就是设置双层玻璃幕墙,在双层玻璃幕墙中间的部分设置活动遮阳,根据需要调控,对太阳入射的角度,不同光的强度和太阳辐射的强度进行调节。同时双层玻璃幕墙还可以在刮风、下雨等比较恶劣天气中,实现自然通风。

③采用高效保温隔热玻璃及智能遮阳调光装置,控制能量平衡。采用高效保温外墙体系,精心推敲细部设计,用现代构造技术与材料,达到高标准的住宅护结构保温隔热性能,消除冷桥。此外还增加高效屋面与金属屋面技术,应用钢结构体系,注重高效门窗系统的选用与构造技术。使用高性能玻璃,高性能的玻璃产品比普通中室玻璃的保温隔热性能高一倍到几倍,如单面镀膜Low-e中空玻璃,其导热系数约为1.7w/m2k,保温隔热性能比普通中空玻璃就提高一倍。

④混凝土楼板辐射制冷采暖技术。该系统优点是无噪声、无风感、设备负荷小,工作原理是辐射而不是对流,它靠大面积楼板接近人体舒适温度的辐射来调整室内温度,使人感觉非常舒适。

⑤活性能量建筑基础技术。这项技术基本原理就是在建筑基础施工过程中将工程塑料管埋入地下,形成封闭式循环系统,用水作为载体,夏季将建筑物中的热量转移到土壤中,冬季从土壤中提取能量。它实际上是用地下的热量和能量控制室内的温度,减少建筑能耗。

⑥置换式新风系统与分散式外墙新风装置。进风装置设在固定外侧幕墙的竖框之内,每一竖框内侧左右各设22个直径60mm的圆形进风口,相当于每一窗扇单元有0.12m2的进风面积。进风口内侧有特殊合成材料制成的防鸟网。出风口设在位于楼顶高度的水平方向百叶之中,高度450mm铝合金百叶倾斜角37°,可以有效地防止雨水进入幕墙内侧。

⑦双层架空地面技术系统,综合解决强电、弱电、通讯等的布线及新风。它是随着现代化通讯以及空调技术发展应运而生的一种建筑技术体系,它一方面能够减少管道投资,另一方面可以提供非常舒适的环境。

⑧太阳能光伏发电以及电能高效存储利用系统。太阳能是一种取之不尽、对环境无污染的可再生能源,可利用量巨大。太阳能光伏发电就是利用光电转换直接把太阳能转换为电能。从近几年的发展来看,太阳能光伏发电技术进展较快,被认为是本世纪最有希望得到工业规模应用的可再生能源利用技术之一。

三、节能设计

要达到一流的生态节能设计,首先需求的是各专业设计的整合。国际上新型的建筑节能设计,需要在方案阶段,从建筑结构、空间构成、立面构造以及防火排烟等进行综合统筹考虑,以达到理想的效果和节约投资。这也要求建筑师不仅仅应会做建筑设计,更要对节能、生态方面的理念以及相应的技术、设备和材料有充分的了解,甚至建筑师应该兼具环境工程师、智能工程师的基本知识和最新信息。从成本来看,节能建筑和绿色建筑将在原来建筑总造价基础上再加5%左右的增量成本,长期来看,此成本还将随建筑规模不断扩大而逐渐下降。值得注意的是,在住宅设计上,应根据具体条件选用生态节能技术和设计理念,实现各种技术体系相互之间的有效配合,达到最优效果,而不是盲目追求先进技术。

四、节能案例分析

案例:2004年竣工的上海生态建筑示范楼作为上海市科委重大科研攻关项目"生态建筑关键技术研究及系统集成"成果之一,它位于上海市建筑科学研究院科技发展园区内。该生态建筑示范楼的研究和建设由上海市建筑科学研究院总体负责。

生态建筑示范楼采用了四种外墙外保温体系、三种遮阳系统、断热铝合金双玻中空LOW-E窗及阳光控制膜、自然通风系统、热湿独立控制的新型空调系统、太阳能空调和地板采暖系统、太阳能光伏发电并网技术、雨污水处理回用技术、再生骨料混凝土技术、室内环境智能调控系统、绿化配置技术、景观水域生态保持和生态修复系统、同层排水、环保型装饰装修材料等众多新技术和新产品,通过建筑一体化匹配设计和应用,形成了自然通风、超低能耗、天然采光、健康空调、再生能源、绿色建材、智能控制、资源回用、生态绿化、舒适环境等技术特点。多种生态技术的应用使得生态建筑示范楼的综合能耗为同类建筑的1/4,再生能源利用率占建筑使用能耗的20%,再生资源利用率达到60%,室内环境达到健康、舒适指标,体现了生态建筑"节约资源、节省资源、保护环境、以人为本"的基本理念。

结语

综上所述,中国未来的建筑必然是高科技节能建筑为主导,这是由国际环境及中国能源危机的现状决定的。所以只有顺应建筑节能大潮,实现节能建筑的社会和经济效益双赢,才是我们今后走的必然之路。