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論文摘要:分析了我國北方農村地區(qū)建筑現(xiàn)狀,針對農村建筑的特點,提出一些建筑節(jié)能設計措施以及能源綜合利用方式。強調農村建筑規(guī)劃體系建立和建筑節(jié)能的管理,以期為北方廣大農村農民提供一個健康、舒適的節(jié)能建筑。
隨著現(xiàn)代化建設的發(fā)展,我國農民的生活水平不斷的提高,他們對自己的居住條件的要求也越來越高。長期以來,我國北方農村地區(qū)建筑特點是占地多,建造技術水平低,缺乏科學性,甚至是忽視最基本的建筑熱工性能和舒適性要求,特別是缺乏統(tǒng)一的建筑規(guī)劃,能源利用率低,導致其建筑土地利用率低,保溫隔熱性能差,能耗大,舒適度低。因此,為了提高農民生活質量,應以改善居住條件為重點,科學制定農村建筑規(guī)劃體系,因地制宜地在廣大北方農村地區(qū)推廣建筑節(jié)能技術,發(fā)展節(jié)能建筑。
1農村建筑節(jié)能設計
1.1 北方農村建筑現(xiàn)狀分析
我國北方地區(qū)農村建筑要適應日常居住生活和農副業(yè)生產的雙重需要,居民建筑類型大多為單戶、雙戶以及多戶并聯(lián)的建筑類型。長期以來,我國農村建筑大多為個人建造,農民隨意建設,農村建筑缺乏規(guī)劃和設計,造成建筑的功能劃分不合理,用地浪費。在房屋建設的過程中,由于技術和施工條件的限制以及經濟條件的制約,農民建房時多選用一些落后的建材,圍護結構的設計仍采用傳統(tǒng)的做法,致使其建筑能耗大,不利于節(jié)能。
1.2 建筑規(guī)劃布局
我國北方農村大多地區(qū)冬季寒冷,夏季炎熱。建筑規(guī)劃選址中應充分利用當?shù)氐淖匀坏乩韮?yōu)勢,根據當?shù)氐臍夂蛱攸c,合理地安排建筑與周圍環(huán)境因素之間的關系。在建筑平面的布局時,要充分考慮當?shù)剞r民的生活習慣,合理地安排建筑物功能分區(qū)。
1.2.1建筑選址應避免在山谷、溝底等區(qū)域,這主要考慮冬季氣流在這些區(qū)域里形成對建筑物的“霜洞”效應,會使其能耗增加。建筑朝向應根據當?shù)氐牡乩項l件和氣候條件,選擇最有利的自然采光和通風的區(qū)域,注意冬季防風和夏季有效利用自然通風,減少能耗。
1.2.2建筑類型上應多采用兩戶或多戶并聯(lián)的布置形式,減少建筑體系系數(shù),有利于降低建筑能耗。
1.2.3根據當?shù)剞r民生活習慣,將居住建筑和農副業(yè)生產用房進行合理的劃分。例如將臥室、大堂宜布置在南向,飼養(yǎng)室、農副產品加工室宜布置在北向。
1.2.4規(guī)劃中應注重綠化環(huán)境。綠化可以改善建筑群體的氣候條件,可以調節(jié)氣溫、降低溫室效應、隔熱遮陽、減少噪聲,是優(yōu)化建筑室內環(huán)境、減少建筑能耗的有效措施。
1.3 建筑圍護結構節(jié)能設計
1.3.1 外墻
外墻散失的熱量約占整個圍護結構總能耗的25~28%,因此應在寒冷地區(qū)的北方農村建筑外墻設計中應采用外墻外保溫。依據當?shù)匾延械脑牧?,合理選擇建筑外墻材料,推廣使用空心磚或混凝土空心小砌塊等節(jié)能磚。同時在建造時靈活選取構造措施,利用農村地區(qū)容易獲得的材料(稻殼,麥秸等)作為外墻保溫材料,使外墻獲得良好的隔熱效果。
1.3.2 屋面與地面
北方地區(qū)農村建筑屋面散熱量占總散熱量的15%左右,地面約為6%。在屋面建造時應采用坡屋頂,設置架空層或平屋頂,設置吊頂層。選用導熱系數(shù)小,吸水率低,易于就地取材的保溫材料。重視地面保溫,在地面墊層下鋪設廉價的爐渣等其他保溫材料,并注意地面防潮設計,減少地面散熱量。
1.3.3 門與外窗
長期以來,北方農村建筑的門窗建造較為簡陋,大部分為單層,而且密封性較差。外窗的熱損失量,約占整個房屋的30%。為了減少外窗的熱損失,在滿足自然通風和采光的要求下,減少窗墻比,應采用雙層窗或單框雙玻璃窗,增強其密封性,以此來提高窗的總熱阻。外門應采用雙層,若采用單層應作保溫處理,提高外門的隔熱性能。尺寸較大的門窗應在室內加裝門窗簾,也有利于減少門窗的熱損失。
2能源的綜合開發(fā)與應用
2.1 太陽能開發(fā)與應用
北方農村地區(qū)有著豐富的太陽能資源,建造太陽能綜合利用建筑,在屋頂放置太陽能利用設備可提供生活熱水、采暖系統(tǒng)以及照明等綜合應用。特別是近年來太陽能低溫地板輻射采暖系統(tǒng)的應用,適合應用在無集中供暖的農村建筑。在過渡季節(jié),利用太陽能熱水還可以強化自然通風。
2.2沼氣開發(fā)與應用
沼氣是一種清潔的可再生能源。在北方廣大農村地區(qū)各種農作物的秸稈,牲畜的糞便等都可以作為產生沼氣的原料。沼氣不僅用來解決農村燃料缺乏問題,也可以應用沼氣進行采暖和照明等綜合利用。另外沼液和沼渣可以作為有機肥料,施在農田和果園里。沼氣建設與種養(yǎng)殖業(yè)結合,通過資源的優(yōu)化配置,延伸了經濟鏈,使能源得到有效的循環(huán)利用。目前我國農村大多采用單戶的沼氣建設,受技術條件的限制經常沼氣產量不足,而且安全性較差。建議采用多戶集中建造高效的沼氣設施,集中管理,有效利用資源,這樣能使沼氣設施能源利用率高,便于為廣大農民提供高效、潔凈、安全的沼氣能源。
2.3 其他能源的開發(fā)與應用
我國有著豐富的淺層地熱能源,在北方農村地區(qū)可以開發(fā)利用當?shù)氐牡責豳Y源,為集中規(guī)劃建造的村鎮(zhèn)建筑群提供熱源,宜于集中熱水供應和采暖設施建造,從而節(jié)約燃料的使用。在北方農村的一些地區(qū)風能資源也較為豐富,利用其建造風力發(fā)電,供應日常的生活和照明用電,既方便又廉價,節(jié)約用電。
3農村建筑節(jié)能管理
農村建筑的節(jié)能不僅僅是在體現(xiàn)在節(jié)能設計,節(jié)能管理也是很重要的一方面。建立健全建筑節(jié)能管理機制,是落實建筑節(jié)能規(guī)劃設計的前提。首先,在新建農村建筑時應注重改變觀念,統(tǒng)一規(guī)劃建設,進行初期的建筑項目可行性論證報告以及綜合利用能源的可行性方案設計。要按照節(jié)能設計和規(guī)范進行建造,加強節(jié)能設計,充分利用當?shù)匾子谌〉玫牧畠r又節(jié)能的建筑材料。其次,在建筑建成后注重農民節(jié)能意識培養(yǎng),統(tǒng)一管理一些集中的公用能源設施,例如集中的沼氣設施或采暖系統(tǒng)。
4結束語
目前,在我國北方農村地區(qū)由于經濟條件的制約,多數(shù)農村建筑未能使用節(jié)能設計,這就需要國家和當?shù)卣峁┱吆徒洕С郑_發(fā)出適合在農村地區(qū)的廉價節(jié)能的建筑材料和能源利用設備,樹立可持續(xù)發(fā)展觀念,建立農村建筑規(guī)劃管理體系,在農村地區(qū)大力推廣節(jié)能建筑,為廣大農民創(chuàng)造一個健康、舒適的居住環(huán)境。
參考文獻:
[1] 牛明成,谷延霞,韓璐.新農村住宅節(jié)能研究[J].山西建筑,2007,33(22):238-239.
[論文關鍵詞] 建筑節(jié)能 方法 對策
[論文摘要] 我國建筑耗能高,能源利用效率低,制約經濟的發(fā)展。如何做好建筑能工作是擺在廣大建筑行業(yè)工作者面前的迫切任務,本文從我國建筑節(jié)能現(xiàn)狀入手,分析了建筑節(jié)能存在的問題及我國節(jié)能建筑發(fā)展緩慢的原因,提出了建筑節(jié)能的方法及節(jié)能對策。為建筑節(jié)能提供了理論和實踐參考。
一、我國建筑節(jié)能現(xiàn)狀
目前,建筑耗能已與工業(yè)耗能、交通耗能并列,成為我國能源消耗的三大“耗能大戶”。尤其是建筑耗能伴隨著建筑總量的不斷攀升和居住舒適度的提升,呈急劇上揚趨勢。我國建筑不僅耗能高,而且能源利用效率很低,單位建筑能耗比同等氣候條件下國家高出2倍~3倍。僅以建筑供暖為例,北京市在執(zhí)行建筑節(jié)能設計前一個采暖期的平均能耗為32瓦/平方米,執(zhí)行節(jié)能標準后,一個采暖期平均為21瓦/平方米,而相同氣候條件的芬蘭一個采暖期的平均能耗僅為11瓦/平方米,因建筑能耗高,僅北方采暖地區(qū)每年就多耗煤1800萬噸,直接經濟損失達70億元,我國現(xiàn)階段城市房屋建筑中普遍存在圍護結構保溫隔熱性和氣密性差,供熱空調系統(tǒng)效率低下等問題,以占我國城市建筑總面積約60%的住宅建筑為例,采暖地區(qū)城鎮(zhèn)住宅面積約有40億平方米,2000年采暖季平均能耗約為25kg煤/平方米,如果在現(xiàn)有基礎上實現(xiàn)50%的節(jié)能,則每年大約可節(jié)省0.5億噸煤。2006年底,全國政協(xié)調研組就建筑節(jié)能問題提交的調研數(shù)據顯示:按目前的趨勢發(fā)展,到2020年我國建筑能耗將達到10.9億噸標準煤。建筑節(jié)能要求十分緊迫。
二、建筑節(jié)能存在問題
1.我國建筑能耗高,制約經濟發(fā)展。建筑能耗約占社會總能耗的三分之一,我國建筑能耗的總量逐年上升,在全社會總能耗中所占的比例已從上世紀70年代末的10%,上升到近年的30%,而這“30%”還僅僅是建筑物在建造和使用過程中消耗的能源比例,如果再加上建材生產過程中耗掉的能源(占全社會總能耗的16.7%),和建筑相關的能耗將占到社會總能耗的46.7%。而國際上發(fā)達國家的建筑能耗一般占全國總能耗的35%左右,以此推斷,隨著城市化進程的加快和人民生活質量的改善,我國建筑耗能比重最終還將上升到35%左右,建筑耗能已成為我國經濟發(fā)展的軟肋。
2.高耗能建筑比例大,加劇能源危機。現(xiàn)在我國每年新建房屋20億平方米中,99%以上是高能耗建筑;而既有的約430億平方米建筑中,只有4%采取了能源效率措施,單位建筑面積采暖能耗為發(fā)達國家新建建筑的3倍以上。根據測算,如果不采取有力措施,到2020年中國建筑能耗將是現(xiàn)在3倍以上,潛伏巨大能源危機。
3.我國建筑節(jié)能狀況落后,亟待改善,上世紀70年達國家開始致力于研究和推行建筑節(jié)能技術,而我國卻忽視了這一環(huán)節(jié),例如,我國建筑外墻的傳熱系數(shù)是發(fā)達國家建筑外墻傳熱系數(shù)的3倍~5倍,外窗傳熱系數(shù)是2倍~3倍,屋面?zhèn)鳠嵯禂?shù)是3倍~6倍,因此在這一環(huán)節(jié)上,我國與發(fā)達國家存在較大差別。
三、我國建筑節(jié)能發(fā)展緩慢的原因分析
多年來,我國開展了相當規(guī)模的建筑節(jié)能工作,主要采取先易后難,先城市后農村,先新建后改進,先住宅后公建,從北向南逐步推進的策略,但是到目前為止,建筑節(jié)能仍然在試點,示范層面上,原因如下:
1.建筑節(jié)能開發(fā)建設成本高,初期投資比較大,國家沒有鼓勵政策。開發(fā)商在建筑節(jié)能投入上積極性不高。
2.設計人員對節(jié)能建筑設計和施工技術尚未系統(tǒng)化、標準化、相關規(guī)范不健全,建筑從業(yè)人員的節(jié)能意識淡薄。
3.政府部門對建筑節(jié)能工作的重要性和緊迫性認識不足,組織管理不力,法規(guī)配套不全。
4.建筑節(jié)能材料,工藝技術發(fā)展緩慢。
5.國家對建筑節(jié)能的規(guī)范還沒有列入強制執(zhí)行的范疇。
6.建筑節(jié)能的政策支持不夠。
四、建筑節(jié)能的方法
1.墻體保溫。墻體保溫分為外保溫和內保溫,保溫材料可以用聚苯板或膠粉聚苯顆粒。目前較成熟的外墻外保溫技術主要有外掛式外保溫、聚苯板與墻體一次澆注成型、聚苯顆粒保溫料漿外墻外保溫等。節(jié)能保溫墻體技術中還有將墻體做成夾層,把珍珠巖、木屑、礦棉、玻璃棉、聚苯乙烯泡沫塑料、聚氨酯泡沫塑料(也可現(xiàn)場發(fā)泡)等填入夾層中,形成保溫層。
2.外墻門窗保溫。一般情況下,建筑物的熱交換,70%通過門窗,30%通過墻體和屋面?,F(xiàn)在居室使用的門窗有單層和雙層,雙層保溫隔音效果好于單層門窗材料。有木門窗、鋼門窗、鋁合金門窗,塑鋼門窗,木門窗很少用在外墻上,塑鋼木門窗熱傳導效果明顯好于鋁合金和鋼門窗。玻璃安裝有單層和雙層玻璃,有一般3mm或5mm普通玻璃、藍寶石玻璃、雷射玻璃、中空鍍膜玻璃等,在隔聲、隔熱、節(jié)能、減少室內溫差,提高采光性方面,中空鍍膜玻璃效果最佳。中空玻璃在國外建筑物中已得到普遍應用。
3.地板、屋頂保溫。選擇地板、屋頂保溫材料的同時,增加地板、屋頂保溫層厚度可以提高保溫隔音效果。
4.改變建筑設計布局,提高建筑節(jié)能效果。設計應從建筑選址、分區(qū)、建筑和道路布局走向,建筑方位朝向、建筑體型、建筑間距、冬季季風主導方向、太陽輻射、建筑外部空間環(huán)境構成等方面進行研究。如設計住宅小區(qū)時,在總建筑面積不變的情況下,低密度、高容積率對節(jié)能有利,要選擇在采光、通風條件比較好的地段進行建設,建筑物還應有良好的朝向。設計時還應注意窗墻面積比、遮陽效果、及房間的朝向。設計達到布局合理,有利于提高建筑節(jié)能效果。
5.太陽能源與建筑有機結合。現(xiàn)在的建筑設計中建筑師大都考慮的是建筑的造型、美觀、適用及與周圍的環(huán)境協(xié)調,面對建筑的耗能與節(jié)能卻考慮較少。而在現(xiàn)代住宅建筑中要求設計人員的設計要體現(xiàn)“四性”:即可負擔性(盡量降低造價,讓老百姓買得起);可居住性(居住安全、舒適、健康);可適應性(可滿足日常生活及將來的變化);可持續(xù)性(實現(xiàn)資源消耗最低,再生資源最多)。而太陽能源是最好的可持續(xù)利用的再生能源,從長遠來看,比燃氣、電器具有更安全、清潔、價格便宜的優(yōu)勢。太陽能源取之不盡,在設計中增設太陽能設施,建筑成本增加少,但節(jié)能效果很好。
但是,目前太陽能源在建筑中的利用率還很少,即使常年日照多的地區(qū)大多也只是在屋頂上安裝一些太陽能熱水器來滿足家庭熱水的需要,而利用太陽能源來照明、取暖,制冷就更少。所以太陽能應用技術應該作為一項專業(yè)技術進入到工程設計的范疇,這樣就可以從一開始的設計規(guī)劃中占有一席之地,從而進入并跟蹤整個設計全過程,在與相關專業(yè)的配合過程中,完成自己的專業(yè)設計,使太陽能就像其他建筑部件、構件一樣,最終也會成為建筑的一個部件,真正體現(xiàn)出建筑與太陽能工程的一體化,使建筑與太陽能的有機結合及能源的節(jié)約從建筑的最初設計開始做起。
太陽能建筑一體化技術已成為一項新興而熱門的技術,它是實現(xiàn)建筑與能源可持續(xù)發(fā)展的必然產物,是太陽能應用領域擴展的需要。把太陽能同建筑結合起來,把幾千年來房屋只是人類居住、遮風擋雨、避寒暑的簡單場所發(fā)展成具有獨立能源、自我循環(huán)式的新型建筑,這也是人類進步和社會、科學技術發(fā)展的必然。
6.建筑采暖實行分戶計量收費。實施建筑采暖計量收費是由過去的按面積收費轉向按用熱量收費的制度改革,是節(jié)約能源,提高住戶用熱的舒適度,改善大氣質量和生態(tài)環(huán)境的重要途徑。20世紀70年代,西歐和北歐等國家為了應對世界范圍的能源危機,在建筑采暖用能方面采取了提高建筑的保溫性能以降低能耗,推行按熱計量收費的制度以節(jié)約能源的措施。90年代原蘇聯(lián)解體后,東歐國家隨著政治經濟體制的變化,在引進西歐、北歐先進供熱技術的同時,也開始進行收費制度的改革,由原來的包費制改為按計量收費。這些國家的經驗都說明,采用按熱量計量收費后,可節(jié)約能源20%~30%。我國自20世紀80年代末90年代初,特別是最近幾年,一些供熱企業(yè)就已開始旨在改進供熱二次系統(tǒng),實現(xiàn)按熱計量收費的研究和試驗,以節(jié)約能源,減輕大氣污染,促進供熱行業(yè)面向市場經濟。遵循市場經濟規(guī)律,把熱作為商品,由用戶自行調節(jié)控制和使用,并按實際使用熱量合理收費,才能充分調動供熱和用熱雙方的積極性,并對節(jié)約能源起到促進作用,因此,實行分戶供暖,按實際熱計量進行收費已經勢在必行。
7.推廣使用節(jié)能燈,推行“綠色照明”工程也是建筑節(jié)能的重要內容。家用小功率的高效節(jié)能燈具,其發(fā)光效率比普通白熾燈高4倍以上,使用壽命長5倍至10倍,節(jié)電效率達70%~80%。
五、我國建筑節(jié)能發(fā)展對策
1.各級政府要提高認識,轉變職能,把建筑節(jié)能列入國家和各省市,決策層的重要議程。建筑節(jié)能必須首先由政府主導,由國家通過法律強制實施,這一點已經被發(fā)達國家的實踐所證明。 據建設部科技司副司長武涌透露,建設部目前正在完善建筑節(jié)能體制、機制、法制的建設,并將出臺經濟激勵政策。
2.各省市組建建筑節(jié)能、設計研究領導機構。各地建設局,有關單位組建市建筑節(jié)能領導小組,負責推廣建筑節(jié)能的方法,組織協(xié)調和監(jiān)督管理。
3.各省市制定經濟扶持政策,加大對建筑節(jié)能資金投入,建立完善建筑節(jié)能的經濟激勵政策,鼓勵建設節(jié)能工程。以實現(xiàn)在2020年新建建筑節(jié)能65%的目標,不執(zhí)行節(jié)能標準的建筑設計、施工單位將受到不同程度的處罰。
首先,政府應提供必要的啟動經費支持建筑節(jié)能項目的推廣;對高能耗的建筑制定相應的處罰措施,包括新建筑不準開工,已有建筑分段能耗收費(高出行業(yè)標準一定范圍后的能耗采用高收費)等;對節(jié)能建筑采取獎勵措施,包括可再生能源使用中的優(yōu)惠政策,轉移高峰用電的優(yōu)惠政策,節(jié)能建筑星級標準(對能耗少的節(jié)能建筑發(fā)放星級標識)等。設立建筑節(jié)能監(jiān)察辦公室,對新建建筑和已有建筑進行能耗評估,對于高能耗建筑不予審批或限期整改。由于大量建筑在規(guī)劃和設計階段就注定是高能耗建筑,因此在建筑的規(guī)劃審批時應加強建筑節(jié)能內容。同時應在建筑設計、實施和運行的各個階段定期監(jiān)測建筑的能耗情況,逐步縮小高能耗建筑的存在空間。
其次是建立住宅建筑能耗標準星級制度,積極推動供熱收費體制改革試點,用市場方式催生更多的節(jié)能住宅建筑。根據對住宅建筑能耗的評估結果,用能耗星級標準將建筑節(jié)能的效果直觀地告訴住宅消費者,引導大眾消費節(jié)能的住宅建筑,從而推動節(jié)能住宅建筑的市場化運作。建立不同類型商業(yè)建筑能耗標準星級制度,積極推廣各種節(jié)能技術,降低商業(yè)建筑的能耗。
4.各地區(qū)積極推廣和使用新型建筑節(jié)能材料,大力宣傳建筑節(jié)能的主要意義,廣泛宣傳“設計標準”。
5.新建和改建建筑節(jié)能工程,各級政府應通過公開招標方式選擇有實力、有經驗的企業(yè)作為重點節(jié)能工程承包商,搞好節(jié)能建筑合同管理,保證節(jié)能建筑按合同完成,同時保證節(jié)能改造承包商應得利益。
參考文獻:
[1]鄭瓊茹.蹭耀輝探究太陽能源與建筑有機結合和合理利用.[J].四川建筑,2004年5期
關鍵詞:建筑節(jié)能;墻體自保溫;復合保溫砌塊;加氣混凝土
中圖分類號:TE08文獻標識碼: A 文章編號:
隨著我國經濟發(fā)展,新農村建筑迫切需要結合各地區(qū)解決:新農村新材料和節(jié)材節(jié)能技術、社區(qū)規(guī)劃、農村住宅設計及新材料、能源和資源高效利用、節(jié)水和給排水、農村生態(tài)修復、農產品加工保鮮、種植、養(yǎng)殖等問題。
目前在新農村建筑中,建筑節(jié)能護墻體的保溫隔熱主要采用外墻外保溫技術,該技術具有質量輕、保溫隔熱效果好、適用范圍廣、可基本消除熱橋等優(yōu)點,在國內外廣泛應用,特別在寒冷和嚴寒地區(qū)應用更能顯示其優(yōu)越性,但其保溫層一般采用有機或含有機成分的高效絕熱材料,通過粘貼、噴涂、粉刷等工藝,與墻基體連接成整體,表面抗裂保護層較薄,耐火性、耐久性、耐沖擊較差(使用壽命大約25年,不能與建筑物同步)另外,綜合成本高、施工工序復雜、質量控制較難保護層開裂、空鼓、滲水、保溫層脫落時有發(fā)生,特別是對外貼飾面磚的系統(tǒng),常引起人們的擔心。節(jié)能建筑自保溫墻體是指不通過內、外保溫技術,其自身的熱工作指標達到現(xiàn)行國家和地方節(jié)能建筑標準要求的墻體結構。節(jié)能建筑墻體自保溫技術與其他墻體保溫技術比較,具有與建筑同壽命、降低造價、施工方便、便于維修改造、安全等優(yōu)點;利于降低能源消耗、減少環(huán)境污染、促進節(jié)能減排、實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展,發(fā)展前景廣闊。我國夏熱冬冷地區(qū)兼顧冬季保溫圍護結構中墻體節(jié)能的貢獻率相對有限;節(jié)能設計對圍護結構墻體的要求是:一定的熱阻、較大的衰減值和延遲時間、外表面淺色飾面等,自保溫墻體技術較容易達到這些要求。因此,自保溫墻體技術在夏熱冬冷地區(qū)具有廣闊的應用前景。
1常用的自保溫材料
目前國內自保溫墻體技術主要是指采用輕集料砌塊、復合保溫砌塊、輕質砂加氣混凝土砌塊、加氣混凝土板、頁巖模數(shù)多孔磚、江湖淤泥燒結磚等自保溫材料的墻體保溫技術。輕集料砌塊指采用浮石、火山渣、煤渣、自然煤矸石、陶粒等輕集料制成的混凝土小型空心砌塊,輕集料原材料須根據當?shù)氐馁Y源有選擇地加以采用,其應用受當?shù)刭Y源條件限制。頁巖模數(shù)多孔磚是以頁巖為主要材料經高真空度擠出成型和高溫焙燒而成的高孔洞率的節(jié)能型燒受當?shù)仨搸r資源條件限制,推廣應用范圍有限。復合保溫砌塊、輕質砂加氣混凝土砌塊和江湖淤泥燒結磚則一般不受當?shù)刭Y源條件限制。
2自保溫墻體技術優(yōu)點
自保溫墻體技術與外墻外保溫技術相比具有以下優(yōu)點:
(1)具有良好的耐侯性、耐久性。
自保溫墻體本身就是作為建筑物的結構構件或與建筑物主體結構連成主體的填充墻體,各組成材料大部分為無機材料,不易老化,耐侯性、耐久性好,與建筑物同壽命,設計壽命可以是建筑物的設計基準期。
(2)防火性能、抗沖擊性佳,系統(tǒng)安全、可靠。
自保溫墻體主要組成材料砌塊、燒結磚、砌筑砂漿等大部分由無機不燃材料構成,防火性能佳。自保溫墻體既是基層墻體,又是保溫構件,抗沖擊性能佳;外貼飾面磚、掛石材和傳統(tǒng)的做法一樣,不受建筑物高度等限制,安全可靠。
(3)具有良好的隔熱性能。
自保溫墻體熱惰性指標一般都較大,墻體具有較大的衰減值和延遲時間,具有較好的隔熱性能,特別適用于夏熱冬冷地區(qū)和夏熱冬暖地區(qū)。
(4)綠色、環(huán)保。
自保溫墻體主要無機材料在生產、運輸和使用過程中不產生任何污染,生產能耗和使用能耗都很低,產品不含有害、放射性物質,綠色、環(huán)保?;炷疗鰤K、江湖淤泥燒結磚等還可以大量采用粉煤灰等廢渣、江湖淤泥、污泥等原料,充分利廢,節(jié)能、節(jié)地、環(huán)保、實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。
(5)施工便捷。
自保溫墻體中,磚、砌塊類墻體主要施工工藝為砌筑工藝,板材類主要施工工藝為安裝工藝,不存在粘貼、噴涂等工藝,施工工藝簡單,施工方便、快捷,易于掌握。
(6)綜合經濟性較好。
自保溫墻體雖然比普通的砌筑墻體成本要高一些,但省去了外墻外保溫系統(tǒng)的成本費用,綜合成本比外墻外保溫系統(tǒng)更有優(yōu)勢。砌塊類的自保溫墻體可以有效的減輕建筑物的自重,減少基礎和結構投入降低施工時的勞動強度,減少建筑物綜合造價。另外,白保溫墻體與建筑物同壽命,在建筑物全壽命周期內無需再增加費用進行維修、改造,可最大限度地節(jié)約資源、費用。
其中發(fā)泡水泥是使用專用發(fā)泡劑與水按一定的比例混合,經機械攪拌或與空氣強制混合后,產生大量氣泡,再與水泥漿等物料進行混合,形成一種保溫性好、強度高的低密度材料。發(fā)泡水泥在制作中可摻入固體粉煤灰、爐渣、聚苯顆粒等材料,從而改善自身的物理性能。在容重每立方米為500kg的情況下,發(fā)泡水泥的導熱系數(shù)一般為≤0.09W/m•K,實際生產中,容量一般控制在每立方米400kg左右,導熱系數(shù)約為0.085W/m•K。在容重一定情況下,其強度隨水泥標號及摻和料數(shù)量的變化而變化。在不摻任何混合料的情況下,選用標號為52.5的水泥,在容重不足每立方米300kg的情況下,每立方米抗壓強度可達3MPa以上。其優(yōu)良的性能由此可見一斑。與加氣砼相比,發(fā)泡水泥之所以有如此優(yōu)良的性能,取決于與加氣砼發(fā)泡機理不同。加氣砼的氣泡不規(guī)則,大小不均,離散。而發(fā)泡水泥的氣泡周圍均掛滿了水泥漿,形成了一層光滑的水泥漿壁,使光滑、獨立、均勻、密集的氣泡群結合在一起,構成了具有一定特性的發(fā)泡水泥。若用發(fā)泡水泥砌塊作為外墻體材料,其導熱系數(shù)按0.1W/m•K計算,在厚度不足300mm的情況下,用于寒冷地區(qū)作為墻體自保溫體系是完全可以達到節(jié)能65%標準的。由此可見,因地制宜,采用墻體自保溫體系是可行的,也是合理的。尤其是在廣大的城鎮(zhèn)、農村,應大力推廣。問題是要研制出實際的節(jié)能自保溫墻體材料,杜絕偽劣產品充斥市場,使墻體自保溫體系健康有序發(fā)展。
(7)建筑質量通病少。
外墻外保溫系統(tǒng)施工質量較難控制,保護層開裂、空鼓、滲水、保溫層脫落、面磚脫落等質量通病時有發(fā)生,貼板類的保溫系統(tǒng)在施工中很容易引起火災,嚴重者威脅人的安全和工程的安全。自保溫墻體則不存在這些質量通病。
3夏熱冬冷地區(qū)新農村建筑中應用的關鍵技術問題
要在這些地區(qū)很好地應用,還得解決好幾個關鍵技術問題。
(1)熱橋處理。
熱橋在建筑物護結構墻體面積中占有一定的比例。熱橋在夏熱冬冷地區(qū)對暖通空調能耗有一定的影響,在較冷的天氣還容易結露,需采取措施進行處理。對外墻外保溫系統(tǒng),熱橋處理是很容易的。墻體自保溫系統(tǒng)與外保溫相比,熱橋較多,熱橋須采取適當?shù)拇胧┻M行處理。熱橋及“接縫”處理層應符合現(xiàn)行國家、行業(yè)、地方或企業(yè)標準和設計要求技術指標。對自保溫墻體,熱橋處理則有一定的困難,需要結合具體工程進行專門設計。
(2)配套材料。
自保溫墻體主要由保溫磚、砌塊砌筑而成,或由加氣混凝土板等自保溫材料拼裝而成。相關重要的配套材料有專用砌筑砂漿、連接件等。對砌筑類的自保溫墻體,普通的砌筑砂漿導熱系數(shù)大,用于砌筑自保溫墻體易在灰縫處形成大量的熱橋,從而降低了自保溫墻體的保溫隔熱效果,必須采用導熱系數(shù)小的配套專用砌筑砂漿。選用的配套材料須符合國家、地方現(xiàn)行建筑節(jié)能標準、規(guī)程、規(guī)定。
(3)裂縫防止。
砌筑類的自保溫墻體主要采用輕集料砌塊、復合保溫砌塊、輕質砂加氣混凝土砌塊、頁巖模數(shù)多孔磚、江湖淤泥燒結磚等新型墻材,砌塊類的墻體很容易發(fā)生開裂、滲水等質量通病;安裝類的自保溫墻體主要采用加氣混凝土板拼裝,板縫處很容易開裂、滲水。因此,必須采取有效的措施進行處理。
4 自保溫墻體技術在新農村建筑中發(fā)展存在的問題
(1)生產企業(yè)良莠不齊。
部分企業(yè)生產設備簡陋,技術力量薄弱,材料配方不合理,缺乏必要配套材料的生產,不能形成完整的系統(tǒng)供應能力,質量保證體系不健全。某些企業(yè)片面追求利潤最大化,不合理地壓縮生產成本。
(2)缺乏相應的技術標準。
如復合保溫砌塊生產企業(yè)很多,保溫砌塊做法也很多,但大多沒有相應的技術標準;設計人員無法參照標準進行選用。
(3)建設施工單位對墻體自保溫技術認識不夠。
某些施工單位根本不按正確的施工工藝流程操作。
(4)管理力度不足,質量監(jiān)控不到位。
監(jiān)理單位力度不夠,只注重產品檢測報告是否合格,對現(xiàn)場復檢工作及施工工序監(jiān)督不力。有的地方質檢部門沒有進行建筑節(jié)能實際效果檢測或節(jié)能的專項驗收。
5 結語
相對于傳統(tǒng)墻體,已有的自保溫砌塊墻體減少了傳熱積和熱橋的形成,其隔熱保溫性能優(yōu)良。而且與其它外墻保體系相比有許多優(yōu)點,但同時,我們也要看到其中存在的問題。在研究和發(fā)展新型墻體保溫砌塊時,要以理論為指導并結合墻體構造的特點和組成材料的性能及功能要求,從統(tǒng)一技術的層面,突出各地區(qū)特點。
參考文獻:
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關鍵詞:可再生能源;建筑能耗;潛力分析;情景分析法
1. 序言
根據2008年3月同志在《上海交通大學學報》上發(fā)表了學術論文《對中國能源問題的思考》分析,中國的人平均煤炭量只有世界平均煤炭量的32.8%,清楚展示了我國能源的緊張狀態(tài)。再者,隨著社會的發(fā)展和人們的生活質量提高,建筑能耗在過去十年的劇增,中國的建筑能耗已經占據了中國主要能源消費總量的27.6%。盡管《中國建筑節(jié)能年度發(fā)展研究報告 2012》,我國城鎮(zhèn)人口人均建筑能耗僅為美國全國人均建筑能耗的1/5,但由于人口基數(shù)大的原因,總建筑能耗量非常大。
2. 可再生能源在建筑中的主要應用形式
可再生能源包括生物質能、太陽能、水力能、風能、潮汐能、海浪能和地熱能。目前的開發(fā)技術,能將建筑設計與可再生能源技術結合起來的可再生能源有以下幾種技術類型:太陽能熱水器、太陽能屋頂光伏發(fā)電、地源熱泵、地下水源熱泵、空氣源熱泵、生物質能沼氣利用等。
2.1 太陽能
2.1.1 太陽能光熱
太陽能光熱技術作為當今可再生能源的主要應用形式。由集熱器來分,太陽能供熱系統(tǒng)有兩種基本形式,一種是平板型集熱器,一種是真空管集熱器。平板型集熱器常常采用傾斜式的安裝,從而更大限度地吸收太陽能。其加熱的溫度最高能達到35℃,能作為住宅熱水器的熱水預熱。真空管集熱器加熱的溫度比平板式集熱器的高,可以不需要輔助加熱,直接供應建筑熱水系統(tǒng)或是連接到蓄熱系統(tǒng),用夏天的熱量補充冬天的供熱需求。太陽能光熱技術主要應用于建筑的生活熱水系統(tǒng)和采暖制冷系統(tǒng),現(xiàn)今我國在農村和城鎮(zhèn)大力推廣戶用太陽能熱水器、太陽房和太陽灶。
2.1.2 太陽能光電
太陽能熱發(fā)電技術的也廣泛應用。我國的光伏發(fā)電制造產業(yè)已具有相對的國際競爭力,大大緩解了這個人口基數(shù)較大的國家的用電緊張狀況。光伏發(fā)電工程形式之一,在偏遠的地區(qū)建設較大規(guī)模的太陽能熱發(fā)電電站和太陽能光伏電站,或者是在公共設施配套安裝太陽能光伏發(fā)電的裝置,儲備好能量,供應于建筑需求。與獨立發(fā)電站不同的是,屋頂光伏發(fā)電是建筑用電自供自給的體現(xiàn),該光伏發(fā)電系統(tǒng)直接連入建筑的變電所,發(fā)電量優(yōu)先自給,多余量還可以連入公共電網并網發(fā)電。有效利用屋頂,不需要占用寶貴的土壤資源。系統(tǒng)在陽光照射下發(fā)電,并儲能起來用于舒緩建筑的用電高峰期。系統(tǒng)運作噪聲少,無污染,是一種“綠色”發(fā)電項目。
2.2 淺層地熱能
地熱能的開發(fā)成本較低于其他可再生能源,同時也不受制約于日晝和季節(jié)的變化,其產能利用率更達90%,成熟的熱泵技術使淺層地熱能得以采取和利用。
地源熱泵是一項相對成熟且廣泛應用的技術,能有效地減少二氧化碳的排放量,達到“節(jié)能減排”的作用。大地像一個天然的“能源庫”,通過熱泵系統(tǒng)可以開發(fā)地熱能對建筑物進行預熱或預冷,對建筑物供熱(冷)時,地下管循環(huán)水從大地抽取熱(冷)量,大大減少了常規(guī)能源的消耗。夏季,地源埋管系統(tǒng)抽取得到的冷量供應冷卻水,建筑用能高峰時加入輔助冷卻塔共同供應;冬季,地源埋管運送的熱能與太陽能系統(tǒng)共同承擔建筑的生活熱水熱負荷。
其次,地下水源熱泵也是很好地利用地下水的能量,為建筑物供能。夏季時,將室內的熱量轉移到地下水帶走或者利用地下水預冷、冷卻。冬季時,與鍋爐供熱比較,節(jié)能率達60%以上。再者,空氣源熱泵也變得越來越有效率。以空氣作為室外能源資源,在制冷時,空氣吸收建筑室內的熱量,然后被吹送到有制冷劑蒸發(fā)的盤管中帶走熱量,得到涼爽的空氣再次吹到建筑室內。在供暖時,室內的盤管相當于冷凝器;室外的是蒸發(fā)器,從室外的空氣抽取熱量。
2.3 生物質能
與建筑一體化的生物質能利用主要代表是以沼氣供應燃氣,沼氣是有機物質在厭氧條件下,經過微生物的發(fā)酵作用而生成的一種可燃氣體。為建筑物建設完善的沼氣供氣管網體系,以滿足建筑物的生活、取暖、炊事的供能需求。特別在農村地區(qū),充分利用農村秸稈、生活垃圾、畜禽養(yǎng)殖廢棄物等,發(fā)酵提煉沼氣,沼氣經處理后用于輸氣管網,推動沼氣工程的件數(shù)。
3. 可再生能源在建筑中的節(jié)能潛力預測分析
3.1 2010-2030年建筑能耗情景預測
根據《中國建筑節(jié)能年度發(fā)展研究報告 2008》,了從2000年~2010年的建筑能源消耗量的具體數(shù)據,整理數(shù)據(如表1)。中國的建筑能耗逐年遞增,按照已統(tǒng)計的數(shù)據,可以計算出從2001~2010年間中國建筑能耗的年平均增長率約為12.64%,這是近幾年現(xiàn)實的建筑能耗增長狀態(tài)。
《中國建筑節(jié)能年度發(fā)展研究報告 2012》提及到,按照我國能源的中長期規(guī)劃,2020年全國總能耗量應控制在42億tce以內,建筑能耗大約可維持在全國總能耗的20%~25%,也就是8~10億。若按照2020年建筑能耗約達10億噸標煤來計算2010~2030年間的建筑能耗年增長率,得出值為0.9%,這是一種理想的建筑能耗增長狀態(tài)。
隨著社會機制的發(fā)展和社會進步,2010~2030年期間,國家開始越來越重視建筑節(jié)能工作,出臺了一些相應的法律法規(guī)和經濟激勵機制;政府有關部門也加大力度控制公共建筑面積;科學技術的提高,使建筑設備的使用效率得以提高;社會上形成了成熟的節(jié)約型能源消費生活方式等因素,使得建筑能耗的增長速度有所緩慢,年平均增長率有所下降。綜合考慮以上影響,設定年平均增長率為4.00%,預測到2010~2030年建筑能耗發(fā)展的情景(見表2)。
3.2 2010~2030年可再生能源在建筑能耗中的可替代量計算(以此作為基準情景)
根據已的2010年可再生能源在建筑能耗中的可替代量,以及《中華人民共和國可再生能源中長期發(fā)展規(guī)劃》中2020年計劃達到的開發(fā)利用主要指標,計算可再生能源在建筑能耗中的可替代量增長趨勢,預測2010~2030年的可替代量數(shù)據。由于這個情景是根據《中華人民共和國可再生能源中長期發(fā)展規(guī)劃》得到的數(shù)據預測出來的,所以這個情景是與中國經濟、政治、技術、社會等多方面匹配的,以此為基準情景是合理的。運用情景分析法,通過改變假設條件,得到不同因素影響下的情景,并與基準情景作比較分析。
3.2.1 2010年可替代量
在過去的“十一五”時期(2005~2010年),在《可再生能源法》的推動下,可再生能源在建筑中應用體系不斷完善,重大工程示范項目的快速建設起來,使可再生能源在建筑應用中的得以規(guī)模化、快速發(fā)展。根據《可再生能源發(fā)展“十二五”規(guī)劃》的發(fā)展現(xiàn)狀分析,到2010年底,太陽能熱水器安裝使用總量達到16800萬平方米,年替代化石能源約2000萬噸標準煤;屋頂光伏發(fā)電項目達44億千瓦時,折算為年替代量為142萬噸標準煤;地源熱泵供暖制冷建筑面積達到1.4億平方米,地熱等年替代能源量為460萬噸標準煤;2010年沼氣利用量約140億立方米,年替代能源量為1114萬噸標準煤。合計2010年可再生能源年替代量為3716萬噸標準煤(如表3),占建筑能耗的4.44%。
3.2.2 2010~2030年可替代量預測
在2010年,太陽能熱水器面積是16800萬平方米,到2020年,計劃面積為80000萬平方米。參考2010~2020年間的可再生能源產量的增長速度,計算獲得年平均增長率為16.89%,按照此增長率計算,從而預測到2015年和2030年太陽能熱水器的年替代量。同理,按照此計算方法,分別對屋頂光伏發(fā)電、淺層地熱能、沼氣預測其在2010~2030年的可替代量,并將相關數(shù)據換算成統(tǒng)一單位:萬噸標煤/年,計算結果如表4。由表可見。按照《中華人民共和國可再生能源中長期發(fā)展規(guī)劃》的發(fā)展規(guī)劃進行,到2030年,可再生能源在建筑中應用可以節(jié)省達50289萬噸標煤,是2010年的13.5倍,占當年建筑總能耗的22.18%。發(fā)展前景相當可觀,減少常規(guī)能源在建筑中的消耗量,大大緩和了常規(guī)能源用能緊缺的狀況,使常規(guī)能源用于更多的其他領域上,促進社會高速發(fā)展和人們的生活水平提高。
3.3 2010~2030年不同情景下可再生能源在建筑中的可替代量分析
情景設計:根據可再生能源建筑應用推廣的制約因素,本文設定了三個層面情景,包括認識層面,政策法規(guī)體系層面,技術體系層面。認識層面主要是考慮政府,建筑行業(yè)以及人民群眾對可再生能源建筑本身及其重要性的認識深入程度;政策法規(guī)體系層面主要是考慮有關可再生能源建筑的標準體系以及激勵政策完善程度;技術體系層面主要是調查可再生能源技術以及可再生能源的基礎制造業(yè)是否成熟,可再生能源建筑的施工成本是否過高以及可再生能源建筑的投資回收期是否過長等因素。
根據以上三個因素的影響,對于2010~2030年的可再生能源在建筑能耗中的年替代量進行3個步驟的分析:首先,分別考慮三個因素單獨作用下的年替代量情景;其次,分別考慮三個因素兩兩作用下的年替代量情景;最后,綜合三個因素共同作用下的最佳情景(如表5)。
到2030年,當人們的認識深入,有關可再生能源建筑的標準體系以及激勵政策較為完善,且可再生能源利用技術很成熟,使可再生能源利用技術在建筑中的普及利用,即最佳情景,其可替代量高達62861萬噸標煤,占建筑能耗的27.72%,比基準情景的多12572萬噸標煤。
2030年不同情景可再生能源在建筑中應用的可替代量
4.結論
本研究以2010年為基準年,預測到2030年可再生能源在建筑能耗中的潛力分析,并且使用了情景分析法,預測在不同情景下可再生能源的年替代量。從而使相關部門了解到今后可再生能源在建筑中應用的節(jié)能方向和重點領域,提高可再生能源與建筑一體化結合的技術,完善一體化的設計規(guī)范,規(guī)?;匕l(fā)展可再生能源在建筑中的應用。
參考文獻:
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[關鍵詞] 生態(tài)建筑 節(jié)能
引言
近年來,反常的氣候變化和高速的能源枯竭引起人們的普遍關注,尤其,我國目前正處于城市建設的高峰期,高能耗的建筑業(yè)發(fā)展造成了嚴重的能源消耗和環(huán)境污染,發(fā)展低碳生態(tài)型建筑已成為時代的需要。為了實現(xiàn)人類與自然和諧共生的生存目標,我們必須改變現(xiàn)有的生活方式,節(jié)約能源,保護生態(tài),迎接低碳時代的到來,這已經成為當今人類的共識。建筑是人適應環(huán)境的產物,卻在高速發(fā)展的社會進程下成為能源消耗的大戶之一。也使我們在可持續(xù)發(fā)展的前提下,從新審視建筑與環(huán)境、能源、資源的關系。
一、發(fā)展低碳生態(tài)建筑的意義
1.1 建筑與全球變暖問題
建筑是一個高能耗的產業(yè),在建筑全周期中排放的大量的 CO2 及其他有害氣體,對全球變暖產生了很大影響。近年來建筑節(jié)能技術已成為全世界關注的熱點,也是當前國內外節(jié)能領域的一個熱點研究課題。2007年聯(lián)合國政府間氣候變化專門委員會(IPCC)的《第四次評估報告》指出:2004 年,全球建筑行業(yè)產生的與能源有關的二氧化碳排放大約占2004年全球二氧化碳排放總量的33%。
西方發(fā)達國家,建筑能耗占社會總能耗的 30~45。2004年我國建筑總面積為389億平米,總商品能源消耗約5.1億噸標煤,占社會總能耗的25.5%,目前正逐步上升到30。 我國單位建筑面積能源消耗為發(fā)達國家的3倍多, 按目前趨勢發(fā)展,到2020年我國建筑能耗將達到10.9億噸標準煤。因此,推進建筑低碳生態(tài)化的研究和使用形勢非常嚴峻。
1.2 能源危機與建筑
1973 年國際石油危機爆發(fā),由此引發(fā)了對全球性的節(jié)能建筑的研究。據報道:建筑相關能耗(包括建筑能耗、生活能耗、采暖空調能耗等)已經超過工業(yè)成為社會第一能耗大戶,占總能耗的46.7%。建筑消耗的能源以傳統(tǒng)能源特別是礦石類能源為主,而這種傳統(tǒng)能源的開發(fā)與利用對環(huán)境造成的危害遠大于其他能源, 所以建筑低碳生態(tài)化勢在必行。
1.3 我國的建筑能耗情況
我國擁有世界上最大的建筑市場。全國房屋總面積已超過400億平方米,我國建筑的單位面積能耗相對較高,而今后我國每年新增建筑面積16~20億平方米,到2020年將新增建筑面積200多億平方米。統(tǒng)計數(shù)據顯示,中國每建成1 平方米的房屋約釋放出0.8噸碳。我國既有建筑近400億平方米,95%以上是高能耗建筑,每年城鄉(xiāng)新建房屋建筑面積近20億平方米,其中80%以上為高耗能建筑。在房地產的開發(fā)過程中建筑采暖、空調、通風、照明等方面的能源消耗都參與其中,造成大量碳排放。有關數(shù)據表明,建筑耗能已占到我國總能耗的40%。
同時,隨著經濟的發(fā)展和人民生活水平的提高,我國城鄉(xiāng)居民的消費結構從“衣、食”逐步向“住、行”方向升級,生活由生存型向舒適性轉變,人們對建筑面積、室內環(huán)境的舒適性及各種家用電器的服務水平提出更高的要求,必將導致建筑能耗持續(xù)增加,并將成為未來 20 年主要能源消費的增長點。建筑能耗的持續(xù)增長將導致溫室氣體的大量排放。因此,建立節(jié)約型社會已是當務之急,加強建筑節(jié)能迫在眉睫。低碳和生態(tài)成為21世紀人居環(huán)境建設的目標。
二、我國的氣候環(huán)境與建筑節(jié)能
2.1 我國建筑氣候特點
不同的氣候條件對房屋建筑提出不同的要求。炎熱地區(qū)需要通風、遮陽、隔熱,防室內過熱。寒冷地區(qū)需要采暖、防寒和保溫。為了明確建筑和氣候兩者的科學聯(lián)系,使各項建筑可以更充分地利用和適應氣候條件,做到因地制宜,我國《民用建筑熱工設計規(guī)范》從建筑熱工設計的角度,對我國各地氣候作如下劃分:
嚴寒地區(qū)(簡稱 I 區(qū)):累年最冷月平均溫度低于或等于-10℃ 的地區(qū)。這一地區(qū)的建筑應充分滿足冬季保溫設計要求,加強建筑物的防寒措施,不需考慮夏季防熱設計要求。
寒冷地區(qū)(簡稱Ⅱ區(qū)):累年最冷月平均溫度高于-10°C,低于或等于0°C的地區(qū)。這一地區(qū)的建筑應以滿足冬季保溫設計要求為主,適當兼顧夏季防熱。
溫暖地區(qū)(簡稱Ⅲ區(qū)):累年最冷月平均溫度高于0°C,最熱月平均溫度低于+28℃的地區(qū)。這一地區(qū)的建筑應兼顧冬季保溫和夏季防熱, 結合本地區(qū)傳統(tǒng)做法適當處理。
炎熱地區(qū)(簡稱Ⅳ區(qū)):累年最冷月平均溫度高于或等于+28℃的地區(qū)。這一地區(qū)的建筑應以滿足夏季防熱設計要求為主,適當兼顧冬季保溫。其中南京、合肥、蕪湖、九江、南昌、武漢、長沙、贛州、衡陽、株洲、重慶等城市,日平均溫度≥+30°C。累年平均超過15天的地區(qū),在建筑設計上應加強夏季防熱措施。新疆的吐魯番盆地,夏季極端炎熱,空氣干燥,但冬季寒冷,氣溫的日較差和年較差大于其他地區(qū).在建筑設計上宜加強圍護結構熱穩(wěn)定性。
2.2 氣候因素與建筑節(jié)能的密切關系
(1)由于北方寒冷氣團的頻繁侵襲,與世界同緯度地區(qū)相比,我國冬季氣溫低得多,冷天時間又相當漫長,因而供暖日數(shù)較大,特別要比歐洲國家大很多。在如此嚴酷的氣候條件下,搞好建筑保溫,并提高供暖設施的熱效率,對于改善我國人民冬季室內的熱環(huán)境,節(jié)約供暖用能源,具有特別的意義。
(2)與世界同緯度地區(qū)相比,我國夏季氣溫較高,尤其是長江流域一帶,氣溫較高,熱天時間又長??釤岬臍夂颦h(huán)境,對生活、工作造成十分不利的影響。在人民生活水平日益提高的情況下,采取降溫、通風措施,必然成為夏熱地區(qū)人民的迫切需要,由此又引起能源的大量消耗與電力的過度緊張。因此,提高建筑物的隔熱性能和空調設備的制冷效率,是建筑節(jié)能的基本條件,必須十分重視。
(3)我國東部地區(qū)熱天和冷天過高的濕度,加劇了嚴寒和酷暑對健康的威脅,使人體更加感到不舒服。為了提高建筑的舒適性,必須在改善建筑熱環(huán)境的同時,注意改善建筑濕環(huán)境,并為此采取相應的措施。
三、我國發(fā)展環(huán)境型建筑所面臨的問題
3.1 被動式節(jié)能技術、材料利用率低
人類與自然的關系由順從自然到征服自然再到與自然和諧發(fā)展的演變過程中, 技術起了關鍵的作用,眾多專家學者充分認識到了這些技術在建筑節(jié)能中的重要地位,并在通風技術、 遮陽技術、太陽能技術、中水系統(tǒng)技術、地源熱泵技術、節(jié)能墻體材料、節(jié)能門窗和供熱制冷設備等方面都取得了相應的科研成果。 但是這些新技術和新產品多數(shù)僅僅是作為學術論文使用, 在實踐中推廣應用率極低, 研究開發(fā)與實際應用嚴重脫節(jié),無法發(fā)揮其應有的社會和生態(tài)價值。 而一些地方雖然將開發(fā)研制的節(jié)能技術和節(jié)能材料投入使用,但在使用過程中往往存在保溫材料質量不合格、施工工藝不成熟、節(jié)能產品性能不穩(wěn)定等問題,同樣沒有發(fā)揮出節(jié)能新技術、新材料和新產品對建筑節(jié)能工作的貢獻。相比國際水準,多數(shù)現(xiàn)有技術還比較低級,系統(tǒng)配套差,其產業(yè)化程度也不高,如果大幅度提高節(jié)能標準要求,現(xiàn)有技術大都難以支撐。
3.2 相關主體節(jié)能意識薄弱
環(huán)境型建筑設計是一項系統(tǒng)工程,從建筑的規(guī)劃設計,到建筑的施工建設,直到竣工后使用的每一個環(huán)節(jié)都關系到是否實現(xiàn)低碳生態(tài)化的目標。 廣大社會公眾缺乏清晰的節(jié)能意識,尚未真正意識到能源危機和全球氣候變暖可能帶來的災難性后果。消費者和開發(fā)商均具有較強的短視行為,消費者只考慮目前的購房支出,而忽視了未來的建筑運行費用, 不能從建筑全壽命周期成本的角度選擇產品; 開發(fā)商則只考慮目前的投資收益,而忽視了未來的社會和環(huán)境影響,不能從可持續(xù)發(fā)展的角度選擇開發(fā)決策方案。建筑專業(yè)人員和物業(yè)管理人員雖比普通民眾擁有較強的節(jié)能意識, 但由于不是房地產開發(fā)的決策者,缺乏資金和技術方面的支持而抑制了節(jié)能傾向。
3.3 環(huán)境型建筑節(jié)能經濟激勵政策缺乏
目前開展的建筑節(jié)能工作僅靠建筑節(jié)能設計標準這種單一手段, 缺乏對建筑節(jié)能的實質性經濟激勵政策和必要的資金支持, 而標準規(guī)范實際上對開發(fā)商和消費者這兩大建筑節(jié)能主體并沒有強制作用,因此節(jié)能效果不顯著。由于建筑節(jié)能工作需要大量的資金投入,若不制定財政稅收類的經濟激勵政策,而是單純依靠建筑節(jié)能立法和標準的強制性推行,難以推動開發(fā)商和消費者的自覺行為,建筑節(jié)能戰(zhàn)略必將進展緩慢。
四、我國發(fā)展環(huán)境型建筑的策略
4.1 關注普通建筑
目前,在中國發(fā)展節(jié)能建筑、綠色建筑,或者是低碳生態(tài)建筑,重要的并不在于設計和建造一些高技術水準、高標準的建筑用于宣傳和思考,而是實實在在的解決最廣大的一般住宅和普通建筑的問題。建筑的低碳生態(tài)化不是做幾個示范性的建筑,而是要切合實際的解決當前建筑的問題,例如住宅的冬天保溫、夏季防熱、自然通風,就是低碳的生態(tài)的;建筑隔聲、垃圾堆砌、降低采暖費用,太陽能與建筑結合就是低碳生態(tài)的。所以,技術策略要抓主要矛盾。不能技術堆砌,片面追求節(jié)能。8億農民居住的農村住宅也應該進入發(fā)展生態(tài)建筑、綠色建筑,減碳發(fā)展的視野。
4.2 優(yōu)化建筑設計
建筑造型及圍護結構形式對建筑物性能有決定性影響。 直接的影響包括建筑物與外環(huán)境的換熱量、自然通風狀況和自然采光水平等。而這三方面涉及的內容將構成70%以上的建筑采暖通風空調能耗。不同的建筑設計形式會造成能耗的巨大差別。然而,建筑物是個復雜系統(tǒng),各方面因素相互影響,很難簡單地確定建筑設計的優(yōu)劣。例如,加大外窗面積可改善自然采光,在冬季還可獲得太陽能量,但冬季的夜間會增大熱量消耗,同時夏季由于太陽輻射通過窗戶進入室內使空調能耗增加。這就需要利用動態(tài)熱模擬技術對不同的方案進行詳細的模擬測試和比較。
4.3 開發(fā)節(jié)能建筑圍護構件
開發(fā)新的建筑圍護結構部件,以更好地滿足保溫、隔熱、透光、通風等各種需求,甚至可根據變化了外界條件隨時改變其物理性能, 達到維持室內良好的物理環(huán)境同時降低能源消耗的目的。這是實現(xiàn)建筑節(jié)能的基礎技術和產品。主要涉及的產品有:外墻保溫和隔熱、屋頂保溫和隔熱、熱物理性能優(yōu)異的外窗和玻璃幕墻、智能外遮陽裝置以及基于相變材料的蓄熱型圍護結構和基于高分子吸濕材料的調濕型飾面材料。自上個世紀90年代起,我國自主研發(fā)和從國外吸收消化的外墻、屋頂保溫隔熱技術被慢慢的采用。尤其外墻外保溫可通風裝飾板、通風型屋頂產品、通風遮陽窗簾的使用,都大大提高產品的質量、降低建筑運行成本。