节能建筑论文(6篇)
节能建筑论文篇1
关键词:节能,新型建筑材料,节约型社会
随着经济的发展和人民物质生活水平的提高,城乡建筑迅速增加,建筑耗能的问题日益突出,资料显示:建筑行业能耗占到了全社会总能耗的40%~50%。因而建筑节能问题已越来越被政府和社会各界所重视,''''建设节约型社会''''已成为当今社会广泛关注的一个重要主题,我国政府适时制定了中长期节能规划,在规划中建筑业被列为节能与环保的重点行业。而建材行业作为消耗自然资源、能源高,破坏土地多,废气、粉尘排放量大,对大气污染严重的行业,节能问题更是重中之重。
1.发展新型节能型建材的必要性
长期以来,我国建材行业沿用了粗放型传统生产模式,对自然资源重开发、轻保护,对生态环境重利用、轻改善。''''十一五''''是我国社会建设的重要时期,也是建筑材料发展的一个重要时期,因而建筑材料的发展应以满足建筑节能需要为重,节能建筑材料作为节能建筑的重要物质基础,是建筑节能的根本途径。在建筑中使用各种节能建材,一方面可提高建筑物的隔热保温效果,降低采暖空调能源损耗;另一方面又可以极大地改善建筑使用者的生活、工作环境。因此,走环保节能建材之路,大力开发和利用各种高品质的节能建材,是节约能源,降低能耗,保护生态环境的迫切要求,同时又对实现我国21世纪经济和社会的可持续性发展有着现实和深远的意义。
此外,在传统建筑材料基础上大力发展新型建筑材料也是节能建材研究领域一个重要的方面,主要包括新型墙体材料、保温隔热材料、防水密封材料、陶瓷材料、新型化学建材、装饰装修材料以及各种工业废渣的综合利用等。
因此,发展新型节能型建筑材料,就成为未来建筑材料的主要发展方向和趋势,对于落实科学发展观和构建资源节约型社会具有重要的现实意义。
2.新型节能型建材的发宸趋势
2.1.新型墙体材料
墙体材料在房屋建材中约占70%,是建筑材料的重要组成部分。绿色建材是建材发展的方向,因而发展墙体材料,一定要按照建材绿色化的要求,与资源综合利用、保护土地和环境紧密结合起来,通过限制粘土砖,优化墙体材料产业与资源、环境、社会发展的关系,实现墙体材料的可持续发展,促进人与自然的和谐发展。
新型墙体材料的发展应有利于生态平衡、环境保护和节约能源,既要符合国家产业政策要求,又要能改善建筑物的使用功能,同时坚持''''综合利废、因地制宜、市场引导''''的原则,要充分利用本地资源,综合利用粉煤灰及其他工业废渣生产墙体材料,加快轻质、高强、利废的新型墙体材料的发展步伐。如利用资源丰富的粉煤灰、煤矸石、矿渣等,取代粘土生产粉煤灰烧结砖,煤矸石烧结砖,矿渣砖。
就其品种而言,新型墙体材料主要包括砖、块、板等,如粘土空心砖、掺废料的粘土砖、非粘土砖、建筑砌块、加气混凝土、轻质板材、复合板材等。其中加气混凝土是集承重和绝热为一体的多功能材料,根据目前国家的节能标准,唯有加气混凝土才能做到单一材料达标(节能50%)的要求,而用板材做墙体材料是今后墙材发展的趋势,因此加气混凝土制品作为今后墙体材料的首选,有着巨大的发展前景。又如蒸压轻质加气混凝土板具有质轻、保温、隔热、防火等优良性能,应用于新结构体系如钢结构中,被认为是理想的维护结构材料。
因此,要适应建筑应用的需要,将新型墙体材料的发展与提高建筑性能和改善建筑功能结合起来,使其具有更强的生命力,因地制宜地发展各种新型墙体材料,从而达到节能、保护耕地、利用工业废渣、促建筑技术发展的综合目的。
2.2.保温隔热材料
墙体特别是外墙的传热在建筑物总体传热中占比例最大,我国多采用保温节能墙体。墙体保温式根据保温层位置的不同可分为:外墙外保温、外内保温和中空夹心复合墙体保温等3种。目前我的外墙保温技术发展很快,是节能工作的重点。时,外墙保温技术的发展与节能材料的革新是密不分的,建筑节能以发展新型节能建材为前提,必须足够的保温隔热材料作基础。而节能材料的发展必须与外墙保温技术相结合,才能真正发挥其作用。因此,在大力推广外墙保温技术的同时,要加强新型节能材料的开发和利用。
近年来,我国保温隔热材料的产品结构发生有明显的变化:泡沫塑料类保温隔热材料所占比例逐年增长,已由2001年的21%上升到2005年的37%;矿物纤维类保温隔热材料的产量增长较快,但其所占比例基本维持不变;硬质类保温隔热材料制品所占比例逐年下降。我国目前常用的外保温技术体系包括:胶粉聚苯颗粒外保温、现浇混凝土复合无网聚苯颗粒外保温、现浇混凝土复合有网聚苯颗粒外保温、岩棉聚苯颗粒外保温、外表面喷涂泡沫聚氨酯和保温涂料等。在上述几种保温体系中,保温涂料综合了涂料以及保温材料的双重特点,干燥后形成有一定强度及弹性的保温层,符合外保温材料的要求。
目前我国保温材料的主要发展方向有:
(1)现有产品性能的提高和改进。
(2)研制开发复合型保温涂料。应向固化块、憎水、粘结强度高、密度小和成本低等方向发展。
(3)注重环保,充分利用三废开发保温涂料,并遵循涂料发展的潮流,向水性化、环保化的方向发展。
2.3.防水密封材料
防水材料是建筑业及其他相关行业所需要的重要功能材料,是建材工业的一个重要组成部分。随着我国国民经济的快速发展,工业建筑与民用建筑对防水材料提出了多品种高质量的要求,而在桥梁、隧道、国防军工、农业水利和交通运输等行业和领域中也都需要高质量的防水密封材料。
我国建筑防水材料的发展十分迅速,已彻底摆脱了纸胎油毡一统天下的落后局面,目前拥有沥青油毡(含改性沥青油毡)、合成高分子防水卷材、建筑防水涂料、密封材料、堵漏和刚性防水材料等五大类产品。相比国外先进国家,目前我国防水材料行业主要存在以下问颢.
(1)产品结构不合理,新型防水密封材料的产量
不高,市场占有率不高;
(2)产品质量普遍偏低,假冒产品充斥市场;
(3)设计施工应用技术有待提高,工程建筑渗漏还相当严重。
因此,防水材料工业亟需调整结构、规范市场。在发展方向上,应重点发展新型防水材料,扩大新型防水材料(如SRS、APP、APO等改性沥青油毡和高分子防水卷材等)的市场份额。
2.4.节能门窗和节能玻璃
从目前节能门窗的发展来看,门窗的制造材料从单一的木、钢、铝合金等发展到了复合材料,如铝合金一木材复合、铝合金一塑料复合、玻璃钢等。目前我国市场主要的节能门窗有:PVC门窗、铝木复合门窗、铝塑复合门窗、玻璃钢门窗等。就玻璃钢门窗而言,其型材具有极高的强度和极低的膨胀系数,具有广阔的发展前景。
除结构外,对门窗节能性能影响最大的是玻璃的性能。目前,国内外研究并推广使用的节能玻璃主要有:中空玻璃、真空玻璃和镀膜玻璃等。
(1)中空玻璃在发达国家已经是新建住宅法定的节能玻璃,但我国中空玻璃的使用普及率还不到1%,从国内外的实践来看,推广使用中空玻璃将是实现门窗节能的一个重要途径。
(2)真空玻璃在节能方面要优于中空玻璃,从节能性能比较,真空玻璃比中空玻璃节电16%一18%:
(3)热反射镀膜玻璃的使用不仅具有节能和装饰效果,可起到防眩、单面透视和提高舒适度等效果,还可大量节约能源,有效降低空调的运营经费;
(4)镀膜低辐射玻璃又称low-E玻璃,是近年来发展起来的新型节能玻璃,采用真空磁控溅射法在玻璃表面镀上多层金属或其他化合物组成的膜。这种玻璃对380nm一780nm的可见光具有较高的透射率,同时对红外光(特别是中远红外光)具有较高的反射率,既可以保证室内的能见度,又能减少冬季室内热量的向外发散,还能控制夏季户外热量过多地进入室内,提供舒适的居住生活环境,将是未来节能玻璃主要应用品种。
2.5.水泥的发展和粉煤灰的利用
水泥工业在我国建材行业中能耗最大,因此要大力发展生态水泥。所谓生态水泥就是广泛利用各种废弃物,包括各种工业废料、废渣及城市垃圾为原料制造的一种生态建材。这种水泥能够降低废弃物处理的负荷,既解决了废弃物造成的污染,又把生活垃圾和工业废弃物作为原材料,变成了有用的建设资源,从而降低了生产成本。生态水泥的主要品种有:环保型高性能贝利特水泥,低钙型新型水硬性胶凝材料,碱矿渣水泥等。
粉煤灰是燃煤发电场的废弃物,由于其具有轻质多孔的特点和潜在的水硬性,可以作为多种建材的生产原料。开发粉煤灰建材不仅可以解决能源和资源问题,同时解决了这种工业废弃物造成的污染问题。今后在粉煤灰综合利用方面,需要重点开发研究的前沿技术课题有:大掺量粉煤灰制品;各种免烧结、免蒸养自然养护工艺的粉煤灰砖制品和粉煤灰陶粒等。
2.6.建筑垃圾的综合利用
近几年,我国在建筑垃圾开发利用方面投入了相当大的资金,不少地区将建筑垃圾作为一种再生资源,对固体废弃物加以筛分、破碎后制成建筑垃圾砖或用作路基垫层及地基垫层;对不可理垃圾则堆山造景加以利用。其中,建筑垃圾砖取代传统粘土实心砖作为砌体材料,净化了环境,节约了能源,保护了土地资源,是一种具有经济效益和社会效益的产品,从而使建筑业走上了一条良性循环的经济模式,成为建筑业可持续发展的动力。
2.7.其他节能建筑材料
太阳能是人类可以利用的最丰富、最洁净、最理想的能源,随着太阳能光电转换技术的不断突破,在建筑中利用太阳能成为了可能。因此,美、日、欧等工业发达国家非常重视太阳能的利用,纷纷推出开发《太阳屋计划》。我国太阳能的利用近年来取得了可喜的成果:天津市奇信太阳能科技有限公司已成功研制建材化太阳能集热器,成为国内建材太阳能技术发展的先行者;而号称为中国太阳能第一楼建筑的北京北苑太阳能示范工程,其能源全部采用太阳能,已良好运转半年之久。
可以预见,采用光能转换技术与建筑的屋顶、外墙、窗户等结合集结成复合产品,很可能成为2l世纪一类重要的新型建材制品,既可作为建筑的制品或部品,又可以进行太阳能发电,将有极为广阔的发展前景。
3.结语
综上所述,未来我国新型建材的发展可以归结为以下几类:
3.1.大力发展资源节约型建材
发展资源节约型建材首先要通过建材企业对现有产品实行节省资源的措施,如降低单位产品原材料消耗,提高产品成品率等。其次要充分利用回收资源,目前我国工业废渣和生活垃圾年产量约320亿吨,回收利用,替代原材料生产新型建材,不仅可减少环境污染和资源浪费,更重要的是可实现经济、环境的可持续性发展。
3.2.大力发展能源节约型建材
发展能源节约型建材就是要发展节能型新型材料,如低辐射镀膜玻璃、太阳能发电材料、高性能保温隔热材料等。
3.3.大力发展环境友好型建材
发展环境友好型建材就是要求建材产品不产生建筑垃圾,不污染生活环境,不影响人体健康。随着物质水平的提高、消费观念的更新,人们的环保意识在不断增强,对建筑材料的环保要求不断提高。环境污染严重,对人体健康危害大的建材产品已逐渐被市场所淘汰,绿色环保型建材产品成为市场的销售热点。
3.4.大力发展多功能型建材
随着社会经济的发展,人们消费观念的转变,旧有的建材已远不能满足人们的需要,开发新型多功能材料成为人们追求的新目标。同时还要重视研究与开发具有自主知识产权的新技术、新产品,包括制品加工新技术等,如将纳米技术与建筑材料结合,可开发出具有光催化性、抗菌、除臭、消毒等功能的生态建筑材料,从而改善人们的生活环境,提高人们的生活质量。
总之,节能环保型建材具有低物耗、低能耗、少污染、多功能、可循环再生利用等特征,集可持续发展、资源有效利用、环境保护、清洁生产等综合效益于一体,成为未来建筑材料发展的方向和趋势,符合人类的需求和时展的潮流。
依据标准及参考文献:
[1]西安建筑科技大学绿色建筑研究中心.《绿色建筑》.北京:中国计划出版社,1999.
[2]杨子江.《建筑屋面节能技术》.工业建筑,2005,2.
[3]王少南.《节能建材的发展方向》.建材发展导向,2006,1.
[4]张敏,蒋冬青.《我国加气混凝土制品市场现状与发展前景》.建材发展导向,2006,2.
节能建筑论文篇2
论文摘要:近二三十年来,在世界建筑发展的大潮流中,人们可以明显看出,建筑节能是其中的一个极为重要的热点,是建筑技术进步的一个重大标志,也是建筑界实施可持续发展战略的一个关键环节。各发达国家为此已经进行了长久的努力,井取得了十分丰硕的成果。本文通过对国内外建筑节能情况的分析并总结我国近20年来的建筑节能工作的进展,进而提出我国建筑节能工作的发展前景。
前言
一些国家在其发展的长过程中,曾经无节制地使用能源,但到了本世纪七八十年代,先是石油大幅度涨价,遭受到能源危机的严重打击,由此掀起了节能的高潮;接着又发现地球大气环境正在因此加剧破坏,人们这才痛苦地了解到,工业化给人们带来舒适和欢乐的同时,还在给人类带来苦果。这个环境问题不仅是工业污染造成的,高耗能建筑也正在造成严重的环境污染。由于建筑用能数量巨大,以及其对环境的重大影响,建筑节能事业就在世界上蓬勃兴起,成为大家共同关注的热点问题。
一.建筑节能在社会发展中的重要性
㈠建筑节能是社会经济发展的需要
经济的发展,依赖于能源的发展,要能源提供动力。“八五”期间,我国国内生产总值平均年增长1l.8%,而一次商品能源平均年增长才3.6%,今后能源生产的增长速度还将长期滞后于生产总值的增长速度,由此可见,能源短缺对于我国经济的发展是一个根本性的制约因素,国家经济要发展,就非依赖于节能不可。从能源资源条件看,我国煤炭和水力资源比较丰富,但煤炭的经济可采储量和可开发的水电量按人均水平,均低于世界人均水平的一半,至于石油和天然气就更少了。如果我们继续不断挥霍自然资源,竭泽而渔,势必贻患子孙。为了后代可持续利用国家的能源储藏,我们现在就必须节约能源。
㈡建筑节能是减轻大气污染的需要
近十几年来,世界上越来越关心燃烧矿物燃料所产生的污染问题,各发达国家的节能政策,也是以减少燃料燃烧的排放物为明确的目标。其原因是,人们已经认识到,所排放的颗粒物以及碳和氮的氧化物会危害人体健康,并造成环境酸化,而造成的二氧化碳积累,将导致地球气候产生重大变化。如水旱灾害更加频繁和猛烈,海平面升高使一些岛国被淹没,飓风愈加凶猛并向高纬度扩展,大量物种迅速灭绝等等,从而使人类生存面临重大危机。特别是我国,煤炭占能源消费总量的3/4左右,造成的大气污染主要受煤烟型污染。随着城镇建筑的迅速发展,采暖和空调建筑、生活和生产用能日益增加,向大气排放的污染物急剧增长,环境形势十分严峻。大气污染以煤烟为主,以尘和酸雨的危害最大,建筑采暖和炊事用能是造成大气污染的两个主要因素。几个大气污染指标,如总悬浮颗粒、降尘、二氧化碳和氮氧化物,北方城市高于南方城市,采暖期重于非采暖期。一些城市如重庆、兰州,沈阳、北京等地,空气污染情况严重。上述污染物是许多疾病的致病因素,对居民健康造成严重危害。我国排放的二氧化碳已占世界第二位,建筑用能的二氧化碳排放量占到全国用能排放最的1/4,随着建筑物的大量建造,情况可能还会进一步恶化,前景确实令人担忧。
㈢建筑节能是改善建筑热环境的需要
随着现代化建设的发展和人民生活水平的提高,舒适的建筑热环境日益成为人们生活的需要。在发达国家,适宜的室温已成了一种基本需要,他们通过越来越有效地利用好能源,满足这种需要,无论是冬天还是夏天。在我国,这种需要也在日益迫切,这与我国大部分地区冬冷夏热的气候特点关系很大。与世界同纬度地区相比,1月平均气温我国东北要低14~18℃,黄河中下游要低10~14℃,长江以南要低8~10℃,东部沿海要低5℃左右;而7月平均气温,我国绝大部分地区却要比同纬度地区高出1.3~2.5℃。加之,热天整个东部地区温度均高,冷天东南地区仍保持高湿度。因此,夏天闷热,冬天潮凉,使人更加难受。北京日平均气温低于10℃的冬季,一年平均有158d;高于22℃的夏季,一年平均有98d。冬季和夏季的时间,一共长约8个半月,而气候宜人的春天和秋天,才只有3个半月。由此可见,我国冬冷夏热的问题是相当突出的,人民生活越是改善,越不堪忍受寒冬暑夏的折腾。冬天需要采暖,夏天想要空调,这都需要能源的支持,其中对优质能源的需求量增长更快。而我们的能源供应特别是优质能源供应十分紧张。从宏观上看,只有在同时实现节约能源与加速能源开发的条件下改善热环境,这种改善才有可能,否则只是无米之炊,只能加重国家的困难。
㈣建筑节能是发展建筑业的需要
多年以来,各发达国家建筑业发展的实践证明,多项建筑技术的发展,许多建筑产品的发展都与建筑节能的发展息息相关。这是因为,随着国家对建筑节能要求的日益提高,墙体、门窗、屋顶、地面以及采暖、空调、照明等建筑的基本组成部分都发生了巨大的变化。房屋建筑不再是砖石等几种传统产品包揽天下,多年以来习用的材料和做法不得不退出历史舞台,材料设备、建筑构造、施工安装等都在进行多方面的变革,许多新的高效保温材料、密封材料、节能设备、保温管道、自动控制元器件大量涌入建筑市场。新的节能建筑大量兴建,加上既有建筑大规模的节能改造,产生了巨大的市场需求,从而涌现出万千家生产建筑节能产品的企业,也促进了各设计施工和物业管理部门调整其技术结构和产业结构,使得不少发达国家的建筑业在相对停滞中山现了生机。不仅发达国家的情况如此,从我国几个建筑节能工作开展得较好的城市的经验中也可以看出,建筑节能对于建筑师也决不是一种负担,而是一种新的动力。谁更早地看清楚了这一点,谁就掌握了主动,在日后的竞争中占有较大的优势。
二.建筑节能前景分析
总结我国近20年来建筑节能工作的进展,就可以对今后一段时间内,我国建筑节能工作的发展前景作如下分析:
(1)在建筑节能工作继续取得进展的条件下,随着我国的不断发展,人民生活的逐步改善,以及房屋总量的快速增加,我国建筑能耗将持续增长,建筑能耗占全国能耗总量的比例将逐步提高,高品位能源(电、煤气、集中供暖等)占建筑能耗的比例也会升高,而生物能源(薪柴、秸秆等)所占的比例会逐渐下降。如果万一我国建筑节能工作受挫,建筑能耗将更快增加。因此,我国建筑节能工作的进展,对于全球温室气体的排放,对于经济的持续稳定发展,对于世界建筑节能产品市场,都将产生十分显著的影响。
(2)在我国高层次的官员与专家中的大部分人士已经认识到,建筑节能是贯彻可持续发展战略的一件大事,也是世界建大局看,他们认为应该坚持推进建筑节能事业,这已经形成共识。与此同时,也有相当一部分官员,特别是某些地方官虽和房地产开发商,面临当前的—些困难和问题,从局部利益和短期行为出发,抱消极拖延态度。由于前者是主导的、占优势的,因此,我国建筑节能事业将在克服诸多困难中逐步前进。
(3)在当前和今后若干年内,建筑节能的进展主要要依靠政府的强制推动,依靠立法和执法。如果放弃行政强制,放任自流,建筑节能工作必将前功尽弃。但是,建筑节能又是有良好的经济效益的,只是由于采暖体制的问题和技术水平的制约,使这种效益目前还表现不出来。而建筑节能归根到底还是要通过经济利益驱动,这样才会有持久的动力。目前,刚刚开始试点进行采暖计量并按热表收费,从体制上和技术上进行改革,把这件重要工作坚持下去,情况就会起变化。建筑节能现在还只是少数人关切的事情,今后,就会变成亿万人民群众关注的事业。
(4)建筑节能工作在20年前从北方采暖居住建筑启动,是由于当时采暖能耗占建筑能耗的主要部分,而居住建筑相对又不很复杂。但是,时至今日,随着东南沿海和长江中下游地区经济的快速发展,人们改善建筑热环境的要求日益迫切,热天空调、冷天取暖用能正在高速增长,在建筑能耗中所占的比例也越来越大。特别是这些地区的建筑制冷和采暖用能支出一开始就由居民负担,不存在北方早已形成的采暖“当然是公共福利”的习惯势力,因此,南方地区建筑节能的效益可以从个人经济利益上反映出来,所以,预计建筑节能较易为广大群众所接受,只要政策和措施得当,建筑节能推进的速度应该要比北方快得多。
(5)目前,我国已经停止住房实物分配,逐步实行住房分配货币化,这种城镇居民住房消费的大变革,将使个人购房趋于活跃,使住宅产业启动,建筑业、房地产业及一系列相关行业将会焕发出新的活力,成为中国新的经济增长点,这对建筑节能事业来说又是一个极好的机遇,特别是由于愈来愈多的住宅属于个人所有,福利型的采暖供给势必早晚被取消,代之以供暖计量收费制度,这就使建筑节能工作有了经济上的动力,有利于推动我国建筑节能事业更快发展。超级秘书网
(6)国家建设部颁布的《建筑节能“九五”计划和2010年规划》,以及《建筑节能技术政策》,对于促进各地抓紧建筑节能工作,引导建筑节能的技术进步,正在起着重要作用.但由于种种原因这个规划和政策的实施,仍有诸多困难。因此,文件中所规划的时间表,有可能会推迟,各地的进展也会有较大差别。但如果从总体上预测,建筑节能工作进展的速度仍然取决于我国的政治稳定、经济发展与建筑繁荣等基本因素,同时,与建筑领导集团的认识及外部影响也有很大关系。2004年国家发改委颁布的《节能中长期专项规划》中要求:建筑节能工程加快供热体制改革,加大建筑节能技术和产品的推广力度等可分别节能5000万吨标准煤。与此同时,开展北方采暖地区既有建筑节能改造,加大既有宾馆、饭店的综合节能改造;“十一五”期间,新建建筑严格实施节能50%的设计标准,其中北京、天津等少数大城市率先实施节能65%的标准。供热体制改革全面展开,居住及公共建筑集中采暖按热表计量收费在各大中城市普遍推行,在小城市试点。结合城市改建,开展既有居住和公共建筑节能改造,大城市完成改造面积25%,中等城市达到15%,小城市达到10%。鼓励采用蓄冷、蓄热空调及冷热电联供技术,中央空调系统采用风机水泵变频调速技术,节能门窗、新型墙体材料等。加快太阳能、地热等可再生能源在建筑物的利用。
节能建筑论文篇3
【关键词】:高层建筑;围护结构;节能;
复合墙体节能是我国的国策,建筑节能是节能中的重中之重,应该列为我国建设工作中的重要位置。建筑能论文耗在我国整个能耗中的地位也越来越重要。1996年中国建筑年消耗3·3亿吨标准煤,占能源消耗总量的24%,到2001年已达到3·76亿吨,占总量消耗的27·6%,年增长比例千分之五;随着建筑业的高速发展和人民生活质量的改善,建筑能耗占全社会总能耗的比例还会继续增长。据有关数据显示,我国当前的房屋建设规模堪称世界第一。目前全国房屋数量有400亿m2左右,房屋建筑规模看来已超过所有发达国家,仅去年一年房屋竣工面积是19·7亿m2,这几年差不多都是接近这个数字。而据预测,到2010年,我国房屋总建筑面积将达到519亿m2,其中城市171亿m2。然而,截至到去年,我国节能建筑的总面积还只有2·3亿m2,在每年近20亿m2的竣工面积当中,只有五六千万平方米是节能建筑,只占3%左右,也就是说有97%属于高耗能建筑。我国的高层建筑有近七十年的历史,然而城市中任何建筑都是城市设计、规划的一部分,城市设计是一项十分复杂的工作,我国在这方面的经验不多,而且管理机制尚不健全,往往受一些因素的影响,工作不甚周密和协调,甚至失去控制,有许多的问题等待我们去解决,有待于探索和改进,所以说,今天的高层建筑设计仍处在一个不太成熟的阶段。
高层建筑体形庞大,如容积率过高,相邻建筑互相遮挡、不通透,形成大面积阴影区,城市人居环境质量下降,市中心人口膨胀、交通拥挤。除此之外,近些年在某些城市建高层建筑已成风气,设计者往往贪大求高,大部分精力放在追求立面形式和使用功能上,而往往忽略生态环境的保护、建筑设计节能意识淡薄,造成高能耗、低效益,影响常年使用,浪费巨大。
建筑节能包含两部分内容,一部分是加强围护结构的保温隔热能力,另一部分就是从供暖、供冷的热源、输送渠道及实现方式来节约能源。一般的房子里,30%的热量从窗户跑掉了。如果选用双层玻璃,中间再充上惰性气体,就可在一定程度上阻断热量散发。35%热量从墙体散发,如采用隔热材料,增加保温层,节能效果就很明显。智能化建筑首先要达到节能的标准和良好的居住舒适度,其次才是家具的智能化和安全保卫的智能化。实际上,智能化建筑不一定就是豪华的,但它必须是低能耗的。美国有些智能化建筑造价比普通建筑还低15%,因为它们追求合理的结构,讲究实用功能和外观的简洁,利用了可回收材料,而不追求豪华装饰。还可以充分利用地热泵技术,如冰岛等国家,建筑房子时先在地上打两个洞,通过电泵将地下水循环起来,为整座房子供热。惟一耗能的就是电泵。而在丹麦等国,由于地处海边,太阳能和风能的利用条件得天独厚,使用热泵技术时结合风能与太阳能,用风能与太阳能来带动电泵就可以做到“零能耗”。所以建筑节能不仅是建筑本身的节能,且由城市的综合环境、气候条件、总体布局;建筑物的形体变化、朝向;护结构保温、隔热的性能;门窗质量等许多综合性因素构成,因此,高层建筑的节能首先应为设计者重视。
1优化建筑位置及朝向设计高层建筑的定位首先应考虑对城市环境的影响容积率过高很难满足日照要求,阳光有着巨大辐射能量。据有关资料分析,地球每年接收的能量有60亿亿千瓦,这么大能量弃之可惜,从某种意义上讲地球本身就是巨大的太阳能接收器,阳光不仅对人的身体健康有着很大影响,对建筑的节能也有着十分重要意义。城市规划应注重应用日照原理,合理的确定建筑位置与朝向,使每幢建筑能接收更多的太阳辐射热能,因此,建筑的方位与节能有着直接关系。如,在北纬40°~45°度地区,冬天建筑的朝向所得到的辐射能量几乎比夏天多两倍,而在夏天东、西向所得到的能量比南向多2·5倍,不同朝向,不同季节,建筑物所得到的太阳辐射热能量不同,热损失也不同,尤其是在冬至前后,由于太阳高度角低,房间所接收的太阳光线的面积比夏天多得多。在确定建筑的方位时首先应考虑环境情况,按其太阳高度角做出日影响图,以确定冬季每天的日照时间,建筑南向开窗面积尽可能大些,在满足采光条件下,北向、东向窗尽可能小些,从而获得更多的太阳光线,减少热损失,保持室内舒适的温度环境。
2优化围护结构墙体设计(1)外墙是围护结构的主体部分,高层建筑的围护结构不同于砖石结构房屋,前者是钢筋混凝土框架或剪力墙结构承重,因此,围护结构属于填充材料,为了减轻荷载,达到保温、隔热要求,采用轻质高效保温材料,目前在寒冷地区常用的墙体做法有:页岩陶粒混凝土空心砌块;粘土空心砖与实心砖复合墙体;粘土实心砖或空心砖岩棉夹心复合墙体等。但存在问题较多,节能的效果仍达不到标准的要求。围护结构的材料布置分外侧和内侧,在寒冷地区的同一气候条件下,由于材料层次布置不同所取得的保温效果也不尽相同,为防止墙体内产生冷凝水,保温层设在外侧更为妥些。
(2)高层建筑的围护墙体不宜采用外侧保温的聚苯乙烯泡沫板(舒乐板、PG板),岩棉板等轻质保温材料。一幢建筑的寿命少则几十年,多则上百年,材料的应用与建筑整体的寿命应同步。对于轻质的外保温复合墙体,笔者认为存在以下不足之处:1)抗震能力差,易松散,与结构构件结合不好,整体性能差。2)不能承受外部装修贴、挂荷载,如:贴石材,安装装饰构件等。3)不能承受有振动的凿、刨的装修,如:剁斧石面层、予留洞、槽易出现冷桥。4)墙表面易出现裂纹。除此之外,复合墙体由于框架梁拉、剪力墙的嵌入,墙体内容易造成冷桥,是保温、隔热的薄弱环节。据测定,高层建筑所出现的冷桥约占整个热损失的5%~13%,因此应引起设计者重视,采取有效构造措施尽可能避免产生冷桥。(3)国外普遍推广采用混凝土空心砌块用于高层建筑围护结构保温,欧、美各国取得不少先进经验。如:美国研制的TB型保温隔热复合砌块;波兰的咬合式保温砌块,两块组合成320厚墙体,在空心砌块内填入高效保温材料,墙体传热系数K=0·1209W/m2·k~1100W/m2·k;芬兰研制的一种空心砌块,空隙之间填入聚胺脂保温材料,300厚,传热系数K=0·25W/m2·k~0·28W/m2·k。某些欧美国家50%左右的建筑已应用多种形式的混凝土空心砌块。由于混凝土空心砌块保温效果好,又具有一定强度,避免了轻质复合材料墙体的一些弊端。
3影响建筑节能的其他因素(1)高层建筑护墙体耗能量较大,占整个建筑耗能的25%左右。建筑的形体变化是建筑外露面积的主要因素之一,体形系数越大耗能越多,国外的一些高层建筑造成圆塔形,比如美国洛杉矶的好运饭店、法国戴高乐机场候机楼、纽约第三大街53号办公楼都是圆型或椭圆形,我们知道,相同的面积,圆的周长最短,这样使建筑外露面积较小。因此,基于能量损耗的考虑,高层建筑的形体变化不宜过多、复杂。(2)高层建筑的“风环境”是影响建筑耗能因素之一。在冬季,风力对建筑的热损失很大,增大冷空气的渗透量,使室内热损失加大。由于建筑某些部位处理不当,墙体内部易产生冷凝水。因此,建筑保温材料的选用,建筑构造的合理性应建立在科学、可靠的基础上。3·6恢复补偿功能将试件放入水中养护14天测其膨胀率,然后放空气中任其干燥28天。失水后的试件产生微量干缩,重新放入水中后试件恢复失去的膨胀和自应力值,经试验,第一天恢复20%~30%;第3天恢复40%~50%,14天基本全部恢复。3·7微小裂缝自愈合性能如果蓄水池或建筑物地下室墙板由于某种原因出现微小裂缝,膨胀纤维防水剂中部分成分的AI3+和SO42-在CaSO4、Ca(OH)2溶液中形成针柱状钙矾石晶体。当重新接触水后继续增长,经过一段时间会发生物理和化学的结合,晶体大量填充缝隙,使裂缝愈合。
节能建筑论文篇4
建筑工程的施工建设需要消耗大量的资源和能源,随着我国经济的发展,各类建筑工程项目日益增多,根据相关数据统计,全球能源的50%都消耗在建筑物的施工建设与使用过程中。而绿色建筑则转变了传统的建筑设计理念,让建筑设计施工朝着低耗能的方向发展,在一定程度上保证建筑能源消耗的自给自足。目前国内建筑的能源利用率相对较低,单位建筑内的耗能是很多国家的2倍左右,因此我们有必要积极推进绿色建筑的持续发展。绿色建筑中的绿色二字,并不是简单的指建筑立体绿化或者屋顶花园的设计,而是代表了一种象征,指的是建筑物对环境不会产生污染和危害,建筑自身可以利用各种自然资源,它是在不影响生态环境的基础上所建造的建筑物,又常常被称之为可持续发展建筑、节能建筑以及自然建筑等。绿色建筑评价体系中包含了六种指标,从上到下依次分成三星,二星以及一星。我国住建部正式批准《绿色建筑评价标准》属于国家标准,给予编号GB/T50378—2014,2015年1月1日开始正式实施。原有的GB/T50378—2006正式废止。新的绿色建筑评价标准适用于住宅建筑和公共建筑中的办公建筑、商场建筑和旅馆建筑,扩展至各类民用建筑。而绿色建筑星级评价指标包含了节地和室外环境、节能和能源利用、节水和水资源利用、材料资源利用、室内环境质量以及施工运行管理等七种类型指标。2012年11月22日,于北京举行的第三届中国住宅新趋势高峰论坛上,我国城市科研会绿色建筑研究中心主任李丛笑提出:绿色建筑在我国的发展是大势所趋、势在必行的,一星级绿色建筑未来必然会成为强制性绿色建筑。
2绿色建筑生态节能设计原则
1)和谐原则。绿色建筑的生态节能设计不单单要符合人们的生存需要,同时也应该与自然、社会相协调。绿色建筑抛弃了过去那种高污染高能耗的发展模式,它根据现代城市发展建设的实际,逐渐朝着环保节能的方向发展。绿色建筑节能设计基于舒适与健康出发,充分体现出人文关怀,带给人们高品质的生活,所以绿色建筑的生态节能设计必须遵循人类、社会以及自然三者的和谐原则。
2)适地原则。绿色建筑生态节能设计必须坚持因地制宜的原则,其设计建设必须与当地的自然条件、社会经济条件等相符合。其设计不单单要考虑到场地的特殊性,同时还必须和附近的环境相协调,所以一般绿色建筑设计都有其侧重点。比如说北方偏向于采暖节能,南方则是墙体隔热与遮阳设计。只有坚持适地原则才能够将绿色建筑的生态节能功能最大限度的发挥出来。
3)经济原则。绿色建筑生态节能设计指的是最大程度的降低资源、能源消耗,增强能源的利用率,降低环境污染。我国已经提出了“四节一环保”(节约土地、节约能源、节约用水、节约材料以及环境保护)的口号,对于传统建筑能耗高的实际情况,绿色建筑的生态节能设计必须要解决好这些问题,尽可能的实现资源的循环利用,从而降低建筑费用支出,用最少的投入来获得最大的效益。
4)高效原则。绿色建筑和传统建筑不同,它不会以牺牲使用者的安全健康为代价,而是让使用者的安全、健康与绿色建筑中的各项生态节能功能相协调,满足节能环保的要求和使用者的需求。绿色建筑应适合消费者,抵制过度的浪费,所以建筑设计人员应该把更多的科学技术手段融入到现代绿色建筑系统之中,不断提升资源的利用效率,实现高效的原则。
3绿色建筑生态节能设计策略
1)建筑体形与空间组织设计。科学合理的对建筑外观体型设计可以最大限度的减少建筑与外部环境进行的热量交换。如果外部环境相同,建筑物体型系数(建筑外表面积与外表面积所包体积比)会直接影响其能耗,且这一数值越大,单位面积散热量就越大,其能耗越高。从节能降耗的角度来看,我们要把建筑的体型系数保持在一个相对较低的水平线上,而建筑物的体型系数和建筑造型、平面布局设计以及采光通风等因素直接相关。当我们保证建筑物各项功能都可以正常使用之后,才能够对其空间组织进行设计,对建筑物平面作横竖两向分离,进而有效改善建筑物室内环境,最终达到绿色节能的目标。
2)建筑门窗节能设计。在建筑物所有的结构中,隔热保温性能最差的便是门窗结构,而门窗结构的缝隙常常是冷热空气进出的通道,因此我们必须要科学的设计建筑物的门窗,这也是绿色建筑生态节能设计过程中的关键内容。通常来说应该综合以下几方面条件来进行门窗设计:采暖耗热值会随着建筑物窗墙面积比的提升而不断增加,因此可以在室内采光通风条件允许时,设计合理的窗墙面积比;另外还必须认真考虑门窗位置,设计科学的开启方式,从而阻止穿堂风通过;设计能够自动调节的活动遮阳棚、窗帘等,避免夏季阳光直射;进一步提升门窗制作质量,如果是金属窗框则应做好断热处理,加装密封条来保证门窗气密性,使用高质量的门窗材料以及幕墙技术,合理选择窗户玻璃品种,吸收和降低热辐射。
3)建筑墙体节能设计。如果墙体的保暖效果较好,则可以有效降低建筑的损耗来节能。墙体保温主要分为内保温和外保温两类,而一般来说外保温是在建筑工程项目成本条件允许的前提下的最佳选择。墙体外保温的节能设计通常来说首选节能材料,把保温隔热能力较好的材料填充到墙体之中,提高墙体的热阻,从而降低室外气候环境变化对室内温度的影响,还能够有效延长墙体的使用寿命,有助于减少冷热桥对建筑墙体结构造成的影响。另外,墙体节能设计还应该充分考虑到实际的气候环境,做好保温、防潮措施,改善微气候环境条件的特殊构造也是绿色建筑墙体节能设计的重点。
4)建筑屋顶节能设计。屋顶是建筑直接和室外环境相接触的部分,因为阳光的照射以及大气长波辐射的影响,普通的建筑在冬季时,其屋顶的保温能力都不是很强,在夏季时又会因为热辐射吸收过多而造成室内温度的升高。对于屋顶的生态节能设计来说,首先应该让其具备冬保温、夏隔热的良好性能,其设计要点主要是:a.可以设计架空屋顶、浅色屋顶、种植屋顶以及蓄水屋顶等,有效隔离太阳辐射热,避免阳光直射;b.可以选择保温隔热材料覆盖于屋顶上,同时通过其他辅隔热保温措施来降低能量传递;c.可以选择在建筑物屋顶涂抹一层反射率较高的特殊涂料,从而减少夏季屋顶对阳光热量的吸收,以满足减少空调冷负荷的节能目的。
4结语
节能建筑论文篇5
1.1国内节能标准介绍
关于公共建筑节能标准,以2005年4月4日建设部的《公共建筑节能设计标准》为准,此标准于2005年7月1日起正式实施,有关如何对公共建筑节能改造,主要的参考依据是于2009年12月1日开始实施的《公共建筑节能改造技术规程》。
1.2潜力分析
我国的公共建筑面积在46亿㎡左右,根据资料查找得知:写字楼、商场的能耗费用为72~200元/(㎡年);政府机构的公共建筑能耗费用为110元/(㎡年),虽然我国北方、南方的气候特点不同,但是总能耗相差不大。其中采暖制冷的能耗在45%~65%,如果按照节能标准为50%来进行的话,我国的公共建筑可以实现节能1.35亿吨,可以节省电能1600亿kWh,超过了八亿中国人口的年用电总量。
1.3公共建筑节能改造的进展
建筑节能的展开主要是在北方的地区,但是对于公共节能的展开工作才逐渐开始,北方的采暖地区的公共建筑节能改造运动已经开始,南方地区以及过渡地区,对于公共建筑节能改造也在跃跃欲试,目前已经开始了相关的调研与准备工作。
2典型公共建筑节能改造分析
2.1屋顶节能改造
保温层的厚度对于空调的能源消耗的影响最大,为了选取最经济最合适的保温材料与保温材料的厚度,分别模拟采用挤塑聚苯板(XPS)和硬质聚氨酯板(PU),来进行对于屋顶保温系统的实验,通过两种保温材料下的建筑保温性能的对比,分析适合作为节能材料的类别。XPS板的导热系数比PU大,所以在厚度相同时,采用PU板保温的节能效果比采用XPS板保温的效果要好。
2.2幕墙节能改造
随着社会的发展,现代公共建筑在注重实用性的同时,更加注重美观性,大多公共建筑的护结构都是采用的玻璃幕墙,通过调查得知玻璃幕墙的能量损耗占整个公共建筑能耗的45%左右,玻璃幕墙包括明框玻璃幕墙、隐框玻璃幕墙、点式玻璃幕墙等,目前新型节能玻璃幕墙已经被开发出来,即为动态幕墙,动态幕墙是一种节能型的维护结构,是由中空玻璃制作而成的,节能原理实际上是构建了一个竖向的通风道,类似于烟囱,空间会沿着垂直坡度而向上或者向下。空气由建筑的顶端排出,带走途经之处的热量,减少公共建筑的能耗。
3国外公共建筑节能改造的先进经验
3.1能耗标准列入节能法规
国外的能耗标准制定分为两类,各自具有不同的作用,分为自愿性标准与强制性标准,通过不同的标准实施不同层级的能耗标准制度,自愿性标准是政府激励居民节约能源的一种鼓励标准,强制性标准是相关产品、设备的最低能源效率的标准,节能法规一般三到五年更新一次。
3.2政府机构树立节能典范
美国的很多法律对政府机构的节能问题进行了规定,在相关的法律法规中提出了具体的节能目标,美国的政府为了达到这些目标,会积极采取有效的措施,制定“白宫节能计划”。
3.3政府引导节能与市场结合
公共建筑节能改造属于公共事业,并具有一定的市场性质,在一些发达国家中,首先政府带头引导全民节能减耗,再经过市场的推进作用,实现公共建筑节能改造的完成,有专业的团队来对公共建筑节能改造进行设计、投资、施工等。
4市场化途径下的公共建筑节能改造设计思路
4.1政府办公建筑率先引领节能改造
借鉴国外先进的公共建筑节能改造,结合我国现有情况,完成对我国市场化途径下的公共建筑节能改造,市场经济作用下的改造首先要采用榜样示范的手段,形成激励机制,最后由市场来推进其发展运行。政府办公建筑的节能管理是公共建筑节能改造的指南针,示范作用的主体非政府莫属,政府办公建筑的改造在作为风向标的同时,也具有信息源的作用。只有政府办公建筑完成了节能改造,我国的公共建筑的改造才能够具有良好的开端。
4.2建立准确合理的定额与审计制度
对公共建筑进行节能改造时,需要依靠相关政策法规以及标准技术文件,公共建筑能源消耗定额制度以及公共建筑能源审计制度就属于技术依据文件。在进行技术依据文件制定时,要具有针对性与多层性,对于不同类型的公共建筑制定不同的技术依据标准,如对于建筑面积在2万㎡以上的公共建筑,采用中央空调的公共建筑采用确定能源定额的方式,对于建筑面积小于2万㎡的公共建筑采用能源审计的方式,对能耗进行累计,超出能源定额则根据相关法律法规进行惩罚。
4.3建立奖惩分明的能耗激励制度
在对公共建筑进行改造的同时,其中首要的任务是建立强制性的标准制度,对具体的节能标准提出严格的标准,使得市场化途径下的公共建筑的节能改造拥有法律法规的保障,在备有严格的节能标准之后,还需要建立与之相匹配的节能激励奖惩制度,超过节能定额的能源消耗,政府节能执法部门将对其进行累积记录,定期加以改造,实际能源的消耗低于定额的,政府的节能部门则对其予以奖励,建立奖惩分明的激励制度,可以有效的保证公共建筑节能改造的持续性与有效性。
4.4建立市场化的建筑合同能源管理
目前来看,运用市场途径推进建筑节能改造的最有效的措施是采用建筑合同能源管理,所谓的建筑合同管理的概念是:愿意进行建筑节能改造的业主与专业的节能服务公司签订合同,随后的工作就是专业的建筑节能改造团队来为“客户”实施具体的节能改造措施。推进建筑合同能源管理对于公共建筑节能改造是必要且必需的,合同能源管理可以完成四项重要的工作,公共建筑能源的审计;公共建筑节能改造方案的设计;公共建筑节能改造的施工;公共建筑节能改造的维护与推广。
5结论
节能建筑论文篇6
随着经济的发展和人民生活水平的提高,公共建筑和住宅的供热和空调已成为普遍的需求。在发达国家中,供热和空调的能耗可占到社会总能耗的25-30%。我国的能源结构主要依*矿物燃料,特别是煤炭。矿物燃料燃烧产生的大量污染物,包括大量SO2、NOX等有害气体以及CO2等温室效应气体。大量燃烧矿物燃料所产生的环境问题已日益成为各国政府和公众关注的焦点。我国的供热已经历了一家一户的小煤炉到燃煤锅炉的转变。现在又进一步禁止在城镇建设中小型燃煤锅炉房,体现了政府对保护大气环境的高度重视。因此,除了集中供热的型式以外,急需发展其他的替代供热方式。热泵就是能有效节省能源、减少大气污染和CO2排放的供热和空调新技术。
热泵(制冷机)是通过作功使热量从温度低的介质流向温度高的介质的装置。建筑的空调系统一般应满足冬季的供热和夏季制冷两种相反的要求。传统的空调系统通常需分别设置冷源(制冷机)和热源(锅炉)。建筑空调系统由于必须有冷源(制冷机),如果让它在冬季以热泵的模式运行,则可以省去锅炉和锅炉房,不但节省了初投资,而且全年仅采用电力这种清洁能源,大大减轻了供暖造成的大气污染问题。
采用热泵为建筑物供热可以大大降低一次能源的消耗。通常我们通过直接燃烧矿物燃料(煤、石油、天然气)产生热量,并通过若干个传热环节最终为建筑供热。在锅炉和供热管线没有热损失的理想情况下,一次能源利用率(即为建筑物供热的热量与燃料发热量之比)最高可为100%。但是,燃烧矿物燃料通常可产生1500-1800℃的高温,是高品位的热能,而建筑供热最终需要的是20-25℃的低品位的热能;直接燃烧矿物燃料为建筑供热意味着大量可用能的损失。如果先利用燃烧燃料产生的高温热能发电,然后利用电能驱动热泵从周围环境中吸收低品位的热能,适当提高温度再向建筑供热,就可以充分利用燃料中的高品位能量,大大降低用于供热的一次能源消耗。供热用热泵的性能系数,即供热量与消耗的电能之比,现在可达到3-4;火力发电站的效率可达35-58%(高值为燃气联合循环电站)。采用燃料发电再用热泵供热的方式,在现有先进技术条件下一次能源利用率可以达到200%以上。因此,采用热泵技术为建筑物供热可大大降低供热的燃料消耗,不仅节能,同时也大大降低了燃烧矿物燃料而引起的CO2和其他污染物的排放。
热泵利用的低温热源通常可以是环境(大气、地表水和大地)或各种废热。应该指出,由热泵从这些热源吸收的热量属于可再生的能源。
二、空调热泵的分类及其优缺点
以建筑物的空调(包括供热和制冷)为目的的热泵系统有许多种,例如有利用建筑通风系统的热量(冷量)的热回收型热泵和应用于大型建筑内部不同分区之间的水环热泵系统等。这里主要讨论利用周围环境作为空调冷热源的热泵系统。就其性质来分,国外的文献通常把它们分为空气源热泵(airsourceheatpump,ASHP)和地源热泵(groundsourceheatpump,GSHP)两大类。地源热泵又可进一步分为地表水热泵(surface-waterheatpump,SWHP)、地下水热泵(groundwaterheatpump,GWHP)和地下耦合热泵(ground-coupledheatpump,GCHP)。我国对热泵系统的术语尚未形成规范的用法。例如对地下水热泵系统有“地温空调”的商业名;而地下耦合热泵则在一些文献中称为“土壤源热泵”,或直接称为“地源热泵”。
空气源热泵以室外空气为一个热源。在供热工况下将室外空气作为低温热源,从室外空气中吸收热量,经热泵提高温度送入室内供暖。空气源热泵系统简单,初投资较低。空气源热泵的主要缺点是在夏季高温和冬季寒冷天气时热泵的效率大大降低。而且,其制热量随室外空气温度降低而减少,这与建筑热负荷需求趋势正好相反。因此当室外空气温度低于热泵工作的平衡点温度时,需要用电或其他辅助热源对空气进行加热。此外,在供热工况下空气源热泵的蒸发器上会结霜,需要定期除霜,这也消耗大量的能量。在寒冷地区和高湿度地区热泵蒸发器的结霜可成为较大的技术障碍。在夏季高温天气,由于其制冷量随室外空气温度升高而降低,同样可能导致系统不能正常工作。空气源热泵不适用于寒冷地区,在冬季气候较温和的地区,如我国长江中下游地区,已得到相当广泛的应用。
另一种热泵利用大地(土壤、地层、地下水)作为热源,可以称之为“地源热泵”。由于较深的地层中在未受干扰的情况下常年保持恒定的温度,远高于冬季的室外温度,又低于夏季的室外温度,因此地源热泵可克服空气源热泵的技术障碍,且效率大大提高。此外,冬季通过热泵把大地中的热量升高温度后对建筑供热,同时使大地中的温度降低,即蓄存了冷量,可供夏季使用;夏季通过热泵把建筑物中的热量传输给大地,对建筑物降温,同时在大地中蓄存热量以供冬季使用。这样在地源热泵系统中大地起到了蓄能器的作用,进一步提高了空调系统全年的能源利用效率。
地下水源热泵系统的热源是从水井或废弃的矿井中抽取的地下水。经过换热的地下水可以排入地表水系统,但对于较大的应用项目通常要求通过回灌井把地下水回灌到原来的地下水层。最近几年地下水源热泵系统在我国得到了迅速发展。但是,应用这种地下水热泵系统也受到许多限制。首先,这种系统需要有丰富和稳定的地下水资源作为先决条件。因此在决定采用地下水热泵系统之前,一定要做详细的水文地质调查,并先打勘测井,以获取地下温度、地下水深度、水质和出水量等数据。地下水热泵系统的经济性与地下水层的深度有很大的关系。如果地下水位较低,不仅成井的费用增加,运行中水泵的耗电将大大降低系统的效率。此外,虽然理论上抽取的地下水将回灌到地下水层,但目前国内地下水回灌技术还不成熟,在很多地质条件下回灌的速度大大低于抽水的速度,从地下抽出来的水经过换热器后很难再被全部回灌到含水层内,造成地下水资源的流失。此外,即使能够把抽取的地下水全部回灌,怎样保证地下水层不受污染也是一个棘手的课题。水资源是当前最紧缺、最宝贵的资源,任何对水资源的浪费或污染都是绝对不可允许的。国外由于对环保和使用地下水的规定和立法越来越严格,地下水热泵的应用已逐渐减少。
地表水热泵系统的一个热源是池塘、湖泊或河溪中的地表水。在*近江河湖海等大体量自然水体的地方利用这些自然水体作为热泵的低温热源是值得考虑的一种空调热泵的型式。当然,这种地表水热泵系统也受到自然条件的限制。此外,由于地表水温度受气候的影响较大,与空气源热泵类似,当环境温度越低时热泵的供热量越小,而且热泵的性能系数也会降低。一定的地表水体能够承担的冷热负荷与其面积、深度和温度等多种因数有关,需要根据具体情况进行计算。这种热泵的换热对水体中生态环境的影响有时也需要预先加以考虑。
地下耦合热泵系统是利用地下岩土中热量的闭路循环的地源热泵系统。“地下耦合热泵”的名称直译自英文,不通俗。通常也称之为“闭路地源热泵”(closed-loopgroundsourceheatpump)以区别于地下水热泵系统,或直接称为“地源热泵”。它通过循环液(水或以水为主要成分的防冻液)在封闭地下埋管中的流动,实现系统与大地之间的传热。在冬季供热过程中,流体从地下收集热量,再通过系统把热量带到室内。夏季制冷时系统逆向运行,即从室内带走热量,再通过系统将热量送到地下岩土中。因此,地下耦合热泵系统保持了地下水热泵利用大地作为冷热源的优点,同时又不需要抽取地下水作为传热的介质。它是一种可持续发展的建筑节能新技术。1998年美国能源部颁布法规,要求在全国联邦政府机构的建筑中推广应用地下耦合热泵供热空调系统。为了表示支持这种节能环保的新技术,美国总统布什在他的得克萨斯州的宅邸中也安装了这种地源热泵空调系统(见2001年5月18日参考消息)。
三、地源热泵供热空调系统的经济性分析
地源热泵系统可实现对建筑物的供热和制冷,还可供生活热水,一机多用。一套系统可以代替原来的锅炉加制冷机的两套装置或系统。系统紧凑,省去了锅炉房和冷却塔,节省建筑空间,也有利于建筑的美观。地源热泵系统的另一个显著的特点是大大提高了一次能源的利用率,因此具有高效节能的优点。地源热泵比传统空调系统运行效率要高约40-60%。另外,地源温度较恒定的特性,使得热泵机组运行更可*、稳定,整个系统的维护费用也较锅炉-制冷机系统大大减少,保证了系统的高效性和经济性。超级秘书网
迄今为止制约地下耦合热泵系统在我国应用的障碍主要是在地下埋管的初投资较高,以及政府、建筑设计人员和公众对这一技术缺乏了解。地源热泵空调系统的经济性取决于多种因素。不同地区,不同地质条件,不同能源结构及价格等都将直接影响到其经济性。根据国外的经验,由于地源热泵运行费用低,增加的初投资可在3-7年内收回,地源热泵系统在整个服务周期内的平均费用将低于传统的空调系统。