建筑节能技术探讨


发布时间:2013-3-7 21:30:55   文章来源:jxjnxh   浏览:[  ]

 引言

  近年来建筑节能技术已成为全世界关注的亮点,也是当前国内外节能领域的一个热点研究课题‘西方发达国家的建筑能耗占社会总能耗的30%~45%。我国建筑能耗已占社会总能耗的20%~25%,正逐步上升到30%。因此建筑节能是目前节能领域的当务之急。

  建筑物的节能和空调系统的节能是建筑节能的重点。建筑物的节能主要考虑建筑物规划设计、增强围护结构隔热保温性能、设置遮阳设施等。空调系统的节能主要考虑减少冷热源能耗、输送系统的能耗及提高系统的运行管理等。

  1、节能建筑规划设计

  根据建筑功能要求和当地气候参数,在总体规划和单体设计中,应科学合理地确定建筑朝向、平面形状、空间布局、外观体型、间距、层高、选用节能建筑材料、保证建筑外围护结构的隔热保温性能等及对建筑周围环境进行绿化设计,全面应用节能技术措施,最大限度减少建筑物能耗量,获得理想的节能效果。

  1.1 建筑朝向和平面形状

  形状相同的建筑物,南北朝向比东西朝向的冷负荷小,如对一个长宽比为4:1的建筑物,经测试表明:东西向比南北向的冷负荷约增加70%,因此建筑物应尽量采用南北向。在建筑物内布置空调房间时,尽量避免布置在东西朝向的房间及东西墙上有窗户的房间以及平顶的顶层房间。建筑物的平面形状,应在体积一定的情况下,采用外围护结构表面积小的建筑。因为外表面积越小,负荷越小,能耗越小。

  1.2 合理规划空间布局及控制体型系数

  建筑物一般都设有空调系统,故其空间布局应十分紧凑,尽量减少建筑物外表面积和窗洞面积,这样可以减少空调负荷,降低能耗。

  体形系数的定义是建筑物外表面积F与其所包围的体积V之比值。对于相同体积的建筑物,其体形系数越大,说明单位建筑空间的热散失面积越高,研究表明,体形系数每增大1%,能耗指标约增加2.5%。因此,出于节能的考虑,在建筑设计时应尽量控制建筑物的体形系数。但如果出于造型和美观的要求需要采用较大的体形系数时,应尽量增加围护结构的热阻。

  1.3 绿化有助于减少建筑能耗

  绿化对居住区气候条件起着十分重要的作用,它能调节改善气温,调节碳氧平衡,减弱温室效应,减轻城市的大气污染,减低噪声,遮阳隔热,是改善居住区微小气候,改善建筑室内环境,节约建筑能耗的有效措施。

  2、增强建筑围护结构的隔热保温性能

  改善建筑的隔热保温性能可以直接有效地减少建筑物的冷热负荷。据有关资料介绍,在其他工况不变条件下,围护结构的传热系数每增大1W/(M2·K),空调系统设计计算负荷增加近30%.所以改善建筑外围护结构的保温性能是建筑设计上的首要节能措施。

  2.1 外墙、屋顶的节能措施

  2.1.1 使用环保、节能型建筑材料

  使用环保、节能型建筑材料如新型墙体材料与复合墙体围护结构,可有效减少通过围护结构的传热,从而降低能耗,达到显著的节能效果。在进行经济性、可行性分析的前提下,可在墙体内外侧敷设保温隔热型新材料。

  2.1.2 隔离太阳辐射热

  隔离太阳辐射热,减少阳光直射,对垂直墙面可采用外廊、阳台、挑檐等遮阳设施和浅色墙面、反射幕墙、植物覆盖绿化等。

  对屋顶可采用架空屋面,浅色屋面,种植屋面等。对屋面进行绿色覆盖,既可遮阳,又能隔热,而且通过光合作用,可消耗或转化部分能量,也起到美化环境作用。因此植物覆盖法是建筑节能较好的方法。还有设计通风屋面、蓄水屋面等节能措施。

  2.1.3  “冷屋顶”节能

  国外很多专家对“冷屋顶”进行了大量的研究,发现其节能效果很显著。所谓冷屋顶是指日射反射率高的屋顶,它通过在普通屋顶涂上高反射率的涂料,来提高屋顶的日射反射率,减少太阳热量的吸收,从而达到减少空调冷负荷和空调节能的目的。研究表明:采用冷屋顶节能可使空调负荷减少约10%~45%。

  2.2 门窗的节能技术措施

  2.2.1 尽量减少门窗的面积

  门窗是建筑能耗散失的最薄弱部位,面积约占建筑外围护结构面积的30%,其能耗约占建筑总能耗的2/3,其中传热损失为1/3。所以门窗是外围护结构节能的重点。在保证日照、采光、通风、观景条件下,尽量减少外门窗洞口的面积。

  2.2.2 设置遮阳设施

  设置遮阳设施,考虑空调设备的位置。减少阳光直接辐射屋顶、墙、窗及透过窗户进入室内,可采用外廊、阳台、挑檐、遮阳板、热反射窗帘等遮阳措施。门窗的遮阳设施可选用特种玻璃、双层玻璃、窗帘或遮阳板等。

  2.2.3 提高门窗的气密性

  设计中应采用密闭性良好的门窗。通过改进门窗产品结构(如加装密封条),提高门窗气密性,防止空气对流传热。加设密闭条是提高门窗气密性的重要手段之一。

  2.2.4 采用新型保温节能门窗

  采用热阻大、能耗低的节能材料制造的新型保温节能门窗(塑钢门窗)可大大提高热工性能。同时还要特别注意玻璃的选材。玻璃窗的主要用途是采光,但由于玻璃窗的耗冷量占制冷机最大负荷的20%~30%,冬季单层玻璃窗的耗热量占锅炉负荷的10%~20%,因而控制窗墙比在30%~50%范围内时,窗玻璃尽量选特性玻璃,如吸热玻璃、反射玻璃、隔热遮光薄膜玻璃等。

  2.2.5 合理控制窗墙比

  窗墙比是窗洞口与墙的面积比值,增大这两个比值不利于空调建筑节能,应尽量减少空调房间两侧温差大的外墙面积及窗的面积。控制窗墙比、对外墙及屋顶的导热系数等提出具体要求。通过外窗的耗热量占建筑物总耗热量的35%~45%。故在进行前期建筑设计时,在保证室内采光通风的前提下合理控制窗墙比是很重要的,一般北向不大于25%;南向不大于35%;东西向不大于30%。

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