燕德全
提要建筑節(jié)能有三個方面的含義:第一,在建筑中節(jié)約能源,就是我國通常所說的建筑節(jié)能;第二,在建筑中保持能源,減少熱損失;第三,提高建筑中的能源利用率。由于20世紀(jì)七十年代石油危機(jī)的影響,能源短缺日益嚴(yán)重,替代能源的發(fā)展比較緩慢,使得能源價格節(jié)節(jié)攀升。所以,世界上各個國家都日益重視節(jié)約能源。建筑節(jié)能作為節(jié)能的一個重要方面理所當(dāng)然地受到重視。建筑能耗占全國總能耗的比例在發(fā)達(dá)國家已經(jīng)占到3O%~40%左右。我國從八十年代初開始重視建筑節(jié)能,建筑節(jié)能的范圍現(xiàn)已與發(fā)達(dá)國家取得一致。
關(guān)鍵詞:建筑節(jié)能;技術(shù)應(yīng)用
中圖分類號:TU文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A
一、我國的節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)
1986年建設(shè)部頒布了《民用建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》(采暖居住建筑部分)JGJ26-86。該標(biāo)準(zhǔn)要求在1980~1981年當(dāng)?shù)赝ㄓ迷O(shè)計的基礎(chǔ)上節(jié)能30%,其中建筑物承擔(dān)20%,采暖系統(tǒng)承擔(dān)10%。這一標(biāo)準(zhǔn)頒布后,各地相應(yīng)制定了細(xì)則,但執(zhí)行的并不好,到1995年底全國建成節(jié)能住宅4,000萬平方米。1995年12月,建設(shè)部將JGJ26-86標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行修改并于1997年7月1日起實施。這一標(biāo)準(zhǔn)要求在1980~1981年基礎(chǔ)上節(jié)能50%。其中建筑物承擔(dān)30%,采暖系統(tǒng)承擔(dān)20%,各地區(qū)相應(yīng)制定了細(xì)則,但只有北京等少數(shù)省市是強(qiáng)制執(zhí)行,要求所有住宅均按節(jié)能50%設(shè)計施工(包括公寓、單宿、旅館、醫(yī)院病房等)。1993年國家頒布了《民用建筑熱工設(shè)計規(guī)范》GB50176-93,該標(biāo)準(zhǔn)的頒布使設(shè)計有了依據(jù),從規(guī)范上提高和保證了室內(nèi)基本熱環(huán)境,降低了采暖和空調(diào)能耗,節(jié)約了能源。1993年國家頒布了《旅游旅館建筑熱工與空氣調(diào)節(jié)節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》,該標(biāo)準(zhǔn)按旅游旅館空調(diào)耗能的特點與共性,對包括建筑熱工在內(nèi)的影響空調(diào)能耗的各設(shè)計因素,規(guī)定了各項技術(shù)要求。此外,還頒布了《建筑外窗保溫性能分級及其檢測方法》;《建筑外門保溫性能分級及其檢測方法》;《建筑外窗物理性能分級及其檢測方法》;《建筑外門風(fēng)壓變形性能、空氣滲透性能和雨水滲透性能分級及其檢測方法》。
二、大力推廣使用太陽能
太陽能作為一種可再生的潔凈能源,是建筑上很具有利用潛力的新能源之一,太陽能的開發(fā)利用有巨大的潛力。澳大利亞新南威爾士大學(xué)教授馬丁·格林說過:“到2050年我們可以通過太陽能發(fā)電來滿足1/4的能源需求。有很多能量是來自太陽能加熱,這對于能源的供應(yīng)來說是最大的新增長領(lǐng)域之一,如果使用太陽能加熱,可以減少建造使用15%的燃煤電站?!碧柲茉诮ㄖ系睦梅绞街饕校赫婵展芴柲芗療崞鳎崴鳎㈥柟怆姵匕?、被動式太陽能采暖、太陽能供熱水、主動式太陽能采暖與空調(diào)以及太陽能發(fā)電等。如果將太陽能源充分加以利用,不僅有可能節(jié)省大量常規(guī)能源,而且有可能在某些區(qū)域完全利用太陽能采暖。
三、完善熱水供應(yīng)循環(huán)系統(tǒng),新建建筑應(yīng)選用支管或立管循環(huán)方式
大多數(shù)集中熱水供應(yīng)系統(tǒng)存在嚴(yán)重的浪費現(xiàn)象,主要體現(xiàn)在開啟熱水裝置后,不能及時獲得滿足使用溫度的熱水,而是要放掉部分冷水之后才能正常使用。這部分冷水,未產(chǎn)生應(yīng)有的使用效益,因此稱之為無效冷水。這種水流的浪費現(xiàn)象是設(shè)計、施工、管理等多方面原因造成的。如在設(shè)計中未考慮熱水循環(huán)系統(tǒng)多環(huán)路阻力的平衡,循環(huán)流量在靠近加熱設(shè)備的環(huán)路中出現(xiàn)短流,使遠(yuǎn)離加熱設(shè)備的環(huán)路中水溫下降;熱水管網(wǎng)布置或計算不合理,致使混合配水裝置冷熱水的進(jìn)水壓力相差懸殊,若冷水的壓力比熱水大,使用配水裝置時往往要出流很多冷水,之后才能將溫度調(diào)至正常。同一建筑采用各種循環(huán)方式的節(jié)水效果,其優(yōu)劣依次為支管循環(huán)、立管循環(huán)、干管循環(huán),而按此順序各回水系統(tǒng)的工程成本卻是由高到低。修訂后的《建筑給水排水設(shè)計規(guī)范》GB 50015-2003第5.2.10條提出了兩種循環(huán)方式,即立管、干管循環(huán)和支管、立管、干管循環(huán).取消了干管循環(huán),強(qiáng)調(diào)了循環(huán)系統(tǒng)均應(yīng)保證立管和干管中熱水的循環(huán),對節(jié)水、節(jié)能有著重要的作用。因此,新建建筑的集中熱水供應(yīng)系統(tǒng)在選擇循環(huán)方式時需綜合考慮節(jié)水效果與工程成本,應(yīng)根據(jù)建筑性質(zhì)、建筑標(biāo)準(zhǔn)、地區(qū)經(jīng)濟(jì)條件等具體情況選用支管循環(huán)方式或立管循環(huán)方式,盡可能減少甚至消除無效冷水的浪費。
四、控制超壓出流
我國現(xiàn)行的《建筑給水排水設(shè)計規(guī)范》中,雖對給水配件和入戶支管的最大壓力做出了一定的限制性規(guī)定,但這只是從防止因給水配件承壓過高而導(dǎo)致?lián)p壞的角度來考慮,并未從防止超壓出流的角度考慮,因此壓力要求過于寬松,對限制超壓出流基本沒有起作用。如果設(shè)計時沒有考慮這一方面的話,會造成極大的水資源浪費。所以,應(yīng)根據(jù)建筑給水系統(tǒng)超壓出流的實際情況,對給水系統(tǒng)的壓力做出合理限定?!督ㄖo水排水設(shè)計規(guī)范》第3.3.5條規(guī)定,高層建筑生活給水系統(tǒng)應(yīng)豎向分區(qū),各分區(qū)最低衛(wèi)生器具配水點處的靜水壓不宜大于0.45MPa,特殊情況下不宜大于0.55MPa。而衛(wèi)生器具的最佳使用水壓宜為0.20MPa~0.30MPa,大部分處于超壓出流。根據(jù)有關(guān)數(shù)據(jù)研究,當(dāng)配水點處靜水壓力大于0.15MPa時,水龍頭流出水量明顯上升。建議高層分區(qū)給水系統(tǒng)最低衛(wèi)生器具配水點處靜水壓大于0.15MPa時,采取減壓措施。
五、門窗節(jié)能
門窗是建筑能耗散失的主要部位,其能耗占建筑總能耗的比例較大,其中傳熱損失為1/3,冷風(fēng)滲透為1/3,所以在保證日照、采光、通風(fēng)、觀景要求的條件下,盡量減小建筑外門窗洞口的面積,提高外門窗的氣密性,減少冷風(fēng)滲透,提高外門窗本身的保溫性能,減少外門窗本身的傳熱量。具體節(jié)能措施如下:
1、控制窗墻比。建筑窗墻比是指建筑窗戶洞口面積與建筑立面單元面積的比值。由于門窗是建筑能耗散失的最薄弱部位,面積約占建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)面積的30%,其能耗約占建筑總能耗的2/3,其中傳熱損失為1/3。所以,門窗是建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)節(jié)能的重點。增大建筑窗墻比不利于空調(diào)建筑節(jié)能,應(yīng)盡量減少空調(diào)建筑房間兩側(cè)溫差大的外墻面積及窗的面積。控制建筑窗墻比,對建筑外墻及屋頂?shù)膶?dǎo)熱系數(shù)等提出具體要求。通過外窗的耗熱量占建筑物總耗熱量的35%~45%,故進(jìn)行前期建筑設(shè)計時,在保證室內(nèi)采光通風(fēng)的前提下合理控制建筑窗墻比是很重要的,一般北向不大于25%,南向不大于35%,東西向不大于30%。
2、提高建筑外窗的氣密性,減少冷空氣滲透。有資料表明,房間換氣次數(shù)如果由0.8次每小時降到0.5次每小時,建筑物的耗能可降低8%左右。因此,設(shè)計中應(yīng)采用密閉性良好的門窗。通過改進(jìn)門窗產(chǎn)品結(jié)構(gòu),提高門窗氣密性,防止空氣對流傳熱。加設(shè)密閉條是提高門窗氣密性的重要手段之一。如設(shè)置泡沫塑料密封條,可使用新型的、密封性能良好的門窗材料。而門窗框與墻間的縫隙可用彈性松軟型材料(如毛氈)、彈性密閉型材料(如聚乙烯泡沫材料)、密封膏以及邊框設(shè)灰口等密封;框與扇的密封可用橡膠、橡塑或泡沫密封條以及高低縫、回風(fēng)槽等;扇與扇之間的密封可用密封條、高低縫及縫外壓條等;扇與玻璃之間的密封可用各種彈性壓條等。
3、改善建筑門窗的保溫性能。建筑戶門與建筑陽臺門應(yīng)結(jié)合防火、防盜要求,在門的空腹內(nèi)填充聚苯乙烯板或巖棉板,以增加其絕熱性能;窗戶最好采用鋼塑復(fù)合窗和塑料窗,這樣可避免金屬窗產(chǎn)生的冷橋,可設(shè)置雙玻璃或三玻璃,并積極采用中空玻璃、鍍膜玻璃,有條件的建筑可采用低輻射玻璃。采用熱阻大、能耗低的節(jié)能材料制造的新型保溫節(jié)能門窗(塑鋼門窗),可大大提高熱工性能。同時,還要特別注意玻璃的選材。玻璃窗的主要用途是采光,但由于玻璃窗的耗冷量占制冷機(jī)最大負(fù)荷的20%~30%,冬季單層玻璃窗的耗熱量占鍋爐負(fù)荷的10%~20%,因而控制建筑窗墻比在30%~50%范圍內(nèi)時,窗玻璃盡量選特性玻璃,如吸熱玻璃、反射玻璃、隔熱遮光薄膜??s短窗扇的縫隙長度,采用大窗扇,減少小窗扇,擴(kuò)大單塊玻璃的面積,減少窗芯,合理地減少可開啟的窗扇面積,適當(dāng)增加固定玻璃及固定窗扇的面積。
(作者單位:東營市供熱管理處)
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