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我國建筑行業(yè)發(fā)展至今已帶領我國社會經(jīng)濟走上了可持續(xù)發(fā)展的道路,但在經(jīng)濟飛速發(fā)展的同時,建筑行業(yè)帶來的污染也同樣關系著我國民眾的身心健康,因此合理的對建筑行業(yè)施工工序進行制定是建筑行業(yè)未來發(fā)展的重要趨勢。自步入新世紀以來我國一直在關注建筑業(yè)建造的建筑物的節(jié)能效果,為合理節(jié)約我國的能源消耗,并且控制我們身邊環(huán)境的迅速惡化。本文對這兩個問題的關聯(lián)性展開探討,并分別對這兩個問題之中存在的客觀因素進行分析。
1使用傳統(tǒng)施工技術存在的不足之處
1.1傳統(tǒng)施工技術施工時具有環(huán)境污染的特性
伴隨著我國民眾對生活舒適度的要求越來越高,我國建筑在能耗上也遠遠超過過往的能耗標注,在我國南方地區(qū)因為和北方地區(qū)地域上的差異,南方地區(qū)居住的人們經(jīng)常性使用空調等智能供暖設備并隨之造成大量的電能量消耗,其對環(huán)境的影響可想而知,而在我國北方地區(qū)這種情況則要明顯改善很多,北方的四季氣候較為明顯,并且冬季可依靠地熱或暖氣渡過寒冬,在北方居住過的人們都了解北方人在冬天的取暖方式主要是利用燃燒燃料來取暖,而非南方地區(qū)的電力取暖。因此,在建筑設計上北方的建筑明顯要比南方某些地域的建筑在結構上要復雜很多,其中供暖設施就是其中最大的不同點。我國北方地區(qū)的建筑物一般要長于南方的建筑物,這其中的里有主要是北方的墻體在建造期間為了應對北方的氣候加入了墻體的保護措施,該措施在保護墻體的同時,也起到了延長建筑物壽命的作用。因此南方的部分建筑設計師應從建筑的布局以及構造重新入手對建筑的節(jié)能設計,相信這個問題在我國建筑行業(yè)未來的不斷發(fā)展下會有更好的改善。
1.2傳統(tǒng)施工技術易現(xiàn)污染
針對建筑施工下環(huán)境的污染問題,這里著重說明的建筑物建設進程期間的污染狀況,施工方應綜合分析整體的施工工序,并針對工序問題進行匯總處理,其中比較明顯的問題施工方要進行重點標注,而對于一些比較明顯的問題施工方要立即采取措施給予解決。一般來這類問題的出現(xiàn)是由于施工技術以及施工方對建筑的能源處理不恰當所造成的,因此我們從客觀的來說應重點針對建筑的生態(tài)環(huán)境進行其評價系統(tǒng)的制定,并依據(jù)此系統(tǒng)對建筑的部分結構進行評定,其評價機制越是詳細建筑的節(jié)能措施實施工作在之后越容易實現(xiàn),此評價系統(tǒng)還被作為建筑生態(tài)環(huán)境的技術核心被應用于建筑工地中,其利用智能化的方式實現(xiàn)了綠色施工的可持續(xù)發(fā)展,并與創(chuàng)通施工技術形成了兩種對立的體系。
1.3傳統(tǒng)技術產(chǎn)生廢氣對環(huán)境造成的負面影響
在我國環(huán)境影響建筑風格這樣的情況屢見不鮮,我國科研人員就建筑施工中出現(xiàn)的這一問題給予了高度關注,并且對建筑工地的節(jié)能建筑建造效果給予了與之對應的建造基準,我國今后的節(jié)能建筑的建造標準都是基于這個一標準。在這一有力標準機制的實施下,我國早年間建造的大部分建筑物都是不合格的,因此針對這些不合格建筑,我們可以對其進行后期的建筑補救,合理運用這項補救措施,可有效改變我國建筑行業(yè)的現(xiàn)狀。
2基于節(jié)能理念的建筑施工技術研究
2.1節(jié)能理念施工技術對施工現(xiàn)場的控制
節(jié)能理念施工技術的應用中所包含的評價策略主要分為兩大類,對施工工序規(guī)劃以及建筑用施工圖紙的設計,將二者進行適當?shù)慕Y合并制定出建筑施工的審核機制。其審核機制只要源于施工方被授予的能源節(jié)能效果,在這一機制中的系統(tǒng)具備了一定成都的一致性,其本身就如同生態(tài)環(huán)保原理一般。在機制的實施下施工方不僅更易歸納施工現(xiàn)場的評定系統(tǒng),并與此同時提升了建筑物的節(jié)能效果。
2.2節(jié)能理念的施工技術對施工環(huán)節(jié)進行控制
在分析的基礎上,得到居住小區(qū)內的噪聲分布,可以看到,顏色愈深的建筑所處的聲環(huán)境越差,在沒有采取設防噪綠帶等降噪措施的情況下,其臨街一面的室外噪聲級不能滿足居住Ix:室外自天低于SSDB、夜晚低于45dB的國家標準。為此,筆者對合理降噪提出了建筑群空氣流場的分析標準,仍以前述居住小區(qū)為例,這種高層建筑、多層建筑混合存在的小區(qū),其建筑群內部的空氣流動情況對其微氣候有著重要的影響,局部風速太大可能對人們的生活、行動造成不便,也有可能在某些地方形成旋渦和死角,不利于室內的自然通風。因此,業(yè)主提出在規(guī)劃設計階段預測居住小區(qū)內的空氣流動狀況,以對小區(qū)內微氣候作出合理的評價。
3節(jié)能理念是今后建筑生態(tài)環(huán)境的重點推廣對象
3.1使用節(jié)能理念排除施工現(xiàn)場的非人為因素
施工現(xiàn)場中包含著一系列非人為因素,這些因素主要是由地理環(huán)境的氣候所造成的,通常我們會針對空氣流速的分布圖對天氣進行判斷,其中冷色就代表著氣溫及將下降,這時的戶外天氣通常表現(xiàn)在無風且天空萬里無云。我們都知道氣流對風速的影響非常大,氣流的流通速度加快代表著風速和風力也隨之加強。據(jù)我國相關科研人員您的研究表明,建筑施工現(xiàn)場的氣流將會對施工現(xiàn)場的建造產(chǎn)生一定程度的影響,因此在南方的春季和北方的冬季建筑施工工作者都會停下手里的工作,這個舉動的主要原理就在于在這樣的氣候下進行施工建造會嚴重影響工程的建造質量。
3.2使用節(jié)能理念的施工技術防止施工現(xiàn)場
結合建筑群空氣流動分析,在相關研究的基礎上,筆者預測居住小區(qū)不同位置小范圍內的逐時氣溫,同時進行比較并給出評價。所得結果既可供居民選擇適合個人習慣的工作生活環(huán)境提出參考意見,同時也能為改善居住小區(qū)熱環(huán)境指明方向。某居住小區(qū)中不同位置的熱島強度變化情況。其中的原因在于居住小區(qū)建筑布局合理,建筑間距選擇合適(天空視角系數(shù)較高而利于長波輻射冷卻天且集中綠地多,綠化好,并或多或少地采用了人工水景布置準得其與空氣的熱濕交換加強,有效地降低了空氣的溫度)。值得一提的是,環(huán)境最好的區(qū)域均為小區(qū)居民日常生活、起居、休憩、娛樂等活動的主要場所,該區(qū)域內的健康適宜的溫度環(huán)境將極大地利于居民的室內外的生活質量的提高。
4結論
我國為加強建筑行業(yè)的建設工作,在政府的不斷鼓勵下以綜合相應的評價機制系統(tǒng),對我國還處于建設當中的工程項目進行與之相應的評價系統(tǒng)的制定,并根據(jù)其具體情況逐漸進行完善,在建筑環(huán)境和節(jié)能效果綜合評價理念的應用過程中,我國目前已經(jīng)徹底明晰了建筑生態(tài)環(huán)境中所包含的真正內涵,并及時進行了建筑節(jié)能概念的推廣工作,為我國未來的可持續(xù)發(fā)展做除了一定程度上的探索。
作者:魏煥
參考文獻
一、我國建筑節(jié)能發(fā)展情況及特點
自從20世紀八十年代初我國開始展開建筑節(jié)能工作以來,我國的建筑節(jié)能工作無論是從領域方面還是在范圍方面都得到了一定的發(fā)展,雖然進展略顯緩慢,但節(jié)能建筑正在逐年增加,并呈良好的發(fā)展勢頭。根據(jù)我國建筑節(jié)能的發(fā)展情況及出臺的各項節(jié)能條例、標準,并結合各地區(qū)的建筑節(jié)能情況統(tǒng)計,當前建筑節(jié)能工作的特點主要表現(xiàn)為新建建筑執(zhí)行節(jié)能標準比例明顯提高;國家機關辦公建筑和大型公共建筑節(jié)能監(jiān)管體系的初步建立;北方采暖地區(qū)既有居住建筑供熱計量及節(jié)能改造工作正在啟動;可再生能源在建筑中的規(guī)模化應用進展較快和推廣綠色建筑工作取得新進展。
二、決定建筑節(jié)能效果的主要因素及存在問題
加強建筑節(jié)能措施,首先要了解決定節(jié)能效果的因素,影響建筑節(jié)能的因素有很多,筆者認為主要有墻體節(jié)能、屋面節(jié)能、門窗節(jié)能等幾個主要方面。這幾個方面目前存在的主要問題為:
1 墻體
就墻體節(jié)能而言,傳統(tǒng)的用重質單一材料增加墻體厚度來達到保溫的作法已不能適應節(jié)能和環(huán)保的要求,而復合墻體越來越成為墻體的主流。墻體保溫分為墻體內保溫和墻體外保溫兩種。墻體內保溫節(jié)能因效果不理想已不再提倡采用,墻體外保溫應用比較廣泛。目前,外保溫存在的主要問題:抗裂技術水平不足,容易出現(xiàn)保溫層與保護層裂開的現(xiàn)象,不能起到保溫的作用;在溫差變化較大地區(qū),外墻保溫材料的保溫層及保護層容易損壞,耐久性差;傳統(tǒng)的保溫節(jié)能墻體不能滿足新的節(jié)能標準的要求,需要新的節(jié)能墻體體系。
2 屋面
建筑工程的屋面形式主要有坡屋面和平屋面兩種。坡屋面多應用于低層建筑,平屋面多應用于高層建筑。目前,屋面工程節(jié)能方式和選取材料種類較多。坡屋面應用較多的是瓦片和鋼筋砼形式。平屋面應用較多的是保溫材料隔層、架空隔層以及使用很少的蓄水形式。這些保溫隔熱節(jié)能措施都存在一定程度的阻熱小、傳熱快、外觀質量差等不足,因此,研究新的屋面節(jié)能形式是當前至關重要的。
3 門窗
門窗是建筑圍護結構的重要組成部分,也是房屋室內與室外能量阻隔最薄弱的環(huán)節(jié)。然而,回顧近年來推廣應用節(jié)能門窗的歷程,發(fā)現(xiàn)了不容忽視的問題。
目前,塑料節(jié)能門窗,技術上已經(jīng)發(fā)展成熟,從性能上看,是一個理想產(chǎn)品。而鋁塑復合節(jié)能門窗近幾年開發(fā)出來的新產(chǎn)品,生產(chǎn)廠家和使用工程越來越多。就整體鋁塑復合門窗產(chǎn)品而言,它剛度好,外觀美,制作快,保溫性能能夠達到標準要求,是個前景較為廣闊的產(chǎn)品。當然也存在著急待解決的問題:一是鋁塑復合節(jié)能門窗型材標準問題。經(jīng)常會出現(xiàn)鋁塑型材復合強度低、脫節(jié)等現(xiàn)象,影響在門窗上的使用。二是由于鋁塑復合型材先天設置不足,無法在成窗上設置排水、導流及氣壓平衡孔,使鋁塑復合節(jié)能窗的導水、排水性能大為降低。三是目前的鋁塑復合節(jié)能窗缺少與之配套的標準五金配件,現(xiàn)有的鋁塑節(jié)能門窗同閉器,執(zhí)手,鉸鏈等五金件均是各企業(yè)自己加工制造,屬非標準件,不具互換性。
三、建筑節(jié)能的改進措施
1墻體節(jié)能改進措施
根據(jù)建筑節(jié)能新標準,墻體材料發(fā)展要適應節(jié)材、節(jié)能、環(huán)保和墻體隔熱的要求。為提高墻體節(jié)能體系的抗裂抵制能力和耐久性,應研制新的墻體節(jié)能材料體系。
(1) 復合燒結新型墻體
新型的復合燒結墻體節(jié)能體系,可以生產(chǎn)出低能耗、低污染、高性能、高強度、多功能的墻體材料。發(fā)展綠色制磚技術,合理利用現(xiàn)有資源,設置生活及建筑垃圾,使“無用”變“有用”,還能更好的保護不再生資源,起到增強墻體節(jié)能的作用。大力推廣節(jié)能型燒磚窯的研究和開發(fā),提高技術設備水平,降低能耗,淘汰落后的生產(chǎn)工藝,結合不同地區(qū)的資源情況,制定符合本地區(qū)特點的墻體節(jié)能體系的研發(fā)和運行。
(2) 新型粉煤灰磚
高摻量的高性能粉煤灰制品具有高強度、低收縮、高熱工性能等優(yōu)良特性,并且減少對大氣的污染,又可以大量的利用粉煤灰,是墻體材料創(chuàng)新和節(jié)能的新思路。
(3) 新型混凝土砌塊
目前,混凝土砌塊的型式也是多種多樣,適合建筑節(jié)能的主要為多排孔的保溫復合砌塊。小型建筑砌塊由于其良好的抗壓強度和保溫性能,近年來也得以迅速發(fā)展。目前工程中所采用的混凝土空心砌塊、硅酸鹽砌塊、加氣混凝土砌塊、陶粒砌塊、粉煤灰砌塊等具有一系列優(yōu)點:自重輕、單塊體積大、砌筑灰縫少、工效高、工人勞動強度減輕、保溫隔熱性能好、能耗低、可以利用廢物、節(jié)約土地資源。
2 屋面節(jié)能改進措施
屋面節(jié)能方式雖然多種多樣,可都不同程度的存在著很大的不足,本文重點介紹新型屋面節(jié)能形式——綠色屋面節(jié)能形式。
所謂綠色屋面節(jié)能形式主要是指以土壤和植被為介質,利用建筑屋面種植花草樹木,改善生態(tài)環(huán)境,營造綠色空間,降低能耗,節(jié)約能源,提高人民群眾的居住、生活質量。綠色屋面節(jié)能的主要優(yōu)勢在于:
(1)對于室內溫度,可以起到冬暖夏涼的控制作用,有效的發(fā)揮保溫隔熱作用。從而有效控制了能源的消耗,達到節(jié)能的目的。
(2)綠色屋頂不僅可以吸收熱量,降低溫度,增加濕度,還能形成一層“空氣過濾網(wǎng)”。據(jù)資料統(tǒng)計,一平方米屋頂草地每年可以去除0.2公斤空氣中懸浮顆粒。
(3)綠色屋頂還能起到吸收噪音、隔音的作用。土壤層易阻擋頻率較低的聲音,植物易阻擋頻率較高的聲音。土壤層厚12厘米,綠色屋頂可以降低噪音40分貝,土壤層厚20厘米,可降低46至50分貝。
(4)儲存雨水:在建筑承重量允許的情況下通過土壤層和排水層儲存更多雨水,滿足灌溉需求。這樣,大量降水不會白白從雨水管流走,也可以減少對城市下水道排水系統(tǒng)的壓力。
(5)除了環(huán)保和節(jié)能等功能,綠色屋頂還具有審美價值,可望成為都市新景色。
3 門窗節(jié)能改進措施
根據(jù)門窗節(jié)能方面存在的問題,主要應通過如下幾個方面改進:
(1)新產(chǎn)品在國家和行業(yè)標準未頒布前,各相關復合型材的生產(chǎn)企業(yè),可借鑒同類產(chǎn)品標準,并及時進行逐一相應的檢測,推薦指標一定要因地制宜,作到科學、適用,并合理調整復合工藝,確保型材的復合強度。
(2)合理設計鋁塑復合型材的截面構造,要具有起碼三個以上的保溫隔熱腔,一個排水兼導流、氣壓平衡腔。
(3)可參照相應的國際標準進行設計生產(chǎn),主管部門和監(jiān)督部門應對其通用性、技術性把關審查,確保各企業(yè)生產(chǎn)的配件都具有使用功能和統(tǒng)一互換性。
四、結語
中國房地產(chǎn)業(yè)發(fā)展得如火如荼時,中國建筑業(yè)也進入了鼎盛時期,目前中國每年建成的房屋面積已超過所有發(fā)達國家一年建成建筑面積的總和。但到目前為止,新建的95%以上都是大量浪費能源的建筑。因此,為緩解能源緊張和國家的可持續(xù)發(fā)展,必須加快推進建筑節(jié)能。除了上述分析的幾點以外,筆者認為還應該重視如下兩個方面:
(1)加強設計節(jié)能措施
Abstract: both of residential building energy saving transformation is a complicated system engineering, this paper respectively from the palisade structure, heat source and outdoor heat pipe network and indoor heating system, on both residential building energy saving transformation simple talk about several proposals, and analyzes the transformation of energy-saving after energy saving effect.
Keywords: residential building, saving energy transformation, and the effect is analyzed
中圖分類號:S210.4文獻標識碼:A文章編號:
隨著建筑節(jié)能工作的全面深入展開,既有建筑的節(jié)能改造工作已經(jīng)列入貴州建筑節(jié)能工作的重點內容之一。由于既有居住建筑具有分布廣、總量大、情況復雜等特點,對其進行節(jié)能改造將涉及廣大居民的切身利益。從國內其他省市對既有建筑的節(jié)能改造的情況來看,既有居住建筑節(jié)能改造,推行的難度要比既有公共建筑節(jié)能改造大得多。因此,對既有居住建筑節(jié)能改造適時展開分析和研究,正確認識和評價貴州地區(qū)既有居住建筑的現(xiàn)狀,根據(jù)本地區(qū)的氣候特點和節(jié)能標準要求,研究和分析本地區(qū)既有居住建筑節(jié)能改造適宜的技術和措施,對我區(qū)既有居住建筑節(jié)能改造工作的進一步展開將具有重要意義。
一、節(jié)能改造設計
1.1.重視建筑物圍護結構的節(jié)能改造
圍護結構的節(jié)能量約占整個節(jié)能量的60%左右,應予以充分重視。從現(xiàn)在各單位所上報的節(jié)能改造計劃看,部分單位僅是室內采暖系統(tǒng)的改造,對于圍護結構的節(jié)能改造提都沒有提,沒有抓住問題的關鍵所在。無論是從節(jié)能的量上來看,還是從節(jié)能改造的投資來看,圍護結構的節(jié)能改造都占有相當大的比例。對于采暖建筑物來說,節(jié)能實際上就是減少建筑物的熱損失,也就是減少建筑物的傳熱損失和空氣滲透熱損失。圍護結構的節(jié)能改造就是要改造和加強圍護結構的熱工性能,減少建筑物的熱損失。在整個建筑物的能耗中,外窗、外墻以及屋面的能耗基本占到了80%以上。不節(jié)能的建筑外窗若采用單層鋼窗,改造成滿足65%節(jié)能標準的斷熱鋁合金框中空玻璃窗,其傳熱系數(shù)由6.4W/m2.OC下降到了2.8W/m2.OC,同樣面積的外窗僅傳熱損失可降低56%,同時窗戶的氣密性加強了,通過窗戶的冷空氣滲透熱損失也可大大降低;同理不節(jié)能建筑的外墻及屋面經(jīng)節(jié)能改造后,能耗比原來也可降低60%以上。可見圍護結構的節(jié)能改造是多么的重要。
1.2.熱源及室外熱力管網(wǎng)的節(jié)能改造
熱源的節(jié)能改造建議重點考慮增設或者完善必要的調節(jié)手段,所采用的調節(jié)手段應與改造后的室內采暖系統(tǒng)相適應。提高鍋爐的運行效率還應注重加強管理,提高運行管理人員的水平。不要說小鍋爐房,就是大型的鍋爐房,真正的專業(yè)技術人員也很少。
室外熱力管網(wǎng)的節(jié)能改造建議重點放在消除不平衡、加強保溫、減少泄漏上。既有建筑與經(jīng)節(jié)能改造的建筑以及新建建筑,因為室內采暖系統(tǒng)的形式不同,所需的資用壓力也不同,幾種不同類型的建筑接在一個熱網(wǎng)系統(tǒng)中,熱網(wǎng)的水力不平衡會進一步加劇。熱力管網(wǎng)的改造應進行嚴格的水力平衡計算,各并聯(lián)環(huán)路之間的壓差損失值不應大于15%,當達不到上述要求時應在建筑物入口設靜態(tài)水力平衡閥。應對熱力管道及其保溫質量進行檢查和檢修,及時更換損壞泄漏的管道閥門及附件。熱力網(wǎng)改造后應進行初調節(jié),保證閥門設置狀態(tài)達到設計要求。同時建議改造時保溫材料選用憎水性好的材料,如聚氨酯泡沫塑料,雖然造價有所提高,但保溫效果及使用年限會大大提高。現(xiàn)通常使用的巖棉或玻璃棉管殼,遇水不但會失去保溫效果,還會加快管道的腐蝕。
1.3.室內采暖系統(tǒng)的節(jié)能改造
一說節(jié)能改造,有的人首先想到的是室內采暖系統(tǒng)的節(jié)能改造,其實這部分的節(jié)能量最少,約占總節(jié)能量的10%左右。通常所說的“行為節(jié)能”據(jù)有的地方測算,所節(jié)省的熱量不會超過7%,比我們所預想的要少得多。這里所說的節(jié)能改造主要是結合溫度調控和熱計量來講的,至于室內采暖系統(tǒng)是否要改以及如何改,建議重點要考慮溫度調控,不應僅局限于熱計量收費。這幾年新出的一些規(guī)范以及標準,對戶內系統(tǒng)的形式也已放寬,允許做多種選擇。因此對于既有建筑戶內系統(tǒng)的節(jié)能改造應結合工程實際情況,具體問題、具體分析,建議重點應考慮樓前熱量表的設置以及室溫調控方面,這里所說的室溫調控是指預設溫度自動調控,而不是手動調節(jié),因為采暖系統(tǒng)的調節(jié)不像水或者電,調節(jié)馬上能夠反映出來,它需要一個很長的過程,若不能自動調節(jié),在室溫過熱的情況下,可能大多數(shù)人會選擇開窗降溫也想不到調節(jié)散熱器的溫度。
室內采暖系統(tǒng)的形式應結合具體工程的實際情況,選擇投資經(jīng)濟、簡單易行的技術方案。如原為垂直或水平單管系統(tǒng),可改造為單管跨越式系統(tǒng);原為單雙管系統(tǒng),可改造為垂直雙管系統(tǒng);原為垂直或水平雙管系統(tǒng),可維持原系統(tǒng)不變。但以上幾種系統(tǒng)均應加設溫控閥。至于收費,有條件的可考慮設熱分配表、或者采用溫度法、流溫法等熱計量收費系統(tǒng),沒有條件的也可按照樓前熱表結合面積分攤。不應一味地強求“按戶分環(huán)、一戶一表”。
二、節(jié)能效果分析
2.1改造前后圍護結構冬季傳熱比較分析
采暖計算熱負荷是供暖系統(tǒng)為用戶提供供熱量的依據(jù),改造后的總熱負荷減少了53%,外墻、外窗、屋頂?shù)膫鳠崃糠謩e減小了65%、45.9%、50.4%,改造后護結構保溫性能明顯增強。原供暖季時該戶室內溫度可達到設計溫度16~18攝氏度,節(jié)能改造后護結構傳熱量減少了50%多,那么再通過改造室內供暖系統(tǒng),并采用按熱量計量收費的方式,則可達到節(jié)能50%的目的.圍護結構的改造是供暖系統(tǒng)節(jié)能改造的前提和基礎。
2.2改造前后墻體、屋面的隔熱性分析
改造前,頂層邊端戶夏季室內悶熱難耐,主要原因是墻體、屋頂?shù)母魺嵝圆睿瑝w和屋頂?shù)膬缺砻鏈囟雀撸嗽诜块g內會感受到來自墻面和屋頂?shù)臒彷椛洹8脑旌髩w的內表面最高溫度可降低0.7℃,屋頂?shù)膬缺砻孀罡邷囟瓤山档?.8℃,外墻和屋頂?shù)母魺嵝阅芏加兴岣撸块g的熱舒適性提高了。雖然既有建筑節(jié)能改造后墻體屋面的主體承重材料沒有改變,但其外表面增加的外保溫材料可以使室外空氣溫度波在通過墻體時的衰減幅度大大增加,因此,在室內側空氣溫度波的衰減和延遲不變的情況下,夏季的隔熱性能同樣得到提高
參考文獻:
據(jù)統(tǒng)計我國各類高校3000所,分布在采暖地區(qū)的建筑面積約26億平方米。以采暖費25元/平方米計,每年取暖費用高達650億元。學校類建筑普遍存在以下特點:建筑物使用依據(jù)課時安排存在分時段性,絕大部分人員停留有固定性,如夜晚和假期學校的許多建筑無人。尤其在冬季我國北方院校采用集中式供熱,供暖期內,所有建筑不分晝夜供暖。即使是節(jié)假日教室內無人停留,仍然按照室內采暖溫度(18℃)。能源浪費現(xiàn)象十分嚴重。在集中供熱中,普遍存在以下問題:外網(wǎng)系統(tǒng)水利不平衡,單棟建筑熱力入口無調節(jié)裝置,散熱器布置過多,這樣會使建筑之間供熱分布不均。由此從經(jīng)濟效應、社會效益和環(huán)境效應,可見供暖節(jié)能勢在必行。
1.1分時供暖
分時供暖即按照建筑物的使用規(guī)律使用分時供暖,在非假日供暖期內,分時供暖每天室內溫度設定按時段劃分(見圖):06:00、23:00室內溫度設定為18℃;23:00/06:00室內溫度設定為5℃
1.2基本耗熱量百分比
基本耗熱量計算公式
供暖室內計算溫度取18℃,室外溫度取大連市供暖室外計算溫度(-11℃),則在設計工況下,分時供暖較傳統(tǒng)供暖可節(jié)約的熱量折算成百分數(shù)為
1.3熱用戶熱負荷分析
現(xiàn)行供暖方法年度能耗計算可用下述公式計算,即:
Q =qf?F?N×24×3.6×10。GJ (1)
式中:Q 一建筑物全年供暖總能耗,GJ;
qf一建筑物供暖面積熱指標W/m2,取50W/m2 ;
F―供暖建筑物的建筑面積, ;
N ―供暖期天數(shù),大連地區(qū)150d
3.6×10-3――每小時3600秒
測定教學樓面積為31649m2帶入(1)式,得到按現(xiàn)行供暖方式全年的總能耗
Q=50×31649×150×24×3.6×
=20509 (GJ)
2. 采用分時供暖建筑物年能耗計算
2.1 建筑物采用分時供暖能耗計算公式
寒假期間教學樓供暖年能耗計算公式為:
式中:Q‘-建筑物非寒假值班供暖年能耗,GJ;
-溫差修正系數(shù), =(t2-tpj)/(tn-tpj);
-分時供暖室內溫度,取5℃ ;
-供暖期室外日平均溫度,長春地區(qū)取-8℃;[2
-供暖室內設計溫度,取18℃;
h-工作日每日工作小時數(shù);h=17 3461.387GJ
其它符號意義同式(1)
50-寒假50天,d;
計算結果如下:
(1) 非寒假期間,用公式(1)計算,式中Ⅳ供暖天數(shù)在
此為150-50。
=50×31649×(150-50)×24 ×3.6× ‘
=9570.66KJ
(2) 寒假期間用公式(3)計算:
其分時供暖年能耗量為:9570.66 +3418.09=12988.75GJ
(GJ)
由上述計算可知,采用現(xiàn)行供暖方法,該建筑全年供暖能耗為20509GJ,而采用分時供暖方法,全年總能耗降為12988.75GJ。節(jié)省能耗7520.25GJ。相當于年節(jié)約標準煤257噸。
3 能耗其它問題的解決以及技術措施
首先在供熱入口處將手動調節(jié)閥改為電動調節(jié)閥;其次在鍋爐房設自控系統(tǒng),實現(xiàn)分時供暖控制,即通過控制流量來達到對室內溫度的控制。控制器根據(jù)室內設定溫度與當前溫度的對比反饋,自動控制螺旋閥門開關的開度,從而實現(xiàn)根據(jù)建筑實際用熱量控制熱水流量。
在現(xiàn)代建筑設計與施工中,綠色節(jié)能建筑已成為人們所關注的重點。當前,我國政府提出建設節(jié)約型社會,就是要把節(jié)約能源作為發(fā)展的重中之重。現(xiàn)代綠色建筑節(jié)能隨著環(huán)保的重視也引起了人們的逐步重視,節(jié)能材料的廣泛運用帶動了環(huán)境的日益改善,人們開始注重建筑的節(jié)能和環(huán)保效益,也注重節(jié)能給人們帶來的經(jīng)濟效益,而這些對推進社會技術進步、資源合理利用、提高人們生活水平起著重要的作用。因此加強現(xiàn)代建筑節(jié)能技術的開發(fā), 重視建筑節(jié)能經(jīng)濟效益就顯得日益重要。
1.綠色節(jié)能建筑設計要點
對綠色建筑項目來說,建設單位必須要根據(jù)自身的實際情況來制定出成熟且符合自身利益的相關建設。以房地產(chǎn)建設項目為例,以下幾點就是設計綠色節(jié)能建筑的要點:
第一,項目建設方案節(jié)能評估(項目選址、總平面布置節(jié)能評估,對能源消費的影響,建筑和圍護結構熱工設計節(jié)能評估,主要用能系統(tǒng)節(jié)能評估,主要耗能設備節(jié)能評估)。
第二,節(jié)能措施評估(技術節(jié)能措施概述,節(jié)能管理措施,能源計量措施,單項節(jié)能工程,能評階段節(jié)能措施評估)。
第三,項目能源利用狀況核算(項目的能源利用狀況)。
第四,項目能源消費及能效水平評估(項目對所在地能源消費增量的影響評估、項目能源消費對所在地完成節(jié)能目標的影響評估、項目能源供應條件及落實情況、項目能效水平分析評估)。
2.某綠色節(jié)能建筑經(jīng)濟效益分析
某項目規(guī)劃用地面積267畝,共需拆遷各類建筑物(構筑物)面積17.9萬平方米。該項目分為A、B、C地塊,A、B地塊將提供約20萬平方米的安置房,用于就近安置片區(qū)內的被拆遷戶,商業(yè)用房面積約6萬平方米,將構建一條商業(yè)街。而C地塊將打造成一個35畝的城市公園,建有假山,配以綠化景觀,公園中央的水體將為魚兒水鳥提供安靜的棲息地。
該項目置身城市綜合體中,規(guī)劃及即將建設的大型商貿購物廣場、公共衛(wèi)生服務中心、文體活動中心及中小學幼兒園等配套設施都將給居住在這一片區(qū)的居民提供便捷的生活圈,危舊房將變身時尚生活區(qū)。本項目所采用的節(jié)能方式為:
2.1節(jié)能技術措施方面
(1)加強用電管理,使變壓器處于高效合理的經(jīng)濟運行區(qū)間,以降低變壓器損耗和電路線損。
(2)除了需要裝飾的商業(yè)燈具外,主要建筑室內照明光源選用更加高效細管徑的T5直管形熒光燈,室外路燈、庭園燈建議采用太陽能路燈系統(tǒng)。
(3)對項目區(qū)供水系統(tǒng)、通風系統(tǒng)和VRF空調系統(tǒng)實行智能化管理,加大設備維護保養(yǎng)。
(4)建議采用太陽能光伏電源系統(tǒng),用于小區(qū)的功能照明和景觀照明,節(jié)能電能。
(5)本評估報告建議設置太陽能熱水系統(tǒng),在幼托、商業(yè)店面建筑樓頂集中設置全玻璃真空管集熱器組成太陽能集熱系統(tǒng),集熱系統(tǒng)將太陽輻射能轉化為熱能貯存在水中,通過控制系統(tǒng)控制定溫循環(huán)實現(xiàn)恒溫水箱恒溫出水供用。太陽能熱水系統(tǒng)要與住宅建筑同步設計,解決太陽能集熱器的擺放和安裝問題,確保建筑物的承重、防水等功能不受影響,并充分考慮太陽能集熱器承重、抗風雪冰雹等的能力。
2.2節(jié)能管理措施方面
(1)建議推行節(jié)能管理,健全節(jié)能管理制度,完善節(jié)能管理措施,并落到實處。項目在使用過程中應做到能耗測評,數(shù)據(jù)及時上報有關管理部門。投入使用后,應建立定期清潔燈具的制度,客廳、臥室、衛(wèi)生間、門廳、走廊燈具每年至少擦拭2次,廚房燈具每年至少3次,使得公共場所燈的照明輸出功率達到額定輸出功率的95%以上。宜根據(jù)光源的壽命、點亮時間、照度的衰減情況,定期更換光源。更換照明設備前應對每個空間的照度等級和照明要求進行調查。更換光源時,應采用與原設計或實際安裝功率相同的光源,不得隨意改變光源的主要性能參數(shù)。除應急出口或有安保需求的場合,房間無人時應關燈。晝光充足的區(qū)域應關閉照明燈。
(2)加強空調設備維護管理。分體式空調每周清洗一次隔塵網(wǎng),可省電20%左右。空調濾網(wǎng)則要經(jīng)常清潔。
(3)加強區(qū)內供水系統(tǒng)的維護管理,對水泵、電機和電氣系統(tǒng)進行定期的全面檢查維修保養(yǎng),保持供水設備處于完好與正常運行狀態(tài)。維修養(yǎng)護人員應經(jīng)常檢查給水管道及閥門(包括地上、地下、屋頂)的使用情況,如會出現(xiàn)地下有漏水、滲水、積水等異常情況,應及時進行維修。每月定期抄讀水表,發(fā)現(xiàn)讀數(shù)有異常,應跟進分析,盡快處理。
2.3節(jié)能措施的經(jīng)濟效果評估
我國建筑工程耗能狀況分析
我國城鎮(zhèn)民用建筑運行耗電占總發(fā)電量的3成左右,主要包括采暖、空調、電扇、家用電器等的損耗,不包括建筑材料和建筑施工過程的損耗。據(jù)推算,我國的建筑能耗將會繼續(xù)增長,最終向發(fā)達國家的建筑能耗接近,也就是一般占總能耗的1/3左右。這是在我國城市化水平和國民生產(chǎn)總值的不斷提高,是我國能耗最終趨于的穩(wěn)定水平。有關研究表明,建筑節(jié)能是各種節(jié)能途徑中潛力最大、最為有效的方式,對緩和世界能源矛盾、解決社會、經(jīng)濟發(fā)展瓶頸的有效舉措。
我國城鎮(zhèn)民用建筑的能源消耗類型分為:1.北方地區(qū)供暖能耗,據(jù)估計,此項能耗大致占民用建筑總能耗的5成以上;2.除供暖外的住宅能耗,約占總能耗的2成左右;3.除供暖外的一般性非住宅民用建筑能耗,在民用建筑總能耗的中約占15%左右;4.大型公共建筑能耗,約占民用建筑總能耗的13%左右。上述情況的特殊說明為,供暖能耗以直接燃煤為主的能耗,而一般性非住宅民用建筑能耗與大型公共建筑能耗的估算的能耗量在單位面積耗電量上差別較大。隨著我國城市化進程的不斷深入,未來10年間,我國新增民用建筑面積將為100~150億平方米。特別是北方人民生活離不開暖氣,使得我國供暖耗能所占比例很大,成為我國能源消耗中的主要因素之一。
我國供暖能耗存在能耗大、使用結構較不合理的狀況,與西方國家相比,在相同氣候條件下,我國符合節(jié)能標準設計的建筑,其供暖能耗也要多出2到3倍左右。也說明了,我國供暖的節(jié)能上,存在較大的潛力空間。為此,有效解決供暖耗能成為建筑節(jié)能的首要任務。供暖主要耗煤,應該將耗煤量控制在一定范圍,或以新能源技術加以替代。目前,建筑一般通過改進建筑設計、加強維護結構保溫和有效利用太陽能的方法,控制供暖的耗煤量,并以太陽能代替,將可能使煤量降低至先前的1/2甚至1/3,直至達到發(fā)達國家水平。除此以外,還可以通過改良供暖燃煤鍋爐的設計,增加其使用效率,減少耗煤量。據(jù)估測,鍋爐的供熱方式、提高熱源效率、適當調節(jié)管網(wǎng)系統(tǒng),能在現(xiàn)有供暖耗煤損耗上降低30%左右,對建筑的節(jié)能效果也是很有幫助。
除此以外,我國不斷呈增長的能耗量還包括了住宅生活使用的熱水耗能和人民為滿足高生活品質需要而提高家電的能耗。針對這種情況,可以通過推廣節(jié)能產(chǎn)品,如節(jié)能燈、節(jié)能家電等都能其一定的節(jié)能作用。還可以通過改進新建筑的設計,對空調設計的改良,也可以減緩目前能耗量增長的情況。在熱水器的設計上更科學、符合綠色設計概念,還可以通過適當?shù)墓膭睢⑿麄鳌①p罰分明等,民用住宅過分用電情況可得到抑制。一般性非住宅民用建筑在耗能的情況上與民用建筑差別不大,但其照明能耗和電器能耗是所占比重較大的能耗。因此,在建設特殊的建筑群體,要考慮其可能的耗能形式,并在建筑設計和家電選擇上作適當調整,其節(jié)能效果也相當明顯。據(jù)估計,隨著節(jié)能燈的推廣和空調設計的節(jié)能改善,一般性非住宅民用建筑的耗能量將降低30%至40%。而有關大型公共建筑上,其耗能量為普通住宅建筑耗能量的10倍以上,雖然其建筑面積占城市總建筑面積的比例小,但其高耗能量不可忽視。
綜上分析,我國建筑的節(jié)能潛力巨大,應刻不容緩的采取節(jié)能措施。
建筑節(jié)能的有效途徑分析
(1)建筑設計的優(yōu)化。合理的建筑設計將有效降低能耗,其中,主要的設計優(yōu)化內容為建筑造型及圍護結構形式上。其對建筑物與外環(huán)境的熱量交換、自然通風狀況和采光狀況都有直接的影響,對建筑物的暖通風空調的能耗影響很大。換句話說,建筑耗能比例與其建筑物的設計有很大關系。并且,建筑物設計是復雜的系統(tǒng)問題,各要素間的通過聯(lián)系互相牽制影響,對優(yōu)化設計后的整體效果判定復雜。所以,在對建筑設計上使用動態(tài)熱模擬技術幫助分析建筑物的性能指標,可以有效的預測和比較建筑物的能耗量。
(2)新型建筑圍護材料的使用。建筑物圍護材料的選取與建筑的保溫、隔熱、透光、通風等效果直接相關。新型建筑圍護材料甚至可以通過自動與外界環(huán)境變化作出調節(jié)的形式來保證室內良好的物理環(huán)境,也節(jié)省了能耗量。其新產(chǎn)品技術包括:外墻保溫和隔熱、屋頂保溫與隔熱、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內飾面材料。
我國的建筑保溫隔熱技術,從20世紀90年代開始就有。其技術包括了多種外墻外保溫技術、外墻外掛可通風裝飾板的隔熱保溫技術等。外墻外鋪輕鋼龍骨,其上外掛裝飾板,裝飾板與外墻主體間形成通風通道,可以在夏季通過自然通風排除太陽輻射熱量,大幅度改善室內熱環(huán)境。冬季阻斷此通風通道,又可以使其成為保溫空氣夾層,同時充分吸收照在外墻表面的太陽輻射熱,冬夏兩季都能控制能耗量。通過外墻外保溫技術能夠起到建筑物保溫的效果,但此項技術還需要進一步的質量提升,降低成本而提高推廣程度,滿足多種新需求等等。
(3)通風裝置與排風熱回收裝置的改進。許多建筑由于缺少有效通風裝置與排風熱回收裝置,造成其室內的空氣質量得不到滿足而增加了額外的能耗量。尤其是北方居民冬天室內關閉門窗其空氣質量無法保證,開窗換氣又造成供暖熱損失。在新建筑上可以得到緩解,因其具有良好的圍護結構使保溫效果好。建筑經(jīng)常由于無控制開窗,室內空氣質量不能進一步提高,而造成的熱量損耗卻2至3倍的增長。可通過窗臺下設專門的可調式通風窗,可采用上翻式外窗調節(jié)通風量,還可在外窗上專門開設用于通風的小窗的方式方法來改善能耗量。
(4)其它新技術的利用。此外,還有如溫度濕度獨立控制的空調系統(tǒng)、降低輸配系統(tǒng)能源消耗的技術、熱泵技術、建筑熱電冷三聯(lián)供系統(tǒng)、節(jié)能燈和節(jié)能燈具的推廣和使用,都大幅度的改善建筑的能源損耗,并對新型建筑設計提供了必要的技術保障。
3. 結語
本文大致總結了建筑工程中的耗能狀況,各民用建筑耗能形式的異同和主要的耗能形式。不同類別的民用建筑,其耗能形式大體相同,而主要的耗能形式不大一樣。針對各類建筑的主要耗能形式,直接、有效的改善方法是通過各種方式方法達到其主要耗能形式的大幅度降低。根據(jù)建筑工程現(xiàn)狀分析,對建筑設計的優(yōu)化、使用新型建筑圍護材料、改進通風裝置與排風熱回收裝置和其他新技術推廣和應用,對改善我國建筑能源結構,能源狀況有非常大的幫助。
參考文獻:
前言
隨著我國建筑行業(yè)的迅猛發(fā)展,能源資源供應與經(jīng)濟社會發(fā)展的矛盾己越加突出和尖銳。全面推進建筑節(jié)能工作,加快建筑企業(yè)節(jié)能觀念的轉變,有利于減少建筑耗能,節(jié)約能源;有利于減少溫室氣體排放,減輕大氣污染,改善環(huán)境質量;有利于傳統(tǒng)建筑業(yè)的改造和提升,轉變城鄉(xiāng)建設增長方式,調整經(jīng)濟結構,實現(xiàn)經(jīng)濟社會的可持續(xù)發(fā)展。切實做好建筑節(jié)能工作,是當代建筑設計師義不容辭的責任。
一、建筑節(jié)能經(jīng)濟
我國社會經(jīng)濟不斷發(fā)展的同時,建筑行業(yè)也得到了迅猛的發(fā)展。但隨其發(fā)展的同時也帶來了建筑能耗的大幅度增加。也帶來了資源的浪費。對此國家一直提倡低碳建筑、節(jié)能建筑的概念。建筑節(jié)能經(jīng)濟也備受關注。
因為建設成本的增加,讓很多人對其市場前景心存疑慮。以廣州省為例,廣州市政府已批準下發(fā)《廣州市綠色建筑和建筑節(jié)能管理規(guī)定》,規(guī)定海珠生態(tài)城、國際金融城等城市發(fā)展新區(qū)的新建房屋建筑項目如不符合建筑節(jié)能強制性標準,將不頒發(fā)施工許可證。
根據(jù)這一規(guī)定,廣州四類項目應當按照綠色建筑標準進行立項、土地出讓、規(guī)劃、建設和管理:一是全部或者部分使用財政資金,或者國有資金占主導的新建、改建、擴建房屋建筑項目(含保障性住房建設項目);二是舊城改造項目;三是海珠生態(tài)城、國際金融城、中新廣州知識城、白云新城、天河中央商務區(qū)、天河智慧城、白鵝潭商務區(qū)、南站商務區(qū)、琶洲片區(qū)、增城經(jīng)濟技術開發(fā)區(qū)、南沙新區(qū)、空港經(jīng)濟區(qū)、廣州國際生物島、大學城南區(qū)等城市發(fā)展新區(qū)的新建房屋建筑項目;四是2014年起,廣州范圍內新建、改建、擴建的單體面積超過2萬平方米的機場、車站、賓館、飯店、商場、寫字樓等大型公共建筑。
二、社會效益分析
(一)不同的專業(yè)人士所給予社會效益不同的定義:
1社會效益是指項目實施后為社會所作的貢獻,也稱外部間接經(jīng)濟效益。任何柔層通常是指地面較其上部樓層軟弱的那些建筑。
2、社會效益是指企業(yè)經(jīng)濟活動給社會帶來的收入,而社會成本則是其帶來的消耗,兩者之差就是社會收益,即企業(yè)所提供的社會貢獻凈額。
(二)社會效益評估的特點:
1、外部效益的多角度和定量分析難度大
項目社會評估所涉及的間接效益和外部效益通常較多,例如產(chǎn)品質量和生活質量的提高、人民物質、文化水平和教育水平的提高,自然環(huán)境與生態(tài)環(huán)境的改善、社會穩(wěn)定與國防安全等等。
2、多目標性與行業(yè)特征明顯
項目社會評估要涉及到社會生活各個領域的發(fā)展目標,因此具有多目標分析的特點。由于各行業(yè)務類不同性質的投資項目社會效益的多樣性,而且各行業(yè)項目的特點不同,反映社會效益指標的差異也很大。因此,社會評估指標的行業(yè)特征較強,一般各行業(yè)能通用的指標較少,而專業(yè)性的指標較多;定性分析所涉及的范圍和指標差別也很大。因此,各行業(yè)項目的社會評估指標設置要
3、注重宏觀性和長遠性
項目社會評估是對投資項目社會效益的全面分析評估,它不僅包括涉及社會的經(jīng)濟效益,與經(jīng)濟活動有關的宏觀社會效益、環(huán)境生態(tài)效益等,還包括更廣泛的屬于純粹社會效果的非經(jīng)濟社會效益。而且有些社會發(fā)展目標所體現(xiàn)的社會效益與影響具有相當?shù)拈L遠性,例如項目對居民健康、壽命的影響,對生態(tài)與自然環(huán)境的影響,對居民文化生活、人口素質的影響等。
(三)評估的作用:
項目社會效益評估可以促進在投資決策中全面衡量項目的財務,經(jīng)濟和社會效益,減輕項目對社會的不利影響,防止社會風險,促使項目與社會相互適應和協(xié)調發(fā)展,達到項目的持續(xù)發(fā)展和充分發(fā)揮投資效益,提高項目成功率,增進國民經(jīng)濟整體效益和社會發(fā)展目標與社會政策的順利實現(xiàn)。
三、兩者的關系:
隨著可持續(xù)發(fā)展思想在建筑業(yè)的深入,綠色建筑日益受到人們的關注。在當前市場經(jīng)濟的背景下,經(jīng)濟因素是影響綠色建筑推廣的關鍵所在,一般建筑開發(fā)商只看到綠色建筑所帶來成本增加的一面,而綠色建筑巨大的生態(tài)環(huán)境效益被忽略了。因此,對綠色建筑進行技術經(jīng)濟和費用效益的研究是必不可少的.節(jié)能收益是指建筑由于采用節(jié)能措施而帶來的能耗收益、運行維護收益和舒適性收益的總和。其中能耗收益為最直觀的收益。
建筑節(jié)能技術在帶來可觀的經(jīng)濟效益的同時,還帶來廣泛的社會效益,影響著社會發(fā)展和人民生活的水平和質量。建筑節(jié)能是貫徹國家可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的重大部署。建筑節(jié)能節(jié)約了大量社會能源和社會資金。以北京為例,截止2001年全市建成符合節(jié)能50%標準的住宅達3600萬平方米。這部分住宅每年就可以節(jié)約采暖耗能40萬t標煤,從而節(jié)省大量能源和資金,建筑節(jié)能是緩解當前電力緊張的有效手段,將帶動相關產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,創(chuàng)造更多的就業(yè)機會。
建筑經(jīng)濟節(jié)能對社會效益的意義可以通過以下幾個方面反映出來。
1.建筑企業(yè)節(jié)能的意義 企業(yè)實施節(jié)能改進,不僅可以降低能耗成本,而且有助于緩解政府能源供應和建設壓力,對減少廢氣污染保護環(huán)境也有巨大的現(xiàn)實意義
2.建筑節(jié)能是落實以人為本,全面、協(xié)調、可持續(xù)的科學發(fā)展觀,減輕環(huán)境污染,實現(xiàn)人與自然和諧發(fā)展的重要舉措.
3.有利于國民經(jīng)濟的發(fā)展:當前居住建筑節(jié)能效果較差,總能耗占社會總能耗的30%,容易導致用電高峰(夏季拉閘限電)
4、節(jié)約社會資源,提高生活水平
5、拉動建筑節(jié)能相關產(chǎn)業(yè)的發(fā)展:保溫隔熱性能、門窗的熱工和氣密性、采暖空調系統(tǒng)等相關技術和產(chǎn)業(yè)的進步。
建筑節(jié)能的發(fā)展在國內越來越多地引起人們的關注,但是人們對綠色建筑的了解受開發(fā)商廣告轟擊下錯位的概念,使得消費者不能真正理解綠色建筑,而簡單認為綠色建筑等于豪宅。開發(fā)商則認為綠色建筑就是增加投資,并不產(chǎn)生的收益,或者僅為迎合消費者的“綠色”消費理念而打出“綠色”廣告。在市場經(jīng)濟條件下,綠色建筑首先也是一種商品,它從生產(chǎn)到消費背后需要多個群體共同支撐,這些群體同時構成一條完整的產(chǎn)業(yè)鏈。
作為這一產(chǎn)業(yè)鏈條的不同環(huán)節(jié),政府、地產(chǎn)開發(fā)機構、研究機構、設計機構、建設機構、產(chǎn)品供貨商、行業(yè)協(xié)會、消費者、金融機構乃至媒體,都在綠色建筑的發(fā)展歷程中扮演著不同的角色,成為綠色建筑發(fā)展的不同推動力量和影響因素。綠色建筑推廣僅靠政府一些強制政策和社會道德力量是不夠的。要充分做到建筑節(jié)能經(jīng)濟與社會效益的結合必須從我們每個人做起。最終實現(xiàn)社會效益的最大化。
四、總結:
要想取得更大的社會效益,就必須做好各種經(jīng)濟節(jié)能工作。尤其是建筑業(yè)的節(jié)能經(jīng)濟,占很大比重。建筑項目建設如果符合國家產(chǎn)業(yè)政策,是國家、省、市重點支持的發(fā)展領域;該項目有利于傳統(tǒng)材料領域高新技術的產(chǎn)業(yè)化,增加傳統(tǒng)材料的技術附加值,提高其國際競爭力;有利于帶動全省農(nóng)林業(yè)的快速發(fā)展,節(jié)省資源,對促進人員就業(yè)、社會穩(wěn)定和保護環(huán)境具有重要的意義。這樣就回去的很大社會效益。我們要努力做到建筑經(jīng)濟節(jié)能與社會效益的有效結合。
中圖分類號:TU2文獻標識碼:A文章編號:
引言:
隨著社會的不斷發(fā)展與進步,人們對低碳、環(huán)保等概念逐漸地開始重視起來,隨著節(jié)能設計、生態(tài)設計等環(huán)保設計理念開始得到了廣泛地應用,小區(qū)規(guī)劃建筑設計的節(jié)能也相應地成為了建筑行業(yè)發(fā)展的一個必然趨勢,小區(qū)規(guī)劃建筑設計的節(jié)能策略的實施也是勢在必行。在小區(qū)規(guī)劃建筑設計的時候,小區(qū)的綠化面積、道路結構、小區(qū)選址,以及小區(qū)樓房的樓間距、樓房朝向、樓房體型等都會對小區(qū)的氣候環(huán)境產(chǎn)生相當大的影響。因此,小區(qū)規(guī)劃建筑設計節(jié)能要綜合考慮地理位置、氣候條件、自然環(huán)境等因素,從小氣候、采光與日照、噪聲、空氣質量、環(huán)境綠化、交通組織、項目選址等每個方面都要考慮到,合理地選擇小區(qū)建設的位置。
1.小區(qū)規(guī)劃設計的節(jié)能策略
1.1合理選址
要進行合理選址,就要首先對小區(qū)當?shù)氐闹苓叚h(huán)境狀況、地形、土質、氣候、地質等因素進行綜合性的分析調查;還要調查該地區(qū)人文環(huán)境,主要包括通信、供燃氣、供電、排水、供水、交通等各種情況以及條件。在建筑設計當中,不僅要保持住宅建筑在以后使用的過程當中與周圍氣候環(huán)境相得益彰,還要最大限度地維護整體生態(tài)平衡。通過恰當?shù)倪x址,使小區(qū)具備良好的自然通風和自然采光。同時,小區(qū)選址的時候應當結合該地區(qū)的地形特點,要避開迎風的海岸邊、湖邊或者比較容易形成一個風道的山頂與山谷等,要避開溝底、洼地等凹地,因為冬季的冷氣流易在凹地中形成霜凍的現(xiàn)象,會導致住宅熱能的損耗。因此小區(qū)的選址要在朝南的、避風向陽的坡地上最佳。
1.2小區(qū)住宅樓房的朝向
為了盡量避免主要的使用房間受到東曬及西曬,小區(qū)住宅建筑的樓房朝向應當南向或者南偏西約15°至南偏東約30°之間為佳。通過這樣的朝向,在冬季會有適量陽光進入室內,減少了冷風的吹襲;在夏季則減少了太陽直射室內和外墻面,而且也有良好的通風。
1.3住宅建筑的間距和密度
住宅建筑的間距和密度對建筑物所能接受到太陽輻射面積的多少有決定性的作用,合理的間距和密度,從而使得在冬季建筑的采暖不會受到相鄰建筑的阻擋而產(chǎn)生影響。因此,要滿足建筑物通風與日照的需求,就是要保證建筑之間具有著有效的間距,不是緊密地排列在一起。如果建筑的密度過大,就意味著小區(qū)內部沒有足夠的空間,而且較大的密度也不能滿足建筑對通風、光照、間距的需求,這樣間接地就增加了能量消耗。因此,在規(guī)劃當中,要合理確定住宅建筑的間距和密度,保證大寒日照約3h,冬至約1h,而且山墻間距不開窗約6m,開窗約8m,宅頂退臺,既有利于利通風也節(jié)約了土地。
1.4小區(qū)綠化
住宅建筑的東、西、南方向要有高大的落葉樹,這樣可以遮擋絕大多數(shù)的太陽輻射。由于植物可以保持一定水分,也可以吸收小區(qū)內的大量熱量;同時樹葉也可以吸附灰塵。小區(qū)水體與綠化可以有效地防風抗風、調節(jié)濕度、降低氣溫,改善了通風質量。綠化屋面的技術。綠化屋面通常是在屋面種植綠色植物或者是采取水塘式的處理方式進行水生植物的種植。這種做法除了能增加空間的合理利用之外還能增加一定的經(jīng)濟效益。比如說在屋面構建水塘式的工程結構,然后種植藕或者紅菱等水產(chǎn)作物并且養(yǎng)殖魚蝦等水產(chǎn)品。既能添加生活樂趣,也能得到一定的經(jīng)濟利益。科學研究證明,綠化的屋面具有很好的保溫、隔音效果。
1.5合理規(guī)劃小區(qū)道路
隨著小區(qū)人口以及車輛的增多,人們也開始注重起了小區(qū)道路的規(guī)劃問題。在建筑的間距和密度合理的情況下,這也為合理規(guī)劃小區(qū)道路提供了一個便利條件。在小區(qū)當中,道路其實也是小區(qū)的風道,道路的合理規(guī)劃要考慮的方向問題。在夏季的時候,以東南或西南風為主,此時小區(qū)道路方向要偏東南或西南,這樣有利于小區(qū)保持良好的通風條件,通風良好的話溫度也低一點;在冬季的時候,主要以偏北風為主,正好與道路方向有一定的角度,抵御了冬季嚴風吹襲。在規(guī)劃小區(qū)道路的時候應當與樓房建設施工有機結合起來,為樓房的有利朝向創(chuàng)造一個有力條件。
2.小區(qū)規(guī)劃建筑的節(jié)能策略
2.1建筑的朝向設計
建筑的朝向設計決定著建筑物的陽光射入,是建筑在平面布局中必須重點考慮的問題。建筑的朝向設計的主要目的是為了保證建筑在冬夏有適當?shù)年柟馍淙肓俊⑦m宜的溫度及良好的通風。所以,從節(jié)能和環(huán)境的角度來對建筑的朝向進行設計,建筑物的朝向以南北或者接近于南北的朝向為最佳。
2.2建筑的間距和密度的設計
建筑的間距與密度決定了建筑物所能夠接受到的太陽輻射面積的多少,進而使得在寒冷季節(jié)建筑物的采暖不會受到臨近建筑物的阻擋而產(chǎn)生不利影響。所以,要滿足建筑物日照和通風的需求就要保證建筑之間有低昂的間距而不是緊密的排列在一起。在小區(qū)規(guī)劃建筑的設計中,如果建筑的密度較大,就意味著小區(qū)內部不存在足夠寬敞的空間和綠化,而且,較高的建筑密度也不滿足建筑對間距、光照、通風的需求,間接地增加了能量的消耗。因此,從節(jié)能的角在進行小區(qū)建筑規(guī)劃時,要保持建筑物之間有足夠的間距,在節(jié)能的基礎上為居民提供良好的居住環(huán)境。
2.3建筑的綠化設計
在進行建筑綠化設計時,要充分考慮到小區(qū)的綠化率以及人均的綠地指標等因素,而且綠化重視要采取多種植被種類相結合的方式,但是要以喬木為主,同時,在綠地的周邊還要設置噴泉等立體景觀,保證小區(qū)的綠化立體化。而且,小區(qū)內部的步行道、停車坪等設施也要進行植被種植,保證地面能夠隨時的進行透氣。因為,如果小區(qū)的道路鋪設都是使用的混凝土等材料,會大大的降低雨水的滲透程度,對節(jié)能產(chǎn)生不利影響,因為,綠化后的道路較混凝土鋪設的路面相比,其表層溫度至少降低5度。此外,還可以在屋頂進行綠化,這也成為了目前較為流行的一種節(jié)能方式,對小區(qū)的環(huán)境綠化和建筑的熱工性能具有雙重作用。
3.住宅建筑的節(jié)能策略
3.1墻體保溫施工
目前墻體建造節(jié)能施工技術主要是通過提高墻體保溫性能來達到節(jié)能目的的,主要的方式有墻體外設置保溫層和內部設置保溫層兩種。具體的施工過程主要有涂抹、噴繪、粘貼等工藝。在施工的過程主要注意以下幾點。
3.1.1保證基層的清潔程度和平整度,對于突出的部分應當進行鏟平處理,以提高涂抹的結合強度或者是粘接的牢固程度。
3.1.2按設計的要求以及房屋建筑的構造狀況進行整體的規(guī)劃,并且畫好線路以保證施工的標準性。并且在門窗的位置做加護處理。
3.1.3每次涂抹灰漿的厚度不應當超過1cm,而且分層涂抹的時候應當在上一層有一定強度之后在進行二次施工。注意濕度保養(yǎng)的同時還應該避免水沖,以保證其牢固程度。
3.1.4給保溫層添加保護設置以避免沖擊或者是撞擊破壞。主要是在窗臺一下位置布置玻璃纖維同時對接近地面的部分做防潮濕處理。第五,節(jié)能建筑的墻體建造如果是在北方,還應該考慮采用建筑用節(jié)能砌塊進行構造,甚至是采用玻璃纖維填充墻壁中間的方法來構造墻壁。而在南方的房屋建筑中就應該盡量的采用防震、防潮的材料。節(jié)能建筑的建設要因地制宜,不能顧此失彼,畢竟建筑的最終目的是確保人類的居住安全。
3.2合理設置住房面積
在目前情況下,人們超越當前現(xiàn)實的需求,過分地來追求大面積住宅是不可以提倡的。節(jié)約型的住宅,就是要科學地、合理地使用住房面積,這是當前比較有效的節(jié)能措施。通過適度的住房面積標準,可以節(jié)約大量的勞動力、建材以及維護、使用、建造等過程中的大量資源。
3.3增大建筑進深
增大建筑進深是節(jié)能設計的一個重要途徑。在住宅建筑設計中,采取條式建筑形體的設計比較普通,當建筑的長度小于一定建筑面積相應最佳邊長的時候,即正方形時的邊長,應當盡量縮小建筑的長度而要增大建筑進深,使建筑體形系數(shù)大大地縮小,有利于住宅建筑的節(jié)能設計。同時,建筑的高度也要控制好,一般以2.8m為宜,盡量不超過3m,否則的話既浪費了資源,又增加了成本。
4.結束語
在小區(qū)規(guī)劃中,住宅建筑節(jié)能設計是一項復雜的系統(tǒng)工程,它不但與建筑的設計與規(guī)劃密不可分,而且還涉及到了其他的許多方面,例如管理、新技術及新材料的應用、再生能源的利用等,只有建筑師對它們進行綜合的考慮,才能夠不斷地提高住宅建筑的節(jié)能效果。
中圖分類號:TE08文獻標識碼: A
一、我國建筑電氣能耗現(xiàn)狀與節(jié)能發(fā)展
電能作為人類最重要的二次能源之一,也是建筑中最主要的能源。建筑中,不論是照明插座系統(tǒng),還是其他動力類用電設備等,都需要使用電能才可以工作。我國現(xiàn)今建筑能耗主要集中在北方采暖、住宅、公共建筑等方面,而根據(jù)相關數(shù)據(jù)保守估計,大型公共建筑在運行管理方面至少存在 30%~40%的節(jié)能潛力,我國目前大型公共建筑有 5 億多平方米,每年耗電約900億度,按照節(jié)能40%
計算,每年僅大型公共建筑一項就可節(jié)電 360 億度,約合 400 萬噸標準煤,從而減少約900 萬噸二氧化碳的排放量,由此可以看出,僅大型公共建筑一項就能為國家節(jié)約數(shù)百億資源,同時還能保護環(huán)境,所以,電氣節(jié)能也受到了國家的重點關注。近年來,我國建筑行業(yè)的能源浪費問題已經(jīng)得到了社會的普遍關注,并且引起了相關部門及行業(yè)的高度重視。并且頒布了《建筑節(jié)能施工質量驗收規(guī)范》、《綠色建筑評價標準》等規(guī)章制度,來實現(xiàn)建筑電氣節(jié)能。同時,在對國外技術和設計理念研究的基礎上,采用更為先進的設備和技術,例如:真空斷路器和 SF6 斷路器、智能化和自動化的設備控制技術、電動機變頻技術等。在建筑節(jié)能方面,還倡導采用太陽能、風力發(fā)電、太陽光伏發(fā)電等環(huán)保發(fā)電省電方式。這些都可以說明,建筑電氣節(jié)能已經(jīng)成為我國建筑行業(yè)發(fā)展的必由之路。
二、建筑電氣節(jié)能中存在的問題
由于我國還是一個發(fā)展中國家,建筑節(jié)能體系剛剛起步,所以建筑電氣節(jié)能存在許多問題,下面是我總結的建筑電氣節(jié)能存在的問題:一是,不合理的建筑設計與普遍存在的浪費現(xiàn)在導致節(jié)能效果不夠明顯,例如建筑外部圍護結構不節(jié)能,造成設備專業(yè)不得不選用較大容量的設備;傳統(tǒng)建筑電氣設備都是單獨工作,設備之間沒有溝通和聯(lián)系,增加了能源的消耗。二是,許多電氣設備沒有設置必要的調節(jié)裝置,導致系統(tǒng)無法調節(jié),長期處于運行能耗大的不合理狀況。而且系統(tǒng)的維護與管理也因為設備種類的增加而增大。三是,太多設備采用變頻技術,給供電系統(tǒng)中帶來了諧波分量。而且電氣設備增加,容易發(fā)生火災。四是,照明光源的選擇不科學、控制方式不合理,或者為了追求照明效果而提高照度標準,以及普遍存在的浪費現(xiàn)象。
三、我國建筑電氣節(jié)能的相關措施
1、合理選擇變壓器的規(guī)格、型號
變壓器中存在著阻抗,它們會消耗、浪費大量的電能。所以在變壓器節(jié)能時可以考慮通過降低變壓器負載率的方式來實現(xiàn),能夠節(jié)約電能,減少損耗,但是這樣一來就會增加工程初期的投資金額。變壓器節(jié)能本質通過降低其有功功率的損耗,達到提升運行效率的目的。配電變壓器低壓側輸電網(wǎng)最好能夠采取環(huán)形網(wǎng)絡的方式,以便能隨負荷變化而采取及時切換,或決定投入運行的變壓器臺數(shù),且又不影響各環(huán)節(jié)所需電力供應。變壓器中的電力損耗還來自于磁滯和渦流,磁滯和渦流與鐵芯有關,鐵芯作為變壓器電磁感應磁路,磁通在其中教鞭,這時候由于材質結構等原因可能會產(chǎn)生磁滯和渦流損耗,可以將非晶態(tài)合金應用到鐵芯中,與普通材料相比,同容量下可降低75%到80%的損耗。在選擇變壓器時應選用阻值較小的繞組,如銅芯變壓器。與老產(chǎn)品比,SL7、511、SLZ7無勵磁調壓變壓器的空載損失和短路損失,10kV系列分別降低41.5%和13.93%,其他系列也都分別有降低能損作用。新系列節(jié)能型變壓器,因其具有損耗低、質量輕、效率高、抗沖擊、節(jié)能顯著等優(yōu)點,而在近年得到了廣泛的應用,所以,設計應首選低損耗的節(jié)能變壓器。
2、提高功率因數(shù)
為了減少無功功率流動引起的損耗,在民用建筑中對容量超過10kw的風機、水泵、傳送帶等,電動機端設置就地補償裝置。電動機就地補償通常有兩種接線方式。一是將補償電容器裝在接觸器主接點之后,熱元件一次線圈之前,這種方法適合于進行改造的電機接線,熱元件的整定電流不計補償?shù)挠绊懀灰皇菍⑵洳⒔釉跓嵩囊淮尉€之后,這種接線適合新安裝的電機,熱元件的整定電流應按補償后的電機工作電流計。與此同時,還需要正確選用變流裝置,對直流設備的供電和勵磁,可以用晶閘管整流或者硅整流裝置代替汞弧整流器、變流機組等。
限制電動機和電焊機的空載運轉。可以通過安裝空載斷電設備限制空載率大于50%的電動機等;可以采用空載自停控制裝置來調控大型膠帶運輸系統(tǒng);可以采用自控方式調整大型非連續(xù)運轉的泵類電動機的風量和流量,到達節(jié)省電能的目的。
3、電動機節(jié)能的途徑
減少電動機電能損耗的主要途徑是提高電動機的工作效率和功率因數(shù)。在建
筑工程中應選用高效率的電動機。掌握負荷特性是選擇電動機的基礎,必須清晰負荷的斷續(xù)與連續(xù)問題。如果是連續(xù)負荷,必須弄清楚其負荷與輸出功率的匹配情況,若是泵等平方遞減負荷特性,在輕載時打開風門和閥門,采用調速電動機在低速運行,以便節(jié)能。
常用的動力負荷為風機和水泵電動機類,在一座五星級的大型酒店中,一臺水泵的能耗可以達到30%,因此,必須對其采取措施節(jié)能。一般的水泵電動機會根據(jù)最大負荷來選擇容量。水泵的工作特性是流量與轉速成正比,揚程與轉速平方成正比軸功率與轉速立方成正比。當流量一半時,降低電機轉速可以通過調速的方法將其減少一半,那么電機軸功率是額定的1/8,采用調速技術控制需要變流量運行的水泵,可大大降低能耗。變頻調速是一種高性能的速度控制模式,能夠維持正常的滑動操作來實現(xiàn)無級調速,電機可以輸出最大轉矩在低轉速時保持不變,起到節(jié)能降耗的目的。比變頻器價格便宜的另一種節(jié)能措施是采用軟起動器。軟起動器設備是根據(jù)起始時間逐漸調整晶閘管的導通角,調控電壓。軟起動器也可以采用測速反饋、電壓負反饋和電流反饋,通過反饋控制晶閘管的導通角,從而實現(xiàn)與負載變化相應變化。軟起動器通常用于大容量電機和泵設備的頻繁啟動時,以及附近的電氣設備場所的電壓穩(wěn)定度要求較高時。
4、合理選擇電線和電纜
照明線路的損耗占輸入電能的4%左右,,影響了照明電路的損耗的主要因素是供電模式和導線的橫截面面積。由于電路電阻在電流流過會產(chǎn)生有功功率和無功功率的損耗。導線最好能選用電阻較小的材料,雖然銅芯是最好的選擇,但是我國倡導節(jié)約用銅,因此,線路降耗可以從以下幾個方面來實現(xiàn):
4.1減小導線長度
首先,線路盡量少走彎路,采取直線拉線路的原則,減少損耗;其次,低壓線路最好不要走回頭線,可以減少電能損失;再次,變壓器盡量接近負荷中心,以減少供電距離,當建筑物每層平面在10000平方米左右時,至少要設2兩個變配電所,以減少干線的長度;最后,在高層建筑中,低壓配電室應靠近豎井,而且由低壓配電室提供給每個豎井的干線,不至于產(chǎn)生支線沿著干線倒送的現(xiàn)象。
4.2增大導線截面
第一,當較長的線路在滿足流量等基礎需求的要求下選擇好截面時,在此基礎上再加大一級導線截面。第二,選在線芯截面時,按照經(jīng)濟電流選擇的電纜截面通常大于按照載流量所選的截面,但總費用支出會很小,而且增加的初期投資一般僅需2―4年即可收回。對于利用一些季節(jié)性風荷線路的用戶,在其不使用時,可以提供給長期用戶使用,減少線路電阻。
結束語
通過上述分析可以看出,我國電能損耗問題十分嚴重,電氣節(jié)能實在不行,也是我國技能降耗工作的重點,通過以上幾種方式進行電氣節(jié)能,需要施工人員準確掌握最先進的施工技術,確保電氣節(jié)能施工的質量。
參考文獻:
引 言:在進行綠色學校建筑節(jié)能設計的過程中,應該要綜合考慮當?shù)氐臍夂驐l件、資源利用率和自然規(guī)律,最后使該建筑的采光、保溫、通風等環(huán)境逐漸得到完善,建筑的耗能也大量減少。
1 綠色學校建筑的概念
根據(jù)綠色建筑的概念,綠色學校建筑可定義為具有健康、舒適、節(jié)能、環(huán)保特性的校地、校舍、校園、運動場地及其附屬設施。健康、舒適, 就是要求學校建筑要為學生提供一個良好的室內、室外學習和活動環(huán)境, 保證學生的健康和高效地學習; 同時, 學校不僅是人才的“生產(chǎn)者”,也是能源的“消費者”, 是環(huán)境問題的“制造者”, 節(jié)能、環(huán)保就是要求學校建筑要盡可能少的消費資源, 制造最少的廢棄物, 降低周圍環(huán)境的負荷。
2 學校建筑發(fā)展趨勢
學校自產(chǎn)生以來就形成了以“班級教室”為中心的傳統(tǒng)模式,該模式的不足在于學生的立體交往太少;而現(xiàn)代教育注重交往、開放、互動,強調個性化等方面的發(fā)展。學校設施不僅提供在校生學習,還應承擔非在校生(電大、夜大、職大生等)接受業(yè)余教育的職責。同時校區(qū)應盡可能多置綠地, 并適當預留可發(fā)展的用地。校區(qū)內的公共設施(體育館、圖書館、科學樓等)應與校區(qū)外的設施互補,保證校區(qū)的開放性及自由度。此外,設計師在設計學校建筑時需要把握的方面有:
2.1 對特定地域、特定人文歷史背景下的學校設計, 應表現(xiàn)其建筑或場地所擁有的品質和特別的精神;
2.2 建筑要體現(xiàn)設計師對建筑、社會、歷史的個性化理念;
2.3 建筑本身應該是對民族文化、地域文化的詮釋。
3 綠色學校建筑設計中的節(jié)能設計分析與探討
3.1 綠色學校建筑的選址設計
建筑強調“天人合一”和“因地制宜”的生態(tài)思想,所以在綠色學校建筑的設計中應該要兼顧節(jié)能和節(jié)地兩個方面。選址好的建筑地址,根據(jù)地形地貌的狀況來設計綠色學校建筑,可以使用自然采光和通風,影響其內外環(huán)境并節(jié)約大量的空調耗能。因為冬天冷空氣會對建筑物產(chǎn)生“霜凍”的影響,所以綠色學校建筑不應該被放在洼地、山谷之地,這樣會使其用于采暖的耗能提高。要實現(xiàn)提高建筑節(jié)能和采暖效率的水平,必須把綠色學校建筑置于避風、向陽之地。
另外,要注意的是選擇綠色學校建筑用地時,要遵循生態(tài)環(huán)保的理念,保護周圍已有的生態(tài)環(huán)境,避免對原有的自然條件和設施產(chǎn)生不利的影響。綠色學校建筑的基本原則中包括不能對建筑周邊環(huán)境有破壞作用。同時我們可以通過提高建設用地的利用率,將邊角地變?yōu)榭捎玫慕ㄖ玫兀蛘唛_發(fā)地下空間,確定合理的校園容積率,有利于達到節(jié)地的目標。
3.2 綠色學校建筑的布局設計
科學合理的校園建筑布局設計,不僅可以方便師生開展正常的教育教學活動,更是綠色建筑的良好體現(xiàn)。明確合理的出入口、實行人車風流,劃分相對獨立而又緊密聯(lián)系的教學區(qū)、運動區(qū)、生活區(qū),都是有效提高土地利用率的途徑。
做好建筑的良好朝向,主要建筑以南北向布置為主,爭取做到最佳的采光及景觀,合理設置建筑間距,在減少教學樓間的聲音干擾的同時,保證主要用房能夠得到足夠的日照,符合的日照標準要求,減少彼此間的遮擋。對于臨水或者依山而建的校園,更要利用好有利的地形,深入分析布局利弊,做好景觀、節(jié)能的有機結合。
3.3 綠色學校建筑的單體設計
隨著建筑單體節(jié)能技術措施的不斷提高,新型的保溫墻體材料、中空隔熱玻璃、屋面保溫材料、節(jié)能變頻空調等技術日漸成熟,但我們不能忽略了更廉價環(huán)保的技術手段―自然通風和有效遮陽。
(1) 提高自然通風效率
使用自然通風不僅僅能夠減少空調的耗能,能夠在不耗費資源的條件下使室溫降低,而且還可以讓學生生活在新鮮的自然空氣中,對身心健康有很大的幫助。我們在設計通風裝置時要考慮到在夏季主導風方向上應該使用開放式設計,在冬季主導風方向采取封閉式設計。控制好窗墻比以及外窗開窗率,在南向盡量擴大外窗可開啟面積,為過渡季節(jié)組織室內自然通風創(chuàng)造有利條件。在條件允許的房間,盡量采用兩側對開窗,形成良好的穿堂風,有利于夏季降溫,降低空調能耗。為了達到獲得良好通風條件的目的,在設計時應該根據(jù)氣流的慣性原理,在相鄰的墻面將進、出口的位置錯開分布。
(2) 提供有效遮陽效果
對于我國夏熱冬冷地區(qū)來說,夏季東、西墻面的溫度能夠高達40℃,從而可以直接影響到室內的溫度。對綠色學校建筑的遮陽設計能夠起到很好的隔熱作用,可以考慮陽臺、遮陽百葉、垂直綠化等手法來進行處理。設計時應該綜合計算夏天遮陽和冬天日照的不同要求來進行合理的設計,使其在高溫天氣阻擋熱量的進入,在低溫天氣讓人享受足夠的陽光。
3.4 綠色學校建筑的綠化設計
綠色學校居住建筑的附近如果有大量的水面和綠化,能夠對周圍的氣候進行改善。但是不同的建筑材料對太陽輻射的吸收率是有差異的。通過實地測試發(fā)現(xiàn)在夏天,草地表面的平均溫度相對于混凝土地面大概低了4.4℃,相比瀝青地面更是低了7℃左右。綠化的作用是對建筑周圍夏季進行增加濕度、降溫等。相關理論證明,每增加10%的綠化覆蓋率,就可以使溫度下降高達2.6℃;當覆蓋率高達50%,溫度會下降大約13%,這正好可以解除熱島效應。
(1) 建筑周邊的綠化設計
在我國夏季氣候十分炎熱,為了讓從建筑外地面上反射過來的熱能量減少,我們在進行設計時必須選擇對太陽輻射反射率低的用材。通常,可以在建筑外種植草坪和灌木以形成降溫效應,從而使反射到室內的熱量下降。具體來說,就是通過植被進行的呼吸機制帶走相應的熱能,進而讓建筑物周圍的空氣溫度明顯下降。
(2) 建筑屋面的綠化設計
植物可以通過蒸騰作用和光合作用來維持生命,可以改變熱能量的垂直分布方向。對屋面的綠化能夠改變建筑屋面能量的平衡關系。進行屋面綠化的作用不僅僅是增加了城市的植物覆蓋率,而且能夠起到很好的蓄水效果,使得2/3的雨水能被植被吸收,從而進一步促進植被的生長和城市空氣、溫度的調節(jié)。通過相關的實測,發(fā)現(xiàn)屋面綠化能夠凈化空氣、改善城市的空氣質量,并且可以充分的利用太陽的輻射作用。
(3) 建筑墻面的綠化設計
從美觀的角度來說,墻面綠化可以美化環(huán)境,營造一個自然、健康的生活條件;從節(jié)能的角度看,可以使起到很好的降溫蓄熱作用;從防止污染來說,能夠減少城市的粉塵污染,有效的緩解熱島效應。墻面的顏色和朝向對其溫度的高低有重要影響。朝南、西的深色墻面,夏季最高可以高達60℃,冬季外墻溫度低達-10℃。對墻面進行綠化設計,能夠有效吸收和反射太陽輻射,起到降溫遮陽的效果,避免墻面承受巨大的溫度差異。
4 結束語
總之,綠色節(jié)能設計作為比較容易實現(xiàn)的生態(tài)手段,具有投資少和節(jié)能效應持久的優(yōu)點,而且一般的學校建筑都可以采用,特別是節(jié)能手段與建筑美觀和功能使用結合在一起,會更好的實現(xiàn)節(jié)能型社會目標。
參考文獻:
通訊作者:周汝良(1963-),男,碩士,云南祥云,教授,從事森林防火、城市消防和3S技術應用教學與研究工作。]
摘要:介紹了介紹建筑消防性能化設計與傳統(tǒng)消防設計方法之間的關系,闡述傳統(tǒng)的處方式防火設計的缺點,并對性能化防火設計方法的概念及其優(yōu)越性進行分析,重點運用經(jīng)濟學的基本理論與方法,對比分析兩種建筑消防設計在防火設計方面的投入成本和投資經(jīng)濟效益,得出消防性能化設計更能夠適應社會發(fā)展需求,在經(jīng)濟效益方面也具有明顯優(yōu)勢,為性能化防火設計的經(jīng)濟優(yōu)越性提供論證基礎。
關鍵詞:“處方式”防火設計,性能化防火設計,經(jīng)濟效益
Abstract: The article introduced the relations between the performance-based building fire protection design and traditional design method, and elaborated the shortcoming of traditional design method. Also analysis to the concept and superiority of the performance-based building fire protection design was carried out. By using economic elementary theory and method, and comparing the investment cost and benefit of the two kinds of building fire prevention design, it can be concluded that the performance-based building fire protection design can adapt the social development demand better, and also has the obvious superiority efficiency in economic, providing the proof foundation for the performance-based building fire protection design in economical superiority.
Key words: "department means" fire design, performance-based fire design, cost-effective
中圖分類號:TU2 文獻標識碼: A 文章編號:
1 前言
建筑火災安全關系著人們的日常生活、生產(chǎn)的基本條件,無論是從古代以木結構為主的建筑,還是近代以磚木結構為主的建筑,以至現(xiàn)代以鋼筋混凝土或全鋼為主的摩天大樓,都可能成為火魔的對象[1]。隨著社會的進步和人類的發(fā)展,現(xiàn)行的“處方式”防火設計已無法完全適應當今建筑設計的要求。人們對火災現(xiàn)象及其規(guī)律進行了進一步的深入研究,一定程度上實現(xiàn)了對火災過程的定量描述和分析,提出了“以性能為基礎的消防安全設計方法”,即“性能化”防火設計[2]。目前,全世界各國針對建筑防火設計措施主要是傳統(tǒng)的“處方式”設計和正在逐步完善的“性能化”防火設計,同時也正在積極發(fā)展“性能化”規(guī)范和“性能化”設計工具,方法與評估技術的日益成熟[3-6]。
2 “處方式”防火設計方法與性能化防火設計
2.1 “處方式”防火設計
傳統(tǒng)的防火設計方法是根據(jù)有關設計規(guī)范條文中給定的消防設施設置要求,按設計參數(shù)和指標進行設計,設計人員必須嚴格按照規(guī)范條文給出的消防設施設置要求和參數(shù)指標制定設計方案。這種“處方式”規(guī)范規(guī)定了詳細的設計參數(shù)和指標,因而具有設計的局限性,使設計出來的建筑工程單調而呆板[7]。在我國,現(xiàn)行建筑防火設計規(guī)范按各種建筑物進行分類,根據(jù)有關消防安全的要求,對建筑物耐火等級、防火間距、防火分區(qū)、裝修材料控制、安全疏散、防排煙設施、火災自動報警設施、室內外消火栓、自動噴水滅火設施等每項設計的參數(shù)和指標,都進行了具體的規(guī)定。設計人員只要根據(jù)所設計建筑物的規(guī)模、性質和用途,從規(guī)范中直接選定與該建筑物相應的設計參數(shù)和指標即可。
“處方式”建筑防火規(guī)范,是指根據(jù)火災事故的發(fā)生、發(fā)展和撲救等經(jīng)驗教訓和火災科學研究試驗等消防實踐總結出來的,并經(jīng)不斷修改完善的一套有明確防火設計措施和各種具體的設計參數(shù)要求的設計規(guī)定。通常認為,設計者只要按照規(guī)范規(guī)定進行設計就認為該建筑的防火安全是符合使用要求的[8]。
2.2 “性能化”防火設計的概念
“性能化”防火設計是運用消防安全工程學的原理和方法,通過分析火災過程的基本規(guī)律,結合實際火災案例,對建筑物及其內部可燃物的火災危險性進行綜合分析和計算,從而確定性能指標和設計指標,選擇相應的消防措施,對整個設計方案做綜合性分析、調整和優(yōu)化的過程。其主要思想是在消防設計時僅提出建筑消防安全所需要的性能要求或指標,而不直接要求設計人員為此而必須采用某些特定的解決方法[9]。
“性能化”建筑防火規(guī)范,是指在確定建筑消防安全目標或性能化設計水平基礎上,規(guī)定一系列性能化準則,并附有指導設計的技術文件。規(guī)范使用者可根據(jù)設計對象,按規(guī)范要求,采用“處方式”規(guī)范或“性能化”設計和評估方法來完成認為可以接受或能夠取得最低規(guī)定安全水平的設計“性能化”建筑防火規(guī)范體系,將隨著消防安全工程學的逐步建立、計算機科學與計算機火災模擬技術的發(fā)展及風險評估技術在消防安全中得到應用而逐步建立、發(fā)展與完善。
2.3 建筑消防性能化設計與傳統(tǒng)設計方法的比較
傳統(tǒng)的“處方式”設計方法,其基于場所類型進行設計考慮,而“性能化”設計方法立足于危害分析及火災假想,對于解決超法規(guī)或現(xiàn)行法規(guī)無法解決的復雜建筑的消防設計具有很大意義。
“處方式”規(guī)范和設計方法在客觀上存在著:規(guī)范中有關條文之間常常出現(xiàn)互不溝通,相互矛盾的現(xiàn)象,條文與條文之間無法解釋清楚;傳統(tǒng)的設計只能給出局部保障,無法給出一個統(tǒng)一、清晰的整體安全度水準,國家消防技術標準對部分技術問題尚未規(guī)定或未能涵蓋,跟不上新技術、新工藝和新材料的發(fā)展,且限制了設計人員主觀創(chuàng)造力的發(fā)展,無法充分體現(xiàn)人的因素對整體安全度的影響。而性能化消防安全設計是運用消防安全工程學的原理和方法,考慮火災本身發(fā)生、發(fā)展和蔓延的基本規(guī)律,結合實際火災中積累的經(jīng)驗,通過對建筑物及其內部可燃物的火災危險性進行綜合分析和計算,從而確定性能指標和設計指標;然后再預設各種可能起火的條件和由此所造成的火、煙蔓延途徑以及人員疏散情況來選擇相應的消防安全工程措施并評估、核定預定的消防安全目標是否已達到;最后再視具體情況對設計方案作調整、優(yōu)化。
與傳統(tǒng)的消防安全設計相比,性能化消防安全設計具有以下優(yōu)點:
(1)體現(xiàn)了一座建筑的獨特性能或用途、某個特定風險承擔者的需要;
(2)注重安全目標的達到,不考慮采取途徑,有利于發(fā)揮防火設計人員的主觀創(chuàng)造性;
(3)根據(jù)工程需要,為開發(fā)和選擇替代消防方案提供了方法;
(4)可在安全水平方面與替代設計方案進行比較,確定安全等級與成本之間的最佳點;
(5)要求在分析中使用多種分析工具以提高工程精度,并可產(chǎn)生更具有革新性的設計;
(6)體現(xiàn)了消防系統(tǒng)是作為一個整體考慮的,而不是孤立地進行設計的新消防戰(zhàn)略;
(7)有利于保險部門參與建筑的消防工作,為其提供可靠的建筑安全評估報告。
3 研究方法
3.1 消防經(jīng)濟效益的概念
消防經(jīng)濟效益是指消防投資在國民經(jīng)濟方面所帶來的實際利益,主要關注消防投入與國民經(jīng)濟發(fā)展情況的匹配度、消防投資的成果對國民經(jīng)濟或部門經(jīng)濟的促進作用等問題。具體來講,消防經(jīng)濟效益主要關注單位或項目消防投入的經(jīng)濟性問題,即以盡量少的消防投資取得盡量多的安全經(jīng)營成果,或者以同等的投資耗費換取得更大的安全經(jīng)營成果。
3.2 消防投資經(jīng)濟效益的度量
通過對消防投資的有效利用,可以使企業(yè),乃至社會安全效益提高,從而進一步保障經(jīng)濟效益的產(chǎn)出。一方面,消防投資的有效利用使社會生產(chǎn)環(huán)境的安全水平得以提高,從而保障生產(chǎn)的平穩(wěn)協(xié)調進行,提高生產(chǎn)效率,增加社會產(chǎn)能,這些都為社會經(jīng)濟的發(fā)展做出了正面的貢獻。另一方面,當消防投資用于基礎建設、固定資產(chǎn)購置、消防產(chǎn)品及用具的購買等方面時,消防投資將直接融入國民經(jīng)濟的整體運作之中,起到促進經(jīng)濟的正面作用。
利用消防投資相對于社會經(jīng)濟總產(chǎn)出的貢獻率(用來表現(xiàn)經(jīng)濟關系中各分量對于總量增長的促進作用的強弱程度)指標,間接的求出研究消防投資增值效益:
(3-1)
式中,L0為在沒有該項消防投資的情況下預測得到的火災損失額;L為投入該項消防投資后的實際火災損失額,I為消防投資貢獻率;G為社會經(jīng)濟總產(chǎn)出的增量;P為消防投資額。(注:消防投資貢獻率=消防投資產(chǎn)出的增量/社會經(jīng)濟總產(chǎn)出的增量 ×100%)
3.3 消防工程的成本與效益
(1)消防工程的成本:消防工程項目的成本是只在項目的生命周期內消防投資費用(TLCC)的總和,主要分為直接成本和間接成本。直接成本包括提高建筑耐火性能的成本、防火及滅火系統(tǒng)設施的購置成本、防火及滅火系統(tǒng)設施的運行成本及日常管理等費用。間接成本主要是指遵照《規(guī)范》的要求,在選擇設計方案及設施時所受到的約束,從而引起的額外費用。
(2)消防工程的效益=火災損失的減少+保險費用的減少+營業(yè)中斷損失的減少。
(3)成本與效益的量化
①成本
設備(材料等)成本=單價×數(shù)量
人工成本=每天(月)薪金×時間
②效益
對財產(chǎn)所有人來講,主要包括減損效益和增值效益。減損效益可用下面方法量化,而增值效益比較難以量化。
一項工程中的消防投資的安全效益可以用下式計算[10,11]:
(3-2)
式中,E項目為消防投資的安全效益;h為消防系統(tǒng)壽命期(年);I(t)為消防措施實施后生產(chǎn)增值函數(shù)I(t)=KV,V為系統(tǒng)服務期內單位時間平均生產(chǎn)產(chǎn)值(萬元/年);K為系統(tǒng)服務期內安全生產(chǎn)增值貢獻率();eit為連續(xù)貼現(xiàn)函數(shù);t為系統(tǒng)服務時間;i為貼現(xiàn)率(期內利息率);C(t)為消防工程項目的運行成本函數(shù);C0為消防工程設施的建造(投資)成本。
4 結論與分析
4.1 性能化設計與傳統(tǒng)設計方法的經(jīng)濟效益比較
4.1.1 消防工程成本分析
消防工程項目的成本由直接成本和間接成本組成,以下對建筑消防工程防火設計的各種設計方案的成本進行比較。
(1)直接成本比較。建筑工程在設計之初就應當將消防系統(tǒng)同時設計,其中就已經(jīng)制定出了消防系統(tǒng)主體結構及設備的選型。在建筑設計防火過程中所使用的耐火性材料和防火、滅火系統(tǒng)設施的購置成本和運行成本組成,是一個建筑進行防火設計的必須配置。主要是指總體消防工程項目的內容(安全疏散系統(tǒng)、火災報警系統(tǒng)、噴灑滅火系統(tǒng)、其他滅火系統(tǒng)、防排煙系統(tǒng)、消火栓系統(tǒng)、消防控制中心)所需要的成本投資。這些都是無法避免的,即使存在少許差別,但是變動不大的。所以兩種防火設計的直接成本接近相同,從宏觀角度把握,可以忽略不計。
(2)間接成本比較。傳統(tǒng)的建筑防火設計是設計者按照消防設計規(guī)范規(guī)定對建筑物的防火設施進行設計。由于我國消防事業(yè)發(fā)展起步的較西方國家晚許多,而且現(xiàn)行的許多各級《規(guī)范》、《標準》仍存在許多不完善的地方,所以導致傳統(tǒng)的建筑防火設計方法受到嚴重的制約,不能夠靈活的更變設計方案。在經(jīng)濟方面表現(xiàn)為投資成本的增加,尤其是在遵照《規(guī)范》要求時所受到的約束,從而引發(fā)的額外費用的增加,進而導致防火設計投資成本的增加。
現(xiàn)代性能化設計是運用消防安全工程學的原理和方法,考慮火災本身發(fā)生、發(fā)展和蔓延的基本規(guī)律,結合實際火災中積累的經(jīng)驗,通過對建筑物及其內部可燃物的火災危險性進行綜合分析和計算,從而確定性能指標和設計指標;然后再預設各種可能起火的條件和由此所造成的火、煙蔓延途徑以及人員疏散情況來選擇相應的消防安全工程措施并評估、核定預定的消防安全目標是否已達到;最后再視具體情況對設計方案作調整、優(yōu)化。從而避免了完全遵照《規(guī)范》所帶來的間接成本投資,減少防火設計的總投資成本。
4.1.2 消防投資的經(jīng)濟效益分析
由公式(3-1)、(3-2)得出:假設,對于某項建筑消防設計方案,總的消防投資額為P不變,針對該建筑所處環(huán)境,則L0不變。使用消防性能化設計方案后,成本的降低使得消防設備更加齊全,后期保養(yǎng)更加完善,投入該項消防投資后的實際火災損失額L也越少。同時因整個社會的經(jīng)濟產(chǎn)出分別是社會總勞動力貢獻的產(chǎn)出量、社會資金貢獻的產(chǎn)出量和社會科學技術水平貢獻的產(chǎn)出量的總和。隨著消防性能化設計的發(fā)展,整個社會的經(jīng)濟產(chǎn)出量與消防投資貢獻會隨之增大,必然導致消防投資經(jīng)濟效益的大幅度提升。
4.2 結論
在建筑消防成本投入方面,性能化防火設計的總投入成本比傳統(tǒng)“處方式”消防設計的總投入成本略低,在建筑防火前期經(jīng)濟投入更少,而且獲得的消防投資經(jīng)濟效益更高,所以性能化設計比傳統(tǒng)“處方式”消防設計所獲取的經(jīng)濟效益更高。
5 討論
隨著我國經(jīng)濟和城市建設的飛速發(fā)展,大量高層、大空間和功能復雜的超大型建筑不斷涌現(xiàn)。傳統(tǒng)的“處方式”消防設計方法和規(guī)范已無法滿足和適應這些建筑消防設計的現(xiàn)實要求,性能化消防設計方法及思想正在逐步發(fā)展起來。
5.1 建筑消防經(jīng)濟效益評價的局限性
有關建筑消防設計在經(jīng)濟方面的研究,在國內外仍屬于初步探討階段,沒有固定的標準。本文是在假定建筑火災最終損失相同的情況下,針對兩種建筑消防設計在防火設計方面的投入成本和投資經(jīng)濟效益的不同,運用經(jīng)濟學比較原理對其進行分析。該研究未能夠完全考慮消防經(jīng)濟學中的所有元素,只是在優(yōu)化投資階段內針對投入成本和投入經(jīng)濟效益兩方面對兩種消防設計方式進行了評價,存在一定的局限性;同時未能夠搜集到一些現(xiàn)行建筑的消防具體投資資金數(shù)額,無法與將兩種設計方案進行實際數(shù)額比較;再加上性能化設計在國內外的發(fā)展仍處于過渡階段,實施過程仍存在許多問題,數(shù)據(jù)不完善,體系建設仍不健全,只能夠運用公式建模進行分析。
綜合起來看,消防設計方式的轉變仍處于過渡階段,還存在許多技術問題和理論支持。我們迫切需要開發(fā)出更經(jīng)濟有效和更符合實際的消防安全工程技術,完善和發(fā)展消防安全工程理論[12]。
5.2 性能化設計的未來展望
性能化消防安全設計的目的是以最有效、最經(jīng)濟的方法從系統(tǒng)安全的角度將火災的損失控制在最低限度,從而保證總體消防安全目標的實現(xiàn),其設計方法具有靈活性和科學性,比傳統(tǒng)“處方式”消防設計具有更多的優(yōu)點。因此,目前這種設計已成為世界各國建筑消防設計的發(fā)展趨勢,是不可抗拒的潮流。隨著消防安全工程的快速發(fā)展,消防安全工程學已隨著其潛力、復雜性以及應用性而在基礎理論、方法學和實用工具領域得到較大的發(fā)展,性能化設計方法將會越來越完善。
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