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所屬欄目:農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)論文 發(fā)布日期:2012-03-24 14:59 熱度:
摘要:綠色建筑在節(jié)能措施中有許多重要專業(yè),本文環(huán)境科學(xué)論文在建筑專業(yè)、能源系統(tǒng)、給排水專業(yè)、電氣專業(yè)等方面做了節(jié)能介紹與分析,提出了相應(yīng)技術(shù)措施。
關(guān)鍵詞:建筑節(jié)能;能源系統(tǒng)節(jié)能;給排水專業(yè)節(jié)能;電氣專業(yè)節(jié)能;LEED綠色建筑評估體系;技術(shù)措施
綠色建筑的概念最早在1992年的聯(lián)合國環(huán)境與發(fā)展大會上提出,又叫“可持續(xù)性建筑”或“生態(tài)建筑”,近年來,它被逐漸引入中國,得到了推廣和創(chuàng)新。中國現(xiàn)有建筑八成以上屬于高耗能建筑。建筑能耗約占全社會終端能耗的近三成,2006年以來,中國大力倡導(dǎo)節(jié)能環(huán)保的綠色建筑,目前已經(jīng)得到越來越多回應(yīng)。
為力推節(jié)能減排,中國各大城市都在大力推廣綠色建筑。要實現(xiàn)綠色建筑,就需要在建設(shè)項目前期策劃、可行性研究等階段考慮到,采取節(jié)能措施。我國是個能源消費大國,能源相對短缺,然而能源浪費卻相應(yīng)嚴(yán)重。作為二次能源的能源供需矛盾近年來越來越突出,能源的缺乏已嚴(yán)重制約著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。節(jié)能問題一直是我國發(fā)展國民經(jīng)濟(jì)的一項長遠(yuǎn)戰(zhàn)略方針,那么節(jié)約能源就成為每位項目參建人員必須認(rèn)真考慮的問題。下面就建筑工程中的各個專業(yè)節(jié)能措施進(jìn)行介紹:
一、 建筑專業(yè)節(jié)能技術(shù)措施
。ㄒ唬o(hù)結(jié)構(gòu)節(jié)能技術(shù)
1、墻體節(jié)能技術(shù)措施的采用
在建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)中,墻體所占比重最大,通過圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱耗熱量約占75%~80%,墻體保溫是建筑節(jié)能的重要一環(huán)。因而外墻體的保溫設(shè)計相當(dāng)重要,必須改變以往老的外圍護(hù)設(shè)計,改為采用新的節(jié)能墻體材料。自從節(jié)能工作在全國范圍內(nèi)全面啟動以來,我國新建建筑墻體節(jié)能保溫措施基本有三大類:外墻內(nèi)保溫、夾層保溫和外墻外保溫。
(1)外保溫:外墻外保溫是將保溫隔熱體系置于外墻外側(cè),以賦予建筑物良好保溫隔熱性能的建筑節(jié)能措施。除了保溫隔熱功能以外,由于將絕熱體系置于外墻外側(cè),從而使主體結(jié)構(gòu)所受溫差作用大幅度下降,溫度變形減小,因而外墻外保溫對結(jié)構(gòu)墻體能起到保護(hù)作用并可有效阻斷冷(熱)橋,有利于結(jié)構(gòu)壽命的延長。
(2)夾層保溫:“夾層保溫”技術(shù),即對外圍護(hù)墻采用分層處理的措施,形成墻體—保溫材料—墻體體系,達(dá)到保溫節(jié)能目的。然而由于生產(chǎn)方式復(fù)雜,不能有效地解決建筑中存在的“冷橋”問題,夾層保溫的做法逐漸被墻體外保溫的做法所取代。
(3)內(nèi)保溫:“外墻內(nèi)保溫”技術(shù),即在建筑空間內(nèi)部墻體附加保溫材料以達(dá)到節(jié)能目的。但外墻內(nèi)保溫存在以下問題:一是熱工效率較低,外墻有些部位如丁字墻、圈梁處難以處理而形成“熱橋”,使保溫性能有所降低;二是保溫層做在住戶室內(nèi),對二次裝修、增設(shè)吊掛設(shè)施帶來不少麻煩,一旦出現(xiàn)質(zhì)量問題,維修時會對住戶造成很大困擾;三是內(nèi)保溫占用室內(nèi)空間,減少用戶使用面積。
采用上述辦法后均可取得較好的節(jié)能效果。
目前普遍采用的外墻外保溫技術(shù)是相對較好的墻體保溫技術(shù),但由于我國墻體保溫材料發(fā)展還不不成熟,無法滿足綠色節(jié)能建筑和社會可持續(xù)發(fā)展的要求。因此,引進(jìn)、研發(fā)技術(shù)含量高的保溫墻體材料勢在必行。實施國標(biāo)《民用建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》JGJ26-95新標(biāo)準(zhǔn),外墻材料有了很大的改變。增加保溫效果,將承重粘土磚改為承重空心磚,增加了磚的空隙率,對保溫起到了一定的作用,但由于施工磚墻體時,空隙易被砂漿堵住,難以保證保溫效果。墻體改革,推動了新型墻體材料的發(fā)展,多種節(jié)能型墻體應(yīng)運而生,主要有以下幾種:
(1)承重空心砌塊。它由混凝土和多孔材料組成,具有高強(qiáng)、承重、保溫、節(jié)能、導(dǎo)熱系數(shù)低等特點。
(2)加氣混凝土外墻。加氣混凝土產(chǎn)品有粉煤灰加氣和砂加氣2種,有砌塊、條板狀,該類產(chǎn)品本身導(dǎo)熱系數(shù)小,是建筑熱工性能較好的一種新型墻體材料。
(3)內(nèi)保溫復(fù)合外墻。構(gòu)造特點與單一材料墻相比,構(gòu)造組合合理,有較高的熱絕緣系數(shù),能較好地發(fā)揮保溫材料的作用,在滿足承重要求的前提下,磚墻可適當(dāng)減薄。
(4)夾心復(fù)合外墻。將墻體分為承重和保護(hù)部分,中間留有20~50mm空隙,內(nèi)填無機(jī)松散或塊狀保溫材料如爐渣、膨脹珍珠巖等,也可不填材料做空氣層。
除此之外,其它類型還有:粘土多孔內(nèi)保溫外墻,外保溫復(fù)合墻體,EP保溫飾面墻體等等。所有保溫材料主要為:巖棉、玻璃棉氈、聚苯乙烯泡沫塑料,水泥膨脹珍珠巖板等,
2、門窗節(jié)能技術(shù)措施的采用
在建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)中,通過門窗縫隙空氣滲透耗熱量約占20%~25%。所以改善門窗的絕熱性能是節(jié)能工作的重點。窗戶(包括陽臺門上部)是引起輻射熱的有利方面,但又是傳熱損失冷風(fēng)滲透損失都比較大的不利方面,即窗縫透氣,玻璃和窗框的熱阻太小,在符合窗墻面積比條件下其節(jié)能主要措施:
。1)窗戶采取增加窗玻璃層數(shù)、窗上加貼透明聚酯膜、加裝門窗密封條、使用低輻射玻璃(low-E玻璃)、封裝玻璃和絕熱性能好的塑料窗等措施,改善門窗絕熱性能,有效降低室內(nèi)空氣與室外空氣的熱傳導(dǎo)。
(2)采用傳熱系數(shù)小的窗體材料,就目前來講,采用塑鋼門窗,盡量減小開窗面積,以及夜間用保溫窗簾、窗板等節(jié)能措施。
(3)減少冷風(fēng)滲透,加設(shè)密封條,提高氣密性,如泡沫聚氨脂,泡沫聚乙烯等。
(4)加強(qiáng)戶門保溫,戶門采用填有聚苯板或巖棉板的保溫防盜門。
(二)建筑平面設(shè)計的節(jié)能要求
(1)在建筑設(shè)計中建筑體形盡量簡潔,減少體形系數(shù),使體型系數(shù)控制在0.3以下。建筑體形系數(shù):建筑熱工學(xué)將建筑物的散熱面積與建筑體積之比值稱為該建筑的“體形系數(shù)”。體形系數(shù)越小越有利于節(jié)能。從建筑平面形式看,圓形最有利于節(jié)能;正方形也是良好的節(jié)能型平面;長寬比大的是耗能型平面。這一點,無論從冬季失熱還是從夏季得熱的角度,分析的結(jié)果都是一樣的。耗能型平面的建筑,從總圖上看相對的周邊長度大,占地較多;圍護(hù)結(jié)構(gòu)消耗的材料、人工等費用相對也高。
(2)正確選擇房屋最佳方位,充分利用太陽能,保持良好自然通風(fēng)。
(3)樓梯間要封閉。
(4)窗墻面積比不應(yīng)過大。
(5)要注意門斗的設(shè)計,充分考慮建筑防寒、提高節(jié)能效率。
二、能源系統(tǒng)節(jié)能控制技術(shù)
(一)采暖專業(yè)節(jié)能技術(shù)措施
1、對住宅小區(qū)內(nèi)同一供暖系統(tǒng)中各住戶冬季室溫不一致,導(dǎo)致能源浪費,應(yīng)通過對供暖系數(shù)進(jìn)行全面的水力熱力平衡計算,實現(xiàn)管網(wǎng)流量的合理分配,使供熱質(zhì)量大為改善,又節(jié)約能源。
2、新建住宅熱水集中采暖系統(tǒng),應(yīng)設(shè)置分戶熱量分?jǐn)偟挠嬃垦b置和室溫控制裝置,并在建筑物熱力入處設(shè)置熱量總表。在進(jìn)行室內(nèi)采暖系統(tǒng)設(shè)計施工時,要求考慮按戶熱計量和分室溫度控制的可能性,是為了從按供熱面積計費逐步過渡到按用熱量計費,提高住戶的節(jié)能意識。按用熱量計費是建筑節(jié)能的關(guān)鍵措施。
3、采暖末端裝置可調(diào)技術(shù):主要包括末端熱量可調(diào)及熱量計量裝置,連接每組暖氣片的恒溫閥,相應(yīng)的熱網(wǎng)控制調(diào)節(jié)技術(shù)以及變頻泵的應(yīng)用等?蓪崿F(xiàn)30%-50%的節(jié)能效果,同時避免采暖末端的冷熱不均問題。
。ǘ┛照{(diào)與通風(fēng)專業(yè)節(jié)能技術(shù)措施
1、空調(diào)系統(tǒng)當(dāng)采用集中熱源和冷源時,應(yīng)配置熱量和冷量計量裝置。戶內(nèi)中央空調(diào)系統(tǒng)的各房間應(yīng)滿足可調(diào)節(jié)風(fēng)量和進(jìn)行溫度控制的要求。居住建筑的空調(diào)系統(tǒng),應(yīng)加強(qiáng)自然通風(fēng),充分利用室外的自然冷卻能力,降低空調(diào)負(fù)荷。
2、新風(fēng)處理及空調(diào)系統(tǒng)的余熱回收技術(shù)。新風(fēng)負(fù)荷一般占建筑物總負(fù)荷約30%-40%。變新風(fēng)量所需的供冷量比固定的最小新風(fēng)量所需的供冷量少20%左右。新風(fēng)量如果能夠從最小新風(fēng)量到全新風(fēng)變化,在春秋季可節(jié)約近60%的能耗。通過全熱式換熱器將空調(diào)房間排風(fēng)與新風(fēng)進(jìn)行熱、濕交換,利用空調(diào)房間排風(fēng)的降溫除濕,可實現(xiàn)空調(diào)系統(tǒng)的余熱回收。
3、各種輻射型采暖空調(diào)末端裝置節(jié)能技術(shù)。地板輻射、天花板輻射、垂直板輻射是輻射型采暖的主要方式?杀苊獯碉L(fēng)感,同時可使用高溫冷源和低溫?zé)嵩矗蟠筇岣邿岜玫男。在有低溫廢熱、地下水等低品位可再生冷熱源時,這種末端方式可直接使用這些冷熱源,省去常規(guī)冷熱源。
三、給排水專業(yè)節(jié)能技術(shù)措施
1.合理分區(qū)。給排水工程設(shè)計中,如果分區(qū)壓力選擇過大,衛(wèi)生器具給水配件可能會由于長時間超壓而容易產(chǎn)生水流泄漏和能源的浪費。
《規(guī)范》第3.3.6條規(guī)定,建筑高度不超過100m的建筑的生活給水系統(tǒng),宜采用分區(qū)并聯(lián)供水或分區(qū)減壓的供水方式。如果從節(jié)約能源的角度考慮,設(shè)計中有條件的情況下最好采用分區(qū)并聯(lián)的供水方式,合理的供水方式可節(jié)能25%~40%。
2、設(shè)置減壓節(jié)流裝置。《規(guī)范》對高層建筑生活給水系統(tǒng)應(yīng)豎向分區(qū)的要求是各分區(qū)最低衛(wèi)生器具配水點處的靜水壓力0.45~0.55MPa;且規(guī)定了水壓大于0.35MPa的入戶管(或配水橫管),宜設(shè)減壓或減壓設(shè)施;但要求各分區(qū)最不利配水點的水壓,應(yīng)滿足用水水壓要求。
3、采用節(jié)能型熱水器。太陽能熱水器利用光熱轉(zhuǎn)換原理,把太陽光作為能量供其系統(tǒng)轉(zhuǎn)化為熱能,能夠提供洗浴和采暖熱水,輻射能量大、時間長、運行費用低、使用壽命長、無污染、無噪音、無危險,應(yīng)用于熱水供應(yīng)系統(tǒng)中,不僅節(jié)能而且環(huán)保無污染。熱泵熱水器是新型節(jié)能環(huán)保熱水裝置。通過吸收空氣中的熱量,利用制冷劑溫差吸熱和壓縮機(jī)做功,來制取50℃以上的生活用熱水,提高了熱效率,利用了可再生能源。
四、 電氣專業(yè)節(jié)能技術(shù)措施
1、供配電系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計。根據(jù)負(fù)荷容量,供電距離及分布,用電設(shè)備特點等因素合理設(shè)計供配電系統(tǒng),做到系統(tǒng)盡量簡單可靠,操作方便。變配電所應(yīng)盡量靠近負(fù)荷中心,以縮短配電半經(jīng)減少線路損耗。合理選擇變壓器的容量和臺數(shù),以適應(yīng)由于季節(jié)性造成的負(fù)荷變化時能夠靈活投切變壓器,實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)運行減少由于輕載運行造成的不必要電能損耗。
2、變壓器的節(jié)能設(shè)計。減少變壓器的有功損耗。變壓器的有功損耗按下式計算:ΔΡ=Ρo+β²Ρκ,式中ΔΡ--變壓器的有功損耗(KW)Ρo-變壓器的空載損耗(KW)Ρκ-變壓器的短路損耗(KW)β-變壓器的負(fù)載率。
(1)Ρo作為變壓器的空載損耗又稱鐵損,它是由鐵芯渦流損耗及漏磁損耗組成,其值與鐵芯材料及制造工藝有關(guān),與負(fù)荷大小無關(guān),所以在選用變壓器時最好選擇節(jié)能型變壓器如S9,SL9,SC8等。它們采用優(yōu)質(zhì)冷軋取向矽鋼片,由于“取向”處理,使矽鋼片的磁疇方向接近一致,減少鐵芯渦流損耗,45度全斜度接縫結(jié)構(gòu)使接縫密合性好,減少了漏磁損耗。
(2)Ρκ是變壓器額定負(fù)載傳輸?shù)膿p耗又稱變壓器線損,它取決于變壓器繞組的電阻及流過繞組電流的大小,并與負(fù)荷率平方成正比。因此在選擇變壓器時應(yīng)選用阻值較小的繞組,如銅芯變壓器。
(3)在選擇變壓器容量和臺數(shù)時,應(yīng)根據(jù)負(fù)荷情況,綜合考慮投資和年運行費用,對負(fù)荷合理分配,選取容量與電力負(fù)荷相適應(yīng)的變壓器,使其工作在高效低耗區(qū)內(nèi)。
3、照明的節(jié)能設(shè)計。隨著人類社會的發(fā)展,對環(huán)境污染日益重視,對建筑照明工程也提出所謂“綠色照明工程”。1992年10月美國政府對能源的利用公布了有關(guān)政策條例,美國議會對節(jié)約能源形成了方案。隨后,美國政府環(huán)境保護(hù)署正式提出了“綠色照明工程”(GreenLightingEnginering)計劃。其具體內(nèi)容為:采用高效少污染的光源,提高照明質(zhì)量、勞動生產(chǎn)率和能源有效利用水平,節(jié)約能源、減少照明費用、減少火力發(fā)電工程、減少有害物質(zhì)的逸出和排放,達(dá)到保護(hù)人類生存環(huán)境的目的。美國專家預(yù)測,如果順利實施綠色照明工程,一方面可以改善照明質(zhì)量,一方面可以節(jié)約50%的照明用電量。
照明節(jié)能設(shè)計就是在保證不降低作業(yè)面視覺要求、不降低照明質(zhì)量的前提下,力求減少照明系統(tǒng)中光能的損失,從而最大限度的利用光能,通常的節(jié)能措施有以下幾種:
(1)充分利用自然光,這是照明節(jié)能的重要途徑之一,在設(shè)計中電氣設(shè)計人員應(yīng)多與建筑專業(yè)配合,做到充分合理地利用自然光使之與室內(nèi)人工照明有機(jī)地結(jié)合,從而大大節(jié)約了人工照明電能。
(2)照明設(shè)計規(guī)范規(guī)定了各種場所的照度標(biāo)準(zhǔn)、視覺要求、照明功率密度等等。照度標(biāo)準(zhǔn)是不可隨意降低的,也不宜隨便提高,要有效地控制單位面積燈具安裝功率,在滿足照明質(zhì)量的前提下,一般房間(場所)應(yīng)優(yōu)先采用高效發(fā)光的熒光燈(如T5、T8管)及緊湊型熒光燈,高大車間、廠房及體育館場的室外照明等一般照明宜采用高壓鈉燈、金屬鹵化物燈等高效氣體放電光源。
(3)廣使用低能耗性能優(yōu)的光源及用電附件,如電子鎮(zhèn)流器、節(jié)能型電感鎮(zhèn)流器、電子觸發(fā)器以及電子變壓器等,公共建筑場所內(nèi)的熒光燈宜選用帶有無功補(bǔ)償?shù)臒艟撸o湊型熒光燈優(yōu)先選用電子鎮(zhèn)流器,氣體放電燈宜采用電子觸發(fā)器。我們現(xiàn)在在照明設(shè)計中逐步采用T8及T5系列細(xì)管熒光燈。T5燈管的14W與T8燈管的18W照度相近。在保證同樣照度的情況下,我們?nèi)绻x用T5燈管,則降低了功率,節(jié)約了電能。
(4)改進(jìn)燈具控制方式,采用各種節(jié)能型開關(guān)或裝置也是一種行之有效的節(jié)電方法。根據(jù)照明使用特點可采取分區(qū)控制燈光或適當(dāng)增加照明開關(guān)點。臥房、病房、客房等床頭燈可采用調(diào)光開關(guān),高級客房采用節(jié)電鑰匙開關(guān),公共場所及室外照明可采用程序控制或光電、聲控開關(guān),走道、樓梯等人員短暫停留的公共場所可采用節(jié)能自熄開關(guān)。
五、綠色建筑評估體系
LEED是(LeadershipinEnergy&EnvironmentalDesignBuildingRatingSystem)的簡稱,目前在世界各國的各類建筑環(huán)保評估、綠色建筑評估以及建筑可持續(xù)性評估標(biāo)準(zhǔn)中,被認(rèn)為是最完善、最有影響力的評估標(biāo)準(zhǔn)。LEED由美國綠色建筑委員會(USGBC)于1994年開始制定,1999年正式公布第一版本并接受評估申請。LEED是一種高效能綠色建筑的市場導(dǎo)向式自愿性評估系統(tǒng),用以鼓勵可持續(xù)性建筑的發(fā)展與實行,并提供業(yè)界作為設(shè)計更健康、更環(huán)保與更有利潤的建筑物的準(zhǔn)則。
隨著LEED綠色認(rèn)證資格考試在中國展開,相信會使更多的人了解LEED綠色評估體系,從而檢驗中國的節(jié)能建筑的各項指標(biāo)。中國建筑節(jié)能功效將接受國際衡量,上海世博項目、北京世紀(jì)財富中心等項目已經(jīng)接受了LEED的評估,事實證明中國的一些先進(jìn)的項目已經(jīng)可以達(dá)到國際的綠色建筑標(biāo)準(zhǔn),同時也為在建項目提供了標(biāo)度。LEED不僅僅是個評估標(biāo)準(zhǔn),隨著在中國工作的開展,節(jié)能的理念也會影響到身邊的每一個人。也希望LEED使中國建筑節(jié)能事業(yè)的發(fā)展到一個新的高度。
六、論文結(jié)束語
綜上論文所述,節(jié)能技術(shù)是多方位、多專業(yè)的,不但在建筑的形體、朝向、高度等方面有重要因素,而且涉及材料、外墻、門窗、屋面、能源專業(yè)、電氣專業(yè)等方面,只有在工程設(shè)計及施工中牢牢樹立節(jié)能意識,遵照有關(guān)法規(guī),精心設(shè)計,精心施工,盡量采取新技術(shù)、新工藝、新材料,才能做到節(jié)約能耗,提高熱效率,達(dá)到建筑節(jié)能的目的。
為了實現(xiàn)我國可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略,建筑節(jié)能勢在必行。只要結(jié)合我國國情和實際情況,綜合利用各種節(jié)能技術(shù)措施,趨利避害,必定可以獲得顯著的節(jié)能效果。只有牢固樹立科學(xué)發(fā)展觀,充分認(rèn)識建筑節(jié)能工作的重要性,嚴(yán)格地執(zhí)行建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn),到2020年我國住宅和公共建筑建造和使用的能源資源消耗水平要接近、或達(dá)到現(xiàn)階段中等發(fā)達(dá)國家的水平這一目標(biāo)定能實現(xiàn)。
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文章標(biāo)題:綠色建筑的節(jié)能與環(huán)保措施之環(huán)境科學(xué)論文
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