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超低能耗建筑技术导则精选(九篇)

超低能耗建筑技术导则

第1篇:超低能耗建筑技术导则范文

nZEB(NET ZERO ENERGY BUILDING)国际社会普遍用的词,这个词有意思,净零能耗建筑,也可以叫近零能耗建筑(NEARLY ZERO ENERGY BUILDING),英文和中文正好一样。现在全球是什么阶段呢,迈向零能耗的阶段(TOWARD TO NZEB),迈向多少年?可能是五年、十年、二十年,甚至三十年或者更远。

近零能耗是大家普遍认同的目前发展的主要阶段,比如说欧盟提出来的20-20-20,欧盟成员国2020年的时候所有新建建筑要达到近零能耗,近零能耗有什么样的表现形式呢?今天我们谈的是被动房,大家听得很多,还有主动房,我们今天所要讲的近零建筑,实际上是国际社会特别是欧盟比较明确的发展目标和方向。我们现在从事的被动式超低能耗建筑或者德国讲被动房是近零能耗建筑的一个体系或者说是一种表现方式。

下面我将分三个方面来详细讲解nZEB。

一、nZEB发展背景

从表1中我们可以看到, 2020年欧盟不同国家实现近零能耗的目标,其中有的国家,像挪威执行的是被动房的标准,但是有的国家并不是,像丹麦比2006年降低75%就是近零能耗。这就是欧盟在EPBD规定下实现了2020年的具体目标。

表1 欧盟政策-EPBD下各国建筑节能发展目标

就在不久前,美国能源部正式颁布了美国零能耗、零能耗住区和零能耗建筑群的定义,美国提出,在2030年联邦新建建筑都要达到净零能耗(表2)。

表3 韩国计划到2020减少建筑行业26.9 % 的温室气体排放,2025年实现零能耗住宅

再看看近邻韩国(表3),韩国在吸收欧洲经验的基础上提出来到2025年要达到零能耗的住宅,分三个步聚实施。

关于零能耗各个国家的定义是不同的,称呼也不完全一样,我们展现出来的是它的内涵。比如说供暖、供冷、照明、热水、家用电器算不算?可能不同的国家在发展零能耗过程当中不完全一致,说明什么?说明虽然是全球的发展方向,但是实际上各个国家出于国情的不同,发展的标准也不一样,实际上定义也不完全一致。

图1 IEA-全球净零能耗建筑地图

图1是国际能源组织IEA提出在全球过去十年里零能耗建筑主要发展的一个分布图,可以看到基本上都是北半球,而且纬度越高占比越多,也就是说以供暖为主的零能耗实施项目非常多,赤道附近供暖就没有了,主要以制冷为主。

二、nZEB典型工程分析

前面我讲的发展背景实际上也是要表达一层意思,全球各个国家都在根据自己发展的计划来制定零能耗、近零能耗的路线图和时间表,反过来也给我们提出一些思考和提示,下面我结合几个工程介绍一下他们是怎么实现零能耗和近零能耗的。

图2 美国可再生能源国家实验室-零能耗办公楼

图2是美国非常推崇的可再生能源国家实验室,这个实验室投资103万美元,将近六个亿人民币建设的零能耗办公楼。

通常去过美国都知道,美国建筑形式一般来讲都是比较低层、大体量,但是为了采光、通风,把建筑分成了前后两段。除了被动技术,主动技术也很多,包括光伏、地源热泵、置换通风都是实现零能耗的手段,这幢大楼在丹佛的附近,很多人看过,非常著名,是美国在能源部支持下的典型的示范工程。

表5

它是怎么实现的?表5中可以看到美国目前既有办公建筑能耗是300千瓦小时/平米,通过执行节能规范达到150千瓦小时/平米,在节能标准基础上通过高性能办公建筑的设计又减一半,达到75千瓦小时/平米,75千瓦小时/平米是包括他们所有耗电,包含供暖供冷照明、电器办公设备等,余下75千瓦小时/平米靠的是现场的可再生能源节能手段来实现。

图3 韩国建设科学研究院-零能耗高层居住建筑

另外再讲讲韩国,图3是一幢韩国的住宅楼,也是在学习借鉴欧洲经验的基础上,近几年开发的一座高层零碳住宅。

韩国采用的一些技术其实和我们讲的被动式超低能耗技术的体系可以说基本一致,不过称呼不同,只是叫零碳或者叫零能耗住宅。

表6

我们从表6看它是如何实现的。第一步就是和现有的居住项目相比,通过被动式建筑技术节约87%的供暖能源,插座是很难减的,因为家庭的各种电器,微波炉、烤箱、照明或者电视,这些都是要耗电的。然后,再通过现在的可再生能源再降低70%的电,就达到了零碳的高层住宅。最后的结果是热消耗15千瓦小时/平米,电消耗8千瓦小时/平米。可能有很多人并不知道我们现在家庭的耗电量耗能量是多少,我可以告诉大家一个数据,采暖耗热量这一项平均来讲在100千瓦小时/平米,中国家庭耗电量是30千瓦小时/平米,有了我们的数据对比,才会对达到15千瓦小时/平米,达到8千瓦小时/平米有一定对比概念。

图4 中国建筑科学研究院-近零能耗办公楼

当然我也讲讲中国建筑科学研究院-近零能耗办公楼,我不讲它的技术途径,只讲最后的数值,它的能耗指标是什么?全年供热、制冷和照明电耗,一共是25千瓦小时/平米,而在北京,普通写字楼是100千瓦小时/平米,这是耗电,不包括耗热,因为在北京是集中供热为主。对比一下25千瓦小时/平米,也就是说比普通办公楼要节省80%至90%。简单来讲,就是冬天不用化石能源供暖,也就是既不用燃煤,也不用燃气。夏天比普通建筑的空调能耗降低50%,靠什么降低50%呢?主要是靠太阳能制冷降低50%。照明能耗相对一般建筑要降低75%。

最后讲一下德国的被动式建筑,秦皇岛“在水一方”项目采用的是德国被动房标准,它对于室内环境有明确的要求:冬季供暖温度要达到20℃;夏季供冷温度要到25℃;新风量是每人30立方米/小时。在能耗方面,供暖需求≤ 15kWh/(m2・a)或热负荷≤ 10W /m2;当采用空调时,对供冷需求的要求与供暖需求一致;建筑一次能源用量≤120 kWh/(m?a);气密性必须满足N50≤0.6,即在室内外压差50Pa的条件下,每小时的换气次数不得超过0.6次;超温频率≤10%(25℃)。

表7 中国标准与德国被动房屋的对比

在过去几年里,我们有很多人对它的理解是不正确或者是不全面的。首先,比如说我们讲供暖需求不是供暖能耗,供暖需求15千瓦/小时,不是我们讲的供暖能耗。第二,就是我们的理解的一次能源能耗120千瓦小时/ 平米,是基于德国的一次能源转换系数得到的。我们河北省,乃至华北、东北,我们一次能源转换系数跟德国不一样。简单来讲,我们发电不可能跟德国的发电转化效率是一样的。前一段时期,我们在制订《中国被动式超低能耗技术导则》的时候,住建部组织专家讨论的时候,为这个问题争议很长时间,因为我们国家发改委没有公布的一次转换系数。最后,还有超温频率,何为超温频率呢?有供暖没有空调只有夏天有超温频率,有空调没供暖是冬天的超温频率,如果有空调有供暖没有超温频率。

前面所讲的每个指标都是德国被动房研究所过去几十年研究、应用、完善的过程,但是我们的理解一定要全面、正确,包括面积。他讲的每年每平米是什么面积?是建筑面积还是使用面积或者是套用面积。中国的标准这个面积是什么面积?建筑面积和使用面积平均差了0.8,需要认真思考。

图5 德国被动房主要技术措施

当然被动房主要的技术是经典的,五大理念很好理解,但五大理念加上一条,就是人的行为。技术上的问题我们都可以解决,但是生活习惯,人的行为要有所改变。实践告诉我们,由于我们过去的生活习惯,我们的生活方式和文化传统会给我们的被动房居住、使用带来变化,因此,在中国五大理念还要加上一个生活习惯或者叫人们的行为。

表8 零能耗分析图

根据我们在国内或者全球做过的零能耗的研究,得出来这张图,不管零能耗建筑或者是近零能耗建筑,基本途径就是要把全年的能耗指标通过被动和主动技术降在80千瓦小时/平米以下,全球各国基本上都是这样的。只有达到这个标准之后,才有可能采用可再生能源等技术实现零能耗。

通过各个国家在过去这么多年开展近零能耗建筑,当然也包括被动式建筑,我们可以看到基本上它的技术途径就是五项:一是准确的建筑负荷及能耗预测,普通的建筑可以算不准,如果超低能耗、近零能耗建筑算不准,就会出现风险,就出现能耗过大,大马拉小车,所以必须要准确的进行计算;二是被动式建筑设计降低负荷,不管什么类型首先要把需求降下来我用一个词叫“最大限度”地降低需求,或者是“极大可能”地降低需求,如果做不到这一点,想实现近零能耗不太可能;三是高性能建筑能源系统;四是可再生能源建筑一体化设计,其实要想实现近零能耗或者零能耗,可再生能源仍然是必不可少的,比如说很多地方政府在本地区推被动式建筑,无非就是对常规能源不依赖,减少燃烧和污染。包括京津冀地区、山东、河南都是一样。也就是说不依赖传统的以燃烧为主的供热方式;五是零能耗监控、调试、运行策略,目前这点我们中国做得很不到位,做完了项目都没有调试,大家都有体会,在我们建设程序里面没有既没有预算,也没有时间,也没有人力。

三、我国发展nZEB的思考

前面讲完了,我们看看怎么促进近零能耗建筑的发展呢?

第一,要统一定义,设定中长期发展目标。我们要有准确的定义,欧盟也在定义,刚才说不久前美国能源部公布了美国的定义,住建部即将颁布的《被动式超低能耗绿色建筑导则》有定义,明年我们还要启动中国国家标准近零能耗建筑技术标准都会对它进行准确定义。

第二,大幅度提升节能产品和设备的性能,我们可以看,这是我们和德国和比利时的对比,在很多方法上我们还差得很远。

第三,可再生能源+HVAC系统能效提升。表10是NREL做的全球过去20年可再生能源发展的路线图,实际上规模达到一定程度后,可再生能源的价格一直在下降。

第四,既有示范建筑的后续监测、评估和持续改进。今天我们建设的示范项目,建造完成只是完成了第一步,因为在我们过去没有这样的成功经验,行或者不行要靠数据说话,好或者不好不能由自己说了算,要有第三方的评价,要有全年的数据评价,否则就只是停留在理念、停留在别人的经验之上。

第五,通过市场竞争和扩大规模,提升性价比。我们可以看到,如果我们发展近零能耗建筑,相关的产品设备要不断的进行改造和提升,改造提升靠什么得到呢?一定是要扩大规模,也就是说标准化、工业化,只有这样,我们真正才能够把这种超低能耗建筑进行推广,否则成本难以下降。我举一个例子,比如说手机,20年前手机一万块钱一部,今天手机几百块钱一部,就是竞争发展的结果。只有通过竞争、通过规模化降低。

第六,近零能耗建筑的特征。集中体现现有技术先进性和产业发展水平的建筑节能技术集成;在适度提高室内舒适度的前提下,能耗比现行居住建筑节能标准节能70%以上,比现行公共建筑节能标准节能75%以上;不再需要传统的集中供热。

第七,不能照搬国外的做法。发展过程当中要考虑中国的国情,要考虑我们国家的一些特别的地方,要充分考虑中国气候特点、居民生活习惯,考虑不同地区差异,对接中国法规和建筑标准体系,适应中国建设管理程序。

之前讲我们要实现建筑节能的中国梦或者是终极目标,怎么实现?我们提出一个30-30-30,到2030中国新建建筑的30%达到近零能耗。通过什么呢?通过几步走,通过2014年到2030年十五年的时间,通过一步、两步、三步、四步来实现。

展望了一下,可以说近零能耗建筑已经成为国际的新的发展趋势,需要我们自己建立符合中国国情的近零能耗建筑,同时我们产业要不断的升级换代,满足市场的需求,同时需要尽快出台行业技术指南或导则标准。

最后,推广过程当中,做得行或者是不行,合格不合格,要有科学的认证。总之一句话,方向是非常明确的,路径并不是唯一的,我们要不断的探索和实践,共同来促进,共同来发展。

第2篇:超低能耗建筑技术导则范文

 

关键词:我国建筑技术现状 绿色建筑 建筑发展策略 

 

经济要发展、科技要进步,需建立在人类对能源不断消耗利用的基础上。人类社会的每次发展,都需要对能源进一步的使用与消耗。现在,我们以及面临着全球性的能源危机,中国作为一个负责任的大国应该坚持可持续发展的策略。科学研究表明,总体环境污染(空气、水、光、电磁和固体垃圾)中有34%与建筑业有关,并且建筑业也是一个耗能大户,全球有50%的能量消耗在建筑的建造和使用过程中。建筑作为能源消耗最大的行业,最近几年,正逐步走上大力发展高效环保节能的绿色建筑之路。[1]所谓绿色建筑,就是指 “在建筑的全寿命周期内,最大限度地节约资源(节能、节地、节水、节材)保护环境和减少污染,为人们提供健康、舒适和高效的使用空间,与自然和谐共生的建筑”[2]。 

1 我国建筑技术发展现状 

20世纪90年代开始,我国逐步的走上了绿色建筑的尝试之路。2005年,建设部出台《绿色建筑技术导则》,这一系列绿色建筑的技术规则、评估体系及评估规范陆续的出台,不但给绿色建筑明确的定义,而且针对绿色建筑的规划设计、施工、智能、运营管理等技术要点也提出了指导性意见。得益于绿色建筑理论研究的成果,中国很多大城市如北京、上海、广州、深圳、杭州等结合本身特点积极开展绿色建筑关键技术体系的理论研究和实践应用,创造出了诸如节能示范小区、生态小区,据不完全统计,中国每年建成的节能建筑,从“九五”初期刚超过1000万m2发展到 “九五” 末期的 5000万 m2,到 2000 年我国已累计建成节能建筑面积1.8亿m2,建成太阳房1000多万 m2,太阳能热水器拥有量2. 6万m2,并以每年平均25%的速度增长。[3] 

当前我国在发展绿色建筑方面已接近高端技术研究领域的先进水平。我国的绿色建筑具有超低能耗、健康空调、自然通风、天然采光、绿色建材、再生能源、资源会用、智能控制、生态绿化、舒适环境等十大技术特点。[3]还包括了真空玻璃、光导采光系统、双层玻璃幕墙、溶液除湿空调系统等在内的一系列绿色建筑技术,并达到了国际的先进水平。 

从目前我国的现状来看,除过自己在不停的开展新技术,进行自主创新之外,也在全面引进国际上的先进技术和已成型的产品。例如年我国都在举办“国际智能、绿色建筑与建筑节能大会暨新技术与产品博览会”,会议上除过展示国内外建筑节能、绿色建材以及绿色建筑等的最新研发的技术成果之外,还有产品应用实例的展示,同时还提供了一个引进技术、交流技术的合作交流平台。绿色建筑现在不仅是我国建筑技术的一个现状展现,也给传统的建筑业带来了巨大的冲击,在促进了相关落后技术进行进步、改革的同时,也让我国的建筑业逐渐的摆脱了浪费、污染的大盖帽,进入了一个全新的绿色产业时代。[2]从资源上来看,我国有太阳能、水能、风能等各种可以利用的可再生资源,目前国内对可再生资源的利用已经有了一个大概的规模,在国内的占有量来看,可再生咨询逐渐的占领到了总消耗能源的接近百分之十。相信在未来的十年中,这个比例还会大幅度的上升。 

2 我国建筑行业的发展策略 

对于全球建筑行业的发展现状来看,我国在逐步的赶超国际绿色潮流,但是对于如何能引领绿色潮流,将我国的绿色建筑技术发展到顶尖水平,是目前存在的一个比较大的问题。我们应该从各方各面来考虑这个问题,争取在最短的时间内,用最少的投入,设计出最好的绿色技术。 

2.1 绿色建筑的建设必须符合国家对其制定的相关法律法规和标准规范。实现经济、环境以及社会效益的统一。发展绿色建筑技术应着重以下几点[4]: 

2.1.1 由于我国处于经济快速法杖的阶段,建筑业是大量消耗能源与资源的产业,所以我们要改变高消耗,高污染,低效率的建筑模式,加强发展绿色建筑,达到可持续发展的方针。[4] 

2.1.2 我们要倡导城市紧凑型空间发展模式以及循环经济的理念。全民参与挖掘发现绿色建筑的潜力,可以很好的处理满足建筑功能和节能、节水、节材以及环保之间的关系。

第3篇:超低能耗建筑技术导则范文

【关键词】 建筑电气 供配电系统 节能设计

1 合理计算优选供配电电压等级

在建筑电气供配电系统设计的过程中,应该依据建筑实体用电量的大小需求,科学合理的计算和优选供配电电压等级。当建筑的总用电量在250kW及以上或变压器的供电容量在160kVA及以上时,可以采用10(6)kV的供电线路。像中央空调、给排水水泵等单台大容量用电设备设备系统的供电电压在节能选择时,根据建筑电气供电条件、电机起动控制方式以及电机起停过程对配电变压器的影响因素来合理确定,以350kW作为低高压的供电分界点。在设计低压供电系统的过程中,对于照明负荷,当电流在40A及以下时,普遍采用220V单相进行供电,当电流大于40A时,则采用380/220V的三相供电模式。

2 电力变压器优化选型设计

在高层建筑的配电变压器优化选型设计过程中,首先应该准确的统计建筑将来可达到的最大电气系统负荷,并且根据用电总量选择变压器的供电容量、供电电压和变配电所基址等。

结合相关电力负荷波动曲线进行计算分析,并应用优化设计技术手段,合理调配负荷和设计完善的经济调度方案,使电力负荷曲线尽量保持平稳,尽可能的减少闲置配电容量,使电能能够充分转换和利用,降低能耗和无谓电能资源浪费。

2.1 优选节能型变压器

在高层建筑供配电系统的节能中配电变压器种类选择显得尤为重要。变压器运行中的空载损耗(铁损)主要发生在变压器铁心叠片内部,是由于交变的磁力线经内部铁心产生磁滞及涡流进而产生损耗。优质的铁心材料能有效降低变压器空载损耗,当前节能型变压器的铁心材料为非晶合金铁。型号为S15、S13和S11的节能型电变压器,其卷铁心结构为S7、S9叠片式铁心结构,这很大程度上降低了磁阻,电流可以降低60%~80%,提高了变压器运行功率因数,改善了建筑供电电能的质量和供电的可靠性,使变压器空载损耗降低20%~35%。

2.2 合理选择配电变压器容量与台数

从损耗、投资费用等方面进行综合考虑,为了确保设计悬着的配电变压器在使用期内能够预留适当的容量,推荐变压器设计负载率在75%~85%较为适宜,这样不仅可以获得较为的技术经济性,同时又能确保变压器容量能够满足后期一定程度的扩容需求,增加其使用寿命和技术经济性。在配电变压器经济调度方案优化节能设计过程时,应结合负荷特性合理分配用电负荷、合理计算优选配电变压器容量与台数,即通过科学合理的调控设计方案,使配电变压器能够长时间运行在高效工况,有效降低变压器运行总损耗。为了降低供配电网络的电能损耗,达到最佳节能降耗效果,对于2台及以上配电变压器共同联合运行时,应根据系统负荷波动情况建立联合经济调度运行模式。2台及以上配电变压器损耗功率与负载波动间的关系为:当配电变压器负载小于或等于Sa时,则投运1台配电变压器较为节能经济;当负载大于Sa而小于Sb时,则投运2台配电变压器较为节能经济;当负载大于或等于Sb时,则投运3台配电变压器较为经济。也就是说在2台及以上配电变压器联合经济调度运行过程中,Sa、Sb等就称为系统经济调度运行的临界负荷。当配电负荷率低于30%时,应根据实际运行负荷需求切换到小容量变压器;当负荷率超过80%并通过设计计算不利于经济调度运行时,则在容量选择过程中需要考虑放大一级容量来进行节能设计。当建筑电气系统运行负荷功率较为稳定时,在合理分配负荷的情况下,应尽可能减少变压器的设计台数,应优选大容量、节能型配电变压器。如建筑电气系统计算负荷在2000kV.A左右时,宜优选2台1000kV.A的变压器,不宜选4台500kV.A的变压器,这样一方面便于两台变压器并联进行经济调度运行,另一方面,前者总运行损耗要比后者低,且其成本和运行经济效益较后者要优。

3 供配电线路的优化设计

3.1 合理优选供配电导线类型

在进行供配电系统优化节能设计过程中,应结合建筑电气系统实际情况,从技术、经济性等方面进行综合考虑,宜优选电导率较小的新型材质节能型导线。严格按照经济电流密度来确定所选导线的经济截面,通常按照年综合运行费用最小设计原则来合理确定导线单位面积的经济电流密度。在实际工程优化节能设计过程中,铜芯电缆其电能传输效率较其它材质优越,但由于铜自身成本偏高,因此在进行供配电线路综合布线优化设计过程中,要充分考虑设计方案的经济效益特性,合理选择铜、铝等材质导线。对于建筑电气系统中,负荷容量较大的一类、二类负荷,则应优选铜导线,而对于三类或负荷容量偏小的其它电力负荷,则宜优选铝导线,以提高整个供配电系统设计方案的技术、经济性能。

3.2 合理布线避免迂回供电问题

在进行变配电所选址、线路布线、负荷位置优化设计过程中,应结合建筑结构合理进行供电线路综合布线,尽量将变配电所设置在负荷中心,将低压配电室设置在靠近强电竖井部位 ,将大容量负荷设置在离电源点较近、易于供电的区域,以缩短线路的供电距离,降低线路运行损耗。低压线路其设计供电半径应控制在200m范围内,而当建筑物每层面积超过10000m2时,应结合建筑物结构平面设置2个以上变配电台区,提高供电可靠性和减少供电干线长度,降低线损。对于供电距离超过经济范围区时,应在满足额定载流量、动热稳定、电压降等基本条件的基础上,合理增大一级供电线路线缆截面,以降低线路损耗。

参考文献:

[1]李华标.乡镇企业供配电系统节能改造措施的探讨[J].科技咨询导报,2007(9):45-47.

[2]马晨鹏.铁路供配电系统节能设计[J].铁路通信信号工程技术,2011(1):77-78.

第4篇:超低能耗建筑技术导则范文

摘要:随着科技的发展,我国的建筑技术水平越来越高,逐渐的将建筑行业发展成为世界前沿的、可持续发展型的建筑。这样绿色的建筑成为了世界建筑的主题和未来建筑的主导。本文分析了我国建筑技术的现状,并对以后的发展策略做了描述。

所谓绿色建筑,就是指 “在建筑的全寿命周期内,最大限度地节约资源(节能、节地、节水、节材)保护环境和减少污染,为人们提供健康、舒适和高效的使用空间,与自然和谐共生的建筑”。人类社会的每次发展,都需要对能源进一步的利用与消耗。如今,我们已经面临着全球性的能源危机,中国作为一个负责任的大国应该坚持可持续发展的策略。科学研究表明,总体环境污染(空气、水、光、电磁和固体垃圾)中有45%与建筑业有关,并且建筑业也是一个耗能大户,全球有49%的能量消耗在建筑的建造和使用过程中。建筑作为能源消耗最大的行业,最近几年,正逐步走上大力发展高效环保节能的绿色建筑之路。

1. 我国建筑技术发展现状

20世纪90年代开始,我国逐步走上了绿色建筑的尝试之路。2005年,建设部出台《绿色建筑技术导则》,这一系列绿色建筑的技术规则、评估体系及评估规范陆续的出台,不但给绿色建筑明确的定义,而且针对绿色建筑的规划设计、施工、运营管理等技术要点也提出了指导性意见。得益于绿色建筑理论研究的成果,中国很多大城市如北京、上海、广州、深圳等结合本身特点积极开展绿色建筑关键技术体系的理论研究和实践应用,创造出了诸如节能示范小区、生态小区,据不完全统计,中国每年建成的节能建筑,从“九五”初期刚超过1000万m2发展到 “九五” 末期的 5000万 m2,到 2000 年我国已累计建成节能建筑面积1.8亿m2,建成太阳房1000多万 m2,太阳能热水器拥有量3.6万m2,并以每年平均35%的速度增长。

当前我国在发展绿色建筑方面已接近高端技术研究领域的先进水平。我国的绿色建筑具有超低能耗、健康空调、自然通风、天然采光、绿色建材、再生能源、资源会用、智能控制、生态绿化、舒适环境等十大技术特点。还包括了真空玻璃、光导采光系统、双层玻璃幕墙、溶液除湿空调系统等在内的一系列绿色建筑技术,并达到了国际的先进水平。

从目前我国的现状来看,除过自己在不停的开展新技术,进行自主创新之外,也在全面引进国际上的先进技术和已成型的产品。例如年我国都在举办“国际智能、绿色建筑与建筑节能大会暨新技术与产品博览会”,会议上除过展示国内外建筑节能、绿色建材以及绿色建筑等的最新研发的技术成果之外,还有产品应用实例的展示,同时还提供了一个引进技术、交流技术的合作交流平台。绿色建筑现在不仅是我国建筑技术的一个现状展现,也给传统的建筑业带来了巨大的冲击,在促进了相关落后技术进行进步、改革的同时,也让我国的建筑业逐渐的摆脱了浪费、污染的大盖帽,进入了一个全新的绿色产业时代。从资源上来看,我国有太阳能、水能、风能等各种可以利用的可再生资源,目前国内对可再生资源的利用已经有了一个大概的规模,在国内的占有量来看,可再生咨询逐渐的占领到了总消耗能源的接近百分之十。相信在未来的十年中,这个比例还会大幅度的上升。

2. 我国建筑行业的发展策略

对于全球建筑行业的发展现状来看,我国在逐步的赶超国际绿色潮流,但是对于如何能引领绿色潮流,将我国的绿色建筑技术发展到顶尖水平,是目前存在的一个比较大的问题。我们应该从各方各面来考虑这个问题,争取在最短的时间内,用最少的投入,设计出最好的绿色技术。

2.1 绿色建筑的建设必须符合国家对其制定的相关法律法规和标准规范。实现经济、环境以及社会效益的统一。发展绿色建筑技术应着重以下几点:

(1)由于我国处于经济快速法杖的阶段,建筑业是大量消耗能源与资源的产业,所以我们要改变高消耗,高污染,低效率的建筑模式,加强发展绿色建筑,达到可持续发展的方针。

(2)我们要倡导城市紧凑型空间发展模式以及循环经济的理念。全民参与挖掘发现绿色建筑的潜力,可以很好的处理满足建筑功能和节能、节水、节材以及环保之间的关系。

(3)我们要坚持技术创新,选择资源消耗低,环境污染少以及科技为先锋的新型绿色建筑道路。

(4) 我们应当综合核算建筑的效益以及成本,适应地方的经济状况,正确引导市场的发展需求,注重经济性。

(5) 我们应当在发展绿色建筑的同时,尊重地方的民族习惯,根据当地的资源条件等,遵循建筑理念,建筑出同时具有时代气息以及地域风格的绿色建筑,注重其地域性。

2.2 绿色建筑的发展策略应该侧重于环境保护方面

(1)绿色建筑的能源观:绿色建筑的能源观是节能和环境,能源对于大量使用机械空调以及人工照明的老式建筑就意味着生命,他们对资源的高耗,是直接导致能源稀缺的重要因素,也是大气污染的创造者。为了减少能源的消耗,绿色建筑改变设计观念,依靠高科技节能技术,从而提高能源的使用率和开发出新的能源,从而来实现能源使用上的自给自足的效果。

(2)绿色建筑设计观和环境气候之间的联系:随着现今社会经济的发展以及科学技术的进步,人类实现了用机械空调改善生活以及工作环境,但是它们的污染性以及高能耗,使得我们人类付出了经济和能源以及环境污染的巨大代价。为了克服它的弊端,绿色建筑的设计按照人体的舒适要求以及环境气候等条件来设计的。他注重地方性气候与建筑之间的关系。其实,我们对于环境舒适以及健康的要求,往往不需要空调也能够得到满足,就行我国北方的窑洞,即使室外温度是零下20度,室内温度却仍然保持在14度左右的舒适气温。所以,从绿色建筑的设计观来看,辅助设备系统是其次,最主要的是大自然,它是主要的供给者。因此,照明可有太阳光来提供,采暖从人体或者办公设备中获得。考虑地方性气候特点的设计,它可以在任何技术层次上面使用,因为绿色建筑中,气候包含的格格因素是当做资源来考虑的。提高气候资源的利用率以及充分利用是考虑地方性气候特点的设计本质。我们将他的原理和未来的科技智能技术,控制技术等各种节能技术结合在一起,一定会构成丰富的绿色建筑前景。

(3)绿色建筑在技术与环境上,体现环境保护的特点:绿色建筑要求建筑的外层材料和结构,它是要作为能源转换的界面的,必须具备能够调节气候的能力,让室内的气候稳定。随着信息、自动化、新能源等技术的日益发展,在绿色建筑中,这些高技术都将得到有力的运用,例如建筑表面安装太阳能电池。可以提供照明等需要的能源等。

参考文献:

[1]中国建筑承包公司.中国绿色建筑/可持续发展建筑国际研讨会论文集[C].北京:中国建筑工业出版社,2001.

[2]建科[2005]199号.绿色建筑技术导则.

第5篇:超低能耗建筑技术导则范文

关键词:建筑;电气节能技术;合理应用

经济科技的高速发展,使得人们的生活水平日益提高,同时能源的消耗也在不断的增加,节能减排已经成为新时期社会发展的必然要求,节能是建筑设计中的重要环节,十以来,我国提出了建设资源节约型社会,这在能源消耗日益严峻的情况下,有利于缓解能源和经济发展之间的矛盾。为使我国的能源生产能够适应时代的变化,促进建筑行业的发展,我们要加快电气节能技术的发展,加强建筑电气节能技术在建筑工程中的合理应用,以此来降低电气消耗。

1建筑电气节能技术的现状及重要性

建筑电气节能是建筑节能的重要组成部分。近年来,我国的建筑能源消耗占社会全部能耗的30%,全国每年新建房屋近20亿m2,95%为高耗能住宅,超过所有发达国家新增建设的总和。这使我国的能源节约建设任务负担重,虽然政府出台了各项节能相关政策和文件,开展一些建筑节能工作,但是我国的建筑节能工作仍处于起步阶段,建筑电气节能中也存在各种问题,主要有以下方面:

1.1建筑电气节能技术存在的问题

①在许多建筑中,施工人员对建筑电气的设计没有足够的重视。电气设计是建筑工程建设的重要内容,因为施工人员的认识不足,许多工作没有按照相关标准进行,造成电气设备安装混乱,增加能源耗损;部分建筑电气设计师在安装工作中,没有从电气节能角度考虑,仅凭个人经验进行操作,不仅消耗能源还给电气设计留下安全隐患。

②国家、相关企业事业单位对电气节能教育不到位。没有意识到能源匮乏的严重度,对群众或公司员工电气节能普及教育不到位,造成能源过度浪费。

③我国房屋建筑高耗能比例大,且房屋建筑保温隔热性和气密性差,单位建筑面积供暖能耗就为发达国家的3倍以上,加大能源损耗。

④我国的建筑节能技术落后于发达国家而且起步较晚,发达国家早在1970年就开始进行建筑节能技术的研究和推广,而我国的节能状况远远达不到。

1.2建筑电气节能技术的重要性

随着我国城市化建设进程的不断加快,使各类建筑也随之增多,建筑能源消耗占取比重越来越大,对此,建筑节能势在必行。在建筑能源消耗中建筑电气设备占比例最大,所以,进行建筑节能应重点考虑建筑电气节能。21世纪经济技术的不断更新,对我国建筑行业电气节能提出了新的要求,现阶段,国内外建筑的电气设计都是以节能环保为主,为了获取市场竞争力,我们的产品也必须与国外发展水平相适应,紧跟时展需求。在建筑中进行节能环保可以有效的促进我国经济发展、缓解我国能源供不应求问题、提升人们的生存发展空间、起到保护环境等作用。

2建筑电气节能技术设计的原则

在我国,部分严重缺乏电量的地区,采取拉电闸的方法来缓解能源的供应不足,在这种情况下,更加显示建筑电气设计中,电气节能方案设计的重要性。为此我们在进行建筑电气设计时要根据实际的情况出发,设计出可行性高的节能方案,遵循电气节能设计的原则:

2.1满足建筑的适用性原则

在建筑照明需求的前提下,保证居民用电安全、电气中的各项数值达到所需标准;建筑空间的温度及湿度达到居住的要求标准;建筑选择的路径要合理、住宅建筑区相对应的附属建筑物在电气管理上也要符合标准,保证安全性。通过在建筑物内创造满足人们生活环境所需的能源,来为建筑设备运行提供必需的动力,依照用电设备在电能质量、供电可靠性和负荷容量等方面的要求,进行优化供配电设计,使电力资源的得到合理利用。

2.2减少建筑物功能无关消耗,满足节能性原则

在进行建筑电气节能设计使要充分的了解建筑内部的各个电气设备使用功能,对于电气设备中重复、浪费的环节取消或者进行改善。采取措施减少与建筑物功能无关的消耗,例如:变压器功率导致的耗损就是毫无意义的耗损等。要从照明系统上进行能源消耗控制,提升建筑物的全天节能效果。2.3建筑构造的实际性原则建筑节能设计,要依据现有的供需条件进行设计,不能为了节能高标准,而盲目增加投资,增加建筑总费用;此外,也不能忽略建筑功能、损害建筑使用需求。建筑电气的节能设计人员要充分的考虑实际经济效益,合理选用节能设备和材料,使建筑电气节能增加的投资能够在短期内用节能减少下来的运行费用进行收回,不过多的浪费。

3建筑电气节能技术的合理应用

3.1建筑设备变压器的节能、暖通空调设备的设计

在选用变压器时选择节能型变压器,接缝密合性好,能够减少漏磁损耗;在选择变压器容量及台数时要依据负荷情况,综合考虑投资和年运行费用,对负荷合理分配,选取容量与电力负荷相适应的变压器,使其工作在高效低耗区内,减少变压器的有功损耗。暖通空调在能源消耗中占比例很高,控制暖通空调的接口有利于达到暖通空调的电气节能效果,对于暖通空调设计工程师应当与强弱电工程师相互协作,优化暖通空调的接口,引入传感器,进行智能化接口控制和数据参数检测,并对暖通空调进行分季节分时段通信控制口调节,使得变风量和变流量达到最优控制,最终实现节能低耗目的。

3.2建筑物照明部分节能

因为建筑照明的量和面积较大,所以照明节能成为建筑电气节能设计的关键。照明节能在满足生活中光照度的要求后,可以从以下几方面入手:①选择合理的照度标准,根据光照度的标准在不同功能划分选取不同功率的照明设备,比如:在光照度要求高的场合采用混合照明方式等;②照明设计时采用合理的照明灯具,采用高效率光源,广泛使用节能灯泡,降低能源消耗;③建筑在设计时要考虑照明环境,充分利用太阳光进行采光,使用太阳能灯,同时要利用自然采光,来减少人工照明的使用。

3.3合理进行线路的节能设计

线损是供配电线路经济运行的重要指标,功率损耗的大小与线路的负载和长度有着直接的联系,因为配电线路有电阻,所以在进行电能传输的过程中,电路网络会存在功率的损耗。对此,需要合理选择线路的路径及敷设方式,尽可能的减少线路的电阻、提高系统的功率,降低线路损耗。

4结论

建筑节能已经成为时展的要求,为了促进我国经济发展,必须要做好建筑电气节能工作,降低电气能源消耗。在新时期,我们要充分应用先进的设计技术,设计出最优的建筑电气节能措施方案,依据实际情况,来提高节能效率,最大限度的满足人们的需求。

参考文献

[1]吴振玉.专家把脉建筑电气市场[J].电器工业,2005(05).

[2]沈育祥.上海举行建筑电气专题讲座[J].低压电器,2002(06).

第6篇:超低能耗建筑技术导则范文

关键字:德国低能耗建筑、能效指标体系、能源证书制度

Abstract: the design is given priority to with passive and active technology optimization for the principle of German low energy consumption, passive room construction. In energy-saving performance and even have a lot of index more than the United States green building LEED evaluation of requirements, this is due to the German industrial rigorous index system construction: the heating terminal heat consumption, an energy consumption of building energy-saving index quantification such as standard, so that the designer can use all sorts of energy saving of the convenient comparison method or the possibility of energy saving equipment, thus the system more efficient economy get energy saving method. And because the market for energy conservation of the building acceptance to a great degree by investment and profit is the balance of the influence, the German energy-saving building through the "demand minimize" and "supply optimization" principle, make gains can be predicted. China to study German advanced building energy conservation experience, not simple technology stack, build energy-saving index system, the energy efficiency label the authentication system and the market mechanism, which can be a reason that there is in the full implementation of the building energy efficiency will do road.

Key word: Germany low-energy buildings, energy efficiency index system, energy certificate system

中图分类号:TE08文献标识码:A 文章编号:

随着全球气候变暖问题越来越严峻,欧盟国家加强了温室气体减排的力度。根据联合国环境规划署的统计,欧美国家建筑能耗占社会终端能耗的比重越来越大,约为30%~40%以上。2007年3月欧盟国家与政府首脑会议提出了三个“20%”的节能减排目标:即在2020年以前将温室气体的排放量在1990年水平上降低20%,2020年前将一次能源消耗降低20%,2020年前可再生能源的应用比例提高20%。德国在建筑节能方面走在欧洲各国的前列,在建筑节能领域已建立了比较完备的法规制度、政策、标准和技术体系,在建筑节能的不同领域也制定了相应的促进计划、政策工具和市场推广机制。

1、德国低能耗建筑

低能耗建筑最终目标是建筑不通过传统的采暖方式和主动的空调形式来实现舒适的冬季和夏季室内环境。采用的主要节能技术包括:

(1)、加强建筑围护体系的保温性能;

(2)、提高建筑的气密性能;

(3)、机械送新风并进行热回收;

(4)、低热负荷的采暖方式。

德国低能耗建筑能效指标体系

1.1.1、德国建筑节能标准由高能耗到低能耗再到被动房经历了七个阶段:

1.1.2、德国低能耗建筑能效指标体系的特点:

(1)、建筑物不再将单个的建筑构件视为评判能效的关键标准,而是将建筑物看作一个完整的系统进行计算和评估;

(2)、建筑物能耗不再仅限于年采暖热需求,而是扩大到这个供暖、制冷、照明、通风、热水制备以及相关辅助能源;

(3)、建筑物应达到一个主要和一个次要条件,限定了两个能效指标,一方面是建筑物的一次能源需求不得超过限定值;另一方面建筑围护结构的传热系数必须满足最低能耗水平。

1.1.3、德国低能耗建筑的分类:

1.1.4、对被动房必须满足相应的能效指标:

(1)、年采暖终端热耗≤15kWh/(m2・a);

(2)、最大供热负荷≤10w/m2;

(3)、用于采暖、生活热水和家庭用电的年一次能源消耗≤120 kWh/(m2・a);

(4)、超温频率≤10%。

1.1.6、低能耗建筑能效指标体系的意义

在低能耗建筑能效指标体系中,一个重要的数值就是一次性能源指标,单位是 kWh/(m2・a)。也就是它标志着建筑物每平方米,每年的能量消耗。它就是在考虑了所有建筑能耗相关的因素的基础上得到的。德国能效指标体系把建筑物消耗能量进行量化,并且可以对已建成的和设计中的建筑物,进行比较准确的指导。设计工作者可以很方便的比较使用各种节能方法或者节能设备的可能性,从而系统的得到较为经济有效的节能方案。

1.2、德国建筑能源证书制度

2007年德国在建筑节能条例 (EnEv2007),全面引入能源证书制度。能源证书制度在德国强制性推行,要求德国境内所有的建筑,在新建、翻修或者更换所有人的情况下,必须出示达标的能源证书认证。能源证书是以控制单位建筑面积能耗为核心的节能体系;它使不同地区的建筑物对于能源的消耗有了可比性,并且能够用较为准确的数值对设计中的建筑物能耗进行评价。

1.2.1、德国建筑能源证书主要记录建筑的技术情况:

(1)、建筑地址、建造年限、设备年限、建筑面积等基本信息;

(2)、建筑物每平方米每年的采暖制冷能耗值、一次性能耗值、建筑物每平米每年的CO2排放量等能效指标;

(3)、建筑护结构综合导热系数的计算值和EnEv所要求的最大允许值等建筑维护结构性能指标。

1.2.2、能源证书制度的市场运作

德国在 2000 年就已经成立了德国能源联邦署(是由德国联邦经济和技术部、德国联邦交通、建设与城市发展部和德国联邦环境、自然保护与核能安全部共同出资50%,复兴信贷银行集团出资50%共同组建的有限责任公司)。主要职责:推广宣传能效标识认证制度;提供低息的国家贷款资助个人以及企业进行节能改造;给采用好的节能设备的个人或者企业以一定的资金奖励等。德国规定公共建筑的能源证书必须悬挂在该建筑公共部分如门厅等处,以利公众监督。能源证书有效期为10年,届时需要重新审核更新。

1.2.3、德国建筑能源证书认证制度的意义

(1)、普及和提高建筑物耗能和节能的意识到每幢建筑物,每家每户,每个人;

(2)、鼓励投资者和建造者在建造建筑物和配置建筑物设施时采取节能措施;

(3)、为买房人和租房人提供建筑物经营成本信息;

(4)、推动和促进对已有建筑物节能措施的投资。

2、德国低能耗建筑能效指标体系、能源证书制度对中国低能耗建筑的启示

中国在丹麦哥本哈根举行联合国气候变化会议前夕,公布了温室气体减排计划,承诺2020年为止温室气体排放比2005年下降40%至45%。这是中国首次宣布温室气体减排清晰量化目标。建筑领域温室气体的排放已达到世界温室气体排放总量的30%左右。由于建筑节能的成本收益相对于其他行业(工业、交通)更高,因此建筑节能应该成为中国实现其减排目标的优先发展领域。

2.1、中国低能耗建筑发展的现状

经过10年的发展,使节能技术水平逐渐提高,从重视单项技术到综合全面的建筑节能技术解决方案,可再生能源利用率逐步提高。

2.3、对中国低能耗建筑发展的启示

(1)、健全我国建筑节能标准,我国现行的建筑节能的判定都以建筑构件或技术设备的单项能耗为基础,缺少对整个建筑物一次能源消耗的定义和限值,应以能效指标作为建筑性能的核心,使不同技术系统有机联系起来,将不同技术应用性能的客观运用。

(2)、健全我国对绿色节能建筑的经济性评价,传统的节能标准强调单项技术及设备的叠加应用,缺乏整体性,导致成本增加。通过全寿命周期成本计算, 建造成本,运营成本,回收成本.有效评估控制建筑成本和投资风险,提高建筑的可持续性而获得更大的经济回报。

(3)、健全绿色节能建筑项目在全寿命周期内的质量监控制度。与欧洲相比,我国建筑项目的实施速度快。设计施工和后期使用粗放,而高质量和细节控制正是绿色节能建筑必不可少的前提条件。

参考文献:

1、彭梦月 被动房在中国北方地区及夏热冬冷地区应用的可行性研究[J] 建设科技

2、侯冰洋 张颖 德国建筑“能源证书”简介[J] 建筑学报200803

3、卢求 Henrik Wings 德国低能耗建筑技术体系及发展趋势[J] 建筑学报200709

4、索斯滕许策 周正楠 东亚地区的“被动房”建筑--欧洲经验在韩国和中国应用[J] 世界建筑201103

5、周正楠 对欧洲_被动房_建筑的介绍与思考[J] 建筑学报 200905

6、徐 孙竹青 国外被动式太阳能房的新进展[J] 华中建筑 201108

7、周正楠 荷兰社会住宅的可持续更新--以罗森达尔“被动房”住宅项目为例[J] 住宅科技 200912

8、彭梦月 欧洲超低能耗建筑和被动房的标准_技术及实践[J] 建设科技

9、彭梦月 潘支明 徐永模 孙芹先 欧洲可持续发展建筑的实践和启示[J] 建设科技

10、田灵江 瑞士_德国住宅建设与建筑节能工作启示住宅产业[J] 201103

11、周正楠 太阳能技术在德国建筑中的应用[J] 世界建筑 200212

12、彭梦月 通过被动房之路推动中国建筑节能--德国被动房和低能耗建筑在中国适用性研究[J] 住宅产业 201105

第7篇:超低能耗建筑技术导则范文

关键词:超高层建筑新材料

节能设计

超高层建筑在城市节地、提升城市形象、拉动社会投资、扩大旅游和商贸活动等方面有其独特作用,也远非普通建筑可以比拟,因此近年来我国经济实力雄厚的地区竣工、在建和拟建的超高层建筑如雨后春笋,建筑新材料等技术的发展更是助长了建筑超高层化态势,高度超过100米的建筑从1990年代中期的不足200栋一跃发展到目前的近900栋。超高层建筑的高度增长还会伴随着结构工程技术的不断进步而不会休止。

一、超高层建筑新材料的利用

1、高性能钢

80年代后期,超高层建筑,大跨结构迅速发展,对钢材性能的要求也越多。主要包括有高强度,低屈强比,窄屈服幅等的耐震性能;可焊性,形状尺寸加工精度的施工方面的性能以及耐久性等。

(1)高张力钢

建筑用钢材的应力 应变曲线如图3所示。其屈服点在100~780n/mm2的范围,其中屈服点为400n/mm2的钢材,占一半以上。

钢材屈服点的提高,在设计方面就需要保证结构的刚度要求,防止局部屈曲;在施工方面就要保证结构的可焊性。另一方面,在多震国,地震时确保结构建筑物的安全性是一个最大的课题。因此,高张力钢不仅要有很高的屈服点及抗拉强度,还要具备充分的塑性变形能力。

(2)低屈服点钢

另一方面,还开发研制了利用钢材的低屈服点和屈服特性的技术,耐震设计中的隔震和抗震构造技术得到了迅速发展,地震对建筑物输入的能量,通过建筑物特殊的部位吸收,从而确保整个结构的安全,防止结构构件(梁,柱)的破坏和损伤,低屈服点钢主要用于这些特殊部位,作为吸收地震能的材料。

(3)tmcp钢

建筑物的高层化、大跨化等,要求使用的钢材高强度化,大断面化,极厚化。以往的冶炼方法,若保证钢材的高强度,就需加入相应的碳元素,钢材含碳量的增加会导致可焊性的降低。为了解决这个问题,开发研制了490n/mm2级的建筑结构用tmcp钢。建筑结构用tmcp钢,是通过tmcp(热处理)处理后得到的。已广泛用于超高层建筑中。

(4)sn钢

根据超高层建筑的抗震要求,钢材应具有足够的弹塑性性能和较好的机械性能,可焊性能,具有吸收地震能的能力。广泛用于超高层建筑。sn钢要求:①保证可焊性,②保证塑性变形能力,③保证板厚方向的性能,④保证经济性和加工方便,⑤保证与国际规格接轨。sn钢的规格有a、b、c三种,其板厚都是在6~100mm,分400n/mm2和490n/mm2两个等级。

2、新rc结构(钢筋混凝土)

在钢结构钢材的强度不断提高的同时,钢筋混凝土结构中的钢筋和混凝土强度也在迅速地提高。1988年以来,进行了强度为58.8~117.6mpa的混凝土及强度为686~1176.7mpa的钢筋的开发,并已用于超高层住宅中,如礼新城北高层住宅(地上45层,高度160m),所用混凝土强度为58.8mp a,主筋强度为686mpa,断面加强筋强度为784mpa,是以前高层rc结构所用材料强度的两倍。现在超高层建筑已开始使用78.4mpa,98mpa的混凝土。

3、cft结构(钢管混凝土)

由于高强度钢的使用,可以使构件截面做得小而薄,然而这必带来局部屈曲和刚度降低的问题,解决这个问题的途径之一就是采用cft柱。

继s结构、src结构、rc结构之后,它形成了第四种结构体系。cft结构体系,就是用圆形或多边形钢管内填充混凝土的柱子和s结构,钢混凝土结构的梁连接起来而形成的结构体系,具有刚度大,耐久力大,变形能力强,防火性好等方面的优良结构性能。因此,超高层建筑,大跨结构等开始广泛采用此种结构体系。

cft柱的优点是,混凝土填充在钢管中,在受压和受弯共同作用下,混凝土向横向扩散,然而却受到钢管的横向约束(称为钢箍效应)。所以,混凝土的强度和变形能力提高。另一方面,由于混凝土的填充,钢管的局部屈曲受到了有效的抑制,如图5。这样,cft柱可以最充分利用高张力钢的强度。随着高强混凝土及其组合的研究不断发展,将来高度为1000m级的超高层建筑的构想实现,期待Ncft柱将起主要作用。

二,我国目前超高层建筑节能设计的思考

目前国内针对超高层建筑工程所探讨的关键技术问题多是结构的安全,而对于所面临的建筑节能问题研究和技术投入不够。

1、超高层建筑的建筑节能优化设计技术看,建筑的高度变化导致相关参数的变异,进而影响建筑能耗的变化是一个不争的事实,高度超过100米以上除太阳辐射可以认为基本不变以外,其它的气象参数都会发生很大的变化。而依据国内建筑节能的设计能力来看,大多数设计单位所掌握的用以优化建筑围护结构的建筑能耗模拟软件,都不能反映气象参数沿高度的变化规律,也不能够反映建筑围护结构沿高度变化的表面热交换能力的差别,这就势必无法准确地计算建筑物的能量消耗,更无从谈及科学合理地设计建筑物制冷、空调、配电等一系列设备系统。

2、建筑节能设计标准所能约束的节能技术还不能够完全适用于超高层建筑,在现行建筑节能设计标准中涉及到遮阳、通风等技术的规定,对超高层建筑无法适用,标准规定的建筑能耗的权衡判断方法也是基于建筑物全楼整体建模的一种评价方法,而受目前能耗模拟工具的计算能力所限,超高层建筑中的计算对象(如房间数量)规模远远超出了软件的计算能力。从根本上说,超高层建筑的节能设计问题,实质是一个在技术上超出了现行国家标准《公共建筑节能设计标准》所能控制的新技术问题,如果草率地执行现行标准,则工程设计的技术依据显然不足。

第8篇:超低能耗建筑技术导则范文

【关键词】可持续发展;暖通空调系统;常见问题;

1 暖通空调系统节能的意义

目前,我国已步入高速发展城市化进程,每年城市化率都保持1%的增长速度,飞速发展的城市化过程带来大量的新建建筑,建筑能耗在社会的总能耗中占了相当大的比重。国家住建部副部长仇保兴指出,我国目前年竣工建筑面积超过20亿平方米,占到全世界年新建建筑的40%以上,而这一过程预计还要持续25-30年。2006年,我国的建筑能耗已占到社会总能耗的23.1%。目前我国城乡既有建筑面积超过420亿平方米,其中大部分为高能耗建筑,居住和公共建筑用能增长迅速。按照目前的我国的建筑能耗指标和建筑发展速度,预计到2030年,我国建筑能耗大约将占到社会总能耗的50%。因此,在保证社会快速发展和人们生活水平不断提高的前提下,研究如何最大限度地降低建筑能耗具有非常重大的现实意义。

近年来,随着“低碳”概念逐渐成为社会的共识,而且我国政府也提出了“建设资源节约型、环境友好型社会”的口号,暖通空调系统中的节能设计已经引起暖通空调设计者的注意,能否实现以较少的能源消耗满足人们对舒适和健康居住环境的要求,是摆在我们暖通设计者面前的一道课题。根据有关暖通空调行业的研究成果显示,现有空调系统通过采用节能技术,最多能节约能源50%以上。通过推广新的节能技术的应用,不仅可以有效地降低能耗,而且改善了爱染环境,有效保护了有限的自然资源,有着自然和社会的双重意义,而且对振兴经济等都有着重要的推动作用,而且是社会发展的必然趋势。

2 暖通空调系统节能设计中存在的问题

目前,暖通空调系统的运行普遍存在“两低一高”的现象,即冷热源和循环水泵负荷率低,系统运行效率低,能耗高,因此空调优化具有很大的节能潜力,造成空调系统“两低一高”现象的原因主要有以下几个方面:

2.1 暖通空调系统在设计管理方面存在问题

暖通空调系统的设计是空调节能的基础,对空调系统的节能效果有着重要的影响。然而,在实际工作中一些设计部门和设计人员并未给予足够的重视,加之我国目前的建筑设计领域还普遍存在以业主为中心的观念,为追求经济效益,盲目赶工期,使得工程设计周期普遍较短,其中一些设计问题并没有得到有效细致的处理,运行能耗也相当惊人,大大超过了国家标准。

2.2 对暖通空调系统的节能设计缺乏评价

近年来, 随着对节能和环保要求的不断提高,新的技术方案不断涌现,每种技术方案往往都有各自的优缺点。面对众多的设计方案,由于考虑问题的角度不同,各方面的评价结果也往往不相同,设计人员往往无所适从,如何在众多的设计方案中找到最合适的节能方案,是困扰暖通空调设计人员的重要课题。另一方面,不科学的评价方法则会起到误导的作用,造成严重损失。

2.3 公众对空调系统作用的理解观念问题

对于舒适性空调系统,从本专业的角度来讲就是使人体有好的热舒适性。他们往往认为空调在冬天是越热越好,在夏天是越冷越好。从专业的角度来说,这种想法不仅违背了空调舒适性的出发点,还会大大增加空调系统的耗能量。同时造成室内外温差过大,使人体的适应能力和免疫能力降低,并容易诱发空调病。这些可以通过宣传改变人们的观念。

2.4 自然冷源和建筑自身热源利用不合理

环境中存在大量可以加以利用的低品位能源,如过渡季节、冬季的自然冷能、地下浅层地热能等。暖通空调设计者应在实际工程设计中应考虑对环境低品位自然冷能直接供冷、对冬季建筑内低品位余热加以充分利用。

3 暖通空调系统节能的方法

建筑设备中暖通专业的主要节能方法和措施:

3.1 提升暖通空调系统设计的合理性

建筑物的暖通空调系统是一个复杂而且庞大的系统,因此,设计的优劣直接影响着暖通空调系统性能的高低。很多时候,系统的设计都是遵照最大负荷的原则,但是在实际运行的过程中,能达到该标准的空调系统少之又少,如果系统各部分只能满足满负荷运作而不适应部分负荷运作的状态,就会使系统的能耗最大化。

3.2 改善建筑维护结构的保温性能,减少冷热损失

我们知道对于暖通空调系统而言, 通过维护结构的空调负荷占有很大比例, 而维护结构的保温性能决定维护结构综合传热系数的大小, 亦即决定通过维护结构的空调负荷的大小。所以在国家出台的建筑节能设计规范和标准中, 首先要求的就是提高维护结构的保温隔热性能,满足国家对建筑物冷、热负荷指标的相关要求。

3.3 提高系统控制水平,调整室内热湿环境参数,尽可能降低空调系统能耗

空调系统特别是舒适性空调系统对人体的作用是通过空气温度、湿度、风速、环境平均辐射温度进行的,人体对环境的冷热感觉是这些环境因素综合作用的结果。以往的空调控制方式仅仅是测控空气的温度湿度,甚至仅空气温度。显然是不全面的,势必带来许多问题, 如空调系统对人体的作用不直接、当环境变化时对环境的调控不迅速、人体感到不舒适、空调系统的这种调控方式不节能。热湿环境研究成果的应用,为我们采用新的控制方式方法提供了理论基础。如果采用舒适性评价指标即体感指标作为空调系统的调控参数,可使空调系统在人体舒适的条件下节能30%左右。

3.4 采用新型节能

这里对近些年研究比较广泛的热泵技术及热回收技术加以介绍。

3.4.1 热泵技术。热泵可以把不能直接利用的热能(如空气、土壤、水的热能以及太阳能、工业废热等)转换为可利用的高位热能,从而达到节约部分高位能(煤、石油、天然气、电能等)的目的。因此利用低位能的热泵技术是一条极重要的节能途径。

热泵主要分为空气热源泵和地源热泵,其中地源热泵根据底下换热介质的不同地源热泵可分为三类:一是与岩土换热的地下耦合热泵(也叫土壤源热泵);二是与地下水换热的地下水源热泵系统;三是与地表水换热的地表水源热泵。

3.4.2 热回收技术。一方面,利用有效的装置从排风所带走的能量中回收部分能量用来处理新风,可以节约本来由制冷或制热机组负担的新风负荷,提高空调系统的效率。另一方面,减租房间内按设计标准要求需要补充新鲜空气,一些普通的高层建筑空调中,夏季新风负荷占空调总负荷的30%以上,而对如医院、商场、剧院、体育馆等人员密集的地方,新风的需求量则更大,有的甚至要求全新风,利用回收的热量对新风进行预冷/预热是节能的有效措施。

第9篇:超低能耗建筑技术导则范文

倪欣

中联西北工程设计研究院总建筑师,国家一级注册建筑师,教授级高级工程师,西安建筑科技大学和西安交通大学客座教授。作品多次获得省部级优秀工程设计一等奖。

兰宽

中联西北工程设计研究院第二分院副院长,华盛建筑事务所副所长,高级工程师。

邢超

中联西北工程设计研究院工程师,西安建筑科技大学建筑学院硕士研究生。

王福松

中联西北工程设计研究院工程师,吉林建筑工程学院建筑系建筑学专业毕业。

摘要:通过总结陕西省科技资源中心项目的绿色实践,着重分析了绿色建筑设计策略、方法以及各项节能技术在项目中的应用情况,为发展适合西北地区的绿色节能建筑提供了有益的启示。

关键词:陕西省科技资源中心 绿色建筑 可持续发展

在“绿色、低碳、环保”理念得到广泛认同的今天,通过先进适用技术的集成应用,以降低资源和能源消耗,最终实现与自然和谐共生为目标的绿色建筑已经大量涌现。然而对于具有示范意义的生态建筑而言,如何正确运用绿色建筑设计理念与合理选择和运用绿色节能技术,避免建筑沦为多种硬技术的堆砌展示,造成建设成本的浪费,也就成为整个项目成功与否的关键。

2009年,我们受托承担了陕西省科技资源中心的设计任务,项目作为西北地区首个科技示范建筑,业主要求在满足基本功能需求的基础上,达到绿色、节能、超低排放、降低运行维护成本的效果。为此我们提出了“节省资源、节约能源、保护环境、以人为本”的生态建筑理念,对绿色建筑设计策略和方法进行了初步探索。

1、项目概况

陕西省科技资源中心总用地面积为50亩,紧邻西安高新开发区中心区域。项目共分两期,目前为一期建设。其中一期建筑面积45000m2,主要由两栋5层对外服务楼、一栋9层科技研发楼、具有成果展示功能的中庭以及地下车库组成(图1~3)。

项目的造型灵感来源于“美丽的宝石”,期望建筑拥有宝石的锐利、厚重与雕塑感,并表达“资源中心所孕育的科技成果比宝石更珍贵”的寓意(图4)。

2、前期分析

合理的绿色建筑设计应该是因地制宜的,即针对不同的气候、地形特征以及功能需求,提出适宜的策略方案。前期通过对气候、水文、地形等基础条件的分析,明确设计的重点和难点。

2.1 气候和场地

西安属于暖温带半湿润的季风气候区,雨量适中,四季分明,年最高气温40℃左右,年最低温度-8℃左右。在建筑热工设计分区中,西安属于寒冷地区,其建筑设计必须满足冬季保温和夏季防热的要求。经过该地区的能耗比对,其室内采暖空调能耗最高,约占全年总能耗的70%。场地内地势平坦、交通便利,对设计制约较少。

2.2 设计目标

依据西安的地域特征和经济发展水平,对其提出了下述设计目标:1)期望该项目对于西北地区的生态建筑发展起到引领和科技示范作用;2)建设成为具有真正意义的超低能耗节能建筑,与自然和谐共生;3)目标成为陕西省首个获得国家三星绿色建筑标识和美国LEED金级标准的双认证建筑。

3、设计策略

结合该地区的气候特征和建筑能耗特点,我们提出了项目的设计策略,以建筑的体型、构造、遮阳措施改善其物理环境,利用大地资源作为冬季采暖、夏季制冷的主要能耗来源,力求最大限度地降低建筑的主要能耗,并辅助其他节能技术,如节材、节电、节水、太阳能利用等,来减少建筑对环境的负荷,实现超低能耗目标(图5)。

3.1 建筑布局与体型设计

项目整体采用南北方向布置,在力求采光通风最大化的同时,尽量简化形体,控制体形系数(建筑体形系数0.19),努力降低围护结构的表面积,为建筑节能提供有利条件(图6)。同时通过计算机模拟技术,对建筑的采光和视野进行了二次优化设计,使项目的自然采光满足率达到76.87%,视野满足率达到96%(图7,8)。

3.2 低能耗围护结构

建筑节能设计中最基本的策略是在保证舒适度的前提下,尽量提高建筑围护结构的保温隔热性能,以减少建筑对于空调等设备的依赖。

3.2.1 墙体保温体系

我们根据建筑朝向的不同,将保温层设计为不同厚度,东西向玻璃丝棉保温板120mm厚,南北向为100mm厚。此种方式的外保温系统的传热系数分别为0.33W/(m2·k)和0.35W/(m2·k),均满足国家节能规范

3.2.2 屋面保温体系

通常情况下,屋面所承受的太阳能辐射强度要高于墙体,并且对于昼夜温差和季节性温差的影响都会远大于墙体。因此采用了传热系数分别为0.27W/(m2·k)的XPS倒置式屋面保温体系和0.21W/(m2·k)种植屋面保温体系。

3.2.3 节能门窗

建筑在有外遮阳体系部分采用了传热系数≤2.0W/(m2·k)的断热铝合金Low-E中空玻璃窗,辐射较高的东西向外窗采用了传热系数≤1.4W/(m2·k)的双层窗系统。

3.2.4 呼吸式幕墙系统

玻璃幕墙选用了传热系数超低的被动外循环式呼吸幕墙体系,外层为单层玻璃结构,内层由中空玻璃与断热型材组成。两层幕墙形成的通风换气层两端装有进风和排风装置,通道内也可设置百页等遮阳装置(图10,11)。该幕墙的综合传热系数仅为1.OW/(m2·k),远低于国标的设计要求,它比传统的幕墙采暖时节约能源42%~52%,制冷时节约能源38%~60%,隔音性能可以达到55dB。并且其外层玻璃选用无色透明玻璃或低反射玻璃,还可以最大限度地减少光污染。

3.3 有效、多样的遮阳系统

建筑遮阳系统是降低太阳辐射、减少建筑室内温室效应的有效手段,项目综合运用了多种形式的遮阳系统。

南立面日照受高度角影响较大,采用水平金属机翼遮阳效果较好(图12)。该系统可根据太阳高度自动调节百叶的角度,阻挡多余光线的照射,降低建筑室内的辐射热,夏季节约空调能耗约20%以上,冬季节约采暖能耗约15%。东西立面的日照强度较大,多以实墙面来减少太阳辐射强度,开窗位置则设置固定遮阳系统。

建筑的中庭部分,为防止因温室效应而造成温度过高,除实现空气对流、通风外,还在顶部设置了电动遮阳膜系统(图13,14)。该系统可以根据太阳辐射的强弱以及温度的改变自动进行图案变化,不仅形成了光与影的相互交替,营造出灵动、浪漫的空间氛围,更可有效地减少太阳辐射热,综合提高节能效率40%以上。遮阳膜的图案变化并不是简单随意的,而是通过大量的计算机模拟,得出遮阳膜开启面积与室内温度的耦合关系(图15)。

“会表演的电动遮阳膜”系统为国内领先的创新设计,该系统的开启方式与控制已经获得两项国家专利认证(图16,17)。

3.4 高效、节能、健康的空调系统

地源热泵技术的应用已相对成熟,且节能效果显著。在此项目中,我们使用了地源热泵空调系统,并根据地域和气候特点进行了适当的创新和发展。

由于西安地区夏季累计负荷大于冬季负荷的现实情况,为保证地下换热器的热平衡,选用了土壤源热泵复合式系统。在冬季,根据计算负荷,选用2台土壤源热泵机组承担全部负荷,空调末端的供回水温度分别为38℃、45℃在夏季,采用2台土壤源热泵机组和1台常规冷水机组共同承担负荷,空调末端的供回水温度分别为15℃、19℃。

与此同时,我们又根据该地区地下土壤温度常年保持14℃的地域特征,以及土壤源热泵系统从地下完成能量交换后冷媒温度略大于14℃的工况条件,选用了“高温水制冷”的吊顶式诱导冷梁技术(图18)。该系统的采用可以让土壤源端的转换水直接进入诱导冷梁工作,有效地解决了通常在过渡季节里压缩机仍需工作耗能的做法,从而使能耗大幅降低。此外,吊顶式诱导冷梁技术还具有以下诸多优点:1)在干工况下运行,无冷凝水产生,不会形成细菌的滋生和冷凝水的二次污染,大大提高了室内空气的品质;2)辐射方式供冷供热,室内温度均匀分布,热舒适性好;3)具有较小的热惯性,在系统关闭或停电等状态下的较长时间内,夏季温度不会升高,冬季温度不会降低。

“土壤源热泵+高温水制冷系统”在国内为首次应用,其优异的节能效果成为科技资源中心的又一设计亮点,节能效率达到50%以上。

3.5 通风雨幕外墙系统

建筑外墙饰面采用了一种新型的节能环保材料——通风雨幕外墙系统,主要原材料为天然陶土,一次污染小,全生命周期长,可以回收利用,且所采用的500mm×1200mm×30mm的大规格陶板在国内尚属首次运用(图19)。同时陶土板具有空腔结构,安装时其背面也有一定的空气层,不仅可以有效降低传热系数,起到良好的保温隔音效果,而且还可以避免产生冷凝水,使建筑外墙保持干煤,对建筑结构墙体起到保护作用(图20)。此外,该系统还具有抗冻能力强、耐高温、抗冲击能力强、易于施工等优点。

3.6 绿色建材与施工

项目主要使用了轻集料的小型混凝土空心砌块、再生混凝土、掺合料混凝土等“绿色建筑材料”来代替部分自然资源。内部装饰装修材料则采用了质量优、安装简便的环保型材料。

现场施工中,我们采取了多种合理利用建筑废料的方法,如方木接长再利用、废旧多层板再利用、钢筋下脚料的再利用等(图21)。由于上述节能、节材措施的大力推广,也使该项目的施工获得了陕西省首个“国家绿色施工示范工程”称号。

3.7 太阳能技术

在能源供应日趋严峻的形势下,利用太阳能等可再生能源将是必然的趋势。我们在建筑屋面分别安装了400m2的多晶硅太阳能光电板和300m2的太阳能联箱式集热器,实现了整个建筑的热水供应以及部分公共照明的自给自足。

3.8 其他技术

设计将景观绿化广场、建筑内庭及生态绿化空间、屋顶花园、下沉式花园等生态绿化相结合,提高了建筑整体环境品质,更为建筑室内外空间环境建立了良好的生态关系(图22,23)。

在雨污水回用系统中,主要考虑以雨水作为景观补水的重要来源,实现雨水、中水、景观水的优化设计,使其非传统水源率达到40%以上。

此外,项目还采用了建筑智能管理系统,主要包含建筑设备智能控制系统、智能照明系统、一卡通系统等,以最大限度地整合、提高各节能技术的工作效率,进而有效地节省建筑运行费用与降低资源消耗(图24)。

4、结语

陕西省科技资源中心作为一次对绿色建筑的尝试,已于2012年建成投入使用。其设计节能率为71%,使用一年后的实测节能率达到了68.4%,并且随着今后运营管理水平的不断提高,其节能效率将会更加优异。目前该项目已经获得了国家三星级绿色建筑设计标识认证和美国LEED金级认证,同时正在申报国家三星级绿色建筑运行标识认证。通过这次绿色实践,我们对于发展适合西北地区的绿色节能建筑还得到了以下启示:

(1)由于国内的绿色建筑设计还处于发展阶段,综合性的绿色建筑实践经验非常匮乏,生态建筑设计理念也有待进一步完善。所以,如何确立适合本地区发展的绿色建筑设计理念尤为重要。

(2)需要研究当地的地域特性、气候特征、建筑的功能特点以及物理因素,因地制宜地选用节能技术,避免建筑沦为多种硬技术的堆砌展示,造成建设成本的浪费。