建筑工程节能技术措施分析

作者:安全管理网 来源:安全管理网 点击:  评论: 更新日期:2017年11月05日

摘要: 众所周知,能源是发展国民经济、改善人民生活的重要物质基础。能源的紧张,将严重阻碍人们未来的正常生活、社会进步和经济的可持续发展,人类的现代文明将付诸东流。为了避免这种情况的发生,人们都在想尽办法发展节能技术,作为人们基本日常生活“吃穿住用行”的一部分,客观形势要求建筑领域的节能技术也要迅速发展。所以无论是国际还是国内,建筑节能科技都得到了巨大发展。 现代建筑是能源消耗的重要组成部分,同时也是构成建筑物成本的主要内容。建筑能耗将是未来我国能源消耗的主要增长点,建筑节能技术的研究与应用将对我国能源消费产生深远的影响。如今国际能源危机加剧,我国面临的巨大能源挑战。在这个能源日趋紧张的时代,建筑节能成为了当今社会的高度关注的现实问题。对如何制定建筑节能规划、提高建筑工程节能效果进行了详细的分析。本文系统分析了我国建筑能耗的基本情况,预测了未来建筑能耗的总体发展趋势,提出了建筑节能的主要技术途径。
    关键词:   能源消耗;建筑节能;节能措施;能源;可持续发展
    1 能源发展问题分析以及建筑节能的理解
     1.1我国的能源发展存在的问题以及提高建筑节能性的重要意义
    我国能源的总储备量虽十分丰富,在世界上排名前三,但是当它除以13亿之后,排名却成为了人均占有资源贫瘠的国家。随着不断的开采,世界范围内的煤炭、石油和天然气资源日趋枯竭,我国所面临的能源问题就更加严重。现阶段我国能源发展主要面临四大问题:(1)能源的人均占有量低; (2)能源结构主要以煤炭为主,约占全国能源总需求量的75%,全国每年消耗煤炭13亿t;(3)能源和矿产资源的分布不均匀,主要表现为农村商业能源供应量不足和经济发达地区的能源短缺; (4)能源终端的利用率仅为33%,比发达国家低10%左右。
    随着我国城市化进程的加快,建筑能耗连续多年大幅上升,已占到全社会能源消耗总量的1/3左右,如果再加上建筑用原材料生产所消耗的13%,那么建筑总能耗就达到了全国能源总消耗量的45%。我国现有的建筑面积约为400亿m2,且每年以20亿平方米的速度增加,而其中绝大部分仍是高能耗建筑。如此巨大的建筑能耗已经成为我国国民经济的承重负担。全面推行建筑节能有利于从根本上加强对资源和能源的节约和合理利用,有利于缓解我国能源供应无法满足社会经济发展的矛盾,有利于加快循环经济的发展,有利于实现社会经济的可持续发展,有利于环境保护、保障我国的能源安全、提高人民群众的生活水平。
    1.2建筑节能概念
      建筑节能是指在保证建筑使用功能和室内热环境质量的前提下,降低其使用过程中能源消耗的活动,现在普遍称为“提高建筑中的能源利用率”,在保证提高建筑舒适性的条件下,合理使用能源,不断提高能源利用效率。其内涵包括在建筑物的规划、设计、建造和使用过程中,执行建筑节能标准和施工验收规程,合理设计建筑结构,采用低能耗建筑材料,提高采暖、制冷、照明、通风、给排水和通风系统的运行效率,加以不降低居住质量和舒适度为基础,合理利用可再生资源,降低能源消耗。
      当下,绿色环保的理念已经深入人心,在建筑节能领域也是如此,“低能耗建筑”、“绿色建筑”等层出不穷。我们亟需建立起世界范围内的建筑节能标准,对一些节能建筑、绿色建筑和环保建筑等进行规范,此项工作,有些国家已经在做了,并取得了初步的效果,但是仅仅如此而以,世界范围内还缺乏统一的节能建筑标准。建筑物的规划、设计、建造和使用过程中,执行建筑节能标准和施工验收规程,合理设计建筑结构,采用低能耗建筑材料,提高采暖、制冷、照明、通风、给排水和通风系统的运行效率,加以不降低居住质量和舒适度为基础,合理利用可再生资源,降低能源消耗。以最少的能源消耗,来达到尽可能的居住、办公的舒适,并产生最少的垃圾和废弃物,以保护地球的环境。
      可持续建筑是指以可持续发展观规划的建筑,包括建筑材料、建筑物、城市区域规模大小等内容,以及与它们相关的功能性、经济性、社会文化和生态因素。这样的理念就是不断地大幅度地追求降低环境负荷,与环境相和谐,且有利于人类的健康。其目的在于减少能耗、节约用水、有意减少污染、保护环境、保护生态、保护健康、全高生产力,有益于子孙后代,利在千秋。
    无论是绿色建筑还是可持续建筑都是以人为本,营造一个满足人类居住的环境,强调健康舒适。极终目标也是节约能源,科学有效地利用资源:发展建筑节能论文是一项战略性工作,是一个系统工程,内涵丰富,目前还很难给予科学界定,需要我们不断补充与完善。
    2.建筑节能的重要意义
       2.1建筑节能是社会发展的需要能源,是工业社会发展的命脉.      
       随着能源利用技术的发展而发展,如果没有能源,人类目前的社会社会和经济发展将会停滞,显然,这种不平衡的态势将严重阻碍了国民经济的发展。因此,节约能源,尤其人类甚至有可能会走向灭亡,所以需要我们大幅度的降低能源的损耗,建筑节能也是如此。节能建筑的造价要高于普通建筑,但投入少、产出多,从长远看是利大于弊。我们可以相信,大量的节能新建筑拔地而起,加上对既有建筑的大规模节能改造,必将产生巨大的市场需求,必将撬动一大批新型建材和节能技术的发展,推动整个建筑科技进步和国民经济更好的发展。
      2.2建筑节能是减轻大气污染和改善建筑室内热环境的需要
      我国北方冬季建筑采暖的能源以煤炭为主,电力为辅。据统计,我国冬季采暖煤每年排放二氧化碳、二氧化硫、烟尘,造成严重的大气环境污染,而二氧化碳、二氧化硫给大气、生态环境和人类的身体健康所造成的危害是触目惊心的。因此,建筑能耗的降低,建筑节能的实施是改善大气环境的重要途径。  
      2.3建筑节能是建设环境友好型社会的需要
    在我国,煤炭占能源消费总量的75%左右,主要是煤烟型污染。随着城镇化的发展,建筑行业的迅猛发展,建筑结构的不合理不科学、生产和生活用能日益增加,向大气排放的污染物急剧增加,环境形势十分严峻。煤烟型大气污染,以灰尘和酸雨的危害最大。其中大气污染指标,如悬浮颗粒、浮尘、二氧化碳和氮氧化物等,南方城市远远低于于北方城市。上述污染物是许多疾病的致病根源之一,对居民健康造成严重危害。所以,实施建筑节能是保护环境,建设环境友好型社会的必然要求。
    3.提高建筑节能措施
        建筑首先必须满足人们的舒适感觉的要求,另一方面建筑还必须要满足节能的要求。这似乎是一个矛盾,其实不然,建筑节能在建筑工程可以体现在很多方面上。
    3. 1 冬季的采暖是非常重要的,在室内开空调是人们最好选择。但是开空调不仅仅浪费电力资源,而且对人体健康十分不好。如何能够在寒冷的冬季不开空调也使室温舒适,这是人们一直追求的目标。在最近的奥地利韦尔斯“国际环保节能博览会”上有人提出了一种新的节能方法,就是“被动节能建筑”。它能做到即使在零下20℃,室内采暖依然可以在不开空调或暖气的前提下,达到人们正常的生活所需,令人们舒适。
    节能建筑的热量主要来自太阳,所以这种建筑的向阳部分由大面积的玻璃窗,并且装有遮阳的百叶窗,根据需要自动开合摄取阳光。被动建筑通过保温密封的技术,可以最大限度的阻止冷空气进入,这样就能制造出相对隔绝的空间,并将阳光和自身产生的热量保留在室内。因此保温是被动节能的关键之一。另外,还有一种利于采暖的方法就是用保温的材料增加墙体和屋顶的厚度,窗户采用三层玻璃,玻璃之间充满惰性气体,以提高保温性能。这种“被动节能建筑”在奥地利和德国技术发展比较快,这种技术能够保持室内的温度,更重要的是能节省很多的能源。
    3. 2 现代的建筑采用了大量的玻璃结构,这样虽然阳光可以充分的照射进室内,使室内温度升高,但同时紫外线也毫无阻拦的进入室内,对人和物品造成伤害。在这种情况下建筑遮阳采光系统就突显作用了。建筑遮阳采光系统可以起到阻隔热量、阻隔紫外线,能够有效的保护人类免受伤害。建筑遮阳采光系统,可以有效的调节可见光,调节自然气流并达到改善环境的作用。建筑遮阳采光有很多种,窗口遮阳、绿化遮阳等等。
    3. 3 良好的照明不仅是正常工作的需要,也是提升工作效率的重要手段之一,如何营造一个良好的视觉环境,如何加强照明控制设计,如何减少光污染带来的损害已经成为建设现代化办公大楼的重要内容。据统计,一般的办公大楼耗电量的33%被用于照明;电气设备总费用的1/10被用于照明设备。因此,配置合理的用电方案、引进节能照明设备、启用照明自动控制系统,不仅能减少布线,还可以有效的减少资源的消耗,降低维护费用,带来极大的社会效益和经济效益。随着现代建筑水平的不断提高,照明自动控制系统也在不断的发展,以适应不同布局建筑物的不同需求。
    3.4建筑围护结构的节能措施
    3.4.1外墙的节能措施 
    外墙应采用新型墙体材料与复合墙体结构, 并在经济条件允许的前提下, 采用墙体保温材料对其进行保温处理。建设部从2006年起全面推广墙体保温材料, 包括聚氨酯材料、膨胀聚苯板、挤塑聚苯板等。另外, 可在垂直外墙面设置阳台、挑檐等遮阳设施或采用浅色墙面、反射幕墙、植物覆盖等措施,对外墙进行太阳辐射隔离处理。
    3.4.2外窗的节能措施  
    据统计, 通过外窗的热损失占建筑能耗的35%~ 45%, 可见外窗是建筑围护结构中比较薄弱的部位。外窗的窗框材料、玻璃品种及有无遮阳措施都会显著影响其热工性能, 普通的单玻铝合金外窗的传热系数为6. 4W, 是墙体的6倍, 因此应使用新型保温节能外窗。外窗玻璃应尽量选择中空玻璃、吸热玻璃、反射玻璃等。目前热工性能较好的外窗采用双玻中空双腔充惰性气体( 厚度为40mm)玻璃, 窗框为铝合金断热桥型材, 这种外窗的传热系数可达到1. 5W。此外, 窗墙面积比也是影响建筑围护结构节能的主要因素。确定窗墙面积比要综合考虑多方面的因素, 其中主要因素是不同地区冬夏季日照情况(日照时间、太阳总辐射强度、阳光入射角)、季风、室外温度、室内采光设计标准及外窗开窗面积等。一般外窗的保温性能比外墙差很多, 窗墙面积比越大, 暖通空调系统能耗越大。因此, 应在保证自然采光的前提下合理控制窗墙面积比, 一般北侧不大于25%, 南侧不大于35%, 东、西侧不大于30% 。
    3.4.3屋顶的节能措施 
    为降低太阳辐射热, 可采用架空屋顶、通风屋顶、蓄水屋顶、浅色屋顶、种植屋顶、冷屋顶等。种植屋顶即在屋顶种植绿色植物, 既可遮阳、隔热, 又能通过植物的光合作用消耗转化部分热量, 也起到了美化环境作用。很多国外专家对冷屋顶进行了大量的研究, 发现其节能效果显著。冷屋顶指反射率较高的屋顶, 通过对普通屋顶涂敷高反射率的涂料, 提高其反射率, 减少对太阳辐射的吸收, 从而达到建筑节能的目的。研究表明, 采用冷屋顶可使空调系统负荷降低10% ~ 50% 。
    3.5采暖空调系统的节能4 R8 w) J! z( @: ~* D) O. z7 m4 A* |
        采暖系统中的节能首先应该做到热源节能,改革传统供暖系统,提高调节效果,减少由于调节带来的不必要的损失是降低集中供热系统能耗的重要途径。
    % {! F8 l( k7 x9 p 以煤为燃料的大型热电联产热源和大型锅炉房通过采用清洁煤燃烧技术,热效率高、低污染,如果大型供热系统的调节不当和调节不及时,会导致部分建筑过热,造成很大的能量损失。若使锅炉稳定在某个最佳工况,系统末端配合快速的调节方式(天然气等),则可以避免调节带来的浪费,燃煤热源也可稳定运行,保证清洁与高效。
    " S9 ~9 n- O2 C# e" q    供暖系统中,60%的能耗是风机和水泵的输配能耗,这也是导致建筑能源消耗过高的主要原因。在集中供热系统中推广变频技术,根据负荷需求调节供热水流量,减少阀门能耗,不仅可以改善调节效果,同时也可以大幅降低运行费用,实现节能运行。
      K! q/ R1 ~0 G  h/ i. x    $ @1 e9 {% K4 o5 在满足要求的前提下,尽量降低设计标准、在舒适度相同的情况下根据实际情况在允许范围内调整室内温湿度的取值、考虑利用热湿环境的各个因素,都可以减少空调系统能耗.
    3 \# ~; M% n  \1 {6 u8 @4 Zd1  为使系统在运行中能够节能,空调系统的节能设计需根据工程具体情况对空调运行季节进行全工况、全过程的分析,使空调系统在不同的室外气象参数或室内状况下都能经济的合理运行。
    . W+ \: C) B9 r; Q6 F. `9 s! y  K     对舒适性空调而言,人的舒适感有一个较宽的范围,因而运行过程中室内参数设置不必过高。同时,合理的利用环境因素也能够节约能耗。在室外温度较低时注意房间的通风、白天注意采用遮阳措施、空调运行时尽量关闭门窗等都是节能的有效措施。
    3.6可再生能源在建筑应用
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      可再生能源是指氢能、太阳能、风能、水能、生物质能、海洋能等非化石能源,随着“十一五”规划的提出和《中华人民共和国可再生能源法》的确立,中国迎来了可再生能源飞速发展的契机。建设部也提出以提高资源利用效率为核心,以节能、节地、节水、节材和发展循环经济以及大力推进可再生能源建筑应用为重点,推广可再生能源在建筑领域的规模化应用,着力解决资源节约与城乡建设中的突出矛盾,努力建设节约型城镇。
    1 A. L! r$ \6 g& ^    具体的讲,可再生能源在建筑中的应用重点可以分成六个方面:一是太阳能光热在建筑中的推广应用及太阳能光电在建筑中的应用研究;二是地源热泵、水源热泵在建筑中的推广应用;三是热电冷三联供技术在城市供热、空调系统中的研究与应用;四是生物质能发电技术的研究与应用;五是太阳能、沼气和风能在集镇中的推广应用;六是垃圾燃烧在发电、供热中的应用。) x+ ]$ y4 }#
        可再生能源在建筑应用的推广必将有利于缓解能源压力,减少大气污染,这同时也是节能建筑、绿色建筑的必然要求。
    4.建筑节能的现状
        我国建筑节能工作起步较晚,但经过20年的艰苦探索与努力,我国的建筑节能事业已取得多方面的进展。一是建筑节能组织管理的不断规范化,积极出台了一系列政策、法规;二是建筑节能专项规划的建立;三是建筑节能标准化工作不断升级,制定一批建筑节能及其相关的技术标准、规范;四是初步建立起一支懂建筑节能管理和技术的专业人才队伍;五是建筑节能科学技术研究与开发,取得了一批具有实用价值的科技成果,居世界前列的技术;六是建筑节能相关产品得到开发和推广应用,建筑节能产业有了长足的进步,初步形成了门类丰富、整体配套、先进适用的建筑节能产品体系;七是我国与美国、日本、英国、印度、欧盟、欧佩克等建立了能源双边对话机制。今后,我们将继续充分利用各方资源、经济、技术等方面的互补性,积极开展能源领域的国际合作。
    我国社会建筑节能虽然取得了一定的成绩,但尚有许多潜在的不适应之处。一是人们普遍对建筑节能紧迫感和重要性认识不够,观念上没有深入人心,一些地方政府和有关部门重视不够,未能将建筑节能工作提到落实科学发展观、保障国家能源安全以及转变城乡建设差距的高度来认识,致使全国各地区建筑节能工作发展极不平衡,甚至出现倒退;二是建筑节能的新技术、新产品开发力度不大,得不到及时的推广和应用;三是现有的管理体制,尤其是行政监管体系不健全,执法不严,监督不力;四是建筑节能的投入过少,参与度不高,研发缓慢,许多节能关键技术没能取得实质性的突破:五是建筑节能的政策、法律法规不完善、不衔接,与建筑节能工作发展不能同步进行。建筑节能2010计划目的要求,要认真贯彻落实科学发展观和可持续发展战略,坚持“资源开发与节约并重”,把节约放在首位,提高资源利用率的方针,建筑节能论文工作要实施跨越式发展,不断提高用能率,节约能源,保障国家能源安全,减轻大气环境污染,保护环境,改善建筑热舒适条件,促进城乡建设、人民生活和生态环境的协调发展。为此,搞好建筑节能工作要从源头抓起,建筑节能标谁化工作必须与国际接轨,不断推进建筑节能。
    5.建筑节能的前瞻
      建筑节能是2l世纪全球建筑领域技术发展的趋势所在。建筑节能重要性共识的达成,必将进一步加强建筑节能领域全新技术、全新方法、全新材料、全新理念的深入研究,并使其渗透到建筑节能方方面面。
       设计和施工单位应当依据建筑节能设计标准的要求和当地具体环境进行严格周密的设计,确保建筑节能设计质量。施工图审查机构应当对节能设计的内容进行重点审查,凡不符合建筑节能强制性标准的,应给予否定,定为不合格施工图,命其修改。新建民用建筑应严格执行建筑节能标准要求:改、扩建工程应对原建筑进行应有及时的节能改造:既有建筑节能改造应考虑建筑物的用途,改造的必要性、可行性及投入收益评估进行科学论证。
        建筑节能工作的宣传力度要切实加强。因为物质决定意识,尤其现在,更重要的是强调意识对物质的反作用和意识的能动性,意识一经群众掌握,就会变成物质力量。因此,大力开展多种形式宣传教育,树立节能意识,普及建筑节能知识,提高全社会对建筑节能紧迫性重要性的认识。广泛宣传节能建筑的优越性,尤其是在经济消费方面的节约,让民众了解建筑节能给全社会和群众个人带来的直接现实利益。有目标有步骤地启动和培育节能建筑的市场,促进建筑节能产品和建筑节能降低成本,形成建筑节能市场需求和供给的良性循环互动,使全社会每一个成员都能参与到建筑节能工作当中去。    
        我们可以看到,这项利国利民的事业,紧跟时代步伐,取得了举世瞩目的成就。从而有利于提高建筑节能评价水平、增强项目市场竞争力、提高建筑消费者的生态意识、节能意识和环保意识,促进我国可持续发展。也正因此,人们完全有理由对建筑节能的前景充满信心。
    6.结语
    经济的可持续发展是近年来一种新的发展观,而能源则是决定可持续发展能否顺利进行的关键要素之一,能源是社会经济发展和人民生活不可缺少的要素,同时也容易引发全球变暖、空气污染等环境和健康问题。如何以可持续发展的方式来满足我国不断增长的能源需求,既是时代带给我们的挑战,又是时代赋予我国的机遇。
    建筑节能是最近几年社会建筑发展的一个基本趋势,也是建筑科学技术的一个新的增长点,因此,建筑企业应坚持不懈,抓住时机地推进建筑节能,并根据情况推进建筑节能,用不同的方式来加快建筑节能的脚步,使我国早日迈进世界能源大国的行列。
   
    参考文献:
    [1]  孙宝樑 简明建筑节能技术 中国建筑工业出版社 2007
    [2]  田斌守 建筑节能检测技术 中国建筑工业出版社 2009
    [3]  付祥钊 建筑节能原理与技术 重庆大学出版社 2008
    [4]  清华建筑节能研究中心. 中国建筑节能年度发展研究报告2007〔M〕. 北京:中国建筑工业出版社, 2007
    [5] 李汉章.建筑节能技术指南[M].北京:中国建筑工业出版社,2006.
    [6] 武涌,刘长滨.中国建筑节能经济激励政策研究[M].北京:中国建筑工业出版社, 2007.
   
   
   

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