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建筑能效分析

時間:2023-05-30 09:05:29

開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇建筑能效分析,希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。

建筑能效分析

第1篇

關鍵詞:建筑材料;節能效率;工業廠房;帷幕墻

中圖分類號:TE08 文獻標識碼:A 文章編號:

溫室設計概念即運用白天太陽光直射其輻射熱蓄集于溫室之中達到其保溫的目的。現今廠房帷幕墻正是運用該理念來達到建筑室內空間保溫的目的,以減少保溫設備所造成的電源浪費。如何保有帷幕墻的優點又能達到節能效益也成為本文研究的焦點之一。本文采用試驗方法,分析驗證了塑鋼與鋁制帷幕墻的節能區別。

一、實驗材料與方法

(一)地理位置

本研究選取某地區兩座工業廠房帷幕建筑,包括塑鋼帷幕外墻建筑與鋁制帷幕外墻建筑,比較受光照壁體面的透光窗材差異所造成的室內溫度梯度與熱阻能力差異。進而與帷幕墻熱傳導系數計測值比對,推估壁體造成室內單位時間節能經濟效益。

(二)實驗材料

本研究的各項測試儀器如:熱電偶線(Thermocouple),依此測量溫度,本實驗采用T-type模式,其測量范圍為-270℃~180℃,其測量精度為2μv。濕度計的目的為測量濕度差,型號為TES-1360,測量范圍為10~95RH,測量精度為0.1RH。風速計目的是測量室內外空氣流速,型號為Model-1006,測量范圍為0~50m/s,測量精度為0.02m/s。照度計型號為IM-3,測量范圍為0.01~199900lux,測量精度為0.01μx。可見光輻射計型號為LI-200SA,測量范圍長波于0.4~1.1μm,輻射強度<3000W/m2,測量精度于15μv。日射計型號為Model-3020,其目的在于測量光輻射強度,其測量范圍于長波0.3~3μm,測量精度為15μv。其所測出的數值以DataLogger收集紀錄最后再傳輸于電腦作統計分析。配合兩座建筑的受光照方位與光照小時特征,選擇東西向計測。計測包括透光帷幕墻壁體及室內墻表面至5.2公尺以內的溫度與濕度環境的垂直與水平分布資料,以制作離壁距離與溫度梯度(℃/m)關系,并計算室內熱得速度(Kcal/hr)與壁體熱阻隔效率()。為避免周圍建筑影響陽光直射。

(三)實驗方法

為了解空間的熱量分層,在廠房配置熱電偶線與資料記錄器,于同一個垂直面計測地面上2.5m與1.5m兩個高度于實墻與帷幕墻面分別計測資料。兩條水平面計測點則包括近透光門窗與實墻部分,距帷幕墻0、5、15、30、50、75、105、140、180、225、285、375、520厘米處等,以及帷幕墻與實墻于骨架、窗框、玻璃墻面之內外測點共55個測點。使用短波日射計、凈輻射計、照度計、熱電偶線、風速計、濕度計、多點微電壓自計儀、資料轉換器等感測裝置同步計測溫度55個位置,外加室內外各1個照度計、短波日射計、凈輻射計資料及相對濕度資料、室內外各1個風速資料等,規劃同步計測61個環境資料,涵蓋晴天日間紀錄。制作室內計測垂直面與水平面的等溫度分布曲線圖,了解各樓層距離帷幕壁體的溫度梯度關系。找出室內溫度代表計測點,以提供日后評估類似建筑的室內溫熱環境之快速檢測位置之依據。依外氣候變化,配合廠房管制措施,在計測樓層的空間未開啟空調狀況下,計測夏季晴天的日間室內外光熱環境及差異。按照室內外空間分布計測資料,完成夏季單位面積帷幕墻的熱阻隔能力估算。分別推估出不透光壁面、透光窗等不同部位的單位面積外熱阻隔能力與內熱保持能力,最后提出兩座廠房在夏季日間外氣候環境的節能能力差異。

二、實驗結果與討論

根據上述實驗方法我們分別探討光熱環境物理條件與兩種帷幕墻隔熱能力、熱收支效能、熱阻能力、節能及不同帷幕墻的耗電量比較,試圖借助數據的比較獲得不同帷幕墻的隔熱與節能效率。本階段計測塑鋼帷幕與鋁制帷幕內外物理環境計測,分別為日射量(w/m²)、可見光輻射量(w/m²)、照度(Lux)、濕度(%)、風速(m/s),實驗結果有助于分析物理環境條件與室內溫度變化的關系。

(一)帷幕墻隔熱能力比較

上午7點開始陽光將直射至室內,8點室內外溫度開始有明顯變化,故以上述的室內標準溫度測點與室外氣溫為基準,分析塑鋼與鋁制帷幕墻的室內外空間、骨架、外框、玻璃材料的隔熱效益。

(二)塑鋼與鋁制帷幕墻室內外溫度比較

算各室內的降溫能力變化,正值表示隔熱佳;負值表示隔熱差。實驗結果顯示:于開始測時兩者隔熱效益最佳,塑鋼制與鋁制帷幕墻兩者分別有5.8與3.74℃的隔熱效益,塑鋼比鋁制帷幕墻隔熱效益高達64%。鋁制帷幕墻模組使空間有蓄熱現象,1小時后室內溫度已比室外高出0.88℃。經過2小時,室內溫度已可高出室外達3.97℃,而塑鋼制帷幕墻尚可保持在2.9℃的隔熱能力。

(三)帷幕墻骨架隔熱能力比較

為更清楚理清不同材質帷幕墻對隔熱效能的差異,本文以帷幕墻骨材的內外溫度差作比較。結果顯示塑鋼骨材于30分鐘時外側溫度達最高,溫度達46.77℃,室內外的隔熱效果達36%;鋁骨架則是在1小時后,外側溫度達50.18℃,室內外的隔熱效益卻只有13%。塑鋼帷幕墻骨架于30分鐘時隔熱效益表現最佳,隔熱效能達15.05℃;而鋁制則是于1小時后表現最佳,達隔熱效能達6.44℃。以30分鐘為例,兩者材料作隔熱效益比較,塑鋼材料較鋁制材料隔熱能力高出3.7倍。(四)帷幕墻外框隔熱能力比較

框材也是帷幕墻的重要組成之一,其熱傳特性也影響室內溫度,故將兩者的框材隔熱效能加以整理。很明顯的塑鋼較鋁制框材隔熱能力高出許多,以30分鐘時為例,塑鋼框材室內外表面溫度分別為35.54℃與42.04℃,隔熱效能可達15%;而鋁制框材室內外表面溫度分別為40.34℃與40.78℃,隔熱效能只有1%。而兩小時中兩者材料的隔熱效能塑鋼材料有3.49℃~6.5℃的效益;鋁制材料只有0.44℃~1.89℃之間的效益。

(五)帷幕玻璃隔熱效能比較

由于塑鋼帷幕墻的玻璃比鋁制帷幕墻玻璃厚了2mm,其隔熱性能與差異性。實驗結果顯示:30分鐘時塑鋼帷幕墻玻璃表現最佳,外內側溫度分別為46.8℃與41.83℃,兩者相差有11%。而鋁制模組玻璃外內側溫度分別為46.65℃與44.39℃,兩者相差僅有5%,不過當鋁制模組玻璃外側于高溫53.78℃與內側為49.67℃,其隔熱能力則提升至8%。玻璃較厚的確也印證有較好的隔熱能力,塑鋼帷幕墻玻璃其溫度分布為4.64℃~4.97℃;鋁制帷幕墻玻璃其溫度分布為1.87℃~4.11℃,兩者隔熱比較最大可高達2.2倍

三、結論與建議

(一)結論

一是玻璃帷幕墻所使用的玻璃材質熱阻R均為0.16‧h‧℃/kacl,塑鋼帷幕墻的窗框熱阻為玻璃的27倍;塑鋼固定窗的窗框熱阻為玻璃的24倍;鋁制帷幕墻的窗框熱阻為玻璃的16倍,故可得知塑鋼窗框材質的熱阻差異不大,并優于鋁制窗框。二是塑鋼與鋁制帷幕墻其玻璃材質相同,但由于墻面使用玻璃面積均在85以上,而骨架與窗框面積所比例極低,因此塑鋼帷幕墻的窗框材料熱阻隔能力雖遠高于鋁制材料,但對于阻隔室內的總熱量效能有限。三是塑鋼帷幕墻與鋁制帷幕墻節省電費比較:塑鋼帷幕墻每月電費比鋁制帷幕墻節省每月電費19以上。

(二)建議

一是建議使用帷幕墻設計時選用較高熱阻的玻璃材質。二是在帷幕墻內側建議加裝高熱阻的構造設施以阻隔外來輻射及降低熱傳遞的問題,適當的空氣層熱阻設計應為產品開發過程一個可深入研究的課題。三是建議在辦公室內側將空調設備規劃為內、外周區,以降低電費支出。四是于帷幕墻外側加裝遮陽板或種植植栽,采用立體綠化的方式,不但可降低輻射熱也可增進美觀及生態等目的。五是塑鋼框材熱貫流率比玻璃低,若面積比增高,可降低熱的透過率。六是帷幕墻采用反射玻璃易造成光害,雖然熱阻隔能力尚可,但不建議使用。七是室內濕度高的地方(如鍋爐房),建議采用干濕分離的方式以減少室內濕度增高,影響夏季熱量提升。

參考文獻:

第2篇

關鍵詞:建筑物;節能;能效;評測;探討

Abstract: This article describes the building energy conservation, energy efficiency evaluation and labeling system concept and analysis of the significance of the implementation of building energy efficiency evaluation and labeling system, and building energy efficiency and energy efficiency evaluation are discussed, for your reference.Keywords: buildings; energy conservation; energy efficiency; evaluation; explore

中圖分類號:TU9文獻標識碼:A文章編號:2095-2104(2012)

1建筑物能效測評與標識制度的概念

建筑能效測評是按照建筑節能有關標準和技術要求,對單體建筑采取定性和定量分析相結合的方法,依據設計、施工、建筑節能分部工程驗收等資料,經文件核查、軟件復核計算及必要的檢查和檢測,綜合評定其建筑能效等級的活動。

建筑能效測評標識,是指建筑節能測評單位通過一定的技術手段對建筑物用能效率進行檢測和標識,并將反映建筑能耗水平的熱工性能指標以信息標識的形式進行公示。建筑能效標識能夠使建筑節能領域的信息趨于公開,解決了目前建筑節能領域存在的信息不對稱現象 使建筑節能的相關責任主體明確了各自的責任和義務,提高了責任主體的節能積極性。

2 我國實行建筑能效測評與標識制度的意義

建筑能效測評標識制度的實施,閉合了建筑節能監管環節;對摸清建筑實際能耗、為建筑節能監管和激勵政策制定和調整提供了依據;強化了建筑節能宣傳,提高了群眾對建筑節能的認知度。

建筑物能效標識的技術和政策對于當前我國建筑節能工作的開展將起到重要作用。為大力發展節能省地型居住和公共建筑,緩解我國能源短缺與社會經濟發展的矛盾。有必要推行建筑能效標識制度。建筑物能效標識的研究成果直接服務于政府工作,將對建設資源節約型和環境友好型社會起到積極的促進作用。精心設計的能效標識與標準項目實施后將產生良好效果,并減少不必要的能源消耗,在成本效益方面有很多益處。

實施建筑物能效測評制度具有重要的意義和作用,主要體現在以下幾個方面:客觀反映了建筑物的能耗水平,可以正確引導建筑業的發展方向;明確了建筑節能各方主體的權責利,充分發揮第三方中介機構的作用;可以提高全社會對建筑節能的了解與認識;加強建筑節能監管、實施激勵政策的基礎;使政府對建筑節能的過程管理逐步轉變為建筑物能效的管理。

3 建筑物能效測評對象 (去掉了“筑”字)

建筑物能效測評標識管理暫行辦法 明確了下列建筑物應進行建筑能效測評標識:

①新建(改建 擴建)國家機關辦公建筑和大型公共建筑(單體建筑面積為2萬平方米以上的);

②實施節能綜合改造并申請財政支持的國家機關辦公建筑和大型公共建筑;

③申請國家級或省級節能示范工程的建筑;

④申請綠色建筑評價標識的建筑。

4 建筑物能效測評的內容

能效測評分為建筑能效理論值標識和建筑能效實測值標識兩個階段。《建筑物能效測評標識技術導則》要求理論值標識在建筑物竣工驗收合格之后進行,建筑能效理論值標識有

效期為1年。建筑能效理論值標識后,應對該項目的采暖空調、照明、電氣等能耗情況進行為期不少于 1 年的現場統計監測,獲得建筑能效的實測值,對建筑能效理論值標識進行修正,給出建筑能效實測值標識結果,有效期為5 年。

建筑物能效的測評標識內容包括基礎項、規定項與選擇項。基礎項:按照國家現行建筑節能標準的要求和方法,計算或實測得到的建筑物單位面積采暖空調耗能量。基礎項評價是利用委托方提供的設計和施工文件進行建筑能耗軟件模擬計算實現的。規定項:除基礎項外,按照國家現行建筑節能標準要求,圍護結構及采暖空調系統必須滿足的項目。建筑能效標識通過計算基礎項和規定項的耗能量,得出該建筑的節能率指標,以節能率指標作為評定星級的指標。

5 建筑節能與能效測評方法

測評方法包括軟件評估、文件審查、現場檢查及性能測試。軟件評估提供建筑能效標識的基礎理論值,基礎理論值與實測相結合評估是實施建筑能效標識的重要途徑。文件審查主要針對文件的合法性、完整性及時效性進行審查。現場檢查為設計符合性檢查,對文件檢測報告等進行核對。性能測試方法和抽樣數量按節能建筑相關檢測標準和驗收標準進行。

衡量建筑物是否節能,各地區是不同的。嚴寒和寒冷地區主要是建筑物耗熱量指標;夏熱冬冷地區主要是建筑物耗熱量指標和耗冷量指標;夏熱冬暖地區主要是建筑物空調采暖年耗電指數指標。在節能評價中,以各地節能設計標準為基準,采用典型氣象年數據,把現場實測的建筑性能參數輸入到能耗計算軟件中計算出被評價建筑能耗值,與利用能耗計算軟件計算出基準建筑的能耗值之比為建筑物的能效指數,進而確定建筑物的能效等級。其中基準建筑是與被評價建筑相對應的假想建筑,其外形、層數、大小、朝向、內部空間的劃分與被評價的建筑物相同,而圍護結構熱工性能和用能設備效率等參數按照現行節能標準所規定的指標限值選取。

建筑物能效標識劃分為五個等級。建筑能效理論值標識階段,當基礎項達到節能 50%~65%且規定項均滿足要求時,標識為一星;當基礎項達到節能 65%~75%且規定項均滿足要求時,標識為二星;當基礎項達到節能75%~85%以上且規定項均滿足要求時,標識為三星;當基礎項達到節能 85%以上且規定項均滿足要求時,標識為四星;若選擇項所加分數超過60分則再加一星。建筑能效實測值標識階段,將基礎項寫入標識證書,但不改變建筑能效理論值標識等級;規定項必須滿足要求,否則取消建筑能效理論值標識結果;根據選擇項結果對建筑能效理論值標識等級進行調整;若建筑能效理論值標識結果被取消,委托方須重新申請建筑物能效測評標識。

6 影響建筑能效測評結果的主要因素

施工圖審查機構建筑節能專項審查把關不嚴是節能率復核達不到標準要求的主要原因。施工過程中的建筑節能設計變更行為不規范。申報能效測評的很多項目存在在施工過程中修改或變更原施工圖設計文件規定的建筑節能技術措施的情況,然而大多數設計變更未按規定要求完善變更手續,缺乏原設計單位出具的設計變更文件。

建筑節能設計分析軟件是在建筑節能設計和實施建筑能效測評標識制度中,用于量化計算建筑的能耗水平和節能水平,為建筑節能設計和建筑能效測評標識提供基本數據支持的必要技術支撐工具。在實施建筑能效測評標識的過程中,我們發現目前使用的不同建筑節能設計分析軟件,甚至是同一建筑節能設計分析軟件的不同版本之間的評價結果相差很大,給節能率復核評價結果的科學性和公正性帶來了較大影響。

我國現行建筑節能標準中的建筑節能材料的熱物性指標與目前使用的建筑節能材料的實際情況不符,現行的建筑節能標準、規范對同一節能材料的熱物性指標的取值互相不一致的情況也比較普遍,且很多新型節能材料的熱物性參數缺乏,造成在建筑節能設計和節能率復核時節能材料性能計算參數取值不明確。現行的建筑節能設計標準對建筑能耗的計算規則比較含糊,造成建筑節能設計人員和建筑節能設計軟件的編制單位對標準的理解各不相同,對建筑能耗的計算結果也產生了較大影響。

7 結束語

隨著世界能源緊張形勢的日趨嚴峻,建筑節能已成為節能工作的重點。我國人口眾多,能源資源相對不足。隨著工業化和城鎮化的加快發展,能源消耗強度較高,消費規模不斷擴大,已成為制約經濟和社會發展的重要因素。為了貫徹執行國家節能政策法規和技術標準,提高建筑能源利用率,在我國推行建筑物能效測評與標識制度勢在必行。建筑節能是能源資源節約工作的重點領域,是落實科學發展觀建設節約型社會的重要舉措。實行建筑能效測評有助于提高全社會對建筑節能的重視程度。

參考文獻:

[1] 任邵明.我國節能建筑市場的信息不對稱研究[J].建筑經濟, 2011,(4).

第3篇

關鍵詞:太陽能熱水;建筑應用;能效測評;設備研發;應用

Development and Application of Equipment for Buildings Applied Energy Efficiency Evaluation of Solar Water Heating System

Gong Hongwei1 2, Guan Chao1, Wang Zhongyuan1, Qiu hen1

(1. Nanjing University of Technology, Nanjing 210009, China

2. Nanjing Gongda Construction Technology Co., Ltd, Nanjing 210009, China)

Abstract:Studied on Guide rule of measurement for demonstrative buildings applied renewable energy ,Assessment code for performance of solar water heating system and Technical code for solar water heating system of civil buildings, buildings applied Energy efficiency indexes of solar water heating system are analyzed and energy efficiency testing equipment are researched and developed. Through energy efficiency test of the actual operation of building project applying solar water heating system, we get collector system efficiency, solar fraction, conventional energy alternatives and environmental effect evaluation parameters and so on.

Keywords:Solar water heating system;Building application;Energy efficiency evaluation;Development of equipment; apply

1.引言

近年來太陽能熱水系統的建筑應用迅速發展,與常規能源應用相比,民用建筑太陽能熱水系統到底能夠替代多少常規化石能源,其節能、環保以及經濟效益究竟如何,是建設單位、政府以及全社會最為關心的問題。所以,通過研發太陽能熱水建筑應用能效測試系統并對某太陽能熱水能效參數進行測試分析和太陽能熱水系統建筑應用能效研究具有現實意義。

2.太陽能熱水系統建筑應用能效指標

2.1太陽能保證率

太陽能保證率是衡量太陽能熱水系統所能提供能量比例的一個關鍵性參數,也是影響太陽能熱水系統經濟性能的重要指標。

2.2集熱系統效率

集熱系統得熱量是指由太陽能系統中太陽能集熱器提供的有用能量,是太陽能熱水系統的關鍵性指標。是衡量集熱器環路將太陽能轉化為熱能的重要指標。

2.3全年常規能源替代量

全年常規能源替代量為采用太陽能熱水系統的總能耗比采用傳統電加熱系統所節約的能耗。

2.4太陽能熱水系統環境效益

對太陽能熱水系統環境效益評價的量化指標是二氧化碳年減排量、二氧化硫年減排量和粉塵年減排量。

3.太陽能熱水建筑應用能效測試系統

3.1能效測試系統研發

太陽能熱水建筑應用能效測試系統由太陽輻照量、集熱系統進口溫度、集熱系統出口溫度、集熱系統流量、輔助熱源加熱量、環境溫度、環境空氣流速等數據采集設備和軟件組成。太陽能熱水建筑應用能效測試系統由南京工業大學安全消防與暖通空調測試中心自主研發。太陽能熱水建筑應用能效測試系統如圖1、2所示。

圖1太陽能熱水建筑應用能效測試系統

圖2太陽能熱水建筑應用能效測試軟件界面

3.2能效測試流程

設置太陽能熱水建筑應用能效測試系統對太陽能熱水系統的運行能效數據進行采集,按照日太陽輻照量的不同,劃分為4個區間,分別計算各個區間內當日實測集熱系統得熱量和系統總能耗,進一步計算分析集熱系統效率、全年太陽能保證率、全年節電量、全年節量和環境效益。太陽能熱水建筑應用能效測試流程如圖3所示。

4.太陽能熱水系統建筑應用能效測評案例

圖3太陽能熱水建筑應用能效測試流程

4.1太陽能熱水系統

某溫差強制循環直接式太陽能熱水系統主要由太陽能集熱器、儲熱水箱、太陽能循環泵、控制系統、防凍系統、輔助熱源以及循環管路等組成。太陽能集熱系統和儲熱水箱安裝樓屋面,水箱內置電輔助加熱器,集中產、制熱水,供應淋浴及生活熱水,在陰雨雪或者陽光不足的天氣采用電輔助加熱裝置產制熱水。太陽能熱水系統如圖4所示。太陽能熱水系統能效現場測試如圖5所示。

圖4太陽能熱水系統示意圖

4.2太陽能熱水系統能效結果

(1)集熱系統效率

太陽能熱水系統的單位集熱面積的集熱系統得熱量隨太陽輻照量的增強而升高,集熱系統表現出較好的熱性能。在J<8的區間內,系統的單位集熱面積的得熱量為最小值,為3.764MJ/m2;在J>18的區間內,系統的單位集熱面積的得熱量為最大值,為9.435MJ/m2;太陽能熱水系統的集熱效率平均值為47%。

圖5太陽能熱水系統能效測試現場

(2)太陽能保證率

太陽能熱水系統的集熱面積為240.48m2,太陽能保證率為52.30%;該太陽能熱水系統的年常規能源替代量為51.09噸標煤,全年節電量為16.48萬kWh,全年節約費用為13.19萬元。

(3)環境效益參數

該太陽能熱水系統全年減少二氧化碳排量為126.20t,減少二氧化硫排量為1.02t,減少煙塵排量為0.51t。

5.結語

(1)太陽能熱水建筑應用能效測試系統對太陽能熱水建筑應用能效參數進行科學的測試,得出量化指標。

(2)太陽能保證率與系統使用期內的太陽輻照、氣候條件、產品與系統的熱性能、系統成本和開發商的預期投資規模等因素有關。該太陽能熱水系統全年保證率為52.30%。

(3)效率過低無法充分發揮集熱器的性能,浪費寶貴的安裝空間,必須對集熱效率提出要求。該太陽能熱水系統集熱效率為47%。集熱系統表現出較好的熱性能。

(4) 太陽能熱水系統的最大優勢在于節約和替代常規能源,并帶來較好的環境效益。該太陽能熱水系統的年常規能源替代量為51.09噸標煤。

(5)利用太陽能熱水系統減少傳統能源用能具有非常重要的環保價值。

參考文獻

[1] 可再生能源建筑應用示范項目測評導則[S],2008

[2] 徐偉.可再生能源建筑應用技術指南[N].中國建筑工業出版社,2008.第一版

[3] 陳重.武涌接受中國政府網專訪.動建筑節能與綠色建筑 實現住房城鄉建設領域可持續發展[EB/OL],(2012-6-19)

[4] 朱群志、司磊磊.不同安裝方式建筑光伏系統的經濟性及環境效益[J].太陽能學報,2012.33(1).24-28.

[5] 張欣苗、梁夢寬.基于太陽能供熱應用的探索[A].全國暖通空調制冷2010年學術年會資料集[C],2010

[6] 高林朝、沈勝強.多孔體太陽空氣集熱供暖系統熱性能實驗研究[J].太陽能學報,2012.33(8).1419-1423.

[7] 民用建筑能效測評標識標準[S].2012.DGJ32/TJ 135

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第4篇

【關鍵詞】建筑節能;外立面設計;節能和外立面;設計

前言

由于目前能源的消耗十分巨大,但是新能源的開發速度遠比不上現有能源的消耗速度,與此同時,由于現有能源不可再生,從而使得人們越來越清晰地認識到,若繼續以現有能源的使用方式來消耗能源,在不久的未來,人類將會在較長一段時間內沒有足夠可使用的能源,直到開發出新能源,那時就將會出現人類的科技水平極速退步、人類的交通也極其緩慢、人類面對自然災害“束手無策”等現象,因此為了避免這些現象的出現,就應該在新能源開發時節約使用能源,節約使用能源就應該在各個行業進行,建筑行業也不例外,不僅應該在建筑物內部做到能源的節約使用,還應該在建筑物外里面達到節約能源的要求。

一、節能技術應用于建筑外立面設計的可行性分析

能源的節約使用,不僅可以在使用能源時通過節約能源的消耗來實現,還可以使用一些可再生能源,通過減少對不可再生能源的使用來實現,比如利用太陽能。將節能技術應用于建筑物的外立面設計時也可以從這兩方面著手。而對建筑物的外立面進行設計通常包含兩個內容:一是對舊建筑物的外立面進行翻新、修理、增加一些節能設備;二是在建筑物建造前,針對建筑物外立面的節能功能進行設計。因此將節能技術應用于建筑外立面,不僅應該在建筑物建造前就設計出節約能源的方案,還應在外立面改造時實現建筑物的節能功能。從現階段的建筑物狀況來看,建筑物外立面的裝飾材料、設計風格、技術手段都使得節能技術難以應用于建筑物外立面;但是節能技術的運用卻能在一定程度上影響建筑物的外立面風格,即節能技術與建筑外立面是既統一又有矛盾的辯證關系,所以使得節能技術應用于建造外立面可行性較高,卻難以實現。

二、影響建筑物節能效率的外立面設計

建筑物的外立面不僅可以影響建筑物的整個美學風格,還會影響建筑物的節能效率,所以筆者就總結出以下兩種影響建筑節能效率的外立面設計。

(一)影響建筑物節能效率的外立面造型現代建筑物的外立面造型的主要功能就是,保證冬季時能夠吸收陽光,夏季時能夠有效散熱,白晝時室內采光度高,夜晚時“燈火通明”,但這種外立面造型使得建筑難以實現節能,嚴重影響建筑的節能效率,同時,由于建筑行業采用工業化的生產模式,所以大多數建筑都采用了這種外立面造型,從而使得建筑物普遍難以實現建筑物的高效節能。

(二)影響建筑物節能效率的外立面設計技術由于現代建筑物的外立面裝飾極其重視其審美性,所以建筑物外立面的設計技術通常忽視了建筑物的節能效率。具體表現為:外立面材料選擇不當,過分依賴于通透材料,從而建筑物內部隔熱和保溫性能極其低下,但是若采用通透性較差的材料,又會導致室內溫度過低,需要更多的能源消耗來保溫。這樣就導致了建筑的節能效率較低的情況。

三、提高建筑物節能效率的外立面設計

(一)安裝太陽能裝置在外立面上安裝太陽能裝置可以減少建筑物的能耗,從而節約能源消耗,提高建筑物的節能效率。太陽能裝置通常有太陽能熱水器、太陽能發電器。太陽能熱水器通過太陽能為建筑物提供無能耗的熱水,使得建筑物的使用者不需要另外提供額外的能源消耗就能對水進行加熱,很大程度上節約了能源的消耗。太陽能發電器,則是通過太陽能電池板將太陽能轉化為電能,直接為建筑供能,在最好情況下還能為國家電網系統提供電能,所以這種裝置的節能效率最高。

(二)外窗的保溫技術現代建筑物外立面設計中,其耗能最大的部位是窗戶,而窗的變化又是整個建筑立面設計的重中之重。大的窗、成片的玻璃幕墻已成為建筑外裝飾中不可或缺的建筑元素。如何在保證時尚的建筑室外裝飾風格的前提下,又能不增加建筑的能耗,是現在要重點解決的問題。建筑幕墻中使用的LOW-E玻璃,可以有效地解決玻璃傳熱性能,這種玻璃既可以在冬季有效地利用太陽熱輻射,并阻止室內紅外線的外泄,又可以在夏季阻擋室外紅外線輻射影響室內溫度的隔熱效果。從而既降低建筑能耗,又保證了建筑外立面效果。

四、結束語

本文對建筑節能和外立面設計的發展做了較為全面的闡述,通過詳細討論提高建筑節能效率的外立面的設計,指出了建筑節能在外立面設計的發展方向。文章的討論已經結束,更多研究則應該在文章外、實際工作中進行。

參考文獻:

[1]余茹.現代節能建筑與立面設計[D].鄭州大學,2011

[2]余茹,衛紅.現代節能建筑立面設計要素分析[J].河南科技:上半月,2011,(6):84-85

[3]徐志剛,盧超,王振杰等.淺談節能建筑中升降遮陽百葉的功能[J].建筑節能,2009,37(11):47-48,56

[4]孫海玲,范小燕.節能建筑離我們還有多遠[J].集團經濟研究,2007,(7):316-317

第5篇

1.1國外經驗

關于建筑節能的評價,國外已經有了一些已經成熟并在實施的規范,并且有相應的標準模擬軟件來評價建筑的節能狀況以保證規范的實施。在美國有“節能之星”標準(EnergyStar),這個標準實施已經有10年了。它比美國“標準能源法案”(ModelenergyCode)要求更加節能30%。通過這套標準的實施,在不增加初投資的前提下可以節省30~50%能源消耗,可以節省50%的建造時間。也是因為有了這套標準,可以創造出激勵一些具有創新意義的節能技術和建材發明的氛圍。由于這套標準針對美國某地區而專門制訂的,因此在美國并沒有一個全國性的統一標準,例如Title-14標準主要在加州實施。

芬蘭建立了一套叫做“能耗認證系統”的標準(EnergyCertificationSystem)。在香港也通過授予“建筑認證證書”(BuildingPass)的方式來對建筑的能耗情況進行規范。俄羅斯在莫斯科也實行了一種叫做“能耗護照”(EnergyPassport)的建筑節能規范。它包括一套新的節能標準MGSN,希望能夠控制建筑設計、建造以及運行的質量,而且它可以為節能建筑提供潛在的購買者等信息,從而來促進節能建筑的良性發展。這些規范中都沒有包括環境質量的評價內容,然而實際上節能的最終目的是為了提高環境水平,減少污染排放,從而真正做到可持續發展,所以完整的建筑生態環境與節能評價標準中應將環境質量的評價納入其中。

1.1主要內容

建筑生態環境和節能效果評價系統是對建筑生態環境進行綜合分析,從技術、經濟、環境、能源及社會等角度給予研究,從而對建筑環境給出客觀的評價和可行的建議。建筑生態環境的評價系統涉及內容廣泛,包括小區規劃評價、建筑單體評價、環境控制系統方案評價等等;牽涉到的關鍵技術較多,如建筑熱環境模擬、計算流體力學(CFD),建筑日照分析與采光技術,噪聲控制以及建筑材料技術等。這些內容的有機結合和相互交叉形成了建筑生態環境評價系統的技術核心。

開發成熟的軟件系統實施建筑生態環境評價方法的基礎。在我國形成可實施的評價系統,最終可能的有效途徑之一,就是開發一套可以廣泛運用的評價建筑生態與節能效果的軟件平臺,并形成相應的激勵、保障實施措施,從而形成體系。

1.3評價方法

一個重要的工作是研究住區生態與節能效果評價指標,以及如何從模塊化軟件的模擬仿真結果中提煉出能充分反映建筑生態環境、能耗特征的評價參數,從而建立一套可操作的建筑環境評價軟件平臺的評價方法。

評價方法可采用的是模擬其運行狀況的方法。這個方法有兩個層次的標準,首先對于規劃設計層次來說,可以通過模擬其日照、噪聲、空氣流場以及微氣候等,對其規劃和建筑設計直接進行評價。第二個層次,對于節能效果,需要對其進行全年模擬分析,而不是僅僅依靠穩態計算或者是設計計算,從而給出節能效果星級評價等級。這兩個層次應該是必須同時滿足的。

1.4評價策略

對于評價策略,可以分兩步:一、在房屋建造之前,運用評價軟件對規劃和設計圖紙進行模擬,給出相應審核評價(Plansreview);二、在建造完成之后,對建筑進行實地抽查考核,以確定建造是否與審核后的圖紙相一致,如果是一致的,可相應授予一定的環境和節能效果星級等級。

1.5系統特點

歸納起來,這一評價系統具有以下主要特點:

a、清晰明了,易于理解與實施

b、相對靈活,可允許通過不同的手段達到相同的環境和節能效果;;

c、數據豐富且準確,能給予用戶和房地產開發商明確的結論和指導依據;

d、激勵機制完善,可操作。

3評價實例

以下通過實例,簡要介紹建筑生態環境與節能效果綜合評價的主要內容。

3.1居住小區聲環境

某居住小區位于北京東四環路東側,距四環路約400m,被現狀住宅區和規劃的城市干道分成東、西兩區。小區總面積16公頃,容積率1.0,戶型以一梯兩戶或三戶的高層、小高層單元(11~18層)組成的板樓為主,邊角處輔以一梯四戶或六戶的點式高層(14~18層),板樓前后間距40至60m。小區的周邊環境好,交通便捷,但是隨著小區及周邊道路、用地建設的完善,過境交通量可能會增大,小區的安靜可能會受到干擾,為此業主要求進行聲環境評價。

經現場實測,圖中的三個主要帶狀噪聲源可能影響到居住小區聲環境,為此分別進行了模擬分析。

圖1—居住小區聲環境分析

在分析的基礎上,得到居住小區內的噪聲分布,可以看到,顏色愈深的建筑所處的聲環境越差,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區室外白天低于55dB、夜晚低于45dB的國家標準。為此,筆者對合理降噪提出了建議。

圖1—居住小區噪聲分布及小區示意圖

3.1建筑群空氣流場分析

仍以前述居住小區為例,這種高層建筑、多層建筑混合存在的小區,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,業主提出在規劃設計階段預測居住小區內的空氣流動狀況,以對小區內微氣候作出合理的評價。

圖3—建筑群空氣流場分析

上圖給出了該居住小區在北京冬季典型工況(北風,風速5m/s)下,1m水平高度上的空氣流速分布圖,暖色調表示風速高。原本業主擔心在建筑群中部的南北大通道上會有較強的氣流,但由于建筑布局比較合理,模擬分析顯示在這一大通道區域內風速基本小于1.1m/s,適于居民走動、生活。倒是在建筑群的一些其他局部發現,由于繞流等的影響會形成局部氣流過強,筆者對此也提出了合理的建議。值得說明的是,此分析結果可以多媒體三維動畫顯示,效果更加逼真。

3.3建筑群日照分析

當現代建筑越來越密集,從鋼筋水泥的叢林中穿過的一縷陽光顯得彌足珍貴,因此建筑群日照分析被越來越重視,人們不滿足于冬至日一小時日射這樣的要求,而更關心在周圍建筑物遮擋和建筑物自身遮擋的情況下,究竟自己等實實在在接受多少陽光。下圖給出某建筑群在夏季清晨的日照與遮擋狀況,而利用多媒體技術的三維動畫效果可將分析結果表現得更加逼真。

圖5—建筑群日照分析

3.4居住小區微氣候與熱環境分析評價

居住小區微氣候與熱環境的評價內容,主要是考察人們在室外生活時切身感受到的諸如室外溫度、濕度、太陽輻射、氣流組織和綠化狀況等微氣候參數。其中溫度作為人們感受居住環境好壞的主要參數,對評價小區熱環境至關重要,也是影響人們在室外生活質量的主要因素,它同時綜合反映了諸如小區的太陽輻射及綠化狀況等其它因素的作用,也是就目前的技術手段而言相對較容易進行預測和比較的熱環境參數。

值得指出的是,即便是同一個地區的氣候情況也并不是處處相同的。“城市熱島”現象就是其中一個很好的例子。它是城市化對氣溫影響的最突出特征,顯著反映了由于城市化的結果使得城市氣溫與郊區或其它地區氣溫的不同,并將給城市居民的工作生活帶來深刻影響。一般說來,認為某個區域的實際氣溫是由基礎氣溫、太陽輻射、長波輻射的線性疊加得到的。區域地貌、建筑密度、建筑材料、建筑布局、綠地率等因素決定了區域溫度。即:M(I,t,x)=C(I,t,x)+L(I,t,x)+E(I,t,x)

其中M是區域氣溫,C是基礎氣溫,L是局地地貌,E是城市化程度,I是天氣狀況,t是時間,x是地點。具體來說,在建筑群集地區,小區不同地方的溫度環境在受相鄰位置的建筑的材料結構和布局、小區的下墊面(如沙土或水泥路面)、綠化情況(包括水景布置)、以及交通和家電等人為排熱因素的影響下,可能使得局地氣溫出現熱島或冷島、以及滯后或提前等現象。

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境提出參考意見,同時也能為改善居住小區熱環境指明方向。

下圖是某居住小區中不同位置的“熱島強度”變化情況。從中可以看出,居住小區內熱島強度小,溫度適宜,利于人們的室外活動以及室內持續進行自然通風,溫度環境令人滿意。其中的原因在于居住小區建筑布局合理,建筑間距選擇合適(天空視角系數較高而利于長波輻射冷卻);且集中綠地多,綠化好,并或多或少地采用了人工水景布置(使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,環境最好的區域均為小區居民日常生活、起居、休憩、娛樂等活動的主要場所,該區域內的健康適宜的溫度環境將極大地利于居民的室內外的生活質量的提高。

圖6—居住小區微氣候與熱環境分析評價

4小結

目前,該項目以被列為建設部國家十五科技攻關項目,并逐步開展整合軟件系統、實際檢驗使用情況的工作,從對建筑生態環境和節能效果綜合評價的項目入手,在實踐中完善這一評價系統,并通過將建筑環境和節能效果綜合評價理念的應用,明晰建筑生態環境的真正內涵,推廣建筑節能概念,并為我國可持續發展做一定的探索。

參考文獻

[1].T.T.Chow,Z.Lin,ThermalProblemsofSplit-typeAir-conditioningUnitsInstalledatHigh-riseBuildingsofHongkong,ProceedingsofInternationalConferenceofAirConditioninginHighRiseBuildings’97,pp108-113.

[1].清華大學建筑環境與設備研究所,中國建筑節能調查分析報告,1000年1月

第6篇

1前言

在可持續發展成為全世界所追求的目標時,建筑行業也在關注能源以及環保的可持續發展問題。在中國,建筑能耗目前占國民經濟總能耗的25%左右,且呈遞增趨勢,因此開展建筑節能工作有巨大潛力。建筑能耗不僅僅影響國家能源供應,而且能源使用效率的高低還影響環境,例如據有關測試[1]表明:在城市內建筑四周掛滿分體式空調時,將造成局部“熱島”現象,空調機的運行能效比COP顯著下降,建筑周圍熱環境也被嚴重惡化。也就說,建筑節能和居住環境是兩個相互關聯、相互影響的問題。

隨著人民對生活質量要求的快速提高,建筑能耗以更高的速度增加,例如冬季供熱地區正迅速南擴,而北方地區空調器擁有量也迅速增加。建筑物壽命一般較長,建筑節能改造難度很大,因此在設計之初便考慮建筑能耗與環境影響便顯得至關重要。而我國廣大地區、不同氣候、不同類型的建筑節能不是依靠墻體保溫等措施就可以解決的[2],更需要從建筑設計到建筑細布構造處理以及環境控制設備及系統等各種技術的集成來解決。

另一方面,建筑環境特別是居住環境質量受到越來越多的重視,居住區內的空氣質量、辦公或居室內的空氣品質、噪聲水平以及交通狀況都是人們關注的問題。一些房地產開發商也注意到這一現象,相繼推出了以“綠色”、“生態”為宣傳點的建設項目,但真正的“綠色生態”建筑或住區不僅僅是依靠多綠化就能解決的,更重要的是要考慮建筑物理環境中綜合因素的影響,包括聲、光、氣流、熱、能耗等諸多方面。

利用信息技術,以計算機模擬為主要手段,從建筑聲學、光學、氣流、微氣候、空氣品質、能耗等角度,對建筑設計方案進行全面的評價,不僅有助于房地產開發商提高建設水平、增強項目市場競爭力,也有助于提高普通消費者的生態意識、節能意識和環保意識,對于促進我國可持續發展具有重要意義。本文簡要介紹由清華大學提出的建筑生態環境與節能效果綜合評價的方法、策略等,并通過實例介紹了具體的評價內容,以期為我國實施建筑“星級”評價標準進行有益的探索。

2評價系統簡介

2.1國外經驗

關于建筑節能的評價,國外已經有了一些已經成熟并在實施的規范,并且有相應的標準模擬軟件來評價建筑的節能狀況以保證規范的實施。在美國有“節能之星”標準(EnergyStar),這個標準實施已經有10年了。它比美國“標準能源法案”(ModelenergyCode)要求更加節能30%。通過這套標準的實施,在不增加初投資的前提下可以節省30~50%能源消耗,可以節省50%的建造時間。也是因為有了這套標準,可以創造出激勵一些具有創新意義的節能技術和建材發明的氛圍。由于這套標準針對美國某地區而專門制訂的,因此在美國并沒有一個全國性的統一標準,例如Title-24標準主要在加州實施。

芬蘭建立了一套叫做“能耗認證系統”的標準(EnergyCertificationSystem)。在香港也通過授予“建筑認證證書”(BuildingPass)的方式來對建筑的能耗情況進行規范。俄羅斯在莫斯科也實行了一種叫做“能耗護照”(EnergyPassport)的建筑節能規范。它包括一套新的節能標準MGSN,希望能夠控制建筑設計、建造以及運行的質量,而且它可以為節能建筑提供潛在的購買者等信息,從而來促進節能建筑的良性發展。這些規范中都沒有包括環境質量的評價內容,然而實際上節能的最終目的是為了提高環境水平,減少污染排放,從而真正做到可持續發展,所以完整的建筑生態環境與節能評價標準中應將環境質量的評價納入其中。

2.2主要內容

建筑生態環境和節能效果評價系統是對建筑生態環境進行綜合分析,從技術、經濟、環境、能源及社會等角度給予研究,從而對建筑環境給出客觀的評價和可行的建議。建筑生態環境的評價系統涉及內容廣泛,包括小區規劃評價、建筑單體評價、環境控制系統方案評價等等;牽涉到的關鍵技術較多,如建筑熱環境模擬、計算流體力學(CFD),建筑日照分析與采光技術,噪聲控制以及建筑材料技術等。這些內容的有機結合和相互交叉形成了建筑生態環境評價系統的技術核心。

開發成熟的軟件系統實施建筑生態環境評價方法的基礎。在我國形成可實施的評價系統,最終可能的有效途徑之一,就是開發一套可以廣泛運用的評價建筑生態與節能效果的軟件平臺,并形成相應的激勵、保障實施措施,從而形成體系。

2.3評價方法

一個重要的工作是研究住區生態與節能效果評價指標,以及如何從模塊化軟件的模擬仿真結果中提煉出能充分反映建筑生態環境、能耗特征的評價參數,從而建立一套可操作的建筑環境評價軟件平臺的評價方法。

評價方法可采用的是模擬其運行狀況的方法。這個方法有兩個層次的標準,首先對于規劃設計層次來說,可以通過模擬其日照、噪聲、空氣流場以及微氣候等,對其規劃和建筑設計直接進行評價。第二個層次,對于節能效果,需要對其進行全年模擬分析,而不是僅僅依靠穩態計算或者是設計計算,從而給出節能效果星級評價等級。這兩個層次應該是必須同時滿足的。

2.4評價策略

對于評價策略,可以分兩步:一、在房屋建造之前,運用評價軟件對規劃和設計圖紙進行模擬,給出相應審核評價(Plansreview);二、在建造完成之后,對建筑進行實地抽查考核,以確定建造是否與審核后的圖紙相一致,如果是一致的,可相應授予一定的環境和節能效果星級等級。

2.5系統特點

歸納起來,這一評價系統具有以下主要特點:

a、清晰明了,易于理解與實施

b、相對靈活,可允許通過不同的手段達到相同的環境和節能效果;;

c、數據豐富且準確,能給予用戶和房地產開發商明確的結論和指導依據;

d、激勵機制完善,可操作。

3評價實例

以下通過實例,簡要介紹建筑生態環境與節能效果綜合評價的主要內容。

3.1居住小區聲環境

某居住小區位于北京東四環路東側,距四環路約400m,被現狀住宅區和規劃的城市干道分成東、西兩區。小區總面積26公頃,容積率2.0,戶型以一梯兩戶或三戶的高層、小高層單元(11~18層)組成的板樓為主,邊角處輔以一梯四戶或六戶的點式高層(14~18層),板樓前后間距40至60m。小區的周邊環境好,交通便捷,但是隨著小區及周邊道路、用地建設的完善,過境交通量可能會增大,小區的安靜可能會受到干擾,為此業主要求進行聲環境評價。

經現場實測,圖中的三個主要帶狀噪聲源可能影響到居住小區聲環境,為此分別進行了模擬分析。

3.2建筑群空氣流場分析

仍以前述居住小區為例,這種高層建筑、多層建筑混合存在的小區,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,業主提出在規劃設計階段預測居住小區內的空氣流動狀況,以對小區內微氣候作出合理的評價。

圖3—建筑群空氣流場分析

上圖給出了該居住小區在北京冬季典型工況(北風,風速5m/s)下,1m水平高度上的空氣流速分布圖,暖色調表示風速高。原本業主擔心在建筑群中部的南北大通道上會有較強的氣流,但由于建筑布局比較合理,模擬分析顯示在這一大通道區域內風速基本小于1.2m/s,適于居民走動、生活。倒是在建筑群的一些其他局部發現,由于繞流等的影響會形成局部氣流過強,筆者對此也提出了合理的建議。值得說明的是,此分析結果可以多媒體三維動畫顯示,效果更加逼真。

3.3建筑群日照分析

當現代建筑越來越密集,從鋼筋水泥的叢林中穿過的一縷陽光顯得彌足珍貴,因此建筑群日照分析被越來越重視,人們不滿足于冬至日一小時日射這樣的要求,而更關心在周圍建筑物遮擋和建筑物自身遮擋的情況下,究竟自己等實實在在接受多少陽光。下圖給出某建筑群在夏季清晨的日照與遮擋狀況,而利用多媒體技術的三維動畫效果可將分析結果表現得更加逼真。

圖5—建筑群日照分析

3.4居住小區微氣候與熱環境分析評價

居住小區微氣候與熱環境的評價內容,主要是考察人們在室外生活時切身感受到的諸如室外溫度、濕度、太陽輻射、氣流組織和綠化狀況等微氣候參數。其中溫度作為人們感受居住環境好壞的主要參數,對評價小區熱環境至關重要,也是影響人們在室外生活質量的主要因素,它同時綜合反映了諸如小區的太陽輻射及綠化狀況等其它因素的作用,也是就目前的技術手段而言相對較容易進行預測和比較的熱環境參數。

值得指出的是,即便是同一個地區的氣候情況也并不是處處相同的。“城市熱島”現象就是其中一個很好的例子。它是城市化對氣溫影響的最突出特征,顯著反映了由于城市化的結果使得城市氣溫與郊區或其它地區氣溫的不同,并將給城市居民的工作生活帶來深刻影響。一般說來,認為某個區域的實際氣溫是由基礎氣溫、太陽輻射、長波輻射的線性疊加得到的。區域地貌、建筑密度、建筑材料、建筑布局、綠地率等因素決定了區域溫度。即:M(I,t,x)=C(I,t,x)+L(I,t,x)+E(I,t,x)

其中M是區域氣溫,C是基礎氣溫,L是局地地貌,E是城市化程度,I是天氣狀況,t是時間,x是地點。具體來說,在建筑群集地區,小區不同地方的溫度環境在受相鄰位置的建筑的材料結構和布局、小區的下墊面(如沙土或水泥路面)、綠化情況(包括水景布置)、以及交通和家電等人為排熱因素的影響下,可能使得局地氣溫出現熱島或冷島、以及滯后或提前等現象。

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境提出參考意見,同時也能為改善居住小區熱環境指明方向。

下圖是某居住小區中不同位置的“熱島強度”變化情況。從中可以看出,居住小區內熱島強度小,溫度適宜,利于人們的室外活動以及室內持續進行自然通風,溫度環境令人滿意。其中的原因在于居住小區建筑布局合理,建筑間距選擇合適(天空視角系數較高而利于長波輻射冷卻);且集中綠地多,綠化好,并或多或少地采用了人工水景布置(使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,環境最好的區域均為小區居民日常生活、起居、休憩、娛樂等活動的主要場所,該區域內的健康適宜的溫度環境將極大地利于居民的室內外的生活質量的提高。

圖6—居住小區微氣候與熱環境分析評價

4小結

第7篇

【關鍵詞】現代建筑;節能;經濟性

隨著我國人民生活水平的提高,人們對居住環境的要求也在不斷提高,越來越要求居住的舒適性和環保性,這就給我國建筑工程企業的發展帶來了一定的難題,所以,對于追求經濟利益最大化的市場主體而言,在開展節能建筑的同時也要做好自己的經濟利益的規劃。

1、建筑節能經濟分析原則概述

現代建筑節能經濟性分析要想取得較好的效果就要遵循一定的原則來建立完整的經濟分析體系,而具體的原則有以下幾項。

第一,科學性、層次性。在進行節能建筑經濟分析過程中,所選擇的分析指標、指標體系的構建等都是需要以科學為根據,在科學合理的分析基礎上才能夠保證所獲得的分析信息是真實有效的,從而所分析出來的經濟結果才是最可靠的,具有應用性和可信性。同時,建筑節能在涉及到建筑本行業相關內容的同時,還涉及到了自然環境、經濟狀況、社會狀況等各種因素,故此,在分析指標的選擇時一定要確保其具有全面性,這樣就可以保證各個領域都能夠從這一經濟分析指標中獲得一定的分析信息,但是,如果單純只有全面性,那么在指標的使用上就會出現混亂性問題,為了避免這一問題的出現,在經濟分析指標選擇時還要具有一定的層次性,以便可以從不同層次不同角度來對建筑節能的經濟性進行評價,推動建筑節能的進步和發展[1]。第二,獨立性、可操作性。獨立性是指經濟評價不同指標盡量不要出現相互交叉的現象,以免在指標適用過程中出現混淆狀態。可操作性,是指所選擇的分析指標一定要概念清晰明確,定義清晰準確,能夠針對不同的分析對象選擇不同的指標。

2、現代建筑節能經濟性分析

現代建筑節能經濟性分析的關鍵點在于建筑節能的成本和經濟效率,因此,經濟性分析的重點也應該從建筑節能的成本分析和經濟效率兩個角度來分析,具體而言主要有以下幾方面內容。

2.1 現代建筑節能的成本分析

首先,節能成本構成。建筑節能成本的構成主要是來自于兩個部分,第一部分,是施工材料和設備的成本,在建筑節能中,實現節能效果最重要的部分就是建筑材料,只有通過門、窗等材料的更新才能夠把保證建筑節能效果的實現。但是,節能材料同比普通材料所需要的成本要高一些,會增加建筑成本。同時,新能源的應用也能夠提高節能效果,這就需要建筑企業準備相應的設備,這部分費用也是需要進行控制和管理的。第二部分,是節能設計和施工費用。現代建筑節能是一個系統的工程,因此,其需要不同的部門通力合作,相互配合。除了材料和設備之外,節能設計以及工程施工等也會對節能成本造成很大的影響,就比如在施工過程中對施工材料的有效管理,施工設備的維護等,這些活動進行的效果就會影響到節能成本[2]。

其次,降低成本的方式。通過以上分析我們認識到了對建筑節能成本產生重要影響的因素,那么為了有效的降低成本就要綜合的從這些影響因素入手。第一,要優化選擇材料設備。在建筑市場上的建筑材料種類很多,在選擇的過程中要以基本性能要求為基礎,同時選擇性價比較高的材料,這樣不但能夠保證節能效果還能夠降低節能成本。第二,優化選擇設計方案。設計方案是進行節能建筑的主要參照基礎,因此,在選擇的過程中要綜合經濟效果和節能效果。就比如在外墻保溫設計過程中就要綜合選擇保溫方法,在“自保溫”和“外加保溫層”兩種保溫方式中經濟性和節能性都比較好的是自保溫方法,這種保溫方法所使用的材料是具有“結構與保溫隔熱”兩種功能的材料,其在滿足建筑結構對于承載力要求的前提下還能夠期待保溫隔熱的作用,實現了多重應用,在設計過程中選擇如此種類的材料不但保證了建筑質量還保證了節能效果,實現了雙贏[3]。第三,積極采用綜合節能。綜合節能是指除了在房屋建筑上使用節能材料和設備,即選用遮陽板作為維護結構、選擇空心板作為墻體結構等,在房屋裝飾上也要盡量實現節能的要求,即窗簾可以選擇具有保溫功能的、吊燈除了要滿足裝飾的美觀性之外還要具有節能性、墻面的裝飾材料也要選擇節能環保的,同時在考慮建筑節能的經濟性同時也要保證建筑物的基本結構功能,在這些因素綜合作用下,建筑節能不但實現了較好的節能效果還能夠實現經濟效果,降低成本的投入。

2.2 現代建筑節能經濟效率

現代建筑節能經濟效率要從以下三個方面來分析,首先,損害函數分析。在節能建筑過程中建筑工程本身就會造成很多的污染物,對環境造成了一定的壓力,形成了社會發展的成本,這種成本是隨著建筑過程能耗量的增加而不斷增多的。具體如圖一所示:

會增加到“a+b+d”,這時的總成本面積值為“a+b+c+d”,會遠遠高于Q點的成本總量[5]。所以,在建筑節能過程中,在保證建筑物節能效果的同時,也要控制施工過程中的能源消耗量,只有這樣才能夠實現最好的經濟水平,因為“當建筑耗能的編輯損害等于建筑節能的邊際成本時,能耗水平和節能水平稱為有經濟效率的水平。”

就我國目前建筑節能效果來看,我國建筑能耗相對比較高,雖然通過某些法律法規在規范建筑行為,但是在實際建筑中也不可避免的出現很多能耗問題,而對于這一問題最有效的治理方式就是要形成系統的社會監督體系,運用社會群眾的力量來降低我國建筑能耗量,在改善我們居住環境的同時,也提高建筑節能經濟水平。

3、結束語:

本文主要從兩個大的方面對現代建筑節能經濟性分析這一論題進行了簡單的論述,在論述過程中,本文指出了節能經濟性評價指標選擇的相關原則,同時也指出了我國現代建筑節能經濟性分析的主要關注點,即現代建筑節能的成本分析;現代建筑節能經濟效率,在這兩個內容中,無論是對企業還是對我國社會,比較重要的都是經濟效率分析,因此,我國建筑企業在建筑施工過程中不但要進行節能建筑還要減少施工能耗,保護環境。

參考文獻:

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[5]劉揚,張蔭,姚謙峰.復合板結構節能建筑的經濟效益分析與研究[J]. 建筑節能. 2008(03)

第8篇

關鍵詞:現代建筑;建筑節能;經濟效益

中圖分類號:TE08 文獻標識碼:A 文章編號:

1.建筑節能的主要技術措施

1.1 建筑節能設計方法需要不斷探索和改進

(1)建筑的平面布置

建筑的平面布置要考慮到樓間距及通風的因素,要注意房間內采光和自然通風的效果。良好的采光效果可以節約人工照明所耗費的電能,而自然通風效果良好的房間不但能節省溫度調節的電耗,還可以使居住的舒適性更好。

(2)建筑的門窗

建筑的門窗是外界陽光照射和溫度侵入的關鍵部位,減少單側墻立面的門窗面積是節能建筑設計的思路, 因此,在保證建筑采光和景觀等要求的前提下,對門窗面積進行控制是節能設計的途徑之一,同時應注意所選門窗的氣密性和水密性,才能達到理想的節能效果。

(3)建筑墻體

建筑墻體的體量十分巨大, 它是建筑的主要圍護結構,選擇蓄勢、 阻熱能力強的墻體材料是建筑節能的重要問題,一般常用的節能墻體材料有空心砌塊磚、夾氣混凝土磚和各種夾芯及復合墻體材料等。

(4)建筑屋頂

建筑屋頂位于建筑的最高處, 將直接承受陽光的直射,除了選擇隔熱型屋頂材料外,還可以巧妙地對建筑空間進行設計,如設置隔熱層或設備間等,盡量減少房屋傳熱對住宅內部的影響,另外還可以采取屋頂綠色裝置、坡屋面等方法進行節能。

(5)建筑體形

建筑設計中,應對建筑體形進行綜合考慮,結合不同地區的氣候特點及場地條件進行合理設計,較小的建筑體形系數才能達到較好的建筑節能效果。

(6)建筑物的朝向

建筑朝向將直接影響建筑的采光及隔熱效果, 一般來說,坐北朝南的建筑物可以避免太陽的直接東照西曬,再輔以一定的遮光措施,將得到十分理想的隔熱效果。

1.2 重視新能源在建筑節能設計中的應用

(1)生物質能的應用

生物質能的傳統利用方式就是燃燒, 雖然這種方式的產熱效率高,但會產生較大的煙氣,對環境造成較大的污染,另外,燃氣生物質能的辦法勞動強度大,易產生其它副作用,不符合節能建筑的總體思路要求。 新的生物質能的利用方式是對生物質進行清潔能源轉化, 替代常用的煤和石油來產生能源,預計到 2020 年,全球的能源將有 40%來自于生物質能源。

(2)太陽能的應用

太陽能的應用需結合經濟、環境、人文等因素,綜合考慮,注重太陽能與建筑設計的一體化,是今后建筑設計的一個主要方向。

(3)地熱資源的應用

目前, 各種地源熱泵和水源熱泵技術發展勢頭迅速,而且已有不少實例投入應用,效果良好。 該技術利用深層地熱資源與地面的室內溫度通過機組進行交換, 可實際夏季制冷、冬季制熱的效果,是十分具有前途的建筑節能方式。

(4)風能的利用

在 2006 年,我國的風能裝機容量僅為 260 萬 KW,而在2010 年全國的風能裝機容量為 500 萬 KW,預計到 2020 年,全國的風能裝機容量將達到 3000 萬 KW, 風能具有取之不盡、用之不竭的特點,使用起來無任何影響。

1.3 重視新材料、新技術在節能建筑中的應用

(1)發泡水泥

發泡水泥是一種新型的建筑保溫節能材料,它自身的內空結構能有效地阻止冷空氣的侵入, 增強墻體的保溫效果,是國家正在大力推廣的一種新型墻體保溫材料。

(2)墻體復合保溫技術

墻體復合保溫技術一般是指在墻體的內、中、外附加保溫層,從而增強墻體的保溫效果。 常見的墻體復合保溫技術有內附保溫層、外附保溫層和夾心保溫層等三種,保溫層材料多用發泡聚苯板和纖維石膏板, 其保溫和隔音效果顯著,在市場上較為受歡迎。

(3)門窗節能技術

門窗的節能技術主要體現在兩個方面,一是門窗的密封新技術方面,二是門窗玻璃隔熱保溫新技術方面。 具有自密封效果的門窗和各種鍍膜中空玻璃等均在工程中有應用,節能效果良好。

2. 節能建筑經濟效益的實例分析

以 XX 市某新建的普通節能型高層住宅為例,該住宅按65%的節能標準進行設計, 采用鋼筋混凝土剪力墻結構,地下 1 層,地上 33 層,層高為 2.8m,建筑朝向為坐北朝南,總建筑面積為 A0=18813m2,建筑外立面表面積為 F0=14634.1m2,建筑體積為 V0=52676.4 m2,建 筑物體型系數 S=F0/V0=0.278

2.1 節能方案

與當地的傳統非節能型住宅相比,本次研究對象的主要圍護結構做法如下(表 1):

2.2 經濟效益分析

2.2.1 經濟參數的確定

為了對建筑的節能經濟效益進行分析,首先應明確經濟要素參數。

(1)壽命周期

根據我國的相關規定,民用建筑設計使用期限為 50 年,本次研究對象于 2010 年建造,2011 年投入使用, 以壽命周期為 50 年計算,其壽命終點年限為 2060 年。

(2)折現率

由于本次研究主要面向消費者的節能投資效益感受,取當地家庭年投資收益率 6%為折現率,而不是社會折現率。

(3)煤炭價格

根據國家統計局的數據,2010 年,我國的平均煤炭價格為 450 元/噸,受能源緊張局勢和運輸成本的增加,煤炭價格的年增漲幅度取煤炭行業研究報告預測值,即為 5%。

(4)建造期間的節能成本變動率

由于本建筑的建造時間僅為 1 年,而運營時間為 49 年,建造期間的成本變動情況對整個研究周期影響不大, 因此,取建造期間的節能成本變動率為 100%。

(5)實際節能效率

本次研究中取節能效率為 100%, 隨著建筑使用年限的增加,其節能效率會出現下降,這一部分在后面的敏感性分析中另作討論。

2.2.2 計算節能投資

對建筑的節能成本進行計算,計算公式參照前面所述的節能投資計算方法, 得出投資成本價差為 998380.11 元,數據詳見表 2。

2.2.3 計算節能收益

當地的采暖天數 Z 為 101 天, 取標準煤的熱量值 Hc=8.14x103Wh/kg,采 取節能措施前 ,室外熱力管網的輸送效率η1=0.85,鍋爐運行效率 η=0.55,非 節能型住宅的耗熱量指標qH=32.11W/m2; 采 取節能措施以后 ,η1'=0.90,η2'=0.68,qH'=12.63W/m2。 將 上述數據代入計算公式 ,得出非節能型建筑第 t 年的采暖燃料成本為:Et=173155.97x(1+5%)t(元);節能型建筑使用至第 t 年時的采暖燃料成本為:Et'=52027.23x(1+5%)t(元)。則 節 能 型 住 宅 第 t 年 的 節 能 收 益 為 It=α (Et-Et') =12128.74x(1+5%)t(元)。

2.2.4 計算差額凈現值和投資回收期

取節能成本變動率 γ=100%,實際節能效率 α=100%,折現率 i 分別為 0%和 6%兩種情況, 煤炭價格上漲率分別為0%和 5%兩種情況進行計算,計算結果見表 3。

計算結果表明:雖然節能型建筑的初期投資要比非節能型建筑高出近百萬元,但在運營期內的建筑能耗成本將大幅度降低,在第 7~第 12 年即可收回初期的節能投資,在剩余的將近 40 年時間內為純收益,其投資效果十分顯著。如果考慮煤炭的價格大幅上漲, 則節能建筑的動態投資回收期為8.63 年,也完全滿足節能建筑標準中規定的節能建筑增額投資回收期不應超過 10 的要求,從經濟角度分析,建筑節能是完全可行的。

2.2.5 敏感性分析

以節能成本變動率 γ、實際節能效率 α、折現率 i 和煤炭價格上漲率 η 為分析對象,對節能建筑進行敏感性分析,結果如圖 1 所示:

由圖 1 可見,實際節能效率與建筑節能成本變動率對投資回收期影響較大,另外兩個因素影響較小。因此,要想提高建筑的節能經濟效益,應該把握好實際節能效率和節能成本變動率這兩個因素,這需要國家在政策上對節能建筑及相關上、下游研發企業的支持和加大對創新產業的扶持力度。

3.結論

盡管節能型建筑的初期資較大,但其節能經濟收益會在較短的時間內補償初期的投入,投資回收期小于 10 年,完全滿足建筑節能標準的要求。 因此,建筑節能的經濟效益是十分顯著的,其對國家政策引導的作用十分敏感,需要國家對節能產業加大扶持力度,制定適宜的鼓勵政策才能推動我國的建筑節能事業又快又好的發展。

參考文獻:

[1] 周逸,胡 慶剛.淺 析目前國內節能建筑的經濟效益[J].山 西建筑, 2010,36(32).

[2] 劉德強. 建筑節能措施與經濟效益 [J]. 合 作經濟與科技,2010(4).

第9篇

關鍵詞:建筑;節能;政策框架;吉林省

中圖分類號:F294 文獻標志碼:A 文章編號:1673-291X(2013)12-0157-03

目前,中國正處于工業化與城鎮化的快速發展階段,建筑能耗在總能耗中所占比重由20世紀70年代末的10%,上升至現在的27%以上,單位面積采暖能耗相當于氣候條件相近的發達國家的2~3倍,能源浪費現象較為嚴重。建筑節能是關系到國家、地方政府、企業與居民的系統工程,建筑節能政策以其在政策制度上的指導作用,在建筑節能系統工程中占有重要地位。對建筑節能政策的研究,是學術界的一個熱點。

很多發達國家和國內一些省市都制定了有利于推動建筑節能的政策,取得了良好的效果。而吉林省作為老工業基地之一,冬季寒冷漫長、夏季炎熱,這樣特殊的地理位置,決定其建筑能耗形勢更加嚴峻。吉林省高度重視建筑節能工作,以實現大幅度降低建筑能源消耗為目標,將建筑節能政策作為貫徹落實科學發展觀,轉變經濟發展方式的重要舉措予以全力推進。本文對吉林省建筑節能政策的現狀加以闡述,并對其存在問題進行分析,并從節能宣傳、籌資機制、能效標識、激勵機制四個環節,提出節能政策框架,對于政府完善節能建筑政策提供一定參考。

一、吉林省建筑政策的現狀

1.建立地方性建筑節能政策法規。2009年制定了《吉林省建設領域節約能源工作方案》,建立了省、市、縣三級建筑節能管理機構。2010年2月頒布實施了《吉林省民用建筑節能與發展新型墻體材料條例》。為提高全省城市供熱保障能力,改善居民供暖條件,提高既有建筑的節能水平,2010年制定了《吉林省人民政府關于“暖房子工程”的實施意見》、《吉林省“暖房子工程”實施辦法》、《關于推進供熱計量改革的實施意見》及《關于實施供熱計量價格有關問題的指導意見(試行)》等規范性文件,編制了《地源、再生水源熱泵系統工程技術規程》、《民用建筑太陽能熱水系統應用技術規程》等5個地方標準,奠定了建筑節能的地方性法規基礎。

2.嚴格執行國家新建建筑節能設計標準。2008年,在地級城市居住建筑率先執行節能65%的設計標準,公共建筑執行節能50%的設計標準,2010年還將此標準延伸至全省各個縣級及縣所在的鎮。目前,執行建筑節能標準的鎮已經達到60%以上,地級城市新建住宅、公共建筑設計階段節能標準執行率達到100%。

3.全面啟動“暖房子”工程,實施供熱計量改造。吉林省政府將暖房子工程列入吉林省委省政府的十件民生實事之一,計劃利用三年的時間,改造撤并小鍋爐2 000余座,改造陳舊供熱管網1 800公里,實施既有建筑節能改造1 500萬平方米。

4.大力發展和推廣建筑節能技術。“十一五”期間,組織實施了一批重點建筑節能工程,其中吉林省成邦新型墻體材料有限公司空心磚等21個項目,共獲國家資金1.64億元的支持。同時,設置生態省、節能減排和發展循環經濟建設專項資金扶持項目37個,資金總計1 700萬元。

二、吉林省建筑節能政策的不足

顯然,吉林省政府在建筑節能政策領域中取得一些成就和進展,但是在政策法規體系、節能評估標準、激勵機制、節能宣傳及節能籌資機制等方面還存在著一些問題和不足。主要表現在:

1.建筑節能政策體系不夠完善。盡管吉林省已經制定了一系列的政策法規,但偏重于對宏觀戰略目標和技術規范的規定,而對建筑節能的法律責任、具體管理、具體實施辦法和資金安排等方面則缺少明確的規定,違反節能法規時受到的處罰金額與違法所獲收益相差懸殊,導致節能法規不被遵守的現象普遍存在。建筑節能政策主要以“辦法”、“意見”等形式出臺,沒有上升到法律層面,缺乏足夠的法律效力。

2.節能標準單一。目前吉林省的節能標準是統一的,任何新建住宅都必須滿足節能標準的要求,沒有根據地區的差異而體現不同,以至于標準對部分地區過高,對另外地區則偏低。同時,節能標準和市場機制相脫離,雖然市場機制在建筑節能領域是部分失靈的,但并不能說市場在該領域是不起作用的。節能住宅市場中的房地產開發商在開發節能型住宅時,除了考慮政府要求的節能標準,還要考慮節能住宅的銷售價格、銷量、回收期等技術經濟因素,不同的節能標準導致的單位收益是不同的,當高節能建筑的單位面積收益大于單位面積成本時,房地產商將樂于開發高節能建筑,從而促進吉林省高節能建筑的普及率。

3.激勵機制不靈活。中國的行政體制和財政安排決定了地方政府在建筑節能中要發揮著重大作用,從制定節能政策、節能建筑的建造和節能宣傳都需要地方政府的努力,但是現有的建筑節能政策法規缺少對參與節能的部門、企業及個人的經濟優惠政策,在缺乏有效監督體系和利益驅動的情況下,建筑節能主體推動建筑節能工作的積極性缺乏制度保障,致使建筑節能效果不佳。

4.節能宣傳力度不夠。房地產商建筑節能的積極性主要來自于兩個方面:一個是政府的補貼激勵;另一個是建筑節能投資的回收并增值,即節能成本能夠通過房屋銷售收回。目前,吉林省在綠色建筑宣傳上較為落后,人們的環保意識不強,尤其是對節能建筑標準知之甚少。只有當消費者認識到綠色建筑住宅的長遠收益,更樂于購買節能建筑時,房地產商的綠色建筑投資收益才會相應增加,當投資綠色建筑獲得的利潤大于投資節能建筑的成本時,房地產商將樂于執行綠色建筑投資計劃,這樣才能保證建筑節能政策的順利實施。

5.沒有建立切實可行的籌資機制。吉林省經濟相對落后,而建筑節能工作的順利進行,需要大量資金才能夠運行。吉林省出臺的“暖房子”工程,使得吉林省的節能工作上了一個臺階,但是因為沒有切實可行的籌資機制,使得部分地區的既有居民住宅節能和供熱改造只能由地方政府、企業和個人三方負擔,這樣某種層度上,阻礙了節能工作的順利開展。

三、建筑節能政策框架構建

建筑節能是一個復雜的系統工程,也是需要大量資金支持,因此從建筑節能從節能資金的籌措,到對不符合節能標準的工程的懲罰,直至對高節能建筑工程的激勵及建筑節能的宣傳等各個環節,只有在統一的指導框架下運作,才能達到節約能源、創造經濟價值和社會效益的目的。針對目前吉林省建筑節能中存在的問題,從節能宣傳、籌資機制、能效標識、激勵機制四個環節,提出建筑節能政策框架(見圖1)。

四、建筑節能政策框架解析

1.建立切實可行的籌資機制,是保證政策執行的前提。建筑節能工程,復雜浩大,例如,吉林省政府出臺“暖房子”工程,就需要大量的投資,而且具有投資回收不顯著的特點。建筑節能的對象包括住宅、政府辦公樓、學校、醫院、商業建筑群等,涉及到政府、企業、建筑單位以及個人等多方利益主體,這需要政府牽頭,理清這些利益主體的復雜關系,制定出合理可行的籌資方案,來保證建筑節能工程的順利進行。 對于不達標的建筑,加大懲罰力度,并將懲罰資金放入節能建筑專項資金,用于節能建筑的激勵基金。

2.宣傳推廣節能政策,是保證政策執行的原動力。政府要雙管齊下,一方面對公眾要廣泛宣傳節能政策和知識,讓全社會都認識到建筑節能的重要性,動員廣大民眾開展各種形式的節能活動;一方面要加大資金支持,積極促進建筑節能的新技術、新產品的積極推廣,從而形成良好的建筑節能的社會氛圍,從而有效減少建筑節能政策實施的阻力,以便獲得更大的經濟和社會效益。

3.推廣能效標識,是保證政策執行的有效措施。家電能效標識已被公眾認可,但節能建筑的節能效果的量化,對于政府、企業、建筑單位以及個人獲得節能信息更加直接客觀。具體實施時,可以在政府規定的最低標準的基礎上,可以采取階梯形節能標準,對于不同節能標準下達標的建筑給予星級標識。例如,在新建住宅工程中,不同的星級能效標識可以清晰簡便地傳遞住宅的能效信息,從而影響消費者的購買決策,進而鼓勵開發商建造更節能的住宅。

4.制定完善的經濟激勵政策,是保證政策執行的關鍵。建筑節能的經濟優惠政策可以采取多種方式相結合,以便充分發揮經濟利益的驅動作用。例如,對達到節能設計標準要求的節能建筑給予政府補貼;對達到能效標識的建筑給予特殊獎勵;對不達標的節能建筑則要加征特別消費稅;對購買節能建筑的住戶提供便利貸款;對設計、開發、生產或銷售建筑節能產品的企業可以給予低息貸款或稅收上的減免等。

五、結語

中國正處于工業化與城鎮化快速發展的階段,能源浪費現象較為嚴重。經濟的持續發展,需要建筑節能政策的大力護航。而吉林省作為老工業基地之一,高度重視建筑節能工作,本文闡述了吉林省建筑節能政策的現狀,并對其存在問題加以分析,從節能宣傳、籌資機制、能效標識、激勵機制四個環節,提出了節能政策框架,對于政府完善節能建筑政策提供一定參考價值。

參考文獻:

[1] 張偉麗,葉民強.政府、環保部門、企業環保行為的動態博弈分析[J].生態經濟,2005,(2):60-64.

[2] 賈長麟.建筑節能的激勵機制框架研究[J].建筑經濟,2010,(7):114-117.

[3] G.Hibino,M.Kainuma,Y.Matsuoka.Two-Level Mathematical Programming for Analysing Subsidy Options to Reduce Greenhouse-Gas

Emissions.Tech Republic,Laxenburg,1996.

[4] Khosrow Moshirvaziri,Mahyar A.Amouzegar.A Cutting Plane Algorithm for Linear Reverse Convex Programs[J].Annals of Operations

Research,2001,105(1-4):201-212.

第10篇

[關鍵詞]制冷主機房能效節能評價體系

中圖分類號:TB61 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2015)30-0128-01

1、概述

自20世紀末以來,人類社會正面臨著嚴峻的資源消耗和環境惡化問題,節能已成為世界各國關注的熱點。在能源消耗中,建筑領域是耗能大戶,建筑節能已成為建筑行業發展與產業建設的一個重要領域。

清華大學的研究成果表明,截止2012年,我國的公共建筑能耗占建筑能耗總量的26.4%,而絕大多數的公共建筑采用了集中空調系統,其能耗占整個建筑能耗比例約為30-60%,因此空調系統的節能是建筑節能的關鍵之一。在集中空調系統中,制冷主機、冷凍水泵、冷卻水泵以及冷卻塔能耗(統稱為制冷主機房能耗)約占整個空調系統的70%左右。制冷主機房的設備位置集中,運行中聯系緊密,應尤其重視該部分的節能運行。

我國現行的標準規范中僅規定了制冷主機、水泵等單設備的能效比或輸送能效比要求,且指標僅為設計工況下的值,只要滿足標準要求,即可被認定為節能建筑,但我們對工程項目的實測數據表明,實際制冷主機房的與運行能效比遍較低(遠低于設計工況)。造成這一現象的因素較多,設計、施工、設備采購及運行管理等都有可能降低系統的運行能效比;另一方面,目前我國安裝能耗監測系統的工程不多,難以及時、準確的找出系統低效運行的原因。

國外已有很多組織和學者對制冷主機房的能效開展研究工作。如美國的Ben Erpelding提出了制冷機房全年平均能效比的參考數值;新加坡的國家標準規定了制冷主機房必須達到的能效值。這些都可作為我們提高制冷主機房能效工作的參考。

綜上所述,本文將提出一個以制冷主機房能效為指標的綜合評價體系,可利用實測的數據來定量評價某個制冷機房在所處地區同類建筑中的節能水平。

2、制冷主機房的能效指標

2.1 集中空調系統的組成

通常,我們可以將集中空調系統拆分為5大循環子系統,分別為:冷水機組制冷循環系統(空調子系統Ⅰ)、冷凍水循環系統(空調子系統Ⅱ)、冷卻水循環系統(空調子系統Ⅲ)、空調末端循環系統(空調子系統Ⅳ)和冷卻塔循環系統(空調子系統Ⅴ)。5個循環子系統環環相扣,聯系緊密,從熱量傳遞關系上看,空調房間內的多余熱量首先由子系統Ⅳ進入冷凍水中;之后通過子系統Ⅱ,熱量由冷凍水內轉移到制冷主機的蒸發器內;再通過子系統Ⅰ,由冷機內的制冷劑將熱量由蒸發器轉移至冷凝器;然后通過子系統Ⅲ,熱量由冷凝器轉移到冷卻塔處;最后通過子系統Ⅴ,熱量從冷卻塔內排放至室外大氣中,實現了整個能量轉移過程。若以冷量來考慮,則該過程相反。

5個子系統中,冷水機組制冷循環系統、冷凍水循環系統、冷卻水循環系統3個系統的設備通常都集中布置于機房內,單體設備功率大,數量較少,便于電量、冷量等參數的計量;冷卻塔循環系統的設備通常布置于室外地面或天面,同樣具有位置集中、數量較少的特點。因此,我們將子系統Ⅰ、子系統Ⅱ、子系統Ⅲ和子系統Ⅴ視為一個整體,統稱為“制冷主機房”系統。

2.2 系統能效與子系統能效的定義

制冷主機房消耗的能源為電能,輸送的能量為熱能。空調系統能效即為系統輸送熱量與消耗電量的比值。我們定義制冷主機房系統消耗的電量為W(kWh),各子系統消耗的電量為WⅠ、WⅡ、WⅢ和WⅤ;定義系統輸送的熱量為Q(kWh),其中子系統Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的Q均為集中空調系統所負擔區域的冷負荷,子系統Ⅴ的QⅤ還要在此基礎上加上制冷主機的用電量。之后即可定義制冷主機房系統的能效EER與各子系統的能效EERX:

制冷主機房系統能效EER=Q/W

冷水機組制冷循環系統能效EERⅠ=Q/WⅠ

冷凍水循環系統能效 EERⅡ=Q/WⅡ

冷卻水循環系統能效 EERⅢ=Q/WⅢ

冷卻塔循環系統能效 EERⅤ=QⅤ/WⅤ

通過上述的五個能效指標即可評價和對比不同的制冷主機房的節能水平。例如,統計一年時間內某個制冷主機房的總制冷量及設備總用電量,即可算出該制冷主機房系統的年平均能效。

2.3 需要監測的數據

從上述公式中可知,想要獲得制冷主機房系統的EER指標,需要測得系統的電量及冷量。結合實踐經驗,需要監測的數據是:制冷主機的累計用電量WⅠ,冷凍水泵累計用電量WⅡ,冷卻水泵累計用電量WⅢ,冷卻塔累計用電量WⅤ;冷凍水主管供回水溫度,冷凍水主管流量,冷卻水主管供回水溫度,冷卻水主管流量。通過冷凍水供回水溫差及冷凍水的流量,可以算出蒸發器側的熱量Q;通過冷卻水供回水溫差及冷卻水的流量,可以算出冷凝器側的熱量QⅤ。

上述參數的監測方法為:電量利用分項電表進行計量,溫度利用溫度傳感器進行測量,流量利用流量計進行計量;同時,上述計量設備均應附帶數據遠程功能,能夠實時將數據傳入監控的數據庫,便于后續的分析。

3、綜合評價體系

3.1 評價指標的特點

用于評價制冷主機房節能水平的指標必須具備兩個條件:一是在不同的制冷主機房之間應具有可比性;二是數據的可獲得性。通常的評價指標分為規定性指標和性能性指標兩類:所謂規定性指標,即某項數值達到某個指標的數值,即判定為合格或不合格;性能性指標則是用具體數值來評價某項參數所達到的水準,在本研究中顯然需要采用性能性指標。此前我們已經提出了制冷主機房的評價指標EERX以及該指標的測量與計算方法,下面我們將分析如何利用這些指標來評價某個制冷主機房在當地的節能水平到底如何。

3.2 基礎數據庫建立

首先,該評價體系需要搜集當地一些制冷主機房的運行數據。每個地區都有一些建筑節能示范建筑,也都存在一些監測系統較完善、運行數據記錄較全的制冷主機房,通過政府部門或是研究機構統一將這些數據搜集起來,存入加密的數據庫中,作為評價體系的基礎數據。

3.3 新加入制冷主機房的評價方法

當搜集到某個新的制冷主機房的運行數據和能效指標后(假設為第51組數據),我們可將其加入基礎數據庫,并與其中的數據進行對比,可立刻獲得該制冷主機房的節能水平的評價,大致如下所述:

制冷主機房能效EER在所有51棟建筑中從高到低排在第X位;

制冷主機房能效EER高于(或低于)所有51棟建筑的平均值,差距為X.XX;

制冷主機房能效EER高于(或低于)所有51棟建筑的中位值,差距為X.XX;

其中,冷水機組制冷循環系統能效EERⅠ在所有51棟建筑中從高到低排在第X位;

……

此外,當數據庫中已有的制冷主機房更新其新一年的運行數據后,除了給出新數據的排名外,還可以展示該制冷主機房的能效與前一年相比,是提升還是下降,幅度有多大等,讓用戶也能更充分的了解其制冷主機房系統運行的變化趨勢。

4 小結

本文介紹了一套針對集中空調系統制冷主機房節能水平的評價體系,評價指標基于能效比EER,所評價的數據完全來源于實測結果,對政府部門及研究機構掌握該地區制冷主機房的實際運行狀況及能耗情況具有重大的意義。

第11篇

關鍵詞:單元式空調機;季節能耗;節能

一、單元式空調機能耗的常用算法

現階段,單元式空調能耗的計算方法有度日數法、功率運行時間乘積法、溫濕頻法、滿負荷當量運行時間法、逐時模擬法等。其中,最為簡便的算法為功率運行時間乘積法,該算法以單元式空調機設計為依據,利用空調機的備用電功率乘以開機時間得出能耗總量。顯而易見,這種算法沒有考慮室外溫度、建筑熱工等因素對單元式空調機能耗的影響,計算結果的準確性偏低,不利于為節能設計提供可靠依據;滿負荷當量運行時間法、度日數法、溫濕頻法考慮了室外溫度對能耗的影響,計算結果的準確性較之功率運行時間乘積法相比有所提高,這些算法中溫濕頻法的計算過程較為復雜,其準確性也最高。但是,上述算法沒有考慮空調機間歇運行、裝置設置、建筑物熱惰性、通風情況、內擾變化等因素,在計算準確性上仍存在較大不足;逐時模擬法能夠綜合考慮多種因素對單元式空調機能耗的影響,是一種較為準確的計算方法,只要保證模擬軟件的準確性和輸入數據的正確性,就能得出準確的計算結果。

隨著科學技術的不斷發展,建筑能耗模擬軟件也日益成熟,同時也被推廣應用于諸多大型建筑工程中,為建筑的節能設計提供了重要參考依據。對于計算單元空調機能耗的逐時模擬法法而言,其計算任務較重,需要輸入種類繁雜的數據,如各種作息模式、通風換氣次數等,使得該算法呈現出計算量大、計算周期長的特點。普通使用者需要長時間的調查和實踐才能掌握這些數據信息,保證計算結果的準確性,使得逐時模擬法難以適應當前建筑工程設計周期短的現狀,無法在短時間內準確計算出單元式空調機的能耗。在建筑節能設計工作對空調能耗計算要求越來越高的背景下,每一種能耗計算方法又存在著自身的缺陷性,為此,迫切需要找出一種既簡單又準確的計算方法,滿足單元式空調機的能耗計算需求。

二、單元式空調機季節能耗的計算與設計研究

通常情況下,大部分空調系統都不是處于滿負荷狀態下運行,也就是說,空調系統基本上都是在部分負荷條件下運行,鑒于此,家用空調機的實際能耗可以采用季節能效比SEER來進行衡量,而單元式空調機的能耗則可以采用綜合部分負荷值IPLV來進行衡量。下面就此展開詳細論述。

(一)季節能效比SEER

1.相關理論依據。季節能效比的提出具有非常重要的意義,通過它能夠進一步挖掘出空調機組的節能潛力,從而為空調機組的節能設計提供參考依據。相關研究結果表明,季節溫度的實際分布情況與季節能效比的計算有著非常密切的關系。為了便于研究,本文選取了我國較具代表性的8座城市的夏季溫度(小時數),如表1所示。

上述計算過程主要是以房間空調器熱負荷與額定制冷能力達到均衡的溫度為分界點 來對年度總制冷量Q進行計算;而年度總耗電量P的計算則是除了以 為分界點之外,還有房間熱負荷與額定中間制冷能力達到均衡的溫度 ; 代表了相應溫度帶 一年中的小時數, 分別代表溫度帶的最低和最高溫度, 表示房間空調器的額定制冷量, 為房間空調器的中間制冷量。

2.季節能效比的計算分析。首先選取額定工況下EER為4.0的變速空調,并參照表1中的相關數據,對不同地區的季節能效比和節能百分率進行分析。結果顯示,季節能效比具有非常明顯的區域性,變速型房間空調器的節能效果,隨地區的不同也有所不同。為此,在對變速型房間空調器的SEER計算溫度帶的選取時應當加以注意,標準中的公稱溫度帶只能夠用于初步評價,但卻并不能代表實際應用中的用能效率。通過上述分析可知,區域性SEER是衡量房間空調器季節性能耗的可用參數。

(二)單元式空調機IPLV的計算方法

有上述分析可知,在設備制造水平一定時,通過相應的運行調節方法,能夠實現單元式空調機節能降耗的目標。

(三)案例分析

下面本文以某品牌的單元式空調機為依托進行試驗對比分析。由該空調機的銘牌可知,其基本參數如下:空調機的電源為三相交流電、額定電壓:380V、額定功率:50Hz;名義制冷量:28000W,名義耗功率:9100W。本次實驗選用的方法為空氣焓差法,主要的試驗裝置為風動式空氣焓差法試驗臺。整個試驗過程嚴格按照國家現行的GB/T17758-2010標準的規定要求執行。

具體試驗過程如下:讓空調機在各種試驗工況下連續運行,分別對其制冷量以及消耗功率進行測量,由此獲得如下結果:在低溫制冷工況下,室外溫度為29℃,該空調機的制冷量為28368W,消耗功率為7976W;在名義制冷工況下,室外溫度為35℃,空調機的制冷量與消耗功率分別為27933W和8885W;在高溫制冷工況下,室外溫度為40℃,空調機的制冷量與消耗功率分別為26092W和9578W。通過計算后獲得的能效比EER為3.1428,。由于實測的空調制冷量為27933W,與該空調機銘牌上給出28kW非常接近,為了便于分析,另外選取了一臺其它機型的空調機的測試數據進行比較,這臺空調機的名義工況制冷量實測數據為26850W,與明示值之間的偏差-4.1%,這與GB/T17758-2010標準中給出的允許誤差相符。由于GB/T17758-2010標準是采用名義制冷量進行計算的,所以通過提高名義制冷量能夠達到提高空調機SEER值的目的。由此得出如下結論:可以采取名義工況實測制冷量代替名義制冷量對建筑物的制冷負荷進行計算,這樣能夠有效消除實測值與明示值之間的偏差對SEER計算造成的影響。

結論:

總而言之,隨著單元式空調機的大量應用,對其季節能耗的準確計算能夠為空調機的節能設計提供可靠依據,由此可以進一步降低單元式空調機的運行能耗,這對于建筑節能具有非常重要的現實意義。

參考文獻

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[3]婁偉.元式空調機組制冷量不足原因分析及其改進[J].河南建材.2012(12).

第12篇

另一方面,建筑環境特別是居住環境質量受到越來越多的重視,居住區內的空氣質量、辦公或居室內的空氣品質、噪聲水平以及交通狀況都是人們關注的問題。一些房地產開發商也注意到這一現象,相繼推出了以“綠色”、“生態”為宣傳點的建設項目,但真正的“綠色生態”建筑或住區不僅僅是依靠多綠化就能解決的,更重要的是要考慮建筑物理環境中綜合因素的影響,包括聲、光、氣流、熱、能耗等諸多方面。

利用信息技術,以計算機模擬為主要手段,從建筑聲學、光學、氣流、微氣候、空氣品質、能耗等角度,對建筑設計方案進行全面的評價,不僅有助于房地產開發商提高建設水平、增強項目市場競爭力,也有助于提高普通消費者的生態意識、節能意識和環保意識,對于促進我國可持續發展具有重要意義。本文簡要介紹由清華大學提出的建筑生態環境與節能效果綜合評價的方法、策略等,并通過實例介紹了具體的評價內容,以期為我國實施建筑“星級”評價標準進行有益的探索。

2評價系統簡介

2.1國外經驗

關于建筑節能的評價,國外已經有了一些已經成熟并在實施的規范,并且有相應的標準模擬軟件來評價建筑的節能狀況以保證規范的實施。在美國有“節能之星”標準(EnergyStar),這個標準實施已經有10年了。它比美國“標準能源法案”(ModelenergyCode)要求更加節能30%。通過這套標準的實施,在不增加初投資的前提下可以節省30~50%能源消耗,可以節省50%的建造時間。也是因為有了這套標準,可以創造出激勵一些具有創新意義的節能技術和建材發明的氛圍。由于這套標準針對美國某地區而專門制訂的,因此在美國并沒有一個全國性的統一標準,例如Title-24標準主要在加州實施。

芬蘭建立了一套叫做“能耗認證系統”的標準(EnergyCertificationSystem)。在香港也通過授予“建筑認證證書”(BuildingPass)的方式來對建筑的能耗情況進行規范。俄羅斯在莫斯科也實行了一種叫做“能耗護照”(EnergyPassport)的建筑節能規范。它包括一套新的節能標準MGSN,希望能夠控制建筑設計、建造以及運行的質量,而且它可以為節能建筑提供潛在的購買者等信息,從而來促進節能建筑的良性發展。這些規范中都沒有包括環境質量的評價內容,然而實際上節能的最終目的是為了提高環境水平,減少污染排放,從而真正做到可持續發展,所以完整的建筑生態環境與節能評價標準中應將環境質量的評價納入其中。

2.2主要內容

建筑生態環境和節能效果評價系統是對建筑生態環境進行綜合分析,從技術、經濟、環境、能源及社會等角度給予研究,從而對建筑環境給出客觀的評價和可行的建議。建筑生態環境的評價系統涉及內容廣泛,包括小區規劃評價、建筑單體評價、環境控制系統方案評價等等;牽涉到的關鍵技術較多,如建筑熱環境模擬、計算流體力學(CFD),建筑日照分析與采光技術,噪聲控制以及建筑材料技術等。這些內容的有機結合和相互交叉形成了建筑生態環境評價系統的技術核心。

開發成熟的軟件系統實施建筑生態環境評價方法的基礎。在我國形成可實施的評價系統,最終可能的有效途徑之一,就是開發一套可以廣泛運用的評價建筑生態與節能效果的軟件平臺,并形成相應的激勵、保障實施措施,從而形成體系。

2.3評價方法

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