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建筑结论论文大全11篇

时间:2022-06-01 00:28:44

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建筑结论论文

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2《设计标准》与《实施细则》、现行行业标准相比技术内容有哪些变化?

《设计标准》在现行两本居住建筑节能设计行业标准基础上,结合我省建筑节能技术和产业发展水平,对《实施细则》进行修编完成的。标准主要技术内容既符合现行行业标准对节能设计的基本要求,又根据我省实际,有所创新。主要归纳为以下几个方面:

2.1对我省居住建筑范围作了界定。《民用建筑设计通则》JGJ37-87(旧标准)条文说明对居住建筑范围作了界定:居住建筑包括住宅建筑和宿舍建筑。《夏热冬暖地区居住建筑节能设计标准》JGJ75-2012第1.0.2条的条文说明对居住建筑范围作了说明:居住建筑主要包括住宅建筑(约占90%)和集体宿舍、招待所、旅馆以及托幼建筑等。《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》JGJ134-2010第1.0.2条文说明中,居住建筑包括住宅建筑、集体宿舍、住宅式公寓、商住楼的住宅部分、托儿所、幼儿园等。本标准结合我省实际情况,为便于建筑节能工作的统一开展,参照《民用建筑设计通则》JGJ37-87规定,将居住建筑界定为住宅建筑和宿舍两个部分,宿舍建筑包括集体宿舍、学生宿舍等,未包括招待所、旅馆以及托幼建筑。

2.2我省重新划定节能设计气候分区,夏热冬冷地区不再执行夏热冬暖地区北区节能规定。福建省居住建筑节能设计气候区划分为夏热冬冷地区、夏热冬暖地区北区和夏热冬暖地区南区;宁德、南平和三明属夏热冬冷地区,福州、平潭、莆田和龙岩属夏热冬暖地区北区,泉州、厦门和漳州属夏热冬暖地区南区;平潭原为福州市的县级市,现为国家综合试验区,气候分区仍沿用以往规定,划入夏热冬暖地区北区内。见图1。我省2004年颁布《实施细则》时,考虑到我省夏热冬冷地区建筑节能工作刚启动,经验不足,且该地区建筑规模不大,规定了夏热冬冷地区节能设计按夏热冬暖地区北区节能要求执行。现在我省建筑节能形势发生了很大变化,经过10年的建筑节能实践,我省夏热冬冷地区已积累了丰富的建筑节能经验,已形成一批成熟的节能设计队伍,已具备条件执行夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准相关规定。本标准对我省夏热冬冷地区的节能设计要求单独列出,不再按夏热冬暖地区北区节能设计要求执行。

2.3制定福州市市辖区和厦门市更高的节能水平标准《实施细则》和现行两本行业标准是按节能50%水平规定了节能设计一系列措施和方法。《设计标准》对福州市市辖区和厦门市提出了节能水平更高的一系列技术措施,包括提高围护结构性能、通风、遮阳、绿化等,经过较科学的测算,与现行行业标准《夏热冬暖地区居住建筑节能设计标准》JGJ75相比,围护结构节能水平提高接近5%,辅以其它节能措施,总体节能水平接近60%。福州市市辖区指福州市的鼓楼区、台江区、仓山区、马尾区和晋安区。今后如有区划调整,则按调整后的市辖区范围执行。福州市市辖区和厦门市居住建筑节能设计执行更高节能水平是基于以下考虑:国务院办公厅以〔2013〕1号转发的国家发展改革委、住房城乡建设部制订的《绿色建筑行动方案》提出:“鼓励有条件的地区执行更高能效水平的建筑节能标准”;住建部颁布的《“十二五”建筑节能专项规划》要求:“有条件的地方要执行更高水平的建筑节能标准和绿色建筑标准”;《福建省建筑节能“十二五”专项规划》要求;“福州和厦门率先开展节能率65%的工程示范”。福州市是福建省省会,厦门市是计划单列市,长期以来建筑节能工作均走在全省前列,形成了一支较强的建筑节能科技队伍,经济发展水平较高,节能产业实力较雄厚,有条件执行更高能效水平的设计标准,为全省做出示范。为与绿色建筑工作相衔接,福州市市辖区和厦门市居住建筑节能设计按以下原则掌握:(1)执行本标准;(2)若不执行本标准,则可转按绿色建筑标准进行设计。即二选一设计,两者等同。

2.4在现行行业标准基础上调整了墙体热工性能要求。现行行业标准《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》和《夏热冬暖地区居住建筑节能设计标准》对所属气候区的外墙体性能有不同的要求,夏热冬冷地区根据建筑体型系数,要求墙体传热系数K=1.0~1.5(体型系数≤0.4时)或K=0.8~1.0(体型系数>0.4时),夏热冬暖地区北区要求K≤2.0,南区K≤2.5。《设计标准》考虑到南方地区建筑节能重点在于围护结构的遮阳与隔热,同时我省夏热冬冷地区(宁德、南平、三明)与夏热冬暖北区(福州、莆田、龙岩)接壤,其气候条件相近,以及我省夏热冬暖南区(泉州、厦门、漳州)与广州地区的差异,适当调整我省建筑墙体保温要求,统一规定我省各气候区的建筑墙体性能K≤2.0,其中,夏热冬冷地区当建筑体型系数>0.4时,则要求墙体K≤1.0。这样要求更切合我省实际,有利于标准执行和进一步推广自保温节能墙体技术。

2.5提高对外窗的性能要求。我省围护结构中墙体与外窗相比,外窗的隔热与保温性能应更重要,是节能重点。《设计标准》编制时,适当放宽墙体性能要求,提高对门窗性能的要求,表1给出了我省各气候区(城市)外窗性能限值要求,与《实施细则》和现行行业标准相比,对外窗的传热系数和遮阳系数要求均有了较大的提高。

2.6明确规定外墙体传热系数为平均传热系数。《设计标准》规定建筑外墙的传热系数和热惰性指标应考虑结构性热桥的影响,取平均传热系数和平均热惰性指标。《实施细则》对外墙体传热系数计算方法未明确,因此我省各地区对墙体传热系数取值不尽相同,有的取主墙体传热系数,有的取平均传热系数。《设计标准》附录C给出了外墙的传热系数和热惰性指标的计算方法。

2.7合理控制窗墙面积比。普通窗户(包括阳台门的透明部分)的保温性能比外墙差很多,尤其是夏季白天通过窗户进入室内的太阳辐射得热也比外墙多得多。一般而言,窗墙面积比越大,则采暖和空调的能耗也越大。因此,从节约的角度出发,必须限制窗墙面积比。在一般情况下,应以满足室内采光、通风等要求作为窗墙面积比的确定原则。我省人们无论是过渡季节还是冬、夏两季普遍有开窗加强房间通风的习惯。一是自然通风改善了室内空气品质;二是夏季在两个连晴高温期间的阴雨降温过程或降雨后连晴高温开始升温过程的夜间,室外气候凉爽宜人,加强房间通风能带走室内余热和积蓄冷量,可以减少空调运行时的能耗,因此本标准在南、北朝向有允许较大的开窗面积。而对东、西向窗墙面积比限制较严,因为夏季太阳辐射在东、西面最大。不同朝向墙面太阳辐射强度的峰值,以东、西向墙面为最大,西南(东南)向墙面次之,西北(东北)向又次之,南向墙更次之,北向墙为最小,因此,严格控制东、西向窗墙面积比限值是合理的。表2给出了各气候区(城市)的窗墙面积比限值,总体上看比《实施细则》和现行行业标准更严格。设计建筑的窗墙面积比突破限值规定是允许的,但是为了满足建筑节能设计的要求,需进行建筑围护结构热工性能的综合评价。

篇(2)

2全过程工程造价管理应对建筑节能的改革

建筑工程“全过程成本”是指建筑物的一次性建造成本和整个使用(正常使用寿命)期内的消耗、维护运行(即使用)成本两部分的费用总和。当前我国在工程建设领域中全面实施了严格的造价控制,即从建设项目的立项开始直至项目达产投入使用,在各个阶段设立了不同的造价控制标准和方法,对控制建设项目的建造成本发挥了极大地作用,但对建设项目的使用成本的认识、控制方面力度不够,造成我国目前有430亿余平方米的既有建筑基本上都是不节能的。

2.1要树立“全过程成本”的节能建筑造价管理思想

从“全过程成本”的角度来看,节能建筑的成本有建造成本和使用成本两部分,从其主体来看涉及建设方、施工方和使用方;从其全寿命来看分建造期和使用期两个阶段;从其内容来看涉及到节能、节水、节材、智能化技术等;从其专业来看涉及到更复杂的新技术、新材料、新设备、新工艺,节能建筑涉及的投资资金大。单纯的工程量清单计价或预结算编制、审查式的、仅偏重工程建造成本的造价管理已经不能适应节能建筑的要求,必须开拓思路,树立“全过程成本”管理意识,紧跟行业新技术、及时反馈行业变化,为建设方提供工程造价全面透明、完整、准确的信息服务。

2.2要建立主动控制、动态管理的造价管理体系

在贯彻“全过程成本”工程造价控制的原则下,要大力改革节能建筑的工程造价内容组成,丰富和完善节能建筑建设需要的投资估算、预结算定额、费用定额等,建立适应节能建筑工程造价经济核算、费用管理的计价体系。要选定适合当地建筑节能的、符合节能减排要求的新技术、新工艺、新设备和新材料加以推广和应用,为节能建筑构建节能工程造价的全面、动态、合理的技术和经济体系,要提高节能建筑工程造价管理水平。

3建筑节能中控制成本的内容

我们可以分为两个时期来考虑建筑对能源的消耗,第一在建筑前期,第二是在建筑的使用时期。就一点而言,工程的实施需要首先对工程进行预算,建设期间消费的资金不得超出预算,起到了一定的控制作用。然后是设计师,设计师需要从绿色节能建筑的角度出发去设计。无论在外部的结构,还有内部空间的体现,都要考虑到节能的因素。如果建筑师能真正的做到一点,无论是对节约能源还是节约成本都会有明显的效果。在施工阶段的时候多要多面的考虑,要对市场进行考察,使合理的价格却能买到优良的建筑材料。对于建筑施工时所消耗的材料也要进行监管,真正的做到物有所用,禁止浪费。对于一个可再利用资源需要回收再利用,对于一些工业废料也可以使用的,要尽可能的去使用,从而降低建设所消耗的资金。在建筑的使用时期,我们需要在不影响其使用需求的情况下,减少水、电等资源的浪费。将现代节能技术运用到建筑使用中去。当建筑的使用超过使用年限之后,建筑会被拆除,那么我们就需要考虑到拆除后资源回收的合理利用。有的资源在安全,不影响使用效果的情况之下,在下次建设的过程中我们也可以用到,这样对以后建筑建设所用成本也会有一定的节省。

4节能建筑全寿命周期造价管理的发展建议

要大力发展节能绿色建筑,建设低碳城市,提高节能建筑的环境效益,减少环境影响,用节能建筑全寿命周期造价管理新理念大力推广建筑节能低碳,工程造价管理还要落实以下工作:a.大力宣传、加强服务。通过多种渠道宣传节能建筑的政策法规、技标准和配套政策;建立全寿命周期造价管理体系,各级管理部门要落实节能建筑的政策,做好全寿命周期造价管理的服务工作,推进节能建筑全寿命周期造价管理的快速发展。b.加快节能建筑政策法规实施细则的制定和配套工作的开展。围绕节地、节能、节水、节材、环境质量、智能化技术等方面对定额体系持续地补充和完善,将成熟的技术和产品补充进定额体系,为市场提供可持续的工程造价服务。

篇(3)

2建材节能与建筑节能问题的关联性

2.1建材节能的相关问题

在建材节能领域中,主要存在的问题有以下两个方面:其一,建筑的生产相关环节存在不达标现象,由于当前市场上的节能建材价格相对较高,导致一部分施工人员在施工过程中对建筑材料偷工减料、以次充好,忽略建筑材料之间搭配的合理性,而相关的管理者也并没有及时系统的进行监督与审查,造成很多建筑中的建筑材料不能达到节能的标准[2]。而与其他相同用途的建筑材料相比,节能建材的性价比相对较低,碍于经济因素,当前在建筑市场中大规模推行节能建材仍然存在一定难度。另外,对节能理念的认识不足也是当前建材节能领域存在的主要问题之一,很多人还没有意识到使用节能建材的好处与重要性。其二,建筑的施工环节不到位,当前很多建筑施工工人不能对节能建材合理科学的进行设计与施工,也在一定程度上限制了节能建材优势的充分发挥。

2.2建筑节能的相关问题

在建筑节能领域,建筑耗能是最核心的问题,当前很多建筑的能源消耗量过大,且存在能源利用率较低的现象。以北方地区为例,冬季建筑都要进行采暖,而当前绝大多数建筑的采暖系统都是以消耗煤资源为主,每年都会耗费很多不可再生资源,也对大气等自然环境产生严重污染,在很大程度上制约着我国经济的进一步发展。而且,在很多城市建筑中,供热所用的空调有很多都会出现供热效率不高、相关维护装置没有足够气密性以及保温性等现象。另外,我国当前还有相当一部分建筑人员没有足够的建筑节能意识,早在上个世纪八十年代,西方许多发达国家在进行经济发展的同时,便已经在建筑节能的技术方面非常有建树了,而我国却没有在这方面考虑太多[3]。

2.3两者的关联性

从上述情况看,在当前建材节能领域与建筑节能领域中,都存在着能源上的浪费现象,建筑建造的基本便是建筑材料,如果建筑材料在能源上浪费严重,也会在很大程度上影响建筑的节能性。另外,在建材节能与建筑节能领域,还都存在着意识不足现象,这在一定程度上反映了我国当前在节能建筑观念的普及方面仍然没有做到位。

3建材节能与建筑节能施工措施的关联性

3.1建材节能的施工措施

在建筑建造过程中合理应用可再生能源,如在建筑的设计过程中,将太阳能合理利用便能够实现太阳能的光伏发电。另外,还可以对建筑材料产生的废弃物充分利用,不仅能够节省一部分建筑成本,还能够减少建筑垃圾对环境的污染,如将已经废弃的橡胶打碎成颗粒,融入到建筑部混凝土中,不仅能够提升混凝土的抗裂性,还能够节省建筑成本、减少环境污染。

3.2建筑节能的施工措施

建筑节能主要表现在使建筑供热系统的供热效率得到有效提升,以及减少建筑围栏保护结构的散热两方面[4]。在建筑过程中,可以对建筑的墙体与门窗的保温性能加以改善,还需要对建筑的题型系数加以控制,与此同时,还可以对建筑的布局进行科学合理的调整,以提升建筑的节能效果。

3.3两者的关联性

建材节能是建筑节能中非常重要的组成部分,如果没有做好建材节能,那么建筑节能也就无从谈起,如果可以将具备节能效果的建筑材料运用到建筑节能的相关设计当中,不仅仅可以使能源的消耗有所降低,还能够充分发挥祝建筑自身的保温隔热功能,使建筑更加符合节能环保的新型理念。

篇(4)

(1)对于外墙围护结构来说,可对住宅应用EPS外保温系统墙体,不仅仅冬季墙体内表面不会出现结露现象,对于冬、夏两季期间墙体内部也不可能出现冷凝现象,这为外墙节能和室内热舒适环境奠定基础。

(2)屋面保温系统。对建筑的平屋面采用种植屋面系统,对坡屋面则可考虑采用例置式节能系统。从工程实践效果来看,建筑采用节能屋面,在冬季采暖期间,内表面温度远高于室内空气的露点温度,根本不会产生表面结露现象。而对于夏冬两季,节能坡屋面的保温层上下表面的水蒸气分压力都低于其对应的饱和水燕气分压力,因此不会产生冷凝现象。而针对种植平屋面的绿色节能措施来说,鉴于其保温材料上下两表面都设置了防水层材料,保护层〔抗渗细石混凝土或抗渗砂浆〕又覆盖了较厚的土层,造成整个屋面层的水蒸气渗透动力较小,所以不可能发生内部冷凝。

(3)对于外窗节能技术主要集中在传热系数和遮阳系数两个方面考虑。传热系数是衡量由温差引起的的通过外窗的热流量的参数,是导热、对流和辐射三种传热方式的综合体现。传热系数越大,则会导致窗户的保温隔热能力就越差,通过窗户的能量损失就越多。而遮阳系数则是体现玻璃阻隔太阳热幅射的能力。显然,对于绿色建筑来说,其为了能到绿色效果,其选取外窗方面,应当选择高保温隔热性能的外窗构造及合理的遮阳系数。当前,控制外窗传热系数的技术主要是集中于增加空气层的数量、提高空气层的厚度、使用惰性气体填充、添加保温隔热膜、采用真空玻璃以及良好的保温隔热性能窗框等。而控制外窗玻璃遮阳系数的重要措施则是通过采用光谱选择性的阳光控制膜,如LOW-E膜和SUN—E膜等。

1.2遮阳系统

与建筑其他部分围护结构相比,外窗属于薄壁轻质构件,其热工性能最差,因此是建筑能耗损失的最薄弱的环节。因此选择合适的建筑遮阳设备或者系统是实现绿色建筑的重要手段之一。为了能有效地实现“零”能耗的节能目标,根据建筑外窗朝向的不同以及采光控制要求,选择不同的活动外遮阳系统,具体为南向一层采用自动控制的活动百叶铝合金外遮阳,二层则可采用活动外遮阳和太能能集热器固定的遮阳,对于有天窗的则可选取活动的软布艺外遮阳方式。

1.3可再生能源利用

(1)地源热泵空调系统。通过利用该类型空调可以使使住宅外的空调外挂箱消失,提高建筑外立面原有的平整。地源是一种通过利用地热资源的高效节能、零污染、低运行成木的高效节能空调系统,包括土壤式〔垂直埋管和水平埋管)、地下水式等多种应用方式。

(2)从长远来看,可再生能源将是未来人类的主要能源来源,而太阳能发电的商业化开发和利用已经成为重要的发展方向。对于太阳能光伏屋顶发电系统以其易于安装、功率稳定、寿命长久等优势而成为当前重要的光伏应用。而在经济、技术较为发达的长三角、珠三角等地区已经基本具备了太阳能光伏发电系统大规模安装条件。

二、工程实例

2.1物质节能

为了能达到有效的绿色建筑,在建筑物质材料方面应首当其冲。如考虑通过采用建筑土方来对建筑局部进行覆土,以达到保温效果,同时也作为绿化的基质,也可以减少渣土外运。建筑结构所采用的混凝土,有低水泥掺量和再生骨料两种。对于墙体材料则可以采用回收混凝土制作的混凝土砌块。为了能充分利用屋面雨水,可以对屋面雨水以及生活污水等进行收集,然后用于冲厕、喷晒植物等用途。对屋面采取绿化处理,这样可以增加建筑的绿色覆盖率,同时可以达到保温邓作用。

2.2能源节能

对于绿色建筑来说,必须对能源采取措施以达到有效的节能效果。如对建筑围护结构应当采取有效的保温隔热措施,以达到自然通风,同时在夏季能遮阳,冬季则采暖保温等,从而可以减小人工空调使用,则可以达到自然舒适性以及节省能源效果。对于某些建筑物带中庭时,则可以对中庭采取绿化处理使其成为一个气候缓冲区,对其他居住空间与中庭之间通过采用墙体来隔开,从而可以有利于高湿、严寒等极端气候条件下减少能耗、提高舒适性。此时中庭被包围在舒适空间之中,屋顶有优良的热工性能候也有一定的舒适性。从实施情况来看,为了能得到有效的能源节能效果,可以考虑从围护结构、自然通风以及天然采光方面入手。(1)针对围护结构应当选取保温性能好材料,而且应强度密封性。如外墙考虑采用保温系统;窗采用塑钢窗框时,应当选取双层真空玻璃。(2)自然通风。可考虑建筑中部设有封闭的中庭,在中庭顶部设置有可以开启的天窗,通过天窗来改善自然通风效果。同时对于起居室以及卧室等应当朝向夏季主导风向,从而形成了穿堂风。(3)天然采光。对于独立住宅来说,其较易于天然采光,但对于进深较大情况,则采光效果并不好。为此对于传统住宅则来说,往往以院落和天井解决这问题。或者通过营造一个中庭来获得昼光。为了整个建筑能在极端气候条件下能保持较小的体形系数,此中庭应采取保温屋盖,而且可采用较大面积的天窗,天窗上面可设遮阳篷来避免夏季阳光直射。

2.3建筑设备利用

为了能达到绿色建筑设计,通过利用建筑设备来来获取自然界的能源来应用到住宅住户日常的生活中,是重要的途径之一。(1)地源热泵系统。针对我国地热能源丰富,通过利用地热系统来充分利用地热能源相当关键。如对于上海地区,由于地下水位较高适合采取土壤埋管。(2)采用冷热辐射顶棚加新风系统的空调方式,在墙壁和顶棚内埋设毛细循环管道进行辐射制冷和采暖。该系统采暖热媒温度低,而冷媒温度较高,结合智能监测与控制,效率高于普通的空调系统,提高了室内气候舒适度与空气质量。

篇(5)

一、发展节能住宅建筑的意义

在建筑领域,人类从自然界所获得物质原料的50%用来建造各类建筑及附属设施,建筑能耗在人类总能耗中所占比重约为1/4。在经历了数次能源危机以及对矿物能源资源的不可恢复性和温室效应对生存环境负面影响的认识越来越清楚之后,世界各国提出了控制矿物能源用量的增长,提高能源使用效率,开发新能源和可再生能源的目标。作为耗能大户的建筑业节能受到极大的关注。建筑节能是近年来世界建筑发展的一个基本趋势,也是当代建筑科学技术的一个新生长点。随着人们物质生活水平的不断改善,对住宅建筑的环境质量要求也日益提高。我国是一个经济快速增长、人口占世界20%的大国,也是能源相对匮乏的大国,已成为世界上第三大能源生产国和第二大能源消费国。目前我国每年建成房屋面积已超过所有发达国家一年建成建筑面积的总和。建筑在生产和使用过程中要消耗全球资源中能源总量的50%,产生的污染也十分惊人。所以建筑节能和保护环境是摆在人们面前的紧迫课题。

二、节能建筑设计应贯彻的设计原则

各地区的节能建筑,必须适应本地区的气候特征,既不能照搬严寒地区的建筑型式,也不能照搬夏热冬暖及海洋性气候地区的建筑型式,更不能照搬四季如春的温和气候地区的建筑型式,一般说来设计时应遵循以下原则:

(1)建筑物尽量采用南北朝向布置。否则,须加强建筑围护结构的保温隔热性能而需增大建筑成本。

(2)建筑群之间和建筑物室内,夏季要有良好的自然通风,建筑群不应采用周边式布局型式。低层建筑应置于夏季主导风向的迎风面;多层建筑置于中间;高层建筑布置在最后面,否则,高层建筑的底层应局部架空并组织好建筑群间的自然通风。

(3)按相关设计标准的规定,尽量加大建筑物之间的间距,尽量减少建筑群间的硬化地面,推广植草砖地面,提高绿地率,加强由落叶乔木、常绿灌木及地面植被组成的空间立体绿化体系,以便由树冠和地面植被阻档、吸收大部分的太阳直射辐射,减小地面对建筑物的反射辐射。

(4)应控制建筑物的体形系数不超过节能设计标准的规定。即尽量减少外墙的凸凹面和架空楼板,坡屋顶宜设置结构平顶棚或降低坡度,应采用封闭式楼梯间等。当体形系数超过标准的规定时,应加强围护结构的热工性能,计算建筑物的采暖空调能耗并不得超过标准的规定。

(5)不应设置大窗户,窗户大小以满足采光要求为限。门窗玻璃应采用普通透明玻璃或淡色低辐射镀膜玻璃的中空玻璃,居住建筑和办公建筑不应采用可见光透光率低的深色镀膜玻璃或着色玻璃。还要求外门外窗具有良好的气密性、水密性、不小于30分贝的隔声性能和不小于2.5kea的抗风压性能。

(6)屋顶和外墙既要保温又要隔热,其保温隔热性能应符合建筑节能设计标准的规定,还要防止保温层渗水、内部结露和发霉。屋顶和外墙,不能采用单一的轻质材料和空心砌块材料,最适合采用厚实材料加轻质材料的复合构造做法。

(7)屋顶和外墙的外表面,宜采用浅色饰面层,不宜采用黑色、深绿、深红等深色饰面层,否则应加大屋顶和外墙保温隔热层的厚度,计算其夏季的内表面计算温度不超过36.9℃,宜低于35℃。

(8)加强分户墙和楼地面的保温性能,使其符合建筑节能设计标准的规定。居室及办公室楼地面面层的吸热指数还应符合民用建筑热工设计规范的规定。

(9)设有集中采暖、空调的节能建筑,应选用高效、低能耗的设备与系统,不得采用直接电热式采暖设备和装置,应设置分室温度控制装置。除上述9点之外,节能建筑还应具备设计规范所要求的隔声性能等适用性能、安全性能、耐久性能和环境性能。

三、节能设计在我国住宅建筑中的应用措施

(一)屋顶保温隔热的节能设计

在住宅建筑屋顶构造设计中,应使用高效保温材料、架空型保温、倒置保温等进行合理的保温和隔热设计,这样可以很好地保证在冬季低温地区、夏季高温地区给室内提供适宜的生活温度,同时为冬季的暖气用能、夏季的空调降温用能节省出大量能源。我国冬季的采暖大多数地区还在用煤,夏季的降温一般都是用电,合理的屋顶保温和隔热设计可省出大量的能耗。

(二)门、窗系统的节能设计

外门窗是建筑物热交换、热传导最活跃、最敏感的部位,其面积约占建筑外维护结构面积的30%,其能耗约占建筑总能耗的2/3,其中传热损失为1/3,所以门窗是外维护结构节能的重点。在节能措施上,首先在保证日照、采光、通风、观景条件下,要尽量减少外门窗洞口的面积。其次,可采用外廊、阳台、挑檐、遮阳板、热反射窗帘等遮阳措施减少阳光直接辐射屋顶、墙、窗及透过窗户进入室内。再次,加设密闭条是提高门窗气密性的重要手段之一,提高门窗气密性。最后,在经济状况允许的条件下,可考虑使用新型保温节能门窗,能耗低的节能材料制造的新型保温节能门窗可大大提高热工性能。

(三)建筑外墙节能设计

以往以实心粘土砖为墙体材料,保温性能不能满足设计标准,按照新标准在单一材料墙体中,只有加气混凝土能满足要求,所以应发展复合墙体技术。设计中主墙体可采用混凝土空心砌块、空心砖墙体、空心砌块墙体、现浇混凝土墙体,然后加以轻质高效保温层和耐候饰面层。保温层可放在承重层外侧,特别提到的是复合结构中常采用单层或多层封闭空气间层与带反射材料的封闭空气间层,在增大热阻、满足保温的同时还可以减轻围护结构的自重。

四、结语

在建筑节能设计方面,通过以上几方面的优化设计不仅可以解决国家的能源问题,同时也可以促进建筑技术和建筑产业的发展,为合理利用资源、保护生态环境、提高人民生活水平起到一定的作用。

参考文献

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屋顶是建筑物护结构中发挥室内外温差传热的重要部分。只有提高屋面的保温隔热性能,才能提高抵抗夏季室外的外热作用的能力。建筑节能屋面主要包括:倒置式屋面、屋面绿化、蓄水屋面和色坡屋面。其中,倒置式屋面是将传统屋面构造中的保温层和防水层颠倒,保温层放在隔水层的上面。屋面绿化可以大幅度地降低建筑物的能量消耗,减少温室气体的排放,增加城市的绿地面积,改善城市的“热岛效应”。蓄水层面的主要功能是利用水蒸发吸热的特点,消耗水层中的热量,从而降低屋面的传热量和屋面温度。色坡屋面是目前最常用的一种屋面。因为现在大多数的建筑物都采用平屋顶,在太阳辐射最强的正午,太阳光线对于坡面是斜射的,但是在平屋顶上是直射的,采用非金属淡色坡面反射太阳光达到了65%,这样可以节约25%的能源消耗。

1.2优化护围结构墙体设计

高层建筑的护墙体耗能量较大,占整个建筑物的25%,建筑物的体型变化和耗能成正比,体型越大,耗能越多。因此在国外,一般圆塔形的建筑物比较多,比如美国洛杉矶的好运饭店,法国戴高乐机场的候机楼。因为在面积同样的情况下,圆的周长最短,这样就减少了建筑物外露的面积。因此,高层建筑物的体型变化应该简单。首先,外墙是高层建筑的围护结构中最重要的部分,围护结构采用的是填充材料。其次,为了减轻建筑物的压力,提高保温效能和隔热效果,采用轻质高效的保温材料。最后,围护结构的材料分别放在内侧和外侧,因此在气温比较低的地区,应该把保温层设置在外侧,可以减少墙体内产生的冷凝水。

1.3优化门窗节能设计

外门窗是住宅区散热性能最差的部位,其耗能占到总耗能的70%,在其中传热损失为30%,冷风渗透为30%。所以在保证室内通风,温暖和美观的前提下,应该减少住宅区的外门窗洞口的面积,保证外门窗的封闭性,有效防止冷风的渗透,只有这样,才能提高外门窗的保温效果。应该从以下几个方面减少外门窗的传热量:(1)把住宅的窗墙比例控制在一个合理的范围内。住宅的窗墙比是窗户洞口面积与房间立面单元面积(即建筑层高与开间定位线围成的面积)之比。(2)保证住宅区外窗的封闭性,减少冷空气的渗透。可以使用泡沫塑料密封条进行密封,也可以采用质量较好、密封性能很好的门窗材料。在门框和墙体之间的缝隙间,采用弹性的松软型材料、弹性密封的材料,比如密封膏。在门框和窗扇之间的密封,可以采用橡胶和泡沫密封条,回风槽等。采用各种弹性的压条完成扇和玻璃之间的密封。

(3)提高住宅区门窗的保温性能。在户门和阳台门的设计上,应该考虑到防火和防盗的要求,在门里填充填充聚苯乙烯板或岩棉板等绝热性能比较好的材料,最好选用钢塑复合窗和塑料窗,这样可以避免金属窗产生的冷桥,也可以采用双玻璃和三玻璃。中空玻璃、镀膜玻璃、低辐射的玻璃都可以有效提高门窗的封闭性。

1.4优化太阳能与建筑物一体化

随着城市经济建设的加快和人们生活水平的提高,城市花园住宅成了居民共同的追求,为了应对严重的能源危机和环境污染,需要大力开发和利用清洁能源,而太阳能就是最好的清洁能源,促进太阳能产品在城市花园住宅区的应用不仅可以实现住宅建筑节能设计的目标,也可以促进未来住宅全部太阳能化。随着太阳能在现代建筑中应用越来越广泛,消费者不仅要求太阳能的节能性,还要求建筑物的美观。太阳能与建筑一体化就是将太阳能设施和建筑物结合起来,利用太阳能集热器,突破传统的屋顶覆盖层的屋顶保温层,不仅可以达到屋顶建筑的简单美观,还可以减低建筑施工的成本。

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1.1墙体节能

墙体是建筑护结构的主体,其所采用材料和砌筑型式直接影响着建筑物的耗热量.由于单一材料的墙体往往难以同时满足较高的保温隔热功能,尤其是寒冷和严寒地区,因而可以在单一材料墙体的基础上增设一层有保温功能的材料组成复合墙体,通常墙体保温材料有聚苯乙烯硬质泡沫塑料、玻化微珠、聚苯乙烯保温颗粒等等.另外,可以通过墙面的垂直绿化以及色彩的不同,降低墙面太阳辐射和较高的吸收太阳辐射,而且还美化环境.

1.2门窗节能

由于高校建筑的使用学生数众多,为满足自然的日照、采光、通风等要求的前提下,设计的门窗洞口尺寸均较大,以致于门窗是能耗散失的最薄弱的部位.户门和阳台门应结合防火以及防盗的要求,在门的空腹内填放15~18mm厚玻璃棉板或岩棉板.窗户节能技术主要从减少渗透、传热和太阳辐射三个方面采取措施.如使用新型的、密封性良好的塑性窗框加上双层中空玻璃;门窗框与墙间的缝隙可用弹性密闭型材料和边框设灰口等密封;窗扇与窗扇之间可用密封条、压条以及高低缝等形式.

1.3屋面节能

屋面节能主要通过改善屋面的热工性能阻止热量的传递,主要节能技术有:选用密度较小、热导率较低、吸水率较小的保温材料做屋面保温层,如采用膨胀珍珠岩保温芯板代替常规的水泥珍珠岩或沥青珍珠岩;采用架空、蓄水、种植或铺贴绝热反射膜等方式做屋面的隔热层;在屋面构造形式上采用目前发达国家流行的倒置保温做法,即将保温层置于屋面防水层之上,改变传统的把无机多孔材料(如膨胀珍珠岩、炉焦渣)置于防水层与结构层之间的不利做法.

1.4楼地面节能

高校建筑主要是公共建筑,使用人数众多,显然做成木地板或类木地板是不合适的.因此,可以将楼地面保温节能做成层间楼板(底面不接触室外冷空气)和底面接触室外空气的架空或悬挑,保温层可直接设置在楼板底面;采用不采暖的地下室顶板作为首层的保温隔热,加强房间与房间的保温隔热.另外,用于楼地面节能工程的保温隔热材料,其厚度、密度、压缩强度、导热系数和阻燃性必须符合设计要求和有关标准的规定.各种保温板或保温层的厚度不得有负偏差.

1.5利用太阳能

我国太阳能资源丰富,陆地每年接受的太阳辐射能相当于2.4×1012t,大约2/3国土面积的总辐射量超过0.6MJ/m2.太阳能是可再生能源,不仅资源丰富,免费使用,而且对环境无任何污染,有着矿物能源不可比拟的优越性.高校作为引领社会发展、社会进步的重要力量,在建设节约型社会中起着不容忽视的作用,应加大对太阳能源充分利用技术的相关研究,在高校这个耗能大户里优先、全面的使用太阳能技术并积极推广,以降低整个社会对不可再生能源的需求.太阳能在建筑上的利用技术主要有被动式太阳能取暖、太阳能集热供热水、太阳能发电、主动式太阳能取暖和空调等.这里面值得一提的是太阳能空调,由于在我国的建筑终端能耗中,空调能耗占据着相当大的比例.利用太阳能制冷主要有两种途径:一是利用光电转换器实现以电制冷;二是利用太阳能集热器实现光热转换,以热制冷.具体实现太阳能制冷的系统主要有:太阳能吸附式制冷系统、太阳能吸收式制冷系统、太阳能蒸汽喷射式制冷系统、太阳能除湿式制冷系统以及太阳能蒸汽压缩式制冷系统.安徽省政府、教育厅决定在全省106所高校的教学科研场所、学生宿舍和食堂安装空调,实施“空调进高校”工程,这对于高校利用太阳能空调技术来建筑节能,无疑是一个重要的发展平台和良好的基础条件.

2新建建筑节能检测技术

2.1节能检测技术发展现状

结合我国现时国情并达到降低建筑能耗的目的,国家于2007年颁布并实施了《建筑节能工程施工质量验收规范》(GB50411-2007),这是我国第一本关于建筑节能方面的规范和标准,全面规定了在建筑节能工程方面需要验收的项目以及建筑设计、施工中部分强制性执行的标准检测项目,为建筑节能施工提供了基础和必要的施工要求和验收标准.以后我国又陆续颁布并实施了《公共建筑节能检测标准》(JGJ/T177-2009)、《民用建筑节能设计标准》(JGJ26-95)和《居住建筑节能检测标准》(JGJ/T132-2009)等建筑工程行业标准,为新建建筑的各类节能现场检测方法标准提供了技术支持和较为科学的测试依据.目前新建建筑节能检测技术主要在建筑围护结构方面有所研究,国内外相关专家、学者也做过一些探讨和研究[3].如山东建筑大学潘雷等人对建筑围护结构的现场检测技术进行了研究,并采用数值模拟的方法计算出适用于不同保温形式围护结构的修正系数.北京中建建筑科学技术研究院费慧慧等人对新建建筑节能现场检测技术的影响因素进行了分析研究,提出了影响现场检测技术的主要因素及解决方法.山东省建设发展研究院的朱传晟总工对建筑节能现场检测技术的基本原理进行了研究,如热流计法、热箱法和红外线摄像仪法,重点对热流计法的检测技术进行了深入探讨.扬州大学杨鼎宜教授等用冷热箱法测定了稳定传热状态下混凝土空心砌块砌体的保温隔热性能等.国外对于建筑物围护结构热工性能的现场检测技术研究及报道也处于起步阶段,而且大多在实验室里完成对建筑材料的热工性能检测,相关的检测性能参数也是在稳定的状态下完成的,如日本对建筑围护结构的对流换热系数进行了测试,提出了建筑物围护结构对流换热系数和风速的关系式.

2.2新建建筑节能检测技术

2.2.1热箱法

热箱法检测技术是需要人工制造一个传热的模拟环境.具体做法可以参考如下:分别在试验试件两侧各布置一个所需温度、风速和辐射条件的热箱和一个冷箱,待试验环境条件达到稳定后,采用相应的仪器设备,分别量测冷、热箱体内壁的温度、模拟环境的空气温度、试件的表面温度以及计量箱中的输入功率,再根据物理计算相关原理和公式,计算出被测试试件的传热的性能指标,如热阻、表面换热系数等相关指标.热箱法检测测试技术适用于室外相对湿度不高于60%,室外空气平均温度不高于25℃的自然环境,且试验所用热箱的内部温度不低于室外自然最高温度8℃的情况[4].在建筑构造方面,热箱法检测技术对于门窗、楼板、外墙的传热性能指标的室内实验室检测非常有利,测试的结果一般较精确.由于需要模拟试验环境和条件的限制,此种方法不适宜用于现场施工的检测,但自然气温对实验室试验的结果影响微乎甚微,可以用实验数据作为现场施工的参考.

2.2.2热流计法

建筑耗热测定中最为常用的仪表就是热流计,也是传统的建筑能耗量测仪表,主要适用于对各种材料组成的围护结构的热工性能进行分析.使用时将其传感器埋设在绝热结构内或贴敷在绝热结构的外表面,可直接测量得到热(冷)损失值.检测时间宜选择一年中最为寒冷的月份,要求室内外自然气温差必须大于20℃的条件下才能测试,而且要求室外气温的变化起伏不是很大,测试的条件应放在至少稳定7d的人为制造室内外温差或连续采暖条件下的房间里进行,以此来保证测试数据结果的准确性和客观性.根据大量的试验数据结果显示,室内外空气温差愈大,热流计读数的误差相对愈小,计算所得之结果亦较为精确,因此此法受季节影响较大,一般需要在冬季才采用此法.

2.2.3红外热摄像仪法

红外热像技术是目前新研发的一种建筑节能检测手段,也是基于红外线技术理论以及先进的红外图像处理技术、光电子技术和红外线探测器技术的一种非接触性的、综合性的测量技术高科技产品.红外热像技术的原理是利用摄像仪对新建建筑物的围护结构的热工缺陷进行检测,分析检测得到的各种热像图来显示各种建筑构造有无热工缺陷,并对分析检测结果做比较参考,以此作为验收、修复、增强建筑节能施工措施的理论数据依据.红外热像技术既不破坏被测物体或试件的温度场,又能测量细微目标和运动中的目标[5].此法具有可利用计算机存储测量数据和处理分析,方便长期保存和几何运算;采用不同的颜色来区分并显示被测物体温度的热图像;对于温度的分辨率较高,精度可达到0.01℃;现场节能检测的红外热像仪器具有携带方便、操作简单、还可以形象、直观地显示物体表面的温度场,为简化检测程序和优化检测数据等都有很大益处.此法具有较多优点且不受季节的限制,还可以远距离测定建筑构造的热工缺陷,这必将会极大地完善和提高新建建筑节能现场检测技术,所以具有广阔的应用和开发前景.

3存在的问

题(1)检测技术和设备的不完善性.新建建筑的几种检测方法本身的不完善性给检测数据结果的真实性和客观性产生影响,因此如何针对地区气候特点和建筑能耗特征研究制定出检测精度高、快速准确的节能检测系统是一个迫切现实问题[6].(2)现场与实验室的对比检测结果差异较大.由于现场检测条件受自然气候条件、新建建筑构造自身状态、安装设备系统运行条件等众多因素的影响和制约,一般地,造成检测结果与标准理想状态偏离较大,测试结果不具有实际的指导意义.但在标准的实验室条件下,易将被检测试件的周边模拟或制造成近似热绝缘状态,对于检测试件的热工传导系数的测试结果较为准确.由此造成虽然采用的是相同的原理和方法进行检测,但是得到的检测结果却大相径庭,对成果的取用造成混乱.(3)检测方法有待统一.随着科技的不断进步和发展,建筑节能检测方法由传统的、粗略的检测技术向新型的、精确的测试方法迈进,还有一些衍生发展出来的检测技术和方法,形成了很多对有关热工传导系数的检测技术和方法标准.该如何统一规范测试条件和检测方法,建立一个比较同种项目的检测技术使用和结果的平台,建设行政主管部门以及相关高校还须对检测技术进行大力研究和发展,并根据实际情况制定节能检测的标准和规范,以保证行业的发展需要.(4)专业型建筑节能检测人才队伍匮乏.目前高校开办建筑节能检测的本科专业较少,一般都是研究生以上才有相关的研究方向,这就造成社会上的建筑节能检测行业的从业人员学历水平不高,对于专业型的人才更是缺乏.以致目前大多建筑节能检测人员由原实验室的土木工程材料实验人员转型而来,专业知识水平不高,对新型检测技术和方法知之甚少.因此,为加快建筑节能技术的应用和发展、降低新建建筑能耗量,建筑节能检测专业人才的培养将是我国未来“十三五”规划中必不可少的建设内容,也是高校培养人才类型的一个重要方面.

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2建筑结构设计中剪力墙结构受力分析

剪力墙结构设计有着自己的设计规则及原理。由于剪力墙通常情况下高度、宽度要比厚度大很多,因此其何特征像板,但与板有很大的差别,板是按受弯构件计算,剪力墙是按压弯构件计算。因此在进行其结构设计分析时就需要考虑到其具体的设计差别。此外还包括剪力墙的肢长、墙厚度范围有着自身的特性,因此当墙肢截面高度与厚度之比hw/tw≤4时,应按框架柱结构设计;当hw/tw>8时为一般剪力墙;当4≤hw/tw≤8时短肢剪力墙,这也是剪力墙结构设计的基本原则之一。剪力墙结构是由一系列纵向、横向剪力墙与梁、板所组成的空间结构。其主要承受两类荷载:一类是竖向荷载,竖向荷载主要是梁板传来的恒载、活载、剪力墙身自重及竖向地震作用;另一类是水平荷载,主要为水平风荷载和水平地震作用。剪力墙的内力、变形分析包括承载能力极限状态与正常使用极限状态下分析。在承载能力极限状态下,剪力墙在各种工况下不致破坏,能够安全地承受重力荷载作用。在正常使用极限状态下,结构变形满足规范要求,结构耐久性也满足设计要求。剪力墙的变形主要是弯曲变形,框架结构的变形主要是剪切变形。为了使剪力墙实现弯曲破坏的延性破坏模式,《高层建筑混凝土结构技术规程》简称高规,规定墙长不宜大于8m。实际上影响剪力墙破坏模式的两个主要因素是剪跨比和轴压比,只要剪跨比>2,且轴压比不超过规范规定限值,能够实现延性的破坏模式。当剪力墙墙长大于8m时,尽量在墙中部开洞形成双墙肢,通过弱连梁连接。这样剪跨比一般也会大于2,即能满足延性破坏的需求。在地震作用下通过连梁来耗能,连梁端部首先进入塑性变形,形成塑性铰,这样连梁起到第一道抗震防线的作用。

3连梁设计

高层住宅剪力墙结构中,由于开间不大或墙长较长时开洞后形成连梁,若两墙肢之间出现跨高比较小的连梁时,在计算过程中,容易产生连梁抗剪超限的情况,通常有以下几种解决方案:①增大截面,可以提高连梁自身的抗剪能力,但随着连梁刚度增加相应内力也增加,其对抗剪能力的提高是有限的。在梁宽一定的情况下,通过加高连梁梁高的方法;在梁高一定的情况下,也可以通过加宽梁宽,加宽截面却对连梁刚度的贡献较小,仅为线性关系,使得抗剪力的提高值仅大于分担剪力的增加值。②调整设计内力,在增大连梁截面对提高抗剪能力没有效果的情况下,可以通过人为的内力调整,对连梁刚度进行折减,控制剪力分配比,解决连梁抗剪问题。最简单的调控方法是在计算参数选取时,调整连梁刚度折减系数,仅对内力配筋计算时才能采用。在整体计算及非地震荷载作用下,连梁刚度不予折减,这时连梁应具备足够的抗弯和抗剪承载能力,以满足正常使用的要求。对于跨高比大于5的连梁,应按框架梁设计,且必须满足框架梁各项要求。③也可设水平缝形成双连梁、多连梁或采取其他加强受剪承载力的构造措施,譬如设置交叉暗撑等措施来提高连梁抗剪承载力。

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1玻璃立面

玻璃立面起着围护、支撑及通风采光的作用,也是表达建筑效果重要的元素之一。一个设计合理的建筑立面的功能不仅仅起到承上启下、衔接建筑的屋顶和底面的作用,还要能融合于周围的环境,具有导向及装饰功能。玻璃材料在建筑立面中最主要的展现方式就是门和窗,在提供充足的自然光线的同时,也为建筑的立面增添了更多的质感和色泽。轻盈透明的玻璃立面可以起到分隔、承接、引导以及维系建筑空间的作用。色彩多样、质感丰富的玻璃材料使得建筑的界面虚实变幻,透明的玻璃隔墙使建筑的室内空间分而不隔,是一种开放性的建筑界面。玻璃幕墙是以一种纯粹的透明玻璃立面形式出现的建筑结构体系,它使建筑的外墙面效果有了本质的改变。玻璃界面成为建筑立面的主体,不仅可以用于围护、采光、通风以及装饰,还可以将建筑立面分解成为不同的光影效果图形,消除了传统实体材料给以建筑立面的厚重感和封闭感,使整个建筑呈现出一种轻盈明亮和丰富饱满的效果。新加坡南洋理工大学的艺术设计及媒体学院的教学楼宽阔的屋顶铺满了绿油油的牧草,建筑的立面则采用了大型的透明玻璃幕墙,一方面可以降低太阳的照射,另一方面可以使太阳光和周围的自然景观透入室内。透明玻璃立面充分利用了自然光,减少了人工照明所需要的能源消耗,并且大量的屋顶植被净化和冷却了建筑周边的空气。绿色的屋顶与清透的玻璃立面以特别的形态组合在一起,将周围的景致与建筑柔和成整体而融入自然中。

2玻璃底面

现在越来越多的设计师采用了透明的玻璃材料做为建筑的底界面,带来一种焕然一新的视觉感受。玻璃底面轻透而虚幻,弱化了建筑底界面本应有具有的厚重感和安全感,这种强烈的视觉反差带给观赏者一种特别的体验。玻璃底面在增加了建筑本身精致、高贵以及轻盈的效果外,还带给了室内空间更多的表现元素,并随着日光和灯光的不断变化而迷离梦幻,产生了丰富的室内空间效果。另外,玻璃楼梯、玻璃桥等在一些建筑构件中也会使用到透明的玻璃底面,给游览者带来另一种视觉冲击及心理刺激。一方面,在透明的玻璃楼梯或是玻璃桥上面行走必须克服心理的恐惧感;另一方面,由于外界光线的作用使得在透明的玻璃楼梯或是玻璃桥上不会出现行走者自己的影子。这种超越正常视觉感受的美学效果赋予了透明的玻璃材料做为建筑底层界面的另一种特别的艺术表现力。坐落在美国亚利桑那州大峡谷上的U形透明玻璃观景天桥,从大峡谷南端的飞鹰峰凌空伸出,悬空于高达1220m的大峡谷底之上。整座玻璃天桥重量近500吨,长约21m,宽约3m,桥墩牢固地伸至旁边的岩壁内。整个桥的底面及两侧均采用了透明的特种玻璃材料,其强度超过普通玻璃材料十几倍,游客走在晶莹剔透的玻璃桥上,凌空观赏大峡谷的风景,如同“天行者”般在大峡谷上空飞翔,视觉及精神层面得到了极高的体验和享受。

作者:雍鹏 单位:陕西理工学院土木工程与建筑系

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一、我国建筑节能现状

目前,建筑耗能已与工业耗能、交通耗能并列,成为我国能源消耗的三大“耗能大户”。尤其是建筑耗能伴随着建筑总量的不断攀升和居住舒适度的提升,呈急剧上扬趋势。我国建筑不仅耗能高,而且能源利用效率很低,单位建筑能耗比同等气候条件下国家高出2倍~3倍。仅以建筑供暖为例,北京市在执行建筑节能设计前一个采暖期的平均能耗为32瓦/平方米,执行节能标准后,一个采暖期平均为21瓦/平方米,而相同气候条件的芬兰一个采暖期的平均能耗仅为11瓦/平方米,因建筑能耗高,仅北方采暖地区每年就多耗煤1800万吨,直接经济损失达70亿元,我国现阶段城市房屋建筑中普遍存在围护结构保温隔热性和气密性差,供热空调系统效率低下等问题,以占我国城市建筑总面积约60%的住宅建筑为例,采暖地区城镇住宅面积约有40亿平方米,2000年采暖季平均能耗约为25kg煤/平方米,如果在现有基础上实现50%的节能,则每年大约可节省0.5亿吨煤。2006年底,全国政协调研组就建筑节能问题提交的调研数据显示:按目前的趋势发展,到2020年我国建筑能耗将达到10.9亿吨标准煤。建筑节能要求十分紧迫。

二、建筑节能存在问题

1.我国建筑能耗高,制约经济发展。建筑能耗约占社会总能耗的三分之一,我国建筑能耗的总量逐年上升,在全社会总能耗中所占的比例已从上世纪70年代末的10%,上升到近年的30%,而这“30%”还仅仅是建筑物在建造和使用过程中消耗的能源比例,如果再加上建材生产过程中耗掉的能源(占全社会总能耗的16.7%),和建筑相关的能耗将占到社会总能耗的46.7%。而国际上发达国家的建筑能耗一般占全国总能耗的35%左右,以此推断,随着城市化进程的加快和人民生活质量的改善,我国建筑耗能比重最终还将上升到35%左右,建筑耗能已成为我国经济发展的软肋。

2.高耗能建筑比例大,加剧能源危机。现在我国每年新建房屋20亿平方米中,99%以上是高能耗建筑;而既有的约430亿平方米建筑中,只有4%采取了能源效率措施,单位建筑面积采暖能耗为发达国家新建建筑的3倍以上。根据测算,如果不采取有力措施,到2020年中国建筑能耗将是现在3倍以上,潜伏巨大能源危机。

3.我国建筑节能状况落后,亟待改善,上世纪70年达国家开始致力于研究和推行建筑节能技术,而我国却忽视了这一环节,例如,我国建筑外墙的传热系数是发达国家建筑外墙传热系数的3倍~5倍,外窗传热系数是2倍~3倍,屋面传热系数是3倍~6倍,因此在这一环节上,我国与发达国家存在较大差别。

三、我国建筑节能发展缓慢的原因分析

多年来,我国开展了相当规模的建筑节能工作,主要采取先易后难,先城市后农村,先新建后改进,先住宅后公建,从北向南逐步推进的策略,但是到目前为止,建筑节能仍然在试点,示范层面上,原因如下:

1.建筑节能开发建设成本高,初期投资比较大,国家没有鼓励政策。开发商在建筑节能投入上积极性不高。

2.设计人员对节能建筑设计和施工技术尚未系统化、标准化、相关规范不健全,建筑从业人员的节能意识淡薄。

3.政府部门对建筑节能工作的重要性和紧迫性认识不足,组织管理不力,法规配套不全。

4.建筑节能材料,工艺技术发展缓慢。

5.国家对建筑节能的规范还没有列入强制执行的范畴。

6.建筑节能的政策支持不够。

四、建筑节能的方法

1.墙体保温。墙体保温分为外保温和内保温,保温材料可以用聚苯板或胶粉聚苯颗粒。目前较成熟的外墙外保温技术主要有外挂式外保温、聚苯板与墙体一次浇注成型、聚苯颗粒保温料浆外墙外保温等。节能保温墙体技术中还有将墙体做成夹层,把珍珠岩、木屑、矿棉、玻璃棉、聚苯乙烯泡沫塑料、聚氨酯泡沫塑料(也可现场发泡)等填入夹层中,形成保温层。

2.外墙门窗保温。一般情况下,建筑物的热交换,70%通过门窗,30%通过墙体和屋面。现在居室使用的门窗有单层和双层,双层保温隔音效果好于单层门窗材料。有木门窗、钢门窗、铝合金门窗,塑钢门窗,木门窗很少用在外墙上,塑钢木门窗热传导效果明显好于铝合金和钢门窗。玻璃安装有单层和双层玻璃,有一般3mm或5mm普通玻璃、蓝宝石玻璃、雷射玻璃、中空镀膜玻璃等,在隔声、隔热、节能、减少室内温差,提高采光性方面,中空镀膜玻璃效果最佳。中空玻璃在国外建筑物中已得到普遍应用。

3.地板、屋顶保温。选择地板、屋顶保温材料的同时,增加地板、屋顶保温层厚度可以提高保温隔音效果。

4.改变建筑设计布局,提高建筑节能效果。设计应从建筑选址、分区、建筑和道路布局走向,建筑方位朝向、建筑体型、建筑间距、冬季季风主导方向、太阳辐射、建筑外部空间环境构成等方面进行研究。如设计住宅小区时,在总建筑面积不变的情况下,低密度、高容积率对节能有利,要选择在采光、通风条件比较好的地段进行建设,建筑物还应有良好的朝向。设计时还应注意窗墙面积比、遮阳效果、及房间的朝向。设计达到布局合理,有利于提高建筑节能效果。

5.太阳能源与建筑有机结合。现在的建筑设计中建筑师大都考虑的是建筑的造型、美观、适用及与周围的环境协调,面对建筑的耗能与节能却考虑较少。而在现代住宅建筑中要求设计人员的设计要体现“四性”:即可负担性(尽量降低造价,让老百姓买得起);可居住性(居住安全、舒适、健康);可适应性(可满足日常生活及将来的变化);可持续性(实现资源消耗最低,再生资源最多)。而太阳能源是最好的可持续利用的再生能源,从长远来看,比燃气、电器具有更安全、清洁、价格便宜的优势。太阳能源取之不尽,在设计中增设太阳能设施,建筑成本增加少,但节能效果很好。

但是,目前太阳能源在建筑中的利用率还很少,即使常年日照多的地区大多也只是在屋顶上安装一些太阳能热水器来满足家庭热水的需要,而利用太阳能源来照明、取暖,制冷就更少。所以太阳能应用技术应该作为一项专业技术进入到工程设计的范畴,这样就可以从一开始的设计规划中占有一席之地,从而进入并跟踪整个设计全过程,在与相关专业的配合过程中,完成自己的专业设计,使太阳能就像其他建筑部件、构件一样,最终也会成为建筑的一个部件,真正体现出建筑与太阳能工程的一体化,使建筑与太阳能的有机结合及能源的节约从建筑的最初设计开始做起。

太阳能建筑一体化技术已成为一项新兴而热门的技术,它是实现建筑与能源可持续发展的必然产物,是太阳能应用领域扩展的需要。把太阳能同建筑结合起来,把几千年来房屋只是人类居住、遮风挡雨、避寒暑的简单场所发展成具有独立能源、自我循环式的新型建筑,这也是人类进步和社会、科学技术发展的必然。6.建筑采暖实行分户计量收费。实施建筑采暖计量收费是由过去的按面积收费转向按用热量收费的制度改革,是节约能源,提高住户用热的舒适度,改善大气质量和生态环境的重要途径。20世纪70年代,西欧和北欧等国家为了应对世界范围的能源危机,在建筑采暖用能方面采取了提高建筑的保温性能以降低能耗,推行按热计量收费的制度以节约能源的措施。90年代原苏联解体后,东欧国家随着政治经济体制的变化,在引进西欧、北欧先进供热技术的同时,也开始进行收费制度的改革,由原来的包费制改为按计量收费。这些国家的经验都说明,采用按热量计量收费后,可节约能源20%~30%。我国自20世纪80年代末90年代初,特别是最近几年,一些供热企业就已开始旨在改进供热二次系统,实现按热计量收费的研究和试验,以节约能源,减轻大气污染,促进供热行业面向市场经济。遵循市场经济规律,把热作为商品,由用户自行调节控制和使用,并按实际使用热量合理收费,才能充分调动供热和用热双方的积极性,并对节约能源起到促进作用,因此,实行分户供暖,按实际热计量进行收费已经势在必行。

7.推广使用节能灯,推行“绿色照明”工程也是建筑节能的重要内容。家用小功率的高效节能灯具,其发光效率比普通白炽灯高4倍以上,使用寿命长5倍至10倍,节电效率达70%~80%。

五、我国建筑节能发展对策

1.各级政府要提高认识,转变职能,把建筑节能列入国家和各省市,决策层的重要议程。建筑节能必须首先由政府主导,由国家通过法律强制实施,这一点已经被发达国家的实践所证明。据建设部科技司副司长武涌透露,建设部目前正在完善建筑节能体制、机制、法制的建设,并将出台经济激励政策。

2.各省市组建建筑节能、设计研究领导机构。各地建设局,有关单位组建市建筑节能领导小组,负责推广建筑节能的方法,组织协调和监督管理。

3.各省市制定经济扶持政策,加大对建筑节能资金投入,建立完善建筑节能的经济激励政策,鼓励建设节能工程。以实现在2020年新建建筑节能65%的目标,不执行节能标准的建筑设计、施工单位将受到不同程度的处罚。

首先,政府应提供必要的启动经费支持建筑节能项目的推广;对高能耗的建筑制定相应的处罚措施,包括新建筑不准开工,已有建筑分段能耗收费(高出行业标准一定范围后的能耗采用高收费)等;对节能建筑采取奖励措施,包括可再生能源使用中的优惠政策,转移高峰用电的优惠政策,节能建筑星级标准(对能耗少的节能建筑发放星级标识)等。设立建筑节能监察办公室,对新建建筑和已有建筑进行能耗评估,对于高能耗建筑不予审批或限期整改。由于大量建筑在规划和设计阶段就注定是高能耗建筑,因此在建筑的规划审批时应加强建筑节能内容。同时应在建筑设计、实施和运行的各个阶段定期监测建筑的能耗情况,逐步缩小高能耗建筑的存在空间。

其次是建立住宅建筑能耗标准星级制度,积极推动供热收费体制改革试点,用市场方式催生更多的节能住宅建筑。根据对住宅建筑能耗的评估结果,用能耗星级标准将建筑节能的效果直观地告诉住宅消费者,引导大众消费节能的住宅建筑,从而推动节能住宅建筑的市场化运作。建立不同类型商业建筑能耗标准星级制度,积极推广各种节能技术,降低商业建筑的能耗。

4.各地区积极推广和使用新型建筑节能材料,大力宣传建筑节能的主要意义,广泛宣传“设计标准”。

5.新建和改建建筑节能工程,各级政府应通过公开招标方式选择有实力、有经验的企业作为重点节能工程承包商,搞好节能建筑合同管理,保证节能建筑按合同完成,同时保证节能改造承包商应得利益。

参考文献:

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规划主管部门应在规划许可审批阶段,承担起指导、审查和监管职能。规划审查时,需要针对建筑设计方案是否满足民用建筑节能强制性标准征求同级建设主管部门的意见;对于那些不满足强制性标准的,要加强指导,督促改进;对予不满足强制性标准的,不应颁发建设工程规划许可证。

施工图审查机构应在设计阶段,重点审查施工图设计文件是否严格执行民用建筑节能强制性标准的规定,对于不符规定的,不应忽视,应指导督促建设单位改正;建设主管部门要把好发证关,对施工图设计文件经审查不满足强制性标准的,不得颁发施工许可证。

在建阶段,建设单位不得要求设计单位、施工单位违反节能强制性标准进行设计、施工。当然,设计人员要保持职业操守,严格执行强制性标准,不应为了降低成本而曲意理解规范要求,抱着侥幸的心理进行设计。施工单位不应迎合建设单位的违规行为,对国家和社会造成实质性的损害。对于违规操作的建设单位、设计单位、施工单位、工程监理单位及其注册执业人员必须严厉处罚。

竣工验收时,建设主管部门应当重点查验建筑物是否满足节能强制性标准;对不满足强制性标准的,不得出具竣工验收合格报告。

2加强节能技术和节能产品的开发应用和推广

建筑节能涉及到建筑物的方方面面,建筑围护结构的保温隔热性能、设备的能效、新能源的利用、用水用地等等。

①建筑节能最有效的手段是提高建筑围护结构的保温隔热性能。

建筑围护结构保温隔热性能的优劣是影响建筑能耗最直接的因素,所以,建筑节能的最有效手段就是提高建筑围护结构的热工性能。

外墙、屋顶和外窗是建筑围护结构最主要的三个部分。在楼盘销售时,销售人员往往重点推荐外墙保温系统,而且将大飘窗、大幅落地窗、大阳台作为房屋的卖点,其实外窗是整个建筑围护结构中影响节能的最重要因素,外墙保温系统起到的作用还次于外窗。我们在对常州一些使用玻璃幕墙的大楼用电情况进行调研时发现,这些大楼的用电量明显要大,而且很多大楼考虑对外墙进行改造以降低用电量。外窗散热量占建筑护结构总散热量的50%以上,它是建筑围护结构热工性能最薄弱的环节。因此,控制窗墙比并且提高窗户的保温隔热性能,是提高建筑护结构节能指标的有效途径。一方面,设计人员和建设单位不应单纯追求立面效果,过多的使用玻璃材料,应在保证采光通风前提下,控制窗墙比,减少外窗传递的热量;另一方面,应使用新型玻璃材料和推广应用新型节能门窗,比如双层中空玻璃和新型太阳能遮阳系统的应用。比如常州朗诗国际街区采用了合金遮阳外窗,直接反射日照,大大降低日光热辐射。

外墙应采用低热转移值的外墙材料,采用新型节能墙体材料,如加气混凝土砌块、新型建筑模网、外墙保温材料等。江苏省是全国较早实行强制性外墙保温的省份,根据笔者对常州采用的外墙保温体系的研究,在炎热天气,采用外墙保温的居室,空调用电量比无保温措施的居室大约节约20-25%。

屋顶应当采用传热系数、热惰性指标符合标准的、高效的保温隔热屋面,层数不高的建筑物,应尽可能安装屋顶太阳能热水系统。比如蚌埠怡康新都花苑,其多层和小高层均预装太阳能,17层的住宅八层以上预装太阳能热水器,降低了屋顶直接受热,同时合理利用新能源。

②建筑节能最直接的办法是采用节能设备。比如无机房的电梯比有机房的电梯要省电,公共照明使用节能灯更省电,能效比高的空调或采暖设备更省电,地源热泵利用地下水调控室温起到节能的效果等等,我们不应单纯考虑节省建设成本而使用能耗大的产品,应综合权衡经济效益和节能两者厉害关系,尽量采用那些节能设备。

比如南京和常州的朗诗国际街区采用的“地源热泵”,通过利用地下水作为热源,较深的地下水常年恒温,冬季时地下水远高于室外温度,夏季时低于室外温度。根据国外经验,地源热泵运行费用较低,增加的初投资可在3~7年内收回,在整个服务周期内地源热泵系统的平均费用将低于传统的空调系统。

③强化太阳能等新能源新技术的应用是节能趋势。太阳能热水系统,既节能环保,又方便安全。太阳能是取之不尽、用之不竭的清洁能源,我国已把开发太阳能利用作为实现可持续发展战略的有效措施之一。地方政府也越来越重视太阳能的应用推广,比如江苏省明确规定“从2008年1月1日起省内城镇区域新建的12层以下住宅及新建、改扩建的酒店、商住楼等公共建筑,都必须统一安装太阳能热水系统。”

比如日本冲绳县系满市的新市政厅大楼采用的太阳能光电板技术。这幢6层大楼的建筑面积大约6000平方米,大楼的南立面和屋顶大面积安装了太阳能光电板,光电板与其他结构相配合,组成了水平和竖直两个方向的遮阳体系。这套太阳能发电系统为大楼提供了大约12%的用电,而且光电板还能起到遮阳效果,使得大楼空调负荷降低大约25%。两个采光中庭设计在大楼中心,既保证了大楼的自然采光,也强化了自然通风的效果。根据使用评估核算,这些节能措施为大楼一次能源降低能耗约19%。

④建立节水系统是必要的补充。在住宅建设规划时,要合理的将生活废水与厕所冲水的管线分开布线,对生活废水实行回收并处理,再循环进入冲厕所的管线,或用其进行园区绿化的灌溉,形成一个节约用水的小环境。

摘要:本文主要阐述了民用建筑节能的两个原则,一是从源头遏制能源的过度消耗,对新建建筑节能全过程做好监管;二是加强节能技术和节能产品的开发应用和推广。

关键词:建筑节能;监管;节能技术

参考文献:

[1]吕晋梁.建筑节能浅论[J].太原科技.2006,(7).