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Abstract: building energy efficiency evaluation logo, mainly refers to the building energy efficiency evaluation units through technology professional, to each building energy assessment and detection efficiency, thus the thermal performance of building energy consumption for publicity to identify the information in a manner. To reduce civil construction energy, improve energy management of civil construction and energy efficiency play an important role. This article unifies our country civil building performance assessment identifies the instance, the civil building energy efficiency evaluation identification framework and identifies the instance are studied and described briefly.
Keywords: civil building energy efficiency evaluation; evaluation; identification; framework; examples
中图分类号: TU201.5文献标识码:A 文章编号:
民用建筑能效测评标识主要分为:建筑能效实测标识以及建筑能效理论值标识两个部分,目前我国大力开展的主要是理论标识。随着物质生活水平不断提高,为了有效降低民用建筑能源消耗,提高民用建筑节能管理成效,我国城乡和住房建设部门制定了一系列法律法规,对公共建筑、居住新建以及节能改造实施后建筑物节能效果进行对应的量化评价,从而为大力开展省地节能型公共建筑、居住环境,建设环境友好型、资源节约型社会,解决社会经济发展和能源短缺矛盾具有重要作用。
一、民用建筑能效测评标识实例框架
(一)测评标识对象和框架
在建筑工程中,民用建筑能效测评标识的总体方案可以归结为:定量和定性相结合、标识和测评相结合、实例和理论值相结合。测评对象主要为房地产单位开发和建设单位,其中,建筑单位根据扩建、改建国家办公建筑以及单位面积在两万平方米以上的大型公共建筑,在实施综合改造申请财政支持的大型建筑以及公共建筑中,申请省级以及国家级节能示范工程建筑,或者申请有绿色建筑评价标识的建筑物。民用建筑能效标识和测评以单栋建筑物为主要对象,在这个过程中,包括冷热源设备以及建筑管网。
在测评机构中,主要分为省级以及国家级民用建筑能效测评机构,根据承接业务范围,主要包括:维护机构、空调采暖、能效综合见证取样检测以及再生能源系统评标。国家级测评机构主要由城乡建设以及住房组织相关专家组成,根据申报单位提供的资料,对自治区、省、直辖市以及建设部门推荐的机构进行评审认定;省级测评机构主要由自治区、省以及直辖市建设部门专家进行评审认定。在这个过程中建筑所有权人必须向测评机构提供相应的申请资料,由对应的机构进行文件审查、软件评估、工程检查以及性能测试,完成后再向所有权人提供对应的测评报告。
在标识管理中,所有权人必须根据测评报告,向相关部门提供申请标识,作为建筑能效实测值以及建筑能效理论值,支管部门根据相关管理办法,在资料审核没有异议后,根据规格进行标识性活动,建筑实测值标识一般为五年。
(二)测评标识等级划分
在民用建筑能效测评标识中,能效标识一般分为5个不同的等级,当基础达到50%到65%的节能,并且满足建筑节能要求时,为一星;节能达到65%到75%基础项时,标识为二星;基础项为75%到85%时,并且满足要求时,为三星;当基础项在85%以上时,并且满足规定,为四星;当分数超过60分时,再加一星。在建筑能效实测标识阶段,在不转变理论标识等级时,必须将实测能效值、能耗值写入标识证书,同时规定项必须满足相关要求,反之则必须取消标识结果,根据相关结果对标识等级进行科学调整。在这个过程中,一旦标识结果被迫取消,必须重新申请民用建筑能效标识以及测评方法。
根据现行国家级建筑节能设计方法、标准,获得建筑物空调能采暖调耗能量。规定项则是基础项除外后,根据现行国家建筑节能设计要求,保障采暖空调系统以及维护结构始终满足建设要求。当建筑物围护结构以及主要用能设备必须进行置换更换时,或者建筑物效能测评标识结束后,相关建筑所有权人必须根据实际情况,提出新的标识;当使用者或者所有权人对建筑效能测评标识结果有异议时,通过相关主管部门申述,在主管受理后,再根据实际情况,采取对应措施。
二、民用建筑能效测评标识实例
某钟楼区,拥有十三栋住宅,有18层和11层两种不同高度的短板小高层,B3-2项目主要由11、10、9、8、6号楼以及商业一号楼、地库工程组成,总面积达到六万一千多平方米,18层作为最高层,根据相关民用建筑技术导则具体要求:民用建筑能效测评必须以单栋建筑为对象,使用11层为民用建筑能效评标,建筑面积达到一万四千多平方米,位于小区西北角,总高度达到54米,共有18层。
(一)节能措施以及基础项测评
在围护结构中,该建筑外墙使用外保温的形式,100毫米的模塑保温板加上20毫米地方水泥砂浆加上200毫米的页岩砖加上防水层。
屋面保温,采用40毫米的细石混凝土加上20毫米的水泥砂浆、70毫米的硬泡保温防水层、20毫米的水泥砂浆、30毫米的泡沫式混凝土、20毫米的水泥砂浆、100毫米的混凝土楼板。外窗采用5+5+15A的中控玻璃。
在用能系统中,该项目采用热泵加上天棚辐射、新风系统,在每天24小时运行的过程中,全年没有间断果;室内温度常年都在20到26度左右,湿度一直在30%到70%之间,在恒湿恒温,夏凉冬暖的过程中,极大程度的增强了居室舒适度。
在测评基础项中,根据竣工验收相关资料为具体依据,以施工过程的取样见证为具体检测报告,辅助现场数据检测。根据BECS2010节能软件计算得到,该项目屋面结构、传热系数、窗墙面积比、遮阳系数、传热系数、建筑气密性以及外窗透射均满足DGJ32/J71相关规定。
(二)规定项、选择项
在这个过程中,规定项测评主要以抽检方式为主,从而辅助检测报告以及验收报告,根据民用建筑能效测评标识技术,涉及规定项条文8个,满足项也有8个(如表一、所示)。经过相关调查显示:该工程11楼气密性等级为五级,屋面、外墙的墙体热桥部位保温,通过膨胀性聚苯板进行保温,采用发泡胶将墙体接缝以及窗框进行填实,使用密封胶进行密封;采用发泡材料对洞口以及外门窗框进行填实,从而满足项目规定项要求。
在空调方面,根据地源热泵特点,在空调末端采用天棚辐射和新风系统置换,使用两台热泵主机,单台的额定热量为947KW,冷量为874KW;另外两台为新风机主机,冷量为1248KW,热量为1354KW。在集中性空调水系统进入每层集水器时,通过温度特点,在调节末端阀门的过程中,让末端流量改变,进一步满足室温调节标准。
表一、民用建筑能效测评标识实例分析表
在选择项中,通过充分利用地热,新能源的使用占整个生活热水以及采暖能耗比例的70%以上,根据现场调查以及文件审查显示,外窗一般采用铝合性金卷帘的方式,进行遮阳。在理论值等级评定中,基础项达到72.5%的节能率,选择项加80分,总体平能理论值为三星。
三、结束语
民用建筑能耗测评标识作为一项复杂系统的工程,由于我国建筑能耗测评刚刚起步,在建筑理论测评中仍然存在很多问题;因此,在实际工作中,必须根据民用建筑能效测评标识实施框架以及具体实例,在加强监督管理的过程中,不断完善民用建筑能效测评标识体系。
参考文献:
[1] 王沁芳,许鸣,张朝辉等.民用建筑能效测评标识实例分析[J].混凝土与水泥制品,2012,(9):52-53
[2] 王沁芳,张朝辉,许鸣等.民用建筑能效测评标识的实施与应用[J].新型建筑材料,2012,39(7):40-42..
引言:
随着社会经济的高速发展,我国越来越提倡节能减排,推广绿色建筑可以有效提升建筑物的资源利用率,与此同时尽可能地减少建筑物对人身安全造成的损害。下文将从楼宇自控、智能照明、能量计量、自动遮阳等方面详细阐述了智能技术在现代建筑中的节能效益。
1 智能照明技术的节能效益
现代建筑物中,照明不单纯是为满足人们视觉上的明暗效果,更应具备多种控制方案,使建筑物整体实用提高,更生动,艺术性更强,给人丰富的视觉美感。系统以计算机作为主控中心,通过通信装置与网络实现编程、监控、故障报警等功能,能有效突出照明控制系统智能化、科学管理和节省能源、节省运营费用的特点。
1.1降低电能消耗
(1)采用智能照明控制系统的主要目的是节约能源。(2)透过调光控制可将灯具输出控制在想要的亮度值上,可避免不必要的浪费。(如调光90%输出时,节省10%的电力消耗;调光80%输出时,节省20%的电力消耗。)(3)通过计算机时序控制可自动开启或关闭每一盏灯,使灯光能在有效时间内自动亮起,避免因人为因素而造成的电力消耗(如忘记关灯、整体建筑中个别区域不需要光源或不需要强的光照以及分时段点亮不同的灯具等)。通常,在只保留外围效果光照的情况下,可节电50%以上。(4)智能照明控制系统可借助各种不同的“预设置”控制方式和控制组件,对不同时间、不同环境的光照度参数进行精确设置和合理管理,实现节能目的。(5)采用自动调节照度的方式,充分利用室外自然光,仅当必需时才点亮灯,并控制在要求的亮度下,利用最少的能源保证所要求的照度水平。(6)采用智能照明控制系统后,其节电效果十分明显,一般可达30%以上。此外,智能照明控制系统还可对荧光灯等光源进行调光控制。
1.2节约人力
(1)若灯具寿命因调光控制单元的作用而延长使用寿命,则相对人工更换灯具成本也随之降低。(2)现如今人工工资高涨,如何精简人力是企业管理首要目标之一,高档的智能科技控制系统将是最主要的选择。(3)智能照明控制系统对照明的控制以自动控制为主,手动控制为辅,各种使用需求下的照明控制参数以数字信号形式存储在系统中,这些信息的设置和更换十分方便,使整个照明系统的管理和设备维护变得更加简单。
1.3经济回报率分析
以某商场各种照明设备容量2630kW为例计算,按每天营业时间12h计算(9:00~21:00),有无智能灯光控制系统预计电费支出对比如下:(1)无智能灯光控制系统全年电费计算。每天消耗电能为2630×12=31560kWh,全年消耗电能为31560×365=11519400kWh,按商业用电1元/kWh计算,全年支付电费为11519400×1=11519400元。(2)有智能灯光控制系统后全年电费计算。按每天营业时间12h,早晨开业前保安巡视15min开启总量5%灯具:营业员开业准备15min,开启总量30%的灯具,非节假日11:00前开启总量80%的灯具,晚间歇业清场、保洁员清洁商场、营业员清点货物30min,开启总量80%的灯具,其余营业时间全亮。每天节约电能为2630×12-2630×(0.25×5%+0.25×30%+1.5×80%+0.5×80%+9.5×100%)=2136kWh,全年节约电能为2136×365=779822kWh,全年节约电费为7798225×1=779822元。仅从节电和减少光源更换这两项内容进行估算,可得出结论:需3~5a时间,业主可基本收回投资照明控制系统建设所增加的全部费用。采用智能照明控制系统后,环境得到改善,提高了员工的工作效率,减少了维修和管理费用,为业主节省了一笔可观的日常使用费用。
2 能量计量系统的节能效益
能量计量系统采用先进计量科技、微电子、计算机控制和数据库技术而开发的智能系统对大楼内空调能量、水和电进行合理规划,实行远程集中抄表。不仅能够准确地计量各计量区域的能量消耗,合理地计算和分摊各单位应缴费用,而且能够为管理者提供并分析控制能量,降低大楼运营成本,提高效益,杜绝恶意消费,表现出良好的节能效果。能量计量系统的节能分析如下:(1)节能型建筑的需要。早期中央空调按用户租用的面积的大小来平摊,该方式造成了大厦的中央空调费用一直高居不下。若按面积平摊收费,用户使不使用或用多用少都一样收费,因此有的用户就肆意使用空调。这样就造成中央空调系统无法降低能耗,特别是主机,最终造成的结果是整栋大楼的空调费用极高。某大型商场安装能量管理系统前后空调能耗对比如表1所示。
表1 能耗对比
在增加计费系统之后,该大厦平均每月节约电费3万元左右。同时由于使用了计费管理系统,还对物业管理公司减轻工作量、降低管理成本起到很大的作用,经济效益比较明显。
(2)合理计量空调费用、提高智能化管理水平的需要。传统计费模式的弊端是界限不清,容易产生恶性循环,造成能源浪费巨大,也会产生一定的经济纠纷。采用按量收费“多用多付,少用少付”、“用多少付多少”的基本收费原则,使能量的使用由“供多少用多少”到“用多少供多少”质的转变,体现了按需使用。这样不仅可以使每个楼层或不同部门(或单位)在缴费问题上有据可依,减轻物业的工作量,提高工作效率,同时也提高计费工作的准确性、合理性,还可以引导每个部门进行能量分析,合理地控制成本。这样的结果也直接减少了设备的工作负荷,延长设备的使用寿命,降低运行费用,达到减负增收的双重效果,又会取得很好的社会和经济效益。系统方案主要计量点为用电、用水以及风机盘管的空调能源计量。计量点可细分到每一个使用单位。物业部门可以通过以上数据的详细分析,分析能耗和费用的分布,达到优化管理和节能管理,同时为费用的核算提供了科学的依据。
3 自动遮阳系统的节能效益
遮阳系统为建筑幕墙或门窗提供阳光遮挡,当需要阳光的时候再收起遮阳设施,既能使人们充分享受阳光,又能节约资源。自动遮阳系统的节能分析如下:某商场建筑中央设计玻璃顶,白天可充分引用自然光解决室内的照明,大量节省了白天的照明耗电。但在玻璃建筑亮丽的外表下面,不能忽略一个关键因素,即日照对于室内的影响。在一年内的很大部分时间(5~10月)太阳光照直射强烈,经常会让人产生不适。在所有季节中,它也成为眩光源,需要能够控制,以免造成视觉不适。如果面朝太阳的立面或顶面由50%或者更多的无遮阳保护玻璃立面或顶面构成,室内平均温度在关窗状态下要达到比室外高10~15℃,假如室外温度为25℃,室内温度要达到35~40℃。采用自动窗帘遮阳系统很好地解决上述问题,具体可概括为三个方面:(1)具备显著的隔热节能作用。建筑遮阳技术是建筑节能措施中的一种操作简单、行之有效的手段。以一栋办公大楼为例,其空调耗电最大,其次是照明耗电,两者消耗的能源几乎占整栋大楼的90%以上。如果采用遮阳系统,可阻挡太阳辐射热能入侵,使建筑物室内温度降低,从而大幅度降低电能消耗。(2)具备优良的绿色环保作用。通过科学合理地选择遮阳系统和遮阳材料,可以有效地解决建筑节能和减少阳光中的紫外线所带来的各种危害以及合理利用阳光。(3)具备有效的建筑装饰作用。根据有关报道,建筑设计采用了遮阳系统,就建筑制冷系统单项来说,因减少设计制冷负荷可降低成本约26%,减少建筑物运行费用(制冷和采暖)30%左右。室内外遮阳体系解决了大量阳光照射产生的明显的“温室效应”,从而增加能耗,面料的不规则空隙有利于遮阳系统和玻璃之间的通风。对于一个建筑,在设计过程中就应考虑到如何发挥室内空调的最佳效率。按照建筑东南面置于阳光12h计算:单层玻璃的能耗为559W/(m2·h);单层玻璃,但带有室内遮阳系统的能耗387W/(m2·h);能够节约的能源172W/(m2·h);单层玻璃,但带有室外遮阳系统的能耗287W/(m2·h);能够节约的能源272W/(m2·h)。由此可见,室内外遮阳体系对于大型建筑内减少大量能耗,节约能源起到极为关键的作用。现代建筑遮阳系统在着力改善人们的工作和生活环境,提高建筑品质的同时,还将有效降低建筑建造和运行成本。
4 结语
通常情况下,合格的智能化建筑会具备齐全的办公自动化设备、安防自动化设施等,与此同时,还可以对楼宇内部的各种资源实施科学高效的管理与控制,对内部机电设施实施集成式的管理,也只有这样开展智能楼宇建设,建筑物才可以真正意义上“智能”、“绿色”。
关键词:居住建筑、节能改造、效果分析
Abstract: both of residential building energy saving transformation is a complicated system engineering, this paper respectively from the palisade structure, heat source and outdoor heat pipe network and indoor heating system, on both residential building energy saving transformation simple talk about several proposals, and analyzes the transformation of energy-saving after energy saving effect.
Keywords: residential building, saving energy transformation, and the effect is analyzed
中图分类号:S210.4文献标识码:A文章编号:
随着建筑节能工作的全面深入展开,既有建筑的节能改造工作已经列入贵州建筑节能工作的重点内容之一。由于既有居住建筑具有分布广、总量大、情况复杂等特点,对其进行节能改造将涉及广大居民的切身利益。从国内其他省市对既有建筑的节能改造的情况来看,既有居住建筑节能改造,推行的难度要比既有公共建筑节能改造大得多。因此,对既有居住建筑节能改造适时展开分析和研究,正确认识和评价贵州地区既有居住建筑的现状,根据本地区的气候特点和节能标准要求,研究和分析本地区既有居住建筑节能改造适宜的技术和措施,对我区既有居住建筑节能改造工作的进一步展开将具有重要意义。
一、节能改造设计
1.1.重视建筑物围护结构的节能改造
围护结构的节能量约占整个节能量的60%左右,应予以充分重视。从现在各单位所上报的节能改造计划看,部分单位仅是室内采暖系统的改造,对于围护结构的节能改造提都没有提,没有抓住问题的关键所在。无论是从节能的量上来看,还是从节能改造的投资来看,围护结构的节能改造都占有相当大的比例。对于采暖建筑物来说,节能实际上就是减少建筑物的热损失,也就是减少建筑物的传热损失和空气渗透热损失。围护结构的节能改造就是要改造和加强围护结构的热工性能,减少建筑物的热损失。在整个建筑物的能耗中,外窗、外墙以及屋面的能耗基本占到了80%以上。不节能的建筑外窗若采用单层钢窗,改造成满足65%节能标准的断热铝合金框中空玻璃窗,其传热系数由6.4W/m2.OC下降到了2.8W/m2.OC,同样面积的外窗仅传热损失可降低56%,同时窗户的气密性加强了,通过窗户的冷空气渗透热损失也可大大降低;同理不节能建筑的外墙及屋面经节能改造后,能耗比原来也可降低60%以上。可见围护结构的节能改造是多么的重要。
1.2.热源及室外热力管网的节能改造
热源的节能改造建议重点考虑增设或者完善必要的调节手段,所采用的调节手段应与改造后的室内采暖系统相适应。提高锅炉的运行效率还应注重加强管理,提高运行管理人员的水平。不要说小锅炉房,就是大型的锅炉房,真正的专业技术人员也很少。
室外热力管网的节能改造建议重点放在消除不平衡、加强保温、减少泄漏上。既有建筑与经节能改造的建筑以及新建建筑,因为室内采暖系统的形式不同,所需的资用压力也不同,几种不同类型的建筑接在一个热网系统中,热网的水力不平衡会进一步加剧。热力管网的改造应进行严格的水力平衡计算,各并联环路之间的压差损失值不应大于15%,当达不到上述要求时应在建筑物入口设静态水力平衡阀。应对热力管道及其保温质量进行检查和检修,及时更换损坏泄漏的管道阀门及附件。热力网改造后应进行初调节,保证阀门设置状态达到设计要求。同时建议改造时保温材料选用憎水性好的材料,如聚氨酯泡沫塑料,虽然造价有所提高,但保温效果及使用年限会大大提高。现通常使用的岩棉或玻璃棉管壳,遇水不但会失去保温效果,还会加快管道的腐蚀。
1.3.室内采暖系统的节能改造
一说节能改造,有的人首先想到的是室内采暖系统的节能改造,其实这部分的节能量最少,约占总节能量的10%左右。通常所说的“行为节能”据有的地方测算,所节省的热量不会超过7%,比我们所预想的要少得多。这里所说的节能改造主要是结合温度调控和热计量来讲的,至于室内采暖系统是否要改以及如何改,建议重点要考虑温度调控,不应仅局限于热计量收费。这几年新出的一些规范以及标准,对户内系统的形式也已放宽,允许做多种选择。因此对于既有建筑户内系统的节能改造应结合工程实际情况,具体问题、具体分析,建议重点应考虑楼前热量表的设置以及室温调控方面,这里所说的室温调控是指预设温度自动调控,而不是手动调节,因为采暖系统的调节不像水或者电,调节马上能够反映出来,它需要一个很长的过程,若不能自动调节,在室温过热的情况下,可能大多数人会选择开窗降温也想不到调节散热器的温度。
室内采暖系统的形式应结合具体工程的实际情况,选择投资经济、简单易行的技术方案。如原为垂直或水平单管系统,可改造为单管跨越式系统;原为单双管系统,可改造为垂直双管系统;原为垂直或水平双管系统,可维持原系统不变。但以上几种系统均应加设温控阀。至于收费,有条件的可考虑设热分配表、或者采用温度法、流温法等热计量收费系统,没有条件的也可按照楼前热表结合面积分摊。不应一味地强求“按户分环、一户一表”。
二、节能效果分析
2.1改造前后围护结构冬季传热比较分析
采暖计算热负荷是供暖系统为用户提供供热量的依据,改造后的总热负荷减少了53%,外墙、外窗、屋顶的传热量分别减小了65%、45.9%、50.4%,改造后护结构保温性能明显增强。原供暖季时该户室内温度可达到设计温度16~18摄氏度,节能改造后护结构传热量减少了50%多,那么再通过改造室内供暖系统,并采用按热量计量收费的方式,则可达到节能50%的目的.围护结构的改造是供暖系统节能改造的前提和基础。
2.2改造前后墙体、屋面的隔热性分析
改造前,顶层边端户夏季室内闷热难耐,主要原因是墙体、屋顶的隔热性差,墙体和屋顶的内表面温度高,人在房间内会感受到来自墙面和屋顶的热辐射。改造后墙体的内表面最高温度可降低0.7℃,屋顶的内表面最高温度可降低0.8℃,外墙和屋顶的隔热性能都有所提高,房间的热舒适性提高了。虽然既有建筑节能改造后墙体屋面的主体承重材料没有改变,但其外表面增加的外保温材料可以使室外空气温度波在通过墙体时的衰减幅度大大增加,因此,在室内侧空气温度波的衰减和延迟不变的情况下,夏季的隔热性能同样得到提高
参考文献:
[1] 林常青,吴萍.德国既有住宅改造模式与经验[J].建设科技,2006(7):94-97
关键词 公共建筑; 暖通空调系统; 能效分析; 对策措施
中图分类号TU998 文献标识码A 文章编号 1674-6708(2013)94-0078-02
能源危机作为时代的课题,追求能源的可持续利用,充分提高能源的利用率,在建筑节能领域日益受到关注。我国作为发展中国家,又是能源消耗大国,坚持能源的高效利用,确保能源与环境的和谐发展,已经成为国家发展的重要战略目标。通过对我国城镇公共建筑的能耗进行统计分析,公共建筑单位面积的能耗约为普通居住建筑的15~20倍,特别是大型、配置全年供暖通风和空调系统的公共建筑,其能耗比将更大,其中暖通空调系统的能耗将超过建筑全部能耗的65%以上。因此,加强对公共建筑的暖通空调系统的能效控制具有重要的现实意义。
1 公共建筑中暖通空调系统的能耗特点
从建筑的分类来看,由工业建筑和民用建筑两大类,而民用建筑中,又分为公共建筑和居住建筑,我们常说的如商场、酒店、娱乐场所、以及写字楼、科教文卫建筑,邮电、通讯、机场、车站等,都属于公共建筑的范畴。由于公共建筑人流量大,人口密度相对集中,对公共建筑的能耗需求较大,通过对北京、上海等大城市的公共建筑能耗与民用建筑进行比较,暖通空调系统的能耗占整个建筑能耗中的比例已超过一半以上,笔者结合郑州地区冬冷夏热的特点,选取25栋公共建筑来作为调研对象,就其建筑内暖通空调系统的能耗进行测试,其结果如下。
从上图表分析可知,暖通空调系统的能耗占整个建筑能耗的比例都在50%以上,其中在对被测查的公共建筑中,商场的照明系统能耗指标在256kWh/m~409kWh/m之间,平均值在328kWh/m,约占整个公共建筑能耗的40.3%;酒店的照明系统能耗指标在56kWh/m~189kWh/m之间,加上油、燃气等能耗折合成电耗约占71kWh/m~296kWh/m之间,约占整个公共建筑能耗的40.9%,综合办公楼的照明系统能耗指标在56-297kWh/m之间,其约占整个公共建筑能耗的41.3%。通过现场实测和调研,郑州市公共建筑的能耗相对较大,利用率水平较低,还存在较大的节能空间,特别是暖通空调系统中,对冷水机组的配备过大,在水系统中“跑冒滴漏”现象严重,管理上缺乏必要的制度和措施等。
2 加强对公共建筑暖通空调系统节能的有效措施和途径
结合郑州地区公共建筑能耗调研分析,从设计阶段的准确计量和控制,以及运行阶段的合理调节和管理,以及制度措施的建立与落实等方面都存在不足,现结合其具体实际提出相应的整治意见和措施。
2.1 从暖通空调系统的设计阶段来强化节能目标
我国对公共建筑节能设计中,从暖通空调系统的设计标准和原则上都提出了相应的要求,为此,加强对公共建筑的暖通空调系统设计环节的节能管理,合理配置建筑冷热负荷指标,因地制宜的选择系统形式,如配置冷水装机容量,设计恰当的输配系统等,都能够实现对节能指标的有效管理。
2.1.1 对建筑空调系统进行动态负荷计算
空调设计通常是采用负荷指标来确定其冷、热负荷,而在公共建筑的负荷计算上,其估算值均比实际值大1/3左右,从对郑州某四星级酒店的调研中发现,其配置的冷水机组的制冷量分别为1584kW、2112kW,在平时的运行中,1584kW的机组就已经够用,及时是在最大的需求下,2112kw的机组也能够完成制冷需求,也就是说,其冗余负荷比实际最大负荷大了一倍,不仅增加了前期投资,还造成了设备利用率降低。从公共建筑节能设计标准中规定来看,在对公共建筑进行冷热负荷计算时,必须要求设计单位逐项逐时的来进行,对于全年动态负荷的计算,也需要计算出供热、制冷负荷的全年能耗,因此,合理的负荷设计和冷热源方案,都能够对公共建筑的节能目标进行改善,特别是针对夏、冬两季的计算和累计,从提高设备的设计容量和总负荷量来合理分配供冷、供热量,以实现整个公共建筑节能目标的完成。
2.1.2 强化对暖通空调系统的输配系统的能效控制
输配系统是暖通空调系统运行的重要环节,也是实现公共建筑节能目标的重要途径。与普通民用建筑不同,大型公共建筑的暖通空调系统中,输配系统所占的能耗约占总系统的60%-70%,因此,抓住输配系统的能耗指标是提高整个系统能耗的关键。从暖通空调系统的构成中,新技术的应用,特别是变频技术的成熟,大大减少了水泵、风机等输配设备的能耗。通过对郑州某酒店水泵变频技术的测试和分析,3台冷冻水泵和3台冷却水泵全部安装变频器后,结合郑州夏季典型日的温度值,通过对变频器的温差进行设定,对进出水温差设置为4.9℃~5.6℃,通过进行实测,冷冻水泵的平均每小时节约电耗为47%,冷却水平均每小时节约电耗为51%。
2.1.3 强化对室内环境设计标准的合理设定
结合公共建筑的室内环境特点,合理的设定暖通空调系统的冷热参数,对于建筑节能也是重要的关键点。比如对于夏季时室内温度设置过低,冬季室内温度设置过高,不仅加重了暖通空调系统的负荷,也使得能耗增加,运行成本攀升。据统计,在冬季供暖时段,每降低1℃,能够节约能源6%-10%,在供冷时段,每提高1℃,能够节约能源8%-10%,而且长期处于空调环境下,对人的健康是不利的,因此,从人的舒适性来看,合理的温度和湿度是确保健康的前提,也是实现公共建筑节能目标的前提。
同时,需要注意的是,新风量作为输配系统中消耗大量能量的关键指标,在节能目标上,合理的减少新风量,充分利用自然风源,如过渡季节应该加大新风量,或者全部采用新风,可以大大节约建筑能源消耗。
2.1.4 强化对暖通空调系统中节能技术的应用
节能技术的应用是建筑节能工作的重点,从对郑州部分公共建筑的能耗分析中,做好节能技术工作,充分利用过渡季节的新风量,对空调系统中的热量和水系统进行回收和利用,都是节能的重要方向。如变频技术的使用,可以对冷水泵、冷却水泵,以及机组进行高效的利用,减少不必要的管路系统的能源消耗。再如变风量空调系统,通过对末端装置变风量的调节,从而合理调节空调机组的风量,已达到节省设备和能源的目标。热回收系统通过对内外余热进行回收,以便于充分利用加热设备的余热,实现提高能源利用率的要求。同时,增加太阳能、热泵技术等也可以大大提高建筑节能水平。
2.2 加强对暖通空调运行中的姐能控制
运行过程中的节能控制是实现建筑节能的重要方向,特别是空调系统在运行过程中,通过对各设备进行合理的调节和控制,通常可以实现对能耗的精确计算。如对投入运行的空调机组台数进行控制,对启停进行控制,对供水系统进行有效调节等。楼宇自动化控制系统是专门针对建筑物内部各设备的工作状况进行实时监测和控制,以实现对人力、物力、能源等安全可靠控制。同时,对于智能化建筑来说,加强对空调系统的自控能力,也是提高建筑设备利用率的有效途径。
2.2.1 加强对建筑系统内各能耗的准确计量
能耗计量是实现公共建筑节能目标的关键,只有将建筑内部的各个用能系统进行分类、分时、分项统计和计量,对于不合理的用能问题要进行及时的改进,如在结算能耗时,侧重于对房间面积、使用时间的控制,而忽视了对使用者节约能源意识的提高,以致于冬季房间温度过高,夏季房间温度过低,不仅有害健康,也对能源造成了严重浪费。
2.2.2 对部分负荷进行合理的调节和控制
暖通空调系统中,对水系统的设计和控制是节约能源的重要环节。从建筑设计负荷来看,一年中大部分时间系统实际负荷都远远小于设计负荷,制冷机长时间的启停都是能源浪费的重要环节,因此,改进和完善机组部分负荷的运行效率,以实现对建筑节能目标的完成。
2.3 健全和完善公共建筑节能制度
不同地区、不同类型的公共建筑,其能耗也不尽相同,为此,必须结合本地实际,制度规范的建筑设计和施工标准,对建筑节能工程进行严格的审查和监督,从管理条例和制度措施上来推动公共建筑的节能目标的实现。同时,作为公共建筑管理部门,也应该加强对管理人员的节能意识的培养,从制度上明确国家对节能政策的实施要求,尤其是政府事业单位的建筑节能工作,更应该从严格管理上来突出节能的意义和重要性。
3 总结
作为公共建筑节能的重点,暖通空调系统的节能具有重要的意义,为此,必须从建筑设计阶段加强,加大对建筑冷热负荷的准确计量和合理配置,在运行管理阶段,加大对暖通空调系统的能效监测和控制,从制度管理上不断完善,以真正将公共建筑节能工作落实到具体的实践中。
参考文献
关键词:高校建筑照明节能;措施;效果
中图分类号:TE08文献标识码: A
引言
照明领域的节能是生态文明建设的组成部分,能源的节约与合理利用,保护环境与可持续发展,是全世界所关注的重要课题。
一、高校建筑照明能耗特点及其现状
(一)总量大
就现阶段全国高校情况来看,已经成为资源占有和能源消耗大户,由于各高校在硬件设施、管理条件和手段等方面存在差异,以及学生学习、生活区域的特殊性,教学实验楼及相关公共场所水电费均由学校支付,学生宿舍水电费也是采取分摊形式收取,使得高校中的资源浪费现象普遍存在,这与建设节约型社会的发展趋势是相违背的。
(二)节能潜力大
我国高校人均能耗指标明显高于全国居民的人均能耗指标。据初步统计,全国大学生生均能耗、水耗分别是全国居民人均能耗的4倍和2倍,这也说明,校园蕴藏着巨大的节能潜力。
(三)影响大
高校是培养高素质人才的地方,具有人员众多、知识性强、流动性大的特点,能够源源不断为建设节约型社会提供最长远的支持。在高校里接受节约教育,感受节约氛围,形成节约的思想意识,这些具有专业知识的高素质人才走出校园后将成为社会的中坚力量,他们会用节约的方式去工作和生活,将节约理念、意识和习惯带入社会,带动全社会广泛开展节约型社会建设活动。高校校园建筑一般包括教学楼、实验楼、图书馆、学生宿舍等。本文针对高校建筑照明系统调研其现状,随着近十几年高校的迅速发展,校园内即有20世纪90年代以前的建筑物,又有 2000 年后的建筑物,室内照明灯具大多采用T8荧光灯,电子镇流器与老式电感镇流器并存,尤其是线路优化设计及控制方式方面几乎没有多大改变。
二、以环境功能为基础的光源设计
(一)白炽灯的使用设计
目前,我国很多地区白炽灯的使用还比较普遍,白炽灯价格低是大多数人坚持使用的主要原因之一。设计时,设计师首先需要减少白炽灯的使用范围。在室内场所中,设计师应该将节能灯作为主要照明设备,将白炽灯作为辅助使用。由于白炽灯结构原理较为简单,不会受到电磁干扰,能够更加方便的进行调节,在一些频繁需要光照的场所中仍然非常适用。
(二)荧光灯的使用设计
荧光灯结构原理非常简单,便于制造和生产,同时其自身光度较高,且光色柔和,消耗的电能也不多,使用寿命也远高于白炽灯,是人们首选的一种节能灯具。荧光灯是目前能耗最低的一种大众照明设备,是国内应用最为广泛的一种节能灯。因此,设计师应该将荧光灯作为照明场所中使用的主要灯具,并通过对荧光灯进行布局来合理安排照明场所中的光照范围,最终降低建筑场所照明方面的能源消耗,提高照明节能效率。
(三)气体放电灯的使用设计
气体放电灯的规格非常多,并且人们根据不同需要生产出的灯具类型也各种各样。气体放电灯自身光效非常高,使用寿命要比其他普通灯具要高很多,照明范围广,非常适用于一些大型室外场所,例如,体育场或者是大型广场以及工厂之中。设计师在对一些室外大型场所进行照明设计时,应该将此类设备作为主要设备使用,这样能够在确保光照充分覆盖室外场所的基础上最大程度地降低能源消耗,从而实现照明节能目的。
三、建筑照明节能设计中的措施
(一)教学楼、实验楼照明系统控制方式
教学楼、实验楼主要功能区域是教室和实验室,为对教室照明进行及时有效的控制,建议对照明系统配电线改造,将教学类、实验类房间照明系统控制方式改为与教学课时关联的“定时控制 + 感光控制”。自习室受学生自习习惯影响,往往出现少数学生自习而教室照明灯具全开的现象,造成照明能耗严重浪费,建议根据作息时间设定启动时间,将自习室照明系统改为“定时控制 + 计数照明”控制系统,从而可以根据教室自习的学生数量,调整教室内灯具开启数量,达到合理控制灯具开启数量,降低照明能耗的目的。
(二)图书馆照明系统控制方式
图书馆室内主要功能区域为阅读区,为充分利用自然采光,改善传统照明线路设计,通过照明系统配电线路的优化设计,将照明系统控制方式改变为“感光控制系统+红外感应控制系统”,即靠窗阅览区采用感光照明,可根据照明区域照度自行调节灯具打开的数量。而内部带卡位阅览区采用红外感应,卡位无人时灯具关闭,卡位有人时开启灯具。
(三)合理确定照度标准
合理的照度标准是指设计人员通过对照明节能相关方案进行设计,正确确定需要的照度,既确保照明场所之中的照度能够满足工作或者生活需求,又能提高电能与照明设备的使用效率。设计人员在确定照度标准时,应该将建筑场所地理位置跟建筑场所功能类型以及场所空间大小进行综合考虑,并根据不同场所大小以及不同使用类型对相应的照度标准进行合理确定。例如,在生活场所中,书房所对应的照度基本都在100 Lux 上下浮动,而人们在实际阅读过程中的最佳照度在600 Lux 左右。因此设计人员应该在书房之中加设台灯以及近用灯具来增强阅读时书房照度,从而满足人们在不同时间段的照度需求。而在生产厂房区域中,人们所适应的照度一般在300 Lux 左右,另外楼道跟楼梯等场所中的照度不必过高,一般控制在150 Lux以上即可。
(四)自然光互补节能功能
为了提高高层楼宇建筑照明系统节能降耗潜力,充分利用自然光与人工照明间的匹配,利用自然光和人工照明的相互组合,通过自动检测和智能分析,获得最优调配策略,达到节能降耗的效果。当自然光能够满足照明场所照度需求时,关闭人工照明系统;当自然光不能满足需求时,则需求自动开启照明系统,并根据照度实时变化调节人工照明灯具的照度,以维持照明场所的正常照度需求。由于自然光照度存在实时变化特性,为了提高照明系统运行的安全可靠性,同时满足人性化智能服务需求,此处引入照度阀值或阈值,即当照明场所实际照度值超过关闭或打开阈值或阀值,并持续 15min 以上时,人工照明系统自动关闭或打开,以满足照明系统节能调控需求。控制模块可以根据场所照度变化,在定时管理、人员移动探测、自然光匹配利用等控制模块功能整合下,通过图像数据、连续数字化调节控制技术,控制执行机构完成无缝智能调节,达到节能降耗和提高人性化服务水平的功能需求。
(五)智能调节节能功能
智能开关模块中的照度传感器,自动检测运行环境周围的实际照度值,然后将采集的照度值同用户预先设定的照度值进行实时比较分析,并经模糊 PID 控制器运算分析形成对应的调控方案。如果存在偏差,则需求通过智能开关发出调节信号,调节照明电路的运行方式或灯具组合,直到满足预先设定的照度值为止。红外人体移动传感器在运行过程中,会自动检测运行环境的温感特性,如果没有人在,则不管周围环境照度如何,通过控制器关闭所有灯具,达到节能效果;如果有人在,而外界自然光照的照度能够满足场所功能需求时,则关闭灯具节约电能;如果有人在且自然光照照度不满足照明场所需求时,则通过运算分析形成对应的调控策略调节照明灯具的亮度或开启相应数量灯具组合,以满足照明场所照度要求,提高系统人性化服务水平。
结语
综上所述,运用良好的节能措施来降低照明场所自身的能源消耗,同时不断的创新研究,才足以提高我国节能环保效率,推动经济的可持续发展。
参考文献:
[1]王飞翔,赵建平,林若慈.我国办公建筑的照明节能评价方法的探索[J].照明工程学报,2014,03:50-57.
关键词:建筑工程;耗能状况;节能途径;分析;
我国建筑工程耗能状况分析
我国城镇民用建筑运行耗电占总发电量的3成左右,主要包括采暖、空调、电扇、家用电器等的损耗,不包括建筑材料和建筑施工过程的损耗。据推算,我国的建筑能耗将会继续增长,最终向发达国家的建筑能耗接近,也就是一般占总能耗的1/3左右。这是在我国城市化水平和国民生产总值的不断提高,是我国能耗最终趋于的稳定水平。有关研究表明,建筑节能是各种节能途径中潜力最大、最为有效的方式,对缓和世界能源矛盾、解决社会、经济发展瓶颈的有效举措。
我国城镇民用建筑的能源消耗类型分为:1.北方地区供暖能耗,据估计,此项能耗大致占民用建筑总能耗的5成以上;2.除供暖外的住宅能耗,约占总能耗的2成左右;3.除供暖外的一般性非住宅民用建筑能耗,在民用建筑总能耗的中约占15%左右;4.大型公共建筑能耗,约占民用建筑总能耗的13%左右。上述情况的特殊说明为,供暖能耗以直接燃煤为主的能耗,而一般性非住宅民用建筑能耗与大型公共建筑能耗的估算的能耗量在单位面积耗电量上差别较大。随着我国城市化进程的不断深入,未来10年间,我国新增民用建筑面积将为100~150亿平方米。特别是北方人民生活离不开暖气,使得我国供暖耗能所占比例很大,成为我国能源消耗中的主要因素之一。
我国供暖能耗存在能耗大、使用结构较不合理的状况,与西方国家相比,在相同气候条件下,我国符合节能标准设计的建筑,其供暖能耗也要多出2到3倍左右。也说明了,我国供暖的节能上,存在较大的潜力空间。为此,有效解决供暖耗能成为建筑节能的首要任务。供暖主要耗煤,应该将耗煤量控制在一定范围,或以新能源技术加以替代。目前,建筑一般通过改进建筑设计、加强维护结构保温和有效利用太阳能的方法,控制供暖的耗煤量,并以太阳能代替,将可能使煤量降低至先前的1/2甚至1/3,直至达到发达国家水平。除此以外,还可以通过改良供暖燃煤锅炉的设计,增加其使用效率,减少耗煤量。据估测,锅炉的供热方式、提高热源效率、适当调节管网系统,能在现有供暖耗煤损耗上降低30%左右,对建筑的节能效果也是很有帮助。
除此以外,我国不断呈增长的能耗量还包括了住宅生活使用的热水耗能和人民为满足高生活品质需要而提高家电的能耗。针对这种情况,可以通过推广节能产品,如节能灯、节能家电等都能其一定的节能作用。还可以通过改进新建筑的设计,对空调设计的改良,也可以减缓目前能耗量增长的情况。在热水器的设计上更科学、符合绿色设计概念,还可以通过适当的鼓励、宣传、赏罚分明等,民用住宅过分用电情况可得到抑制。一般性非住宅民用建筑在耗能的情况上与民用建筑差别不大,但其照明能耗和电器能耗是所占比重较大的能耗。因此,在建设特殊的建筑群体,要考虑其可能的耗能形式,并在建筑设计和家电选择上作适当调整,其节能效果也相当明显。据估计,随着节能灯的推广和空调设计的节能改善,一般性非住宅民用建筑的耗能量将降低30%至40%。而有关大型公共建筑上,其耗能量为普通住宅建筑耗能量的10倍以上,虽然其建筑面积占城市总建筑面积的比例小,但其高耗能量不可忽视。
综上分析,我国建筑的节能潜力巨大,应刻不容缓的采取节能措施。
建筑节能的有效途径分析
(1)建筑设计的优化。合理的建筑设计将有效降低能耗,其中,主要的设计优化内容为建筑造型及围护结构形式上。其对建筑物与外环境的热量交换、自然通风状况和采光状况都有直接的影响,对建筑物的暖通风空调的能耗影响很大。换句话说,建筑耗能比例与其建筑物的设计有很大关系。并且,建筑物设计是复杂的系统问题,各要素间的通过联系互相牵制影响,对优化设计后的整体效果判定复杂。所以,在对建筑设计上使用动态热模拟技术帮助分析建筑物的性能指标,可以有效的预测和比较建筑物的能耗量。
(2)新型建筑围护材料的使用。建筑物围护材料的选取与建筑的保温、隔热、透光、通风等效果直接相关。新型建筑围护材料甚至可以通过自动与外界环境变化作出调节的形式来保证室内良好的物理环境,也节省了能耗量。其新产品技术包括:外墙保温和隔热、屋顶保温与隔热、热物理性能优异的外窗和玻璃幕墙、智能外遮阳装置以及基于相变材料的蓄热型围护结构和基于高分子吸湿材料的调湿型内饰面材料。
我国的建筑保温隔热技术,从20世纪90年代开始就有。其技术包括了多种外墙外保温技术、外墙外挂可通风装饰板的隔热保温技术等。外墙外铺轻钢龙骨,其上外挂装饰板,装饰板与外墙主体间形成通风通道,可以在夏季通过自然通风排除太阳辐射热量,大幅度改善室内热环境。冬季阻断此通风通道,又可以使其成为保温空气夹层,同时充分吸收照在外墙表面的太阳辐射热,冬夏两季都能控制能耗量。通过外墙外保温技术能够起到建筑物保温的效果,但此项技术还需要进一步的质量提升,降低成本而提高推广程度,满足多种新需求等等。
(3)通风装置与排风热回收装置的改进。许多建筑由于缺少有效通风装置与排风热回收装置,造成其室内的空气质量得不到满足而增加了额外的能耗量。尤其是北方居民冬天室内关闭门窗其空气质量无法保证,开窗换气又造成供暖热损失。在新建筑上可以得到缓解,因其具有良好的围护结构使保温效果好。建筑经常由于无控制开窗,室内空气质量不能进一步提高,而造成的热量损耗却2至3倍的增长。可通过窗台下设专门的可调式通风窗,可采用上翻式外窗调节通风量,还可在外窗上专门开设用于通风的小窗的方式方法来改善能耗量。
(4)其它新技术的利用。此外,还有如温度湿度独立控制的空调系统、降低输配系统能源消耗的技术、热泵技术、建筑热电冷三联供系统、节能灯和节能灯具的推广和使用,都大幅度的改善建筑的能源损耗,并对新型建筑设计提供了必要的技术保障。
3. 结语
本文大致总结了建筑工程中的耗能状况,各民用建筑耗能形式的异同和主要的耗能形式。不同类别的民用建筑,其耗能形式大体相同,而主要的耗能形式不大一样。针对各类建筑的主要耗能形式,直接、有效的改善方法是通过各种方式方法达到其主要耗能形式的大幅度降低。根据建筑工程现状分析,对建筑设计的优化、使用新型建筑围护材料、改进通风装置与排风热回收装置和其他新技术推广和应用,对改善我国建筑能源结构,能源状况有非常大的帮助。
参考文献:
[1]江亿.我国建筑耗能状况及有效的节能途径[J]. 暖通空调.2005
1.1绿色建筑的环境效益分析
目前,对绿色建筑环境效益相关的研究并不是很多,主要近几年才开始发展。李静和田哲[6]通过构建绿色建筑全生命周期增量成本与效益模型,对绿色建筑节地、节能、节水、节材、室内、运营6个方面的增量成本与增量效益进行了研究;吴俊杰、马秀琴等[7]通过计算住宅楼全年负荷和CO2减排量及协同效应,计算了天津中新生态城的经济效益;刘秀杰[3]基于全寿命周期理论、结合外部理论对绿色建筑进行了全面的环境影响评价;杨婉等[8]结合工程实例,分析了节能改造技术的经济和环境效益;曹申和董聪[9]分析了绿色建筑全生命周期各项成本和效益的内容和特点,定量计算了环境效益和社会效益。《绿色建筑评价标准》GB50378-2006[10]为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、适用和高效的使用空间,与自然和谐共生的建筑。根据定义,绿色建筑的环境效益可以分为节能环境效益、节水环境效益、节地环境效益、节材环境效益和环境质量改善效益。根据绿色建筑效益形式的不同,环境效益又可分为CO2减排效益、健康效益、建材寿命延长效益。随着我国经济的快速发展,CO2的排放量必然还将增长[11]。联合国环境规划署调查报告显示,如果不是实现CO2减排,每十年全球的气温平均将升高0.3℃,人类的生存和发展将受到严重的威胁。绿色建筑以“四节一环保”为目标,结合当今世界的主要环境问题,节能是重中之重,因此本文主要研究绿色建筑的节能环境效益。
1.2绿色建筑的节能环境效益分析
为应对全球气候变化、资源能源短缺、生态环境恶化的挑战,人类正在遵循碳循环的概念,以低碳为导向,发展循环经济、建设低碳生态城市、推广普及低碳绿色建筑。绿色建筑通过充分利用太阳能,采用节能的建筑围护结构以及采暖和空调,减少采暖和空调的使用等措施来达到节能目的。绿色建筑的主要节能手段[12]如下:(1)护结构节能护结构是建筑节能设计最主要的内容,护结构节能措施是指从屋面、外墙、门窗等方面采取保温隔热有效措施。比如通过增大门窗面积来增加采光和通风面积,改善材料自身的保温性和隔热性以及提高门窗密闭性最终达到节能的效果。(2)智能化技术节能智能化技术节能是对空调机组、新风机组、冷冻机组以及照明设施等实行最优化的控制,以最大化地减少建筑的电能消耗。建筑能耗中,照明耗能所占比例较大,室内外照明系统应综合考虑节能光源、灯具和附件,为了节省电能消耗,绿色建筑通常采用高效的新型节能灯具,公共区域的照明采用高效光源、高效灯具和延时或声控开关,同时注意自然采光部位的节能措施。除节能灯具外,节能措施还包括设置节能电梯、暖通空调、室温调节器、能量回收系统等高效节能设备和系统,也需要增量成本投资。暖通空调系统应控制设备的能效化比、管网系统的输送效率。设置集中采暖或空调系统的建筑可以安装新风系统对能量加以回收利用,能够取得相对客观的经济效益和环境效益。(3)可再生能源节能可再生能源是指能够重复产生的自然能源,包括太阳能、风能、水能、地热能、海洋能、潮汐能、生物质能等,是一种符合可持续发展战略的新型非燃料型能源系统。绿色建筑利用的可再生能源通常是太阳能和地热能,是最易获取的再生能源。
2苏州市节能环境效益分析
2.1主要研究方法:市场价值法
市场价值法是按市场现行价格作为价格标准,据以确定自然资源价格的一种资源评估方法。它是比照与被评估对象相同或相似的资源市场价格来确定被评估资源价值的一种方法。本文主要通过比较绿色建筑和基准建筑的能耗,计算得到截至2012年底苏州市绿色建筑节约的能耗量;然后将能耗转换标准煤以及CO2排放当量;根据CO2市场价格来计算获得的效益。通过这种方法既可以直观看到绿色建筑节能导致的CO2减少量,这将减少温室效应的程度;同时还能得到绿色建筑节能带来的经济效益。
2.2CO2交易价格
清洁发展机制(CDM)是京东议定书规定的3种灵活履约机制之一,发达国家与发展中国家实施的一种碳交易机制,也是目前中国唯一的碳交易机制,因此参考目前“清洁发展机制”CDM项目可用于交易的“核证的减排量”(CERs)参考合同价格[13-14]。由于本文研究的是2012年之前的环境效益,所以参考2012年刘秀杰[5]的论文,当年CO2的减排价值约为160元/t。
2.3基准建筑
《公共建筑节能设计标准》GB50189-2005[1]中将20世纪80年代改革开放初期建造的公共建筑作为比较能耗的基础,称为“基准建筑”。
2.4数据处理
本文直接获取的有用数据包括绿色建筑的申报建筑面积、建筑总能耗、节能率。申报建筑面积有85个有用数据,建筑总能耗有50个数据,节能率有56个数据(由于文章篇幅有限,在此不一一列出)。截止2012年底苏州市85项绿色建筑总面积为285.075万m2,具体如表2所示。数据整理后,总共有36组有用数据。经计算,绿色建筑单位面积能耗范围为13.14kWh/m2a~154kWh/m2a,相应的基准建筑单位面积能耗范围为37.38kWh/m2a~346.03kWh/m2a。它们在每段范围的分布如图5和图6。其中单位面积能耗和基准建筑总能耗的数据可以通过公式(1)、(2)计算:单位面积能耗=建筑总能耗/申报建筑面积从图中可以看到,不论是绿色建筑还是基准建筑,单位面积的建筑能耗分布不均匀,因此在本文中采取加权平均的方法获得绿色建筑和基准建筑的平均单位面积能耗,具体的比例以及能耗见表3。根据表3,则绿色建筑和基准建筑的平均单位能耗分别为:绿色建筑平均单位面积能耗=ΣX·E=48.49kWh/m2a基准建筑平均单位面积能耗=ΣX·E=131.78kWh/m2a则苏州市2012年底之前绿色建筑比基准建筑节约的总能耗为:(131.78-48.49)×285.075=2.37×108kWh/a相当于减少使用标煤2.9×104t,减少排放CO27.54×104t。根据2012年CO2的减排价值知道截止2012年底,苏州市绿色建筑的环境效益为1.21亿元。
3结论
关键词:高校旧建筑 节能技术 新材料 节能改造
1 概要
目前,随着我国经济的高速发展,对能源的需求也越来越大。其中建筑是能源消耗的主力军,资料显示:建筑能耗占全社会能耗的25%。我国每年新增建筑约20亿,而且现存的建筑绝大多数是高耗能建筑。因而建筑节能问题已越来越被政府和社会各界所重视,“建设节约型社会”已成为当今社会广泛关注的一个重要主题,建筑耗能的问题日益突出,建筑节能问题更是迫在眉睫[1]。而高校作为能源消耗的大户,也被列入节能减排的重点对象。我国高校数量众多,建筑面积大,能源消耗巨大,高校总能耗占全社会能源消耗总量的10%,人均能耗远高于全国人均总能耗。如何从新节能材料、新技术方面开展节能工作是高校能耗问题解决的关键。
在建筑中使用各种节能建材,一方面可提高建筑物的隔热保温效果,降低采暖空调能源损耗;另一方面又可以极大地改善建筑使用者的生活、工作环境。因此,新型建筑节能材料的应用,对于促进高校节能具有重要意义。此外,国内很多高校均存在大量的老旧建筑,这些建筑由于年代久远,并未采用节能材料,造成大量的能源浪费,因此对其进行节能改造就十分必要和紧迫。近年出现了很多类型的新型建筑材料,它们的广泛使用不仅对于高校节能,也对于促进社会进步、发展国民经济、构建资源节约型社会具有重要的意义。
2 目前普遍应用的节能技术和节能材料
旧建筑存在的问题是,屋面和墙体没有保温措施,门窗密封性较差,玻璃为单层玻璃,所以造成建筑能耗流失的加快。而一般屋面、外墙和门窗是主要的节能改造目标,因此,旧建筑的节能改造也就主要包括屋面、外墙和门窗的改造。其次还要考虑旧建筑多有原使用者,所以施工改造必须要尽可能的快捷,方便和经济[2]。
2.1 屋面保温技术
屋面的保温技术主要为屋面防水保温节能改造,平屋面隔热保温层的做法有聚氨酯保温防水一体喷涂,或铺设隔热板、聚苯乙烯板等,再做防水层和保护层。
2.2 墙体的保温技术
墙体的保温技术主要分为外墙内保温和外墙外保温两类。对于墙体的改造,要充分考虑到建筑的特点、用途等因素,选择施工简便、保温性能好、成本低的节能材料。
2.2.1 内保温技术
内保温技术是指在墙体内部加做保温层。它的特点是施工快速灵活,操作简便。主要的保温技术有聚合物砂浆复合聚苯保温板、但由于使用内保温技术存在着占用建筑使用面积、容易开裂、影响室内装修等缺点,故现在已经逐渐被外保温技术所取代。
2.2.2 外保温技术
外保温是目前广泛使用的一种建筑节能技术。与内保温技术相比,外保温技术有明显的优势,它可以不占用用户的使用面积,而且使用同等规格,性能的保温材料能达到比内保温更好的保温效果。外保温技术在墙体外侧,还可以保护外墙结构,延长建筑物的使用年限,不仅适用于旧建筑物的改造,也在新建建筑上普遍使用,是目前最成熟的保温技术。
一般工程中使用的多位外挂式保温材料,包括硅酸盐保温材料、陶瓷保温材料、挤塑板XPS 6、硬泡聚氨酯现场喷涂、硬泡聚氨酯保温板、岩棉、聚苯乙烯泡沫板(简称苯板)、钢丝网架夹心墙板等[3]。其中最广泛应用的是苯板。苯板具有优良的性能和低廉的成本。一般做法是用胀钉将其固定在外墙上,或采用粘接技术固定,然后加入网格布抹砂浆,最后再做装饰面层。此外还可以采用无机喷涂进行外墙保温。保温材料一般是指导热系数小于或等于0.2的材料。选用时除应考虑材料的导热系数外,还应考虑材料的吸水率、燃烧性能、强度等指标。不同绝热材料的性能特点有所不同。
2.3 外窗的保温技术
建筑物的热能有不少都通过门窗散失。相关资料显示,一般建筑的门窗面积占建筑护结构面积的30%,其能耗约占整个建筑总能耗的2/3,通过玻璃的能耗约占门窗能耗的75%,所以门窗是节能改造的重点[4]。应尽量使用新型的节能门窗。
节能玻璃是目前国内主要推广使用的外窗节能材料。常见的节能玻璃有以下3 种: 中空玻璃、真空玻璃、低辐射镀膜玻璃[5]。其中,中空玻璃是一种非常优秀的节能材料,正在被大量的使用。中空玻璃一般由两片玻璃构成,中间充入惰性气体,周边由胶接或焊接方式密封。中空玻璃具有减轻辐射的功能。真空玻璃中间是真空腔,优点是隔音和隔热性能好,节能降噪性能独特。低辐射镀膜玻璃(“Low-E”玻璃)是一种对波长4.5-25um的红外线有较高反射比的镀膜玻璃。低辐射镀膜玻璃还可以复合阳光控制功能,成为阳光控制低辐射玻璃,有很好的保温节能效果,还可以起到防眩,提高舒适度等效果。
节能型的门窗框材料主要有以下3种:塑钢型材、塑铝型材、玻璃钢型材。塑钢型材具有热导率低、保温性能好、耐腐蚀、隔声、防震、阻燃性能优良等优点,是现在普遍使用的窗框材料。但不适宜在高寒高温地区使用;塑铝型材有刚性好、寒热性能好,不易发生结露的优点。因此,适宜大尺寸窗户及高风压地区和严寒地区使用[5]。玻璃钢型材的导热率低,保温性能好,适用环境较广,而且使用寿命长,是未来型材的发展方向。
3 节能改造实例
宁夏大学校本部B区数计学院楼始建于1983年。改造总面积4032平方米,5层多层。楼内各种设备管道线路均已老化,且保温效果较差,门窗密封性能差,冬天室内温度较低。改造前楼体无保温材料,窗户为单框单玻铝合金窗。外窗存在传热过大、漏风严重等现象,不符合《公共建筑节能设计标准》强制性要求,故对其进行节能改造。针对实际现状,选择节能型的中空玻璃塑钢窗,防止空气渗透。改造方案对墙体增加保温层,楼内采暖管道以及散热片整体替换,将所有照明灯具全部替换为节能灯。
改造后外墙平均传热系数满足《公共建筑节能设计标准》GB50189-2005规定,且室内温度比未改造前高2.1摄氏度。由此可以看出,增加外墙保温层和中空玻璃塑钢窗后的保温隔热性能好。通过进行外墙和外窗的保温改造,达到了节能的要求,室内保温效果得到了明显的改善。
4 结语
通过实例我们可以看出,对旧建筑进行的节能改造,采用新型的节能材料,明显的改善了建筑物的能耗,增强了室内的保温效果。因此对旧建筑进行节能改造是非常有意义的。我国的建筑节能改造还比较落后,只要继续对节能技术进行推广和应用,采用更好的节能材料和节能技术,就可以大大降低高校乃至全社会的建筑能耗。
参考文献:
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关键字:电气节能;现状及问题;原则;对策
中图分类号:TE08文献标识码: A
一、我国建筑电气能耗现状与节能发展
电能作为人类最重要的二次能源之一,也是建筑中最主要的能源。建筑中,不论是照明插座系统,还是其他动力类用电设备等,都需要使用电能才可以工作。我国现今建筑能耗主要集中在北方采暖、住宅、公共建筑等方面,而根据相关数据保守估计,大型公共建筑在运行管理方面至少存在 30%~40%的节能潜力,我国目前大型公共建筑有 5 亿多平方米,每年耗电约900亿度,按照节能40%
计算,每年仅大型公共建筑一项就可节电 360 亿度,约合 400 万吨标准煤,从而减少约900 万吨二氧化碳的排放量,由此可以看出,仅大型公共建筑一项就能为国家节约数百亿资源,同时还能保护环境,所以,电气节能也受到了国家的重点关注。近年来,我国建筑行业的能源浪费问题已经得到了社会的普遍关注,并且引起了相关部门及行业的高度重视。并且颁布了《建筑节能施工质量验收规范》、《绿色建筑评价标准》等规章制度,来实现建筑电气节能。同时,在对国外技术和设计理念研究的基础上,采用更为先进的设备和技术,例如:真空断路器和 SF6 断路器、智能化和自动化的设备控制技术、电动机变频技术等。在建筑节能方面,还倡导采用太阳能、风力发电、太阳光伏发电等环保发电省电方式。这些都可以说明,建筑电气节能已经成为我国建筑行业发展的必由之路。
二、建筑电气节能中存在的问题
由于我国还是一个发展中国家,建筑节能体系刚刚起步,所以建筑电气节能存在许多问题,下面是我总结的建筑电气节能存在的问题:一是,不合理的建筑设计与普遍存在的浪费现在导致节能效果不够明显,例如建筑外部围护结构不节能,造成设备专业不得不选用较大容量的设备;传统建筑电气设备都是单独工作,设备之间没有沟通和联系,增加了能源的消耗。二是,许多电气设备没有设置必要的调节装置,导致系统无法调节,长期处于运行能耗大的不合理状况。而且系统的维护与管理也因为设备种类的增加而增大。三是,太多设备采用变频技术,给供电系统中带来了谐波分量。而且电气设备增加,容易发生火灾。四是,照明光源的选择不科学、控制方式不合理,或者为了追求照明效果而提高照度标准,以及普遍存在的浪费现象。
三、我国建筑电气节能的相关措施
1、合理选择变压器的规格、型号
变压器中存在着阻抗,它们会消耗、浪费大量的电能。所以在变压器节能时可以考虑通过降低变压器负载率的方式来实现,能够节约电能,减少损耗,但是这样一来就会增加工程初期的投资金额。变压器节能本质通过降低其有功功率的损耗,达到提升运行效率的目的。配电变压器低压侧输电网最好能够采取环形网络的方式,以便能随负荷变化而采取及时切换,或决定投入运行的变压器台数,且又不影响各环节所需电力供应。变压器中的电力损耗还来自于磁滞和涡流,磁滞和涡流与铁芯有关,铁芯作为变压器电磁感应磁路,磁通在其中教鞭,这时候由于材质结构等原因可能会产生磁滞和涡流损耗,可以将非晶态合金应用到铁芯中,与普通材料相比,同容量下可降低75%到80%的损耗。在选择变压器时应选用阻值较小的绕组,如铜芯变压器。与老产品比,SL7、511、SLZ7无励磁调压变压器的空载损失和短路损失,10kV系列分别降低41.5%和13.93%,其他系列也都分别有降低能损作用。新系列节能型变压器,因其具有损耗低、质量轻、效率高、抗冲击、节能显著等优点,而在近年得到了广泛的应用,所以,设计应首选低损耗的节能变压器。
2、提高功率因数
为了减少无功功率流动引起的损耗,在民用建筑中对容量超过10kw的风机、水泵、传送带等,电动机端设置就地补偿装置。电动机就地补偿通常有两种接线方式。一是将补偿电容器装在接触器主接点之后,热元件一次线圈之前,这种方法适合于进行改造的电机接线,热元件的整定电流不计补偿的影响;一是将其并接在热元件的一次线之后,这种接线适合新安装的电机,热元件的整定电流应按补偿后的电机工作电流计。与此同时,还需要正确选用变流装置,对直流设备的供电和励磁,可以用晶闸管整流或者硅整流装置代替汞弧整流器、变流机组等。
限制电动机和电焊机的空载运转。可以通过安装空载断电设备限制空载率大于50%的电动机等;可以采用空载自停控制装置来调控大型胶带运输系统;可以采用自控方式调整大型非连续运转的泵类电动机的风量和流量,到达节省电能的目的。
3、电动机节能的途径
减少电动机电能损耗的主要途径是提高电动机的工作效率和功率因数。在建
筑工程中应选用高效率的电动机。掌握负荷特性是选择电动机的基础,必须清晰负荷的断续与连续问题。如果是连续负荷,必须弄清楚其负荷与输出功率的匹配情况,若是泵等平方递减负荷特性,在轻载时打开风门和阀门,采用调速电动机在低速运行,以便节能。
常用的动力负荷为风机和水泵电动机类,在一座五星级的大型酒店中,一台水泵的能耗可以达到30%,因此,必须对其采取措施节能。一般的水泵电动机会根据最大负荷来选择容量。水泵的工作特性是流量与转速成正比,扬程与转速平方成正比轴功率与转速立方成正比。当流量一半时,降低电机转速可以通过调速的方法将其减少一半,那么电机轴功率是额定的1/8,采用调速技术控制需要变流量运行的水泵,可大大降低能耗。变频调速是一种高性能的速度控制模式,能够维持正常的滑动操作来实现无级调速,电机可以输出最大转矩在低转速时保持不变,起到节能降耗的目的。比变频器价格便宜的另一种节能措施是采用软起动器。软起动器设备是根据起始时间逐渐调整晶闸管的导通角,调控电压。软起动器也可以采用测速反馈、电压负反馈和电流反馈,通过反馈控制晶闸管的导通角,从而实现与负载变化相应变化。软起动器通常用于大容量电机和泵设备的频繁启动时,以及附近的电气设备场所的电压稳定度要求较高时。
4、合理选择电线和电缆
照明线路的损耗占输入电能的4%左右,,影响了照明电路的损耗的主要因素是供电模式和导线的横截面面积。由于电路电阻在电流流过会产生有功功率和无功功率的损耗。导线最好能选用电阻较小的材料,虽然铜芯是最好的选择,但是我国倡导节约用铜,因此,线路降耗可以从以下几个方面来实现:
4.1减小导线长度
首先,线路尽量少走弯路,采取直线拉线路的原则,减少损耗;其次,低压线路最好不要走回头线,可以减少电能损失;再次,变压器尽量接近负荷中心,以减少供电距离,当建筑物每层平面在10000平方米左右时,至少要设2两个变配电所,以减少干线的长度;最后,在高层建筑中,低压配电室应靠近竖井,而且由低压配电室提供给每个竖井的干线,不至于产生支线沿着干线倒送的现象。
4.2增大导线截面
第一,当较长的线路在满足流量等基础需求的要求下选择好截面时,在此基础上再加大一级导线截面。第二,选在线芯截面时,按照经济电流选择的电缆截面通常大于按照载流量所选的截面,但总费用支出会很小,而且增加的初期投资一般仅需2―4年即可收回。对于利用一些季节性风荷线路的用户,在其不使用时,可以提供给长期用户使用,减少线路电阻。
结束语
通过上述分析可以看出,我国电能损耗问题十分严重,电气节能实在不行,也是我国技能降耗工作的重点,通过以上几种方式进行电气节能,需要施工人员准确掌握最先进的施工技术,确保电气节能施工的质量。
参考文献:
[1] 许志中,我国建筑节能技术的研究开发与发展前景探讨[J].工业建筑,2004.08(15):32-33.