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本 科 生 毕 业 论 文(设 计)
题 目: 浅谈建筑节能现状及建筑节能新技术
层 次: 专科起点本科
专 业: 工程管理
年 级: 年 季
学 号:
学 生:
指导教师:
完成日期: 2022年4月27日
进入21世纪以来,随着国内经济的飞速发展,建筑节能是城市发展的一个重要环节,是人们共同关注的热点问题。本文在通过对国内外建筑节能现状及节能措施应用的对比分析后,详细的讨论了建筑节能的问题。论文首先对建筑节能进行概述,主要介绍建筑节能的概念和意义,接着对建筑节能的政策、技术标准、技术支持等现状进行了总结,然后介绍了建筑节能的新技术,最后以工程实例对建筑节能新技术的应用进行分析。
关键词:建筑节能;推广;应用;对策
目 录
1.2.1 开展建筑节能是改善空间环境的重要途径....................................... 3
1.2.2 开展建筑节能是发展国民经济的需要............................................... 4
1.3 建筑节能的主要内容和目标.......................................................................... 4
1.3.1 建筑节能的主要内容........................................................................... 4
1.3.2 建筑节能的目标................................................................................... 5
3.2.1 新风处理及空调系统的余热回收技术............................................... 9
3.2.2 各种辐射型采暖空调末端装置节能技术........................................... 9
4.1 工程实例一——林寿花园一期工程节能设计............................................ 11
4.1.2 采用的节能技术................................................................................. 11
4.2 工程实例二——沈阳防汛减灾指挥中心.................................................... 13
4.2.2 采用的节能技术................................................................................. 13
4.2.3 取得的节能效果................................................................................. 15
自70年代中期以来,建筑节能已经成为世界性的大趋势,而90年代所提出的可持续发展理论以及近两年提出的建设生态节约型、环境友好型社会都使得节能型建筑成为全社会关注的焦点问题。我国人口众多,资源和能源消耗量巨大,建筑对能源的消耗约占总能耗的1/4左右,这其中居住建筑又占有较高的比例。随着人对居住环境的要求逐渐提高,空调北上,取暖南下,居住建筑节能面临新的形势和挑战[1]。
环境污染、全球性气候变暖、石油危机出现以后,世界各国开始重视节能问题,以西方发达国家为代表,开始大力研究和推广建筑节能技术。我国也于上世纪80年代开始了建筑节能工作。随着可持续发展观的出现,节能正成为社会实现可持续发展的最重要途径之一。多年来,发达国家曾无节制地使用能源,使世界经济遭受能源危机的严重打击,地球大气环境也加剧破坏,由于建筑用能数量巨大,对环境造成重大损害,建筑节能是关系到拯救地球、拯救人类的大事情。近20多年来,建筑节能在世界蓬勃兴起,建筑节能成为世界性的大潮流。由于我国建筑节能形势严峻,政府高度重视建筑节能问题并将建筑节能提到日程,酝酿出台了一系列建筑节能鼓励措施,逐步完善建筑节能规范,使得建筑节能成为了社会与媒体普遍关注的话题,同时也成为了新的研究热点。目前,国内已经开展了大量相关研究工作,但是还不完善,建筑节能技术理论还有待进一步的研究。
建筑节能含义的发展经历了三个阶段:从最初强调“建筑节能”C Energy savingin buildings ),到随后又提出“在建筑中保持能源”(Energy conservation in buildings )意思是减少建筑中能源的散失,直到近来普遍称为“提高建筑中的能源利用效率”( Energy efficiency in buildings ),也就是说,并不是消极意义上的节省,而是从积极意义上提高利用效率,主要表现为基于循环经济的理论,大量使用可再生能源,充分利用建筑的功能保持热能并且减少能耗,用有限的资源和最小能源代价获取最大的经济和社会效益,既满足人类对资源日益增长的需求,又减少建筑耗能对环境质量的不利影响,进而推动全球经济、社会的可持续发展。进入21世纪后建筑节能的主题是建筑能源的可持续性(Energy sustainability in buildings ),如今欧洲己出现了极为“严格的零能耗住宅标准(Zero heating standard )、零CO:排放标准(Zero C02 standard)和能源自给标准(Autonomous standard ),并且己有少数达到上述节能标准的居住建筑投入使用,西方发达国家在建筑节能领域已遥遥领先。
现代生活中对能源的需求量大,能源相对短缺的矛盾日益尖锐,促进了世界能源的可持续发展。90年代初以来,提出了可持续发展理论,增加了环境保护的紧迫性,建筑节能已成为世界关注的焦点。自20世纪90年代以来,许多建筑业从事建筑节能方法和理论的研究,甚至致力于建筑节能的推广。同时,政府部门也制定并颁布了一系列法律法规,配合节能工作。因此,已经有许多节能建筑,毫无疑问,付出了辛勤的努力,前辈们高兴。但不能否认的是,目前,中国的建筑节能工作进展缓慢,促进节能建设遇到了相当大的阻力,有许多因素制约其发展。这就需要我们及时总结经验,发现在以前的工作中,存在的问题和尝试解决,也发现更有利于节能技术的推广和应用的技术措施。只有这样,我们才能使建筑节能工作,不断推进。
1 建筑节能的概论
1.1 建筑节能的概念
建筑节能是指在建筑物的规划、设计、新建改建、扩建、改造和使用过程中,执行建筑节能标准,采用节能型的建筑技术、工艺、设备、材料和产品,提高保温隔热性能和采暖供热、空调制冷制热系统效率,加强建筑物用能系统的运行管理,利用可再生能源,在保证建筑物室内热环境质量的前提下,减少采暖供热、空调制冷制热、照明、热水供应的能耗[2]。从广义分析,建筑节能包括建筑物本体节能、管理节能和行为节能。
建筑节能新技术:泛指建筑节能技术、材料及产品,是指经过鉴定评估的先进、成熟、适用的建筑节能技术、材料、工艺、产品。例如建筑物外墙保温技术的研究,新型墙体材料、节能门、窗的研发等。
1.2 建筑节能的意义
自18世纪工业革命以来,人类对自然的认识和理解能力的不断增强,社会经济的发展,赢得了前所未有的速度和规模,创造了越来越丰富的物质财富,人们建立了工业文明的繁荣。但在财富和文明的背后,也付出了沉重的代价,自然资源的过度消耗和环境污染、全球变暖、土地荒漠化、资源匮乏、洪涝干旱等自然灾害频发的生态环境日益恶化,迫使人类深刻反思。因此,节约能源,实现可持续发展具有重要的。
1.2.1 开展建筑节能是改善空间环境的重要途径
中国的建筑采暖能源以煤为主,占总热能的75%左右。研究表明,每1吨标准煤的燃烧,将产生24公斤二氧化碳,406公斤一氧化碳,4.2公斤的灰尘。目前,中国的供热燃煤二氧化碳排放量每年约1.9亿吨,近300万吨二氧化硫的排放量,城市空气污染指标在采暖期一般超过标准,造成严重的空气污染[3]。温室气体主要为二氧化碳,严重危害人类的生存环境;许多疾病的来源有烟尘、二氧化硫和氮氧化物和呼吸系统疾病,如肺癌和环境酸化和酸雨等,也会破坏森林和破坏建筑物的罪魁祸首。显然,开展建筑节能,可以大大降低建筑能耗,减少有害物质的排放,提高建筑节能效率,这将是改善大气环境的一项重要措施。
适宜的室内热环境,可以使人体易于保持平衡,从而使人体有舒适的感觉。节能建筑可以改善室内环境,在冬季和夏季凉爽。在节能住宅建筑的要求,约1.5-2.6倍一般非节能建筑的屋顶保温能力,对2-3倍的非节能建筑外墙的保温能力,窗户为1.3-1.6倍。建筑节能采暖能耗仅为非节能建筑的一半左右,冬季室内温度保持在18度左右,围护结构内表面保持较高的温度,从而避免了凝结、发霉,大大改善了冬季室内的热环境[4]。由于建筑围护结构的保温隔热系数较大,夏季隔热也非常有利,室内热舒适度大大提高。
1.2.2 开展建筑节能是发展国民经济的需要
能源是发展国民经济和提高人民生活水平的重要物质基础。我国能源生产的增长速度长期滞后于GDP的增长速度,能源短缺是制约国民经济发展的根本因素。因此,节约能源是国民经济发展的客观需要。
中国的煤炭和水资源库是丰富的,但能源消耗的结构主要是煤炭,煤炭占了四分之三以上,我国建筑供热煤炭约占75%,其他高质量能源的比例很小,与发达国家存在很大的差距。例如,在取暖能源,法国:电力占5%,天然气占50%,煤炭和石油占只有10%;荷兰:天然气占46%,石油占46%,煤炭占6%,其他2%。
我国庞大的建筑和每年的新建筑,加上人口众多,建筑能耗占全国总能耗的四分之一以上,特别是建设大量的建筑能耗高,建筑能耗增长远远高于能源生产的增长速度,特别是对电力,天然气,热等高质量能源的需求急剧增加,建筑能耗,密切关注建筑节能工作是国民经济可持续发展的重大问题。
建筑节能需要投入一定的资金,但投入少,产出更多。实践证明,只要选择适合当地条件的节能技术,如果使用4% - 7%的施工成本,可以达到30%的节能目标。建筑节能投资回收期一般为3-6年,建设周期60-100年相比,其经济效益是非常突出的,可见,建筑节能的投资,在短期内恢复,长期受益[5]。
1.3 建筑节能的主要内容和目标
1.3.1 建筑节能的主要内容
建筑围护结构包括窗、墙、屋顶等,以提高围护结构的热性能,建筑的供热量是有效利用建筑内部的,而不是通过围护结构很快丢失,从而达到减少能源消耗的目的。为了实现节能,提高门窗和墙壁的密封性能,以减少热损失和空气渗透热消耗。
加热系统包括热源、加热和室内加热设施三个部分。提高锅炉运行效率和管网输送的效率,而不使热量在转换和传输过程中损失太多。因此,有必要提高供热系统的设备性能,提高设计和施工水平,提高运行管理技术。在室内采暖设施部分应采用双管入户、分户计量,分室温度控制等技术措施,实施供热计量收费制度,家庭是能源消耗和节约能源,调动人的主动性的节能,建筑节能由于其有效性的充分实现。
发展可再生能源的利用是建筑能耗的方向。可再生能源是清洁能源,在自然界中可以不断再生,可持续利用和取之不尽的资源,它是无害的环境或危害和资源分布广泛,是适合当地的开发和利用。可再生能源包括太阳能、风能、水、生物质能、地热能和海洋能等。它采取了坚实的一步不完全统计,到2006年底,中国的可再生能源的总成本为200万吨标准煤,比2005增加了0。5个百分点,为2010可再生能源占一次性能源10%的目标。
1.3.2 建筑节能的目标
为了提高能源使用效率的提高建筑,热舒适的生活条件,促进城乡建设协调发展,国民经济和生态环境,建设部提出了建筑节能的发展目标:
第一步:在1996之前,新的采暖居住建筑在1980-1981年当地通用设计能耗水平的基础上降低30%一般,节能量30%。第二步:19%年,那么这样的30%是达到了第一阶段的基础上的节能率为50%的要求。第三步:自2005起,再根据65%的节能要求,在第二阶段达到30%。
此外,既有建筑节能的供热面积,集中供热住宅实施按表计量收费,新建的公共建筑采暖和夏热冬冷的节能民用建筑,提出了发展目标。到2010年,新建建筑普遍实施节能率为50%的《民用建筑节能设计标准(采暖居住建筑部分)》(JGJ26-95 ),《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》(JGJ75-2003),《公共建筑节能设计标准》( GB50189-2005)以及《建筑照明设计标准》( GB50034-2004 ) 。全国各大中小城市及城镇实施上述标准全面到位。北京、天津等少数大城市率先实施节能率为65%地方节能标准[7]。2010-2020年,在实施的建筑节能标准,节能率为65%的国家实施步骤2015之后,一些城市在建筑节能标准实施节能率为75%的铅。
随着我国经济发展和城市化进程的深化,居民的居住环境得到极大的改善,同时随着对居住环境舒适度要求的提高和家电的大量使用,采暖、制冷等方面消耗巨大的能量,节约资源提高资源的利用率,建筑节能问题突出。我国节能理念和节能技术的开发利用与发达国家相比,起步较晚,如我国的建筑采暖耗热量:墙体、屋顶、外窗和门窗透气性等方面总耗能是发达国家的3~4倍。如果不采取有效措施,建筑和日常能耗将以巨大的速度消耗有限的资源,对资源造成巨大浪费的同时,对生态环境也带来巨大压力。“建筑节能是指在建筑的设计、规划、建设、改造及使用中,实施节能标准,采用节能型设备、建筑技术、材料、工艺、提高取暖供热和保温隔热性能、空调制热制冷效率,加强建筑能耗系统的运行管理[9]。”现从当前建筑节能的形式发展、政策法规、能耗和存在的问题四个方面分析我们建筑节能的现状。
2.1 相关政策的现状
当前我国在建筑节能方面还存在诸多问题急待解决,但令人欣慰的是,我国政府已开始逐步重视并加快发展绿色建筑,尤其是建筑节能的推广应用。2015年,无论是国家还是地方,关于绿色建筑的政策都出台不少。2015年住建部印发出台《绿色建材评价标识管理办法实施细则》(征求意见稿),明确了绿色建材评价工作的组织管理,标识申请、评价及使用,监督管理等内容。《绿色建材评价标识管理办法实施细则》(征求意见稿)也对落实《绿色建筑行动方案》、推动绿色建筑和建材工业转型升级起到了积极作用。住建部携工信部印发了《预拌混凝土绿色生产评价标识管理办法(试行)》(征求意见稿)。作为绿建行业的典型建材,预拌混凝土具有保障工程质量、节能降耗,节省施工用地、改善劳动条件、减少环境污染等方面的益处。在预拌混凝土绿色建材评价技术导则的征求意见稿出台后还有与之相关的政策面世,这也从侧面说明了国家对于推广使用预拌混凝土的重视。
2.2 相关行业标准的现状
我国于2015年1月1日正式开始实施的新版《绿色建筑评价标准》为我国今年绿色建筑的规范化发展开了一个好头,从政策角度来说,2015年可谓是将绿色建筑产业拉上了一个新高度。针对我国民用建筑的节能要求,住建部在相关文件中的规定非常严格:所有销售房屋的节能措施、围护结构、保温隔热性能指标等基本信息,房地产开发企业都应当在销售现场显著位置进行公示,背离强制性条文实施工程建设的,将按规定予以处罚,以上信息内容还要在《住宅使用说明书》中予以载明。
2.3 相关技术支持的现状
我国的建筑节能技术水平与发达国家相比急待提高。目前世界上许多发达国家的建筑节能技术水平均普遍高于我国,与气候相近的发达国家相比,他们围护结构的传热功能均高于我国大多数采暖地区,我国屋面、外墙、外窗的传热系数低于发达国家二至六倍,究其原因,在于我国建筑节能技术不仅起步较晚,且我国建筑节能技术的推广工作始终得不到相应的重视。在许多发达国家开始致力于研究与推行建筑节能技术的同时,我国的高耗能建筑确仍在大行其道,无节制的大面积开发建设,所有这些问题都在提醒我们,我国建筑节能技术与产品的推广应用,必须即刻开展。
2.4 相关能源消耗的现状
统计局数据显示,2015年建筑行业总产值为18万亿元,占GDP比例为26.6%,建筑行业作为中国经济的重要组成部分,将成为社会节能减排治理的首要对象。我国建筑能耗的总量逐年上升,在能源总消费量中所占比约34%。人均建筑能耗水平为423kgce(千克标准煤),能耗较低。人均能耗与人均GDP有较强的相关性,通过分析,我们认为相关系数为0.93。目前全球建筑能源消耗已超过工业和交通,占到总能源消耗的41%。我们认为随着经济发展,人民生活水平提高,对建筑功能、舒适等要求逐渐增加,未来人均建筑能耗将有上升趋势。我们需要通过绿色建筑手段对建筑耗能加以控制。中国自然资源水平匮乏。尽管自然资源总量多,但人均资源占有量远低于世界平均水平,数据显示,2013年人均煤炭资源占有量是世界水平76.07%;人均石油占有量是世界水平12.64%;总体来说,是资源水平比较匮乏的国家。自80年代以来,中国经济增长主要靠投资拉动,其中相当大一部分是房屋建筑投资。据统计,2015年,中国已有建筑面积约为580亿平方米,施工面积为124.3亿平方米,竣工面积为42.08亿平方米。随着中国经济逐步下行,房地产投资更成为维护经济稳定的重要引擎。我们预计2020年,全国建筑竣工面积将达到58亿平方米。纵观建筑节能情况,建筑耗能占总耗能比例大、高耗能建筑比例高、节能状况落后是我国建筑节能的三大现状。