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绿色建筑与建筑节能

发布日期:2020-10-16 09:53浏览次数:
绿色建筑与建筑节能

绿色建筑和建筑节能林海燕(中国建筑科学研究院物理研究所)是重点。本文论述了绿色建筑与建筑节能的关系。从绿色建筑的角度来看,要降低建筑能耗,至少有以下五个技术问题:建筑设计、建筑围护结构、暖通空调系统、照明和热水。合理的建筑设计为降低使用过程中的能耗创造了重要的前提条件。比如,在确定一个建筑的功能、规模和选址时,建筑的朝向和造型会对建筑能耗产生很大的影响。建筑形态对建筑能耗的影响是复杂的。一般认为,建筑物的体形系数越小,单位建筑面积对应的表面积越小,有利于降低采暖空调系统的负荷。其实这种理解只是在一定程度上正确。采暖空调系统的负荷来自三个部分,一是室内外温差和太阳辐射传热;二是室内人员、设备、照明产生的热量;第三,室内提供新鲜空气所需的能耗。其中,负荷的前两部分有时相互重叠,有时相互抵消。对于居住建筑,内部荷载基本稳定且相对较小,外部荷载起主要作用。所以从节能的角度来说,外观设计应该追求小的造型系数。但对于公共建筑来说,内部热量产生量很大,夏季夜间散热很重要。在一定条件下,适当增加形状系数可能更有利于节能。建筑围护结构的热工性能是直接影响建筑能耗的重要因素。中国是个幅员辽阔的国家。根据1月和7月的平均气温,将960万km2的土地划分为5个不同的建筑气候区:严寒区、寒冷区、夏热冬冷区、夏热冬暖区和温和区。各地气候差异很大,建筑围护结构热工性能优劣,与建筑所处的环境有关。以严寒地区为例,建筑围护结构的保温性能是一个非常重要的指标。在墙外加一层保温材料是非常必要和有效的。在合理的厚度范围内,保温层越厚,热性能越好。但是在夏热冬暖地区,情况就不一样了。夏季室内外平均温差只有几度,室内获得的热量主要是通过玻璃直接和间接进入室内的热量。围护结构保温性能太好,也可能影响夏季夜间散热。在夏热冬冷地区,建筑围护结构既要考虑冬季的保温性能,又要考虑夏季的保温性能,有时两者之间会有矛盾。冬季为了保暖,建筑围护结构热阻较大,导致夏季夜间散热问题,主要通过开窗和夜间通风解决。为了在冬天得到更多的阳光,信封的透明部分可以大一些,但透明部分的热阻也要大一些,以减少没有阳光时的散热损失。此外,透明部分的外侧必须配备有效的遮阳装置(*最好是活动遮阳装置,如卷帘和百叶窗),以减少夏季进入房间的太阳辐射。近年来,玻璃在建筑围护结构中的面积越来越大,玻璃幕墙建筑随处可见。从绿色建筑的角度来看,透明围护结构可以增加冬季和白天的室内采光和太阳辐射热,这是一个优势。但在目前的技术发展条件下,在合理的价格范围内,透明围护结构的热阻远远小于非透明围护结构的热阻,更何况直接进入室内的太阳辐射往往是夏季空调系统的主要负荷。随着玻璃深加工技术的发展,镀膜玻璃可以大大降低玻璃的透光率

尤其是在夏热冬暖地区,夏季室内降温、冬季供暖非常重要。玻璃本身的遮阳性能无论怎么调节,都只能是两种工况的折中。根据目前的技术条件,在合理的价格范围内,透明信封的热工性能要比不透明信封差很多,所以有必要从节能的角度来控制透明信封的大规模使用。暖通空调系统的节能潜力巨大,尤其是在公共建筑中。首先,各种空调系统的能效差别很大;其次,建筑内空调的合理分区对能耗影响很大。*、系统的科学运行和管理对实际节能有着至关重要的影响。照明也是建筑中的耗能项目。据统计,在一栋商业建筑中,照明能耗可占建筑总能耗的20%~30%。照明不仅本身消耗能源,而且在有空调制冷需求时,还会增加空调系统的制冷需求。在绿色建筑中,采用日光照明、先进的照明技术和高效合理的照明设计,可以降低照明能耗。日光照明是一种“绿色”的照明方式,不仅可以显著降低能耗,而且有益于人们的身心健康。从节能的意义上来说,日光照明不仅降低了能耗,还起到了降低供电峰值的作用,因为一天中日光资源丰富的时候也是日照强烈的时候,也是空调系统冷负荷的高峰期。日光照明潜力巨大。比如在大量的建筑中,一个房间的深度通常很大,通过使用一些折射板和反射天花板,可以将窗户处的光线引入房间,从而降低房间内部区域白天的采光需求。日光资源的利用是一个很大的课题,在绿色建筑中有很大的舞台。照明技术的发展也为照明节能提供了技术支持。为了满足同样的照明要求,光效高的光源和灯具比普通光源和灯具耗电少得多。另外,从建筑设计的角度,也要对降低照明能耗做出强制性规定。我国新的建筑照明设计标准规定了各类房间的照明功率密度!LPD)限制是控制设计过程中过度照明的发生。当然,照明系统的控制,尤其是大型照明系统的控制,对照明系统的实际功耗影响很大。随着人们生活水平的提高,热水供应逐渐成为住宅建筑的必要功能,热水的能耗也会越来越大。利用太阳能提供生活热水应符合绿色建筑的原则。中国的城市住宅大多是多层和高层建筑。即使屋顶覆盖太阳能电池板,产生的电力也不能满足住宅供暖或空调的需要。与国外一些绿色示范房不同的是,两层小楼的屋顶覆盖有太阳能电池板,太阳能电池板与电网相连,实现了房屋的“零”耗电。在中国,充分利用建筑中的太阳能,直接提供生活热水是一种切实可行的方法。六层住宅楼屋顶接收的太阳辐射可以满足居民的生活热水需求。利用太阳能直接供应热水应该是一种值得大力推广的可再生能源利用方式。普及住宅建筑太阳能热水供应,*最大的障碍在于太阳能热水器与建筑的融合。只有太阳能利用与建筑设计真正融为一体,才能实现真正意义上的太阳能热水供应。太阳能屋顶应该是绿色建筑,尤其是绿色住宅的重要措施。技术带来了一系列的变化。在创造一个适合人们生活、工作和开展其他社会活动的地方的同时,尽可能提高资源利用率,节能、节水、节地、降耗是我们建筑科技工作者的一项光荣而艰巨的任务

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