建筑节能的四个技术途径

发布时间：2021-04-13 08:59:30

作者：瑞泽能源

在发达国家，空调采暖能耗占建筑能耗的65%左右。在中国，采暖空调和照明用能近期增长速度已明显高于生产用能的增长速度，因此，降低建筑冷、热和照明用能是降低建筑总能耗的重要内容，一般可从以下几个方面着手。

　　在发达国家，空调采暖能耗占建筑能耗的65%左右。在中国，采暖空调和照明用能近期增长速度已明显高于生产用能的增长速度，因此，降低建筑冷、热和照明用能是降低建筑总能耗的重要内容，一般可从以下几个方面着手。

　　一，建筑规划设计。

　　微排式建筑、低能耗建筑、零能耗建筑、绿色建筑等诸多全新的设计理念，要求建筑师从整体、综合的设计理念出发，坚持与能源分析专家、环保专家、建筑专家、建筑专家等多方面的密切合作。建筑物在规划和设计时，应根据影响范围广泛的气候条件，结合建筑物自身的具体环境气候特点，注重利用自然环境(如外部气流、雨水、湖泊、绿化、地形、照明等)创造良好的建筑物室内微气候，以最大限度地减少对建筑设备的依赖。

　　其具体措施可概括为三个方面：

　　(1)选择合理的地址，采用合理的外部环境设计(主要方法有：在建筑物周围布置树木、植被、水面、假山、围墙等);

　　(2)合理设计建筑形态(包括建筑整体体量和建筑朝向的确定)，改善原有的微气候;

　　(3)合理的建筑形态设计是充分利用建筑室外微环境，改善建筑室内微环境的重要环节，主要是通过对建筑各组成部分进行结构构造设计和对建筑内部空间进行合理的分隔设计来实现。

　　与此同时，还可以借助相关软件进行优化设计，如运用建筑阴影模拟，辅助设计道路、绿化、建筑朝向和居住区的户外休闲空间，以及利用CFD软件，如：PHOENICS,Fluent等，分析室内和室外空气流动是否顺畅。

 

　　二，围护结构。

　　建筑物的围护结构构成部分(屋顶、墙、基础、门窗、遮阳设施)的设计对建筑物的能耗、环境性能、室内空气质量以及使用者所处的视觉和热舒适环境都有重大影响。

　　通常增加围护结构的热工性能，所需费用只有总投资的3%~6%，而节约的能源可达20%~40%。提高围护结构的热工性能，可以减少夏季进入室内的室外热量，也可以减少冬季进入室内的热量损失，从而改善建筑物的热环境，从而降低建筑物的冷耗和热耗。

　　一是提高围护结构各组成部分的热性能，通常是通过改变其组成材料来实现的;对于不同的建筑类型有不同的要求。可以特别考虑使用不同的材料和技术来实现各个维修部件。

　　再根据当地的气候、地理位置和建筑物的朝向，以建筑能耗软件计算结果为指导，选择围护结构组合优化设计方法。最终对围护结构的各个组成部分及其组合进行技术经济可行性评价，确定技术可行、经济合理的围护结构。

 

　　三，提高终端用户的用能效率;

　　高能源效率的供暖、空调系统与上述降低室内冷、热负荷的措施并行不悖，可以真正降低供暖、空调能耗。

　　一是根据建筑的特点和功能，设计出高能源效率的HVAC设备系统，如：热泵系统、蓄能系统及区域供热、供冷系统等;

　　在实际应用中，利用能源管理和监测系统，对室内的舒适度、室内空气品质及能耗情况进行监控和调节。

　　比如欧洲国家通过传感器测量其周围环境的温、湿度和日照强度，然后根据建筑动态模型对采暖和空调负荷进行预测，从而控制HVAC系统的运行。对于其它家用电器和办公设备，尽量采用节能认证产品。

　　例如，美国通常鼓励使用“能源之星”产品，而澳大利亚则对能耗高的家用电器实行最低能效标准(MEPS)。

 

　　四，提高总体能源利用率。

　　在由初级能量转换为建筑设备系统所使用的终端能量的过程中，能量损失很大。为此，应从整个过程(开采、处理、运输、储存、分配和最终使用)进行评价，以全面反映能源使用效率和能源对环境的影响。

　　建筑物节能设备如空调、热水器、洗衣机等应选用节能型供能设备。举例来说，作为燃料，天然气的总能量效率高于电能。利用热电联产(CHP)、冷热电联产(CCHP)等第二代能源系统，可以充分利用不同等级的热能，最大限度地提高能源利用率。

 

　　使用新能源

　　新能源的利用在节能和环保方面起着举足轻重的作用。新型能源通常是指非传统的可再生能源，包括太阳能，地热，风能，生物能等。

　　在太阳能的各种利用方式中，人们进行了广泛的探索，逐渐明确了发展方向，使太阳能的一些利用，如：

　　(1)太阳能热发电作为太阳能利用中的一个重要项目，其技术已经比较成熟，美国、以色列、澳大利亚等国家投资建设了一批太阳能热发电站，可望在今后将其商业化;

　　(2)随着太阳能光伏发电的发展，国外已经建成了许多光伏电站和“太阳能屋顶”示范工程，并网发电系统将得到迅速发展;

　　(3)世界各地已经有成千上万的光伏泵在运行;

　　(4)太阳能热水器技术较为成熟，已具备相应的技术标准和规范，但还需要进一步完善其功能，加强太阳能建筑一体化;

　　(5)被动式太阳能建筑由于结构简单，造价低廉，已经得到了较广泛的应用，其设计技术已经比较成熟，并已有了可供参考的设计手册;

　　(6)太阳能吸收式制冷技术在大型空调领域出现较早，并已得到广泛应用，太阳能吸附式制冷正处于样机开发和试验研究阶段;

　　(7)太阳能干燥及太阳灶已在一定范围内推广使用。

　　但是从总体上看，太阳能利用的规模还很小，技术还不完善，商业化程度还很低，还需要进行更深入、更广泛的研究。

　　地热能的利用，一方面可以利用高温地热发电，或者直接用于供暖、供暖、热水供应;另一方面，利用低温地热可以借助地源热泵和地道风系统。

　　风力发电更适合于沿风海岸线的山区和易引发强风的高层建筑，在英国和香港已有成功的工程实例，而在建筑领域，自然通风是风力发电最常用的利用方式。