大型公共建筑的能耗降低潛力分析論文

1、大型公共建筑的能耗降低潛力分析論文 我國(guó)建筑節(jié)能主要包括建筑物圍護(hù)結(jié)構(gòu)（外墻、外窗、外遮陽(yáng)等）的節(jié)能、建筑內(nèi)部供暖系統(tǒng)（空調(diào)、采暖系統(tǒng)）的節(jié)能、建筑內(nèi)部燈具及各種電器的使用效率提高、既有大型公共建筑的相關(guān)節(jié)能改造措施、新建大型公共建筑的相關(guān)節(jié)能措施。建筑節(jié)能的目標(biāo)的貢獻(xiàn)大致分別為30%、30%、15%、10%、15%左右?？梢?jiàn)，既有大型公共建筑具有很大的節(jié)能潛力和提升空間。對(duì)于不同地理?xiàng)l件、不同功能類型的大型公共建筑而言，各種節(jié)能措施所產(chǎn)生的節(jié)能效果也存在差異。因此，以長(zhǎng)春地區(qū)為例針對(duì)各項(xiàng)節(jié)能措施的節(jié)能效果進(jìn)行實(shí)際調(diào)查以及計(jì)算機(jī)模擬分析的結(jié)果，提出適合長(zhǎng)春地區(qū)的切實(shí)可行的節(jié)能途徑。建筑環(huán)境設(shè)計(jì)

2、模擬分析軟件-DeST（designers simulation toolkits）。DeST分析軟件可用于建筑能耗的模擬分析和建筑環(huán)境控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)校核，起到了降低系統(tǒng)能源消耗、提高環(huán)境系統(tǒng)設(shè)計(jì)質(zhì)量以及保證設(shè)計(jì)可靠性的作用。建筑能耗的計(jì)算方法基本上包括建立在不穩(wěn)定傳熱理論基礎(chǔ)上的計(jì)算軟件動(dòng)態(tài)模擬能耗以及建立在穩(wěn)定傳熱理論基礎(chǔ)上的靜態(tài)能耗分析方法，靜態(tài)能耗分析的方法主要有度日數(shù)法、設(shè)備滿負(fù)荷小時(shí)數(shù)法、當(dāng)量峰值小時(shí)數(shù)法、溫頻數(shù)法等。但建筑能耗是一個(gè)由多種復(fù)雜因素決定的動(dòng)態(tài)過(guò)程，因此動(dòng)態(tài)能耗模擬分析的方法對(duì)室內(nèi)外的各種擾量考慮較細(xì)致全面，同時(shí)利用計(jì)算機(jī)可以非常方便地對(duì)實(shí)時(shí)變化的室外環(huán)境氣候下建筑物

3、的冷、熱負(fù)荷進(jìn)行動(dòng)態(tài)模擬計(jì)算以及對(duì)建筑內(nèi)部空調(diào)系統(tǒng)的全年能耗進(jìn)行動(dòng)態(tài)模擬分析計(jì)算。大型公共建筑人員流動(dòng)情況復(fù)雜，空調(diào) _大，空調(diào)系統(tǒng)復(fù)雜，要了解該類型建筑的能耗狀況，只有選擇一個(gè)在各方面比較典型的公共建筑建立能耗模擬的模型，這樣才能對(duì)長(zhǎng)春市公共建筑的能耗進(jìn)行有效地分析。本文選擇了一棟綜合性大廈作為示例對(duì)象。 _護(hù)結(jié)構(gòu)主要包括有外墻、外窗、外遮陽(yáng)以及屋頂?shù)鹊挠绊懸蛩?，就長(zhǎng)春地區(qū)的氣候條件而言以及文中示例公共建筑的能耗模擬分析過(guò)程中可以看出，冬季采暖季較長(zhǎng)，能耗相對(duì)夏季以及過(guò)渡季節(jié)來(lái)說(shuō)要高得多，所以 _護(hù)結(jié)構(gòu)中尤其外墻及外窗的能耗影響對(duì)冬季耗熱量影響較大；雖然夏季的室外氣溫偏高的時(shí)間很少，但白天日

4、照時(shí)間長(zhǎng)，太陽(yáng)輻射強(qiáng)度依然很高，所以外遮陽(yáng)對(duì)于夏季的建筑能耗還是有一定影響的。 2.1 外墻及外窗對(duì)熱負(fù)荷的影響 從圖1可以看出，通過(guò) _護(hù)結(jié)構(gòu)中的外墻和外窗的改造對(duì)建筑節(jié)能的效果比較明顯，采用兩種不同的熱工系數(shù)負(fù)荷分別相對(duì)于最大傳熱系數(shù)外墻減少了20%、35%,而外窗與外墻的變化曲線基本相似，所以外墻與外窗對(duì)建筑熱負(fù)荷的影響效果是不容忽視的。通過(guò)改造既有建筑的 _護(hù)結(jié)構(gòu)的熱工性能來(lái)實(shí)現(xiàn)節(jié)能，效果非常顯著，在長(zhǎng)春地區(qū)的大型公共建筑可以大力 _。 對(duì)于外墻可設(shè)置透明幕墻，但對(duì)于非透明的幕墻，則可采用如石材幕墻、鋁塑復(fù)合材料及金屬幕墻。從節(jié)能的角度來(lái)講，應(yīng)將非透明的幕墻作為實(shí)墻處理，采取保溫隔熱的

5、措施。對(duì)于外窗，要想達(dá)到保溫節(jié)能的目的，可從以下三方面著手：（1）提高外窗的氣密性。一般外窗都有些許縫隙，室外的冷空氣或者熱空氣滲入其室內(nèi)的量是相當(dāng)大的，當(dāng)窗戶的密封性能達(dá)不到節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)要求時(shí)，應(yīng)當(dāng)采取適當(dāng)措施，例如在縫隙處設(shè)置氈片等制成的密封條，從而提高窗戶的氣密性；（2）提高外窗的保溫性，可采取措施適當(dāng)提高窗框及玻璃的保溫性能；（3）控制窗墻 _比。窗戶的熱阻相對(duì)于墻體的熱阻較小，單玻窗的傳熱損失約為48cm磚墻的數(shù)倍，中空玻璃窗戶的傳熱損失也大于墻體。因此，將窗墻 _控制在適宜范圍內(nèi)是十分必要的。 2.2 外遮陽(yáng)對(duì)冷負(fù)荷的影響 由圖2可以看出，在采用外遮陽(yáng)后，建筑的夏季累計(jì)冷負(fù)荷減少了不到

6、4%,節(jié)約率不是很高，但也有一定的效果，所以大型公共建筑在夏季注意外遮陽(yáng)也可實(shí)現(xiàn)一定的節(jié)能效果。部分大型公共建筑采用平屋結(jié)構(gòu)，這為屋頂綠化提供了可能性。屋頂綠化不僅可以還原部分建筑所占用的綠化資源，重現(xiàn)了 _中的自然綠色，增加城市綠化率，并且可起到外遮陽(yáng)作用?？紤]到技術(shù)方面，需要解決屋頂綠化所面臨的荷載加大、防水、養(yǎng)護(hù)難等的問(wèn)題，就可以使得屋頂綠化不僅限于草坪、花卉和灌木等輕型的綠化，而且還可以形成豐富綠化元素的空間景觀；考慮到嚴(yán)寒地區(qū)的室外條件，屋頂綠化存在一定的局限性，但長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，帶來(lái)的節(jié)能可行性還是很大的，尤其是夏季。此外，還可對(duì)墻面進(jìn)行遮陽(yáng)，采用專用的遮陽(yáng)構(gòu)件對(duì)西墻加以遮陽(yáng)。 空調(diào)系統(tǒng)

7、冷熱源的能耗占整個(gè)集中空調(diào)系統(tǒng)的60%70%,同時(shí)其使用成本也占整個(gè)集中空調(diào)系統(tǒng)70%左右，不同的冷熱源方案差別也較大。在北方地區(qū)，大型公共建筑的 _空調(diào)工程也只在近十年內(nèi)出現(xiàn)。通常熱源供給方式分為電鍋爐、燃煤鍋爐、燃油+氣鍋爐等。 近些年來(lái)，大多數(shù)城市已從環(huán)保角度出發(fā)開(kāi)始控制燃煤爐的使用，減少有害氣體的排放。同時(shí)在很多電力供應(yīng)較為充足的地區(qū)為鼓勵(lì)用電，在電價(jià)及其政策上相對(duì)給予一定的 _，如取消用電增容費(fèi)等措施，小區(qū)商業(yè)用途用電按民用用途電收費(fèi)，諸如此類的政策促使電鍋爐的大量廣泛使用。而在石油、天然氣資源豐富的地區(qū)則鼓勵(lì)選用燃油爐和燃?xì)鉅t。冷源就其形式大致分三種： 熱泵機(jī)組、電制冷機(jī)組以及溴化

8、鋰吸收式機(jī)組。比較常用的是電制冷機(jī)組和溴化鋰吸收式機(jī)組兩種類型。電的制冷機(jī)組又分風(fēng)冷和水冷兩種，風(fēng)冷機(jī)組可放置在建筑物屋頂或室外地坪上，從而縮減機(jī)房使用 _，甚至可以做到取消機(jī)房，從而節(jié)省建筑物利用空間、增加利用率，這對(duì)于公共建筑來(lái)說(shuō)是十分有利的，但機(jī)組的 _相對(duì)偏高且耗電量也相對(duì)較大。具有很大應(yīng)用潛力的冷熱源節(jié)能新技術(shù)，如地源熱泵、冷熱電聯(lián)產(chǎn)、水源熱泵等，近年來(lái)在這方面的研究逐漸增多，但實(shí)際應(yīng)用中卻很少見(jiàn)。所以在冷熱源的選擇上設(shè)計(jì)人員應(yīng)考慮結(jié)合實(shí)際情況，盡可能精確計(jì)算冷、熱負(fù)荷，做到合理選配冷熱源臺(tái)數(shù)及其容量大小，盡量避免裝機(jī)容量偏大或偏小，從而達(dá)到既舒適又節(jié)能的效果。 在調(diào)研的大型公共建筑

9、物中未發(fā)現(xiàn)配有自動(dòng)控制系統(tǒng)的建筑，多數(shù)建筑物建筑的制冷機(jī)運(yùn)行是由人工操作的，同時(shí)空調(diào)的風(fēng)系統(tǒng)和水系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)節(jié)能力差，容易造成室內(nèi)冷熱不均的情況，并且長(zhǎng)春市大型公共建筑中的系統(tǒng)運(yùn)行管理人員操作專業(yè)知識(shí)掌握不深、管理水平較差，通常只是習(xí)慣性按照一般的流程來(lái)控制運(yùn)行管理。同時(shí)在空調(diào)運(yùn)行方面，大多數(shù)大型公共建筑如商場(chǎng)、酒店都存在著部分負(fù)荷運(yùn)行的現(xiàn)象，未根據(jù)室內(nèi)具體的情況來(lái)控制運(yùn)行空調(diào)機(jī)的運(yùn)行，造成了很大的不必要的浪費(fèi)。合理妥善地將自控技術(shù)運(yùn)用于暖通空調(diào)系統(tǒng)的控制管理中，可以有效地改善系統(tǒng)運(yùn)行品質(zhì)，節(jié)省運(yùn)行能耗，提高管理水平，并減少運(yùn)行管理勞動(dòng)強(qiáng)度，取得良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。自動(dòng)控制和變頻技術(shù)應(yīng)用逐

10、漸廣泛應(yīng)用，空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行管理的自動(dòng)控制，不僅可以精確地保證空調(diào) _溫濕度要求，同時(shí)節(jié)約人力，而且可防止系統(tǒng)多余的能耗損失及降低能耗的重要環(huán)節(jié)，以達(dá)到最佳節(jié)能運(yùn)行的效果。 就長(zhǎng)春地區(qū)既有大型公共建筑的能耗問(wèn)題而言，提出三項(xiàng)較為常見(jiàn)且實(shí)際的節(jié)能潛力措施：（1）建筑物的 _護(hù)結(jié)構(gòu)，對(duì)北方地區(qū)來(lái)說(shuō)，外墻及外窗對(duì)建筑熱負(fù)荷的影響較大，而在外遮陽(yáng)方面只對(duì)夏季短時(shí)期內(nèi)的冷負(fù)荷有些許影響效果；（2）空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行管理，大部分的大型公共建筑常年處于部分負(fù)荷狀況下運(yùn)行，而且存在運(yùn)行管理人員專業(yè)知識(shí)有限、操作較差等，系統(tǒng)操作設(shè)備上不先進(jìn)的問(wèn)題，可以加以改善。多數(shù)大型公共建筑屬于綜合性建筑，有著建筑內(nèi)部的各 _功能不同，其內(nèi)部人員流動(dòng)不同以及室內(nèi)既有設(shè)備運(yùn)行發(fā)熱量不同的特點(diǎn)，所以空調(diào)不宜選擇過(guò)大的機(jī)型，要切實(shí)切量地選擇，并且在實(shí)際運(yùn)行中根據(jù)不同的 _情況適當(dāng)做出相應(yīng)的調(diào)節(jié)與管理；（3）冷熱源的選擇，需要注意的是應(yīng)精確計(jì)算冷、熱負(fù)荷，盡可能合理選配冷熱源臺(tái)數(shù)及其容量大小，避免裝機(jī)容量偏大或偏小，造成浪費(fèi)，以達(dá)到既舒適又節(jié)能的效果，有條件還可以考慮節(jié)能潛力較大的冷熱源新技術(shù)。 1 江億。我國(guó)建筑能耗現(xiàn)狀及有效的節(jié)能途徑J.暖通空調(diào)，xx,35（5）。 2 孫靜，鮑