建筑節(jié)能原理論文

建筑節(jié)能原理讀書報(bào)告建筑節(jié)能的含義1.1節(jié)能的含義全面的建筑節(jié)能，就是建筑全壽命過程中每一個(gè)環(huán)節(jié)節(jié)能的總和。指建筑在選址、規(guī)劃、設(shè)計(jì)、建造和使用過程中，通過采用節(jié)能型的建筑材料、產(chǎn)品和設(shè)備，執(zhí)行建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)，加強(qiáng)建筑物所使用的節(jié)能設(shè)備的運(yùn)行管理，合理設(shè)計(jì)建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱工性能，提高采暖、制冷、照明、通風(fēng)、給排水和管道系統(tǒng)的運(yùn)行效率，以及利用可再生能源，在保證建筑物使用功能和室內(nèi)熱環(huán)境質(zhì)量的前提下，降低建筑能源消耗，合理、有效地利用能源。全面的建筑節(jié)能是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，必須由國(guó)家立法、政府主導(dǎo)，對(duì)建筑節(jié)能作出全面的、明確的政策規(guī)定，并由政府相關(guān)部門按照國(guó)家的節(jié)能政策，制定全面的建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)；要真正做到全面的建筑節(jié)能，還須由設(shè)計(jì)、施工、各級(jí)監(jiān)督管理部門、開發(fā)商、運(yùn)行管理部門、用戶等各個(gè)環(huán)節(jié)，嚴(yán)格按照國(guó)家的節(jié)能政策和節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，全面地貫徹執(zhí)行各項(xiàng)節(jié)能措施，從而使每一位公民真正樹立起全面的建筑節(jié)能觀，將建筑節(jié)能真正落到實(shí)處。1.2建筑節(jié)能的含義建筑節(jié)能，在發(fā)達(dá)國(guó)家最初為減少建筑中能量的散失，普遍稱為“提高建筑中的能源利用率”，在保證提高建筑舒適性的條件下，合理使用能源，不斷提高能源利用效率。建筑節(jié)能具體指在建筑物的規(guī)劃、設(shè)計(jì)、新建（改建、擴(kuò)建）、改造和使用過程中，執(zhí)行節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)，采用節(jié)能型的技術(shù)、工藝、設(shè)備、材料和產(chǎn)品，提高保溫隔熱性能和采暖供熱、空調(diào)制冷制熱系統(tǒng)效率，加強(qiáng)建筑物用能系統(tǒng)的運(yùn)行管理，利用可再生能源，在保證室內(nèi)熱環(huán)境質(zhì)量的前提下，減少供熱、空調(diào)制冷制熱、照明、熱水供應(yīng)的能耗。2建筑節(jié)能的重要性世界范圍內(nèi)石油、煤炭、天然氣三種傳統(tǒng)能源日趨枯竭，人類將不得不轉(zhuǎn)向成本較高的生物能、水利、地?zé)?、風(fēng)力、太陽能和核能，而我國(guó)的能源問題更加嚴(yán)重。我國(guó)能源發(fā)展主要存在四大問題：①人均能源擁有量、儲(chǔ)備量低；②能源結(jié)構(gòu)依然以煤為主，約占75%。全國(guó)年耗煤量已超過13億噸；③能源資源分布不均，主要表現(xiàn)在經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)能源短缺和農(nóng)村商業(yè)能源供應(yīng)不足，造成北煤南運(yùn)、西氣東送、西電東送；④能源利用效率低，能源終端利用效率僅為33%，比發(fā)達(dá)國(guó)家低10%。隨著城市建設(shè)的高速發(fā)展，我國(guó)的建筑能耗逐年大幅度上升，已達(dá)全社會(huì)能源消耗量的32%，加上每年房屋建筑材料生產(chǎn)能耗約13%，建筑總能耗已達(dá)全國(guó)能源總消耗量的45%。我國(guó)現(xiàn)有建筑面積為400億m2，絕大部分為高能耗建筑，且每年新建建筑近20億m2，其中95%以上仍是高能耗建筑。如果我國(guó)繼續(xù)執(zhí)行節(jié)能水平較低的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，將留下很重的能耗負(fù)擔(dān)和治理困難。龐大的建筑能耗，已經(jīng)成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)的巨大負(fù)擔(dān)。因此建筑行業(yè)全面節(jié)能勢(shì)在必行。全面的建筑節(jié)能有利于從根本上促進(jìn)能源資源節(jié)約和合理利用，緩解我國(guó)能源資源供應(yīng)與經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的矛盾；有利于加快發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展；有利于長(zhǎng)遠(yuǎn)地保障國(guó)家能源安全、保護(hù)環(huán)境、提高人民群眾生活質(zhì)量、貫徹落實(shí)科學(xué)發(fā)展觀。3.建筑節(jié)能的意義建筑節(jié)能是關(guān)系到我國(guó)建設(shè)低碳經(jīng)濟(jì)、完成節(jié)能減排目標(biāo)、保持經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的重要環(huán)節(jié)之一。要想做好建筑節(jié)能工作、完成各項(xiàng)指標(biāo)，我們需要認(rèn)真規(guī)劃、強(qiáng)力推進(jìn)，踏踏實(shí)實(shí)地從細(xì)節(jié)抓起。建筑節(jié)能工作復(fù)雜而艱巨，它涉及政府、企業(yè)和普通市民，涉及許多行業(yè)和企業(yè)，涉及新建筑和老建筑，實(shí)施起來難度非常大。在建筑節(jié)能的初期推進(jìn)過程中，我們定要付出精力、成本和代價(jià)。從這幾年的實(shí)踐效果看，僅靠出臺(tái)一些簡(jiǎn)單的要求、措施和辦法，完成建筑節(jié)能任務(wù)和指標(biāo)很有難度，這就需要我們?cè)偎伎?，進(jìn)行比較充分、細(xì)致、深層次的研究，找出其癥結(jié)所在。對(duì)于新建建筑要嚴(yán)格管理，必須達(dá)到建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)，這一點(diǎn)不能含糊；對(duì)于既有建筑的節(jié)能改造要力度大、辦法多，多推廣試點(diǎn)經(jīng)驗(yàn)，采取先易后難、先公后私的原則。在房屋建造過程中，建筑節(jié)能要重點(diǎn)解決好外墻保溫、窗門隔溫等問題，很多建筑漏氣都出現(xiàn)在這方面。另外，能利用太陽能的建筑應(yīng)最大限度地使用這一資源，并在設(shè)計(jì)過程中實(shí)現(xiàn)太陽能與建筑一體化，增加建筑的和諧度和美觀度；全面推行中水利用和雨水收集系統(tǒng)，大力推進(jìn)廢舊建筑材料和建筑垃圾的回收利用，使資源能夠得到充分利用。建筑節(jié)能是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，在全面推進(jìn)的過程中，要制定出相關(guān)配套政策法規(guī)，該強(qiáng)制執(zhí)行的要加大執(zhí)行力度；要有相配套的標(biāo)準(zhǔn)，包括技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)和管理標(biāo)準(zhǔn)等，便于在實(shí)施過程中進(jìn)行監(jiān)督檢查；對(duì)新技術(shù)、新工藝、新設(shè)備、新材料、新產(chǎn)品等，要在政策方面給予支持，加大市場(chǎng)推廣力度?？偠灾?，做好建筑節(jié)能工作，只要相關(guān)部門、各級(jí)政府通力合作、密切配合，我國(guó)的節(jié)能目標(biāo)就能達(dá)到。中國(guó)是一個(gè)發(fā)展中大國(guó)，又是一個(gè)建筑大國(guó)，每年新建房屋面積高達(dá)17-18億平方米，超過所有發(fā)達(dá)國(guó)家每年建成建筑面積的總和。隨著全面建設(shè)小康社會(huì)的逐步推進(jìn)，建設(shè)事業(yè)迅猛發(fā)展，建筑能耗迅速增長(zhǎng)。所謂建筑能耗指建筑使用能耗，包括采暖、空調(diào)、熱水供應(yīng)、照明、炊事、家用電器、電梯等方面的能耗。其中采暖、空調(diào)能耗約占60%~70%。中國(guó)既有的近400億平方米建筑，僅有1%為節(jié)能建筑，其余無論從建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)還是采暖空調(diào)系統(tǒng)來衡量，均屬于高耗能建筑。單位面積采暖所耗能源相當(dāng)于緯度相近的發(fā)達(dá)國(guó)家的2~3倍。這是由于中國(guó)的建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)保溫隔熱性能差，采暖用能的2/3白白跑掉。而每年的新建建筑中真正稱得上“節(jié)能建筑”的還不足1億平方米，建筑耗能總量在中國(guó)能源消費(fèi)總量中的份額已超過27%，逐漸接近三成。由于中國(guó)是一個(gè)發(fā)展中國(guó)家，人口眾多，人均能源資源相對(duì)匱乏。人均耕地只有世界人均耕地的1/3，水資源只有世界人均占有量的1/4，已探明的煤炭?jī)?chǔ)量只占世界儲(chǔ)量的11%，原油占2.4%。每年新建建筑使用的實(shí)心粘土磚，毀掉良田12萬畝。物耗水平相較發(fā)達(dá)國(guó)家，鋼材高出10%--25%，每立方米混凝土多用水泥80公斤，污水回用率僅為25%。國(guó)民經(jīng)濟(jì)要實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，推行建筑節(jié)能勢(shì)在必行、迫在眉睫。中國(guó)建筑用能浪費(fèi)極其嚴(yán)重，而且建筑能耗增長(zhǎng)的速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過中國(guó)能源生產(chǎn)可能增長(zhǎng)的速度，如果聽任這種高耗能建筑持續(xù)發(fā)展下去，國(guó)家的能源生產(chǎn)勢(shì)必難以長(zhǎng)期支撐此種浪費(fèi)型需求，從而不得不被迫組織大規(guī)模的舊房節(jié)能改造，這將要耗費(fèi)更多的人力物力。在建筑中積極提高能源使用效率，就能夠大大緩解國(guó)家能源緊缺狀況，促進(jìn)中國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展。因此，建筑節(jié)能是貫徹可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略、實(shí)現(xiàn)國(guó)家節(jié)能規(guī)劃目標(biāo)、減排溫室氣體的重要措施，符合全球發(fā)展趨勢(shì)。4.建筑節(jié)能現(xiàn)狀4.1建筑能耗約占社會(huì)總能耗的1/3我國(guó)建筑能耗的總量逐年上升，在能源總消費(fèi)量中所占的比例已從上世紀(jì)七十年代末的10%，上升到27．45%。而國(guó)際上發(fā)達(dá)國(guó)家的建筑能耗一般占全國(guó)總能耗的33%左右。以此推斷，國(guó)家建設(shè)部科技司研究表明，隨著城市化進(jìn)程的加快和人民生活質(zhì)量的改善，我國(guó)建筑耗能比例最終還將上升至35%左右。如此龐大的比重，建筑耗能已經(jīng)成為我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的軟肋。4.2高耗能建筑比例大，加劇能源危機(jī)。直到2002年末，我國(guó)節(jié)能建筑面積只有2.3億平方米。我國(guó)已建房屋有400億平方米以上屬于高耗能建筑，總量龐大，潛伏巨大能源危機(jī)。正如建設(shè)部有關(guān)負(fù)責(zé)人指出，僅到2000年末，我國(guó)建筑年消耗商品能源共計(jì)3.76億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，占全社會(huì)終端能耗總量的27.6%，而建筑用能的增加對(duì)全國(guó)的溫室氣體排放“貢獻(xiàn)率”已經(jīng)達(dá)到了25%。因高耗能建筑比例大，單北方采暖地區(qū)每年就多耗標(biāo)準(zhǔn)煤1800萬噸，直接經(jīng)濟(jì)損失達(dá)70億元，多排二氧化碳52萬噸。如果任由這種狀況繼續(xù)發(fā)展，到2020年，我國(guó)建筑耗能將達(dá)到1089億噸標(biāo)準(zhǔn)；到2020年，空調(diào)夏季高峰負(fù)荷將相當(dāng)于10個(gè)三峽電站滿負(fù)荷能力，這將會(huì)是一個(gè)十分驚人的數(shù)量。據(jù)分析，我國(guó)處于建設(shè)鼎旺期，每年建成的房屋面積高達(dá)16億至20億平方米，超過所有發(fā)達(dá)國(guó)家年建成建筑面積的總和，而97%以上是高能耗建筑。以如此的建設(shè)增速，預(yù)計(jì)到2020年，全國(guó)高耗能建筑面積將達(dá)到700億平方米。因此，如果不注重建筑節(jié)能設(shè)計(jì)，將直接加劇能源危機(jī)。4.3我國(guó)建筑節(jié)能狀況落后，亟待改善在70年代能源危機(jī)后，發(fā)達(dá)國(guó)家開始致力于研究與推行建筑節(jié)能技術(shù)，而我國(guó)卻忽視了這一方面的問題。時(shí)至今日，我國(guó)建筑節(jié)能水平遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于發(fā)達(dá)國(guó)家。舉例說明，國(guó)內(nèi)絕大多數(shù)采暖地區(qū)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱功能都比氣候相近的發(fā)達(dá)國(guó)家差許多。外墻的傳熱系數(shù)是他們的3.5至4.5倍，外窗為2至3倍，屋面為3至6倍，門窗的空氣滲透為3至6倍。歐洲國(guó)家住宅的實(shí)際年采暖能耗已普遍達(dá)到每平方米6升油，大約相當(dāng)于每平方米8.57公斤標(biāo)準(zhǔn)煤，而在我國(guó)則達(dá)到節(jié)能50%的建筑，它的采暖耗能每平方米要達(dá)到12.5公斤，約為歐洲國(guó)家的1.5倍。例如與北京氣候條件大體上接近的德國(guó)，1984年以前建筑采暖能耗標(biāo)準(zhǔn)和北京目前水平差不多，每平方米每年消耗24.6至30.8公斤標(biāo)準(zhǔn)煤，但到了2001年，德國(guó)的這一數(shù)字卻降低至每平方米3.7至8.6公斤標(biāo)準(zhǔn)煤，其建筑能耗降低至原有的1/3左右，而北京卻一直是22.45。5.減少能源總需求量據(jù)統(tǒng)計(jì)，在發(fā)達(dá)國(guó)家，空調(diào)采暖能耗占建筑能耗的65%。中國(guó)的采暖空調(diào)和照明用能量近期增長(zhǎng)速度己明顯高于能量生產(chǎn)的增長(zhǎng)速度，因此，減少建筑的冷、熱及照明能耗是降低建筑能耗總量的重要內(nèi)容，一般可從以下幾方面實(shí)現(xiàn)5.1建筑規(guī)劃與設(shè)計(jì)面對(duì)全球能源環(huán)境問題，不少全新的設(shè)計(jì)理念應(yīng)運(yùn)而生，如微排建筑、低能耗建筑、零能建筑和綠色建筑等，它們本質(zhì)上都要求建筑師從整體綜合設(shè)計(jì)概念出發(fā)，堅(jiān)持與能源分析專家、環(huán)境專家、設(shè)備師和結(jié)構(gòu)師緊密配合。在建筑規(guī)劃和設(shè)計(jì)時(shí)，根據(jù)大范圍的氣候條件影響，針對(duì)建筑自身所處的具體環(huán)境氣候特征，重視利用自然環(huán)境（如外界氣流、雨水、湖泊和綠化、地形等）創(chuàng)造良好的建筑室內(nèi)微氣候，以盡量減少對(duì)建筑設(shè)備的依賴。具體措施可歸納為以下三個(gè)方面：合理選擇建筑的地址、采取合理的外部環(huán)境設(shè)計(jì)（主要方法為：在建筑周圍布置樹木、植被、水面、假山、圍墻）；合理設(shè)計(jì)建筑形體（包括建筑整體體量和建筑朝向的確定），以改善既有的微氣候；合理的建筑形體設(shè)計(jì)是充分利用建筑室外微環(huán)境來改善建筑室內(nèi)微環(huán)境的關(guān)鍵部分，主要通過建筑各部件的結(jié)構(gòu)構(gòu)造設(shè)計(jì)和建筑內(nèi)部空間的合理分隔設(shè)計(jì)得以實(shí)現(xiàn)。5.2圍護(hù)結(jié)構(gòu)建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)組成部件（屋頂、墻、地基、隔熱材料、密封材料、門和窗、遮陽設(shè)施）的設(shè)計(jì)對(duì)建筑能耗、環(huán)境性能、室內(nèi)空氣質(zhì)量與用戶所處的視覺和熱舒適環(huán)境有根本的影響。一般增大圍護(hù)結(jié)構(gòu)的費(fèi)用僅為總投資的3%～6%，而節(jié)能卻可達(dá)20%～40%。通過改善建筑物圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱工性能，在夏季可減少室外熱量傳入室內(nèi)，在冬季可減少室內(nèi)熱量的流失，使建筑熱環(huán)境得以改善，從而減少建筑冷、熱消耗。首先，提高圍護(hù)結(jié)構(gòu)各組成部件的熱工性能，一般通過改變其組成材料的熱工性能實(shí)行，如歐盟新研制的熱二極管墻體（低費(fèi)用的薄片熱二極管只允許單方向的傳熱，可以產(chǎn)生隔熱效果）和熱工性能隨季節(jié)動(dòng)態(tài)變化的玻璃。然后，根據(jù)當(dāng)?shù)氐臍夂颉⒔ㄖ牡乩砦恢煤统?，以建筑能耗軟件DOE-2.0的計(jì)算結(jié)果為指導(dǎo)，選擇圍護(hù)結(jié)構(gòu)組合優(yōu)化設(shè)計(jì)方法。最后，評(píng)估圍護(hù)結(jié)構(gòu)各部件與組合的技術(shù)經(jīng)濟(jì)可行性，以確定技術(shù)可行、經(jīng)濟(jì)合理的圍護(hù)結(jié)構(gòu)。5.3提高終端用戶用能效率高能效的采暖、空調(diào)系統(tǒng)與上述削減室內(nèi)冷熱負(fù)荷的措施并行，才能真正地減少采暖、空調(diào)能耗。首先，根據(jù)建筑的特點(diǎn)和功能，設(shè)計(jì)高能效的暖通空調(diào)設(shè)備系統(tǒng)，例如：熱泵系統(tǒng)、蓄能系統(tǒng)和區(qū)域供熱、供冷系統(tǒng)等。然后，在使用中采用能源管理和監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)督和調(diào)控室內(nèi)的舒適度、室內(nèi)空氣品質(zhì)和能耗情況。如歐洲國(guó)家通過傳感器測(cè)量周邊環(huán)境的溫、濕度和日照強(qiáng)度，然后基于建筑動(dòng)態(tài)模型預(yù)測(cè)采暖和空調(diào)負(fù)荷，控制暖通空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行。在其他的家電產(chǎn)品和辦公設(shè)備方面，應(yīng)盡量使用節(jié)能認(rèn)證的產(chǎn)品。5.4提高總的能源利用效率從一次能源轉(zhuǎn)換到建筑設(shè)備系統(tǒng)使用的終端能源的過程中，能源損失很大。因此，應(yīng)從全過程（包括開采、處理、輸送、儲(chǔ)存、分配和終端利用）進(jìn)行評(píng)價(jià)，才能全面反映能源利用效率和能源對(duì)環(huán)境的影響。建筑中的能耗設(shè)備，如空調(diào)、熱水器、洗衣機(jī)等應(yīng)選用能源效率高的能源供應(yīng)。例如，作為燃料，天然氣比電能的總能源效率更高。采用第二代能源系統(tǒng)，可充分利用不同品位熱能，最大限度地提高能源利用效率，如熱電聯(lián)產(chǎn)（CHP）、冷熱電聯(lián)產(chǎn)（CCHP）。6.具體應(yīng)用：太陽能儲(chǔ)熱供暖系統(tǒng)6.1現(xiàn)狀結(jié)合我國(guó)長(zhǎng)江中下游農(nóng)村地區(qū)住宅的能耗現(xiàn)狀，介紹了一種適合農(nóng)村居室冬季節(jié)能減排的采暖技術(shù)----太陽能儲(chǔ)熱供暖技術(shù)，并系統(tǒng)地介紹了其工作原理、多用途、節(jié)能對(duì)比和運(yùn)行方式。同時(shí)結(jié)合具體數(shù)據(jù)和模擬分析得出了使用該技術(shù)能夠大幅度降低農(nóng)居能耗的結(jié)論。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)了一套適合我國(guó)長(zhǎng)江中下游地區(qū)冬季利用太陽能儲(chǔ)熱供暖的方案，儲(chǔ)熱方案反應(yīng)用“古代藏冰”的方式，實(shí)驗(yàn)中設(shè)計(jì)的太陽能儲(chǔ)熱供暖系統(tǒng)其工作原理與之相同。方案設(shè)計(jì)通過使用太陽能集熱板在夏天經(jīng)過不間斷的光照采熱，并儲(chǔ)存于地下的高壓地儲(chǔ)熱罐內(nèi)，為冬季的采暖長(zhǎng)時(shí)間提供熱源。6.2方案設(shè)計(jì)方案采用地儲(chǔ)式保溫，能有效的隔絕環(huán)境等因素對(duì)儲(chǔ)熱的直接影響，而且耐高壓，安全，節(jié)約用地面積，熱損失率低，在設(shè)計(jì)的過程中采用單邏輯控制，具有操作簡(jiǎn)便，造價(jià)低廉，能夠隨太陽能電池光照產(chǎn)生的電壓來進(jìn)行判別光照強(qiáng)度，自動(dòng)調(diào)節(jié)循環(huán)加熱泵的轉(zhuǎn)速使之達(dá)到自動(dòng)加熱控溫的目的，而且工程造價(jià)低，適合我國(guó)大部份城鄉(xiāng)地區(qū)。太陽能集熱板采用被動(dòng)式設(shè)計(jì)，雙向式集熱板采熱，適合我國(guó)大部分地區(qū)全年候光照采光。日常使用自來水通過熱交換提升溫度后可用于洗澡、煮飯、燒開水，從而減少氣、煤、電的使用量。太陽能儲(chǔ)熱供暖系統(tǒng)非常適合農(nóng)村居室冬季采暖，新能源的利用特別是太陽能的利用，可以大大改善農(nóng)村能源短缺的現(xiàn)狀，有利于節(jié)約型社會(huì)經(jīng)濟(jì)成本改善以及節(jié)能減排。6.3模擬圖及模塊設(shè)計(jì)●此儲(chǔ)熱方案反應(yīng)用“古代藏冰”人們?cè)诙鞂⒈鶋K通過包裹處理藏于