《建筑施工技術(shù)》 課件 模塊九 建筑節(jié)能工程

模塊九建筑節(jié)能工程目錄CONTENTS單元一建筑節(jié)能工程概述單元二建筑遮陽(yáng)與自然通風(fēng)技術(shù)單元三供熱采暖系統(tǒng)節(jié)能單元四建筑空調(diào)節(jié)能單元五建筑照明節(jié)能單元六可再生能源利用與建筑節(jié)能知識(shí)目標(biāo)

1.了解建筑節(jié)能工程的概念與發(fā)展方向,掌握建筑節(jié)能工程的意義和管理規(guī)定。了解建筑遮陽(yáng)的形式,掌握房間自然通風(fēng)的設(shè)計(jì)。了解供暖空調(diào)新途徑,掌握采暖節(jié)能方法。了解空調(diào)節(jié)能的重要性,掌握集中式空調(diào)、中央空調(diào)節(jié)能途徑。掌握建筑照明節(jié)能的途徑。了解可再生能源利用與建筑節(jié)能。能力目標(biāo)

樹立建筑節(jié)能的思想,具有采用節(jié)能手段打造節(jié)能建筑的能力。

單元一建筑節(jié)能工程概述一、建筑節(jié)能概念

建筑節(jié)能是指在居住建筑和公共建筑的規(guī)劃、設(shè)計(jì)、建造和使用過(guò)程中,通過(guò)執(zhí)行現(xiàn)行建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn),提高建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱工性能,采用節(jié)能型用能系統(tǒng)和可再生能源利用系統(tǒng),切實(shí)降低建筑能源消耗的活動(dòng)?！肮?jié)約—保持—充分利用”是建筑節(jié)能的三層含義:一是在建筑中節(jié)約能量,即單純地抑制需求,減少能耗量;二是在建筑中保持能量,減少熱損失;三是提高建筑中的能源利用率,即積極意義上的節(jié)能。第一層含義和第二層含義是高能耗階段;第三層含義則是高能量效率階段,可以大量利用可再生能源和新能源。在我國(guó),現(xiàn)在通稱的建筑節(jié)能,其內(nèi)含應(yīng)為第三層含義。根據(jù)氣溫分析,我國(guó)絕大部分地區(qū)的居住建筑都需要采取一定的技術(shù)措施來(lái)保證冬夏兩季的室內(nèi)舒適環(huán)境。北方嚴(yán)寒地區(qū)和寒冷地區(qū)主要考慮冬季采暖,南方夏熱冬暖地區(qū)主要考慮夏季降溫,而地處長(zhǎng)江中下游的夏熱冬冷地區(qū),則要兼顧夏季降溫和冬季采暖。經(jīng)過(guò)

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多年的努力,我國(guó)建筑節(jié)能工作已經(jīng)取得巨大進(jìn)展,但與發(fā)達(dá)國(guó)家相比,差距仍然較大。我國(guó)在建筑節(jié)能方面要縮小與發(fā)達(dá)國(guó)家的差距,任重而道遠(yuǎn)。二、節(jié)能建筑發(fā)展方向1.節(jié)能建筑

節(jié)能建筑是按節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)和建造,使其在使用過(guò)程中降低能耗的建筑。節(jié)能建筑與普通建筑相比具有如下特征:冬暖夏涼。門、窗、墻體等使用的材料保溫隔熱性能良好,房屋東西向盡量不開窗或開小窗。通風(fēng)良好。自然通風(fēng)與人工通風(fēng)結(jié)合,兼顧每個(gè)房間。光照充足。盡量采用自然光,天然采光與人工照明相結(jié)合。智能控制。采暖、通風(fēng)、空調(diào)、照明等設(shè)備均可按程序集中管理(逐步達(dá)到)。

2.綠色建筑

綠色建筑是指為人們提供健康、舒適、安全的居住、工作和活動(dòng)的空間,同時(shí),在建筑全生命周期(物料生產(chǎn)、建筑規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)營(yíng)維護(hù)及拆除過(guò)程)中實(shí)現(xiàn)高效率地利用資料(能源、土地、水資源、材料),最低限度地影響環(huán)境的建筑物。綠色建筑與普通建筑的區(qū)別如下:(1)普通建筑能耗非常大,在建造和使用過(guò)程中消耗了全球

50%的能源,產(chǎn)生了

34%的污染;而綠色建筑耗能可降低

70%~75%,有些發(fā)達(dá)國(guó)家達(dá)到零能源、零污染、零排放。普通建筑采用的是商品化的生產(chǎn)技術(shù),建造過(guò)程的標(biāo)準(zhǔn)化、產(chǎn)業(yè)化,造成建筑風(fēng)格大同小異,千城一面;而綠色建筑強(qiáng)調(diào)的是采用本地的文化、本地的原材料,注重本地的自然和氣候條件,風(fēng)格上完全本地化。普通建筑是封閉的,與自然環(huán)境隔離,室內(nèi)環(huán)境往往不利于健康;而綠色建筑的內(nèi)部與外部采取有效的連通方法,會(huì)隨氣候變化自動(dòng)調(diào)節(jié)。普通建筑形式僅僅在建造過(guò)程或使用過(guò)程中對(duì)環(huán)境負(fù)責(zé);而綠色建筑強(qiáng)調(diào)的是從原材料的開采、加工、運(yùn)輸一直到使用,直至建筑物的廢棄、拆除,都要對(duì)環(huán)境負(fù)責(zé)。

生態(tài)建筑

生態(tài)建筑是盡可能利用建筑物當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境特色與相關(guān)的自然因素,如地勢(shì)、氣候、陽(yáng)光、空氣、水流,使之符合人類居住,并且降低各種不利于人類身心健康的環(huán)境因素作用,同時(shí),盡可能不破壞當(dāng)?shù)丨h(huán)境因素的循環(huán),確保生態(tài)體系健全運(yùn)行的建筑。可持續(xù)建筑

可持續(xù)建筑是指以可持續(xù)發(fā)展觀規(guī)劃的建筑。其內(nèi)容包括建筑材料、建筑物、城市區(qū)域規(guī)模大小,以及與它們有關(guān)的功能性、經(jīng)濟(jì)性、社會(huì)文化和生態(tài)因素。

世界經(jīng)濟(jì)合作與發(fā)展組織(OECD)對(duì)可持續(xù)建筑給出了四個(gè)原則和一個(gè)評(píng)定因素:一是資源的應(yīng)用效率原則;二是能源的使用效率原則;三是污染的防止原則(室內(nèi)空氣質(zhì)量、二氧化碳的排放量);四是環(huán)境的和諧原則。評(píng)定因素是對(duì)以上四個(gè)原則內(nèi)容的研究評(píng)定,以評(píng)定結(jié)果來(lái)判斷是否為可持續(xù)建筑。可持續(xù)建筑的理念就是追求降低環(huán)境負(fù)荷,與環(huán)境相融合,且有利于居住者健康。其目的是減少能耗、節(jié)約用水、減少污染、保護(hù)環(huán)境、保護(hù)生態(tài)、保護(hù)健康、提高生產(chǎn)力、有益于子孫后代。為實(shí)現(xiàn)可持續(xù)建筑,必須反映不同區(qū)域的狀態(tài)和重點(diǎn),以及需要根據(jù)不同區(qū)域的特點(diǎn)建立不同的模型去執(zhí)行。

5.節(jié)能省地型住宅與公共建筑

節(jié)能省地型住宅與公共建筑是指在保證住宅功能和舒適度的前提下,堅(jiān)持開發(fā)與節(jié)約并舉,把節(jié)約放在首位,在建筑規(guī)劃、設(shè)計(jì)、建造、使用、維護(hù)全生命周期中,盡量減少能源、土地、水和材料等資源的消耗,并盡可能對(duì)資源進(jìn)行循環(huán)利用的建筑。其核心內(nèi)容為節(jié)能、節(jié)地、節(jié)水、節(jié)材與環(huán)境保護(hù),即“四節(jié)一環(huán)?！薄Ｈ?、建筑節(jié)能意義

1.建筑節(jié)能有利于緩解能源供給的緊張局面

由于我國(guó)的建筑用能缺口很大,僅靠單方面加強(qiáng)能源的投入和基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),難以滿足快速增長(zhǎng)的社會(huì)發(fā)展需求和改變能源供給的緊缺局面。我國(guó)提出了“節(jié)能優(yōu)先,結(jié)構(gòu)多元,環(huán)境友好,市場(chǎng)推動(dòng)”的可持續(xù)能源戰(zhàn)略,將節(jié)能降耗目標(biāo)與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)指標(biāo)擺在同等重要的位置。

建筑節(jié)能有利于改善大氣環(huán)境,實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展

全球變暖將使世界環(huán)境發(fā)生重大變化,對(duì)人類的生存構(gòu)成了嚴(yán)重威脅。這幾年我國(guó)由于氣候變化引起的特大災(zāi)害十分頻繁,如特大洪水、持續(xù)干旱、荒漠化加劇和沙塵暴頻發(fā)等,已使我國(guó)蒙受了巨大的經(jīng)濟(jì)損失。減排溫室氣體,保護(hù)地球大氣和生態(tài)環(huán)境,將對(duì)建筑節(jié)能提出更高的要求。建筑節(jié)能有利于提高人民生活水平

我國(guó)地域遼闊,冬季南北溫差大,氣候條件比較嚴(yán)酷。我國(guó)居室冬季溫度偏低,夏季偏高,居住熱環(huán)境差,影響廣大人民群眾的身體健康。每年冬天,感冒、氣管炎、關(guān)節(jié)炎等疾病的發(fā)病率明顯增高;盛夏季節(jié)室內(nèi)悶熱,特別是處在頂層和西向房間的人們感受最為明顯。開展建筑節(jié)能后,上述情況可得到改善,實(shí)現(xiàn)冬暖夏涼,提高人民群眾的生活質(zhì)量和健康水平。4.建筑節(jié)能有利于保護(hù)耕地資源

由于我國(guó)是一個(gè)發(fā)展中國(guó)家,人口眾多。人均耕地低于聯(lián)合國(guó)糧食組織規(guī)定的

0.8

畝危險(xiǎn)線以下的城市約有

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個(gè),耕地資源十分有限。我國(guó)傳統(tǒng)建筑的墻體材料以實(shí)心黏土磚為主,每年新建建筑使用的實(shí)心黏土磚,不僅毀掉良田,而且其保溫性能達(dá)不到國(guó)家對(duì)建筑的節(jié)能要求。建筑節(jié)能極大地推動(dòng)了我國(guó)墻體材料革新,對(duì)保護(hù)耕地和生態(tài)環(huán)境起到了積極作用。四、建筑節(jié)能管理

國(guó)務(wù)院住房城鄉(xiāng)建設(shè)主管部門負(fù)責(zé)全國(guó)民用建筑節(jié)能的監(jiān)督管理工作,縣級(jí)以上地方人民政府住房城鄉(xiāng)建設(shè)主管部門負(fù)責(zé)本行政區(qū)域內(nèi)民用建筑節(jié)能的監(jiān)督管理工作,國(guó)務(wù)院住房城鄉(xiāng)建設(shè)主管部門根據(jù)國(guó)家節(jié)能規(guī)劃,制定國(guó)家建筑節(jié)能專項(xiàng)規(guī)劃;省、自治區(qū)、直轄市及設(shè)區(qū)城市人民政府建設(shè)主管部門應(yīng)當(dāng)根據(jù)本地節(jié)能規(guī)劃,制定本地建筑節(jié)能專項(xiàng)規(guī)劃,并組織實(shí)施。

國(guó)務(wù)院住房城鄉(xiāng)建設(shè)主管部門根據(jù)建筑節(jié)能發(fā)展?fàn)顩r和技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理的原則,組織制定建筑節(jié)能相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),建立和完善建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)體系;省、自治區(qū)、直轄市人民政府住房城鄉(xiāng)建設(shè)主管部門應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格執(zhí)行國(guó)家民用建筑節(jié)能有關(guān)規(guī)定,可以制定嚴(yán)于國(guó)家民用建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)的地方標(biāo)準(zhǔn)或者實(shí)施細(xì)則。鼓勵(lì)民用建筑節(jié)能的科學(xué)研究和技術(shù)開發(fā),推廣應(yīng)用節(jié)能型的建筑、結(jié)構(gòu)、材料、用能設(shè)備和附屬設(shè)施及相應(yīng)的施工工藝、應(yīng)用技術(shù)和管理技術(shù),促進(jìn)可再生能源的開發(fā)利用。(1)新型節(jié)能墻體和屋面的保溫、隔熱技術(shù)與材料。(2)節(jié)能門窗的保溫隔熱和密閉技術(shù)。集中供熱和熱、電、冷聯(lián)產(chǎn)聯(lián)供技術(shù)。供熱采暖系統(tǒng)溫度調(diào)控和分戶熱量計(jì)量技術(shù)與裝置。(5)太陽(yáng)能、地?zé)岬瓤稍偕茉磻?yīng)用技術(shù)及設(shè)備。(6)建筑照明節(jié)能技術(shù)與產(chǎn)品?？照{(diào)制冷節(jié)能技術(shù)與產(chǎn)品。其他技術(shù)成熟、效果顯著的節(jié)能技術(shù)和節(jié)能管理技術(shù)。鼓勵(lì)推廣應(yīng)用和淘汰的建筑節(jié)能部品及技術(shù)的目錄,由國(guó)務(wù)院住房城鄉(xiāng)建設(shè)主管部門制定;省、自治區(qū)、直轄市住房城鄉(xiāng)建設(shè)主管部門可以結(jié)合該目錄,制定適合本區(qū)域的鼓勵(lì)推廣應(yīng)用和淘汰的建筑節(jié)能部品及技術(shù)的目錄。國(guó)家鼓勵(lì)多元化、多渠道投資既有建筑的節(jié)能改造,投資人可以按照協(xié)議分享節(jié)能改造的收益;鼓勵(lì)研究制定本地區(qū)既有建筑節(jié)能改造資金籌措辦法和相關(guān)激勵(lì)政策。建筑工程在施工過(guò)程中,縣級(jí)以上地方人民政府住房城鄉(xiāng)建設(shè)主管部門應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)對(duì)建筑物的圍護(hù)結(jié)構(gòu)(含墻體、屋面、門窗、玻璃幕墻等)、供熱采暖和制冷系統(tǒng)、照明和通風(fēng)等電氣設(shè)備是否符合節(jié)能要求的監(jiān)督檢查。新建民用建筑應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格執(zhí)行建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)要求,民用建筑工程擴(kuò)建和改建時(shí),應(yīng)當(dāng)對(duì)原建筑進(jìn)行節(jié)能改造。既有建筑節(jié)能改造應(yīng)當(dāng)考慮建筑物的壽命周期,對(duì)改造的必要性、可行性及投入收益比進(jìn)行科學(xué)論證。節(jié)能改造要符合建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)要求,確保結(jié)構(gòu)安全,優(yōu)化建筑物使用功能。寒冷地區(qū)和嚴(yán)寒地區(qū)既有建筑節(jié)能改造應(yīng)當(dāng)與供熱系統(tǒng)節(jié)能改造同步進(jìn)行。

采用集中采暖制冷方式的新建民用建筑應(yīng)當(dāng)安設(shè)建筑物室內(nèi)溫度控制和用能計(jì)量設(shè)施,逐步實(shí)行基本冷熱價(jià)和計(jì)量冷熱價(jià)共同構(gòu)成的兩部制用能價(jià)格制度。供熱單位、公共建筑所有權(quán)人或者其委托的物業(yè)管理單位應(yīng)當(dāng)制定相應(yīng)的節(jié)能建筑運(yùn)行管理制度,明確節(jié)能建筑運(yùn)行狀態(tài)、各項(xiàng)性能指標(biāo)、節(jié)能工作諸環(huán)節(jié)的崗位目標(biāo)責(zé)任等事項(xiàng)。供熱單位、房屋產(chǎn)權(quán)單位或者其委托的物業(yè)管理等有關(guān)單位,應(yīng)當(dāng)記錄并按有關(guān)規(guī)定上報(bào)能源消耗資料。鼓勵(lì)新建民用建筑和既有建筑實(shí)施建筑能效測(cè)評(píng)。從事建筑節(jié)能及相關(guān)管理活動(dòng)的單位,應(yīng)當(dāng)對(duì)其從業(yè)人員進(jìn)行建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)等專業(yè)知識(shí)的培訓(xùn)。建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)和節(jié)能技術(shù)應(yīng)當(dāng)作為注冊(cè)城市規(guī)劃師、注冊(cè)建筑師、勘察設(shè)計(jì)注冊(cè)工程師、注冊(cè)監(jiān)理工程師、注冊(cè)建造師等繼續(xù)教育的必修內(nèi)容。

建設(shè)單位應(yīng)當(dāng)按照建筑節(jié)能政策要求和建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)委托工程項(xiàng)目的設(shè)計(jì)。不得以任何理由要求設(shè)計(jì)單位、施工單位擅自修改經(jīng)審查合格的節(jié)能設(shè)計(jì)文件,降低建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)。房地產(chǎn)開發(fā)企業(yè)應(yīng)當(dāng)將所售商品住房的節(jié)能措施、圍護(hù)結(jié)構(gòu)保溫隔熱性能指標(biāo)等基本信息在銷售現(xiàn)場(chǎng)顯著位置予以公示,并在《住宅使用說(shuō)明書》中予以載明。設(shè)計(jì)單位應(yīng)當(dāng)依據(jù)建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)的要求進(jìn)行設(shè)計(jì),保證建筑節(jié)能設(shè)計(jì)質(zhì)量。施工圖設(shè)計(jì)文件審查機(jī)構(gòu)在進(jìn)行審查時(shí),應(yīng)當(dāng)審查節(jié)能設(shè)計(jì)的內(nèi)容,在審查報(bào)告中單列節(jié)能審查章節(jié);不符合建筑節(jié)能強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)的,施工圖設(shè)計(jì)文件審查結(jié)論應(yīng)當(dāng)定為不合格。施工單位應(yīng)當(dāng)按照審查合格的設(shè)計(jì)文件和建筑節(jié)能施工標(biāo)準(zhǔn)的要求進(jìn)行施工,保證工程施工質(zhì)量。監(jiān)理單位應(yīng)當(dāng)依照法律、法規(guī)及建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)、節(jié)能設(shè)計(jì)文件、建設(shè)工程承包合同與監(jiān)理合同對(duì)節(jié)能工程建設(shè)實(shí)施監(jiān)理。

對(duì)超過(guò)能源消耗指標(biāo)的供熱單位、公共建筑的所有權(quán)人或者其委托的物業(yè)管理單位,責(zé)令限期達(dá)標(biāo)。對(duì)擅自改變建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)節(jié)能措施,并影響公共利益和他人合法權(quán)益的,責(zé)令責(zé)任人及時(shí)予以修復(fù),并承擔(dān)相應(yīng)的費(fèi)用。建設(shè)單位在竣工驗(yàn)收過(guò)程中,有違反建筑節(jié)能強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)行為的,按照《建設(shè)工程質(zhì)量管理?xiàng)l例》的有關(guān)規(guī)定,重新組織竣工驗(yàn)收.建設(shè)單位未按照建筑節(jié)能強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)委托設(shè)計(jì),擅自修改節(jié)能設(shè)計(jì)文件,明示或暗示設(shè)計(jì)單位、施工單位違反建筑節(jié)能設(shè)計(jì)強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn),降低工程建設(shè)質(zhì)量的,處

20

萬(wàn)元以上

50

萬(wàn)元以下罰款。設(shè)計(jì)單位未按照建筑節(jié)能強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)的,應(yīng)當(dāng)修改設(shè)計(jì)。未進(jìn)行修改的,給予警告,處

10

萬(wàn)元以上

30

萬(wàn)元以下罰款;造成損失的,依法承擔(dān)賠償責(zé)任;兩年內(nèi),累計(jì)三項(xiàng)工程未按照建筑節(jié)能強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)的,責(zé)令停業(yè)整頓,降低資質(zhì)等級(jí)或者吊銷資質(zhì)證書。對(duì)未按照節(jié)能設(shè)計(jì)進(jìn)行施工的施工單位,責(zé)令改正;整改所發(fā)生的工程費(fèi)用,由施工單位負(fù)責(zé);可以給予警告,情節(jié)嚴(yán)重的,處工程合同價(jià)款

2%以上

4%以下的罰款;兩年內(nèi),累計(jì)三項(xiàng)工程未按照符合節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)要求的設(shè)計(jì)進(jìn)行施工的,責(zé)令停業(yè)整頓,降低資質(zhì)等級(jí)或者吊銷資質(zhì)證書。單元二建筑遮陽(yáng)與自然通風(fēng)技術(shù)一、建筑遮陽(yáng)

建筑遮陽(yáng)主要在兩個(gè)方面對(duì)于建筑節(jié)能起到重要作用:一方面,遮陽(yáng)措施能有效阻擋大量的太陽(yáng)輻射進(jìn)入室內(nèi),降低建筑物夏季空調(diào)制冷負(fù)荷;另一方面,遮陽(yáng)板能將直射陽(yáng)光轉(zhuǎn)化成柔和的漫射光,改善室內(nèi)光環(huán)境質(zhì)量,從而減少日間人工照明能耗。建筑遮陽(yáng)的形式和種類非常多,遮陽(yáng)設(shè)施從總體上可分為臨時(shí)性和永久性兩大類。臨時(shí)性遮陽(yáng)是指在窗口設(shè)置布簾、竹簾、軟百葉、帆布篷等;永久性遮陽(yáng)是指在建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)上各部位安裝的長(zhǎng)期使用的遮陽(yáng)構(gòu)件。夏季太陽(yáng)輻射造成室內(nèi)過(guò)熱的途徑可分為通過(guò)窗口直接進(jìn)入室內(nèi)和加熱外圍護(hù)結(jié)構(gòu)表面兩種。以遮擋太陽(yáng)輻射傳熱途徑為依據(jù)可將建筑遮陽(yáng)劃分為窗口遮陽(yáng)、屋頂遮陽(yáng)、墻面遮陽(yáng)和入口遮陽(yáng)。

(一)窗口遮陽(yáng)(活動(dòng)、固定)

夏季采取窗口遮陽(yáng),可以防止直射陽(yáng)光進(jìn)入室內(nèi)而引起的室內(nèi)過(guò)熱。另外,窗口遮陽(yáng)還可以防止直射陽(yáng)光引起的炫目現(xiàn)象,防止直射陽(yáng)光使某些物品變質(zhì)、老化。窗口遮陽(yáng)是建筑遮陽(yáng)技術(shù)中最重要和最常見(jiàn)的遮陽(yáng)方式。1.按遮陽(yáng)構(gòu)件能否隨季節(jié)和時(shí)間變換調(diào)節(jié)劃分

窗口遮陽(yáng)按照遮陽(yáng)構(gòu)件能否隨季節(jié)與時(shí)間變換進(jìn)行角度和尺寸的調(diào)節(jié),甚至在冬季便于拆卸的性能,可以劃分為固定式遮陽(yáng)和活動(dòng)式遮陽(yáng)(可調(diào)節(jié)式遮陽(yáng))兩大類型。

固定式遮陽(yáng)經(jīng)常是結(jié)合建筑立面、造型處理和窗過(guò)梁位置,用鋼筋混凝土、塑料或鋁合金等材料做成的永久性構(gòu)件,常成為建筑物不可分割和變動(dòng)的組成部分。固定式遮陽(yáng)的優(yōu)點(diǎn)在于簡(jiǎn)單、成本低、維護(hù)方便;缺點(diǎn)在于不能遮擋住所有時(shí)間段的直射光線,以及對(duì)采光和視線、通風(fēng)的要求缺乏靈活應(yīng)對(duì)性。與固定式遮陽(yáng)相反,可調(diào)節(jié)式遮陽(yáng)可以根據(jù)季節(jié)、時(shí)間的變化及天空的陰暗情況,任意調(diào)整遮陽(yáng)板的角度;在寒冷季節(jié),為了避免遮擋太陽(yáng)輻射、爭(zhēng)取日照,還可以將其拆除。這種遮陽(yáng)靈活性大,使用科學(xué)合理,因此,近年來(lái)在國(guó)內(nèi)外得到了廣泛的應(yīng)用?？烧{(diào)節(jié)式遮陽(yáng)根據(jù)調(diào)節(jié)主體不同,又可分為手控(或遙控)可調(diào)節(jié)遮陽(yáng)和自控可調(diào)節(jié)遮陽(yáng)。

手控可調(diào)節(jié)遮陽(yáng)的優(yōu)點(diǎn)是造價(jià)低、設(shè)備簡(jiǎn)單;缺點(diǎn)是需要工作人員不停地根據(jù)室外環(huán)境參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié),使室內(nèi)環(huán)境處于最優(yōu)。手控可調(diào)節(jié)遮陽(yáng)往往會(huì)由于人為操作的失誤而降低其效率,尤其是住宅中由于白天無(wú)人控制而使大量熱量進(jìn)入室內(nèi),起不到應(yīng)有的節(jié)能效果。自控可調(diào)節(jié)遮陽(yáng)常用于公共建筑,優(yōu)點(diǎn)是能夠根據(jù)室外日照情況自動(dòng)調(diào)節(jié)遮陽(yáng)板的角度甚至收縮,使室內(nèi)具有良好的光環(huán)境;缺點(diǎn)是造價(jià)較高,而且一旦出現(xiàn)故障,修理較困難,從而可能長(zhǎng)時(shí)間喪失遮陽(yáng)調(diào)節(jié)功能。2.從遮陽(yáng)的適用范圍劃分

從遮陽(yáng)的適用范圍劃分,窗口遮陽(yáng)的形式可分為水平式、垂直式、綜合式和擋板式四種,如圖

9-1

所示。

圖

9-1

固定遮陽(yáng)裝置

(a)水平式;(b)垂直式;(c)綜合式;(d)擋板式(1)水平式遮陽(yáng)。水平式遮陽(yáng)能夠有效地遮擋高度角較大的、從窗戶上方照射下來(lái)的陽(yáng)光,另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于合理的遮陽(yáng)板設(shè)計(jì)寬度及位置能非常有效地遮擋夏季日光而讓冬季日光最大限度地進(jìn)入室內(nèi)。

垂直式遮陽(yáng)。垂直式遮陽(yáng)能有效地遮擋高度角較小的、從窗側(cè)面斜射過(guò)來(lái)的陽(yáng)光,不能遮擋高度角較大的、從窗戶上方照射下來(lái)的陽(yáng)光或接近日出日落時(shí)分正對(duì)窗口平射過(guò)來(lái)的陽(yáng)光。它主要適用于東北、西北及北向附近的窗戶。綜合式遮陽(yáng)。綜合式遮陽(yáng)其由水平式及垂直式遮陽(yáng)板組合而成,能有效地遮擋中等太陽(yáng)高度角從窗前斜射下來(lái)的陽(yáng)光,遮陽(yáng)效果比較均勻。這種形式的遮陽(yáng)適用于東南或西南附近的窗口。擋板式遮陽(yáng)。擋板式遮陽(yáng)為平行于窗口的遮陽(yáng)措施,能有效地遮擋高度角比較低、正射窗口的陽(yáng)光。需要注意的是,擋板式遮陽(yáng)對(duì)建筑的采光和通風(fēng)都有比較嚴(yán)重的阻擋,所以一般不宜采用固定式的建筑構(gòu)件,而宜采用活動(dòng)式或方便拆卸的擋板式遮陽(yáng)。在實(shí)際工程中,遮陽(yáng)板可以由基本形式演變出造型豐富的其他形式。如為避免單層水平式遮陽(yáng)板的出挑尺寸過(guò)大,可以將水平式遮陽(yáng)板重復(fù)設(shè)置成雙層或多層,如圖

9-2(a)所示;當(dāng)窗間墻較窄時(shí),將綜合式遮陽(yáng)板連續(xù)設(shè)置,如圖

9-2(b)、(c)所示;擋板式遮陽(yáng)結(jié)構(gòu)建筑物立面處理,或連續(xù)、或間斷,如圖

9-2(d)所示。

圖

9-2

遮陽(yáng)的其他形式

(二)屋頂遮陽(yáng)(固定)

圖

9-3

和圖

9-4

分別為北京地區(qū)全年太陽(yáng)輻射總量圖和廣州地區(qū)主要朝向的太陽(yáng)輻射強(qiáng)度圖,結(jié)合兩張圖可以看出,在整個(gè)建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)中,水平面接受的太陽(yáng)輻射量最大,因而對(duì)屋頂?shù)恼陉?yáng)隔熱就顯得非常必要。從圖

9-3

中可以看出,水平屋頂接受的太陽(yáng)輻射量約是西墻接受輻射量的兩倍。屋頂傳熱形成的空調(diào)負(fù)荷

CL,是在室外綜合溫度

tsa(太陽(yáng)輻射的當(dāng)量溫度和空氣溫度的疊加)與室內(nèi)溫度

ti

之差作用下形成的,即

CL=KF(tsa-ti),綜合溫度中的太陽(yáng)輻射當(dāng)量溫度的峰值通常要接近空氣溫度峰值的

70%,而通過(guò)遮陽(yáng)技術(shù)控制屋頂?shù)奶?yáng)輻射照度

I,則屋頂?shù)膫鳠嶝?fù)荷可削減近

70%,節(jié)能效果十分顯著,同時(shí),也大大改善了頂層房間的熱環(huán)境狀況。而且,通過(guò)對(duì)建筑屋頂?shù)恼陉?yáng),可以減小屋頂日溫度波幅,從而減小其產(chǎn)生熱裂的可能性。

圖

9-3

北京地區(qū)全年太陽(yáng)輻射總量圖

圖

9-4

廣州地區(qū)主要朝向的

太陽(yáng)輻射強(qiáng)度圖

(三)墻面遮陽(yáng)(固定)

無(wú)論對(duì)于居住建筑還是公共建筑,外墻作為建筑的主要組成部分,是影響室內(nèi)熱環(huán)境和建筑能耗的重要部位。由圖

9-3

和圖

9-4

可知建筑外墻所接受的太陽(yáng)輻射僅次于屋頂,因而遮陽(yáng)就顯得很有必要。而外墻遮陽(yáng)設(shè)計(jì),尤其是西墻“西曬”怎樣處理的問(wèn)題,一直是整個(gè)建筑界非常關(guān)注的問(wèn)題,同時(shí)外墻作為整個(gè)建筑物最主要的部分,與建筑的整體藝術(shù)造型效果息息相關(guān),因而,墻面遮陽(yáng)設(shè)計(jì)要綜合考慮其遮陽(yáng)隔熱效果和建筑藝術(shù)效果。墻體遮陽(yáng)設(shè)計(jì)的方法有很多,總體來(lái)講,墻面遮陽(yáng)主要有以下兩種方式。

1.墻面整體遮陽(yáng)

墻面整體遮陽(yáng)要綜合考慮遮擋太陽(yáng)輻射和建筑形體藝術(shù)效果。一般的做法有兩種:一種是在建筑的外墻外部設(shè)置可調(diào)節(jié)遮陽(yáng)板或可回收的遮陽(yáng)簾布;另一種做法是設(shè)置“防曬墻”。防曬墻一般用于建筑的東西墻,這面墻完全與建筑脫開,在夏季與過(guò)渡季節(jié),可以完全遮擋西曬的直射陽(yáng)光。同時(shí),防曬墻與建筑主體之間的空隙不僅有利于室內(nèi)外空氣的流通,還可以保證主體建筑室內(nèi)的均勻天然光照明。

2.綠化遮陽(yáng)

除上述的外墻整體遮陽(yáng)方法外,目前外墻遮陽(yáng)設(shè)計(jì)用得較多的是外墻垂直綠化遮陽(yáng)。落葉植物(樹木或藤蔓植物)在夏季可以最大限度地遮擋陽(yáng)光,而在冬季葉片脫落,陽(yáng)光可以穿越而進(jìn)入室內(nèi)。植物吸收的能量中,40%通過(guò)對(duì)流擴(kuò)散,42%通過(guò)蒸騰作用擴(kuò)散,其余的通過(guò)長(zhǎng)波輻射向外發(fā)射。一般來(lái)說(shuō),藤蔓植物可以讓夏季西墻的熱流量降低

30%。植物綠化遮陽(yáng)需要注意的問(wèn)題:一是正確選擇植物種類;二要做好植物攀爬使用的固定構(gòu)件設(shè)計(jì),不要讓植物直接附著在外墻上,否則既減弱了墻體自身的散熱性能,也會(huì)使建筑顯得形態(tài)臃腫,建筑輪廓模糊,容易使建筑產(chǎn)生年老失修的感覺(jué);三要防止藤蔓植物帶來(lái)的蟲害。

(四)入口遮陽(yáng)

建筑物入口作為連接建筑室外與室內(nèi)的過(guò)渡空間,除具有很重要的引導(dǎo)功能外,還是進(jìn)入建筑或經(jīng)過(guò)建筑的人員暫時(shí)停留或通過(guò)的空間。為了給人們提供一個(gè)良好的熱環(huán)境,需要對(duì)建筑入口做遮陽(yáng)處理。入口遮陽(yáng)主要有兩種方式:一是在入口上方架設(shè)水平遮陽(yáng)構(gòu)架,以達(dá)到遮陽(yáng)防曬的目的,同時(shí)還能防雨;二是通過(guò)建筑自身構(gòu)件形成的陰影實(shí)現(xiàn)有效遮陽(yáng)。二、房間自然通風(fēng)

建筑物內(nèi)的通風(fēng)十分必要,它是決定室內(nèi)人體健康和熱舒適的重要因素之一。合理的建筑自然通風(fēng)不但可以為人們提供新鮮空氣,降低室內(nèi)氣溫和相對(duì)濕度,促進(jìn)人體汗液蒸發(fā)降溫,提高人們的舒適感,而且可以有效減少空調(diào)開啟時(shí)間,降低建筑運(yùn)行能耗。(一)自然通風(fēng)的降溫效果

建筑利用自然通風(fēng)達(dá)到被動(dòng)式降溫的目標(biāo)主要采用兩種方式:一種是直接的生理作用,即降低人體自身的溫度和減少因?yàn)槠つw潮濕帶來(lái)的不舒適感。通過(guò)開窗將室外風(fēng)引入室內(nèi),提高室內(nèi)空氣流速,增加人體與周圍空氣的對(duì)流換熱和人體表面皮膚的水分蒸發(fā)速度,增加人體因?qū)α鲹Q熱和皮膚表面水分蒸發(fā)所消耗的熱量,這樣就加大了人體散熱,從而達(dá)到降低人體溫度、提高人體熱舒適的目的,此種自然通風(fēng)可稱為“舒適自然通風(fēng)”,舒適自然通風(fēng)的降溫效果主要體現(xiàn)在人體熱舒適的改善方面;另一種是間接的作用,通過(guò)降低圍護(hù)結(jié)構(gòu)的溫度,達(dá)到對(duì)室內(nèi)人的降溫作用。利用室內(nèi)外的晝夜溫差,白天緊閉門窗以阻擋室外高溫空氣進(jìn)入室內(nèi),同時(shí)依靠建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)自身的熱惰性維持室溫在較低的水平,夜間打開窗戶將室外低溫空氣引入室內(nèi)以降低室內(nèi)空氣溫度,同時(shí),加速圍護(hù)結(jié)構(gòu)的冷卻為下一個(gè)白天儲(chǔ)存冷量,這種自然通風(fēng)可稱為“夜間通風(fēng)”。

(二)自然通風(fēng)的設(shè)計(jì)方法1.主導(dǎo)風(fēng)向原則

為了組織好房間的自然通風(fēng),在建筑朝向上應(yīng)使房屋縱軸盡量垂直于建筑所在地區(qū)的夏季主導(dǎo)風(fēng)向。例如,夏季我國(guó)南方在建筑熱工設(shè)計(jì)上有防熱要求的地區(qū)(夏熱冬暖地區(qū)和夏熱冬冷地區(qū))的主導(dǎo)風(fēng)向都是南、偏南或東南。因此,這些地區(qū)的傳統(tǒng)建筑多為“坐北朝南”,即房屋的主要朝向多朝向南向或偏南。從防輻射角度來(lái)看,也應(yīng)將建筑物布置在偏南方向。

2.窗的可開啟面積比例

要了解窗的可開啟面積對(duì)室內(nèi)通風(fēng)狀況的影響,首先要了解建筑物的開口大小對(duì)于房間自然通風(fēng)的影響。建筑物的開口面積是指對(duì)外敞開部分而言,對(duì)一個(gè)房間來(lái)說(shuō),只有門窗是開口部分。從表

9-1

中可以看出,如果進(jìn)、出風(fēng)口的面積相等,開口越大,流場(chǎng)分布的范圍就越大、越均勻,通風(fēng)狀況也越好;開口小,雖然風(fēng)速相對(duì)加大了,但流場(chǎng)分布的范圍卻縮小了。據(jù)測(cè)定,當(dāng)開口寬度為開間寬度的

1/3~2/3,開口的大小為地板面積的

15%~25%時(shí),室內(nèi)通風(fēng)效果最佳,當(dāng)比值超過(guò)

25%后,空氣流動(dòng)基本上不受進(jìn)、出風(fēng)口面積的影響。

表

9-1

進(jìn)出風(fēng)口比例不同對(duì)室內(nèi)通風(fēng)狀態(tài)的影響

單元三供熱采暖系統(tǒng)節(jié)能一、供熱采暖系統(tǒng)節(jié)能途徑1.熱源部分

提高燃燒效率、增加熱量回收,力爭(zhēng)將采暖期鍋爐平均運(yùn)行效率達(dá)到新節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)提出的

0.68;熱源裝機(jī)容量應(yīng)與采暖計(jì)算熱負(fù)荷相符;提高生產(chǎn)(或熱力站)運(yùn)行管理水平,提高運(yùn)行量化管理。管網(wǎng)部分

管網(wǎng)系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)水力平衡;循環(huán)水泵選型應(yīng)符合水輸送系數(shù)規(guī)定值;管道保溫符合規(guī)定值,效率力爭(zhēng)達(dá)到新節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)中提出的

η=0.90

的要求。用戶末端

提高圍護(hù)結(jié)構(gòu)保溫性/門窗密閉性能;充分利用自由熱;室內(nèi)溫度控制,既可以根據(jù)負(fù)荷需要調(diào)節(jié)供暖量,又可以調(diào)節(jié)溫度以改變需求量,經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。4.供熱采暖按熱量計(jì)費(fèi)

只有供熱采暖按熱量計(jì)費(fèi),依靠市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)杠桿,才能使更多的人關(guān)注節(jié)能,真正落實(shí)節(jié)能措施,實(shí)現(xiàn)節(jié)能目標(biāo)。二、采暖節(jié)能方法

(一)促進(jìn)輻射熱進(jìn)入室內(nèi)1.滿足陽(yáng)光透過(guò)的條件

建筑用地的形狀與其他建筑物的位置關(guān)系,樹木、圍墻等,都可能成為妨礙輻射熱到達(dá)的因素。為不遮擋陽(yáng)光對(duì)其他建筑物和建筑物周圍土地的照射,建筑用地最好是向南的斜坡地,或相鄰建筑之間留有充足的間距(圖

9-5)。在建筑物的周圍植樹時(shí),要根據(jù)不同的位置選用不同的樹種。建筑物的南側(cè)適宜植落葉樹(圖

9-6),并且最好沒(méi)有障礙物。但有時(shí)為了遮擋外面的窺視視線,又必須設(shè)置遮擋物,利用視線水平級(jí)差或通過(guò)遮擋物的形式擋住視線,但不能妨礙太陽(yáng)輻射線進(jìn)入室內(nèi)。

圖

9-5

向陽(yáng)斜坡地和相鄰建筑的間距

圖

9-6

建筑物的南側(cè)植落葉樹,北側(cè)植常綠樹

需要太陽(yáng)輻射線通過(guò)開口部入射到室內(nèi)時(shí),要保證開口的方向和開口面積,并要考慮到開口對(duì)熱線的透明度問(wèn)題。一般情況下,朝南設(shè)置較大的開口。但由于相鄰住戶的關(guān)系,不便使開口向南時(shí),可以采用設(shè)天窗的方法彌補(bǔ)。

2.形成反射的條件

太陽(yáng)的輻射雖然很多,但由于它遍布全球,所以輻射密度并不太高。為收集更多的能,要有很大的受熱面積,而且只有正好對(duì)著太陽(yáng)的一面才能受熱,因此,還必須考慮到利用陽(yáng)光反射提高能的密度,使背陰的一側(cè)也能得到太陽(yáng)輻射,即利用物體表面受到太陽(yáng)輻射時(shí)的反射和再輻射。對(duì)此,可以研究反射面的面積、反射率(對(duì)于熱線的反射率及再輻射率)、反射方向等。例如,在建筑物的北側(cè)設(shè)反射面(墻壁、陡壁坡、百葉式反射板),也能使北側(cè)的房間得到太陽(yáng)輻射熱(圖

9-7);或者擴(kuò)大朝南的開口部位尺寸,增加輻射熱的受熱面積;或者把受熱面上反射出來(lái)的輻射線,再返回到受熱面上去。

圖

9-7利用反射面得到太陽(yáng)輻射的方法(這種方法也可以用在室外)

(二)抑制輻射熱損失1.從表面的輻射

表面積和外表面材料的輻射、溫度差等越小越好。寒冷地區(qū)的建筑為了減小表面積,平面方向和立面方向都不做成凹凸形狀。在非常寒冷的地方,為了避免散熱,有的建筑物根本就不設(shè)陽(yáng)臺(tái)或女兒墻等凸出的部分,為減小建筑物的表面積,有時(shí)把建筑物拐角做成圓弧狀,甚至有時(shí)把整個(gè)建筑物建成穹頂狀或拱頂狀。

對(duì)于像北側(cè)外墻這樣的建筑部位,只需要解決輻射熱的損失時(shí),用表面光滑的金屬板等輻射少的飾面材料,也可以減少熱損失。另外,輻射造成的熱損失,因物體之間有溫度差產(chǎn)生,所以一個(gè)物體的外表面與周圍的物體溫度相同時(shí),這個(gè)物體就不會(huì)有熱損失。如果提高建筑物的屋頂和墻體的保溫性能,盡量降低建筑物的外表面溫度,就能減少由輻射造成的熱損失。從這一方面,也能解釋保溫的作用。

2.從開口部位的輻射

如果考慮與促進(jìn)輻射線進(jìn)入室內(nèi)的場(chǎng)合完全相反的情況,以不設(shè)開口為好。在需要采光和眺望時(shí),最好把開口的尺寸控制在必要的最低限度之內(nèi)。在特殊情況下,例如,在非常寒冷的條件下,可以這樣設(shè)計(jì),但在一般情況下,還是需要有開口部位的。因此,一般來(lái)說(shuō),要求開口應(yīng)有可變性,即在需要有開口時(shí),就把開口打開,在不需要開口的夜間等情況下,為防止輻射線通過(guò)開口部位,就可以把開口關(guān)閉。對(duì)于輻射線來(lái)說(shuō),開口部位還可做成不透明的,使輻射線向室內(nèi)產(chǎn)生反射或再輻射。采用這種方法時(shí)的可動(dòng)部位,一般是使用窗簾、百葉窗、推拉門窗、木板套窗等。但是,設(shè)可動(dòng)部位的缺點(diǎn)是需要操作,有操作就要耗能,開閉和收藏時(shí)都要占用必要的空間,還會(huì)有耐久性的問(wèn)題等。較為理想的是,可動(dòng)部位的材質(zhì)可隨著外界條件的變化自然地進(jìn)行變化,但這樣的材料很難找到。因此,建議采用操作簡(jiǎn)單,而且所采用的保溫材料不僅能防止輻射傳熱,也能有效地防止導(dǎo)熱傳熱的方法,如把泡沫塑料的碎塊和空氣一起吹入雙層玻璃之間空隙的方法。(三)蓄熱效果的利用

太陽(yáng)輻射和氣溫等外界條件經(jīng)常有變動(dòng)。白天的太陽(yáng)輻射,根據(jù)太陽(yáng)的高度不同而發(fā)生變化;夜間外界氣溫降低,形成建筑物向外部空間進(jìn)行輻射;天氣不同,太陽(yáng)輻射、氣溫、風(fēng)等也有變化。如果建筑物能把所吸收的熱儲(chǔ)存起來(lái),在吸熱量少的時(shí)候使用,就可以減少室內(nèi)環(huán)境條件的波動(dòng)。另外,如果室內(nèi)的建筑部位熱容量大,在停止暖通空調(diào)的運(yùn)轉(zhuǎn)之后,也不會(huì)很快使室內(nèi)環(huán)境條件惡化。這時(shí),最好采用外保溫方法。通過(guò)適當(dāng)?shù)卦龃笪蓓敽蛪Φ葒o(hù)結(jié)構(gòu)的熱容量,不僅可以減小室內(nèi)環(huán)境條件隨外界條件變化的幅度,而且能夠錯(cuò)開向室內(nèi)散熱的時(shí)間。如果把時(shí)間調(diào)配合適,可使室內(nèi)白天涼快,夜間溫暖,這是不用任何設(shè)備和可動(dòng)部分就能得到的。

(四)抑制對(duì)流熱損失

關(guān)于對(duì)流傳熱,應(yīng)考慮從部位表面向空氣中的熱傳遞、空氣的進(jìn)出和冷風(fēng)吹到人體上三種現(xiàn)象。其中空氣的進(jìn)出,可以認(rèn)為是主要的對(duì)流傳熱現(xiàn)象。建筑物必須設(shè)有人出入的開口部位,為了減少熱損失,可以采用人能出入但不通風(fēng)的方法(圖

9-8),或采取無(wú)人出入即刻關(guān)門的方法。但一般的建筑,不宜采用過(guò)于復(fù)雜的結(jié)構(gòu)裝置。通常,在設(shè)計(jì)上采用開門時(shí)不讓外面的風(fēng)直接進(jìn)入室內(nèi)的方法。一般的建筑部位不能有縫隙,這是應(yīng)該考慮到的,但在開口部位很容易出現(xiàn)縫隙。在可動(dòng)部位和窗框之間,一般可通過(guò)采用氣密材料進(jìn)行壓接、采用雙層窗框或采取關(guān)閉木板套窗的方法,冬季等長(zhǎng)期不需要打開的時(shí)候,也可把接縫貼封起來(lái)(圖

9-9)。一般部位的縫隙量是縫隙率(每單位面積的縫隙量)和全部表面積的乘積,開口部位的縫隙量與其周圍長(zhǎng)度成正比例。減小建筑物的表面積,也可以減少縫隙。

圖

9-8

人可出入,但不通風(fēng)

圖

9-9

堵塞開口部位的縫隙

三、供暖空調(diào)新途徑

人對(duì)熱環(huán)境的感覺(jué)

65%取決于表面溫度,35%取決于空氣溫度。同時(shí),輻射傳熱比對(duì)流更有效。所以,將供暖空調(diào)末端裝置改進(jìn)成輻射式的,是近年來(lái)的一項(xiàng)革新技術(shù)。其具體方式包括地面輻射供暖、輻射板供熱/供冷、獨(dú)立新風(fēng)系統(tǒng)+干式風(fēng)機(jī)盤管等。(一)地面輻射供暖

地面輻射供暖是目前國(guó)內(nèi)外暖通界公認(rèn)的最為理想舒適的供暖方式之一。埋管式地面輻射供暖具有溫度梯度小、室內(nèi)溫度均勻、垂直溫度梯度小、腳感溫度高等特點(diǎn),在同樣舒適的情況下,輻射供暖房間的設(shè)計(jì)溫度可比對(duì)流供暖房間低

2

℃~3

℃,而且其實(shí)感溫度比非地面供暖時(shí)的實(shí)感溫度要高

2

℃,具有明顯的節(jié)能效果。目前,地面輻射供暖應(yīng)用主要有水暖和電暖兩種方式,電暖可分為普通地面供暖和相變地面供暖。(二)輻射板供熱/供冷

安裝于頂棚的輻射板供熱/供冷裝置是一種可改善室內(nèi)熱舒適并節(jié)約能耗的新方式。這種裝置供熱時(shí)內(nèi)部水溫

23

℃~30

℃,供冷時(shí)內(nèi)部水溫18

℃~22

℃,同時(shí),輔以置換式通風(fēng)系統(tǒng),采取下送風(fēng)、風(fēng)速低于

0.2

m/s

的方式,換氣次數(shù)

0.5~1

次/h,實(shí)現(xiàn)夏季除濕、冬季加濕的功能。這種裝置可以消除吹風(fēng)感的問(wèn)題。同時(shí),由于夏季水溫較高,而且新風(fēng)獨(dú)立承擔(dān)濕負(fù)荷,還可以避免采用風(fēng)機(jī)盤管時(shí)由于水溫較低容易在集水盤管產(chǎn)生霉菌而降低室內(nèi)空氣品質(zhì)的問(wèn)題。近年來(lái),輻射冷卻系統(tǒng)得到了充分發(fā)展。按輻射板結(jié)構(gòu)劃分,形成了“水泥核心”型、“三明治”型、“冷網(wǎng)格”型等不同輻射板形式。另一方面,不同的通風(fēng)方式,如傳統(tǒng)的混合送風(fēng)、新型置換通風(fēng)或個(gè)體化送風(fēng)等,分別與輻射冷卻系統(tǒng)配合,構(gòu)成特點(diǎn)不同的室內(nèi)環(huán)境控制系統(tǒng)。(三)獨(dú)立新風(fēng)系統(tǒng)+干式風(fēng)機(jī)盤管

獨(dú)立新風(fēng)系統(tǒng)+干式風(fēng)機(jī)盤管是另外一種新型供暖空調(diào)形式。新風(fēng)承擔(dān)室內(nèi)的濕負(fù)荷,風(fēng)機(jī)盤管的運(yùn)行在于工況情況,不再有冷凝水產(chǎn)生,從而使得風(fēng)機(jī)盤管不需要裝設(shè)凝水盤,結(jié)構(gòu)更加簡(jiǎn)單和緊湊。

單元四建筑空調(diào)節(jié)能一、空調(diào)節(jié)能的重要性

空氣調(diào)節(jié)是將經(jīng)過(guò)各種空氣處理設(shè)備(空調(diào)設(shè)備)處理后的空氣送入要求調(diào)節(jié)的建筑物,并達(dá)到室內(nèi)所要求的空氣參數(shù),即溫度、濕度、速度和潔凈度及噪聲控制等。根據(jù)不同的建筑特征和工藝要求,采用不同的空調(diào)方式(包括空氣處理設(shè)備和空調(diào)系統(tǒng))。為此,需要消耗的能量很大,據(jù)美國(guó)對(duì)公共建筑和居住建筑能耗的統(tǒng)計(jì),1/4

用于空調(diào),可見(jiàn)空調(diào)節(jié)能十分重要。近年來(lái),我國(guó)各大城市都在興建現(xiàn)代化辦公樓和綜合性服務(wù)建筑群(包括商場(chǎng)和娛樂(lè)設(shè)施)及住宅小區(qū),這些建筑中多需設(shè)置空調(diào),因此,空調(diào)節(jié)能在我國(guó)是一個(gè)迫切需要解決的問(wèn)題。

二、集中式空調(diào)節(jié)能途徑

集中式空調(diào)是由集中冷熱源、空氣處理機(jī)組(又稱組合式空調(diào)機(jī)組)、末端設(shè)備和輸送管道所組成。由于輸送介質(zhì)參數(shù)和方式不同,出現(xiàn)了各種不同的系統(tǒng)形式。無(wú)論何種形式,都必須有空氣處理和末端設(shè)備,因此,空調(diào)設(shè)備高效節(jié)能是必不可少的措施。1.空間設(shè)備節(jié)能措施

組合式空調(diào)機(jī)組是集中式空調(diào)方式的主要設(shè)備也是主要耗能設(shè)備。其技術(shù)性能指標(biāo)

14

項(xiàng),主要項(xiàng)目是機(jī)組的風(fēng)量、風(fēng)壓、供冷量和供熱量,如果匹配不當(dāng),耗能較大,而且達(dá)不到效果。因此,具體要求如下:(1)機(jī)組風(fēng)量、風(fēng)壓匹配,選擇最佳經(jīng)濟(jì)點(diǎn)運(yùn)行,要求風(fēng)機(jī)噪聲低、效率高。

機(jī)組整機(jī)漏風(fēng)要少,根據(jù)《組合式空調(diào)機(jī)組》(GB/T

14294—2008)的規(guī)定,機(jī)內(nèi)靜壓保持正壓段

700

Pa,負(fù)壓段-400

Pa

時(shí),機(jī)組漏風(fēng)率不得大于

2%;用于凈化空調(diào)系統(tǒng)的機(jī)組,機(jī)組內(nèi)靜壓應(yīng)保持在

1

000

Pa

時(shí),機(jī)組漏風(fēng)率不得大于

1%。空氣熱回收設(shè)備的利用?？諝鉄峄厥赵O(shè)備有顯熱回收器和全熱回收器兩種,每一種又可分為靜止式和轉(zhuǎn)輪式。無(wú)論哪一種都是兩種不同狀態(tài)的空氣同時(shí)進(jìn)行熱濕交換的設(shè)備,它主要用于回收空調(diào)系統(tǒng)中排風(fēng)的能量,并將其回收的能量直接傳遞給新風(fēng)。在夏季,利用排風(fēng)或回風(fēng)比新風(fēng)溫濕度低來(lái)降低新風(fēng)的溫濕度。在冬季則相反,利用排風(fēng)或回風(fēng)與新風(fēng)的熱交換來(lái)提高新風(fēng)的溫濕度。該設(shè)備可單獨(dú)設(shè)置在空調(diào)新排風(fēng)系統(tǒng)中,也可作為組合式空調(diào)機(jī)組的一個(gè)功能段,一般可節(jié)省新風(fēng)負(fù)荷量

70%左右。20

世紀(jì)

70

年代初世界能源危機(jī)以來(lái),一些工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家把空氣熱回收設(shè)備的利用作為空調(diào)行業(yè)的節(jié)能措施之一,得到比較廣泛的應(yīng)用。我國(guó)從

1979

年也開始研制這種顯熱和全熱交換器,由于要增加一次投資,同時(shí)國(guó)內(nèi)產(chǎn)品較少,目前尚未廣泛使用。隨著空調(diào)節(jié)能技術(shù)的發(fā)展,今后將會(huì)很快得到應(yīng)用。(4)盡量利用可再生熱源如太陽(yáng)能、地?zé)?、空氣自身供冷能力等。在春秋?盡量加大新風(fēng)量,以節(jié)省冷量。因此,在設(shè)計(jì)空調(diào)機(jī)組時(shí)要考慮加大新風(fēng)量的可能性。2.空調(diào)系統(tǒng)和室內(nèi)送風(fēng)方式

因建筑物功能要求不同,空調(diào)系統(tǒng)和末端設(shè)備會(huì)有很大差別。(1)公共建筑如體育館、影劇院、會(huì)堂、博物館、商場(chǎng)等,其特點(diǎn)是人員較多,空間高大,有舒適性空調(diào)要求。但空調(diào)負(fù)荷較大,設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮節(jié)能措施,室內(nèi)送風(fēng)方式可利用下列方式:高速噴口誘導(dǎo)送風(fēng)方式。由于送風(fēng)速度大,一般在

4~10

m/s,誘導(dǎo)室內(nèi)空氣量多,送風(fēng)射程長(zhǎng),因而可以加大送風(fēng)溫差,一般可取

8

℃~10

℃,減少送風(fēng)量,也就節(jié)省能量。分層空調(diào)技術(shù)。在高大空間建筑物中,利用空氣密度隨著垂直方向溫度變化而自然分層的現(xiàn)象,僅對(duì)下部工作區(qū)域進(jìn)行空調(diào),而上部較大空間(非空調(diào)區(qū))不予空調(diào)或通風(fēng)排熱,經(jīng)實(shí)驗(yàn)和工程實(shí)例證明,既能保持下部工作所要求的環(huán)境條件,又能有效降低空調(diào)負(fù)荷,從而節(jié)省初投資和運(yùn)行費(fèi)用。相對(duì)于全室空調(diào)而言,一般可節(jié)省冷量

30%~50%?？臻g越大,節(jié)能效果越顯著。3)下送風(fēng)方式或座椅送風(fēng)方式。由于這種下送風(fēng)方式是由房間下部或座椅風(fēng)口向上送風(fēng),只考慮工作區(qū)或人員所在處的負(fù)荷,且又是直接送入需要空調(diào)部位,因此,這也是一種節(jié)能措施,但這種方式只能應(yīng)用于一般的舒適性空調(diào)(如影劇院)等。(2)對(duì)于現(xiàn)代化辦公和商業(yè)服務(wù)建筑群、賓館等常用空調(diào)方式有以下幾種:1)新風(fēng)機(jī)組+末端風(fēng)機(jī)盤管機(jī)組。新風(fēng)機(jī)組+末端風(fēng)機(jī)盤管機(jī)組是目前現(xiàn)代化辦公建筑應(yīng)用最廣泛的一種空調(diào)方式。這種空調(diào)方式的最大特點(diǎn)是靈活性大。對(duì)于不同建筑平面布置形式,特別是層高較低時(shí),都可以適應(yīng),而且可根據(jù)不同朝向房間進(jìn)行就地控制,不使用房間的空調(diào)可關(guān)閉,有利于節(jié)約能量。但由于這種方式設(shè)計(jì)時(shí)的新風(fēng)量是按每人最小新風(fēng)量乘以設(shè)計(jì)人數(shù)確定的,因此,在春秋季無(wú)法充分利用室外空氣降溫而節(jié)約能源,特別是在寒冷地區(qū)更為顯著。2)變風(fēng)量空調(diào)方式。變風(fēng)量空調(diào)方式是一種節(jié)能空調(diào)方式,是按各個(gè)空調(diào)房間的負(fù)荷大小和相應(yīng)室內(nèi)溫度變化,自動(dòng)調(diào)節(jié)各自送風(fēng)量,達(dá)到所要求的空氣參數(shù)。它可以避免任何冷熱抵消的情況,可以利用室外空氣冷卻(在春秋過(guò)渡季節(jié)),節(jié)約制冷量。由于變風(fēng)量空調(diào)的冷卻量不必按全部冷負(fù)荷峰值之和來(lái)確定,而是按某一時(shí)間各朝向冷負(fù)荷之和來(lái)確定,因此,它比風(fēng)機(jī)盤管系統(tǒng)冷卻能力可降低

20%左右。國(guó)外

20

世紀(jì)

60

年代就開始使用變風(fēng)量空調(diào)方式,一直以來(lái)都獲得廣泛使用,而在我國(guó)至今還未大量推廣,主要原因是其價(jià)格高昂和維護(hù)保養(yǎng)技術(shù)復(fù)雜,比新風(fēng)機(jī)組+末端風(fēng)機(jī)盤管方式價(jià)格高

2.5

倍。三、中央空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能

中央空調(diào)是指集中處理空調(diào)負(fù)荷的系統(tǒng)形式。空調(diào)用冷熱量通過(guò)一定的介質(zhì)輸送到空調(diào)房間。中央空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能途徑與采暖系統(tǒng)相似,可主要?dú)w納為以下兩個(gè)方面:一是系統(tǒng)自身,即在建造方面采用合理的設(shè)計(jì)方案并正確地進(jìn)行安裝;二是依靠科學(xué)的運(yùn)行管理方法,使空調(diào)系統(tǒng)真正地為用戶節(jié)省能源。

(一)中央空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能新技術(shù)1.“大溫差”技術(shù)

“大溫差”是指空調(diào)送風(fēng)或送水的溫差比常規(guī)空調(diào)系統(tǒng)采用的溫差大。大溫差送風(fēng)系統(tǒng)中,送風(fēng)溫差達(dá)到

14

℃~20

℃;冷卻水的大溫差系統(tǒng),冷卻水溫差達(dá)到

8

℃左右。當(dāng)媒介攜帶的冷量加大后循環(huán)流量將減小,可以節(jié)約一定的輸送能耗并降低輸送管網(wǎng)的初投資。2.冷卻塔供冷技術(shù)

冷卻塔供冷技術(shù)是指在室外空氣濕球溫度較低時(shí),關(guān)閉制冷機(jī)組,利用流經(jīng)冷卻塔的循環(huán)水直接或間接地向空調(diào)系統(tǒng)供冷,提供建筑物所需要的冷量,從而節(jié)約冷水機(jī)組的能耗。這種技術(shù)又稱為免費(fèi)供冷技術(shù),它是近年來(lái)國(guó)外發(fā)展較快的節(jié)能技術(shù)。(二)運(yùn)行管理節(jié)能1.合理調(diào)整室內(nèi)參數(shù)

在運(yùn)行過(guò)程中,可以根據(jù)實(shí)際的人群特點(diǎn)、室外氣候狀況來(lái)適當(dāng)調(diào)整室內(nèi)參數(shù)。例如,在初夏時(shí)節(jié),可以使室內(nèi)溫度位于設(shè)計(jì)值的低限,如

24

℃,但當(dāng)進(jìn)入盛夏以后,就可以提高到

26

℃甚至

28

℃,因?yàn)檫@時(shí)人們已經(jīng)適應(yīng)高溫天氣,并且這也符合人體健康要求。冬天則反之,入冬時(shí)室溫可稍高,深冬時(shí)節(jié)反而可以略微降低一些。2.合理設(shè)定設(shè)備的啟動(dòng)和停止時(shí)間

在系統(tǒng)間歇運(yùn)行時(shí),應(yīng)根據(jù)圍護(hù)結(jié)構(gòu)、室內(nèi)物品等的熱工特性、氣候的變化及房間使用功能等確定預(yù)熱、預(yù)冷的時(shí)間和提前停機(jī)時(shí)間。這往往要在實(shí)際運(yùn)行中總結(jié)規(guī)律。調(diào)節(jié)新風(fēng)量

新風(fēng)量負(fù)荷占總負(fù)荷的比例較大。在實(shí)際使用中,并不是每時(shí)每刻都需要設(shè)計(jì)新風(fēng)量。有的系統(tǒng)利用室內(nèi)

CO2

的濃度來(lái)進(jìn)行新風(fēng)量調(diào)節(jié),但這種方法往往并不準(zhǔn)確可靠。在一些人員變化有規(guī)律的場(chǎng)所,運(yùn)行人員可以根據(jù)人員的變化進(jìn)行新風(fēng)量的調(diào)節(jié)。對(duì)于間歇運(yùn)行的系統(tǒng),在預(yù)冷或預(yù)熱的過(guò)程中,應(yīng)該關(guān)閉新風(fēng)。在供冷季當(dāng)室外空氣的焓值低于室內(nèi)空氣焓值時(shí),就應(yīng)該盡量利用新風(fēng)供冷。此時(shí),應(yīng)盡可能開啟非空調(diào)區(qū)域的門窗。管路系統(tǒng)的檢漏、檢垢

空調(diào)系統(tǒng)中的水或空氣都是攜帶冷量或熱量的介質(zhì)。它們從系統(tǒng)中泄漏就直接造成了能量的損失。所以,經(jīng)常對(duì)管路設(shè)備進(jìn)行檢查并采取相應(yīng)措施是很有必要的。在一些保溫管道表面,如果泄漏的水打濕了保溫材料,就會(huì)大大降低保溫性能,造成能量損失。當(dāng)風(fēng)系統(tǒng)中過(guò)濾器上截留的雜物過(guò)多時(shí),阻力升高,導(dǎo)致風(fēng)機(jī)壓力上升、能耗增加,并且增加了漏風(fēng)的可能性,應(yīng)時(shí)常對(duì)其進(jìn)行清洗或更換。對(duì)于風(fēng)冷熱泵冷熱水機(jī)組,還要注意保證空氣流動(dòng)的暢通、換熱器外表面的清潔和不受腐蝕。單元五建筑照明節(jié)能一、采用高效率節(jié)能光源

光源在照明系統(tǒng)節(jié)能中是一個(gè)非常重要的環(huán)節(jié),生產(chǎn)推廣優(yōu)質(zhì)高效光源是技術(shù)進(jìn)步的趨勢(shì),工程中設(shè)計(jì)選用先進(jìn)光源又是一個(gè)易于實(shí)現(xiàn)的步驟。為減少能源浪費(fèi),在選用光源方面應(yīng)遵循以下原則。1.盡量減少白熾燈的使用量

由于白熾燈光效低、能耗大、壽命短,應(yīng)盡量減少其使用量,在一些場(chǎng)所應(yīng)禁止使用白熾燈,無(wú)特殊需要不應(yīng)采用

150

W

以上大功率白熾燈。如需采用白熾燈,宜采用光效高的雙螺旋白熾燈、充氖白熾燈、涂反射層白熾燈或小功率的高效鹵鎢燈。

倡導(dǎo)使用細(xì)管徑熒光燈和緊湊型熒光燈

熒光燈光效較高,壽命長(zhǎng),獲得普遍應(yīng)用。在室內(nèi)照明場(chǎng)所中重點(diǎn)推廣細(xì)管徑(26

mm)T8

型、T5

型熒光燈和各種形狀的緊湊型熒光燈以代替粗管徑(38

mm)熒光燈和白熾燈。積極推廣高光效、長(zhǎng)壽命的金屬鹵化物燈和高壓鈉燈

在大型公建照明、工業(yè)廠房照明、道路照明及室外景觀照明工程中,推廣使用高光效、長(zhǎng)壽命的金屬鹵化物燈和高壓鈉燈。逐步減少高壓汞燈的使用量,特別是不應(yīng)隨意使用自鎮(zhèn)流高壓汞燈。

二、采用高效率節(jié)能燈具及器件

在滿足眩光限制要求下,應(yīng)選擇直接型燈具,室內(nèi)燈具的效率不宜低于75%。應(yīng)盡量少采用格柵式燈具和帶保護(hù)罩的燈具,室外燈具的效率不宜低于55%。根據(jù)使用場(chǎng)所的不同采用配光合理的燈具,如蝙蝠翼式配光燈具、塊板式高效燈具、多平面反光鏡定向射燈等。選用光通量維持率好的燈具,如反射面涂二氧化硅保護(hù)膜,反射器采用真空鍍鋁工藝,反射板蒸鍍反射材料和光學(xué)多層膜反射材料等。采用利用系數(shù)高的燈具,所采用的燈具應(yīng)使光盡量射到工作面上,以提高利用系數(shù)。采用照明與空調(diào)一體化的燈具,夏天時(shí)燈具所產(chǎn)生的熱量不進(jìn)入室內(nèi),由空調(diào)系統(tǒng)帶到室外,可以減少夏季室內(nèi)的制冷負(fù)荷;而在冬天時(shí),使燈具產(chǎn)生的熱量進(jìn)入室內(nèi),以減少冬天空調(diào)的制熱量,從而減少用電量。燈具的反射器采用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD),使其更科學(xué)合理,將光充分地從反射器中反射出來(lái),以提高燈具效率。另外,器件使用上應(yīng)注意多選用電子鎮(zhèn)流器。熒光燈用電感鎮(zhèn)流器一般功耗為燈管額定功率的

20%,而高強(qiáng)度氣體放電燈(HID

燈)的鎮(zhèn)流器功耗為額定功率的

15%~16%。而電子鎮(zhèn)流器其本身功耗比電感鎮(zhèn)流器降低

50%~75%,同時(shí),又具有啟動(dòng)電壓低、噪聲小、溫升低、質(zhì)量輕、無(wú)頻閃等優(yōu)點(diǎn),節(jié)能效果顯著。

三、選用合理的照明方式

照明度要求較高的場(chǎng)所采用混合照明方式(即一般照明方式與局部照明方式的組合)較為節(jié)約電能;少采用一般照明方式,因?yàn)樵摲绞捷^費(fèi)電能;適當(dāng)采用分區(qū)一般照明方式。在一些場(chǎng)所也可采用一般照明與重點(diǎn)照明相結(jié)合的方式,燈具安裝在家具上或半隔墻上的照明方式,以及高燈低掛方式。四、照明控制節(jié)能

選用適宜的控制方法和控制開關(guān),也可達(dá)到節(jié)能目的。合理選擇照明控制方式,充分利用天然光的照度變化決定照明的點(diǎn)亮范圍。根據(jù)照明使用特點(diǎn),可采取分區(qū)控制燈光,適當(dāng)增加照明燈的開關(guān)點(diǎn)。采用各種類型的節(jié)電開關(guān)和管理措施,如定時(shí)開關(guān)、調(diào)光開關(guān)、光電自動(dòng)控制器、節(jié)電控制器、限電器、電子控制門鎖節(jié)電器及照明智能控制管理系統(tǒng)等。公共場(chǎng)所照明、室外照明可采用集中控制的遙控管理方式或采用自動(dòng)控光裝置等。低壓配電系統(tǒng)設(shè)計(jì),應(yīng)便于按經(jīng)濟(jì)核算單位裝表計(jì)量。五、充分利用天然光

充分利用天然光就是從建筑物的被動(dòng)采光向積極利用天然光方向發(fā)展。

利用各種集光裝置進(jìn)行采光

(1)反射鏡方式。利用設(shè)在頂層的反射鏡,自動(dòng)跟蹤太陽(yáng)并將光反射到需要采光的場(chǎng)所。光導(dǎo)纖維方式。由菲涅爾透鏡集光自動(dòng)跟蹤太陽(yáng),在透鏡的焦點(diǎn)附近設(shè)置光導(dǎo)纖維,將所集的太陽(yáng)光由光導(dǎo)纖維傳輸?shù)叫璨晒獾膱?chǎng)所。導(dǎo)光管方式。利用具有高反射率的導(dǎo)光管,將天然光導(dǎo)入室內(nèi)。2.從建筑設(shè)計(jì)方面充分利用天然光

在綜合考慮保暖、隔熱和空調(diào)的情況下,盡量使側(cè)面和頂部的采光面積加大,特別是平天窗式采光窗的采光效率為最高。利用天井空間采光,可以使面向天井一面的房間得到一定的天然光。(3)利用屋頂采光,如在全天候的足球場(chǎng)和運(yùn)動(dòng)場(chǎng)采用充氣透光薄膜屋面采光等。

單元六可再生能源利用與建筑節(jié)能一、太陽(yáng)能與建筑節(jié)能

太陽(yáng)能是新能源和可再生能源中最引人注目、開發(fā)研究最多、應(yīng)用最廣的清潔能源,可以說(shuō),太陽(yáng)能是未來(lái)全球的主流能源之一。(一)太陽(yáng)能應(yīng)用的必要性

太陽(yáng)能是從太陽(yáng)發(fā)出的,以電磁輻射形式傳遞到地球表面的能量,這些能量可被轉(zhuǎn)換為熱能和電能。太陽(yáng)能具有潔凈、環(huán)保而且取之不盡、用之不竭的特點(diǎn),通過(guò)對(duì)太陽(yáng)能技術(shù)的利用,可以減少采暖、空調(diào)和照明以及提供生活熱水所使用的常規(guī)能源。當(dāng)代世界太陽(yáng)能科學(xué)技術(shù)發(fā)展有兩大趨勢(shì):一是光電與光熱的結(jié)合;二是太陽(yáng)能與建筑的結(jié)合。太陽(yáng)能建筑