綠色建筑策略實施論文
時間:2022-03-25 03:40:00
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摘要:五合國際在深入研究國際先進技術基礎上,結合在中國多年的實際工程實踐,努力探索一套適合中國國情具體措施,歸納總結了適合中國國情的一些生態、舒適、節能的高新技術體系,發表出來,與大家共同探討。
引言
目前,建筑高能耗的現狀還沒有引起全社會的充分重視,因此切實地推進建筑生態節能面臨著大眾觀念、經濟成本、技術保證等諸多方面的制約。影響我國建筑節能推進的深層根源主要體現在以下四方面:1)對于建筑領域各個方面,尚缺乏有效的政策激勵制度;2)公眾節能意識不足且能源價格目前偏低,節能項目由于技術的投入,初次投資成本增加,對業主和消費者缺少足夠吸引力;3)施工監管不力及施工驗收手段差.使節能項目的質量難以保證,對此,我們也缺乏有力的懲罰機制;4)節能技術的基礎研究不夠,由于綠色建筑在我國處于起步階段,很難明確得知一項技術在建筑全生命周期的生態效果、節能效果。很多項目選技術時都遇到這個問題。
1發展策略
在制定政策方面國外的很多經驗對中國有借鑒意義,例如,為了降低建筑物的能源消耗量,德國政府和社會采取的措施多種多樣,如:國家銀行系統為綠色建筑提供低息貨款,資助節能技術的應用;建立針對明確目標群組(如業主,建筑師,開發商)的宣傳信息和咨詢系統;通過宣傳咨詢使大眾接受采用新型的節能技術;此外,還有把舊房改造目標定為舒適、節能、環保,利用稅收政策推動建筑節能等等。
參照歐美國家成功的生態節能政策體系和技術措施,對具體節能技術體系我們也應規范地進行引導、控制與要求,如:頒布節能法規,規定建筑最低標準的保溫值。節約夏季制冷能耗,控制建筑外墻的熱穿透系數的最高允許值等等。具體要加強的工作有:計算機模擬技術和建筑物使用能耗計算方法的深入研究,這是生態節能居住區規劃和住宅設計的前提條件。另外,加強太陽能技術,太陽能取暖,太陽能發電等技術的研究。提高太陽能利用效率,在工程建設中,一方面引進國外先進技術為我所用,另一方面,全面系統地消化、吸收引進技術并努力創新、不斷增強自主研究開發的能力,并開辟各種渠道,結合工程設計和技術改造項目,推廣應用新工藝、新技術、新材料、新設備,取得良好的經濟效益和社會效益。發達國家有很多先進的產品,根據項目的需求,整合國際、國內技術產品資源形成適當的技術體系是開發中的關鍵。技術系統立足于國產產品,關鍵設備材料采用在國內市場上可以購買到的國外產品。新技術的采用,不求最新、最貴,重在系統化的配合與互動。新技術的采用能夠促進產品更新換代,創造產品差異化,滿足不同層次的社會需求。
2技術實施體系
生態節能建筑的設計主要從整體環境規劃和單體建筑設計兩個方面開展。在整體環境規劃中,強調的是建筑與環境的關系,解決建筑與地貌、植被、水土、風向、日照與氣候的關系。這里就不具體展開談了。在單體建筑設計中則分為九個方面:1)外圍護結構系統;2)太陽輻射的控制與改善;3)自然通風與采光的利用;4)可再生能源的利用;
5)高舒適度,低能耗的室內環境控制系統;6)優秀的建筑能源系統;7)水資源循環利用系統;8)智能樓宇自控系統;9)提供高舒適度的其他技術系統。以下對這九個方面進行簡要的介紹和說明。
2.1外圍護結構系統的節能設計包括以下方面:
1)高效保溫隔熱的外墻體系;
2)熱橋阻斷構造技術;
3)高效保溫隔熱屋面技術與構造設計;
4)高效門窗、幕墻系統及高性能玻璃的選用與構造技術。
2.2高性能遮陽技術系統
太陽輻射對建筑有相當的影響,日照使室內獲得充足的光線,對其進行有效的利用可減少照明系統的能耗,而且在冬季。太陽的輻射可使建筑得到一定的熱量,從而降低建筑的熱負荷,但夏季太陽的輻射得熱構成了空調負荷相當的部分。因此對太陽輻射應當有計劃、有目的地靈活控制與改善,以達到最大限度利用太陽輻射的目的。
當前,隨著城市空氣質量下降.粉塵污染增加和人們在室內停留的時間大大增加;生態通風技術與“房屋呼吸”概念出現。但建筑通風面臨一系列新的問題:建筑的體量面積增加。密閉性加強,傳統的自然通風減少;新型建筑及裝修材料釋放有害氣體;大量使用空調和熱水,室內干濕度不符合人體舒適度要求;在無法實現自然通風采光的房間,構造處理欠佳的墻面,容易出現凝結水和發霉。設計應通過保證足夠的開啟扇面積,在房間內及中庭頂部(若有條件,可依建筑形式而設)開設一定的開窗面積,既達到了自然采光的目的,又可依靠室內外的風壓及熱壓差,形成有組織的自然通風,在室外氣候適宜時通過自然通風達到調節室內熱環境的目的。雙層皮幕墻技術科學合理地保證了室內通風量,且能過濾空氣,低噪聲動力通風系統有助于排出衛生間的潮濕污濁空氣(圖2)。2.4可再生綠色能源的利用
2.4.1太陽能
對太陽能的利用總體上可分為兩類:太陽能集熱板集熱及太陽能光伏發電。太陽能集熱板集熱技術較為成熟,設備材料價格也不昂貴,有一定的應用。太陽能光伏發電是太陽能最好的利用方式,雖然受技術及材料成本的限制,目前應用還不廣泛,但不久的將來必將廣泛應用。
2.4.2淺層土壤熱能
在地下30~100m的范圍內,土壤、巖石及地下水的溫度全年基本恒定在15℃左右,形成一個較好的提取及釋放熱能的場所。地源熱泵就是利用這一特點進行工作。地源熱泵可分為利用地下水的開式系統和不抽取地下水的地源耦合熱泵,后者有不影響地下地質結構,地下水水位,不污染地下水,使用壽命不受地下水位影響的特點,是目前最好的地源熱泵形式(圖3)。能量活性建筑基礎的技術原理就是在建筑基礎施工過程中將工程塑料管埋八地下,形成閉式循環系統,以水為載體。夏季將建筑物中的熱量轉移到土壤中;冬季從土壤中提取能量。該項技術誕生于上世紀八十年代初的歐洲,初期多用于居住建筑,今天更多應用于大型公共建筑以及商業和工業建筑。其突出優點是不需要專門鉆井而可以獲取地熱(地冷)資源,投資相對較少,經濟效益明顯。根據建筑基礎土質情況和建筑基礎工程的要求,可采用與基礎形勢相配合的技術,如能量活性基礎樁、基礎墻與基礎板。經過20余年的發展,這項技術已基本成熟。
2.4.3地表水體熱能
在中國南部及大部分中部地區,有一定規模及深度的地表水體全年溫度穩定在一定的范圍之內,也形成了一個較好的提取及釋放熱能的場所。因此,可采取水源熱泵機組對其利用,其基本工作原理與地源熱泵相同。
2.4.4風能
在風力資源較豐富的地區,在建筑屋頂采用成熟、噪聲較低的風力發電設備。在一定高度的空中風速較大,利用這一特點,在高層及超高層建筑中結合建筑造型,在角部設置風力發電設備.對整個建筑的用電進行一定的補充。
2.4.5生物能
在廣大農村沒有燃汽供給的區域,設置沼氣發生、供給及燃燒設備,可提供清潔充足的能源,同時減少了對木材的消耗及大氣的污染。
2.5高舒適度,低能耗的室內環境控制系統
2.5.1輻射制冷供暖系統加置換式通風系統
輻射制冷采暖系統(圖4)加置換式新風系統是一種全新的空調方式,它在提供舒適健康的室內熱濕環境及低哚音聲環境的同時也具有較好的節能效果。其特點如下:1)室內無吹冷風感,主要通過輻射換熱這一舒適感最高的方式換熱i2)系統運行節能3)無凝水潮濕部分,消除了霉菌問題;4)置換式新風系統提供最健康的新風供給方式:新風處理后直接送入室內,污濁空氣進行余熱、余冷回收后再直接排出室外,充分利用能源。因為無循環風,不存在交叉污染。5)室內無任何運轉設備,不產生噪音;6)室內無任何空調設備,美觀且節省空間。
2.5.2變風量(VAV)系統
變風量系統是由變頻中央空調系統配以變風量(VAV)末端設備組成,是一種高舒適度、低能耗的空調系統。變風量系統比常規這種系統具有相當多的優點:系統中的能耗設備均可進行變頻調節能量輸出,即使在較低負荷的工況下,也能通過變頻調節而工作在較高的效率下,節約大量能源;系統中各個房間可獨立起停及調節溫度,并且互不影響,給使用者創造了極高的舒適度;不會出現“一開全開”。即使無人使用的房間也進行空調的浪費能源的現象出現。
2.5.3變頻技術
變頻技術是在建筑物空調負荷需求發生變化時(如室內人員、室外溫度、太陽輻射強度的變化)。通過對冷水機組、水泵、風機等設備進行變頻調節來降低能量輸出以適應負荷需求。其整體節能效果可達到30%~40%。2.6.1冷熱電聯產
熱電冷聯產是采用燃煤或燃氣產生一次蒸汽利用汽輪機發電。來提供電力,同時充分回收其排放的低品位廢熱即中高溫二次蒸汽及高溫煙氣來提供生活用熱、冬季供暖以及為單效或雙效溴化鋰制冷機提供動力夏季供冷。從而實現冷、熱、電聯產。熱電冷聯產的效率較高,大型火力發電廠實際運行效率只有36%左右。而冷熱電聯產項目的實際運行效率可達60%~80%左右。
2.6.2蓄能系統
2.6.2.1冰蓄冷系統
冰蓄冷從系統構成上來說只是在常規空調系統的基礎上增加了一套蓄冷裝置,其它各部分在結構上與常規空調并無不同,它在使用范圍方面也與常規空調基本一致。隨著社會的發展.中央空調在大中城市的普及率日漸增高。據統計,空調高峰時用電量達到城市用電負荷的25%~30%,大大增加了電網的峰谷用電差。冰蓄冷中央空調之所以得到各國政府和工程技術界的重視,正因為它對電網有卓越的削峰填谷功能,是電力需求側最有效的電能蓄存方法,全國如果有300家3萬平方米商場采用冰蓄冷空調,則相當于建設了一座30萬千瓦的調峰電廠。雖然單純從單個系統角度分析,冰蓄冷系統的能耗較常規系統要大一些,但從國家的角度講,對電力使用削峰填谷,提高了利用率,節約了基礎建設投資,創造了巨大的社會效益,因此是節能的,同時因峰谷電價的差異,冰蓄冷系統亦可為業主節約30%~50%的運行費用。
2.6.2.2PCM_相位變化蓄熱材料技術
利用例如石蠟等特種物質物態相位變化吸收或放出較大熱量的特點,增加室內熱惰性,使室溫受室外氣溫變化產生的波動較小,控制室內溫度,提高居住舒適度。這種蓄熱材料還可用作制造半透明產品(圖5),比起采光,照明,避免眩光的效果,在一定程度上調節室內溫度;也可用于地板采暖,達到溫和、均勻、持久的供暖效果,提高住宅舒適度(圖6)。該項技術目前仍處于研究和試用階段,尚未得到大規模應用。在某些特殊的工程中有很成功獨特的功效。
2.7水資源循環利用系統
典型的如:中水處理及回用系統。系統將生活廢水、冷卻水、已達標排放的生產污水等水源.經物化或生化處理,達到國家《生活雜用水水質標準》,然后再回用于廁所;中洗、灌溉草坪、洗車、工業循環水及掃除用水等。充分利用有限的水資源,替換出等量的自來水,又減輕了城市污水處理廠的運行負荷,是利國利民造福后代的善舉。
2.8智能樓宇白控系統
智能樓宇自控系統是將建筑物(或建筑群)內的電力、照明、空調、給排水、防災、保安、廣播、通訊等設備以集中監視與管理為目的,構成的一個綜合系統。一般的是集散型系統,即分散控制與集中監視、管理的計算機局域網。目的是使建筑物成為具有最佳工作與生活環境、設備高效運行、整體節能效果最佳、安全的場所
2.9提供高舒適度的其他技術系統
2.9.1消除樓板噪聲,浮筑樓板技術
為解決樓板撞擊傳聲產生的噪音,德國住宅地面普遍采用“浮筑樓板”構造(SchwimmendeEstrich)。即在結構樓板上鋪設一層絕緣隔聲材料,上面再澆筑6~8cm的混凝土砂漿層,這層樓板在某些特殊的工程中有好像浮在絕緣層上,與樓板及四周墻體分離,從而達到極好的隔音效果。同時,在此之上還可鋪設木地板、石材等各種面材,其樓板隔音效果也非常理想。另外也可采用一種廢棄橡膠輪胎為原料制成的隔聲減振材料,達到簡易的樓板隔聲效果(圖7)。國內不少住宅已經開始采用地板采暖技術,在熱水管的下方鋪設聚苯保溫材料,之上澆鑄水泥砂漿層。實際上已形成很好的隔音層.但大都沒有考慮隔聲要求.側面與墻體之間不設絕緣層,其剛性連接致使隔聲效果大打折扣。這些構造細部實際上不會增加太多投資,只需建筑師在設計中認真考慮,施工中按圖執行就能達到。而這些構造細部所帶來的價值對于住宅使用者而言是至關重要的。
2.9.2綠色屋面技術
目前,由于城市用地日趨緊張,建筑覆蓋率持續增高,屋頂綠化成為改善城市環境的有效措施。在這方面,國外已有成熟的綠色屋面技術,適宜不同條件、不同植物的生長構造。例如在通常條件下,可種植一些易成活、成本低、無需管理但觀賞效果較差的植物.如草類、苔蘚類植物;或種植觀賞效果好、需定期維護且對土壤厚度要求較高的植物,使其隨季節變化形成不同的景觀效果。這一構造,一方面要滿足植物生長的不同要求,解決蓄水和通風問題;同時該技術構造必須保證建筑頂部防水層不受植物根系的破壞,從而提高居住的舒適性(圖8)。
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