談民用建筑節(jié)能技術及應用

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摘要:分析了我國建筑能耗的現(xiàn)狀及存在的問題，基于建筑節(jié)能的熱力學原理和主要的施工方法，從供熱規(guī)劃、調節(jié)水力平衡、降低熱損失、推廣分戶計量等方面，闡述了供熱系統(tǒng)的節(jié)能技術，有利于實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

關鍵詞:建筑能耗，節(jié)能技術，供熱系統(tǒng)，熱力學原理

我國地大物博，人口眾多，隨著經(jīng)濟社會的蓬勃發(fā)展，既有建筑加上每年新建房屋帶來的建筑能耗總量是相當可觀的。我國現(xiàn)有的絕大多數(shù)民建屬于高能耗類建筑，其單位面積的采暖耗能量接近西方發(fā)達國家新建住宅的3倍以上，加上全球性的能源危機，使得建筑節(jié)能產(chǎn)業(yè)在我國的潛力巨大。我們通常所說的建筑能耗，一般是指民用建筑在其使用當中的能量消耗，主要包括建筑體現(xiàn)的功能性能耗，例如制冷、供熱、給排水、建筑照明、家用電器、通風、后勤補給等等方面的能耗，其中供暖、制冷、通風這三項的能耗量，幾乎可以占到總建筑耗能的2/3左右。建筑節(jié)能能否做好，直接影響著我國的能源安全，而且對于能源利用效率的提高和能源結構的優(yōu)化起著至關重要的作用。

1建筑能耗現(xiàn)狀及存在的主要問題

我國雖然幅員遼闊，但是人均資源相對缺乏，隨著我國經(jīng)濟實力的不斷增強，老百姓生活水平也逐步提高，越來越多的家庭采購了空調等設備，住宅越來越舒適的同時，所消耗的能量也不斷增加，但是我國的建筑保溫隔熱性、氣密性相對較差，供熱系統(tǒng)效率也不高，這樣造成的熱損失很大，巨大的能源浪費在冬季供熱期間加重了大氣污染和溫室氣體的過量排放，這個矛盾現(xiàn)在已經(jīng)十分突出，到了必須解決的地步。我國建筑節(jié)能存在的主要問題:1)對于建筑節(jié)能的緊迫性和重要性認識不夠。大部分人對能源危機和環(huán)境保護都有了較強的意識，但是對于建筑節(jié)能還比較陌生，也不知道該怎么做，也沒有認識到建筑節(jié)能帶來的巨大效益，而且各地政府對此重視程度不同，也導致了此項工作長期沒有取得實質性進展。2)缺乏完善的、因地制宜的建筑業(yè)法律法規(guī)。我國雖然已經(jīng)出臺了《中華人民共和國節(jié)約能源法》等相關法律法規(guī)，但是對于建筑節(jié)能還沒有明確的法律規(guī)范，需要進一步完善，這樣將極大促進行業(yè)快速發(fā)展。3)缺乏相應的激勵和補償措施。建筑節(jié)能改造是一項利國利民的公益事業(yè)，一方面需要人民群眾的積極配合，另一方面也需要政府的大力支持，政府既要對新建建筑的節(jié)能進行嚴格的檢查驗收，又必須對既有建筑的節(jié)能改造給予大力的財政支持，隨著建筑能耗的大大降低，將逐步減少對于環(huán)境保護和供熱企業(yè)的補貼資金，是一項“一勞永逸”的利民工程。4)對于建筑行業(yè)節(jié)能創(chuàng)新、技術支持力度有待加強。作為新興產(chǎn)業(yè)，建筑節(jié)能改造的技術儲備和施工水平還處于相對初級的階段，對于新材料和新技術的研發(fā)能力較弱，政府應適當給予政策和經(jīng)濟的支持，促進產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。5)我國現(xiàn)階段對于建筑節(jié)能的改造還不夠徹底，作為一個系統(tǒng)工程，節(jié)能改造除了門窗、屋頂、采暖制冷系統(tǒng)以外，建筑圍護結構(墻體)的保溫也是必不可少的一部分。另外，目前很多供熱企業(yè)仍然按照建筑面積乘單價的方式收取熱費，用戶無法根據(jù)自身需要調節(jié)熱量供給，導致部分能源白白浪費，所以建筑節(jié)能改造必須多管齊下，才能達到預期的節(jié)能目的和經(jīng)濟效益。

2建筑節(jié)能的熱力學原理和主要施工方法

凡有溫度差，就有熱量自發(fā)地由高溫物體向低溫物體傳導。首先我們來建立一個寒冷季節(jié)建筑物墻體導熱模型，經(jīng)過分析可以看出:1)建筑物內的空氣通過對流換熱將能量傳給墻壁內表面，同時伴隨著輻射換熱使室內物體與墻壁進行熱交換;2)墻的內外表面則通過固體導熱的形式進行熱交換;3)室外寒冷的空氣通過對流換熱將墻外表面熱量帶走，同時墻與外界物體通過輻射換熱又帶走部分熱量。如果沒有別的變量，建筑物內外的溫度差越大，互相傳遞熱量也就越大。通過模型可以知道，它們之間的熱傳遞是通過熱輻射、對流換熱、固體導熱這三種方式組合成的。由此可見，墻壁傳熱的多少與室內外溫差成正比，與墻的厚度成反比，而且與墻壁本身的導熱性能有關，因此導熱量:=λδΔtA。其中，A為壁面積;δ為壁厚;λ為導熱系數(shù);Δt為壁兩側表面溫差?？梢娨虢档徒ㄖ釗p失，可以通過控制這幾個變量來實現(xiàn)，對于壁面積的控制，主要通過建筑設計(合理的體形系數(shù))來實現(xiàn);對于壁厚的控制，主要通過墻體覆蓋保溫材料來實現(xiàn);對于導熱系數(shù)和溫差的控制，通過建筑材料和圍護結構來實現(xiàn)。1)建筑的外表面積與其體積的比值稱為建筑體形系數(shù)，在其他條件相同的情況下，建筑耗能指標隨著體形系數(shù)的增長而增長，研究表明，體形系數(shù)每增大0．01，能耗指標大約增加2．5%，從有利于節(jié)能出發(fā)，體形系數(shù)應盡可能小，一般控制在0．3以下。2)建筑材料的選擇對建筑節(jié)能有很大影響，我們把導熱系數(shù)小的材料稱為保溫材料(又稱隔熱或者絕熱)。凡平均溫度不高于350℃時導熱率不大于0．12W/(m•K)的材料，叫做絕熱材料。它具有疏松、多孔狀、質量輕等特點。3)外墻是建筑物隔熱保溫的重要部分，提高外墻保溫能力，一是增加厚度，二是降低外墻的傳熱系數(shù)。單純增加厚度不可取，主要通過降低材料傳熱系數(shù)和改善構造來實現(xiàn)。外墻保溫方案主要有:單一材料節(jié)能墻體和復合節(jié)能墻體兩種。復合節(jié)能墻是由絕熱材料(聚苯乙烯泡沫塑料、巖棉、玻璃棉、加氣混凝土等)與傳統(tǒng)墻體材料復合構成，通過保溫層或者空氣夾層實現(xiàn)墻體的內保溫、中間保溫和外保溫，復合結構熱工性能很好，但是造價也高。4)窗戶的總傳熱系數(shù)大，窗的熱損失大概占到總熱損的2/3，其中傳熱損失為1/3，冷風滲透為1/3，所以窗體保溫格外重要。要降低熱損，一是提高窗戶的氣密性，二是減少冷風滲透。將窗戶與建筑物墻體接縫處密封嚴實，并采用低輻射中空玻璃降低導熱，選用合適的窗墻比來達到節(jié)能目的。5)屋頂和圍護結構的熱橋部位也應采取保溫設計。根據(jù)屋頂?shù)拿娣e大小和選用建筑材料的不同，屋頂?shù)臒釗p耗有時也占很大比例，例如用鋼筋混凝土打造的梁、柱和陽臺板等部件，都比其建筑主體的熱損耗要大很多，所以建筑保溫中的這些薄弱環(huán)節(jié)我們要特殊“關照”。

3供熱系統(tǒng)節(jié)能技術

為了滿足設計要求的室溫，根據(jù)當?shù)氐氖彝馄骄鶞囟葪l件，單位建筑面積在單位時間內所消耗的、由內部供暖設備所提供的熱量稱為能耗指標。建筑能耗指標的計算:qh=qh，t+qinf－qr，h。其中，能耗指標qh(W/m2)是單位面積通過圍護結構散熱量qh，t(W/m2)加上空氣滲透熱量qinf(W/m2)的總和減去內部得熱量qr，h。由式中可以看出，在同樣達到供熱設計溫度的前提下，通過墻體保溫和窗體密封等手段大大減少了供熱企業(yè)的能耗水平，但是供熱系統(tǒng)本身也有很大的節(jié)能空間，我們要從建筑物圍護結構和供熱系統(tǒng)的各個環(huán)節(jié)入手，最大限度的達到節(jié)能目的。1)要有科學的供熱規(guī)劃。隨著我國經(jīng)濟不斷發(fā)展，城市規(guī)劃也進一步完善，逐步實現(xiàn)集中供熱，減少分散的小型供熱鍋爐房，而且逐步以清潔能源代替煤炭等高污染能源，利用工業(yè)廢熱、天然氣、水力、風力、太陽能等等實現(xiàn)冬季采暖，極大的降低了能源消耗，有效的保護了自然環(huán)境。2)室外供熱管網(wǎng)分為區(qū)域熱網(wǎng)和小區(qū)熱網(wǎng)，區(qū)域熱網(wǎng)通過換熱站將熱量輸送至小區(qū)熱網(wǎng)。熱網(wǎng)的水力失調經(jīng)常出現(xiàn)，產(chǎn)生冷熱不均現(xiàn)象，造成嚴重的能源浪費，必須通過調節(jié)水力平衡來達到節(jié)能的目的，同時應進行“大溫差”改造，舍棄目前的“流量大、溫差小”的系統(tǒng)運行方式，實現(xiàn)供水溫度和輸送效率雙提高。3)利用管網(wǎng)直埋技術和接口防腐保溫大幅降低熱網(wǎng)輸送熱損失。直埋敷設具有節(jié)省用地、方便施工、減少工程投資和維護工作量小等優(yōu)點，直埋管網(wǎng)通過聚氨酯保溫層的覆蓋，使管網(wǎng)的熱損失大大降低，同時防腐效果明顯，適合長期使用，達到了良好的經(jīng)濟效益。4)分戶計量的推廣。建筑供熱計量收費由過去按面積收費改為按熱量收費可以達到節(jié)約能源、提高舒適度、保護環(huán)境的目的。我們既要保證新建住宅的節(jié)能達標，又要對既有建筑進行大規(guī)模的節(jié)能改造，隨著建筑節(jié)能帶來的經(jīng)濟效益逐漸凸顯和環(huán)境保護、節(jié)能減排法規(guī)越來越嚴苛，建筑節(jié)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展前景非常樂觀，希望政府在政策導向和經(jīng)濟扶持上更進一步，在全社會形成節(jié)約能源，保護環(huán)境的良好氛圍，實現(xiàn)經(jīng)濟社會的可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻:

［1］宋德宣．節(jié)能建筑設計與技術［M］．上海:同濟大學出版社，2003．

［2］付祥釗．夏熱冬冷地區(qū)建筑節(jié)能技術［M］．北京:中國建筑工業(yè)出版社，2002．

［3］楊善勤．民用建筑節(jié)能設計手冊［M］．北京:中國建筑工業(yè)出版社，1997．

［4］章熙民．傳熱學［M］．北京:中國建筑工業(yè)出版社，2006．

［5］王飛．供熱工程［M］．北京:中國建筑工業(yè)出版社，2009．

作者:白棚吏 單位:太原市熱力公司