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生態(tài)節(jié)能技術(shù)及新能源在建筑上的應用
生態(tài)節(jié)能技術(shù)及新能源在建筑上的應用 摘要:本文以實際工程為例,詳細介紹了生態(tài)節(jié)能和新能源利用技術(shù)在建筑中的具體應用,進而說明建筑節(jié)能技術(shù)和新能源開發(fā)利用的可行性和必要性 簡介:本文以實際工程為例,詳細介紹了生態(tài)節(jié)能和新能源利用技術(shù)在建筑中的具體應用,進而說明建筑節(jié)能技術(shù)和新能源開發(fā)利用的可行性和必要性
關(guān)鍵字:建筑節(jié)能 綠色環(huán)保 生態(tài)技術(shù) 可持續(xù)發(fā)展
一、建筑節(jié)能設(shè)計的重要意義:
1、建筑節(jié)能是經(jīng)濟發(fā)展的需要:
能源是人類生存與發(fā)展的重要基礎(chǔ),經(jīng)濟的發(fā)展依賴于能源的發(fā)展。當今能源問題已經(jīng)成為全世界共同關(guān)注的問題,能源短缺成為制約經(jīng)濟發(fā)展的重要因素。建筑從建材生產(chǎn),建筑施工直到建筑物的使用無時不在消耗著能源,資料統(tǒng)計表明歐美等發(fā)達國家的建筑能耗占到全國總能耗的1/3左右,我國也占到25%以上。因此在建筑中推廣節(jié)能技術(shù)勢在必行。
2、建筑節(jié)能是環(huán)境保護的需要:
我們現(xiàn)在應用的能源主要是以煤炭、石油、天然氣為主的不可再生能源。這些能源在使用過程中會排放大量的有害物質(zhì)(二氧化碳、硫、氮氧化合物等),是造成大氣污染和生態(tài)環(huán)境破壞的重要原因。因此提倡建筑節(jié)能,減少污染物的排放也是改善生存環(huán)境,提高生活質(zhì)量的一種有效的方法。
3、建筑節(jié)能是提高人民生活水平的需要:
隨著現(xiàn)代化建設(shè)的發(fā)展和人民生活水平的不斷提高,人們追求更加舒適的建筑生活環(huán)境。冬季采暖,夏季空調(diào)都需要能源的供應。而在當前能源十分緊張的狀況下,節(jié)約建筑能耗就顯得尤為重要了。建筑節(jié)能設(shè)計是建立在滿足合理的舒適要求前提下,通過技術(shù)減少建筑能耗,提高能源的使用效率,滿足建筑節(jié)能的要求。
二、我國在建筑節(jié)能方面的概況:
1、我國建筑能耗概況:
統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明,中國建筑能耗的總量逐年上升,在能源消費總量中所占的比例已從上世紀70年代末的10%,上升到近年的27.8%.我國是以煤炭為主要能源的國家,由于我國大部分地區(qū)的氣候條件呈現(xiàn)夏熱冬冷的特點,因此我國的建筑耗能量巨大,燃煤排放了大量有害物質(zhì),對環(huán)境造成了嚴重的污染和破壞。據(jù)統(tǒng)計1999年我國排放CO26.67億噸,居世界第二位,其中85%是由燃煤排放的,2000年我國排放SO21995萬噸,居世界第一位,其中90%是由燃煤排放的,由于污染物的排放造成57%的城市顆粒物超過國家標準,48個城市SO2濃度超過國家二級排放標準。種種數(shù)據(jù)表明建筑節(jié)能在我國的推廣已經(jīng)是迫在眉睫了。
2、我國建筑節(jié)能的發(fā)展概述:
我國的建筑節(jié)能工作開始于80年代初期,通過各方積極努力,到1995年末,全國建成的節(jié)能建筑面積已達4700萬平方米,到1998年節(jié)能建筑面積達到1億平方米。各地相繼建成一些建筑節(jié)能示范工程,如北京安苑北里小區(qū)、周莊小區(qū)、臥龍小區(qū)、天津倚華里小區(qū)、甘肅建筑科學研究院宿舍等,這些工程在節(jié)能方面都取得了良好的效果。為全面推廣節(jié)能設(shè)計,我國制定了一系列的法規(guī)和標準,如《中華人民共和國節(jié)約能源法》、《民用建筑節(jié)能設(shè)計標準》、《既有建筑節(jié)能改造技術(shù)規(guī)程》、《采暖居住建筑節(jié)能檢驗標準》、《建筑節(jié)能管理規(guī)定》等。相信隨著建筑節(jié)能法規(guī)和標準的逐步完善,我國的建筑節(jié)能事業(yè)將得到進一步的普及和推廣。
三、新能源的開發(fā)和利用:
1、新能源的含義和分類:
新能源和可再生能源的概念是1981年聯(lián)合國在肯尼亞首都內(nèi)羅畢召開的能源會議上確定的。它不同于目前使用的傳統(tǒng)能源,具有豐富的來源,幾乎是取之不盡,用之不竭,并且對環(huán)境的污染很小,是一種與生態(tài)環(huán)境相協(xié)調(diào)的清潔能源。聯(lián)合國開發(fā)計劃署(UNDP)目前將新能源分為三類:
(1)大中型水電。
(2)新可再生能源,包括小水電、太陽能、風能、現(xiàn)代生物質(zhì)能、地熱能、海洋能。
(3)傳統(tǒng)生物質(zhì)能。轉(zhuǎn)貼于
2、開發(fā)利用新能源的重要意義:
隨著能源需求的不斷增加,地球上不可再生能源的資源將進一步的減少直至枯竭。為了社會的發(fā)展和人類的進步,在提高能源的使用效率,節(jié)約能源的同時還必須要開發(fā)和利用綠色環(huán)保并可再生的新能源。根據(jù)專家預測,到2060年,全球可再生能源的用量將發(fā)展到能源總用量的50%以上,成為未來能源結(jié)構(gòu)的主要部分。采用新能源是保護生態(tài)環(huán)境,走可持續(xù)發(fā)展道路的重要措施。
3、將新能源技術(shù)應用于建筑的意義和未來展望:
建筑消耗大量能源,當前我國建筑業(yè)發(fā)展迅猛,把節(jié)能、綠色環(huán)保、生態(tài)技術(shù)應用于工程是建筑發(fā)展的必然趨勢。太陽能、風能、地熱能等新型能源在建筑上的有效應用,不僅可以代替資源有限的傳統(tǒng)能源,而且可以減少污染物的排放,保護生態(tài)環(huán)境,它的開發(fā)和利用具有廣闊的前景和深遠的意義。我國具有豐富的新能源資源,目前在太陽能利用方面發(fā)展迅速,太陽能電池發(fā)電技術(shù)在建筑上大量使用,太陽能熱水器的用量也以每年20%的速度增長,預計到2015年太陽能熱水器的普及率將達到25%,太陽能發(fā)電系統(tǒng)的擁有量將達到320MW.另外像風能、地熱能等方面的開發(fā)研制也取得了很大成就,預計新能源必將在我國的建筑事業(yè)中發(fā)揮巨大的作用。
四、生態(tài)節(jié)能技術(shù)和新能源在建筑設(shè)計上的實際應用:
在設(shè)計中采用生態(tài)節(jié)能技術(shù)的實例很多,像張家港生態(tài)農(nóng)宅設(shè)計、清華大學建筑設(shè)計中心大樓設(shè)計、濟南高等交通�？茖W校圖書館等。在北京工業(yè)大學高技術(shù)能源實驗樓的設(shè)計中就采用了多項節(jié)能和新能源利用技術(shù)。根據(jù)校園總體規(guī)劃,高技術(shù)能源實驗樓擬建在北京工業(yè)大學校園北區(qū)的東南角,南面正對校園東西中軸路“北工大南路”,北面是北京工業(yè)大學科技實驗區(qū),西面是學校運動場,地理位置十分重要。建設(shè)場地呈長方形,東西長約85米,南北寬約35米,總用地面積約4000平方米,擬建建筑面積5000平方米。根據(jù)基地特點,整幢建筑采用“一”字型布局,主入口朝南面對中軸路,將內(nèi)燃機實驗室的實驗車輛入口及次要入口布置在北面,這種形式既方便了對外聯(lián)系,又避免了互相的干擾。將建筑整體向北退后紅線10米,留出主入口前廣場和室外停車場,并布置綠化和地面鋪裝,從而形成良好的室外空間環(huán)境。另外建筑物耗熱量指標隨著體形系數(shù)的增長而增長。實驗樓簡單規(guī)整的建筑型體由于外表面積較少,體形系數(shù)較小,所以能夠有效地減少建筑能耗,對于實現(xiàn)建筑的節(jié)能要求非常有利。
節(jié)約建筑能耗最重要的措施是合理改善外圍護結(jié)構(gòu)的熱工性能,高效保溫的墻體節(jié)能效果顯著。實驗樓采用250mm厚的蒸壓粉煤灰加氣混凝土砌塊作為外圍護墻,這種材料是利用火力發(fā)電廠排放的粉煤灰作為主要原料,采用先進的生產(chǎn)工藝及裝備生產(chǎn)的新型墻體材料,這種材料可以有效地減少建筑垃圾,利于環(huán)保和減少資源浪費,是一種真正的綠色建材產(chǎn)品。在已經(jīng)滿足保溫節(jié)能要求的情況下,又增加了一層30mm厚的有機硅保溫砂漿,從而減少了外圍護結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù)。太陽能是我們可利用的最清潔、最豐富的能源,在實驗樓屋頂安裝了太陽能電池發(fā)電系統(tǒng),可以將太陽輻射能直接轉(zhuǎn)換成電能,利用蓄電池組貯存太陽能電池受光照所發(fā)出的電能,并可以隨時向用電設(shè)備供電,從而滿足樓內(nèi)的動力和照明系統(tǒng)的用電需求。太陽能電池發(fā)電技術(shù)具有許多優(yōu)點,如安全可靠,無污染,不消耗常規(guī)燃料,不受地域限制,維修簡便,適合在建筑物上安裝等特點,因此它是當今世界上最具有發(fā)展前途的新能源利用技術(shù)。實驗樓內(nèi)的空調(diào)系統(tǒng)全面采用了地源熱泵技術(shù),它利用地表淺層中蓄存的能量,室外空氣溫度波動很大,但地表面幾米以下的地溫全年相對恒定的特點(地球表面溫度通常保持在15℃左右),在夏季將室內(nèi)多余的熱量不斷地排出而為大地所吸收,使建筑物室內(nèi)保持適當?shù)臏貪穸�。這項技術(shù)具有低能耗、對環(huán)境影響小、維護費用較低以及設(shè)計靈活等突出特點,是一種高效、環(huán)保的能源利用系統(tǒng)。北京工業(yè)大學環(huán)境與能源工程學院在這項技術(shù)的研究上具有領(lǐng)先水平。通過此次設(shè)計,不僅使學院的科研成果在具體工程中得到了應用,而且還避免了懸掛空調(diào)室外機對建筑立面的破壞。將光導纖維技術(shù)用于室內(nèi)照明,在屋頂架設(shè)了風力發(fā)電系統(tǒng)等多項節(jié)能環(huán)保措施的應用,使高技術(shù)能源實驗樓成為名副其實的綠色能源示范工程。
五、總結(jié):
以上對建筑節(jié)能和新能源的開發(fā)利用方面作了簡單的分析和研究,建筑節(jié)能和新能源的利用是緩解能源危機、減輕環(huán)境污染、改善生活工作條件、促進經(jīng)濟持續(xù)發(fā)展的一項根本措施。作為當代建筑師,不應該只追求建筑造型上的新穎獨特而忽視了能源的浪費。我們應建立生態(tài)建筑思想,尊重自然環(huán)境,用科學技術(shù)、經(jīng)濟效益和社會效益相統(tǒng)一的方法進行規(guī)劃和設(shè)計,將節(jié)能意識貫穿于設(shè)計的每一個環(huán)節(jié),設(shè)計出更多符合時代要求的、高效低能耗的建筑作品,使建筑設(shè)計理念上升到新的高度。
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