低碳经济背景下绿色建筑节能的发展方向及技术措施.pdf
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1、近年来,为缓解能源供需矛盾,实现可持续发展目标,我国提出低碳经济的全新发展模式,这也是建筑行业的必然发展趋势。与此同时,对绿色建筑工程的节能属性提出了更高要求,原有设计体系、建造技术体系存在滞后性,建筑节能效果有限,并未贯彻实现低碳经济发展目标。鉴于此,笔者以绿色建筑节能作为切入点,展望低碳经济背景下的绿色建筑节能发展方向,并围绕发展方向来提出多项节能技术措施,以供参考。关键词 低碳经济 绿色建筑 节能发展方向中图分类号:TU 7 4 文献标识码:A 文章编号:1 0 0 22 8 7 2(2 0 2 3)0 90 2 1 30 31低碳经济背景下绿色建筑的节能发展方向1.1能耗模拟建筑节能设
2、计是一项专业性较强的活动,涉及到建筑布局、朝向、当地气候条件等多项因素。在传统设计模式下,凭借设计人员工作经验来制定设计方案、论证节能设计措施可行性,难免会出现错误决策问题,无法取得理想的建筑节能效果,或是设计方案实施情况和预期要求产生明显出入。而随着信息化时代的到来,B I M等信息化工具在建筑设计领域中得到广泛应用,可以替代人工完成信息收集等基础性工作,并通过模拟试验手段来真实反映设计成果,帮助设计人员在初步设计方案中找出不合理问题、明确深化设计方向。1.2强化热工性能在建筑物使用期间,室内外环境热量会通过围护结构体系中的外墙、门窗、屋面等部位进行交换,在寒冷冬季导致室内热量持续逸散,在炎
3、热夏季导致室内冷量向外渗透。为满足建筑物使用需求、营造恒定的室内环境条件,需要长时间开启空调系统或是暖通系统,由此产生高昂的用电成本1。因此,为降低建筑总体能耗水平,减少因热损失而产生的能耗量,建筑企业需要把强化热工性能作为节能发展方向,具体可采取选用新型窗户、铺设外墙与屋面保温层等措施,增强围护结构热工性能,阻隔室内外热量交换,最终通过维持室内恒温状态来减少空调系统冷负荷量、暖通系统热负荷量(见图1)。图1 新型中空百叶窗1.3利用可再生能源在早期建筑工程,主要依赖外部能源来维持建筑运行,通过市电向建筑用能设施提供电源。一方面,市电网与建筑物用能设施的间隔距离较远,电能在传输期间会产生一定比
4、例的线损量,造成能源浪费。另一方面,我国当前主要采取火力发电方式,持续消耗煤炭等不可再生的化石能源进行发电,在建筑物投运使用期间,会间接造成加剧化石能源供需矛盾、破坏生态环境的后果,违背了可持续发展理念。因此,建筑企业需要把利用可再生能源作为建筑节能发展方向,充分利用建筑物周边环境中分布的风能、地热能、太阳能等自然能源,由可再生能源逐渐取代传统电能,将打造“近零能耗建筑”、“零能耗建筑”作为最终目标(见图2)。如此,建筑物在全寿命周期内,可以降312(建筑应用)2 0 2 3年0 9月 *作者简介:徐蛟(1 9 8 7-),本科,工程师;研究方向为建筑工程。低对市电网的依赖程度,把总体使用成本
5、、碳排放量控制在较低程度。图2 太阳能零耗能建筑2低碳经济背景下绿色建筑的节能技术措施2.1B I M节能技术在建筑设计阶段,需要应用到B I M技术,在软件内导入设计方案与工程资料来搭建能耗模拟模型,设定冬季室温、夏季室温、围护结构材料热工特性、配套系统运行负荷及时长等关键参数。随后,开展模拟试验,模拟建筑物在不同假定条件下的运行过程,统计空调通风、暖通、照明、电梯等系统的运行能耗,根据统计结果来判断建筑节能系数是否达到设计要求,如果未达到要求则对高能耗部位的设计方案进行优化改进,如在围护结构热损失量超标时着手更换围护结构材料材质,在照明系统能耗超标时更换高效光源和改善室内自然采光条件。最后
6、,待方案深化设计完毕后,再把方案导入软件开展模拟试验,直至能耗统计结果完全达到设计要求为止2。此外,设计人员还可以应用B I M技术开展专项模拟试验,用于反映建筑在单个方面的节能设计效果,并判断建筑是否存在尚待挖掘的节能潜力(见图3)。例如,开展日照模拟试验,在模型内加载当地地理环境与设定日照标准,模拟建筑物在使用期间的当地日照情况、所接收太阳能量,掌握建筑物自然采光条件,以及日照情况对建筑物室内温度变化造成的具体影响。后续,调整布局朝向来改善自然采光条件、缩短照明系统运行时长。以及调整围护结构保温构造形式、增加保温层厚度、选用新型镀膜玻璃和设置遮阳设施,消除太阳光照射对室内温度造成的影响。图
7、3 场地日照分析2.2围护结构节能技术第一,对于外墙部位,具体采取墙体保温、预留空气间层两项节能措施。其中,墙体保温是在外墙的内侧或是外侧加铺保温层,或是在内外墙叶中间部位设置保温芯板,利用保温层来阻隔室内外热量交换,通过减少热损失量来降低空调与暖通系统的能耗水平,优先采取外保温或是夹芯保温形式,不推荐采取内保温形式,这会占用室内空间。预留空气间层是把建筑外墙分为双层表皮结构,在内外侧表皮间隔部位预留空气间层,空气间层保持通风状态。在炎热夏季开启通风口,外部新鲜冷空气通过空气间层吹入室内,起到降低室内温度、改善空气质量的作用,可以减轻空调通风系统的运行负担。而在寒冷冬季,则关闭通风口,并利用空
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