時間:2022-02-18 17:41:01
開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇建筑采暖論文,希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。
關鍵詞采暖系統熱計量既有建筑建筑節能改造
在計劃經濟時期,我國北方地區建設了大量的節能建筑,這些既有建筑內的采暖系統以單管順流式為主。由于單管順流式系統的用戶,一戶內有若干個產管,每根立管中的熱水自上而下流過每一層的散熱器后進入回水管,與大家設想的熱量計量條件不同:即每一戶只有一個給水入口和一個回水出口,具有測量流量和溫差的條件。因此有人認為單管順流式系統不可計量。實際上,不同的采暖系統形式,需采用不同的工作大批量制造的計量儀表。為解決既有建筑采暖系統的計量問題,我們在96年開始的中加合作項目--既有建筑節能改造中,對該問題進行了探討。
一、單管順充式系統供熱量計量的基本原理及方法
采用單管順流式系統的建筑物,在每一戶內,是以相互獨立的每一組散熱器來進行供熱的,戶內各房間的散熱器的相互獨立特點,可采用按照公式(1)原理制造的計量儀表。
(1)
式中:A、b--由實驗確定的散熱器系數;
β1、β2、β3、β4--與散熱器使用條件有關的系數;
F--散熱器面積,m2;
tp--散熱器平均溫度,℃;
--計量儀表的采樣周期,S。
由式(1)可見,只要測得室內溫度及散熱器平均溫度,確定儀表的采樣時間,即可得出散熱設備放出的熱量Q。測量tp的方法不同,熱量計量的方式也不同。目前按照式(1)制造的儀表有兩種,一種是蒸發式儀表,一種是電子式儀表。
二、既有建筑采暖系統熱量的計量方法
在既有建筑改造試點項目中,采用的電子式計量儀表就是通過測量散熱器的進出水溫度和室內溫度的方法,進行熱量計量的。散熱器的進出水溫度傳感器安裝在每組散熱器的進出水的支管上。這樣對于一個具體房間來說,房間供熱量QZ應是散熱器的散熱量與管道散熱量之和。
即:QZ=Q+QL(2)
式中:Q--散熱器散熱量,J
QL--管道散熱量,J。
理論分析表明,由于水溫不同,每層房間的管道散熱量不同。表1是一個具有6根立管、5層建筑物的管道散熱量占房間供熱量的百分比情況。采暖系統為異程式帶跨越管的單管順流式系統,兩根立管的間距為3.3m,建筑物層高為3.0m,立管6是最遠立管。由表1可知,不同樓層不同立管管道散熱量是不一樣的。靠近主立管處管道散熱量占房間供熱量的5.2%~10.1%,最遠立管為4.3%~7.0%,系統平均為6.35%。如果僅計算散熱器散熱量,則房間的供熱量將少計6.35%.
通過對歐美的采暖系統分析,我們發現,西方國家在計量中,不考慮管道散熱量是由于他們使用的管道直徑較小,或者有保溫,或者保溫后埋入地面內。這與我國的國情是不相符的。為此有必要探討一種既能減少水溫測點,又可提高計量精度的方法。
對于單管順流式采暖系統來說,房間供熱量應是散熱器的散熱量與管道散熱量之和。由于每個房間內的管道規格不同,水溫不同,因此每層房間的管道散熱量不同。對于圖1所示的立管來說,各層房間的供熱量應為:
(2)
式中:Q3L、Q2L、Q1L--第3、2、1層管道散熱量,W;
Q3、Q2、Q1--第3、2、1層散熱器的散熱量,W;
Q3L0、Q1L0--第3、1層編號為0的管道散熱量,W;
Qg3、Qhl--第3、1層立管與供水(回水)管道相連接部分的散熱量,W;
上述公式中,未知量太多,無法求解。需依據溫度敏感元件的設置情況,在補充若干個方程后,即可利用計算機求出各個房間的供熱量。
三、結果分析
1.無跨越管的單管順流式采暖系統
對于一棟5層的建筑物來說,理論分析表明,無跨越管的單管順流式采暖系統,進出水溫敏感元件可減少40%。為了對各種計量方式比較,將考慮管道散熱量以后,傳感器不減少時的測得的房間供熱量,計為方案1;將考慮管道散熱量以后,傳感器減少40%時測得的房間供熱量,計為方案2;將不考慮管道散熱量以后,傳感器減少40%時的測得的房間供熱量,計為方案3。經計算可知:
(1)計算管道散熱量以后,方案1和方案2相比,水溫敏感元件減少前后,測得的每個房間供熱量基本相同。每根立管上各個房間供熱量之和的最大誤差為-0.33%。整棟樓各個房間供熱量之和的平均誤差為-0.25%。這表明采用此法,整棟樓各個房間供熱量之和要多計算0.25%。
(2)如果不考慮管道散熱量,方案1和方案2相比,水溫敏感元件減少前后,得出的每個房間供熱量相關較大。每根立管上各個房間供熱量之和的最大誤差為8%。整棟樓各個房間供熱量這和的平均誤差為7.3%。這表明采用此法,整棟樓各個房間供熱量之和要少計算7.3%。
(3)方案2與方案4(水溫敏感元件不減少,但不考慮管道散熱量時)相比,得出每個房間供熱量誤差。經計算可知,如果不考慮管道散熱量,每根立管上各個房間供熱量之和的最大誤差為10.8%。整棟樓各個房間供熱量之和的平均誤差為6.62%。
(4)方案3和方案1相比,得出的每個房間供熱量誤差。可知:靠近主立管的立管所在的頂層和底層房間,由于不考慮管道散熱量,最大誤差為12.2%。其余房間最大誤差為10.4%。
由此可知在,利用較少的水溫敏感元件,對無跨越管的單管順流式采暖系統房間供熱量計量,是完全可知地的。同時使水溫敏感元件減少40%。這不但減少設備投資,而且減少安裝工程量。
2.帶跨越管的單側連接的單管順流式采暖系統
按照人們的習慣做法,帶跨越管的單管順流式采暖系統房間供熱量計量方法與無跨越管的單管順流式采暖系統一樣,需在每組散熱器的進出口設置溫度敏感元件。理論分析表明,有跨越管的單管順流式采暖系統,進出水溫敏感元件可減少30%。為了對各種計量方式比較,將考慮管道散熱量以后,傳感器不減少時的測得的房間供熱量,計為方案5;將考慮管道散熱量以后,傳感器減少30%時測得的房間供熱量,計為方案6;將不考慮管道散熱量以后,傳感器減少30%時的測得的房間供熱量,計為方案7。經比較可知:
(1)計算管道散熱量以后,方案5和方案6相比,水溫敏感元件減少前后,測得的每個房間供熱量基本相同。整棟樓各個房間供熱量之和的平均誤差為0.32%。這表明采用此法,整棟樓各個房間供熱量之和要少計算0.32%。
(2)如不考慮管道散熱量,方案5和方案7相比,整棟樓各個房間供熱量之和的平均誤差為7.19%.這表明采用此法,整棟樓各個房間供熱量之和要少計算7.19%。
(3)方案6和方案8(水溫敏感元件不減少,但不考慮管道散熱量)相比,得出的每個房間供熱量誤差。可知,如果不考慮管道散熱量,整棟樓各個房間供熱量之和平均誤差為7.02%。
(4)方案7和方案5相比,得出的每個房間供熱量誤差。可知:靠近主立管的立管所在的頂層和底層房間,由于不考慮管道散熱量,最大誤差為11.4%。其余房間最大誤差為10.9%。
由此可知,利用較少的水溫敏感元件,對有跨越管的單管順流式采暖系統房間供熱量計量,是完全可行的。同時使水溫敏感元件減少30%。這不但減少設備投資,而且減少安裝工程量。
關鍵詞:居住區供暖規劃;太陽能供暖;聯合供暖
中圖分類號:TU984文獻標識碼: A
1引言
目前,我國能源儲備面臨巨大的挑戰[1]。傳統能源面臨較大壓力,我們必須要開發和利用各種新能源與可再生能源,走一條可持續發展之路。
我國太陽能資源豐富,全國有三分之二以上地區的年太陽輻照量超過5000MJ/m2,年日照小時數超過2200h。我國太陽能資源分布的主要特點是太陽能的高值中心和低值中心都處于北緯22°~35°太陽年輻射總量西部地區要高于東部,南部地區低于北部[2]。因此我們應合理利用太陽能資源,本文研究了沈陽地區太陽能與常規能源聯合供暖。
2 多層建筑采暖負荷動態模擬
1建筑概況:本文以沈陽一棟六層三個單元一梯兩戶的住宅建筑為模型,建筑面積2901.12 ,供暖期限為11月1日至翌年3月31日。
2.用DEST軟件模擬建筑動態負荷,并分析多層建筑逐時單位面積負荷,可知最大采暖負荷為1月,采暖負荷指標為41.61w/,平均采暖負荷指標為16.49w/,采暖耗熱量為6.24x105 MJ。
3 規劃居住區內利用太陽能集熱器的集熱量分析
1.太陽能集熱器類型
太陽能集熱器是太陽能熱利用的關鍵部件[3],分為平板型多層太陽能集熱器、真空管太陽能集熱器[4―5]、聚焦型太陽能集熱器、太陽能空氣集熱器 [6]。
2.住宅建筑外觀設計之中太陽能集熱器布置位置
1)太陽能集熱器的布置位置:屋頂、南向、與遮陽板相結合。
3.屋頂布置太陽能集熱器的間距
按互不遮擋原則最小間距為[8]:
(3.1)
式中,S――滿足不遮擋條件的最小安裝距離,m;
H――前排集熱器最高點與后排最低點的垂直高差,m;
H――太陽高度角[9];
R――太陽光線水平投影與集熱器表面法線在水平投影間夾角。
偏離南向,中午前后兩個時刻夾角最小值[10]:
(3.2)
式中,a――計算時刻太陽方位角,上午取負值;
P――集熱器方位角[11]。
4.傾斜面上太陽輻射量的計算方法
Mills D[12]提出集熱器大多數用固定安裝。張鶴飛認為最佳傾角是使系統使用期內總得熱量最大[13]。本文以固定集熱器的方式布置集熱器,傾斜面上的太陽輻照量為:
(3.3)
式中,I――傾斜面上太陽輻射量,MJ /(?d);
――水平面上直射輻射,MJ /( ?d);
――水平面上散射輻射,MJ /( ?d);
β――集熱器傾角;
――地面反射率[14];
――斜平面上直射輻射的修正因子。
5.單位面積集熱器的集熱量
(1)沈陽市氣象及地理概況
沈陽地勢平坦,為溫帶季風氣候。夏季平均氣溫為 20℃,最高氣溫為 36℃。冬季最低溫度為-30℃。沈陽位于中國東北地區南部,北緯 41.8°。
(2)屋頂集熱器單位面積集熱量
沈陽緯度為41.8°,本文取太陽能集熱器安裝角度為42°。計算出采暖期逐時太陽能集熱器單位面積集熱量。
(3)南向集熱器單位面積集熱量
為避免遮擋陽光,南向集熱器布置在兩窗間的外墻上,傾角為90°。計算得單位面積集熱器逐時集熱量。
4 多層住宅建筑采暖中利用太陽能保證率分析
通過對多層建筑三種情況:第一種t1,只在屋頂布置;第二種t2,只在南向布置;第三種t3,在屋頂和南向同時布置,分析多層住宅建筑采暖中可利用太陽能的保證率。
4.1太陽能集熱量
圖4.1 太陽能集熱器布置在屋頂集熱量
多層建筑屋頂面積為484,能布置太陽能集熱器的面積為192。集熱器只布置在屋頂情況下逐時的集熱量。(如圖4.1所示)
用同樣的方法計算出,太陽能集熱器只布置在屋頂的逐時集熱量。
由于太陽能集熱器布置在屋頂與南向兩者并無相互遮擋。因此t3情況太陽能集熱器集熱量為t1與t2的代數和。
4.2常規能源需要量
通過對t1情況下采暖季五個月(11月、12月、1月、2月、3月)的前五日對采暖負荷與常規能源需要量逐時進行對比。發現11月1日~11月5日:幾日內的采暖負荷幾乎都由常規能源來承擔;12月1日~12月5日:只在個別時刻太陽能集熱器的集熱量能完全滿足建筑物所需采暖負荷,不需常規能源提供;1月1日~1月5日:只有在1月2日11刻時常規能源需要量為0;2月1日~2月5日:某些時刻采暖負荷曲線明顯高出常規能源需要量曲線,差值為可利用太陽能;3月1日~3月5日:太陽能集熱器的集熱量完全滿足負荷需要。
對于t2和t3情況,與t1的分析方法相同,在此不詳細介紹。
4.3太陽能保證率分析
保證率:
(i=1,2,3)(4.1)
式中,Qti――不同布置情況下滿足采暖需要的集熱量,MJ;
Qf――采暖季總采暖負荷,MJ。
采暖季每月利用太陽能的保證率見表4.1。
表4.1 多層住宅能耗中太陽能的保證率
屋頂布集熱器保證率 南向布集熱器保證率 屋頂和南向布集熱器保證率
十一月 11.31% 7.99% 14.72%
十二月 8.60% 6.15% 12.01%
一月 8.47% 5.77% 12.00%
二月 12.35% 8.71% 16.27%
三月 16.90% 11.32% 20.98%
采暖季 10.54% 7.33% 14.17%
由數據可知,多層建筑太陽能集熱器只在屋頂布置與在屋頂和南向同時布置集熱器的保證率相差不大,但初投資會減少一半。
5結論
(1)多層建筑在屋頂布置集熱器的太陽能保證率高于在南向兩窗之間垂直布置太陽能集熱器的太陽能保證率。
(2)在本研究設定條件下規劃區多層建筑屋頂與南向同時布置集熱器可滿足采暖季平均太陽能保證率為14.17%。其中太陽能的保證率在十二月份為最小,可達12.00%。在三月為最大,可達20.98%。
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關鍵詞供熱系統;熱力站;節電技術;供熱管網;
Abstract: With the development and progress of society, the emphasis on the central heating system thermal stations and heating pipe network power-saving technology is of great significance. The thermal station in the central heating system and heating pipe network is an important part of connecting the heat source and heat users, they played a calorie conversion, regulation, distribution, measurement, testing the role. This paper describes the central heating system thermal stations and heating pipe network power-saving technology to explore the content.
Keywords heating system; thermal station; power-saving technology; heating pipe network;
中圖分類號:TE08文獻標識碼:A 文章編號:
引言
集中供熱系統的熱力站是供熱網路與熱用戶的連接場所。它的作用是根據熱網工況和不同的條件,采用不同的連接方式,將熱網輸送的熱媒加以調節、轉換,向熱用戶系統分配熱量以滿足用戶需求;并根據需要,進行集中計量、檢測供熱熱媒的參數和數量。
1、供熱管網運行調節的方法
供熱節能主要通過減少供熱量、熱量分配均衡來實現。
1.1減少供熱量
隨著室外氣溫的不斷變化,熱網熱負荷也在不斷變化,供熱量最小值就是為滿足采暖建筑的國家采暖標準要求時所供的熱量,也就是說,總供熱恰好與基本的總需求相等,供熱量小于需求量說明供熱不達標,供熱量大于需求量,說明用戶散熱加大,造成熱能浪費。因此,在供熱運行時,需要適時地調節熱網,從而使得供求熱量相等,并且始終維持在最小值。
1.2熱量分配應均衡
為了避免因熱網的水力失衡、造成冷熱不均現象發生,在熱量分配上,應盡量使每個熱用戶室溫均衡。這樣調整后使得冷的用戶室溫達標了,熱的用戶室溫超標也減輕了,從而減少了熱能的浪費。熱網節能前的基礎就是熱網的平衡,并且供熱調節的前提條件就是熱網的平衡。不同的供熱調節方式,需要不同的熱網平衡技術。
2、供熱管網運行調節的實用設備
熱網平衡設備的功能主要是利用流量輸配基本規律安全實現流量按需分配,介紹幾種比較常用的設備:自力式流量控制閥、壓差閥、均流閥、溫控閥。
2.1自力式流量控制閥
分自動和手動兩部分,自動部分由自動閥瓣、彈簧和膜片組成,手動部分由手動閥瓣、刻度尺組成,二者由一個公共的腔體有機地結合在一起。手動部分兩邊的壓差通過導壓管作用在膜片的兩側,手動部分設定流量大小,自動部分保持手動部分兩邊的壓差不變,從而保持設定的流量不變。
2.2壓差閥
穩定被控阻力件的壓差,使回路之間相互獨立。被控阻力件兩邊的壓差通過導壓管作用在膜片的兩側,當被控阻力件兩邊的壓差增大時,膜片克服彈簧的彈力帶動自動閥瓣關小自動閥口,減小流量,從而降低被控阻力件兩邊的壓差;反之,增大被控阻力件兩邊的壓差,這樣,就保證了被控阻力件的壓差始終不變。
2.3均流閥
可調孔板上有幾個大小不同的標準孔,在同樣的壓差下,每個孔通過不同的流量,它與流量閥或壓差閥連用,效果最佳。
2.4溫控閥
當室內溫度高于給定的溫度值時,感溫元件熱膨脹增大,克服彈簧彈力,帶動自動閥瓣,關小閥口,減小進入散熱器的流量,散熱器的散熱量自動減小,室溫隨之下降;反之,室溫隨之升高。
3、供熱管網節電技術
(一)采暖熱指標合理選定是節電的基礎
采暖熱指標是城鎮供熱規劃設計與建筑供熱設計中一個重要的經濟技術評價和控制指標, 是確定集中供熱系統熱源規模的主要依據,一般多用面積熱指標表示,即單位時間內對單位建筑面積的供熱量。熱指標的大小直接影響著供熱系統的運行效益, 如熱指標偏大,會使設備和管網的容量偏大,增大了建設投資,增加了運行成本,從而降低集中供熱系統的經濟性;如熱指標偏小,將難以滿足用戶的使用要求,達不到供熱效果,影響社會效益。
在集中供熱系統的運行管理中, 熱指標又是各種量化控制的基礎。當熱指標偏大時,設備的運行處于低負荷比的狀態, 熱效率和管網輸送效率會大大降低, 設備的供熱能力不能充分發揮, 特別對于蒸汽供熱管網能源利用效率更低,不利于節能。因此對于已有的集中供熱系統, 合理確定其采暖熱指標可充分挖掘已有設備和管網的供熱能力, 在不增加熱源和擴建管網的基礎上, 達到擴大供熱面積的效果。
目前我國建筑節能發展正處在第三階段, 即建筑總節能要求達到65%, 同時要求2020 年建筑能耗達到發達國家20 世紀末的水平。而當前的各類采暖居住建筑既有節能標準為30%的,也有節能標準為50%的,而新建采暖居住建筑執行的是建筑節能65%的標準。同時,城市居民生活水平的不斷提高,對所居住房屋的裝修也使得建筑物的采暖熱指標發生了很大變化,建筑節能狀況紛亂復雜。因此, 在設計中采用以往設計規范中給定的采暖熱指標是不合理的。這需要供熱行業的設計人員和工程技術人員通過維護結構測試法和采暖系統測試法, 結合供熱計量技術對采暖建筑熱指標重新進行核算, 為不同類型建筑確定合理的采暖熱指標。
(二)熱力站循環水泵正確的選型和安裝是節電的當務之急
在水泵的選型與安裝上, 目前普遍存在著一些不合理的地方, 許多時候不依照水力計算,而是死套所謂的“規定”,并層層加碼或參照別人的設計、以前的設計,甚至在錯誤的理論指導下確定泵的型號。因此,在水泵的問題上存在大量的電能浪費。主要問題有:
1、泵揚程偏高、與實際需要相差太大循環水泵揚程過高既造成了電能浪費,有時還使泵在超流量工況下工作, 使電機過載, 不得不在關小水泵出口閥門的狀況下工作,進一步造成了電能的浪費,可以使電耗超過實際需要的三倍以上。如某一種水泵流量為100m3/h, 當揚程H=12.5m 時,水泵功率N=5.5kW;揚程H=20m時,N=11kW;揚程H=32m 時,N=15kW;揚程H=42m 時,N=22kW。造成水泵揚程偏高的原因一般有兩種:
(1) 錯誤地把樓房高度加在循環水泵的揚程中
這是錯誤認識造成的。一些人錯誤地把采暖系統的樓房高度, 作為選擇循環水泵揚程的依據。他們把循環水泵的作用和補水定壓泵的作用混到了一起, 不知道循環水泵的揚程只是用來克服采暖系統的循環阻力,而補水定壓泵的揚程是維持采暖系統所需靜水壓強。循環水泵的揚程不應負擔樓房的高度。那些把熱力站的循環水泵揚程定為32m 甚至40m 的就是這種情況。
(2)設計人員的保守心理和習慣的后果
這是設計人員不良的設計習慣造成。一般的設計人員都存在著保守的心理, 認為所選的設備各方面的參數大一些總比小了好,這樣不會出問題。而很少去考慮怎樣做才能更經濟、更實用,怎樣做才能使自己的設計水平有所提高, 怎樣做才能使這方面的技術更進步、更先進。而且有的人一直“墨守成規”,或不加思索、不加研究和鑒別地去參考別人的設計,或隨著大多數狀況走,這樣可不動腦,可少犯錯誤。這樣在選擇設備時就會死搬規程,或層層加碼,最后再乘以一個安全系數,使所選水泵的揚程超過實際很多。不但造成了大量的能源浪費,而且往往給運行帶來很大困難。若不關小出口閥門, 電機就會超載, 同時關小的閥門又增加了系統的阻力。
(三) 熱力站內合理照明燈具的設計、選型
我國照明用電量已占發電量的10%左右,能源供需矛盾日益加劇。如何科學、合理地節約用電, 是每個電氣設計人員必須認真加以思考和解決的問題。
照明節能沒計應遵循的原則, 按照國家提出的“中國綠色照明工程”,照明節電已成為節能的重要方面。我國目前的照明節能潛力很大, 一般節能方案均能達到節約20%~30%,即使按保守數據20%計算,全國節約的電能價值很可觀。照明節能不等于降低對視覺作業的要求或降低照明質量, 也不能為節能而盲目增加投資,應把握“滿足功能、技術先進、經濟合理”的基本原則,也就是說在保證不降低工作場所的視覺要求的前提下,照度水平標準應與國際標準接軌, 采用國際上先進的照明質量評價指標, 在保證照度標準和照明質量的前提下, 盡可能減少照明系統中的能量損失,最有效地利用電能。力求技術先進、經濟合理、使用安全、維護方便,達到節約電能、提高照明環境質量水平的目的。
(四)供熱管網設計中的節電措施
供熱管網的管徑大小與建設投資成正比,與運行電耗成反比。但同時也與小區建筑物的耗熱指標及采暖方式密切相關, 有時供熱的發展會超出規劃的設想。因此為了節電,為了給今后供熱發展留出充分的空間, 熱網的管徑在建設資金允許的條件下, 應盡量大一些,經濟比摩阻最好控制在30~50Pa/m。這樣還可以同時提高管網的水力穩定性。另外應大膽推廣在安定理論指導下的直埋技術,采用無補償(或少補償)、無固定墩的直埋技術。
(五)提高供回水溫差是節電的重要途徑
根據熱量計算公式:Q=G×C×(Tg-Th) 可知, 當供熱系統向熱用戶提供相同的熱量Q時,供回水溫差T=Tg-Th與循環水量G 成反比例關系。即系統的供回水溫差大,則循環水量就小,水泵的電耗就會大大降低。由此公式可以發現一個規律: 當供回水溫差提高到原來的兩倍時, 循環水量也降至原來的二分之一,而管網的沿程阻力降至原來的四分之一,而水泵的功率要降至原來的八分之一。可看出,提高供熱系統的供回水溫差,可大大降低運行電耗。同時由于阻力損失的大幅度降低,可以使有中繼泵站的供熱系統, 取消了中繼泵站, 節省了建設投資和中繼泵站的運行費用。
結束語
能源是國民經濟發展的物質基礎, 電能是在各行業中應用最廣泛的一種二次能源。供熱企業是耗電大戶,各種水泵、風機都用電。如果系統設計不合理,設備選型不當,很容易造成電能的大量浪費。因此,為消除用電過程中電能的浪費現象,提高電能的利用率,必須采取技術上可行、經濟上合理和不影響環保的一切節約電能的技術和措施, 合理有效地利用電能源。
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論文導讀:靠空調設備運轉達到采暖和制冷目的的建筑稱為空調建筑。在建筑熱工設計分區中則定名為冬冷夏熱地區。我國對建筑節能給予了高度重視。建筑節能,關于冬冷夏熱地區空調建筑節能的探討。
關鍵詞:冬冷夏熱地區,空調建筑,建筑節能
建筑能耗通常是指建筑物使用過程中所消耗的能源,包括采暖、供冷、照明、熱水供應及電器等能耗。靠空調設備運轉達到采暖和制冷目的的建筑稱為空調建筑。冬夏兩季,空調建筑的空調能耗一般占整個建筑總能耗的50%以上。積極開展對此類建筑的節能研究,盡早采取合適的節能措施,使人們既能在比較經濟且不浪費能源的前提下獲得舒適的生活環境,又能節約更多的能源供可持續發展。
1、冬冷夏熱地區空調建筑節能的意義
所謂“過渡地區”,是指我國采暖地區與炎熱地區之間的一條過渡地帶,是一種習慣提法,在建筑熱工設計分區中則定名為冬冷夏熱地區。我國幅員遼闊,國家標準中將全國劃分為五個熱工氣候分區,即嚴寒地區、寒冷地區、夏熱冬冷地區、夏熱冬暖地區和溫和地區。,建筑節能。長江流域的主要城市包括上海、南京、杭州、合肥、南昌、武漢、長沙、重慶、成都等均屬夏熱冬冷地區。這一地區氣候的共同特點是:夏季氣溫高,最熱月平均氣溫25℃~30℃,最高氣溫達40℃以上;空氣濕度大,相對濕度經常在70%-80%甚至更高,加劇了酷暑和嚴寒對人體健康的威脅,給人的感覺是夏季悶熱和冬季陰冷,對生活和工作造成十分不利的影響(見表1)。
表1 夏熱冬冷地區氣候條件
城 市 夏季氣溫(℃) 冬季氣溫(℃) 濕 度(%) 最熱月平均溫度 極端最高氣溫 最冷月平均溫度 極端最低氣溫 最熱月 最冷月 成都 27.8 37.0 5.4 -5.9 80 85 重慶 28.6 44.0 6.3 -2.7 83 73 武漢 28.8 42.5 3.2 -18.1 76 79 長沙 29.3 42.7 4.6 -11.3 81 75 南京 28.0 43.0 1.9 -14.0 73 81 上海 28.2 40.0 3.5 -10.1 75 83
【關鍵詞】外墻內保溫;DeST-c模擬計算;空調負荷;節能
0.引言
建筑環境變化是由眾多因素所決定的一個復雜過程,只有通過計算機模擬計算的方法才能有效地對建筑環境狀況進行預測。計算機模擬計算可以判斷某種節能措施應用在特定建筑物上的適用性。
不同建筑間能耗的差異很大程度上是由圍護結構的不同引起的。護結構的作用是使室內受到遮護,以不受室外溫度變化的影響。經實測,我國北方采暖地區的建筑物約有三分之一的熱量經外墻傳向室外[1]。從節能角度出發,采暖居住建筑外墻發展的總趨勢是采用高效保溫材料構成的復合的外墻體。外墻保溫有兩種形式,即外保溫與內保溫。內保溫墻體即絕熱材料復合在建筑物外墻內側,同時以石膏板、建筑人造板或其他飾面材料覆面作為保護層。構造:①體結構層,②空氣層,③絕熱材料層,④覆面保護層[2]。
1.圍護結構設計方案
1.1 工程概況
以某辦公樓為計算對象。地上5層,建筑高度18.3米,總建筑面積:4408m2。1-5層有開敞式辦公區和辦公室,設置空調;衛生間設空調;走廊等其他功能房間不設空調。
1.2 設計思路
在進行建筑設計時 ,一般也不考慮供暖空調系統的具體形式,所以,建筑的節能優化設計主要指圍護結構的優化設計,包括建筑幾何結構的設計和建筑構件材料的選擇。在設計一棟建筑時,對建筑的熱性能無法進行測試,簡單的理論計算也無法對復雜的建筑進行有效分析。文中采用DeST-c輔助模擬計算工具來幫助設計者完成人力不能為的計算,優化方案,實現節能舒適的設計。
提出一個建筑設計方案,然后增加外墻的內保溫這一項節能措施,用DeST-c模擬軟件計算,了解外墻內保溫的節能效果。選取兩個不同的地區,分別比較外墻內保溫的節能措施對空調負荷的影響。
(1)寒冷地區選取北京為代表城市。
模擬建筑圍護結構參數:外墻:①外墻未做保溫,傳熱系數:1.281。②外墻做內保溫(聚苯板 60mm厚),傳熱系數:0.476。屋頂傳熱系數0.543;樓板傳熱系數2.7;內墻傳熱系數:1.041;外窗傳熱系數:2.4。
根據建筑所處城市的建筑氣候分區,圍護結構的熱工性能符合《公共建筑節能設計標準》中的規定。
(2)夏熱冬冷地區選取上海為代表城市。
方案1:
圍護結構參數及采取的內保溫措施達到與寒冷地區相同的水平模擬建筑圍護結構參數:外墻:①外墻未做保溫,傳熱系數:1.281。②外墻做內保溫(聚苯板 60mm厚),傳熱系數:0.476。屋頂、樓板、內墻、外窗傳熱系數與上同。
方案2:
根據《公共建筑節能設計標準》中對夏熱冬冷地區圍護結構的熱工性能的規定來設定圍護結構傳熱系數。
模擬建筑圍護結構參數:外墻:①外墻未做保溫,傳熱系數:1.281。②外墻做內保溫(聚苯乙烯泡沫塑料 10mm厚),傳熱系數:0.946。屋頂傳熱系數0.7;外窗傳熱系數:2.9;樓板、內墻傳熱系數與上同。
注:傳熱系數單位:W/(m2·k)。
1.3 其他輸入參數的設定
1.3.1 通風換氣量的確定
在夏季夜間及過渡季,室內外通風量為開窗風量;其他時間為關窗風量(滲透風量)。開窗風量及關窗風量的大小與當地的氣象條件、建筑周圍的地形與建筑本身的結構密切相關,難以給出確定的數值[3]。文獻[4-5]通過測試和調研得出,建筑物房間的關窗風量可取換氣次數0.5h-1(考慮到關窗不嚴引起的滲透風量),開窗風量取10h-1。最后綜合考慮確定關窗風量取換氣次數0.5h-1,開窗風量取10h-1。
1.3.2 內遮陽措施的確定
內遮陽設施采用百葉窗簾。窗簾的作息:只在6月中旬到9月中旬的中午11點到下午4點打開窗簾,其余時間關閉窗簾。
2.計算結果與分析
2.1 外墻內保溫對空調負荷的影響(間歇采暖方案)
對于間歇采暖的方案,采用內保溫措施后,累計熱負荷明顯降低,而空調冷負荷變化不大。
這是由于,冬季,一般室內溫度高,室外溫度低,熱流必然由室內流向室外。采取保溫措施,使流出的熱量減少,既可以節能,又可以使室內溫度變得舒適。夏季,一到夜間必須把白天房間內所積蓄的熱量盡快地排向室外,這時,重要的是散熱。上海地區,白天因受強烈日射而室溫升的很高的房間,即使白天也要盡量把熱排放出去。這時,因為房間采取了保溫措施,反倒使房間變的更熱。即采取內保溫措施后,冷負荷反而增大。
2.2不同采暖方式對空調負荷的影響
墻體采取內保溫措施后,在間歇采暖與連續采暖方案下能耗的比較:采用連續采暖的方案后,最大熱負荷顯著增大。(這個跟采暖時間段有關)。內保溫節能墻體的外側結構層密度大、蓄熱能力大,因此采用這種墻體時室溫波動較大,供暖時升溫快,不供暖時降溫也快,在冬季時,宜采用連續供暖方式以保證正常的室內熱環境。
2.3 不同內保溫方案對空調負荷的影響
采用兩種內保溫方案(這里指前面1.2節提到的方案1和方案2)后,經模擬得出:采取較好的保溫措施,可以明顯降低采暖能耗。而空調季,采用內保溫措施時甚至比不采用保溫能耗還要高。
冬季護結構的熱阻決定著各內表面溫度和室內所需熱量。這是因為在冬季室內的溫度一般比室外溫度要高,熱量由室內傳向室外,方案1圍護結構的傳熱系數低于方案2,所以方案1熱負荷最低。夏季,雖然室內外溫差的方向并不總是一致的,而在夜間可能由室內向室外方向傳熱,但是,在有空調設備的建筑中,護結構熱阻的作用仍與冬季類似。不過,由于夏季室內外溫差與室外空氣溫度的日波動值相比,兩者不相上下,所以,在決定室內熱環境方面,圍護結構熱阻的相對重要性減小了,而蓄熱量的相對重要性要比冬季大。方案2的蓄熱量大于方案1,所以方案2的冷負荷要大一些。
3.結論
從以上研究可得如下結論:
(1)不同氣候地區外墻內保溫對降低空調熱負荷均有利。在上海地區增大內保溫效果,即減小墻體傳熱系數,對降低空調熱負荷有利,反而使得空調冷負荷增加。
(2)不同氣候地區應采取不同的隔熱保溫措施,如夏熱冬冷地區在進行圍護結構的熱工設計時,不能簡單地采用降低圍護結構傳熱系數,來達到節約建筑能耗的目的。夏熱冬冷地區,既要保證夏季隔熱,又要兼顧冬季保溫;寒冷地區,既要保證冬季保溫,又要兼顧夏季隔熱。
采用內保溫的節能墻體,供暖時升溫快,不供暖時降溫也快,在冬季時,宜采用連續供暖方式以保證正常的室內熱環境。經過上述分析這種墻體應用在禮堂、俱樂部、會場等公共建筑上較為有利。
【參考文獻】
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[2]付祥釗.夏熱冬冷地區建筑節能技術.中國建筑工業出版社.
[3]張曉亮,朱光俊,江億.建筑環境設計模擬分析軟件DeST第13講住宅模擬優化實例. 暖通空調,2005,35(18(:65-72,109.
關鍵詞:燃氣,空調,燃氣峰谷
1.燃氣空調的種類
1.1以燃氣為能源的吸收式冷(熱)水機組
1)燃氣鍋爐+蒸汽型吸收式制冷機或熱水型吸收式制冷機
這是一種最為普通的方式,可用于大型建筑物或中小型區域供冷、供熱工程,對于要求直接提供蒸汽或熱水供應的旅館建筑也較適用。這種系統可提供冷水、蒸汽(或熱水)。1995年建成的上海市政府大樓即采用這種方式。燃氣鍋爐產生0.8MPa(表)的飽和蒸汽驅動蒸汽型雙效吸收式冷水機。
2)燃氣型吸收式冷熱水機
一般建筑物的采暖、制冷均可采用,大型建筑物和中、小型區域供冷、供熱也可使用。燃氣型吸收式冷熱水機分類如下:
(1)制冷、采暖專用機
這是燃氣型吸收式冷熱水機的主要型式。即夏季用來制冷、冬季用以采暖,各行其職。
(2)制冷、采暖兼用機
對溫濕度調節要求較高的場合,采用制冷、采暖兼用機,可同時提供冷、熱源。同時,在需提供熱水的場合,可在制冷或采暖的同時提供熱水。
(3)氨吸收式制冷機
以氨為制冷劑,氨水溶液為吸收劑的氨吸收式制冷機是最古老的吸收式制冷機。以燃氣為驅動能源,或以燃氣鍋爐產生的蒸汽為驅動能源,制取低溫用或空調用冷源。免費論文。
(4)中小型吸收式冷熱水機
供辦公樓、店鋪、住宅等中小規模的建筑空調用,機組的型式繁多。
(5)燃氣吸收式熱泵
以燃氣為驅動源的吸收式熱泵分為第一類吸收式熱泵與第二類吸收式熱泵兩種。第一類吸收式熱泵又稱增熱型吸收式熱泵,利用各種排熱及廢熱為輔助熱源,在吸收器與冷凝器中給水加熱。單效機熱水溫度最高可加熱至85℃;雙效機最高可加熱至40℃,用于工藝流程或采暖。第一類吸收式熱泵的性能系數:單效機達到1.7以上;雙效機可達到2以上。顯然,與采用燃氣鍋爐產生熱水相比,經濟性較高。
第二類吸收式熱泵又稱升溫型吸收式熱泵。它將排熱及廢熱等較低溫度的熱源,升溫至較高溫度后供工藝流程使用。這種熱泵的單級升溫幅度約30°C;性能系數0.45左右,同樣具有較高的經濟性與節能效果。
3)與熱電冷聯產系統(全能系統)相配的專用吸收式制冷機
隨著熱電冷聯產全能系統的發展,合理利用系統中的排熱是提高系統性能系數的重要因素。通過排熱鍋爐(余熱鍋爐)產生蒸汽或熱水,采用常規的蒸汽或熱水型溴化鋰吸收式冷水機組制冷是常見的方式之一。
1.2由燃氣發動機驅動的壓縮式冷水機組及熱泵機組
由燃氣發動機驅動的壓縮式制冷機無疑具有較高的性能系數,因而在燃氣空調中以燃氣為能源的壓縮式冷水機組及熱泵機組(簡稱GHP)得到了發展。由燃氣發動機驅動的壓縮式冷水機組及熱泵機組與電動壓縮機組比較,可無需考慮電力系統的發電效率及輸配電效率,因而具有較高的性能系數,是一種既可以燃氣為能源又具有較高性能系數的制冷機組。燃氣熱泵與電動熱泵相比還具有以下特點:
1)可回收的發動機的排熱使熱泵的輸出量增加,還可將回收的排熱驅動吸收式制冷機制取冷水;
2)發動機驅動極易進行轉速控制,實現能量調節,可保持部分負荷時的高效率;
3)吸熱源為大氣的場合,因發動機的排熱基本不受大氣影響,即使在嚴冬,輸出也變化不大;
4)除霜過程可用發動機的排熱加熱,輸出熱水溫度降低較小。
2.發展燃氣空調的意義
2.1有利于環境保護
燃氣空調使用的主要是天然氣,天然氣是清潔能源,燃燒后的排放物較少,可以減少溫室氣體及大氣污染的排放總量。天然氣與煤和石油相比,燃燒后不產生SOx,NOx、CO2較低。因此,燃氣空調有利于大氣環境的保護,可減少溫室氣體和其它污染物對大氣環境的影響。尤其在今天,人們愈來愈關注我們生存的環境,愈來愈重視對環境的保護,這就使燃氣空調得到了較大的發展空間。
2.2有利于燃氣的峰谷平衡,有利于電力負荷率的改善
電力與燃氣是兩大主要能源。在炎熱的夏季(7、8、9月)由于大量電力空調器的使用,使電力負荷率出現了越來越大的不平衡。燃氣的峰谷與電力正相反,夏季由于環境溫度高,以取暖與供熱為主要目的的城市燃氣用量趨降。發展燃氣空調,將燃氣用于空調制冷,既節省了夏季大量的電力消耗,有利于電力負荷率的改善,又可利用夏季過剩的燃氣,有利于燃氣的峰谷平衡,達到燃氣與電力企業雙贏的效果。
2.3有利于能源的綜合利用
能源的綜合利用體現在能效的綜合利用與能源品種的綜合利用兩方面。眾所周知,就目前市售的吸收式制冷機而言,性能系數要低于同容量的壓縮式制冷機。免費論文。但若吸收式制冷機利用余熱、排熱等廢熱源制冷,則具有無可比擬的經濟性。前述的熱電冷聯產與區域供冷、供熱系統就是發電系統與吸收式制冷機的組合。可將能源按熱勢梯級利用,先將燃氣用于發電,排熱用于吸收式制冷機制冷或供熱,使燃料的利用效率(熱、電綜合利用效率)達到80%左右,顯然比直接采用燃氣型吸收式冷熱水機制冷、采暖經濟性高。因而近年來得到較快的發展。能源品種的綜合利用表現在能源的多元化方面,能源多元化是當前建筑物使用能源的新思路,當一種建筑物同時使用兩種能源(燃氣與電力各占一定比例)時,供能可靠性大;當電力與燃氣價格有漲跌時調控能力強,可做到經濟運轉等優點。這種系統近年來在大型空調系統中占有一定的比例,逐步被廣大用戶接受,給燃氣空調的發展增添了新內容。
3.發展我國燃氣空調的建議
與國外相比,我國的燃氣價格偏高,這是由于我國的燃氣資源大部分分布在西部地區,而使用燃氣的工業發達地區在東部,輸送管道過長,提高了用氣地點的燃氣價格。我國的電價長期受國家統配價格的影響,雖已啟動省市、地區和中央的三級供電市場,但電價仍然偏低。相對于電力價格,燃氣價格偏高。就經濟效益而言,發展燃氣空調的最大受益者是燃氣公司和電力公司。因此國外燃氣公司和電力公司采取了不少優惠燃氣空調發展的措施。日本的一些燃氣公司對燃氣空調用戶實行特別的價格優惠,包括不同季節和不同用氣量的價格。政府則實行優惠稅制、低利率融資以及建筑物補助金等。總優惠價相當于1臺100萬kcal/h的燃氣空調可補貼60萬元人民幣。同時組織制造廠商聯合開發各種燃氣空調的新產品,以取得更高的經濟效益。美國的做法是各州的電力公司或燃氣公司自行制定補助金或獎勵制度。免費論文。目的在于減小電力的峰值負荷,維持原有的供電品質。電力公司的做法是以新裝的燃氣空調所減少的電力峰值需求來補助設備的購置費,據稱最高補助金額可達200美元每千瓦。意大利的做法是由燃氣公司按燃氣型吸收式冷熱水機的容量補助設備購置費用,同時燃氣價格8折優惠。此辦法的實施促進了燃氣空調的較快發展。韓國政府規定,一定建筑面積以上的建筑物必須有60%以上的空調負荷采用吸收式機組或冰蓄冷系統。近年來,韓國的燃氣空調占中央空調的90%以上。電力設備負荷率逐年上升,2008年達到74.5%,使電力企業取得良好的經濟效益。
參考文獻:
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關鍵詞:高層住宅建筑保溫工程工程施工熱橋
中圖分類號:TU111文獻標識碼: A 文章編號:
一、引言。
在我國一些地區,建筑外墻節能構造仍然屬于新技術。在經濟效益驅動下,常見節能構造草率、粗糙、不負責任的現象。再有施工單位對節能構造的理解差異,材料管理、技術管理、質量管理的良莠不齊,使設計構造和施工構造又有了變化,最終完成的外保溫工程便出現了許多本不該出現的構造缺陷。如:保溫構造自重大,施工安裝不方便,開裂、滲漏、脫落、傷人,保溫效果不均勻、不穩定,雖然保溫材料自身的技術指標好,但建筑物的整體保溫效果卻不好等等。
二、對熱橋的認識。
1、含義及其常見的熱橋。
熱橋以往又稱冷橋,現統一定名為熱橋。熱橋是指處在外墻和屋面等圍護結構中的鋼筋混凝土或金屬梁、柱、肋等部位。因這些部位傳熱能力強,熱流較密集,內表面溫度較低,故稱為熱橋。
常見的熱橋有處在外墻周邊的鋼筋混凝土抗震柱、圈梁、門窗過梁,鋼筋混凝土或鋼框架梁、柱,鋼筋混凝土或金屬屋面板中的邊肋或小肋,以及金屬玻璃窗幕墻中和金屬窗中的金屬框和框料等。
2、熱橋的形成原因。
所謂熱橋效應,即熱傳導的物理效應,由于樓層和墻角處有混凝土圈梁和構造柱,而混凝土材料比起砌墻材料有較好的熱傳導性(混凝土材料的導熱性是普通磚塊導熱性的2至4倍),同時由于室內通風不暢,秋末冬初室內外溫差較大,冷熱空氣頻繁接觸,墻體保溫層導熱不均勻,產生熱橋效應,造成房屋內墻結露、發霉甚至滴水。總之,熱橋效應是由于沒有處理好熱傳導(保溫)而引起的。熱橋效應在磚混結構的建筑中出現較多,而且由于溫度、濕度、熱量等多方面因素的影響,會出現“同一座樓,有的住戶家發霉嚴重,有的住戶家里卻沒事”。
3、一般熱橋的解決措施。
由于造成熱橋效應的因素很多,解決起來較為復雜。將長霉的部位墻面清除后,沿樓面與墻面交接處,內墻外墻交接處墻面向外加寬,達到提高墻體保溫、保濕的目的,減小熱傳遞,能有效解決熱橋效應,這種方法的弊端是造價太高。另外,將內墻貼上瓷磚,定期擦試,雖不能徹底解決熱橋效應,但卻能緩解發霉現象
熱橋對建筑的影響,最直接的表現就是冬季保溫和夏季隔熱的效果會受影響,在實際的施工過程中,普遍采用的減少熱橋影響的施工工藝就是在外墻采用外墻保溫(一般為聚苯顆粒保溫砂漿或保溫板)、中空玻璃和隔熱斷橋(或塑鋼)門窗覆蓋整個采暖空間,即用保溫材料將整個房間或者整個建筑進行包裹處理,就像夏季使用棉被將冰棍包裹,隔熱保溫,能很好的減少熱橋的影響。外墻保溫工藝的使用,最最直接的效果就是空調的能耗可以減少,不論采暖還是制冷,都有一層隔熱層與外界分隔。
三、外保溫技術。
外墻保溫指采用一定的固定方式(粘結、機械錨固、粘貼+機械錨固、噴涂、澆注等),把導熱系數較低(保溫隔熱效果較好)的絕熱材料與建筑物墻體固定一體,增加墻體的平均熱阻值,從而達到保溫或隔熱效果的一種工程做法。
熱橋的產生所謂熱橋是指建筑圍護結構中的一些部位f如梁、柱、門窗)與主墻體材料存在傳熱性能的差異,在室內外溫差的作用下,這些部位成為熱流相對密集、內表面溫度較低(或較高)的區域,與主墻體傳熱相比,成為熱量流失的主要橋梁,故稱為熱橋.如在外墻和屋面等圍護結構中的鋼筋混凝土或金屬梁、柱、肋等部位.因這些部位傳熱能力強,熱流較密集,內表面溫度較低,成為熱量散失的通道.在節能建筑中,熱橋對能耗及室內熱環境質量影響很大,處理不當既增大了建筑能耗,又降低了室內熱環境的質量.因此,在保溫施工中,正確處理熱橋部位的傳熱,會減少建筑能耗
四、外保溫過程中熱橋問題處理的實例。
工程概述該建筑為華北地區高層住宅樓,地上30層、地下2層4個單元,剪力墻結構,總建筑面積38 000 m2.外窗采用斷橋鋁合金雙層中空玻璃:屋面保溫采用50 mm厚擠塑聚苯板,珍珠巖找2%坡,最薄部分不小于30 mm厚;外墻保溫層為40 mllq厚腹絲穿透型鋼絲網架擠塑聚苯板與墻體一次澆筑成型(輔以錨筋拉結),內外面噴界面處理劑;地下室頂板采用60 illln厚擠塑板粘貼;室內采用地暖采暖.
本工程保溫施工中熱橋可能產生的位置及處理方案。
外墻大墻面。
由于外墻已采用腹絲穿透型鋼絲網架擠塑聚苯板與墻體一次澆筑成型,保溫層相對牢固.但由于現澆筑混凝土工程中會造成擠塑聚苯板的局部損壞或位置偏移,存有一些縫隙,這樣勢必影響保溫的質量: 同時保溫板塊的高低不平也會影響面層的施工質量,容易造成發生空鼓、假粘貼或脫落現象,滿足不了抗滲、抗裂、抗剪切、抗凍脹、抗熱應力等綜合性能,出現面磚脫落事故,從而更加影響保溫效果.
外墻外保溫工程施工雖然技術和設備相對簡單,其對施工精細要求較高.在支模的過程中,首先,要對保溫板塊的質量、鋼絲網片的規格、錨固拉筋的規格、數量進行檢查; 同時對其平整度和垂直度進行檢查,檢驗合格后方可進行混凝土的澆筑.其次,面層施工前,對保溫面進行表觀質量的檢查,如有損壞、虛貼、脫落的板塊,要及時清理并重新安裝.面層應嚴格遵守工藝規程施工,每一道工序由監理和甲方驗收后方可進入下道工序施工.尤其是對墻面基層的處理;水泥、砂子的質量、水泥砂漿的配比、厚度;寬玻纖網在墻網縫上搭接長度;外墻瓷磚工藝等進
2、地下室外墻。 一般地下室地面距室外地坪4rn左右,其墻體保溫無嚴格要求.對于室外平均氣溫小于5℃的地區的建筑物,可能有部分墻體需保溫,而且工程量較小,一般主要在保溫層的厚度和深度上容易疏忽使保溫不嚴;同時帶有采光井的建筑物,地下室的窗戶也是熱量集中損失的地方,這樣會造成一層樓地板出現熱橋現象.采用擠塑板的具體做法:從要求深度至散水頂與外墻保溫接縫,擠塑板用回填土夯實壓緊,保溫層與散水頂部的接縫,采用建筑密封膏嵌縫,以達到防水要求,也可采用抹保溫漿料的方法.
五、結束語
如何妥善的處理保溫工程中熱橋的問題,這就需要有關部門展開深入的研究與探索,在保證承力安全的前提下,設計出熱橋盡可能微小的連接結構。給居民有一個美好的生活環境, 隨著工業化和人民生活水平的不斷提高,居住建筑也不斷發展,居住建筑耗能比重越來越大.因此,世界各國都把建筑節能尤其是降低建筑日常運轉耗能作為節能工作的重點.建筑節能反映在居住建筑上,主要是降低日常運轉耗能,尤其是保持熱舒適的環境因素的耗能.在室內環境的舒適度中,室內溫度、濕度、空氣清潔度等是構成熱舒適性的主要環境指數,而溫度舒適的環境對人最為重要.
參考文獻:
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關鍵詞:建筑節能,外墻保溫,墻體節能
墻體保溫依據保溫材料與基層墻體的相對位置分為外墻內保溫、外墻外保溫、夾芯保溫、墻體自保溫幾大類。本文主要建筑外墻保溫技術的發展,為建筑節能設計起到一定幫助作用。
1.外墻內保溫技術外墻內保溫是將保溫材料置于外墻體的內側。
(1)主要形式:被大面積推廣的內保溫技術有:增強石膏復合聚苯保溫板、聚合物砂漿復合聚苯保溫板、增強水泥復合聚苯保溫板、內墻貼聚苯板抹粉刷石膏等,現階段內保溫材料的選用以高效的絕熱材料為主。如:擠塑板、玻璃棉、聚氨酯等。
(2)優勢[1]:對飾面和保溫材料的防水等技術指標的要求不太高,紙面石膏板、石膏抹面砂漿等均可滿足使用要求,取材方便;安全可靠,使用壽命長,造價低;內保溫材料被樓板所分隔,僅在一個層高范圍內施工,不需搭設腳手架。內保溫施工速度快,操作方便靈活,可以保證施工進度;對于既有建筑的節能改造,特別是目前當房屋賣給個人后,整棟樓或整個小區統一改造有困難時,只有采用內保溫的可能性大一些。由于這種節能墻體的外側結構層密度大、蓄熱能力大,因此采用內保溫時,室溫波動相對較大,供暖時升溫快,不供暖時降溫也快。在夏季時,由于絕熱層置于內側,晚上墻內表面溫度隨空氣溫度的卜.降而迅速下降,減少悶熱感。所以在間斷采暖的地區應用是有利的。內保溫應用時間較長,技術成熟,施工技術及檢驗標準是比較完善的。2001年,外墻保溫施工中約有90%以上的工程應用內保溫技術。
(3)劣勢:許多種類的內保溫做法,由于材料、構造、施工等原因,飾面層出現開裂;不便于用戶二次裝修和吊掛飾物;保溫層厚度比外保溫時大,稍多占用室內使用空間;由于圈梁、樓板、構造柱等會引起熱橋,熱損失較大,容易造成結露現象;對既有建筑進行節能改造時,對居民的日常生活干擾較大。
(4)內保溫熱橋的控制。一般內外墻相交的節點、外窗梁、外窗過梁、窗臺板等處易產生熱橋。熱橋部位必然使外墻傳熱熱損失增加。二維溫度場模擬計算結果表明,在370咖磚墻條件下,周邊熱橋使墻體平均傳熱系數比主體部分傳熱系數增加10%左右;在240mm磚墻內保溫條件下,周邊熱橋能使墻體平均傳熱系數比主體部位傳熱系數增加51%~59%(保溫層愈厚,增加愈大);在240m磚墻外保溫條件下,這種影響僅2%~5%(保溫層愈厚,影響愈小)。對于一般磚混結構墻體、內保溫和夾芯保溫墻體,如不考慮這種情況,則耗熱量計算結果將會偏小,或使所設計的建筑物達不到預期的節能效果。近年來,國外有些國家已開始考慮這一影響。作法主要有兩種,一種是考慮周邊熱橋影響,用外墻平均傳熱系數來代替主體部位的傳熱系數;另一種是將周邊熱橋部位與主體部分開考慮,周邊熱橋部位另行確定其傳熱系數。我國依據實際情況和現有的工作基礎,采用前者。在熱橋容易發生的部位加強細部節點的處理,以控制熱量的損失。論文參考網。
2.外墻夾芯保溫技術(1)主要形式:將保溫材料置于同一外墻在內、外側墻片之間,內、外葉墻片均可采用傳統的粘土磚、混凝土空心砌塊等。兩片墻之間可采用磚拉接或鋼筋拉接,并設鋼筋混凝土構造柱和圈梁連接內外墻片。保溫材料可為巖棉、EPS板或XPS板、散裝或袋裝膨脹珍珠巖等。
(2)優勢:這些傳統材料的防水、耐候等性能均良好,對內葉墻片和保溫材料形成有效的保護,對保溫材料的選擇要求不高;對施工季節和施工條件的要求不十分高,不影響冬期施工。近年來,在黑龍江、內蒙古、甘肅北部等嚴寒地區得到一定的應用。
(3)劣勢:在非嚴寒地區,與傳統墻體相比,此類墻體偏厚;內、外葉墻片之間需有連接件連接,構造較傳統墻體復雜;易造成外墻片溫度裂縫,設計時需注意采取加強措施。
外圍護結構的“熱橋”較多。在地震區,建筑中圈梁和構造柱的設置,“熱橋”更多,保溫材料的效率得不到充分的發揮。因此,它的使用也受到一些限制。
3.外墻外保溫技術(1)主要形式:指在垂直外墻的外表面上建造保溫層,該外墻用磚石或混凝土建造。可用于新建墻體,也可以用于既有建筑外墻的改造。該保溫層對于外墻的保溫效能增加明顯,其熱阻值要超過1m2·k/W。
(2)優勢: 外保溫可以減少產生熱橋。采用保溫材料后,基層墻體厚度得以減薄。如果采用內保溫,墻越薄,保溫層越厚,熱橋的問題就越趨于嚴重。由于外保溫避免了熱橋,在采用同樣厚度的保溫材料條件下,外保溫要比內保溫的熱損失減少約1/5,從而節約了熱能。
在進行外保溫后,由于內部的墻體熱容量大,室內能蓄存更多的熱量,使諸如太陽輻射或間歇采暖造成的室內溫度變化減緩,室溫較為穩定,生活較為舒適;也使太陽輻射得熱、人體散熱、家用電器及炊事散熱等因素產生的“自由熱”得到較好的利用,有利于節能。而在夏季,外保溫層可減少熱量的進入和室外高氣溫的影響,有利于使建筑冬暖夏涼。采用外保溫,內部的基層墻體受到保護。室外氣候不斷變化引起墻體內部較大的溫度變化發生在外保溫層內,使內部墻冬季溫度提高,濕度降低,溫度變化較為平緩,熱應力減少,因而主體墻產生裂縫、變形、破損的危險大為減輕,壽命得以延長。
我國目前許多住戶在住進新房時,大多先進行裝修。在裝修時,房屋內保溫層往往遭到破壞。采用外保溫則不存在這個問題。外保溫的綜合經濟效益很高。雖然外保溫工程每平方米造價比內保溫相對要高一些,但只要技術選擇適當,加上有節約能源、改善熱環境等一系列好處,綜合效益是十分顯著的[2]。論文參考網。
(3)劣勢表面溫度變化較大,對抗裂防護層要求高,當材料性能差或施工質量不好時,會導致開裂;體系的構造復雜;材料選用要求高;特殊部位施工復雜。
4.墻體自保溫(1)主要形式:使用絕熱性能較好的材料砌筑建筑物的結構墻體。論文參考網。墻體在承擔結構作用的同時,還具有保溫隔熱功能。
(2)優勢:與結構同壽命,使用過程中基本上無需保養維修以及在成本上比外墻外保溫有所降低。不存在外墻外保溫因施工或材料因素而出現開裂或滲漏的情況。
(3)劣勢:自保溫材料重量輕,蓄熱系數小。選用時應仔細審核熱惰性指標能否滿足設計要求。熱橋難以處理,需要使用配套保溫砂漿,在有較多剪力墻的高層建筑物上的應用受到限制。
外墻自保溫技術剛開始受到重視,應用不多,但隨著優勢的被認識,應用會逐漸增多。
5. 結語對于居住建筑來講。抑制建筑圍護結構熱傳導的有利措施是加強外墻和屋面的保溫。通過對建筑外墻保溫形式的比較分析,可以得出結論,現階段對墻體節能的實現最好的方式是采用外墻外保溫構造。同時外墻外保溫的技術又是最復雜的,值得進一步探討。
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論文關鍵詞:環保節能,導熱原理,特點,綠色建筑,中央空調
在20世紀我國民用建筑冬季采暖一直沿用傳統的暖氣片散熱方式,較高檔的酒店、賓館則采用中央空調。近年來,根據“十一五”規劃要求,節能、環保已成為我國建設節約型社會和發展循環經濟的重要內容,綠色建筑成為我國建筑的主題,隨之多種新型的采暖方式也在建筑中得到廣泛應用。文中從環保節能的角度就新型的采暖方式進行闡述。
1集中供熱暖氣片采暖
以城市熱網、區域熱網或較大規模的集中供暖為熱源,通過暖氣片散熱的采暖方式。由于其技術比較成熟,安全、可靠,使用方便,前期投入少且每天24h供暖。因而在目前,以至今后一段時期內可能仍是城市住宅供暖方式的主要方式。但隨著新型采暖方式的出現,這一傳統方式也顯露出其缺點:供暖的時間和溫度不能自己控制;散熱片雖由老式立柱鑄鐵散熱器、扁管散熱器改進為藝術鋁合金散熱器但仍存在占空間,影響裝修效果;溫度達到踟℃時就會產生灰塵團,使暖氣上方的墻面布滿灰塵等缺點。
費用:以100m2居室為例,按太原市規定供暖的運行和支付費用為3.5元/(m2·月)。一個采暖季需支付1750元。
2地板輻射式采暖
低溫輻射地板采暖是一種利用建筑物內部地面進行采暖的系統
它以低溫熱水為熱媒,通過埋設于地板下的加熱管——鋁塑復合管或導電管,把地板加熱到表面溫度18℃-32℃,均勻地向室內輻射熱量而達到采暖效果,是一種對房間的微氣候進行調節的節能采暖系統。它可以由分戶式燃氣采暖爐、市政熱力管網、小區鍋爐房等各種不同方式提供熱源。由于其具有熱感舒適、熱量均衡穩定、節能、免維修、方便管理等特點,成功解決了高空間、大跨度、低窗建筑物的熱源緊張問題,如展覽館、大型廳堂等,提高了采暖的舒適度且改善了生活質量。在新建住宅、精裝修公寓、大跨度建筑中越來越受到青睞。可以說低溫熱水地板輻射采暖是一種較理想的采暖方式,其優點如下:
1)具有衛生、保健的功能。根據人體對供暖的需求,理想的室內溫度應當是中醫所提倡的“溫足而涼頂”。低溫熱水地板輻射采暖地面溫度均勻,室溫自下而上逐漸遞減給人以腳暖頭涼的舒適感,符合人體的生理學調節。空氣對流減弱,沒有污濁空氣對流,室內空氣十分潔凈,有較好的空氣潔凈度。對老人、兒童尤為適用,對關節炎病人有防治作用。
2)高效節能。輻射供暖方式較對流供暖方式熱效率高(如設計按16℃參數使用,可達到20℃的供暖效果)而且熱媒低溫傳送,在傳送過程中熱量損失小;住戶也可根據需要,通過進水閥開關調節室溫。與其他采暖方式相比,較為節能,節能幅度約為10%~20%。
3)因無散熱器及其支管的存在,無需考慮包暖氣罩等問題,便于屋內裝修和擺放家具,增加2%~3%的室內使用面積。
4)鋪設地暖管時,需先在樓板上鋪設一層聚苯板進行隔熱,同時也可增強隔聲效果。
5)使用壽命長。低溫熱水地板輻射采暖是將塑料管埋人地面的混凝土內,如無人破壞,使用壽命在50年以上,不腐蝕、不結垢,大大減少了維修給用戶帶來的麻煩,可以在很大程度上節約維修費用。但其也并非盡善盡美。由于其結構特點,需有隔熱層、?昆凝土保護層,總厚度約為8CID.,降低了層高;二次裝修時,不能在地面釘釘子,易損壞地下管線且維修麻煩,對管材要求高,要選擇耐壓耐溫耐腐蝕、熱穩定性能好的高科技環保管材;鋪設木地板則有干裂的現象,不宜選用純實木地板,且隨著時間的推移木地板可能會變形。
費用:前期安裝費用較高,約55元/m2,運行費用如計量收費,可節約30%。
3電熱膜采暖
電熱膜是一種通電后能發熱的半透明聚酯薄膜,以電力為能源,將特制的導電油墨、金屬截流條印刷、熱壓在兩層聚酯薄膜之間的純電阻式發熱體,配以獨立的溫控裝置,以低溫輻射電熱膜為發熱體,大多數為天花板式,也有少部分鋪設在墻壁中甚至地板下。電熱膜采暖的特點如下:
1)安全。電熱膜都是鋪設在地板或地磚之下,而且在膜與板之間還要鋪設一層防護層,加之電熱膜本身完全防水,接頭亦做過防水處理,這樣整個系統具有耐防水潮濕性。電熱膜在工作時表面最高溫度都有一定限制,因此不會發生燙傷、火災等事故。
2)節能。現代社會,節能是硬道理,電熱膜采暖系統都配置了智能溫度控制器,暫不使用的房間可以調低溫度或關閉,還可以根據個人需要調整室溫并保持恒定,如此便真正實現了經濟運行、節約能源的目的。
3)環保。電熱膜采暖系統由于其本身的特殊原理,運行環境環保。沒有煤灰、燃燒廢氣等環境污染,而且系統無噪聲,沒有異味。尤為突出的是,相比傳統取暖系統,電熱膜采暖不會產生因熱空氣對流引起的灰塵漂浮,使室內空氣更加清潔,對人體健康幾乎沒有危害。
4)使用壽命長。電熱膜采暖系統是一次性安裝,在無外力破壞的情況下可以終身零維護保養,故障率非常低,而且本身的特殊材料也十分耐用,使用壽命長,可以說電熱膜是與房間同壽。
由于其恒溫可調、經濟舒適、綠色環保、壽命長、免維護在精裝修公寓中得到廣泛應用。但其缺點是:電熱膜升溫較慢,一般需要1h-1.5h才能達到18℃左右;系統安裝要與裝修同步,且不能在頂棚上釘釘子、鉆孔等。在電能供應不暢、不穩或電費標準太高的小區不宜采用。費用:以100m2為例,1d用電60度,每度電0.4元計算,一個供暖季的費用為3500元。
4分戶壁掛式燃氣采暖
這種方式通常是在廚房或陽臺上安裝壁掛爐,由壁掛爐燃燒天然氣達到供暖目的,與壁掛爐相連的是室內管線和散熱片,一般可同時實現暖氣及熱水雙路供應。可自行設定采暖時間,分戶計量。家中無人時只需保留4℃左右的低溫運行(防凍作用)。比傳統暖氣先進、節能、安全,可安裝在墻體上、房間角落里,還可同時提供生活熱水,但存在安全、污染等隱患。在郊外低密度住宅使用比較適合。
費用:前期費用較高,安裝一臺燃氣爐需10000元左右,且使用壽命在15年左右。運行費用以100m2為例,爐子設定溫度為60℃,室溫保持在20℃左右時,用煤氣平均1h1個字,煤氣每個字按0.8元計算,每天使用15h,約支付15元,一個采暖季共需支付2250元。
5家用中央空調系統
中央空調檔次高、外形好、舒適度高。但成本高,每套機組價值約數萬元,每平方米鋪裝成本高達500元左右,運行費用高(大多走電費),多用于飯店及高檔公寓,不適合大多數普通家庭使用。
6家用電鍋爐
家用電鍋爐占地面積小,安裝簡單,操作便利,采暖的同時也能提供生活熱水。舒適性高,適合面積較大的低密度住宅和別墅。但前期投人較大,運行費用較高,該產品不太適合利用低谷電蓄熱供暖,以達到最為節能之功效。
7水源熱泵空調系統
(淄博市規劃設計研究院 山東 淄博 255000)
【摘 要】我國地域遼闊,歷史文化悠久,創造了五千年的文明,建筑史上也涌現出許多典范之作。隨著社會的進步與發展,人們對地域文化越來越重視。國外新建筑理論不斷涌入的同時,國內建筑師也與時俱進,創作了大量有特色的建筑作品,其中不乏具有典型地域文化特征的優秀作品。但在地域特征的應用上,不能松懈,還應該進一步發掘。下面以山東援疆基層組織陣地工程設計方案(喀什地區)為例, 對建筑設計中的地域特征應用進行闡述。
關鍵詞 地域特征; 基層組織陣地; 喀什; 高臺民居; 喀什平原氣候區; 帕米爾高原氣候區
【中圖分類號】TU201
【文獻標識碼】A
On the architectural design of the geographical features applications
Liu Yuan-yi
(Zibo City Planning and Design Institute Zibo Shandong 255000)
【Abstract】China’s vast territory, history and culture, created a five thousand years of civilization, the history of architecture also emerged as a model for many. With the progress and development of society, people are more and more emphasis on regional culture. Foreign influx of new architectural theory at the same time, domestic architects times, created a lot of distinctive architectural works, many of them with the typical geographical and cultural characteristics of good works. But on the geographical features of the application, can not relax, but also should be further explored. The following positions grassroots organizations Shandong Yuanjiang engineering design (Kashi), for example, for the architectural design of the geographical features of the application to elaborate.
【Key words】Geographical features;Grassroots organization positions;Kashi;High-houses;Kashi plain climate zone;Pamirs climate zone
1. 概述
近年來,隨著國外新建筑設計思潮的不斷涌入,我國建筑師也不斷學習進步,創作出許多優秀作品。但在地域特征的應用上,還有很大的成長空間。山東援疆基層組織陣地工程設計方案(喀什地區),充分考慮了喀什地區的地域特征——包括當地文化特征和當地氣候特征,使得建筑與文化、自然環境進行對話。這種設計方式,比較好的融合了地域元素、展現了現代建筑特征。
2. 喀什平原氣候區基層組織陣地
(1)“不到高臺民居,不算到喀什噶爾”,喀什的高臺民居——“闊孜其亞貝希”之巷給了我們很多的啟示。平日,在小巷中,孩子們愉快的笑聲,輕快的腳步聲,以及老人們悠閑的獨坐抑或是幾個人圍坐起來的攀談,都令人感到小巷的活力。
(2)喀什平原氣候區村級基層組織陣地(圖1、圖2)的設計,充分借鑒“闊孜其亞貝希”之巷的空間形式,利用現代手法進行表達,注重塑造人群公共活動空間,有利于當地居民的生活交流和情感溝通,營造一種和諧的生活氛圍,提升整個區域的人文氛圍。
(3)功能布局方面,就近葡萄架之下設置小型超時入口,向群眾供應日常商品,提供便民服務;村級基層組織陣地的一層綜合布置民兵值班室、衛生室、計生室、共青婦辦公室,圖書室、電教室、多功能室(集活動、會議、電教、培訓等功能于一體),實行一室多用。
(4)村級基層陣地的室外環境充分借鑒民居的庭院元素,對葡萄架利用現代手法進行表達,注重與建筑本身的銜接,體現設計的整體性。同時,葡萄架與地面的銜接處設置種植斜坡,視覺效果猶如地面綠色植物通過葡萄架與建筑成為了一個和諧的整體。同時在葡萄架之下,塑造公共活動空間,讓居民能夠體驗到舒適并具有親和力的室外環境,并能體現出基層組織陣地的吸引力。
(5)細部設計方面,提煉當地民居的一些設計元素——圓弧和十字紋,并重組這些元素以進行現代手法表達,室外的片墻引入十字紋進行現代表達,葡萄架借鑒當地圓弧形態進行現代表達.室內大廳的設計也受到“闊孜其亞貝希”之巷的啟示進行空間塑造,同時引入了同樣的細部元素,著力塑造空間環境。在體現傳統性的同時,也體現了日新月異的時代性。
(6)技術方面,充分結合當地的氣候特征,利用太陽能技術,提供熱水和部分電力能源。設置雨水收集裝置以提供部分用水進行植物澆灌和沖洗之用。在玻璃的選用上,優先選用雙層low-e玻璃,窗戶處設置外百葉遮陽,部分墻體采用特隆布墻體。在室外環境的設計上,考慮到攀爬植物的生態效應,在夏日適當時間將室外蔭涼處的空氣引導入室內,有效利用自然通風以節能。
3. 帕米爾高原氣候區基層組織陣地
(1)帕米爾高原氣候區主要是在塔什庫爾干塔吉克自治縣。年平均氣溫在5℃以下,冬季漫長寒冷,夏季溫和。降水較少,主要集中在春夏兩季。大風日數多,光照充足,輻射強,天氣晴朗。針對這種氣候環境,帕米爾高原氣候區社區基層組織陣地(圖3、圖4)的設計充分利用技術手段,以創造舒適的社區辦公環境,同時在材料方面,借鑒當地的建筑材料,與當地建筑保持和諧統一。
(2)功能布局方面,一層設置司法警務室,殘聯,衛生室,社保站、醫保站、低保站、計生站、流動人口管理站、環境衛生站,在一站式服務大廳提供集中服務;二層設置綜治辦,黨員管理辦公室,圖書閱覽室,工會,會議、活動、培訓、電教等用房。
(3)帕米爾高原氣候區陽光充足,可以充分利用太陽能提供熱水,并利用光電板提供部分電力能源用于輔助照明;該氣候區大風日數多,設置風力發電設施,提供部分電力能源,大風容易揚沙,設置攀爬植物架,有效防風沙,同時在窗戶外面設置擋沙板;該氣候區冬季漫長寒冷,氣溫較低,可有效利用被動太陽能,加大南向窗口的開口面積,讓更多的陽能進入室內,并利用特隆布墻進行采暖;該氣候區降水較少,主要集中在春夏兩季,可設置有效地雨水收集裝置,對雨水進行存儲并綜合利用。并利用其他有效保溫措施,以保持室內溫度,保證室內的舒適辦公環境.通過各項技術的使用,使建筑的形式追隨當地氣候。
4. 結語
發掘地域建筑文化內涵,展示地域建筑文化精髓,是建筑師不可推卸的社會責任。在建筑設計中,可以適當引入具有地域特征的元素,以反映地域文化,使得地域元素與現代元素和諧統一。這種設計方式能夠不僅比較好的融合地域元素、展現現代建筑特征,同時也能夠喚起人們對當地文化的認同感。
參考文獻
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【關鍵詞】建筑節能,環境保護,施工技術
中圖分類號:TU74 文獻標識碼:A 文章編號:
一.前言
隨著社會經濟的發展,人民的生活水平日益提高,國民的綜合素質得到顯著提升,伴隨著一系列資源和環保問題的出現,居民的環保節能意識顯著增強,環保型,清潔型,節能型的建筑設計和施工受到了廣大消費群體的偏好。近些年來,我國的城市化水平飛速提升,城市的規模不斷擴大,建筑能耗日益增長,給我國的能源增添了沉重的負擔,因此,加強住宅建筑節能設計和施工,建設節能型住宅,已經是我國可持續發展的必然要求。
二.建筑節能施工和其中存在的問題分析
1.建筑節能的重要意義
隨著我國建筑行業的快速發展,在日益嚴峻的生態環境的背景下,加強建筑的節能施工,發展建筑節能的施工技術有著十分重要的意義,筆者將簡單的做出一些介紹。
(一)加強建筑節能施工是緩解能源壓力,建設節約型社會的客觀要求。我國整體上而言,能源資源蘊藏量很大,能源資源的種類比較齊全,但是伴隨著我國經濟的高速發展和城市化進程的不斷加快,對各種能源資源的開采力度不斷加大,各種能源的消耗量日漸上升,但目前我國已經面臨著嚴重的能源危機,在各種能源消耗中,建筑能源消耗占據著龐大的比例,加強新型建筑的節能設計施工,大幅度降低住宅建筑的能耗,將會大幅度緩解我國的能源壓力,為建設節約型社會注入新的活力。
(二)建筑節能施工是提高居民生活品位的必然選擇。經濟的繁榮促進了人們生活水平不斷提高,隨著國民的素質提高,對生活有了新的品質要求,對住宅要求條件越來越高,綠色環保,生態節能型住宅建筑已經日漸成為了一種新的住宅需求,通過加強對住宅的節能設計施工,可以大幅減少各種有害有毒建筑材料的使用,更加注重住宅的溫度,濕度,光線,外部景觀和內部設施的設計完善,不僅僅很大程度上降低了住宅能耗,節約了住宅運營成本,更很大程度提高了住宅建筑的舒適度,提高了居民的生活品位。
2.建筑節能的現狀和問題探討
進入21世紀以后我國的建筑行業飛速發展,我國將在2l世紀的頭2O年建筑行業達到鼎盛時期,每年建成的住房面積將超過所有發達國家之和。隨著人們生活水平的提高,人們對住房面積以及住房層數的要求越來越高。同時隨著能源緊缺以及能源價格的攀升,人們越來越關注建筑的節能問題。
從總體上看,我國目前的建筑節能方面呈現著總量大、比例高、能效低、污染重的特點,建筑節能形勢不容樂觀,建筑節能的任務比較重,但是同時建筑節能的潛力也很大。這就要求我們各級政府加大對新建建筑的節能審批,同時我們用戶也應加大對建筑后期能耗高帶來的使用費用高的認識,齊心協力搞好建筑節能工作。
(一)建筑的節能設計施工在我國起步較晚,發展還不完善,很多節能技術還沒有通過專業的系統驗證,沒有在實踐中完善便運用到建筑的設計施工中來,不僅僅沒有能達到節能環保的效果,更隱藏著一些有安全故障,不僅降低房屋的耐久性,破壞了建筑結構的穩定性,縮短房屋的壽命,例如,外墻內保溫、外墻外保溫、夾芯保溫等做法所產生的一些問題正在加劇一些垃圾建筑和建筑垃圾產生的速度。
(二)新型的節能材料種類單一,發展緩慢。節能材料是建筑節能設計的物質基礎,節能材料的種類和質量直接關系到建筑節能設計的實施效果,更對居民的生命財產安全有著很重要的影響,但是我國目前市場上,節能材料種類單一,多為一次性材料,例如,外墻保溫大多采用聚苯板、聚氨酯,采暖、制冷、通風所需要的能源也大多為煤炭或石油,節能材料市場管理不規范,質量得不到監控,假冒偽劣材料泛濫,嚴重阻礙了建筑節能設計的進程。
三.加強建筑節能環境保護的措施探討
1.墻體的施工
(一)墻體保溫設計和施工
對墻體進行節能保溫設計,是整個建筑節能設計中的重要環節,一般有三種設計方式通過使用。首先,進行外墻保溫設計,在按照熱工規范計算的基礎上,采取隔熱保溫材料,使用一定的設備進行粉刷,噴霧,粘貼等多種方式施工,在外墻上形成保溫層,減少保持室內溫度的適宜。其次,進行內保溫設計施工,將優質保溫材料對內層墻壁施工形成保溫層,傳熱隔熱能夠符合國家節能標準。
最后是加強隔熱保溫材料的開發,利用保溫材料自身的特性進行墻體的設計,促使其他自發的具有保溫功能,且墻體新型材料的節能符合國家標準。
(二)墻體材料的節能施工
空心磚和實心磚的制作方式頗為相似,但是空心磚與實心磚相比較來說,具有很大的優勢,它能夠減輕結構自重。因此,為節能減排,建筑上普遍采用空心磚替代實心磚。因此不少專家建議以生產塊大、質輕的灰砂空心磚來減輕建筑物重量,提高灰砂磚建筑物抗震性能,節約資源,降低生產成本
2.門窗保溫施工
加強門窗的保溫性能設計,可以再門戶的內部填充聚苯乙烯板或巖棉板,使得門戶的隔熱絕熱的作用增強,窗戶可以用鋼塑或者是全塑料窗戶,大幅度降低發生冷橋的幾率,為了增強保溫性能,可以設置多層玻璃,甚至可以采用中空玻璃、鍍膜玻璃,有條件的住宅可采用低輻射玻璃;縮短窗扇的縫隙長度,采用大窗扇,減少小窗扇,擴大單塊玻璃的面積,減少窗芯,合理地減少可開啟的窗扇面積,適當增加固定玻璃及固定窗扇的面積。
3.室內節能施工
建筑的節能施工,室內的電氣設備設計與選擇是其中重要的節能組成部分,建筑的高能耗很大程度上是各種高能耗的電氣設備消耗而來,某些商業樓宇中的中央空調系統的能耗接近整個建筑能耗的50%,因此,在建筑設計的前期就應該充分考慮到后期這些電氣設備的管理使用,以建筑樓宇的中央空調系統、燈光照明系統等自動化管理系統代替人為地,個體地操作,其中水、電、煤氣等能源管理系統和分戶計量可給用戶提供清晰的能源消耗比例,使下一步節能措施可有的放矢,除此之外可以選用節能燈具,節能灶,減少電力煤炭的消耗,安裝凈水系統,小范圍的促進水資源的循環利用,比如可以小范圍進行雨水收集,并凈化利用。
4.加強太陽能等新能源的推廣應用
太陽能具有清潔無污染,可以再生等優勢,是人類可以利用的最為環保,最為豐富的資源能源種類之一。隨著我國建筑行業的發展,在建筑施工過程中,太陽能技術已經得到了廣泛的運用。在建筑施工過程中,太陽能具有很多節能功能,主要表現在以下幾個方面。其一,在建筑的樓頂可以設計安裝太陽能電池發電系統,這種發電系統,可以將太陽能轉化為熱能和電力,并將這些轉化而來的電能或者是熱量通過專業的技術手段進行能量的存儲,在需要使用這種電能和熱能的供電設備上開始接線,如此,可以充分滿足整個建筑物內部的動力和照明系統的各種能量需求。同時,充分利用太陽能作為采暖和供熱功能,既可以減少日常的能源消耗,也使得建筑物的日常熱能得到滿足。同時,在建筑施工過程中,可以利用太陽能來控制建筑物的采光,使得整個建筑內部的環境更為舒適。
四.結束語
未來很長一段時間,綠色環保,生態節能將會是我國建筑行業設計施工發展的主流趨勢,加強房屋建筑的節能設計施工,不僅有助于我國人們生活水平提高有助于經濟的發展,更有助于推動我國可持續發展戰略的落實,為我國生態文明建設注入新的活力。因此,要大力加強節能技術的研究,將節能理念貫穿到整個建筑節能設計施工過程之中,為建設社會主義和諧社會奠定堅實的基礎。
參考文獻:
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【關鍵詞】:既有公共建筑;采暖系統形式;改造方案
中圖分類號:G267 文獻標識碼:A 文章編號:
引言
目前我國公共建筑采暖系統無有效的調控設備,由于采暖系統自身水力工況失調的原因,導致各用戶冷熱不均。一些用戶的室溫達不到設計標準要求,甚至還要輔助加熱;而另一部分用戶則室溫過高,開窗通風,導致熱量浪費。因此,對既有公共建筑采暖系統進行改造,以實現分室溫控的研究成果具有十分廣闊的應用前景。
一、既有公共建筑分類
1、交通類建筑
主要包括車站、機場建筑,該類建筑主體建筑候車大廳、候機大廳均是高大空間類型,該類建筑采暖運行方式連續,采暖調節時,區域性調節浪費投資,只需整體調節就能達到要求。應注意的是當車站、機場旅客較多時,人員的負荷足夠時應進行值班供暖。
2、文體類建筑
該類建筑中主要包括影劇院和體育場館等,該類建筑為空間較大層高相對較低的建筑,而且主體房間使用時間上無規律,采暖運行方式應考慮在房間使用時進行供暖,其余時間采用值班供暖。該類建筑采暖運行方式不連續且無規律,調節時作出大范圍的整體調節亦能滿足要求。
3、辦公及商場類建筑
該類建筑中的辦公建筑主要是工作人員辦公的場所,辦公樓的用熱時間集中,規律性強,絕大多數工作人員統一上下班。商場類建筑有嚴格的營業時間,商場采暖運行方式同營業時間相一致,但因商場的燈光和人員散熱量較大,商場內區應在下午時刻采取值班供暖或是停止供暖來防止過熱的情況出現。該類建筑采暖運行規律性強,但不連續,且調節時只需作出大范圍的整體調節即可。
4、旅館及公共宿舍類建筑
該類建筑與住宅建筑有相近之處,每個房間都應該能滿足由入住的人按照自己的需求調節控制。采暖運行方式不連續且無規律,需要滿足區域性的獨立調節。當有人員在室內的時候開啟采暖,室內無人員時設置為值班采暖。
二、既有公共建筑采暖系統形式改造的原則
既有采暖系統改造一般是指將舊有民用建筑的采暖系統不能滿足當今溫控計量要求,而改建為能適應計量溫控的供暖系統。適合熱計量的供暖系統應具備調節功能、與調節功能相適應的控制裝置以及熱計量的要求:
1、技術原則:改造后的系統應該滿足計量溫控的要求。
2、可行性原則:改造過程中宜盡量保持原有系統的部件,控制施工難度及改造中給用戶帶來不便。
3、經濟原則:改造的收益應大于改造的投資。即熱用戶通過溫控計量所節約的費用必須大于用戶對改造過程中的投入。
三、既有采暖系統形式改造研究
1、加設溫控裝置垂直單管順流式系統
在單管順流系統的熱力入口處或是在每根立管上加設溫控裝置,整體不改變原有垂直順流的形式。改造后系統局部可調,也滿足了溫控的條件,在熱力入口設置計量總熱量。該種形式的優點就是最大限度的利用原有系統,改造工程量極小。基本對室內的裝修無影響。在每個立管或熱力入口設置高流通能力的恒溫閥或通斷閥,系統可達到局部可調的特性。缺點:改造成該系統由于并沒有改變原有采暖系統中立管的水流量全部順次地流入每個散熱器的特點,那么改造后調節性很局限。如果原系統存在垂直水力失調的情況,改造后系統不會對垂直失調有所改善。因此,該改造形式適用于水力平衡性好,對溫控要求不嚴格的情況。
2、垂直單管加跨越管式系統
垂直單管加跨越管的改造形式是在散熱器的水平支管之間增設一個跨越管,使流經散熱器的流量可調。在散熱器水平支管入口設置調節閥或溫控閥,使之根據室內負荷變化自動調節散熱器的熱水流量,維持用戶設定的室溫,從而達到節能的目的。這種形式的優點是充分利用原有系統的管道,改造的工程量小,對室內裝修的影響也很小,用戶較容易接受。該改造系統節能效果明顯。由于每組散熱器均加設了溫控閥,因此可充分利用太陽能、家電及人體散發的熱,節能可達到15%-25%。該系統缺點是在住宅建筑中每組散熱器均設溫控閥和蒸發式熱表,改造費用相對較高,同時蒸發式熱表的標定和抄表十分繁瑣。在公共建筑中,由于使用統一而且房間面積大,散熱器數量多。每組散熱器都設置溫控閥的必要性不強。因此,該改造形式適用于不改造系統原有干管和立管,并且對用戶裝修影響不大的情況。
3、垂直雙管式系統
當原系統采用單管順流式系統時,這種一種改造形式拆除原有的立管,增設供、回水兩個立管,在散熱器的入口設置調節閥或溫控閥控制散熱器的流量,達到分戶調節的目的。另一種,可以沿用原有的一根立管,同時增設一根立管并在散熱器入口設置溫控閥,以完成雙管系統的改造。因此改造較復雜,施工量較大。雙管系統的優點有:與單管相比,雙管系統易于和恒溫閥配套使用,并且雙管系統的水力平衡性比較好,散熱器有較大的進出口溫差,調節特性優于單管系統。缺點是這種形式的改造需要在建筑里增設一個立管,對于既有建筑這個施工條件難以滿足,而且增設立管需要穿越樓板,施工比較困難,改造費用也較高。因此該系統適用于施工條件允許,且施工方便,或對系統平衡性或溫控調節要求比較高的情況。一般在新建建筑中多采用這種形式的系統。
4、水平單管串聯式系統
原系統形式為垂直式時,改造成該種系統中,需要廢除原有的立管,按照不同功能房間和南北向設置水平環路將散熱器串連,并在熱力入口設置總熱量裝置。而在原系統形式為水平串聯式時,如原有系統分環合理,則不需要對原系統立管和水平支管進行拆除,只需增設溫控計量裝置。這種形式基本解決了水力失調、每個水平環路單獨調節及計量等問題,可以達到節能的效果。而且只在每個水平環路上設置溫控閥對需要統一溫控的公共建筑是有利的,相對于垂直跨越式系統而言其溫控方式較簡單方便,而且符合需要進行統一溫控的公共建筑。缺點是當房間數較多時,易出現散熱器失調的情況,而且無法調節;當原系統采用垂直式系統時,改造成水平式系統,對室內裝修影響比較大,難以被用戶接受。該形式適用于用戶可以接受改造對室內裝修的影響,且改造工程預算比較充足的情況。
5、水平單管跨越式系統
這種改造形式類似于水平單管式,不同的是這種形式在散熱器的進出支管之間增設了跨越管,并在每組散熱器入口設置調節閥或溫控閥。這種形式不但具有上一種形式的優點,而且改進對每組散熱器進行調節的特性。然而,它同樣要將室內的散熱器串連,對室內裝修影響較大的問題沒有解決。而且由于增設了跨越管和溫控閥,那么施工難度和費用都要有所上升。因此這種形式適用于改造費用充足,且每組散熱器組數都需要有獨立溫控的情況。該種改造系統水力計算繁瑣、系統末端水溫較低、散熱器片數較多、恒溫三通閥較貴等問題。
6、水平雙管式系統
如這種改造形式也是廢棄原有系統的立管,在樓梯間設置供回水立管,在室內采用水平并聯的方式,在用戶入口設置熱力表,在每組散熱器入口設置調節閥或溫控閥。這種形式不但可以對每組散熱器進行單獨的調節,而且由于散熱器的進出口溫差較大,散熱器的調節性能也更好。但是這種形式需要在室內鋪設供回水兩個支管,對室內裝修的影響更大,并且占用過多的室內空間,所以這種形式也很少用于既有系統的改造。因此,這種形式適用于用戶允許對室內改造較大,且用戶對調節性要求較高的情況。
參考文獻
[1]涂光備等編著.供熱計量技術[M].中國建筑工業出版社,2003年.