近零能耗建筑技术标准范文

时间:2023-10-24 18:01:41

近零能耗建筑技术标准

近零能耗建筑技术标准篇1

2014年3月14日,在协会刘哲秘书长的指示下,我参加了住建部建筑节能与科技司在秦皇岛举办的被动式超低能耗绿色建筑示范工程现场交流会。来自各地方住建厅、建科院、大专院校、项目企业的近200位从事建筑节能工作的同志参加了会议,会议由建筑节能处处长张福麟处长主持,建筑节能与科技司副司长韩爱出席会议并总结讲话,国际交流合作处处长张小玲介绍了项目工作经验,秦皇岛五兴房地产有限公司总经理王臻介绍了“在水一方”被动房工程。本次会议采用“先观摩、后研讨”的形式,通过参观和交流秦皇岛“在水一方”项目经验,旨在推广被动式超低能耗绿色建筑技术,提高建筑节能技术水平。结合本次会议的内容和我了解的一些实际情况,谈谈被动房的发展与外窗的要求:

一、被动式低能耗建筑项目概况

(一)被动式房屋的概念

被动式房屋,最初的理念是上世纪八十年代初由瑞典隆德大学的教授波・阿德姆森等人提出的,即在不设传统采暖设施而仅依靠太阳辐射、人体放热、室内灯光、电器散热等自然得热方式的条件下,建造冬季室内温度能达到20℃以上、具有必要舒适度的房屋。它是指采用各种节能技术构造最佳的建筑围护结构和室内环境,极大限度地提高建筑保温隔热性能和气密性,使建筑物对采暖和制冷需求降到最低。在此基础上,通过各种被动式建筑手段,如自然通风、自然采光、太阳能辐射和室内非供暖热源得热等来实现室内舒适的热湿环境和采光环境,最大限度地降低对主动式机械采暖和制冷系统的依赖或完全取消这类设施。

被动式房屋的基本要求是要满足“采暖能量来自自身”,其关键之处是除了通过被动式技术获得室内温暖环境,同时还要具备必要的舒适度。就如“在水一方”项目冬季试住阶段,有位经常在冬季发哮喘的成员没再发病,这主要归功于被动房提供了合理的温度、净度、湿度环境。

(二)国外节能建筑发展情况

节能减排是循序渐进的工作。欧美许多国家建立了中长期的建筑能源战略规划和政策目标。2010年,欧盟修订欧盟建筑能效指令(EPBD)并提出:到2020年欧洲大陆所有新建建筑要达到零能耗水平。2012年,德国修订建筑节能条例(EnEv2012)并提出:2019年1月1日起政府办公建筑建成近零能耗房屋,2021年1月1日起所有新建房屋建成近零能耗房屋。2013年,丹麦通过《2012-2020年能源执政协议》提出:2020年前,新建建筑成为近零能耗建筑。美国目标是2020年将商业和工业建筑能效提高至少20%,同时通过房屋保温改造援助项目(WAP)来促进建筑能效。

发展近零能耗建筑成为各国挖掘建筑节能潜力、摆脱石油能源依赖的有力措施。

图1展示了德国始自上世纪80年代研发节能建筑的历程,其中各级节能建筑是根据每平方米单位面积年耗能量情况来分级的,单位为kWh/(m2a)。例如“3升耗能房”指的是每平方米单位面积每年消耗3升燃料用于供暖的房屋。其中零能耗房又称净零碳房屋,产能房又称能源自给型建筑。

(三)国内外被动房发展情况

2012年9月27日,瑞典颁布了全世界第一部也是目前唯一的被动房屋的规范,《瑞典零能耗与被动屋低能耗住宅规范》。目前,德国被动式房屋研究所(Passive House Institute)开展了对被动房的认证。其中主要的认证指标有:建筑整体气密性能≤0.6,建筑物总用能≤120 kWh/(m2a),采暖耗能≤15 kWh/(m2a),制冷耗能≤15 kWh/(m2・a),外窗的保温性能U值≤0.8W/(m2K)。1991年德国建造了世界上第一栋被动式房屋,目前已达到6万多栋,且以每年新增3000栋的速度增长。

我国的被动房研究工作开展较晚。2009年,住建部建筑科技发展促进中心和德国能源署合作开展被动房的项目,2010年该项目组确定了两个国内被动房示范项目:秦皇岛“在水一方”工程和哈尔滨辰能盛源公司的被动房工程。河北高碑店门窗城也建造了独栋被动式的示范屋。截止2014年,我国在除温和气候区域外的其他气候区都有被动房项目开发,最南端的位于福建。2014年,建设部科技推广促进中心将在青海、湖南株洲等地指导开发被动房工程。目前在编的国内第一部被动房标准――《河北省被动房节能设计标准》,其要求外窗的保温性能≤1.0 W/(m2・K)。

二、“在水一方”项目开展的经验

秦皇岛“在水一方”项目是由秦皇岛五兴房地产有限公司开发的, 28栋高层组成的大型居住社区,其中有9栋作为被动房示范楼,已经建成了1栋18层建筑面积6467平方米的塔楼。这个项目采用了无热桥的高效外保温系统、双Low-E高性能塑料保温窗技术、高效热回收新风系统、房屋整体气密技术、防潮防水技术、太阳能和可再生能源利用技术、房屋材料耐久性技术、高厚度外墙外保温防火极速、智能化控制技术、噪声防护等十大关键技术,其整体建筑节能性能相当于节能92%的标准,相比于目前现行节能65%标准的普通房屋来说,其每平方米开发成本仅增加600元人民币左右,按采暖费30元/m2计算,20年即可收回投资。开放商利用被动房增加卖点和售价,实现了利润增长、售楼加速,缩短资金周转周期;购买者通过被动房项目,增加房屋舒适度,增大资产保值和回报率。

从秦皇岛“在水一方”被动房项目的开展情况看,我国和德国加强了紧密合作,从人员培训、方案设计、材料产品选择、施工验收监测方法等各个方面探索了符合中国本地条件的被动房开发方案,为我国其他地区建造被动房提供了极为有利的工程实际经验和标准参考依据。

三、被动房项目对门窗的要求

门窗的质量和性能是建筑房屋品质的重中之重。以往新楼盘入住后,70%的投诉和报修是针对门窗的,多数是门窗开启不灵、结露结霜、漏风渗水等问题,从技术角度讲,就是门窗的生产安装质量、保温性能、水密性和气密性等方面出现问题。根据对“在水一方”项目门窗技术的总结,其主要有以下两点:

(一)要求外窗的产品性能配置高

门窗能耗约占建筑能耗的一半。因此,门窗保温性能是被动房项目的关键。以秦皇岛“在水一方”项目为例,被动房项目用窗与节能65%的普通房屋用窗的区别,见上表:

(二)要求外窗的安装和配套技术好

被动房外窗除了对产品性能配置要求高,在安装结构上,还要求不能出现安装冷桥并保证密封性能。要实现这些,主要从以下几个方面来解决:

1.被动房用窗与外墙保温层安装在同一垂直位置;

2.外窗与洞口的金属连接件采用隔热处理技术;

3.外窗与洞口间隙采用自粘性的预压自膨胀密封带。这种密封带比传统的聚氨酯发泡填充物安装简便,可在窗框出厂前就预先粘好,用于门窗和墙体及保温板接缝的密封,也可用于墙体接缝的密封。

4.窗框与外墙连接处采用防水膜密封系统(见图2)。室内侧采用防水隔汽密封布,室外侧使用防水透气密封布,这种构造比传统的窗洞口密封性要好的多。这类密封布应具有不变形、抗氧化、延展性好、不透水、寿命长等特点。密封布含自粘胶带,能有效粘接在窗框或副框上,再通过专用粘结剂粘结在墙体上。

5.窗台设置金属挡水板(见图2)。窗台板应有滴水线构造。窗台板的作用是保护保温层不受紫外线照射老化,导流雨水,避免雨水侵蚀和破坏保温层,保持窗台的干净整洁。

6.窗框与保温系统间安装塑料连接线条(见图3)。这是一种由密封条和网格布构成的材料,安装后实现柔性防水连接,保证构造无裂纹。

7.外窗洞口上边沿部位安装塑料滴水线条(见图3)。这种塑料线条带加强网布和滴水线条,可以减少外墙立面污水流入屋檐部位或流到外窗表面。

四、关于被动房项目的思考与建议

(一)被动房项目的示范作用

从建筑节能产业升级和转型的角度看,被动房的推广意义重大。

首先,有利于我国居住建筑节能改造标准的提高。我国目前的节能改造目标是按照现行国家的节能标准进行的。德国在这方面遇过挫折,导致二次节能改造,对资源造成极大浪费。吸取德国的经验,如果提高既有建筑节能改造标准,将目前节能65%提高到被动式房屋标准,其意义将非常大。如果考虑到国情发展现状,将节能标准大幅提高,也能有效解决建筑能耗缺口。比如在夏热冬冷地区开发被动式房屋,可以降低3/4的空调能耗。这方面,被动房的社会和经济效益表现非常好。

其次,有利于我国居住建筑质量和寿命的提高。我国目前房屋设计寿命仅约70年,主要是建筑部品的寿命和建筑整体的密封性能有关,被动式房屋对于房屋部品质量、寿命和安装要求都高。像德国一些老旧房屋改造成被动式房屋,改善居住环境的同时,还可再安全的使用百年以上。这方面,被动房在节约资源、保护环境方面效果显著。

还有,有利于高性能产品产业升级和发展。大力发展被动房,可以让高性能外窗、新风系统、密封材料、外保温系统等产业得到快速发展。在高性能外窗方面,Low-E玻璃、真空玻璃、五腔以上三密封塑料型材这些产品均有技术储备和生产条件。

(二)通过被动房项目改进系统门窗技术

从“在水一方”项目的实施过程看,遇到了大量的工程管理、工序配合、产品配套方面的问题。张小玲处长介绍到:“如果不是地产开发公司的超强执行能力,被动房项目难以成功。”由此可见,被动房并不是单纯的被动式技术堆积,而是系统性通过规划、设计、生产、安装过程来实现,技术之间具有相关性和衔接性,技术实施需要有执行力和监督力。这与协会一直倡导和发展的系统门窗技术思路是吻合的。可以利用这一相关性,借鉴被动房系统运营的经验教训,比如被动式房屋高性能窗在国产化、设计、施工和检测方面还需要探索解决途径。系统门窗也不只是一个简单的系统技术集成,其生产、安装环节仍有待提高,现在国内一些知名的系统门窗其仍存在一些质量投诉。系统门窗可以从标准规范、技术认定、培训教育、质量监督等多方面切入,实现建筑标准化、住宅产业化、被动节能化等多领域发展,确保工程用窗实际质量,才能真正在社会和用户中树立形象。

(三)组织被动房配套技术研究

被动式房屋中涉及了建筑门窗、五金配套件、给水管道、太阳能应用等多个行业,目前被动式房屋进展过程中还面临:缺乏对接和引导被动房屋的关键技术和高性能产品、以及设计、施工和检测能力薄弱等等问题。针对这些困难,我们可以做以下一些工作:一是积极参与住建部节能科技司组织的被动房项目工作,发挥协会和行业的优势。二是在行业内召开相关的研讨。邀请被动房项目的领导和技术支撑单位与行业先进企业共同协商解决。三是调查清楚国内被动房用部品的技术难点、生产和开发现状,动员和组织企业攻关研发,帮助寻找和建立向被动房的供应的资源。四是参与被动房标准规范的制订。对于涉及本专业的部品技术提出专业要求。

提高老百姓生活质量、建立和谐、环境友好型的社会,被动房将是一个积极有效的途径。虽然被动房方兴未艾,但是各国推广目标已定,我国在节能标准跟进后,在开发商和老百姓认识提高后,被动房会像雨后春笋般的蔓延开来,那将会是一场新的变革,不但是对房地产业,也是对建筑各部品产业。为此,我们应该做好准备。

[文献标识码] C

近零能耗建筑技术标准篇2

关键词:建筑行业;绿色;节能减排;信息化发展;建筑新材料;建筑工业化

中图分类号:TE08 文献标识码:A

一、发展绿色节能型建筑业

1、政府推动,加速节能减排速度

数据显示,全世界建筑能耗占到总能耗的40%,我国建筑能耗约占30%左右。而在城市中更为严重,建筑物维持功能上的碳排放达到了60%。2012年中国经济总量占世界的比重为11.6%,但消耗了全世界21.3%的能源,不可再生且非环保的化石燃料在能源消费的比重近70%,发展方式依然粗放。此外,与发达国家建筑相比,我国建筑的寿命较短,拆除周期短,建筑能耗比重较高。目前我国新建建筑已经基本实现按照节能标准设计,但施工阶段按照标准施工的施工企业比例却远远不够,为扭转这一局面,政府意识到建筑节能规章制度从建筑的设计到施工都必须完善并且强制实施。“十二五”以来,国家不断出台建筑业节能减排具体措施和法规,完善环保建筑工程标准,制定了一系列关于建筑业节能减排的具体发展规划,对于建筑业的节能减排起到巨大的政府推动作用,高能耗、低效率的建筑施工企业将不再适应社会发展,而遵守法规制度并参与节能减排将是建筑企业发展的出路。

2、绿色建筑理念的推广和发展

绿色建筑提出的“四节一环保”的各项措施以节能为出发点,倡导建筑应尽可能从耗能向产能转变,虽然目前建筑还没有实现,但从长远来看,这是将来建筑发展的必然趋势。在中国北方,建筑采暖耗能占据了总耗能的65%,采暖耗能不仅消耗了不可再生的资源,而且对大气环境造成污染。绿色生态建筑已经深入人心并得到广泛共识,未来绿色建筑将持续向无污染零排放方向发展,例如太阳能、地热能等新兴能源经过设计完全可以应用于建筑中,在满足建筑基本供能需求的同时将多余的产能储存并应用,因此建筑零排放甚至产生能源是可行可实现的,是建筑业发展的方向之一。

二、建筑业信息化的加速发展

随着社会的进步和网络的快速发展,信息化在建筑业中扮演着越来越重要的角色。建筑在设计阶段、建设阶段、还是最后的决策阶段都需要大量的信息作为依据,信息化平台不仅可以提供共享资源和管理信息,而且能够极大提高工作效率。当前我国建筑业信息化水平虽然飞速发展,但与发达国家仍有较大差距,建筑行业信息化覆盖率和应用程度远远不够,而信息化对于建筑业发展的贡献有目共睹,因此再次提速我国建筑行业信息化整体进程势在必行。近年来,政府不断推进建筑业电子政务信息化,实现网络招投标平台,建立健全城市规划监督管理信息系统等一系列措施,积极引进国外先进信息化平台,将先进的信息化软件加以推广,推动建筑业的更好更快发展。如2008年以来,在引进了包括BIM技术在内的一系列先进信息化平台技术后,建筑业新增固投已经达到29.31%,充分表明了先进且成熟的信息化技术可以很好的促进建筑业的快速发展。对于建筑施工企业而言,工程项目是建筑业的核心,信息化对于工程项目则必不可少,建筑企业对于包括信息化在内的技术的投入加大表明企业对于信息化已经有良好的认识。2012年,中国建筑业协会通过调研结果显示,92%的建筑企业在将会在未来四年内应用或者加大对信息化技术的投入。此外,随着科技的快速进步,手机、平板等电子产品软硬件的不断增强对于信息化软件的支持越来越强,移动信息化已经深入了人们生活的各个方面,移动信息化对于建筑业同样适用。

三、建筑业新材料的推广应用

绿色新型材料在建筑中的使用,一方面提高了建筑物的耐久性和结构强度,而且部分材料已经接近零排放,新型材料在环境保护、节能减排方面具有不可磨灭的作用。适用范围的多样化、全寿命周期经济性和节能环保、可循环再生利用成为了绿色新型材料的发展的趋势。时代在发展,人们对于更高的生活质量也在不断追求,保健养生成为我们耳熟能详的话题。在此推动下,带有零污染、净化空气等对人体有益功能的新材料逐渐涌现。抗菌材料,净化空气材料,防噪音、防辐射材料和产生负离子材料等绿色建筑材料初现端倪。舒适性建筑材料诸如调温材料在日本已经推广并应用起来,效果显著,我国已经启动此类舒适性材料的研究,不久以后也将尝试使用此类材料。全寿命周期性材料诸如轻钢建筑结构材料已经应用成熟,不仅从供材、结构强度、工期还是环保可回收利用性等方面都有很好的效果,日后普及率将会不断提高。此外,建筑废料的可回收利用是新材料需重点考虑的问题,环保且可回收也是建筑业新材料的发展方向之一。

四、建筑工业化的必然发展

建筑工业化是指按照设计,通过现代化的生产、运输、安装和合理的科学管理的工业的运作模式,来代替传统建筑业中分散的、低水平的、低效率的手工业生产方式.建筑业工业化建造,最先进的高度工业化方法为全预制装配建造工艺,效率高且建筑物建造合理标准。其次为中等工业化方法为工地预制,构配件需在移动式预制加工厂生产制作,最后吊装完成施工。再次为改进传统工艺的工业化方法,即采用工具式模板工艺、空心砌块工艺、工业化加工石材工艺等方法。但是,就目前我国建筑业整体水平来说,达到标准工业化还需要很长一段路来走,技术方面,在理论、试验、设计、加工制作、安装等多方面缺乏专业的支持;规范方面,工业化技术和国内现行的规范、建筑标准不兼容,使得设计、审批、验收无据可依,即使试验数据完整,但是需要反复论证,大规模推广进度缓慢;企业发展层面上,企业不愿投入资金方面用于未知的工业化效益,不愿打破现行建筑方法。对此,国家正在努力推进建筑工业化的制度发展,建立健全建筑工业化的制度和评价体系,建立工业化装配式施工的评审标准。未来我国将按计划踏实推进建筑工业化,逐步由劳动密集型向技术密集型转型。建筑工业化已经逐步形成了一套从构配件生产、机械化施工到科学管理的体系。未来建筑工业化将会步入一个快车道,这是包括中国在内的全球建筑行业都必须发展的方向。

五、结语

近零能耗建筑技术标准篇3

关键词: 建筑 节能建议

中图分类号:TE08文献标识码: A

一、全建设行业要充分认识建筑节能的严峻性和紧迫性

据有关数据显示,我国现有建筑95%达不到节能标准,新增建筑中节能不达标的超过八成;同时建设中还存在土地资源利用率低、水污染严重、建筑耗材浪费大等问题。预计到2020年,还将新增建筑面积约300亿平方米。目前这些建筑在使用过程中,其采暖、空调、通风、照明等方面消耗的能量已占全国总能耗的30%左右。既有建筑中,95%以上是高耗能建筑,单位建筑能耗比同等气候条件下先进国家高出2~3倍,对社会造成了沉重的能源负担和严重的环境污染。另据建设部对部分省市的建筑节能情况抽样调查结果,北方地区的节能设计达到90%,但这些做了节能设计的项目只有50%左右按照设计标准去做;夏热冬暖地区有节能设计的占19%,实际实施的有11.2%;夏热冬冷地区有节能设计的占20%,实际实施的有44%。按此调查,全国58%的建筑在执行建筑节能设计,而在施工阶段,则只有23%真正执行,建筑节能形势十分严峻。尤其是近年来能源短缺现象日显突出,全国范围内的天然气提价、空调和供暖能耗上升导致的电力、天然气供应不足早已成了不争的事实。建筑节能在整个节能工作中占有很重要的位置,因此,建设行业要大力重视和推广节能建筑。

二、提高社会市场各方主体的建筑节能意识

建筑节能是一个复杂的系统工程,涉及规划、设计、施工、使用维护和运行管理等,影响因素非常复杂,单独强调某一个方,都很难综合实现建筑节能。目前,建筑节能已引起国家高度重视,相继出台有关法律法规,建设部门也大力提倡“节能省地型”建筑,各地方政府也采取一些措施,但要实现建筑节能需要全社会共同参与。全社会的每一个从业者,不管是开发商、施工单位,还是监理单位,都要负起社会责任,积极推进建筑节能。建筑节能是亿万群众的切身事业,但是仍有相当一部分人对建筑节能的重要性认识不足,对建筑节能所带来多方面的巨大效益还不了解。落实在具体行动中,老百姓会算这样的账:购买节能住宅对我的居住成本有什么影响?房地产商也会算账:开发节能住宅会增加多少建造成本?事实上,发展节能省地型住宅,要树立全寿命成本概念。发展节能省地型住宅不是提高了居住成本,总体上是降低了居住成本。所以,要大力提高社会市场各方主体建筑节能意识,提高全社会的能源忧患意识和节能意识。

三、借鉴国外先进经验,发展建筑节能

美国、日本和欧洲的一些发达国家,高度重视建筑节能,大量的新型保温材料、新型采暖空调设备和诸如太阳能利用技术、遮阳技术、自然通风等新技术被运用到新建筑以及已有建筑的改造中,取得了显著的节能效果。在欧洲有零能耗、零排放的住宅,有太阳能自给自足,能够蓄热和蓄电,除满足建筑本身用能外,还能源源不断地向电网输电,需用时再取回来。夏天储备的能耗可以到冬天使用。对于建筑能源系统,除了普通意义上的建筑节能,还强调可再生能源在建筑内的利用和减少对地球的环境污染,更注重的是建筑与自然环境的协调和生态平衡,以求达到可持续发展。英国设计绿色节能建筑强调采用“整体系统”的设计方法,即从建筑选址、建筑形态、保温隔热、窗户节能、系统节能与控制等方面去整体考虑建筑的设计方案。发展零能耗建筑或可持续建筑是欧洲等发达国家的发展方向。零能耗建筑不是不耗能建筑,而是在采用各种先进节能技术尽可能降低建筑能耗的基础上,仅利用可再生能源满足建筑使用过程中的能耗需求,实现消耗化石燃料为零的建筑。英国建筑科学研究院(BRE)的科技创新园是专门用于展示低碳建筑的科技园。园区内设有访问者接待中心、信息枢纽中心和11个低碳示范项目。这些低碳示范建筑采用了可再生的建筑材料,高效的节能保温技术,如夹心高效保温复合墙体、三玻Low-E窗、热回收新风系统,楼板辐射采暖制冷技术、可再生能源利用技术和中水回用、景观绿化蓄水技术、智能化信息控制技术等。这些技术和系统与建筑进行集成优化,实现了建筑的低碳甚至零碳排放。此外,还有政策上的措施。如瑞典,节能住宅可获政府贷款。瑞典1967年就制定了《住宅标准法》,并规定使用按照瑞典国家标准制造的材料配件来建造的住宅项目能获得政府的贷款。瑞典的工业化标准和“模数协调基本原则”涉及住宅的各部分,如浴室设备、厨房水槽、窗框、窗扇等。美国,商业化的自律节能。

节能是一些美国家庭购房的首要指标。在美国,普通住宅的竣工是不需要政府验收的,房屋承建商自检验收很重要,住户验收签字更重要,房屋质量主要依靠房屋承建商对信誉的高度负责和重视来保障。大家都必须尊重的一条就是节能。我们该加强对节能建筑绿色的研究和示范,借鉴一些国家的成功经验,结合实际情况因地制宜,发展绿色住宅、低能耗住宅。

四、提供资金、政策支持,强化保障措施

建筑节能是一项利国利民的工作,需要必要的资金支持。除了国家中央财政的资金拨,各地可积极引导企业和其他社会资金实行资金支持。结合实际,拓宽资金渠道,灵活选择融资模式,推动建筑节能。另一方面出台相应的经济鼓励政策。按照节能50%标准计算,一平方米建筑将增加120元人民币左右的成本,那么一个建筑面积10000平米的楼房就会增加120万,这样单纯依靠用户、建设方自发的行为无法实现建筑节能目标。为调动各方的积极性,政府有一个切实可行的经济鼓励政策,引导市场,优化资源配置,以促进建筑节能发展显得尤为重要。此外,有关政府主管部门及团体,搭建技术研发平台、提供技术支撑、建立建筑节能技术服务体系提供政策保障。

五、创新理念,激活建筑节能市场需求

近年在国家有关建筑节能法规和技术标准的强制性推动下,建筑节能取得了显著的成绩。但从总体上看,建筑节能仍没有达到预期的目标。实施强制性的政府干预和行政监管必不可少,但并不等于可以忽视市场的作用。市场利益的刺激性、市场信息的灵敏性、市场调节的客观性、市场导向的适应性、市场优胜劣汰的选择性是市场经济的特有功能及优势。从政府主导和市场调节两个方面来推动建筑节能工作,通过供求、价格、竞争等要素相互作用,建立稳定、持续、健康的建筑节能市场是必然选择。因为通过建筑节能,不仅可使建筑在未来源源不断地为业主或使用者带来节省能源费用的经济利益流入,同时还可为整个社会带来减少能源消耗、改善环境质量等综合效益。建筑节能的过程以经营建筑理念为指导,才能实现价值最大化。激活建筑节能的市场需求,形成良性刺激,推进建筑节能。

近零能耗建筑技术标准篇4

关键词:建筑节能设计;低碳设计;教学方法

中图分类号:TU201.5文献标志码:A文章编号:1005-2909(2012)05-0086-04

建筑物理是建筑学专业的一门必修专业课程,涉及建筑物理热、声、光。该课程内容是为了促使学生更好地理解并运用建筑物理知识设计出良好的建筑环境,其中,热环境内容的学习和融合对于建筑设计尤为重要。关于建筑采暖和制冷所需能耗的节能减排已是当今建筑发展的一个主要趋势,对于习惯形象思维的建筑学专业学生而言,建筑物理课程内容中的理论计算偏多、公式枯燥,较难激发学生的学习兴趣。而开展直观化的实验课程教学又受制于课时和实验设备条件等限制[1]。鉴于此,在总结传统教学内容基础上,积极探索适应建筑学专业学生的建筑物理课程创新教学方法[2],将低碳化发展在建筑设计领域的最新技术应用和理论穿插在传统热环境教学中进行讲解和示范非常必要。

目前,黄险峰[3]引入建筑节能相关理念和教学方法从建筑物理的课堂教学、实验教学和课程设计三个方面进行了探索,介绍了节能内容的一般性概念,没有对具体的节能设计应用措施及相关理论联系实践的案例进行详细分析。低碳设计的实践应用是目前建筑物理热环境教学的空白。

引入建筑低碳设计内容,可让学生在掌握传统建筑物理课程相关理论的基础上,结合低碳案例讲解学会在具体设计中运用技术手段解决建筑节能问题。在教学中,以建筑物理教材内容为基础,以节能、低碳为目标,采用借助典型设计范例与具体的建筑物理知识相结合的教学手段,深入浅出地指导学生在具体的设计中体现低碳设计理念。

一、低碳设计内容引入建筑物理热环境教学

上海世博会中的伦敦零碳馆位于世博园区城市最佳实践区,是向全世界展示建筑设计和技术层面节能减排设计的最佳案例之一,是低碳技术在常规建筑中应用的杰出代表[4]。该建筑方案的原型来自全球第一个零CO2排放的社区——英国贝丁顿社区,并结合了上海当地的气候特征,采取了适应性的设计策略,全面展示了基于中国气候和经济条件下的低碳乃至零碳的实践和成果。伦敦零碳馆中所使用的一些节能减排的重要技术多数能融入建筑物理热环境课程内容的讲解中,是低碳设计的典型范例,能给学生以生动可信的真实体验和感悟。

(一)建筑气候适应性设计与低碳相结合

传统热环境教学内容中,人体热舒适和建筑气候在知识结构中起着承前启后的作用。建筑气候是建筑设计必须考虑的重要方面,而人体热舒适是学习建筑物理环境最终期望达到的目的。如何结合气候分析进行建筑气候适应性设计,使建筑满足人体热舒适要求,体现当地气候特色,尽量把自然气候因素考虑和利用起来,如太阳辐射的引入或遮挡,季节性主导风的引风或挡风,季节性地加湿或除湿等都能大大降低建筑使用能耗,体现节能减排的设计策略,因此也是建筑师普遍关心的问题。在国外,建筑师们广泛应用生物气候图法(图1)作为建筑气候适应性设计策略的分析方法,这一知识内容可作为建筑物理课程的补充内容加以借鉴,并可与零碳馆的主要技术相印证。

生物气候图法的核心在于“视建筑为生物”,对建筑所在地区的具体气候规律与建筑自身功能对照进行具体分析。首要分析当地的温度、湿度、太阳辐射、风速等气候要素,而后通过生物气候图等方法确定该建筑在该地区的气候适应性设计策略。例如:通过研究上海12个月份的气候并在生物气候图中作图可以看出:6—9月基本属于热季,其气候状态点大多在“自然通风”区的高湿度范围,这表明气候潮湿炎热,设计时必须充分考虑遮阳和自然通风。由图中分析仅靠除湿即可将气候状态点拉近到热舒适区,由此可以看出:在这一地区,除湿比制冷更重要且是能耗较小的调节温度的手段。

在上海零碳馆中,为减少建筑的暖通能耗,采用太阳能热水驱动的溶液除湿系统给通过风帽引入室内的新鲜空气进行降温除湿。这一溶液除湿系统利用空气和易吸湿的盐溶液接触,使空气中的水蒸气吸附于盐溶液中从而实现对空气的除湿。溶液对空气除湿后自身会变稀,需要再生,零碳馆中则利用位于南向墙的太阳能收集热水系统来驱动溶液再生。这一技术措施结合了当地季节变化和特点,通过除湿提高室内环境带给访客热舒适度,比采用传统的蒸发制冷方式调节室温所需能耗大幅降低,从而使整个建筑全方位地凸显环保性和节能性。气候适应性建筑设计策略结合专业人员的技术支持,是体现建筑师节能减排设计和绿色建筑理念的良好手段,在中国应大力推广应用,以减少建筑物的运行能耗,甚至设计建造出属于自己的零能耗建筑。

(二)建筑通风与低碳设计相结合

热环境教学一般强调利用风压作用进行通风。如按照当地的风玫瑰图进行设计,合理地布置朝向、间距、房屋布局,以此来组织室内穿堂风和被动式的通风,这一设计往往忽略了主动式通风和热压通风的应用。巧妙吸引风压、回收和排走显热与潜热、利用太阳能进行热压通风,以及进行室内采暖除湿,是提高建筑内部的热舒适和节能降耗的关键。

零碳馆中采用风动储能保温除湿双向通风帽系统进行主动式通风,以此保持室内空气正常温湿度。这22个风帽会通过外界的自主风力寻向装置确定建筑周边风力的主要方向,从而通过计算机控制主导风向,主动地吸引外界风力流动,并且进风和排风管的高度差充分利用了室内局部温度差所带来的热压驱动效果,将室外风动力转化为室内建筑通风的动力,从而免去了传统空调通风系统的能耗(图2)。这些风帽下部配套安有溶液除湿、加湿体系,使引入的新鲜空气能够零能耗零污染地实现降温、除湿或加湿处理,确保室内温湿度达到适宜标准。当外界风力不足时,可以启动由光电板收集能量所驱动的风机系统进行通风。馆内所采用的这套通风方式使得其能耗降低为常规系统的1/5,大大地降低了通风和散热成本。充分利用通风原理并以极少热损耗即可获得良好通风性的技术手段,综合了课堂中关于组织好自然通风的教学内容,值得学生好好揣摩并学以致用。

(三)建筑保温隔热内容融合低碳设计理念

在热环境课堂教学的保温隔热内容环节,主要教学目的是使学生深入理解建筑师在设计中如何处理保温和隔热问题的思路,使学生掌握室内温度控制的基本方法,在此基础上灵活运用。如在建筑保温内容的教学中,需要学生着重理解确定围护结构具有足够的保温性能和热阻,且尽量考虑外保温设计,以避免潮湿、防止壁内产生冷凝。这一点,在零碳馆中应用突出。要保持零碳馆室内舒适的温度和气候,光有风帽通风系统和溶液除湿系统远远不够,还必须有保温节能较好的外壳。传统教学内容中关于保温设计,一般要求护结构的设计满足最小总热阻即可,但零碳馆中对此方面的考虑和应用远大于传统设计标准,其采用的外墙构造为13 mm抹灰层+140 mm混凝土砌块+300 mmXPS+外墙面材料+13 mm抹灰层,远远超过了普通建筑使用的保温材料厚度,其墙体保温U值达到了0.11~0.3W/m2·K。除此之外,与墙面同样重要的窗户也无例外。全部窗户均设计采用low-e中空玻璃,可有效阻止室内热量泄向室外。窗框则利用绝热的热断桥将外部和内部框架隔开。通过这些处理既阻隔了夏季热量的进入,在冬季又能够保持室内空间舒适的温暖,建筑能耗大为降低。在国内现阶段的建筑设计主流中,一般认为保温材料刚好满足热阻标准要求即可,教学过程中以往学生也对此不够重视,结果导致在实际设计中大多建筑师仅使用不超过60 mm的保温材料,节省了成本,但造成了建筑使用周期内的采暖能耗居高不下。通过对零碳馆这一中国瞩目的第一栋零CO2公共建筑的实际设计应用介绍,大大加强了学生对知识的印象,强化了他们的节能思路和设计习惯。

又如:在建筑隔热内容的教学中,控制太阳辐射,降低室外综合温度,增加围护结构蓄热能力,是需要学生掌握的最重要的防热方法。特别是在南方地区,遮阳设计非常重要。在介绍遮阳板内容时,要引导学生根据当地的地理位置、气候、季节和建筑朝向等进行遮阳设计,主要目的是通过合理计算遮阳构件的尺寸,确定相应的构造,使遮阳板能在夏季防止直射阳光进入室内,又能在冬季不妨碍阳光的进入,从而既提高室内热舒适,又节能降耗。从零碳馆的设计中可以看出这些理论方法的实际应用(图3),其主要窗口朝南,可以通过南向窗户上悬挂的遮阳装置控制建筑被阳光照射。经过计算优化,遮阳装置设计的最终结果是遮阳板外挑深度为3.6 m,投射系数为0.74,阳光间深度为1.2 m,恰好可以阻挡夏季的烈日,避免室内出现过热现象,同时,冬季又可以利用入射角度较低的太阳光射入玻璃阳光房进行被动式采暖。

除此之外,在隔热措施介绍中一般会穿插国内外生态建筑的节能设计方法。如在露台种植花卉或草皮形成种植隔热屋顶以改善下层建筑的热环境;用玻璃罩覆盖构成日光室以在冬季对邻近房间进行采暖;利用先进的光电玻璃幕墙和墙体太阳能集热器提高室内热舒适等。这些措施均在零碳馆的设计中有所体现。如在零碳馆的北面屋顶设置了部分屋顶绿化(如图2),通过过滤膜、植被层、腐质土、蓄排水盘、保湿毯、隔根膜、楼顶版和防水层等组成屋顶绿化,在烈日下,具有遮热、断热与冷却的作用。由于植物的蒸腾作用,还会带走室内的部分热量,起到良好的降温效果。零碳馆还使用了回收骨料的混凝土结构充当蓄热体以此来增加建筑主体蓄热能力,混凝土砌块厚100 mm,密度>1400 kg/m3。当房间温度升高时,墙面和楼板自动吸热;而当温度降低时,墙面放热,还可通过窗户的启闭进行补充。此外,零碳馆的外墙面采用了SiO2纳米材料涂层,当室外热辐射进入纳米涂层时,大量特定波段的非可见光能量被反射出去,使室内外环境造成温差,达到冬暖夏凉的效果。东侧幕墙则使用薄膜电池作为建筑和照明能源同时减少直射阳光产生的炫光。由此将种种与传统教学内容息息相关而又有所引申的低碳设计概念进行介绍,深入浅出地引出各种隔热技术,展开学生探讨,启发学生兴趣,从而提出他们对自己建筑设计大作业或课程设计的设计方案。

二、结语

由于可持续发展社会和降低建筑能耗的需求现状,低碳建筑、绿色建筑将在未来备受推崇,建筑物理也应在传统理论基础上结合新的技术应用,与时俱进满足更高要求。在建筑物理传统教学内容中融入低碳设计理念,打破传统的建筑设计与建筑技术课程界限,是一种切实可行的建筑低碳设计教学创新模式,在实践教学过程中极大地激发了学生探索知识的欲望,有利于学生在具体设计中体现低碳节能理念,是建筑物理教学的一次有益尝试和探索。在今后的教学实践中,还可引入先进有效的实验手段,进行建筑低碳节能方案计算机模拟预测等,为建筑的低碳设计提供有力的理论和实验基础。

参考文献:

[1]董海荣,祁少明.建筑物理课程实践性教学改革探讨[J].高等建筑教育,2008(1):108-111.

[2]孙峤.建筑物理课程教学模式的改革与探索[J].高等建筑教育,2009(6):63-65.

[3]黄险峰.在建筑物理课程教学中引入建筑节能内容的尝试[J].广西大学学报:哲学社会科学版,2007,29(S):24-25.

[4]陈硕.世博会伦敦案例零碳馆——应对气候变化的城市策略[J].南方建筑,2010(5):38-41.

Introduction of low carbon design content into the thermal environment

teaching of architecture physics

YANG Sheng, YANG Neizhou, ZHOU Guangwei

(Civil Engineering and Architecture Department, Xiamen University of Technology, Xiamen 361024, Fujian Province, P. R. China)

Abstract: Architectural physics is a required fundamental course of architecture specialty. Its thermal environment content also is the significant theory basis of building energy conservation and emission reduction, which should be tightly combined with the modern technology development and the social demand. We introduced the low carbon design methods of buildings into the traditional classroom teaching content of architectural thermal environment, which focused on the application of low carbon technology in designing and developed the low carbon energy saving consciousness of students to cultivate students applying knowledge to practical designing and achieve a perfect combination of design and function. We put forward a feasible teaching method of low carbon design in construction.

近零能耗建筑技术标准篇5

关键词:建筑机械,发展趋势;环保节能

中图分类号:TU69文献标识码: A 文章编号:

一、我国建筑机械的发展现状

我国建筑机械经过 50多年的发展,已经成为一个拥有20 多类产品、1000 多亿元年产值的行业,在世界建筑机械市场也具有一定的影响。随着建筑机械品种和数量的不断增加,大量建筑机械所消耗的资源、排放的污染物以及施工中产生的噪声、粉尘等对环境产生了难以估计的负面影响,而企业却还没有彻底摆脱高能耗、低效益、重污染、粗放式的传统模式。自上个世纪90年代,发达国家建筑机械已经进入信息化发展时期,节能与环保、安全技术、自动化控制技术、可视化技术、人机工程、故障诊断与监控系统、机群作业信息和控制等方面被普遍重视,并出台了相应技术标准。我国的环保和节能建筑机械起步较晚,尚缺乏相应的技术法规和标准,有关环境、安全、人机等方面指标过低,阻碍了我国绿色建筑机械的健康发展。

近几年的国际贸易争端由关税壁垒正逐步向环境壁垒转移,“环境”已成为制约和限定贸易自由化的新因素,建筑机械的产品设计与制造要考虑适应环境生态发展的要求,开发研制环保、节能型产品是今后建筑机械发展的必由之路,更是社会可持续发展的必然要求。

二、环保和节能筑机械的开发设计趋势

当前建筑机械设计以节约能源、合理利用资源、减少对环境的污染、操作与控制更加科学化化为目标,是有利于人类生存和环境保护的各种现代技术的集成。建筑机械的开发设计应该集产品设计、制造、使用和回收等诸多方面,充分利用现代技术,最大限度地实现节约能源、合理利用资源,减少环境污染负荷以及减少废弃物的产生,达到生产与自然环境的和谐。环保节能产品的产生要依赖于相关的技术,最主要的是选择环保材料、采用绿色设计、进行无污染、无公害化制造、生产和使用。

1、选择节能环保型材料

材料是构成机械产品的基础,对机械设备的性能、价格、特点及环境属性有直接的重要影响。建筑机械由多种材料构成,选择节能环保材料需要考虑到材料的节能环保特性和功能特性。应考虑材料本身性能的先进性,尽量采用不加涂镀的材料及易回收、可再生、可分解或降解的材料。尽量减少材料的使用总量,降低材料的种类,尤其对环境和人类有危害作用的材料,昂贵金属或非金属材料应尽量少用、不用或代用。采用低环境负荷材料,使材料与环境协调相容,选择易加工、低毒、低害、污染小、无毒的无污染或低污染的材料和工作介质。如在仪表、散热器及蓄能电池等配套件的生产中,尽可能减少铅的使用量:选用低碳马氏体钢、非调质钢代替调质钢结构构件采用性能好的钢材,可达到节约材料、提高性能的目的,如起重机臂架和变幅小车采用高强度钢,既降低自重又提高了起重性能。混凝土机械用的合金铸铁可用高强尼龙替代,不仅延长了使用寿命,还可减少噪声。

2、使用环保型发动机

发动机是建筑机械所有系统中对环境影响最大的部件,应使用低油耗、低排放、低噪声、高效率的环保型发动机或配置废气净化、再循环等装置,大大降低对环境的负荷。随着国内外各大中城市对城市环境保护的日益重视,特别是随着装载机等建筑机械产品在市政建设中的使用量不断加大,对机动车辆尾气排放烟度、噪声等指标的限制愈来愈严格,建筑机械产品有必要按照行业新的环保标准使用环保型发动机。

3、可回收利用

在设计中应简化产品结构,对产品的组成类型进行分析计算,减少零件和材料的种类和数量,合理利用结构,用附设少量零件的方法实现多功能、多用途的目标,考虑产品的可回收性、可拆卸性和再循环利用性,并对零部件分类,如设备中不同种类、类型的材料可用不同颜色相区分,确定可再循环利用的比率,尽量使报废件处理简单、费用低和污染小,零部件解体方便、破碎容易、能焚烧处理或可作为燃料回收。对可回收的零部件进行拆卸和清洗并加以必要的修复,使零部件的尺寸和性能得以恢复和重新利用。

4、降低能耗

世界已公认节能是继煤炭、石油、水能、核能之后的第五种能源,而且降低油耗有利于环保。因此在保证主机各项性能参数前提下,尽量提高发动机的燃油经济性,提高动力传动系统零部件的强度和耐久性能,提高各系列产品同类零部件的通用性和互换性,加强作业机械和管理,减少内部摩擦和机械磨损,延长产品寿命,降低报废量。还可以减少主机和附属作业装置体积和重量以减少材料和资源的消耗,降低产品能耗可减少对环境的污染。

5、开发节能技术

应选择洁净的能源,并最大限度地节约能源,使之能耗最少。如可采用飞轮、蓄能器及蓄电池等来减少机械在行驶或作业中因变速或制动等而耗费的能量。开发清新能源和节能技术,清新能源具有低能耗、低污染并可再生使用的特点,开发电动机械、电动执行元件、太阳能电池和新型蓄电池;采用节能技术措施,如开发新型驱动机构,合理确定传动与动力匹配,建立能源回收存储系统,减少泄漏和管路损失,电梯的同步永磁无齿轮曳引机、变频驱动系统或间歇式操作系统都具有明显的节能效果。

6、科学性和美学设计

建筑机械控制技术的电子代表了当今技术的发展趋势,采用微机控制技术,实现各种工况下的自动判断,达到发动机的最佳功率匹配,减少发动机的燃油消耗并自动诊断机器状况,使机器始终保持良好状态,控制和操纵的科学性大大提高作业的安全性和舒适性。传统的建筑机械产品一直是外形粗放、笨重的形象,环保型产品更注重外观美学设计,达到机器与环境的和谐,给人以视觉上的美感。

三、建立完善的机制

1、实现节能环保目标必须建立和完善环境法律体系

提倡“绿色施工”,建立环境保护责任制度,采取有效措施,防治在生产建设中产生的废气、废水、废渣、粉尘、放射性物质以及噪声振动、电磁波辐射等对环境的污染和危害。把环境保护贯彻到政府各项重大建设项目中,流域开发、区域开发、资源开发和城市建设等方面的宏观决策要有相应的法律基础。公共建筑节能国家标准将实施,建筑机械行业也应建立符合国际规范的技术平台和评定体系。为了保证立法的科学性和合理性,法案的起草应当立足在我国国情的基础上,大胆借鉴国外的先进做法和成功经验。加强全社会的环保宣传和教育,普及有关环境保护、生态建设的知识、政策和法律,使广大群众树立良好的环保与节能意识和道德观念。依靠广大企业及社会团体的支持和参与,发挥群众对环境保护的监督作用,只有把法律监督与群众监督很好地结合起来,才能保证环境法律的实施。

2、实现节能环保目标还要经济激励和限制相结合

由于传统的建筑机械产品适合于落后的施工方法,单从市场价格上看仍具有一定的优势,而使用单位在购买设备时通常更注意价格,忽视产品的节能性和环保性。政府部门应加大执法力度,限期淘汰不符合环保和节能要求的产品,从产业政策加以引导,经济激励和限制相结合。有效的税收制度是推动环保与节能的基本措施,用经济的杠杆促使环保与节能技术产品的发展。建设并完善节能环保机械公共服务平台,增强企业的技术创新能力,突破公共技术服务的瓶颈,产生人才集聚、技术集聚、产业集聚的“磁场效应”,形成较强的区域产业竞争力。

结束语

建筑机械在我国的发展虽然取得了一定的成绩,但是相对于国外一些国家而言,依旧存在着一定的不足之处,尤其是现在环保节能的提出,人们更需要将此建筑机械朝此方向发展,以便促进我国建筑机械的长远发展。

参考文献:

[l]张轶,中外建筑节能情况对比[J].节能与环保.2005,(04).

[2]徐东云、曾庆星,浅谈环保节能型工程机械产品的设计[J].建筑机械化,化,2004,(11).

近零能耗建筑技术标准篇6

【关键词】低碳;建筑业;改革;发展

目前,在中国发展生态建筑、绿色建筑,重要的并不在于设计和建造一些高技术水准的高标准建筑,用以宣传和示范,而是实实在在地解决最广大的一般住宅和普通建筑的问题,例如冬天保温、夏季防热、自然通风、建筑隔声、垃圾收集、供水保障、降低采暖费用、太阳能热水器与建筑结合等等。低碳经济的核心是能源技术和减排技术创新、产业结构和制度创新以及人类生存发展观念的根本性转变。那么,在低碳理念下的建筑业应走怎样一条发展路径?

1 低碳发展理念提出与明晰的社会背景

低碳发展理念追求的是人与自然的和谐共生,是人类营造安全发展环境、实现可持续发展的一种路径选择。这条发展路径主要源于对三方面的考虑:首先是全球气候变暖对人类生存和发展的严峻挑战。随着全球人口和经济规模的不断增长,能源使用带来的环境问题及其诱因不断地为人们所认识。由于人为排放的二氧化碳等温室气体,引起了全球气候变暖,反过来又影响到人类自身的生存和发展,降低碳排放强度就成为保护我们共同的地球的客观需要。其次,过多过滥、粗放式地使用资源,单位能耗与单位资源耗量过高,资源枯竭进一步加深。其三,发达国家迈过了以使用高碳能源为主要动力的发展阶段,发达国家保持现有福利水平,可以不依赖高碳能源、特别是煤炭的生产和消费了。因此低碳经济的发展已成为未来世界经济发展的大趋势。

由于我国经济发展中需求结构、供给结构、要素结构不均衡,经济发展对社会、生态、资源等亦产生着一些不良影响,低碳发展意味着转变经济发展方式,减少污染排放和能源消耗,进而减少对生态环境的影响。我国是发展中国家,鉴于我国国情,我国政府确定的低碳发展目标是:以相对较低的碳排放,实现可持续发展和现代化建设,主要着力点在于大幅度降低单位GDP的碳排放量。从长期看,通过坚持不懈的努力,到2050年基本实现社会经济发展与碳排放的完全脱钩。从中期看,通过采取强有力的政策和措施,到2020年努力实现单位GDP二氧化碳排放强度比2005年下降40%-45%的目标。

2 低碳发展引发房地产经济“革新”

低碳发展作为一种国际性的共识正在从理论层面向经济发展与社会发展的实践转移,而低碳发展中倍受关注的即是房地产经济如何在减少低碳排放上做文章。因为城市二氧化碳的排放50%源于建筑。就我国说来,现在每建成1平方米房屋,即排放0.8吨碳,城市二氧化碳排放总量中建筑贡献50%,如果所有建筑节能达到70%标准,可以减少20亿吨二氧化碳排放量。

2.1 国际社会低碳房地产经济的新变化

哥本哈根气候变化大会让低碳概念在国际社会拥有了前所未有的关注度,“减排”、“低碳”概念直逼房地产经济,引发着人类对发展房地产业的创新观念,这种创新观念正在引领着全球房地产经济的新变化。仅就上海世博会前后这段时间看,就有着很多佐证点。

理论层面的热议和探讨。在上海世博召开前夕,为了深入探讨世博会低碳城市先进理念和优秀案例、交流国内外最新规划设计经验,由中国城市规划学会、美中城市协会和同济大学联合主办,同济大学建筑与城市规划学院和美国CA规划设计师事务所北京代表处具体承办上海世博•低碳宜居城市发展论坛,探讨如何控制碳排放、提升宜居性、改善城市交通、提高土地利用效率。

实践层面的摸索和尝试。在世博会城市最佳实践区的北侧,一座占地2500平方米的展馆没有奇思妙想的外部造型,它的外墙主要为黑白两色,屋顶22个色彩鲜艳的三角形风帽和屋顶充满绿意的空中花园。 座场馆的名字叫“零碳”,这里所有的设计和建造主题只有一个――零二氧化碳排放,建造者希望以此向人们展示一个零碳的未来。这就是上海世博园内的伦敦馆展示的是“实现零排放的房子”:利用太阳能发电、收集雨水使用、剩饭剩菜用作沼气能源……这些都是在同一栋房子里实现的。世博会上,其它各国也重金在低碳建筑上做文章,例如,西班牙馆基本采用藤条材料既环保又传统;意大利馆的“透明水泥”,在混凝土中加入玻璃质地的成分,最后呈现出不同透明度的渐变;瑞士馆,大豆纤维制成的红色幕帷,能发电,能天然降解;日本馆,外墙采用太阳能发电装置的超轻膜结构,号称“会呼吸的墙”;世界气象馆,据去过现场的人描述,墙体外层就像人体的皮肤,听说有防风、防雨和透气的功效。

2.2 我国低碳发展房地产经济的共识与行动

我国属于高碳经济行列。2007年我国消费煤炭约23亿吨,碳基燃料共计排放CO2达到54.3亿吨,居全球第二。我国每建成1平方米的房屋,约释放0.8吨CO2;每生产一度电,要释放1公斤CO2;每燃烧1升汽油,要释放2.2公斤CO2;因此,在2008年的国家4万亿元经济刺激计划中,有2100亿元用于节能减排、发展循环经济和生态环境建设。

在我国,党和国家领导人高度重视低碳发展建筑业。2009年8月12日总理主持召开国务院常务会议,首次提出中国将培育低碳经济作为新的增长点,要“大力发展绿色经济。紧密结合扩大内需促进经济增长的决策部署,培育以低碳排放为特征的新的经济增长点,加快建设以低排放为特征的工业、建筑、交通体系”。2009年9月22日总书记在联合国气候变化峰会开幕式上发表了题为《携手应对气候变化挑战》的讲话。联合国气候变化大会在哥本哈根召开前十天,我国宣布承诺到2020年单位国内生产总值二氧化碳排放比2005年下降40%-45%。为了应对气候变化,我国采取了强有力的措施:一是加强节能、提高能效;二是发展可再生能源和核能;三是增加森林碳汇;四是发展绿色经济、低碳经济和循环经济,研发和推广气候友好技术。

住房与城乡建设部副部长仇保兴指出,我国的建筑使用能耗占全社会总能耗约28%,预计今后这一比例还将继续增加,建筑是温室气体排放的主要来源之一,对气候变化有着重要影响。目前,我国拥有世界上最大的建筑市场。全国房屋总面积已超过400亿平方米,今后我国每年还将新增建筑面积16亿~20亿平方米,到2020年新增建筑面积将达200多亿平方米。到2020年我国城市的大部分建筑都将完成节能改造。

近零能耗建筑技术标准篇7

关键词:建筑节能 CO2排放量 热工指标 零能耗 标准评估程序 能耗自理标准 智能化住宅 环保型建筑

Abstract: This paper represents the investigation report on the building energy-saving technology in three European countries. In which, the current trend of the energy-saving and the achievement on the new technology and new materials developed in Europe are introduced, while the useful experience can be supplied for the new standard and new technology of our country.

Keywords: building energy-saving, CO2 discharge, thermal norm, zero energy consumption, normal evaluation procedure, self energy consumption standard, intelligent housing, enevironmental-protection building

2001年9月,由中国建筑业协会建筑节能专业委员会和北京亿丰豪斯沃尔新型建材有限公司共同组团,去欧洲三国――法国、德国和英国进行建筑节能考察。在考察期间主要听取了欧洲各国的节能规范、标准以及近期发展的新材料新技术,并就有关我国在节能工作遇到的问题座谈探讨。

各国建筑节能标准的有关内容

1997年联合国气候变化框架公约组织通过了《京都议定书》,在议定书中欧盟国家承诺在2008~2010年间,其温室气体排放量比1990年要减少8%。为此,目前各国对建筑的能耗和CO2气的排放都做出了规定,并制订了相应的标准。

⒈法国

在法国,对CO2气体的排放,提出了“空气法”,这一政府法令在建筑中主要对烟囱、采暖、炊事、空调、燃料中有害气体的排放量加以限制。在节能方面,法国于1974年~1988年先后过三个法规,其目的是节约能耗,减少空气中CO2的排放量,提高居住舒适度,同时考虑在运行过程中减轻用户负担。新法规还进一步考虑夏季的舒适度和降低空调的能耗措施。法国在节能和排放CO2的标准上共出台了四个法令,第一个是政府令,由总理签署,即RT2000令,两个是住房部法令,其一是建筑节能应用标准的技术要求,其二是计算方法,最后一个即“空气法”。这些法令在2001年6月1日已开始实施,建筑部门以此法令为准绳进行设计才能获得建筑许可证。

住房部法令对建筑节能方面提出两个值,第一是参考值,主要是鼓励技术进步,要求在不增加投资或附加费用的条件下能达到的标准,第二是最低限值(又称警戒线)这是强制性规定,其中包括采暖、空调、热水、照明、气密性、通风等方面指标。计算包括冬季和夏季,尤其是夏季空调的节能,如何通过遮阳来减少热辐射,同时要求通风良好,规定窗户面积不得小于30%。

⒉德国

德国在欧洲国家中,其节能标准处于领先地位,其主要特点考虑三方面的因素,一是建筑材料的制造能耗,二是制订建筑物围护结构各部位的热工指标,三是CO2浓度排放量的指标。

据德国BASF公司估计,用在EPS板的生产能耗,通过建筑上节约的能耗,一年能回收。

说明:德国对节能的指标以油为计量单位,它的计算公式是:

QH=0.9・(QT+ QL)-(Qi+Qs)kW/年

QT=屋顶、地面及外墙热损失

QL=窗户热损失

Qi=照明得热

Qs=太阳光得热

QH=总热耗

CO2排放量的限值越来越重要,据英国研究机构认为它主要来源于建筑物(占45%),建筑物中住宅又是主要的,占26.7%,而德国又认为在住宅中主要来源于采暖和热水,解决的办法,一是搞好围护结构和门窗的节能,二是提高锅炉的运行效率,三是从建筑规划设计、朝向以及从阳光和建筑内部的散热来获取能源是有效的途径。

2001年新标准指标为:外墙0.2~0.3W/m2・K,门窗1.5W/m2・K,平屋顶0.20W/m2・K。

⒊英国

英国每年大约新建175 000套住宅,其中85%是私人住宅,公有房屋仅占15%,但均得遵守英国政府颁布的节能标准,其标准有几种,一种是一般标准见表1-4。

在此说明,屋面0.15 W/m2・K是指平均值,根据屋面不同形式又定出具体标准,如坡屋面分两种:有椽子的为0.2 W/m2・K,带檩条的为

0.15 W/m2・K,平屋顶则为0.25 W/m2・K,窗包括天窗采光窗。

英国建筑研究院(BRE)最近又提出了节能住宅的新概念,名为家庭能耗(计算)模式(BREDEM),是一种模拟计算程序计算居住建筑的能耗,内容涉及到采暖、生活热水、炊事、照明和家用电器等方面的能耗,为此,他们将建筑执行三种标准,一是零CO2排放(ZERO CO2),二是零能耗采暖(ZERO HEATING)和能耗自理标准(AXD AUTONOMOUS STANDARDS)。这三类标准的概念是:

⑴零CO2排放,每户每年CO2的排放量是根据每户每年使用的能耗计算而得出,要求这一值为零,故希望住户使用的能耗来源于再生能源(如太阳能或风能等)。但如果用户暂时还使用不了再生能源,只能从能源公司购买“绿色”能源(如电)。则日后住户必须将自产的可再生能源(如电),并入电网以补偿以前由于使用其它能源而生产的CO2,使两者得以平衡。

⑵零能耗采暖住宅

这种住宅根据BREDEM有关条例,按家庭人口生活所需各种能耗,如采暖、照明、家电等,均要求这些能耗均来源于太阳能和其它非正式采暖热量,使能耗为零。

⑶(能耗的)自理型节能计算标准

这类住宅必须满足上述两种住宅的采暖标准,住宅本身必须有可再生能源采集装置,可以是单独系统,也可以若干幢住宅联网,不得用不可再生能源,如与公用电网联接,必须输出和输入平衡。此外还应设污水处理装置和中水回收利用装置,使用水源后,还要用中水补充地表水。英国还对建筑物节能提出一种标准评估程序即SAP(Standard Assessement Procedute),根据建筑物每年采暖和热水的能耗费用以及年CO2的排放量计算,做出从1~100评分,1为最差,100为最佳。这种评估与房间大小、人口多少、自置家电、采暖温度和时间以及建筑物所在地理位置无关,评分后在建筑物上做标志和分值。在英国采用BREDEM标准时,对围护结构及建筑物的密闭性和通风也提出标准。

保温建材及新型保温建材的开发应用

⒈概况

当前世界各国使用的节能建材品种很多,大致有几类,一类属聚脂类,如泡沫聚苯板,挤塑聚苯板和发泡聚胺脂等,另一类是属于棉类如岩棉、矿棉、玻璃棉。再一类属于天然的无机材料,如软木、植物纤维和废纸浆,还有一类是属矿物经加工的保温材料,如泡沫珍珠岩,泡沫玻璃等。

欧洲各国对各种保温材料的选择,以及在建筑各个部位上的用法以及构造等也各不相同,如德国泡沫聚苯板用量最多。1950年开始生产,1955年首先在建筑上使用,其产量1997年达到高峰,年产4 500万立方米,在全球而言,1995年达78万吨。在德国泡沫聚苯板大部分用于外墙,约占总产量的53%。但在屋顶上聚苯板用得少,仅占总产量的5%,大部分用岩棉或玻璃棉。

⒉新型保温材料

为适应建筑外保温需要,德国BASF公司开发了两种新型保温材料。

⑴NEOPOR

这种保温材料的外观、形状与普通EPS板没有什么区别,在原材料中加入石墨,所以其产品呈银灰色,这种产品的特点是可以降低产品的吸水率和导热系数,从而改变了聚苯颗粒之间辐射、对流和传导之间的性能,并减少了制品的静电,其性能指标见表2-1。

⑵PERIPOR

这种新产品是应用在建筑物±0.00以下地下室的外墙部分,起挡土和保温作用,过去该部分均采用挤塑聚苯,因为这部分要求高强制品,但是挤塑聚苯虽有密度低,强度高,吸水率小的特点,但是毕竟价格贵,在该部位的产品,保温性能并不是主要的,而强度和吸水性能才主要。

其主要性能:

①导热系数 ≤0.04W/m・K

②密度 31kg/m3

③水蒸汽扩散 3.85%(允许值为12%)

④吸水(28天) 1.0%(允许值为2%)

能耗的计量和收费

⒈服务公司

各种节能咨询或顾问公司是欧洲特有的一种服务公司,其中包括对能耗的计量、各种表的安装、计算和收费等成套业务的服务公司。如德国的Viterra是这类经营较好的一家公司。公司的服务内容是首先对用户提供各种计量表,并为用户安装,从系统安装完毕后,实行读表、计量、算钱、收费一条龙服务,最后向用户开出帐单。其服务内容是全方位的,不仅是热能计量还包括用水和用电计量。

⒉计量方法和收费

计量分总计量和分计量,在各住户中均有各分计量表,在热、水、电、气上均设有分表,如热量分配表、水表、电表等,在各个单元,根据不同单元不同住户还设有总表(这种表的类型有人工读表,半自动化读表和全自动化读表),最后汇总、算出帐单,但是这份帐单并不是根据每户分表上的累计,因为这样收费不尽合理,中间单元能耗省,边角单元则费,所以公司根据每户所处不同位置进行调整,做到合理收费,它是通过整栋建筑的调节加以计算,对各户进行调节。

⒊计量在欧洲各国发展概况

德国是目前世界上热表装得最多的国家,在欧洲占首位,98%的用户均安装计量。仅计量方面就节约了15-20%的能耗,德国的规范始于1981年,并于1984年和1989年又经过两次修订,目前装热表达100万块(该表价格较贵),装热量分配表达4 500万块(该表价格便宜),目前德国3 400万套公寓中1 400万套是集中供暖,安表计量都指这一类的建筑。奥地利是1980年开始,1992年开始规范化。丹麦是发明热计量表的发源地,是世界上最先进的国家,用户100%的安表计量。意大利和西班牙属南欧,气候温和,现在刚刚起步。

既有建筑的改造

在考察过程中参观了三处既有建筑改造的工地,二处在法国,均系单元式公寓外墙外保温,其中一处采用块型的泡沫聚苯板,块材尺寸约500mm×500mm,板厚方向均开槽,采用金属构件分层承托,粘、钉结合的方式,固定在既有建筑外墙上,具体构造节点见图1。另一处是采用装饰保温一体化构件,这种构件是工厂预制的保温板,这种板有三层,外表是面砖,后背保温层为发泡聚胺脂,面砖和保温层之间有一加强层。这种保温板共有两种型号,一是平板,尺寸约1200mm×600mm,二是角板,其构造形式是由金属构件分层承托,窗口有金属挡板,将保温板用胀管直接锚固在墙上,锚固件的位置承梅花状,间距约300mm,将其钉在“灰缝”的加强层上。因为原建筑为清水红砖墙,保温板也做成各色的面砖,这样可以与改造前原建筑风格完全一致。构造节点见图2,施工过程及完工后外貌见图3~6。

再一处是德国BASF职工宿舍的改造,上述两工程的改造均为外墙面,并不影响居民的生活,BASF宿舍的改造较为彻底,不仅外保温,而且对采暖系统进行全面改造,它在外保温改造上的特点是利用BASF新产品,名为NEOPOR石墨的泡沫聚苯板,采用粘、钉相结合的方式固定在墙上,原墙体是300厚空心灰砂砖。

低能耗住宅、智能化住宅和环保型建筑

⒈低能耗住宅

德国住宅建筑耗油量的新标准是6L/m2・年,为进一步节约能耗,最近修建成了3L/m2・年的低能耗住宅。试点工程是一幢两层坡屋顶的单元住宅,外墙为300mm厚空心灰砂砖,外贴200mm厚热工性能优异的NEOPOR(掺有石墨的)泡沫聚苯块,地下室顶面贴140mm厚,楼板上部贴6mm厚这种材料,±0.00下地下室外墙保护层采用180mm厚PIRIPOR高强聚苯板,屋面采用双层保温,将90mm厚的NEOTEET与200mm厚的NEOPOR复合,屋顶设交换器,85%的热能重复利用并经常保持室内空气新鲜,窗户采用UPVC塑钢窗,三层玻璃,中间充惰性气体,传热系数约为0.8W/m2・K,在窗户外墙有推拉式的防护板以调节太阳光和热能,在细部构造处理上为避免“热桥”,将阳台与建筑主体结构分开,仅用连接构件连接,见图7,室内抹灰采用一种掺有石腊的保温砂浆。

⒉智能化住宅

在英国BRE(英国建筑技术研究院)院内修建了一幢智能型节能建筑,这是一幢两层坡屋顶独立住宅,见图8~9。

该科技含量较高,其中围护结构外墙采用装配式预制复合大板,外部是木板,中间保温材料为废纸浆,内部为纸面石膏板,该建筑室外设置一个类似暖棚的斜玻璃阳光室。其上部有金属自动卷帘百页,随阳光的强弱,由红外线自行开启、关闭,也可手动开启、关闭;阳光室设有可自动开启的百页窗,可调节室内空气;该阳光室可种植植物以改善室内空气和美化环境;玻璃斜顶上设有太阳能集热板和太阳能真空热水器,还装有风力发电装置,室内装有防盗监控器、烟感器、自动喷淋、音响及家电自控设备,卫生间有节水装置,如浴缸、洗手盆均装有不同水位的按钮,可根据需要水量操作不同按钮;厨房设有遥控装置,对炊事用具如微波炉、烤箱及燃气灶可遥控开关;室内还配备有智能化办公设备;房间门上装有活动通风百页,以形成室内空气对流;采暖用水由地下15m处抽水打入顶层,通过热泵,转换成热水,暖气片为串联散热片,设于房间地面一侧下部,上设约300mm宽的散热篦子;在阳台门与阳台之间为落地玻璃门,不设帘子,而采用液晶技术,通过开关,可使玻璃成为雾状玻璃;屋顶为坡屋面,上种草皮,其具体做法是在草皮下设30mm土层,土层下为聚苯保温板,保温板下为防水层,为浇灌屋面草坪,上设喷淋设备。

⒊环保型建筑

该建筑是英国建筑技术研究院的一幢办公楼,见图10。其使用的材料和设施均来源于可再生的能源,如建筑所使用的砖瓦、木材均是旧房拆下来的材料(包括混凝土90%的骨料),如墙体、木地板等等,其价格可能比买新的还要贵。该建筑为钢结构,楼板采用钢筋混凝土楼板,下有通风吊顶,室内不设空调,夏天室内热空气通过楼板下空间与南面垂直风道形成对流,同时还通过窗户自然通风,见图11。电能利用南立面47m2的集热板,窗户采用自动调光的百页窗,可随光线强弱通过液压件自动调节,办公室的工作人员也可通过自己桌上的鼠标进行调节。

建筑节能保温中若干问题

在工作中就常遇到的问题进行了探讨。

⒈内外保温及用材

德国建筑绝大部分为外保温,占总建筑量的80%以上,而外保温使用的材料又是以泡沫聚苯板为主,占70%,用泡沫聚苯的优点主要是质轻价廉,保温性能和耐久性好,且能用工业化方法大量生产,生产中不产生有害气体和污染环境。

对泡沫聚苯板的耐久性问题是大家十分关心的问题,德国BASF公司做过如下两件工作,一件是对历年产品的强度和压缩的关系做了检测。

另一件是一个实例,德国BASF公司于1969年在奥地利修建了一幢12层的高层住宅采用泡沫聚苯板做外保温,于1996年将产品剖析,对其保温性能,吸水性能以及其它性能做了检验,均无多大变化,因此可以认为泡沫聚苯板是一种耐久性好的保温材料。

法国还有一大部分做内保温(既有建筑改造绝大部分采用外保温)。原因两方面一是气候相对温和,二是经济问题,与德国相比还有一定差距。

英国把外保温作为发展方向,他们把外保温体系称作EI,并分作三种类型,一种为湿作业型,即我们现今发展得最多的,将聚苯板粘贴在墙上后做聚合物砂浆,玻纤网格布加强的做法。第二种为干挂体系,在墙上固定保温材料和金属或木框架,然后在框架外挂各种板材,保温层与外挂板之间设空气层。第三种做法为定型外保温体系,内墙可能为砌块或砖墙,墙外为保温层,保温层外为木龙骨,木龙骨外用不锈钢钉钉木鱼鳞板。这是一种欧洲传统型建筑的夹心墙做法,欧洲把这些统称外保温做法。一般外贴保温层做法,材料大部分采用发泡聚苯板,也有外贴岩棉抹灰做法,不过经试验这种形式抗负风压较差,岩棉玻璃棉作保温大量的应用于屋面和夹心墙。

⒉外保温防火问题

根据英国建筑规范规定,外保温如果采用塑料制品,要考虑防火,主要是火焰由窗口窜出,溶化保温材料,一般二层建筑可不设保温防火带,二层以上建筑则要在层间设不燃材料的防火带,但防火带必须由钢构件支托保护。见图12~13。

在英国对保温制品附设在墙上必须要求用钉锚固,钉不能用塑料钉,应该采用不锈钢钉,如用镀锌螺丝外加塑料胀管时,要求塑料是聚丙稀或尼龙制品,锚固件的间距不得大于1m,每平方米保温面积不得少于1个钉子,详见图14。

⒊外保温外墙不允许贴面砖

如采用泡沫聚苯板做外保温,不允许贴面砖,尤其是高层建筑中这种做法太危险。

⒋外贴外保温,用胶粘贴还要用钉锚固

要求采取粘、锚结合方式。这种外贴型外保温,得分层由金属件承托,有的在保温板之间还得用金属插件。但也有例外,如采用装饰保温一体化外保温板,其背面没有用胶,而是仅用胀管锚固,但锚固钉密度相当大,1m2可能有10多个且下部有承托件,分析原因可能是基层为面砖,用胶粘结不一定可靠,用加密固件的方法可能更为牢固可靠,又是全部干作业。

⒌外保温材料与墙之间不设隔气层

在欧洲国家如外保温采用泡沫聚苯板均不设隔气层,BASF曾作了演示,以证明EPS板是一种透气但不透水的材料,BASF公司对他们开发的低能耗住宅经过测试,当室内温度达23℃~24℃时,内墙墙体温度可达到24.2℃~25.0℃,墙体温度高于室内温度。

⒍如何解决局部“热桥”问题

从法国既有建筑改造工地看,对窗口的“热桥”问题都不做处理,在德国则处理得较好,如窗口部位,采用窗口与墙外平做法,不出现窗口外周圈墙体外露现象,同时是将外保温材料直接压窗框,只要不影响窗户开启,见图15。阳台处理,如前所述是与主体建筑分离,单独设置,仅局部用拉结件拉结。欧洲的住宅平面设计都比较简练,相应立面处理也很简单,很少有出挑部位,如单元入口处一般无雨罩,即便有也是做金属挂架。窗台部位均为彩板、铝板或不锈钢定型窗台,内置保温材料,所以为避免局部“热桥”,首先在建筑设计上就要尽可能减少出挑构件。

本文经由涂逢祥、方占和、游广才和邸占英同志审核,部分资料由白胜芳同志翻译。

作者单位:北京市建筑设计研究院

收稿日期:2002年2月

完工后局部

施工中

施工中

完工后全貌

3立升低能耗住宅阳台与主体分开做法

智能化节能建筑正面外观

英国BRE办公楼

智能型节能建筑背面

室内通风系统图

1既有建筑保温改造示意图

2装饰保温一体化保温板材型及构造示意图

12普通抹灭型得每层设防火带

13保温层外附钢板网可每二层设防火带

14固定钉子间距

近零能耗建筑技术标准篇8

关键词:建筑节能;被动房;新型建材

中图分类号:TU201文献标识码: A

1、建筑业的耗能现状

中国的建筑能耗占国家总能耗的30%左右,发达国家这个比例为40%以上可以推断出来,随着人们生活水平的不断提高,我国建筑能耗也还将不断地提高。如果加上建材生产和运输过程的能耗,整个建筑业能耗将远远超过国家总能量消耗的50%以上。因此,建筑节能的意义十分重大。此外,中国建筑能耗是同纬度同气候区发达国家的2到3倍,建筑寿命也是发达国家的1/3左右。

2、环境恶化与传统资源的不可持续性

中国的石油已经接近60%依赖进口。据国家煤炭工业网报道,继2011年首次超过日本成为世界最大煤炭进口国后,2012年中国以2.9亿吨的煤炭进口量继续稳居世界第一。这也是中国连续第四年成为煤炭净进口国。据报道,我国1/3的煤矿超强度开采,引发矿难不断。全世界石油枯竭的时间大约为50年左右,中国的情况更加严重。煤炭全世界的枯竭时间是200年左右,中国的煤炭资源储采比已不到100年,许多老煤矿都是几十年的寿命期,许多资源型城市正面临着资源枯竭而不得不转型的问题。不管是几十年的石油枯竭还是上百年的煤炭开采年限,化石类能源的不可再生性都决定了依靠传统能源将是不可持续发展的经济。矿产资源也是不可再生的,资源枯竭型城市日益增长。许多矿产资源都是只有几十年的储采比。建材行业也是如此。再加上全球气候变化和环境污染日益严重,转变经济增长方式和转变能源结构已经日益紧迫地摆在了人们的面前。

3、围护结构与可再生能源的历史机遇

屋面材料、地面材料、墙体材料和门窗材料;也包括结构材料;几乎包括所有的建筑材料。 利用被动式设计:实现90%以上的采暖和制冷的节能;另10%,用被动式太阳能补充;可以做到100%节能,甚至变成正能耗,向外输送。

围护结构解决不了的部分,由可再生能源补充;可再生能源是无碳或低碳的,也是可持续的。根据国内外的发展趋势,人们的认识是一致的,未来的能源利用将转向可再生能源方向。可再生能源尽管可再生,但也不是无限的,需要与人口的规模相一致。如果无限制地繁衍人口,最终还将导致资源加速枯竭、环境不堪重负,仍然是不可持续发展经济。人口、资源和环境的平衡发展,仍然是转向可再生资源、实现可持续发展需要综合考虑的问题。热泵技术成为人们考虑的建筑业可持续发展的新能源之一。

可再生能源主要包括太阳能、生物质能、风力能、海洋能、水力能、地热能、核能等。这些能量相对来说比较丰富,但是限于人类目前的知识和技术局限性,可以大规模利用的还不多。随着科学技术的不断进步,相信有一天这些能源会得到大面积的有效开发,造福于人类。

热泵技术在建筑业的推广已经有十多年的历史,打下了良好的政策和市场基础技术和装备也获得很大的进步,一个新兴的产业正在形成。光伏和建筑一体化已经有了产业基础,但是产品多数出口到国外,没有在国内形成大的消费群体。面临巨大的转型压力,光伏发电的基础开始起步,为低碳电力产业的形成创造了条件,为热泵的真正无碳化开启了便利之门。

随着建设部和德国能源署在秦皇岛合作建设的十八层高层被动房的成功验收,从建筑维护结构和材料角度实现零能耗建筑的梦想开始显现,也为热泵的普及奠定了基础。

4、围护材料解决被动房能耗的前一半能量;

建筑运营能耗分两部分:采暖和制冷(45%);餐厨、洗浴和照明(55%);前面的采暖和制冷的大约一半,可以利用被动房的围护结构,减少到90%以上;余下的5-10%,利用被动式太阳能或其他可再生能源来解决;包括后面的55%左右的能源,也可以用可再生能源来提供;最终实现零能耗和零排放:外部传统能源的零消耗,并可以向外部提供用不完的色能源。

5、新能源解决被动房能量的后一半能量

考察发达经济体可以看出,建筑节能和低碳化是通过多种途径实现的。从1970年到2006年,英国在过去三十多年里总的能源消耗没有太大的增长,主要是通过建筑隔热保温及提高能源效率(热泵的效率最高)来实现节能减排的。节能材料是基础,通过良好的隔热保温材料,可以使建筑物需求的能量大幅度减少,比如被动房的节能达到90%以上,这样太阳能热水器或热泵就可以提供热水来满足建筑物的需求了。在良好的保温条件下,低温热泵和新式地板采暖系统就可以满足建筑的供暖要求,老式的中高温锅炉和暖气片系统就可以取消了。

建筑零能耗和零排放面临各种选择。总的来说,应具体情况具体分析,没有一成不变的规则,是搞风源热泵还是搞水源热泵,或者是土源热泵,要根据具体情况进行。要结合当地特点,使效益最大化,以综合效益最大化为原则。比如水源充足就有搞水源热泵的条件,如果深层地热资源充沛,也可以搞地热供暖或制冷。

在各种条件都具备的情况下,也可以集各家之长。比如在被动房的基础上,热泵技术就只能提供热水资源了,可用于洗澡和洗衣服;如果资源过剩,可以把本来用于一户的热水资源分配给10户去用,扩大了面积,同样减少了资源的浪费,提高了热泵资源的效率。这时如果还有太阳能,那么最好是用于发电,用来驱动电器和家庭烹饪,同时给热泵提供低碳电力资源,有利于热泵的大面积推广。

各种可再生能源需要协调发展、互有分工,整体上做到零能耗和零排放,为用户增加了更多的选择性,同时也就增加了项目的可行性。究竟适合哪种低碳能源系统,要根据具体项目条件,科学地设计和组织工程。究竟采用地暖还是暖气片,采用地源热泵还是空气源热泵,要根据具体项目要求及工程物质条件来确定。

6、可再生建材实现建筑物的负排放

可再生建材主要指的是木质建材、秸秆建材和竹藤等植物纤维材料;绿色、可再生;特别是秸秆建材,一年一生,每年7亿多吨;生生不息,可持续;可再生建材吸收温室气体、储存温室气体;碳汇、负排放;利用木质建材可以使建筑业变为负排放的绿色可持续发展的产业;建筑业出现一大的革命,实际上发达国家和我们的老祖宗一直或早已在这样做了;

如果把我国的森林覆盖率从目前的20%左右,提高到35%左右,也就是世界的平均水平,中国就可以实现自给自足,满足组合式木结构被动房的建设需求;目前,中国一半以上的木材需要进口,这是由于过去过度砍伐造成的;遵循可持续发展理念,重新认识“用进废退”的事物进化法则,自觉跟进世界文明的共同发展趋势,可再生建材一定会发展起来,推动建筑业尽快成为绿色的零排放和负排放产业。

7、结论:

(1)传统的建筑业高能耗、高资源消耗,环境负荷太大,不可持续发展;

(2)利用可再生的绿色建材和建筑围护结构,大力发展被动房,可以实现零能耗、零排放、甚至是负排放的绿色建筑;

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