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建筑设计
正文
2019-10-10 10:41:07 | 分类:节能设计 | 标签:节能相关知识归纳

1、什么是建筑节能?

建筑节能一般是指民用建筑节能。民用建筑包括居住建筑、国家机关办公建筑和商业、服务业、教育、卫生等其他公共建筑。民用建筑节能是指在保证民用建筑使用功能和室内热环境质量的前提下,降低其使用过程中的能源消耗的活动。建筑节能的重点是采暖、空调和照明的节能。

2、什么是室内热环境?

室内热环境是指影响人体冷热感觉的环境因素,主要包括:室内空气温度、湿度、气流速度以及人体与周围环境(包括四壁、地面、顶棚等)之间的环境热辐射。实践经验告诉我们,在室内空气温度虽然达到标准,但有大面积单层玻璃窗或保温不足的屋顶和外墙的房间中,人们仍然会感到寒冷,而在室内空气温度虽然不高,但有地板或墙面辐射采暖的房间中,人们仍然会感到温暖舒适。在夏季自然通风的房屋中,人们常常关注室内空气温度的高低,而忽视通过窗户进入室内的太阳辐射热,以及屋顶和西墙隔热性能差所引起表面温度过高对人体冷热感产生的影响。事实上,在顶层房间和有西山墙的房间中,在自然通风条件下,室内空气温度与其他房间相比,通常是稍高或接近,但由于屋顶和西墙隔热性能差,内表面温度过高,人们仍然会感到炎热。这时如果室内空气湿度高,气流速度又小,则更会感到炎热难忍。

适宜的室内热环境是指室内空气温度、湿度气流速度以及环境热辐射适当,使人体易于保持热平衡从而感到舒适的室内环境条件。营造适宜的室内热环境,是建筑节能的主要目的之一。

3、保温和隔热有什么区别?

保温通常是指围护结构(包括屋顶、外墙、门窗等)在冬季阻止由室内向室外传热,从而使室内保持适当温度的能力。隔热通常是指围护结构在夏季隔离太阳辐射热和室外高温的影响,从而使其内表面保持适当温度的能力。两者的主要区别在于:

(1)传热过程不同。保温是针对冬季的传热过程,而隔热针对夏季的传热过程。冬季室外气温在一天中波动很小,其传热过程以稳定传热为主;夏季室外气温和太阳辐射在一天中随时间有较大的变化,是周期性的不稳定传热。

(2)评价指标不同。保温性能通常用传热系数或传热阻来评价。隔热性能通常用夏季室外计算温度条件下,围护结构内表面最高温度值来评价。在现行节能设计标准中,隔热直接用围护结构的热惰性指标(D值)来衡量,透明玻璃可用遮阳系数SC来评价。

(3)节能措施不同。冬季保温一般只要求提高围护结构的热阻,可采用轻质多孔或纤维类材料,通过复合保温或自保温来满足节能要求。夏季隔热不仅要求围护结构有较大的热阻,而且要求有较好的热稳定性(即D值较大);对外窗还应该降低玻璃的遮阳系数或设置遮阳,以减少太阳辐射热。

4、为什么节能建筑既舒适又省钱?

   由于节能建筑的围护结构保温性能好,门窗气密性高,因此在冬季可以防止室内热量的散失;在夏季可以起到隔热作用。从而保证室内冬暖夏凉,明显改善室内热环境。与不节能的传统建筑相比,建筑节能投资约增加7%--10%,但在建成使用后可以节约能源支出和运行管理费用。通常节能投资在3—7年左右收回,并在建筑寿命期间受益。此外节能建筑居住舒适,可提高工作效率,节约能源,减少大气污染和温室效应,社会效益明显,所以发达国家均非常重视建筑节能技术的应用。

5、建筑节能65%和50%是指什么?

2006年,山东省开始执行《山东省居住建筑节能设计标准(65%)》和《山东省公共建筑节能设计标准(50%)》,简称建筑节能50%和65%。节能65%是指新建居住建筑在1980-1981年居住建筑通用设计采暖能耗[折算成每平方米建筑面积每年用于采暖消耗的标准煤数量,kg标准煤/(m2.年)]的基础上节约65%,节能50%是指新建公共建筑在1980-1981年公共建筑采暖、空调、照明能耗(折算每平方米建筑面积每年的电能KW.h/(m2.年))的基础上节约50%。

6、我国的建筑能耗状况和发达国家的差距有多大?

在1973年世界能源危机爆发前,各国的建筑能耗没有显著差异,在此之后,由于发达国家大力开展建筑节能,大大降低了建筑能耗。而我国只是最近10余年才开始抓建筑节能,大部分建筑保温隔热和气密性却很差,供热采暖系统相当落后,造成我国与发达国家的建筑能耗差距越拉越大。一般来说,我国单位建筑能耗是气象条件相近的发达国家的二到三倍。

7、为什么节能建筑能改善室内热环境,做到冬暖夏凉?

   在节能建筑中,为了节约采暖和空调能耗,加强了围护结构的保温和隔热性能,提高另外门窗的气密性,起到隔热保温作用,因此,在冬季可以防止室内热量的散失,在夏季起到隔热作用,从而保证室内冬暖夏凉,明显改善室内热环境。根据国家节能标准要求的居住建筑,其屋顶的保温能力是一般建筑的1.5-2.6倍,外墙的保温能力是其2.0-3.0倍,门窗的保温能力是其1.3-1.6倍。
  8、建筑形态和朝向与建筑能耗有什么关系?   

建筑形态的变化直接影响建筑能耗大小,建筑形态复杂,凸凹太多,会造成形体系数增加,从而造成建筑能耗增加。研究表明,同样的多层住宅东西向比南北向的建筑能耗要增加5.5%左右,因此建筑物宜采用南北向。
  9、为什么说建筑节能是发展国民经济的需要?

  经济的发展,依赖于能源的发展,需要能源提供动力。1990-2000年,我国国内生产总值从1.86万亿元增加到8.81万亿元,平均每年增长10.0%,而一次商品能源消费从9.87亿吨标准煤增加到12.8亿吨标准煤,平均每年增长才有3.1%。今后,我国能源生产的增长速度,还将长期滞后于国民生产总值的增长速度。由此可以看出,能源短缺对我国经济的发展是一个根本性的制约因素。我们要发展国民经济,就非依赖于节能不可。

  再从能源资源条件看,我国煤炭和水力资源储藏总量比较丰富,但由于人口众多,可以采掘的煤炭储量和可以开发的水电量按人口平均值,都低于全世界按人口平均水平的一半,至于石油和天然气储藏按人口平均值,我国就更少了。由此看来,如果我们像现在这样继续不断地挥霍自然矿产资源,过早地把祖先留给我们的矿产采光用尽,势必严重影响子孙后代的生存和发展。为了后代可持续利用国家的能源储藏,我们现在就必须节约能源。 

  在我国,民生领域是个用能大户,建筑使用中的能耗占到全社会终端能耗总量的27%。由于经济的发展,人民生活水平的提高,采暖范围日益扩大,空调建筑迅速增加,建筑能耗的增长将远高于能源生产增长的速度。如果高耗能建筑不断大量兴建,建筑用能继续急剧增长,势必会限制国家经济的发展。因此,为了国发经济持续、快速、健康的发展,就必须搞好建筑节能。

10、节能建筑有哪些主要优点?

(1)提高居住环境的舒适度,冬暖夏凉有利于身体健康;

(2)可以减少冬季采暖和夏季空调的运行费用;

(3)节能国家能源消耗,促进国民经济可持续发展;

(4)减少环境污染,改善生态环境;

11、国家、山东省出台了哪些有关建筑节能的法律法规和主要技术标准?   

  1998年,国家出台了《中华人民共和国节约能源法》,2007年进行了重新修订,于2008年4月1日开始实施; 2005年,国家出台了《中华人民共和国可再生能源法》,自2006年1月1日起施行; 2008年8月,国务院以第531号令颁布《公共机构节能条例》,自2008年10月1日起施行。上述3部法律法规都有专门的条文,对建筑节能做出法律规定。2008年7月,国务院以第530号令颁布《民用建筑节能条例》,自2008年10月1日起施行,这是我国第一部有关建筑节能的行政法规。2005年9月以第181号省长令出台的《山东省新型墙体材料发展应用于建筑节能管理规定》,是我省第一个有关建筑节能工作的政府规章。

在技术标准方面,原国家建设部组织编制了《民用建筑节能设计标准》(采暖居住建筑部分),自1996年7月1日起实施;2006年4月,山东省建设厅颁布《山东省公共建筑节能设计标准(50%)》和《山东省居住建筑节能设计标准(65%)》,于6月1日正式实施。

  12、为什么要改善大气环境就必须抓好建筑节能?  

  目前,建筑使用过程中的能源消耗占到全社会终端能耗的27.5%,随着人民群众对居住、办公、生活舒适度的要求不断提高,建筑总能耗还将继续增长。由于建筑采暖主要使用煤炭,电力企业以火力发电为主,我国每年的煤炭消费总量达12.8亿吨左右。燃煤所排放的烟尘颗粒、二氧化碳、二氧化硫和氮氧化物严重破坏大气环境。据统计,我国每年由于采暖燃煤排放的二氧化碳就达2.6亿吨,排放的二氧化硫达到1800万吨,一吨二氧化碳(或二氧化硫)就可装满一个直径10米的大气球。因此,为了改善大气环境,就必须抓好建筑节能,以减少矿物燃料的使用量。

13、为什么推行建筑节能必须是政府行为?   

  建筑节能并不是不顾使用要求,一味追求减少能源消耗,而是在保证人们的正常生活需要,并且比目前的水平有所改善的前提下,通过技术进步、合理利用和科学管理能源以及经济结构合理化等途径,以较小的能耗争取较大的经济、社会和环境效益。   

  目前,建筑节能还没有引起全社会足够的重视,除了宣传不够以外,主要与现行经济体制有关。尤其在城镇,绝大多数建筑的建设者、使用者和管理者这三方面是分离的,经济上没有直接的利害关系,建设者往往着眼于少花钱多盖房子,重建筑面积,轻使用功能。居民住上这种使用功能不健全的房屋,初期还可勉强忍受,随着生活水平的提高,必然要向房管部门投诉。房管单位接管了这种先天不足的房屋,又必须满足居民基本的生活要求,就不得不向国家提出要求,增加管理和维护费用。但是,由于房屋设计与建造中造成的先天不足,尽管长期增加费用,也难以弥补。例如,墙体太薄,窗户关不严,暖气设计不合理,有时就是供暖锅炉烧得再旺,暖气片很烫,过多热量由于通过薄墙和窗缝很快散发出去,室内温度上不去,锅炉越烧得旺,能源浪费就越是严重。按目前的供暖收费制度,这种巨大的浪费,主要由国家承担,即使今后改为按住户用热计量,自付费用,也只不过是把经济负担转给了居民,而这种能源上的浪费,仍然是整个社会的损失。   

  在民用建筑的建设中采取节能措施,虽然需要增加少量投资,却可收到长期减少能耗、节省能源、改善室内热舒适程度、提高生活水平的效果,所节约下来的能源,可以用于国民经济建设的其他方面,于国于民都是有百利而无一害的大好事。但从目前来看,由于建筑节能需要一定的投入,市场主体缺乏主动性,紧紧依靠市场机制很难推进,甚至许多发达国家在建筑节能方面走的也是政府推动的道路。因此,从贯彻落实科学发展观,实施可持续发展战略的高度出发,从维护国家的整体利益和人民的长远利益出发,建筑节能工作必须走以政府推动为主的道路。当具备一定条件的时候,就必须以政府名义强制实施建筑节能,对于节能建筑,特别是建筑节能搞得好的项目,政府应该给予政策上的优惠和扶持。

14、各级政府在建筑节能中有哪些职责和任务?

《民用建筑节能条例》在以下方面明确了政府在建筑节能中的职责和任务:  

 (1)各级人民政府应当加强对民用建筑节能工作的领导,积极培育民用建筑节能服务市场,健全民用建筑节能服务体系,推动民用建筑节能技术的开发应用,做好民用建筑节能知识的宣传教育工作。  

 (2)在具备太阳能利用条件的地区,有关地方人民政府及其部门应当采取有效措施,鼓励和扶持单位、个人安装使用太阳能热水系统、照明系统、供热系统、采暖制冷系统等太阳能利用系统。

 (3)县级以上人民政府有关部门应当依照本条例的规定以及本级人民政府规定的职责分工,负责民用建筑节能的有关工作。  

 (4)县级以上地方人民政府建设主管部门应当组织编制本行政区域的民用建筑节能规划,报本级人民政府批准后实施。  

 (5)县级以上人民政府应当安排民用建筑节能资金,用于支持民用建筑节能的科学技术研究和标准制定、既有建筑围护结构和供热系统的节能改造、可再生能源的应用,以及民用建筑节能示范工程、节能项目的推广。政府引导金融机构对既有建筑节能改造、可再生能源的应用,以及民用建筑节能示范工程等项目提供支持。 

 (6)国家积极推进供热体制改革,完善供热价格形成机制,鼓励发展集中供热,逐步实行按照用热量收费制度。  

 (7)对在民用建筑节能工作中做出显著成绩的单位和个人,按照国家有关规定给予表彰和奖励。  

 (8)国务院节能工作主管部门、建设主管部门应当制定、公布并及时更新推广使用、限制使用、禁止使用目录。国家15、我国城镇供热体制改革的方向是什么?   

  城镇供热体制改革是我国由计划经济体制向市场经济体制转变的一个必要的组成部分。改革的总体方向是改变目前福利统包的供热体制,实行用热商品化、货币化、社会化,建立适合国情和适应社会主义市场经济要求的供热新体制。这种体制要求谁用热谁付费,用多少热交多少钱。因此,供热价格和收费制度是改革的核心和关键。其基本思路,首先,要改变供热的补贴方式,即由过去的“暗补”改为“明补”,将补贴计入工资,热费超过的部分由个人承担;其次,热费的缴纳,由过去的单位统交改为由个人直接缴纳;第三,热价的管理方式,由过去按面积收费逐步转变为按计量的实际耗热量收费;与此同时,政府要出台相关政策,保证社会低保家庭和特困群体的基本采暖需求。

16、在节约建筑采暖能耗中,围护结构能起到什么作用?

对于建筑物来讲,节约采暖能耗实际上是指减少采暖供热量。为此,就必须减少建筑物的传热损失和空气渗透损失。而传热损失和空气渗透损失,又与建筑物围护结构(包括屋面、外墙、门窗等)密切相关。参与传热的围护结构面积越大,传热系数越大,传热损失越多;门窗及其他缝隙越多、越大,则空气渗透热损失越多。据测算,一般居住建筑的传热损失约占全部热损失的77%,空气渗透损失占23%。在传热损失中,外墙约占25%,窗户约占24%,楼梯间隔墙约占11%,屋面约占9%,阳台门下部约占3%,户门约占3%,地面约占2%。其中,窗户的传热损失与空气渗透损失相加,约占全部热损失的47%。由此可见,加强围护结构的保温,特别是加强窗户(包括阳台门)的保温性和气密性,是节约采暖能耗的关键环节。
17、怎样能加强建筑保温?
    加强建筑保温,实际上是指提高围护结构的传热阻(或减小传热系数),使之符合国家现行的有关标准规范的要求。具体的做法是:      

  第一、给建筑物“穿棉袄”。主要是对外围护结构做好保温,特别是加强外窗(包括阳台门)的保温性和气密性。为此,应采用高效保温材料和配套技术,进行外墙外保温或墙内夹芯保温,采用塑钢中空玻璃门窗或隔热铝合金中空玻璃门窗或铝塑复合中空玻璃门窗做外墙门窗。   

 第二、建筑物“戴棉帽”。主要是采用高效保温材料对屋面做好保温隔热,包括女儿墙应做全包覆的保温处理。   

 第三、给建筑物“穿棉鞋”。主要是对地面、不采暖地下是顶板做好保温。
18、目前采用的高效保温材料有哪几种?      

 用于外墙的高效保温材料主要有:膨胀型聚苯乙烯保温板(简称EPS板)、硬质聚氨酯泡沫塑料保温板(简称PU板)、挤塑型聚苯乙烯保温板(简称XPS板)、岩棉板等。

   用于屋面的高效保温材料主要有:XPS板、现场喷涂硬泡聚氨酯、高密度EPS板(密度大于20kg/m2)。 

19、为什么建筑物需要加强隔热?   

   在夏季,太阳辐射强烈,室外温度较高。建筑物在这种以24h为周期波动的太阳辐射和室外空气温度(简称室外综合温度波)的作用下,室内的热环境以及空调降温能耗必然要受到影响,其影响程度由于围护结构的隔热性能密切相关。在夏季自然通风的建筑中,如果围护结构的隔热性能差,则在室外综合温度波和室内空气温度波的共同作用下,建筑内表面温度必然较高。这时,虽然室内空气温度并不很高,但人们仍会感到很热,如使用空调降温,则会导致空调负荷和能耗的增加。为保持较好的室内热环境,降低空调能耗,需要对建筑物加强隔热。
20、怎样加强建筑物隔热?
    加强建筑物隔热就是加强建筑屋面和外墙的隔热,使其内表面温度不致生得过高,传入室内的热量不致过多,并提高窗户的遮阳效果,使透过窗户进入室内的太阳辐射热不致过多,从而达到改善室内热环境,降低夏季空调降温能耗的目的。为此,可采取以下措施:  

  (1)将建筑物屋面和外墙外表面做成白色或浅色饰面,以降低表面对太阳辐射热的吸收系数。这一措施简单有效,可使外表面以至内表面温度又加大幅度的降低。  

  (2)屋面设架空通风层,以减弱太阳辐射对屋面的影响。架空板可采用混凝土薄板或石棉瓦等薄板,用砖墩架空,通风间层的高度以不低于200mm为宜。屋面板与防水层之间应用80~100mm的轻质材料保温层。  

  (3)屋面采用挤压型聚苯板的倒置屋面,即在屋面防水层上面铺设挤压型聚苯板,其上面再铺设约50mm厚的混凝土块或卵石层。由于挤压型聚苯板强度较高,吸水率较低,能长期保持良好的隔热性能,且对防水层起着保护作用。  

  (4)外墙采用厚度为175~200mm的加气混凝土墙体,或厚度为240~370mm的多孔砖墙体,或混凝土、砖等重质材料与轻质高效保温材料的复合墙体。其中,以重质材料在两侧,轻质高效保温材料在中间的构造,隔热效果较好。  

  (5)提高窗户的遮阳性能。如采用活动式遮阳篷、可调式浅色百叶窗帘、可反射阳光的镀膜玻璃、低发射率玻璃等。
21、窗墙面积比与建筑能耗的关系如何?  

  某朝向的外窗洞口总面积与同朝向建筑立面面积的比值称为窗墙面积比。外窗洞口总面积包括外窗洞口面积和阳台门透明部分面积,当设置凸(飘)窗时还应按凸(飘)窗展开面积计算。建筑立面面积为该朝向包括阳台门和外窗面积在内的墙面投影面积。研究结果表明,即使是南向窗户考虑太阳辐射得热的有利影响,在冬季采暖建筑中,寒冷地区采用单层玻璃窗、严寒地区采用中空玻璃塑料窗的情况下,增大窗墙面积比,建筑物的耗热量将随之增长,对节能不利。其他朝向窗户,在上述条件下,增大窗墙面积比,对节能更为不利。   

  在夏季,空调运行负荷是随着窗墙面积比的增大而增加的。窗墙面积比为50%的房间,与窗墙面积比为30%的房间相比,空调运行负荷要增加17%~25%。为此,在《山东省居住建筑节能65%设计标准》中规定,居住建筑东、西、北朝向的窗墙面积比不得大于30%,南向的不得大于50%;《山东省公共建筑节能50%设计标准》中规定,公共建筑每个朝向的窗(包括透明幕墙)墙面积比均不应大于70%。

本文转自:《建筑节能知识》
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