發布時間:2023-07-25 16:50:18
序言:寫作是分享個人見解和探索未知領域的橋梁,我們為您精選了8篇的太陽能節能技術樣本,期待這些樣本能夠為您提供豐富的參考和啟發,請盡情閱讀。
關鍵詞:煙臺 太陽能與建筑一體化 真空管太陽能集熱器 平板太陽能集熱器 集中集熱分戶儲熱 分散式集熱儲熱
太陽能是節能減排的關鍵技術之一。中國計劃到2020年,太陽能發電達到180萬kW,太陽能熱水器總面積達到3億m2。為探索一條適合煙臺市太陽能與建筑一體化應用的道路,自2011年10月20日起,煙臺市建筑設計研究院接受煙臺市住建局的委托,開始了為期10個月的太陽能與建筑—體化應用的研究任務。
1、調研目的
1.1 利用太陽能制備熱水達到節能的需要
《民用建筑太陽能熱水系統應用技術規范》規定,日照時數大于1400h/年、年太陽輻射量大于4200MJ/m2及年極端最低氣溫不低于-45℃的地區,宜優先采用太陽能作為熱水供應熱源。
煙臺年平均溫度12℃左右,平均日照時間2551.9h,太陽能輻射總量年平均值5049.09Md/m2,全年日照百分率58%,是太陽能資源較豐富地區,完全可以優先采用太陽能作為熱水供應熱源。晴天時,太陽能熱水器可以達到4h以上的光照;陰雨天時,水溫也能升高20℃~30℃,和電熱水器相比,全年可節省80%~90%的電能。
1.2 貫徹有關節能的方針政策需要
根據規定,煙臺全市縣級以上城市規劃區內新(改、擴)建的12層及以下住宅建筑,必須采用太陽能熱水器,新建12層以上的高層住宅建筑,太陽能熱水器應用比例要達到總戶數的50%,鼓勵太陽能與建筑一體化設計、施工。
1.3 示范工程積累的經驗教訓
到2011年末,煙臺市區已經完成500多萬m2太陽能集熱面積,其中太陽能示范工程已竣工300多萬m2。5年的太陽能示范工程積累了一定的經驗,也發現了許多問題。針對出現問題,煙臺市住房和城鄉建設局于2011年7月7日出臺文件明確規定了太陽能熱水系統要實行同步設計、同步施工、同步交付使用。
2、研究方法
對煙臺市區已完工的第一批太陽能示范工程(約300多萬m2)及山東省、北京幾大太陽能主要廠家進行調研,深入工程第一現場,搜集資料,發現及研究問題,同時與使用單位及太陽能施工企業座談討論,并參觀太陽能廠家生產車間、觀摩產品展示及相關工程,記錄和拍照搜集材料。
3、調查數據統計及分析
3.1 太陽能品牌使用情況
本次調研的工程為煙臺市五區第一批太陽能示范工程,總集熱面積約310萬m2。參加示范工程的多數是信譽較好的地產商,以力諾瑞特、桑樂、皇明等山東省品牌產品為主,另有北京海林、四季沐歌、昌日及史密斯等。多層普遍采用直插式太陽能,因為準入門檻較低,涉及的太陽能廠家很多,本地企業產品較多。
3.2 調研項目采用的太陽能系統匯總
(1)多層:90%運用屋頂直插式太陽能系統(圖1),其中80%是有序排列,10%~20%為無序排列或屋面暴露管線較多影響美觀或后期安裝存在漏水現象,部分項目存在沒有專用管井、管線走墻體或擠占其他位置的情況。也有個別重視品質的建筑選用陽臺壁掛分散式太陽能熱水系統(圖2)。
(2)小高層:9~11層采用屋面與陽臺壁掛相結合的分散式太陽能熱水系統(圖3),顏色、形式與外立面和諧統一。
(3)中高層:12~18層采用陽臺分體壁掛分散太陽能熱水系統(圖4)。
(4)大高層:18層以上80%~90%使用太陽能分體壁掛的分散式太陽能熱水系統,集熱器安裝部位為陽臺、欄桿;約占10%的住宅采用屋頂集中集熱、分戶儲熱或屋頂集中集熱、集中儲熱兩種系統(圖5~7),前者投資小,運行費用低,用戶免費使用,后者用戶反映問題較多。
(5)公共浴室都采用屋頂集中集熱、集中儲熱太陽能熱水系統。
縱觀住宅建筑中的太陽能運用,尚處于初級階段,大多數為一家一戶的分散熱水供應及事后安裝。
4、調研項目所采用的集熱器
示范工程中,集熱器以真空管為主,占70%,平板占30%。
4.1 集熱器的種類及發展趨勢
4.1.1 分體集熱器的種類
集熱器主要包括全玻真空管太陽能、U形真空管太陽能、熱管太陽能、平板太陽能等。目前國外集熱器市場以平板太陽能為主,而我國卻相反,以真空管為主。在兩這種系統中,基于安全方面的原因,壁掛系統優先采用平板太陽能,可考慮逐步減少真空管太陽能在高層建筑外墻外掛的形式(有挑板保護的除外)。
4.1.2 平板集熱器的優點
(1)輪廓面積相同時,有效集熱面積大。在1m2輪廓的集熱器條件下,真空管集熱器有效采光面積約0.55m2,而平板集熱器有效采光面積達到0.92m2。
(2)系統得熱量高。國標熱性能要求:在17MJ/m2光照條件下,“日有用得熱量”要達到7MJ/m2。U形真空管集熱器的產品很難達標。
(3)夏季可防止過熱損害。在夏季,由于平板集熱器表面不是真空,所以70%以上散熱加劇,空曬最高溫度很難達到80℃以上,即使住戶外出數日,平板集熱器也不會產生過熱損害。
(4)安全性好,適合與建筑結合。平板集熱器可以實現緊湊式或無間隙安裝,形成建筑模塊,是太陽能系統與建筑一體化的理想構件。同時集熱器還可以兼備保溫、隔熱、遮光、防水的功能;可取代部分或全部屋面,為立面建筑構件提供基礎,并且集熱器的尺寸可靈活設計適應需要,容易與建筑結構達到較好的相容性。
(5)平板集熱器是船用級鍍鋁鋅板整體沖壓成型,蓋板是低鐵專用太陽能玻璃,壽命大于25年。
4.2 平板太陽能集熱器與真空管的比較
真空管易損壞,碎片呈銳角易傷人,雖然有些品牌廠家有一定保護措施,但在大高層外掛,還是有一定的風險(圖8)。
高級平板太陽能集熱器具有以下優良性能:1)采用激光焊接技術,太陽能集熱器外框采用無鉚釘結構,整潔美觀;2)整板吸熱涂層焊接工藝,采用德國Tinox涂層(高吸收率,低發射率),而國內最普遍的工藝還集中在銅鋁復合或鍍黑鉻涂層;3)色彩有藍色、金色,從不同方向觀測,色彩會有豐富的變化;4)瞬時集熱效率為86%;5)不存在真空管爆裂問題;6)可以直接當做建筑外墻材料使用,有非常廣闊的發展前景。調研中參觀了北京海林的機械化潔凈平板太陽能生產流水線(圖9,10)。
5、調研項目所采用的太陽能水箱
5.1 太陽能水箱的分類
按材料,分體水箱一般有不銹鋼和搪瓷內膽材料;按換熱結構,分為換熱盤管和換熱套水箱;按太陽能工作方式,分為自然循環和強制循環。容量有80L、90L,主流100L、120L。分體式太陽能水箱多半安裝在陽臺或衛生間內部,對建筑外立面影響不大,且不存在安全隱患。
5.1.1 不銹鋼內膽與搪瓷內膽的比較
(1)不銹鋼水箱:致命缺點是在高溫和壓力環境下,不銹鋼耐腐蝕能力急劇下降,壽命短;搪瓷水箱:主流電熱水器都采用搪瓷水箱,分體太陽能熱水器分體水箱的工作環境比電熱水器要求還高,所以必須用搪瓷水箱。
(2)搪瓷內膽水箱以其突出的抗沖擊性、抗腐蝕性、抗熱變性,實現了熱水器內膽的歷史突破,要采用整體特殊拉伸與無縫焊接工藝,才能保證內膽不易漏水與吸癟。搪瓷內膽主要由瓷層及專用搪瓷鋼板兩種原材料組成,搪瓷鋼板的選擇非常挑剔,其膨脹系數與搪瓷的膨脹系數必須相吻合。
5.2 安裝形式
5.2.1 臥式水箱
需要定制。優點是陽臺內高置不影響其他設備;缺點是影響太陽能循環,使用時混水層多(圖11)。
5.2.2 立式水箱
主流產品,由電熱水器工藝轉變而來。優點是太陽能循環好,使用時混水少:缺點是陽臺占用使用空間(圖12)。
5.3 無水箱太陽能熱水器
無水箱太陽能熱水器由全玻璃真空集熱管、金屬流道(不銹鋼水管)、框架、智能控制系統、電輔助加熱系統等組成。類型有無水箱太陽能陽臺欄板、無水箱太陽能保溫窗、無水箱太陽能圍欄。優點是不占建筑面積,與建筑變成一體;缺點是因為冷媒和水為一體,斷面較厚,外形粗大,不精致,且重量大。因內膽為不銹鋼,存在不銹鋼內膽的缺點。作為建筑構件,要滿足門窗的氣密性、水密性要求,還有待于繼續改進探索。目前主要是一些小廠家生產,沒有形成大的規模(圖13,14)。
6、太陽能價格統計匯總
太陽能熱水系統每戶安裝的太陽能集熱面積為2~3m2,集熱器的系統增投資1200~3000元/m2,每戶的太陽能熱水系統增投資為2400~10000元不等。按煙臺市住宅每戶平均建筑面積為100~120m2計算,折合到每平方米建筑面積太陽能熱水系統的增投資為30~40元/m2。
一般屋頂直插式太陽能價格1800~2500元/戶(100升)。示范工程中的壁掛式真空管、平板太陽能價位絕大多數在5000~7000元/戶(水箱100L),真空管中的銅管循環系統和進口藍膜平板太陽能略貴。不過示范工程中少有突破7000元的。
每平方米熱水器在適當的管理下每年可節約的能量相當于標準煤60~100kg,可減少二氧化碳180~300kg。太陽能與建筑一體化用1%的建筑成本彌補了10%的建筑能耗,既節能減排,又實現了能源自給。
7、調研發現的問題
7.1 集熱器的安裝問題
在公共建筑中,太陽能應用多為集體浴室集中太陽能熱水系統,因為集熱器放在屋頂,集中管理,沒有發現安全及其他隱患;在住宅建筑中,太陽能集熱器多以角鐵支架安裝形式為主,特別是外掛系統,基本都是角鐵支架配合螺栓或扁鐵固定,現在看來問題不大,隨著時間推進,支架、螺栓、連接扁鐵是否會疲勞破壞以及使用壽命多少都是未知數,現場看部分鐵件有生銹跡象(圖15~17)。
7.2 太陽能集熱器的壽命
信譽好的企業承諾15年,大多數只承諾3~5年。有的住戶剛人住太陽能就不能使用,而通常開發商與施工企業及用戶簽的是雙向合同,損壞后找不到人來維修。太陽能產品的檢測標準亟待解決,保修期及合理使用年限亟待確定。
山東濰坊規定太陽能產品使用年限15年以上,既然好的產品能夠達到15年的使用年限,我們就應該明確規定采用的產品使用年限應為15年以上。太陽能熱水器產品應在政府、企業、設計、施工等各部門的通力配合下,使其產品更規范化、標準化。
7.3 水箱和集熱器整合掛外墻
《居住建筑太陽能熱水系統一體化應用技術規程》(J11859-2011)中只提到,儲熱水箱可設置在設備間、建筑屋面、平臺、陽臺、廚房、地下室,沒有規定不能采用水箱和集熱器整合掛外墻。此種方式對外墻、錨固件等的受力要求都不利,安全隱患尤其大(圖18)。
7.4 太陽能產品出現問題以后的維修及更換問題
這是涉及到太陽能能否長期普及使用的問題。調研中發現沒有條件維修和維修困難的情況較多,特別是在高層建筑中,室外集熱器安裝在窗臺下部,窗戶的底部是固定扇的大玻璃,從窗口處操作,基本夠不到集熱器,每個集熱器重量在50kg左右,水箱加集熱器重量在150kg左右,正常維修較困難。
7.5 從規劃階段考慮太陽能設計的建筑數量微乎其微
絕大多數是從擴初、施工圖階段開始考慮太陽能設計的(特別是外地設計單位做方案設計的項目),因為不能破壞建筑外立面效果,只能選擇固定在欄桿上。其次,因為太陽能設計增加了責任和工作量,設計費用并沒有增加,設計師主觀上參與方案設計的積極性不高;加上一些開發商對選擇太陽能廠家不及時、不積極,所以絕大多數項目是施工圖都結束了,也沒有確定生產廠商,不能做到太陽能與建筑完全—體化。
7.6 用戶反映的集中式太陽能系統的優劣
對于大高層,集中集熱、分戶儲熱系統很好,因為每家分配的熱量是一定的,一家的熱水用完了不會影響其他用戶。造價每戶只比分體式多1000元,運行費用很低,用戶基本不用交錢,設在大高層屋頂也很安全。
集中集熱、集中儲熱的形式因為用戶之間相互影響,且水溫不穩定,還有物業收水費困難等因素,難以維持下去。這種形式比較適用于公共浴室,對住宅則不太適合。
7.7 太陽能設計不能因地制宜
如有些大高層的壁掛集熱器,其下幾層每天的光照為1~2h,達不到4h的要求。因此這些集熱器的設置不夠合理,僅靠輔助電加熱或另外安裝電熱水器,勢必造成浪費。
多層住宅存在屋面管線過長、后期人為改造痕跡突出、影響美觀的問題,這是因為管井和上面的集熱器位置不對應。
7.8 規范產品
需要取得技術認證的產品,固定支架的使用年限、集熱器、水箱等的使用年限確認,這樣產品安全性才能有保障,煙臺市住建局已出臺相關文件。
7.9 安裝憑經驗較多,缺乏理論計算數據
通過對欄桿上固定集熱器進行測算,發現集熱器固定在欄桿的不同部位以及固定點的數量變化都會引起欄桿的壁厚及截面變化,所以從安全角度出發,甲方或廠家在確定欄桿尺寸及節點后,應交給設計院對欄桿的荷載受力情況及安全性進行復核。
8、結論及建議
8.1 提倡同步規劃、同步設計、同步施工、同步驗收、同步管理的“五同”太陽能與建筑一體化的應用思路
8.1.1 同步規劃
太陽能與建筑一體化都是綠色建筑的內容,如果能從規劃人手是最理想的選擇,可以綜合考慮所在地區的地理緯度、氣候狀況、場地條件及周圍環境,確定群體建筑太陽能熱水系統的規模及形式,確定相應的單體建筑布局、朝向、間距、群體組合,以滿足太陽能熱水系統設計和安裝的技術要求,避免其他障礙物對投射到太陽能集熱器上的陽光造成遮擋,為接收較多的太陽能創造條件。
8.1.2 同步設計
把建筑、技術和美學融為一體,太陽能熱水器與住宅建筑設計有機結合,改變傳統太陽能的結構對建筑外觀形象造成的影響,并使施工安裝方便、用戶使用方便及管理維修方便。在結構上,妥善安裝,確保建筑物的承載;在管線布置上,安全、隱蔽且相對集中、合理有序、美觀,減少熱損耗,考慮好太陽能管道的保溫和冬季正常運行問題;還可以使太陽能與其他能源加熱設備的匹配合理,盡可能實現系統的智能化和自動控制。
8.1.3 同步施工
安裝不規范,客觀上會影響工程效果的發揮,同時影響美觀。太陽能一體化同步施工,可以考慮施工步驟的優化,并且由多方同步施工,不但可以使兩者有機結合,更能減少重復施工的現象,從而節省人力、物力,在保證質量的同時降低成本。
8.1.4 同步驗收
從規劃、設計、施工階段就同步驗收,保證質量,可以保證太陽能系統合理、穩定、安全,達到系統運行效率高,易于安裝、檢修、維護、管理。
8.1.5 同步管理
太陽能建筑一體化驗收完成之后,后期維護管理的服務是必不可少的,針對設備損壞的維修、物業溝通的缺失等有必要實行同步管理。從設備上來說,可以引進逐級承諾制度。開發商要向業主承諾,太陽能企業要向開發商承諾……比如,要承諾熱水供應的時間,熱度和噸水成本,并且還要承諾太陽能產品的使用壽命是20年,還是30年或者更久。若達不到承諾標準要有一個什么樣的補償。這都是互相制約的必要條件。如果有了這樣的利害關系,用戶才會用著放心,開發商裝著安心,太陽能建筑一體化才會發展壯大。
8.2 建議
8.2.1 集熱器安裝位置建議
建議如下:1)緊貼斜屋面安裝;2)緊貼陽臺圍欄安裝或用太陽能裝置直接代替陽臺、圍欄(圖19,20);3)緊貼南墻立面安裝,附近能檢修、下有托板(圖21);4)緊貼南墻立面采光槽開口處安裝(圖22);5)做成建筑物構件在屋頂上安裝,如德州蔚萊城項目,把屋頂飄板做成皇明太陽能集熱器,既滿足了集熱器的采光需要,又形成了建筑優美的造型元素(圖23,24);6)把平板太陽能集熱器作為外墻,如北京海林辦公樓外墻設計(圖25);7)在建筑物南墻外挑飄板或者在另設型鋼立柱的立面上安裝。
8.2.2 太陽能的系統選擇
在不同的居住建筑中,應根據不同的供水要求和條件選用合理的太陽能熱水系統:1)在別墅及排屋住宅中,宜采用分離承壓式強制循環的分戶式系統(圖26,27);2)低層及多層住宅中,宜優先選用分離承壓式強制循環太陽能熱水系統,在建筑造型允許的前提下,可采用自然循環的整體式太陽能熱水系統;3)當太陽能熱水系統中的用水點設有冷熱水混合器或混合龍頭時,冷熱水供應系統在配水點處應有相近的水壓;4)低層及多層住宅的太陽能熱水系統中應視具體條件選擇分戶式、半集中式或集中式系統;5)分戶式太陽能熱水系統各戶管道獨立,管線數量較多,管線的布置應考慮檢修的可行性,并且要求任何一組(根)管線檢修或更換時不影響其他管線的正常使用;6)集中集熱、分戶儲熱的半集中式太陽能熱水系統,為便于熱水的計量和循環加熱,宜采用間接式加熱系統,但應有可靠的技術措施保證戶內的熱量(水)不外流至管網;7)集中集熱、集中儲熱的集中式太陽能熱水系統應適當控制系統規模,避免管線過長,熱損失量過大;8)高層建筑在屋面資源不能滿足集熱器布置要求的前提下,可以采用分段供應熱水的方法部分滿足上部建筑的太陽能熱水系統的集熱要求,或采用欄板式、陽臺式集熱器制取生活熱水,但應保證集熱器全年能充分地采集陽光,保證冬AE]熱水器采光面上的累積日照時數不少于4h。
8.2.3 安全設計要求
安全設計要求如下:1)建筑的主體結構或結構構件應能夠承受太陽能集熱系統傳遞的荷載和作用;2)應對集熱器安裝形式的重力荷載、風荷載和地震作用效應進行校核,確保集熱器安裝的安全;3)當集熱器作為建筑圍護結構的一部分時,應對其強度進行復核,確保其能實現相關建筑性能;4)應根據集熱系統設計單位提供的集熱器運行重量和儲水水箱重量,對安裝位置進行結構荷載校核;5)集熱器安裝所需鋼構件所使用的鋼材、連接材料和涂料材料應具有質量合格證書,并應符合設計文件的要求和國家現行有關規范、標準的規定;6)新建建筑安裝集熱器前,應在混凝土結構構件內預埋支座,不可后打膨脹螺栓固定,不可安裝固定于非結構構件(如窗臺填充墻等)之上;7)集熱器支架安裝所有鋼材表面的原始腐蝕等級不得低于B級,其除銹等級應滿足《涂裝前鋼材表面銹蝕等級和除銹等級》(GB8923-88)相關要求;8)集熱器埋入混凝土的鋼埋件表面、現場焊接處及構件剖口焊接部位均不許涂刷油漆或有油污,待現場安裝完畢后,再按設計要求補防銹漆或防火涂料。
【關鍵詞】 太陽能表皮光熱光電采光遮陽
中圖分類號:TK511 文獻標識碼:A 文章編號:
一、前言
(一)概況
建筑高耗能問題已成為世界通病,全球能源調查報告顯示,每年的建筑能耗約占總能耗的30% ~40%。我國情況更為嚴重,建筑能耗約占社會總能耗的31%,單位建筑能耗是發達國家的3倍。針對建筑能耗過高的問題,歐美國家不斷深化與自然和諧共存的可持續發展的概念理念和技術,推廣環保節能概念,利用清潔能源--太陽能與建筑結合的設計水平日益成熟。
我國自上世紀80年代起,各種節能政策和管理條例鼓勵和督促建筑師轉變思路,嘗試環保節能建筑的設計,自本世紀以來不同類型競賽與示范性建筑紛紛亮相,顯示我國對太陽能與建筑一體化的重視程度,同時也表明太陽能建筑已逐漸成為當今建筑界的一個重要潮流之一(圖1 )。
(二)問題
目前在我國,建筑與太陽能系統的結合仍然普遍存在以下問題:
1、利用形式單一。國內利用太陽能的主要方式是太陽能熱水器, 1999年,全世界的太陽能熱水器面積達5400萬平方米,我國則高達到400萬平方米,居全球之首。2008年全球太陽能光伏系統裝機總量已累計達15GW,而國內光伏系統的累計裝機容量僅為10萬千瓦(100MW)。
2、安裝使用粗放。太陽能熱水器安裝缺乏統一規劃:規格各異、位置參差不齊、管道布置零亂;施工困難,太陽能裝置易破壞屋頂防水層,無預設管道,管線長期暴露;建筑的防水、防雷、防風、承重方面造成安全隱患。
3、設計缺乏考慮。建筑師對于太陽能利用技術與建筑本身相互結合欠缺考慮。建筑外觀處于雜亂無章的無序狀態,形成視覺污染。
二、建筑表皮與新能源結合
太陽能與建筑一體化是建筑節能的重要途徑,也是科技水平的綜合運用。它是將太陽能利用技術與先進的建筑節能技術和節能產品等優化組合,調整建筑耗能比例結構、提高太陽能保證率,為建筑提供采暖、制冷和熱水,營建低能耗、高舒適性的使用環境。
(一)光電系統與表皮結合
主動式太陽能建筑往往由于建筑師設計與施工方安裝不同步不協調而顯得相互間格格不入。“一體化設計,統一施工”就是建筑方案設計之初,將光伏電池系統作為美學一部分納入設計思路中,并做到從技術層面使之可行、可用,從藝術方面可觀、可賞(圖2 )。
光伏電池的物理特性為隔熱保溫,防水防潮,可作為玻璃幕墻成為建筑表皮的一部分;當光伏電池位于屋頂與墻壁等護結構時,彩色光模塊與造型光模塊可以成為屋面或墻體的構成材料,不僅節約外裝,同時使建筑外觀更具魅力。
(二)光熱系統與表皮結合
國家《可再生能源中長期發展規劃》要求,將太陽能熱利用作為可再生能源發展的重點領域。大幅度提高太陽能供熱系統能力,不僅提供熱水,還可為家用采暖系統提供熱力輔助,將太陽能與建筑的結合推向更深的層次。預計到2020年,太陽能熱水器總集熱面積將達到3億平方米,可替代約5000萬噸標準煤,總產值會超過3000億元。
輻射板技術建筑一體化 圖3輻射板技術與建筑表皮融為一體
在建筑的墻面和屋頂上安裝具有選擇性吸收涂層的輻射板,提高建筑護結構的保溫隔熱性能,利用太陽能、空氣源和低溫太空源,通過顯熱儲存系統短期調節自然條件對系統性能的影響,建立超低能耗的可再生能源綜合利用建筑,既可降低建筑所需能耗,又可減少對大氣和環境的污染。輻射板系統可以滿足建筑的外觀材質與顏色的需要,管道藏于墻內,可替代暖氣與空調,做到與建筑表皮融為一體(圖3)。
2、結構與構件蓄熱
為了貯存熱量,把建筑物的圍護結構里皮,裝以蓄熱材料,作成“特隆布墻”,將蓄熱體直接設置在南面窗戶的后面,當蓄熱體吸收太陽輻射,加熱后能再通過輻射和對流方式加熱房間內部空氣。
新型建筑外墻雙層中空玻璃可以同時起到太陽熱水器的作用,玻璃40%的面積是透明的,余下部分被盤旋狀的可以通水的銅管以及銀反射管所覆蓋,覆蓋物位于玻璃內層雙層中空玻璃可以吸收太陽能,并把水加熱,對于一個大樓來說,僅僅利用外墻玻璃就能把熱水問題解決,每年可節省大量的電力和煤氣。
(三)采光遮陽與表皮結合
據統計,建筑的空調系統與公共建筑的照明耗費的能源數據相當驚人。國內建筑由于文化傳統考慮自然通風與采光,但國外一直以來崇尚機械通風采光。在節能為首的基礎上,越來越多建筑師通過不同的采光與遮陽手段展現建筑的魅力。
1、導光系統與表皮結合
通過外部構件的設置,使得外部光線合理的引入內部空間,避免強光,同時也為背光側引入太陽光。(圖4)這樣就使整個建筑呈現一種類似于“暖水保溫瓶”的現象,在一定程度上實現了建筑物的單向熱傳導性,降低建筑內熱能或冷能的流失,減少建筑的整體能耗。
遮陽系統與窗結合(圖5) 圖5 遮陽系統 不僅可以調節室內光
線的強度,更可以創造出令人震撼的建筑
表皮效果。
在室外或室內甚至雙層體系中增加可調遮光百葉或安裝傾斜角度可控的鋼制遮陽板。此類建筑的前期投入并不比普通建筑高很多,但在長期運營過程中,卻能取得很好的節能效益。
三、結語
國內利用太陽能方興未艾,在已頒發的《可再生能源法》中明確規定:國家鼓勵單位、個人安裝和使用太陽能熱水系統、供熱采暖和制冷系統、光伏發電系統等設施,太陽能成為了最佳的替代性能源。如果太陽能系統中各種色彩和肌理的組件,也可以取代和節約昂貴的外飾材料(如玻璃幕墻等),使建筑物的外觀統一協調,增加建筑美感。建筑與太陽能結合一舉多得,建筑的表皮同樣可以用蘊含的能量巨大的太陽能設施。不同學科對此問題思考的越多,對社會的貢獻越大。
【參考文獻】
[1]宣曉東.太陽能光伏技術與建筑一體化應用初探[D]..合肥工業大學碩士學位論文,2007.4
[2]艾明星.變相儲能材料的研究[D].河北工業大學碩士學位論文,2003.3
[3]張揚.建筑遮陽設計研究[D] .同濟大學碩士學位論文,2006.2,
介紹傳統養豬行業存在的污染問題,闡述高架網床生態養豬技術的概念及特點,重點分析其基本工藝流程,并對高架網床生態養豬技術的優勢及前景進行了展望,希望對促進廣西地區高架網床節能減排生態養豬技術的推廣有所裨益。
關鍵詞
高架網床;節能減排;生態養豬技術
筆者所在的廣西博白縣歷來就有悠久的養豬傳統,是全國生豬調出大縣,但伴隨著養豬業的發展,養殖污染及環境保護問題愈加突出,成了困擾養豬業發展的一大瓶頸[1]。在縣領導的推動及對歐美先進國家養豬技術發展考察基礎上,結合縣域氣候地理條件特點,通過技術攻關,積極探索節能環保、高效益的養殖新方法,創立出了高架網床節能減排生態養豬這一契合南方特點的新型養豬技術,為從源頭上降低養殖污染并最終實現零排放目標,打下了堅實基礎。
1傳統養豬行業存在的污染問題
長期以來,“臟、臭、累”是我國生豬飼養行業所無法回避的一個嚴峻問題。我國是豬肉消費大國,也是生豬飼養大國,年產豬肉量幾千萬噸,占全球產量的一半以上。據實地測算,飼養一頭生豬需要用水0.05t,需排廢水0.04t,碳排放量等同于19個身體健康的成年人,其氨氮排放量嚴重超過土地承載能力。按國家標準,廢水處理最低需20元/t,這對規模化養豬企業來說,無疑是個天文數字。特別是2015年被稱為史上最嚴環保法的出臺,更是使廣大養殖企業雪上加霜。但生豬飼養不等同于其他污染企業,這些企業往往集中于不發達地區,事關廣大農民的經濟效益,且其污染特點不是急劇性的,不能簡單采取關閉就了事;同時,生豬飼養是關系民生工程的大事,必須慎重對待之。即使部分地區采用了水泡糞飼養模式可以節約部分用水量,但因為廣西地區氣候高溫濕熱,蟲蛆蚊蠅較多,各種有害氣體很難得以排除,加之生豬糞污量比較大和區內山區較多實際情況,配套設置難以大面積展開建設的實際情況很難得到克服,為此,高架網床生態養豬模式成為了必然的選擇[2]。
2高架網床生態養豬技術的概念及特點
2.1高架網床生態養豬技術的概念針對傳統養豬模式中的弊端,特別是對外在環境產生的巨大污染,生態養豬模式正日益受到社會各界人士的廣泛重視。其中,高架網床技術是目前發展較好的一種新型養豬模式。該模式主要包括高架網床、通風道和排污道等主要設施。該技術將豬舍分為2層:底層為集糞區,表面要用水泥進行硬化,高度設置成1.9~2.5m,并安裝好控濕、控溫和控風設備;二層為飼養區,生豬在這一層進行飼養,高架網床由全漏縫地板編織成,圍欄將其分為幾個豬圈,二層的入口處應設置有降溫通風設備,內部高度應為2.4~3.5m。
2.2高架網床生態養豬技術的特點同傳統養豬技術相比,高架網床技術能夠使每頭生豬飼養成本降低約200元,排污量減少約90%,通過林木和魚塘的消納,實現零排放、零污染的目標。同時,還盡量少的占用耕地,不使養殖規模擴大過度;實現了欄舍的免沖洗,減排節能效果很好;全漏縫,使豬群遠離糞便污染,盡量降低豬患病概率;實現了集約化生豬養殖,通過高度自動化,降低了人工成本;設計了固液分離、干清糞和雨污分流,結合微生物發酵、沼氣及林木消納,確保了良好的治污效果。表1為高架網床同傳統生豬飼養模式對比表,從表1中可以看出,高架網床生態養豬模式有其自身顯著的特點。
3高架網床生態養豬技術的工藝
高架網床生態養豬技術對工藝上的要求并不是很高,豬在網床上方飼養,通過下方的全漏縫將排泄物全部落到底層地面。底層的水泥硬化地面設計成30°~40°的斜度,通過人工就可以很方便地將糞便進行收集。豬尿通過30cm×30cm的收集溝進入固液分離池進行處理,豬糞在這一環節實現了脫水處理,使豬糞渣同豬尿有效分離開[3]。一般情況下,豬糞渣都能夠控制在60%以下的含水量,這就便于后期的打包外運工序,使其非常方便地用于農田有機肥。另外,工序中所產生的污水還能夠通過沼氣池的發酵用在經濟林木等的噴灌上,更加節約了種植業成本。豬舍設計有雨污分流,通過屋頂的集雨槽和欄舍邊的雨水溝,使雨水得以直接外排,防治污水進入污水池形成二次污染,而污水溝內污水經過專用管道進入到固液分離系統中。有的養殖企業還將微生物技術配以適宜飼料配比以除去豬糞臭味,從而降低糞便對環境污染,或者采取自動刮干糞技術,克服了現有機械刮糞方式下糞尿水一起刮的傳統模式,確保了清糞技術高效有序。
4高架網床生態養豬技術的優勢及前景
高架網床生態養豬技術的優勢非常明顯,其應用前景非常廣闊。一是實現了真正意義上的節能減排。所養生豬排泄的糞便由漏縫板漏到底層地面,使生豬同糞尿實現了有效分離,使養殖過程中所用欄舍實現了免沖洗,養殖所用水量降低了90%以上,污染處理系統壓力大大降低,從源頭上控制了整體排污量。同時,欄舍的用電量比較少,每個豬舍平均只需100元左右水電費進行運轉,降低了額外養殖成本。二是提高了生豬整體抗病免疫力。生豬在高架網床的上方生活,使其遠離了氨氣等有害氣體的不良影響,使空氣保持了較好的控制質量,生豬的抗病力顯著提高,死亡率明顯降低,患病豬的出現大為降低,并最終降低了藥品,特別是抗生素等的濫用。另外,由于豬身上的汗腺不是很發達,自身很難通過排汗的方式排出體內所產生的毒素,而排泄物又是毒素積累的主要地方,高架網床飼養模式下,生豬遠離了糞污,自然就會減少疫病發生;同時,清潔的環節也保證了飼料較高的轉化率,實現了集約增效。三是獲得了較高的養殖效益。經過實際測算,肉料比達到了(1∶2.75)~(1∶2.5),明顯高于傳統養豬業(1∶3.5)~(1∶3)的肉料比,普遍可以提前約半個月,即在4個月時達到120kg時生豬就可以出欄,縮短了出欄時間,生豬的平均飼養密度達到了0.8m2/頭。平均測算單頭生豬可節約1~1.5kg飼料,至生豬出欄每頭可以最多節約七八十千克飼料,很明顯可以有效提高生豬飼養利潤。四是有效降低了人工成本。因高架網床模式下并不需要經常對欄舍進行沖水,從而使工作人員的工作量明顯降低。如果條件好的養殖戶或企業再輔之以自動投料設備,則單個工人就可以喂養三四千頭生豬,這是傳統養豬業所無法比擬的優勢。經過養殖戶實際工作,采用高架網床飼養方式,平均豬肉降低成本最低為2元/kg,提高了經濟效益。
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當前,廣西全區特別是筆者所在的博白縣養豬業正處在轉型升級提高的關鍵時期,由于高架網床所具有的產業增效明顯、污染減排效果良好的顯著優勢,勢必得到業界及廣大養殖戶的高度關注,也是傳統生豬養豬業的必然發展方向,這對未來建立生豬飼養中心下全程兼顧有益微生物菌群的微生態現代農業系統,并進而逐步推廣至肉牛奶牛、肉鴨肉雞養殖等方向,意義將會是十分積極的。
參考文獻
[1]宣蘇哲.生態養豬新模式:高架網床技術[N].中國畜牧獸醫報,2015-11-22.
[2]丘毅.陸川縣高架網床養豬技術集成模式評析[J].豬業科學,2014(4).
該項技術擁有24%的綜合能效。相比之下,光伏太陽能電池板的綜合能效通常在15%左右。“太陽能蒸汽”法的發明者認為,有了該項技術,人們將以全然不同的方式思考太陽能發電,但他們也預計,該新技術的首次使用將不是為了發電,而是為了邊遠地區的衛生設施和水質凈化。
“太陽能蒸汽”的效率主要基于將日光轉換成熱能的光激納米粒子。當浸沒在水中并暴露在陽光下時,納米粒子急速升溫,并即時將水蒸發產生蒸汽。研究人員表示,隨著技術的不斷改進,“太陽能蒸汽”的綜合能效還將提高。
研究使用的納米粒子非常小,甚至小于光波長,這意味著其具有非常小的散熱表面。強烈加熱將在局部,即納米粒子的表面產生蒸汽。研究人員將裝有含光激納米粒子的水的試管浸入冰水中來演示“太陽能蒸汽”。結果表明,使用透鏡將日光聚集在試管中的冰水混合物,幾乎立刻就能產生蒸汽。
蒸汽是世界上最常用的工業流體之一。大約90%的電力產自蒸汽,蒸汽也常用于醫療廢物和手術器械的滅菌、蒸煮食物和凈化水質。大多數工業用蒸汽產自大型鍋爐,而“太陽能蒸汽”的功效在于,使蒸汽在更小的規模上變得更為經濟。
萊斯大學的研究人員已研制出了一個能在缺電地區為醫療器械消毒的“太陽能蒸汽”高壓鍋。他們還贏得了比爾和梅林達·蓋茨基金會“大挑戰”項目的資助,準備為沒有下水道或照明的地區研制一個超小規模的人體廢物處理系統。
研究人員表示,“太陽能蒸汽”的最顯著特點是高效,其不需要數畝面積的聚光鏡或太陽能電池板,演示用高壓鍋的光窗僅幾平方厘米大小。“太陽能蒸汽”的另一個潛在用途是為空調及供暖系統等混合動力家電供電,這些家電白天將由日光供電,晚上則利用電網電力工作。
隨著經濟的發展,我國的建筑行業也在突飛猛進的發展,但工民建筑行業的發展需要消耗更多的能源和資源,因此要加強對建筑行業施工技術的改造工作。節能環保技術是在新時代下采用先進的技術手段來實現節約能源、保護環境的目的。把節能環保技術應用到工民建施工中可以有效的減少資源浪費的情況,促進建筑行業的集約化發展。(1)節能環保的建筑材料成本相對較低并且可以循環利用,所以節能環保技術在工民建施工中應用可以節約施工的成本。(2)節能環保技術在工民建施工中的應用可以保護我國的生態環境,緩解資源緊張的現狀。(3)節能環保技術的應用有助于實現節能材料的有效開發和高效利用。(4)節能環保技術的應用有助于人們尋找新的環保、綠色能源,可以促進新能源的開發和利用。(5)節能環保技術的應用還可以促進施工技術的進步和發展,提高整個工民建工程的施工水平。(6)建筑行業所跨的領域比較大,涉及施工企業、建設企業、電子信息、計算機技術、人文科學、地質地礦等多個領域,因此在工民建工程施工中運用節能環保技術有利于節能環保技術深入到其他的領域并得到發展。
2節能施工技術在工民建建筑工程中的具體應用
2.1太陽能節能技術
太陽能節能技術也叫太陽能集熱器技術,太陽能節能技術主要是通過吸收太陽能輻射,然后通過自身的轉化產生的熱能,之后將產生的熱能傳送給需要的物體。在工民建筑的樓頂安裝太陽能節能系統可以充分的利用豐富、綠色環保的太陽能,并把它們產生的熱能轉化成電能,以便居民采暖制冷。
2.2采光節能環保技術
采光節能技術就是把大自然中的光轉化成我們所需要的能源,在以往的工農建筑中僅僅對側面進行采光,由于受空間的限制不能充分的利用自然界的光資源。利用采光節能技術進行采光可以全方位、大范圍的進行采光,采光的質量好且效率高。
2.3節能技術在建筑屋頂的運用
在工民建筑屋頂的工程施工中,可以采用高效保溫材料例如浮石砂保暖屋頂面,還可以利用倒置型或架空型保溫屋面節能技術設置屋頂。進而實現工民建筑節能的目標。
2.4節能技術在建筑圍護的運用
在墻體的外部使用防水材料和保溫材料形成外保溫層,在墻體的內部全部使用保溫材料形成內保溫層。外保溫層和內保溫層的結合不僅對屋內起到了保溫的作用還可以減少實體磚的使用,節省了建筑材料。
2.5室內采暖供電節能技術
室內采暖節能供電技術主要運用的是水源熱泵系統和太陽能系統。利用水源熱泵系統可以把外界的熱能轉移到室內,進而達到采暖的效果。利用太陽能系統可以把豐富的太陽能熱量轉化為電能,給住戶供電。
3不斷的改進節能施工技術,使其更好的為工民建建筑工程服務
把節能環保技術應用到工民建施工中可以有效的減少資源浪費的情況,促進建筑行業的集約化發展。所以在工民建工程施工中充分的利用各種節能環保新技術,節約建筑工程施工的成本,緩解資源緊張的現狀,保護生態環境,促進新能源的開發,提高整個工民建工程的施工水平。但隨著社會的發展,節能環保技術也需要不斷的發展完善,這樣才能發揮它在工民建筑施工中的最大用處。首先要建設節能環保技術體系。國家要制定節能環保技術使用標準,建立和完善節能環保技術的管理和控制體系,使工民建施工中運用節能環保技術更加的規范。其次要加速發展新的技術,加強與國外的節能技術交流,借鑒和引進國外的先進節能環保技術新理念。通過不斷的交流和合作,通過不斷的研發和改進,提升節能環保技術。第三,要尋找新能源,把新技術和新能源相結合,運用到工民建工程的施工中起到節省能源,保護環境的目的。
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關鍵詞:建筑節能 技術應用 發展
一、建筑節能的概論
建筑節能指的是在道路、房屋、橋梁的建設過程中,為了最大幅度的降低能源損耗而合理的使用建筑材料。主要的節能指的是采暖、通風、照明等方面的能源。在建筑施工的方方面面都可以運用到節能理念,比如保溫隔熱技術、太陽能技術以及建筑遮陽技術等。建筑節能在廣義的層面上指的是整個建筑工作的節能總和,從選址到規劃再到最后的使用,都要盡可能使用節能材料,以符合相關行業的節能標準。想要達成這種節能效果首先必不可少的是政府的大力支持,這樣才能使節能事業有所依靠,再加上相關行業出臺政策,并設立統籌、監管等部門來實行監督。準備工作完畢之后再大力開發節能新技術,把節能工作積極落到實處,才是從真正意義上完成了建筑節能工作。
二、常見的建筑節能技術
1、太陽能節能技術
隨著能源危機問題的嚴重,在經濟發展的過程中,一直在尋找和開發新的能源,近年來,太陽能節能技術的應用和發展是經濟發展中的一大亮點。在建筑施工節能技術的應用中,太陽能節能技術能夠將太陽輻射的熱能轉換成電能以及其它能源。太陽能能源作為一種可再生的新型能源,更加符合環境保護的要求,同時又沒有使用限制,是節能降耗下的建筑施工節能技術的重要措施。
在我國南方的建筑中,由于我國南方天氣炎熱,夏季漫長,在建筑施工中安裝太陽能節能裝置的建筑是夠改善工民建通風技術與遮陽技術,使得南風空調的使用頻率降低,達到節約能源的目的。在我國北方的建筑中,安裝太陽能裝置的建筑能夠協助實現采暖供暖,節省建筑本身的供暖消耗,還能增強建筑的保溫性;如果將太陽能轉換成電能,安裝這樣裝置的建筑能夠節省使用者的用電量,能夠更好地節省電力能源。
2、土地資源節能技術
近年來,隨著工業的發展與城市的擴張,我國的土地資源出現緊缺的情況,人們的居住環境多少會受到影響。我國是農業大國并且人口非常多,為了保證我國居民的生活環境不受影響,但同時也要保證我國工民建建筑的質量,土地資源節能技術的應用與完善是非常必要的。土地資源節能技術能夠盡可能低縮減用地規模,使得建筑工程所占的土地資源進行最大限度的利用,并且要保證在建筑施工過程中的的施工地段與臨時設施都能進行科學地分配與控制,對節約土地資源做出一份貢獻,使得人們的生活環境更加舒適。
3、水資源節能技術
我國的地形復雜,東西南北的水資源分配不均,某些地區在某種程度上存在著水資源匱乏的問題,而建筑行業是用水量比較大的經濟產業,因此,在建筑施工中,尤其是在水資源匱乏的地區中進行施工時,必須注意水資源節能技術的應用。在建筑施工過程中,不僅占有大量的土地資源,而且對水的使用量很大,尤其是混凝土的攪拌與養護工作,需要大量的水資源,并且建筑工程一般的都是周期長、工程量大,因此多數的建筑工程不僅造價不菲,對能源的消耗也是非常驚人的。
三、建筑節能技術的應用
1、建筑對太陽能的應用
對太陽輻射能的收集與利用,在建筑中安裝太陽能光熱系統,將太陽輻射能收集起來并通過一系列的能量轉換,使輻射能變成熱能,保障房屋的熱能供應。太陽能屬于可再生能源,而且在利用過程中不產生有害物質,將太陽能轉換的熱力能源應用到房屋建筑中,能夠對其他能源進行有效的節約。可以將能源利用到建筑在冬季進行的取暖,使煤、電等資源用量減少。
2、太陽能發電系統的應用
太陽能發電系統就是將太陽能轉化成為電能,直接為房屋提供清潔電力。在建筑中尋找采光良好的高處,將太陽能光伏發電系統進行安裝,這樣就能夠使系統轉化的電源供給到房屋中,讓建筑中的用電不通過任何電力基礎設施直接供應,而且太陽能光伏發電系統在工作
過程中不產生任何有害物質以及噪聲污染。我國的大部分地區對太陽能的利用還不充分,在建筑中安裝太陽能發電系統既是對能源利用的創新也是房屋建筑節能的創新。
3、對地熱能的應用
我國大部分地區都是呈現出四季分明的氣候特征,這種氣候也對人們的生活產生了一定的影響,也就導致了常常室內溫度與室外溫度有很大差異的情況發生,當人們需要這樣的差異時,就會利用供熱系統、制冷系統等進行溫度的調節,這也就在很多的時候會產生能源的
大量消耗。而在建筑之下的地表中,存在能夠常年為人們所利用的清潔能源,也就是地熱能。在建筑中安裝地源熱泵,能夠對地表四季恒溫的特征進行有效的利用。在冬季,將地表熱量傳輸到房屋當中進行取暖,夏季使可以利用其進行制冷調節。這種對室內溫度的調節方式
既環保,又節約其他不可再生資源,而且與其他能源相比,地熱能持續穩定,而且適用于各個地點,在進行開發時占地面積較少、成本較低。房屋建筑合理利用地熱能源更有效的減少了建筑費用,在房屋建筑中積極應用地熱能源也是建筑技術的創新應用。
4 光導纖維技術的應用
對光導纖維技術的應用,是將太陽光盜圖器安放在建筑中四季采光均勻的地點,再將光纜連進建筑內部。這樣陽光就會在室內聚焦,纜線會把陽光導入進室內等需要光照的地方。這種高科技的應用,可以在太陽的升起到落下的過程中都會讓纜線到達的地方得到相應的光
照。在建筑中,即使可能建筑某個室內本身不具備采光能力,利用這樣的技術,人們就可以在室內利用這樣的節能光進行各項活動,而不必擔心室內的采光,更不必消耗電力能源進行照明。這種光導照明方式也是現如今最節能的建筑元素,更是房屋建筑中對能源應用的有效創新。
5 建筑墻面施工中節能技術的應用
5.1 建筑外墻施工的節能技術
房屋施工過程要對房屋的外墻做保溫處理,墻體的保溫水平取決于很多因素,為了保障墻體的保溫水平,又能進行能源節約,從保溫材料的選擇以及施工質量入手。在選擇保溫材料時,可以應用蒸壓粉煤灰添加氣混凝土,這種材料具有良好的保溫效果,而且是一種節能
環保的綠色建筑材料。工人進行施工時,應該嚴格按照圖紙要求,充分考慮使墻體裂縫的因素,對承重墻的施工采用整磚平齊法砌筑。
5.2 建筑屋面施工的節能技術
房屋屋面施工時,主要考慮房屋面板與防水層之間保溫材料的應用于選擇。一般要選擇高強度、低密度、較弱的導熱性能的材料,可以利用加氣混凝土塊、聚苯乙烯板等。在施工過程中,采用反鋪法,將防水層放置于保溫層下面,防水層具有良好的額保護效果,使得施
工操作性更強,也大大降低了施工成本。另外,利用高質量的保溫材料設置反射層與隔熱層能夠有效的對房屋進行隔熱。
四、建筑節能技術的發展前景
近年來,我國的經濟與科技都得到了迅速的發展,建筑行業呈現一片繁榮的景象,在發展的同時,人們越來越關注到節能技術的應用。在建筑行業中實行可持續發展戰略,節約能源勢在必行,應當進一步完善和提高工民建施工節能技術,保證人與環境和諧發展。
結語:
綜上所述,對建筑中節能技術的創新應用能夠對建筑行業的發展起到巨大的推動作用,更是促進新能源、新材料應用的主要途徑之一,對我國構建資源節約型社會具有重要的意義。我國建筑行業不斷加強對建筑新能源的開發與利用,使建筑行業有效節約施工費用、提高工程質量的同時,為建筑使用者提供更節能舒適的能源使用環境。
參考文獻:
關鍵字:房屋建筑 節能技術 太陽一體化
中圖分類號:S210.4文獻標識碼: A
一、研究背景
與國際發達國家相比,我國建筑總能耗呈逐年上升趨勢,其中1970年建筑能耗約占能源消費總量的10%,2011年上升至27.6%,約占全國總能量的25~40%,例如與氣候相近的發達國家相比,我國多數采暖地區圍護結構普遍具有較差的熱功能,其中我國建筑外墻傳熱系數高出3.5~4.5倍、屋面高出3~6倍、外窗高出2~3倍,此外單位房屋建筑面積具有能源利用率極低(28%)、能耗極高等特點。隨著世界范圍內能源危機的爆發及建筑能耗的日益增長,房屋建筑施工的節能問題越來越受到社會的重視。就我國大多數地區而言,屋面、門窗、外墻體工程被認為是護結構耗熱量最大的三項工程。房屋建筑節能作為我國建筑行業發展的重點,其被看做國家建設節能型社會及發展新農村建設的重要措施。建筑節能理念的推行對能源安全保證體系的建立、建筑行業各項節能技術的應用及建筑節能工作的順利開展意義重大,同時也對建筑行業經濟的持續增長至關重要。針對房屋建筑行業的節能工作,具體節能措施包括:新建建筑必須符合現行建筑節能行業標準,其中節能標準所涉及的強制性條文必須嚴格落實;我國建筑工程方面,達標的新建建筑約占90%,其中建筑施工階段達到節能標準的建筑約占80%以上。建筑節能作為執行國家節約能源與環境保護政策的關鍵性內容,其具體內容包括兩方面,即圍護結構保溫隔熱能力的加強;從供冷、供暖的實現方式與熱源輸送渠道實現能源的節約。本文主要從下列方面淺析房屋建筑施工的節能技術。
二、房屋建筑施工的節能技術研究
就建筑項目而言,房屋建筑節能施工技術具有至關重要的作用,而施工實踐過程必須結合建筑項目的實際情況采取針對性的措施。本章節主要從墻體保溫施工、門窗安裝施工、屋面保溫施工、太陽一體化節能技術四大方面展開論述。
(一)墻體保溫施工
墻體保溫施工作為房屋建筑節能施工的關鍵性環節,其施工質量對房屋建筑整體節能效果的改善至關重要。墻體保溫層的設置位置包括內側或外側,其中內側設置的基礎措施更簡單,但保溫效果較差;外側設置對節省使用面積具有積極的影響,但易出現脫落、開裂、滲水等問題。墻體保溫施工工藝大致包括粘貼、抹灰、噴涂、復合等方式。墻體保溫施工過程,施工工藝必須嚴格按照施工方法與保溫材料的實際情況進行選擇。保溫砂漿作為常見的施工材料,其施工具體采用抹灰方式。墻體保溫施工注意事項具體包括:對墻體依次進行清潔、修平、濕潤處理;對墻面設置沖筋或標準,以確保墻體保溫層厚度;單次抹灰厚度約10cm,其中下層施工前必須確保上層的強度達到既定要求;保溫砂漿往往設在內側,針對墻體外側設置保溫砂漿的情況,必須采取必要的防裂、防水、防脫落等措施。
(二)門窗安裝施工
門窗安裝施工過程,玻璃扇與門窗框的傳熱系數及密封性往往被看作最關鍵的環節進行控制。考慮到木制門窗與塑料門窗具有較低的熱傳遞系數,雙層玻璃的傳熱系數較單層玻璃的傳熱系數低出許多,房屋建筑最好選用木制或塑料的雙層門窗。若要使房屋建筑門窗的節能效果達到既定要求,門窗的安裝施工必須特別注意下列事項:門窗的選擇必須根據設計的要求進行選擇,注意門窗安裝前必須認真檢測門窗的各項性能指標;門窗安裝過程必須對門窗框角的垂直度進行檢查,以防門窗變形;扇與扇、框與扇間必須設置密封條,同時柱、墻、梁、臺與門窗框的交界位置必須采取密封措施,以防出現透氣或滲水問題;密封施工前,密封位置的灰層必須事先清理干凈,以確保密封效果達到既定要求。
(三)屋面保溫施工
房屋建筑施工過程,常用的屋面保溫措施要求把保溫材料鋪設到防水層與屋面板間,其中保溫材料必須具有吸水率低、密度低、導熱性能小及強度較高等特點。現代房屋建筑施工過程常用的保溫材料包括水泥珍珠巖板、加氣混凝土、輕骨料混凝土板、水泥聚苯板等。屋面保溫施工過程,必須采取相應的隔熱措施,例如屋面結構的下部或上部設置通風隔熱層;選用高效保溫材料實現屋面隔熱;若條件允許,屋頂上部亦可設置反射層或種植植被,由此實現屋面隔熱保溫效果。
(四)太陽一體化節能技術
據統計數據顯示,我國超過2/3的國土面積具有超過2200h的年日照時間,其中年輻射總量超過502萬kJ/m2,由此預示著我國太陽能具有廣闊的利用前景,此外高科技環保節能建筑使人類始終生活在充滿自然景觀與能源循環再生的人工大自然。根據太陽能的實際應用需要及具體特點,房屋建筑節能方面太陽能的具體應用包括兩大方面,即太陽能光熱利用技術、太陽能光電利用技術。
1.太陽能光熱利用技術。太陽能光熱利用技術要求把太陽輻射能轉化成熱能,由此實現太陽能的利用。房屋建筑工程領域,制冷與采暖作為最常見的利用方式,從溫度利用的高低可簡單劃分成低溫利用、中溫利用、高溫利用,其中工程供熱大多采用太陽能高溫利用,此外日常的生活熱水供應大多采用低溫利用;從溫度利用的方法可簡單劃分成間接利用與直接利用兩種形式,其中直接利用的常見方式包括:借助太陽能空氣集熱器實現物料干燥或供暖;借助太陽能熱水器實現生活熱水的供應;建設以集熱-儲熱原理的間接加熱方式為基礎的被動太陽房(見圖1);借助源自太陽能加熱空氣的熱壓實現建筑通風效果的增強。間接利用方式包括:太陽能吸附式制冷、太陽能吸收式制冷、太陽能噴射制冷。
圖1被動式太陽能剖面圖
2.太陽能光電利用技術。太陽能光電利用技術要求借助太陽能電池使太陽能轉化成電能,同時儲存到蓄電池,此外經放電控制器的控制實現太陽能的釋放,以供室內的照明及其他所需,具體轉化原理詳見圖2。
圖2光電轉化基本原理
例如 2004年皇明科技園區內建立的超級節能示范樓作為我國第二代太陽能建筑,其能源供應不僅保留有太陽能光熱系統,同時也增設有太陽能地源熱泵輔助系統與太陽能光電系統,其中太陽能光電系統經光伏發電實現設備用能與生活用電的供應,若供電不足,系統則直接切換到城市電網。就外墻保溫措施方面而言,采取外卷簾遮陽系統、合理設計放熱橋、曲板屋頂夏季防曬及屋面外墻隔熱等措施可實現房屋建筑保溫隔熱能力的大幅度提高,進而實現太陽能供暖制冷效率的大幅度提高。經現場測試發現,該超級節能示范樓的總建筑節能率超出90%。現階段,太陽能光電技術被普遍應用到空間站、航天飛機或邊遠地區,而太陽能建筑的光電利用作為實現太陽能照明的主要途徑,其正被逐步引入建筑工程領域。
參考文獻:
[1]文貴生.新時期背景下建筑施工節能技術的應用探究[J].房地產導刊 ,2013,(9)
[2]陳軍.淺談房屋建筑施工及工程節能技術管理措施[J].科技與企業,2013,(12)
[3]譚永果.建筑外墻保溫節能技術在建筑施工中的應用[J].中華民居,2013,(21)
[4]叢京.基于綠色節能技術的建筑施工優化模式探討[J].建筑與文化(學術版),2013,(1)
采光取暖效果是評判建筑物質量的重要因素之一,因為只有充足的光照與充足的熱量才能確保建筑物功能與作用更好地發揮。特別對于氣候嚴寒的北方,嚴寒的冬季時間較長,氣溫較低,需要大規模的熱量,在這種形勢下,采光技術與太陽能技術得到了開發和利用,并發揮了節能環保的效果,具體利用情況如下:
1.1采光技術
采光技術就是提高對自然陽光的利用效率,充分利用自然光來提高建筑物的采光率,增強建筑物室內亮度,采光技術通常包括直接采光技術與間接采光技術,以往的采光技術體現為直接采光,具體體現為側面采光,然而,這一采光模式容易受到有限空間格局的影響,對于空間較大、深度較深的房屋則效果不佳,存在不良的問題和缺點,因此,當前的工業建筑、民用建筑引入了間接采光技術,以及一些現代化采光技術發揮了節能環保的效果,間接采光技術不僅為人們帶來了良好的視覺享受,同時也能使建筑物接受更充足的自然光線照射,實現了室內人員對自然光的充分利用。同時也發揮了對室內取暖的支持作用。
1.2太陽能技術
太陽能作為一種自然界最廣泛、儲備最豐富的天然能源,在諸多行業和領域得到了開發和利用,成為世界公認的清潔、高效、環保能源,將其利用在工民建筑工程中,發揮了節能環保效果,同時也滿足了建筑的基本功能需求。太陽能技術的優勢體現在:無污染、便于安裝與維護,沒有地域條件限制。當前的太陽能技術利用正在朝著多功能混合方向發展,例如:采集熱量、散熱等等,一般將太陽能電池發電系統裝設于工民建筑頂層,從太陽輻射所獲得的熱能轉化為電能,這些電能憑借電池組對應存儲于某一供電系統,從而來發揮對建筑物內外的用電需求。太陽能最典型的利用就是我國北方城市工民建筑,通過裝配太陽能設備來實現冬季取暖、熱水供應等功能;我國南方城市則利用太陽能來優化建筑的遮陽效果,提高建筑物的通風水平,以此來控制對室內空調設備的使用,創造了積極的環保效果。
2玻璃保溫技術的應用
工民建工程的節能技術中,玻璃保溫技術仍是一項非常重要研究項目,窗口保溫成為節能技術研究重點,它積極控制了建筑物內部各項空調設備的使用時間,達到節能環保功效。當前的窗口朝著三層塑鋼窗方向發展,三層塑鋼窗的引入積極控制了窗口玻璃的熱交換,得到了節能環保目的。同時,鍍膜玻璃技術也成為一項新型節能技術,提高了玻璃的保溫效果,冬季寒冷時節,鍍膜發揮了保溫功能,相反,夏季炎熱時期,鍍膜玻璃則發揮了阻擋外界熱源的功能,為室內提供舒適、涼爽的環境空間,也減少了制冷設備等的使用。
3園林綠化設計技術
工民建工程節能技術不僅體現在現代化科學技術方面,也要注重從建筑自身的設計、外部條件布置等方面入手,可以通過完善園林技術來發揮節能環保的效果。對建筑周圍的園林進行優化、綠化設計,利用綠化園林來調節建筑物周圍的局部地區氣候,從而達到保溫隔熱的功效。例如:在工民建筑物的外墻種植藤類植物,藤類植物發揮了對建筑物平面的裝飾作用,又能發揮保溫、隔熱的功效。夏季,氣候炎熱、溫度較高,藤類植物發揮對建筑物的綠色屏障作用,降低了建筑物自身溫度,控制了室內空調設備的使用;冬季氣候相對嚴寒、溫度較低,綠色藤類植物枯萎附在建筑物表面能夠發揮保溫功效,從而控制建筑物自身的能源損耗。這一綠化技術使用不僅發揮了節能環保功能,同時,也營造一個優美的景觀環境,發揮了綠化環保的景觀功效。
4樓頂隔熱技術的運用
建筑物容易受到太陽輻射的不良影響,特別是一些氣溫較高、日照時間較長的地區,建筑物更容易受到太陽輻射的不良影響,從而影響建筑物的使用壽命,為了減輕這一不良影響,可以在建筑物頂端配置隔熱設備,現階段,一種最為流行的節能環保類隔熱技術體現為:空氣層隔熱技術,憑借控制傳熱來達到隔熱的效果,空氣層隔熱技術已經被應用到工民建筑工程的頂部、墻體以及門窗等多個部位,都發揮了積極的隔熱作用,通過通過空氣層隔熱也能夠發揮保溫的功效,已經成為一項獲得廣泛認可的節能技術,同時,其他類型的保溫節能技術,例如:架空技術、浮石砂等也得到了廣泛而深入的利用。
5總結