时间:2023-03-22 17:49:29
导言:作为写作爱好者,不可错过为您精心挑选的10篇农村建筑节能论文,它们将为您的写作提供全新的视角,我们衷心期待您的阅读,并希望这些内容能为您提供灵感和参考。
2.1信息熵方法对建筑节能评价指标的筛选
为了从已经构建的初始评价指标中提取主要评价指标,可以采用信息熵法剔除其中对评价影响不大的指标。具体操作步骤及方法如下:第一步:将初始的指标矩阵进行标准化处理。假定所选的评估对象有N个,初始的指标有M个,则可以构建N×M阶的矩阵,定义为矩阵A。按照式(1)进行标准化后的矩阵为A′。a′ij=(1)第二步:熵值的求取。令pj表示熵值,则,Πij=pj=-ΠijlnΠij(2)第三步:熵权的确定。Wj表示求出的熵权的大小,则,Wj=(3)第四步:确定某个评价指标的具体权重。权重值用Qj表示,则,Qj=(4)第五步:将第三步求出的熵权与第四步求出的具体权重进行结合,剔除冗余指标,确保评价的稳定性。
2.2BP神经网络方法对农村住宅建筑节能的综合评价
BP神经网络可以用于逼近任意的一个非线性的函数,同时具有超强的自适应以及存储能力。采用BP神经进行评价时,其运行的主要思想就是将搜集到数据输入到该系统中,然后系统进行自我训练,拟合各指标间的最优关系,并自动记忆、存储所选指标对综合评价对象的影响权值,继而对类似对象做出客观的评价。在进行BP神经网络训练之前需要构建BP神经网络结构,主要需要以下参数。
(1)BP神经网络的节点数与层数的确定BP神经网络结构的确定需先确定输入、输出层节点数、隐含层的层数以及隐含层节点。输入层节点数为指标个数,输出层节点数为建筑节能综合评价指标。在规模不大的情况下,常采用一个隐含层。隐含层节点数可根据式(5)确定。Ny=(5)其中,Ny表示隐含层节点数;Ni表示输入层节点数;No表示输出层节点数;NP表示训练样本个数。
(2)BP神经网络相关参数的确定确定BP神经网络结构后,需要确定网络函数的选取、初始权重的确定、期望误差、学习速率、训练次数等相关参数。
3江苏农村住宅建筑节能的综合评价
首先对初始建立的评价指标进行筛选,剔除其中可能对评价结果有干扰的影响因素。聘请10位专家对初始的评价指标进行打分,然后依据信息熵方法进行处理,最终得出的综合评价指标包括b11、b12、b13、b14、b21、b22、b23、b24、b25、b31、b32、b33、b41、b45、b46这15个评价指标。采用三层BP神经网络模型,即输入层、隐含层、输出层各一层,输入节点数为选定的评价指标数15,根据式(5)确定隐含层的节点数为7,输出节点数为1。函数采用Sigmoid函数,初始权值为[0,1]区间的较小的数,误差期望为0.01,学习速率为0.001,训练次数为10000次。笔者选取了江苏省某地区的6个农村住宅建筑作为评价对象,以其中的5个作为训练样本。数据主要是通过调查得到并做归一化处理,聘请相关专家对这几个样本进行综合评分,用t表示。经过训练,将第六个样本作为评价对象,采用该模型进行综合评价,各指标的初始值见表3。采用经训练后的BP神经网络模型进行综合评价,得出的最终评价结果为0.932,这与通过专家打分法得出的评价值0.927相比,误差为0.005,相对误差为0.5%。这充分说明采用BP神经网络模型进行综合评价是可行的,且其评价的精度比较高。
人们对室内环境质量的要求在提高。为满足这种要求,建筑中增设了多种建筑设备系统。因此而带来了建筑耗能的增加。国际上在经历数次能源危机以及对矿物能能源资源的不可回复性和温室效应对自下而上环境的负面影响的认识越来越清楚之后,提出了控制矿物能源用量的增长,提高用能效率,开发新能源和可再生能源,保护环境的目标。作为耗能大户的建筑节能受到极大的关注。在我国建筑节能,重点的城市住宅建筑节能,也提到了工作日程。人们在思考和实践,寻求实现建筑节能的有效途径。
建筑节能是一项系统工程。在策划、实施及取得持续实效的长期过程中涉及规划、设计、施工、调试、运行、维修等诸多环节。在实施中涉及诸多技术与产品。而这引起技术与产品又涉及诸多专业及产业,纵横交错,相互推动和制约。在价值观上又涉及一次投资、运行费、维修费、改造费等眼前与长远利益、产品增值效益等诸多利益的权衡取舍。在提高建筑围护结构保温隔热性能,减少冷热负荷的同时应对建筑节能设备与产品的发展服给予足够重视。
一、我国建筑节能发展现状及其发展潜力
(一)我国建筑节能发展现状。我国建筑不仅耗能高,而且能源利用效率很低,单位建筑能耗比同等气候条件下国家高出2-3倍。仅以建筑供暖为例,北京市在执行建筑节能设计标准前,一个采暖期的平均能耗为30.1瓦/平方米,执行节能标准后,一个采暖期的平均能耗为20.6瓦/平方米,而相同气候条件的瑞典、丹麦、芬兰等国家一个采暖期的平均能耗仅为11瓦/平方米。因建筑能耗高,仅北方采暖地区每年就多耗标准煤1800万吨,直接经济损失达70亿元。我国现阶段大力推进建筑节能处在关键时机。2001年,世界银行在《中国促进建筑节能的契机》的报告中提出,从2000-2015年是中国民用建筑发展鼎盛期的中后期,预测到2015年民用建筑保有量的一半是2000年以后新建的。据建设部科技司的分析,到2020年底,全国新增的300亿平方米房屋建筑面积中,城市新增130亿平方米。如果这些建筑全部在现有基础上实现50%的节能,则每年大约可节省1.6亿吨标准煤。在400多亿平方米的既有建筑中,城市建筑总面积约为138亿平方米左右,普遍存在着围护结构保温隔热性和气密性差供热空调系统效率低下等问题,节能潜力巨大。以占我国城市建筑总面积约60%的住宅建筑为例,采暖地区城镇住宅面积约有40亿平方米,2000年的采暖季平均能耗约为25公斤标煤/平方米,如果在现有基础上实现50%的节能,则每年大约可节省0.5亿吨标煤。空调是住宅能耗的另一个重要方面,我国住宅空调总量年增加约1100万台,空调电耗在建筑能耗中所占的比例迅速上升。根据预测,今后10年我国城镇建成并投入使用的民用建筑至少为每年8亿平方米,如果全部安装空调或采暖设备,则10年增加的用电设备负荷将超过1亿千瓦,约为我国2000年发电能力的1/3。如果我国大部分新建建筑按节能标准建造并对既有建筑进行节能改造,则可使空调负荷降低40%-70%,有些地区甚至不装空调也可保证夏季基本处于舒适范围。
(二)我国建筑节能发展潜力。公共建筑节能潜力也很大。目前全国公共建筑面积大约为45亿平方米左右,其中采用中央空调的大型商厦、办公楼、宾馆为5亿到6亿平方米。如果按节能50%的标准进行改造,总的节能潜力约为1.35亿吨标准煤。如果国家从现在起就下决心抓紧建筑节能工作,对新建建筑全面执行建筑节能设计标准,并对既有建筑有步骤地推行节能改造,则到2020年,我国建筑能耗可减少3.5亿吨标准煤,空调高峰负荷可减少约8000万千瓦(约相当于4.5个三峡电站的满负荷出力,减少电力投资6000亿元)。如果要求2020年建筑能耗达到发达国家20世纪末的水平,则节能效果将更为巨大。
二、建筑节能发展缓慢的原因
多年来,我国开展了相当规模的建筑节能工作,主要采取先易后难、先城市后农村、先新建后改建、先住宅后公建、从北向南逐步推进的策略。但是到目前为止,建筑节能仍然停留在试点、示范的层面上,尚未扩大到整体,究其原因主要有以下几个方面:(1)建筑节能开发建设成本高(按新的建筑节能设计标准测算,大体上每平方米建筑面积成本要增加100元);(2)开发商追求的是以最小的投资换取最大的空间利益;(3)建筑设计从围护的结构、设计的角度、施工的角度、计算达到的系数等要比一般普通建筑复杂;(4)政府考虑的是GDP在全国所占的位置,对建筑节能工作的重要性和紧迫性认识不足;(5)建筑节能的建筑材料、工艺技术还没有形成体系;(6)国家对建筑节能的规范还没有列入强制执行的范畴;(7)国家及地方缺乏对建筑节能的实质性经济鼓励政策,建筑节能缺乏必要的资金支持。
三、解决我国建筑节能的对策
(一)充分注意地区差异的观念。我国幅员辽阔,地区气候、人文、经济水平均有较大差异。不可能用一种类型设备通行全国。对于引进国外产品应分析其产生和应用的背景与我国的异同,择其善者而用之。 x
(二)建立寿命周期成本观念。一般应按建筑寿命五十年内发生的各项费用,取其总和较低者作为选取决策的依据,不应只考虑一次投资最低者。
(三)外墙应采用复合结构的观念。在推进墙体材料革新时一定要考虑、分析原有传统墙材构成的墙体的诸功能的新墙体中均能得到落实,而且能有效结合,形成整体工作。国内外实践均表明应走复合结构之路。
(四)重视综合设计过程这个新观念。在方案之初即让相关专业工种介入,统筹考虑相互影响,寻求合理的解决方案,不留下遗憾的“硬伤”。
(五)正确对待门窗功能的观念。窗这种透明的围护结构在当代建筑的外围护结构中所占比例特点在阳面正在发生变化,给予关注。
(六)组建建筑节能、设计研究领导机构。加快对建筑节能研究、设计、建设的步伐是城市决策者、规划者、设计者与建设者的共同职责和明智选择。政府应将节能工作放在能源战略的首要地位,把推动建筑节能的运作摆上议事日程,把建筑节能作为城市生态环保的一项措施来抓。建议各地应以建设局、房管局为主组建市建筑节能领导小组,负责当地建筑节能的研究、设计、建设、规划制订实施推广建筑节能的目标措施、组织协调和监督管理。设立当地建筑节能的办事机构建筑节能管理办公室,具体负责当地建筑节能的研究、设计、建设的组织实施和相关的管理工作。只有组织机构落实了,才能使建筑节能逐步走上健康、有序的发展轨道。
四、结束语
以上从建筑节能的重要性、发展现状及其发展缓慢的原因进行了分析,提出了相应的对策并从建筑节能的检测分析等方面进行了充分的论述和多角度的思考,认为建筑节能直接关系到国家资源战略、可持续发展和环境保护,是建筑业一项重要、紧迫而又艰苦的任务,值得全社会重视。
参考文献:
1 引言
近年来,随着我国经济建设步伐的飞速发展,我国土木工程建设项目不断增多。 土木工程建设已是我国经济建设的一个重要组成部分。但是,随着建设项目的进行,建设单位、使用单位、科研单位以及评估单位不断对土木工程建设本身进行对比反思,对土木工程建设项目不断提出新的要求,其中,建筑节能就是一项重要指标。
促使土木工程建设发展的是主要以下几个因素:建筑材料的更新,建筑技术与工艺的发展,新的建筑理念的产生与运用。本文将从这三个方面展开讨论,希望对于我国建筑行业的发展有所裨益。
2 建筑材料的更新
土木工程材料的发展从最初的天然材料到人造材料已经产生了一个巨大的飞跃,这个飞跃促进了建筑业的迅速发展。免费论文。具体来说,钢材、水泥、混凝土等材料的问世奠定了现代土木工程材料的基础。时至今日,人们对建筑材料提出了新的要求,这些要求包括:隔热保温、隔声、防水抗渗、防辐射等等。现在,节能减排、控制污染已经成为当前经济发展的重大课题,因此,工程建设者们要与材料科学工作者相配合,开发利用具有节能环保的新型建筑材料,使用具有先进的使用性能且在材料的制造、使用、废弃、再生环节中都与生态环境相协调的建材。近年来,农村住房改建工程也在日益增长,如果能够使用合适的建筑材料,使农村住宅在隔热保温方面的性能大幅提高,将会大大节省能源,有利于国家与社会,也有利于使用者。
对于建筑墙体,应当优先选用保温性能好,蓄热能力强、密度相对小的建材,比如加气混凝土砌块,内保温复合墙体,夹芯复合墙体,外保温复合墙体等。
对于门窗材料,要选用保温隔热性能好、满足防火防盗功能要求的材料。
对于屋面材料,可以采用高效保温材料作为它的保温层,也可以采用铺设架空型保温屋面的方法。
3 建筑技术与工艺
除了建筑材料的革新之外,建筑技术与工艺也是提高土木工程建筑质量的重要因素。
怎样充分利用所使用的建筑材料的优点,最大限度的利用新的建材的优点,还要依靠建筑技术与工艺。建筑技术与工艺配合不好,必将制约新型建材效能的发挥。而建筑技术和工艺的运用,也要结合地区特点选用。
外墙外保温是重要的建筑节能技术, 世界各国均非常重视,并都在积极开展研究工作。 我国是能耗大国,自上世纪80年代后期开始也对这个课题进行研究, 并开始在有条件的城市里实施有益的尝试。迄今为止,我国外墙外保温技术已取得很大进展,对外墙外保温已有严格的立法工作,包括建筑节能部长令的颁布、能源法中对建筑节能的强制性要求、规范外墙外保温系统的强制标准、以及对于系统中相关组成材料的标准等。但是, 一些认识上和技术上的问题, 使得外墙体保温技术的运用不是很理想, 主要表现在以下几个方面:
(1) 在保温层采用吸水率高的材料作为粘结材料(满粘)或抹面找平材料时, 工程结束后两至三年常常出现受潮、冻融损坏等质量问题。这是因为建筑物基墙由于水饱和水蒸汽向外扩散,容易导致吸水率高的满粘材料层吸水受潮;而水蒸汽从室内高温侧向室外低温侧迁移时,又容易在抹面找平层产生冷凝水积聚现象,从而使聚苯板两侧潮湿、甚至发霉,导致保温性能破坏.
(2) 建筑施工过程中, 缺乏对建筑物外墙外保温系统作为复合整体结构的研究, 而将其分离为结构层、保温层、抗裂层以及饰面层来单独处理, 实际上, 选择外墙外保温系统的关键在于,复合建筑结构是否具备良好的防水透汽性。一般地说,外保温表面防水问题的技术处理有可行的解决方案,比如采用聚合物专用砂浆及柔性腻子等. 但在透汽问题上不然,比如,XPS板、聚氨酯等材料不透汽,就不适合作为外保温主材。
而在混凝土框-剪体系中采用聚苯板, 将其内置于建筑模板内、即将浇注的墙体外侧,然后浇注混凝土,混凝土与聚苯板一次浇注成型为复合墙体就是优势比较明显的技术。
外墙节能措施及材料的使用,要根据不同地域不同的气候条件采用合理有效的方式进行。比如“盈速粒技术”可应用于海南但不适合于北方地区。
总之,需要不同地域的建筑工作者在建筑节能设计、实践中不断交流,总结经验教训,逐渐推广。
4 建筑理念的更新
实际上,比建筑材料以及技术更重要的,是建筑理念问题。对于一个建筑工程,这是影响深远的大问题。
建筑理念是随着时代的发展而不断变化的。在当今节能减排的大趋势下,怎样合理地规划设计,直接影响着整个建筑的能耗量。 怎样安排建筑物朝向,怎样设计建筑物形体使之与外界的热交换量较小?这就要求设计者在造型美观、简洁完整方面多加考虑。对于室内设计,要根据不同的地区的气候条件,合理安排室内布局,使自然条件得到充分利用。门窗的设计不能一味选择大玻璃窗方案,要根据日照、采光、通风条件采用合适的窗墙面积比设计门窗。
近年来,在奥地利、德国等国家,“被动节能建筑”作为一个新的建筑理念正在逐渐被人们所熟悉、所接受。并在建筑实践中变为现实。免费论文。
“被动节能建筑”的思想,是指不主动利用人工能源,而是因地制宜地利用所能够利用的条件,比如合理利用室内能源供应,达到人类正常生活需要的建筑。
拿奥地利和德国的“被动节能建筑”技术来说,它已经能够做到即使室外是零下20摄氏度,室内采暖依然可以在不开空调或暖气的前提下,达到人们正常生活所需的温度。奥、德两国的建筑标准采暖能耗一般规定应在每年每平方米75千瓦时以下,而“被动节能建筑”的标准则是每年每平方米不超过15千瓦时。这只需通过材料、设计和施工等手段就可以达到这种效果。
首先, 由于“被动节能建筑”的热量主要来自太阳,所以建筑物的向阳部分都有大面积的玻璃窗,并装有百叶窗,可根据需要自动开合,采集热量。但“被动节能建筑”更主要的是通过保温和密封技术,营造出一个与外部相对隔绝的空间,从而最大限度地阻止冷空气进入;并将阳光,以及家用电器、甚至人体自身产生的热量留在室内。
这就是说,保温是“被动节能建筑”的关键之一。这就又回到了我们在前面一部分关于建筑材料与技术的讨论中。免费论文。奥、德两国的做法是:采用保温材料加厚墙体和屋顶。通常外墙采用20公分厚度的保温层,屋顶采用30公分厚的保温层;楼层之间的隔板也均加铺保温板;窗户采用三层玻璃,玻璃之间充填惰性气体,以提高保温性能。门、窗等都采取密封措施,关闭后能达到很好的密闭效果。
带有热回收功能的通风系统与保温和密封并称为“被动节能建筑”的三大关键。它能够从废气中抽取热量,再用这个热量为吸入的新鲜空气加热,从而做到室内温度不会随着空气交换而流失。
对于“被动节能建筑”来说,硬件固然重要,那么更新观念就是发展“被动节能建筑”需要的更为重要的软件。“被动节能”作为一种全新的节能理念是一个要求很高的系统性工程,绝非安装太阳能热水器或更换节能灯泡那么简单。
众所周知,“人是建筑的最高尺度”,如果我们的建筑都能够以全新的理念加以要求,节能环保就只是所有应用材质选择的最低标准。 在绿色科技支持之下实现全新的经典健康环保标准,才能在建筑审美中体现出历史的耐久性与生态体系中的和谐一致性,体现出真正的人文关怀。
参考文献
[1] 涂逢祥, 建筑节能[M], 中国建筑出版社,2002,55-75.
[2] 单憬岗, 盈速粒建筑外墙节能效果合格, hnrb.hinews.cn/html/2010-02/01/content_191572.htm
建筑的发展是经济发展的必然结果,同时也带来了对于社会和环境的影响。随着世界的发展,技术的进步,工业化不仅造福人类,也给人类带来了环境污染,同时,随着社会的发展,环保的需要,以及为了保证建筑热环境的需要等,建筑节能就成了全世界共同瞩目的焦点,建筑节能的意义也就显得异常重要,大力推进建筑节能也就迫在眉睫。
我国20世纪80年代中期开始推行建筑节能,并对此工作极为重视。随着《中华人民共和国节约能源法》的颁布,我国建筑节能有了指导和法律依据。《公共建筑节能设计标准》、《关于新建居住建筑严格执行节能设计标准的通知》、《关于开展资源节约活动的通知》等条款的颁布预示着我国建筑业正走向节能时代,敏感的企业为之欢呼雀跃,建筑节能市场蕴含着无限商机。 我国建筑能耗的总体特点可概括为以下几个方面:
1、南方和北方地区气候差异大,仅北方地区有采暖;
2、城乡住宅能耗使用差异大;(其中:城市以煤、电、燃气为主,农村以煤、电、秸秆、薪柴为主)
3、大型公共建筑和一般公共建筑用能特点差别很大。
根据上述特点,不难看出,我国建筑能耗的现状可概括为:
1、北方建筑采暖能耗高、比例大,应为建筑节能的重点;
2、住宅及一般公共建筑与发达国家相比能耗尚处在较低水平,但增长趋势显著;
3、大型公共建筑能耗浪费严重,节能潜力大,新建建筑中此类建筑的比例呈增长趋势;
4、农村建筑能耗低,非商品能源仍占较大部分,目前有被商品能源替代的趋势,需引起足够的重视;
5、长江流域大面积居住建筑新增采暖需求,必须找到有效的解决方案,否则将带来沉重的能源负担。
建筑节能包含两部分的内容,一部分是建筑材料的革新,加强围护结构的隔热保温能力;另一部分是采暖节能。
以下列举几个重要的建筑节能措施:
一、墙体围护结构保温
墙体保温有外墙外保温、外墙内保温和新型墙体自保温。外墙内、外保温一般是利用聚苯板或聚氨酯保温板等材料用胶粘贴或锚固在非保温墙体表面上后,再外加保护层实现,它特别适用于老住宅的节能改造。而新型节能墙体材料主要有承重砼空心砌块、加气砼砌块、粉煤灰砌块、聚苯乙烯夹芯板、发泡玻璃砖、金属面夹心板等。。
二、门窗保温隔热和密封
门窗节能是建筑节能的重要方面之一。据统计,在建筑使用能耗中,窗户的传热损失与空气渗透损失约占全部热损失的40%~50%,因此提高门窗的节能质量是建筑节能的关键环节。
三、屋面保温
主要采用加厚屋面保温层或坡式屋顶结构。具体做法是在防水层上覆盖炉渣、膨胀水泥珍珠岩版等,然后用水泥坐浆作为保护层。
四、采暖系统设计与控制
公共建筑采暖系统设计时,干管按照南北向分环设置,分别加装调节阀,减少南北向房间温度失调;民用住宅采暖系统设计应采用双管系统,按户分环,每户安装热量表和温控阀,用户根据个人需要调节室内温度,做好供热系统的调节,使设备在较高频率下运行,也可达到节能要求。
此外再列举几个关键的设备节能技术:
1、房间空调器的节能技术(变频技术、户式中央空调器、热泵除霜技术等);
2、螺杆机及多级高效吸收式制冷机的研发和应用;
3、热电冷联供技术(系统优化配备设计及控制等);
4、水源热泵技术的推广和应用;
5、蓄能技术(从新型相变材料开发和相变传热技术角度推动蓄能技术在蓄冷空调、地板采暖、蓄热电采暖器、太阳房等领域的应用);
6、绿色照明技术极其产业化;
7、吊顶冷辐射技术的研发和应用;
8、独立除湿技术的研发;
9、新风处理以及余热回收技术的应用;
10、可再生能源在建筑用能领域的应用技术(太阳能、自然通风、夜间通风、地热、地下和地面水体蓄能、燃料电池等)。
建筑节能不同于单项重大工程,而是一项涉及方方面面的全社会行动。首先,建筑节能关系到国家和亿万群众的切身利益,只有认识到建筑节能的重要性和迫切性,才会收到实效。有些决策者认为,多花5%的资金去搞节能建筑,还不如把这些钱拿去解决百姓住房难的问题。有的房屋开发商,关心的是如何用较少的资金来建造更多的房屋,获取更大的利润,节能与否根本不考虑。设计单位在市场大潮中也是如此,置节能标准于不顾,不敢坚持原则,只是一昧服从业主要求,致使设计出的作品已经严重偏离了建筑节能的方向。其次,世界上各发达国家都制定了符合本国的建筑节能标准,如英国已将节能列入建筑强制性标准行列中。我国在建筑节能方面虽然也出台了一些节能标准,但力度不够,没有达到有法可依,违法必究的地步,要加速建筑节能工作,只有健全法制,加大力度,严格执法,才是上策。再者,建筑用能派生出大量污染物,危及人类生存,这个问题已为世界上发达国家政府所认识,列为一项基本国策。我国要加速建筑节能,也只有政府重视,加强管理,设置强有力的专门管理机构,进行目标管理,这样才能取得长足的发展。最后,建筑节能造价高,对于房屋开发商来说,建筑节能不能多卖钱,却要多花钱,少谋利,这个经济问题不解决,责权利分不清,建筑节能就不会形成气候。我国建筑节能工作经过这些年的实践,在相关技术与标准、有关政策、相应组织管理以及思想认识上都进行了充分的准备,奠定了深厚的基础。特别随着全社会节能意识和环保意识的增强,我国的建筑节能工作将会出现一个大力发展时期,在这样的大好形势下,搞好建筑节能工作,设计已经成为一个至关重要的环节。。
建筑节能并不意味着限制发展,正确的建筑节能观,应该以提高建筑物的能量利用效率,同时尽量降低建筑物的固有能耗,用最小的能源消费代价取得最大的经济和社会效益,满足日益增长的需求为目标,走可持续发展的道路。。
建筑节能,任重道远,需要全社会的参与和努力。我们要树立科学的节能观,建设资源节约型社会。我国建筑节能在与世界差距较大的情况下必须走自己的路,“知己知彼”、“运筹帷幄”。
参考文献:石文星《建筑节能技术评价》
朱玉胜《建筑节能的发展》
摘 要:零能耗太阳能房是实现节能减排的重要途径,作为夏热冬冷地区的河南省中南部有其独特的优势与发展需求,在这一地区应用零能耗太阳能房的节能及经济效益将不可估量。
关键词:零能耗太阳能房;节能减排
1.前言
目前,我国建筑能耗约占全社会总能耗的1/3,其中使用最大的能耗是采暖和制冷,在建筑的生命周期内有一半民用建筑的运行能耗约占70%~80%,而零能耗太阳能房(Zero Energy Solar House,简称ZESH)可以实现运行无外加能耗,具有明显节能优势。河南作为中部崛起的中坚力量,其未来的建筑能源消耗将会非常巨大,在该地区应用零能耗太阳能生态房将会有非常乐观的成效。
2.ZESH
ZESH是利用太阳能光热、光电技术达成全年零运行能耗的建筑。它按照全年均衡弱季最大辐射量优化原则,将太阳能光伏发电技术、光热利用技术与建筑巧妙地结合在一起,为建筑提供能量,并配合其它太阳能产品创造出舒适的居住环境(下图为一种构造)。
它能够不消耗任何外来能源为住宅提供电能、热能及冷气等现代生活必需的能量。在长期阴雨时期,由风能、地热能、生物质能(沼气)等补充,其能耗标志为零。
ZESH在国外已经有了一定规模的应用,尤其是在德国、美国等地深受欢迎。该技术已经引进,便受到国内广大房地产商的追捧。
3.应用分析
3.1应用优势
(1)太阳能资源丰富。该地区属于太阳能资源中等类型地区,全年日照时数为2200~3000h,年太阳能辐射总量为5000~5850MJ/m2,相当于日辐射量3.8~4.5KWh/ m2 ,和170~200Kg标准煤燃烧所发出的热量,具有利用太阳能的良好条件。该地房屋结构大部分为中低层,采光较好。
(2)节能优势明显。在黄河以南地区按原规定不集中供暖,然而该地区属于夏热冬冷地区,冬季十分寒冷。目前该地区多采用烤火取暖、空调采暖,不经济也不安全。应用ZESH将直接解决几千万人口的取暖问题并降低养房成本。
随着技术的的进步和成本降低、秸秆屋顶等生态建材的使用,ZESH的成本返还时间有望控制在20~30年。
(3)在一定水平的太阳能市场基础上,ZESH成为必然趋势。河南省太阳能市场以50%以上的速度增长,太阳能热水器的使用普遍,被动式太阳能房在农村应用也很广泛。
另一方面,根据2013年河南省太阳能市场调查结果显示,在黄河南部的信阳、周口、南阳、平顶山等地太阳能热水器市场均有较大规模的占有量,然而,在近两年来却都遇到了发展瓶颈。产品性价比较低、售后服务不完善是其主要原因。从深层次分析,建筑是一个复杂的系统,一个完整的统一体,而后置于建筑之上的太阳能必然会对这个整体的外观形象、内部结构、设备材料等造成损害。另外,太阳能热水器的使用寿命一般伪15年,而建筑寿命至少为50年,这就意味着一个建筑要经历几代热水器的安装拆卸。大量的水线、电线、智能系统嵌入到房屋承重墙体中势必会降低建筑的安全性。要解决这个问题,就必须要将建筑与太阳能设备组为一体进行设计,发展ZESH。
(4)方便与生态建材相结合。河南作为农业大省,拥有大量生物质资源。沼气等可再生能源不仅能与太阳能配合,提升ZESH的可靠性,还受到国家补贴。秸秆等季节性农村生物质废弃物在当地就可直接收集,不需长途运输,节约成本。
尤其是秸秆增强水泥发泡屋顶总重量远低于传统屋顶,减轻建筑承重荷载,隔热性能也由于传统材料,结构简单,维修方便且便于与各种集热器、太阳能电池系统相结合。
表3-1 农作物秸秆增强水泥发泡屋顶与传统屋顶板有关性能对比
材料的有关性能100mm混凝土圆孔板+20mm水泥焦渣+100mm加气混凝土+20mm水泥砂浆+油毡5层150mm加气混凝土+50mm架空空气层+常规屋顶面结构200mm加气混凝土+50mm架空空气层+常规屋顶面结构100mm混凝土圆孔板+20mm水泥焦渣+50mm再生聚苯板+20mm水泥砂浆+油毡5层农作物秸秆增强水泥发泡屋顶板+20mm水泥砂浆(或防水卷材)
屋顶板厚度/mm250250300240120
屋顶板质量/(kg/m2)330190225310100
传热系数[W/(m2 ・k)]1.010.90.870.840.625
价格(估计)传统屋顶价格适中新材料屋顶价格较高新材料屋顶价格较高新材料屋顶价格很高生态建材屋顶价格适中或稍低
(5)时代机遇。十二五期间的新农村建设为河南带来了了新的机遇,各种鼓励政策的出台为农村建设提供资金、政策、技术支持。河南农村建筑多为坐北朝南型,方便进行ZESH的改造。
中部崛起战略在政策上为ZESH提供可能。2008年1月1日起全省所有市县开始全面执行《河南省居住建筑节能实际标准》DBJ41/062-2005,提出的建筑节能的新标准,要求提高太阳能、水能、风能等可再生能源在整个能源利用结构中的比重,加大太阳能光热、光电技术、地源和水源热泵技术研究,推进可再生能源与建筑一体化的应用。
3.2待解决的问题
设备的使用寿命与建筑难以统一,一旦设备损坏,由谁来维修,采用怎样的技术,费用等都待商榷。
其投资成本较大,只有在长期运行的情况下才能显示出经济节能优势。面对房价贵、住房难的残酷现实,多数人不会选择成本太高的住房。该技术在我国还很年轻,仍有很大提高完善空间。
3.3发展策略
首先建筑人员需要深入到该地区,考察原有建筑情况、能源利用方式、水文地理条件等,结合实际将ZESH应用于实践。其次,太阳能概念产品仍需政府的支持对太阳能清洁能源的倡导将会引领群众和商家的选择;另外,补助的力度应该随着经济发展水平逐步提升,一旦减少了产品的成本,选择ZESH的人便会增多。最后,太阳能需要拥有一个稳中求进的商品市场。
实际应用时,推荐先选择信阳、南阳东部等地,这里交通便利、能源丰富、发展底子好。先从市郊小别墅区起步,这里的居民一般都负担得起ZESH的成本,由于地处城市农村交界,各种原材料、劳动力都易低价获得。然后再逐步向城市以及农村扩展。
4.结论
ZESH在中国刚起步不久,充满着活力,适宜的条件决定了它在河南中南部的发展优势。在此发展ZESH前景广阔,这也将为节能减排事业做出重大贡献。(作者单位:郑州大学土木工程学院)
参考文献
[1] 徐伟,郑瑞澄,路宾,太阳能建筑应用发展见就报告,北京:中国建筑工业出版社,2009.7
所谓建筑节能,就是在保证居室热舒适环境条件下,通过技术进步、合理利用、科学管理和经济结构合理化等途径,采用新型保温材料,把居住建筑在长期使用中的能耗降下来的新的设计方式。
一、对于绿色节能的主要概述
(一)绿色建筑的节能设计本身就是较为复杂的一项工作,它所涉及的范围比较广,包括生态技术、生物技术、人文精神、能源策略以及对生态环境的保护等方面。这些方面都与社会经济有着直接的必然关系,从而也促进了生态产业以及经济循环等方面的持续发展。所以,在当今的建筑设计中,它是具有综合性的一项设计工作。现代建筑的绿色节能设计要解决的主要问题就是建筑物与居住环境二者之间的关系。因此,在进行设计时,必须要以建筑设计作为主导思想,同时也应合理地协调好城市生态问题、景观生态问题、自然资源问题等,也应对结构、环境、材料、热能、生物等方面进行综合的分析研究,在研究的同时也开辟绿色节能设计的新领域。
(二)对于降低污染以及对环境的保护,作为施工企业应重视节能、节约用地、节水以及节约材料等方面的重要工作,同时在建筑行业当中这也是应特别注意的问题。因此,在建筑行业当中,降低污染、保护环境,从而更好地合理利用资源是绿色节能的关键因素;而减少浪费、降低污染才是对环境保护的有利措施。
(三)建筑设备设计应综合考虑
建筑设备之间的热量有时起到节能作用,但是有时候则是冷热抵消。如夏季照明设备所散发的能量将直接转化为房间热扰,消耗更多冷量。而冬天的照明设备所散发的热量将增加室内温度,减少供热量。所以,在满足合理的照度下,宜采用光通量高的节能灯,并能达到冬夏季节能要求的照明灯具。
二、有关节能设计的关键因素
(一)提高隔热与保温的主要性能
a.对于建筑物的围护结构首先要具备的就是保温效能。由于在建筑的外墙耗能当中它可以达到40%左右,因此必须要提高它的隔热与保温效能,这对提高节能减排效率具有重要的意义。由于在不同国家和与不同地区当中存在着一定的气候差异,所以对建筑的围护结构在传热效能方面也会存在不同的要求。如果在较为寒冷的区域,建筑的护结构应具有较小的传热系数,所以就要利用导热系数较小的隔热材料,进而改善建筑的热环境。同时,也应根据建筑结构的位置以及材料的不同,可以利用不同的保温技术,而在这其中最为有效且最简单的就是外墙的保温技术。外墙围护的保温不等于隔热,隔热的主要作用还是为减缓在外墙围护结构当中所吸收的热量向室内传递的速度。一般建筑如果可以达到自然通风,那么外墙隔热系统主要就是为了保温。因此,作为护结构必须要具有相当的时延,从而可以维持表面温度在较低的情况下,也能有效地降低室内的热量。例如,可以在建筑的防热表面利用平滑的浅色装饰材料,或者应用可以吸收太阳辐射率较小的材料。一般来说,屋面的能耗会占到墙体能耗相当的比例,所以,必须要重视墙体保温隔热的性能。
b.由于太阳能是一种洁净天然并且可再生的能源,所以在现代建筑设计当中有着广泛的应用。在高速的经济发展当中,电力、煤矿、石油等方面的供应已经随着需求量的增大变得日益紧张,这也推动了太阳能技术的发展,在一定程度上解决了目前能源紧张的问题。太阳能产品的制造技术已经越来越成熟,得到广大消费者的认可,所以太阳能技术应该具有很大的经济效益。然而,由于目前我国的太阳能产品是以零散的应用与安装为主,所以存在着很多的问题。为了可以更好地解决这些问题,就必须把太阳能技术归纳到建筑的绿色节能设计当中,更加积极地提高太阳能产品的应用率,从而在一定程度上解决我国能源紧张的问题,也将促进建筑节能设计的发展。
(二)利用自然通风
在一般的建筑当中,自然通风主要是通过气流传热,而空气流动主要通过建筑物的窗、门等开口位置所具有的空气压力差传热。出现空气压力差的因素主要体现在两方面,一方面就是风压的作用,另一方面就是热压的作用。热压一般是取决室内外的空气温差,也就是空气的容重差以及高度差。解决热压现象主要可以根据合理的空间布局、合理设计门窗等方法,同时,在建筑的设计当中必须要设置相当数量高窗与低窗结合,从而可以提高进出口的高差,当热空气有所上升时,则由高窗进行排出,而凉风则会进入室内,从而发挥出烟囱效应。但是,当设计中应用烟囱效应时,则必须要把天井设计在其中,或是在楼梯间以及走廊的屋顶设置一个排风的天窗等,从而也可以增加自然通风量。
(三)对室内的布局设计
a.由于对室内房间的合理布局总体上利于室内的自然通风与采光,但因在建筑面积、体形系数以及建筑节地等方面有所限制,所以,不是每个房间都具有良好的通风与采光条件。我国的建筑节能计算主要是通过建筑进行研究的,所以在不同的房间里所应用的性质以及应用的时间也有所不同,此外,对室内的舒适要求也会存在一定的差异。因此,在设计布局时,必须要确立先后的顺序,也就是先从起居室再到主卧室、次卧室以及工作室,最后才是厨房、卫生间。
b.由于门窗设计是建筑围护隔热、保温以及节能中最为薄弱的一个环节,所以增加建筑材料玻璃在热工方面的性能,其主要目的就是为了控制窗表面的温度,防止夏季过高而冬季又会较低的现象。对于门窗洞口的设置一方面要增加室内面积的合理布置从而提高利用率,另一方面也应考虑到穿堂风,防止出现口袋屋式的布局设计。
c.设置厨房与卫生间的排风口时,必须要全面考虑到主导风向以及对邻室的影响作用,从而防止出现油烟的污染以及发生强风的倒灌现象。
d.在进行设计时,必须要正对进风口和出风口的位置,防止出现通风的流线转折,从而提高房间的通风率。如果进风口与出风口具有较大的面积时,则会利于增加通风量。
三、结论
总之,建立建筑绿色节能体系必须以节能的方法以及技术而实现,这也可以作为建筑各个功能的系统以及节能的各种应用技术的综合指导。因此,在进行建筑的绿色设计时,必须要结合我国的建筑国情以及地区的具体实际情况,从而综合地应用节能技术的各种措施,选用合理的设计方案,全面规划,达到节能的效果。
参考文献
[1] 张承;面向建筑设计过程的能耗模拟分析——采暖地区居住建筑节能设计程序的开发[D];西安建筑科技大学;2003年
[2] 朴在林;李泉海;孙国凯;张文基;倪云枭;;农村住宅绿色建筑关键技术的集成与应用研究[A];纪念中国农业工程学会成立30周年暨中国农业工程学会2009年学术年会(CSAE 2009)论文集[C];2009年
中图分类号: TU201.5 文献标识码:A 文章编号:1674-0432(2011)-06-0306-1
0 前言
建筑能耗一般指建筑在正常使用条件下的采暖、通风、空气调节和照明所消耗的总能量,不包括生产和经营性的能量消耗。随着经济的快速发展,常规能源日益匮乏,节能环保已成为世界公认的主题,各国都在推行全方位降低能耗,因此零能耗建筑在全球范围内应用而生。在建筑零能耗风靡全球的时刻,也想谈谈自己的一些想法。
1 建筑能耗现状分析
我国约占全社会总耗能的46.7%,欧洲和美国约占全部能源消耗的40% ,如何全面提高能源效率,减少对日渐枯竭的传统一次性“矿物化石”能源依赖性已成为当务之急。其核心特点除了强调被动式节能设计外,将建筑能源需求转向太阳能、风能、地热能等可再生能源,为人们的建筑行为,为建筑与环境和谐共生寻找到最佳的解决方案。
建筑发展至今,建筑能源消耗从零走到了。随着常规能源的匮乏,我们需要在不改变现在建筑室内舒适环境的情况下,使常规能源的消耗从回归到零。
我们知道,创建绿色建筑,在建筑设计中要重点抓好自然通风、建筑遮阳、天然采光、门窗隔热、墙体保温、节能空调、太阳能利用、水循环使用、“3R”材料利用等“绿色技术”的推广应用,以实现建筑本身不消耗或少消耗常规能源、不产生或少产生废水废物、不无故浪费自然资源、不恶化自然环境的目标。
其中自然通风、建筑遮阳、天然采光、门窗隔热、墙体保温这些建筑节能技术已经很成熟了。在这些节能技术之上,如果想要保持一个舒适的室内环境,在室内外环境相差较大的情况下,我们必须要付出一些能量,这些能量除了正常的损耗外,其余供给室内,来达到我们要求的室内环境。因此,要想保持最终的目的不变,我们依然要付出能量,只是现在的能量消耗,要用太阳能、风能、地热能、生物质能等可再生能源来代替煤、石油等常规能源。下面分别就太阳能的利用和节能空调进行阐述,分析其对建筑零能耗的巨大作用及现实中利用的弊端以及我们该努力的方向。
2 太阳能的利用
太阳存在我们最普遍利用的两个方面:集热和光伏发电。国内的集热器已成为太阳能应用最为广泛、产业化最迅速的产业之一。在中国,太阳能发电的成本是常规发电成本的6~8倍。无论对于企业还是百姓,如此高昂的电价谁都承受不起。
中国虽然是全球最大的太阳能电池制造基地,但目前用来生产太阳能电池的重要原料――高纯度硅材料,95%以上靠从国外进口,而且加工过程中的高精度、高耗能、高污染,使晶体太阳能电池的成本居高不下。另外,中国的太阳能蓄电池的使用寿命及使用条件的限制,使太阳能路灯的造价要比消耗普通电能多10倍以上,这还不包括更换蓄电池的费用。因此,在太阳能光伏发电的使用,配套设备的研究要跟上来,否则,“太阳能电厂”仍是都市里的“能源孤岛”,没有人敢效仿,因为一个自主发电、不消耗社会资源的企业,反而要为之承受消耗社会资源的成本。
3 节能空调
节能空调顾名思义,消耗掉少量的能源,获得最大能量的空调,那么在现实中,节能空调从哪些方面来改进呢,我个人认为从以下几个方面:
3.1 中国自主研制制冷新产品
这类产品要具有一定的技术创新和先进性,符合低碳、绿色、环保的原则,能实现无级调速的多样化控制,根据室内负荷变化自动调整电机转速,达到最佳节能效果,比一般的风盘系统节能65%以上,这样的制冷末端新产品可以直接来应用。
3.2 太阳能空调系统
太阳能吸收式空调系统主要由太阳集热器和吸收式制冷机这两部分组成的。制得的冷量就是利用了太阳集热器为吸收式制冷机提供其发生器所需要的热媒水来提供的。但就使用过程中也存在一些问题:
(1)太阳能空调已初步进入实用阶段 使用太阳能空调的用户依然在不断的增加,目前产品多是大型的溴化锂制冷机,只适合中央型空调。因此,研制小型的溴化锂或氨―水吸收式制冷机与太阳集热器配套实用并逐步进入家庭中使用。
(2)太阳能空调使用集热器的采光面积与空调建筑面积的配比受到限制,仅能适用于多层建筑。对此,目前正在研制可以产生水蒸气的真空管集热器,以便与蒸气型吸收式制冷机结合,来解决集热器与空调建筑面积的配比问题。
(3)太阳能空调系统的初投资依然偏高,仅适用于部分的富裕用户。为此,我们正在降低现有集热器的成本,使得更多的家庭具有使用太阳能空调的经济承受能力。只要克服以上的缺陷,就更大限度地发挥太阳能空调的作用。
4 结论
总之,建筑零能耗要从建筑节能开始,我们要细分最终用户的需要, 针对不同区域的气候条件需求,研究先进的节能技术和配套设备,这需要一个曲折而漫长的过程,我们需要踏实的寻求和研究,而不是盲目的追求所谓的“新技术”却比使用常规能源承担更多的资源和资金浪费。从而真正的由“低能耗”走向“微能耗”最终达到“零能耗”。
参考文献
[1] 张子馨.浅谈建筑节能和可持续发展[A].江苏省能源研究会第八届学术年会论文集[C],2000.
[2] 赵敏荣,胡希杰.太阳能建筑实现“零能耗”的可行性探讨――太阳能光伏发电技术在建筑上的应用[A].长三角清洁能源论坛论文专辑[C],2005.
[3] 赵玉文.我国太阳能利用技术的发展概况和趋势[J].农村电气化,2004(6):52-53.
引言
在我国和谐社会的构建中,不但注重社会政治、经济、文化体系的全面建设和发展,而且强调环保节能理念在社会发展中的进一步应用。我国建筑行业普遍存在的能源浪费问题逐渐得到各界的关注,而且成为现代社会的焦点问题之一。在我国现代房屋建筑的发展中,节能施工技术的应用不但有效解决了行业内严重能源浪费问题,而且促进了我国建筑行业的科学、可持续发展。虽然国内建筑行业加强了对于节能施工技术的理论研究和实践应用,但是在国内现阶段的节能施工技术应用中,仍然普遍存在难以把握技术要点的问题,这也是阻碍我国建筑行业技术发展的关键因素,必须及时得到改善与处理。
一、对于绿色节能的主要概述
1.绿色建筑的节能设计本身就是较为复杂的一项工作,它所涉及的范围比较广,包括生态技术、生物技术、人文精神、能源策略以及对生态环境的保护等方面。这些方面都与社会经济有着直接的必然关系,从而也促进了生态产业以及经济循环等方面的持续发展。所以,在当今的建筑设计中,它是具有综合性的一项设计工作。现代建筑的绿色节能设计要解决的主要问题就是建筑物与居住环境二者之间的关系。因此,在进行设计时,必须要以建筑设计作为主导思想,同时也应合理地协调好城市生态问题、景观生态问题、自然资源问题等,也应对结构、环境、材料、热能、生物等方面进行综合的分析研究,在研究的同时也开辟绿色节能设计的新领域。
2.对于降低污染以及对环境的保护,作为建筑行业应重视节能、节约用地、节水以及节约材料等方面的重要工作。因此,在建筑行业当中,降低污染、保护环境,从而更好地合理利用资源是绿色节能的关键因素;而减少浪费、降低污染才是对环境保护的有利措施。
3.建筑设备设计应综合考虑
建筑设备之间的热量有时起到节能作用,但是有时候则是冷热抵消。如夏季照明设备所散发的能量将直接转化为房间热扰,消耗更多冷量。而冬天的照明设备所散发的热量将增加室内温度,减少供热量。所以,在满足合理的照度下,宜采用光通量高的节能灯,并能达到冬夏季节能要求的照明灯具。
二、有关节能设计的关键因素
1.提高隔热与保温的主要性能
(1)对于建筑物的围护结构首先要具备的就是保温效能。由于在建筑的外墙耗能当中它可以达到40%左右,因此必须要提高它的隔热与保温效能,这对提高节能减排效率具有重要的意义。由于在不同国家和与不同地区当中存在着一定的气候差异,所以对建筑的围护结构在传热效能方面也会存在不同的要求。如果在较为寒冷的区域,建筑的护结构应具有较小的传热系数,所以就要利用导热系数较小的隔热材料,进而改善建筑的热环境。同时,也应根据建筑结构的位置以及材料的不同,可以利用不同的保温技术,而在这其中最为有效且最简单的就是外墙的保温技术。外墙围护的保温不等于隔热,隔热的主要作用还是为减缓在外墙围护结构当中所吸收的热量向室内传递的速度。一般建筑如果可以达到自然通风,那么外墙隔热系统主要就是为了保温。因此,作为护结构必须要具有相当的时延,从而可以维持表面温度在较低的情况下,也能有效地降低室内的热量。例如,可以在建筑的防热表面利用平滑的浅色装饰材料,或者应用可以吸收太阳辐射率较小的材料。一般来说,屋面的能耗会占到墙体能耗相当的比例,所以,必须要重视墙体保温隔热的性能。
(2)由于太阳能是一种洁净天然并且可再生的能源,所以在现代建筑设计当中有着广泛的应用。在高速的经济发展当中,电力、煤矿、石油等方面的供应已经随着需求量的增大变得日益紧张,这也推动了太阳能技术的发展,在一定程度上解决了目前能源紧张的问题。太阳能产品的制造技术已经越来越成熟,得到广大消费者的认可,所以太阳能技术应该具有很大的经济效益。然而,由于目前我国的太阳能产品是以零散的应用与安装为主,所以存在着很多的问题。为了可以更好地解决这些问题,就必须把太阳能技术归纳到建筑的绿色节能设计当中,更加积极地提高太阳能产品的应用率,从而在一定程度上解决我国能源紧张的问题,也将促进建筑节能设计的发展。
2.利用自然通风
在一般的建筑当中,自然通风主要是通过气流传热,而空气流动主要通过建筑物的窗、门等开口位置所具有的空气压力差传热。出现空气压力差的因素主要体现在两方面,一方面就是风压的作用,另一方面就是热压的作用。热压一般是取决室内外的空气温差,也就是空气的容重差以及高度差。解决热压现象主要可以根据合理的空间布局、合理设计门窗等方法,同时,在建筑的设计当中必须要设置相当数量高窗与低窗结合,从而可以提高进出口的高差,当热空气有所上升时,则由高窗进行排出,而凉风则会进入室内,从而发挥出烟囱效应。但是,当设计中应用烟囱效应时,则必须要把天井设计在其中,或是在楼梯间以及走廊的屋顶设置一个排风的天窗等,从而也可以增加自然通风量。
3.对室内的布局设计
(1)由于对室内房间的合理布局总体上利于室内的自然通风与采光,但因在建筑面积、体形系数以及建筑节地等方面有所限制,所以,不是每个房间都具有良好的通风与采光条件。我国的建筑节能计算主要是通过建筑进行研究的,所以在不同的房间里所应用的性质以及应用的时间也有所不同,此外,对室内的舒适要求也会存在一定的差异。因此,在设计布局时,必须要确立先后的顺序,也就是先从起居室再到主卧室、次卧室以及工作室,最后才是厨房、卫生间。
(2)由于门窗设计是建筑围护隔热、保温以及节能中最为薄弱的一个环节,所以增加建筑材料玻璃在热工方面的性能,其主要目的就是为了控制窗表面的温度,防止夏季过高而冬季又会较低的现象。对于门窗洞口的设置一方面要增加室内面积的合理布置从而提高利用率,另一方面也应考虑到穿堂风,防止出现口袋屋式的布局设计。
(3)设置厨房与卫生间的排风口时,必须要全面考虑到主导风向以及对邻室的影响作用,从而防止出现油烟的污染以及发生强风的倒灌现象。
(4)在进行设计时,必须要正对进风口和出风口的位置,防止出现通风的流线转折,从而提高房间的通风率。如果进风口与出风口具有较大的面积时,则会利于增加通风量。
结束语
综上所述,我国建筑正处于起步阶段,有待于每一个建筑师结合现代技术及绿色环保观念,继承发扬独特的地域文化传统,设计出既能与环境共存,又能改善人类生活的绿色建筑。对人居环境的探讨,一直以来都是建筑界所关注的热点问题,人们在建筑节能方面已经取得了很大成效。
参考文献:
[1] 张承;面向建筑设计过程的能耗模拟分析――采暖地区居住建筑节能设计程序的开发[D];西安建筑科技大学;2003年
建设社会主义新农村,是贯彻落实科学发展观的重大举措。科学发展观的一个重要内容,就是经济社会的全面协调可持续发展,城乡协调发展是其重要的组成部分。全面落实科学发展观,必须保证占人口大多数的农民参与发展进程、共享发展成果。如果我们忽视农民群众的愿望和切身利益,农村经济社会发展长期滞后,我们的发展就不可能是全面协调可持续的,科学发展观就无法落实。重点在农村,难点也在农村。改革开放以来,我国城市面貌发生了巨大变化,但大部分地区农村面貌变化相对较小,一些地方的农村还不通公路、群众看不起病、喝不上干净水、农民子女上不起学。这种状况如果不能有效扭转,全面建设小康社会就会成为空话。因此,我们要通过建设社会主义新农村,加快农村全面建设小康的进程。建设社会主义新农村,是保持国民经济平稳较快发展的持久动力。
目前我国农村现状分析,农村的生态环境比城市要好,如何保护和利用这些资源,创造效益,用创造的效益再反馈到当地建设,形成良性循环,生态区域的科学性规划,合理引导地方农民保护好生态环境,地方非物质文化的保护与修缮都值得我们研究。农村资源丰富,却面临环境极具破坏与污染境地,部分源于农村环卫基础设施落后,在农村,随处可见的生活垃圾,果皮纸屑等。由于农村地区人口的教育程度普遍较低,他们处理生活垃圾的方式往往都不太恰当,“乱吐,乱倒,乱丢”的现象仿佛已经司空见惯,特别是山区农村的“垃圾堆门口、垃圾倒河道、垃圾上马路”等典型现象至今仍普遍存在。昔日美丽的小溪变成了烂泥湾,防洪能力大大降低,因此,通过生态环境的综合治理来改善农村的能源环境的工作就显得更加有必要了。农村的能源环境的好坏直接决定着农村地区的发展的好坏。农村地区的人亟需加强环境保护和综合利用的意识。在农村,我们应当在原有的垃圾坑的基础上,新建更高标准和更高质量的垃圾回收站、生态处理池,每个村庄都需要配备村级保洁员、垃圾清运车,将人们的生活垃圾统一收集、转运、处理。这将有利于改善农村面貌。所以建设好社会主义新农村,首先要建设好与农民生活有关的基础设施,改善居住环境,合理规划好土地资源,优化建筑结构,减少能耗,让农民享受自己居住环境,享受改革带来的成果。
1 项目研究主要内容
1.1 宅基地的测量与规划
选择一个示范村落进行试点,住户规模为30户至40户、人口为150左右进行测量与规划。测量分两类:标注测量和非标注测量,测量数据供给住户方和建设方作为参照依据。选择测量仪器和工具,有专业工程测量仪器和皮尺等工具。现在农村居住较为分散,重新组合规划尤为重要,政府起到主导作用,制定符合实情的政策制度,最大化节约土地和有效保护地方生态系统。(如上图衢江区叶村原址)
1.2 农民临时安置与新住宅的建设
解放土地,特别是把原有宅基地从新规划与建设,最大化利用土地资源,农民临时安置是政府职能部门要解决重要课题,也是本项目组研究一个方向,农民不但有必要的生活场所,而且还要考虑他们农具的安全存放,如现代化收割机器、大件家用电器等,完全寄托亲戚家也会发生矛盾,课题组认为,建设一些临时居住空间很有必要,新规划好的场地上的老房子可以先拆,其余住宅可以分期拆迁;过渡安置与临时安置相结合方法。仔细调查农户他 们可以自己解决住所的、没有能力解决的,做好记录,根据实际情况逐一合理解决。
1.3 测绘衢江区叶村代表祠堂图纸(如下图)
2 解决建筑设计技术
2.1建筑维护体技术和外保温材料应用,节约建筑能耗重要的措施是合理改善护结构的热工作能,高效保温的墙体节约能耗显著,本项目研究外保温材料主要采用250厚的蒸压粉煤灰加气混凝土砌块作为护体,又增加一层30厚的有机硅保温砂浆。
2.2 太阳能技术应用,太阳能是我们可利用的最清洁、最丰富的能源,在实验楼屋顶安装了太阳能电池发电系统,可以将太阳辐射能直接转换成电能,利用蓄电池组贮存太阳能电池受光照所发出的电能,并可以随时向用电设备供电,从而满足楼内的动力和照明系统的用电需求。太阳能电池发电技术具有许多优点,如安全可靠, 无污染,不消耗常规燃料,不受地域限制,维修简便,适合在建筑物上安装等特点,因此它是当今世界上最具有发展前途的新能源利用技术。实验楼内的空调系统全面采用了地源热泵技术,它利用地表浅层中蓄存的能量,室外空气温度波动很大,但地表面几米以下的地温全年相对恒定的特点(地球表面温度通常保持在1 5℃左右),在夏季将室内多余的热量不断地排出而为大地所吸收,使建筑物室内保持适当的温湿度。这项技术具有低能耗、对环境影响小、维护费用较低以及设计灵活等突出特点,是一种高效、环保的能源利用系统。
2.3 建筑水系统与绿色植物的技术应用,水系统主要指如何收集雨水,利用雨水浇花卉植物,冲洗院落和马桶之类,雨水蓄满水池,可以养鱼,夏天可以喷洒地面降温,雨水的再利用,节约水资源,绿化植物可以滞留空气中的尘埃,净化空气。据科学测定,667m'绿色植物一年能产生氧气14.4t,吸收二氧化碳21.6t,一个城市如果把屋顶都利用起来进行绿化,那 这个城市中的二氧化碳较之没有绿化前要少85% (平均值减少7O% )。而绿色植物合理应用到建筑上,可以让建筑西面墙短暂的降温与隔热,又美化建筑立面效果,常用藤类植物来应用,如紫藤、葡萄、金银花、秋海棠、常春藤、牵牛花、爬山虎等植物。
2.4 建筑门窗节能技术应用,窗口遮阳采光,固定窗口遮阳采光,垂直遮阳(适用于北窗)、水平遮阳(适用于南窗)、挡板遮阳(适用于东西方面的窗);活动窗口外遮阳,可以自由控制遮阳采光的工作状态;窗口内的遮阳,最好选择窗帘,如:百叶窗帘、垂直窗帘、卷帘等形式。绿化遮阳采光,在建筑物窗外种植爬类植物或景观盆景花卉等,即美观又遮阳,在2010年上海世博会主题馆多采用这种形式,得到很多宾客认可。通过建筑节能实验室,测试建筑门窗保温性能以及经济技术指标,收集数据。
3 项目研究成果与要达到的主要技术指标
项目主要完成样板建筑单体设计图纸一套,建筑结构施工图,场地规划总平图一套;完成建筑节能试验研究分析,总结技术指标资料;完成城市生态系统体系研究报告一份;完成绿色建筑模型系统技术文字资料;开展本地建筑设计工程有限公司企业技术合作,为项目的实施提供技术支撑;完成建筑外保温材料实验环节技术指标程序;最后总结撰写与本项目论文。
4 结束语
牛态工程是既古老又年轻,既通俗又深奥的一门学科。研究内容涉及到农业生态工程、生态,及生态城镇建设、节水与废水处理及利用、山区小流域治理与开发等众多领域。生态建筑作为其中的一个领域引起建筑界的高度重视,其作为一门学科诞生至今不过40多年的历史,20世纪60年代美籍意大利建筑师保罗?索勒尔把生态学Ecology和建筑学Architecture两词合并成为Arcology,即生态建筑学。此后麦克哈格、吴良墉等建筑师开始了生态建筑的研究,经过几十年的探索,生态建筑在理论与实践方面取得了一定的进展。
一、我国生态建筑设计的研究现状
在20世纪80年代顾孟潮就提出了“未来的世界是生态建筑学的时代”的观点,1994年5月,中国政府颁布了《中国21世纪议程—中国21世纪人口、环境与发展白皮锄,从我国的具体国情出发提出人口、经济、社会、资源与环境协调、可持续发展的总体战略。1972年斯德哥尔摩联合国人类环境会议以后,我国环境保护运动日益扩大和深人,以追求人与自然和谐共处为目标的绿色革命蓬勃展开。1996年3月,中国国家环保局推出两大举措:一是实行污染物排放总量控制;二是实施“中国跨世纪绿色工程计划”—在九五期间重点治理淮河、海河、辽河等的污染。1996年国家自然科学基金委员会正式将“绿色建筑体系研究列为九五重点资助课题”,1998年又将“可持续发展的中国人居环境研究”列为重点资助项目。2000年我国颁布了《建筑节能技术政策》;2001年,建设部通过雄录色生态住宅小区建设要点与技术导贝邸首次明确提出了绿色生态小区的概念、内涵;2001年开始实行仁夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》;2001年我国第一部生态住宅评估标准《中国生态住宅技术评估手删出台,以可持续发展战略为指导,以节约资源、防污染、保护生态为主题,创造健康、舒适的居住环境,推进住宅产业的可持续发展。
二、我国生态建筑发展存在的问题
1、缺乏对生态建筑的正确理解
生态建筑的概念国内外学术界有许多不同的解释,但核心的内容是根据当地的自然环境,运用建筑学、生态学的基本原理,合理安排组织建筑与其他相关因素的关系,使建筑物与其周围环境成为一个有机的结合体,同时具有良好的室内气候条件和建筑物的自我调节能力,并具有节地、节水、节能、减少污染、延长建筑寿命、改善生态环境等优点。但是有人认为只要将建筑物周围加一些绿化就是生态建筑,在建筑物内部点缀一些植物就是生态建筑,建筑物单纯的节能就是生态建筑,还有人认为建筑的平面将来有重新划分的可能就是生态建筑等等。但这些观点只停留在生态建筑的表面,对生态建筑的理解是不全面的。
2、缺乏对农村生态建筑的系统研究
我国作为发展中国家生态建筑的系统研究不平衡,其中城乡的差别较大。目前各个学科研究的重点大多局限在比较发达的城市,缺乏对农村居住环境的系统研究,特别是东北地区。大部分的研究都从本学科(生态学、环境学、城市规划学、建筑学、农业建筑学、能源学)的专业角度出发,虽然研究的内容较为丰富,但是各个学科之间没有很好的结合起来进行深人的研究,特别是如何在特定地区将人居环境与植物环境工程结合起来是函待解决的课题。
3、缺乏生态建筑的广泛实践
目前,我国建筑界发表了许多关于生态建筑的论文,这些论文对于宣传可持续发展的思想、推动生态建筑的发展起到了一定的积极作用,但绝大多数的论文都停留在关于生态建筑设计的理论框架、设计原则及生态学理论对建筑学的指导、国外先进生态建筑的经验介绍,缺乏实际工程实践模式、计算机模拟、环境效果的测试分析。
三、我国生态建筑设计的发展思路与对策
从本质上讲,生态建筑设计是一种由生态伦理观、生态美学观共同驾驭的城市建筑发展观。在实践中的生态建筑设计思路可着重从以下几个方面:
1、贯彻以人为本的人文原则。
国际建筑师联合会第十四次会议宣言指出:“经济规划、城市规划、城市设计和建筑设计应当是探索并满足人的各种需求”。满足人类生存和发展的需求,不仅是建筑发展的最终目标,而且是人类社会进步的根本动力。在未来建筑设计中,要充分认识和确定人的主体地位和人与自然的双向互动关系,强调把关心人、尊重人的宗旨具体体现在城市空间的创造中,以适应不同阶层、不同年龄、不同职业的市民的多样化需求。
2、善于因地制宜,尊重环境属性。
根据生态学的进化论,生态建筑设计包含着资源的经济利用问题,其中首要的是土地的利用问题。今后城市的发展,势必在有限的土地资源内展开,为了节省有限的土地,必须建立高效的空间体系,如在地面上建立亲和大自然、充满人情味的低层高密度建筑;利用生态技术建立起巨构城市,向地上空间要效益;充分开展城市地下空间的综合利用研究等,使城市地面、地下、空中连接为有机协调的立体网络。生态建筑设计强调与环境具有最佳关系,对环境破坏最小,一并充分发挥环境效益。与环境互选共生、共同增长是生态建筑设计的重要原因之一。建筑的选择做到充分利用原有的地形、地貌,与周围的环境特点以及当地的地理与气候特征相适应,做到“因地制宜”。
3、增强使用者与自然环境的结合和协调。
建筑物作为联系使用者与自然环境的桥梁,应尽可能多地将自然的元素引人使用者身边,这也是生态原则的一个重要体现。人是自然环境的一分子,人的活动必须建立在生态化的基础上,必须与环境建立起一种新的结合和协调关系。从建筑设计到建筑建造、使用、报废的全过程中,生态建筑对环境的破坏影响最小。与以往建筑设计相同,生态建筑应致力于为人类提供品质最佳的空间和环境,即使建筑本身对环境污染很小,极为节能,但如果人们的各项活动无法在建筑空间中顺利展开,其空间的存在与人的功能需求格格不人,这样的建筑无疑是失败的。生态建筑的功能应更趋合理,空间更加宜人,更有助于使用者与自然环境间的交流。它应该具备更良好的物理环境,尽可能地采用自然采光、自然通风,并具有抵御自然灾害的能力。
4、增加“绿色”面积,保护生态平衡
生态建筑外部与自然相呼应,内部空间的设计也应绿色化,即通过精心的室内设计,将室外的绿色引人室内环境。绿色植物可以制造氧气,吸收各种有害气体、虑尘、调节湿度、温度、减少噪音等。生态建筑的兴起为绿化环境开辟了广阔天地。通过建筑设计,可以使室内空间室外化,运用绿化、水面等划分空间,这些设计手法在建筑创作上最为常见。如建筑物内的共享大厅、内庭院,在其上部加一个可调节的开启式屋顶,根据时间季节的变化,由计算机或人工控制,达到室内温湿度的调节,又可使室内外空间连成一体。另一种设计手法也被建筑师经常应用:屋面绿化。不仅美化了环境,获得了良好的景观,而且对屋面刚性防水有维护作用。生态建筑在保护生态平衡、提高人居的自然度方面大有作为。新晨
根据以上发展思路,生态建筑设计对策可以在以下几个具体环节上进行操作。
首先,在宏观环境方面,城市规划设计要根据生态原则了解城市发展的自然过程,用它来指导土地的利用和开发建设,同时协调好城市内部结构与外部环境的关系,在空间利用方式、强度、结构和功能配置等方面与自然生态系统相适应;区域规划,则要与城市整体环境所设立的系统相衔接,研究探讨城市改造、更新过程中的复合生态问题等。其次,在微观环境方面,如单体建筑设计、园林景观设计等,要处理好整体与局部、建筑与自然因素的关系。由于微观环境方面极具广泛性和灵活性,所以,其具体途径和式、法非常丰富,蕴含着广阔的创造性生机。