中国如何降低建筑能耗
“中国三分之二的建筑能源消耗等可以避免,这将占到社会总能耗的三分之一。但建筑节能不能指望市场调节,必须依靠政府的宏观调控。
”日前,参与了国内著名节能地产项目锋尚和MOMA设计的瑞士建筑师Robert在武汉大学举办的“十月城市战略发展论坛”上为国内建筑节能出谋划策,提出应该走中国自己的道路。
节能不能指望市场调节谈到节能,最先强调的就是政府监管的问题。他认为,节能必须依靠政府的宏观调控,而不能指望自由市场,不能指望开发商主动采取节能措施。瑞士是一个相对自由的国家,但能源使用是由政府严格规定的,而且规定非常细致,比如窗子必须采用遮阳技术,如果不能把阳光直接照射控制在10%以内,就不允许安装空调设备等等。中国地板采暖地温太高目前,国内开始引进了很多节能手段,比如把传统的暖气片或者上出风口采暖改为利用地温辐射采暖。
但是,不是采用了这个单一手段就可以达到节能的要求。中国因为房子的墙体保温效果不好等原因,地板温度往往需要很高才能达到足够舒适的室内温度;另外一种能源浪费的情况就是地板温度过高,造成室内温度超过舒适范围,不得不开窗。在瑞士,房子设计时除了要加强外墙外保温之外,还会考虑使用小型通风加热系统,使加热的效果更好。
同时也会考虑夏季制冷时的通风情况,甚至有建筑师实验,在楼板中预留通风孔,到夏季打开为建筑降温。因为中国的空气中灰尘比较多,这种办法不太可行,但目前比较常用的在建筑中预埋水管,利用水的循环帮助控制温度是可行的。很好的辅助设施能使建筑对制冷设备的依赖程度降低到常规的20%,进尔达到节能目的。
实现建筑节能的四个方法。实现建筑节能的四大方法一是使用外墙外保温技术。同样的室外温度,使用外墙外保温的房子,室内温度更不容易受环境影响,这不仅有利于建筑节能,更使房子舒适感增加。
瑞士的年轻建筑师曾经反对外墙外保温,认为这项技术阻碍了建筑师更好地表现建筑不同墙体材料所展现的美。但目前,他们已经开始喜欢外墙外保温的设计方式,新技术给了他们更多的展示才华的空间,成为他们新的机遇和挑战。三是要重视密闭性的围护结构和带有热回收装置的机械式通风设备。围护结构的密闭对于节能的作用是非常显而易见的。
在密闭的室内调节温度,有更多的能量用于加热,如果再配合热回收装置,使通风设备带到室内的空气温度与室内接近,可以节省空调系统60%的电能消耗。四是要重视室内环境的耦合性。瑞士的一项研究表明,正常人体都有100瓦特的能量,如何利用人体的能量,使室内温度更好适合于人体温度,都需要重视起来。就地改造就地实施瑞士1980年每平方米建筑的年能量消耗是20升油,很多经过改造后的建筑以及新建筑,年能量消耗仅有4升,而在中国,这个数字目前是30升。
从30升降低到4升的这个任务是非常艰巨的。要完成这项伟大任务,不能仅仅依靠从欧洲进口材料,而是要走中国自己的道路,就地取材、就地改造、就地实施。
建筑节能措施有哪些
围护结构和照明系统 外墙、屋面等不透明部分:提高保温性能,降低采暖空调系统能耗; 采用绿色屋面。 窗户:遮阳和保温 ;自然采光,降低其建筑照明能耗;过渡季节,开窗自然通风 。
照明系统 :结合窗户的自然采光,优化控制照明系统;人员感应器,做到“人走关灯”。
内外活动遮阳 :提高遮阳性能,降低空调系统负荷遮阳与自然采光优化设计控制 防止眩光冷热源系统选择适当冷热源容量,适当台数,尽量保证机组在高效率下运行 :大部分机组在非设计工况下运行,提高部分负荷运行的效率则节能效果会非常明显。 选择高性能的设备(冷热源、水泵、风机及附属设备):对设备的性能、价格和维护费用、以及效益进行优化评估。
建筑节能的具体措施有哪些
建筑节能,指在建筑材料生产、房屋建筑和构筑物施工及使用过程中,满足同等需要或达到相同目的的条件下,尽可能降低能耗。建筑节能具体指在建筑物的规划、设计、新建(改建、扩建)、改造和使用过程中,执行节能标准,采用节能型的技术、工艺、设备、材料和产品,提高保温隔热性能和采暖供热、空调制冷制热系统效率,加强建筑物用能系统的运行管理,利用可再生能源,在保证室内热环境质量的前提下,增大室内外能量交换热阻,以减少供热系统、空调制冷制热、照明、热水供应因大量热消耗而产生的能耗。
途径:一、减少能源总需求量据统计,在发达国家,空调采暖能耗占建筑能耗的65%。
中国的采暖空调和照明用能量近期增长速度己明显高于能量生产的增长速度,因此,减少建筑的冷、热及照明能耗是降低建筑能耗总量的重要内容,一般可从以下几方面实现。①建筑规划与设计面对全球能源环境问题,不少全新的设计理念应运而生,如微排建筑、低能耗建筑、零能建筑和绿色建筑等,它们本质上都要求建筑师从整体综合设计概念出发,坚持与能源分析专家、环境专家、设备师和结构师紧密配合。在建筑规划和设计时,根据大范围的气候条件影响,针对建筑自身所处的具体环境气候特征,重视利用自然环境(如外界气流、雨水、湖泊和绿化、地形等)创造良好的建筑室内微气候,以尽量减少对建筑设备的依赖。具体措施可归纳为以下三个方面:合理选择建筑的地址、采取合理的外部环境设计(主要方法为:在建筑周围布置树木、植被、水面、假山、围墙);合理设计建筑形体(包括建筑整体体量和建筑朝向的确定),以改善既有的微气候;合理的建筑形体设计是充分利用建筑室外微环境来改善建筑室内微环境的关键部分,主要通过建筑各部件的结构构造设计和建筑内部空间的合理分隔设计得以实现。
同时,可借助相关软件进行优化设计,如运用天正建筑(Ⅱ)中建筑阴影模拟,辅助设计建筑朝向和居住小区的道路、绿化、室外消闲空间及利用CFD软件,如:PHOENICS,Fluent等,分析室内外空气流动是否通畅。②围护结构建筑围护结构组成部件(屋顶、墙、地基、隔热材料、密封材料、门和窗、遮阳设施)的设计对建筑能耗、环境性能、室内空气质量与用户所处的视觉和热舒适环境有根本的影响。一般增大围护结构的费用仅为总投资的3%~6%,而节能却可达20%~40%。
通过改善建筑物围护结构的热工性能,在夏季可减少室外热量传入室内,在冬季可减少室内热量的流失,使建筑热环境得以改善,从而减少建筑冷、热消耗。首先,提高围护结构各组成部件的热工性能,一般通过改变其组成材料的热工性能实行,如欧盟新研制的热二极管墙体(低费用的薄片热二极管只允许单方向的传热,可以产生隔热效果)和热工性能随季节动态变化的玻璃。然后,根据当地的气候、建筑的地理位置和朝向,以建筑能耗软件DOE-2.0的计算结果为指导,选择围护结构组合优化设计方法。
最后,评估围护结构各部件与组合的技术经济可行性,以确定技术可行、经济合理的围护结构。③ 提高终端用户用能效率高能效的采暖、空调系统与上述削减室内冷热负荷的措施并行,才能真正地减少采暖、空调能耗。首先,根据建筑的特点和功能,设计高能效的暖通空调设备系统,例如:热泵系统、蓄能系统和区域供热、供冷系统等。
然后,在使用中采用能源管理和监控系统监督和调控室内的舒适度、室内空气品质和能耗情况。如欧洲国家通过传感器测量周边环境的温、湿度和日照强度,然后基于建筑动态模型预测采暖和空调负荷,控制暖通空调系统的运行。在其他的家电产品和办公设备方面,应尽量使用节能认证的产品。如美国一般鼓励采用“能源之星”的产品,而澳大利亚对耗能大的家电产品实施最低能效标准(MEPS)。
④提高总的能源利用效率从一次能源转换到建筑设备系统使用的终端能源的过程中,能源损失很大。因此,应从全过程(包括开采、处理、输送、储存、分配和终端利用)进行评价,才能全面反映能源利用效率和能源对环境的影响。建筑中的能耗设备,如空调、热水器、洗衣机等应选用能源效率高的能源供应。例如,作为燃料,天然气比电能的总能源效率更高。
采用第二代能源系统,可充分利用不同品位热能,最大限度地提高能源利用效率,如热电联产(CHP)、冷热电联产(CCHP)。二、利用新能源在节约能源、保护环境方面,新能源的利用起至关重要的作用。新能源通常指非常规的可再生能源,包括有太阳能、地热能、风能、生物质能等。人们对各种太阳能利用方式进行了广泛的探索,逐步明确了发展方向,使太阳能初步得到一些利用,如:①作为太阳能利用中的重要项目,太阳能热发电技术较为成熟,美国、以色列、澳大利亚等国投资兴建了一批试验性太阳能热发电站,以后可望实现太阳能热发电商业化。
②随着太阳能光伏发电的发展,国外己建成不少光伏电站和“太阳屋顶”示范工程,将促进并网发电系统快速发展;③全世界已有数万台光伏水泵在各地运行。④太阳热水器技术比较成熟,已具备相应的技术标准和规范,但仍需进一步地完善太阳热水器的功能,并加强太阳能建筑一体化建设。⑤被动式太阳能建筑因构造简单、造价低,已经得到较广泛应用,其设计技术已相对较为成熟,已有可供参考的设计手册。
⑥太阳能吸收式制冷技术出现较早,已应用在大型空调领域;太阳能吸附式制冷处于样机研制和实验研究阶段。⑦太阳能干燥和太阳灶已得到一定的推广应用。但从总体而言,太阳能利用的规模还不大,技术尚不完善,商品化程度也较低,仍需要继续深入广泛地研究。
在利用地热能时,一方面可利用高温地热能发电或直接用于采暖供热和热水供应;另一方面可借助地源热泵和地道风系统利用低温地热能。风能发电较适用于多风海岸线山区和易引起强风的高层建筑,在英国和香港已有成功的工程实例,但在建筑领域,较为常见的风能利用形式是自然通风方式。
谈谈你如何使用现代技术降低能源消耗
当下实热的现代技术无疑是新一代信息技术,就是我们常说的数字化,它的本质是通过对数据的深层次分析和利用进而从中挖掘出数据价值,引导其价值产生。其对于节能以及碳中和的实现自然是重中之重。
下面就结合数字技术在建筑节能方面的应用谈谈节能是如何实现的。
建筑运行能耗是指建筑在使用过程中消耗的能源,主要是指建筑运行阶段消费的电力和热力供给造成的能源消费过程,这类能源消耗占据了建筑能源消耗的绝大部分比重。就真正意义上的建筑全生命周期能源管理,其中包含了建筑的设计、施工与运行,鉴于当下建筑在施工和设计过程中的能源消费相当有限,所以建筑能效管控的主要关注点还是在建筑运行过程中的能源消费。在通过数字技术赋能建筑的运行管理之后,能够为建筑的低碳绿色运行提供。建筑能效管控 1.数字技术促进建筑节能着力点数字技术促进建筑节能的着力点主要在于系统性节能规划与设计、运行阶段的能效提升和基于能源微网的柔性用能实现。
在建筑运行阶段其核心是绿色建筑和智慧建筑融合,基于传感器、计量设备的能源管理,在线监测、分析与计算各项能源指标,智能化控制的能源需求,通过对设备和环境的实时感知、智能决策和自我控制,实现建筑内部能源资源利用最优和经济绿色运行。 2.数字技术促进建筑部门节能应用场景数字技术提升建筑运行阶段能效。基于数字技术的智慧建筑,数字技术助力建筑业,从传统建筑向绿色智慧建筑转变;通过智能控制、数据采集、统计计量等手段,运用云计算和人工智能分析数据,将建筑物的结构、系统、服务和管理根据用户的需求进行最优化组合,营造科技与人性化为一体的建筑生态,实现建筑内部能源资源利用最优。
楼宇自动化系统:在商业领域较为成熟的楼宇科技系统,一般是以智能控制平台或中央控制系统为基础,智能管理楼控、智能照明、消防、低压等各种设备设施子系统,促进建筑用能效率提升。智能供暖、通风与空气调节、照明:低碳建筑或近零碳建筑不断融合绿色技术和数字技术,采用最有效的供暖、通风与空气调节、照明系统,通过供需平衡、实时监控、精准调配等方式进行综合精细化管理,运用数字技术实现此类系统的高效运行和定期维护,减少能源消耗。数字技术助力建设能源微网以及实现建筑柔性用电。
集屋顶光伏发电-建筑储电-直流电系统-柔性供电用电模式为一体的能源微网,是指利用城乡建筑的屋顶空间安装分布式光伏,在建筑内设臵分布式蓄电,将建筑内部供电系统由目前的交流变为直流,建筑从能源系统的使用者,转变为能源系统的生产者、使用者和储存调控者,从而更有效生产和消纳风电光电。能源微网的建设,其主要目的就是实现建筑柔性用能,做好能源“源-荷-网”的动态调节,使建筑用电由目前的刚性负载转变为柔性负载,有效消纳建筑自身的光伏和远方风电光电,最终实现建筑低碳经济运行,助力碳中和。