采暖能耗

10月1日起，編號為GB-50189-2015的《公共建筑節(jié)能設(shè)計標準》正式施行。據(jù)了解，此次頒布的新國標從墻體結(jié)構(gòu)、采暖設(shè)備等方面均有調(diào)整，新變化不僅要求從建筑材料上節(jié)能，從配套設(shè)施安裝上也要做到低碳環(huán)保，并要求采暖能耗降低75%。

我國的建筑能耗約占全國能源消耗總量的1/4，我國寒冷地區(qū)采暖能耗已達到1.79億噸標準煤，占全國能源消費總量的13.6%，其中建筑外門窗的能耗約占建筑物全部熱損失50%。在建筑保溫性能上我國與氣候條件相近的發(fā)達國家相比，外窗為2.2倍，外墻為4倍。因此提高門窗的保溫性能對建筑節(jié)能有重要的作用。

【學員問題】建筑節(jié)能的技術(shù)途徑？

【解答】減少能源總需求量

據(jù)統(tǒng)計，在發(fā)達國家，空調(diào)采暖能耗占建筑能耗的65%.中國的采暖空調(diào)和照明用能量近期增長速度己明顯高于能量生產(chǎn)的增長速度，因此，減少建筑的冷、熱及照明能耗是降低建筑能耗總量的重要內(nèi)容，一般可從以下幾方面實現(xiàn)。

1.1建筑規(guī)劃與設(shè)計

面對全球能源環(huán)境問題，不少全新的設(shè)計理念應運而生，如微排建筑、低能耗建筑、零能建筑和綠色建筑等，它們本質(zhì)上都要求建筑師從整體綜合設(shè)計概念出發(fā)，堅持與能源分析專家、環(huán)境專家、設(shè)備師和結(jié)構(gòu)師緊密配合。在建筑規(guī)劃和設(shè)計時，根據(jù)大范圍的氣候條件影響，針對建筑自身所處的具體環(huán)境氣候特征，重視利用自然環(huán)境（如外界氣流、雨水、湖泊和綠化、地形等）創(chuàng)造良好的建筑室內(nèi)微氣候，以盡量減少對建筑設(shè)備的依賴。具體措施可歸納為以下三個方面：合理選擇建筑的地址、采取合理的外部環(huán)境設(shè)計（主要方法為：在建筑周圍布置樹木、植被、水面、假山、圍墻）；合理設(shè)計建筑形體（包括建筑整體體量和建筑朝向的確定），以改善既有的微氣候；合理的建筑形體設(shè)計是充分利用建筑室外微環(huán)境來改善建筑室內(nèi)微環(huán)境的關(guān)鍵部分，主要通過建筑各部件的結(jié)構(gòu)構(gòu)造設(shè)計和建筑內(nèi)部空間的合理分隔設(shè)計得以實現(xiàn)。同時，可借助相關(guān)軟件進行優(yōu)化設(shè)計，如運用天正建筑（Ⅱ）中建筑陰影模擬，輔助設(shè)計建筑朝向和居住小區(qū)的道路、綠化、室外消閑空間及利用CFD軟件，如：PHOENICS，F(xiàn)luent等，分析室內(nèi)外空氣流動是否通暢。

1.2圍護結(jié)構(gòu)

建筑圍護結(jié)構(gòu)組成部件（屋頂、墻、地基、隔熱材料、密封材料、門和窗、遮陽設(shè)施）的設(shè)計對建筑能耗、環(huán)境性能、室內(nèi)空氣質(zhì)量與用戶所處的視覺和熱舒適環(huán)境有根本的影響。一般增大圍護結(jié)構(gòu)的費用僅為總投資的3%～6%，而節(jié)能卻可達20%～40%.通過改善建筑物圍護結(jié)構(gòu)的熱工性能，在夏季可減少室外熱量傳入室內(nèi)，在冬季可減少室內(nèi)熱量的流失，使建筑熱環(huán)境得以改善，從而減少建筑冷、熱消耗。首先，提高圍護結(jié)構(gòu)各組成部件的熱工性能，一般通過改變其組成材料的熱工性能實行，如歐盟新研制的熱二極管墻體（低費用的薄片熱二極管只允許單方向的傳熱，可以產(chǎn)生隔熱效果）和熱工性能隨季節(jié)動態(tài)變化的玻璃。然后，根據(jù)當?shù)氐臍夂?、建筑的地理位置和朝向，以建筑能耗軟件DOE-2.0的計算結(jié)果為指導，選擇圍護結(jié)構(gòu)組合優(yōu)化設(shè)計方法。最后，評估圍護結(jié)構(gòu)各部件與組合的技術(shù)經(jīng)濟可行性，以確定技術(shù)可行、經(jīng)濟合理的圍護結(jié)構(gòu)。

1.3提高終端用戶用能效率

高能效的采暖、空調(diào)系統(tǒng)與上述削減室內(nèi)冷熱負荷的措施并行，才能真正地減少采暖、空調(diào)能耗。首先，根據(jù)建筑的特點和功能，設(shè)計高能效的暖通空調(diào)設(shè)備系統(tǒng)，例如：熱泵系統(tǒng)、蓄能系統(tǒng)和區(qū)域供熱、供冷系統(tǒng)等。然后，在使用中采用能源管理和監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)督和調(diào)控室內(nèi)的舒適度、室內(nèi)空氣品質(zhì)和能耗情況。如歐洲國家通過傳感器測量周邊環(huán)境的溫、濕度和日照強度，然后基于建筑動態(tài)模型預測采暖和空調(diào)負荷，控制暖通空調(diào)系統(tǒng)的運行。在其他的家電產(chǎn)品和辦公設(shè)備方面，應盡量使用節(jié)能認證的產(chǎn)品。如美國一般鼓勵采用“能源之星”的產(chǎn)品，而澳大利亞對耗能大的家電產(chǎn)品實施最低能效標準（MEPS）。

1.4提高總的能源利用效率

從一次能源轉(zhuǎn)換到建筑設(shè)備系統(tǒng)使用的終端能源的過程中，能源損失很大。因此，應從全過程（包括開采、處理、輸送、儲存、分配和終端利用）進行評價，才能全面反映能源利用效率和能源對環(huán)境的影響。建筑中的能耗設(shè)備，如空調(diào)、熱水器、洗衣機等應選用能源效率高的能源供應。例如，作為燃料，天然氣比電能的總能源效率更高。采用第二代能源系統(tǒng)，可充分利用不同品位熱能，最大限度地提高能源利用效率，如熱電聯(lián)產(chǎn)（CHP）、冷熱電聯(lián)產(chǎn)（CCHP）。

利用新能源

在節(jié)約能源、保護環(huán)境方面，[2]新能源的利用起至關(guān)重要的作用。新能源通常指非常規(guī)的可再生能源，包括有太陽能、地熱能、風能、生物質(zhì)能等。人們對各種太陽能利用方式進行了廣泛的探索，逐步明確了發(fā)展方向，使太陽能初步得到一些利用，如：①作為太陽能利用中的重要項目，太陽能熱發(fā)電技術(shù)較為成熟，美國、以色列、澳大利亞等國投資興建了一批試驗性太陽能熱發(fā)電站，以后可望實現(xiàn)太陽能熱發(fā)電商業(yè)化；②隨著太陽能光伏發(fā)電的發(fā)展，國外己建成不少光伏電站和“太陽屋頂”示范工程，將促進并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)快速發(fā)展；③全世界已有數(shù)萬臺光伏水泵在各地運行；④太陽熱水器技術(shù)比較成熟，已具備相應的技術(shù)標準和規(guī)范，但仍需進一步地完善太陽熱水器的功能，并加強太陽能建筑一體化建設(shè)；⑤被動式太陽能建筑因構(gòu)造簡單、造價低，已經(jīng)得到較廣泛應用，其設(shè)計技術(shù)已相對較為成熟，已有可供參考的設(shè)計手冊；⑥太陽能吸收式制冷技術(shù)出現(xiàn)較早，已應用在大型空調(diào)領(lǐng)域；太陽能吸附式制冷處于樣機研制和實驗研究階段；⑦太陽能干燥和太陽灶已得到一定的推廣應用。但從總體而言，太陽能利用的規(guī)模還不大，技術(shù)尚不完善，商品化程度也較低，仍需要繼續(xù)深入廣泛地研究。在利用地熱能時，一方面可利用高溫地熱能發(fā)電或直接用于采暖供熱和熱水供應；另一方面可借助地源熱泵和地道風系統(tǒng)利用低溫地熱能。風能發(fā)電較適用于多風海岸線山區(qū)和易引起強風的高層建筑，在英國和香港已有成功的工程實例，但在建筑領(lǐng)域，較為常見的風能利用形式是自然通風方式。直接用于采暖供熱和熱水供應；另一方面可借助地源熱泵和地道風系統(tǒng)利用低溫地熱能。風能發(fā)電較適用于多風海岸線山區(qū)和易引起強風的高層建筑，在英國和香港已有成功的工程實例，但在建筑領(lǐng)域，較為常見的風能利用形式是自然通風方式。

以上內(nèi)容均根據(jù)學員實際工作中遇到的問題整理而成，供參考，如有問題請及時溝通、指正。