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　　【學(xué)員問(wèn)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(jì)，在發(fā)達(dá)國(guó)家，空調(diào)采暖能耗占建筑能耗的65%.中國(guó)的采暖空調(diào)和照明用能量近期增長(zhǎng)速度己明顯高于能量生產(chǎn)的增長(zhǎng)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(shí)現(xiàn)。

　　1.1建筑規(guī)劃與設(shè)計(jì)

　　面對(duì)全球能源環(huán)境問(wèn)題，不少全新的設(shè)計(jì)理念應(yīng)運(yùn)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(jì)概念出發(fā)，堅(jiān)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(jì)時(shí)，根據(jù)大范圍的氣候條件影響，針對(duì)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(duì)建筑設(shè)備的依賴。具體措施可歸納為以下三個(gè)方面：合理選擇建筑的地址、采取合理的外部環(huán)境設(shè)計(jì)（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(jì)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(jì)是充分利用建筑室外微環(huán)境來(lái)改善建筑室內(nèi)微環(huán)境的關(guān)鍵部分，主要通過(guò)建筑各部件的結(jié)構(gòu)構(gòu)造設(shè)計(jì)和建筑內(nèi)部空間的合理分隔設(shè)計(jì)得以實(shí)現(xiàn)。同時(shí)，可借助相關(guān)軟件進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，如運(yùn)用天正建筑（Ⅱ）中建筑陰影模擬，輔助設(shè)計(jì)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(dòng)是否通暢。

　　1.2圍護(hù)結(jié)構(gòu)

　　建筑圍護(hù)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(yáng)設(shè)施）的設(shè)計(jì)對(duì)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(hù)結(jié)構(gòu)的費(fèi)用僅為總投資的3%～6%，而節(jié)能卻可達(dá)20%～40%.通過(guò)改善建筑物圍護(hù)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(hù)結(jié)構(gòu)各組成部件的熱工性能，一般通過(guò)改變其組成材料的熱工性能實(shí)行，如歐盟新研制的熱二極管墻體（低費(fèi)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(dòng)態(tài)變化的玻璃。然后，根據(jù)當(dāng)?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(jì)算結(jié)果為指導(dǎo)，選擇圍護(hù)結(jié)構(gòu)組合優(yōu)化設(shè)計(jì)方法。最后，評(píng)估圍護(hù)結(jié)構(gòu)各部件與組合的技術(shù)經(jīng)濟(jì)可行性，以確定技術(shù)可行、經(jīng)濟(jì)合理的圍護(hù)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(fù)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(diǎn)和功能，設(shè)計(jì)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(guó)家通過(guò)傳感器測(cè)量周邊環(huán)境的溫、濕度和日照強(qiáng)度，然后基于建筑動(dòng)態(tài)模型預(yù)測(cè)采暖和空調(diào)負(fù)荷，控制暖通空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行。在其他的家電產(chǎn)品和辦公設(shè)備方面，應(yīng)盡量使用節(jié)能認(rèn)證的產(chǎn)品。如美國(guó)一般鼓勵(lì)采用“能源之星”的產(chǎn)品，而澳大利亞對(duì)耗能大的家電產(chǎn)品實(shí)施最低能效標(biāo)準(zhǔn)（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(guò)程中，能源損失很大。因此，應(yīng)從全過(guò)程（包括開采、處理、輸送、儲(chǔ)存、分配和終端利用）進(jìn)行評(píng)價(jià)，才能全面反映能源利用效率和能源對(duì)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(jī)等應(yīng)選用能源效率高的能源供應(yīng)。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(hù)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(yáng)能、地?zé)崮?、風(fēng)能、生物質(zhì)能等。人們對(duì)各種太陽(yáng)能利用方式進(jìn)行了廣泛的探索，逐步明確了發(fā)展方向，使太陽(yáng)能初步得到一些利用，如：①作為太陽(yáng)能利用中的重要項(xiàng)目，太陽(yáng)能熱發(fā)電技術(shù)較為成熟，美國(guó)、以色列、澳大利亞等國(guó)投資興建了一批試驗(yàn)性太陽(yáng)能熱發(fā)電站，以后可望實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能熱發(fā)電商業(yè)化；②隨著太陽(yáng)能光伏發(fā)電的發(fā)展，國(guó)外己建成不少光伏電站和“太陽(yáng)屋頂”示范工程，將促進(jìn)并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)快速發(fā)展；③全世界已有數(shù)萬(wàn)臺(tái)光伏水泵在各地運(yùn)行；④太陽(yáng)熱水器技術(shù)比較成熟，已具備相應(yīng)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，但仍需進(jìn)一步地完善太陽(yáng)熱水器的功能，并加強(qiáng)太陽(yáng)能建筑一體化建設(shè)；⑤被動(dòng)式太陽(yáng)能建筑因構(gòu)造簡(jiǎn)單、造價(jià)低，已經(jīng)得到較廣泛應(yīng)用，其設(shè)計(jì)技術(shù)已相對(duì)較為成熟，已有可供參考的設(shè)計(jì)手冊(cè)；⑥太陽(yáng)能吸收式制冷技術(shù)出現(xiàn)較早，已應(yīng)用在大型空調(diào)領(lǐng)域；太陽(yáng)能吸附式制冷處于樣機(jī)研制和實(shí)驗(yàn)研究階段；⑦太陽(yáng)能干燥和太陽(yáng)灶已得到一定的推廣應(yīng)用。但從總體而言，太陽(yáng)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?zé)崮軙r(shí)，一方面可利用高溫地?zé)崮馨l(fā)電或直接用于采暖供熱和熱水供應(yīng)；另一方面可借助地源熱泵和地道風(fēng)系統(tǒng)利用低溫地?zé)崮?。風(fēng)能發(fā)電較適用于多風(fēng)海岸線山區(qū)和易引起強(qiáng)風(fēng)的高層建筑，在英國(guó)和香港已有成功的工程實(shí)例，但在建筑領(lǐng)域，較為常見的風(fēng)能利用形式是自然通風(fēng)方式。直接用于采暖供熱和熱水供應(yīng)；另一方面可借助地源熱泵和地道風(fēng)系統(tǒng)利用低溫地?zé)崮?。風(fēng)能發(fā)電較適用于多風(fēng)海岸線山區(qū)和易引起強(qiáng)風(fēng)的高層建筑，在英國(guó)和香港已有成功的工程實(shí)例，但在建筑領(lǐng)域，較為常見的風(fēng)能利用形式是自然通風(fēng)方式。

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