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建筑能效分析

时间:2023-05-30 09:05:29

开篇:写作不仅是一种记录,更是一种创造,它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感,将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇建筑能效分析,希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友,陪伴您不断探索和进步。

建筑能效分析

第1篇

关键词:建筑材料;节能效率;工业厂房;帷幕墙

中图分类号:TE08 文献标识码:A 文章编号:

温室设计概念即运用白天太阳光直射其辐射热蓄集于温室之中达到其保温的目的。现今厂房帷幕墙正是运用该理念来达到建筑室内空间保温的目的,以减少保温设备所造成的电源浪费。如何保有帷幕墙的优点又能达到节能效益也成为本文研究的焦点之一。本文采用试验方法,分析验证了塑钢与铝制帷幕墙的节能区别。

一、实验材料与方法

(一)地理位置

本研究选取某地区两座工业厂房帷幕建筑,包括塑钢帷幕外墙建筑与铝制帷幕外墙建筑,比较受光照壁体面的透光窗材差异所造成的室内温度梯度与热阻能力差异。进而与帷幕墙热传导系数计测值比对,推估壁体造成室内单位时间节能经济效益。

(二)实验材料

本研究的各项测试仪器如:热电偶线(Thermocouple),依此测量温度,本实验采用T-type模式,其测量范围为-270℃~180℃,其测量精度为2μv。湿度计的目的为测量湿度差,型号为TES-1360,测量范围为10~95RH,测量精度为0.1RH。风速计目的是测量室内外空气流速,型号为Model-1006,测量范围为0~50m/s,测量精度为0.02m/s。照度计型号为IM-3,测量范围为0.01~199900lux,测量精度为0.01μx。可见光辐射计型号为LI-200SA,测量范围长波于0.4~1.1μm,辐射强度<3000W/m2,测量精度于15μv。日射计型号为Model-3020,其目的在于测量光辐射强度,其测量范围于长波0.3~3μm,测量精度为15μv。其所测出的数值以DataLogger收集纪录最后再传输于电脑作统计分析。配合两座建筑的受光照方位与光照小时特征,选择东西向计测。计测包括透光帷幕墙壁体及室内墙表面至5.2公尺以内的温度与湿度环境的垂直与水平分布资料,以制作离壁距离与温度梯度(℃/m)关系,并计算室内热得速度(Kcal/hr)与壁体热阻隔效率()。为避免周围建筑影响阳光直射。

(三)实验方法

为了解空间的热量分层,在厂房配置热电偶线与资料记录器,于同一个垂直面计测地面上2.5m与1.5m两个高度于实墙与帷幕墙面分别计测资料。两条水平面计测点则包括近透光门窗与实墙部分,距帷幕墙0、5、15、30、50、75、105、140、180、225、285、375、520厘米处等,以及帷幕墙与实墙于骨架、窗框、玻璃墙面之内外测点共55个测点。使用短波日射计、净辐射计、照度计、热电偶线、风速计、湿度计、多点微电压自计仪、资料转换器等感测装置同步计测温度55个位置,外加室内外各1个照度计、短波日射计、净辐射计资料及相对湿度资料、室内外各1个风速资料等,规划同步计测61个环境资料,涵盖晴天日间纪录。制作室内计测垂直面与水平面的等温度分布曲线图,了解各楼层距离帷幕壁体的温度梯度关系。找出室内温度代表计测点,以提供日后评估类似建筑的室内温热环境之快速检测位置之依据。依外气候变化,配合厂房管制措施,在计测楼层的空间未开启空调状况下,计测夏季晴天的日间室内外光热环境及差异。按照室内外空间分布计测资料,完成夏季单位面积帷幕墙的热阻隔能力估算。分别推估出不透光壁面、透光窗等不同部位的单位面积外热阻隔能力与内热保持能力,最后提出两座厂房在夏季日间外气候环境的节能能力差异。

二、实验结果与讨论

根据上述实验方法我们分别探讨光热环境物理条件与两种帷幕墙隔热能力、热收支效能、热阻能力、节能及不同帷幕墙的耗电量比较,试图借助数据的比较获得不同帷幕墙的隔热与节能效率。本阶段计测塑钢帷幕与铝制帷幕内外物理环境计测,分别为日射量(w/m²)、可见光辐射量(w/m²)、照度(Lux)、湿度(%)、风速(m/s),实验结果有助于分析物理环境条件与室内温度变化的关系。

(一)帷幕墙隔热能力比较

上午7点开始阳光将直射至室内,8点室内外温度开始有明显变化,故以上述的室内标准温度测点与室外气温为基准,分析塑钢与铝制帷幕墙的室内外空间、骨架、外框、玻璃材料的隔热效益。

(二)塑钢与铝制帷幕墙室内外温度比较

算各室内的降温能力变化,正值表示隔热佳;负值表示隔热差。实验结果显示:于开始测时两者隔热效益最佳,塑钢制与铝制帷幕墙两者分别有5.8与3.74℃的隔热效益,塑钢比铝制帷幕墙隔热效益高达64%。铝制帷幕墙模组使空间有蓄热现象,1小时后室内温度已比室外高出0.88℃。经过2小时,室内温度已可高出室外达3.97℃,而塑钢制帷幕墙尚可保持在2.9℃的隔热能力。

(三)帷幕墙骨架隔热能力比较

为更清楚理清不同材质帷幕墙对隔热效能的差异,本文以帷幕墙骨材的内外温度差作比较。结果显示塑钢骨材于30分钟时外侧温度达最高,温度达46.77℃,室内外的隔热效果达36%;铝骨架则是在1小时后,外侧温度达50.18℃,室内外的隔热效益却只有13%。塑钢帷幕墙骨架于30分钟时隔热效益表现最佳,隔热效能达15.05℃;而铝制则是于1小时后表现最佳,达隔热效能达6.44℃。以30分钟为例,两者材料作隔热效益比较,塑钢材料较铝制材料隔热能力高出3.7倍。(四)帷幕墙外框隔热能力比较

框材也是帷幕墙的重要组成之一,其热传特性也影响室内温度,故将两者的框材隔热效能加以整理。很明显的塑钢较铝制框材隔热能力高出许多,以30分钟时为例,塑钢框材室内外表面温度分别为35.54℃与42.04℃,隔热效能可达15%;而铝制框材室内外表面温度分别为40.34℃与40.78℃,隔热效能只有1%。而两小时中两者材料的隔热效能塑钢材料有3.49℃~6.5℃的效益;铝制材料只有0.44℃~1.89℃之间的效益。

(五)帷幕玻璃隔热效能比较

由于塑钢帷幕墙的玻璃比铝制帷幕墙玻璃厚了2mm,其隔热性能与差异性。实验结果显示:30分钟时塑钢帷幕墙玻璃表现最佳,外内侧温度分别为46.8℃与41.83℃,两者相差有11%。而铝制模组玻璃外内侧温度分别为46.65℃与44.39℃,两者相差仅有5%,不过当铝制模组玻璃外侧于高温53.78℃与内侧为49.67℃,其隔热能力则提升至8%。玻璃较厚的确也印证有较好的隔热能力,塑钢帷幕墙玻璃其温度分布为4.64℃~4.97℃;铝制帷幕墙玻璃其温度分布为1.87℃~4.11℃,两者隔热比较最大可高达2.2倍

三、结论与建议

(一)结论

一是玻璃帷幕墙所使用的玻璃材质热阻R均为0.16‧h‧℃/kacl,塑钢帷幕墙的窗框热阻为玻璃的27倍;塑钢固定窗的窗框热阻为玻璃的24倍;铝制帷幕墙的窗框热阻为玻璃的16倍,故可得知塑钢窗框材质的热阻差异不大,并优于铝制窗框。二是塑钢与铝制帷幕墙其玻璃材质相同,但由于墙面使用玻璃面积均在85以上,而骨架与窗框面积所比例极低,因此塑钢帷幕墙的窗框材料热阻隔能力虽远高于铝制材料,但对于阻隔室内的总热量效能有限。三是塑钢帷幕墙与铝制帷幕墙节省电费比较:塑钢帷幕墙每月电费比铝制帷幕墙节省每月电费19以上。

(二)建议

一是建议使用帷幕墙设计时选用较高热阻的玻璃材质。二是在帷幕墙内侧建议加装高热阻的构造设施以阻隔外来辐射及降低热传递的问题,适当的空气层热阻设计应为产品开发过程一个可深入研究的课题。三是建议在办公室内侧将空调设备规划为内、外周区,以降低电费支出。四是于帷幕墙外侧加装遮阳板或种植植栽,采用立体绿化的方式,不但可降低辐射热也可增进美观及生态等目的。五是塑钢框材热贯流率比玻璃低,若面积比增高,可降低热的透过率。六是帷幕墙采用反射玻璃易造成光害,虽然热阻隔能力尚可,但不建议使用。七是室内湿度高的地方(如锅炉房),建议采用干湿分离的方式以减少室内湿度增高,影响夏季热量提升。

参考文献:

第2篇

关键词:建筑物;节能;能效;评测;探讨

Abstract: This article describes the building energy conservation, energy efficiency evaluation and labeling system concept and analysis of the significance of the implementation of building energy efficiency evaluation and labeling system, and building energy efficiency and energy efficiency evaluation are discussed, for your reference.Keywords: buildings; energy conservation; energy efficiency; evaluation; explore

中图分类号:TU9文献标识码:A文章编号:2095-2104(2012)

1建筑物能效测评与标识制度的概念

建筑能效测评是按照建筑节能有关标准和技术要求,对单体建筑采取定性和定量分析相结合的方法,依据设计、施工、建筑节能分部工程验收等资料,经文件核查、软件复核计算及必要的检查和检测,综合评定其建筑能效等级的活动。

建筑能效测评标识,是指建筑节能测评单位通过一定的技术手段对建筑物用能效率进行检测和标识,并将反映建筑能耗水平的热工性能指标以信息标识的形式进行公示。建筑能效标识能够使建筑节能领域的信息趋于公开,解决了目前建筑节能领域存在的信息不对称现象 使建筑节能的相关责任主体明确了各自的责任和义务,提高了责任主体的节能积极性。

2 我国实行建筑能效测评与标识制度的意义

建筑能效测评标识制度的实施,闭合了建筑节能监管环节;对摸清建筑实际能耗、为建筑节能监管和激励政策制定和调整提供了依据;强化了建筑节能宣传,提高了群众对建筑节能的认知度。

建筑物能效标识的技术和政策对于当前我国建筑节能工作的开展将起到重要作用。为大力发展节能省地型居住和公共建筑,缓解我国能源短缺与社会经济发展的矛盾。有必要推行建筑能效标识制度。建筑物能效标识的研究成果直接服务于政府工作,将对建设资源节约型和环境友好型社会起到积极的促进作用。精心设计的能效标识与标准项目实施后将产生良好效果,并减少不必要的能源消耗,在成本效益方面有很多益处。

实施建筑物能效测评制度具有重要的意义和作用,主要体现在以下几个方面:客观反映了建筑物的能耗水平,可以正确引导建筑业的发展方向;明确了建筑节能各方主体的权责利,充分发挥第三方中介机构的作用;可以提高全社会对建筑节能的了解与认识;加强建筑节能监管、实施激励政策的基础;使政府对建筑节能的过程管理逐步转变为建筑物能效的管理。

3 建筑物能效测评对象 (去掉了“筑”字)

建筑物能效测评标识管理暂行办法 明确了下列建筑物应进行建筑能效测评标识:

①新建(改建 扩建)国家机关办公建筑和大型公共建筑(单体建筑面积为2万平方米以上的);

②实施节能综合改造并申请财政支持的国家机关办公建筑和大型公共建筑;

③申请国家级或省级节能示范工程的建筑;

④申请绿色建筑评价标识的建筑。

4 建筑物能效测评的内容

能效测评分为建筑能效理论值标识和建筑能效实测值标识两个阶段。《建筑物能效测评标识技术导则》要求理论值标识在建筑物竣工验收合格之后进行,建筑能效理论值标识有

效期为1年。建筑能效理论值标识后,应对该项目的采暖空调、照明、电气等能耗情况进行为期不少于 1 年的现场统计监测,获得建筑能效的实测值,对建筑能效理论值标识进行修正,给出建筑能效实测值标识结果,有效期为5 年。

建筑物能效的测评标识内容包括基础项、规定项与选择项。基础项:按照国家现行建筑节能标准的要求和方法,计算或实测得到的建筑物单位面积采暖空调耗能量。基础项评价是利用委托方提供的设计和施工文件进行建筑能耗软件模拟计算实现的。规定项:除基础项外,按照国家现行建筑节能标准要求,围护结构及采暖空调系统必须满足的项目。建筑能效标识通过计算基础项和规定项的耗能量,得出该建筑的节能率指标,以节能率指标作为评定星级的指标。

5 建筑节能与能效测评方法

测评方法包括软件评估、文件审查、现场检查及性能测试。软件评估提供建筑能效标识的基础理论值,基础理论值与实测相结合评估是实施建筑能效标识的重要途径。文件审查主要针对文件的合法性、完整性及时效性进行审查。现场检查为设计符合性检查,对文件检测报告等进行核对。性能测试方法和抽样数量按节能建筑相关检测标准和验收标准进行。

衡量建筑物是否节能,各地区是不同的。严寒和寒冷地区主要是建筑物耗热量指标;夏热冬冷地区主要是建筑物耗热量指标和耗冷量指标;夏热冬暖地区主要是建筑物空调采暖年耗电指数指标。在节能评价中,以各地节能设计标准为基准,采用典型气象年数据,把现场实测的建筑性能参数输入到能耗计算软件中计算出被评价建筑能耗值,与利用能耗计算软件计算出基准建筑的能耗值之比为建筑物的能效指数,进而确定建筑物的能效等级。其中基准建筑是与被评价建筑相对应的假想建筑,其外形、层数、大小、朝向、内部空间的划分与被评价的建筑物相同,而围护结构热工性能和用能设备效率等参数按照现行节能标准所规定的指标限值选取。

建筑物能效标识划分为五个等级。建筑能效理论值标识阶段,当基础项达到节能 50%~65%且规定项均满足要求时,标识为一星;当基础项达到节能 65%~75%且规定项均满足要求时,标识为二星;当基础项达到节能75%~85%以上且规定项均满足要求时,标识为三星;当基础项达到节能 85%以上且规定项均满足要求时,标识为四星;若选择项所加分数超过60分则再加一星。建筑能效实测值标识阶段,将基础项写入标识证书,但不改变建筑能效理论值标识等级;规定项必须满足要求,否则取消建筑能效理论值标识结果;根据选择项结果对建筑能效理论值标识等级进行调整;若建筑能效理论值标识结果被取消,委托方须重新申请建筑物能效测评标识。

6 影响建筑能效测评结果的主要因素

施工图审查机构建筑节能专项审查把关不严是节能率复核达不到标准要求的主要原因。施工过程中的建筑节能设计变更行为不规范。申报能效测评的很多项目存在在施工过程中修改或变更原施工图设计文件规定的建筑节能技术措施的情况,然而大多数设计变更未按规定要求完善变更手续,缺乏原设计单位出具的设计变更文件。

建筑节能设计分析软件是在建筑节能设计和实施建筑能效测评标识制度中,用于量化计算建筑的能耗水平和节能水平,为建筑节能设计和建筑能效测评标识提供基本数据支持的必要技术支撑工具。在实施建筑能效测评标识的过程中,我们发现目前使用的不同建筑节能设计分析软件,甚至是同一建筑节能设计分析软件的不同版本之间的评价结果相差很大,给节能率复核评价结果的科学性和公正性带来了较大影响。

我国现行建筑节能标准中的建筑节能材料的热物性指标与目前使用的建筑节能材料的实际情况不符,现行的建筑节能标准、规范对同一节能材料的热物性指标的取值互相不一致的情况也比较普遍,且很多新型节能材料的热物性参数缺乏,造成在建筑节能设计和节能率复核时节能材料性能计算参数取值不明确。现行的建筑节能设计标准对建筑能耗的计算规则比较含糊,造成建筑节能设计人员和建筑节能设计软件的编制单位对标准的理解各不相同,对建筑能耗的计算结果也产生了较大影响。

7 结束语

随着世界能源紧张形势的日趋严峻,建筑节能已成为节能工作的重点。我国人口众多,能源资源相对不足。随着工业化和城镇化的加快发展,能源消耗强度较高,消费规模不断扩大,已成为制约经济和社会发展的重要因素。为了贯彻执行国家节能政策法规和技术标准,提高建筑能源利用率,在我国推行建筑物能效测评与标识制度势在必行。建筑节能是能源资源节约工作的重点领域,是落实科学发展观建设节约型社会的重要举措。实行建筑能效测评有助于提高全社会对建筑节能的重视程度。

参考文献:

[1] 任邵明.我国节能建筑市场的信息不对称研究[J].建筑经济, 2011,(4).

第3篇

关键词:太阳能热水;建筑应用;能效测评;设备研发;应用

Development and Application of Equipment for Buildings Applied Energy Efficiency Evaluation of Solar Water Heating System

Gong Hongwei1 2, Guan Chao1, Wang Zhongyuan1, Qiu hen1

(1. Nanjing University of Technology, Nanjing 210009, China

2. Nanjing Gongda Construction Technology Co., Ltd, Nanjing 210009, China)

Abstract:Studied on Guide rule of measurement for demonstrative buildings applied renewable energy ,Assessment code for performance of solar water heating system and Technical code for solar water heating system of civil buildings, buildings applied Energy efficiency indexes of solar water heating system are analyzed and energy efficiency testing equipment are researched and developed. Through energy efficiency test of the actual operation of building project applying solar water heating system, we get collector system efficiency, solar fraction, conventional energy alternatives and environmental effect evaluation parameters and so on.

Keywords:Solar water heating system;Building application;Energy efficiency evaluation;Development of equipment; apply

1.引言

近年来太阳能热水系统的建筑应用迅速发展,与常规能源应用相比,民用建筑太阳能热水系统到底能够替代多少常规化石能源,其节能、环保以及经济效益究竟如何,是建设单位、政府以及全社会最为关心的问题。所以,通过研发太阳能热水建筑应用能效测试系统并对某太阳能热水能效参数进行测试分析和太阳能热水系统建筑应用能效研究具有现实意义。

2.太阳能热水系统建筑应用能效指标

2.1太阳能保证率

太阳能保证率是衡量太阳能热水系统所能提供能量比例的一个关键性参数,也是影响太阳能热水系统经济性能的重要指标。

2.2集热系统效率

集热系统得热量是指由太阳能系统中太阳能集热器提供的有用能量,是太阳能热水系统的关键性指标。是衡量集热器环路将太阳能转化为热能的重要指标。

2.3全年常规能源替代量

全年常规能源替代量为采用太阳能热水系统的总能耗比采用传统电加热系统所节约的能耗。

2.4太阳能热水系统环境效益

对太阳能热水系统环境效益评价的量化指标是二氧化碳年减排量、二氧化硫年减排量和粉尘年减排量。

3.太阳能热水建筑应用能效测试系统

3.1能效测试系统研发

太阳能热水建筑应用能效测试系统由太阳辐照量、集热系统进口温度、集热系统出口温度、集热系统流量、辅助热源加热量、环境温度、环境空气流速等数据采集设备和软件组成。太阳能热水建筑应用能效测试系统由南京工业大学安全消防与暖通空调测试中心自主研发。太阳能热水建筑应用能效测试系统如图1、2所示。

图1太阳能热水建筑应用能效测试系统

图2太阳能热水建筑应用能效测试软件界面

3.2能效测试流程

设置太阳能热水建筑应用能效测试系统对太阳能热水系统的运行能效数据进行采集,按照日太阳辐照量的不同,划分为4个区间,分别计算各个区间内当日实测集热系统得热量和系统总能耗,进一步计算分析集热系统效率、全年太阳能保证率、全年节电量、全年节量和环境效益。太阳能热水建筑应用能效测试流程如图3所示。

4.太阳能热水系统建筑应用能效测评案例

图3太阳能热水建筑应用能效测试流程

4.1太阳能热水系统

某温差强制循环直接式太阳能热水系统主要由太阳能集热器、储热水箱、太阳能循环泵、控制系统、防冻系统、辅助热源以及循环管路等组成。太阳能集热系统和储热水箱安装楼屋面,水箱内置电辅助加热器,集中产、制热水,供应淋浴及生活热水,在阴雨雪或者阳光不足的天气采用电辅助加热装置产制热水。太阳能热水系统如图4所示。太阳能热水系统能效现场测试如图5所示。

图4太阳能热水系统示意图

4.2太阳能热水系统能效结果

(1)集热系统效率

太阳能热水系统的单位集热面积的集热系统得热量随太阳辐照量的增强而升高,集热系统表现出较好的热性能。在J<8的区间内,系统的单位集热面积的得热量为最小值,为3.764MJ/m2;在J>18的区间内,系统的单位集热面积的得热量为最大值,为9.435MJ/m2;太阳能热水系统的集热效率平均值为47%。

图5太阳能热水系统能效测试现场

(2)太阳能保证率

太阳能热水系统的集热面积为240.48m2,太阳能保证率为52.30%;该太阳能热水系统的年常规能源替代量为51.09吨标煤,全年节电量为16.48万kWh,全年节约费用为13.19万元。

(3)环境效益参数

该太阳能热水系统全年减少二氧化碳排量为126.20t,减少二氧化硫排量为1.02t,减少烟尘排量为0.51t。

5.结语

(1)太阳能热水建筑应用能效测试系统对太阳能热水建筑应用能效参数进行科学的测试,得出量化指标。

(2)太阳能保证率与系统使用期内的太阳辐照、气候条件、产品与系统的热性能、系统成本和开发商的预期投资规模等因素有关。该太阳能热水系统全年保证率为52.30%。

(3)效率过低无法充分发挥集热器的性能,浪费宝贵的安装空间,必须对集热效率提出要求。该太阳能热水系统集热效率为47%。集热系统表现出较好的热性能。

(4) 太阳能热水系统的最大优势在于节约和替代常规能源,并带来较好的环境效益。该太阳能热水系统的年常规能源替代量为51.09吨标煤。

(5)利用太阳能热水系统减少传统能源用能具有非常重要的环保价值。

参考文献

[1] 可再生能源建筑应用示范项目测评导则[S],2008

[2] 徐伟.可再生能源建筑应用技术指南[N].中国建筑工业出版社,2008.第一版

[3] 陈重.武涌接受中国政府网专访.动建筑节能与绿色建筑 实现住房城乡建设领域可持续发展[EB/OL],(2012-6-19)

[4] 朱群志、司磊磊.不同安装方式建筑光伏系统的经济性及环境效益[J].太阳能学报,2012.33(1).24-28.

[5] 张欣苗、梁梦宽.基于太阳能供热应用的探索[A].全国暖通空调制冷2010年学术年会资料集[C],2010

[6] 高林朝、沈胜强.多孔体太阳空气集热供暖系统热性能实验研究[J].太阳能学报,2012.33(8).1419-1423.

[7] 民用建筑能效测评标识标准[S].2012.DGJ32/TJ 135

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第4篇

【关键词】建筑节能;外立面设计;节能和外立面;设计

前言

由于目前能源的消耗十分巨大,但是新能源的开发速度远比不上现有能源的消耗速度,与此同时,由于现有能源不可再生,从而使得人们越来越清晰地认识到,若继续以现有能源的使用方式来消耗能源,在不久的未来,人类将会在较长一段时间内没有足够可使用的能源,直到开发出新能源,那时就将会出现人类的科技水平极速退步、人类的交通也极其缓慢、人类面对自然灾害“束手无策”等现象,因此为了避免这些现象的出现,就应该在新能源开发时节约使用能源,节约使用能源就应该在各个行业进行,建筑行业也不例外,不仅应该在建筑物内部做到能源的节约使用,还应该在建筑物外里面达到节约能源的要求。

一、节能技术应用于建筑外立面设计的可行性分析

能源的节约使用,不仅可以在使用能源时通过节约能源的消耗来实现,还可以使用一些可再生能源,通过减少对不可再生能源的使用来实现,比如利用太阳能。将节能技术应用于建筑物的外立面设计时也可以从这两方面着手。而对建筑物的外立面进行设计通常包含两个内容:一是对旧建筑物的外立面进行翻新、修理、增加一些节能设备;二是在建筑物建造前,针对建筑物外立面的节能功能进行设计。因此将节能技术应用于建筑外立面,不仅应该在建筑物建造前就设计出节约能源的方案,还应在外立面改造时实现建筑物的节能功能。从现阶段的建筑物状况来看,建筑物外立面的装饰材料、设计风格、技术手段都使得节能技术难以应用于建筑物外立面;但是节能技术的运用却能在一定程度上影响建筑物的外立面风格,即节能技术与建筑外立面是既统一又有矛盾的辩证关系,所以使得节能技术应用于建造外立面可行性较高,却难以实现。

二、影响建筑物节能效率的外立面设计

建筑物的外立面不仅可以影响建筑物的整个美学风格,还会影响建筑物的节能效率,所以笔者就总结出以下两种影响建筑节能效率的外立面设计。

(一)影响建筑物节能效率的外立面造型现代建筑物的外立面造型的主要功能就是,保证冬季时能够吸收阳光,夏季时能够有效散热,白昼时室内采光度高,夜晚时“灯火通明”,但这种外立面造型使得建筑难以实现节能,严重影响建筑的节能效率,同时,由于建筑行业采用工业化的生产模式,所以大多数建筑都采用了这种外立面造型,从而使得建筑物普遍难以实现建筑物的高效节能。

(二)影响建筑物节能效率的外立面设计技术由于现代建筑物的外立面装饰极其重视其审美性,所以建筑物外立面的设计技术通常忽视了建筑物的节能效率。具体表现为:外立面材料选择不当,过分依赖于通透材料,从而建筑物内部隔热和保温性能极其低下,但是若采用通透性较差的材料,又会导致室内温度过低,需要更多的能源消耗来保温。这样就导致了建筑的节能效率较低的情况。

三、提高建筑物节能效率的外立面设计

(一)安装太阳能装置在外立面上安装太阳能装置可以减少建筑物的能耗,从而节约能源消耗,提高建筑物的节能效率。太阳能装置通常有太阳能热水器、太阳能发电器。太阳能热水器通过太阳能为建筑物提供无能耗的热水,使得建筑物的使用者不需要另外提供额外的能源消耗就能对水进行加热,很大程度上节约了能源的消耗。太阳能发电器,则是通过太阳能电池板将太阳能转化为电能,直接为建筑供能,在最好情况下还能为国家电网系统提供电能,所以这种装置的节能效率最高。

(二)外窗的保温技术现代建筑物外立面设计中,其耗能最大的部位是窗户,而窗的变化又是整个建筑立面设计的重中之重。大的窗、成片的玻璃幕墙已成为建筑外装饰中不可或缺的建筑元素。如何在保证时尚的建筑室外装饰风格的前提下,又能不增加建筑的能耗,是现在要重点解决的问题。建筑幕墙中使用的LOW-E玻璃,可以有效地解决玻璃传热性能,这种玻璃既可以在冬季有效地利用太阳热辐射,并阻止室内红外线的外泄,又可以在夏季阻挡室外红外线辐射影响室内温度的隔热效果。从而既降低建筑能耗,又保证了建筑外立面效果。

四、结束语

本文对建筑节能和外立面设计的发展做了较为全面的阐述,通过详细讨论提高建筑节能效率的外立面的设计,指出了建筑节能在外立面设计的发展方向。文章的讨论已经结束,更多研究则应该在文章外、实际工作中进行。

参考文献:

[1]余茹.现代节能建筑与立面设计[D].郑州大学,2011

[2]余茹,卫红.现代节能建筑立面设计要素分析[J].河南科技:上半月,2011,(6):84-85

[3]徐志刚,卢超,王振杰等.浅谈节能建筑中升降遮阳百叶的功能[J].建筑节能,2009,37(11):47-48,56

[4]孙海玲,范小燕.节能建筑离我们还有多远[J].集团经济研究,2007,(7):316-317

第5篇

1.1国外经验

关于建筑节能的评价,国外已经有了一些已经成熟并在实施的规范,并且有相应的标准模拟软件来评价建筑的节能状况以保证规范的实施。在美国有“节能之星”标准(EnergyStar),这个标准实施已经有10年了。它比美国“标准能源法案”(ModelenergyCode)要求更加节能30%。通过这套标准的实施,在不增加初投资的前提下可以节省30~50%能源消耗,可以节省50%的建造时间。也是因为有了这套标准,可以创造出激励一些具有创新意义的节能技术和建材发明的氛围。由于这套标准针对美国某地区而专门制订的,因此在美国并没有一个全国性的统一标准,例如Title-14标准主要在加州实施。

芬兰建立了一套叫做“能耗认证系统”的标准(EnergyCertificationSystem)。在香港也通过授予“建筑认证证书”(BuildingPass)的方式来对建筑的能耗情况进行规范。俄罗斯在莫斯科也实行了一种叫做“能耗护照”(EnergyPassport)的建筑节能规范。它包括一套新的节能标准MGSN,希望能够控制建筑设计、建造以及运行的质量,而且它可以为节能建筑提供潜在的购买者等信息,从而来促进节能建筑的良性发展。这些规范中都没有包括环境质量的评价内容,然而实际上节能的最终目的是为了提高环境水平,减少污染排放,从而真正做到可持续发展,所以完整的建筑生态环境与节能评价标准中应将环境质量的评价纳入其中。

1.1主要内容

建筑生态环境和节能效果评价系统是对建筑生态环境进行综合分析,从技术、经济、环境、能源及社会等角度给予研究,从而对建筑环境给出客观的评价和可行的建议。建筑生态环境的评价系统涉及内容广泛,包括小区规划评价、建筑单体评价、环境控制系统方案评价等等;牵涉到的关键技术较多,如建筑热环境模拟、计算流体力学(CFD),建筑日照分析与采光技术,噪声控制以及建筑材料技术等。这些内容的有机结合和相互交叉形成了建筑生态环境评价系统的技术核心。

开发成熟的软件系统实施建筑生态环境评价方法的基础。在我国形成可实施的评价系统,最终可能的有效途径之一,就是开发一套可以广泛运用的评价建筑生态与节能效果的软件平台,并形成相应的激励、保障实施措施,从而形成体系。

1.3评价方法

一个重要的工作是研究住区生态与节能效果评价指标,以及如何从模块化软件的模拟仿真结果中提炼出能充分反映建筑生态环境、能耗特征的评价参数,从而建立一套可操作的建筑环境评价软件平台的评价方法。

评价方法可采用的是模拟其运行状况的方法。这个方法有两个层次的标准,首先对于规划设计层次来说,可以通过模拟其日照、噪声、空气流场以及微气候等,对其规划和建筑设计直接进行评价。第二个层次,对于节能效果,需要对其进行全年模拟分析,而不是仅仅依靠稳态计算或者是设计计算,从而给出节能效果星级评价等级。这两个层次应该是必须同时满足的。

1.4评价策略

对于评价策略,可以分两步:一、在房屋建造之前,运用评价软件对规划和设计图纸进行模拟,给出相应审核评价(Plansreview);二、在建造完成之后,对建筑进行实地抽查考核,以确定建造是否与审核后的图纸相一致,如果是一致的,可相应授予一定的环境和节能效果星级等级。

1.5系统特点

归纳起来,这一评价系统具有以下主要特点:

a、清晰明了,易于理解与实施

b、相对灵活,可允许通过不同的手段达到相同的环境和节能效果;;

c、数据丰富且准确,能给予用户和房地产开发商明确的结论和指导依据;

d、激励机制完善,可操作。

3评价实例

以下通过实例,简要介绍建筑生态环境与节能效果综合评价的主要内容。

3.1居住小区声环境

某居住小区位于北京东四环路东侧,距四环路约400m,被现状住宅区和规划的城市干道分成东、西两区。小区总面积16公顷,容积率1.0,户型以一梯两户或三户的高层、小高层单元(11~18层)组成的板楼为主,边角处辅以一梯四户或六户的点式高层(14~18层),板楼前后间距40至60m。小区的周边环境好,交通便捷,但是随着小区及周边道路、用地建设的完善,过境交通量可能会增大,小区的安静可能会受到干扰,为此业主要求进行声环境评价。

经现场实测,图中的三个主要带状噪声源可能影响到居住小区声环境,为此分别进行了模拟分析。

图1—居住小区声环境分析

在分析的基础上,得到居住小区内的噪声分布,可以看到,颜色愈深的建筑所处的声环境越差,在没有采取设防噪绿带等降噪措施的情况下,其临街一面的室外噪声级不能满足居住区室外白天低于55dB、夜晚低于45dB的国家标准。为此,笔者对合理降噪提出了建议。

图1—居住小区噪声分布及小区示意图

3.1建筑群空气流场分析

仍以前述居住小区为例,这种高层建筑、多层建筑混合存在的小区,其建筑群内部的空气流动情况对其微气候有着重要的影响,局部风速太大可能对人们的生活、行动造成不便,也有可能在某些地方形成旋涡和死角,不利于室内的自然通风。因此,业主提出在规划设计阶段预测居住小区内的空气流动状况,以对小区内微气候作出合理的评价。

图3—建筑群空气流场分析

上图给出了该居住小区在北京冬季典型工况(北风,风速5m/s)下,1m水平高度上的空气流速分布图,暖色调表示风速高。原本业主担心在建筑群中部的南北大通道上会有较强的气流,但由于建筑布局比较合理,模拟分析显示在这一大通道区域内风速基本小于1.1m/s,适于居民走动、生活。倒是在建筑群的一些其他局部发现,由于绕流等的影响会形成局部气流过强,笔者对此也提出了合理的建议。值得说明的是,此分析结果可以多媒体三维动画显示,效果更加逼真。

3.3建筑群日照分析

当现代建筑越来越密集,从钢筋水泥的丛林中穿过的一缕阳光显得弥足珍贵,因此建筑群日照分析被越来越重视,人们不满足于冬至日一小时日射这样的要求,而更关心在周围建筑物遮挡和建筑物自身遮挡的情况下,究竟自己等实实在在接受多少阳光。下图给出某建筑群在夏季清晨的日照与遮挡状况,而利用多媒体技术的三维动画效果可将分析结果表现得更加逼真。

图5—建筑群日照分析

3.4居住小区微气候与热环境分析评价

居住小区微气候与热环境的评价内容,主要是考察人们在室外生活时切身感受到的诸如室外温度、湿度、太阳辐射、气流组织和绿化状况等微气候参数。其中温度作为人们感受居住环境好坏的主要参数,对评价小区热环境至关重要,也是影响人们在室外生活质量的主要因素,它同时综合反映了诸如小区的太阳辐射及绿化状况等其它因素的作用,也是就目前的技术手段而言相对较容易进行预测和比较的热环境参数。

值得指出的是,即便是同一个地区的气候情况也并不是处处相同的。“城市热岛”现象就是其中一个很好的例子。它是城市化对气温影响的最突出特征,显著反映了由于城市化的结果使得城市气温与郊区或其它地区气温的不同,并将给城市居民的工作生活带来深刻影响。一般说来,认为某个区域的实际气温是由基础气温、太阳辐射、长波辐射的线性叠加得到的。区域地貌、建筑密度、建筑材料、建筑布局、绿地率等因素决定了区域温度。即:M(I,t,x)=C(I,t,x)+L(I,t,x)+E(I,t,x)

其中M是区域气温,C是基础气温,L是局地地貌,E是城市化程度,I是天气状况,t是时间,x是地点。具体来说,在建筑群集地区,小区不同地方的温度环境在受相邻位置的建筑的材料结构和布局、小区的下垫面(如沙土或水泥路面)、绿化情况(包括水景布置)、以及交通和家电等人为排热因素的影响下,可能使得局地气温出现热岛或冷岛、以及滞后或提前等现象。

结合建筑群空气流动分析,在相关研究的基础上,笔者预测居住小区不同位置小范围内的逐时气温,同时进行比较并给出评价;所得结果既可供居民选择适合个人习惯的工作生活环境提出参考意见,同时也能为改善居住小区热环境指明方向。

下图是某居住小区中不同位置的“热岛强度”变化情况。从中可以看出,居住小区内热岛强度小,温度适宜,利于人们的室外活动以及室内持续进行自然通风,温度环境令人满意。其中的原因在于居住小区建筑布局合理,建筑间距选择合适(天空视角系数较高而利于长波辐射冷却);且集中绿地多,绿化好,并或多或少地采用了人工水景布置(使得其与空气的热湿交换加强,有效地降低了空气的温度)。值得一提的是,环境最好的区域均为小区居民日常生活、起居、休憩、娱乐等活动的主要场所,该区域内的健康适宜的温度环境将极大地利于居民的室内外的生活质量的提高。

图6—居住小区微气候与热环境分析评价

4小结

目前,该项目以被列为建设部国家十五科技攻关项目,并逐步开展整合软件系统、实际检验使用情况的工作,从对建筑生态环境和节能效果综合评价的项目入手,在实践中完善这一评价系统,并通过将建筑环境和节能效果综合评价理念的应用,明晰建筑生态环境的真正内涵,推广建筑节能概念,并为我国可持续发展做一定的探索。

参考文献

[1].T.T.Chow,Z.Lin,ThermalProblemsofSplit-typeAir-conditioningUnitsInstalledatHigh-riseBuildingsofHongkong,ProceedingsofInternationalConferenceofAirConditioninginHighRiseBuildings’97,pp108-113.

[1].清华大学建筑环境与设备研究所,中国建筑节能调查分析报告,1000年1月

第6篇

1前言

在可持续发展成为全世界所追求的目标时,建筑行业也在关注能源以及环保的可持续发展问题。在中国,建筑能耗目前占国民经济总能耗的25%左右,且呈递增趋势,因此开展建筑节能工作有巨大潜力。建筑能耗不仅仅影响国家能源供应,而且能源使用效率的高低还影响环境,例如据有关测试[1]表明:在城市内建筑四周挂满分体式空调时,将造成局部“热岛”现象,空调机的运行能效比COP显著下降,建筑周围热环境也被严重恶化。也就说,建筑节能和居住环境是两个相互关联、相互影响的问题。

随着人民对生活质量要求的快速提高,建筑能耗以更高的速度增加,例如冬季供热地区正迅速南扩,而北方地区空调器拥有量也迅速增加。建筑物寿命一般较长,建筑节能改造难度很大,因此在设计之初便考虑建筑能耗与环境影响便显得至关重要。而我国广大地区、不同气候、不同类型的建筑节能不是依靠墙体保温等措施就可以解决的[2],更需要从建筑设计到建筑细布构造处理以及环境控制设备及系统等各种技术的集成来解决。

另一方面,建筑环境特别是居住环境质量受到越来越多的重视,居住区内的空气质量、办公或居室内的空气品质、噪声水平以及交通状况都是人们关注的问题。一些房地产开发商也注意到这一现象,相继推出了以“绿色”、“生态”为宣传点的建设项目,但真正的“绿色生态”建筑或住区不仅仅是依靠多绿化就能解决的,更重要的是要考虑建筑物理环境中综合因素的影响,包括声、光、气流、热、能耗等诸多方面。

利用信息技术,以计算机模拟为主要手段,从建筑声学、光学、气流、微气候、空气品质、能耗等角度,对建筑设计方案进行全面的评价,不仅有助于房地产开发商提高建设水平、增强项目市场竞争力,也有助于提高普通消费者的生态意识、节能意识和环保意识,对于促进我国可持续发展具有重要意义。本文简要介绍由清华大学提出的建筑生态环境与节能效果综合评价的方法、策略等,并通过实例介绍了具体的评价内容,以期为我国实施建筑“星级”评价标准进行有益的探索。

2评价系统简介

2.1国外经验

关于建筑节能的评价,国外已经有了一些已经成熟并在实施的规范,并且有相应的标准模拟软件来评价建筑的节能状况以保证规范的实施。在美国有“节能之星”标准(EnergyStar),这个标准实施已经有10年了。它比美国“标准能源法案”(ModelenergyCode)要求更加节能30%。通过这套标准的实施,在不增加初投资的前提下可以节省30~50%能源消耗,可以节省50%的建造时间。也是因为有了这套标准,可以创造出激励一些具有创新意义的节能技术和建材发明的氛围。由于这套标准针对美国某地区而专门制订的,因此在美国并没有一个全国性的统一标准,例如Title-24标准主要在加州实施。

芬兰建立了一套叫做“能耗认证系统”的标准(EnergyCertificationSystem)。在香港也通过授予“建筑认证证书”(BuildingPass)的方式来对建筑的能耗情况进行规范。俄罗斯在莫斯科也实行了一种叫做“能耗护照”(EnergyPassport)的建筑节能规范。它包括一套新的节能标准MGSN,希望能够控制建筑设计、建造以及运行的质量,而且它可以为节能建筑提供潜在的购买者等信息,从而来促进节能建筑的良性发展。这些规范中都没有包括环境质量的评价内容,然而实际上节能的最终目的是为了提高环境水平,减少污染排放,从而真正做到可持续发展,所以完整的建筑生态环境与节能评价标准中应将环境质量的评价纳入其中。

2.2主要内容

建筑生态环境和节能效果评价系统是对建筑生态环境进行综合分析,从技术、经济、环境、能源及社会等角度给予研究,从而对建筑环境给出客观的评价和可行的建议。建筑生态环境的评价系统涉及内容广泛,包括小区规划评价、建筑单体评价、环境控制系统方案评价等等;牵涉到的关键技术较多,如建筑热环境模拟、计算流体力学(CFD),建筑日照分析与采光技术,噪声控制以及建筑材料技术等。这些内容的有机结合和相互交叉形成了建筑生态环境评价系统的技术核心。

开发成熟的软件系统实施建筑生态环境评价方法的基础。在我国形成可实施的评价系统,最终可能的有效途径之一,就是开发一套可以广泛运用的评价建筑生态与节能效果的软件平台,并形成相应的激励、保障实施措施,从而形成体系。

2.3评价方法

一个重要的工作是研究住区生态与节能效果评价指标,以及如何从模块化软件的模拟仿真结果中提炼出能充分反映建筑生态环境、能耗特征的评价参数,从而建立一套可操作的建筑环境评价软件平台的评价方法。

评价方法可采用的是模拟其运行状况的方法。这个方法有两个层次的标准,首先对于规划设计层次来说,可以通过模拟其日照、噪声、空气流场以及微气候等,对其规划和建筑设计直接进行评价。第二个层次,对于节能效果,需要对其进行全年模拟分析,而不是仅仅依靠稳态计算或者是设计计算,从而给出节能效果星级评价等级。这两个层次应该是必须同时满足的。

2.4评价策略

对于评价策略,可以分两步:一、在房屋建造之前,运用评价软件对规划和设计图纸进行模拟,给出相应审核评价(Plansreview);二、在建造完成之后,对建筑进行实地抽查考核,以确定建造是否与审核后的图纸相一致,如果是一致的,可相应授予一定的环境和节能效果星级等级。

2.5系统特点

归纳起来,这一评价系统具有以下主要特点:

a、清晰明了,易于理解与实施

b、相对灵活,可允许通过不同的手段达到相同的环境和节能效果;;

c、数据丰富且准确,能给予用户和房地产开发商明确的结论和指导依据;

d、激励机制完善,可操作。

3评价实例

以下通过实例,简要介绍建筑生态环境与节能效果综合评价的主要内容。

3.1居住小区声环境

某居住小区位于北京东四环路东侧,距四环路约400m,被现状住宅区和规划的城市干道分成东、西两区。小区总面积26公顷,容积率2.0,户型以一梯两户或三户的高层、小高层单元(11~18层)组成的板楼为主,边角处辅以一梯四户或六户的点式高层(14~18层),板楼前后间距40至60m。小区的周边环境好,交通便捷,但是随着小区及周边道路、用地建设的完善,过境交通量可能会增大,小区的安静可能会受到干扰,为此业主要求进行声环境评价。

经现场实测,图中的三个主要带状噪声源可能影响到居住小区声环境,为此分别进行了模拟分析。

3.2建筑群空气流场分析

仍以前述居住小区为例,这种高层建筑、多层建筑混合存在的小区,其建筑群内部的空气流动情况对其微气候有着重要的影响,局部风速太大可能对人们的生活、行动造成不便,也有可能在某些地方形成旋涡和死角,不利于室内的自然通风。因此,业主提出在规划设计阶段预测居住小区内的空气流动状况,以对小区内微气候作出合理的评价。

图3—建筑群空气流场分析

上图给出了该居住小区在北京冬季典型工况(北风,风速5m/s)下,1m水平高度上的空气流速分布图,暖色调表示风速高。原本业主担心在建筑群中部的南北大通道上会有较强的气流,但由于建筑布局比较合理,模拟分析显示在这一大通道区域内风速基本小于1.2m/s,适于居民走动、生活。倒是在建筑群的一些其他局部发现,由于绕流等的影响会形成局部气流过强,笔者对此也提出了合理的建议。值得说明的是,此分析结果可以多媒体三维动画显示,效果更加逼真。

3.3建筑群日照分析

当现代建筑越来越密集,从钢筋水泥的丛林中穿过的一缕阳光显得弥足珍贵,因此建筑群日照分析被越来越重视,人们不满足于冬至日一小时日射这样的要求,而更关心在周围建筑物遮挡和建筑物自身遮挡的情况下,究竟自己等实实在在接受多少阳光。下图给出某建筑群在夏季清晨的日照与遮挡状况,而利用多媒体技术的三维动画效果可将分析结果表现得更加逼真。

图5—建筑群日照分析

3.4居住小区微气候与热环境分析评价

居住小区微气候与热环境的评价内容,主要是考察人们在室外生活时切身感受到的诸如室外温度、湿度、太阳辐射、气流组织和绿化状况等微气候参数。其中温度作为人们感受居住环境好坏的主要参数,对评价小区热环境至关重要,也是影响人们在室外生活质量的主要因素,它同时综合反映了诸如小区的太阳辐射及绿化状况等其它因素的作用,也是就目前的技术手段而言相对较容易进行预测和比较的热环境参数。

值得指出的是,即便是同一个地区的气候情况也并不是处处相同的。“城市热岛”现象就是其中一个很好的例子。它是城市化对气温影响的最突出特征,显著反映了由于城市化的结果使得城市气温与郊区或其它地区气温的不同,并将给城市居民的工作生活带来深刻影响。一般说来,认为某个区域的实际气温是由基础气温、太阳辐射、长波辐射的线性叠加得到的。区域地貌、建筑密度、建筑材料、建筑布局、绿地率等因素决定了区域温度。即:M(I,t,x)=C(I,t,x)+L(I,t,x)+E(I,t,x)

其中M是区域气温,C是基础气温,L是局地地貌,E是城市化程度,I是天气状况,t是时间,x是地点。具体来说,在建筑群集地区,小区不同地方的温度环境在受相邻位置的建筑的材料结构和布局、小区的下垫面(如沙土或水泥路面)、绿化情况(包括水景布置)、以及交通和家电等人为排热因素的影响下,可能使得局地气温出现热岛或冷岛、以及滞后或提前等现象。

结合建筑群空气流动分析,在相关研究的基础上,笔者预测居住小区不同位置小范围内的逐时气温,同时进行比较并给出评价;所得结果既可供居民选择适合个人习惯的工作生活环境提出参考意见,同时也能为改善居住小区热环境指明方向。

下图是某居住小区中不同位置的“热岛强度”变化情况。从中可以看出,居住小区内热岛强度小,温度适宜,利于人们的室外活动以及室内持续进行自然通风,温度环境令人满意。其中的原因在于居住小区建筑布局合理,建筑间距选择合适(天空视角系数较高而利于长波辐射冷却);且集中绿地多,绿化好,并或多或少地采用了人工水景布置(使得其与空气的热湿交换加强,有效地降低了空气的温度)。值得一提的是,环境最好的区域均为小区居民日常生活、起居、休憩、娱乐等活动的主要场所,该区域内的健康适宜的温度环境将极大地利于居民的室内外的生活质量的提高。

图6—居住小区微气候与热环境分析评价

4小结

第7篇

【关键词】现代建筑;节能;经济性

随着我国人民生活水平的提高,人们对居住环境的要求也在不断提高,越来越要求居住的舒适性和环保性,这就给我国建筑工程企业的发展带来了一定的难题,所以,对于追求经济利益最大化的市场主体而言,在开展节能建筑的同时也要做好自己的经济利益的规划。

1、建筑节能经济分析原则概述

现代建筑节能经济性分析要想取得较好的效果就要遵循一定的原则来建立完整的经济分析体系,而具体的原则有以下几项。

第一,科学性、层次性。在进行节能建筑经济分析过程中,所选择的分析指标、指标体系的构建等都是需要以科学为根据,在科学合理的分析基础上才能够保证所获得的分析信息是真实有效的,从而所分析出来的经济结果才是最可靠的,具有应用性和可信性。同时,建筑节能在涉及到建筑本行业相关内容的同时,还涉及到了自然环境、经济状况、社会状况等各种因素,故此,在分析指标的选择时一定要确保其具有全面性,这样就可以保证各个领域都能够从这一经济分析指标中获得一定的分析信息,但是,如果单纯只有全面性,那么在指标的使用上就会出现混乱性问题,为了避免这一问题的出现,在经济分析指标选择时还要具有一定的层次性,以便可以从不同层次不同角度来对建筑节能的经济性进行评价,推动建筑节能的进步和发展[1]。第二,独立性、可操作性。独立性是指经济评价不同指标尽量不要出现相互交叉的现象,以免在指标适用过程中出现混淆状态。可操作性,是指所选择的分析指标一定要概念清晰明确,定义清晰准确,能够针对不同的分析对象选择不同的指标。

2、现代建筑节能经济性分析

现代建筑节能经济性分析的关键点在于建筑节能的成本和经济效率,因此,经济性分析的重点也应该从建筑节能的成本分析和经济效率两个角度来分析,具体而言主要有以下几方面内容。

2.1 现代建筑节能的成本分析

首先,节能成本构成。建筑节能成本的构成主要是来自于两个部分,第一部分,是施工材料和设备的成本,在建筑节能中,实现节能效果最重要的部分就是建筑材料,只有通过门、窗等材料的更新才能够把保证建筑节能效果的实现。但是,节能材料同比普通材料所需要的成本要高一些,会增加建筑成本。同时,新能源的应用也能够提高节能效果,这就需要建筑企业准备相应的设备,这部分费用也是需要进行控制和管理的。第二部分,是节能设计和施工费用。现代建筑节能是一个系统的工程,因此,其需要不同的部门通力合作,相互配合。除了材料和设备之外,节能设计以及工程施工等也会对节能成本造成很大的影响,就比如在施工过程中对施工材料的有效管理,施工设备的维护等,这些活动进行的效果就会影响到节能成本[2]。

其次,降低成本的方式。通过以上分析我们认识到了对建筑节能成本产生重要影响的因素,那么为了有效的降低成本就要综合的从这些影响因素入手。第一,要优化选择材料设备。在建筑市场上的建筑材料种类很多,在选择的过程中要以基本性能要求为基础,同时选择性价比较高的材料,这样不但能够保证节能效果还能够降低节能成本。第二,优化选择设计方案。设计方案是进行节能建筑的主要参照基础,因此,在选择的过程中要综合经济效果和节能效果。就比如在外墙保温设计过程中就要综合选择保温方法,在“自保温”和“外加保温层”两种保温方式中经济性和节能性都比较好的是自保温方法,这种保温方法所使用的材料是具有“结构与保温隔热”两种功能的材料,其在满足建筑结构对于承载力要求的前提下还能够期待保温隔热的作用,实现了多重应用,在设计过程中选择如此种类的材料不但保证了建筑质量还保证了节能效果,实现了双赢[3]。第三,积极采用综合节能。综合节能是指除了在房屋建筑上使用节能材料和设备,即选用遮阳板作为维护结构、选择空心板作为墙体结构等,在房屋装饰上也要尽量实现节能的要求,即窗帘可以选择具有保温功能的、吊灯除了要满足装饰的美观性之外还要具有节能性、墙面的装饰材料也要选择节能环保的,同时在考虑建筑节能的经济性同时也要保证建筑物的基本结构功能,在这些因素综合作用下,建筑节能不但实现了较好的节能效果还能够实现经济效果,降低成本的投入。

2.2 现代建筑节能经济效率

现代建筑节能经济效率要从以下三个方面来分析,首先,损害函数分析。在节能建筑过程中建筑工程本身就会造成很多的污染物,对环境造成了一定的压力,形成了社会发展的成本,这种成本是随着建筑过程能耗量的增加而不断增多的。具体如图一所示:

会增加到“a+b+d”,这时的总成本面积值为“a+b+c+d”,会远远高于Q点的成本总量[5]。所以,在建筑节能过程中,在保证建筑物节能效果的同时,也要控制施工过程中的能源消耗量,只有这样才能够实现最好的经济水平,因为“当建筑耗能的编辑损害等于建筑节能的边际成本时,能耗水平和节能水平称为有经济效率的水平。”

就我国目前建筑节能效果来看,我国建筑能耗相对比较高,虽然通过某些法律法规在规范建筑行为,但是在实际建筑中也不可避免的出现很多能耗问题,而对于这一问题最有效的治理方式就是要形成系统的社会监督体系,运用社会群众的力量来降低我国建筑能耗量,在改善我们居住环境的同时,也提高建筑节能经济水平。

3、结束语:

本文主要从两个大的方面对现代建筑节能经济性分析这一论题进行了简单的论述,在论述过程中,本文指出了节能经济性评价指标选择的相关原则,同时也指出了我国现代建筑节能经济性分析的主要关注点,即现代建筑节能的成本分析;现代建筑节能经济效率,在这两个内容中,无论是对企业还是对我国社会,比较重要的都是经济效率分析,因此,我国建筑企业在建筑施工过程中不但要进行节能建筑还要减少施工能耗,保护环境。

参考文献:

[1]李云舟,何少剑,朱惠英,陶尚儒.绿色建筑住宅小区的建造成本增量控制分析[J]. 建筑科学. 2009(04)

[2]曹小琳,王巨朋.节能住宅全寿命期经济效益及实证分析[J]. 建筑经济. 2008(11)

[3]张国平,吴伟东,刘颖,胡秀庄,秦国明.既有建筑节能改造及其经济性分析与实践[J]. 四川建筑. 2010(01)

[4]王卫卫.既有居住建筑节能改造的经济性评价研究[J]. 墙材革新与建筑节能. 2010(06)

[5]刘扬,张荫,姚谦峰.复合板结构节能建筑的经济效益分析与研究[J]. 建筑节能. 2008(03)

第8篇

关键词:现代建筑;建筑节能;经济效益

中图分类号:TE08 文献标识码:A 文章编号:

1.建筑节能的主要技术措施

1.1 建筑节能设计方法需要不断探索和改进

(1)建筑的平面布置

建筑的平面布置要考虑到楼间距及通风的因素,要注意房间内采光和自然通风的效果。良好的采光效果可以节约人工照明所耗费的电能,而自然通风效果良好的房间不但能节省温度调节的电耗,还可以使居住的舒适性更好。

(2)建筑的门窗

建筑的门窗是外界阳光照射和温度侵入的关键部位,减少单侧墙立面的门窗面积是节能建筑设计的思路, 因此,在保证建筑采光和景观等要求的前提下,对门窗面积进行控制是节能设计的途径之一,同时应注意所选门窗的气密性和水密性,才能达到理想的节能效果。

(3)建筑墙体

建筑墙体的体量十分巨大, 它是建筑的主要围护结构,选择蓄势、 阻热能力强的墙体材料是建筑节能的重要问题,一般常用的节能墙体材料有空心砌块砖、夹气混凝土砖和各种夹芯及复合墙体材料等。

(4)建筑屋顶

建筑屋顶位于建筑的最高处, 将直接承受阳光的直射,除了选择隔热型屋顶材料外,还可以巧妙地对建筑空间进行设计,如设置隔热层或设备间等,尽量减少房屋传热对住宅内部的影响,另外还可以采取屋顶绿色装置、坡屋面等方法进行节能。

(5)建筑体形

建筑设计中,应对建筑体形进行综合考虑,结合不同地区的气候特点及场地条件进行合理设计,较小的建筑体形系数才能达到较好的建筑节能效果。

(6)建筑物的朝向

建筑朝向将直接影响建筑的采光及隔热效果, 一般来说,坐北朝南的建筑物可以避免太阳的直接东照西晒,再辅以一定的遮光措施,将得到十分理想的隔热效果。

1.2 重视新能源在建筑节能设计中的应用

(1)生物质能的应用

生物质能的传统利用方式就是燃烧, 虽然这种方式的产热效率高,但会产生较大的烟气,对环境造成较大的污染,另外,燃气生物质能的办法劳动强度大,易产生其它副作用,不符合节能建筑的总体思路要求。 新的生物质能的利用方式是对生物质进行清洁能源转化, 替代常用的煤和石油来产生能源,预计到 2020 年,全球的能源将有 40%来自于生物质能源。

(2)太阳能的应用

太阳能的应用需结合经济、环境、人文等因素,综合考虑,注重太阳能与建筑设计的一体化,是今后建筑设计的一个主要方向。

(3)地热资源的应用

目前, 各种地源热泵和水源热泵技术发展势头迅速,而且已有不少实例投入应用,效果良好。 该技术利用深层地热资源与地面的室内温度通过机组进行交换, 可实际夏季制冷、冬季制热的效果,是十分具有前途的建筑节能方式。

(4)风能的利用

在 2006 年,我国的风能装机容量仅为 260 万 KW,而在2010 年全国的风能装机容量为 500 万 KW,预计到 2020 年,全国的风能装机容量将达到 3000 万 KW, 风能具有取之不尽、用之不竭的特点,使用起来无任何影响。

1.3 重视新材料、新技术在节能建筑中的应用

(1)发泡水泥

发泡水泥是一种新型的建筑保温节能材料,它自身的内空结构能有效地阻止冷空气的侵入, 增强墙体的保温效果,是国家正在大力推广的一种新型墙体保温材料。

(2)墙体复合保温技术

墙体复合保温技术一般是指在墙体的内、中、外附加保温层,从而增强墙体的保温效果。 常见的墙体复合保温技术有内附保温层、外附保温层和夹心保温层等三种,保温层材料多用发泡聚苯板和纤维石膏板, 其保温和隔音效果显著,在市场上较为受欢迎。

(3)门窗节能技术

门窗的节能技术主要体现在两个方面,一是门窗的密封新技术方面,二是门窗玻璃隔热保温新技术方面。 具有自密封效果的门窗和各种镀膜中空玻璃等均在工程中有应用,节能效果良好。

2. 节能建筑经济效益的实例分析

以 XX 市某新建的普通节能型高层住宅为例,该住宅按65%的节能标准进行设计, 采用钢筋混凝土剪力墙结构,地下 1 层,地上 33 层,层高为 2.8m,建筑朝向为坐北朝南,总建筑面积为 A0=18813m2,建筑外立面表面积为 F0=14634.1m2,建筑体积为 V0=52676.4 m2,建 筑物体型系数 S=F0/V0=0.278

2.1 节能方案

与当地的传统非节能型住宅相比,本次研究对象的主要围护结构做法如下(表 1):

2.2 经济效益分析

2.2.1 经济参数的确定

为了对建筑的节能经济效益进行分析,首先应明确经济要素参数。

(1)寿命周期

根据我国的相关规定,民用建筑设计使用期限为 50 年,本次研究对象于 2010 年建造,2011 年投入使用, 以寿命周期为 50 年计算,其寿命终点年限为 2060 年。

(2)折现率

由于本次研究主要面向消费者的节能投资效益感受,取当地家庭年投资收益率 6%为折现率,而不是社会折现率。

(3)煤炭价格

根据国家统计局的数据,2010 年,我国的平均煤炭价格为 450 元/吨,受能源紧张局势和运输成本的增加,煤炭价格的年增涨幅度取煤炭行业研究报告预测值,即为 5%。

(4)建造期间的节能成本变动率

由于本建筑的建造时间仅为 1 年,而运营时间为 49 年,建造期间的成本变动情况对整个研究周期影响不大, 因此,取建造期间的节能成本变动率为 100%。

(5)实际节能效率

本次研究中取节能效率为 100%, 随着建筑使用年限的增加,其节能效率会出现下降,这一部分在后面的敏感性分析中另作讨论。

2.2.2 计算节能投资

对建筑的节能成本进行计算,计算公式参照前面所述的节能投资计算方法, 得出投资成本价差为 998380.11 元,数据详见表 2。

2.2.3 计算节能收益

当地的采暖天数 Z 为 101 天, 取标准煤的热量值 Hc=8.14x103Wh/kg,采 取节能措施前 ,室外热力管网的输送效率η1=0.85,锅炉运行效率 η=0.55,非 节能型住宅的耗热量指标qH=32.11W/m2; 采 取节能措施以后 ,η1'=0.90,η2'=0.68,qH'=12.63W/m2。 将 上述数据代入计算公式 ,得出非节能型建筑第 t 年的采暖燃料成本为:Et=173155.97x(1+5%)t(元);节能型建筑使用至第 t 年时的采暖燃料成本为:Et'=52027.23x(1+5%)t(元)。则 节 能 型 住 宅 第 t 年 的 节 能 收 益 为 It=α (Et-Et') =12128.74x(1+5%)t(元)。

2.2.4 计算差额净现值和投资回收期

取节能成本变动率 γ=100%,实际节能效率 α=100%,折现率 i 分别为 0%和 6%两种情况, 煤炭价格上涨率分别为0%和 5%两种情况进行计算,计算结果见表 3。

计算结果表明:虽然节能型建筑的初期投资要比非节能型建筑高出近百万元,但在运营期内的建筑能耗成本将大幅度降低,在第 7~第 12 年即可收回初期的节能投资,在剩余的将近 40 年时间内为纯收益,其投资效果十分显著。如果考虑煤炭的价格大幅上涨, 则节能建筑的动态投资回收期为8.63 年,也完全满足节能建筑标准中规定的节能建筑增额投资回收期不应超过 10 的要求,从经济角度分析,建筑节能是完全可行的。

2.2.5 敏感性分析

以节能成本变动率 γ、实际节能效率 α、折现率 i 和煤炭价格上涨率 η 为分析对象,对节能建筑进行敏感性分析,结果如图 1 所示:

由图 1 可见,实际节能效率与建筑节能成本变动率对投资回收期影响较大,另外两个因素影响较小。因此,要想提高建筑的节能经济效益,应该把握好实际节能效率和节能成本变动率这两个因素,这需要国家在政策上对节能建筑及相关上、下游研发企业的支持和加大对创新产业的扶持力度。

3.结论

尽管节能型建筑的初期资较大,但其节能经济收益会在较短的时间内补偿初期的投入,投资回收期小于 10 年,完全满足建筑节能标准的要求。 因此,建筑节能的经济效益是十分显著的,其对国家政策引导的作用十分敏感,需要国家对节能产业加大扶持力度,制定适宜的鼓励政策才能推动我国的建筑节能事业又快又好的发展。

参考文献:

[1] 周逸,胡 庆刚.浅 析目前国内节能建筑的经济效益[J].山 西建筑, 2010,36(32).

[2] 刘德强. 建筑节能措施与经济效益 [J]. 合 作经济与科技,2010(4).

第9篇

关键词:建筑;节能;政策框架;吉林省

中图分类号:F294 文献标志码:A 文章编号:1673-291X(2013)12-0157-03

目前,中国正处于工业化与城镇化的快速发展阶段,建筑能耗在总能耗中所占比重由20世纪70年代末的10%,上升至现在的27%以上,单位面积采暖能耗相当于气候条件相近的发达国家的2~3倍,能源浪费现象较为严重。建筑节能是关系到国家、地方政府、企业与居民的系统工程,建筑节能政策以其在政策制度上的指导作用,在建筑节能系统工程中占有重要地位。对建筑节能政策的研究,是学术界的一个热点。

很多发达国家和国内一些省市都制定了有利于推动建筑节能的政策,取得了良好的效果。而吉林省作为老工业基地之一,冬季寒冷漫长、夏季炎热,这样特殊的地理位置,决定其建筑能耗形势更加严峻。吉林省高度重视建筑节能工作,以实现大幅度降低建筑能源消耗为目标,将建筑节能政策作为贯彻落实科学发展观,转变经济发展方式的重要举措予以全力推进。本文对吉林省建筑节能政策的现状加以阐述,并对其存在问题进行分析,并从节能宣传、筹资机制、能效标识、激励机制四个环节,提出节能政策框架,对于政府完善节能建筑政策提供一定参考。

一、吉林省建筑政策的现状

1.建立地方性建筑节能政策法规。2009年制定了《吉林省建设领域节约能源工作方案》,建立了省、市、县三级建筑节能管理机构。2010年2月颁布实施了《吉林省民用建筑节能与发展新型墙体材料条例》。为提高全省城市供热保障能力,改善居民供暖条件,提高既有建筑的节能水平,2010年制定了《吉林省人民政府关于“暖房子工程”的实施意见》、《吉林省“暖房子工程”实施办法》、《关于推进供热计量改革的实施意见》及《关于实施供热计量价格有关问题的指导意见(试行)》等规范性文件,编制了《地源、再生水源热泵系统工程技术规程》、《民用建筑太阳能热水系统应用技术规程》等5个地方标准,奠定了建筑节能的地方性法规基础。

2.严格执行国家新建建筑节能设计标准。2008年,在地级城市居住建筑率先执行节能65%的设计标准,公共建筑执行节能50%的设计标准,2010年还将此标准延伸至全省各个县级及县所在的镇。目前,执行建筑节能标准的镇已经达到60%以上,地级城市新建住宅、公共建筑设计阶段节能标准执行率达到100%。

3.全面启动“暖房子”工程,实施供热计量改造。吉林省政府将暖房子工程列入吉林省委省政府的十件民生实事之一,计划利用三年的时间,改造撤并小锅炉2 000余座,改造陈旧供热管网1 800公里,实施既有建筑节能改造1 500万平方米。

4.大力发展和推广建筑节能技术。“十一五”期间,组织实施了一批重点建筑节能工程,其中吉林省成邦新型墙体材料有限公司空心砖等21个项目,共获国家资金1.64亿元的支持。同时,设置生态省、节能减排和发展循环经济建设专项资金扶持项目37个,资金总计1 700万元。

二、吉林省建筑节能政策的不足

显然,吉林省政府在建筑节能政策领域中取得一些成就和进展,但是在政策法规体系、节能评估标准、激励机制、节能宣传及节能筹资机制等方面还存在着一些问题和不足。主要表现在:

1.建筑节能政策体系不够完善。尽管吉林省已经制定了一系列的政策法规,但偏重于对宏观战略目标和技术规范的规定,而对建筑节能的法律责任、具体管理、具体实施办法和资金安排等方面则缺少明确的规定,违反节能法规时受到的处罚金额与违法所获收益相差悬殊,导致节能法规不被遵守的现象普遍存在。建筑节能政策主要以“办法”、“意见”等形式出台,没有上升到法律层面,缺乏足够的法律效力。

2.节能标准单一。目前吉林省的节能标准是统一的,任何新建住宅都必须满足节能标准的要求,没有根据地区的差异而体现不同,以至于标准对部分地区过高,对另外地区则偏低。同时,节能标准和市场机制相脱离,虽然市场机制在建筑节能领域是部分失灵的,但并不能说市场在该领域是不起作用的。节能住宅市场中的房地产开发商在开发节能型住宅时,除了考虑政府要求的节能标准,还要考虑节能住宅的销售价格、销量、回收期等技术经济因素,不同的节能标准导致的单位收益是不同的,当高节能建筑的单位面积收益大于单位面积成本时,房地产商将乐于开发高节能建筑,从而促进吉林省高节能建筑的普及率。

3.激励机制不灵活。中国的行政体制和财政安排决定了地方政府在建筑节能中要发挥着重大作用,从制定节能政策、节能建筑的建造和节能宣传都需要地方政府的努力,但是现有的建筑节能政策法规缺少对参与节能的部门、企业及个人的经济优惠政策,在缺乏有效监督体系和利益驱动的情况下,建筑节能主体推动建筑节能工作的积极性缺乏制度保障,致使建筑节能效果不佳。

4.节能宣传力度不够。房地产商建筑节能的积极性主要来自于两个方面:一个是政府的补贴激励;另一个是建筑节能投资的回收并增值,即节能成本能够通过房屋销售收回。目前,吉林省在绿色建筑宣传上较为落后,人们的环保意识不强,尤其是对节能建筑标准知之甚少。只有当消费者认识到绿色建筑住宅的长远收益,更乐于购买节能建筑时,房地产商的绿色建筑投资收益才会相应增加,当投资绿色建筑获得的利润大于投资节能建筑的成本时,房地产商将乐于执行绿色建筑投资计划,这样才能保证建筑节能政策的顺利实施。

5.没有建立切实可行的筹资机制。吉林省经济相对落后,而建筑节能工作的顺利进行,需要大量资金才能够运行。吉林省出台的“暖房子”工程,使得吉林省的节能工作上了一个台阶,但是因为没有切实可行的筹资机制,使得部分地区的既有居民住宅节能和供热改造只能由地方政府、企业和个人三方负担,这样某种层度上,阻碍了节能工作的顺利开展。

三、建筑节能政策框架构建

建筑节能是一个复杂的系统工程,也是需要大量资金支持,因此从建筑节能从节能资金的筹措,到对不符合节能标准的工程的惩罚,直至对高节能建筑工程的激励及建筑节能的宣传等各个环节,只有在统一的指导框架下运作,才能达到节约能源、创造经济价值和社会效益的目的。针对目前吉林省建筑节能中存在的问题,从节能宣传、筹资机制、能效标识、激励机制四个环节,提出建筑节能政策框架(见图1)。

四、建筑节能政策框架解析

1.建立切实可行的筹资机制,是保证政策执行的前提。建筑节能工程,复杂浩大,例如,吉林省政府出台“暖房子”工程,就需要大量的投资,而且具有投资回收不显著的特点。建筑节能的对象包括住宅、政府办公楼、学校、医院、商业建筑群等,涉及到政府、企业、建筑单位以及个人等多方利益主体,这需要政府牵头,理清这些利益主体的复杂关系,制定出合理可行的筹资方案,来保证建筑节能工程的顺利进行。 对于不达标的建筑,加大惩罚力度,并将惩罚资金放入节能建筑专项资金,用于节能建筑的激励基金。

2.宣传推广节能政策,是保证政策执行的原动力。政府要双管齐下,一方面对公众要广泛宣传节能政策和知识,让全社会都认识到建筑节能的重要性,动员广大民众开展各种形式的节能活动;一方面要加大资金支持,积极促进建筑节能的新技术、新产品的积极推广,从而形成良好的建筑节能的社会氛围,从而有效减少建筑节能政策实施的阻力,以便获得更大的经济和社会效益。

3.推广能效标识,是保证政策执行的有效措施。家电能效标识已被公众认可,但节能建筑的节能效果的量化,对于政府、企业、建筑单位以及个人获得节能信息更加直接客观。具体实施时,可以在政府规定的最低标准的基础上,可以采取阶梯形节能标准,对于不同节能标准下达标的建筑给予星级标识。例如,在新建住宅工程中,不同的星级能效标识可以清晰简便地传递住宅的能效信息,从而影响消费者的购买决策,进而鼓励开发商建造更节能的住宅。

4.制定完善的经济激励政策,是保证政策执行的关键。建筑节能的经济优惠政策可以采取多种方式相结合,以便充分发挥经济利益的驱动作用。例如,对达到节能设计标准要求的节能建筑给予政府补贴;对达到能效标识的建筑给予特殊奖励;对不达标的节能建筑则要加征特别消费税;对购买节能建筑的住户提供便利贷款;对设计、开发、生产或销售建筑节能产品的企业可以给予低息贷款或税收上的减免等。

五、结语

中国正处于工业化与城镇化快速发展的阶段,能源浪费现象较为严重。经济的持续发展,需要建筑节能政策的大力护航。而吉林省作为老工业基地之一,高度重视建筑节能工作,本文阐述了吉林省建筑节能政策的现状,并对其存在问题加以分析,从节能宣传、筹资机制、能效标识、激励机制四个环节,提出了节能政策框架,对于政府完善节能建筑政策提供一定参考价值。

参考文献:

[1] 张伟丽,叶民强.政府、环保部门、企业环保行为的动态博弈分析[J].生态经济,2005,(2):60-64.

[2] 贾长麟.建筑节能的激励机制框架研究[J].建筑经济,2010,(7):114-117.

[3] G.Hibino,M.Kainuma,Y.Matsuoka.Two-Level Mathematical Programming for Analysing Subsidy Options to Reduce Greenhouse-Gas

Emissions.Tech Republic,Laxenburg,1996.

[4] Khosrow Moshirvaziri,Mahyar A.Amouzegar.A Cutting Plane Algorithm for Linear Reverse Convex Programs[J].Annals of Operations

Research,2001,105(1-4):201-212.

第10篇

[关键词]制冷主机房能效节能评价体系

中图分类号:TB61 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)30-0128-01

1、概述

自20世纪末以来,人类社会正面临着严峻的资源消耗和环境恶化问题,节能已成为世界各国关注的热点。在能源消耗中,建筑领域是耗能大户,建筑节能已成为建筑行业发展与产业建设的一个重要领域。

清华大学的研究成果表明,截止2012年,我国的公共建筑能耗占建筑能耗总量的26.4%,而绝大多数的公共建筑采用了集中空调系统,其能耗占整个建筑能耗比例约为30-60%,因此空调系统的节能是建筑节能的关键之一。在集中空调系统中,制冷主机、冷冻水泵、冷却水泵以及冷却塔能耗(统称为制冷主机房能耗)约占整个空调系统的70%左右。制冷主机房的设备位置集中,运行中联系紧密,应尤其重视该部分的节能运行。

我国现行的标准规范中仅规定了制冷主机、水泵等单设备的能效比或输送能效比要求,且指标仅为设计工况下的值,只要满足标准要求,即可被认定为节能建筑,但我们对工程项目的实测数据表明,实际制冷主机房的与运行能效比遍较低(远低于设计工况)。造成这一现象的因素较多,设计、施工、设备采购及运行管理等都有可能降低系统的运行能效比;另一方面,目前我国安装能耗监测系统的工程不多,难以及时、准确的找出系统低效运行的原因。

国外已有很多组织和学者对制冷主机房的能效开展研究工作。如美国的Ben Erpelding提出了制冷机房全年平均能效比的参考数值;新加坡的国家标准规定了制冷主机房必须达到的能效值。这些都可作为我们提高制冷主机房能效工作的参考。

综上所述,本文将提出一个以制冷主机房能效为指标的综合评价体系,可利用实测的数据来定量评价某个制冷机房在所处地区同类建筑中的节能水平。

2、制冷主机房的能效指标

2.1 集中空调系统的组成

通常,我们可以将集中空调系统拆分为5大循环子系统,分别为:冷水机组制冷循环系统(空调子系统Ⅰ)、冷冻水循环系统(空调子系统Ⅱ)、冷却水循环系统(空调子系统Ⅲ)、空调末端循环系统(空调子系统Ⅳ)和冷却塔循环系统(空调子系统Ⅴ)。5个循环子系统环环相扣,联系紧密,从热量传递关系上看,空调房间内的多余热量首先由子系统Ⅳ进入冷冻水中;之后通过子系统Ⅱ,热量由冷冻水内转移到制冷主机的蒸发器内;再通过子系统Ⅰ,由冷机内的制冷剂将热量由蒸发器转移至冷凝器;然后通过子系统Ⅲ,热量由冷凝器转移到冷却塔处;最后通过子系统Ⅴ,热量从冷却塔内排放至室外大气中,实现了整个能量转移过程。若以冷量来考虑,则该过程相反。

5个子系统中,冷水机组制冷循环系统、冷冻水循环系统、冷却水循环系统3个系统的设备通常都集中布置于机房内,单体设备功率大,数量较少,便于电量、冷量等参数的计量;冷却塔循环系统的设备通常布置于室外地面或天面,同样具有位置集中、数量较少的特点。因此,我们将子系统Ⅰ、子系统Ⅱ、子系统Ⅲ和子系统Ⅴ视为一个整体,统称为“制冷主机房”系统。

2.2 系统能效与子系统能效的定义

制冷主机房消耗的能源为电能,输送的能量为热能。空调系统能效即为系统输送热量与消耗电量的比值。我们定义制冷主机房系统消耗的电量为W(kWh),各子系统消耗的电量为WⅠ、WⅡ、WⅢ和WⅤ;定义系统输送的热量为Q(kWh),其中子系统Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的Q均为集中空调系统所负担区域的冷负荷,子系统Ⅴ的QⅤ还要在此基础上加上制冷主机的用电量。之后即可定义制冷主机房系统的能效EER与各子系统的能效EERX:

制冷主机房系统能效EER=Q/W

冷水机组制冷循环系统能效EERⅠ=Q/WⅠ

冷冻水循环系统能效 EERⅡ=Q/WⅡ

冷却水循环系统能效 EERⅢ=Q/WⅢ

冷却塔循环系统能效 EERⅤ=QⅤ/WⅤ

通过上述的五个能效指标即可评价和对比不同的制冷主机房的节能水平。例如,统计一年时间内某个制冷主机房的总制冷量及设备总用电量,即可算出该制冷主机房系统的年平均能效。

2.3 需要监测的数据

从上述公式中可知,想要获得制冷主机房系统的EER指标,需要测得系统的电量及冷量。结合实践经验,需要监测的数据是:制冷主机的累计用电量WⅠ,冷冻水泵累计用电量WⅡ,冷却水泵累计用电量WⅢ,冷却塔累计用电量WⅤ;冷冻水主管供回水温度,冷冻水主管流量,冷却水主管供回水温度,冷却水主管流量。通过冷冻水供回水温差及冷冻水的流量,可以算出蒸发器侧的热量Q;通过冷却水供回水温差及冷却水的流量,可以算出冷凝器侧的热量QⅤ。

上述参数的监测方法为:电量利用分项电表进行计量,温度利用温度传感器进行测量,流量利用流量计进行计量;同时,上述计量设备均应附带数据远程功能,能够实时将数据传入监控的数据库,便于后续的分析。

3、综合评价体系

3.1 评价指标的特点

用于评价制冷主机房节能水平的指标必须具备两个条件:一是在不同的制冷主机房之间应具有可比性;二是数据的可获得性。通常的评价指标分为规定性指标和性能性指标两类:所谓规定性指标,即某项数值达到某个指标的数值,即判定为合格或不合格;性能性指标则是用具体数值来评价某项参数所达到的水准,在本研究中显然需要采用性能性指标。此前我们已经提出了制冷主机房的评价指标EERX以及该指标的测量与计算方法,下面我们将分析如何利用这些指标来评价某个制冷主机房在当地的节能水平到底如何。

3.2 基础数据库建立

首先,该评价体系需要搜集当地一些制冷主机房的运行数据。每个地区都有一些建筑节能示范建筑,也都存在一些监测系统较完善、运行数据记录较全的制冷主机房,通过政府部门或是研究机构统一将这些数据搜集起来,存入加密的数据库中,作为评价体系的基础数据。

3.3 新加入制冷主机房的评价方法

当搜集到某个新的制冷主机房的运行数据和能效指标后(假设为第51组数据),我们可将其加入基础数据库,并与其中的数据进行对比,可立刻获得该制冷主机房的节能水平的评价,大致如下所述:

制冷主机房能效EER在所有51栋建筑中从高到低排在第X位;

制冷主机房能效EER高于(或低于)所有51栋建筑的平均值,差距为X.XX;

制冷主机房能效EER高于(或低于)所有51栋建筑的中位值,差距为X.XX;

其中,冷水机组制冷循环系统能效EERⅠ在所有51栋建筑中从高到低排在第X位;

……

此外,当数据库中已有的制冷主机房更新其新一年的运行数据后,除了给出新数据的排名外,还可以展示该制冷主机房的能效与前一年相比,是提升还是下降,幅度有多大等,让用户也能更充分的了解其制冷主机房系统运行的变化趋势。

4 小结

本文介绍了一套针对集中空调系统制冷主机房节能水平的评价体系,评价指标基于能效比EER,所评价的数据完全来源于实测结果,对政府部门及研究机构掌握该地区制冷主机房的实际运行状况及能耗情况具有重大的意义。

第11篇

关键词:单元式空调机;季节能耗;节能

一、单元式空调机能耗的常用算法

现阶段,单元式空调能耗的计算方法有度日数法、功率运行时间乘积法、温湿频法、满负荷当量运行时间法、逐时模拟法等。其中,最为简便的算法为功率运行时间乘积法,该算法以单元式空调机设计为依据,利用空调机的备用电功率乘以开机时间得出能耗总量。显而易见,这种算法没有考虑室外温度、建筑热工等因素对单元式空调机能耗的影响,计算结果的准确性偏低,不利于为节能设计提供可靠依据;满负荷当量运行时间法、度日数法、温湿频法考虑了室外温度对能耗的影响,计算结果的准确性较之功率运行时间乘积法相比有所提高,这些算法中温湿频法的计算过程较为复杂,其准确性也最高。但是,上述算法没有考虑空调机间歇运行、装置设置、建筑物热惰性、通风情况、内扰变化等因素,在计算准确性上仍存在较大不足;逐时模拟法能够综合考虑多种因素对单元式空调机能耗的影响,是一种较为准确的计算方法,只要保证模拟软件的准确性和输入数据的正确性,就能得出准确的计算结果。

随着科学技术的不断发展,建筑能耗模拟软件也日益成熟,同时也被推广应用于诸多大型建筑工程中,为建筑的节能设计提供了重要参考依据。对于计算单元空调机能耗的逐时模拟法法而言,其计算任务较重,需要输入种类繁杂的数据,如各种作息模式、通风换气次数等,使得该算法呈现出计算量大、计算周期长的特点。普通使用者需要长时间的调查和实践才能掌握这些数据信息,保证计算结果的准确性,使得逐时模拟法难以适应当前建筑工程设计周期短的现状,无法在短时间内准确计算出单元式空调机的能耗。在建筑节能设计工作对空调能耗计算要求越来越高的背景下,每一种能耗计算方法又存在着自身的缺陷性,为此,迫切需要找出一种既简单又准确的计算方法,满足单元式空调机的能耗计算需求。

二、单元式空调机季节能耗的计算与设计研究

通常情况下,大部分空调系统都不是处于满负荷状态下运行,也就是说,空调系统基本上都是在部分负荷条件下运行,鉴于此,家用空调机的实际能耗可以采用季节能效比SEER来进行衡量,而单元式空调机的能耗则可以采用综合部分负荷值IPLV来进行衡量。下面就此展开详细论述。

(一)季节能效比SEER

1.相关理论依据。季节能效比的提出具有非常重要的意义,通过它能够进一步挖掘出空调机组的节能潜力,从而为空调机组的节能设计提供参考依据。相关研究结果表明,季节温度的实际分布情况与季节能效比的计算有着非常密切的关系。为了便于研究,本文选取了我国较具代表性的8座城市的夏季温度(小时数),如表1所示。

上述计算过程主要是以房间空调器热负荷与额定制冷能力达到均衡的温度为分界点 来对年度总制冷量Q进行计算;而年度总耗电量P的计算则是除了以 为分界点之外,还有房间热负荷与额定中间制冷能力达到均衡的温度 ; 代表了相应温度带 一年中的小时数, 分别代表温度带的最低和最高温度, 表示房间空调器的额定制冷量, 为房间空调器的中间制冷量。

2.季节能效比的计算分析。首先选取额定工况下EER为4.0的变速空调,并参照表1中的相关数据,对不同地区的季节能效比和节能百分率进行分析。结果显示,季节能效比具有非常明显的区域性,变速型房间空调器的节能效果,随地区的不同也有所不同。为此,在对变速型房间空调器的SEER计算温度带的选取时应当加以注意,标准中的公称温度带只能够用于初步评价,但却并不能代表实际应用中的用能效率。通过上述分析可知,区域性SEER是衡量房间空调器季节性能耗的可用参数。

(二)单元式空调机IPLV的计算方法

有上述分析可知,在设备制造水平一定时,通过相应的运行调节方法,能够实现单元式空调机节能降耗的目标。

(三)案例分析

下面本文以某品牌的单元式空调机为依托进行试验对比分析。由该空调机的铭牌可知,其基本参数如下:空调机的电源为三相交流电、额定电压:380V、额定功率:50Hz;名义制冷量:28000W,名义耗功率:9100W。本次实验选用的方法为空气焓差法,主要的试验装置为风动式空气焓差法试验台。整个试验过程严格按照国家现行的GB/T17758-2010标准的规定要求执行。

具体试验过程如下:让空调机在各种试验工况下连续运行,分别对其制冷量以及消耗功率进行测量,由此获得如下结果:在低温制冷工况下,室外温度为29℃,该空调机的制冷量为28368W,消耗功率为7976W;在名义制冷工况下,室外温度为35℃,空调机的制冷量与消耗功率分别为27933W和8885W;在高温制冷工况下,室外温度为40℃,空调机的制冷量与消耗功率分别为26092W和9578W。通过计算后获得的能效比EER为3.1428,。由于实测的空调制冷量为27933W,与该空调机铭牌上给出28kW非常接近,为了便于分析,另外选取了一台其它机型的空调机的测试数据进行比较,这台空调机的名义工况制冷量实测数据为26850W,与明示值之间的偏差-4.1%,这与GB/T17758-2010标准中给出的允许误差相符。由于GB/T17758-2010标准是采用名义制冷量进行计算的,所以通过提高名义制冷量能够达到提高空调机SEER值的目的。由此得出如下结论:可以采取名义工况实测制冷量代替名义制冷量对建筑物的制冷负荷进行计算,这样能够有效消除实测值与明示值之间的偏差对SEER计算造成的影响。

结论:

总而言之,随着单元式空调机的大量应用,对其季节能耗的准确计算能够为空调机的节能设计提供可靠依据,由此可以进一步降低单元式空调机的运行能耗,这对于建筑节能具有非常重要的现实意义。

参考文献

[1]张明圣.主要制冷空调产品季节性能源效率评价方法标准的分析[J].制冷与空调.2009(4).

[2]田旭东.戴琳.风冷单元式空调(热泵)机组制冷季节耗电量计算方法的研究[J].流体机械.2009(6).

[3]娄伟.元式空调机组制冷量不足原因分析及其改进[J].河南建材.2012(12).

第12篇

另一方面,建筑环境特别是居住环境质量受到越来越多的重视,居住区内的空气质量、办公或居室内的空气品质、噪声水平以及交通状况都是人们关注的问题。一些房地产开发商也注意到这一现象,相继推出了以“绿色”、“生态”为宣传点的建设项目,但真正的“绿色生态”建筑或住区不仅仅是依靠多绿化就能解决的,更重要的是要考虑建筑物理环境中综合因素的影响,包括声、光、气流、热、能耗等诸多方面。

利用信息技术,以计算机模拟为主要手段,从建筑声学、光学、气流、微气候、空气品质、能耗等角度,对建筑设计方案进行全面的评价,不仅有助于房地产开发商提高建设水平、增强项目市场竞争力,也有助于提高普通消费者的生态意识、节能意识和环保意识,对于促进我国可持续发展具有重要意义。本文简要介绍由清华大学提出的建筑生态环境与节能效果综合评价的方法、策略等,并通过实例介绍了具体的评价内容,以期为我国实施建筑“星级”评价标准进行有益的探索。

2评价系统简介

2.1国外经验

关于建筑节能的评价,国外已经有了一些已经成熟并在实施的规范,并且有相应的标准模拟软件来评价建筑的节能状况以保证规范的实施。在美国有“节能之星”标准(EnergyStar),这个标准实施已经有10年了。它比美国“标准能源法案”(ModelenergyCode)要求更加节能30%。通过这套标准的实施,在不增加初投资的前提下可以节省30~50%能源消耗,可以节省50%的建造时间。也是因为有了这套标准,可以创造出激励一些具有创新意义的节能技术和建材发明的氛围。由于这套标准针对美国某地区而专门制订的,因此在美国并没有一个全国性的统一标准,例如Title-24标准主要在加州实施。

芬兰建立了一套叫做“能耗认证系统”的标准(EnergyCertificationSystem)。在香港也通过授予“建筑认证证书”(BuildingPass)的方式来对建筑的能耗情况进行规范。俄罗斯在莫斯科也实行了一种叫做“能耗护照”(EnergyPassport)的建筑节能规范。它包括一套新的节能标准MGSN,希望能够控制建筑设计、建造以及运行的质量,而且它可以为节能建筑提供潜在的购买者等信息,从而来促进节能建筑的良性发展。这些规范中都没有包括环境质量的评价内容,然而实际上节能的最终目的是为了提高环境水平,减少污染排放,从而真正做到可持续发展,所以完整的建筑生态环境与节能评价标准中应将环境质量的评价纳入其中。

2.2主要内容

建筑生态环境和节能效果评价系统是对建筑生态环境进行综合分析,从技术、经济、环境、能源及社会等角度给予研究,从而对建筑环境给出客观的评价和可行的建议。建筑生态环境的评价系统涉及内容广泛,包括小区规划评价、建筑单体评价、环境控制系统方案评价等等;牵涉到的关键技术较多,如建筑热环境模拟、计算流体力学(CFD),建筑日照分析与采光技术,噪声控制以及建筑材料技术等。这些内容的有机结合和相互交叉形成了建筑生态环境评价系统的技术核心。

开发成熟的软件系统实施建筑生态环境评价方法的基础。在我国形成可实施的评价系统,最终可能的有效途径之一,就是开发一套可以广泛运用的评价建筑生态与节能效果的软件平台,并形成相应的激励、保障实施措施,从而形成体系。

2.3评价方法