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利用能源利用裝置改善被動式低能耗綠色建筑節能
文章來源:地大熱能 發布作者: 發表時間:2022-09-26 16:02:03瀏覽次數:1349
地大熱能建筑節能技術:能源是經濟發展和社會發展的重要推動力。經濟社會發展導致能源的消耗量大幅增加,勢必加劇能源枯竭、環境污染等一系列負面后果。因此,在社會發展過程中,必須尋求一條資源、人類、自然環境和諧發展的道路。目前,人們對建筑的需求已經遠超出了擋風、擋雨、維持生命的基本功能,開始轉向建筑環境匹配和居住舒適需求。然而,從某種意義上而言,舒適度越高,能耗就越高,建筑成為了主要的能源消費者。
目前,我國建筑能耗是發達國家的3到5倍,而且嚴重依賴石化能源,如果能源供應不足,后果不堪設想。雖然政府目前在大力推廣新能源和可再生能源,尋求新能源的替代品,但由于新能源的種類有限,價格昂貴,設計低能耗綠色建筑節能技術迫在眉睫。一些發達國家在新建和既有建筑的改造過程中進行了大膽嘗試,提高了節能標準,節能效果顯著。被動式低能耗建筑初期投資成本相對較高,但運行成本較低,可為人們提供舒適宜人的居住環境,節約了大量能源,在許多國家和地區中得到了廣泛的應用。因此,本文設計了被動式低能耗綠色建筑節能技術。
設計被動式低能耗建筑圍護結構
在建筑圍護結構中,一般外墻的面積比較大,相比之下,屋頂面積很小,20層樓的屋頂面積一般只有1/20。因此,外墻在整個建筑圍護結構中占有非常重要的地位。因此在設計建筑圍護結構時,需要預先設計外墻,外墻可分為外墻保溫、內墻保溫和墻體夾芯保溫三種。墻體外保溫是指在墻體外安裝高效保溫材料,單一材料外墻主要包括加氣混凝土墻、空心磚外墻、混凝土空心砌塊外墻和盲孔復合保溫外墻。為達到外墻的綠化和保溫效果,首先在外墻設計過程中必須大面積保護植物綠化面積。外墻綠化具有較好的遮陽隔熱性能,但外墻綠化技術實施難度大。考慮到植物有一定的生長高度,因此使用遮陽篷的建筑僅限于低層建筑。其次,遮陽植物要經過多年的生長才能達到良好的遮陽效果,因此這種方法不同于其他的措施,不能立即體現出保溫效果。
比較綠色建筑外圍部件節能適宜性
為了保證綠色建筑處于低能耗狀態,在設計前需要比較建筑外圍各個部件的節能適宜性,建筑外圍最重要的幾個部件是門、窗、屋頂和地板,這些部件在季節交換時,都對室內溫度影響較大。因此,首先比較門窗的節能適應性。目前,門窗的材料種類比較豐富,包括聚氯乙烯材料、鋁合金、玻璃等,為了檢測門窗的節能適宜性,需要比較其是否能相容。首先是聚氯乙烯,該材料造價較低,適應性較高,具有保溫隔熱的優點且其重量低,降低了人工搬運的成本。其次是保溫鋁合金,這種材質的門窗導熱性能好,使用壽命高,耐腐蝕性好,因此其具有很高的穩定性。與普通鋁合金窗相比,中空鋁合金窗在抗風壓變形、抗雨水滲漏、透氣性等方面都非常優秀,因此在選擇外圍部件時,應根據建筑物的特性,選擇適合的部件。
外圍部件的遮陽方式之間存在相互影響、相互幫助的關系。內遮光法中,太陽輻射通過玻璃進入室內,被遮光件阻擋和反射,使大部分熱能滯留在室內,部分被遮光件反射的太陽輻射被反射回遮光板。外遮光法可以使陽光在碰到玻璃前反射到外面,幾乎不干擾室內熱平衡。因此,內遮光法的效率遠低于外遮光法,遮光效率主要取決于反射率。在炎熱的地區,對于大開口的固定窗戶,應盡可能使用外部遮光。在節能效果方面,外遮光的性能優于內遮光。使用室內遮光可以保證住宅建筑的私密性要求。因此,外遮光法并不能完全取代內遮光法。在選擇建筑遮光方式時,要適當考慮內外遮光方式的結合,滿足建筑的要求。
設計能源利用裝置
第一種是地熱熱泵裝置,該裝置可以很好地節約使用中產生的熱能,不僅能減少冬天散發的熱能,還能有效降低夏天熱能的擴散速率。該裝置主要利用了熱能傳導技術,在夏天,室外溫度較高,地熱熱泵裝置可以吸收外界傳導到室內的熱氣,將其傳導到土壤中,土壤中的冷空氣再通過地熱熱泵裝置傳送到室內,保證室內溫度在冬天和夏天均能處于相對恒定狀態,這種裝置消耗的能量低,能有效地取代空調,達到節能減排的效果,又被稱為“節能空調系統”。地熱熱泵不僅能減少使用時產生的熱量,也能降低污染排放,真正地實現節能減排。除此之外,地熱熱泵還具有一機多用、維護成本低、使用壽命長的特點。由于地熱熱泵系統高度依賴地下土壤的熱量,因此在使用時必須保證裝置所處的地下面積足夠地熱熱泵正常運行,因此這種節能技術不適合家庭住宅的節能,適用于面積較大的建筑。
第二種是埋管裝置,該裝置在使用初期投資遠高于傳統的空調裝置。雖然埋地管道的初始投資負荷高,但其運行成本低,該裝置可以用于所有的大型建筑,傳統的空調裝置在運行時耗時耗電,消耗的能源數量也相對較高,特別是在一些大型的建筑中,由于這些建筑的負載高,導致消耗的能源更高。使用埋管裝置調節可以將運行中的耗能降低至傳統裝置的20%,且具有更高的穩定性,在能源不足時不影響其運行,避免出現土壤吸熱和放熱的不平衡現象。
第三種是太陽能裝置,太陽能發電系統可以將太陽能轉化為直流電,因此建筑物經常在屋頂安裝太陽能電池板,但該裝置不建議用于高層建筑。要實現綠色建筑節能的目標,就必須從減少太陽能覆蓋率入手。該裝置可以捕捉白天產生的陽光,將其轉化成為熱能,實現能源的再利用,但由于該裝置使用的光管邊緣對光源有很大的損耗,因此在安裝該裝置時應避免光管邊緣太多的現象。該裝置目前主要應用于大型工廠、活動廳、辦公室、地下空間等日間照明不足的場所,用于單層和白天照明。
實例分析
工程概況
選取某省市的建筑工程進行實例分析,該工程建立年限較長,早在1990年就完成了部分住宅的建筑,由于墻壁老化,在2005年進行了翻修,擴大了該建筑的面積,將其由原來的4層結構擴大成了6層,建筑面積也由原來的2500m2擴張到3500m2,該建筑的樓高和層高都與附近的建筑物一致,均為標準值,該建筑物翻新后的外墻使用了實心黏土磚,屋頂也變成了保溫式屋頂。
根據該省市相關建筑部門的要求,調查該工程的實際信息,在實施節能改造前,必須診斷該項目的節能率。現場試驗后測得的兩座建筑外墻、屋頂、外窗等部位的傳熱系數均大于標準數值,整個區域內的建筑都具有熱耗高、室內舒適度差的缺點,急需進行節能改造。
應用效果與討論
分別使用本文設計的被動式低能耗綠色建筑節能技術和基于專家評分的常規綠色節能技術改造,改造后能耗對比結果如表1所示。
由表1可知,與未節能改造前的能耗相比,本文設計的被動式低能耗綠色建筑節能技術能有效地控制建筑中產生的能耗,且相較于常規綠色建筑節能技術改造后能耗而言,能耗控制能力更好,實現了高效節能,減少能源浪費。
結語
解決建筑行業發展中的能耗超標問題不僅對我國建筑行業的發展有重要意義,同時也可以保護環境,實現可持續發展。因此,本文設計了被動式低能耗綠色建筑節能技術,經過實例分析證明設計的節能技術能有效地控制建筑生產中產生的能耗,減少能源的浪費,具有一定的推廣價值。
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