建筑节能与环境的保护

  • 来源:建筑网   2019-03-15 16:44
摘要:

节能绝对不等同于能耗绝对数量的降低,绝对不应该以牺牲室内环境质量为代价。随着经济和科技、文化的发展,在未来一段时间内,建筑能耗绝对值将有所上升,建筑室内环境标准也将提高。节能的关键在于能源使用效率的提高,最终的目标是实现室内人工环境与自然环境的和谐统一。从目前专业技术工种的划分说,建筑节能的技术体系大致可以分为五个方面:建筑规划与设计节能、建筑围护结构节能、能耗设备与系统的节能、控制系统带来的节能以及综合节能等。

1、概述

我国人均能源可采储量远远低于世界平均水平,能源消耗巨大。以建筑能耗为例,建筑能耗大体占到全国总能耗的30%—40%,是发达国家的2—3倍以上。我国人均耕地只占世界的1/3,而实心粘土砖每年毁田达12万亩;我国水资源仅为世界人均占有量的1/4,而卫生洁具耗水量高出发达国家30%以上,污水回水率仅为发达国家的25%;钢材、水泥等物耗水平也要比发达国家高出10%—30%.

现阶段随着国民经济的持续发展和城乡建设的加快,到2015年城镇50%以上的建筑将是21世纪内建造的。因此,有效的降低建筑业的能源资源消耗,减少建筑行业造成的环境污染,将对整个社会可持续发展起着至关重要的作用。

2、当前环境污染状况

2.1温室效应

温室效应引发全球变暖所带来的影响和危害主要有几个方面:海平面上升;全球降雨不均衡,洪涝,干旱时有发生;影响大气环流,出现异常天气情况,造成农作物欠收;快速的气候变化造成大量物种的灭绝,对生物产生多样化影响;全球变暖造成生态系统和环境的变化,引起传染病的流行,危害人类健康。

2.2臭氧层破环

臭氧层能有效地阻止大部分有害紫外光通过,而让可见光通过并达到地球表面,为各种生物的生存提供必要的太阳能。而当前人类的活动正在使臭氧层遭到几乎毁灭性的破坏,人工合成的含有氯、氟的一些物质,尤其以氟利昂和哈龙,对臭氧层的破坏最大。臭氧层遭到破坏会带来严重的后果,使人体免疫机能下降,增加皮肤癌、白内障的概率;过量的阳光造成农作物减产,森林的退化;海洋生态系统遭到破环,加剧温室效应和全球变暖。

酸雨是指pH<5.6的降水,是大气环境质量综合因素的客观反映。对酸雨形成起主要作用的Sox和Nox均来自于天然源和人工源,尤其以煤炭和石油燃烧过程中释放的二氧化碳,矿物燃料中含氮物质燃烧时产生氮氧化物,以及汽车、飞机的尾气,都产生Nox.酸雨对农业的影响主要造成土壤酸化,肥力降低;酸雨会造成水体酸化,破坏水生生态系统;酸雨还会造成植物黄叶并脱落,森林成片衰亡;同时,酸雨会危害人体健康,诱发癌症、老年痴呆等疾病,使人患动脉硬化、心梗、肺水肿的概率大大提高。

3、建筑产业对环境的影响和破坏

建筑环境是人类活动对资源影响的一个非常明显的例子。世界1/6净水供应给建筑,建筑消耗掉1/4的木材,消耗掉2/5的材料与能量。全球的建筑相关产业消耗了地球能源的50%,水资源的50%,原材料的40%,同时产生了42%的温室气体,50%的水污染,48%固体废弃物,50%的氟氯化合物,同时建筑结构也影响水域、空气质量以及社会群体的结构等较大的范围。

4、加强建筑节能措施

节能绝对不等同于能耗绝对数量的降低,绝对不应该以牺牲室内环境质量为代价。随着经济和科技、文化的发展,在未来一段时间内,建筑能耗绝对值将有所上升,建筑室内环境标准也将提高。节能的关键在于能源使用效率的提高,最终的目标是实现室内人工环境与自然环境的和谐统一。从目前专业技术工种的划分说,建筑节能的技术体系大致可以分为五个方面:建筑规划与设计节能、建筑围护结构节能、能耗设备与系统的节能、控制系统带来的节能以及综合节能等。

4.1.建筑节能规划与设计

建筑节能规划与设计是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,充分利用自然环境,同时创造良好的人工环境,按照使用要求对人工环境与自然环境进行调节控制。合理选择建筑的地址、采取合理的外部环境设计;合理设计建筑形体,以改善既有的微气候。

4.2减少能源消耗,提高能源使用效率

为了维持居住空间的环境质量,在寒冷的季节需要取暖以提高室内的温度,在炎热的季节需要制冷以降低室内的温度,从节能的角度讲,应提高供暖(制冷)系统的效率,它包括设备本身的效率、管网传送的效率等。这些都要求相应的行业在设计、安装、运行质量、节能系统调节、设备材料以及经营管理模式等方面采用高新技术。

4.3减少建筑围护结构的能量损失

建筑围护结构的节能技术集中体现在对通过建筑围护结构的能量控制上。在建筑实体墙部分,通过建筑的内、外保温技术,在冬季的采暖季节,降低通过围护结构向外的热损失,在夏季,充分利用自然通风作用,调节室内环境。在建筑物透明结构部分,主要是控制窗户的太阳能热流,采光性能,通风性能等。

4.4降低建筑设施运行的能耗

建筑内的能耗设备与系统主要包括建筑的空调系统、照明系统、热水供应系统、电梯设备等。其中空调系统和照明系统在大多数的民用建筑能耗中占主导地位,空调系统的能耗更接近建筑能耗的40%—60%,成为主要的控制对象。而降低能耗又成为建筑设施节能的关键,当前主要技术措施有:建筑能源的梯级应用;能源回收技术;通过控制调节系统来降低能耗;采用高能效的设备。

5、新能源的综合利用和开发

5.1太阳能的利用

太阳能作为一种可持续利用的清洁能源,被认为是21世纪以后人类可期待的、最有希望的能源,并得到了国际社会的普遍重视。太阳能热利用的两个主要方面太阳能热水器与太阳能建筑。

5.2地热的综合利用

空气源热泵是在供热工况下将室外空气作为低温热源,从室外空气中吸收热量,经热泵提高温度送入室内供暖。空气源热泵系统简单,初投资较低。地源热泵系统是利用较深地层中未受干扰常年保持的恒温,其远高于冬季的室外温度,又低于夏季的室外温度,可以克服空气源热泵的技术障碍,效率大大提高。地表水热泵系统是在靠近江河湖海等大量自然水体的地方,利用这些自然水体作为热泵的低温热源而设计的一种空调热泵的形型式。地下耦合热泵系统是利用地下岩土中热量的闭路循环的地源热泵系统。它通过循环液(水或以水为主要成分的防冻液)在封闭的地下埋管中的流动,实现系统与大地之间的传热。

5.3风能及其他能源利用

从广义角度来讲,风能、生物质能、波浪能、水能等都来自太阳能。随着技术的进步和生产规模的扩大,今后,风力发电、生物质能等可再生能源的利用技术有望成为替代能源。

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