建筑节能必要性.docx

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建筑节能必要性

充分认识节能减排的重要意义

强台风、沙尘暴、高温干旱、极端降水……近年来，全球极端天气频频发作，危害越发严重。

究其原因，其中最重要且人类负有不可推卸责任的是，碳基燃料消耗过大而造成的全球气候变暖———极端天气只是能源消耗问题的一个折射而已。

中科院一项调查显示，我国是全世界自然资源浪费最严重的国家之一，在59个接受调查的国家中排名第56位。

另据统计，中国的能源使用效率仅为美国的26.9%，日本的11.5%。

因此，推进节能减排，可谓迫在眉睫。

在“十一五”规划中，我国政府将能源效率列为重中之重。

而在未来15年内，我国更致力于把中国从目前的低效能源使用者变成高效能源使用者。

9月6日，国家主席胡锦涛在亚太经合组织商业峰会的演讲中指出，中国政府制定和公布了应对气候变化国家方案，采取了提高能源效率、改善能源结构、加强生态保护等一系列措施，并确立了到2010年森林覆盖率由2005年末的18.2％提高到20％等目标。

据专家估算，1980~2005年中国造林活动累计净吸收约30.6亿吨CO2。

可见，应对全球气候变暖，减少CO2排放，造林工程也是一种行之有效的方案。

节能建筑的必要性

摘要:

建筑节能是近年来世界建筑发展的一个基本趋向,也是当代建筑科学技术的一个新的生长点。

抓住机遇,不失时机地推进建筑节能,有利于国民经济持续、快速、健康发展,保护生态环境,实现国家发展的第二步和第三步战略目标,并引导我国建筑业与建筑技术随同世界大潮流迅速前进。

　　1发展节能建筑的必要性

　　1.1经济发展的需要

　　发达国家建筑用能一般占到全国总能耗的30%一40%,所占比重很大。

建筑用能的状况如此,浪费还是节约,是个牵动国家经济全局的大问题。

以我国来说,我国采暖区城镇人口只占全国人口的13.6%,而采暖用能却占到全国总能耗的9.6%。

由于经济的发展,采暖范围日益扩大,空调建筑迅速增加,建筑能耗增长的速度将远高于能源生产增长的速度,从而成为国民经济的一个重要的制约因素。

由此可见,如果建筑这个用能大户的能源省不下来,势必会限制国家经济的发展。

　　1.2减轻大气污染的需要

　　近年来,世界上许多国家越来越关心燃烧矿物燃料所产生的污染问题。

各发达国家节能的政策,也是以减少燃料燃烧的排放物为明确的目标。

其原因是,人们已经认识到,所排放的硫和氮的氧化物,会危害人体健康,造成环境酸化,而产生的二氧化碳的积累,将导致地球产生重大气候变化,危及人类生存。

建筑采暖用能无疑是造成大气污染的一个主要因素。

　　1.3改善建筑热环境的需要

　　随着现代化建设的发展和人民生活水平的提高,舒适的建筑热环境已成为人们生活的需要。

在发达国家,适宜的室温已成为一种基本需要,他们通过越来越有效地利用好能源,满足了这种需要。

在我国,这种需要也在日益迫切。

这和我国大部分地区冬寒夏热的气候特点关系很大。

与世界同纬度地区相比,1月平均气温我国东北低14—18℃,黄河中下游低10-14℃,长江以南低8—10℃,东南沿海低5℃左右;而七月平均气温,我国绝大部分地区却要高出1.3—2.5℃。

加之热天整个东部地区湿度均高,冷天东南地区仍保持高湿度、因此,夏天闷热,冬天潮凉,使人更加难受。

而且冷热的时间相当漫长。

而人民生活越是改善,越不堪忍受寒冬暑夏的折磨,冬天需要采暖,夏天想用空调,这都需要用能源。

而我国的能源供应十分紧缺。

也就是说,只有在节能的条件下改善热环境,这种改善才有可能,否则只能是无米之炊。

　　从以上可以看出,建筑节能是一种客观的社会需要,是一种必然性。

　　2推广建筑节能的措施

　　2.1优化设计对建筑节能的影响

　　在工程设计中,其建筑和结构方案的选择对建筑的直接能耗有较大影响,如建筑方案中的平面布置为内廊式还是外廊式、进深与开间的确定、立面形式的选择、层高与层数的确定、基础类型选用、结构形式选择等都存在着技术经济分析问题。

中国住宅建设用钢平均每平方米55公斤,比发达国家高出10%~25%,水泥用量为221.5公斤,每一立方米混凝土比发达国家要多消耗80公斤水泥。

据统计,在满足同样功能的条件下,技术经济合理的设计,可降低工程建造直接能源消耗5%～10%,甚至可达10%～20%。

　　建筑是牵涉到很多专业的复合体,并且完整的建筑节能工作包括了从最初的规划、方案到设计、施工,以及多年的运营使用,直至最后拆除重建的全生命周期过程。

但以往只注重直接建造成本的降低,轻运营阶段能耗的使用情况。

从住宅使用过程中的资源消耗看,与发达国家相比,我国住宅使用能耗为相同技术条件下发达国家的两到三倍。

2020年,中国的建筑能耗将达到29430亿度电,比三峡电站34年的发电量总和还要多。

现在,我们必须用全寿命周期的节能理念对建筑进行优化设计,即以较低的寿命周期能耗实现必要的功能,获得丰厚的寿命周期经济效益。

　　建筑节能优化设计的途径主要是通过围护结构保温和气密性能的提高,以及采暖空调设备能效的提高等等,来达到减少空调和采暖等能源的消耗。

在方案设计当中,建筑师需要对建筑的方位、体型、朝向进行优化,必需要为充分利用自然风、阳光等自然资源创造条件。

同时,也必须对建筑材料优化;外墙、楼板、分户墙、屋面、玻璃、窗框的设计等都需要量化与优化;窗墙比须要以节能和居住舒适度为前提进行优化。

从方案设计开始到初步设计,工程师需要根据不断调整的设计方案模拟量化建筑的能耗情况、计算空调和采暖设备的装机功率,比对各种影响因素,最后向客户提供最佳的设计方案。

　　2.2结构节能与空调系统节能

　　围护结构采取节能措施,是建筑节能的基础。

由于我国建筑节能是从采暖居住建筑起步的,因此,建筑节能首先考虑加强围护结构保温无疑是正确的决策。

从管理的角度看,可以对围护结构制订限定性指标,易于评价。

但是,建筑节能的关键是空调采暖系统的效率,最终的节能量也要从空调采暖系统来体现。

北方地区在墙改之后又发展到热改。

如果没有调节阀和热计量,围护结构保温越好,可能浪费的热量越多。

　　而在间歇运行的空调建筑中,在空调关机之后,室温升高,当室外气温低于室温时,通过围护结构的逆向传热可以降低第二天空调的启动负荷。

因此,围护结构保温越好,蓄热量越大,空调负荷也越大。

　　对公共建筑而言,围护结构形成的负荷在总负荷中所占比例很小,因此,围护结构的节能潜力有限。

　　2.3设备节能和系统节能

　　节能设备不一定能连成节能系统。

例如,空调冷水系统的扬程与楼高无关,一般在30m～40m。

如果水泵的扬程选择过大,定水量系统中会使流量过大,水温差往往只有2～3℃。

这时测得的离心机COP仅在2～3之间。

这说明,空调系统的配置合理是系统节能的重要环节。

　　我国正在积极推广建筑热电冷联产技术。

但在热电冷联产应用上,存在一些误区。

似乎凡热电冷联产系统就一定是节能系统。

笔者认为,热电冷联产技术的关键并不在于其动力装置用微型燃气轮机还是用内燃机,也不在于其理论效率有多高。

实际上如果系统配置不当,热电冷联产系统的节能效益便完全不能发挥。

热电冷联产的理论效率达到70%或80%的前提是设备满负荷运行。

在我国热电联产电力尚不允许上网的条件下,还必须将热电联产所发电力和所产热量全部用掉,才能体现出效益。

　　热电联产机组的产热和发电之间存在着平衡关系。

取得的热量多、得热的品位（温度）高,就势必要降低发电效率;反之亦然。

无论从热力学第一定律还是从热力学第二定律的观点分析,热电联产系统都应该充分发挥发电效率、充分利用排热,而不应该是相反。

　　在建筑节能中,选择设备不仅要看它在额定工况下的效率,更要看它在部分负荷条件下的效率。

对制冷机而言,就是综合部分负荷值（IPLV）。

　　制冷机的综合部分负荷值IPLV在空调系统节能中是一个十分重要的参数。

我国的制冷机标准中基本沿用了美国空调与制冷学会（ARI）标准。

而ARI最初制订IPLV标准时是用美国亚特兰大市的气象参数、通过对一幢假想办公楼的模拟计算得到的。

即使对美国的不同气候区,这一IPLV都不能完全适用,ARI用不同纬度的美国29个城市的数据得到新的IPLV（ARI550.590-1998）。

因为没有自己的数据,我国新版的制冷机标准中没有IPLV。

　　3结论

　　3.1对建筑设计过程进行分解,提出建筑节能并行设计微循环模型,实现节能设计与节能评价的并行。

　　3.2通过比较建筑节能综合指标随窗墙比、构件类型的变化率大小,指出窗墙比设计和建筑构件设计时的修正次序。

　　3.3采用以极端情况为规则的回溯搜索策略,可避免试探性设计过程设计方案组合爆炸,有利于提高设计效率。

浅谈节能建筑的紧迫性和必要性

一 背景

（一）国际能源危机加剧

　　1、能源储量减少，石油仅供开采41年

　　目前，石油、煤炭、天然气这三种传统能源占能源消费约90%以上，其中石油占一

半以上。

然而2004年BP世界能源统计年鉴的最新数据显示，世界石油总储量为1.15万亿桶，仅供生产41年；全球天然气储量为176万亿立方米，仅供开采63年。

日本权威能源研究机构也申明，全球煤炭埋藏量10316亿吨，可开采231年；核反应原料铀已探明储量436万吨，可供72年使用（海水中的铀可供使用1万年，利用钚为燃料的增值核反应堆可使用100万年）；利用热核反应，海水中的锂能源可开采年限为1600万年。

可见，全世界最为依赖的能源——石油与天然气，在21世纪的前半，就将日趋枯竭。

科学家们预计2040年石油消费将达到最高峰，2100年石油消费将减少到不足能源消费总量的5%%。

而从2050年开始，核能、生物能、水利地热、风力、太阳能的比率大大上升，达到总能源消费的1/3，热核能源将达到总能源消费的1/4。

　　因此，在世界能源供给结构转轨的大趋势下，不考虑建筑节能而建造的房屋，终有一日会因为没有能源可用，终被社会淘汰。

呼吁建筑节能，很重要的一点就在于减少使用石油、天然气等不可再生资源，通过科学合理的建筑节能措施，采用可再生新能源，使建筑可持续发展。

　　2、能源需求不断增加，价格无法下降

　　根据美国能源部能源资讯署2002年3月出版的“InternationalEnergyOutlook2002”，1999—2020年全球能源消费形势如下：

　　全球能源总消费量将增加60%，其中亚洲及南美州发展中国家将增长1倍（每年增长4%，相比发达国家每年增长1.3%）。

　石油：

石油预计增长59%（年增长率为2.2%）。

此外，石油将维持占全球能源总消费量40%以上的比例。

　　天然气：

争议较小的天然气将是需求增长最快的能源，预计增长一倍。

天然气占全球能源消费量比重也将由23%升至28%。

　　煤：

由于空气污染及二氧化碳排放等问题，煤炭占全球能源总消费量的比重将由22%降至20%。

　　核能：

在政治问题影响下，全球核能发展情势尚难确定，但保守估计全球核能消费量将比现在略为增长。

　　可再生能源（包含大水力）：

预估将增长53%。

但由于现阶段数量过少、成本高、能源密集度低且供应不稳定，所以占全球能源总消费量的比重将由9%下降到8%。

不过预计更远的未来，随着技术的进步，比重将上升较快。

　　以上预测在2004年阿拉伯石油输出国的12月月报中已经得到体现，它指出截止到2020年，世界石油需求量将以年平均1.7%至2%的速度增长，日需求量逐渐从目前的8200万桶到近1.07亿桶。

　　可见，由于核能与可再生能源的替代性迟迟无法实现，石油、天然气的需求量仍会不断增加，但能源储量是有限的，这种供需关系导致了石油、天然气等能源价格不会下降。

　　同时，恐怖活动增加了石油以天然气运输风险及成本。

自美国发生“9.11”恐怖攻击事件后，全球恐怖活动升温，而保护措施较为不足的石油及天然气供应等能源基础设施成为恐怖分子攻击目标的可能性提高。

例如2001年10月斯里