论文部分内容阅读
摘要:现如今,在建筑设计中使用较为广泛的是绿色新技术。通过对一些已建成的典型实例的分析,探讨较为经济合理的或可实施性较强的技术。虽然绿色、生态技术在实际应用中,因为造价或生产遇到的阻力和困难,但这些技术的可行性和及市场前景还是相当乐观的。因此,随着绿色建筑的研究一直在不断深入和发展,但是要想将这些技术运用到实际工程中是需要一个更长的时间周期和经济投入。这需要从规划到设计到施工到最后的投入使用,多方的通力合作,要有长远的眼光,敢于尝试。
关键词:绿色造价智能化问题展望节能
中图分类号:TU723文献标识码: A
引言
近代人类的负效行为与天灾使人口膨胀、能源、土地、住房、环境等危机空前地危害到人类自身的生态与可持续发展,全球各行业才被惊醒,急求对策。建筑领域也不例外。从20世纪70年代起,对建筑的功能要求从传统的“庇护”发展到节能建筑,再到节能节地建筑,直到现在的生态与可持续建筑。认识到建筑及其环境必须具备有利于生态与可持续发展的物质与精神基础。
一、绿色、生态技术的分析
作为一名从业五年多的建筑师,在许多项目的设计中,我们都在探索绿色技术的应用,但是我认为这些是远远不够的。在实际的项目中,我们用到的较为普遍的绿色、生态的技术如下:
1、太阳能技术
1)太阳能热水——玻璃真空管热水器。这类热水器不仅水质好,而且集热效率高。现在在新建的许多项目中,太阳能热水已经是使用相当普遍的一项。尤其是中高端的住宅设计中,都考虑这项技术,不仅节能环保,也成为小区住宅在销售中的一大卖点。
2)地下空间的采光——利用太阳可见光采光的做法最常见的是,下沉式庭院。这种看似普通的空间处理手法,不仅使空间更加丰富,也在无形中减少了能耗。另一种较为常见的做法是天窗采光,这种做法现在经常运用到地下车库,或者地下室的设计中。一般设置天窗的地下车库,用过天窗采光,可以减少车库中灯的使用时间。并且设计的天窗可以自然的通风,取代了地下车库的排风系统,进而节约层高空间,减少了造价,大大降低了建设成本。
2、保温材料的运用
在现在的实际项目中,对建筑节能设计的要求越来越高。建筑节能主要方面是墙体,屋面及窗户。现在最常用的是外墙外保温,倒置式屋面及Low-E中空玻璃,这些措施都大大减少了建筑的能耗。例如在百度大厦中,建筑采用玻璃幕墙设计,大开间办公区为落地玻璃窗,保证了百度任通透、开放的需求,并为办公区提供了充足的自然光线和良好的自然通风;虽然是玻璃幕墙建筑,但通过大面积不透明保温幕墙的使用,保证了良好的窗墙比,透明可视部分也为断桥铝型材+Low-E中空玻璃,K值和Sc值小,保证了保温隔热,实现了高科技公司功能需求,个性美观特种与节能要求的整合。
3、气环境系统
小区的气环境系统包括室内和室外两个方面。室外空气质量要求达到二级标准;居住室内达到自然通风,尽可能采用绿色建材,卫生间具备通风换气设备,厨房设有烟气集中排放系统,达到居室内的空气质量标准,保证居民的卫生健康。通过种植绿色植物,可以有效的改善室内的空气质量,常见的改善,净化室内空气的植物有:滴水观音、白掌、银皇后、铁线蕨、吊兰、芦荟、常春藤、富贵竹、君子兰等。
5、声环境系统
小区的声环境系统包括室外、室内和对小区以外噪声的隔阻措施。室外声环境系统日间噪声应小于50dB,夜间小于40dB;建筑设计中要采用隔音降噪措施使室内声环境系统满足:日间噪声小于35dB,夜间小于30dB。
6、热环境系统
小区的热环境系统要满足居民的热舒适度要求、建筑節能要求以及环保要求。
7、废弃物管理与处置系统
采用不同的处置方式对固体废物进行管理,无害化处理和综合利用,在国内采用物理化学法,固化法及高温焚烧法等。在管理方面,改革管理机制,建立监督执法,抓好宣传教育,建立生活垃圾的收费制度等。
8、绿色建筑材料系统
绿色建筑材料是指采用清洁生产技术,少用天然资源和能源,大量使用工业或城市固态废弃物生产的无毒害、无污染、无放射性,有利于环境保护和人体健康的建筑材料。
二、绿色生态建筑的未来发展方向
从智能化、生态化和绿色化结合的角度出发,笔者认为今后对于绿色生态建筑主要研究将会从以下几个方面发展:
1、从规划、建筑形体等方面首先做到节地,节能。
2、对室内环境因素的调控
在建筑中,室内环境因素的变化与建筑节能有着密切的关系。据美国国家标准局资料表明,如果夏季将设定值温度下调1℃将增加能耗9%;如果冬季将设定值温度上调1℃将增加12%能耗。因此,将室内环境因素控制在设定值精度范围内是空调节能的有效措施。欧美等国对室内温湿度控制精度要求为温度为±1.5℃,湿度为60%-50%。传统的运行方式。由于缺乏准确的控制,实际温度误差通常大于2℃,造成夏季室内过冷,冬季室温过热的现象,能耗浪费通常很大。若通过建筑设备监控系统的优化运行和精确控制,将空调系统的运行温度和设定温度差控制在0.5℃以内,并适当结合利用太阳光和热,就能达到良好的节能效果。
3、新风量的控制
根据卫生要求,建筑内每人都必须保证有一定的新风量。但新风量过大,将增加新风耗能量。以我国上海地区酒店为例,在设计工况(夏季室温26℃、相对湿度60%、冬季室温22℃、相对湿度55%)下,处理1kg室外新风量需冷量6.5kwh、热量12.7kwh。因此在满足室内卫生要求的前提下,控制新风量,有着显著的节能效果。新风量应该根据室内允许的CO2浓度来确定,办公环境CO2的浓度值应小于1000ppm。由于随着季节和时间的变化以及空气的污染情况,室外空气中CO2浓度是变化的,同时室内人员的变化也对CO2有影响,所以最为合理的方式是根据室内或回风中CO2的浓度,自动调节新风量以保证室内空气品质。
4、空调水系统平衡与变流量管理
空调系统的节能控制算法是智能绿色生态建筑节能的核心之一,通过科学的节能控制算法,不但可以保证室内温湿度满足舒适性环境的要求,同时也可以获得良好的节能效果。空调系统的热交换本质是一定流量的水通过表冷器与风机驱动的送风气流进行能量交换,因此能量交换的效率不但与风速和表冷器温度对热效率的影响有关,同时更与热冷供水流量与热效率相关。通常在未采用对空调系统进行有效的空调供水系统平衡与变流量管理的时候,常规做法是以恒定供回水压力差的方式来设定空调控制算法,结果温湿度控制精度差能量浪费明显。这是由于在恒定的供回水压力差之下,自平衡能力低,流量值与实际热交换的需要量相差甚远,往往因此造成温、湿度失控,能量浪费和设备受损。通过对系统最远端和最近端的空调机在不同功能状态和不同运行状态下的流量和控制效果测量参数分析可知,空调系统具有明显的动态特点,运行状态中楼宇自控系统按照热交换的实际需要动态地调节各台空调及电磁阀,控制流量相应地变化,因此总的供回水流量值也始终处于不断变化之中,为了响应这种变化,供回水压力差必须随之调整以求得新的平衡。应通过实验数据建立变流量控制数学模型,将空调供回水系统由开环变成闭环系统。动态变流量控制系统利用变频控制技术,改变空调系统循环水的流量和温度,可保证整个系统在满负荷及部分负荷情况下,均处于最佳工作状态,从而最终达到综合节能的目的。
5、对照明、电梯等系统的自动控制
通过自动控制建筑内的照明灯以及电梯。通过准确定时控制较人工运行可带来用电量减少5%以上的节能效果。同时,在智能绿色生态建筑中,还可对室外光线进行预程调光控制和窗际调光控制,较大的降低能源消耗。
6、新型能源的利用
利用以太阳能、风能等洁净能源为基础的设备可以在一定程度上减少对高品质能源的消耗,达到节能的效果。
7、将绿化和建筑的立面设计结合在一起,可以采用空中花园,种植屋面等手段改善建筑的小环境。
三、展望
综上所述,建筑节能已成为当今的热点议题。只有充分利用自然元素、生态元素,结合高科技手段节能,才能达到最大程度上的节能。因此各行各业的工作者尤其是建筑设计工程师,应结合建筑专业特点和相关先进技术将建筑节能进行到底。
参考文献
[1]西安建筑科技大学夏云夏葵施燕编著生态与可持续建筑[L]中国建筑工业出版社
[2]曾宁红汪恒时红关于“低碳”节能节能建筑设计的几个理念和做法:以百度大厦设计为例[J]建筑创作2010.03
[3]程大章.智能建筑工程设计与实施[M].上海:同济大学出版社,2001
关键词:绿色造价智能化问题展望节能
中图分类号:TU723文献标识码: A
引言
近代人类的负效行为与天灾使人口膨胀、能源、土地、住房、环境等危机空前地危害到人类自身的生态与可持续发展,全球各行业才被惊醒,急求对策。建筑领域也不例外。从20世纪70年代起,对建筑的功能要求从传统的“庇护”发展到节能建筑,再到节能节地建筑,直到现在的生态与可持续建筑。认识到建筑及其环境必须具备有利于生态与可持续发展的物质与精神基础。
一、绿色、生态技术的分析
作为一名从业五年多的建筑师,在许多项目的设计中,我们都在探索绿色技术的应用,但是我认为这些是远远不够的。在实际的项目中,我们用到的较为普遍的绿色、生态的技术如下:
1、太阳能技术
1)太阳能热水——玻璃真空管热水器。这类热水器不仅水质好,而且集热效率高。现在在新建的许多项目中,太阳能热水已经是使用相当普遍的一项。尤其是中高端的住宅设计中,都考虑这项技术,不仅节能环保,也成为小区住宅在销售中的一大卖点。
2)地下空间的采光——利用太阳可见光采光的做法最常见的是,下沉式庭院。这种看似普通的空间处理手法,不仅使空间更加丰富,也在无形中减少了能耗。另一种较为常见的做法是天窗采光,这种做法现在经常运用到地下车库,或者地下室的设计中。一般设置天窗的地下车库,用过天窗采光,可以减少车库中灯的使用时间。并且设计的天窗可以自然的通风,取代了地下车库的排风系统,进而节约层高空间,减少了造价,大大降低了建设成本。
2、保温材料的运用
在现在的实际项目中,对建筑节能设计的要求越来越高。建筑节能主要方面是墙体,屋面及窗户。现在最常用的是外墙外保温,倒置式屋面及Low-E中空玻璃,这些措施都大大减少了建筑的能耗。例如在百度大厦中,建筑采用玻璃幕墙设计,大开间办公区为落地玻璃窗,保证了百度任通透、开放的需求,并为办公区提供了充足的自然光线和良好的自然通风;虽然是玻璃幕墙建筑,但通过大面积不透明保温幕墙的使用,保证了良好的窗墙比,透明可视部分也为断桥铝型材+Low-E中空玻璃,K值和Sc值小,保证了保温隔热,实现了高科技公司功能需求,个性美观特种与节能要求的整合。
3、气环境系统
小区的气环境系统包括室内和室外两个方面。室外空气质量要求达到二级标准;居住室内达到自然通风,尽可能采用绿色建材,卫生间具备通风换气设备,厨房设有烟气集中排放系统,达到居室内的空气质量标准,保证居民的卫生健康。通过种植绿色植物,可以有效的改善室内的空气质量,常见的改善,净化室内空气的植物有:滴水观音、白掌、银皇后、铁线蕨、吊兰、芦荟、常春藤、富贵竹、君子兰等。
5、声环境系统
小区的声环境系统包括室外、室内和对小区以外噪声的隔阻措施。室外声环境系统日间噪声应小于50dB,夜间小于40dB;建筑设计中要采用隔音降噪措施使室内声环境系统满足:日间噪声小于35dB,夜间小于30dB。
6、热环境系统
小区的热环境系统要满足居民的热舒适度要求、建筑節能要求以及环保要求。
7、废弃物管理与处置系统
采用不同的处置方式对固体废物进行管理,无害化处理和综合利用,在国内采用物理化学法,固化法及高温焚烧法等。在管理方面,改革管理机制,建立监督执法,抓好宣传教育,建立生活垃圾的收费制度等。
8、绿色建筑材料系统
绿色建筑材料是指采用清洁生产技术,少用天然资源和能源,大量使用工业或城市固态废弃物生产的无毒害、无污染、无放射性,有利于环境保护和人体健康的建筑材料。
二、绿色生态建筑的未来发展方向
从智能化、生态化和绿色化结合的角度出发,笔者认为今后对于绿色生态建筑主要研究将会从以下几个方面发展:
1、从规划、建筑形体等方面首先做到节地,节能。
2、对室内环境因素的调控
在建筑中,室内环境因素的变化与建筑节能有着密切的关系。据美国国家标准局资料表明,如果夏季将设定值温度下调1℃将增加能耗9%;如果冬季将设定值温度上调1℃将增加12%能耗。因此,将室内环境因素控制在设定值精度范围内是空调节能的有效措施。欧美等国对室内温湿度控制精度要求为温度为±1.5℃,湿度为60%-50%。传统的运行方式。由于缺乏准确的控制,实际温度误差通常大于2℃,造成夏季室内过冷,冬季室温过热的现象,能耗浪费通常很大。若通过建筑设备监控系统的优化运行和精确控制,将空调系统的运行温度和设定温度差控制在0.5℃以内,并适当结合利用太阳光和热,就能达到良好的节能效果。
3、新风量的控制
根据卫生要求,建筑内每人都必须保证有一定的新风量。但新风量过大,将增加新风耗能量。以我国上海地区酒店为例,在设计工况(夏季室温26℃、相对湿度60%、冬季室温22℃、相对湿度55%)下,处理1kg室外新风量需冷量6.5kwh、热量12.7kwh。因此在满足室内卫生要求的前提下,控制新风量,有着显著的节能效果。新风量应该根据室内允许的CO2浓度来确定,办公环境CO2的浓度值应小于1000ppm。由于随着季节和时间的变化以及空气的污染情况,室外空气中CO2浓度是变化的,同时室内人员的变化也对CO2有影响,所以最为合理的方式是根据室内或回风中CO2的浓度,自动调节新风量以保证室内空气品质。
4、空调水系统平衡与变流量管理
空调系统的节能控制算法是智能绿色生态建筑节能的核心之一,通过科学的节能控制算法,不但可以保证室内温湿度满足舒适性环境的要求,同时也可以获得良好的节能效果。空调系统的热交换本质是一定流量的水通过表冷器与风机驱动的送风气流进行能量交换,因此能量交换的效率不但与风速和表冷器温度对热效率的影响有关,同时更与热冷供水流量与热效率相关。通常在未采用对空调系统进行有效的空调供水系统平衡与变流量管理的时候,常规做法是以恒定供回水压力差的方式来设定空调控制算法,结果温湿度控制精度差能量浪费明显。这是由于在恒定的供回水压力差之下,自平衡能力低,流量值与实际热交换的需要量相差甚远,往往因此造成温、湿度失控,能量浪费和设备受损。通过对系统最远端和最近端的空调机在不同功能状态和不同运行状态下的流量和控制效果测量参数分析可知,空调系统具有明显的动态特点,运行状态中楼宇自控系统按照热交换的实际需要动态地调节各台空调及电磁阀,控制流量相应地变化,因此总的供回水流量值也始终处于不断变化之中,为了响应这种变化,供回水压力差必须随之调整以求得新的平衡。应通过实验数据建立变流量控制数学模型,将空调供回水系统由开环变成闭环系统。动态变流量控制系统利用变频控制技术,改变空调系统循环水的流量和温度,可保证整个系统在满负荷及部分负荷情况下,均处于最佳工作状态,从而最终达到综合节能的目的。
5、对照明、电梯等系统的自动控制
通过自动控制建筑内的照明灯以及电梯。通过准确定时控制较人工运行可带来用电量减少5%以上的节能效果。同时,在智能绿色生态建筑中,还可对室外光线进行预程调光控制和窗际调光控制,较大的降低能源消耗。
6、新型能源的利用
利用以太阳能、风能等洁净能源为基础的设备可以在一定程度上减少对高品质能源的消耗,达到节能的效果。
7、将绿化和建筑的立面设计结合在一起,可以采用空中花园,种植屋面等手段改善建筑的小环境。
三、展望
综上所述,建筑节能已成为当今的热点议题。只有充分利用自然元素、生态元素,结合高科技手段节能,才能达到最大程度上的节能。因此各行各业的工作者尤其是建筑设计工程师,应结合建筑专业特点和相关先进技术将建筑节能进行到底。
参考文献
[1]西安建筑科技大学夏云夏葵施燕编著生态与可持续建筑[L]中国建筑工业出版社
[2]曾宁红汪恒时红关于“低碳”节能节能建筑设计的几个理念和做法:以百度大厦设计为例[J]建筑创作2010.03
[3]程大章.智能建筑工程设计与实施[M].上海:同济大学出版社,2001