1 建筑节能已成为极为重要的热点问题
20世纪70年代在世界范围内爆发石油危机以后,节能的意义很快风靡了全世界,其中建筑节能更是令人所关注,其意义不仅是一个建筑耗能的问题,它已成为实施可持续发展战略的一个关键环节,与国民经济增长息息相关,没有能源的支持,一切发展也无从谈起。
我国是发展中国家,又是个耗能大国,其能源的人均水平不及世界人均水平的一半,能源的利用率又很低,约为30%,世界先进国家能源利用率则较高,美国可达50%,日本57%,西欧40%以上。我们发展中国家的建设者,义不容辞地要在建筑节能方面做出贡献。
2003年我国经济发展实现了GDP人均1000美元,居民生活水平的提高带来的是能耗更大的需求,住房面积增大,家用电器、汽车、电脑等增多使我国早已从能源输出国变为输入国,其进口份额还在不断扩大,能源的危机也在逼近。有资料表明,2050年中国石油资源用尽,所用石油将完全依靠进口。
目前,我国每年约有20亿m2的建筑竣工,其中90%以上为高耗能建筑,加上已建成的360亿m2和在建的及发展中的,其能耗是一个巨大的数目,从而引出能否可持续发展的大问题,我们生活中碰到的油价上涨、拉闸限电等情况,就已说明了问题的重要性不容忽视。
2 建筑节能的途径
我国从80年代开始推行建筑节能,当时确定第一个建筑节能设计标准是用于采暖居住建筑,节能率为在1980~1981年当地通用设计能耗水平基础上节能30%,其中建筑围护结构约占20%,采暖系统约占10%,其节能主要途径就是研发使用建筑围护结构各部分的保温技术,1998年起从北京开始全国推行节能50%的新节能标准,其建筑围护结构和采暖系统各占其中的50%,我们现在推行的建筑节能50%的规定,就是法规强制性措施,新建住宅达不到50%的节能标准,施工图审查这一关是过不去的。目前,北京、天津等地区开始推行65%的节能标准,我省已拿出65%的建筑节能方案,另外,近日建设部正对公共建筑的节能规范进行定稿,马上出台全国推行。即便是这样,我们实行65%的节能标准,就墙体的传热系数而言,与国外先进国家的标准依然存在不小的差距,如我们墙体的传热系数K值为0.8,而国外K值为0.2,差距较大。
另外,建筑节能不仅是建筑墙体保温和采暖系统的调整,它涉及许多层面。拿空调来讲,我们现行有关技术措施中就有相应规定,首先在各种制冷机组的使用规定中,其能效比必须高于规定限值,否则不允许使用,比如电制冷机组为≥3.6-4.4,溴化锂制冷机组为≥0.6-1.2,家用空调也有相应要求,并对能效比高于2.7的家用空调标识节能标志等,这样就推动了生产建筑设备的企业必须在提高能效比上下功夫,笔者曾参加上海一制冷企业的会议中了解到,厂家新研发的制冷机组,其能效比已高达6.9KW/KW,已达到甚至超出国外先进水平,这也是推行建筑节能拉动了建筑设备产业的发展。另外,空调系统规定了热回收置定,在排出能量气体的同时,必须采取不低于60%的热回收装置。其次,在空调水系统、风系统、管道保冷与保温、自动控制等方面都做出详细的规定,使原来静态的空调系统变为动态可调控的系统。这些技术规范的出台,有效地保证建筑节能在许多建设项目中得到贯彻实行。
3 建筑节能与绿色建筑
绿色建筑越来越受到关注,它应该是在建筑节能的基础上更高一层次的内容,它的“节能、节水、节地、防污”八字方针就说明了这一点。国外发展绿色建筑已成为很普遍的事情,我国也在2001年就制定了“绿色生态住宅小区建设要点与技术守则”及相应的技术规范。对建筑、对小区建设进行全寿命周期(建筑法规定>50年)生态环境的保护,注重推广使用适度超前,优化集成的成套技术体系和设备体系,尤其是先进的节能、节水、环保,绿色能源利用技术体系与设备体系。而且,绿色能源的使用率应达到国家规定的住宅能耗标准的10%,国外为20~30%。这一标准还会逐步提高,也就是说减少现在使用的常规能源,如煤、油、电 (我国火力发电占85%)这些不可再生的能源,增加太阳能、风能、地热等可再生的绿色能源的使用。
绿色建筑对能源系统、水环境系统、气环境系统、声环境系统、光环境系统、热环境系统、绿化系统、废弃物管理与处置系统、绿色建筑材料系统,都做出了详细的规定,涉及到建、结、水、暖、电各个专业内容,所以绿色建筑是综合各专业技术的生态建筑,它的发展必然会带动各行业相关产业的发展,从而拉动国民经济持续增长,以实现社会、经济、环境效益的高度统一。
4 节能与智能化技术
智能化技术应用于建筑中,又和节能联系到一起,应该是个很广泛的话题,因为智能化技术包括信息通信、办公自动化、智能化系统集成、电源与接地、建筑环境、建筑设备管理自动化等等,但与节能联系比较紧密和直接的,应该是建筑设备管理。
计算机技术在建筑设备监控中的应用越来越广泛,尤其我国高能耗建筑已有300多亿m2,这些建筑每时每刻都在消耗大量能源,仅舒适性空调系统的能耗,已占到建筑物总能耗的50-70%,是名副其实的耗能大户。有资料显示,装有智能化技术的空调系统比不设时,可节省能源25%以上,也就是说,智能化技术的应用将建筑节能1/4,300多亿m2如使用智能化技术,其50年的寿命中,其节约的能源是一组非常可观的数字。
今年温家宝总理就我国GDP值在2010年翻一番,能源支持问题与我国能源专家进行了座谈,表明我国的建筑用能在继续急剧增长,能源缺口在不断拉大,能源问题应引起我们更大的重视,节能问题也刻不容缓。
今年夏季为了进一步推行建筑节能,有些地方政府甚至采用提高夏季的空调温度,或降低冬季的采暖温度来达到节能的目的,如将房间空调温度由26℃提高到27℃或28℃,地方政府的出发点毫无疑问,收效如何呢?回答是否定的,我们现有的空调、采暖系统的调控手段无法达到真正意义上的—节能,就是因为智能化技术在节能上的应用普遍性不够,这样降低(或提高)温度而不减少功耗的做法,非但不节能,而且也使人们的舒适度打了折扣。
从专业角度讲,其问题就在于我们现有的大部分系统还是定流量系统,即使是有变频调速泵的使用,系统中流量分配,压差和总流量的平衡,其设备的使用控制精度都无法达到节能的要求。实际上,一个房间的温度高低1℃X寸于人的舒适感和能耗费用不会造成任何差异。但整个建筑物平均温度的变化则会影响到能耗的费用。对一个空调循环系统进行有效地智能化技术调控之后,在保持甚至提高舒适度的前提下,建筑内的平均温度可以降低。平均温度每降低一度,将节约5%到8%的用于加热的能量,相反,平均温度上升一度,将节约15%到20%的用于冷却的能量。所以,真正意义上的节能是综合性的,从设计开始就进入一个动态地控制系统,从设备的功能,系统的配置完善而达到投入和使用最大限度的平衡。
智能化技术在节能上的应用,不但要进行变水量、变风量的控制、进行热回收,使用热电联供等,还应在控制精度,研发新设备上下功夫。
5 在北京奥运中体现节能与智能化技术
2008年奥运会将在北京举行,现已完全进入“北京时段”,北京奥申委向国际奥委会提出了“绿色奥运”的承诺,由此而来的奥运会建筑中节能与智能化技术将广泛应用。太阳能、地热能、风能(占20%的用电量)等可再生能源充分利用,高效、清洁的常规能源利用技术将在一定程度上代表了国际上最先进的用能方式,节能是最好的能源利用方式。北京奥组委对北京市现有573家星级饭店提出节能改造的限时要求,91%的饭店表示将在改造工程中大量采购节能产品,仅此市场需求达100亿,节电类有绿色照明(奥运场所已禁用白炽灯)、变频技术、节能电脑、节能冰箱、节能型制冷供热设备等;节水类有节水器具、节水系统技术、中小回用、蒸汽冷凝水回收等。此外,节能锅炉、节能建材及太阳能产品均有较大的需求。
奥运场馆在建筑设计上尽可能多的利用自然光,减少照明用电;利用自然通风、减少机械耗电;利用建筑余热、减少加热能量;利用绿色可再生能源(太阳能、风能、地热),减少常规能源使用;利用旧材料,减少新材耗;利用无毒饰材,改善环境大小气候;利用智能化测量和控制,实现系统的动态运行和管理。
北京是我国的中心,奥运是2008年前的热点,由此而拉动的建筑节能与智能化技术必将呈燎原之势在全国推广开来,作为一个建设者,更应认识到是建筑节能是一个系统工程,要从多方面考虑,多方面人手,多方面重视才能做出有所收效的事情。
6 结束语
建筑节能应有智能化技术的支持,有了系统地、智能化测量和控制,有了精确地智能化技术设备,使静态的运行系统变为动态的运行系统。建筑节能才得以真正实现,两者应紧密结合,相互推动发展,并推动我国节能产品的研制和开发,我们建设工作者,应把建筑节能视为自己义不容辞的历史责任,为国家社会经济的可持续发展做出贡献。
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