前言:想要寫出一篇令人眼前一亮的文章嗎?我們特意為您整理了5篇生物質(zhì)能在建筑中的應(yīng)用范文,相信會為您的寫作帶來幫助,發(fā)現(xiàn)更多的寫作思路和靈感。
關(guān)鍵詞:可再生能源;建筑;太陽能;風(fēng)能;地源熱泵;生物質(zhì)能
Abstract: In view of the application ways and characteristics of the solar thermal utilization, wind energy, ground source heat pump and biomass in construction, this paper puts forward the ways of the energy use and analyzes existing problems of renewable energy in the using course and the future development direction.
Key words: renewable energy; architecture; solar energy; wind power; the ground source heat pump; biomass energy
中圖分類號:P754.1文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:
我國的能源消費量隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展已經(jīng)比20世紀(jì)80年代翻了一番,目前年耗煤量超過14億噸[1],成為世界上第二能源消費大國。而建筑能耗已經(jīng)占全國能源消費總量的25%以上,如何解決建筑自身的能耗已成為人們?nèi)找骊P(guān)注的熱點。隨著2006年1月《可再生能源法》的頒布和實施,我國太陽能、風(fēng)能等可在生能源利用比例必將大幅的增加,這無疑將更大的推動可在生能源在建筑中的推廣和應(yīng)用[2]。
所謂可再生能源是指風(fēng)能、太陽能、水力能、生物質(zhì)能、地?zé)崮芎秃Q竽艿确腔茉?。目前正在興起的可再生能源技術(shù)還有太陽能熱電站、海洋熱電站、潮汐發(fā)電、洋流發(fā)電和波浪發(fā)電等。然而并非所有的可再生能源都適于在建筑中應(yīng)用,例如小水電,潮汐發(fā)電等在建筑中應(yīng)用是非常困難的。能夠在建筑中應(yīng)用的可再生能源通常包括:太陽能熱利用、風(fēng)能利用、地源熱泵系統(tǒng)和生物質(zhì)能等。
1.太陽能熱利用
太陽內(nèi)部進(jìn)行著劇烈的由氫聚變成氦的核反應(yīng),并不斷向宇宙空間輻射出巨大能量。太陽內(nèi)部的熱核反應(yīng)目前足以維持60億年,可以說是“取之不盡、用之不竭”的能源。雖然地面上的太陽輻射能隨著時間、地理緯度、氣候變化,實際可利用量較低,但是可利用資源仍遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于滿足現(xiàn)在人類全部能耗。太陽能熱利用目前應(yīng)用廣泛,也是應(yīng)用比較成熟和利用效率比較高的可再生能源。其利用方式主要包括以下幾種:
第一非玻璃表面集熱器。它的集熱裝置不采用玻璃作為表面吸熱器,其形式有銅板銅管、銅鰭片銅管、不銹鋼板管、非金屬板管(高分子聚合物)。它的主要特點是成本比較低,出水溫度也低,工藝比較簡單,但是重量輕,主要應(yīng)用于季節(jié)性游泳池的加熱和一些不需要太高出水溫度的場合。
第二玻璃平板太陽能集熱器。平板集熱器是在17世紀(jì)后期發(fā)明的,但直至1960年以后才真正進(jìn)行深入研究和規(guī)?;瘧?yīng)用。在太陽能低溫利用領(lǐng)域,平板集熱器的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性能比較好。但的它質(zhì)量較大,容易破碎,使用不太方便。
第三真空管集熱器。在內(nèi)玻璃的外表面,利用真空鍍膜機(jī)沉積選擇性吸收膜,把內(nèi)管與外管之間抽真空,這樣就大大減少對流、輻射與傳導(dǎo)造成的熱損失,使總熱損降到最低,這就是真空集熱管的基本思路,目前在我國住宅中大量使用這種熱水器。
到2006年底,我國太陽能熱水器年產(chǎn)量已達(dá)1,800萬m2,保有量9,000萬m2。但是我國的太陽能熱水器多集中在建筑的屋頂部分使用,與建筑集成性較差。很多太陽能熱水器質(zhì)量不過關(guān),生產(chǎn)廠家缺乏科研創(chuàng)新能力,導(dǎo)致熱水器在低水平重復(fù)性的發(fā)展,無法與建筑結(jié)合緊密,雖然一些較大的廠商在進(jìn)行與建筑一體化的嘗試,目前大都安裝在陽臺處或屋頂上,整體利用水平還有待提高。
2.風(fēng)能利用
風(fēng)速與地理位置有關(guān),就一個地區(qū)而言離地面越高風(fēng)速越大。一般離地面4米的風(fēng)能就可以利用,離地面15米高處的風(fēng)能有很高的利用價值,對于高層建筑來說其屋頂?shù)娘L(fēng)力利用價值更高。
目前,風(fēng)力發(fā)電機(jī)在建筑中應(yīng)用的比較少,基本上是在屋頂上應(yīng)用,與光伏發(fā)電形成風(fēng)光互補系統(tǒng)。荷蘭的MVRDV事務(wù)所設(shè)計的2000年漢諾威世博會荷蘭館在其建筑頂部安裝了風(fēng)力發(fā)電機(jī),為這棟建筑提供電力[4]。而著名的風(fēng)力發(fā)電機(jī)生產(chǎn)商英國的Fortis公司目前也為一個工廠頂部安裝了風(fēng)力渦輪發(fā)電機(jī),以提供該廠房的部分電力。
如何使風(fēng)力發(fā)電與建筑更好的結(jié)合是建筑師正在努力探索的一個方向,而目前大都停留在計算機(jī)模擬和風(fēng)洞試驗的方案階段。福斯特的風(fēng)磨體型研究項目試圖將風(fēng)力渦輪發(fā)電機(jī)整合到多功能的高層建筑中,在這個項目中福斯特利用計算機(jī)進(jìn)行分析,得到了最佳的體型,以產(chǎn)生最大的風(fēng)力,提高建筑的電力自給能力。如果該項目建成,將為1,500戶郊區(qū)居民提供足夠的電力。進(jìn)行這方面探索的不僅僅有福斯特,羅杰斯也在進(jìn)行這方面的探索,在他設(shè)計的東京透平塔樓(Turbine Tower)中利用風(fēng)洞模擬,設(shè)計了符合空氣動力學(xué)的體型。該建筑體型使得經(jīng)過建筑的風(fēng)力加速,驅(qū)動渦輪風(fēng)力渦輪發(fā)電機(jī)發(fā)電,為整個大廈提供能源,然而兩棟建筑由于種種原因都未能實現(xiàn)。英國的ZED利用計算機(jī)模擬建筑的風(fēng)環(huán)境,設(shè)計了Flower Tower,這是一個有四座塔樓的摩天樓,建筑師在這座建筑在四個塔樓交匯處安裝了垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī),這種風(fēng)力發(fā)電機(jī)可以不受風(fēng)向的限制,只要風(fēng)力充足就能產(chǎn)生足夠的電能,這樣建筑在建成之后就可以不受風(fēng)向的限制,使風(fēng)能的利用達(dá)到最佳效果。在我國,珠江新城也已經(jīng)完成了方案設(shè)計,這座建筑可以說是將風(fēng)力發(fā)電與建筑完美結(jié)合起來,建筑師利用軟件對建筑形體與當(dāng)?shù)仫L(fēng)環(huán)境進(jìn)行分析和模擬,得到了最佳的形體。預(yù)計這座流線體建筑建成之后其能量可以全部自給自足。
雖然由于種種原因風(fēng)力發(fā)電與建筑的一體化進(jìn)程緩慢,應(yīng)用不夠廣泛,但是隨著科技的日益進(jìn)步和人們能源意識的不斷加強,風(fēng)力發(fā)電在建筑中的應(yīng)用將會得到進(jìn)一步發(fā)展。
3.地源熱泵
地源熱泵技術(shù)是利用地球表面淺層地?zé)豳Y源中吸收的太陽能和地?zé)崮芏纬傻牡蜏?、低位熱能資源,并利用熱泵原理,通過少量的高位電能的輸入,實現(xiàn)低位熱能向高位熱能轉(zhuǎn)移的一種技術(shù),是一種介于中央空調(diào)和分散空調(diào)之間的優(yōu)化空調(diào)能源方式。它具有中央空調(diào)合理利用能源、設(shè)備,能效系數(shù)高,運行成本低,安全、可靠等優(yōu)點,又具有分散空調(diào)調(diào)節(jié)靈活、方便、便于管理和收費等優(yōu)勢。
目前國內(nèi)外普遍采用的地源熱泵地下環(huán)路的(即地?zé)釗Q熱器)埋管方式,有水平埋管、垂直埋管和地下水熱泵三種基本的配置形式。
水平埋管是地?zé)釗Q熱器管道在淺層土壤中水平埋設(shè)。水平埋管占地面積大,而且水平埋管的地?zé)釗Q熱器容易受地表氣候變化的影響,效率較低,因此這種水平埋管的地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)在多數(shù)情況下并不適合我國人多地少的國情。
垂直埋管是地?zé)釗Q熱器管道在土壤中垂直埋設(shè)地?zé)釗Q熱器。其型式和結(jié)構(gòu)的選取應(yīng)根據(jù)實際工程以及給定的建筑場地條件來確定。
地下水熱泵系統(tǒng)就是通常所說的深水井回灌式水源熱泵系統(tǒng),其熱源是從水井或廢棄的礦井中抽取的地下水。經(jīng)過換熱的地下水可以排入地表水系統(tǒng),但為了保證地下水水位,對于較大的應(yīng)用項目通常要求把地下水回灌到原來的地下水層。
近幾年來地下水源熱泵系統(tǒng)在我國得到了迅速發(fā)展。 尤其在天津等地?zé)豳Y源豐富的地區(qū),新建的小區(qū)紛紛使用地源熱泵系統(tǒng)。天津市海河新天地小區(qū)是其中一個具有代表性的范例,小區(qū)內(nèi)冬季供暖全部采用深水井回灌式地源熱泵系統(tǒng),而且該系統(tǒng)還為其中的商業(yè)部分提供夏季的空調(diào)制冷。地源熱泵系統(tǒng)由于高效節(jié)能,一機(jī)多用,運行穩(wěn)定可靠,目前越來越受到人們的重視。
應(yīng)注意到的是我國有關(guān)地源熱泵的現(xiàn)成技術(shù)資料不多,缺少這方面的設(shè)計、生產(chǎn)、安裝和維護(hù)人員,而且生產(chǎn)相關(guān)設(shè)備的廠家少,需加強相關(guān)技術(shù)人才的培養(yǎng);需向世界上熱泵技術(shù)比較發(fā)達(dá)的國家學(xué)習(xí),但由于我國氣候條件不同,因此不能照搬外國的技術(shù)成果,而應(yīng)注意吸收國外正反經(jīng)驗,合理布局,穩(wěn)步發(fā)展,在條件相對成熟的地區(qū)多進(jìn)行試驗和總結(jié)。
4.生物質(zhì)能
生物能大致可以分為兩類――傳統(tǒng)的和現(xiàn)代的。傳統(tǒng)的是指燃燒薪柴所獲得的熱能,現(xiàn)代生物能是指那些可以大規(guī)模用于代替常規(guī)能源亦即礦物類固體、液體和氣體燃料的各種生物能。巴西、瑞典、美國、英國的生物能計劃便是這類生物能的例子。英國的貝丁頓生態(tài)小區(qū)是一個現(xiàn)代生物質(zhì)能應(yīng)用的成功范例。整個小區(qū)的生活用電和熱水的供應(yīng)由一臺130千瓦的高效燃木鍋爐來提供。木材的預(yù)計需求量是每年1,100噸,其來源主要是鄰近的速生林和周邊地區(qū)加工木材的廢料。而且其計劃了穩(wěn)定的來源,主要是其鄰接的生態(tài)公園中的速生林。整個小區(qū)需要一片3年生的70公頃的速生林,每年砍伐其中的1/3,并補種上新的樹苗,如此循環(huán)往復(fù)。樹木在成長過程中吸收了CO2,又在燃燒過程中等量釋放出來,這可以說是一種零溫室氣體排放的清潔能源[5]。許多的國家和地區(qū)也在積極的研發(fā)利用生物質(zhì)能的技術(shù),生物質(zhì)能今后會成為人類的主要能源之一。
隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活水平的提高,建筑能耗的需求會越來越大,給能源、電力、環(huán)境等方面帶來越來越大的壓力。利用可再生能源來解決這個問題是未來的發(fā)展趨勢,但可再生能源的應(yīng)用應(yīng)根據(jù)不同地區(qū)的氣候特點,不同的使用要求,綜合采取多種技術(shù)措施,才能更好的解決這個問題。
參考文獻(xiàn):
[1]翟秀靜.新能源技術(shù)[M].北京: 化學(xué)工業(yè)出版社.2010.
[2] 戴彥德,任東明. 從我國社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展所面臨的能源問看可再生能源發(fā)展的地位和作用[J]可再生能源,2009 (2): 42-43.
關(guān)鍵詞:夏熱冬暖 綠色建筑 法規(guī)配套
中圖分類號:TU198文獻(xiàn)標(biāo)識碼: A
夏熱冬暖地區(qū)位十中國東南地區(qū),北回歸線左右,春天潮濕,夏天炎熱多季風(fēng),冬季很短。沿海地帶多熱帶風(fēng)暴和臺風(fēng),夏季多大風(fēng)暴雨天氣,但很少有氣候極端惡劣的現(xiàn)象。太陽高度角大因此輻射強烈。經(jīng)常與濕熱、瘴氣、強光、多雨聯(lián)系起來。基于此,夏熱冬暖地區(qū)在進(jìn)行綠色建筑技術(shù)的應(yīng)用時,需要從當(dāng)?shù)貙嶋H的氣候特征出發(fā),從技術(shù)應(yīng)用和法規(guī)配套等方面進(jìn)行綜合建設(shè),才能有效的促進(jìn)綠色建筑的應(yīng)用和效益的充分發(fā)揮。
一、夏熱冬暖地區(qū)綠色建筑應(yīng)用現(xiàn)狀分析
夏熱冬暖地區(qū)從建筑的數(shù)量和規(guī)模的角度來看都領(lǐng)先于其他地區(qū),然而在相關(guān)的技術(shù)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)不夠完善的背景下,很多建筑項目仍然處于自由發(fā)展的狀態(tài)。雖然在夏熱冬暖地區(qū)已經(jīng)實施了綠色建筑的相關(guān)非規(guī)范,但是對于工程師來說,卻存在著無從下手的現(xiàn)象。國內(nèi)外關(guān)于綠色建筑技術(shù)的研究文獻(xiàn)雖然數(shù)量較多,但是由于沒有形成完善的法規(guī)配套理論,因此無法在實際的施工過程中給予施工人員科學(xué)的指導(dǎo)。另外,有些基本的技術(shù)在建筑規(guī)劃中并沒有受到足夠的重視,建筑企業(yè)將更多的精力放在了如何提高經(jīng)濟(jì)效益,卻忽略了綠色建筑的重要意義。
夏熱冬暖地區(qū)在綠色建筑的應(yīng)用方面,通常是由施工人員和專項技術(shù)人員所開展的,雖然在應(yīng)用的過程中取得了一定的效益,但是從整體來看,存在著一些問題,如沒有形成科學(xué)的了綠色建筑體系系統(tǒng)、缺乏系統(tǒng)性的地域指導(dǎo)等等。當(dāng)建筑設(shè)計人員面對綠色建筑的研究成果時,往往無法將其科學(xué)的運用到設(shè)計工作中,使得綠色建筑成為了一種流于形式的技術(shù)堆積,綠色建筑技術(shù)與其他技術(shù)之間也無法到有效的協(xié)調(diào)。針對這一現(xiàn)狀,有必要對綠色建筑應(yīng)用和法規(guī)配套的相關(guān)問題進(jìn)行分析,從而為綠色建筑的應(yīng)用提供更多理論指導(dǎo)。
二、夏熱冬暖地區(qū)綠色建筑設(shè)計的要點
1.夏熱冬暖地區(qū)綠色節(jié)能建筑技術(shù)的關(guān)鍵,在于對室內(nèi)環(huán)境的改善,夏季環(huán)境以防熱和保證自然通風(fēng)為主要目標(biāo),以此減少空調(diào)的使用。這與夏熱冬冷地區(qū)有著一定的差異,基本不需要考慮到冬季保暖的問題。
2.在建筑設(shè)計中,對于建筑物的總體規(guī)劃和單體的構(gòu)件處理都傾向于開放和通透,這樣能夠使室內(nèi)外達(dá)到有效的透風(fēng)。夏熱冬暖地區(qū)常年溫度都偏高,而且太陽輻射較大,所以在建筑設(shè)計時需要考慮這樣的問題,通過預(yù)防西曬能夠更多額節(jié)約能源。另外,通過架空、風(fēng)井等建筑設(shè)施的使用,能夠有效的預(yù)防潮濕、洪水等自然災(zāi)害。
3.在夏熱冬暖地區(qū)進(jìn)行綠色建筑設(shè)計時,應(yīng)當(dāng)考慮以下兩個節(jié)能目標(biāo):圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù)和熱惰性指標(biāo),以及外窗的遮陽設(shè)計和遮陽系數(shù)限制。前者對建筑物室內(nèi)的溫度舒適性有著重要的影響,后者則關(guān)系著進(jìn)入到室內(nèi)的太陽輻射的多少,對于調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度有著密切的關(guān)系。
4.在建筑材料和設(shè)備的選擇方面,要從本地區(qū)的氣候特點和自然環(huán)境出發(fā),對不同施工技術(shù)對于能源的消耗情況進(jìn)行充分的考慮??紤]到本地區(qū)的特點,要科學(xué)的選擇節(jié)能材料,如保溫隔熱材料、門窗等,如果選擇不當(dāng),不僅會造成能源消耗的增加,也無法達(dá)到理想的設(shè)計效果。另外,考慮到對熱帶風(fēng)暴、臺風(fēng)等自然災(zāi)害的預(yù)防,在外墻材料的選擇方面也要格外注意,注重墻體的防裂。
三、夏熱冬暖地區(qū)綠色建筑技術(shù)的法規(guī)配套研究
我國在上世紀(jì)80年代初期,對于綠色建筑節(jié)能開始制定相應(yīng)的配套技術(shù)規(guī)范與法規(guī)。在可持續(xù)發(fā)展觀的指導(dǎo)下,綠色建筑的相關(guān)規(guī)范不斷的更新與完善,在2003年開展了一系列的能源戰(zhàn)略,將建筑節(jié)能規(guī)劃為重點節(jié)能項目,2004年對于節(jié)能的目標(biāo)和發(fā)展的重點內(nèi)容進(jìn)行規(guī)劃,并且將綠色建筑節(jié)能作為一項重要的能源問題,寫入到我國能源發(fā)展戰(zhàn)略的綱要中,2006年的經(jīng)濟(jì)會議對于節(jié)能工作的開展進(jìn)行了進(jìn)一步的明確。綠色建筑節(jié)能在政策法規(guī)的地位日漸重要,相關(guān)的法規(guī)建設(shè)也需要不斷的更新與完善,才能為綠色建筑節(jié)能的發(fā)展提供更全面的依據(jù)。
對于節(jié)能政策的研究并不是局限于政策本身,而是要通過相關(guān)政策的分析和研究,將其更好的應(yīng)用到實踐中,指導(dǎo)我國綠色建筑設(shè)計節(jié)能的持續(xù)發(fā)展,從而促進(jìn)國家節(jié)能目標(biāo)的實現(xiàn)。具體的說,可以從以下兩個方面考慮:第一,不用層級的節(jié)能政策與節(jié)能技術(shù)的相關(guān)度之間也存在著一定的差異。在我國的基本法律、行政及地方法規(guī)和規(guī)劃政策中,關(guān)于節(jié)能就技術(shù)就有著不同的規(guī)定,在基本法律中明確了節(jié)能技術(shù)的大方向,而在行政及地方法規(guī)中對于具體的綠色建筑節(jié)能技術(shù)以及其所屬的范圍和具體的實施標(biāo)準(zhǔn)做出了明確規(guī)定,而規(guī)劃政策往往帶有一定的地域性,能夠保證綠色而建筑節(jié)能技術(shù)與當(dāng)?shù)氐膶嶋H情況相結(jié)合。第二,單項技術(shù)的發(fā)展統(tǒng)計與技術(shù)儲備的統(tǒng)計結(jié)果之間存在著一定的距離,如太陽能熱水技術(shù)已經(jīng)成為綠色建筑節(jié)能中具有代表性的技術(shù)之一,而且其中種類繁多,應(yīng)用范圍廣泛,但是與之相關(guān)的政策法規(guī)中的規(guī)范卻滯后于太陽能技術(shù)實際的發(fā)展速度,對于太陽能技術(shù)的新興與發(fā)展缺乏足夠的關(guān)注,這也將成為制約我國綠色建筑節(jié)能發(fā)展的一大瓶頸。
四、夏熱冬暖地區(qū)綠色建筑技術(shù)的發(fā)展趨勢
1.太陽熱能技術(shù)
太陽熱能技術(shù)具有很大的發(fā)展?jié)摿Γ湓谑褂玫呐浼退康臉?biāo)準(zhǔn)化設(shè)計方面都有著十分科學(xué)的規(guī)劃,同時也能夠?qū)⑻栕贤庹丈滢D(zhuǎn)化為有效的能源。當(dāng)前太陽熱能技術(shù)中應(yīng)用的大多為真空集熱管,隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,真空熱水箱將逐漸取代集熱管,并且實現(xiàn)智能化控制。
2.制冷技術(shù)
當(dāng)前國內(nèi)使用的制冷技術(shù)主要包括水源制冷、空氣源制冷等集中基本的制冷技術(shù),國外廣泛應(yīng)用的蒸發(fā)冷卻系統(tǒng)為我們提供了借鑒的方向。蒸發(fā)冷卻系統(tǒng)主要利用的是蒸汽狀態(tài)下的分子比液態(tài)分子包含更多能量的基本理論,包括直接蒸發(fā)冷卻和間接蒸發(fā)冷卻兩種。直接蒸發(fā)冷卻是將進(jìn)入到室內(nèi)的空氣通過潮濕媒介的作用將其冷卻,或者使空氣流經(jīng)噴水裝置之后再進(jìn)入到室內(nèi);間接蒸發(fā)冷卻則是將排除的氣體進(jìn)行降溫之后,再將該氣體通過換熱器進(jìn)行冷卻成為新風(fēng)。
3.生物能技術(shù)
生物質(zhì)能是地球上生物圈內(nèi)所有生物的總和,它可以通過光合作用不斷再生。生物質(zhì)能的轉(zhuǎn)換有兩種類型:栽種的短期輪作物和來自垃圾的生物質(zhì)能。生物質(zhì)能的來源多種多樣,例如有快速生長的灌術(shù)、工業(yè)廢料、液態(tài)和固態(tài)的動物糞便等等。有二種主要系統(tǒng)能將生物質(zhì)能轉(zhuǎn)換成能源:直接燃燒、有機(jī)垃圾厭氧消化產(chǎn)生沼氣和垃圾填埋氣的轉(zhuǎn)化。國內(nèi)尚沒有對生活垃圾處理的成熟機(jī)制,對垃圾焚化處理技術(shù)潛力巨大。
結(jié)束語:
隨著我國建筑市場的不斷發(fā)展,綠色建筑節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用也將日益廣泛,在實際的應(yīng)用和施工過程中,應(yīng)當(dāng)根據(jù)不同地區(qū)的氣候特點,因地制宜,從而促進(jìn)綠色建筑發(fā)揮最大的技能效益。與此同時,要注重相關(guān)政策和法規(guī)的不斷更新與完善,使其與當(dāng)前的綠色建筑發(fā)展和應(yīng)用的現(xiàn)狀相匹配,才能充分發(fā)揮節(jié)能政策的指導(dǎo)作用,促進(jìn)綠色建筑節(jié)能技術(shù)的持續(xù)發(fā)展。
參考文獻(xiàn):
[1]熊小萌.中國夏熱冬冷地區(qū)綠色建筑技術(shù)應(yīng)用問題研究[D].華中科技大學(xué),2006.
[2]李楠.夏熱冬暖地區(qū)綠色建筑技術(shù)應(yīng)用和法規(guī)配套分析[D].華南理工大學(xué),2012.
[3]盛寶柱.建設(shè)綠色建筑技術(shù)體系探析[J].基建優(yōu)化,2006.
[4]賈小艾.夏熱冬冷地區(qū)綠色辦公建筑適宜性技術(shù)評估[D].華東交通大學(xué),2012.
[5]程志軍,葉凌,陳樂端.我國夏熱冬冷地區(qū)綠色建筑發(fā)展及技術(shù)應(yīng)用[J].施工技術(shù),2012.
關(guān)鍵詞:可再生能源;建筑節(jié)能;太陽能;風(fēng)能
可再生能源指不隨其自身轉(zhuǎn)化或人類開發(fā)利用而衰竭,可連續(xù)再生、永續(xù)利用的清潔能源,是滿足人類社會可持續(xù)發(fā)展需要的最終能源選擇??稍偕茉粗饕柑柲?、水能、風(fēng)能、生物質(zhì)能、地?zé)崮?、海洋能和氫能等非化石能源。本文著重討論可再生能源中與建筑節(jié)能較為相關(guān)的太陽能、風(fēng)能和地?zé)崮?。我國目前處于建設(shè)鼎盛期,每年建成的房屋面積達(dá) 16~20 億 m2,超過所有發(fā)達(dá)國家年建成建筑面積的總和,而 97%以上是高耗能建筑。建筑節(jié)能已經(jīng)成為我國節(jié)能的重要方面,如果現(xiàn)在不開始注重建筑節(jié)能,將直接加劇能源危機(jī)。
把可再生能源應(yīng)用到建筑節(jié)能中,既減少了一次能源的消耗,又降低了對環(huán)境的破壞作用,是開源與節(jié)流的并用,是解決建筑能源問題的重大抉擇。本文把節(jié)約能源作為建筑設(shè)計的主題,深入探討了太陽能、風(fēng)能和地?zé)崮艿仍诮ㄖ?jié)能設(shè)計中的應(yīng)用策略。
1 保溫絕熱策略
由于采暖和空調(diào)耗能在建筑消耗能源中所占比例相當(dāng)大,降低這一部分能源消耗尤為重要。建筑物的護(hù)結(jié)構(gòu)直接和外界接觸,是室內(nèi)熱量向外散失的主要途徑,因此首先應(yīng)提高建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫隔熱性能。
① 外墻主體材料可用加氣混凝土、粘土空心磚、混凝土空心砌塊等保溫性能好的材料。
② 在外墻及屋頂?shù)茸o(hù)結(jié)構(gòu)散熱量較大之處還應(yīng)盡量輔助采用巖棉制品、聚苯乙烯泡沫塑料、水泥聚苯板等保溫材料以進(jìn)一步增加建筑保溫性能。
③ 為西向、東向的窗戶安裝活動外遮陽裝置,減少太陽輻射透過窗戶形成空調(diào)負(fù)荷。也可以采用鍍膜玻璃,反射掉一大部分曬到玻璃上的太陽光。
④盡量選擇布質(zhì)厚密、隔熱保暖效果好的窗簾。
⑤安裝密閉保溫效果好的防盜門,在外門窗口加裝毛刷密封條。
⑥ 選用高能效的節(jié)能空調(diào)器,選擇合理的安裝方位,避免設(shè)在陽光直射的地方。
⑦ 在密封性好的建筑物中提倡使用無動力換氣扇來改善室內(nèi)空氣質(zhì)量,節(jié)約能源。
2 太陽能利用
應(yīng)當(dāng)了解建筑所在區(qū)域的太陽輻射量,得到周邊建筑可能的遮擋情況,將這些數(shù)據(jù)作為被動式太陽能建筑設(shè)計的基礎(chǔ)。通常采光面或收集器應(yīng)盡量朝南,還要具體情況具體分析,例如早上需要采暖而傍晚和晚上不需要采暖的建筑,南偏東的朝向較好;在有晨霧和多云的地區(qū),以及主要在晚間使用的建筑,可以采用南偏西的朝向。而開窗面積應(yīng)當(dāng)根據(jù)采暖和制冷季節(jié)建筑的熱平衡性能決定。
建筑的平面布置應(yīng)當(dāng)按功能分區(qū),例如餐廳可以布置在東南側(cè),起居室布置在南側(cè),臥室布置在西南,儲藏、交通等放在北側(cè)作為緩沖空間。在建筑的體形設(shè)計上,開間大、進(jìn)深小的陽光間性能最好,開間小進(jìn)深小的次之,而開間和進(jìn)深都很大的陽光間性能最差,平均溫度較低。
3 風(fēng)能利用
在建筑設(shè)計中采用風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng),需要了解建筑所在區(qū)域的風(fēng)力資源情況,同時還要考慮設(shè)備噪音問題是否會給周圍社區(qū)帶來影響。噪音是限制風(fēng)力發(fā)電機(jī)在城市發(fā)展的重要因素之一,幸運的是,目前已經(jīng)有“靜音”型產(chǎn)品問世。
由于風(fēng)輪機(jī)的輸出功率與風(fēng)速的立方成正比,因而風(fēng)力發(fā)電機(jī)常被安裝在屋頂上,在建筑設(shè)計中必須考慮風(fēng)輪機(jī)產(chǎn)品如何與建筑造型、風(fēng)格相協(xié)調(diào)。在風(fēng)塔造型設(shè)計時,可以利用橫軸或縱軸、葉片數(shù)量與翼展的變化,設(shè)計出造型優(yōu)美、雕塑般的風(fēng)力發(fā)電設(shè)施。
要想獲得良好的自然通風(fēng)效果,需要在初期設(shè)計階段搜集詳細(xì)的氣象統(tǒng)計數(shù)據(jù),并掌握場地局部環(huán)境情況。場地風(fēng)速頻率、平均風(fēng)速、風(fēng)向分布、無風(fēng)日數(shù),以及場地周邊建筑、植物分布情況都對通風(fēng)策略的制定有重要影響。
用能調(diào)節(jié)與運行管理等,為我國建筑領(lǐng)域的可持續(xù)發(fā)展提供參考。
[關(guān)鍵詞] 建筑節(jié)能;趨勢分析;模式
1 引言
大量化石能源消耗帶來的資源枯竭和環(huán)境問題已不斷為人類所認(rèn)識,其中大氣中CO2濃度升高帶來的全球氣候變化已成為不爭的事實。在資源條件有限、環(huán)境約束加強、減排壓力增大的前提下,要實現(xiàn)建筑領(lǐng)域的可持續(xù)發(fā)展,必須突破傳統(tǒng)發(fā)展模式,而建筑節(jié)能、提高能效是我國節(jié)能減排道路的最佳選擇。
2 建筑節(jié)能發(fā)展趨勢分析
歷史上,為了滿足人類的不同需要,建筑的發(fā)展和變革大致經(jīng)歷了四個階段:掩蔽場所―――健康建筑―――節(jié)能建筑―――綠色建筑。第一階段的建筑要求是掩蔽場所,建筑材料取自于自然,最后又回歸于自然,完全與自然和諧共存。第二階段是健康建筑。健康建筑要求室內(nèi)通風(fēng),把一般的封閉建筑改造成更利于人類居住的健康建筑,但是付出了高能耗的代價。第三階段是節(jié)能建筑。為了減少建筑物能源消耗,同時改善室內(nèi)空氣品質(zhì)、創(chuàng)造健康舒適環(huán)境,許多國家提出了節(jié)能建筑的要求并衍生出多樣化的節(jié)能技術(shù)。第四階段是綠色建筑。綠色建筑的實質(zhì)是為人們提供健康、舒適、安全的居住、工作和活動的空間,在建筑全壽命周期中實現(xiàn)高效率的利用資源、最低限度地影響環(huán)境,其主要特征是高能效的建筑能源系統(tǒng)、大量利用可再生能源技術(shù)、親近自然和保護(hù)環(huán)境[2]??梢钥闯觯S著人類建設(shè)活動進(jìn)入理性階段,建筑的發(fā)展不僅在建筑功能和美觀上不斷探索,環(huán)境保護(hù)與節(jié)能減排的意識也與日俱增,使之成為節(jié)能減排的重要載體,建筑節(jié)能受到高度重視。目前我國建筑節(jié)能的發(fā)展已經(jīng)實現(xiàn)了從新建建筑節(jié)能向既有建筑節(jié)能的覆蓋,從常規(guī)化石能源向可再生能源應(yīng)用的拓展,從城市節(jié)能向農(nóng)村節(jié)能的延伸,實現(xiàn)了節(jié)能目標(biāo)和節(jié)能模式的雙跨越。在這樣的背景下,建筑節(jié)能逐漸呈現(xiàn)出一定的發(fā)展趨勢。
2.1 從建筑單體節(jié)能向區(qū)域能源規(guī)劃和城市節(jié)能減排橫向發(fā)展的趨勢建筑節(jié)能的發(fā)展,或者說對建筑能源系統(tǒng)的認(rèn)識,遵循著由小到大、由點到面的過程。建筑節(jié)能起步階段,注重單體建筑的節(jié)能技術(shù)應(yīng)用,以及單獨節(jié)能技術(shù)在建筑上的應(yīng)用,通過技術(shù)彌補的方式抵消建筑所產(chǎn)生的能耗,從而達(dá)到節(jié)能減排的效果。隨著理念的變化和技術(shù)的進(jìn)步,建筑節(jié)能逐漸發(fā)展到區(qū)域內(nèi)建筑能源系統(tǒng)的合理用能規(guī)劃,乃至城市的能源資源優(yōu)化配置和節(jié)能減排。
2.2 從重視建設(shè)使用節(jié)能向重視建筑節(jié)能規(guī)劃設(shè)計和優(yōu)化運行管理縱向發(fā)展的趨勢成熟的建筑節(jié)能機(jī)制是在建筑的全生命周期內(nèi),將建筑節(jié)能的理念貫穿到規(guī)劃、設(shè)計、施工、運行維護(hù)等各個環(huán)節(jié)并融合進(jìn)來,包括從單種節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用逐步發(fā)展到多種節(jié)能技術(shù)的集成優(yōu)化,高效的建筑能源運行系統(tǒng)和管理模式,節(jié)能的生活方式等。
2.3 從建筑節(jié)能定性化向建筑節(jié)能定量化發(fā)展的趨勢建筑遵照標(biāo)準(zhǔn)體系進(jìn)行設(shè)計和施工,形成了節(jié)能潛力。將節(jié)能潛力轉(zhuǎn)化為節(jié)約能量,需要一定的制度和措施來支撐。隨著建筑節(jié)能的不斷發(fā)展和完善,逐步建立了建筑能耗信息統(tǒng)計、建筑能效測評標(biāo)識、大型公共建筑和可再生能源建筑應(yīng)用監(jiān)測體系等制度,為建筑節(jié)能從定性化向定量化發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。
3 建筑領(lǐng)域節(jié)能發(fā)展模式探索就建筑能源系統(tǒng)而言,通過規(guī)劃階段對城市資源能
源進(jìn)行合理的規(guī)劃和配置,使用最少的能源消耗來滿足城市能源系統(tǒng)的需求,可以在多個層面上應(yīng)用節(jié)能技術(shù),如城市尺度、區(qū)域尺度或是建筑尺度等。
3.1 城市層面
3.1.1 合理規(guī)劃能源利用,提高建筑能源系統(tǒng)效率分布式能源將是未來城市能源系統(tǒng)的發(fā)展趨勢,未來城市能源系統(tǒng)可能將會是一種城市尺度分散―――區(qū)域多源集中―― ―終端用能系統(tǒng)的模式。多種能源技術(shù)的應(yīng)用促進(jìn)了建筑能源供給來源的多樣化,但是由于不同能源種類攜帶能量的形式各不相同,存在的方式和使用條件也各不相同,基于目前的建筑節(jié)能技術(shù)水平,需要合理規(guī)劃能源利用模式,提高建筑能源系統(tǒng)效率。
3.1.2 調(diào)整能源結(jié)構(gòu),提高可再生能源應(yīng)用比例我國的能源利用目前仍然建立在以煤炭、石油和天然氣等化石能源為主導(dǎo)系統(tǒng)之上,其他形式的非化石能源如核能、風(fēng)能、太陽能、水能、地?zé)崮艿葻o碳能源,規(guī)?;瘧?yīng)用較少。從保證能源安全和保護(hù)氣候環(huán)境的角度來看,發(fā)展非化石能源,提高可再生能源的應(yīng)用比例,是促進(jìn)能源供應(yīng)多樣化,減少對煤炭消費、降低對石油依賴度的選擇
之一。
3.2 建筑層面
3.2.1 改善圍護(hù)結(jié)構(gòu)性能,降低建筑能源需求通過建筑墻體保溫技術(shù)(外墻保溫技術(shù)、內(nèi)墻保溫技術(shù)和自保溫墻體技術(shù)等)、屋頂保溫隔熱技術(shù)(正置式/倒置式保溫屋面、通風(fēng)屋面、綠化屋面、蓄水屋面、遮陽屋面等)、門窗保溫技術(shù)(斷熱橋鋁合金窗、Low-E 玻璃窗等)、自然通風(fēng)和遮陽技術(shù)等,多方位降低建筑能源需求,減少建筑能源消耗水平。
3.2.2 加大可再生能源在建筑中的應(yīng)用水平可再生能源包括水能、生物質(zhì)能、風(fēng)能、太陽能、地?zé)崮芎秃Q竽艿?,資源潛力大,環(huán)境污染低,可持續(xù)利用率高,是有利于人與自然和諧發(fā)展的重要能源,也是非化石能源的重要來源??稍偕茉吹拈_發(fā)利用受到世界各國的高度重視,建筑是可再生能源應(yīng)用的重要領(lǐng)域,我國的太陽能、淺層地?zé)崮艿荣Y源十分豐富,在建筑中應(yīng)用的前景十分廣闊。我國可再生能源在建筑中的應(yīng)用形式主要包括兩大類,一是太陽能在建筑中的應(yīng)用,如太陽能熱水系統(tǒng)、太陽能光伏建筑一體化(BIPV)、太陽能采暖系統(tǒng)等[8],
二是以低品位能源為熱源的熱泵技術(shù),如水源熱泵技術(shù)、土壤源熱泵技術(shù)等。通過提升可再生能源建筑應(yīng)用技術(shù)水平,豐富可再生能源在建筑中的應(yīng)用類型,加大可再生能源在建筑中的應(yīng)用規(guī)模,對減少化石能源消耗和溫室氣體排放十分重要。
3.2.3 用能調(diào)節(jié)與運行管理節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用解決了建筑節(jié)能的技術(shù)集成與優(yōu)化配置問題。在建筑節(jié)能領(lǐng)域,對于建筑能源系統(tǒng)的節(jié)能潛力,合理的用能調(diào)節(jié)與適宜的運行管理仍不可忽視。建筑能源系統(tǒng)的調(diào)試運行和數(shù)據(jù)挖掘分析,對于反饋指導(dǎo)建筑能源系統(tǒng)的設(shè)計和運行管理具有積極意義。
[參考文獻(xiàn)]
[1]丁一匯,任國玉,石廣玉,等.氣候變化國家評估報告(I):中國氣候變化的歷史和未來趨勢[J].氣候變化研究進(jìn)展,2006,2(1):3-8.
【關(guān)鍵詞】 建筑能耗 節(jié)能 湖北省
建筑是國家經(jīng)濟(jì)社會的重要領(lǐng)域,它與國民經(jīng)濟(jì)和人民生活息息相關(guān)。建筑也是耗能較大的一個部門,在當(dāng)前國家實施可持續(xù)發(fā)展的大背景下,建筑節(jié)能減排顯得尤為迫切。作為中部大省的湖北省,正在開展建設(shè)兩型社會的偉大實踐,如何在建筑領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)節(jié)能減排是湖北省面臨的重要課題。
一、湖北省建筑能耗現(xiàn)狀
1、建筑能耗分類和統(tǒng)計方法
與建筑相關(guān)的能源消耗包括建筑材料生產(chǎn)用能、建筑材料運輸用能、房屋建造和維修過程中的用能以及建筑使用過程中的建筑運行能耗,本文中的建筑能耗指建筑運行能耗。人們的生產(chǎn)、生活等活動多發(fā)生在建筑里,建筑能耗是指采暖、空調(diào)、照明、炊事、辦公等伴隨著建筑運行使用的能耗,是社會終端消費的概念。另外,建筑可分為生產(chǎn)用建筑(工業(yè)建筑)和非生產(chǎn)用建筑(民用建筑)。由于工業(yè)建筑的能耗在很大程度上與生產(chǎn)要求有關(guān),并且一般都統(tǒng)計在生產(chǎn)用能中,因此,本文提及的建筑能耗均為民用建筑運行能耗。
湖北地處長江流域,與北方集中采暖方式不同的是,湖北主要是分散的采暖方式,單獨統(tǒng)計采暖能耗具有復(fù)雜性和不準(zhǔn)確性,因此,和一般將建筑能耗分為采暖能耗、農(nóng)村居民生活能耗、城鎮(zhèn)居民除采暖外生活能耗、公共建筑除采暖外建筑能耗四部分不同,本文不單獨統(tǒng)計采暖能耗,將湖北民用建筑能耗分為三類:第一,農(nóng)村居民建筑能耗:包括采暖、炊事、照明、家電等。農(nóng)村秸稈、薪柴等非商品能源消耗量很大,目前尚無統(tǒng)計渠道對這些非商品能源消耗進(jìn)行統(tǒng)計;第二,城鎮(zhèn)居民住宅建筑能耗:包括采暖、照明、家電、空調(diào)、炊事等城鎮(zhèn)居民生活能耗;第三,公共建筑能耗:公共建筑指非住宅類民用建筑,即辦公樓、學(xué)校、商店、旅館、文化體育設(shè)施、交通樞紐、醫(yī)院等。公共建筑能耗主要是指公共建筑的運行使用能耗,包括采暖、照明能耗、空調(diào)與通風(fēng)能耗、生活熱水供應(yīng)、辦公設(shè)備、建筑其他設(shè)施能耗(如電梯,給排水設(shè)備等)和其他用于特殊功能的能耗(例如廚房,信息中心等)。
本文選用建筑能耗宏觀統(tǒng)計模型,該模型采用中國能源統(tǒng)計年鑒各地區(qū)實物平衡表,利用2008年能源統(tǒng)計年鑒各種能源實物轉(zhuǎn)化標(biāo)準(zhǔn)煤的系數(shù),將實物平衡表轉(zhuǎn)化為以標(biāo)準(zhǔn)煤為單位的平衡表。農(nóng)村居民建筑能耗等于平衡表中農(nóng)村居民能源消耗總量減去農(nóng)村居民交通能耗,城鎮(zhèn)居民住宅建筑能耗指城鎮(zhèn)居民能耗總量減去城鎮(zhèn)居民交通能耗的部分,公共建筑能耗用交通運輸、倉儲、郵政、批發(fā)、零售、住宿、餐飲和其他幾個部分能耗總量除去其中用于交通能源消費后加總得到。工業(yè)(建筑業(yè))、服務(wù)業(yè)消費95%的汽油、35%的柴油以及居民生活和農(nóng)業(yè)消費的全部汽油、95%的柴油統(tǒng)計為交通能耗。
2、湖北省建筑能耗狀況
本文利用1996―2009年中國能源統(tǒng)計年鑒數(shù)據(jù),對湖北省1995―2008年建筑能耗進(jìn)行估算,具體結(jié)果見表1、圖1、圖2、圖3、圖4。
湖北建筑總能耗從1995年的814.72萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤增長到2008年1814.95萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤,年增長率為6.4%。1995―2001年建筑總能耗變化很小,到2002年有一個大的增加,建筑總能耗占終端能源消費總量比甚至達(dá)到24%,2004―2008年,增速明顯加快。1995―2008年間,在各類建筑能耗占總能耗比值上,公共建筑能耗占42%,城鎮(zhèn)居民建筑能耗占31%,農(nóng)村居民建筑能耗占27%。
2008年湖北省城鎮(zhèn)居民建筑能耗總量為460.47萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤,從1995年開始,年增長率為3.1%。城鎮(zhèn)居民建筑能耗總量增加的主要原因首先是城鎮(zhèn)人口不斷增加,其次是城鎮(zhèn)住宅面積也有很大增長,再次是隨著湖北經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民收入的增加,湖北城鎮(zhèn)居民的各種家用電器數(shù)量正在逐年增長,建筑設(shè)備形式、室內(nèi)環(huán)境的營造方式和用能模式也正在悄然與發(fā)達(dá)國家“接軌”,家用耗能設(shè)備的使用范圍和使用時間都在增長,這將不可避免地帶來城鎮(zhèn)住宅能耗的增長。
2008年,湖北省公共建筑能耗總量為1008.29萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤,年增長率為9.6%。公共建筑能耗的絕對數(shù)量較大是湖北省建筑能耗較大的重要原因,公共建筑能耗近年來的快速增長是湖北省建筑能耗近年來較快增長的主要原因之一。因此,提高公共建筑能源效率,遏制公共建筑能耗的快速增長是湖北省建筑節(jié)能減排的重點和關(guān)鍵。
2008年湖北農(nóng)村居民建筑能耗為346.19萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤,年增長率為4.4%。近年來隨著農(nóng)民生活水平的提高,農(nóng)村住宅建設(shè)進(jìn)入高峰,家用電器的下鄉(xiāng)和普及,農(nóng)民的能源消費結(jié)構(gòu)發(fā)生巨大的變化,農(nóng)民能源消費由以前秸稈等非商品性生物質(zhì)能源為主到逐步加大對煤油氣等商品性能源的使用,而且這種趨勢越來越明顯??紤]到農(nóng)村住房面積很大以及農(nóng)村能源結(jié)構(gòu)的變化,農(nóng)村建筑能耗上升的空間很大,因此,農(nóng)村建筑能耗是個不容忽視的環(huán)節(jié)。
從建筑消費的各類能源占建筑總能耗的百分比來看,湖北省煤占到39%,油品占到28%,液化石油氣占到6%,天然氣占到7%,電力占到17%。由此可見,湖北省建筑能耗中,碳排放系數(shù)大的能源占比排在前列,這就加大了建筑節(jié)能減排的壓力,同時也說明湖北省建筑節(jié)能具有很大的潛力。
二、湖北省建筑節(jié)能存在的問題
近年來,隨著湖北省經(jīng)濟(jì)社會的發(fā)展、人民生活水平的提高以及第三產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展,湖北省建筑能耗無論在絕對數(shù)量還是在相對增長速度上都在一個較高的位置,這給湖北省建筑節(jié)能減排帶來很大的壓力。具體來說,湖北省建筑能耗存在以下問題。
1、湖北省公共建筑節(jié)能存在巨大壓力
近年來,湖北省公共建筑能耗在總能耗所占比重不斷加大,尤其是大型公共建筑的能耗問題。2007年,公共建筑能耗占全部建筑能耗的一半以上,這反映了公共建筑節(jié)能在整個建筑節(jié)能中具有舉足輕重的地位。公共建筑能耗總量和單位面積能耗的絕對指標(biāo)處于一個較高水平,這很大程度上反映已有公共建筑能耗節(jié)能改造的薄弱,而建筑能耗和單位面積能耗較高年增長率的事實很大程度上反映了新建公共建筑能耗控制力度不夠是公共建筑能耗不斷上升的重要原因。這些都給湖北省建筑節(jié)能帶來了巨大壓力。
2、城鎮(zhèn)住宅建筑節(jié)能力度不足
各項建筑能耗總量指標(biāo)和各項建筑單位面積能耗等絕對指標(biāo)的大小,能在很大程度上反映既有建筑對現(xiàn)在建筑能耗的影響程度。而建筑能耗和單位面積能耗的增長率等相對指標(biāo)的大小,很大程度上反映了新建建筑節(jié)能設(shè)計、技術(shù)應(yīng)用情況和效果。當(dāng)然這些絕對指標(biāo)和相對指標(biāo)的大小還反映了人民生活水平提高和第三產(chǎn)業(yè)發(fā)展等對更多能源消耗的需求。湖北省城鎮(zhèn)住宅能耗和單位面積能耗在30個省市的比較中都處于較高的位置,在一定程度上反映了湖北省已有建筑節(jié)能改造不足的事實。而湖北省建筑能耗和城鎮(zhèn)住宅單位面積能耗的較高增長率在一定程度上反映了湖北省新建建筑節(jié)能控制力度和建筑節(jié)能技術(shù)應(yīng)用的不足。
3、農(nóng)村建筑能耗的持續(xù)上升給建筑節(jié)能帶來的壓力
一直以來,農(nóng)村住宅建筑節(jié)能是建筑節(jié)能的薄弱環(huán)節(jié),往往被忽略??紤]到農(nóng)村住宅面積占總建筑面積60%左右以及農(nóng)民生活水平提高對能耗加大的需求,農(nóng)村建筑能耗不容忽視。盡管當(dāng)前湖北農(nóng)村能耗總量和單位面積能耗不高,但是農(nóng)村秸稈、柴木等非商品能源的使用部分地掩蓋了農(nóng)村能耗的數(shù)量。在能源結(jié)構(gòu)上,農(nóng)村住宅面臨一個從非商品性能源向商品性能源的轉(zhuǎn)變,這給建筑節(jié)能帶來了極大的壓力;在能源利用效率上,農(nóng)村建筑節(jié)能技術(shù)的落后,非商品性能源大量低效率的使用,排放大量二氧化碳,農(nóng)村建筑能耗的監(jiān)測和節(jié)能控制也極為薄弱。這些都給農(nóng)村建筑節(jié)能帶來很大挑戰(zhàn)。
4、建筑能耗能源結(jié)構(gòu)不合理,總體碳排放系數(shù)較大
在建筑消耗的能源類型中,碳排放系數(shù)較高的煤和石油所占比重較大,兩者加起來占到建筑能耗比重的67%之多,這給湖北省短期建筑節(jié)能帶來巨大的壓力,同時也是湖北省長期節(jié)能減排的很大潛力。
三、湖北省建筑節(jié)能減排的對策建議
目前湖北處于建設(shè)快速發(fā)展期,今后一段時間內(nèi)湖北仍處在建設(shè)的高峰期,建筑能耗仍將快速上漲,所以實現(xiàn)建筑節(jié)能減排是湖北省實施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的內(nèi)在要求,也是建筑發(fā)展的內(nèi)在需要。建設(shè)部《關(guān)于發(fā)展節(jié)能省地型住宅和公共建筑的指導(dǎo)意見》明確提出了節(jié)能目標(biāo):到2020年,北方沿海經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)和特大城市新建建筑實現(xiàn)節(jié)能65%的目標(biāo),絕大部分既有建筑完成節(jié)能改造;城鄉(xiāng)新增建設(shè)用地占用耕地的增長幅度要在2010年目標(biāo)基礎(chǔ)上再大幅度減少;爭取建筑建造和使用過程的節(jié)水率比2010年再提高10%;新建建筑對不可再生資源的總消耗比2010年再下降20%。到2020年,我國住宅和公共建筑建造和使用的能源資源消耗水平要接近或達(dá)到現(xiàn)階段中等發(fā)達(dá)國家的水平。湖北的建筑節(jié)能減排也應(yīng)服從國家建筑節(jié)能戰(zhàn)略,并能在實現(xiàn)國家目標(biāo)的基礎(chǔ)上有所創(chuàng)新和突破。
建筑運行能耗涉及經(jīng)濟(jì)和人民生活的方方面面,實現(xiàn)建筑節(jié)能減排是個長期的系統(tǒng)工程,必須高度重視,詳細(xì)規(guī)劃。結(jié)合湖北省建筑運行能耗的實際情況,要構(gòu)建“四大體系”,推進(jìn)“五個重點領(lǐng)域”,發(fā)展低碳建筑,實現(xiàn)建筑運行過程中的節(jié)能減排?!八拇篌w系”是指:加強建筑節(jié)能政策法規(guī)建設(shè),完善建筑節(jié)能技術(shù)支撐體系建設(shè),強化建筑節(jié)能政府監(jiān)管體系建設(shè)和擴(kuò)大建筑節(jié)能市場服務(wù)體系建設(shè)?!拔鍌€重點領(lǐng)域”是指:大力推進(jìn)既有建筑節(jié)能改造,加強對新建建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)實施狀況的監(jiān)管,實施大型公共建筑節(jié)能改造,大力推動農(nóng)村建筑節(jié)能以及強化可再生能源建筑應(yīng)用示范。
1、構(gòu)建“四大體系”
(1)加強建筑節(jié)能政策法規(guī)體系建設(shè)。2005年底出臺的《湖北省建筑節(jié)能管理辦法》(下文簡稱《辦法》)標(biāo)志著湖北省建筑節(jié)能法規(guī)建設(shè)邁出了堅實的一步。2009年3月,省人大又通過頒布了《湖北省民用建筑節(jié)能條例》,加上省政府1998年頒布的《湖北省推廣應(yīng)用新型墻體材料管理規(guī)定》、2002年頒布的《湖北省發(fā)展散裝水泥管理辦法》等規(guī)章,湖北省建設(shè)領(lǐng)域節(jié)能法規(guī)基本形成,為推進(jìn)建筑節(jié)能奠定了堅實的基礎(chǔ)。全省將在已有法律法規(guī)基礎(chǔ)上研究制定實施細(xì)則形成省市縣配套、層次分明且目標(biāo)統(tǒng)一、相互銜接的法規(guī)體系。
(2)完善建筑節(jié)能技術(shù)支撐體系建設(shè)。全省建設(shè)系統(tǒng)應(yīng)緊緊圍繞新型建筑結(jié)構(gòu)體系、新型節(jié)能墻體材料、外墻外保溫節(jié)能門窗、建筑物遮陽、既有建筑節(jié)能改造、可再生能源建筑應(yīng)用、節(jié)能設(shè)備及運行、智能控制及能效測評等建筑節(jié)能重大技術(shù)課題繼續(xù)加大研發(fā)力度,加強產(chǎn)學(xué)研、設(shè)計的聯(lián)合,不斷探索科技開發(fā)的新路子,系統(tǒng)編制建筑節(jié)能建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、規(guī)程,不斷完善符合湖北省氣候特點的技術(shù)支撐體系。還將以各類示范工程為載體,加快各類新技術(shù)、新材料的集成應(yīng)用和成熟技術(shù)的推廣,尤其在經(jīng)濟(jì)適用房、廉租房等保障性住房建設(shè)中大力推進(jìn)太陽能等適用節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用。
(3)強化建筑節(jié)能政府監(jiān)管體系建設(shè)。2008年,湖北省政府首次與各地政府簽訂了2008至2010年建筑節(jié)能目標(biāo)責(zé)任書,將部門考核改為政府考核,極大地增強了工作力度。具體來說,應(yīng)加強以下幾方面工作:一是將繼續(xù)保證新建建筑達(dá)到節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)作為各級建設(shè)行政主管部推進(jìn)建筑節(jié)能工作的重點;二是將繼續(xù)加快機(jī)關(guān)辦公建筑和大型公共建筑節(jié)能運行監(jiān)管體系建設(shè)試點示范,建立省市兩級能耗監(jiān)測平臺;三是加強建筑節(jié)能工作考核。
(4)加快建筑節(jié)能市場服務(wù)體系建設(shè)。一是積極培育建筑節(jié)能服務(wù)市場;二是鼓勵發(fā)展與建筑節(jié)能服務(wù)相關(guān)的技術(shù)、融資、信息、人才、管理等方面的中介組織。培育一批能源服務(wù)企業(yè),加快推行適應(yīng)市場要求的節(jié)能產(chǎn)品與技術(shù);三是以機(jī)關(guān)辦公建筑、大型公共建筑節(jié)能改造、新建建筑可再生能源應(yīng)用為突破口,積極開展合同能源管理試點示范。制定激勵政策和措施,建立合同能源管理市場機(jī)制;四是啟動建筑門窗節(jié)能性能標(biāo)識工作,逐步建立以建筑能效測評標(biāo)識為特征的新建建筑市場準(zhǔn)入制度、建筑節(jié)能技術(shù)及產(chǎn)品認(rèn)證制度、進(jìn)入市場企業(yè)資質(zhì)認(rèn)定制度,從而進(jìn)一步規(guī)范市場行為。
2、推進(jìn)“五個重點領(lǐng)域”
(1)對新建建筑,加強建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)實施狀況監(jiān)管。當(dāng)前是湖北省建筑快速發(fā)展的時期,2000年來,湖北省建筑面積以年7%左右的速度增長。對于新建建筑,建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱工性能的高低、用能設(shè)備系統(tǒng)能效的優(yōu)劣直接影響建筑能耗水平。為了進(jìn)一步推進(jìn)長江流域及其周圍夏熱冬冷地區(qū)建筑節(jié)能工作,建設(shè)部組織制定了《夏熱冬冷地區(qū)居住建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》(JGJ134-2001)。2005年4月又出臺了《公共建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》(GB50l89-2005)對新建公共建筑的設(shè)計建造提出了更高的節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)。在國家政策的引導(dǎo)下,湖北應(yīng)逐步提高新建建筑節(jié)能水平。
(2)大力推進(jìn)既有建筑節(jié)能改造。據(jù)不完全數(shù)據(jù)統(tǒng)計,截至2008年底,湖北省8億平方米的城鎮(zhèn)房屋建筑中絕大多數(shù)是非節(jié)能建筑,實施節(jié)能改造任務(wù)繁重。湖北省目前至少有4億平方米的城鎮(zhèn)既有建筑需要進(jìn)行節(jié)能改造,根據(jù)初步測算,至少需耗資600億元人民幣。2008年湖北省地方財政收入為1338億元人民幣,武漢市地方財政收入為376億元人民幣,顯然缺乏支持既有建筑節(jié)能改造的資金。對既有建筑節(jié)能改造主要是解決融資問題,如何將既有建筑的節(jié)能改造由政府引導(dǎo)過渡到市場運作之路上來,并形成市場,形成切實可行的融資渠道,是湖北省推進(jìn)既有建筑節(jié)能改造的關(guān)鍵。
(3)推進(jìn)公共建筑尤其是大型公共建筑的節(jié)能監(jiān)管。湖北省公共建筑能耗總量和年增長率都在一個高位,推進(jìn)公共建筑的節(jié)能監(jiān)管對于全省建筑節(jié)能減排尤為迫切。實際上,湖北省在這個方面已經(jīng)開始采取行動。必須把國家機(jī)關(guān)辦公建筑和大型公共建筑節(jié)能監(jiān)管體系建設(shè)作為推進(jìn)建筑節(jié)能深入開展的重要環(huán)節(jié)。解決大型公共建筑能耗過高的問題主要體現(xiàn)在幾個方面:一是政府辦公樓應(yīng)該率先進(jìn)行建筑節(jié)能改造,因為政府大樓往往起到全社會的示范作用;二是設(shè)計階段必須進(jìn)行能效評估;三是對能耗過高的建筑要向全社會公布,同時進(jìn)行強制性節(jié)能改造;四是擴(kuò)大城市公共建筑能耗在線監(jiān)測范圍,并建立公開披露和獎懲機(jī)制。
(4)強化可再生能源建筑應(yīng)用示范。目前,湖北省已經(jīng)制定了《湖北省可再生能源建筑應(yīng)用示范項目管理辦法》,近年來,湖北省建筑節(jié)能與綠色建筑工作快速推進(jìn),實現(xiàn)了由點到線、由線到面的跨越式發(fā)展,既有建筑改造和可再生能源應(yīng)用示范項目的社會效應(yīng)不斷擴(kuò)大,新建建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行率不斷提高。2005年,總書記親臨綠色建筑示范工程――武漢綠景苑住宅小區(qū)視察并給予充分肯定,推動了全省建筑節(jié)能示范工程的建設(shè)。目前,全省已建立國家級示范工程25個,省級示范工程54個。應(yīng)該說湖北省可再生能源建筑應(yīng)用示范取得了很大成績,今后還要進(jìn)一步強化。在推進(jìn)領(lǐng)域上,由新建建筑的推進(jìn)向既有建筑節(jié)能改造、新農(nóng)村建設(shè)、商業(yè)和福利事業(yè)建設(shè)等方向逐步轉(zhuǎn)化。
(5)推進(jìn)農(nóng)村建筑節(jié)能減排。計算結(jié)果顯示,當(dāng)有30%的農(nóng)村建筑接受改造時,全國農(nóng)村地區(qū)碳減排量達(dá)到1.14億噸,占到農(nóng)村建筑總碳排放量的16.0%;當(dāng)有50%的農(nóng)村建筑接受改造時,全國農(nóng)村地區(qū)碳減排量可以達(dá)到1.9億噸,占到農(nóng)村建筑總碳排放量的26.8%。由此可見,農(nóng)村建筑的節(jié)能減排潛力巨大。湖北農(nóng)村具有豐富的可再生資源,包括太陽能、水能、風(fēng)能和以秸稈、薪柴、牲畜糞便為主的生物質(zhì)能等自然清潔能源,這些能源在消耗過程中都不會產(chǎn)生二氧化碳排放。在農(nóng)村地區(qū),可以嘗試兩方面的節(jié)能減排措施,首先,加強開發(fā)利用可再生能源。農(nóng)村地區(qū)尤其應(yīng)該注重開發(fā)太陽能和生物質(zhì)能等經(jīng)濟(jì)性好的可再生能源,把太陽能技術(shù)與建筑有機(jī)地結(jié)合在一起,不但可以提高室內(nèi)舒適度,還能節(jié)約大量常規(guī)能源,顯著提高建筑的節(jié)能率,而且對于凈化環(huán)境污染將起到重要作用。其次,注重農(nóng)宅節(jié)能技術(shù)的研究和應(yīng)用,更應(yīng)注意開發(fā)適合當(dāng)?shù)厍闆r的炊事和局部供暖技術(shù),達(dá)到改善室內(nèi)熱環(huán)境和空氣質(zhì)量的目的。
【參考文獻(xiàn)】
[1] 楊秀、魏慶冗、江億:建筑能耗統(tǒng)計方法探討[J].節(jié)能技術(shù),2007(1).
[2] 王慶一:按國際準(zhǔn)則計算的中國終端用能和能源效率[J].中國能源,2006,12(12).