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探究现代建筑施工技术中节能理念的应用与融合

2019-11-28

建材发展导向 2019年21期
关键词:源热泵门窗能耗

胡 铭

(江西省建工集团有限责任公司,江西 南昌 330000)

1 太阳能技术

现代建筑作为能源消耗的主要载体之一,发展绿色建筑、建筑节能是实现行业可持续发展的必然选择。开发和使用清洁能源去替代传统能源对现代建筑进行能源供应,是实现现代建筑节能理念的最有效方式,太阳能技术也是目前建筑行业发展的重要技术之一,应用范围非常广泛。尤其在我国北方地区,太阳能技术在建筑物中的应用更为普及。在建筑顶部安装太阳能发电系统,吸收太阳辐射并储存能量,经一定的程序将太阳能转化为电能对建筑内部进行电力供应。现代建筑中的太阳能技术主要工作重点有三,一是将系统中的蓄电池与建筑内耗电设备直接相连,提供建筑基本照明的用电量;二是通过太阳能向建筑内部供暖,降低煤炭等不可再生资源的消耗;三是提高室内采光量,对于供暖和照明的需求会相对降低,以此实现节能降耗。在南方一些地区,使用太阳能技术可减少室内对于空调系统的需求,同样能起到很好的节能效果。自2011年以来,被应用于现代建筑中的分布式光伏数量不断增加,到2016年时,这一数量已较之前翻了4 倍,当年新增的分布式光伏发电量高达116 亿度。在建筑供热方面,太阳能技术的发展也十分迅速,2006年到2016年的十年间,我国太阳能供热的建筑面积增幅达17.8 个百分点。随着太阳能技术在现代建筑施工中的融合,全国各地纷纷对建筑供暖系统进行升级改造,以民用建筑为例,当前我国北方地区民用建筑采暖改造已完成超11 亿m2,每年有关采暖的建筑能耗降低近60%,节能降耗效果非常显著[1]。

2 节能门窗技术

门窗是建筑外墙的核心结构之一,良好的门窗性能能够有效提高建筑室内的采光、通风、保暖程度,相对应的,建筑本身对于空调系统、供暖系统、照明系统的需求就会随之降低。在建筑施工过程中,门窗的节能设计也最容易被忽略,但其消耗的建设资源较高,例如铝合金材质,被应用在建筑门窗中的铝合金材质约占社会总消耗量的20%。在建筑使用过程中,门窗的性能也会给室内能耗带来较大的影响。在发达国家,建筑节能门窗的使用已经能达到100%,而我国这一数据非常之低,单从门窗来看,单位面积的国内建筑能耗就要比发达国家高2 倍以上。门窗的面积越大,其采光通风的效果就会越好,但如何在保证充足进光量的基础上确保门窗的密闭性和保温性,是需要解决的技术难题。建筑施工中节能门窗技术效能的高低需要通过保温性能和密闭性两个参数来判断,在我国建筑中,最常用的门窗材料包括断热铝合金、UPVC 塑料等。以UPVC 塑料门窗为例,该材料的主要构成为高分子的硬质聚录乙烯,在生产该材质门窗的过程中,无有害物质产生,且门窗成品的密闭性、导热系数等都可达到节能设计的要求,因此在现代建筑门窗中的应用相对广泛[2]。随着节能理念在建筑施工中的融入,传统建筑中的金属材质门窗被新型塑料、合金等逐渐取代。人们对建筑内生活品质的要求也使得门窗安装玻璃的面积进一步增大,伴随而来的就是建筑内部能量容易消耗的问题。因此很多科研单位开始研究更具功能性的新型玻璃材料,也就是常说的“智能玻璃”。这种玻璃主要包括两种类型,第一种类型可根据室外光线的强弱变换玻璃的颜色和透明度,如在阳光直射阶段,玻璃的透明度就会降低,以减少室内的进光量。若在阴雨天气或傍晚,玻璃的透明度就会提高来增加采光。

3 地源热泵技术

随着人们生活水平的提高,空调已经逐渐成为现代建筑中必备的一类基础设施。观察空调市场的发展情况,2018年的前5 个月份,我国空调市场销量达7470 万台,同比上升14.5%。2015年至今,空调市场销售额不断创新高,2017年的年销售额达310 亿元。在现代建筑中,空调系统消耗的电能约占总电能消耗的一半,在夏季炎热地区,该占比甚至达到70%。有研究指出,就我国目前空调产品的消费趋势看,到2050年我国应用在空调系统中的能耗将达到世界第二水平,为960TWh。在此背景下,在施工过程中优化建筑空调系统、降低建筑使用寿命内空调系统的能耗势在必行。相对来说,地源热泵技术在建筑空调系统优化方面的普及程度最高,发挥的节能效果也最好。地源热泵技术借助土壤储存能量,将建筑供暖、制冷和热水供应集中在同一系统内完成,在浅层土壤中,四季温度相对恒定,即使在寒冷的冬季,土壤温度一般也不低于15℃。且地源是一项无限可再生的能源,使用地源热泵系统代替传统的空调系统能够充分利用这部分能源,并显著降低系统对于电能、煤炭等其他能源的需求。冬季,将地源中存储的能量传输到建筑内,实现室内供暖;夏季,在将室内多余的热量传导至地下进行存储,以达到制冷的目的。目前,地源热泵技术在别墅类建筑施工中的应用较多,但随着相关技术的进一步发展,这一技术也将逐渐在集中性建筑中得到更好的应用,全面革新建筑空调系统,节约空调能耗。

4 结语

将节能理念融入到现代建筑施工技术当中,同时降低施工过程中及建筑建成后的两部分能耗,不但能更有效的控制建筑施工成本,还可实现建筑商品的可持续发展性。为进一步缓解我国能源消耗过快、资源浪费严重的问题,建筑行业有必要强化节能类施工技术的研发,将优秀节能技术应用于现代建筑当中,并对传统建筑的供暖、空调、外墙等系统进行升级改造,实现建筑行业的健康、绿色发展。

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