对建筑节能基本途径的探讨

2013-01-25郑重陈小刚谢靖韦勇军

石油石化节能 2013年11期

郑重陈小刚谢靖韦勇军

（1.冀东油田公司工程监督中心；2.冀东油田分公司勘察设计研究院；3.中国石油京唐液化天然气有限公司）

在社会经济发展的过程中，会出现大量的发展耗能，其中建筑能耗是构成发展能耗的很重要的一个部分。在西方发达国家，建筑能耗所占的比例大概在1/10～4/10，而在我国，建筑能耗所占的比例大概在25%左右。节约建筑能源并不是一项简单的工作，它需要能够对建筑进行综合性的把控，包括建筑设备，建筑系统等等，才能够更加有效的进行建筑节能工作。

1 节约建筑材料

1.1 建筑设计的平面形状和建筑的设计朝向

建筑物设计时确定的平面形状和大体朝向是影响建筑节能的很重要的一个方面。根据相关研究，我们可以得出结论，如果两栋建筑物选择了相同的平面形状，那么选择南北朝向的建筑要比选择东西朝向的建筑能源消耗少，特别是如果两栋建筑拥有相同大小的面积的时候，主要方向朝向越正，这种趋势就会越明显，所以，如果我们想要进行建筑节能，在选择朝向的时候，首先应该选择的就是南北朝向。而当建筑物拥有相同体积的情况下，通常面积越小的，资源消耗也就越少，所以我们在进行建筑设计的时候，应该尽可能的采用方形的，或者圆形的设计。

1.2 关于保温性能在建筑结构上的表现

要想对建筑进行资源节约，首先应该对建筑围护的保温性能进行改善。从上个世纪后半段开始，很多国家已经开始意识到围护保温的重要性，对它们进行了新的设计标准制定，将保温性能加以改善，对其消耗能源的多少进行了限制。

1979年，英国也曾经颁发一个节能法规，在法规里，列举了具体的传热系数，见表1。

表1 建筑物传热系数在各个部分的数值

同样，日本在1980年也曾经发表过关于建筑节能的文章，相关学者在里面首次提出了热损失系数这个名词，并且对此进行了分析和讲解。文章通过对供暖度的分析，将日本做了五个区的划分，并根据热损失系数对不同的区进行了统计，见表2。

除了这两个国家之外，丹麦、加拿大、前西德、瑞典等国家也曾经出台过关于围护保温这方面的文章，并对系数做了规定。而我国，也紧随其后，对相关的传热系数做出了数值的规定，见表3。

表2 热损失系数在建筑住宅上的表现

根据相关实际操作可以证明，如果在建筑施工的时候重视对建筑进行节能保温，那么建筑的总体资源消耗大概可以下降3/10到4/10左右，造价可能会增加大约5%左右。

表3 我国最大的建筑围护传热系数

1.3 建筑遮阳以及窗户隔热

1）建筑遮阳在一定程度上可以对日射起到一定的遮挡作用。通常我们在建筑施工的时候，会在窗户外部设置一定凸出物，比如说遮阳板、屋檐阳台、以及建筑花格等等。根据实际经验我们可以得出结论，相对于窗户的内遮阳效果，外遮阳能更好的减少直接日射或一些间接日射。如果建筑物在设计时能对窗户外面的外遮阳进行一些考虑的话，就能够较好的减少日射，最大程度可以减少8/10的日射热量[3]。

2）窗户隔热。我们使用玻璃窗，主要是用它来进行采光，但是玻璃的热阻实际上要比墙体小得多，很容易造成大量的热能损失。据相关资料统计，在夏天的时候，通过玻璃窗得到的日射热量大概占制冷机负荷的2/10到3/10，冬天的时候，如果用单层玻璃对日射热量进行采集，那么大概会有1/10到2/10的热能损失。

2 关于设备节能

建筑设备想要节能很大一部分必须通过空调系统的节能改造来实现。空调系统在运行的时候，通常热能和电能会被大量的消耗，如果我们不将空调系统所消耗的能源降下来，那空调的使用很快就会被迫停止。这样不但会影响到工厂的产品生产，还会影响到住宅居民的日常生活与工作。为了解决这个问题，必须对空调节能投入大量人力物力[4]。

空调耗能和其他工程耗能不一样，它有着自己独特的特点：

◇空调系统日常消耗的能源具有季节性；

◇系统需要同时进行两种能源工作，不断提高冷度和放出冷气；

◇一旦设计方案不合理，会立即带来多种资源不必要的消耗。

为此在进行建筑设备节能的时候，应该根据空调系统的这些特点来入手，制定节能方案。

2.1 有效地对空调系统里面拥有的资源进行利用

空调系统日常消耗的能源具有季节性，所以在使用空调系统的时候，很可能因为季节变换而出现问题，因此应该对太阳能、地热能的开发予以鼓励。目前，虽然在空调系统上不乏对太阳能的使用，但大部分还是处在所谓的被动式的形式之中。这些方式虽然不一定最为科学，但也有着自己的优点，它能够利用直接照射进来的太阳光对热能进行吸收，最终转换为热能对室内温度进行提升[5]。

2.2 对室内温度以及湿度进行研究，制定出更为合理的标准

通过对建筑进行节能研究，各国学者都认为节能应该从对室内湿度以及温度的标准进行修订入手。我国也对建筑空调的温湿度做出了新的标准规定。一方面是为了能够节约建筑能耗；另一方面也是为了居民的生活品质，身心健康考虑。相关学者得出结论，空调房的温湿度应该在夏天尽可能的提高基数，在冬天尽可能的降低基数。

2.3 将负荷分析加入部分空调设计之中

通常设计部门在对空调系统进行设计的时候，都会考虑到负荷的问题，会尽量选择容积比较大的设备。但一般情况下，空调系统的运行其实不会达到那么高的负荷，因此，设备很大一部分能源是被浪费了的，属于无效使用。为了解决这个问题，设计师在设计空调系统的时候，应该充分对各种型号的空调进行考虑，合理选择不同的容量设备，再加以合理的匹配与控制，这样才能保证空调系统不但能够高效运转，而且还能够最大程度的节约能源。

2.4 自动化的建筑设备

比起建筑设备的人工化管理，自动化系统拥有更多的优点，他能够对卫生、空调、防火警报、电气等进行集中性管理，也能够对它们进行最佳的控制。因此，能够对建筑物中的热、冷能量，运行方式、自动显示、设备开启、设定温湿度等等进行很好的控制。它可以将室内的各种空气参数作为约束条件，对房屋舒适度进行调整，达到最小的能源消耗。它还能将能量参数做为依据，对冷热能源进行确定和判定，对水泵、空调机、风机等设备的工作顺序、系统环境、运行台数等进行控制调节，达到最佳的节能效果。