节能建筑与综合用能观察

期刊: 建筑监督检测与造价 DOI: PDF下载

丁启贺 1 吕晓雪2

青岛能源集团有限公司 山东 青岛 266071

摘要

经济进步带来的建筑工程的极大发展,伴随产生了能源供给紧张和环境恶化等问题。建筑行业的能源消费坚持可持续发展、节能优先、清洁能源替代相结合的原则突出其重要性,基于此,本文在建筑工程从设计施工至使用的全过程,对建筑节能、缓解能源供给紧张以及综合用能技术进行了观察与分析。


关键词

节能建筑;建筑工程;清洁能源;综合用能;节能技术应用

正文


0引言

在建筑行业当中运用采暖技术,空调技术,电力技术等对于我们生活和工作带来巨大的便利和舒适感。与此同时,无论是施工还是使用中,均需要消耗大量能源,而急待解决的是综合用能的能源优化方案,同时还需加强对可持续发展理念重视,积极引入节能技术,探索新型节能设施以及新型节能施工原料,不断优化创新,助力建筑工程发展。从建筑的节能设计,节能材料运用,到清洁能源对于传统能源的替代中,不仅能为企业赢得良好经济收益、社会收益,也为行业的长远可持续发展奠定坚实基础

1 建筑节能的必要性

在国家“双碳”目标的驱动下,还伴随近年来国际局势动荡,我国正面临着能源供需局部失衡、能源治理格局改变、能源科技竞争激烈化、能源安全风险多元化和能源转型成本持续增高等挑战。

全面的建筑节能有利于从根本上促进能源资源节约和合理利用缓解能源资源供应与经济社会发展的矛盾有利于加快发展循环经济实现经济社会的可持续发展有利于长远地保障国家能源安全、保护环境、提高人民生活质量

2建筑节能技术的应用

2.1 墙体保温层节能技术

建筑外墙除自身墙体之外,还同时存在一层保温层。保温层的设置除保温效果外,还可以充当墙体同外界条件之间的隔离屏障,确保外墙使用的耐久性。外墙保温节能能为建筑物外墙提供更多的保障,降低因室外温度的变化而引起建筑结构出现变形产生的应力,避免有害物质对外墙的破坏,提高建筑结构的稳固性,延长建筑项目投入使用的周期。在建筑项目中,所采用的保温节能技术可以划分为内墙保温技术与外墙保温技术两种,其中外墙保温节能技术在保温、隔热性能上更优于内墙保温技术,还能降低建筑工程的造价,拓宽建筑物的现实投入规模。不仅如此,外墙保温节能施工技术还可以合理地控制建筑物的内部温度,防止建筑物的室温温差过大,提高建筑物的施工性能,同时也降低了建筑物使用中的能源消耗,有效缓解了能源问题,非常符合绿色环保的理念。

2.2 屋面保温节能技术

屋面节能的原理与墙体节能类似,通过改善屋面层的热工性能阻止热量的传递。主要措施有保温屋面(外保温、内保温)、架空通风屋面、坡屋面、绿化屋面等。在屋顶铺设或粉刷各种保温绝热及反射材料来达到保温节能效果的屋顶。除采用膨胀珍珠岩、玻璃棉和聚苯乙烯泡沫等保温材料还包括有屋顶反射降温隔热屋顶(屋顶刷铝银粉或采用表面带有铝箔的卷材)、绝热反射膜屋顶(屋顶铺设铝钛合金气垫膜,可阻止80%以上的可见光)、降温涂料屋顶(通过热塑性树脂/热固性树脂+高反射率的透明无机材料制成热反射涂料来降温)和节能屋面瓦屋顶(是将增强水泥喷涂于发泡隔热材料上)。据测算,每降低1℃,空调减少能耗10%,而人体的舒适性会大大提高。因此,加强屋顶保温节能对建筑造价影响不大,节能效益却很明显。

2.3 建筑门窗节能技术

在建筑构筑物的所有围护构建中,门窗的传导热量多、空气交换量大,能够损失比较大。因此,应根据当地的气候条件确定当地的门窗设计指标,提高门窗的综合利用性能提高门窗的综合利用性能。

(1) 控制窗墙面积比控制窗墙面积比。因此,在满足一定采光的前提下,合理设计建筑的窗墙面积比。不同朝向的窗墙比不同朝向的窗墙比,应满足《民用建筑设计规范》的要求。

(2) 提高窗户的保温性能提高窗户的保温性能。通过在玻璃中增加膜或者做成中空玻璃加膜或者做成中空玻璃,能够有效提高玻璃保温性能,增加玻璃热阻璃热阴。此外,镀膜玻璃也可以有效地减少通过玻璃的热量损失损失。在一些夏热冬暖地区可以使用热反射玻璃,能够良好隔热隔热。低辐射玻璃,有较好的透光性,并减少热量传导。窗框的材料不同的材料不同,热损失不同。节能型铝合金窗框都可以有效地减少热量损失金窗框都可以有效地减少热量损失。

(3) 提高窗户的隔热性能提高窗户的隔热性能。通过减少阳光的照射,减少对室内的热辐射室内的热辐射,是减少热辐射的重要措施。通过在窗户上方架设遮阳板架设遮阳板、遮阳棚,尤其是东、西向窗户,话当增加南向阳台长度长度,都能够起到有效地遮阳效果。设置百叶窗、热反射帘笔装置装置,都可以时间遮阳的目的,在窗户材料中,热反射织物窗帘能够很好对阳关进行反射帘能够很好对阳关进行反射,热透过率低。

3 综合用能:与传统能源相对应的清洁能源供给以及错峰储能的低碳转型

节能建筑交付使用后,其采暖,制冷,照明以及生产生活等,在传统上对于电力能源供给依赖极大。所以在行业日益面临能耗考验的当中需要节能、蓄能、产能三管齐下。随着《国家标准化发展纲要》的发布,明确了要推动建立健全碳达峰、碳中和标准,以加快构建推动我国高质量发展的标准体系。要实现高质量发展,就必须以保障安全为前提构建现代能源体系,着力提高能源自主供给能力,用绿色低碳转型和创新来获取可持续发展。

3.1 清洁能源的应用

当前,我国能源行业碳排放占全国总量的80%以上,电力行业碳排放在能源行业中的占比超过40%。据测算,到2060年,我国直接电力消费占整体能源消费的70%,加上间接电力消费,这个比例将达到90%。实现双碳目标,能源是主战场,电力是主力军,大力发展风能、太阳能等新能源是关键。构建以新能源为主体的新型电力系统有助于确保碳达峰、碳中和目标实现。

当前,清洁能源的发电装机进入快速发展期。与此同时,电力电子技术、数字技术和储能技术等正推动传统电力系统向高度数字化、清洁化、智能化的方向演进。在10年左右的时间内,我国清洁能源发电装机总量就可以超过煤电。2030年,我国清洁能源发电装机容量有望达到15.2亿千瓦,占全部装机比重的50%左右,清洁能源发电将成我国重要的发电支撑。下列简单阐述太阳能与热泵在实际当中的运用:

3.1.1 清洁能源:太阳能光热与光伏发电

  太阳能光热发电是将光能转变为热能,然后再经过传统的热力循环做功发电的技能。太阳能光热发电产生的是和传统的火电相同的交流电,与传统发电方法和现有电网的匹配性更好,可直接上网。

  太阳能光伏发电是利用太阳能电池技能,有光子使电子跃迁,构成电位差,光能直接就转变为电能,产生直流电。

  两者之间最为重要的差别,则在于各自在能量贮存方法上的差异。而储能关于弥补太阳能发电的间歇性,以及对电网的调峰才能,具有着非常重要的含义。因为光伏发电是由光能直接转换为电能,因而其剩余的能量只能选用电池贮存,其技能难度和造价远比太阳能光热发电中,仅需储热要大得多。因而,易于对剩余的能量进行贮存,以完成接连稳定的发电和调峰发电,是太阳能热发电相关于光伏发电的一个最为重要和显着的优势。

太阳能光热和太阳能光伏发电各有优劣势,有各自的运用领域。光热发电规划比较大,而光伏则相对较小,合适家庭、居民小区等,包括与修建相结合,因而,两者运用规模并不彻底相同。太阳能光热发电则较多用作集中式发电,而太阳能光伏发电首要运用于分布式发电。  太阳能光热和太阳能光伏都有各自的优势和开展前景,二者没有直接抵触。在太阳能发电开展比较好的地方应该既有光热发电体系,又有光伏发电体系,因而两者长期来看是互补关系。未来二者必将共同担当未来国际动力消费格式

3.1.2 清洁能源:热泵技术的应用

热泵技术的原理是利用热循环过程,将低温热源,例如室外的空气,循环水或地面的热能,传递到高温物体中,用来加热水或采暖。为了将低温热源中的能量传递到高温热源,热泵需要来自外部的驱动能,可以是电能也可以是热能,流量温度越高,驱动能需求越大。而热泵制冷管道中的特殊阀门可使循环反向进行,因而同一设备不仅可以加热也可以制冷。热泵可分为空气源热泵、水源热泵、地源热泵等。

1空气源热泵:空气源热泵在运行中,蒸发器从空气中的环境热能中吸取热量以蒸发传热工质,工质蒸气经压缩机压缩后压力和温度上升,高温蒸气通过黏结在贮水箱外表面的特制环形管时,冷凝器冷凝成液体,将热量传递给空气源热泵贮水箱中的水。

2水源热泵:地球表面浅层水源(一般在1000 米以内),如地下水、地表的河流、湖泊和海洋,吸收了太阳进入地球的相当的辐射能量,并且水源的温度一般都十分稳定。水源热泵技术的工作原理就是:通过输入少量高品位能源(如电能),实现低温位热能向高温位转移。水体分别作为冬季热泵供暖的热源和夏季空调的冷源。

3地源热泵:地源热泵是一种利用浅层地热资源(也称地能,包括地下水、土壤或地表水等)的既可供热又可制冷的高效节能空调设备。地源热泵通过输入少量的高品位能源(如电能),实现由低温位热能向高温位热能转移。地能分别在冬季作为热泵供热的热源和夏季制冷的冷源

3.2 错峰储能的应用

水蓄冷空调系统的应用可以实现错峰用电,即让空调系统耗电峰值错开了城市电网的负荷峰值,既保障空调用户感舒适,又为电网在暑期白天用电最高峰减轻负荷。与此同时达到用户可以实现节约电费的目的。

水蓄冷空调是通过低温水制备机组、水蓄冷罐和相关管网组成设备系统,在每天夜间的用电低谷期制备低温水,通常水温会控制在5度左右,将其储存在制冷罐内,白天需要开启空调时,这些水就作为空调制冷的冷媒,通过管网进入空调,用于室内降温。低温水在完成空调冷媒作用、水温上升后,会通过管网回到制冷罐,用于下一晚继续制备。由于水的物理特性,不同温度的水密度不同,5度的低温水密度高于使用后的高温水,因此能够在同一空间之中分层布局,水低温向下、高温向上的对流特点,也使得高温回流水和低温水在同一个水蓄冷罐内可以同时存储而继续实现冷媒的作用。

水蓄冷空调技术的使用,通过夜间耗电制备、白天空调制冷,能够有效支持电网的削峰填谷。综述,该储能系统,它与冰/水蓄冷中央空调系统有着同样的使用逻辑,在电力低谷时段蓄存电能,在用电高峰时段再释放出来,从而利用峰谷电价政策,达到节约电费及削峰的目的。切切实实为用户带来不菲的经济效益。

4 结束语

节能建筑与综合用能技术是目前缓解能源压力的必经之路,是可持续发展的重点。要实现双碳目标,优选综合用能的能源最优方案,引入节能技术,探索新型节能设施以及新型节能施工原料,不断优化创新,助力建筑工程发展。从建筑的节能设计,节能材料运用,到清洁能源对于传统能源的替代中,不仅能为自身企业赢得良好经济收益、社会收益,也为建筑工程长远发展、可持续发展奠定坚实基础,是我们建筑行业的必由之路。节能减排新基建:光伏发电、冰/水蓄冷中央空调扩大节能边际

参考文献:

[1] 吴超. PPP项目绿色施工成本控制及效益分析 ——以亳州市中心城区铁路以东2号、3号地块为例[J]. 工程与建设,2021,35(4):856-858.

[2] 杜昕. 绿色施工理念下的建筑装饰装修工程管理创新策略应用研究——以上海市第一人民医院眼科临床诊疗中心项目为例[J]. 消费导刊,2021(14):48-49.

[3] 顾立鸿. 浅析绿色施工在历史保护建筑施工中的应用 ——以中国大戏院改造项目绿色装饰施工工程为例[J]. 建材与装饰,2017(9):53-55.

[4] 鲍振华,李杰,陈美华. 基于区间数比较的可能度公式在方案评价中的应用——以地铁建设项目的绿色施工方案评价为例[J]. 数学的实践与认识,2018,48(5):19-24.


...


阅读全文