发布时间:2023-07-25 16:50:18
序言:写作是分享个人见解和探索未知领域的桥梁,我们为您精选了8篇的太阳能节能技术样本,期待这些样本能够为您提供丰富的参考和启发,请尽情阅读。
关键词:烟台 太阳能与建筑一体化 真空管太阳能集热器 平板太阳能集热器 集中集热分户储热 分散式集热储热
太阳能是节能减排的关键技术之一。中国计划到2020年,太阳能发电达到180万kW,太阳能热水器总面积达到3亿m2。为探索一条适合烟台市太阳能与建筑一体化应用的道路,自2011年10月20日起,烟台市建筑设计研究院接受烟台市住建局的委托,开始了为期10个月的太阳能与建筑—体化应用的研究任务。
1、调研目的
1.1 利用太阳能制备热水达到节能的需要
《民用建筑太阳能热水系统应用技术规范》规定,日照时数大于1400h/年、年太阳辐射量大于4200MJ/m2及年极端最低气温不低于-45℃的地区,宜优先采用太阳能作为热水供应热源。
烟台年平均温度12℃左右,平均日照时间2551.9h,太阳能辐射总量年平均值5049.09Md/m2,全年日照百分率58%,是太阳能资源较丰富地区,完全可以优先采用太阳能作为热水供应热源。晴天时,太阳能热水器可以达到4h以上的光照;阴雨天时,水温也能升高20℃~30℃,和电热水器相比,全年可节省80%~90%的电能。
1.2 贯彻有关节能的方针政策需要
根据规定,烟台全市县级以上城市规划区内新(改、扩)建的12层及以下住宅建筑,必须采用太阳能热水器,新建12层以上的高层住宅建筑,太阳能热水器应用比例要达到总户数的50%,鼓励太阳能与建筑一体化设计、施工。
1.3 示范工程积累的经验教训
到2011年末,烟台市区已经完成500多万m2太阳能集热面积,其中太阳能示范工程已竣工300多万m2。5年的太阳能示范工程积累了一定的经验,也发现了许多问题。针对出现问题,烟台市住房和城乡建设局于2011年7月7日出台文件明确规定了太阳能热水系统要实行同步设计、同步施工、同步交付使用。
2、研究方法
对烟台市区已完工的第一批太阳能示范工程(约300多万m2)及山东省、北京几大太阳能主要厂家进行调研,深入工程第一现场,搜集资料,发现及研究问题,同时与使用单位及太阳能施工企业座谈讨论,并参观太阳能厂家生产车间、观摩产品展示及相关工程,记录和拍照搜集材料。
3、调查数据统计及分析
3.1 太阳能品牌使用情况
本次调研的工程为烟台市五区第一批太阳能示范工程,总集热面积约310万m2。参加示范工程的多数是信誉较好的地产商,以力诺瑞特、桑乐、皇明等山东省品牌产品为主,另有北京海林、四季沐歌、昌日及史密斯等。多层普遍采用直插式太阳能,因为准入门槛较低,涉及的太阳能厂家很多,本地企业产品较多。
3.2 调研项目采用的太阳能系统汇总
(1)多层:90%运用屋顶直插式太阳能系统(图1),其中80%是有序排列,10%~20%为无序排列或屋面暴露管线较多影响美观或后期安装存在漏水现象,部分项目存在没有专用管井、管线走墙体或挤占其他位置的情况。也有个别重视品质的建筑选用阳台壁挂分散式太阳能热水系统(图2)。
(2)小高层:9~11层采用屋面与阳台壁挂相结合的分散式太阳能热水系统(图3),颜色、形式与外立面和谐统一。
(3)中高层:12~18层采用阳台分体壁挂分散太阳能热水系统(图4)。
(4)大高层:18层以上80%~90%使用太阳能分体壁挂的分散式太阳能热水系统,集热器安装部位为阳台、栏杆;约占10%的住宅采用屋顶集中集热、分户储热或屋顶集中集热、集中储热两种系统(图5~7),前者投资小,运行费用低,用户免费使用,后者用户反映问题较多。
(5)公共浴室都采用屋顶集中集热、集中储热太阳能热水系统。
纵观住宅建筑中的太阳能运用,尚处于初级阶段,大多数为一家一户的分散热水供应及事后安装。
4、调研项目所采用的集热器
示范工程中,集热器以真空管为主,占70%,平板占30%。
4.1 集热器的种类及发展趋势
4.1.1 分体集热器的种类
集热器主要包括全玻真空管太阳能、U形真空管太阳能、热管太阳能、平板太阳能等。目前国外集热器市场以平板太阳能为主,而我国却相反,以真空管为主。在两这种系统中,基于安全方面的原因,壁挂系统优先采用平板太阳能,可考虑逐步减少真空管太阳能在高层建筑外墙外挂的形式(有挑板保护的除外)。
4.1.2 平板集热器的优点
(1)轮廓面积相同时,有效集热面积大。在1m2轮廓的集热器条件下,真空管集热器有效采光面积约0.55m2,而平板集热器有效采光面积达到0.92m2。
(2)系统得热量高。国标热性能要求:在17MJ/m2光照条件下,“日有用得热量”要达到7MJ/m2。U形真空管集热器的产品很难达标。
(3)夏季可防止过热损害。在夏季,由于平板集热器表面不是真空,所以70%以上散热加剧,空晒最高温度很难达到80℃以上,即使住户外出数日,平板集热器也不会产生过热损害。
(4)安全性好,适合与建筑结合。平板集热器可以实现紧凑式或无间隙安装,形成建筑模块,是太阳能系统与建筑一体化的理想构件。同时集热器还可以兼备保温、隔热、遮光、防水的功能;可取代部分或全部屋面,为立面建筑构件提供基础,并且集热器的尺寸可灵活设计适应需要,容易与建筑结构达到较好的相容性。
(5)平板集热器是船用级镀铝锌板整体冲压成型,盖板是低铁专用太阳能玻璃,寿命大于25年。
4.2 平板太阳能集热器与真空管的比较
真空管易损坏,碎片呈锐角易伤人,虽然有些品牌厂家有一定保护措施,但在大高层外挂,还是有一定的风险(图8)。
高级平板太阳能集热器具有以下优良性能:1)采用激光焊接技术,太阳能集热器外框采用无铆钉结构,整洁美观;2)整板吸热涂层焊接工艺,采用德国Tinox涂层(高吸收率,低发射率),而国内最普遍的工艺还集中在铜铝复合或镀黑铬涂层;3)色彩有蓝色、金色,从不同方向观测,色彩会有丰富的变化;4)瞬时集热效率为86%;5)不存在真空管爆裂问题;6)可以直接当做建筑外墙材料使用,有非常广阔的发展前景。调研中参观了北京海林的机械化洁净平板太阳能生产流水线(图9,10)。
5、调研项目所采用的太阳能水箱
5.1 太阳能水箱的分类
按材料,分体水箱一般有不锈钢和搪瓷内胆材料;按换热结构,分为换热盘管和换热套水箱;按太阳能工作方式,分为自然循环和强制循环。容量有80L、90L,主流100L、120L。分体式太阳能水箱多半安装在阳台或卫生间内部,对建筑外立面影响不大,且不存在安全隐患。
5.1.1 不锈钢内胆与搪瓷内胆的比较
(1)不锈钢水箱:致命缺点是在高温和压力环境下,不锈钢耐腐蚀能力急剧下降,寿命短;搪瓷水箱:主流电热水器都采用搪瓷水箱,分体太阳能热水器分体水箱的工作环境比电热水器要求还高,所以必须用搪瓷水箱。
(2)搪瓷内胆水箱以其突出的抗冲击性、抗腐蚀性、抗热变性,实现了热水器内胆的历史突破,要采用整体特殊拉伸与无缝焊接工艺,才能保证内胆不易漏水与吸瘪。搪瓷内胆主要由瓷层及专用搪瓷钢板两种原材料组成,搪瓷钢板的选择非常挑剔,其膨胀系数与搪瓷的膨胀系数必须相吻合。
5.2 安装形式
5.2.1 卧式水箱
需要定制。优点是阳台内高置不影响其他设备;缺点是影响太阳能循环,使用时混水层多(图11)。
5.2.2 立式水箱
主流产品,由电热水器工艺转变而来。优点是太阳能循环好,使用时混水少:缺点是阳台占用使用空间(图12)。
5.3 无水箱太阳能热水器
无水箱太阳能热水器由全玻璃真空集热管、金属流道(不锈钢水管)、框架、智能控制系统、电辅助加热系统等组成。类型有无水箱太阳能阳台栏板、无水箱太阳能保温窗、无水箱太阳能围栏。优点是不占建筑面积,与建筑变成一体;缺点是因为冷媒和水为一体,断面较厚,外形粗大,不精致,且重量大。因内胆为不锈钢,存在不锈钢内胆的缺点。作为建筑构件,要满足门窗的气密性、水密性要求,还有待于继续改进探索。目前主要是一些小厂家生产,没有形成大的规模(图13,14)。
6、太阳能价格统计汇总
太阳能热水系统每户安装的太阳能集热面积为2~3m2,集热器的系统增投资1200~3000元/m2,每户的太阳能热水系统增投资为2400~10000元不等。按烟台市住宅每户平均建筑面积为100~120m2计算,折合到每平方米建筑面积太阳能热水系统的增投资为30~40元/m2。
一般屋顶直插式太阳能价格1800~2500元/户(100升)。示范工程中的壁挂式真空管、平板太阳能价位绝大多数在5000~7000元/户(水箱100L),真空管中的铜管循环系统和进口蓝膜平板太阳能略贵。不过示范工程中少有突破7000元的。
每平方米热水器在适当的管理下每年可节约的能量相当于标准煤60~100kg,可减少二氧化碳180~300kg。太阳能与建筑一体化用1%的建筑成本弥补了10%的建筑能耗,既节能减排,又实现了能源自给。
7、调研发现的问题
7.1 集热器的安装问题
在公共建筑中,太阳能应用多为集体浴室集中太阳能热水系统,因为集热器放在屋顶,集中管理,没有发现安全及其他隐患;在住宅建筑中,太阳能集热器多以角铁支架安装形式为主,特别是外挂系统,基本都是角铁支架配合螺栓或扁铁固定,现在看来问题不大,随着时间推进,支架、螺栓、连接扁铁是否会疲劳破坏以及使用寿命多少都是未知数,现场看部分铁件有生锈迹象(图15~17)。
7.2 太阳能集热器的寿命
信誉好的企业承诺15年,大多数只承诺3~5年。有的住户刚人住太阳能就不能使用,而通常开发商与施工企业及用户签的是双向合同,损坏后找不到人来维修。太阳能产品的检测标准亟待解决,保修期及合理使用年限亟待确定。
山东潍坊规定太阳能产品使用年限15年以上,既然好的产品能够达到15年的使用年限,我们就应该明确规定采用的产品使用年限应为15年以上。太阳能热水器产品应在政府、企业、设计、施工等各部门的通力配合下,使其产品更规范化、标准化。
7.3 水箱和集热器整合挂外墙
《居住建筑太阳能热水系统一体化应用技术规程》(J11859-2011)中只提到,储热水箱可设置在设备间、建筑屋面、平台、阳台、厨房、地下室,没有规定不能采用水箱和集热器整合挂外墙。此种方式对外墙、锚固件等的受力要求都不利,安全隐患尤其大(图18)。
7.4 太阳能产品出现问题以后的维修及更换问题
这是涉及到太阳能能否长期普及使用的问题。调研中发现没有条件维修和维修困难的情况较多,特别是在高层建筑中,室外集热器安装在窗台下部,窗户的底部是固定扇的大玻璃,从窗口处操作,基本够不到集热器,每个集热器重量在50kg左右,水箱加集热器重量在150kg左右,正常维修较困难。
7.5 从规划阶段考虑太阳能设计的建筑数量微乎其微
绝大多数是从扩初、施工图阶段开始考虑太阳能设计的(特别是外地设计单位做方案设计的项目),因为不能破坏建筑外立面效果,只能选择固定在栏杆上。其次,因为太阳能设计增加了责任和工作量,设计费用并没有增加,设计师主观上参与方案设计的积极性不高;加上一些开发商对选择太阳能厂家不及时、不积极,所以绝大多数项目是施工图都结束了,也没有确定生产厂商,不能做到太阳能与建筑完全—体化。
7.6 用户反映的集中式太阳能系统的优劣
对于大高层,集中集热、分户储热系统很好,因为每家分配的热量是一定的,一家的热水用完了不会影响其他用户。造价每户只比分体式多1000元,运行费用很低,用户基本不用交钱,设在大高层屋顶也很安全。
集中集热、集中储热的形式因为用户之间相互影响,且水温不稳定,还有物业收水费困难等因素,难以维持下去。这种形式比较适用于公共浴室,对住宅则不太适合。
7.7 太阳能设计不能因地制宜
如有些大高层的壁挂集热器,其下几层每天的光照为1~2h,达不到4h的要求。因此这些集热器的设置不够合理,仅靠辅助电加热或另外安装电热水器,势必造成浪费。
多层住宅存在屋面管线过长、后期人为改造痕迹突出、影响美观的问题,这是因为管井和上面的集热器位置不对应。
7.8 规范产品
需要取得技术认证的产品,固定支架的使用年限、集热器、水箱等的使用年限确认,这样产品安全性才能有保障,烟台市住建局已出台相关文件。
7.9 安装凭经验较多,缺乏理论计算数据
通过对栏杆上固定集热器进行测算,发现集热器固定在栏杆的不同部位以及固定点的数量变化都会引起栏杆的壁厚及截面变化,所以从安全角度出发,甲方或厂家在确定栏杆尺寸及节点后,应交给设计院对栏杆的荷载受力情况及安全性进行复核。
8、结论及建议
8.1 提倡同步规划、同步设计、同步施工、同步验收、同步管理的“五同”太阳能与建筑一体化的应用思路
8.1.1 同步规划
太阳能与建筑一体化都是绿色建筑的内容,如果能从规划人手是最理想的选择,可以综合考虑所在地区的地理纬度、气候状况、场地条件及周围环境,确定群体建筑太阳能热水系统的规模及形式,确定相应的单体建筑布局、朝向、间距、群体组合,以满足太阳能热水系统设计和安装的技术要求,避免其他障碍物对投射到太阳能集热器上的阳光造成遮挡,为接收较多的太阳能创造条件。
8.1.2 同步设计
把建筑、技术和美学融为一体,太阳能热水器与住宅建筑设计有机结合,改变传统太阳能的结构对建筑外观形象造成的影响,并使施工安装方便、用户使用方便及管理维修方便。在结构上,妥善安装,确保建筑物的承载;在管线布置上,安全、隐蔽且相对集中、合理有序、美观,减少热损耗,考虑好太阳能管道的保温和冬季正常运行问题;还可以使太阳能与其他能源加热设备的匹配合理,尽可能实现系统的智能化和自动控制。
8.1.3 同步施工
安装不规范,客观上会影响工程效果的发挥,同时影响美观。太阳能一体化同步施工,可以考虑施工步骤的优化,并且由多方同步施工,不但可以使两者有机结合,更能减少重复施工的现象,从而节省人力、物力,在保证质量的同时降低成本。
8.1.4 同步验收
从规划、设计、施工阶段就同步验收,保证质量,可以保证太阳能系统合理、稳定、安全,达到系统运行效率高,易于安装、检修、维护、管理。
8.1.5 同步管理
太阳能建筑一体化验收完成之后,后期维护管理的服务是必不可少的,针对设备损坏的维修、物业沟通的缺失等有必要实行同步管理。从设备上来说,可以引进逐级承诺制度。开发商要向业主承诺,太阳能企业要向开发商承诺……比如,要承诺热水供应的时间,热度和吨水成本,并且还要承诺太阳能产品的使用寿命是20年,还是30年或者更久。若达不到承诺标准要有一个什么样的补偿。这都是互相制约的必要条件。如果有了这样的利害关系,用户才会用着放心,开发商装着安心,太阳能建筑一体化才会发展壮大。
8.2 建议
8.2.1 集热器安装位置建议
建议如下:1)紧贴斜屋面安装;2)紧贴阳台围栏安装或用太阳能装置直接代替阳台、围栏(图19,20);3)紧贴南墙立面安装,附近能检修、下有托板(图21);4)紧贴南墙立面采光槽开口处安装(图22);5)做成建筑物构件在屋顶上安装,如德州蔚莱城项目,把屋顶飘板做成皇明太阳能集热器,既满足了集热器的采光需要,又形成了建筑优美的造型元素(图23,24);6)把平板太阳能集热器作为外墙,如北京海林办公楼外墙设计(图25);7)在建筑物南墙外挑飘板或者在另设型钢立柱的立面上安装。
8.2.2 太阳能的系统选择
在不同的居住建筑中,应根据不同的供水要求和条件选用合理的太阳能热水系统:1)在别墅及排屋住宅中,宜采用分离承压式强制循环的分户式系统(图26,27);2)低层及多层住宅中,宜优先选用分离承压式强制循环太阳能热水系统,在建筑造型允许的前提下,可采用自然循环的整体式太阳能热水系统;3)当太阳能热水系统中的用水点设有冷热水混合器或混合龙头时,冷热水供应系统在配水点处应有相近的水压;4)低层及多层住宅的太阳能热水系统中应视具体条件选择分户式、半集中式或集中式系统;5)分户式太阳能热水系统各户管道独立,管线数量较多,管线的布置应考虑检修的可行性,并且要求任何一组(根)管线检修或更换时不影响其他管线的正常使用;6)集中集热、分户储热的半集中式太阳能热水系统,为便于热水的计量和循环加热,宜采用间接式加热系统,但应有可靠的技术措施保证户内的热量(水)不外流至管网;7)集中集热、集中储热的集中式太阳能热水系统应适当控制系统规模,避免管线过长,热损失量过大;8)高层建筑在屋面资源不能满足集热器布置要求的前提下,可以采用分段供应热水的方法部分满足上部建筑的太阳能热水系统的集热要求,或采用栏板式、阳台式集热器制取生活热水,但应保证集热器全年能充分地采集阳光,保证冬AE]热水器采光面上的累积日照时数不少于4h。
8.2.3 安全设计要求
安全设计要求如下:1)建筑的主体结构或结构构件应能够承受太阳能集热系统传递的荷载和作用;2)应对集热器安装形式的重力荷载、风荷载和地震作用效应进行校核,确保集热器安装的安全;3)当集热器作为建筑围护结构的一部分时,应对其强度进行复核,确保其能实现相关建筑性能;4)应根据集热系统设计单位提供的集热器运行重量和储水水箱重量,对安装位置进行结构荷载校核;5)集热器安装所需钢构件所使用的钢材、连接材料和涂料材料应具有质量合格证书,并应符合设计文件的要求和国家现行有关规范、标准的规定;6)新建建筑安装集热器前,应在混凝土结构构件内预埋支座,不可后打膨胀螺栓固定,不可安装固定于非结构构件(如窗台填充墙等)之上;7)集热器支架安装所有钢材表面的原始腐蚀等级不得低于B级,其除锈等级应满足《涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级》(GB8923-88)相关要求;8)集热器埋入混凝土的钢埋件表面、现场焊接处及构件剖口焊接部位均不许涂刷油漆或有油污,待现场安装完毕后,再按设计要求补防锈漆或防火涂料。
【关键词】 太阳能表皮光热光电采光遮阳
中图分类号:TK511 文献标识码:A 文章编号:
一、前言
(一)概况
建筑高耗能问题已成为世界通病,全球能源调查报告显示,每年的建筑能耗约占总能耗的30% ~40%。我国情况更为严重,建筑能耗约占社会总能耗的31%,单位建筑能耗是发达国家的3倍。针对建筑能耗过高的问题,欧美国家不断深化与自然和谐共存的可持续发展的概念理念和技术,推广环保节能概念,利用清洁能源--太阳能与建筑结合的设计水平日益成熟。
我国自上世纪80年代起,各种节能政策和管理条例鼓励和督促建筑师转变思路,尝试环保节能建筑的设计,自本世纪以来不同类型竞赛与示范性建筑纷纷亮相,显示我国对太阳能与建筑一体化的重视程度,同时也表明太阳能建筑已逐渐成为当今建筑界的一个重要潮流之一(图1 )。
(二)问题
目前在我国,建筑与太阳能系统的结合仍然普遍存在以下问题:
1、利用形式单一。国内利用太阳能的主要方式是太阳能热水器, 1999年,全世界的太阳能热水器面积达5400万平方米,我国则高达到400万平方米,居全球之首。2008年全球太阳能光伏系统装机总量已累计达15GW,而国内光伏系统的累计装机容量仅为10万千瓦(100MW)。
2、安装使用粗放。太阳能热水器安装缺乏统一规划:规格各异、位置参差不齐、管道布置零乱;施工困难,太阳能装置易破坏屋顶防水层,无预设管道,管线长期暴露;建筑的防水、防雷、防风、承重方面造成安全隐患。
3、设计缺乏考虑。建筑师对于太阳能利用技术与建筑本身相互结合欠缺考虑。建筑外观处于杂乱无章的无序状态,形成视觉污染。
二、建筑表皮与新能源结合
太阳能与建筑一体化是建筑节能的重要途径,也是科技水平的综合运用。它是将太阳能利用技术与先进的建筑节能技术和节能产品等优化组合,调整建筑耗能比例结构、提高太阳能保证率,为建筑提供采暖、制冷和热水,营建低能耗、高舒适性的使用环境。
(一)光电系统与表皮结合
主动式太阳能建筑往往由于建筑师设计与施工方安装不同步不协调而显得相互间格格不入。“一体化设计,统一施工”就是建筑方案设计之初,将光伏电池系统作为美学一部分纳入设计思路中,并做到从技术层面使之可行、可用,从艺术方面可观、可赏(图2 )。
光伏电池的物理特性为隔热保温,防水防潮,可作为玻璃幕墙成为建筑表皮的一部分;当光伏电池位于屋顶与墙壁等护结构时,彩色光模块与造型光模块可以成为屋面或墙体的构成材料,不仅节约外装,同时使建筑外观更具魅力。
(二)光热系统与表皮结合
国家《可再生能源中长期发展规划》要求,将太阳能热利用作为可再生能源发展的重点领域。大幅度提高太阳能供热系统能力,不仅提供热水,还可为家用采暖系统提供热力辅助,将太阳能与建筑的结合推向更深的层次。预计到2020年,太阳能热水器总集热面积将达到3亿平方米,可替代约5000万吨标准煤,总产值会超过3000亿元。
辐射板技术建筑一体化 图3辐射板技术与建筑表皮融为一体
在建筑的墙面和屋顶上安装具有选择性吸收涂层的辐射板,提高建筑护结构的保温隔热性能,利用太阳能、空气源和低温太空源,通过显热储存系统短期调节自然条件对系统性能的影响,建立超低能耗的可再生能源综合利用建筑,既可降低建筑所需能耗,又可减少对大气和环境的污染。辐射板系统可以满足建筑的外观材质与颜色的需要,管道藏于墙内,可替代暖气与空调,做到与建筑表皮融为一体(图3)。
2、结构与构件蓄热
为了贮存热量,把建筑物的围护结构里皮,装以蓄热材料,作成“特隆布墙”,将蓄热体直接设置在南面窗户的后面,当蓄热体吸收太阳辐射,加热后能再通过辐射和对流方式加热房间内部空气。
新型建筑外墙双层中空玻璃可以同时起到太阳热水器的作用,玻璃40%的面积是透明的,余下部分被盘旋状的可以通水的铜管以及银反射管所覆盖,覆盖物位于玻璃内层双层中空玻璃可以吸收太阳能,并把水加热,对于一个大楼来说,仅仅利用外墙玻璃就能把热水问题解决,每年可节省大量的电力和煤气。
(三)采光遮阳与表皮结合
据统计,建筑的空调系统与公共建筑的照明耗费的能源数据相当惊人。国内建筑由于文化传统考虑自然通风与采光,但国外一直以来崇尚机械通风采光。在节能为首的基础上,越来越多建筑师通过不同的采光与遮阳手段展现建筑的魅力。
1、导光系统与表皮结合
通过外部构件的设置,使得外部光线合理的引入内部空间,避免强光,同时也为背光侧引入太阳光。(图4)这样就使整个建筑呈现一种类似于“暖水保温瓶”的现象,在一定程度上实现了建筑物的单向热传导性,降低建筑内热能或冷能的流失,减少建筑的整体能耗。
遮阳系统与窗结合(图5) 图5 遮阳系统 不仅可以调节室内光
线的强度,更可以创造出令人震撼的建筑
表皮效果。
在室外或室内甚至双层体系中增加可调遮光百叶或安装倾斜角度可控的钢制遮阳板。此类建筑的前期投入并不比普通建筑高很多,但在长期运营过程中,却能取得很好的节能效益。
三、结语
国内利用太阳能方兴未艾,在已颁发的《可再生能源法》中明确规定:国家鼓励单位、个人安装和使用太阳能热水系统、供热采暖和制冷系统、光伏发电系统等设施,太阳能成为了最佳的替代性能源。如果太阳能系统中各种色彩和肌理的组件,也可以取代和节约昂贵的外饰材料(如玻璃幕墙等),使建筑物的外观统一协调,增加建筑美感。建筑与太阳能结合一举多得,建筑的表皮同样可以用蕴含的能量巨大的太阳能设施。不同学科对此问题思考的越多,对社会的贡献越大。
【参考文献】
[1]宣晓东.太阳能光伏技术与建筑一体化应用初探[D]..合肥工业大学硕士学位论文,2007.4
[2]艾明星.变相储能材料的研究[D].河北工业大学硕士学位论文,2003.3
[3]张扬.建筑遮阳设计研究[D] .同济大学硕士学位论文,2006.2,
介绍传统养猪行业存在的污染问题,阐述高架网床生态养猪技术的概念及特点,重点分析其基本工艺流程,并对高架网床生态养猪技术的优势及前景进行了展望,希望对促进广西地区高架网床节能减排生态养猪技术的推广有所裨益。
关键词
高架网床;节能减排;生态养猪技术
笔者所在的广西博白县历来就有悠久的养猪传统,是全国生猪调出大县,但伴随着养猪业的发展,养殖污染及环境保护问题愈加突出,成了困扰养猪业发展的一大瓶颈[1]。在县领导的推动及对欧美先进国家养猪技术发展考察基础上,结合县域气候地理条件特点,通过技术攻关,积极探索节能环保、高效益的养殖新方法,创立出了高架网床节能减排生态养猪这一契合南方特点的新型养猪技术,为从源头上降低养殖污染并最终实现零排放目标,打下了坚实基础。
1传统养猪行业存在的污染问题
长期以来,“脏、臭、累”是我国生猪饲养行业所无法回避的一个严峻问题。我国是猪肉消费大国,也是生猪饲养大国,年产猪肉量几千万吨,占全球产量的一半以上。据实地测算,饲养一头生猪需要用水0.05t,需排废水0.04t,碳排放量等同于19个身体健康的成年人,其氨氮排放量严重超过土地承载能力。按国家标准,废水处理最低需20元/t,这对规模化养猪企业来说,无疑是个天文数字。特别是2015年被称为史上最严环保法的出台,更是使广大养殖企业雪上加霜。但生猪饲养不等同于其他污染企业,这些企业往往集中于不发达地区,事关广大农民的经济效益,且其污染特点不是急剧性的,不能简单采取关闭就了事;同时,生猪饲养是关系民生工程的大事,必须慎重对待之。即使部分地区采用了水泡粪饲养模式可以节约部分用水量,但因为广西地区气候高温湿热,虫蛆蚊蝇较多,各种有害气体很难得以排除,加之生猪粪污量比较大和区内山区较多实际情况,配套设置难以大面积展开建设的实际情况很难得到克服,为此,高架网床生态养猪模式成为了必然的选择[2]。
2高架网床生态养猪技术的概念及特点
2.1高架网床生态养猪技术的概念针对传统养猪模式中的弊端,特别是对外在环境产生的巨大污染,生态养猪模式正日益受到社会各界人士的广泛重视。其中,高架网床技术是目前发展较好的一种新型养猪模式。该模式主要包括高架网床、通风道和排污道等主要设施。该技术将猪舍分为2层:底层为集粪区,表面要用水泥进行硬化,高度设置成1.9~2.5m,并安装好控湿、控温和控风设备;二层为饲养区,生猪在这一层进行饲养,高架网床由全漏缝地板编织成,围栏将其分为几个猪圈,二层的入口处应设置有降温通风设备,内部高度应为2.4~3.5m。
2.2高架网床生态养猪技术的特点同传统养猪技术相比,高架网床技术能够使每头生猪饲养成本降低约200元,排污量减少约90%,通过林木和鱼塘的消纳,实现零排放、零污染的目标。同时,还尽量少的占用耕地,不使养殖规模扩大过度;实现了栏舍的免冲洗,减排节能效果很好;全漏缝,使猪群远离粪便污染,尽量降低猪患病概率;实现了集约化生猪养殖,通过高度自动化,降低了人工成本;设计了固液分离、干清粪和雨污分流,结合微生物发酵、沼气及林木消纳,确保了良好的治污效果。表1为高架网床同传统生猪饲养模式对比表,从表1中可以看出,高架网床生态养猪模式有其自身显著的特点。
3高架网床生态养猪技术的工艺
高架网床生态养猪技术对工艺上的要求并不是很高,猪在网床上方饲养,通过下方的全漏缝将排泄物全部落到底层地面。底层的水泥硬化地面设计成30°~40°的斜度,通过人工就可以很方便地将粪便进行收集。猪尿通过30cm×30cm的收集沟进入固液分离池进行处理,猪粪在这一环节实现了脱水处理,使猪粪渣同猪尿有效分离开[3]。一般情况下,猪粪渣都能够控制在60%以下的含水量,这就便于后期的打包外运工序,使其非常方便地用于农田有机肥。另外,工序中所产生的污水还能够通过沼气池的发酵用在经济林木等的喷灌上,更加节约了种植业成本。猪舍设计有雨污分流,通过屋顶的集雨槽和栏舍边的雨水沟,使雨水得以直接外排,防治污水进入污水池形成二次污染,而污水沟内污水经过专用管道进入到固液分离系统中。有的养殖企业还将微生物技术配以适宜饲料配比以除去猪粪臭味,从而降低粪便对环境污染,或者采取自动刮干粪技术,克服了现有机械刮粪方式下粪尿水一起刮的传统模式,确保了清粪技术高效有序。
4高架网床生态养猪技术的优势及前景
高架网床生态养猪技术的优势非常明显,其应用前景非常广阔。一是实现了真正意义上的节能减排。所养生猪排泄的粪便由漏缝板漏到底层地面,使生猪同粪尿实现了有效分离,使养殖过程中所用栏舍实现了免冲洗,养殖所用水量降低了90%以上,污染处理系统压力大大降低,从源头上控制了整体排污量。同时,栏舍的用电量比较少,每个猪舍平均只需100元左右水电费进行运转,降低了额外养殖成本。二是提高了生猪整体抗病免疫力。生猪在高架网床的上方生活,使其远离了氨气等有害气体的不良影响,使空气保持了较好的控制质量,生猪的抗病力显著提高,死亡率明显降低,患病猪的出现大为降低,并最终降低了药品,特别是抗生素等的滥用。另外,由于猪身上的汗腺不是很发达,自身很难通过排汗的方式排出体内所产生的毒素,而排泄物又是毒素积累的主要地方,高架网床饲养模式下,生猪远离了粪污,自然就会减少疫病发生;同时,清洁的环节也保证了饲料较高的转化率,实现了集约增效。三是获得了较高的养殖效益。经过实际测算,肉料比达到了(1∶2.75)~(1∶2.5),明显高于传统养猪业(1∶3.5)~(1∶3)的肉料比,普遍可以提前约半个月,即在4个月时达到120kg时生猪就可以出栏,缩短了出栏时间,生猪的平均饲养密度达到了0.8m2/头。平均测算单头生猪可节约1~1.5kg饲料,至生猪出栏每头可以最多节约七八十千克饲料,很明显可以有效提高生猪饲养利润。四是有效降低了人工成本。因高架网床模式下并不需要经常对栏舍进行冲水,从而使工作人员的工作量明显降低。如果条件好的养殖户或企业再辅之以自动投料设备,则单个工人就可以喂养三四千头生猪,这是传统养猪业所无法比拟的优势。经过养殖户实际工作,采用高架网床饲养方式,平均猪肉降低成本最低为2元/kg,提高了经济效益。
5结语
当前,广西全区特别是笔者所在的博白县养猪业正处在转型升级提高的关键时期,由于高架网床所具有的产业增效明显、污染减排效果良好的显著优势,势必得到业界及广大养殖户的高度关注,也是传统生猪养猪业的必然发展方向,这对未来建立生猪饲养中心下全程兼顾有益微生物菌群的微生态现代农业系统,并进而逐步推广至肉牛奶牛、肉鸭肉鸡养殖等方向,意义将会是十分积极的。
参考文献
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该项技术拥有24%的综合能效。相比之下,光伏太阳能电池板的综合能效通常在15%左右。“太阳能蒸汽”法的发明者认为,有了该项技术,人们将以全然不同的方式思考太阳能发电,但他们也预计,该新技术的首次使用将不是为了发电,而是为了边远地区的卫生设施和水质净化。
“太阳能蒸汽”的效率主要基于将日光转换成热能的光激纳米粒子。当浸没在水中并暴露在阳光下时,纳米粒子急速升温,并即时将水蒸发产生蒸汽。研究人员表示,随着技术的不断改进,“太阳能蒸汽”的综合能效还将提高。
研究使用的纳米粒子非常小,甚至小于光波长,这意味着其具有非常小的散热表面。强烈加热将在局部,即纳米粒子的表面产生蒸汽。研究人员将装有含光激纳米粒子的水的试管浸入冰水中来演示“太阳能蒸汽”。结果表明,使用透镜将日光聚集在试管中的冰水混合物,几乎立刻就能产生蒸汽。
蒸汽是世界上最常用的工业流体之一。大约90%的电力产自蒸汽,蒸汽也常用于医疗废物和手术器械的灭菌、蒸煮食物和净化水质。大多数工业用蒸汽产自大型锅炉,而“太阳能蒸汽”的功效在于,使蒸汽在更小的规模上变得更为经济。
莱斯大学的研究人员已研制出了一个能在缺电地区为医疗器械消毒的“太阳能蒸汽”高压锅。他们还赢得了比尔和梅林达·盖茨基金会“大挑战”项目的资助,准备为没有下水道或照明的地区研制一个超小规模的人体废物处理系统。
研究人员表示,“太阳能蒸汽”的最显著特点是高效,其不需要数亩面积的聚光镜或太阳能电池板,演示用高压锅的光窗仅几平方厘米大小。“太阳能蒸汽”的另一个潜在用途是为空调及供暖系统等混合动力家电供电,这些家电白天将由日光供电,晚上则利用电网电力工作。
随着经济的发展,我国的建筑行业也在突飞猛进的发展,但工民建筑行业的发展需要消耗更多的能源和资源,因此要加强对建筑行业施工技术的改造工作。节能环保技术是在新时代下采用先进的技术手段来实现节约能源、保护环境的目的。把节能环保技术应用到工民建施工中可以有效的减少资源浪费的情况,促进建筑行业的集约化发展。(1)节能环保的建筑材料成本相对较低并且可以循环利用,所以节能环保技术在工民建施工中应用可以节约施工的成本。(2)节能环保技术在工民建施工中的应用可以保护我国的生态环境,缓解资源紧张的现状。(3)节能环保技术的应用有助于实现节能材料的有效开发和高效利用。(4)节能环保技术的应用有助于人们寻找新的环保、绿色能源,可以促进新能源的开发和利用。(5)节能环保技术的应用还可以促进施工技术的进步和发展,提高整个工民建工程的施工水平。(6)建筑行业所跨的领域比较大,涉及施工企业、建设企业、电子信息、计算机技术、人文科学、地质地矿等多个领域,因此在工民建工程施工中运用节能环保技术有利于节能环保技术深入到其他的领域并得到发展。
2节能施工技术在工民建建筑工程中的具体应用
2.1太阳能节能技术
太阳能节能技术也叫太阳能集热器技术,太阳能节能技术主要是通过吸收太阳能辐射,然后通过自身的转化产生的热能,之后将产生的热能传送给需要的物体。在工民建筑的楼顶安装太阳能节能系统可以充分的利用丰富、绿色环保的太阳能,并把它们产生的热能转化成电能,以便居民采暖制冷。
2.2采光节能环保技术
采光节能技术就是把大自然中的光转化成我们所需要的能源,在以往的工农建筑中仅仅对侧面进行采光,由于受空间的限制不能充分的利用自然界的光资源。利用采光节能技术进行采光可以全方位、大范围的进行采光,采光的质量好且效率高。
2.3节能技术在建筑屋顶的运用
在工民建筑屋顶的工程施工中,可以采用高效保温材料例如浮石砂保暖屋顶面,还可以利用倒置型或架空型保温屋面节能技术设置屋顶。进而实现工民建筑节能的目标。
2.4节能技术在建筑围护的运用
在墙体的外部使用防水材料和保温材料形成外保温层,在墙体的内部全部使用保温材料形成内保温层。外保温层和内保温层的结合不仅对屋内起到了保温的作用还可以减少实体砖的使用,节省了建筑材料。
2.5室内采暖供电节能技术
室内采暖节能供电技术主要运用的是水源热泵系统和太阳能系统。利用水源热泵系统可以把外界的热能转移到室内,进而达到采暖的效果。利用太阳能系统可以把丰富的太阳能热量转化为电能,给住户供电。
3不断的改进节能施工技术,使其更好的为工民建建筑工程服务
把节能环保技术应用到工民建施工中可以有效的减少资源浪费的情况,促进建筑行业的集约化发展。所以在工民建工程施工中充分的利用各种节能环保新技术,节约建筑工程施工的成本,缓解资源紧张的现状,保护生态环境,促进新能源的开发,提高整个工民建工程的施工水平。但随着社会的发展,节能环保技术也需要不断的发展完善,这样才能发挥它在工民建筑施工中的最大用处。首先要建设节能环保技术体系。国家要制定节能环保技术使用标准,建立和完善节能环保技术的管理和控制体系,使工民建施工中运用节能环保技术更加的规范。其次要加速发展新的技术,加强与国外的节能技术交流,借鉴和引进国外的先进节能环保技术新理念。通过不断的交流和合作,通过不断的研发和改进,提升节能环保技术。第三,要寻找新能源,把新技术和新能源相结合,运用到工民建工程的施工中起到节省能源,保护环境的目的。
4结语
关键词:建筑节能 技术应用 发展
一、建筑节能的概论
建筑节能指的是在道路、房屋、桥梁的建设过程中,为了最大幅度的降低能源损耗而合理的使用建筑材料。主要的节能指的是采暖、通风、照明等方面的能源。在建筑施工的方方面面都可以运用到节能理念,比如保温隔热技术、太阳能技术以及建筑遮阳技术等。建筑节能在广义的层面上指的是整个建筑工作的节能总和,从选址到规划再到最后的使用,都要尽可能使用节能材料,以符合相关行业的节能标准。想要达成这种节能效果首先必不可少的是政府的大力支持,这样才能使节能事业有所依靠,再加上相关行业出台政策,并设立统筹、监管等部门来实行监督。准备工作完毕之后再大力开发节能新技术,把节能工作积极落到实处,才是从真正意义上完成了建筑节能工作。
二、常见的建筑节能技术
1、太阳能节能技术
随着能源危机问题的严重,在经济发展的过程中,一直在寻找和开发新的能源,近年来,太阳能节能技术的应用和发展是经济发展中的一大亮点。在建筑施工节能技术的应用中,太阳能节能技术能够将太阳辐射的热能转换成电能以及其它能源。太阳能能源作为一种可再生的新型能源,更加符合环境保护的要求,同时又没有使用限制,是节能降耗下的建筑施工节能技术的重要措施。
在我国南方的建筑中,由于我国南方天气炎热,夏季漫长,在建筑施工中安装太阳能节能装置的建筑是够改善工民建通风技术与遮阳技术,使得南风空调的使用频率降低,达到节约能源的目的。在我国北方的建筑中,安装太阳能装置的建筑能够协助实现采暖供暖,节省建筑本身的供暖消耗,还能增强建筑的保温性;如果将太阳能转换成电能,安装这样装置的建筑能够节省使用者的用电量,能够更好地节省电力能源。
2、土地资源节能技术
近年来,随着工业的发展与城市的扩张,我国的土地资源出现紧缺的情况,人们的居住环境多少会受到影响。我国是农业大国并且人口非常多,为了保证我国居民的生活环境不受影响,但同时也要保证我国工民建建筑的质量,土地资源节能技术的应用与完善是非常必要的。土地资源节能技术能够尽可能低缩减用地规模,使得建筑工程所占的土地资源进行最大限度的利用,并且要保证在建筑施工过程中的的施工地段与临时设施都能进行科学地分配与控制,对节约土地资源做出一份贡献,使得人们的生活环境更加舒适。
3、水资源节能技术
我国的地形复杂,东西南北的水资源分配不均,某些地区在某种程度上存在着水资源匮乏的问题,而建筑行业是用水量比较大的经济产业,因此,在建筑施工中,尤其是在水资源匮乏的地区中进行施工时,必须注意水资源节能技术的应用。在建筑施工过程中,不仅占有大量的土地资源,而且对水的使用量很大,尤其是混凝土的搅拌与养护工作,需要大量的水资源,并且建筑工程一般的都是周期长、工程量大,因此多数的建筑工程不仅造价不菲,对能源的消耗也是非常惊人的。
三、建筑节能技术的应用
1、建筑对太阳能的应用
对太阳辐射能的收集与利用,在建筑中安装太阳能光热系统,将太阳辐射能收集起来并通过一系列的能量转换,使辐射能变成热能,保障房屋的热能供应。太阳能属于可再生能源,而且在利用过程中不产生有害物质,将太阳能转换的热力能源应用到房屋建筑中,能够对其他能源进行有效的节约。可以将能源利用到建筑在冬季进行的取暖,使煤、电等资源用量减少。
2、太阳能发电系统的应用
太阳能发电系统就是将太阳能转化成为电能,直接为房屋提供清洁电力。在建筑中寻找采光良好的高处,将太阳能光伏发电系统进行安装,这样就能够使系统转化的电源供给到房屋中,让建筑中的用电不通过任何电力基础设施直接供应,而且太阳能光伏发电系统在工作
过程中不产生任何有害物质以及噪声污染。我国的大部分地区对太阳能的利用还不充分,在建筑中安装太阳能发电系统既是对能源利用的创新也是房屋建筑节能的创新。
3、对地热能的应用
我国大部分地区都是呈现出四季分明的气候特征,这种气候也对人们的生活产生了一定的影响,也就导致了常常室内温度与室外温度有很大差异的情况发生,当人们需要这样的差异时,就会利用供热系统、制冷系统等进行温度的调节,这也就在很多的时候会产生能源的
大量消耗。而在建筑之下的地表中,存在能够常年为人们所利用的清洁能源,也就是地热能。在建筑中安装地源热泵,能够对地表四季恒温的特征进行有效的利用。在冬季,将地表热量传输到房屋当中进行取暖,夏季使可以利用其进行制冷调节。这种对室内温度的调节方式
既环保,又节约其他不可再生资源,而且与其他能源相比,地热能持续稳定,而且适用于各个地点,在进行开发时占地面积较少、成本较低。房屋建筑合理利用地热能源更有效的减少了建筑费用,在房屋建筑中积极应用地热能源也是建筑技术的创新应用。
4 光导纤维技术的应用
对光导纤维技术的应用,是将太阳光盗图器安放在建筑中四季采光均匀的地点,再将光缆连进建筑内部。这样阳光就会在室内聚焦,缆线会把阳光导入进室内等需要光照的地方。这种高科技的应用,可以在太阳的升起到落下的过程中都会让缆线到达的地方得到相应的光
照。在建筑中,即使可能建筑某个室内本身不具备采光能力,利用这样的技术,人们就可以在室内利用这样的节能光进行各项活动,而不必担心室内的采光,更不必消耗电力能源进行照明。这种光导照明方式也是现如今最节能的建筑元素,更是房屋建筑中对能源应用的有效创新。
5 建筑墙面施工中节能技术的应用
5.1 建筑外墙施工的节能技术
房屋施工过程要对房屋的外墙做保温处理,墙体的保温水平取决于很多因素,为了保障墙体的保温水平,又能进行能源节约,从保温材料的选择以及施工质量入手。在选择保温材料时,可以应用蒸压粉煤灰添加气混凝土,这种材料具有良好的保温效果,而且是一种节能
环保的绿色建筑材料。工人进行施工时,应该严格按照图纸要求,充分考虑使墙体裂缝的因素,对承重墙的施工采用整砖平齐法砌筑。
5.2 建筑屋面施工的节能技术
房屋屋面施工时,主要考虑房屋面板与防水层之间保温材料的应用于选择。一般要选择高强度、低密度、较弱的导热性能的材料,可以利用加气混凝土块、聚苯乙烯板等。在施工过程中,采用反铺法,将防水层放置于保温层下面,防水层具有良好的额保护效果,使得施
工操作性更强,也大大降低了施工成本。另外,利用高质量的保温材料设置反射层与隔热层能够有效的对房屋进行隔热。
四、建筑节能技术的发展前景
近年来,我国的经济与科技都得到了迅速的发展,建筑行业呈现一片繁荣的景象,在发展的同时,人们越来越关注到节能技术的应用。在建筑行业中实行可持续发展战略,节约能源势在必行,应当进一步完善和提高工民建施工节能技术,保证人与环境和谐发展。
结语:
综上所述,对建筑中节能技术的创新应用能够对建筑行业的发展起到巨大的推动作用,更是促进新能源、新材料应用的主要途径之一,对我国构建资源节约型社会具有重要的意义。我国建筑行业不断加强对建筑新能源的开发与利用,使建筑行业有效节约施工费用、提高工程质量的同时,为建筑使用者提供更节能舒适的能源使用环境。
参考文献:
关键字:房屋建筑 节能技术 太阳一体化
中图分类号:S210.4文献标识码: A
一、研究背景
与国际发达国家相比,我国建筑总能耗呈逐年上升趋势,其中1970年建筑能耗约占能源消费总量的10%,2011年上升至27.6%,约占全国总能量的25~40%,例如与气候相近的发达国家相比,我国多数采暖地区围护结构普遍具有较差的热功能,其中我国建筑外墙传热系数高出3.5~4.5倍、屋面高出3~6倍、外窗高出2~3倍,此外单位房屋建筑面积具有能源利用率极低(28%)、能耗极高等特点。随着世界范围内能源危机的爆发及建筑能耗的日益增长,房屋建筑施工的节能问题越来越受到社会的重视。就我国大多数地区而言,屋面、门窗、外墙体工程被认为是护结构耗热量最大的三项工程。房屋建筑节能作为我国建筑行业发展的重点,其被看做国家建设节能型社会及发展新农村建设的重要措施。建筑节能理念的推行对能源安全保证体系的建立、建筑行业各项节能技术的应用及建筑节能工作的顺利开展意义重大,同时也对建筑行业经济的持续增长至关重要。针对房屋建筑行业的节能工作,具体节能措施包括:新建建筑必须符合现行建筑节能行业标准,其中节能标准所涉及的强制性条文必须严格落实;我国建筑工程方面,达标的新建建筑约占90%,其中建筑施工阶段达到节能标准的建筑约占80%以上。建筑节能作为执行国家节约能源与环境保护政策的关键性内容,其具体内容包括两方面,即围护结构保温隔热能力的加强;从供冷、供暖的实现方式与热源输送渠道实现能源的节约。本文主要从下列方面浅析房屋建筑施工的节能技术。
二、房屋建筑施工的节能技术研究
就建筑项目而言,房屋建筑节能施工技术具有至关重要的作用,而施工实践过程必须结合建筑项目的实际情况采取针对性的措施。本章节主要从墙体保温施工、门窗安装施工、屋面保温施工、太阳一体化节能技术四大方面展开论述。
(一)墙体保温施工
墙体保温施工作为房屋建筑节能施工的关键性环节,其施工质量对房屋建筑整体节能效果的改善至关重要。墙体保温层的设置位置包括内侧或外侧,其中内侧设置的基础措施更简单,但保温效果较差;外侧设置对节省使用面积具有积极的影响,但易出现脱落、开裂、渗水等问题。墙体保温施工工艺大致包括粘贴、抹灰、喷涂、复合等方式。墙体保温施工过程,施工工艺必须严格按照施工方法与保温材料的实际情况进行选择。保温砂浆作为常见的施工材料,其施工具体采用抹灰方式。墙体保温施工注意事项具体包括:对墙体依次进行清洁、修平、湿润处理;对墙面设置冲筋或标准,以确保墙体保温层厚度;单次抹灰厚度约10cm,其中下层施工前必须确保上层的强度达到既定要求;保温砂浆往往设在内侧,针对墙体外侧设置保温砂浆的情况,必须采取必要的防裂、防水、防脱落等措施。
(二)门窗安装施工
门窗安装施工过程,玻璃扇与门窗框的传热系数及密封性往往被看作最关键的环节进行控制。考虑到木制门窗与塑料门窗具有较低的热传递系数,双层玻璃的传热系数较单层玻璃的传热系数低出许多,房屋建筑最好选用木制或塑料的双层门窗。若要使房屋建筑门窗的节能效果达到既定要求,门窗的安装施工必须特别注意下列事项:门窗的选择必须根据设计的要求进行选择,注意门窗安装前必须认真检测门窗的各项性能指标;门窗安装过程必须对门窗框角的垂直度进行检查,以防门窗变形;扇与扇、框与扇间必须设置密封条,同时柱、墙、梁、台与门窗框的交界位置必须采取密封措施,以防出现透气或渗水问题;密封施工前,密封位置的灰层必须事先清理干净,以确保密封效果达到既定要求。
(三)屋面保温施工
房屋建筑施工过程,常用的屋面保温措施要求把保温材料铺设到防水层与屋面板间,其中保温材料必须具有吸水率低、密度低、导热性能小及强度较高等特点。现代房屋建筑施工过程常用的保温材料包括水泥珍珠岩板、加气混凝土、轻骨料混凝土板、水泥聚苯板等。屋面保温施工过程,必须采取相应的隔热措施,例如屋面结构的下部或上部设置通风隔热层;选用高效保温材料实现屋面隔热;若条件允许,屋顶上部亦可设置反射层或种植植被,由此实现屋面隔热保温效果。
(四)太阳一体化节能技术
据统计数据显示,我国超过2/3的国土面积具有超过2200h的年日照时间,其中年辐射总量超过502万kJ/m2,由此预示着我国太阳能具有广阔的利用前景,此外高科技环保节能建筑使人类始终生活在充满自然景观与能源循环再生的人工大自然。根据太阳能的实际应用需要及具体特点,房屋建筑节能方面太阳能的具体应用包括两大方面,即太阳能光热利用技术、太阳能光电利用技术。
1.太阳能光热利用技术。太阳能光热利用技术要求把太阳辐射能转化成热能,由此实现太阳能的利用。房屋建筑工程领域,制冷与采暖作为最常见的利用方式,从温度利用的高低可简单划分成低温利用、中温利用、高温利用,其中工程供热大多采用太阳能高温利用,此外日常的生活热水供应大多采用低温利用;从温度利用的方法可简单划分成间接利用与直接利用两种形式,其中直接利用的常见方式包括:借助太阳能空气集热器实现物料干燥或供暖;借助太阳能热水器实现生活热水的供应;建设以集热-储热原理的间接加热方式为基础的被动太阳房(见图1);借助源自太阳能加热空气的热压实现建筑通风效果的增强。间接利用方式包括:太阳能吸附式制冷、太阳能吸收式制冷、太阳能喷射制冷。
图1被动式太阳能剖面图
2.太阳能光电利用技术。太阳能光电利用技术要求借助太阳能电池使太阳能转化成电能,同时储存到蓄电池,此外经放电控制器的控制实现太阳能的释放,以供室内的照明及其他所需,具体转化原理详见图2。
图2光电转化基本原理
例如 2004年皇明科技园区内建立的超级节能示范楼作为我国第二代太阳能建筑,其能源供应不仅保留有太阳能光热系统,同时也增设有太阳能地源热泵辅助系统与太阳能光电系统,其中太阳能光电系统经光伏发电实现设备用能与生活用电的供应,若供电不足,系统则直接切换到城市电网。就外墙保温措施方面而言,采取外卷帘遮阳系统、合理设计放热桥、曲板屋顶夏季防晒及屋面外墙隔热等措施可实现房屋建筑保温隔热能力的大幅度提高,进而实现太阳能供暖制冷效率的大幅度提高。经现场测试发现,该超级节能示范楼的总建筑节能率超出90%。现阶段,太阳能光电技术被普遍应用到空间站、航天飞机或边远地区,而太阳能建筑的光电利用作为实现太阳能照明的主要途径,其正被逐步引入建筑工程领域。
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采光取暖效果是评判建筑物质量的重要因素之一,因为只有充足的光照与充足的热量才能确保建筑物功能与作用更好地发挥。特别对于气候严寒的北方,严寒的冬季时间较长,气温较低,需要大规模的热量,在这种形势下,采光技术与太阳能技术得到了开发和利用,并发挥了节能环保的效果,具体利用情况如下:
1.1采光技术
采光技术就是提高对自然阳光的利用效率,充分利用自然光来提高建筑物的采光率,增强建筑物室内亮度,采光技术通常包括直接采光技术与间接采光技术,以往的采光技术体现为直接采光,具体体现为侧面采光,然而,这一采光模式容易受到有限空间格局的影响,对于空间较大、深度较深的房屋则效果不佳,存在不良的问题和缺点,因此,当前的工业建筑、民用建筑引入了间接采光技术,以及一些现代化采光技术发挥了节能环保的效果,间接采光技术不仅为人们带来了良好的视觉享受,同时也能使建筑物接受更充足的自然光线照射,实现了室内人员对自然光的充分利用。同时也发挥了对室内取暖的支持作用。
1.2太阳能技术
太阳能作为一种自然界最广泛、储备最丰富的天然能源,在诸多行业和领域得到了开发和利用,成为世界公认的清洁、高效、环保能源,将其利用在工民建筑工程中,发挥了节能环保效果,同时也满足了建筑的基本功能需求。太阳能技术的优势体现在:无污染、便于安装与维护,没有地域条件限制。当前的太阳能技术利用正在朝着多功能混合方向发展,例如:采集热量、散热等等,一般将太阳能电池发电系统装设于工民建筑顶层,从太阳辐射所获得的热能转化为电能,这些电能凭借电池组对应存储于某一供电系统,从而来发挥对建筑物内外的用电需求。太阳能最典型的利用就是我国北方城市工民建筑,通过装配太阳能设备来实现冬季取暖、热水供应等功能;我国南方城市则利用太阳能来优化建筑的遮阳效果,提高建筑物的通风水平,以此来控制对室内空调设备的使用,创造了积极的环保效果。
2玻璃保温技术的应用
工民建工程的节能技术中,玻璃保温技术仍是一项非常重要研究项目,窗口保温成为节能技术研究重点,它积极控制了建筑物内部各项空调设备的使用时间,达到节能环保功效。当前的窗口朝着三层塑钢窗方向发展,三层塑钢窗的引入积极控制了窗口玻璃的热交换,得到了节能环保目的。同时,镀膜玻璃技术也成为一项新型节能技术,提高了玻璃的保温效果,冬季寒冷时节,镀膜发挥了保温功能,相反,夏季炎热时期,镀膜玻璃则发挥了阻挡外界热源的功能,为室内提供舒适、凉爽的环境空间,也减少了制冷设备等的使用。
3园林绿化设计技术
工民建工程节能技术不仅体现在现代化科学技术方面,也要注重从建筑自身的设计、外部条件布置等方面入手,可以通过完善园林技术来发挥节能环保的效果。对建筑周围的园林进行优化、绿化设计,利用绿化园林来调节建筑物周围的局部地区气候,从而达到保温隔热的功效。例如:在工民建筑物的外墙种植藤类植物,藤类植物发挥了对建筑物平面的装饰作用,又能发挥保温、隔热的功效。夏季,气候炎热、温度较高,藤类植物发挥对建筑物的绿色屏障作用,降低了建筑物自身温度,控制了室内空调设备的使用;冬季气候相对严寒、温度较低,绿色藤类植物枯萎附在建筑物表面能够发挥保温功效,从而控制建筑物自身的能源损耗。这一绿化技术使用不仅发挥了节能环保功能,同时,也营造一个优美的景观环境,发挥了绿化环保的景观功效。
4楼顶隔热技术的运用
建筑物容易受到太阳辐射的不良影响,特别是一些气温较高、日照时间较长的地区,建筑物更容易受到太阳辐射的不良影响,从而影响建筑物的使用寿命,为了减轻这一不良影响,可以在建筑物顶端配置隔热设备,现阶段,一种最为流行的节能环保类隔热技术体现为:空气层隔热技术,凭借控制传热来达到隔热的效果,空气层隔热技术已经被应用到工民建筑工程的顶部、墙体以及门窗等多个部位,都发挥了积极的隔热作用,通过通过空气层隔热也能够发挥保温的功效,已经成为一项获得广泛认可的节能技术,同时,其他类型的保温节能技术,例如:架空技术、浮石砂等也得到了广泛而深入的利用。
5总结