当前位置:首页 >> 工学 >>

建筑节能新技术 两栏


建筑节能

什么是建筑能耗:广义:建筑能耗=建筑建 造能耗+建筑使用能耗 。狭义:民用建筑使 用过程中的能耗,主要包括采暖、空调、通 风、热水供应、照明、 炊事、家用电器、 电梯等方面的能耗。 了解我国建筑能耗现状 2) 400 多亿平方米 的城乡建筑中,95%是高耗能建筑。 3)单位 建筑面积能耗是发达国家的 2~3 倍。4) 建 筑能耗占全社会终端能耗的 27.5%。 5)建筑 全过程耗用整个资源中 50%的能源、42%的 水资源和 50%的原材料, 导致 50%的空气污 染、42%的温室效应、50%的水污染、48% 的固体废物和 50%的氟氯化物。6) 2002 年 全国空调高峰负荷达 4500 万 kW,相当于 2.5 个三峡电站的满负荷输出。 7) 大型公 共建筑单位建筑面积能耗是小规模公建的 3-8 倍,是住宅的 5-15 倍。8)大城市高档豪 华住宅的户均用电水平几倍甚至几十倍于 普通住宅。 我国建筑能耗的特点: 1)北方建筑采暖能 耗高、比例大,是建筑节能的重点 2)住宅 及一般公共建筑与发达国家相比能耗尚处 在较低水平,但有明显增长趋势。 3)大型 公共建筑能耗过高,节能潜力大,新建建筑 中此类建筑比例有增大趋势。 4)农村建筑 能耗低,非商品能源仍占较大部分,目前有 逐渐被商品能源取代的趋势, 需引起足够重 视。5)长江流域大面积居住建筑新增采暖 需求,必须找到有效地解决方案,否则将成 为沉重的能源负担。 建筑热工分区: 根据建筑气候特点,以累 年最冷月和最热月平均温度作为主要指标, 累年日平均温度≤5℃和≥25 ℃的天数作 为辅助指标, 将我国划分为 5 个建筑热工分 区。 严寒地区,寒冷地区,夏热冬冷区,温 和地区,夏热冬暖区。 体形系数(定义、控制范围、措施) :建筑 物与室外大气接触的外表面积和与其所包 围的体积之比值。 寒冷地区建筑物的体形 系数宜控制在 0.3 以下。如果体形系数不满 足相关规定, 则必须进行围护结构热工性能 的权衡判断。 控制体形系数的主要方 法:1 减少建筑面宽,加大建筑幢深 2 增加 建筑物层数 3 建筑体形变化不宜过多
1

绝热保温材料(特点:平均温度≧350℃时, 热导率≧0.12 w/(m.k) ,轻质、疏松、多孔, 或为纤维状 。 举例:纤维状无机质:矿物 纤维(矿渣棉、岩棉、玻璃棉、硅酸铝棉) (人造) 气泡状有机质人造:泡沫聚苯乙 烯塑料、泡沫聚氨酯塑料 无机质:膨胀 珍珠岩 门窗节能途径:1)提高保温性能 2)提高 密封性能,减少冷风渗透 3)控制窗墙面积 比 4)增设活动隔热层与遮阳 智能围护结构:是建筑构件的综合体,这些 构件能够执行各自功能, 使建筑外围护构件 独立或联合作出调整,提前应对环境变化, 以最小的能源消耗维持建筑内部的健康、 舒 适环境。 。 核心: 围护结构能够根据建筑物内外环境而 变化。 热源分析 (热源类型及特点) 1) : 燃煤锅炉 : 不同煤种对应不同燃烧设备、燃烧方式 ; 接触式表面燃烧;锅炉效率与锅炉吨位、燃 烧方式、 供热介质温度、 运行管理水平有关, 差别大。锅炉供热效率 55%~75% (Bei Jing) 。 2) 天然气锅炉 : 不产生灰分, 易强化传热, 环保;空间燃烧; 不同规模锅炉效率差别不 大,高达 90%;成本较高,宜以小规模分散 为佳 ;当天然气的使用达到一个地区供热 燃料的 20%以上时, 可考虑燃煤燃气联合供 热技术。 3)燃煤热电联产:大规模供热, 能耗最低。在环保条件允许的条件下,应坚 持燃煤热电联产集中供热, 以大规模集中为 宜。 天然气热电联产 : 4) 比热电分产节能, 但节能效果不如燃煤热电联产显著。 部分负 荷情况时,总效率明显降低。节能效果应慎 重看待。 5)直接电热 :高品位的电能 转化为低品位的热能,能源利用极不合理。 6)电动热泵 :电力供热的最好方式。COP 达 3~3.15,折合燃煤效率达 99%~115%。 多级循环泵供热系统 (分布式循环泵) :热 源循环泵只承担热源内水循环; 热用户循环 泵既承担热网循环泵的输送功能, 又承担在 热用户建立必要的资用压头的功能; 基本消 耗无效电耗,无多余的资用压头需要节流; 节电初投资不高, 工程上易解决; 变推为抽; 节电 33.8%

建筑节能

内保温复合节能墙体:构造:体结构层,空 气层,绝热材料层,覆面保护层

内保温复合节能墙体的特点:施工方便;要 注意避免结露;室温波动较大;占据使用空 间。 应用:礼堂、俱乐部、会场等公共建筑。 几种内保温复合节能墙体实例 :1)GRC 内 保温复合墙体 2)玻璃纤维石膏内保温复合 节能外墙 3)P-GRC 内保温复合节能外墙 我国采暖能耗为何高:根本原因:集中供热 效率和热源效率不高 外保温复合节能墙体:构造:体结构层,保 温层,内、外面层

特点:可避免产生热桥、室温稳定、舒适性 高、保护墙体、施工进度快、建筑美观、适 用范围广、综合经济效益高。 应用:采暖 建筑+空调建筑;民用+工业建筑;新建+ 既有建筑。 如何科学的分析长江地区新增采暖需求? 长江流域停止兴建各种热电联产和热电冷 三联供系统,发展基于热泵的采暖空调方 式。住宅中积极推广太阳能。

锅炉节能技术:1 供热规划:燃煤热电联产 的必然趋势:发展大型集中供热工程,代替 小型、分散供热锅炉房。 2 锅炉选型与台 数 :由热负荷量、热负荷延续图、工作介 质、当地煤种选择锅炉形式和台数。常用循 环流化床锅炉、链条炉排锅炉。宜 2-3 台, 不应多于 5 台。 在低于设计运行负荷条件下 多台锅炉联合运行时, 单台锅炉的运行负荷 不应低于额定负荷的 60 %。 3 鼓、引风机 风量、风压与锅炉容量匹配 4 循环水泵:大 小结合;变频调速 5 补水 : 保证水质 6 自动检测与控制的运行方式 热网水力失调节能措施:1) 一次管网采用 自动监控系统根据室外温度进行初调节 2) 二次管网分支管上加平衡阀或孔板调压装 置; 3) 采用同程系统等采暖系统形式。 多级循环泵供热系统 (分布式循环泵) :热 源循环泵只承担热源内水循环; 热用户循环 泵既承担热网循环泵的输送功能, 又承担在 热用户建立必要的资用压头的功能; 基本消 耗无效电耗,无多余的资用压头需要节流; 节电初投资不高, 工程上易解决; 变推为抽; 节电 33.8% 管网保温热损失措施:1) 热水供热管道直 埋敷设, 用改性聚脂为保温材料,以高密度聚 乙烯为保护壳(聚氨酯发泡直埋保温管)。2) 蒸汽管道采用新型钢套管保温管;阀门、补 偿器等附件进行良好保温,使表面温度 <40℃。3) 为了保证管网保温效率达到 98% 的标准,无论是直埋敷设还是地沟敷设,其 保温层厚度均应满足 《设备及管道保温设计 导则》的要求。 换热站混水直供特点:1)取消间接换热器 2)一次网定压 3)管网温度降低,热损失 减少 分户热计量(意义、热计量方式、热量表供 热量计算) 热计量收费主要两种情况: (1)别墅类建筑 以及在销售时考虑了能耗费用差别的公寓 类住宅的热计量多根据计量的热量来收费 (2)其余建筑多采用计量总量然后分摊的 方法来收费 对我国采暖热计量收费的认识:1)建筑物 内每个房间耗热量与位置有关, 位置差别
2

建筑节能

带给热用户的热量差别, 比热量测量中所 采用的任何一种仪表的误差要求都要大得 多, 此系统误差不解决,将带来很大的不公 平.2) 建筑物耗热相互依赖、相互影响。某 一房间的耗热量, 既与该房间室温有关,还与 相邻房间室温有关. 使得热消费过后的收费 合理性受到质疑。 3)户间传热具有无源性。 一栋建筑由于户间传热造成的供热量变化 总和为零。从每户考虑,问题复杂,户间传热 要计量在仪表中,很难将每个房间的热量合 理计量出来。 从建筑物考虑,户间传热为 零,可准确计量。 4)从收费角度看,每户的 热量计量应计量消耗热量而不是 供给热 量。5) 热计量收费的过程,是贸易结算过程。 热计量是对贸易的量进行测量。 贸易结算点 应选在建筑物 6) 收费是对贸易的热费进行 分配 7) 公寓类建筑热用户的热计量收费问 题,实质是如何对建筑物总热费的分摊问题。 8) 分户热计量收费,是用来激励、提高人 们节能意识,促进采暖节能的手段。9) 分 户热计量不是必须计量热量, 关键是规定大 致合理、大家共同遵守的计量法则,以及在 这个前提下设计出简单可靠、成本低廉、收 费方便的计量装置。10) 由于采暖的特殊 性,分户热计量收费的问题是解决公平问 题,合理性是相对的。 任何热费分摊方法都要遵循的原则是: 同一 栋建筑物内的用户,如果采暖面积相同,在 相同的时间内, 相同的舒适度应缴纳相同的 热费。 从收费方法的角度, 可将利用上述三种仪表 进行热量分摊的方归为两种:1) 温度法 ( 温度分配法) 直接计量实际的室内供暖 : 温度, 用计量的室内温度分摊结算热表计量 的结果,体现等面积、等舒适度、等热费的 原则, 可省去热量法所必须的对计量结果进 行修正的问题。 2) 热量法(散热器分配 表法;热量表分配法) 散热器热分配表典型特点:需入户读表,不 方便。 多联变频变制冷剂流量热泵空调系统 新型户式中央空调系统:室外机产生冷/热 量,室内机组将室内回风 (或回风与新风的 混合空气 )进行冷却或加热处理后,通过风
3

管送入空调房间。 大型中央空调系统节能(设计方案:1 进行 详细的负荷计算,不能估算。2 温湿度合理 搭配, 合理降低室内温湿度标准。 3 依据负 荷特性划分内外区, 或采用多分区空调 4 体 育馆、影剧院、博物馆、商场等公共建筑采 取: a. 高速喷口诱导送风 b. 影剧院下送 风或座椅送风 c. 分层空调 5 办公或商业服 务建筑群、宾馆,可采用如下方式:a 新风 机组+风机盘管 布置灵活;过渡季无法 充分利用室外风 b 变风量系统 节能;昂 贵 6 室内局部热源就地排除 分层空调:高大建筑物中,仅对下部工作区 进行空调, 而对上部较大空间不 予空调, 或夏季采用 上部通风排热。 中庭空调与防排烟常用方案: 由下部负荷设 空调送风,水平送风隔断上、下空间,夏季 无排风或设机械排风; 只考虑夏季排风和地 面采暖,不设空调。 水系统节能措施(continue):1)分支环路水 力平衡 :设计时进行分支环路之间的阻力 计算 ;设计时设置能准确调试的技术手段 (平衡阀) 2)分区及设置二次泵 3)冬夏 及部分负荷时水泵分设 4) 冷冻水和冷却水 循环泵开启台数=冷机开启台数 低温送风空调 :送风温度由 12-15 ℃降至 3-11 ℃。 需注意的问题: 1)风口、风管、 末端送风装置表面易结露,应特别注意保 温。 2)防止低温空气直接进入工作区,或 温度不均而导致热舒适性差。 空调蓄冷技术的意义: 实现用电 “削峰填谷” 热泵原理: 应用冷凝器排出的热量进行供热 的制冷系统。 什么情况下采用吸收式制冷更利于节能? 单效机~ 100℃左右热源, 为 0.7-0.8。 COP 双 效 机 ~ 150 ℃ 左 右 热 源 , COP 为 1.2-1.3。 三 效 机 ~200 ℃ 以 上 热 源 , COP 为 1.6-1.7,目前无成熟产品 燃煤或燃气锅炉制蒸汽, 再利用蒸汽吸收式 制冷,节能否? 燃 煤蒸 汽锅 炉: 锅炉 效率 80% ,双 效机 COP=1.3 , 从 燃 煤 到 制 冷 的 综 合 效 率 为 1.3*0.8=1.04。

建筑节能

同样规模的电动压缩制冷机的 COP=5.5。我 国燃煤发电效率为 30%, 考虑 15%的传输损 失,从燃煤到末端用电的转换效率为 0.3*0.85*5.5=1.4,高于吸收式制冷的 1.04. 直接通过直燃式吸收机燃烧燃气或燃油制 冷,节能否? ? 从燃煤到制冷的综合效率为能量转换 效率为 1.3(100%*1.3) ,大型燃气发 电厂的发电效率为 55%,考虑 15%传 输损失,燃气发电再电力制冷的综合 转换效率为 0.55*0.85*5.5=2.57,远高 于吸收机 1.3 的能量转换率。 Conclusion: 无论锅炉制蒸汽, 再蒸汽吸收式 制冷,还是直接燃烧燃气或燃油吸收制冷, 能源利用率均不如先在大电厂发电, 再由电 制冷。因此,一般情况下不提倡通过直接燃 烧燃煤、燃气、燃油的吸收式制冷方式。 有工厂余热或热电联产电厂余热时, 采用吸 收式制冷,可在夏季充分利用这些余热,替 代常规的电压缩制冷,实现能量的充分利 用。 缺少电力供应的地区, 吸收式制冷可被作为 降低电力峰值负载的办法。 自然通风:依靠风压和热压使空气流动,以 供给室内新鲜空气和稀释室内气味和污染 物,除去余热和余湿。意义:1)不消耗不可 再生能源,减少对传统空调的依赖,减少能 耗、降低污染。 2)与机械风在频谱、湍流 度等物理特性上有很大差别,舒适性更高。 3)噪声问题。 基本动力:风压、热压) 热回收装置及应用 : 《公共建筑节能设计标 准》 (GB50189-2005)规定: 建筑物内设有 集中排风系统且符合下列条件之一时, 宜设 排风热回收装置,且热回收装置(全热和显 热)的额定热回收效率≦60%。 1)送风量 ≥3000 m3/h 的直流式空气调节系统,且新 风与排风 的温差≥8℃。 2)设计新风量 ≥4000 m3/h 的空气调节系统,且新风与排 风的温度差≥8℃。 3)设有独立新风和排 风的系统。 太阳能的特点: 能量密度低,间断性,不稳 定性 主动式太阳能建筑:由太阳能集热器、贮热 装置、管道、泵、散热设备、控制器等组成
4

的采暖系统与吸收式制冷机组组成的太阳 能空调建筑,需要一定的循环动力。 被动式太阳能建筑:1 依靠建筑物构件自身 完成集热、储热和释热,无须附加采暖或制 冷设备,不消耗常规能源。2 结构简单,造 价低,节能效果显著。3 分为间接得热和直 接得热


赞助商链接
相关文章:
更多相关标签: