既有建筑的节能改造技术运用

【摘 要】当前我国城市建成的节能建筑面积在我国城市既有建筑面积中所占比例极低,在多种能源都紧缺的今天,为了避免能源浪费,对既有建筑进行节能改造已经迫在眉睫.本文就既有建筑进行节能改造的必要性、改造的措施以及对可再生材料的可持续利用等三个方面方面进行了阐述.

【关 键 词】既有建筑;节能改造;可再生材料

1我国既有建筑节能改造的必要性

我国地域宽广,寒冷地区的采暖燃煤和夏热冬冷地区的空调能耗日益增加.由于历史的原因,当前我国城市建成的节能建筑面积在我国城市既有建筑面积中所占比例极低,大量既有建筑无任何节能措施,建筑的保温隔热性能很差,从而导致了采暖和制冷能耗浪费极其严重.另外,我国既有建筑的采暖系统主要是燃煤,对环境的影响很严重.由此可见,应及早开展对既有建筑的节能改造,如何将既有建筑改造成节约能源、节约土地、节约用水、节约用材等的建筑,同时还要保护环境少排污,特别是要减少二氧化碳的排放量,通过对可再生能源的利用来满足住户的使用要求,即实现使用空间的“健康”、“适用”、“高效”性能的“绿色建筑”,给建筑工程师、城市规划者们赋予了重要的任务,也是实现能源可持续发展的必然要求.


2对既有建筑维护结构的节能改造

建筑能耗与围护结构的传热系数有较好的线性关系,围护结构热工性能的改善对降低建筑能耗有显著的作用.既有建筑维护结构的节能改造主要通过改善其维护结构――门窗、外墙、屋顶等的热工性能得以实现,以下分别加以论述.

2.1门窗的节能改造

既有建筑的门窗主要以传统钢窗为主,其缺点是保温隔热性能差,其气密性、传热系数、抗风压性能等均不能满足现行国家相关规范、标准的要求.对既有建筑门窗的节能改造,就是用新型节能门窗替代传统门窗.

目前,有较好节能效果的门窗主要有塑钢门窗、断桥铝合金门窗、集成木材门窗等.塑钢门窗是以聚氯乙稀(PVC)树脂为主要原料生产出型材,在型材内部加钢衬制成的门窗.塑钢门窗的主要特点有:导热系数低;保温性能较好;耐腐蚀性好、低廉.缺点是聚氯乙烯的冷脆性以及耐高温性能较差,抗风压性能较低,所以塑钢门窗在大尺寸窗体和严寒、高温地区的使用受到了限制.断桥铝合金门窗的窗体是由铝合金和低导热系数的材料复合而成,其主要优点有:高保温性能;刚性好,适合在较大尺寸的窗户和高风高压场合中使用;耐严寒、耐高温,可以在严寒、高温地区广泛使用.缺点是膨胀系数较高,导致窗体的尺寸不够稳定,降低了窗户的气密性;耐腐蚀性能较差,使得其适用的环境范围受到了一定限制.集成木材制作的门窗工艺先进,力学强度较高,导热系数低,而且木材环保,是可再生资源.然而由于其生产成本比较高,在我国目前仅仅用于高档门窗.

由于塑钢、断桥铝合金、集成木材门窗在节能中各有其不同的特点,要根据各种门窗的优缺点针对不同的地区气候安装节能效果最好的门窗.在严寒地区,要注意保温.在该地区安装的门窗不仅要保证采光性能,还要控制无光照时的热量流失,特别要注意门窗缝隙处冷空气的渗透.即要求所安装的门窗既要有较低的传热系数又要用较高的太阳光获得系数.在夏天热冬天暖的地区,要注意隔热问题.安装的门窗既要获得足够的采光又要减少门窗阳光的得热量,这些地区所安装的门窗要求有低的遮阳系数和低的太阳光获得系数.夏热冬冷地区安装的门窗,要求冬季保温夏季隔热.这个地区的门窗要求低传热系数和低遮阳系数.

2.2外墙保温技术

由于北方地区的温度较低,对建筑物进行外墙保温技术对于节能来说效果很显著.进行外墙保温时,一般外墙保温材料铺设的越厚,保温效果也就越好.外墙保温技术不仅可以在冬季对室内进行保温,还可以在夏季避免太阳辐射而导致的室内温度的升高,从而减小了空调等制冷设备的工作载荷.这样一来,就减少了冬季供暖和夏季降温的用电载荷,从而降低了建筑物的耗能.因此,从降低建筑物能耗的方面来说,我们应该大力推广建筑物外墙保温工艺与技术的广泛实施.

2.3屋面保温技术

屋面节能改造可以采用两种方式:一是采用平改坡方式.平改坡改造方式较为简单,在既有建筑结构荷载允许的条件下,利用轻型结构增加一层坡屋顶,屋顶材料采用复合压型钢板,可以有效改善既有建筑屋面的保温隔热性能.二是增加屋面保温层.在原有屋面防水层上,增加挤塑板、聚苯板等强度较高的保温板材.以上两种方式均可以有效改善屋面保温隔热性能,相应增加了屋面的防水性能,大大提高了既有建筑物的使用寿命.

3对建筑能耗的节能改造

3.1太阳能的利用

太阳能是当前已开发的所有绿色能源中最重要的天然能源,它的优点是用之不竭、取之不尽,并且存在广泛,极为洁净而又廉价.目前,对太阳能的利用主要有空调、热水器和光伏电池三个方面.在我国,太阳能资源十分丰富,这为我们开发利用太阳能提供了有利的条件.但目前我国太阳能的转换率太低,能量转换的效率有待进一步提高.

在对建筑物进行节能改造时,要积极探索太阳能与建筑一体化技术.即将太阳能集热器与建筑物的墙面进行有机结合,这样可以避免重复投资,同时对建筑物的外观也是一种丰富.

3.2地源热泵技术

地源热泵是指使用地表水、地下水或者土壤等作为冷源、热源的空调供暖系统,包括地下水热泵系统、地下土壤热交换器地源热泵系统、地表水(河水、湖水、海水、污水)热泵系统.地源热泵供暖(冷)系统的工作原理是:通过系统吸收大地或向大地放出能量,包括土壤、井水、湖泊等天然能源,冬季供暖时从大地之中吸收热量,夏季供冷时向大地中放出热量,然后再由热泵机组向建筑供热供冷,还能提供热水.地源热泵技术是一种新型空调系统,它是对可再生能源的利用,对环境无污染,制冷制热高效节能,具有远大的发展前景,此项技术可广泛应用居民建筑和公共建筑,节约了能源,也提高了人们的生活品质.

3.3应用昼光照明技术降低照明能耗

建筑照明是建筑能耗里重要的一项,甚至有些商业性质的建筑中,建筑照明的耗电量是总耗电量的三分之一以上.另外,由于有些空间需要降低温度,建筑照明所产生的热量还导致了制冷系统载荷的增加,从而造成对能源的再一次浪费.昼光照明是指将日光引入建筑物内部,并将日光按照一定方式进行分配,以此来提供更理想的照明环境.昼光照明减少了用电量,从而降低了电力的消耗和对环境的污染.实践证明,昼光照明形成的照明环境比人工照明更加健康和兴奋,提高了工作效率.另外,昼光照明还能够改变光的颜色、强度和视觉效果,有助于提高工作效率和学习效率,因而被广泛地应用于绿色建筑中.

4小结

对我国既有建筑的节能改造任重而道远,是一项浩大的工程.节能改造必须根据当地的环境和建筑特点,并通过详细的建筑能耗分析、充分考虑到节能改造方案的经济性的前提下进行.建筑行为本身是对自然资源的消耗,对环境的改变和对资源的转化,既有建筑节能改造的大面积推广和实施,势必会在各个方面对环境和经济社会的可持续发展产生重大影响.

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