对建筑节能的看法

科学之友Friend of Science Amateur200年41月(2B对建筑节能的看法王玉娥(山西省勘察设计研究院,山西太原030013)摘要:文章从资源回收利用、新能源开发利用、纸建筑3个方面说明了建筑节能的重要性,介绍了建筑能耗的基本情况,并论逑了墙体节能、门窗节能、屋面节能、利用太阳能、夜间通风5种节能的途径关键词:新能源;墙体节能;屋面节能中图分类号:TU11228文献标识码:A文章编号:1000-8136(2008)29-0148-03随着技术的日新月异能源短缺已不容忽视节约能源已受户由太阳来加热夜间则通过隔热材料和灰沙砖墙来加热。到世界性的普遍关注,在我国亦不例外。全世界有近30%的能源13纸建筑消耗在建筑物上,长此以往将严重影响世界的可持续发展。因用纸做结构材料不仅可以减小建筑物的重量,加快施丁速此能源将成为本世纪的热门话题我们必须从可持续发展的战度降低成本;而且建筑物拆除后纸可以重复利用对节约资源略出发,使建筑尽可能少地消耗不可再生资源,降低对外界环境环境保护亦有好处。世界上目前已有一些用纸结构建造的临时的污染,并为使用者提供健康舒适与和谐的工作及生活空间性和半临时性的建筑。位于瑞士某地的纸塔是轻型建筑中一个有意义的例子,该纸塔外径13m,高33m,1992年建成已成为1国外节能已成风尚瑞士当地的标志性建筑物。整个塔所用的材料纸板占7926%,木11资源回收利用材占20.22%,钢材占052%。为建筑使用可降解性材料开辟了美国一家大学曾设计建造了一种四居室的生态房。它的热能条“绿色通道因此它们被人们誉为绿色建筑”典范。2000年来源于人工散热阳光及使用家电设备所产生的热量用电依靠世博会,日本馆是一座世博会期间使用的临时性纸建筑会后其风力发电机和太阳能电池;用水是从屋檐流下来经过处理的雨大部分材料可以回收利用。它以材料和结构的特性为主题关注水;粪便和污水则流入一个堆肥坑里经发酵后供花园施肥用。美资源和环保问题。它采用回收加工的纸建成拱筒形的结构,由国一家建筑公司用回收的垃圾建筑房屋墙壁是用回收的轮胎和125cm粗的纸管网状交叉而成,弧形屋面和墙身材料也是织物铝合金废料建造的屋架所用的大部分钢料是从建筑工地上回收和纸膜。该馆长72m,宽32m,最高处达155m,面积3600m2来的;所用的板材为锯末和碎木料加上20%的聚乙烯制成而旧白天,自然光经过半透明纸窗的过滤构成柔和、宜人的室内光环报纸、纸板箱则成了屋面的主要原料,并作为墙面的绝缘体。美国境夜晚纸窗又是神奇光影的“屏幕”。在世博会展馆里,自然光国立资源保护委员会总部则是以废旧回收物品的再生材料为主透过防水的织物和纸膜构成的屋顶照射到室内,造成一片富有日要材料建筑的绿色办公室。它的墙壁由麦秸秆压制并经过高加工本风情的空间环境。日本馆反映了日本人普遍具有的生态与环而成地板由废玻璃制成办公桌由废旧报纸与黄豆渣制成。另外,境意识这种纸品构筑物的意义不仅仅在于环保、节能,更重要的它还设有很大的窗户,这样办公室内非常明亮,从而可节约电力是为解决人类居住问题提供了一条快捷的途径30%。日本1997年建成了一栋实验型“健康住宅”了整个住宅尽可能选对人体无害的建筑材料外,墙体2中国建筑能耗基本情况被设计成双重结构,每个房间建有通风口,整个房屋系统的空气我国的建筑能耗量约占全国总用能量的14,居耗能首位采用全热交换器和除湿机进行循环。全热交换器能够有效地回近年来我国建筑业得到了快速的发展需要大量的建造和运行使收热量并加以再次利用,其过滤器可有效地收集空气中细小的用能源尤其是建筑的采暖和空调耗能。据统计,1994年全国仅尘埃从而能够抑制霉菌等过敏生物繁殖。这种资源的回收利用,住宅建筑能耗在基本上不供热水的情况下为154x108标准不仅变废为宝,而且减少了环境污源,节约了能源煤,占当年全能源消耗总量1227×109标准煤的126%。目前每12新能源开发利用年城镇建筑仅釆暖一项需要耗能13×108标准煤,占全国能源德国建筑师塞多特霍尔斯建造了一座能跟踪阳光的太阳消费总触的115%左右,占采暖区全社会能源消费的20%以上,房屋。房屋被安装在一个圆盘底座上由一个小型太阳能电动机在一些严寒地区,城镇建筑能耗高达当地社会能源消费的50%带动一组齿轮。房屋底座在环形轨道上以3 cm/min的速度随太左右。与此同时,由于建筑供暖燃用大量煤炭等矿物能源使周阳旋转。当太阳落山以后该房屋便反向转动回到起点位置。它围的自然与生态环境不断恶化。在能源的利用过程中化石类燃跟踪太阳所消耗的电力仅为房屋太阳能发电功率的1%而所吸料燃烧时排放到大气的污染物中,99%的氮氧化物9%的C0、收的太阳能则相当于一般不能转动的太阳能房屋的2倍。德国91%中国煤化工4%的碳化氢是化石类燃还有一个零能量住房所需能量100%靠太阳能。零能量住房向料燃大多数。燃煤产生的大气南开放的平面被设计成扇形平面,可以获得很高的太阳能辐射污染CNMHG%.0占7%,烟尘占能。墙面采用储热能力较好的灰沙砖隔热材料和装饰材料,阳60%。由于我国是主要以煤而不是以油、气等优质能源作为主要光透过保温材料,热量在灰沙砖墙中存储起来。房屋白天通过窗能源消耗的国家每年由于燃烧矿物燃料向地球大气排放的二氧-148科学之友Friend of Science Amateurs200年10)月(9B化碳仅次于美国居世界第二,预计到2020年,中国将取代美国启的窗扇面积适当增加固定玻璃及固定窗扇的面积。成为世界二氧化碳排放第一大国。因此中国对于全球气候变暖(4)设置“温度阻尼区”。所谓温度阻尼区就是在室内与室外承担着重大的责任,而作为耗能大户的建筑其节能也就成为关之间设有一中间层次,这一中间层次像热闸一样可阻止室外冷系国计民生的重大问题风的直接渗透减少外墙、外窗的热耗损。在住宅中将北阳台的我国节能工作与发达国家相比起步较晚能源浪费又十分严外门、窗全部用密封阳台封闭起来,外门设防风门斗,防止冷风重。如我国的建筑采暖耗热量外墙大体上为气候条件接近的发达倒灌楼梯间设计成封闭式的,对屋顶上人孔进行封闭处理等措国家的4~5倍屋顶为25-55倍外窗为1-2.2倍;门窗透施均能收到良好的节能效果气性为3~6倍;总耗能是3~4倍。如果听任高耗能建筑大行其33屋面节能道建筑能耗增长的速度将远远超过我国能源生产可能增长的速在不断改进建筑外墙、外窗的保温性能后还必须进一步加强度,国家的能源生产势必难以长期支撑这种浪费型需求,从而不屋面保温隔热的。屋面节能措施的要点,其一是屋面保温层不宜选得不组织大规模的旧房节能改造,将耗费更多的人力物力。另用密度较大、导热系数较高的保温材料,以免屋面重量厚度过大;外,每年新建和改建的几千万栋建筑要消耗掉几十亿吨林木、砖其二是屋面保温层不宜选用吸水率较大的保温材料以防屋面湿作石和矿物材料造成森林的过度砍伐材料资源的大量开采带来业时因保温层大量吸水而降低保温效果,如选用吸水率较高的保土地的破坏,植被的退化,物种的减少和自然环境的恶化温材料屋面上应设置排气孔以排除保温层内不易排出的水分。现3几种节能途径在高效保温材料巳经开始于屋面,一些建筑的屋面保温采用膨胀珍珠岩保温芯板保温层代替常规的沥青珍珠岩或水泥珍珠岩做3.1墙体节能法,就克服了常规作法的诸多缺点。这种保温芯板施工方便价格墙体是建筑外围护结构的主体,其所用材料的保温性能直低廉不污染环境;芯板为柔性制品,不仅适用于具有平面的屋面,接建筑的耗热量。我国以实心黏土砖为墙体材料保温性能不能也可用于带有曲面的屋面其保温工程更可显示出它的优越性。满足设计标准。以外墙为例,JG26-1995标准规定在建筑物形主要技术指标表观密度为110kgm3~150kgm2;导热系数为体系数建筑物与室外大气接触的外表面积与其所包围的体积的004WmK-006WmK;蓄热系数为090m2K~0.1m2比值y小于03时,北京地区传热系数不超过116W(m2K),而常K。抗压强度大于0MPa;吸水率小于001%;蒸汽渗透系数为用的内抹灰砖墙传热系数都大于上述节能标准数值。因而在节218x103gmn,Pa。这些指标充分体现了膨胀珍珠岩密度较能的前提下,应进一步推广空心砖墙及其复合墙体技术小,导热系数较低,而且吸水率和蒸汽渗透系数也都很低。这是32门窗节能保温性能好的材料所必须具备的。2001年已经在西宁污水处理外门窗是住宅能耗散失的最薄弱部位,其能耗占住宅总能厂的数百平方米屋面工程中使用,收到了好的技术效果。耗的比例较大,其中传热损失为1/3,冷风渗透为1/3,所以在保34利用太阳能证日照、采光、通风观景要求的条件下,尽量减小住宅外门窗洞地球拦截的太阳辐射能相当于目前全球电力消费量的1口的面积,提高外门窗的气密性减少冷风滲透提高外门窗本500倍。而在现有技术经济条件下可供开发利用的太阳能,只占身的保温性能减少外门窗本身的传热量。其节能措施有资源量的很小一部分。据美国能源部评估,1990年美国太阳能经(1)控制住宅窗墙比。住宅窗墙比是指住宅窗户洞口面积与住济可开发资源量约为22Mce年,仅为技术可开发量的06%。所宅立面单比值JGJ26-1995《民用建筑节能设计标准(采暖以,太阳能的开发利用有巨大的潜力。太阳能作为一种可再生的居住部分)对不同朝向的住宅窗墙比做了严格的规定指出“北向、洁净能源是建筑上很具有利用潜力的新能源之一。太阳能在建东向和西向、南向的窗墙比分别不应超过20%30%35%”。筑上的利用方式主要有,被动式太阳能采暖、太阳能供热水、主2)提高住宅外窗的气密性减少冷空气渗透。如设置泡沫动式太阳能釆暖与空调以及太阳能发电等等。我国太阳能资源塑料密封条使用新型的密封性能良好的门窗材料。而门窗框丰富陆地每年接受的太阳辐射能,相当于24×1012e,23国与墙间的缝隙可用弹性松软型材料(如毛毡)弹性密闭型材料土面积的太阳能总辐射量超过06Mm2。如果将太阳能源充分(如聚乙烯泡沫材料)密封膏以及边框设灰口等密封;框与扇的加以利用,不仅有可能节省大量常规能源,而且有可能在某些区密封可用橡胶橡塑或泡沫密封条以及高低缝、回风槽等;扇与域完全利用太阳能暖扇之间的密封可用密封条、高低缝及缝外压条等;扇与玻璃之间35夜间通风的密封可用各种弹性压条等。夜间通风的原理是在夜间引人室外的冷空气,通过冷空气(3)改善住宅门窗的保温性能。户门与阳台门应结合防火防与作为蓄热材料的建筑维护结构接触换热冷却建筑材料达到盗要求在门的空腹内填充聚苯乙烯板或岩棉板,以增加其绝热性蓄冷目的。在夏季,为了获得舒适的室内环境,则需要空调供冷能窗户最好采用钢塑复合窗和塑料窗这样可避免金属窗产生的系统。而此时因为夜间的室外空气温度比白天低得多,所以夜冷桥可设置双玻璃或三玻璃并积极采用中空玻璃镀膜玻璃有间室外冷空气则可以作为一种很好的冷源加以利用。严格地说条件的住宅可采用低辐射玻璃;缩短窗扇的缝隙长度,采用大窗只要室外空气温度低于室内空气温度,此时的室外冷空气就可扇减少小窗扇扩大单块玻璃的面积减少窗芯,合理地减少可开视为可利用的自然冷源。英文摘要下转第151页)中国煤化工CNMHG-149科学之友Friend of science Amateurs209041月(B投海是利用水体消除城市污泥,一般不需要进行严格的无水混性毒无害化处理,也无需脱水便可直接排入水体,而且容量很大。園靨圖團悃对于靠近海岸的大型污水处理厂,这是一种方便的城市污泥处置方法。但此法并未从根本上解决环境问题同时也造成了海洋污染对海洋生态系统和人类食物链已造成威胁,受到越来越强影胀剂烈的反对。美国1998年已禁止向海洋倾倒城市污泥欧盟也规图1堆肥工艺流程定在1998年12月31日以后禁止在海洋中处置城市污泥。堆肥工艺流程简述:污泥机械脱水后,使泥饼含水率达到3汾阳市污水处理厂污泥土地利用分析80%然后加膨胀剂搅拌、破碎、混合,使堆肥的颗粒为2mm~60mm,再进行一级堆肥,即好氧分解需要进行通风供氧。时间粉阳污水处理厂采用改良卡鲁赛尔氧化沟+深度处理方法为1周,温度:55℃-70℃,其目的为杀灭寄生虫卵病原菌等处理污水设计处理总规模为3万mld,分两期实施,一期工程规除去恶臭的物质,分解有机物。然后进行二级堆肥,即白然堆放模为1.5万mld。改良卡鲁赛尔氧化沟工艺采用延时曝气,低负不需要强制通风供氧堆放时间为20-30天,此过程是降温和荷运行方式污泥在好氧条件下已达到一定程度的稳定,且污泥继续分解有机物的过程。待堆肥成熟后再进行筛分筛去不能量少,剩余污泥不经消化而直接浓缩脱水。该种处理方式现已在腐化的无机物就可以作为肥料使用了。也可根据当地土壤的肥多座中小型城市污水处理厂中成功应用,经脱水的污泥可直接分要求加人适量氮肥或磷肥制成复合肥料。施用作农肥。污泥在污泥池浓缩,并机械脱水,在浓缩前一次性根据我国农业种植的特点和需要,农田有机肥料需求为投加絮凝剂的方法,并有效地解决了污泥浓缩后进人压滤段的45hm2。而污水处理过程中产生的污泥是一种天然有机肥其问题提高了浓缩效果避免污泥上浮提高污泥回收率。该工艺不但含有大量的有机物还含有大量的能促进农作物生产的氮有效减少了污泥停留时间提高除磷效果。最终二沉池产生污泥磷钾及其他微量元素施用于农田后可以改良土壤结构、增加107675a(含水率80%)。土壤肥力。厂址周围为大面积农田及荒地,且该地远离地下水水汾阳市污水处理厂生产的污泥成分为:有机质16%~20%,源保护区,适于做污泥使用场地。因此汾阳市城区污水处理及含氮08%~09%含磷03%~04%含钾0.2%~035%。此外,回用工程所产生的污泥经过定量分析鄱检测、满足农用标准要还含有无机有害成分如汞砷镉、铬、铜、锌铅等根据监测汾求可污泥用作农肥施用阳市污水处理厂污泥成分,见表2。为安全起见,污泥农田使用量应严格遵照标准规定,不得超衰2汾阳市污水处理厂污泥中无机有害成分含量单位:mgkg千污泥过30干泥/公顷,连续施用不得超过20年,在砂质土、地下水项目铜锌汞「镉」铬呻铅镍]位较高成饮用水源保护地带的农田不得施用,农田坡度小于污泥成分检测值235173310216030789451%的地带不得施用。农用控制标准值802005560753001004结论从上可以看出,汾阳市污水处理厂中污泥中有机质含量较污水厂污泥的处置方法应从社会、经济、环境3方面着手考高,而无机有害污染物浓度较小,可以达到《城镇污水处理厂污虑。污泥做为有价值的资源将其进行无害化、资源化处理,既减少染物排放标准》(cB18918-2002)中污泥农用控制标准因此污泥对生态环境的破坏,又具有社会、经济效益有利于社会的可持续可用作基肥施用。发展。除考虑土地利用做为污泥资源化处置方法之一,还可采用污粉阳市污水处理厂污泥处置用作农田肥料施用之前,进行泥热化学处理(包括焚烧低温热解),利用污泥制陶粒配料煅烧了堆肥处理,以去除病菌和寄生虫卵等。堆肥工艺见图1。水泥熟料,制备烟气脱硫吸附剂等方法,均可取得较好的效果Discusses the Treatment about Sewage SludgeZeng JianAbstract: In the synthesis understands the urbahandling method. The article take theland utilization method in the handlingp此m吻mmanalysis present sludge severalKey words: sewage factory: sludge; treatment上接第149页)On Energy-saving in BuildingWang Yu'eAbstract: This paper describes the importance of energy conservation in buirecycling of resources, newenergy development and utilization and paper construction, introduces the中国煤化工 tion in building and discusses five approaches to save energy such as energy-saving walls, energCNMHG-gaving roof, theenergy and nigKey words: new energy;: energy-saving wall; energy-saving roof