建筑节能与节能设计

科技情报开发与经济SCITECH INFORMATION DEVELOPMENT ECONOMY2005年第15卷第13期文章编号:1005-6033(2005)13-014702收稿日期:2005-06-08建筑节能与节能设计赵刚(太原理工大学建筑设计研究院,山西太原,030024)摘要:介绍了国外建筑节能概况与我国建筑能耗概况,探讨了建筑节能的主要内容——住宅建筑节能,阐述了目前建筑节能设计的基本内容与基本方法。关键词:建筑节能;建筑能耗;建筑节能设计中图分类号:TU2015文献标识码:A随着社会的急速发展,全世界能源短缺问题的日益加剧,可持续发展观更加深入人心,节约能源已受到我国以及全世界的普遍关注。建筑2我国建筑能耗概况是用能大户,全世界有近30%的能源消耗在建筑物上,在我国,建筑能我国地域辽阔南北东西各地气候差异悬殊。我国第I建筑气候区耗已超过全国能源消费总量的14,且呈递增趋势。因此,从可持续发展的东北地区和第Ⅵ建筑气候区的青藏高原及第Ⅷ建筑气候区的西北部战略和能源发展战略出发如何在满足使用者舒适度的基础上,提高建地区冬季严寒漫长第Ⅱ建筑气候区的华北地区,冬季气候寒冷且持续筑对能源的利用效率,更好地利用自然能源,同时降低对外界热环境的期长夏季湿润炎热。第Ⅲ建筑气候区的长江中下游及以南的大部分地影响亦即建筑节能的问题,是当前每一个建筑师都需要认真思考的课区,冬季湿冷,夏季闷热。总之,除南方少数地区外绝大部分地区冬季寒综合来说建筑节能是指节约采暖供热、空调制冷、采光照明以及调冷,夏季炎热,这是我国的气候特点。这就要求我们根据不同的气候类节室内空气、湿度、改变居室环境质量的能源消耗还包括利用太阳能、型,探索不同的节能方法和措施。目前,我国的建筑能耗量约占全国总用能量的14,居耗能首位,并且近年来随着人民生活水平的提高和我国建地热(水)能源的综合技术工程。下面从国外国内的建筑节能概况和住筑业的快速发展建筑耗能正在逐步提高到13以上。由于我国是主要宅建筑节能等3个方面谈一下建筑节能的基本概况和目前建筑节能设以煤而不是以油、气等优质能源作为主要能源消耗的国家,每年由于燃计的基本内容与基本方法烧矿物燃料向地球大气排放的二氧化碳仅次于美国,居世界第二,预计1国外建筑节能概况到2020年,中国将取代美国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承担着重大的责任,而作为耗能大户的建筑,其节国外对于建筑节能方面的研究比我国开始得早,尤其是美国、英国、能也就成为关系国计民生的重大问题日本等发达国家对于建筑节能方面的研究和应用都远远地走在前面。从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重。如20世纪70-80年代起,“能源危机”的冲击就迫使欧美等发达国家开始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国家的4-5注重建筑能耗系统方面的研究,政府也开始注重制定能源方面的法律规倍屋顶为25-55倍,外窗为15-22倍;门窗透气性为3-6倍;总耗能范,由此产生了能源审计服务。随着人们对环境问题的日益重视,以及可是3-4倍。如果听任高耗能建筑大行其道,建筑能耗增长的速度将远远持续发展理念在现代建筑设计中的体现绿色建筑、可持续建筑高性能超过我国能源生产可能增长的速度,国家的能源生产势必难以长期支撑建筑逐步产生。在美国有“节能之星”标准( Energy Star),这个标准的实施这种浪费型需求从而不得不组织大规模的旧房节能改造,这将耗费更已经有10年了。它比美国“标准能源法案( Model Energy Code)要求节能多的人力物力。另外,每年新建和改建的几千万栋建筑要消耗掉几十亿30%。通过这套标准的实施在不增加初期投资的前提下可以节省30%吨林木砖石和矿物材料造成森林的过度砍伐材料资源的大量开采,50%能源消耗,可以节省50%的建造时间。这些标准或评估体系极大带来土地的破坏,植被的退化物种的减少和自然环境的恶化。应该说地刺激了建筑能源服务市场。因为它们不仅仅提供了一个权威的规范,我国的能源问题已迫在眉睫有政府的政策扶持,而且因为有了这些标准便创造出一种好的氛围,从而激励了具有创新意义节能技术的发明和新型节能建材的开发3住宅节能设计国外的建筑节能实例有很多,这里仅举两例。先从大家熟悉的说起由香港汇丰银行大厦设计者,世界著名建筑师诺曼福斯特(Noma住宅与人们生活关系极其密切城市居民住宅占到了城市建设总量的50%-70%,住宅建筑耗能的迅速增长对建筑整体耗能的影响不可忽Foster)设计的德国柏林国会大厦便是典型的绿色设计作品,他在设计中视目前随着人们对大气环境和对建筑热环境要求的不断提高住宅建充分发挥了高科技提供的潜力在实现节能低耗、低造价的同时,创造筑耗能的增长速度大大地高于能源生产的增长速度。住宅节能的重要意了舒适的室内环境条件。大厦的玻璃拱厅满足了节能和自然采光的要义已逐步受到广大建筑师的普遍重视。求夜晚看上去像灯塔核心部分是一个覆盖着各种角度镜子的锥体将水平射入建筑内的光线反射到下层大厅;可移动的保护装置防止过热住宅建筑设计中,主要空间朝向南,或向南偏东或向南偏西,历来被认为是合理的设计。在我国的大部分冬冷夏热地区住宅的总体规划和和耀眼的光辐射,轴向的热通风和热交换使不流通的空气得以循环,所单体设计中,为住宅的主要空间争取良好朝向,满足冬季的日照要求,充有的电源由安置在屋顶的太阳能电池板提供,最大限度地做到了自然通分利用冖竺室内热环境的设计,也是最风和自然采光。第二个例子是日本1997年建成的一栋实验型“健康住基本的H中国煤化工组织天然采光遮阳构件的宅"。除了整个住宅尽可能选用对人体无害的建筑材料外,墙体还被设计应用和成双重结构每个房间建有通风口,整个房屋系统的空气采用全热交换CNMHG造等都会对建筑节能产生器和除湿机进行循环。全热交换器能够有效地回收热量并加以再次利具体到住宅建筑的结构和构造的设计上,大致有以下几个方面的内用,其过滤器可有效地收集空气中细小的尘埃,从而能够抑制霉菌等过敏生物繁殖。这种资源的回收利用,不仅变废为宝,而且减少了环境污容与方法:是控制体形系数。建筑物体形系数与住宅采暖耗能密切相关,在源,节约了能源147科技情报开发与经济SCITECH INFORMATION DEVELOPMENT ECONOmY2005年第15卷第13期文章编号:1005-6033(2005)13-0148-03收稿日期:2005-04-14甲醇裂解催化剂的现状及发展孙康波,王保民(中北大学环境与安全工程系,山西太原,030051)摘要:针对目前能源短缺和环境恶化两大社会问题,阐逑了甲醇裂解制氢气的重要意义,重点对甲醇低温裂解催化剂体系的研究进展情况进行了综述,同时对催化剂体系今后的发展方向进行了预测关键词:甲醇裂解;催化剂;洁净燃料中图分类号:TQ426文献标识码:A人类社会进入21世纪以后,面临着能源和环境两大问题。随着世界不断增加,这都要求有一个简便、经济的氢气及一氧化碳的很好的来源。石油和煤的开采,其资源总量不断减少,而对资源的需求量却不断增加,所以,甲醇裂解所产生的氢气及二氧化碳气体是最适合的气体来源性能源和环境问题已经成为制约各国经济持续发展的重要因素。从化石燃能优良的催化剂开发是甲醇裂解过程实现大规模商业应用的关键所在料逐步转而利用可持续发展、无污染的非化石能源是大势所趋汽车工业是世界上仅次于石油化工的第二大产业汽车尾气和发电1甲醇裂解反应原理厂废气是最大的两个空气污染源,前者带来的污染占整个大气污染的关于甲醇分解机理尚未有定论,早在20世纪60年代 Eizo miyszayi42%。随着经济的发展和生活水平的不断提高,环境污染问题已经引起等就提出如下反应机理了越来越广泛的重视,洁净燃料的开发已成为当前研究的热点。与气体CH,OH(g)=CHOH(a)燃料相比,甲醇易于储备和运输,具有较高的能量转换效率,反应产物主要为水和少量二氧化碳,是绿色能源,甲醇是未来最有希望的高携能燃CH,OH(a)=CH,0+H2CHO(a)=CHo(g)料,是H2和CO良好的载体。因此,采用富氢燃料,如甲醇等进行现场转化方法制备氢气,有很好的发展前景。甲醇裂解的产物为H2与CO,故甲2CH_O=HCOOCH, (a)醇被视为一种方便、安全的贮氢材料,可作为汽油的代用材料;其裂解气HCOOCH(a)= HCOOCH小g)HCOoCH, (a)=2C0+2H,可广泛应用于热处理工业。另外,化工、制药、材料加工及冶金行业对氢气及一氧化碳的需求在些研究者认为甲醇分解要经过中间产物甲醇和甲酸甲酯,而另一些研究者认为甲醇分解成CO和H2要经过被吸附的甲氧基的逐步脱氢建筑物各部分围护结构传热系数和窗墙面积比不变的条件下,耗热量指标随体形系数成直线上升,因此在满足建筑造型要求的同时应考虑将体4结语形系数控制在合理的范围内。二是围护结构的保温节能。首先是墙体墙体保温性要满足设计标从1987年9月25日原城乡建设环境保护部、国家计委、国家经委准,通过选择保温性能好的墙体材料可以减少热能损失。目前在设计中国家建材局下达“关于实施《民用建筑节能设计标准(采暖居住建筑部应主动应用各种成熟的复合墙体技术,以达到节能的目的。其次是门窗约能源法民用建筑节能管理规定》和《公共建筑节能设计标准)等一系节能外门窗是住宅能耗散失的最薄弱部位,其能耗占住宅总能耗的比列相关政策法规出台,这也说明了国家对于建筑节能问题的关注与重例较大其中传热损失为1/3冷风渗透为13,所以在保证日照、采光、通视。我国的建筑节能工作虽然还处在发展初期但是从地域建筑类型风观景要求的条件下,尽量减小住宅外门窗洞口的面积从而提高外门围护结构与设备系统设计施工和运行等各方面均有十分广阔的发展空窗的气密性减少冷风渗透提高外门窗本身的保温性能减少外门窗本间;再加上市场经济和住房制度改革的推动以及环境压力和国际上的身的传热量。通过控制住宅窗墙比,提高住宅外窗的气密性,改善住宅门窗材料的保温性能等措施可以达到节能的目的。影响我国建筑节能事业必将克服从无到有的重重困难,在新的21世纪三是釆用科学合理的采暖、通风、空调和照明技术。除了土建的措得到飞越式的发展。(责任编辑:白尚平)外,相关设备专业的作用也不可忽视,在设计中通过采用合理的方案,先进的技术手段,提高空调采暖设备和照明设备的效率,从而达到节能的第一作者简介:赵刚,男,1973年5月生,1999年毕业于太原理工大学建筑系,助理工程师,太原理工大学建筑设计研究院,山西省太原The Building Energy Conservation and the energy for Energy efficiencyZHAO Gang"V凵中国煤化工CNMHGABSTRACT: This paper summarizes and analyzes three basicn:tne general situaton of the foreign buildingenergy efficiency, the general situation of our countrys building energy efficiency, energy efficiency of residentialbuildings with current building energy efficiency design of basic contents and basic methodKEY WORDS: building energy conservation; building energy consumption; design for energy efficiency148