建筑节能设计的探讨

　　建筑节能设计的探讨邰雪玲（哈尔滨电业局，黑龙江哈尔滨150010）能工作的切入点和实施办法。

　　随着全球可利用能源的日益枯竭，大气环境的逐步恶化，建筑节能已成为可持续发展的一个热点问题，同时也是现代生态建筑的重要组成一部分。这里所指的建筑节能，是提高建筑中的能源利用效率，不是消极意义上的节省。

　　1我国建筑节能现状分析从上个世纪90年代开始，我国就在居住建筑设计中开始推行节能工作，制定了〈〈建筑节能“九五”计划和2010年规划〉提出了建筑节能分三步走的奋斗目标，**步是从1996年开始，在原有住宅能耗水平（1981年住宅能耗水平）的基础上节能30%；第二步是从2000年年末开始，再节能30%，即在原有住宅能耗的基础上节能50%；第三步是到2005年，再节能30%，即在原有的基础上节能65%.为实现这一建筑节能目标，先后编制了建筑节能设计标准（采暖居住建筑部分）、夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准和台可以说为我国的建筑节能开展提供了保障。

　　2建筑节能的重要性21建筑节能有利于发展经济经济的发展依赖于能源的发展。虽然我国有着丰富的煤炭和水力资源，但采储量和可开发的水电量均低于世界人均水平的一半，能源增长的速度长期滞后于生产总值的增长速度。近年来，随着住宅产业的快速发展，高耗能建筑大量兴起，据统计，2000年城市新建住宅02乡镇新建住宅Q6cm，按此推测，目前我国每年新建住宅超过1cm，其中采暖建筑达到一半以上，煤炭年消耗量约02G占全国煤炭消耗量的13%.如果不采取有效的节能措施，势必影响国家的经济发展，甚至贻患子孙。

　　22建筑节能可减轻环境污染在我国，建筑能耗主要来源是煤炭，而燃煤会向大气中排放大量的污染悬浮颗粒和有害气体，这不仅直接危害人们的健康，而且还造成了环境的酸化，长此以往，导致地球气候的恶化，如水旱灾害更加频繁猛烈，大量生物物种濒临灭绝，人类的生存环境面临严重的危机。为此，减轻由此产生的环境污染，保护居民的身心健康，建筑节能已成为当务之急。

　　3建筑节能设计措施31在建筑布局方面a确定良好的建筑朝向。我国地处北半球由于太阳高度角和方位角变化规律的影响，南朝向的建筑是*有利的建筑朝向，夏季可减少太阳辐射得热，冬季可增加太阳辐射得热，所以使建筑物为南朝向是我国建筑节能的必要条件。同时，根据太阳能在不同时段的分布状况和建筑物的使用性质，调整和确定建筑朝向是充分利用太阳能的有效措施。

　　b确定合理的建筑间距。建筑设计规范对建筑物的满窗日照时间已做了明确的规定，如托儿所、幼儿园的生活用房应满足冬季满窗日照不少于3h中、小学校南向的普通教室冬季楼底层满窗日照不应小于2h这些标准使建筑物的绝大部分墙面在需要太阳能的季节里，可以接收更多的太阳辐射热能。

　　32在建筑形体方面a从建筑物传热耗能考虑，建筑物的外围护结构是传热耗能的主要部位，其表面积应该是越小越好。为此，民用建筑节能设计标准采暖居住建筑部分对建筑物的形体系数进行了限定，建筑物形体系数宜控制在0 3以内。夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准规定：条式建筑物的形体系数不应超过035点式建筑物的形体系数不应超过0 40从总的建筑形体看，应该是宽的好于窄的，高的好于矮的，外表整齐的好于凸凹变化的。

　　b从传热理论分析，对于北方采暖地区，建筑物外墙的阳角处，由于散热面比吸热面大及内侧气流不畅等原因，交角处内表面的温度远比主体内表面温度低，同时建筑物的交角处（框架柱或构造柱常设在此处）又常是热桥部位，所以是建筑物耗能量较大的部位。外部形体为球形或圆柱形的建筑物外墙棱角少，有利于减少能量的消耗。

　　C从接收太阳辐射热能考虑，应使建筑物南向墙面的面积尽量的大，其他墙面的外表面积尽可能的小，也就是说南向墙面与其他各方位墙面的面积比应是越大越好。

　　d从风对建筑物耗热的影响考虑，建筑物越高受风的影响就越大。为此，在我国北方地区应以低层建筑为宜，尽量不建或少建高层建筑，以减少建筑物的热能损失。

　　33在围护结构节能设计标准方面由于保温性能好、性价比合理的保温材料一聚苯乙烯泡沫塑料、聚胺脂泡沫塑料、岩棉、珍珠岩等的广泛应用，使建筑物围护结构的传热系数已达到先进国家的标准。因此，为了我国的建筑节能设计标准与先进国家的设计标准接轨，我国应尽快修订建筑节能设计标准，*大限度的减少围护结构的传热耗热量，以实现住宅建筑零排放和零能耗采暖。

　　34在电气设计的节能方面3 41减少线路上的能量损耗由于线路上存在电阻，当电流流过时，就会产生有功功率损耗AP（！W）。

　　在一个工程中，线路全长至少万米，线路上的总有功损耗是相当可观的，减少线路上的能耗必须引起设计重视。一般通过减小线路阻值来实现，常见的有以下几种方法。

　　a选用电导率较小的材质作导线，铜芯*佳。

　　b减少导线长度L线路尽可能走直线，不走或少走回头线，以减少来回线路上的电能损失；其次在高层建设中，低压配电室应靠近竖井设置。

　　除满足载流量、热稳定、保护的配合及电压损失所选定的截面，应增大一级导线截面S增加的费用为M节约能耗减少的年运行费用为m则M/m=回收年限。若回收年限为2a之内，按惯例应再加大一级导线截面。

　　342无功的被偿提高系统的功率因数，减少无功在线路上传输线路损耗为：式（2）中，PR/U2为线路上传输有功功率而引起的功率损耗；QR/U2为线路上传输无功而引起的功率损耗。

　　有功功率是满足建筑物功能所必须的，是不可变的。而系统中的用电设备，如电动机、变压器、线路、气体放电灯中的整流器都具有电感都会产生无功，对于这些无功的被偿，可以采取常见的几种措施。

　　a提高设备的自然功率因数，可以减少对无功的需求。如采用功率因数较高的同步电动机；荧火灯可采用高次谐波系数低于15%的电子整流器；采用电感整流器的气体放电灯单灯安装电容器等，都可使自然功率因数提高到0 85~095b感抗产生的无功，可采用电容器补偿，因为电容器能够产生感抗需要的无功，两者可以相互抵消，即Q=Q~Q因此无功补偿可以提高功率因数，同时也提高了电源的带载能力。

　　c无功补偿装置应就地安装，这样才能使线路上的无功传输减少，达到节能的目的。

　　343照明部分的节能白炽灯过去用得*广泛，因为它便宜，安装维护简单，但它有一致命的弱点就是发光率太低。因此，目前常被各种发光率高，光色好，显色性能优的新光源代替。从表1中可以看到低压钠灯、高压钠灯的发光率*高，但由于色温低，光色偏暖，显色指数在40~60之间，颜色失真度大，只能用于路灯或广场照明，其中显色指数在60的高显色性钠灯可与汞灯组成混光灯，用于工厂及体育馆照明；发光率很高的金属卤化物灯、三基色荧光灯及稀土金属荧光灯，由于色温范围广，自3200~4000K光色选择性好，显色指数可达80~95颜色失真度小，尤其金属卤化物灯对人的皮肤显色性特别好，因此除用作商场、展厅的照明外，还广泛用在候车室、候机楼及舞台的照明等；一般荧光灯及稀土金属荧光灯可用于写字楼、住宅的照明；荧光高压汞灯、自整流高压汞灯、钠灯及三者相互组合的混光灯常用于生产厂房的照明。尽量不用或少用白炽灯，只有在局部艺术照明或防止高频光谱照射的古董字画照明中才使用，虽然它光色好，显色指数量高，但发光率太低，达不到节能的目的。

　　表1每瓦产生的光通量光源荧光灯三基色荧光灯稀士金属荧光灯荧光高压汞灯自镇流高压汞灯金属卤化物等高压钠灯低压钠灯光逋35对自然能源的利用方面目前，我国建筑消耗的能源一煤、石油等不可再生资源将很快被耗尽。因此，寻求新的替代能源是节约资源、保护环境的重要措施之一。大自然在周而复始的运行中，为人们提供了丰富的“免费能源”一阳光、水、土地和风等。

　　a太阳能的利用，太阳能作为一种清洁的绿色能源，其应用具有非常广泛的前景。太阳能集热板、太阳能热水系统等已经得到广泛的应用。

　　太阳能灶、太阳能光电板发电技术更是高层次和先进的利用太阳能的技术。在建筑外围护结构中可采用太阳能集热墙，利用太阳能采暖。

　　b沼气池的使用，沼气池特别适用于农村地区。用农作物秸杆、人畜禽粪便、有机垃圾等在一定温度、湿度和厌氧条件下产生沼气，它是物质流良性循环的一个自然范例。沼气可用于炊事、照明、农副产品烘干、果品保鲜等，还可制取化工原料，作发电机燃料，并且对改善卫生也大有好处。

　　c建筑绿化，将植物绿化系统引入室内，不仅利于节能，并且使人们更加接近自然，将有机的、富有生命力的物质与无机的、无生命的物质融为一体。

　　36在利用经济手段控制能耗方面我国城镇的集中供热收费，仍采用按面积收费的办法，耗能的多少与使用者的经济利益不挂钩，至使用户对耗能的情况不了解，不关心，室温低了就供暖，室温高了就开窗，热能浪费严重。而且多数房产开发商不愿主动执行建筑节能标准，因为采用建筑节能措施就得多投入，但又得不到相应的回报，亏本的生意是无人去做的。购房者也很少考虑所买住房是否是节能建筑，因为节能建筑也缴同样数额的取暖费。所以，提高社会经济效益推行采暖系统温度调控和分户热量计量技术及其装置，实行按耗热量收费，用价值规律和经济手段来控制能耗，已成为当前建筑节能的重要管理手段。

　　4结束语建筑节能是节约能源、改善人民生活水平和工作条件、减轻环境污染、促进经济可持续发展的一项*直接、*廉价的根本措施，也是深化经济体制改革的一项重要组成部分。不同时期，从不同角度依据不同准则对节能进行研究，充分利用我国有利的自然资源，挖掘节能潜力，减少能源流失。相信在不久的将来，建筑节能事业必将在我国展现欣欣向荣的景象。