保温材料学论文文献

节能建筑屋面的比较研究摘要:能源的过度消耗逐渐被越来越多的人重视,节约能源已成为国家发展中不可或缺的一部分,而建筑节能则又是节能的重中之重.通过对建筑外部围护结构中最容易被人们忽视的屋顶结构的分析、对比,进而从中得出不同屋面形式在节能、构造上的优势与劣势,对今后建筑设计屋面形式的选择有因地制宜、取长补短之效.关键词:建筑屋面节能;屋面形式;适用范围;节能效果在影响建筑节能的各因素中,建筑围护结构的保温无疑是最重要的因素之一.建筑围护结构,是由包围空间的、将室内与室外隔开的结构材料和表面装饰材料构成,包括墙体、门窗和屋面.围护结构必须平衡通风和采光的需求,并提供适合于建造地点气候条件的热湿保护.[1]改善建筑围护结构的热工性能是保证室内热舒适条件的关键问题之一,对于建筑在运行中的能量消耗是一个主要因素,而屋面节能技术是其中的重要组成部分;屋面节能技术又与建筑屋顶的构造形式息息相关.屋面构造形式大致有构造式保温隔热屋面、建筑形式保温隔热屋面、生态覆盖式保温隔热屋面等.1构造式保温隔热屋面构造式保温隔热屋面,也就是我们常说的板材式保温隔热式屋面,这类建筑屋面多以在屋顶构造中增加保温材料层,通过低传热系数和大热惰的材料来阻挡外部热量的进入和内部能量的流失.这类形式的屋面大致分为传统保温隔热屋面和倒置式屋面,主要区别在于保温材料层在屋面构造中的位置不同.传统保温隔热屋面传统屋面构造做法,即正置式屋面,其构造一般为隔热保温层在防水层的下面.因为传统屋面隔热保温层的选材一般为珍珠岩,水泥聚苯板,加气混凝土,陶粒混凝土,聚苯乙烯板(EPS)等材料.这些材料普遍存在吸水率大的通病,如果吸水,保温隔热性能大大降低,无法满足隔热的要求,所以一定要使防水层做在其上面,防止水分的渗入,保证隔热层的干燥,方能隔热保温.为了提高材料层的热绝缘性,最好选用导热性小、蓄热性大的材料,同时要考虑不宜选用容量过大的材料,防止屋面荷载过大.屋面保温隔热材料不宜选用吸水率较大的材料,以防止屋面湿作业时,保温隔热层大量吸水,降低热材料层内不易排除的水分,设计人员可根据建筑的热工设计计算确定其厚度.此种形式的屋面适用于寒冷地区和夏热冬冷地区的新建和改造住宅的屋顶保温,并能够保证冬季屋顶内表面温度和室外采暖环境的差值小于4℃.倒置式屋面图1倒置式屋面所谓倒置式屋面是外保温屋面形式的一个倒置形式(如图1),将保温层设计在防水层之上,大大减弱了防水层受大气,温差及太阳光紫外线照射的影响,使防水层不易老化,因而能长期保持其柔软性、延伸性等性能,有效延长使用年限.[2]据国外有关资料介绍,可延长防水层使用寿命2~4倍.倒置式屋面省去了传统屋面中的隔气层及保温层上的找平层,施工简化,更加经济.即使出现个别地方渗漏,只要揭开几块保温板,就可以进行处理,易于维修.同时倒置式屋面的构造要求保温隔热层应采用吸水率低的材料,如聚苯乙烯泡沫板、泡沫玻璃、挤塑聚苯乙烯泡沫板等.且在保温隔热层上应用混凝土、水泥砂浆或干铺卵石作为保护层,以免保温隔热材料受到破坏.在使用保护层混凝土板或地砖等材料时,可用水泥砂浆铺砌,卵石保护层,在卵石与保温隔热材料层间应铺一层耐穿刺且耐久性的防腐性能好的纤维织物.[2]此种形式的屋面适用于寒冷地区和夏热冬冷地区的新建和改造住宅的屋顶保温,并能够保证冬季屋顶内表面温度和室外采暖环境的差值小于4℃;可使防水层的使用寿命延长2~4倍.2建筑形式保温隔热屋面通风屋顶就是一种典型的建筑形式保温隔热屋面,通风屋顶是屋盖由实体结构变为带有封闭或通风的空气间层的双层屋面结构形式,在我国夏热冬冷地区广泛地采用,尤其是在气候炎热多雨的夏季,这种屋面构造形式更显示出它的优越性.屋盖由实体结构变为带有封闭或通风的空气间层的结构,通过空气间层的空气流动带走太阳辐射热量,大大地提高了屋盖的隔热能力.[3]但在通风屋面的设计施工中应根据基层的承载能力,简化构造形式,通风屋面和风道长度不宜大于15 m,空气间层以200 mm左右为宜;架空隔热板与山墙间应留出250 mm的距离;同时在架空隔热层施工过程中,要做好完工防水的保护工作.带可通风阁楼层的住宅,其原理与通风屋面相同,所不同的是阁楼的空间高大,通风效果比架空阶砖的通风屋顶更好,且阁楼有良好的防雨防晒功能,能有效改善住宅顶部的热工质量,如图2所示.此种形式的屋面适用于夏热冬冷和夏热冬暖地区的新建和改造住宅的屋顶保温.图2阁楼屋面通风屋面的降温效果明显,在自然通风条件下,实砌屋面和通风屋面的隔热效果如表1所示.表1通风屋面和实砌屋面隔热效果比较℃通风屋面实砌屋面差值内表面平均温度29. 9 34. 9 5内表面最高温度31. 1 39. 4 8. 3室温平均值29. 7 31. 3 1. 6室温最高值30. 2 32. 7 2. 53生态覆盖式保温隔热屋面生态覆盖式保温隔热屋面是通过生态材料覆盖于建筑屋顶,利用覆盖物自身对周围环境变化而产生的相应反应,来弥补建筑本身不利的能源损耗,其中以种植屋面和蓄水屋面较为典型.种植屋面过去就有很多“蓄土种植”屋面的应用实例,通常被称为种植屋面.目前在建筑中此种屋顶的应用更为广泛,利用屋顶种草栽花,甚至种灌木、堆假山、设喷泉,形成了“操场屋顶”或屋顶花园,是一种生态型图3种植屋面构造的节能屋面.种植屋面是利用屋面上种植的植物阻隔太阳能防止房间过热的一项隔热措施(如图3).其隔热原理有3个方面.一是植被茎叶的遮阳作用,可以有效地降低屋面的室外综合温度,减少屋面的温差传热量;二是植物的光合作用消耗太阳能用于自身的蒸腾;三是植被基层的土壤或水体的蒸发消耗太阳能.因此,种植屋面是一种十分有效的隔热节能屋面,如果植被种类属于灌木,则还可以有利于固化CO2,释放氧气,净化空气,能够发挥出良好的生态功效.[3]种植屋面相对施工要求较为复杂,结构层采用整体浇筑或预制装配的钢筋混凝土屋面板;防水层应选用设置涂膜防水层和配筋细石混凝土刚性防水层两道防线的复合防水设防的做法,以确保其防水质量;在结构层上做找平层,找平层宜采用1∶3水泥砂浆,其厚度根据屋面基层种类(按照屋面工程技术规范)规定为15~30 mm,找平层应坚实平整.找平层宜留设阁缝,缝宽为20 mm,并嵌填密封材料,分隔缝最大间距为6 m;种植屋面栽培的植物宜选择浅根植物如各种花卉、草等,一般不宜种植根深的植物;种植屋面坡度不宜大于3%,以免种植介质流失.此种形式的屋面适用于夏热冬冷和夏热冬暖地区的住宅屋顶防热.种植屋面的节能效果如表2所示.表2种植屋面的热工效果比较种植屋面无种植屋面差值外表面最高温度/℃29 61. 6 32. 6外表面温度波幅/℃1. 6 24 22. 4内表面最高温度/℃30. 2 32. 2 2内表面温度波幅/℃1. 2 1. 3 0. 1内表面最大热流/(W /m2) 2. 2 15. 3 13. 1内表面平均热流/(W /m2) -5. 27 9. 1 14. 4室外最高温度/℃36. 4 36. 4 0室外平均温度/℃29. 1 29. 1 0最大太阳辐射照度/(W /m2) 862 862 0平均太阳辐射照度/(W /m2) 215. 2 215. 2 蓄水屋面蓄水屋面就是在屋面上储一薄层水用来提高屋顶的隔热能力,其构造如图4.水在屋顶上能起到隔热作用的原因,主要是水在蒸发时要吸收大量的汽化热,而这些热量大部分从屋面所吸收的太阳辐射中摄取,所以大大减少了经屋顶传入室内的热量,相应地降低了屋面的内表面温度.图4蓄水屋面构造用水隔热是利用水的蒸发耗热作用,而蒸发量的大小与室外空气的相对湿度和风速之间的关系非常密切.其中相对湿度的蒸发作用最强烈,从屋面吸收而用于蒸发的热量最多.而这个时刻内的屋顶室外综合温度恰恰最高,即适逢屋面传热最强烈的时刻.这时就是在一般的屋顶上喷水、淋水,亦会起到蒸发耗热而削弱屋顶的传热作用.因此在夏季气候干燥、白天多风的地区,用水隔热的效果必然显著.[4]蓄水屋顶也存在一些缺点,在夜里屋顶蓄水后外表面温度始终高于无水屋面,这时很难利用屋顶散热.且屋顶蓄水也增加了屋顶静荷重,以及为防止渗水还要加强屋面的防水措施.防水层的做法是采用40 mm厚、200#细石混凝土加水泥用量0. 05%的三乙醇胺或水泥用量1%的氯化铁, 1%的亚硝酸钠(体积浓度98% ),内设�4 mm、200 mm×200 mm的钢筋网,防渗漏性能最好.混凝土防水层应依次浇筑完毕,不得留施工缝,立面与平面的防水层应一次做好,防水层施工气温宜为5~35℃,应避免在负温或烈日暴晒下施工,刚性防水层完工后应及时养护,蓄水后不得断水.[5]此种形式的屋面适用于夏热冬冷和夏热冬暖地区的住宅屋顶防热.不同厚度蓄水层面热工测定数值如表结束语综上所述,从现有主要几种屋面的保温形式的比较中不难看出,屋面保温节能屋面是建筑物上部与外界直接接触的重点部位,其保温与隔热对建筑节能具有重要意义.如今建筑节能工作已在全国启动,节能住宅也是一项正在兴起的崭新事业,体现了建筑节能的发展方向.为达到节能目的,必须跟随世界和中国筑节能发展的大趋势和大潮流,抓住机遇、迎接挑战、开拓进取,尝试使用多种屋面的建筑手法、生态形式搞好建筑节能,改善室内热环境,促进建筑技术和建筑产业的发展,为合理利用资源、保护生态环境、提高人民生活质量而努力.表3不同厚度蓄水层面热工测定数值测试项目蓄水层厚度/mm510 100 150 200外表面最高温度/℃43. 63 42. 90 42. 90 41. 58外表面温度波幅/℃8. 63 7. 92 7. 60 5. 68内表面最高温度/℃41. 51 40. 65 39. 12 38. 91内表面温度波幅/℃6. 41 5. 45 3. 92 3. 89内表面最低温度/℃30. 72 31. 19 31. 51 32. 42室外最高温度/℃38. 00 38. 00 38. 00 38. 00室外温度波幅/℃4. 40 4. 40 4. 40 4. 40内表面热流最高值/(W /m2) 21. 92 17. 23 14. 46 14. 39内表面热流最低值/(W /m2) 15. 56 12. 25 11. 77 7. 76内表面热流平均值/(W /m2) 0. 5 0. 4 0. 73 2. 49参考文献:[1]沈致和.住宅节能原理与设计[M].合肥:安徽科学技术出版社, 2006: 1.[2]王建胜,王军.倒置式屋面在今后住宅中的地位[J].四川建筑科学研究, 2001(1): 75-76.[3]许家涌,李振宇.浅谈生态家住屋面与建筑节能[J].山西建筑, 2008, 34: 81-82.[4]唐鸣放,孟庆林.蓄水屋面强化隔热研究[J].建筑技术开发, 2000(6): 36.[5]刘少斌.蓄水屋面的设计与施工[J].湖南城建高等专科学校学报, 2000(4): 21-22.

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二、发展新型建材及制品是可持续发展战略的要求对于能源和耕地等资源人均占有量只有世界平均水平1/4的中国来说，国民经济和社会与资源、生态环境协调发展显得更为重要和迫切。目前我国粘土实心砖仍占墙体材料总产量的近80，能耗高、毁田、污染等问题十分严重，每个消耗22亿吨的粘土资源，制砖毁田约12万亩，耗能8200万吨标煤，同时排放大量的粉尘和二氧化碳。因此，发展机关报型建筑材料及制品关系到我国可持续发展战略的实施，同时也关系到建材工业的健康发展。随着国民经济的发展和人民生活水平的逐步提高，人们对居住和工作场扬要求也不断提高。许多国家的经验证实，它是经济发展和社会进步的必然趋势。建筑业的进步不令要求建筑物的质量、功能要完善，而且要求其美观且无害人体健康等。这就要求发展多功能和高效的新型建材及制品，只有这样才能适应社会进步的要求。使用新型建筑材料及制品，可以显著改善建筑物的功能，增加建筑物的使用面积，提高抗震能力，便于机械化施工和提高施工效率，而且同等情况下可以降低建筑造价。天津、成都等城市的实践证实，在同等条件下，采用新型建筑材料及制品可增加有效使用面积近10，减轻建筑自重40以上，有效提高抗震能力。按目前年竣工城镇住宅亿平方米的10采用新材料计，每年可增加有效使用面积约2000万平方米，综合造价可降低约4－7。此外，发展新型建材对于环境保护和资源综合利用也有显著效果，以"八五"期间为例，仅发展新型墙体材料就累计节约生产能耗和建筑采暖能耗2200多万吨标煤，减少毁田约15万亩，利用工业废渣9500万吨，减少三氧化碳排放量2300万吨。作为与建筑业关联性最强，70的产品应用于建筑业的建材工业来说，发展新型建材及制品纳入到建筑设计、施工规程规范中，以推广应用新型那样工促进新型建材的发展。推广应用新型建材不仅社会效益可观，而且经济效益显著。如建筑上应用新型保温材料节能一项的费用，就远大于用新型建材顶替粘土实心砖所增加的费用。因此，发展新型建材及制品是社会进步和提高社会经济效益的重要一环。三、新型建材及制品发展展望按照建材工业"由大变强，靠新出强"跨世纪发展战略的要求，发展新型建材将着重在新字上做文章，促进产业结构的调整。新型建筑材料及制品产值"九五"期间以20－25左右的速度发展，到2000年产值接近1300亿元。其中乡以上独立核算企业产值800－900亿元，占建材工业总产值的20。工艺技术装备和产品质量达到国际70年代水平，骨干企业达到国际80年代初水平，先进企业达到国际同期先进水平。.1、部分新型建材产品2000年及2010年猜测（1）防水密封材料。预计到2000年，全国新型防水卷材产量达到8300万平方米，市场占有率达到20，全国城镇永久性建筑采用新型防水材料达到60。到2010年，全国新型防水卷材产量将达到亿平方米，市场占有率达到50，城镇永久性建筑采用新型防水材料将达到80。（2）保温隔热材料。预计到2000年，全国保温材料需求量为，岩（矿）棉40万吨，玻璃棉5万吨，膨胀珍珠岩30万吨，硅酸铝纤维4万吨。预计到2010年，全国保温材料需求量为：岩（矿）棉60万吨，玻璃棉10万吨，膨胀珍珠岩40万吨，硅酸铝纤维8万吨。（3）矿棉吸声板。预计到2000年，全国矿棉吸声板需求量为2000－2500万平方米。预计到2010年全国矿棉吸声板需求量为4000－5000万平方米，产品品种、质量和数量不但可以满足国内市场需要，而且将有部分产品出口。（4）装饰石膏板。预计到2000年，全国装饰石膏板需求量为700万平方米。预计到2010年，全国装饰石膏板需求量为1400万平方米。石膏板2000年需求量约8000万平方米左右。（5）建筑涂料。预计到2000年，全国建筑涂料需求量为100万吨，中、高档建筑涂料将占较大比例。预计到2010年，全国建筑涂料需求量将达到160万吨。（6）塑料异型材和门窗。预计到2000年，全国塑料异型材需求量为20万吨，可组成1000万平方米塑料门窗。预计到2010年，全国塑料异型需求量为50－60万吨，可组成塑料门窗2500－3000万平方米。（7）塑料地板。预计到2000年，全国塑料地板需求量为8000万平方米。预计到2010年，全国塑料地板需求量将达到－2亿平方米。届时，各种塑料地板（包括弹性卷材地板、半硬质塑料地板、柔性卷材地板）和各种功能地板）抗静电、防腐蚀、防火、保健）的品种、档次将有显著的提高，可基本满足不同层次的需求。（8）塑料管道。预计到2000年，全国塑料管道需求量为40万吨（其中33万吨为排水管、7万吨为给水管），塑料管材与管件不配套问题基本可解决。预计到2010年，全国塑料管道需求量将达到100万吨，其品种包括塑料给水管、电线导管、冷热水管、燃气管等。（9）壁纸、墙布。预计到2000年，全国壁纸、墙布的需求量为－3亿平方米。胶印壁纸、全天然壁布、水墨印崦及其他功能的壁纸将进一步发展，可基本满足高级宾馆、饭店的需要。预计到2010年，全国壁纸壁布需求量将达到4亿平方米以上，并有部分出口。（10）化纤地毯。预计到2000年，全国化纤地毯需求量为1200万平方米，预计到2010年，全国化纤地毯需求量将达到5000－8000万平方米，品种基本可配套，可满足不同要求的建筑物对抗静电、阴燃、防毒、防沾污、耐磨等功能的要求。2、"十五"期间新型建材行业发展重点新型建材将成为中国第十个五个计划期间（2001－2005年重点发展行业。新型墙体材料占墙材总量的比例将由"九五"末期的28增长至35。重点是建设上档次、不水平、规模的主导产品生产线。空心砖重点发展利用废渣的掺加量、高空洞率、高保温性能、高强度的承重多孔砖、外墙饰面的清水墙砖；混凝土砌块重点发展双排孔或多排孔的保温承重砌块、外墙饰面砌块，重点发展机械化（挤压式）生产的轻质多孔条板、外墙复合保温或带饰面的装配式板材，并配合建设部门推广应用轻钢结构体系，发展各种装配式条板。积极推广UPVC塑料管及其它新型塑料管。全国新建住宅室内排水管80、穿线管90。外墙雨水管50采用塑料管，基本淘汰铸铁管，约需各种管材管件16万吨左右；室内上水管和供暖管分别有30和20采用柔性塑料管；城市供水管道50；村镇供水管道80采用塑料管，下水管道15使用塑料管，共需UPVC管道20万吨左右。新型防水材料重点发展SRS、APP、APO改性沥青油毡，工程应用量将达到防水材料市场的55以上，用量约7000万平方米，逐步淘汰纸胎油毡防水材料。高分子防水卷材工程应用量将达到20，用量约5000万平方米，防水涂料工程应用量达7，年用量约6万吨，特种机关报型防水材料应用量将占防水材料应用量的80以上。新型保温材料产量将达到70－80万吨（不包括膨胀珍珠岩）。重点是加强各咱保温材料在建筑上的应用，使新型保温隔热材料在建筑中应用量占当年应用量比例达到35。建筑装饰材料重点发展丙烯酸类乳胶、高档发内外墙涂料、复合仿木地板等一些适销对路产品，朝着功能化、高档化、无化害化方向发展，做到新奇、美观、实用、方便，使装饰装修材料产值达到2000亿元，其工程产值约4000亿元。四、对策与建议1、确定新型建材及制品发展的主导产品，加强结构调整的导向工作。新型墙体材料以节能、节地、利废和改善建筑功能为目的，大力发展各种轻质板材和砼砌块，开发承重复合墙体材料。防水材料重点发展改性沥青防水卷材、聚氨酯防水涂料和硅酮、聚氨酯密封材料；保温材料重点发展建筑用矿物棉、玻璃棉制品；装饰装修材料重点发展丙烯酸类乳胶内外墙涂料、复合仿木地板等一些适销对路的产品；门窗重点发展塑料门窗，并注重解决好款式新奇、功能各异的设计和高档五金件的开发配套；上下水管道重点发展UPVC塑料管材件，并解决好管材与管件的配套问题。无机非金属新材料重点发展建筑、石油化工、电子、汽车等支柱产业所需的各类玻璃钢和制品，以及农渔业等行业所需的玻璃钢渔船、风力发电叶片等产品，不断提高集约化程度和产业化水平。2、加大科研开发的力度，提高技术装备水平。结合不同地区、不同建筑类型，以新型墙体材料为重点，瞄准有市场前景的新产品、新技术，在引进、消化、吸收国外先进技术装备的基础上，研究开发适合我国国情的新工艺、新技术和新装备。重点围绕尽可能少用天然资源，降低能耗并大量使用总收入弃物作原料；尽量采用不污染环境的生产技术；尽量做到产品不仅不损害人体健康，而应有利人体健康；加强多功能、社会效益好的产品开发。力争在下世纪30年代从总体上赶上中等发达国家同时代水平，在2015年部分有条件的产业率先实现现代化。近期应加强中高档外墙涂料的研制和开发，注重承重的复合墙体材料、保温材料在建筑上的应用研究，促进厨房卫生间产品的系列化、配套化开发，另外还应加强功能建材和绿色建材的研究和开发，优化产品结构。3、加强产品在工程技术应用的研究，加快新型建材及制品的应用步伐。建材主管部门和建筑业主管部门，要加强合作，尽快制定、落实新型建材纳入建筑应用于的规程和治理办法，切实解决新型建筑材料发展过程中科研、生产、建筑设计、施工等各个环节的具体问题；研究适合新型建材及制品应用的设计规程和施工工艺；编制、修订有关新型建材及制品的市府、生产、施工规范、规程及施工通用图集；颁布比较成熟的机关报型建材及制品设计、应用、推广产品目录，部分产品可考虑实行生产许可证等。力争在工作到一定程度时以几个部门联合下文的方式予以法定化。4、统筹规划、合理布局，形成一批新型建材及制品的生产基地和在型企业集团，按十五大提出的"抓大放小"和组建"大企业集团"的精神，结合各地的实际情况，选择一批有基础的城市和有实力的新型建材及制品生产企业集团和基地进行重点发展，使之形成生产规模大、配套能力台的大型新型建材及制品企业集团和生产基地。结合住宅产业化试点工作，抓好北京、上海、天津等一批城市发展新型建材及制品，使之形成各具特色，具有自己的主导产品和合理的产品结构、有一定规模和配套能力的新材料基地，对全国其他大中城市起到示范作用。 结 束 语 随着我国科学技术的飞速发展,可持续发展战略思想深入人心,建筑节能技术发展空间广阔,对新的节能材料的开发与应用势必成为今后研究的焦点,通过建筑节能新材料应用研究最终达到节省消耗,节约能源的目的。

· 建筑节能· 现代建筑电气篇(2007No4)建筑节能技术在智能建筑中的应用摘要：基于智能建筑对节能的需求，对智能建筑能耗的分布情况进行了分析，论述了智能建筑的中央空调节能、变频技术节能、照明节能、太阳能光伏技术节能的基本原则，详细阐述了这些节能技术措施的实现方法和实施注意事项。提出智能建筑节能措施是一项系统工程，节能技术措施及其推广和应用是实现建筑节能的关键。关键词：智能建筑；节能措施；变频技术；中央空调；太阳能光伏技术中图分类号：TU201．5 文献标识码：A 文章编号：1001—5531(2007)04-0051-54Several Efective Energy Saving Techniques andM easures of Intelligent BuildingsAbstract：Based on the energy saving demand for intelligent buildings，the energy consumption distribution ofintelligent building was analyzed．For intelligent buildings，the basic principles of energy saving techniques in thecentral air conditioner，frequency conversion，ligbting and solar energy photovohaics were discussed． The imple—menting methods and executive notices of these energy saving meas ures were expounded．Th e viewpoint that energysaving measures of intelligent buildings Was a system engineering Was introduced．It Was pmpo s~ that energy savingmeasu~s and their being extended an d applied were the keys to realize construction energy saving．Key words：intelligent building；energy saving me~ure8；frequency conversion technique；central airconditioner；solar energy photovoltaic technique0 引 言随着我国国民生活水平的提高，建筑能耗在整个能耗中的比重越来越大。智能建筑用电设备的增多和对建筑环境舒适性的严格要求，更加大了对能源的消耗。因此，智能建筑的节能技术推广和应用变得十分重要。1 中央空调节能中央空调在整个建筑能耗中所占的比例最大，在节能方面有着巨大的潜力。提倡选用新型的节能环保空调，主要有地温空调和燃气空调两种。地温空调使用水源热泵，利用地下浅层地热资源，是一种既可供热又可制冷的有效节能空调系统。它将不可利用的低位能开发为可利用的高位能，消耗1 kW能量可得到4．5～6．0 kW 的热量和冷量，适用于水资源丰富的地区。燃气空调为利用天然气的空调系统(如家用燃气空调机组、直燃型溴化锂吸收式冷热水机组、燃气发动机驱动制冷压缩机等)。对目前广泛使用的传统中央空调，可采用如下节能措施：(1)合理设计。在智能建筑的中央空调设计中，根据室外环境状况和对室内环境的需求，合理、科学地选择中央空调的机组规模，设计风机盘管的布局，设置末端设备，避免制造出先天高能耗的中央空调系统。(2)中央空调废热回收与再利用。中央空调压缩机工作过程中会排放大量的废热。其热量等于空调系统从空间吸收的总热量加电动机的发热量。中央空调的废热回收技术主要是利用热交换原理，将中央空调的废热全部或部分回收后通过热交换产生45～75。C的热水，再经过蓄能水箱为用户提供服务。其原理如图1所示。中央空调一51 —维普资讯 现代建筑电气篇(2007l~4) ·建筑节能·在制冷过程中可成为一个制热系统，专用设备的核心部件是热交换器和冷凝器。将空调压缩机在制冷运行中排放出的高温冷媒蒸汽与被加温冷水进行热交换，使压缩机排出的热量转换成可利用的热水。在工程实践中应重视改造专用设备与中央空调对接过程中的各种技术环节。该系统可将中央空调机组效率提高5％ ～15％ 。由于负载减少，不仅省电，而且减少了机组故障。用户中央U 专空调I I用制冷H 设机组l I备热水水箱J l冷水水箱闭式水箱系统回水循环水泵图1 中央空调废热利用原理图(3)中央空调清洗。热交换器所产生的污垢、水垢直接影响中央空调的热交换率和制冷量，使用电量增大(据美国制冷界权威科学机构Phi．1ips Kote资料显示：冷凝管中垢层厚0．3 mm多耗电10％ ；0．6 mm多耗电20％ ；0．9 mm多耗电31％ ；1．2 mm 多耗电42％ ；1．6 mm 多耗电53％)。管道上的污垢不仅直接影响热交换率，而且污垢中的细菌产生的不洁通风还会使室内空气二次污染。对热交换器中的污垢采用人工化学清洗、电子自动除垢仪除垢等；对管道的清洗可引入管道清洗机器人等设备进行物理处理。(4)冷水机组群控。根据有效负载控制冷水机组的运行，使冷水塔、水泵和冷水机组等均根据有效负荷的变化而调整，优化能源的利用。2 变频技术节能由交流电动机转速公式：，l=60f(1一s ／t,式中n— — 电动机转速．产一电源频率s— —转差率p— — 电动机的极对数对风机、泵等变转矩负载应用变频器有明显的节能效果：Q =Kl，l， H =K2，l一52 一P = Kl K2 K3式中Q— — 流量H一扬程P—— 轴功率K ， ， —— 常数变频调速技术应用的前提条件是风机或泵在整个运行过程中存在较大的富裕流量。对运行负荷比较满、没有多少溢流或放空的情况，变频器达不到任何节能的效果。(1)冷却水泵的变频节能。对中央空调系统冷水机组的冷却水泵采用变频控制，节电明显，一般为30％ ～60％。根据冷却水泵供回水管的压差，调节变频器的频率，改变冷却水泵的转速，使压差稳定。图2所示为中央空调冷却水泵变频控制原理图。图2 冷却水泵变频控制原理图(2)冷冻水循环泵的变频节能。中央空调的冷冻水随时都处于调节过程中。采用变频技术可通过控制冷冻水循环泵的转速(即改变冷冻水流量)跟踪冷冻水的需求量。当管道用水量加大时，压差会下降，系统将调节变频器，使其输出频率升高，水泵转速随即上升，使管道压差回到设定值；反之亦然，达到供回水压差恒定的目的。该控制系统可由多台循环水泵组成，可实现1台变频器4泵联用、3泵联用、2用1备、1用1备等形式。图3所示为3泵联用变频控制原理图。(3)给水系统变频节能。智能建筑的给水一般采用恒压供水系统。采用变频技术使建筑在用水高峰和低谷时的供水压力恒定，具有显著的节能效果。给水泵变频控制原理如图4所示。(4)电梯变频节能。电梯是载人工具，要求拖动系统既可靠又要频繁地加速和正转／反转。采用变频调速技术可提高动态可靠性，增加电梯维普资讯 · 建筑节能· 现代建筑电气篇(2007N04)图3 3泵联用变频控制原理图出水压力&- 比例K一比例特性J一积分特性1--y-／自动切换《≯一输出限幅TRAcK一手动／自动跟踪l一显示^一给定值设定 I一手动操作图4 给水泵变频控制原理图乘坐的安全感和舒适感及效率。(5)音乐喷泉变频节能。音乐喷泉是许多大型智能建筑的附属娱乐设施，能耗比例较大。对其水柱的高低和量的大小实现变频控制，既节电又增强其艺术效果。3 照明节能智能建筑的照明节能原则是在保证照度标准和照明质量的前提下，力求减少照明系统中的能量损失，最有效地利用电能。以单位照度及单位面积所需用电量[w／(m ·Ix)]作为节能指标，力求提高照度，降低用电量。照明节能原则如下：(1)科学的照明设计。设计内容包括照明线路及方式、照度值的选择和自然光的科学利用。(2)选择优质的电光源。科学地选用电光源是照明节电的首要工作，要根据场所的特点和电光源的特性进行选择。白炽灯泡发光效率一般为7～20 lm／W，使用寿命为1 000～2 000 h，而单端紧凑型荧光灯(即节能灯)的光通量为50 lⅡ W，使用寿命为3 000～5 000 h，一只9 W 的节能灯完全可代替40 w 的白炽灯；双端直管荧光灯T12的光通量为55 lⅡ w，使用寿命为3 000～5 000 h，而T15型光通量则达90～110 lⅡ W，使用寿命为8 000～10 000 h。另外，高强气体放电灯中的高压钠灯、金属卤化物灯、微波硫灯、无极灯等，都是较好的节能型电光源。(3)选择效率高的灯具。灯具具有科学分配光的功能，关键指标是灯具的效率，即灯泡安装在灯具里后输出光通量的百分比。根据场所的需要，科学的灯具效率可改善人们的视觉舒适度。如双端直管荧光灯采用梯形空罩式灯具、铁皮涂白漆，其配光不合理，灯照度高，两灯间照度低，灯具效率约70％ ；采用抛光氧化铝的双曲面灯具，使光分配成为蝙蝠形的配光，灯具效率约82％。故采用良好的灯具也是一种有效节能的方法。(4)选用适用的节电器。目前国内外都大力推广照明节电装置，即在现有照明系统上加装节电控制设备。这样做接人方便，可减少有功功率损耗和降低无功功率。照明节电装置有晶闸管斩波型、自耦降压式、智能照明调控器。晶闸管斩波型对电压调节速度快，精度高，可分时段调整，有稳压作用，但出现的大量谐波对电网系统的污染危害极大；自耦降压式结构的功能简单，能将电网电压降~lJl0 V、15 V或20 V，且正弦波输出，但电网电压波动时其输出电压也随之波动，使工作电压不稳定；智能照明调控器采用微电脑控制器，实时采集输出、输入电压值与最佳照明电压比较进行自动调节，输出最佳的工作电压，具有实时调压稳压、多段自动调整、对灯具的软启动和软关闭、三相独立可调的功能，可随负荷变化动态调整运行状态下的电流和电压，实现对功率的自动调整，节电率达25％ 以上。4 太阳能光伏技术节能太阳能热水器和太阳能热水系统是我国目前最大的太阳能热利用产业。其节能的作用和效果有目共睹。但对智能建筑而言，可安装太阳能热水器的地方面积有限，且影响建筑物的整体美观效果。目前，全球太阳能建筑投资规模600亿元，太阳能建筑节能率达75％ 。节能环保的太阳能一53 —维普资讯 现代建筑电气篇(20071~4) ·建筑节能·建筑代表了智能建筑的发展方向，集发电、隔音、隔热、安全和装饰于一体，体现了智能化与人性化的建筑理念与发展潮流，应用前景广阔。建筑物的外壳为光伏系统提供了足够的面积，省去光伏系统的支撑结构，并在建筑施工中可将光伏系统的安装集成到建筑物中。太阳能电池与建筑的一体化是太阳能建筑发展首要解决的技术问题。要求太阳能电池不仅是一种发电器件，而且也是与建筑物和谐统一的建筑材料。目前，利用太阳能电池做建筑物外墙的有晶体硅太阳能电池玻璃组件和非晶体硅太阳能电池玻璃组件。前者将晶体硅电池放置在内层与外层玻璃中间，夹胶组成；后者利用激光打掉膜的非晶硅太阳能电池玻璃作为外层，通过胶片与内层玻璃紧密结合而成，具有发电、隔音、隔热的双重节能效果，但因成本高达5 000—10 000元／m ，使其应用受到限制。新型的架构式非晶硅光伏中空玻璃组件使成本降到了1 500—2 500 m 。其实现技术的关键是架构式结构，变半导体加工工艺为机加工工艺(用激光线错位工艺代替半导体光刻工艺)，不同受光面采用不同太阳能电池。几种太阳能光伏组件性能如表1所示。表1 几种太阳能光伏组件性能5 制约智能建筑节能的因素分析(1)在智能建筑的招标和设计阶段，建筑节能常常被弱化。(2)由于建设前期的不合理投资，使配置降低，造成智能建筑虽有节能装置但不具备节能效果，成了摆设。科学的设计、合理的投资是解决该问题的关键。(3)智能建筑节能装置和系统的使用效率偏低。目前能够投入使用的不足3O％ ，节能仅为楼盘销售时的一个招牌。必须对节能装置和系统的运营进行科学管理。(4)由于物业管理水平低，技术达不到维护能力，导致节能装置和系统不能发挥出其应有的作用。要求维护人员不仅具备专业知识，还应具备一定的计算机知识、编程、网络维护以及分析和解决问题的综合能力。一54 —6 结 语智能建筑的节能是全方位的、持久的和综合性的系统工程。智能建筑的设计者必须对各种节能技术措施有全面的认识，并努力推动节能技术措施的实施和应用。同时，转变观念、对已投入运行的节能设施和系统进行科学管理也是智能建筑节能的重要措施和手段。【参考文献】[1] 曾斌，田峻．智能建筑工程[M]．北京：中国建材工业出版社，2002．[2] 杨善勤．民用建筑节能设计手册[M]．北京：中国建筑工业出版社，1997．[3] 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