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建筑節能新技術在建筑設計中的應用之環境科學論文

所屬欄目:農業環境科學論文 發布日期:2012-03-20 11:31 熱度:

  建筑節能包含兩部分內容,一部分是加強圍護結構的保溫隔熱能力,另一部分就是從供暖、供冷的熱源、輸送渠道及實現方式來節約能源。一般的房子里,30%的熱量從窗戶跑掉了。如果選用雙層玻璃,中間再充上惰性氣體,就可在一定程度上阻斷熱量散發。35%熱量從墻體散發,如采用隔熱材料,增加保溫層,節能效果就很明顯。智能化建筑首先要達到節能的標準和良好的居住舒適度,其次才是家具的智能化和安全保衛的智能化。實際上,智能化建筑不一定就是豪華的,但它必須是低能耗的。美國有些智能化建筑造價比普通建筑還低15%,因為它們追求合理的結構,講究實用功能和外觀的簡潔,利用了可回收材料,而不追求豪華裝飾。還可以充分利用地熱泵技術,如冰島等國家,建筑房子時先在地上打兩個洞,通過電泵將地下水循環起來,為整座房子供熱。惟一耗能的就是電泵。而在丹麥等國,由于地處海邊,太陽能和風能的利用條件得天獨厚,使用熱泵技術時結合風能與太陽能,用風能與太陽能來帶動電泵就可以做到“零能耗”。
  新能源的利用是節約建筑使用能耗非常有效地辦法,新能源通常指非常規、可再生能源,包括有太陽能、地熱能、風能等等。新能源技術用于建筑節能通常有以下幾個方面:
  1.太陽能致冷
  利用太陽能制冷空調有兩種方法,一是先實現光一電轉換,再以電力推動常規的壓縮式制冷機制冷;二是進行光一熱轉換,以熱能制冷。前者系統比較簡單,但其造價約為后者的3—4倍,因此國內外的太陽能空調系統至今以第二種為主。太陽能致冷的方法有多種,如壓縮式致冷、蒸汽噴射式致冷、吸收式致冷等。壓縮式致冷要求集熱溫度高,除采用真空管集熱器或聚焦型集熱器外,一般太陽能集熱方式不易實現,所以造價較高;蒸汽噴射式致冷不僅要求集熱溫度高,一般說其致冷效率也很低,約為0.2~0.3左右的熱利用效率;吸收式致冷系統所需集熱溫度較低,大約70~90℃即可,使用平板式集熱器也可滿足其要求,而且熱利用較好,制作容易,致冷效率可達0.6~0.7,所以一般采用也多,但設備龐大,影響推廣。
  2.太陽熱水器
  太陽熱水器是太陽能熱利用中具有代表性的一種裝置,它的用途廣泛,形式多樣。人們最常見的一種太陽熱水器是架在屋頂的平板熱水器,常常是供洗澡用的。其實,在工業生產中以及采暖、于燥、養殖、游泳等許多方面也需要熱水,都可利用太陽能。太陽熱水器按結構分類有悶曬式、管板式、聚光式、真空管式、熱管式等幾種。
  3.太陽房
  太陽房是利用太陽能采暖和降溫的房子。人們的生活能耗中,用于采暖和降溫的能源占有相當大的比重。特別對于氣候寒冷或炎熱的地區,采暖和降溫的能耗就更大。太陽房既可采暖,也能降溫,最簡便的一種太陽房叫被動式太陽房,建造容易,不需要安裝特殊的動力設備。比較復雜一點,使用方便舒適的另一種太陽房叫主動式太陽房。更為講究高級的一種太陽房,則為空調致冷式太陽房。
  4.太陽能熱發電
  太陽能熱發電是太陽能利用中的重要項目。太陽熱發電是利用集熱器把太陽輻射能轉變成熱能,然后通過汽輪機、發電機來發電。根據集熱的溫度不同,太陽熱發電可分為高溫熱發電和低溫熱發電兩大類。按太陽能采集方式劃分,太陽能熱發電站主要有塔式、槽式和盤式三類。
  5.地熱發電
  地熱發電是地熱利用的最重要方式。高溫地熱流體應首先應用于發電。地熱發電和火力發電的原理是一樣的,都是利用蒸汽的熱能在汽輪機中轉變為機械能,然后帶動發電機發電。所不同的是,地熱發電不象火力發電那樣要備有龐大的鍋爐,也不需要消耗燃料,它所用的能源就是地熱能。地熱發電的過程,就是把地下熱能首先轉變為機械能,然后再把機械能轉變為電能的過程。要利用地下熱能,首先需要有“載熱體”把地下的熱能帶到地面上來。目前能夠被地熱電站利用的載熱體,主要是地下的天然蒸汽和熱水。按照載熱體類型、溫度、壓力和其它特性的不同,可把地熱發電的方式劃分為蒸汽型地熱發電和熱水型地熱發電兩大類。
  6.地熱供暖
  將地熱能直接用于采暖、供熱和供熱水是僅次于地熱發電的地熱利用方式。因為這種利用方式簡單、經濟性好,倍受各國重視,特別是位于高寒地區的西方國家,其中冰島開發利用得最好。該國早在1928年就在首都雷克雅未克建成了世界上第一個地熱供熱系統,現今這一供熱系統已發展得非常完善,每小時可從地下抽取7740t80℃的熱水,供全市11萬居民使用。由于沒有高聳的煙囪,冰島首都已被譽為“世界上最清潔無煙的城市”。此外利用地熱給工廠供熱,如用作干燥谷物和食品的熱源,用作硅藻土生產、木材、造紙、制革、紡織、釀酒、制糖等生產過程的熱源也是大有前途的。目前世界上最大兩家地熱應用工廠就是冰島的硅藻土廠和新西蘭的紙槳加工廠。我國利用地熱供暖和供熱水發展也非常迅速,在京津地區已成為地熱利用中最普遍的方式。
  7.風力致熱
  “風力致熱”是將風能轉換成熱能。目前有三種轉換方法。一是風力機發電,再將電能通過電阻絲發熱,變成熱能。雖然電能轉換成熱能的效率是100%,但風能轉換成電能的效率卻很低,因此從能量利用的角度看,這種方法是不可取的。二是由風力機將風能轉換成空氣壓縮能,再轉換成熱能,即由風力機帶動一離心壓縮機,對空氣進行絕熱壓縮而放出熱能。三是將風力機直接轉換成熱能。顯然第三種方法致熱效率最高。風力機直接轉換熱能也有多種方法。最簡單的是攪拌液體致熱,即風力機帶動攪拌器轉動,從而使液體(水或油)變熱。“液體擠壓致熱”是用風力機帶動液壓泵,使液體加壓后再從狹小的阻尼小孔中高速噴出而使工作液體加熱。此外還有固體摩擦致熱和渦電流致熱等方法。
  建筑節能并非房地產一個行業的問題,目前國內乃至全球正在面臨的能源危機是關系整個人類社會生存發展的大計。
  “跨入新世紀,我們將向現代化建設第三步戰略的目標邁進,環境保護面臨著更在的壓力和挑戰。我們必須認真實施可持續發展戰備,把環境保護和生態建設放到更重要的位置。要堅持統籌規劃,依靠科技進步,加大資金投入,加強污染治理,大力植樹種草,搞好水土保持,改善生態環境。我們相信,通過全國人民堅忍不拔的努力,就一定能夠使中華大地水更清、天更藍、山川更加秀美。”
  

文章標題:建筑節能新技術在建筑設計中的應用之環境科學論文

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