考虑气密性因素影响的建筑能耗分析
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建筑节能原理
建筑节能原理是指在设计、建造和使用过程中,通过采用一系列科学技术手段和策略,减少能源消耗,提高能源利用效率,从而达到减少建筑能耗、降低对环境的影响的目的。
以下是一些常见的建筑节能原理。
1. 热传导阻抗:采用高绝热性能的材料,减少建筑物与外界的热传导,从而降低能源的损耗。
2. 气密性:保持建筑物的气密性,防止室内外空气交换带来的能量流失。
3. 热桥效应:避免热桥的产生,防止建筑物内部热量通过不良的热传导方式流失。
4. 外墙保温:采用保温材料对建筑物外墙进行绝热处理,减少能量的损耗。
5. 室内空调系统优化:合理选择和设计室内空调系统,考虑建筑的朝向、内部布局、材料等因素,提高能源利用效率,减少能量浪费。
6. 自然通风和采光:利用建筑的朝向、自然通风和采光设计原则,尽可能减少对电力的依赖,降低能源消耗。
7. 高效照明设备:采用节能照明设备,如LED灯具等,减少照明能耗。
8. 太阳能利用:安装太阳能光伏发电系统,利用太阳能进行电力供给,减少对传统能源的依赖。
9. 集中供热供冷系统:通过建筑物内部的供热供冷系统,实现能源的集中供给和利用,提高能源利用效率。
10. 微能网技术:通过微能网技术,将建筑物内部的能源供给系统进行集成和优化,实现能源的高效利用和分配。
以上是一些常见的建筑节能原理,通过合理应用这些原理,可以减少建筑物的能耗,提高能源利用效率,实现节能环保的目标。
建筑设计节能优化如今,全球气候变化问题日益严重,二氧化碳排放量不断增加,节能减排成为了全球共识。
作为能源消耗的重要组成部分,建筑行业的节能优化刻不容缓。
建筑设计节能优化,就是在建筑的设计阶段,通过合理的设计手段和新技术的应用,使得建筑在施工、使用和维护过程中,最大限度地减少能源消耗,降低环境污染,提高资源利用效率。
一、建筑节能的重要性建筑节能是实现我国能源战略转型、促进绿色低碳发展、提高人民生活质量的重要途径。
据统计,我国建筑能源消耗占到了全国能源消耗的近40%,而且这个比例还在逐年上升。
建筑节能不仅可以减少能源消耗,降低能源开支,还可以减少环境污染,改善居住环境,提高生活质量。
二、节能优化设计的要点1.合理规划建筑布局建筑布局的合理性直接影响到建筑的节能效果。
在设计阶段,应充分考虑建筑的朝向、间距、绿化等因素,使建筑能够更好地适应地形地貌和气候条件,提高建筑的自然采光和通风效果,减少能源消耗。
2.选用高性能的建筑材料高性能的建筑材料是实现建筑节能的关键。
在建筑材料的选择上,应优先选用导热系数低、隔热性能好、强度高、耐久性强的材料,如新型墙体材料、保温材料、高强度的混凝土等。
3.应用先进的节能技术先进的节能技术是提高建筑节能效果的重要手段。
在建筑设计中,应积极应用太阳能利用、地源热泵、空气源热泵、绿色屋顶等先进的节能技术,提高建筑的能源利用效率。
4.强化建筑的保温隔热性能建筑的保温隔热性能是衡量建筑节能效果的重要指标。
在建筑设计中,应加强建筑的保温隔热性能,减少热量的传递和损失。
例如,采用保温材料提高建筑物的保温性能,采用隔热材料降低太阳辐射对建筑物的热影响等。
5.优化建筑的照明和空调系统照明和空调系统是建筑能耗的主要组成部分。
在建筑设计中,应优化照明和空调系统的设计,提高能源利用效率。
例如,采用高效节能的照明设备,实现智能照明控制;采用变频调速、高效节能的空调设备,实现空调系统的优化运行等。
6.提高建筑的气密性建筑的气密性是影响建筑能耗的重要因素。
术语1.0.1超低能耗居住建筑ultra low energy residential buildings适应地区气候特征和场地条件,在利用被动式建筑设计大幅度降低建筑供暖、空调、照明等能源需求的基础上,通过主动技术措施大幅度提高能源设备与系统效率,合理利用可再生能源,以更少的能源消耗提供更舒适的室内环境,且其室内环境参数和能效指标符合本标准规定的居住建筑。
1.0.2一次能源primary energy在自然界中以原有形式存在的、未经加工转换的能量资源,又称天然能源,如原煤、原油、天然气等。
1.0.3一次能源换算系数primary energy coefficient将某种能源换算成一次能源时,考虑能源在开采、运输和加工转换过程中造成能源损失的系数。
1.0.4换气次数air change rate单位时间内室内空气的更换次数,即通风量与房间容积的比值。
1.0.5性能化设计performance oriented design预以建筑室内环境参数和能效指标为性能目标,利用建筑模拟工具对设计方案进行逐步优化,最终达到一定性能目标要求的设计过程。
1.0.6透光围护结构太阳得热系数(SHGC)solar heat gain coefficient of clear enclosure structure在照射时间内,通过透光围护结构(如:窗户) 的太阳辐射室内得热量与透光围护结构外表面(如:窗户) 接收到的太阳辐射量的比值。
1.0.7线传热系数linear heat transfer coefficient2当围护结构两侧空气温度为单位温差时,通过单位长度热桥部位的附加传热量。
1.0.8气密层air tightness layer由气密性材料和部件、抹灰层等形成的防止空气渗透的连续构造层。
1.0.9建筑总能耗综合值building energy consumption在设定计算条件下,建筑每户使用面积内年供暖、通风、空调、照明、生活热水、电梯和家电等的终端能耗量和可再生能源系统发电量,利用能源换算系数,统一换算到标准煤当量后,两者的差值。
建筑节能检测的主要内容与检测技术
建筑节能检测是评估建筑能源使用效率和节能潜力的过程。
其主要内容包括建筑外墙、楼顶、门窗、空调系统、照明系统、暖通系统等方面的能源使用情况评估、能源消耗分析
以及提出实施节能措施建议等。
建筑节能检测使用的技术主要有建筑能耗监测技术、热工
性能计算技术、模拟仿真技术等。
建筑能耗监测技术是指通过安装传感器和监测设备对建筑能源消耗情况进行实时、连
续的监测和记录。
这些传感器和监测设备可以监测建筑内外温湿度、用电量、用水量、燃
气消耗量等指标,从而可以了解到建筑能耗的实际情况,为节能改造提供科学依据。
热工性能计算技术是通过对建筑的热传导、热辐射和对流换热等热学参数进行计算和
分析,评估建筑的热性能。
这种技术可以分析建筑的热桥效应、气密性、隔热性能等参数,从而发现建筑能耗的热量损失点,为节能改造提供指导意见。
模拟仿真技术通过建立建筑能耗模型,模拟建筑的能耗情况,并进行相应的分析和改进。
这种技术可以基于建筑的结构、朝向、材料等因素,预测建筑在不同季节、不同气候
条件下的能耗情况,有效地评估和设计节能措施。
建筑节能检测还可以使用红外热成像技术、超低温热像仪等设备进行检测。
红外热成
像技术可以通过测量建筑表面温度的变化,检测出隐蔽在建筑内部的热桥、漏风等问题,
为改进建筑的隔热性能提供依据。
超低温热像仪则可以通过对建筑热量辐射的检测,分析
建筑热传导的情况,评估建筑物能量消耗的性能。
气密性是实现被动式低能耗建筑的关键因素气密性是实现被动式低能耗建筑的关键因素。
在能源紧缺和环境污染问题日益突出的今天,被动式低能耗建筑的建设越来越受到人们的关注。
而在被动式低能耗建筑中,气密性是其中的一个重要方面,也是实现低能耗目标的关键因素之一、本文将从什么是被动式低能耗建筑以及气密性的定义、作用、影响因素和提高气密性的方法等方面进行探讨。
首先,什么是被动式低能耗建筑?被动式低能耗建筑是指通过最大限度地利用自然资源,以被动方式实现室内舒适度的建筑物。
与传统建筑相比,被动式低能耗建筑具有较低的能源消耗和较高的能源利用率。
被动式低能耗建筑的设计原则包括:合理利用太阳能,最大限度地利用日光照明和自然通风,降低建筑的能量需求,减少建筑与环境的热交换,提高建筑的隔热性能等。
气密性作为被动式低能耗建筑的关键因素之一,指的是建筑物外围结构的缝隙、接缝等区域的空气渗透性。
一个具有较好气密性的建筑物能够最大限度地减少热量和冷空气的外部侵入和室内空气泄漏,从而降低建筑物的能量消耗,提高其节能性能。
而如果建筑物的气密性较差,就会导致能量的浪费,减弱被动式低能耗建筑的效果。
气密性的好坏对建筑物的能耗有着重要的影响。
建筑物在冬季要保持室内温暖,需要通过加热设备供应热量。
如果建筑物的气密性较差,温暖的室内空气会从窗户、门等处泄漏到室外,导致室内温度下降,从而需要加大加热设备的运行时间和能量消耗。
同样,在夏季,建筑物的气密性差会导致室外热量进入室内,增加空调系统的负荷,进而增加能源消耗。
气密性的好坏受到多种因素的影响。
首先,建筑结构的设计和施工质量会直接影响气密性。
建筑物的设计应该避免或尽量减少结构缝隙和接缝的漏风现象,同时施工过程要严格控制,确保建筑物的外墙隔热层和隔热材料的安装质量。
其次,气密性还与建筑物的材料和构造密切相关。
建筑物使用的材料和构造应具有较好的密闭性能,如使用密封性能较好的窗户和门等。
最后,气密性的好坏还与建筑物的使用和维护有关。
大体量被动式超低能耗建筑整体气密性检测工法大体量被动式超低能耗建筑整体气密性检测工法随着人们对于环保和节能意识的增强,被动式超低能耗建筑成为了新一代建筑的重要发展方向。
在被动式超低能耗建筑的设计和建造过程中,整体气密性的检测是一个至关重要的环节。
本文将介绍一种大体量被动式超低能耗建筑整体气密性检测工法。
1. 背景介绍大体量被动式超低能耗建筑是指建筑整体结构和建筑系统经过精心设计与整合,最大程度地减少能源消耗,主要依靠建筑自身的被动手段来实现舒适的室内环境和节能效果。
而其中一个关键的要素就是保持良好的气密性,以减少热量的泄漏和室内外温度差的传导。
2. 传统检测方法的不足传统上,被动式超低能耗建筑的气密性检测主要采用平面模型,即仅对建筑的一小部分进行检测。
这种方法存在着以下几个不足之处:首先,平面模型局限性大,无法全面准确地反映整个建筑的气密性。
由于建筑结构的复杂性和多样性,仅检测部分区域无法全面了解建筑的整体情况。
其次,平面模型的测试结果不精确。
由于建筑内外温度的差异以及气流等环境因素的干扰,传统方法很难准确地检测出漏风点。
最后,传统方法的成本较高。
由于传统方法需要手动布置测量点,并且测试时间较长,所以不仅费时费力,而且费用昂贵。
3. 大体量建筑整体气密性检测工法的优势为了克服传统方法的不足,近年来,研究人员提出了一种新的大体量建筑整体气密性检测工法。
这种工法采用3D建模和数字模拟技术,全面准确地评估大范围建筑的气密性。
首先,通过利用3D建模技术,可以实现对建筑的全面还原,包括建筑结构、系统设备、空气流动路径等。
这种方法可以更加真实地反映建筑的实际情况,提高测试结果的准确性。
其次,大体量建筑整体气密性检测工法采用数字模拟技术,通过数学模型模拟气流、热传导等物理过程,定量评估建筑的气密性。
这种方法可以避免传统方法中由于环境因素引起的误差,大大提高了测试结果的精度。
最后,大体量建筑整体气密性检测工法具有高效和低成本的特点。
保持室内空气清洁,而渗透风的存在无疑会破坏这种努力,尤其是在空气受到污染的地区。
2保证气密性采取的措施在围护结构中气密性薄弱的环节是窗口、门口,管道出墙部位以及二次结构(砌体)与混凝土结构之间连接6|CHINA HOUSING FACILITIES72019.07|密、水密和抗风压性能。
依据现行国家标准《建筑外门窗气密、水密、其气密性等级不应低于8级、水密性等级不应低于6级、抗风压性能贴防水透气膜、室内粘贴防水隔汽膜的措施。
之所以室内粘贴防水隔气通过缝隙渗入围护结构内部;外部粘贴防水透气膜是为了便于围护透气性可用微孔透湿机理来解释,即水滴直径(200~3000μm )和,如果防水透气膜中微孔的孔径介于水滴和水蒸气分子之间,就能使通过。
常采取外部粘贴防水透气膜、室内粘接防水隔汽膜的措施。
接处可采用粘贴防水隔气膜或挂钢丝网抹砂浆处理。
测试时将鼓风机安装在窗洞或门洞中并保持密封。
根据鼓风机的旋转产生超压或负压形式的压力差。
为保持这种压力差,鼓风机需要输送构的渗漏性决定。
根据室内外压差和风量,得出在压差为±50P a 下的依据。
具体测试方法可参见G B /T 34010-2017《建筑物气密性测定范要求,但对于目前推广的超低能耗建筑而言,要求A C H 50不大于0.62.0次/h ,平均值1.7次/h;而中国20世纪80-90年代的居住建筑,建筑内部人员的新风供给是人们常常争议的问题,实际上在德国及空调设施的建筑,A C H 50≤3.0 h -1;有通风及空调设施的建筑,A C H 50 ≤0.6 h -1[3]。
可见在A C H 50≤3.0 h -1的建筑中,通过风压、到交换,即可满足室内卫生要求;而对于A C H 50≤1.5 h -1的建筑,能满足室内卫生要求,此时要设置独立的通风设施,这些通风通常属的。
只有在A C H 50 ≤0.6 h -1的建筑中,安装热回收系统才能发挥其,对建筑的寿命有着防止建筑构件损坏、避免渗透气流引起的不舒适、质量等方面,都有着重要作用。
考虑气密性因素影响的建筑能耗分析
发表时间:2017-10-31T13:07:40.400Z 来源:《基层建设》2017年第21期作者:蔡营[导读] 摘要:建筑能耗是体现绿色建筑的重要指标之一。
本文提出了考虑建筑气密性因素的住宅能耗分析,建立了建筑气密性和通风模式的模型,分析了不同气密性条件下不同通风模式的空调能耗,给出了气密性和通风模式的优化值。
身份证号码:11022819820429xxxx 摘要:建筑能耗是体现绿色建筑的重要指标之一。
本文提出了考虑建筑气密性因素的住宅能耗分析,建立了建筑气密性和通风模式的模型,分析了不同气密性条件下不同通风模式的空调能耗,给出了气密性和通风模式的优化值。
关键词:气密性;通风模式;空调能耗;绿色建筑;
0 引言
建筑能耗是体现绿色建筑的重要指标之一,而建筑气密性是影响建筑供暖能耗和空调制冷能耗的重要因素。
由于室内外温度温差,空气渗透将增加供暖负荷或空调制冷负荷,从而增加建筑能耗[1]。
提高建筑气密性能够减小室内外的空气渗透量,但是室内新风量不足容易导致室内空气污浊,引起哮喘、炎症、呼吸过敏,犯困等健康问题[2],综合考虑人体健康和建筑能耗要求,采用自然通风和机械通风两种模式,自然通风适用于气密性较差,依靠空气渗透能满足人体健康的情况,机械通风适用于气密性较好,只依靠空气渗透不能满足人体健康的情况[3]。
本文提出了考虑建筑气密性因素的住宅能耗分析,建立了建筑气密性和通风模式的模型,分析了不同气密性条件下不同通风模式的空调能耗,给出了气密性和通风模式的优化值。
1居住建筑模型和工况设计
本文通过建立居住建筑模型,定量分析门窗不同气密性等级下,自然通风和机械通风两种模式下建筑能耗的影响,建筑模型如图1所示。
每层有4户居民,建筑的墙窗面积比为0.31。
以户为研究单位采用气密性等级的单位面积分级指标计算空气渗透引起的换气次数,得到空气渗透换气次数和门窗气密性等级,如表1所示。
图1 居住建筑模型
表1 门窗气密性等级和通风换气次数的关系
考虑室内人员的健康需求,日常活动需要新风量,气密性较差时,通过空气渗透即可满足新风需求,但会引起温度负荷增大。
当气密性达到一定水平后,依赖机械通风补充新风,增大了风机能耗。
因此采用以下两种工况进行分析:(1)采用自然通风和机械通风的比较,气密性较差时,可利用空气渗透满足新风需求,气密性较好时,采用机械通风。
通过模拟计算分析比较,选择合适的通风模式。
(2)机械通风,同时可开窗充分利用自然通风的模式,气密性较好时,采用机械通风,假设可开窗充分利用自然通风改善室内热环境,此时未考虑窗户密封性的工艺要求,即认为可开窗且密闭性好,分析通风模式进一步的节能潜力。
考虑严寒、寒冷、夏热冬天和夏热冬暖4个气候区,选择哈尔滨、北京、上海、广州为代表城市。
针对建筑外门窗8个气密性等级,计算机械通风和开窗通风模式下的能耗。
2两种工况计算结果与分析
2.1 自然通风和机械通风的比较考虑满足新风需要,哈尔滨和北京地区建筑物门窗在自然通风模式下能达到最高的气密性等级为5级。
上海地区和广州地区为1级。
当各地建筑物门窗的气密性等级高于上述级别时,应采用机械通风甲热回收的方式。
在自然通风的模式下,随着气密性等级的提高,供暖能力基本不变,而空调能耗大大降低,因此从节能角度来说,满足通风需求的最高气密性等级为自然通风模式下的最有气密性等级。
进行比较分析该气密性等级下的自然通风模式和提高气密性等级以后机械通风模式的能耗情况。
工况如表2所示。
表2 自然通风和机械通风的工况
这种通风模式能同时满足换气次数和节能的要求,相比于冬夏季均采用机械通风加热回收的模式有节能效果。
在该种模式下,门窗气密性等级提高时,总能耗有可能小于需满足通风换气次数要求下的自然通风模式。
但是从以上计算结果可以看出,除哈尔滨地区因为冬季供暖能耗所占比例很大,热回收效果明显以外,其他地区这部分节能量相对较小,从绝对量上来看为,而随着气密性等级的增加,对窗户的密封性能要求提高,要同时满足高密闭性和可开启性是十分困难的。
因此,这种通风模式节能潜力一般,而且难以在技术上实现。
4.结论
本文提出了考虑建筑气密性因素的住宅能耗分析,建立了建筑气密性和通风模式的模型,分析了不同气密性条件下不同通风模式的空调能耗,给出了气密性和通风模式的优化值,得到如下结论:(1)在满足新风量的要求前提下,适当提高门窗气密性等级并采用自然通风,其能耗进一步低于进一步提高气密性并采用机械通风加热回收的通风模式。
气密性等级在刚好满足通风条件的情况下,采取自然通风时,空调供暖能耗最低。
(2)门窗气密性高时,在严寒地区回收热量多,具有较大的节能潜力,而在其他地区节能相对较小,同时随着门窗气密性等级的增加,对窗的密封性能要求也提高,要同时满足高封闭性和可开启性是十分困难的,因此这种通风模式节能潜力一般,而且在技术上难以实现。
参考文献
[1] 刘东,陈佩霖,张云坤.建筑环境与暖通空调节能[J].节能技术,2001,19(2):17-19
[2] 刘正权,刘海波,董人文,等.建筑外门窗气密性及空气渗透热损失对实际保温效果的影响[J].门窗,2009(5):25-28
[3]周燕,闫成文,姚健.居住建筑外窗气密性对建筑能耗的影响[J].宁波大学学报,2007,20(2):248-250
作者简介
XXX(19XX—),X,XX,XXX XXX XXX。