重庆地区典型居住建筑建造用材能耗分析
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农村建筑能耗状况我国农村目前的民用建筑面积为240亿平方米,占全国总的建筑面积的60%以上。
在过去相当长的时期内, 由于城乡经济状况和人民生活水平的巨大差异,农村民用建筑商品用能总量和单位面积的商品用能耗都远低于城市建筑。
改革开放后特别是近年来随着农民生活水平的提高,农宅建设已进入了更新换代的顶峰时期。
到2010 年,农村人均居住面积将到达30m2,农村需新建住宅30多亿m2。
广阔农民在进入或奔向“小康〞时代的同时,村镇住宅的能源消消耗也同时发生着前所未有的变化。
这对资源相对缺乏的中国来说,必须引起高度重视。
全面摸清农村生活用能现状,并据此制定切实可行的农村建筑节能措施和鼓励机制,对加快我国整体建筑节能步伐起着举足轻重的作用,也是实施可持续开展战略的重要组成局部。
1.1 农村建筑能源消费总量及构造图1-31是通过对大量典型农户调研数据进展整理后得到的2006~2007年年我国农村地区单位建筑面积每年生活用能量情况,包括炊事、采暖、空调降温和照明的能耗,统计的能源种类包括:煤炭〔散装煤、蜂窝煤〕、液化石油气、电力、生物质能〔木柴、秸秆〕,其中电力是按照发电煤耗计算法折合为标煤,其他各类能源都根据燃料的平均低位发热量进展折算。
(a)北方地区(b) 南方地区图1-31我国农村地区单位面积生活用能情况从图中可以看出,北方地区和四川省由于冬季采暖需要,单位面积耗能量普遍较高〔由于河南很多地方冬季不采暖,所以能耗较低〕。
其中内蒙古、辽宁、吉林、新疆四省由于地处严寒地区,采暖负荷较大,单位面积消耗量超过30kg标准煤/年。
(a) 北方地区(b) 南方地区图1-32我国农村地区生活用能消费构造情况图1-32给出了调研的24个省〔市、自治区〕农村生活用能的消费构造。
从图中可以看出,北方地区各省商品能占生活用能的比例普遍较高。
其中北京、天津、山西、新疆商品能的比例均已超过了90%,辽宁、吉林和黑龙江由于薪柴和秸秆资源相对丰富,商品能所占比例要低于其他省份。
不同气候区遮阳节能技术对办公建筑能耗的影响摘要:公共建筑能耗在我国建筑总能耗中所占的比例已经超过三分之一,而办公建筑又是我国最为常见、分布最为广泛的一类公共建筑。
外窗是围护结构保温隔热的薄弱环节,因而推广应用外窗节能技术是实现建筑节能的主要途径之一。
外窗的隔热保温性能主要受到外窗开启形式、窗框材料、玻璃类型以及遮阳形式等几方面的因素影响。
本文通过TRNSYS能耗模拟软件对全国五个气候区(夏热冬暖地区、夏热冬冷地区、寒冷地区、严寒地区B、严寒地区A)的办公建筑模型进行能耗模拟,定量分析了遮阳节能技术对建筑采暖空调系统能耗的影响,从而获得了遮阳节能技术在全国不同气候区应用的最佳方案。
关键词:遮阳节能技术 TRNSYS 节能贡献率一、模拟建筑选择根据《公共建筑节能设计标准》第4.1.2条,严寒地区和寒冷地区公共建筑的体型系数不应大于0.4。
根据对国内不同地区办公建筑的大量调研结果表明,办公建筑的体形系数主要集中于0.1至0.3之间[1]。
故本文选取体形系数为0.12的标准办公建筑模型进行模拟分析。
基本建筑参数是综合国内目前常见的办公建筑设计案例得到的,符合相关的建筑设计标准,模型具体参数见表1。
表1 标准办公建筑基本参数表2 不同遮阳组遮阳系数取值标准建筑模型模型1总建筑2面积(m2)400层数4标准层面积(m2)6 00建筑长度(m)4 0建筑宽度(m)1 5建筑高度(m)1 7体形系数0 .24内遮阳组编号遮阳系数外遮阳组编号遮阳系数NZ 1.3WZ1.2NZ 2.7WZ2.5NZ 31WZ3.7二、不同气候区典型城市的选取按照《公共建筑节能设计标准》4.2.1条可知,我国需要进行采暖空调设计的地区按照建筑气候由南至北分为了夏热冬暖地区、夏热冬冷地区、寒冷地区、严寒地区B、严寒地区A等5个气候区。
本文选取深圳(夏热冬暖地区)、上海(夏热冬冷地区)、北京(寒冷地区)、沈阳(严寒地区B)、哈尔滨(严寒地区A)作为各气候区的典型城市进行节能贡献率的分析计算。
南方地区居住建筑节能65%目标的可行性探讨及技术分析作者:胡达明来源:《海峡科学》2010年第10期[摘要]该文首先选取南方地区典型建筑模型,采用DOE-2软件对建筑进行全年能耗模拟,比较分析得出了影响建筑能耗的主要因素,并针对关键因素进行节能优化。
而后在建筑节能50%参照建筑的基础上,探讨配合空调设备的能效比及围护结构热工性能的改善来实现建筑节能65%,并进行相应的技术分析。
[关键词]建筑节能南方地区围护结构节能65%1背景我国的建筑节能工作是由北向南逐渐推进的,南方地区的建筑节能工作起步较晚。
北方从上世纪八十年代就开始抓建筑节能,而南方到2003年10月1日起实施《夏热冬暖地区居住建筑节能设计标准》(JGJ 75-2003)(以下简称《标准》),为实现建筑节能50%,对建筑外墙的热工性能指标作出了明确的规定,使得今后新建、改建和扩建的住宅建造得更科学、居住起来更舒适[1]国家拟定的建筑节能三步走的目标是:在20世纪80年代建筑能耗水平基础上,第一步要求新建建筑比20世纪80年代房屋节能30%,第二步要求节能50%,第三步实现节能65%。
目前北京、天津等地已经率先开始实行65%的节能设计标准。
试点工程证明,我国的建筑节能还有很大的潜力[2~3]。
在这种形势下,南方地区的建筑节能正处于第2阶段,在今后的几年中将不可避免地实现节能65%的第三步目标。
2节能因素分析建筑节能的目标主要由改善围护结构热工性能和提高空调采暖设备效率来分担。
目前南方地区建筑节能材料发展已经取得长足进步,空调设备性能明显提高,这为实现建筑节能65%的目标提供了必要条件。
2.1 节能50%建筑分析建筑节能50%条件下各种节能因素的影响对研究节能65%有很好的借鉴作用。
根据《标准》,“基准建筑”是围护结构的构成、传热系数以及换气次数,都按照以往传统做法的建筑;“参照建筑”是用来进行对比评定的假想节能建筑,该建筑的围护结构满足本《标准》规定的指标要求,因此是符合节能50%要求的建筑。
文章编号:1671-6612(2020)02-185-06基于性能模拟和数据分析的窗装饰改造模式研究——以重庆地区住宅为例彭哲晨李宁李翔宇(北京工业大学建筑与城市规划学院北京100124)【摘要】当前,重庆地区的建筑改造正在如火如荼地进行,改造方式多集中在窗装饰(遮阳雨棚等)方面,其设置方式主要有水平式装饰、垂直式装饰、综合式装饰和挡板式装饰四种。
其中问题有二:一是因为安装目的以防雨为主,因此就遮阳而言效率较低。
二是因为构件出挑的尺寸和相邻外墙窗户的关系都没有确定。
针对上述两点,以能耗性能为导向,对现状建筑遮阳的设计模式进行量化探讨,找出符合该地区气候特征的窗装饰改造模式。
总结模式的步骤如下:首先,对重庆地区现有居住建筑形式进行文献查阅,总结出适用于该地区的理想居住建筑模型;其次,基于理想建筑模型进行窗装饰构件形体样本的生成,采集生成大量随机样本,然后对生成的多样随机样本进行模拟分析,得到能耗基础数据;第三,通过人工神经网络对数据进行分析,找到参变量、因变量之间的复杂关系;最后,结合构件尺寸与能耗值二者的影响,在数据分析的基础上找到最优决策,得到适合该地区居住建筑不同方位上的窗装饰构件改造模式。
【关键词】性能模拟;数据分析;窗装饰改造中图分类号TU241/TU113文献标识码BReserch on the Window Decoration Reform Mode bsaed on Performance Simulation and Data Analysis ——Take the Residential Area in Chongqing as an ExamplePeng Zhechen Li Ning Li Xiangyu(College of architecture and urban planning,Beijing university of technology,Beijing,100124)【Abstract】Recently,the architectural reconstruction in Chongqing is in full swing.The remold methods mainly have been focused on window decorations(awnings,etc.).The setting methods mainly include horizontal decoration,vertical decoration, integrated decoration and baffle decoration.Two problems exist:the first one is the installation’s inferior efficiency as a sunshade because the original purpose of them is the rain proof.The second one is the ratio of size of the components and the dimension of adjacent windows is not determined.Aiming at the above two points,this paper quantitatively discusses the shading design mode of current buildings based on energy consumption performance in order to find out the window decoration modes that conform with the climate of this region.The steps of this paper are as follows:Firstly,the paper reviews the existing residential building forms in Chongqing and summarizes the ideal residential building model suitable for this region.Secondly,based on the ideal building model,the form samples of window decoration components can be generated and a large number of random samples are collected. Then,this article simulates and analyses the various random samples to obtain the basic data of energy consumption.Third,through基金项目:国家重点研发计划课题(2017YFC0702405);国家自然科学基金面上项目(51778008);基于一体化开发的地铁车辆基地综合体协同设计策略与关键技术研究作者简介:彭哲晨(1993.09-),男,在读研究生,E-mail:414601019@通讯作者:李宁(1982.04-),男,博士,讲师,E-mail:ning_li11@收稿日期:2019-04-30·186·制冷与空调2020年the artificial neural network,the paper finds the complex relationship between the parameters and dependent variables;Finally,combining the influence of component size and energy consumption value,the optimal decision on the basis of data analysis can be obtained and the remould mode of window decoration components suitable for different orientations of residential buildings in this area is gained.【Keywords 】Performance simulation;Data analysis;Window decoration0研究背景根据中华人民共和国现行的《民用建筑热工设计规范》(GB 50176-2016),重庆地区属于亚热带季风气候区,主要气候特点为夏季气温高,全年最高温度高于或等于35℃的日数达20~50天之多;湿度大,大部分地区年平均相对湿度为78%~83%;风速小,全年平均风速为0.9~2.14m/s 。
超低能耗绿色建筑施工技术分析在我国城市化发展的大背景下,新型的超低能耗建筑施工技术将有效的降低城市化发展中大量的建筑耗能。
本文对超低能耗建筑施工技术的节能材料选择与应用和推广措施进行分析,通过对超低能耗建筑施工技术分析的总结,得到了超低能耗建筑施工技术可有效减少北方地區的建筑耗能的结论。
本文对于推广超低能耗建筑施工技术具有一定意义。
标签:超低能耗;建筑耗能;建筑施工;可持续化由于户籍制度改革和全国加速推进城镇化的原因,致使我国城镇化建设水平呈稳定且积极的方向不断发展,城市人口机械性的过快增加,导致了大量建筑基础设施的短缺,大量建筑建设、使用和维护造成了巨大的能源消耗。
低能耗绿色建筑技术最早起于欧洲,是以减少建筑取暖耗能为核心,通过减少取暖耗能并对施工过程中的各个环节进行有效的节能,进而达到大量或超量节能的目的。
德国是最早定义和使用建筑环保节能技术的国家之一,并且已有成熟的体系和产业链,德国低耗能技术体系按照耗能大小将其分为三个等级即低能耗建筑、三升油建筑和零耗能建筑[1]。
文献[2]提出低能耗建筑要解决临界点的问题,明确了普及绿色建筑必须要遵循四个原则。
文献[3]对节能施工技术措施进行了深入分析和现实应用,并提出来了只有在建造和使用过程中综合各项措施,才能有效地节约能源的理念。
文献[4]详细阐述了节能建筑施工的措施并介绍了将节能技术用于建筑施工的一般要求。
文献[5]基于绿色建筑理念下对建筑工程施工进行探析,认为绿色建筑施工需引入新的施工措施和确保施工质量。
文献[6]对建筑工程中新型节能环保材料的应用进行了详细阐述。
本文通过对超低能耗建筑施工技术的施工设计、施工管理、施工利用技术三个方面进行分析,分析了超低能耗建筑施工的偏重点,并且对超低能耗建筑施工技术的推广进行总结。
一、节能材料选择与应用现代社会经济水平显著提高,致使现代建筑发展迅速,城市化建设需要大量的基础设施,建筑工程建设中,材料在建筑基础物质中占有重要比重,现有的建筑材料多属于不可再生资源,甚至有部分工业废弃材料,而这些材料在使用中无疑造成了较大的能源损耗,甚至于对建筑的安全性能都造成了极大的隐患。
《严寒和寒冷地区居住建筑节能设计标准》JGJ26-2010内容释义2010.8主要内容1、建筑能耗分类及降低建筑使用能耗的途径2、标准修订概况3、新疆境内的气候子区与室内热环境计算参数4、建筑与围护结构热工设计关于发布行业标准《严寒和寒冷地区居住建筑节能设计标准》的公告现批准《严寒和寒冷地区居住建筑节能设计标准》为行业标准,编号为JGJ26-2010,自2010年8月1日起实施。
其中,第4.1.3、4.1.4、4.2.2、4.2.6、5.1.1、5.1.6、5.2.4、5.2.9、5.2.13、5.2.19、5.2.20、5.3.3、5.4.3、5.4.8条为强制性条文,必须严格执行。
原《民用建筑节能设计标准(采暖居住建筑部分)》JGJ26-95同时废止。
本标准由我部标准定额研究所组织中国建筑工业出版社出版发行。
中华人民共和国住房和城乡建设部2010年3月18日1. 建筑能耗分类及降低建筑使用能耗的途径1.1 建筑能耗分类1)建筑的建造能耗(建材生产能耗等)。
2)建筑的使用能耗——采暖、空调、照明等能耗——热水、炊事、电梯等能耗建筑节能主要是降低建筑物在使用过程中采暖、空调、照明能耗。
1.2 降低建筑使用能耗的途径1)提高建筑物本身的保温隔热能力——降低建筑的能耗负荷。
2)提高采暖、空调、照明系统的用能效率——少耗能、多产出热(冷)量。
3)使用可再生能源——一种高层次上的节能。
4)能源的梯阶利用、低品质能源的利用——一种更科学的用能。
5)科学合理的运行管理——管理及行为节能。
2. 标准修订概况2.1 标准制定的基本原则1)在标准中明确界定居住建筑的范围,并明确了标准的适用范围。
2)适应建筑节能形势的需要,将原标准50%的节能目标提到65%左右,接近气候条件相近的发达国家的水平。
3)结合在编的气象数据标准工作,细分了我国北方的严寒和寒冷地区建筑气候分区,采用度日数作为气候子区的分区指标,进而确定建筑围护结构规定性指标的限值要求,并注重与原有标准的衔接。
墙体自保温体系生命周期成本及经济效益分析董孟能;田学春;吕忠【摘要】采用采暖和空调度日数并结合现值系数的方法,建立了适合夏热冬冷地区墙体自保温体系生命周期成本分析的数学模型,以此模型分析了重庆地区2种常用自保温体系的生命周期成本.结果表明,与未采取保温节能措施相比,墙体自保温体系具有十分显著的综合经济效益,它对于推动我国夏热冬冷地区建筑节能发展具有重要的现实意义.【期刊名称】《新型建筑材料》【年(卷),期】2010(037)009【总页数】5页(P26-29,32)【关键词】生命周期成本分析;墙体自保温;生命周期成本;建筑节能;数学模型【作者】董孟能;田学春;吕忠【作者单位】重庆市城乡建设委员会,重庆,400014;重庆市建筑节能中心,重庆,400015;重庆市建筑节能中心,重庆,400015【正文语种】中文【中图分类】TU111.4墙体自保温技术体系是指按照一定的建筑构造,采用节能型墙体材料及配套砂浆使墙体的热工性能等物理性能指标符合相应标准的建筑墙体保温隔热技术体系。
近几年来,各地积极对墙体自保温技术体系展开了一系列研究,因地制宜,积极开发和推广具有地方适宜性的自保温隔热技术[1-3],但都没有从整个建筑生命周期角度来分析该体系建设成本和能源节约的费用。
生命周期成本分析(Life cycle cost analysis,简称LCCA)是全面评价事物性能的方法,对建筑物从建造、使用至拆除的整个过程(即建筑物的生命周期)进行全面性的整体评估,从宏观上为节约能源提供了方向。
目前,国外大都采用LCCA 法来分析评价保温节能方案[4-7],国内也有学者采用此法研究外墙外保温层的最佳经济厚度[8-10]。
基于此,本文建立了墙体自保温体系生命周期成本分析的数学模型,并结合重庆地区典型高层建筑具体分析了2种常用墙体自保温体系的生命周期成本及经济效益。
1 墙体自保温体系生命周期成本分析数学模型生命周期成本包括初始化建设成本和未来运营成本2部分,初始化建设成本包括设计成本和建筑成本,未来运营成本包括运营维护成本和替换成本[9]。
重庆地区典型居住建筑建造用材能耗分析Analysis of Construction Energy Consumption for Residential Buildings in Chongqing
赵辉吕忠钱渝
(重庆市建设技术发展中心重庆 400015)
摘要:随着“低碳建筑”的越来越受到重视,建造能耗作也成为“低碳建筑”的研究内容之一。
本文通过对夏热冬冷地区重庆市作为对象,根据实例工程项目所使用的材料估算建筑的建造能耗,包含材料生产能耗、运输能耗和工程施工能耗,分析显示了工程中消耗的各种材料的生产能耗、运输能耗的比例,提出发展低碳建筑降低建造能耗的建议。
关键词:建筑节能;建造能耗
Abstract:Operational energy consumption of buildings is currently a major object of domestic studies, while the construction energy consumption gets less concern. As “Low-carbon Building”is attracting more and more attention, construction energy consumption has become one of the research contents of “Low-carbon Building”. Chongqing, an region with hot summer and cold winter, is taken as an object by this paper to analyze the construction energy consumption composition of its typical residential buildings, and to make suggestions on low-carbon building development and construction energy consumption reduction.
Key words:building energy-saveing ; Analysis of Construction Energy Consumption
1 引言
“低碳”已经成为全球热门词语之一,“低碳建筑”也逐步成为未来建筑的发展方向。
目前,我国对建筑能耗问题的研究主要集中在建筑的运行能耗,也称狭义建筑能耗,而对包括建筑材料、施工过程等相关环能耗的广义建筑能耗研究较少。
据相关数据显示我国建筑的能耗(包括建筑运行、生活能耗、采暖空调等)约占全社会总能耗的27%[1]以上,这“27%”仅仅是建筑物在使用过程中消耗的能源比例,如加上建材生产、施工以及建筑其它相关的能耗,整个建筑能耗将占到社会总能耗的45.5%[1]以上。
因此解决建筑能耗问题不仅需要从建筑本身运行能耗考虑,还应该关注如何降低建筑的建造能耗,从而向“低碳建筑”发展。
2 建筑建造能耗及其组成1
作者简介:赵辉(1966.10),男,大学本科,重庆市建设技术发展中心(主任),主要从事建筑建筑节能
建筑建造能耗是指包括建筑材料生产、运输以及施工等相关能耗;建筑物运行能耗是指建筑物建成以后,在使用过程中所消耗的能量总和,包括采暖、通风、空调、热水、照明、厨房炊事及家用电器等。
基于全寿命周期建筑能耗的考虑可以将建筑建造能耗用公式E c = E e +E t +E p [2]
表示,其中
E e 指建筑总的所用材料的内含能量,包括从原材料的取得到加工生产为成
品材料全部所消耗能量, ∑==
n
i i
ei
e e Q E 1
,n 为建筑物施工所用建筑材料的种类总
数,ei Q 为第i 种建筑材料的总重量,i e 为内含能量强度值;
E t 指所用材料从生产地到是施工现场运输所消耗的总能量,
∑==n
i i e Q E 1
t i ti t L ,ti
Q 为所用该种建筑材料的总重量,i
L 为该种建筑材料的运输
距离,t e 为该种建筑材料的运输能耗强度。
E p 指现场施工所消耗的能量,由于在我国施工工程工艺差异较大很难进行
统计分析,根据国外对工艺能耗的描述以及国内的实际工程情况估算,本文的现场施工能耗约与材料的运输能耗相当。
3 实例工程建造能耗计算
(1)工程基本情况及主要材料用量
该实例工程为重庆市主城区居住建筑项目,2个单体建筑属于重庆典型的点式32层高层建筑,结构类型也是目前重庆普遍采用的短肢剪力墙框架结构类型。
建筑总面积为37260.32M 2
表1:主要建筑材料用量
管理及技术研究。
其中钢材的用量包括钢筋混凝土中的1672.16吨钢筋用量以及其他钢材用量;水泥、沙、水、碎石的用量包含商品砼中的用量,商品砼中各种组成材料根据标号进行分别计算,水泥5726.08吨占总用用量75.3%、砂、碎石也占到总用量的90%以上。
可以看出商品砼用来量多少直接影响水泥、砂、碎石等材料的总用量。
(2)主要建筑材料内含能量强度值及材料内含能量
表2:主要材料内能能量强度[3]
注:本文能量单位统一采用GJ(兆焦尔)、重量单位采用t(吨)进行计算
表2反映出钢材、水泥、油漆/涂料所含能量比其它材料高,其中回收再制钢材的内含能量是普通钢材的内含能量的1/3多相差较大。
砂、水、碎石内含能量较低。
表3:所用材料内含能量计算
从表3可以看出钢材和水泥占整个材料内含能量的77%左右,与钢材、水泥本身内含能量高有关;与该工程采用短肢剪力墙框架结构类型,钢材、水泥用量大密切相关。
(3)主要建筑材料运输能耗
表4:所用材料运输能耗
材料运输能耗与材料用量和运输距离密切相关,本文根据该项目所在地区按最近生产地计算,所有材料假定采用5 t 卡车运输, 其运输能耗强度取为0. 8×10-3 (GJ/t 〃km )[2] 。
从表5可以看出石子/碎石、水泥运输距在不长的情况下运输能耗所占整个运输能耗62%左右与大量使用混凝土砌筑有很大的关系。
(4)施工能耗的估算
由于该工程项目正在施工建设中,尚无法对整个施工过程中能耗使用消耗做具体详细的分析。
通过对相关文献的分析,我国房屋建筑在施工中消耗的能耗一般与运输能耗相当,占到建筑材料内含能量的1%-3%左右。
本文该工程项目的施
工能耗按材料运输能耗估算约为1660 GJ。
3 结论
按照以上计算分析可得出该工程总的建造能耗为126261.37GJ,其中施工能耗按运输能耗计算,该工程每平方米建造能耗为3.38GJ/M2。
通过以上计算可以看出该建筑建造能耗主要来源于所用材料内含能量,运输及施工能耗约占整个建造能耗3%左右,其中钢材和水泥占整个材料内含能量的77%左右。
当前我市住宅建筑多数为高层建筑,且普遍采用短肢剪力墙框架结构类型,钢材和水泥用量不断增加,如何降低钢材和水泥材料内含能量是降低建筑建造能耗的关键途径。
加大使用回收再制钢材降低内含能量,降低水泥生产能耗以及采用替代水泥的新技术新产品可达到降低建筑建造能耗的目的使建筑向低碳建筑发展。
参考文献:
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