科技情報(bào)開發(fā)與經(jīng)濟(jì)SCITECH INFORMATION DEVELOPMENT ECONOMY2005年第15卷第13期文章編號:1005-6033(2005)13-014702收稿日期:2005-06-08建筑節(jié)能與節(jié)能設(shè)計(jì)趙剛(太原理工大學(xué)建筑設(shè)計(jì)研究院,山西太原,030024)摘要:介紹了國外建筑節(jié)能概況與我國建筑能耗概況,探討了建筑節(jié)能的主要內(nèi)容——住宅建筑節(jié)能,闡述了目前建筑節(jié)能設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容與基本方法。關(guān)鍵詞:建筑節(jié)能;建筑能耗;建筑節(jié)能設(shè)計(jì)中圖分類號:TU2015文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A隨著社會(huì)的急速發(fā)展,全世界能源短缺問題的日益加劇,可持續(xù)發(fā)展觀更加深入人心,節(jié)約能源已受到我國以及全世界的普遍關(guān)注。建筑2我國建筑能耗概況是用能大戶,全世界有近30%的能源消耗在建筑物上,在我國,建筑能我國地域遼闊南北東西各地氣候差異懸殊。我國第I建筑氣候區(qū)耗已超過全國能源消費(fèi)總量的14,且呈遞增趨勢。因此,從可持續(xù)發(fā)展的東北地區(qū)和第Ⅵ建筑氣候區(qū)的青藏高原及第Ⅷ建筑氣候區(qū)的西北部戰(zhàn)略和能源發(fā)展戰(zhàn)略出發(fā)如何在滿足使用者舒適度的基礎(chǔ)上,提高建地區(qū)冬季嚴(yán)寒漫長第Ⅱ建筑氣候區(qū)的華北地區(qū),冬季氣候寒冷且持續(xù)筑對能源的利用效率,更好地利用自然能源,同時(shí)降低對外界熱環(huán)境的期長夏季濕潤炎熱。第Ⅲ建筑氣候區(qū)的長江中下游及以南的大部分地影響亦即建筑節(jié)能的問題,是當(dāng)前每一個(gè)建筑師都需要認(rèn)真思考的課區(qū),冬季濕冷,夏季悶熱?？傊?除南方少數(shù)地區(qū)外絕大部分地區(qū)冬季寒綜合來說建筑節(jié)能是指節(jié)約采暖供熱、空調(diào)制冷、采光照明以及調(diào)冷,夏季炎熱,這是我國的氣候特點(diǎn)。這就要求我們根據(jù)不同的氣候類節(jié)室內(nèi)空氣、濕度、改變居室環(huán)境質(zhì)量的能源消耗還包括利用太陽能、型,探索不同的節(jié)能方法和措施。目前,我國的建筑能耗量約占全國總用能量的14,居耗能首位,并且近年來隨著人民生活水平的提高和我國建地?zé)?水)能源的綜合技術(shù)工程。下面從國外國內(nèi)的建筑節(jié)能概況和住筑業(yè)的快速發(fā)展建筑耗能正在逐步提高到13以上。由于我國是主要宅建筑節(jié)能等3個(gè)方面談一下建筑節(jié)能的基本概況和目前建筑節(jié)能設(shè)以煤而不是以油、氣等優(yōu)質(zhì)能源作為主要能源消耗的國家,每年由于燃計(jì)的基本內(nèi)容與基本方法燒礦物燃料向地球大氣排放的二氧化碳僅次于美國,居世界第二,預(yù)計(jì)1國外建筑節(jié)能概況到2020年,中國將取代美國成為世界二氧化碳排放第一大國。因此,中國對于全球氣候變暖承擔(dān)著重大的責(zé)任,而作為耗能大戶的建筑,其節(jié)國外對于建筑節(jié)能方面的研究比我國開始得早,尤其是美國、英國、能也就成為關(guān)系國計(jì)民生的重大問題日本等發(fā)達(dá)國家對于建筑節(jié)能方面的研究和應(yīng)用都遠(yuǎn)遠(yuǎn)地走在前面。從我國節(jié)能工作與發(fā)達(dá)國家相比起步較晚能源浪費(fèi)又十分嚴(yán)重。如20世紀(jì)70-80年代起,“能源危機(jī)”的沖擊就迫使歐美等發(fā)達(dá)國家開始我國的建筑采暖耗熱量:外墻大體上為氣候條件接近的發(fā)達(dá)國家的4-5注重建筑能耗系統(tǒng)方面的研究,政府也開始注重制定能源方面的法律規(guī)倍屋頂為25-55倍,外窗為15-22倍;門窗透氣性為3-6倍;總耗能范,由此產(chǎn)生了能源審計(jì)服務(wù)。隨著人們對環(huán)境問題的日益重視,以及可是3-4倍。如果聽任高耗能建筑大行其道,建筑能耗增長的速度將遠(yuǎn)遠(yuǎn)持續(xù)發(fā)展理念在現(xiàn)代建筑設(shè)計(jì)中的體現(xiàn)綠色建筑、可持續(xù)建筑高性能超過我國能源生產(chǎn)可能增長的速度,國家的能源生產(chǎn)勢必難以長期支撐建筑逐步產(chǎn)生。在美國有“節(jié)能之星”標(biāo)準(zhǔn)( Energy Star),這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施這種浪費(fèi)型需求從而不得不組織大規(guī)模的舊房節(jié)能改造,這將耗費(fèi)更已經(jīng)有10年了。它比美國“標(biāo)準(zhǔn)能源法案( Model Energy Code)要求節(jié)能多的人力物力。另外,每年新建和改建的幾千萬棟建筑要消耗掉幾十億30%。通過這套標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施在不增加初期投資的前提下可以節(jié)省30%噸林木磚石和礦物材料造成森林的過度砍伐材料資源的大量開采,50%能源消耗,可以節(jié)省50%的建造時(shí)間。這些標(biāo)準(zhǔn)或評估體系極大帶來土地的破壞,植被的退化物種的減少和自然環(huán)境的惡化。應(yīng)該說地刺激了建筑能源服務(wù)市場。因?yàn)樗鼈儾粌H僅提供了一個(gè)權(quán)威的規(guī)范,我國的能源問題已迫在眉睫有政府的政策扶持,而且因?yàn)橛辛诉@些標(biāo)準(zhǔn)便創(chuàng)造出一種好的氛圍,從而激勵(lì)了具有創(chuàng)新意義節(jié)能技術(shù)的發(fā)明和新型節(jié)能建材的開發(fā)3住宅節(jié)能設(shè)計(jì)國外的建筑節(jié)能實(shí)例有很多,這里僅舉兩例。先從大家熟悉的說起由香港匯豐銀行大廈設(shè)計(jì)者,世界著名建筑師諾曼福斯特(Noma住宅與人們生活關(guān)系極其密切城市居民住宅占到了城市建設(shè)總量的50%-70%,住宅建筑耗能的迅速增長對建筑整體耗能的影響不可忽Foster)設(shè)計(jì)的德國柏林國會(huì)大廈便是典型的綠色設(shè)計(jì)作品,他在設(shè)計(jì)中視目前隨著人們對大氣環(huán)境和對建筑熱環(huán)境要求的不斷提高住宅建充分發(fā)揮了高科技提供的潛力在實(shí)現(xiàn)節(jié)能低耗、低造價(jià)的同時(shí),創(chuàng)造筑耗能的增長速度大大地高于能源生產(chǎn)的增長速度。住宅節(jié)能的重要意了舒適的室內(nèi)環(huán)境條件。大廈的玻璃拱廳滿足了節(jié)能和自然采光的要義已逐步受到廣大建筑師的普遍重視。求夜晚看上去像燈塔核心部分是一個(gè)覆蓋著各種角度鏡子的錐體將水平射入建筑內(nèi)的光線反射到下層大廳;可移動(dòng)的保護(hù)裝置防止過熱住宅建筑設(shè)計(jì)中,主要空間朝向南,或向南偏東或向南偏西,歷來被認(rèn)為是合理的設(shè)計(jì)。在我國的大部分冬冷夏熱地區(qū)住宅的總體規(guī)劃和和耀眼的光輻射,軸向的熱通風(fēng)和熱交換使不流通的空氣得以循環(huán),所單體設(shè)計(jì)中,為住宅的主要空間爭取良好朝向,滿足冬季的日照要求,充有的電源由安置在屋頂?shù)奶柲茈姵匕逄峁?最大限度地做到了自然通分利用冖竺室內(nèi)熱環(huán)境的設(shè)計(jì),也是最風(fēng)和自然采光。第二個(gè)例子是日本1997年建成的一棟實(shí)驗(yàn)型“健康住基本的H中國煤化工組織天然采光遮陽構(gòu)件的宅"。除了整個(gè)住宅盡可能選用對人體無害的建筑材料外,墻體還被設(shè)計(jì)應(yīng)用和成雙重結(jié)構(gòu)每個(gè)房間建有通風(fēng)口,整個(gè)房屋系統(tǒng)的空氣采用全熱交換CNMHG造等都會(huì)對建筑節(jié)能產(chǎn)生器和除濕機(jī)進(jìn)行循環(huán)。全熱交換器能夠有效地回收熱量并加以再次利具體到住宅建筑的結(jié)構(gòu)和構(gòu)造的設(shè)計(jì)上,大致有以下幾個(gè)方面的內(nèi)用,其過濾器可有效地收集空氣中細(xì)小的塵埃,從而能夠抑制霉菌等過敏生物繁殖。這種資源的回收利用,不僅變廢為寶,而且減少了環(huán)境污容與方法:是控制體形系數(shù)。建筑物體形系數(shù)與住宅采暖耗能密切相關(guān),在源,節(jié)約了能源147科技情報(bào)開發(fā)與經(jīng)濟(jì)SCITECH INFORMATION DEVELOPMENT ECONOmY2005年第15卷第13期文章編號:1005-6033(2005)13-0148-03收稿日期:2005-04-14甲醇裂解催化劑的現(xiàn)狀及發(fā)展孫康波,王保民(中北大學(xué)環(huán)境與安全工程系,山西太原,030051)摘要:針對目前能源短缺和環(huán)境惡化兩大社會(huì)問題,闡逑了甲醇裂解制氫氣的重要意義,重點(diǎn)對甲醇低溫裂解催化劑體系的研究進(jìn)展情況進(jìn)行了綜述,同時(shí)對催化劑體系今后的發(fā)展方向進(jìn)行了預(yù)測關(guān)鍵詞:甲醇裂解;催化劑;潔凈燃料中圖分類號:TQ426文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A人類社會(huì)進(jìn)入21世紀(jì)以后,面臨著能源和環(huán)境兩大問題。隨著世界不斷增加,這都要求有一個(gè)簡便、經(jīng)濟(jì)的氫氣及一氧化碳的很好的來源。石油和煤的開采,其資源總量不斷減少,而對資源的需求量卻不斷增加,所以,甲醇裂解所產(chǎn)生的氫氣及二氧化碳?xì)怏w是最適合的氣體來源性能源和環(huán)境問題已經(jīng)成為制約各國經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展的重要因素。從化石燃能優(yōu)良的催化劑開發(fā)是甲醇裂解過程實(shí)現(xiàn)大規(guī)模商業(yè)應(yīng)用的關(guān)鍵所在料逐步轉(zhuǎn)而利用可持續(xù)發(fā)展、無污染的非化石能源是大勢所趨汽車工業(yè)是世界上僅次于石油化工的第二大產(chǎn)業(yè)汽車尾氣和發(fā)電1甲醇裂解反應(yīng)原理廠廢氣是最大的兩個(gè)空氣污染源,前者帶來的污染占整個(gè)大氣污染的關(guān)于甲醇分解機(jī)理尚未有定論,早在20世紀(jì)60年代 Eizo miyszayi42%。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和生活水平的不斷提高,環(huán)境污染問題已經(jīng)引起等就提出如下反應(yīng)機(jī)理了越來越廣泛的重視,潔凈燃料的開發(fā)已成為當(dāng)前研究的熱點(diǎn)。與氣體CH,OH(g)=CHOH(a)燃料相比,甲醇易于儲備和運(yùn)輸,具有較高的能量轉(zhuǎn)換效率,反應(yīng)產(chǎn)物主要為水和少量二氧化碳,是綠色能源,甲醇是未來最有希望的高攜能燃CH,OH(a)=CH,0+H2CHO(a)=CHo(g)料,是H2和CO良好的載體。因此,采用富氫燃料,如甲醇等進(jìn)行現(xiàn)場轉(zhuǎn)化方法制備氫氣,有很好的發(fā)展前景。甲醇裂解的產(chǎn)物為H2與CO,故甲2CH_O=HCOOCH, (a)醇被視為一種方便、安全的貯氫材料,可作為汽油的代用材料;其裂解氣HCOOCH(a)= HCOOCH小g)HCOoCH, (a)=2C0+2H,可廣泛應(yīng)用于熱處理工業(yè)。另外,化工、制藥、材料加工及冶金行業(yè)對氫氣及一氧化碳的需求在些研究者認(rèn)為甲醇分解要經(jīng)過中間產(chǎn)物甲醇和甲酸甲酯,而另一些研究者認(rèn)為甲醇分解成CO和H2要經(jīng)過被吸附的甲氧基的逐步脫氫建筑物各部分圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)和窗墻面積比不變的條件下,耗熱量指標(biāo)隨體形系數(shù)成直線上升,因此在滿足建筑造型要求的同時(shí)應(yīng)考慮將體4結(jié)語形系數(shù)控制在合理的范圍內(nèi)。二是圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫節(jié)能。首先是墻體墻體保溫性要滿足設(shè)計(jì)標(biāo)從1987年9月25日原城鄉(xiāng)建設(shè)環(huán)境保護(hù)部、國家計(jì)委、國家經(jīng)委準(zhǔn),通過選擇保溫性能好的墻體材料可以減少熱能損失。目前在設(shè)計(jì)中國家建材局下達(dá)“關(guān)于實(shí)施《民用建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)(采暖居住建筑部應(yīng)主動(dòng)應(yīng)用各種成熟的復(fù)合墻體技術(shù),以達(dá)到節(jié)能的目的。其次是門窗約能源法民用建筑節(jié)能管理規(guī)定》和《公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn))等一系節(jié)能外門窗是住宅能耗散失的最薄弱部位,其能耗占住宅總能耗的比列相關(guān)政策法規(guī)出臺,這也說明了國家對于建筑節(jié)能問題的關(guān)注與重例較大其中傳熱損失為1/3冷風(fēng)滲透為13,所以在保證日照、采光、通視。我國的建筑節(jié)能工作雖然還處在發(fā)展初期但是從地域建筑類型風(fēng)觀景要求的條件下,盡量減小住宅外門窗洞口的面積從而提高外門圍護(hù)結(jié)構(gòu)與設(shè)備系統(tǒng)設(shè)計(jì)施工和運(yùn)行等各方面均有十分廣闊的發(fā)展空窗的氣密性減少冷風(fēng)滲透提高外門窗本身的保溫性能減少外門窗本間;再加上市場經(jīng)濟(jì)和住房制度改革的推動(dòng)以及環(huán)境壓力和國際上的身的傳熱量。通過控制住宅窗墻比,提高住宅外窗的氣密性,改善住宅門窗材料的保溫性能等措施可以達(dá)到節(jié)能的目的。影響我國建筑節(jié)能事業(yè)必將克服從無到有的重重困難,在新的21世紀(jì)三是釆用科學(xué)合理的采暖、通風(fēng)、空調(diào)和照明技術(shù)。除了土建的措得到飛越式的發(fā)展。(責(zé)任編輯:白尚平)外,相關(guān)設(shè)備專業(yè)的作用也不可忽視,在設(shè)計(jì)中通過采用合理的方案,先進(jìn)的技術(shù)手段,提高空調(diào)采暖設(shè)備和照明設(shè)備的效率,從而達(dá)到節(jié)能的第一作者簡介:趙剛,男,1973年5月生,1999年畢業(yè)于太原理工大學(xué)建筑系,助理工程師,太原理工大學(xué)建筑設(shè)計(jì)研究院,山西省太原The Building Energy Conservation and the energy for Energy efficiencyZHAO Gang"V凵中國煤化工CNMHGABSTRACT: This paper summarizes and analyzes three basicn:tne general situaton of the foreign buildingenergy efficiency, the general situation of our countrys building energy efficiency, energy efficiency of residentialbuildings with current building energy efficiency design of basic contents and basic methodKEY WORDS: building energy conservation; building energy consumption; design for energy efficiency148