既有建筑綠色化改造+建筑的可再生能源技術利用

既有建筑綠色化改造,組員：何巖，亞森，安先銳,實操階段,一、建筑節(jié)能與綠色建筑簡介,既有建筑節(jié)能改造,既有建筑綠色化改造,節(jié)能、節(jié)水,節(jié)能、節(jié)水、節(jié)地、節(jié)材、環(huán)境保護,圍護結構供熱制冷系統(tǒng)能耗計量系統(tǒng)照明系統(tǒng),場地優(yōu)化、建筑結構優(yōu)化與抗震性能提升、圍護結構、供熱制冷系統(tǒng)、能耗計量系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、給水排水、室內外環(huán)境改善、新能源利用、運營管理,改造目的,改造內容,跟蹤評估,視業(yè)主或其他需求決定是否進行后評估；評估依據(jù)：尚無專用標準，目前僅參考各種節(jié)能設計標準；,按標準要求開展后評估；評估依據(jù)：國標既有建筑改造綠色評價標準（在編）；相關地標，如北：京市既有建筑改造綠色評價標準（在編）,達到綠色建筑相關標準要求,發(fā)展趨勢,二、建筑節(jié)能現(xiàn)狀,綠色建筑行動方案（國辦發(fā)20131號）新建建筑：城鎮(zhèn)新建建筑嚴格落實強制性節(jié)能標準，“十二五”期間，完成新建綠色建筑10億平方米；到2015年末，20%的城鎮(zhèn)新建建筑達到綠色建筑標準要求。既有建筑節(jié)能改造：“十二五”期間，完成北方采暖地區(qū)既有居住建筑供熱計量和節(jié)能改造4億平方米以上，夏熱冬冷地區(qū)既有居住建筑節(jié)能改造5000萬平方米，公共建筑和公共機構辦公建筑節(jié)能改造1.2億平方米，實施農(nóng)村危房改造節(jié)能示范40萬套。到2020年末，基本完成北方采暖地區(qū)有改造價值的城鎮(zhèn)居住建筑節(jié)能改造。北京市綠色建筑行動實施方案（京政辦發(fā)201332號）既有建筑綠色化改造：2015年前完成全市1582個、建筑面積5850萬平方米老舊小區(qū)的建筑抗震節(jié)能改造與綜合整治工作2018年末，基本完成全市有改造價值的城鎮(zhèn)居住建筑節(jié)能改造。公共建筑節(jié)能改造：“十二五”期間完成3000萬平方米普通公共建筑節(jié)能改造，實施30余家市級政府機構綜合節(jié)能改造工程。,3.建筑節(jié)能市場需求,1.寒冷地區(qū)：以節(jié)約采暖能耗為主，兼顧夏季空調節(jié)約，對圍護結構以保溫為主；2.夏熱冬冷地區(qū)：既要節(jié)約冬季采暖能耗，也要節(jié)約空調能耗；對圍護結構既要保溫，又要考慮夏季隔熱；3.夏熱冬暖地區(qū)：主要是節(jié)約空調能耗，兼顧冬天采暖節(jié)約；對圍護結構主要考慮隔熱。,4.不同地區(qū)節(jié)能重點,二、建筑節(jié)能現(xiàn)狀,建筑節(jié)能的途徑,減少能源總需求,新技術,新材料,新能源,5.建筑節(jié)能途徑,行為節(jié)能,二、建筑節(jié)能現(xiàn)狀,建筑節(jié)能主要包括三大技術領域：（1）建筑本體節(jié)能技術（圍護結構）屋頂、墻、地基、隔熱材料、密封材料、門和窗、遮陽（2）用能設備能效控制技術采暖、通風、制冷、（3）可再生能源利用技術太陽能、地源熱泵、生物質能、風能,6.建筑節(jié)能技術,二、建筑節(jié)能現(xiàn)狀,結合“四節(jié)一環(huán)?！钡南嚓P指標要求，對既有建筑基本情況的相關數(shù)據(jù)進行分析；主要包括：建筑場地利用情況分析；建筑圍護結構的熱工性能測算分析；暖通空調系統(tǒng)的節(jié)能潛力測算分析；建筑室內外節(jié)水情況、電氣設備運行及能耗分析；建筑室內外環(huán)境分析；,1.既有建筑綠色化改造流程,三、既有建筑綠色化改造,提出和設計滿足“四節(jié)一環(huán)?！奔夹g要求的既有建筑綠色化改造設計方案；改造方案應充分考慮以下因素：投資成本與資金回收方式、回收周期；所采用的綠色技術的可實施性及實施后的效果；最大限度利用原有建筑結構、各類設施及場地條件；在保證工程質量的前提下，合理采用可再利用或可再循環(huán)材料；,1.既有建筑綠色化改造流程,三、既有建筑綠色化改造,根據(jù)工程特點，施工項目部應制定施工全過程的綠色施工方案和管理制度、安全及環(huán)境保護計劃等；重點考慮以下因素：安全施工保障計劃；降塵、降噪、垃圾減量化和資源化計劃；施工過程的節(jié)能、節(jié)水方案；綠色施工培訓計劃、監(jiān)督管理機制、獎懲制度；,1.既有建筑綠色化改造流程,三、既有建筑綠色化改造,施工全過程應嚴格執(zhí)行綠色施工的相關要求并實施工程監(jiān)理；改造工程的施工質量驗收應在相關部門指導下進行；,1.既有建筑綠色化改造流程,三、既有建筑綠色化改造,為客戶培訓設備運行人員；制定設備和系統(tǒng)的保養(yǎng)和維護方案、應急預案、定期巡檢制度；最大限度保持與客戶的及時溝通和技術交流，建立并維護好與客戶的長期關系；,1.既有建筑綠色化改造流程,三、既有建筑綠色化改造,共同檢測和確認“四節(jié)一環(huán)?！钡母脑煨Ч桓鶕?jù)雙方實際監(jiān)測的數(shù)據(jù)，按照合同中約定可分享“四節(jié)一環(huán)保”的改造效益；,1.既有建筑綠色化改造流程,三、既有建筑綠色化改造,2.既有建筑綠色化改造技術,既有建筑圍護結構綠色化改造：墻體、屋面、門窗、外遮陽等；照明系統(tǒng)綠色化改造：自然采光、高效照明燈具、智能照明控制系統(tǒng)等；采暖空調、熱水系統(tǒng)節(jié)能：高效空調系統(tǒng)、變頻技術、冷熱電三聯(lián)供等；其他機電系統(tǒng)節(jié)能：能源管理系統(tǒng)、電梯智能控制系統(tǒng)、灶具節(jié)能等；節(jié)水系統(tǒng)技術：管網(wǎng)改造、節(jié)水器具、非傳統(tǒng)水源利用等；可再生能源利用：太陽能熱水、太陽能發(fā)電、地源熱泵等；運營管理：能耗監(jiān)管平臺、運營策略等；,三、既有建筑綠色化改造,圍護結構綠色化改造：（1）外墻、屋面進行保溫層改造（2）屋頂綠化、垂直綠化等（3）采用高性能門窗（4）玻璃幕墻自然通風改造，如呼吸式玻璃幕墻等（5）建筑外遮陽改造，如采用可調節(jié)外遮陽板等,三、既有建筑綠色化改造,照明系統(tǒng)改造：（1）節(jié)能燈具（2）智能控制（3）最大限度利用自然采光,三、既有建筑綠色化改造,采暖空調、熱水系統(tǒng)改造：（1）風冷熱泵余熱回收技術（2）水泵、風機變頻技術（3）機組群控技術（4）,三、既有建筑綠色化改造,其他機電系統(tǒng)節(jié)能改造：（1）電梯節(jié)能技術（2）變壓器節(jié)能技術（3）能源管理系統(tǒng)（4）,三、既有建筑綠色化改造,節(jié)水系統(tǒng)改造：（1）升級網(wǎng)管系統(tǒng)（2）高效節(jié)水器具（3）非傳統(tǒng)水源利用（4）,三、既有建筑綠色化改造,可再生能源利用：（1）光熱（2）光電（3）地源熱泵（4）,光熱技術,光伏發(fā)電,三、既有建筑綠色化改造,運營管理：,三、既有建筑綠色化改造,中國城市科學研究會綠色建筑研究中心主任李叢笑：在取得綠色建筑設計標識的項目中，繼續(xù)申請取得“運營”標識的項目只占6.5%，綠色建筑在應用階段存在很多問題。（中國建設報：,上海申都大廈綠色建筑改造工程,改造前,改造后,申都大廈是由工業(yè)建筑改建為辦公建筑，大廈面積6000多平方米，6層建筑物立面同時采用集遮陽、采光、景觀于一體的垂直綠化遮陽體系，利用混合攀爬植物四季落葉開花的特性，達到建筑物采光與遮陽，內景觀與外立面的多元綜合效果。,改造策略,1、立面的垂直綠化：隔音與阻隔視線，導風。2、中庭：采光通風。3、增設邊庭，使邊緣房間更好通風。4、屋頂菜園。,立面，垂直綠化,中庭：采光通風,屋頂菜園,越南河內某住宅綠化改造,越南社會經(jīng)濟的高速發(fā)展帶來了一系列的城市問題：綠化空間急劇減少，電力資源的短缺，水旱災害頻繁等。越來越多的摩托車造成交通擁堵和嚴重的空氣污染?！熬G色瀑布改造”就是基于這樣的背景，對河內的一棟典型的獨棟房子進行改造，返還給城市綠色植物，同時給居住者和鄰居創(chuàng)造一個舒適的生活環(huán)境。,這棟15年的房子，坐落于市中心，位于其西南側街道和西北側小巷的拐角處。和河內的其它老房子一樣，處于昏暗，潮濕和發(fā)霉的環(huán)境中。該房子已使用安全欄桿和百葉窗封閉與保護，這樣一來陽臺空間就無法使用。,為了改變這種狀況，房子被改造為綠色的并且有充足的光線?，F(xiàn)有的大體積的混凝土樓梯被拆掉并換成了輕薄的鋼結構樓梯，由此創(chuàng)造了一個三角形的采光井，自然采光和通風可以從此處進入。采光井的墻面由凹凸的大理石疊成，豐富光線的反射與漫射。,房子的一個顯著特點是“綠色瀑布”般的外立面綠化。未曾使用的陽臺處用鍍鋅鋼棚替代了原有的木制柵欄，綠色植物得以攀爬其上，從室內看，每個房間都可以享受到綠色，并能夠通過它呼吸到新鮮的空氣。,綠色的外立面和屋頂花園的設計使得整個建筑的能源消耗降低：他們共同保護房子免受嚴酷的西曬。許多的果蔬種植于屋頂上，同時還有一棵樹，大量的綠化以期喚醒社會的環(huán)境節(jié)能意識。,建筑中的可再生能源利用技術,組員：何巖，亞森，安先銳,可再生能源的概念:,可再生能源是指從自然界可以直接獲取、可連續(xù)再生、永續(xù)利用的一次能源。這些能源基本上直接或間接來自太陽。在自然界可不斷再生并有規(guī)律地得到補充的能源：水力、生物質能、太陽能、風力、地熱、海洋能、畜力等。而在建筑節(jié)能領域中應用較多的是太陽能、地熱能、生物質能和風能等。,太陽能是各種可再生能源中最重要的基本能源,資源總量大,分布廣泛,使用清潔,不存在資源枯竭問題。我國地處北半球歐亞大陸的東部,主要處于溫帶和亞熱帶,具有比較豐富的太陽能資源,并呈現(xiàn)出西部多于東部,南部大部分地區(qū)少于北部的特點,國內各地的太陽輻射年總量約為33008400MJ/m2.a,平均值約為5860MJ/m2.a。太陽能是一種取之不盡、用之不竭的清潔能源,但也有2個主要缺點:一是能流密度低,太陽能利用系統(tǒng)中收集太陽能的設備表面積較大,因此其成本較高;二是其強度受各種因素(季節(jié)、地點、氣候等)的影響不能維持常量,其變化具有一定的隨機性,穩(wěn)定性較差。,太陽能在建筑中的應用,目前太陽能在建筑中的利用方式主要為:太陽能光電利用技術、太陽能光熱利用技術。,從我國的實際情況和居民的經(jīng)濟能力看,太陽能光電技術成本過高,尚未能在建筑中大規(guī)模推廣應用。而太陽能光熱利用技術在建筑中的應用,尤其是利用太陽能來滿足建筑中熱水、采暖乃至空調是實現(xiàn)建筑節(jié)能的有效方法。,太陽能在建筑中的應用,太陽能光電利用技術,太陽能光熱利用技術,太陽能在建筑中的應用,太陽能供熱太陽能供熱技術是指采用平板集熱器或真空管集熱器來吸收太陽能,來滿足建筑中生活熱水或冬季采暖的需求。根據(jù)系統(tǒng)規(guī)模和使用目的的不同,太陽能供熱技術可分為以下幾種:家用小型太陽能熱水系統(tǒng)、集中式太陽能熱水系統(tǒng)、集中式太陽能供熱系統(tǒng),前兩者以提供生活熱水為主要目的,后者在可同時滿足生活熱水和冬季采暖需求。,太陽能制冷太陽能制冷技術主要包括太陽能光伏系統(tǒng)驅動的蒸氣壓縮制冷、太陽能吸收式制冷、太陽能蒸汽噴射式制冷、太陽能固體吸附式制冷、太陽能干燥冷卻系統(tǒng)等。,地熱能在建筑中的應用,地熱能是來自地球深處的可再生熱能,中國是一個地熱資源豐富的國家,我國地熱資源占全球的7.9%。根據(jù)地熱利用溫度的高低,可分為高溫(150)、中溫(15090)和低溫(90)三種。高溫地熱能主要用于發(fā)電,中低溫地熱能一般可直接利用,如供熱、溫室、洗浴等。高溫地熱資源(熱儲溫度150)主要分布在藏南、滇西、川西以及臺灣省,中低溫地熱資源在我國各省市自治區(qū)均有分布。,由于地熱能分布相對比較分散,開采難度大,以地熱水為熱能利用媒介的利用方式受到資源條件的限制,并非處處可用,因此近年來,利用地表淺層地熱的地源熱泵技術得到了長足的發(fā)展。此處的淺層地熱包括土壤、地表水和地下水等蘊含的低品位熱能,可認為是更為廣泛意義上的地熱資源。因地源熱泵技術受地熱資源條件的限制較小,因此在建筑中的應用較多。,地源熱泵技術是利用地下的土壤、地表水、地下水溫相對穩(wěn)定的特性,通過消耗電能,在冬天把低位熱源中的熱量轉移到需要供熱或加溫的地方,在夏天還可以將室內的余熱轉移到低位熱源中,達到降溫或制冷的目的。同時,它還可供應生活用水,可謂一舉三得,是一種有效利用能源的方式。地源熱泵系統(tǒng)包括三種不同的系統(tǒng):以利用土壤作為冷熱源的土壤源熱泵,又稱為地下耦合熱泵系統(tǒng)或者地下熱交換器熱泵系統(tǒng);以利用地下水為冷熱源的地下水熱泵系統(tǒng);以利用地表水為冷熱源的地表水熱泵系統(tǒng)。,地熱能在建筑中的應用,土壤源熱泵,地熱能在建筑中的應用,土壤源熱泵系統(tǒng)在結構上的特點是有一個由地下埋管組成的換熱器。地熱換熱器的設置形式主要有水平埋管和豎直埋管兩種。,土壤源熱泵的優(yōu)點主要為:節(jié)能、系統(tǒng)壽命長、運行費用低。與空氣源熱泵相比可節(jié)能30%;與純電力或常規(guī)燃料供熱及制冷相比可節(jié)能60%。土壤源熱泵的缺點主要為:地下?lián)Q熱器的傳熱性能受土壤性質影響較大;系統(tǒng)連續(xù)運行時,熱泵的冷凝溫度、蒸發(fā)溫度受土壤溫度變化的影響而波動,導致熱泵運行效率下降;由于土壤熱導率較低,地下?lián)Q熱器與周圍土壤的傳熱量較少,因此與空氣源熱泵相比,土壤源熱泵地下?lián)Q熱器的設計換熱面積較大。,地下水源熱泵,地熱能在建筑中的應用,地下水熱泵系統(tǒng)的熱源是從水井或廢棄的礦井中抽取的地下水。按照回灌方式分類,地下水源熱泵分為異井回灌地下水源熱泵和同井回灌地下水源熱泵。,異井回灌地下水源熱泵通過設置抽水井與回灌井實現(xiàn)地下水熱源與熱泵的能量交換。同井回灌地下水地源熱泵是國內近幾年提出的一種新型地下水地源熱泵,該熱泵抽水井與回灌井集成在同一口井中,通過隔板把井分成兩部分,一部分是低壓(吸水)區(qū),另一部分是高壓(回水)區(qū)。,地表水源熱泵,地熱能在建筑中的應用,地表水源熱泵系統(tǒng)的一個熱源是池塘、湖泊或河流等中的地表水。在靠近江河湖海等大體量水體的地方利用這些自然水體作為熱泵的低溫熱源是值得考慮的一種空調熱泵的形式。,和地下水源熱泵系統(tǒng)類似,地表水源熱泵系統(tǒng)可分為開式和閉式系統(tǒng)。由于地表水溫度受氣候的影響較大,與空氣源熱泵類似,當環(huán)境溫度越低時熱泵的供熱量越小,性能系數(shù)越低。而且這種熱泵的換熱對水體生態(tài)環(huán)境的影響有時也要加以考慮。,生物質能在建筑中的應用,生物質能是以生物質為載體的能量,生物質能本質上來自于太陽,地球上的綠色植物、藻類和光合細菌,通過光合作用貯儲化學能。生物質能的有效利用在于其轉換技術的提高。生物質直接燃燒是最簡單的轉換方式,但普通爐灶的熱效率僅為15%左右。生物質經(jīng)微生物發(fā)酵處理,可轉換成沼氣、酒精等優(yōu)質燃料。在高溫和催化劑作用下,可使生物質能轉化為可燃氣體,用熱分解法將木材干餾,可制取氣體或液體燃料。,目前,生物質能在我國的應用主要是在農(nóng)村地區(qū),城市中應用較少。沼氣與農(nóng)業(yè)結合十分緊密,能有效促進農(nóng)村經(jīng)濟的發(fā)展,有利于保護農(nóng)村生態(tài)環(huán)境,使農(nóng)村發(fā)展走可持續(xù)發(fā)展之路。,風能在建筑中的應用,風能是太陽輻射造成地球各部分受熱不均勻,引起各地溫差和氣壓不同,導致空氣運動而產(chǎn)生的能量。我國風能資源約為16億千瓦,可開發(fā)利用的風能資源約2.5億千瓦。與常規(guī)能源相比,風力發(fā)電的最大問題是其不穩(wěn)定性,解決這個問題可以采取的方式有:與電網(wǎng)相連(電網(wǎng)實際充當了巨大的蓄電池);采用大型蓄電池;采用“風力-光伏”互補系統(tǒng);采用“風力-柴油機”互補系統(tǒng)。以我國目前的情況,建筑中可以考慮、方案。,建筑上的風能利用一般采用小型或微型風力發(fā)電機,這類產(chǎn)品在我國已經(jīng)有較為成熟的技術,目前主要供沒有電網(wǎng)連接的偏遠農(nóng)村使用。而在我國城鎮(zhèn)地區(qū),很少能看到風力發(fā)電機的蹤影,以現(xiàn)在的技術水平和人們觀念的接受程度,風力發(fā)電機完全可以在都市