建筑节能系统研究?
1.1AEP系统的室内建筑节能效用我们知道植物的光合作用释放我们需要的氧气,固化我们呼出的二氧化碳,当室内的氧气增加、二氧化碳减少时建筑物内空调系统所需要的新风量也会减少,空调系统新风量减少就意味着空调机组加热或冷却新风负荷所需要的能耗减少。而我国空调能耗约占建筑能耗的20%~30%,空调能耗问题已经逐步成为影响我国建筑发展的突出问题[1]。因此生态建筑节能系统采用原生态的方式对室内空气进行置换后获取室内小环境的生态平衡,对建筑节能具有多重影响和积极意义。
利用植物进行空气置换的设想是否可行呢?我们来看看中国航天员中心首次受控生态生保集成试验案例[2]:总面积54m2的密闭舱内,有36m2的植物培养舱,每13.5m2绿色植物可为1名中国航天员提供足够的氧气。实验结果表明,在闭合度为100%的密封舱中控制室内生态环境,可以实现“人-植物”的100%的氧和二氧化碳的置换。把建筑物看作一个闭合度不是100%的空间时,这种空气置换依然存在,只是空气置换的量有所不同。如果我们在室内保持一定的植物绿量,通过这些绿量来实现空气置换,在小环境实现某种程度的生态平衡,可减少从室外引入的新风量,减少建筑能耗。如将垂直绿化植物的降温效应与功率为1kW的空调进行比较(把空调制冷效率看作100%),1m2的桂叶老鸦嘴每小时吸热量相当于空调工作44.64min,耗电量约0.74kWh[3]。
研究文献还得出当室内平均气温降低3℃时,空调负荷降低率至少为10%的结论[4]。1.2AEP系统的室外建筑节能效用在我国城市热岛效应十分明显,城市中心的温度要比城市周边高4℃左右。而植物可以吸收太阳辐射热,有效减少城市中建筑对太阳辐射热的吸收。据估算,如果所有的建筑全部进行屋顶绿化,可减少城市热岛效应达62%[4]。据测定,有植物遮荫的地方(如图1所示),光照强度仅有阳光直射地方的几十分之一至百分之一。浓密的枝叶像一层厚厚的绒毯,可降低太阳的辐射强度,同时也降低温度,有植物覆盖的墙面温度通常可降低2~7℃;同时,墙面覆盖植物后空气相对湿度可以提高10%~20%,在炎热夏季这大大有利于人们消除疲劳。
有墙面绿化的建筑物室内空气温度较无绿化建筑物室内温度约低3~5℃,降温效果明显。当前绿色空间生态建筑备受推崇,多一些绿色,多一些环保已成为各国政府长远经济方针政策和社会时尚,而采用植物作为绿色建筑元素在中国、欧美和世界各地越来越受到欢迎。UBC大学人工设计的室外垂直绿化[6]如图2所示;Google澳大利亚悉尼新落成的办公室采用植物作为背景[7],如图3所示。
2AEP与室内空气质量IAQ(IndoorAirQuality)
2009年美国R+D建筑研究奖获奖项目ActiveModularPhytoremediationWallSystem(AMPS)[9]是将绿墙与现有建筑物的空调系统结合创造出的新系统,该新系统可以减少空调负荷,改善室内空气质量IAQ(如图4所示)。公开发表的这项研究数据显示,采用适当的技术措施———植物的空气净化能力可以增加200%~300%,显示了植物在提高空气质量这方面的巨大潜力,他们的研究显示增加一些绿色植物可以改善室内空气质量IAQ和减少建筑物的能源消耗。AMPS系统可以提供60%以ASHRAE62.1标准所规定的室内新鲜空气。我们知道通常情况下,空气会从室外自空调新风口引入,然后经过空调机组被加热或冷却,整个过程有一个较高的能量损失。
AMPS使由室外传入所需的空气量减少,从而节省了大量的空气处理成本和能源消耗。我们在室内呼吸的是什么?室内空气质量(IndoorAirQuality,IAQ)即一定时间和一定区域内,空气中所含有的各项检测物达到一个恒定不变的检测值。IAQ是用来指示环境健康和适宜居住的重要指标。主要的标准有含氧量、甲醛含量、水汽含量、颗粒物等,是一套综合数据,能够充分反映一地的空气状况。我国第一部GB/T18883-2002《室内空气质量标准》中规定控制的化学性污染物质包括甲醛、苯、氨、可吸入颗粒物、二氧化碳、二氧化硫等13项化学性污染物质。AEP采用一种独特的创新的生态与高科技结合的绿色方式来提高室内空气质量IAQ,并可以将室内空气质量IAQ通过系统集成技术手段纳入整个楼宇控制系统进行监测与管理。
3AEP系统与室内环境质量IEQ
[11]建筑物室内环境涉及到对人身体和心理方面的诸多影响,人们进入建筑物内呼吸、看、听、感觉到的是什么?室内环境质量(IndoorEnvironmentQuality,IEQ)是衡量室内环境多个方面(包括室内空气质量IAQ、照明、视觉质量、声学、热舒适)对人类健康和行为影响的指标。AEP系统可以与室内建筑装修的艺术效果融为一体,以纯绿色方式来提高室内整体环境质量IEQ,并可以通过高科技手段对空气质量IAQ、光、热舒适等进行监测与控制,以期达到最佳效果。植物在进行光合、蒸腾作用的同时还可以分泌杀菌物质,即在改善空气温、湿度的同时将粉尘吸附在叶片上达到杀菌降尘的效果。相关人员对不同植物不同时段的杀菌试验表明:若天气状况较好,植物光合、蒸腾作用处在高峰期,植物的杀菌物质分泌得最多,杀菌作用明显。研究文献[11]给出了4种不同爬墙植物的杀菌效果,杀菌能力的大小排序为油麻藤>爬山虎>木香>紫藤,杀菌率分别为62.9%、58.5%、36.7%和35.7%。室内生态小环境在噪音、光照、心理愉悦多方面得到了巨大改善。
4AEP系统与植物绿量
绿量是指植物的“叶量”。不同的植物有不同的叶量和蒸腾系数,枝繁叶茂的大树,叶量大,但是不可能置于室内。在AEP生态建筑节能系统采用绿量作为中间参考值,将树的绿量假设为X,生态植物的绿量假设为Y,它们的关系假设为:Y=KX式中K可以是具体的系数,也可以是函数,经过这样的处理之后,绿量就可以得到量化,为工程选用创造条件。
5AEP生态建筑节能系统
AEP生态建筑节能系统(见图5)考虑了包括空气-能量-植物的多种因素,系统建立在国际标准的BACnet通信协议上,可以实现与现有楼宇自控系统和BACnet通信环境下所有建筑节能平台的数据共享和系统对接,也可以采用其他通信协议,硬件可以适用于新建建筑和已有建筑,具有高度的信息共享集成能力。AEP生态建筑节能系统在现有楼宇自控系统的基础上增加了光控、CO2控制、植物浇灌、植物营养液等更多的参数和控制手段;系统与整个建筑物实时互动,在满足室内舒适度的前提下节能,还可以提高室内空气质量IAQ、环境质量IEQ,令人心情愉快。AEP生态建筑节能系统采用德国EnOcean能量采集模块,能够采集周围环境产生的能量,比如机械能、室内的光能、温度差的能量等。这些能量经过处理以后,用来供给EnOcean超低功耗的无线通信模块,实现真正的无数据线、无电源线、无电池的通信系统。源于西门子的无线通信技术,仅仅用采集到的能量来驱动低功耗的芯片组,实现高质量的无线通信技术。在保证通信距离的同时还具有超强的抗干扰能力,通过重复发送多个信号以及加密功能,保证整个通信系统的稳定性,安全性。加拿大最新的Can2go集成技术适用于新建和改建项目,大大减少人工成本。因此,AEP生态建筑节能系统可以收获生态、节能、环保、低碳等多项效益,系统规模可以满足不同客户需求,实现低碳城市、社区、建筑、办公室等不同大小的集成规模。
6AEP生态建筑节能系统应用实例
图6为一个生态建筑节能系统应用示意,图中给出了室内空气置换原理。本文采用2台新风机组,对2间朝向、大小相同的生态和非生态办公室做了对比试验。图7为实测的CO2记录曲线,红色是没有AEP单元的房间的CO2数据记录,蓝色是有AEP单元的房间的CO2数据记录。记录时间选择为2013年11月17日至18日(周日一整天到周一上午),每隔10min检测一次。可见周末无人干扰的情况下生态系统对小环境的空气有明显的调节作用。图8为实测的湿度记录曲线,红色是没有AEP单元的房间的湿度数据记录,蓝色是有AEP单元的房间的湿度数据记录。记录时间与CO2检测时间相同。可见生态建筑节能系统对室内湿度有很好的改善,在夜间气流稳定的条件下,可以将室内湿度提高10%左右。白天当房间门打开和闭合时气流不稳定,但是有生态系统的房间湿度依然高于没有生态系统的房间。
7结语
当我们把建筑物作为一个黑箱来考虑建筑节能问题的时候,不论我们在其输入端采取什么技术措施,我们只关注在其输出端所得到的结果。AEP(空气-能量-植物)生态建筑节能系统虽然还处于科研成果工程应用的探索阶段,但是这种多学科应用技术的集成方式,为建筑节能提供了一个新思路,不论是采用传统的机电方式,还是结合生态的方式,不论是正向思维,还是逆向思维,目标只有一个,那就是达到节能的预期效果,而AEP(空气-能量-植物)生态建筑节能系统的特点在于获得节能目标的同时得到高品质的室内空气和环境质量,为减少PM2.5提供一套全新的解决方案,在建筑电气与其他学科应用层面的结合上迈出了跨越性的一步。
8鸣谢该文作者在生态建筑节能系统研究过程中得到过:加拿大哥伦比亚省首席林业科学家GordNighPh.D.博士;加拿大首席低碳科学家、加拿大哥伦比亚大学化学与生物工程系教授JohnGracePh.D.博士;2007年诺贝尔和平奖获得者,加拿大哥伦比亚大学可持续发展互动研究中心(CIRS)JohnRobinsonPh.D.博士;北京清润国际建筑设计研究有限公司总经理、总建筑师马树新;北京建筑技术发展有限责任公司总经理冯蕾;北京市建筑设计院有限公司9A6工作室总建筑师王雷;中国建筑工程总公司技术中心王珂博士的指点和帮助,在此表示衷心的感谢!
更多关于工程/服务/采购类的标书代写制作,提升中标率,您可以点击底部官网客服免费咨询:https://bid.lcyff.com/#/?source=bdzd
建筑节能系统研究?
AEP(空气-能量-植物)生态建筑节能系统虽然还处于科研成果工程应用的探索阶段,但是这种多学科应用技术的集成方式,为建筑节能提供了一个新思路,不论是采用传统的机电方式,还是结合生态的方式,不论是正向思维,还是逆向思维,目标只有一个,那就是达到节能的预期效果,而AEP(空气-能量-植物)生态建筑节能系统的特点在于获得节...
对建筑设计中节能设计的研究?
夏季利用自然风带走室内的热量是建筑节能设计的重要组成部分。当室外空气焓值和温度比室内低时,在夏季就可以利用室外风来全部或者部分满足室内对冷量的需求。这种情况通常在春夏或者夏秋交替时节或者夏季的夜晚,由于自然风提供给建筑所需要的冷量,比以往的空调系统要节省不少用电量,同时也改善了室内的空...
建筑节能的模式评价研究?
既有住宅建筑节能改造EPC模式选择是一个涉及多方面因素的系统工程,长期以来,国内节能服务公司大多通过定性研究的方式选择改造模式,缺乏一种恰当的衡量标准。因此,为了推动既有住宅建筑节能改造工作的有效开展,笔者建立既有住宅节能建筑节能改造EPC模式评价体系,运用了模糊综合评价方法进行综合评价,对既有...
建筑节能暖通空调节能系统研究?
综上,通过对建筑节能中,暖通空调节能系统发展现状和相关技术的研究可以看出,虽然我国现阶段暖通空调节能系统发展还处在初级阶段,但是相关技术水平还在不断完善,人们对节能的重视程度也在不断加大,相信在未来的发展中,暖通空调节能系统的应用将会越来越频繁,进而保证我国能源使用量,减少污染的产生,为...
我国建筑节能技术的研究开发与发展前景探讨?
空调节能主要指对控制室内温、湿度的空调系统及设备采用先进技术或合理方式以达到节约能耗目的。因此室内环境控制节能技术的研究和设备开发,对制冷空调系统进行智能控制,使之最大限度减低运行能源,对现有建筑的节能改造(特别是围护结构和采暖空调系统改造)是当前我国建筑节能的当务之急。建议空调节能可以从以下几个方面进行...
绿色建筑节能设计的研究?
运营管理部分的评价指标主要有物业对节能、节水、节材、绿化、垃圾、智能化系统等方面的管理。由于该部分主要评价的是建筑使用情况部分的内容,与建筑设计关联不大,本文对其讨论和研究较少。6建筑节能的主要方式1)主动式节能方式。指的是在建筑的运营阶段由于使用高效低能的建筑设备和建筑电气而减少的建筑用能。2)被动...
建筑节能信息管理平台研发与实践?
从建筑节能全生命周期角度出发,杭州市建筑节能信息管理平台建立了建筑节能审查信息库、在建建筑基本信息库、既有建筑基本信息库、建筑能耗监测信息系统和建筑节能综合管理模块,涵盖了建筑的设计、施工、验收、运行管理、节能改造的全过程。可实现建筑项目的节能审查、竣工验收、能耗监测、示范项目节能改造等...
建筑节能与新能源应用探索?
2.1建筑节能中对新能源太阳能电池发电系统的应用 我国已经研究二十年左右的太阳能发电问题,但是对于转换光电的效率仍然没有达到较高的水平,且目前发电装置的光电转换效率都要低于14%,若是发展装置的效率较高,则会花费较高的造价。同时伏打原理是太阳能发电系统转换太阳辐射能为电能的主要原理。如太阳...
建筑节能和绿色建筑事业研究?
一是逐步提升新建建筑节能标准。我国居住建筑节能标准已分三步逐步提升至强制执行65%节能标准,部分先行地区已强制执行75%节能标准。近十年,全国新建节能建筑超过100亿平方米,有效降低了建筑用能增长速度。同时,“超低能耗”、“近零能耗”建筑标准体系也在积极研究并开展试点工作,与德国等先进国家的节能标准差距在快速...
建筑节能设备及系统系统构成
建筑节能设备及系统主要由能耗分析管理系统构成,这是一种硬件与软件相结合的系统,旨在实现对国家机关办公建筑和大型公共建筑的能耗进行实时监测和动态分析。系统的核心是分类能耗和分项能耗的采集与管理。分类能耗是指根据建筑消耗的主要能源种类,如电、燃气、水等,进行数据的分类整理。而分项能耗则进一步...
瞿览天方: 节能措施主要分析两个方面,一是建筑节能措施,二是用电节能措施.一、建筑节能可分为二部分:(1)建筑物自身的节能;(2)空调系统的节能.建筑物自身的节能主要是从建筑设计规划、维护结构、遮阳设施等方面考虑.对于本住宅建筑...
东阿县18933103910: 现代的建筑有什么节能措施 - ?
瞿览天方: 根据建筑用途来设计节能的方法和方式: 1、公共建筑节能采用屋顶或外墙铺设太阳能光伏发电装置,或者外墙利用光伏材料,光伏材料发电以提供本建筑的用电,以达到节能的目的. 2、住宅也可采用光伏发电以达到节能的要求,...
东阿县18933103910: 建筑节能的途径? - ?
瞿览天方: 建筑节能的途径大的方面来讲,可以从以下几个方面来考虑: 一、政府出台一系列建筑节能政策、法规、规章,对建筑节能提出明确的规定和要求; 二、制定一系列标准,形成建筑节能的标准体系,为建筑节能提供可靠的技术依据; 三、研发...
东阿县18933103910: 建筑设计中如何进行节能设计 - ?
瞿览天方: 1.1 政策实施过程中存在的主要问题 当前,我国正在大力进行节能减排工作,部分省市积极的响应了这个政策,制定了对应的方针政策.例如,十一层以下的居民楼必须安装太阳能节能设备等地方性政策.这种想法和意图是好的,但是由于太阳...
东阿县18933103910: 节能改造工程主要研究开发内容是什么? ?
瞿览天方: 节能改造工程主要研究开发内容:1.对改造前建筑物调研,了解原有建筑的特点,在实施节能改造前进行节能改造预评估,包括建筑基本信息和相关资料收集、设计验算...
东阿县18933103910: 中国建筑节能及创新建筑节能发展模式是什么? ?
瞿览天方: 新建筑节能发展模式,任务艰巨,意义深远. 一、创新理念激活建筑节能市场需求 近年在国家有关建筑节能法规和技术标准的强制性推动下,建筑节能取得了显著的成绩...
东阿县18933103910: 建筑节能技术的发展方向及趋势特点 - ?
瞿览天方: 当前我国各级政府高度重视建筑节能.我们认为,要研究建筑节能的突破点,优化配置有限资源,进而推动我国建筑节能事业取得重大进展.1、走出集中供热分户计量改革的困境 改变供热计量按面积收费的方式,实行“分户计量,按热...
东阿县18933103910: 建筑节能是什么概念啊? - ?
瞿览天方: 节能建筑是指遵循气候设计和节能的基本方法,对建筑规划分区、群体和单体、建筑朝向、间距、太阳辐射、风向以及外部空间环境进行研究后,设计出的低能耗建筑. 其主要指标有:建筑规划和平面布局要有利于自然通风,绿化率不低于35%;建筑间距应保证每户至少有一个居住空间在大寒日能获得满窗日照2小时,最小日照距离不低于1.1H;窗墙面积比不宜大于0.35,建筑外墙传热系数K值小于1.5W/M2·K;要求节能指标在80年代初砖混结构多层住宅达到舒适热环境效果的同时节能50%等.由于节能建筑具有良好的保暖效果,即房间温度不会随着室外气温的变化而大幅度变化,有着自然的冬暖夏凉的效果,因此被专家称为自然“空调房”.
东阿县18933103910: 实现建筑节能的主要途径 - ?
瞿览天方: 个人认为实现建筑节能主要可以通过一下途径: 1、加强外保温,如果能采用传热效果可变的外维护结构(比如呼吸式幕墙),效果更佳;copy 2、使用高效的节能门窗,要求的正常采光的同时,最大程度上隔绝内外的热量交换; 3、自然采光...
东阿县18933103910: 建筑节能的技术途径 - ?
瞿览天方: 这个不能一概而论,涉及到很多面的.比如建筑方面:围护结构保温,主动式、被动式太阳能建筑等.暖通方面:主机节能、输配环节节能、末端节能等.给排水方面:太阳能热水系统,雨水收集系统等.每个环节都不一样的.还有每项节能技术都是需要因地制宜,因不同的地域,不同的建筑,不同的系统而不同,有时甚至有相反的效果.切忌盲目套用所谓的建筑节能技术.