科學(xué)之友Friend of Science Amateur200年41月(2B對建筑節(jié)能的看法王玉娥(山西省勘察設(shè)計(jì)研究院,山西太原030013)摘要:文章從資源回收利用、新能源開發(fā)利用、紙建筑3個(gè)方面說明了建筑節(jié)能的重要性,介紹了建筑能耗的基本情況,并論逑了墻體節(jié)能、門窗節(jié)能、屋面節(jié)能、利用太陽能、夜間通風(fēng)5種節(jié)能的途徑關(guān)鍵詞:新能源;墻體節(jié)能;屋面節(jié)能中圖分類號:TU11228文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號:1000-8136(2008)29-0148-03隨著技術(shù)的日新月異能源短缺已不容忽視節(jié)約能源已受戶由太陽來加熱夜間則通過隔熱材料和灰沙磚墻來加熱。到世界性的普遍關(guān)注,在我國亦不例外。全世界有近30%的能源13紙建筑消耗在建筑物上,長此以往將嚴(yán)重影響世界的可持續(xù)發(fā)展。因用紙做結(jié)構(gòu)材料不僅可以減小建筑物的重量,加快施丁速此能源將成為本世紀(jì)的熱門話題我們必須從可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)度降低成本;而且建筑物拆除后紙可以重復(fù)利用對節(jié)約資源略出發(fā),使建筑盡可能少地消耗不可再生資源,降低對外界環(huán)境環(huán)境保護(hù)亦有好處。世界上目前已有一些用紙結(jié)構(gòu)建造的臨時(shí)的污染,并為使用者提供健康舒適與和諧的工作及生活空間性和半臨時(shí)性的建筑。位于瑞士某地的紙塔是輕型建筑中一個(gè)有意義的例子,該紙塔外徑13m,高33m,1992年建成已成為1國外節(jié)能已成風(fēng)尚瑞士當(dāng)?shù)氐臉?biāo)志性建筑物。整個(gè)塔所用的材料紙板占7926%,木11資源回收利用材占20.22%,鋼材占052%。為建筑使用可降解性材料開辟了美國一家大學(xué)曾設(shè)計(jì)建造了一種四居室的生態(tài)房。它的熱能條“綠色通道因此它們被人們譽(yù)為綠色建筑”典范。2000年來源于人工散熱陽光及使用家電設(shè)備所產(chǎn)生的熱量用電依靠世博會(huì),日本館是一座世博會(huì)期間使用的臨時(shí)性紙建筑會(huì)后其風(fēng)力發(fā)電機(jī)和太陽能電池;用水是從屋檐流下來經(jīng)過處理的雨大部分材料可以回收利用。它以材料和結(jié)構(gòu)的特性為主題關(guān)注水;糞便和污水則流入一個(gè)堆肥坑里經(jīng)發(fā)酵后供花園施肥用。美資源和環(huán)保問題。它采用回收加工的紙建成拱筒形的結(jié)構(gòu),由國一家建筑公司用回收的垃圾建筑房屋墻壁是用回收的輪胎和125cm粗的紙管網(wǎng)狀交叉而成,弧形屋面和墻身材料也是織物鋁合金廢料建造的屋架所用的大部分鋼料是從建筑工地上回收和紙膜。該館長72m,寬32m,最高處達(dá)155m,面積3600m2來的;所用的板材為鋸末和碎木料加上20%的聚乙烯制成而舊白天,自然光經(jīng)過半透明紙窗的過濾構(gòu)成柔和、宜人的室內(nèi)光環(huán)報(bào)紙、紙板箱則成了屋面的主要原料,并作為墻面的絕緣體。美國境夜晚紙窗又是神奇光影的“屏幕”。在世博會(huì)展館里,自然光國立資源保護(hù)委員會(huì)總部則是以廢舊回收物品的再生材料為主透過防水的織物和紙膜構(gòu)成的屋頂照射到室內(nèi),造成一片富有日要材料建筑的綠色辦公室。它的墻壁由麥秸稈壓制并經(jīng)過高加工本風(fēng)情的空間環(huán)境。日本館反映了日本人普遍具有的生態(tài)與環(huán)而成地板由廢玻璃制成辦公桌由廢舊報(bào)紙與黃豆渣制成。另外,境意識(shí)這種紙品構(gòu)筑物的意義不僅僅在于環(huán)保、節(jié)能,更重要的它還設(shè)有很大的窗戶,這樣辦公室內(nèi)非常明亮,從而可節(jié)約電力是為解決人類居住問題提供了一條快捷的途徑30%。日本1997年建成了一棟實(shí)驗(yàn)型“健康住宅”了整個(gè)住宅盡可能選對人體無害的建筑材料外,墻體2中國建筑能耗基本情況被設(shè)計(jì)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)的空氣我國的建筑能耗量約占全國總用能量的14,居耗能首位采用全熱交換器和除濕機(jī)進(jìn)行循環(huán)。全熱交換器能夠有效地回近年來我國建筑業(yè)得到了快速的發(fā)展需要大量的建造和運(yùn)行使收熱量并加以再次利用,其過濾器可有效地收集空氣中細(xì)小的用能源尤其是建筑的采暖和空調(diào)耗能。據(jù)統(tǒng)計(jì),1994年全國僅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,住宅建筑能耗在基本上不供熱水的情況下為154x108標(biāo)準(zhǔn)不僅變廢為寶,而且減少了環(huán)境污源,節(jié)約了能源煤,占當(dāng)年全能源消耗總量1227×109標(biāo)準(zhǔn)煤的126%。目前每12新能源開發(fā)利用年城鎮(zhèn)建筑僅釆暖一項(xiàng)需要耗能13×108標(biāo)準(zhǔn)煤,占全國能源德國建筑師塞多特霍爾斯建造了一座能跟蹤陽光的太陽消費(fèi)總觸的115%左右,占采暖區(qū)全社會(huì)能源消費(fèi)的20%以上,房屋。房屋被安裝在一個(gè)圓盤底座上由一個(gè)小型太陽能電動(dòng)機(jī)在一些嚴(yán)寒地區(qū),城鎮(zhèn)建筑能耗高達(dá)當(dāng)?shù)厣鐣?huì)能源消費(fèi)的50%帶動(dòng)一組齒輪。房屋底座在環(huán)形軌道上以3 cm/min的速度隨太左右。與此同時(shí),由于建筑供暖燃用大量煤炭等礦物能源使周陽旋轉(zhuǎn)。當(dāng)太陽落山以后該房屋便反向轉(zhuǎn)動(dòng)回到起點(diǎn)位置。它圍的自然與生態(tài)環(huán)境不斷惡化。在能源的利用過程中化石類燃跟蹤太陽所消耗的電力僅為房屋太陽能發(fā)電功率的1%而所吸料燃燒時(shí)排放到大氣的污染物中,99%的氮氧化物9%的C0、收的太陽能則相當(dāng)于一般不能轉(zhuǎn)動(dòng)的太陽能房屋的2倍。德國91%中國煤化工4%的碳化氫是化石類燃還有一個(gè)零能量住房所需能量100%靠太陽能。零能量住房向料燃大多數(shù)。燃煤產(chǎn)生的大氣南開放的平面被設(shè)計(jì)成扇形平面,可以獲得很高的太陽能輻射污染CNMHG%.0占7%,煙塵占能。墻面采用儲(chǔ)熱能力較好的灰沙磚隔熱材料和裝飾材料,陽60%。由于我國是主要以煤而不是以油、氣等優(yōu)質(zhì)能源作為主要光透過保溫材料,熱量在灰沙磚墻中存儲(chǔ)起來。房屋白天通過窗能源消耗的國家每年由于燃燒礦物燃料向地球大氣排放的二氧-148科學(xué)之友Friend of Science Amateurs200年10)月(9B化碳僅次于美國居世界第二,預(yù)計(jì)到2020年,中國將取代美國啟的窗扇面積適當(dāng)增加固定玻璃及固定窗扇的面積。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(4)設(shè)置“溫度阻尼區(qū)”。所謂溫度阻尼區(qū)就是在室內(nèi)與室外承擔(dān)著重大的責(zé)任,而作為耗能大戶的建筑其節(jié)能也就成為關(guān)之間設(shè)有一中間層次,這一中間層次像熱閘一樣可阻止室外冷系國計(jì)民生的重大問題風(fēng)的直接滲透減少外墻、外窗的熱耗損。在住宅中將北陽臺(tái)的我國節(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)外門、窗全部用密封陽臺(tái)封閉起來,外門設(shè)防風(fēng)門斗,防止冷風(fēng)重。如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)倒灌樓梯間設(shè)計(jì)成封閉式的,對屋頂上人孔進(jìn)行封閉處理等措國家的4~5倍屋頂為25-55倍外窗為1-2.2倍;門窗透施均能收到良好的節(jié)能效果氣性為3~6倍;總耗能是3~4倍。如果聽任高耗能建筑大行其33屋面節(jié)能道建筑能耗增長的速度將遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過我國能源生產(chǎn)可能增長的速在不斷改進(jìn)建筑外墻、外窗的保溫性能后還必須進(jìn)一步加強(qiáng)度,國家的能源生產(chǎn)勢必難以長期支撐這種浪費(fèi)型需求,從而不屋面保溫隔熱的。屋面節(jié)能措施的要點(diǎn),其一是屋面保溫層不宜選得不組織大規(guī)模的舊房節(jié)能改造,將耗費(fèi)更多的人力物力。另用密度較大、導(dǎo)熱系數(shù)較高的保溫材料,以免屋面重量厚度過大;外,每年新建和改建的幾千萬棟建筑要消耗掉幾十億噸林木、磚其二是屋面保溫層不宜選用吸水率較大的保溫材料以防屋面濕作石和礦物材料造成森林的過度砍伐材料資源的大量開采帶來業(yè)時(shí)因保溫層大量吸水而降低保溫效果,如選用吸水率較高的保土地的破壞,植被的退化,物種的減少和自然環(huán)境的惡化溫材料屋面上應(yīng)設(shè)置排氣孔以排除保溫層內(nèi)不易排出的水分?，F(xiàn)3幾種節(jié)能途徑在高效保溫材料巳經(jīng)開始于屋面,一些建筑的屋面保溫采用膨脹珍珠巖保溫芯板保溫層代替常規(guī)的瀝青珍珠巖或水泥珍珠巖做3.1墻體節(jié)能法,就克服了常規(guī)作法的諸多缺點(diǎn)。這種保溫芯板施工方便價(jià)格墻體是建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的主體,其所用材料的保溫性能直低廉不污染環(huán)境;芯板為柔性制品,不僅適用于具有平面的屋面,接建筑的耗熱量。我國以實(shí)心黏土磚為墻體材料保溫性能不能也可用于帶有曲面的屋面其保溫工程更可顯示出它的優(yōu)越性。滿足設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。以外墻為例,JG26-1995標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定在建筑物形主要技術(shù)指標(biāo)表觀密度為110kgm3~150kgm2;導(dǎo)熱系數(shù)為體系數(shù)建筑物與室外大氣接觸的外表面積與其所包圍的體積的004WmK-006WmK;蓄熱系數(shù)為090m2K~0.1m2比值y小于03時(shí),北京地區(qū)傳熱系數(shù)不超過116W(m2K),而常K?？箟簭?qiáng)度大于0MPa;吸水率小于001%;蒸汽滲透系數(shù)為用的內(nèi)抹灰磚墻傳熱系數(shù)都大于上述節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值。因而在節(jié)218x103gmn,Pa。這些指標(biāo)充分體現(xiàn)了膨脹珍珠巖密度較能的前提下,應(yīng)進(jìn)一步推廣空心磚墻及其復(fù)合墻體技術(shù)小,導(dǎo)熱系數(shù)較低,而且吸水率和蒸汽滲透系數(shù)也都很低。這是32門窗節(jié)能保溫性能好的材料所必須具備的。2001年已經(jīng)在西寧污水處理外門窗是住宅能耗散失的最薄弱部位,其能耗占住宅總能廠的數(shù)百平方米屋面工程中使用,收到了好的技術(shù)效果。耗的比例較大,其中傳熱損失為1/3,冷風(fēng)滲透為1/3,所以在保34利用太陽能證日照、采光、通風(fēng)觀景要求的條件下,盡量減小住宅外門窗洞地球攔截的太陽輻射能相當(dāng)于目前全球電力消費(fèi)量的1口的面積,提高外門窗的氣密性減少冷風(fēng)滲透提高外門窗本500倍。而在現(xiàn)有技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件下可供開發(fā)利用的太陽能,只占身的保溫性能減少外門窗本身的傳熱量。其節(jié)能措施有資源量的很小一部分。據(jù)美國能源部評估,1990年美國太陽能經(jīng)(1)控制住宅窗墻比。住宅窗墻比是指住宅窗戶洞口面積與住濟(jì)可開發(fā)資源量約為22Mce年,僅為技術(shù)可開發(fā)量的06%。所宅立面單比值JGJ26-1995《民用建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)(采暖以,太陽能的開發(fā)利用有巨大的潛力。太陽能作為一種可再生的居住部分)對不同朝向的住宅窗墻比做了嚴(yán)格的規(guī)定指出“北向、潔凈能源是建筑上很具有利用潛力的新能源之一。太陽能在建東向和西向、南向的窗墻比分別不應(yīng)超過20%30%35%”。筑上的利用方式主要有,被動(dòng)式太陽能采暖、太陽能供熱水、主2)提高住宅外窗的氣密性減少冷空氣滲透。如設(shè)置泡沫動(dòng)式太陽能釆暖與空調(diào)以及太陽能發(fā)電等等。我國太陽能資源塑料密封條使用新型的密封性能良好的門窗材料。而門窗框豐富陸地每年接受的太陽輻射能,相當(dāng)于24×1012e,23國與墻間的縫隙可用彈性松軟型材料(如毛氈)彈性密閉型材料土面積的太陽能總輻射量超過06Mm2。如果將太陽能源充分(如聚乙烯泡沫材料)密封膏以及邊框設(shè)灰口等密封;框與扇的加以利用,不僅有可能節(jié)省大量常規(guī)能源,而且有可能在某些區(qū)密封可用橡膠橡塑或泡沫密封條以及高低縫、回風(fēng)槽等;扇與域完全利用太陽能暖扇之間的密封可用密封條、高低縫及縫外壓條等;扇與玻璃之間35夜間通風(fēng)的密封可用各種彈性壓條等。夜間通風(fēng)的原理是在夜間引人室外的冷空氣,通過冷空氣(3)改善住宅門窗的保溫性能。戶門與陽臺(tái)門應(yīng)結(jié)合防火防與作為蓄熱材料的建筑維護(hù)結(jié)構(gòu)接觸換熱冷卻建筑材料達(dá)到盜要求在門的空腹內(nèi)填充聚苯乙烯板或巖棉板,以增加其絕熱性蓄冷目的。在夏季,為了獲得舒適的室內(nèi)環(huán)境,則需要空調(diào)供冷能窗戶最好采用鋼塑復(fù)合窗和塑料窗這樣可避免金屬窗產(chǎn)生的系統(tǒng)。而此時(shí)因?yàn)橐归g的室外空氣溫度比白天低得多,所以夜冷橋可設(shè)置雙玻璃或三玻璃并積極采用中空玻璃鍍膜玻璃有間室外冷空氣則可以作為一種很好的冷源加以利用。嚴(yán)格地說條件的住宅可采用低輻射玻璃;縮短窗扇的縫隙長度,采用大窗只要室外空氣溫度低于室內(nèi)空氣溫度,此時(shí)的室外冷空氣就可扇減少小窗扇擴(kuò)大單塊玻璃的面積減少窗芯,合理地減少可開視為可利用的自然冷源。英文摘要下轉(zhuǎn)第151頁)中國煤化工CNMHG-149科學(xué)之友Friend of science Amateurs209041月(B投海是利用水體消除城市污泥,一般不需要進(jìn)行嚴(yán)格的無水混性毒無害化處理,也無需脫水便可直接排入水體,而且容量很大。園靨圖團(tuán)悃對于靠近海岸的大型污水處理廠,這是一種方便的城市污泥處置方法。但此法并未從根本上解決環(huán)境問題同時(shí)也造成了海洋污染對海洋生態(tài)系統(tǒng)和人類食物鏈已造成威脅,受到越來越強(qiáng)影脹劑烈的反對。美國1998年已禁止向海洋傾倒城市污泥歐盟也規(guī)圖1堆肥工藝流程定在1998年12月31日以后禁止在海洋中處置城市污泥。堆肥工藝流程簡述:污泥機(jī)械脫水后,使泥餅含水率達(dá)到3汾陽市污水處理廠污泥土地利用分析80%然后加膨脹劑攪拌、破碎、混合,使堆肥的顆粒為2mm~60mm,再進(jìn)行一級堆肥,即好氧分解需要進(jìn)行通風(fēng)供氧。時(shí)間粉陽污水處理廠采用改良卡魯賽爾氧化溝+深度處理方法為1周,溫度:55℃-70℃,其目的為殺滅寄生蟲卵病原菌等處理污水設(shè)計(jì)處理總規(guī)模為3萬mld,分兩期實(shí)施,一期工程規(guī)除去惡臭的物質(zhì),分解有機(jī)物。然后進(jìn)行二級堆肥,即白然堆放模為1.5萬mld。改良卡魯賽爾氧化溝工藝采用延時(shí)曝氣,低負(fù)不需要強(qiáng)制通風(fēng)供氧堆放時(shí)間為20-30天,此過程是降溫和荷運(yùn)行方式污泥在好氧條件下已達(dá)到一定程度的穩(wěn)定,且污泥繼續(xù)分解有機(jī)物的過程。待堆肥成熟后再進(jìn)行篩分篩去不能量少,剩余污泥不經(jīng)消化而直接濃縮脫水。該種處理方式現(xiàn)已在腐化的無機(jī)物就可以作為肥料使用了。也可根據(jù)當(dāng)?shù)赝寥赖姆识嘧行⌒统鞘形鬯幚韽S中成功應(yīng)用,經(jīng)脫水的污泥可直接分要求加人適量氮肥或磷肥制成復(fù)合肥料。施用作農(nóng)肥。污泥在污泥池濃縮,并機(jī)械脫水,在濃縮前一次性根據(jù)我國農(nóng)業(yè)種植的特點(diǎn)和需要,農(nóng)田有機(jī)肥料需求為投加絮凝劑的方法,并有效地解決了污泥濃縮后進(jìn)人壓濾段的45hm2。而污水處理過程中產(chǎn)生的污泥是一種天然有機(jī)肥其問題提高了濃縮效果避免污泥上浮提高污泥回收率。該工藝不但含有大量的有機(jī)物還含有大量的能促進(jìn)農(nóng)作物生產(chǎn)的氮有效減少了污泥停留時(shí)間提高除磷效果。最終二沉池產(chǎn)生污泥磷鉀及其他微量元素施用于農(nóng)田后可以改良土壤結(jié)構(gòu)、增加107675a(含水率80%)。土壤肥力。廠址周圍為大面積農(nóng)田及荒地,且該地遠(yuǎn)離地下水水汾陽市污水處理廠生產(chǎn)的污泥成分為:有機(jī)質(zhì)16%~20%,源保護(hù)區(qū),適于做污泥使用場地。因此汾陽市城區(qū)污水處理及含氮08%~09%含磷03%~04%含鉀0.2%~035%。此外,回用工程所產(chǎn)生的污泥經(jīng)過定量分析鄱檢測、滿足農(nóng)用標(biāo)準(zhǔn)要還含有無機(jī)有害成分如汞砷鎘、鉻、銅、鋅鉛等根據(jù)監(jiān)測汾求可污泥用作農(nóng)肥施用陽市污水處理廠污泥成分,見表2。為安全起見,污泥農(nóng)田使用量應(yīng)嚴(yán)格遵照標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,不得超衰2汾陽市污水處理廠污泥中無機(jī)有害成分含量單位:mgkg千污泥過30干泥/公頃,連續(xù)施用不得超過20年,在砂質(zhì)土、地下水項(xiàng)目銅鋅汞「鎘」鉻呻鉛鎳]位較高成飲用水源保護(hù)地帶的農(nóng)田不得施用,農(nóng)田坡度小于污泥成分檢測值235173310216030789451%的地帶不得施用。農(nóng)用控制標(biāo)準(zhǔn)值802005560753001004結(jié)論從上可以看出,汾陽市污水處理廠中污泥中有機(jī)質(zhì)含量較污水廠污泥的處置方法應(yīng)從社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境3方面著手考高,而無機(jī)有害污染物濃度較小,可以達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污慮。污泥做為有價(jià)值的資源將其進(jìn)行無害化、資源化處理,既減少染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(cB18918-2002)中污泥農(nóng)用控制標(biāo)準(zhǔn)因此污泥對生態(tài)環(huán)境的破壞,又具有社會(huì)、經(jīng)濟(jì)效益有利于社會(huì)的可持續(xù)可用作基肥施用。發(fā)展。除考慮土地利用做為污泥資源化處置方法之一,還可采用污粉陽市污水處理廠污泥處置用作農(nóng)田肥料施用之前,進(jìn)行泥熱化學(xué)處理(包括焚燒低溫?zé)峤?,利用污泥制陶粒配料煅燒了堆肥處理,以去除病菌和寄生蟲卵等。堆肥工藝見圖1。水泥熟料,制備煙氣脫硫吸附劑等方法,均可取得較好的效果Discusses the Treatment about Sewage SludgeZeng JianAbstract: In the synthesis understands the urbahandling method. The article take theland utilization method in the handlingp此m吻mmanalysis present sludge severalKey words: sewage factory: sludge; treatment上接第149頁)On Energy-saving in BuildingWang Yu'eAbstract: This paper describes the importance of energy conservation in buirecycling of resources, newenergy development and utilization and paper construction, introduces the中國煤化工 tion in building and discusses five approaches to save energy such as energy-saving walls, energCNMHG-gaving roof, theenergy and nigKey words: new energy;: energy-saving wall; energy-saving roof