節能環保技術在建築中的應用

我們研究性學習課題是：節能環保技術在建築中的應用。需要寫目的，過程及結果，應該怎麼寫？？一共要寫8次記錄。

先參考修改以下內容，作為論文前奏隨著技術的日新月異,能源短缺已不容忽視，節約能源已受到世界性的普遍關注,在我國亦不例外。，全世界有近30%的能源消耗在建築物上，長此以往，將嚴重世界的可持續。因此，能源將成為本世紀的熱門話題，我們必須從可持續發展的戰略出發，使建築盡可能少地消耗不可再生資源，降低對外界環境的污染，並為使用者提供健康、舒適、與和諧的工作及生活空間。一國外節能已成風尚
1.資源回收利用美國一家大學曾設計建造了一種四居室的生態房。它的熱能來源於人工散熱、陽光及使用家電設備所產生的熱量;用電依靠風力發電機和太陽能電池;用水是從屋檐流下來經過處理的雨水;糞便和污水則流入一個堆肥坑裡,經發酵後供花園施肥用。美國一家建築公司用回收的垃圾建築房屋，牆壁是用回收的輪胎和鋁合金廢料建造的;屋架所用的大部分鋼料是從建築工地上回收來的;所用的板材為鋸末和碎木料加上20%的聚乙烯制成;而舊報紙、紙板箱則成了屋面的主要原料，並作為牆面的絕緣體。美國國立資源保護委員會總部則是以廢舊回收物品的再生材料為主要材料建築的綠色辦公室。它的牆壁由麥秸稈壓制並經過高加工而成,地板由廢玻璃制成,辦公桌由廢舊報紙與黃豆渣制成。另外,它還設有很大的窗戶,這樣辦公室內非常明亮,從而可節約電力30%。日本1997年建成了一棟實驗型“健康住宅”。除了整個住宅盡可能選對人體無害的建築材料外,牆體還被設計成雙重結構,每個房間建有通風口,整個房屋系統的空氣采用全熱交換器和除濕機進行循環。全熱交換器能夠有效地回收熱量並加以再次利用,其過濾器可有效地收集空氣中細小的塵埃,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，而且減少了環境污源，節約了能源。2.新能源開發利用德國建築師塞多·特霍爾斯建造了一座能跟蹤陽光的太陽房屋。房屋被安裝在一個圓盤底座上,由一個小型太陽能電動機帶動一組齒輪。房屋底座在環形軌道上以每分鐘轉動3cm的速度隨太陽旋轉。當太陽落山以後,該房屋便反向轉動,回到起點位置。它跟蹤太陽所消耗的電力僅為房屋太陽能發電功率的1%,而所吸收的太陽能則相當於一般不能轉動的太陽能房屋的2倍。德國還有一個零能量住房,所需能量100%靠太陽能。零能量住房向南開放的平面被設計成扇形平面,可以獲得很高的太陽能輻射能。牆面采用儲熱能力較好的灰沙磚、隔熱材料和裝飾材料,陽光透過保溫材料,熱量在灰沙磚牆中存儲起來。房屋白天通過窗戶由太陽來加熱,夜間則通過隔熱材料和灰沙磚牆來加熱。3.紙建築用紙做結構材料不僅可以減小建築物的重量，加快施工速度，降低成本;而且建築物拆除後，紙可以重復利用，對節約資源、環境保護亦有好處。世界上目前已有一些用紙結構建造的臨時性和半臨時性的建築。位於瑞士某地的紙塔是輕型建築中一個有意義的例子，該紙塔外徑13m，高33m，1992年建成，已成為瑞士當地的標志性建築物。整個塔所用的材料紙板占79.26%，木材占20.22%，鋼材占0.52%。為建築使用可降解性材料開辟了一條“綠色”通道，因此，它們被人們譽為“綠色建築”典范。2000年世博會，日本館是一座世博會期間使用的臨時性紙建築，會後其大部分材料可以回收利用。它以材料和結構的特性為主題，關注資源和環保問題。它采用回收加工的紙建成拱筒形的結構，由12.5cm粗的紙管網狀交叉而成，弧形屋面和牆身材料也是織物和紙膜。該館長72m，寬32m，最高處達15.5m，面積3600m2。白天，自然光經過半透明紙窗的過濾構成柔和、宜人的室內光環境;夜晚，紙窗又是神奇光影的“屏幕”。在世博會展館裡，自然光透過防水的織物和紙膜構成的屋頂照射到室內，造成一片富有日本風情的空間環境。日本館反映了日本人普遍具有的生態與環境意識，這種紙品構築物的意義不僅僅在於環保、節能，更重要的是為解決人類居住問題提供了一條快捷的途徑。二中國建築能耗基本情況
我國的建築能耗量約占全國總用能量的1/4，居耗能首位。近年來我國建築業得到了快速的發展，需要大量的建造和運行使用能源，尤其是建築的采暖和空調耗能。據統計，1994年全國僅住宅建築能耗在基本上不供熱水的情況下為1.54×108t標准煤，占當年全能源消耗總量12.27×109t標准煤的12.6%。目前每年城鎮建築僅采暖一項需要耗能1.3×108t標准煤，占全國能源消費總量的11.5%左右，占采暖區全社會能源消費的20%以上，在一些嚴寒地區，城鎮建築能耗高達當地社會能源消費的50%左右[1]。與此同時，由於建築供暖燃用大量煤炭等礦物能源，使周圍的自然與生態環境不斷惡化。在能源的利用過程中，化石類燃料燃燒時排放到大氣的污染物中，99%的氮氧化物、99%的co、91%的so2、78%的co2、60%的粉塵和43%的碳化氫是化石類燃料燃燒時產生的，其中煤燃燒產生的占大多數。燃煤產生的大氣污染物中so2占87%、氮氧化物占67%，co2占71%，煙塵占60%[2]。由於我國是主要以煤而不是以油、氣等優質能源作為主要能源消耗的國家，每年由於燃燒礦物燃料向地球大氣排放的二氧化碳僅次於美國居世界第二，預計到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，中國對於全球氣候變暖承擔著重大的責任，而作為耗能大戶的建築，其節能也就成為關系國計民生的重大問題。我國節能工作與發達國家相比起步較晚，能源浪費又十分嚴重。如我國的建築采暖耗熱量:外牆大體上為氣候條件接近的發達國家的4～5倍，屋頂為2.5～5.5倍，外窗為1.5～2.2倍;門窗透氣性為3～6倍;總耗能是3～4倍[4]。如果聽任高耗能建築大行其道，建築能耗增長的速度將遠遠超過我國能源生產可能增長的速度，國家的能源生產勢必難以長期支撐這種浪費型需求，從而不得不組織大規模的舊房節能改造，將耗費更多的人力、物力。另外，每年新建和改建的幾千萬棟建築要消耗掉幾十億噸林木、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，帶來土地的破壞，植被的退化，物種的減少和自然環境的惡化。三幾種節能途徑
1.牆體節能牆體是建築外圍護結構的主體,其所用材料的保溫性能直接建築的耗熱量。我國以實心粘土磚為牆體材料,保溫性能不能滿足設計標准。以外牆為例,jgj26-1995標准規定,在建築物形體系數(建築物與室外大氣接觸的外表面積與其所包圍的體積的比值)小於0.3時,北京地區傳熱系數不超過1.16ｗ/(m2·ｋ),而常用的內抹灰磚牆,傳熱系數都大於上述節能標准數值。因而在節能的前提下，應進一步推廣空心磚牆及其復合牆體技術。2.門窗節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例較大，其中傳熱損失為1/3，冷風滲透為1/3，所以在保證日照、采光、通風、觀景要求的條件下，盡量減小住宅外門窗洞口的面積，提高外門窗的氣密性，減少冷風滲透，提高外門窗本身的保溫性能，減少外門窗本身的傳熱量。其節能措施有:（1）控制住宅窗牆比。住宅窗牆比是指住宅窗戶洞口面積與住宅立面單元面積的比值，jgj26-1995《民用建築節能設計標准（采暖居住部分）》對不同朝向的住宅窗牆比做了嚴格的規定，指出“北向、東向和西向、南向的窗牆比分別不應超過20%、30%、35%”。（2）提高住宅外窗的氣密性，減少冷空氣滲透。如設置泡沫塑料密封條，使用新型的、密封性能良好的門窗材料。而門窗框與牆間的縫隙可用彈性松軟型材料（如毛氈）、彈性密閉型材料（如聚乙烯泡沫材料）、密封膏以及邊框設灰口等密封;框與扇的密封可用橡膠、橡塑或泡沫密封條以及高低縫、回風槽等;扇與扇之間的密封可用密封條、高低縫及縫外壓條等;扇與玻璃之間的密封可用各種彈性壓條等。（3）改善住宅門窗的保溫性能。戶門與陽台門應結合防火、防盜要求，在門的空腹內填充聚苯乙烯板或巖棉板，以增加其絕熱性能;窗戶最好采用鋼塑復合窗和塑料窗，這樣可避免金屬窗產生的冷橋，可設置雙玻璃或三玻璃，並積極采用中空玻璃、鍍膜玻璃，有條件的住宅可采用低輻射玻璃;縮短窗扇的縫隙長度，采用大窗扇，減少小窗扇，擴大單塊玻璃的面積，減少窗芯，合理地減少可開啟的窗扇面積，適當增加固定玻璃及固定窗扇的面積。（4）設置“溫度阻尼區”。所謂溫度阻尼區就是在室內與室外之間設有一中間層次，這一中間層次象熱閘一樣可阻止室外冷風的直接滲透，減少外牆、外窗的熱耗損。在住宅中，將北陽台的外門、窗全部用密封陽台封閉起來，外門設防風門斗，防止冷風倒灌，樓梯間設計成封閉式的，對屋頂上人孔進行封閉處理等措施均能收到良好的節能效果。3.屋面節能在不斷改進建築外牆、外窗的保溫性能後，還必須進一步加強屋面保溫隔熱的。屋面節能措施的要點，其一是屋面保溫層不宜選用密度較大、導熱系數較高的保溫材料，以免屋面重量、厚度過大;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業時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溫材料，屋面上應設置排氣孔以排除保溫層內不易排出的水分。現在，高效保溫材料已經開始於屋面，一些建築的屋面保溫，采用膨脹珍珠巖保溫芯板保溫層代替常規的瀝青珍珠巖或水泥珍珠巖做法，就克服了常規作法的諸多缺點。這種保溫芯板施工方便、價格低廉、不污染環境;芯板為柔性制品，不僅適用於具有平面的屋面，也可用於帶有曲面的屋面，其保溫工程更可顯示出它的優越性。其主要技術指標，表觀密度為110～150kg/m3;導熱系數為0.04～0.06w/m·k;蓄熱系數為0.90～0.11m2·k。抗壓強度大於0.2mpa;吸水率小於0.01%;蒸汽滲透系數為2.18×10-7g/m.n.pa[5]。這些指標充分體現了膨脹珍珠巖密度較小，導熱系數較低，而且吸水率和蒸汽滲透系數也都很低。這是保溫性能好的材料所必須具備的。2001年已經在西寧污水處理廠的數百平方米屋面工程中使用，收到了好的技術效果。4.利用太陽能地球攔截的太陽輻射能相當於目前全球電力消費量的1500倍。而在現有技術、經濟條件下可供開發利用的太陽能，只占資源量的很小一部分。據美國能源部評估，1990年美國太陽能經濟可開發資源量約為22mtce/年，僅為技術可開發量的0.6%。所以，太陽能的開發利用有巨大的潛力。太陽能作為一種可再生的潔淨能源，是建築上很具有利用潛力的新能源之一。太陽能在建築上的利用方式主要有，被動式太陽能采暖、太陽能供熱水、主動式太陽能采暖與空調、以及太陽能發電等等。我國太陽能資源豐富，陸地每年接受的太陽輻射能，相當於2.4×1012tec，2/3國土面積的太陽能總輻射量超過0.6mj/m2[6]。如果將太陽能源充分加以利用，不僅有可能節省大量常規能源，而且有可能在某些區域完全利用太陽能采暖。5.夜間通風夜間通風的原理是在夜間引入室外的冷空氣，通過冷空氣與作為蓄熱材料的建築維護結構接觸換熱，冷卻建築材料，達到蓄冷目的。在夏季，為了獲得舒適的室內環境，則需要空調供冷系統。而此時，因為夜間的室外空氣溫度比白天低得多，所以夜間室外冷空氣則可以作為一種很好的冷源加以利用。嚴格地說，只要室外空氣溫度低於室內空氣溫度，此時的室外冷空氣就可視為可利用的自然冷源。