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1、1建筑节能与热泵技术关键词 节能 热泵 暖与热水供应事业面临的机遇随着人民生活水平日益提高，对于住宅、办公楼中的室内环境和公共民用建筑的室内环境的要求越来越高。室内环境的舒适度有下列四种因素构成：一是冷与热的环境（室温） 、二是室内空气品质、三是声环境（要求安静，燥声低） 、四是光环境（充足的阳光和合适的照度）当前一般家庭中都有精美的装潢，夏季有空调降温，而且希望有冬季的采暖，以及全年的生活热水供应。有的人群对于室内舒适的环境要求更高，要求做到个性化，即可以根据使用人的喜好，来调节房间的温、湿度和新风量。改革开放以来，我国建筑事业迅猛发展。2002 年底，我国城乡房屋建筑面积共计为388 亿平
2、方米，其中城市 平方米。预计到 2010 年底，全国房屋建筑面积为 519 亿平方米，其中城市 171 亿平方米；估计到 2020 年底，全国房屋建筑面积为 686 亿平方米，其中城市 261 亿平方米。就拿住宅建筑来说，过去几年，我国每年新建建筑 1619 亿平方米，其中城市住宅 4平方米，公共建筑 3平方米，市场 12 亿平方米。住宅产业每年达到 4000 亿元左右的规模，直接拉动 升 2，2003 年超过 1 万亿元。今后510 年仍将保持这一势头。随着 不断上升，空调、采暖和热水供应设施便成为人民生活的必需品。一般统计，当某地区的人均 到 4000 美元时，空调、采暖和热水供应设施便成
3、为人民生活的必需品，就像水、电、煤气一样成为建筑物的基本设施之一。而我国沿海经济发达地区的城市和经济特区，在 1999 年的统计数字表明，人均 达到 2000 美元，按照这些城市 年 10以上的增长率，只需 6 年时间便可达到 4000 美元，即达到上海和深圳2000 年的水平（上海 2000 年的人均 达到 4180 美元，2007 年时，可达 8000 美元）2003 年我国经济发展已实现人均 1000 美元，是经济发展的一个重要里程碑，标志我国又进入了一个新的发展阶段，为 2020 年全面实现小康社会建设发展目标开了一个好头，同样也为中央空调、集中采暖、家用/商用中央空调和热水供应事业的
4、发展带来了良好的机遇。暖与热水供应事业面临的挑战经济的快速发展，建筑业的快速发展给空调与热水事业带来了良好的机遇，但对能源的需求越来越大，能源安全问题越来越突出。我国能源的短缺，已成为经济发展一个重要的制约因素，也使得空调、采暖和热水供应事业的发展面临着严峻形势和挑战。我国是一个人口多，自然资源少，能源缺乏的国家。我国石油储量仅是世界总储量的 天然气的储量是世界总储量 煤的储量是世界总储量的 以平均水平计，我国的水资源是世界平均水平的 1/4，人均 2200 立方米；我国石油可开采的储量仅为世界平均水平的 1/9；天然气是 1/23；煤炭稍高一些，约为 1/成买得起，用不起（运行费用高） ，不
5、能用（电力供应缺乏）如不搞节能的建筑（即少耗能的建筑，或者不用空调与采暖的建筑） ，节能的空调系统与热水供应系统，到时候，会出现没有那么多的能源（电力）供给，而且运行费用很高。我国能源发展面临严峻形势和挑战表现为：国经济的增长还没有走出高增长、高消费、高污染的模式，能源（资源）浪费巨大。同样 1 美元产值（能耗，我国是世界水平的 ；是美国的 ；是日本的 ，生态环境破坏严重；我国电力供应矛盾日益突出，而夏季空调和冬季采暖是造成电力负荷峰谷差最主要的原因。2002 年全国各电网空调制冷负荷共达 4500 万千瓦，相当 三峡电站的满负荷出力；2003 年因空调用电负荷太高，至少有 10 个省市不得不
6、拉闸限电，2004 年全国有 27 个省市严重缺电。2004 年夏季高温 全国电力供应的缺口达到3000 万千瓦。市化的加快增加了对能源的需求。我国城市化率从改革开放初期的 18%城市由 193 个发展到 662 个，到 2020 年全国有约 57%的人口为城镇人口，比 2002 年增加了 。未来一个时期，农村人口向城市大量转移是必然趋势。城镇人口平均年消耗能源为农村的 。如果城市化水平提高一个百分点，意味着将增加 1300 万城市人口，建筑物的增加和居民消费结构的升级增加了对能源供应的压力。筑耗能日益突出。建筑耗能从 1978 年占社会总能耗的 10%，到 1996 年，我国建筑年耗能 吨标
7、煤，占总能耗消费的 24%，上升到 2001 21 世纪头 20 年，是我国建筑业的鼎盛期， 2020 年全国建筑面积将接近 2000 年的 2倍。目前我国每年建成的房屋达 1619 亿，超过各发达国家年建成建筑面积的总和，可是不仅已有的 388 亿建筑中 95%左右仍属于高能耗建筑，新建建筑中，仍有 95%为高耗能的建筑，真正节能建筑仅有 2% 倍以上，以北京为例，占 5%的大型公共建筑消耗的能源占全市建筑总能耗的 50% 2020 年，我国建筑能耗将达到 吨标准煤，超过 2000 年的3 倍；问题相当严重，情况十分紧迫。调、采暖和热水供应本身的能耗巨大，但节能的潜力也很大。当前全国夏季空调
8、负荷已达到 4500 万千瓦。据估计，采暖供热的能耗占建筑能耗的 60%部分无法实施分户的热计量和分户控制所需的室温；管理不科学，运行前调试不到位，存在供热系统严重水平失调（即使装了平衡阀，但仍有 80%未经过调试） ，室内采暖系统严重垂直失调，外管热损失巨大，楼房上层房间过热（用户不得不开窗降温） ，上下温差达8以上，造成热量大量浪费。据北京的调查统计，2004 年冬季采暖的能耗（斤标煤/平方米） ，与上世纪 80 年代持平，提倡节能 20 多年来，没有明显的效果。我国居住建筑中生活热水供应的能耗也是一个很大的数字。据统计，生活热水的耗能量，约占整个民用建筑能耗的 20其中商业建筑生活热水的
9、能耗量占其总能耗量的 10具体来说，写字楼热水能耗占总能耗的 商场占 饭店占 31%；医院占 估计目前我国城镇人口达 5 亿，以每人每日用 25 升到 35 升热水，那么全年生活热水的总能耗是 1750亿度到 2450 亿度电。如果再不搞节能的话，全国人民凡能用空调的，都用空调，能采暖的，都采暖，城镇人口都有热水供应，都要达到高标准的要求的话，我国仅有的资源和能源是供不上的。为了缓解电力紧张状况，国务院已开展为期三年的“资源节约活动” ，上海市已率先倡议出台了一些节能措施，首都北京也在响应。我国为了解决电力供应不足的问题，也拟多发展一些核电站，拟再建 20 多个大型核电站，但其总发电量，也仅占
10、全部发电能力的 4%020 年我国的 翻两翻，而我国的能源工业仅能达到翻一翻的水平，那么，另一3半，除非大量进口（2004 年我国原油的进口量达 1. 2 亿吨，对外依靠程度达 57%） ，只有靠节能的办法来解决。空调用电目前已占我国全部发电量的 18%，由此可见，制约我国空调采暖和热水供应事业发展的重要因素是能源短缺，因此，建设部 2005 年工作要点中将“依靠科技进步，推进资源能源节约”列为重点，而引进国际科技资源，推广建筑节能新技术十分重要，要大力发展节能节地型住宅和建筑。国政府制定了“能源开发与节约并重，近期将节能放在优先”的战略。建设部下令，今后建筑节能，要在目前的建筑耗能的基础上节
11、约 50以上，又规定，其中的一半（25）由建筑本身来解决，而另一半（25）要靠建筑设备工作者来解决。建筑本身节能与建筑设备系统的节能密不可分。如果没有建筑结构的可靠的节能措施配合，光靠空调、采暖系统和热水供应系统来节能是不可能彻底解决到 2020 年能源短缺对我们的制约。建筑节能的工作分两大方面：筑物本身的节能对于建筑节能的要求，从上世纪 80 年代起，我国建设部就着手开始抓“建筑节能”的问题。1980 年国家颁布了民用建筑节能设计标准 （采暖居住建筑部分） （，该标准要求在 1980的设计水平上，节能 30%，其中房屋节能 20%，采暖节能10%出台了“北方（严寒、寒冷）地区居住建筑节能设计
12、标准” （ ，2001年建设部颁布了我国夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准 ，2003 年又推出了我国夏热冬暖地区居住建筑节能设计标准 。这样，要求全国各气候区的居住建筑节能 50% 的标准全部下达。而北京市更进一步提出节能 65%的强制性规定。目前已有许多房地产开发公司着手营造“节能建筑” ，例如锋尚、朗诗、公司，他们推出了号称“不用空调和采暖”的建筑，大大改善建筑物外围护结构的保温绝热性能；尽量减少建筑物外墙和窗户的面积；利用大自然的能源和热泵热回收技术。不仅如此，从广义的节能观点出发，还尽量利用可再生的建筑材料，大大减少了建筑物的能耗。具体来说，采用下列措施：能化的外遮阳技术。采用外遮阳，
13、可以大大减少夏季空调的制冷能耗（与内遮阳相比，约下降 83%用可调式隔热金属卷帘）量缩小外墙和外窗的面积。有的房产开发项目中，由于设计合理，外墙面积比同体量的建筑减少 30%，外窗减少 40%，仍能保持良好的采光要求。效外墙保温体系。外墙保温比内墙保温更有利于建筑结构的稳定性，避免室外环境温度对建筑结构的形变影响，保护建筑结构主体。外墙采用铝箔复合聚苯板，传热系数不大于 k.，严寒和寒冷地区以硬泡聚氨酯板保温。还可以采用 瓷隔热保温涂料。效隔热保温防水屋面技术与构造设计。用硬泡聚氨酯、挤塑聚苯板、膨胀聚苯板为主要保温材料，在严寒和寒冷地区做成不同厚度的保温复合屋面，其热阻可达 k/W；在炎热地
14、区可采用中空板做成中空屋面。效门窗技术与构造设计。窗框采用保温性能好的塑钢或 腔断热铝合金，窗玻璃采用高透光率 空玻璃，玻璃 K 值在 k.凝土楼板辐射制冷/采暖系统。在楼板中或天棚中埋设塑料盘管，冬季通入28热水对房间进行辐射采暖；夏季通入 19冷水对房间进行辐射供冷。冷热辐射温度接近或等于室内舒适温度的上下限。部分热水还可以利用太阳能集热板来解决。围结构采用物态相变蓄热材料，能量活性建筑基础以及尽量避免冷桥结露的构造技术。节能建筑中除采用上述的措施外，仍须保证室内空间必要的新风供应，因此，有的节能建筑中加设了健康新风系统。在目前的节能建筑中，要求暖通专业所做的是设计高效健康新风系统和提供楼板辐射制冷/采暖系统和新风系统必要的冷热源。筑物空调采暖热水供应系统的节能建筑物除建筑、结构外，其他附属建筑设备专业很多，包括空调、采暖、给排水、消防、热水供应、通信网络、电力供应、灯光照明、燃气供应、电梯等，在节能方面都可以有所作为。这里，仅就空调、采暖、热水供应的范围提出节能的途径：先，空调采暖热水供应的节能，离不开建筑物本身的节能措施，如果建筑物外围护结构的冷热损失能降低一半，那么，空调采暖系统就可以大大缩小，消耗的能量大大减少。次，设计建筑物之初，应该对空调采暖热水供应的能量利用上作统筹考虑，即夏季可以利用空调主机
