Ahorro energético en edificios, ¿qué es el ahorro energético en edificios?
La conservación de energía en edificios se refiere específicamente a la implementación de estándares de conservación de energía, el uso de tecnologías, procesos, equipos, materiales y productos de ahorro de energía, y la mejora del aislamiento térmico durante la planificación, el diseño y la nueva construcción. (reconstrucción, ampliación), renovación y uso de edificios. Mejorar la eficiencia de los sistemas de aislamiento térmico, aire acondicionado, refrigeración y calefacción, fortalecer el funcionamiento y la gestión de los sistemas energéticos de los edificios, utilizar energías renovables y aumentar el consumo de energía interior y exterior garantizando al mismo tiempo. la calidad del ambiente térmico interior. Con la premisa de garantizar la calidad del ambiente térmico interior, se aumenta la resistencia térmica del intercambio de energía interior y exterior para reducir el consumo de energía causado por grandes cantidades de consumo de calor en sistemas de calefacción, aire acondicionado, refrigeración y calefacción, iluminación, agua caliente. suministro, etc
Caminos:
1. Reducir la demanda total de energía
Según las estadísticas, en los países desarrollados, el consumo de energía de aire acondicionado y calefacción representa el 65% de la energía de los edificios. consumo. La reciente tasa de crecimiento del consumo de energía para calefacción, aire acondicionado e iluminación en mi país ha sido significativamente mayor que la tasa de crecimiento de la producción de energía. Por lo tanto, reducir el consumo de energía de refrigeración, calefacción e iluminación en los edificios es una parte importante de la reducción del consumo de energía. Consumo total de energía de los edificios. Generalmente se puede realizar de la siguiente manera. Se logra de varias maneras.
①Planificación y diseño arquitectónico
Frente a los problemas energéticos y ambientales globales, han surgido muchos conceptos de diseño nuevos, como edificios con microemisiones, edificios de baja energía, edificios de energía cero y Edificios ecológicos, etc., estos conceptos esencialmente requieren que los arquitectos partan del concepto de diseño integral general y se adhieran a la estrecha cooperación de expertos en análisis energético, expertos ambientales, ingenieros de equipos e ingenieros estructurales. En la planificación y el diseño arquitectónico, basándose en la influencia de las condiciones climáticas a gran escala y las características climáticas ambientales específicas del entorno donde se ubica el edificio, se hace hincapié en el uso del entorno natural (como el flujo de aire externo, el agua de lluvia, los lagos, espacios verdes, topografía, etc.) para crear un buen microclima interior para el edificio, para minimizar la dependencia de equipos de construcción. Las medidas específicas se pueden resumir en los siguientes tres aspectos: Seleccionar razonablemente la ubicación del edificio, adoptar un diseño ambiental externo razonable (los métodos principales son: disposición de árboles, vegetación, cuerpos de agua, rocas, etc.): Organizar árboles, vegetación, cuerpos de agua, rocallas y cercas alrededor del edificio); diseño razonable de la forma arquitectónica (incluida la determinación del volumen general del edificio y la orientación del edificio) para mejorar el microclima existente. El diseño razonable de la forma arquitectónica es un vínculo clave para lograr su plenitud; uso del pequeño ambiente exterior del edificio para mejorar el pequeño ambiente interior del edificio, su contenido principal es hacer pleno uso del pequeño ambiente exterior del edificio para mejorar el pequeño ambiente interior del edificio. El diseño de formas arquitectónicas razonables es un vínculo clave para aprovechar al máximo el microambiente exterior del edificio para mejorar el microambiente interior del edificio. Se logra principalmente mediante el diseño estructural de los componentes del edificio y el diseño de separación razonable del espacio interno. edificio. Al mismo tiempo, se puede utilizar software relevante para optimizar el diseño, como el uso de la simulación de sombras de edificios en Tianzheng Architecture (II) para ayudar en el diseño de la orientación y las carreteras de los edificios, la vegetación y los espacios de ocio al aire libre en áreas residenciales, y utilizando software CFD como PHOENICS y Fluent para analizar el aire interior y exterior, si el flujo es suave, etc.
②Estructura envolvente
El diseño de los componentes de la envolvente del edificio (techo, paredes, cimientos, aislamiento térmico, materiales de sellado, puertas, ventanas e instalaciones de protección solar) afecta el consumo de energía del edificio. , el desempeño ambiental, la calidad del aire interior y el confort visual y térmico de los usuarios tienen un impacto fundamental. El costo de agregar una envolvente al edificio normalmente representa sólo del 3% al 6% de la inversión total, mientras que el ahorro de energía puede llegar al 20% al 40%. Al mejorar el rendimiento térmico de la envolvente del edificio, se puede reducir la cantidad de calor exterior que ingresa a la habitación en verano y reducir la pérdida de calor interior en invierno, mejorando así el ambiente térmico del edificio y reduciendo el consumo de calor y frío del edificio. En primer lugar, para mejorar el rendimiento térmico de cada componente de la envolvente del edificio, el enfoque general es cambiar el rendimiento térmico de los materiales que lo componen, como la pared de diodos térmicos recientemente desarrollada en la Unión Europea (diodos térmicos en láminas de bajo costo). solo permite la transferencia de calor unidireccional, puede producir un efecto de aislamiento térmico) y el rendimiento térmico del vidrio que cambia dinámicamente con las estaciones. Luego se selecciona el mejor método de diseño para la combinación envolvente en función del clima local, la ubicación geográfica y la orientación del edificio, guiado por cálculos del software de consumo de energía del edificio DOE-2.0. Finalmente, se evalúa la viabilidad técnica y económica de cada componente y combinación de la envolvente para determinar una envolvente técnicamente viable y económicamente sólida.
③Mejorar la eficiencia energética de los usuarios finales
Los sistemas de calefacción y aire acondicionado altamente eficientes energéticamente solo pueden reducir realmente el consumo de energía de calefacción y aire acondicionado si se implementan simultáneamente con los anteriores -medidas mencionadas para reducir las cargas de refrigeración y calefacción en interiores.
En primer lugar, los sistemas de equipos HVAC que ahorran energía se diseñan de acuerdo con las características y funciones del edificio, como los sistemas de bombas de calor, los sistemas de almacenamiento de energía y los sistemas urbanos de calefacción y refrigeración. Luego, utilice sistemas de monitoreo y gestión de energía para supervisar y regular el confort interior, la calidad del aire interior y el consumo de energía. Por ejemplo, en los países europeos, los sensores miden la temperatura, la humedad y la intensidad de la luz solar del entorno y luego predicen las cargas de calefacción y aire acondicionado basándose en el modelo dinámico del edificio para controlar el funcionamiento del sistema HVAC. En cuanto a otros electrodomésticos y equipos de oficina, conviene intentar utilizar productos certificados de ahorro de energía. Por ejemplo, Estados Unidos fomenta en general el uso de productos "Energy Star", mientras que Australia aplica normas mínimas de rendimiento energético (MEPS) para los electrodomésticos que consumen mucha energía.
④Mejorar la eficiencia energética total
En los sistemas de equipamiento de los edificios, se pierde una gran cantidad de energía en el proceso de conversión de energía primaria en energía final. Por lo tanto, la evaluación debe realizarse desde todo el proceso (incluyendo extracción, procesamiento, transmisión, almacenamiento, distribución y uso final) para reflejar plenamente la eficiencia del uso de la energía y el impacto de la energía en el medio ambiente. Los equipos que consumen energía en los edificios, como aires acondicionados, calentadores de agua, lavadoras, etc., deberían utilizar energía con mayor eficiencia energética. Por ejemplo, como combustible, el gas natural es en general más eficiente energéticamente que la electricidad. El uso de sistemas energéticos de segunda generación puede aprovechar al máximo diferentes niveles de energía térmica y maximizar la eficiencia energética, como la combinación de calor y energía (CHP) y la combinación de refrigeración, calefacción y energía (CCHP).
En segundo lugar, la utilización de nueva energía
En términos de conservación de energía y protección del medio ambiente, la utilización de nueva energía juega un papel vital. La nueva energía generalmente se refiere a energías renovables no convencionales, incluida la energía solar, la energía geotérmica, la energía eólica, la energía de biomasa, etc. La gente ha explorado ampliamente la utilización de diversas energías solares, ha aclarado gradualmente la dirección del desarrollo y ha hecho un uso preliminar de la energía solar, como por ejemplo:
① Como proyecto importante para la utilización de la energía solar, la tecnología de generación de energía fototérmica es relativamente maduros, Estados Unidos, Israel, Australia y otros países han invertido en la construcción de una serie de centrales fototérmicas experimentales y se espera que comercialicen la energía fototérmica en el futuro.
② Con el desarrollo de la generación de energía solar fotovoltaica, se han construido en el extranjero una serie de centrales fotovoltaicas y proyectos de demostración de "techos solares", que promoverán el rápido desarrollo de sistemas de generación de energía conectados a la red; /p>
③En la actualidad, decenas de miles de bombas de agua fotovoltaicas ya están en funcionamiento en todo el mundo.
④La tecnología de los calentadores de agua solares es relativamente madura y existen normas y especificaciones técnicas correspondientes. Sin embargo, las funciones de los calentadores de agua solares aún deben mejorarse aún más y se debe fortalecer la construcción integrada de edificios solares. .
5 Los edificios solares pasivos se utilizan ampliamente debido a su estructura simple y bajo costo. Su tecnología de diseño es relativamente madura y existen manuales de diseño como referencia.
⑥ La tecnología de refrigeración por adsorción solar apareció antes y se ha utilizado en campos de aire acondicionado a gran escala; la refrigeración por adsorción solar se encuentra en las etapas de desarrollo de prototipos y de investigación experimental.
⑦El secado solar y las cocinas solares se han promovido y aplicado hasta cierto punto.
Pero en general, la utilización de la energía solar aún no se ha desarrollado a gran escala, la tecnología aún no es perfecta y el grado de comercialización también es bajo. En cuanto al aprovechamiento de la energía geotérmica, por un lado, la energía geotérmica de alta temperatura se puede utilizar para generar electricidad o directamente para calefacción y suministro de agua caliente, por otro lado, la energía geotérmica de baja temperatura se puede utilizar con ayuda del suelo; bombas de calor de fuente y sistemas eólicos terrestres. La generación de energía eólica es más adecuada para montañas costeras ventosas y edificios de gran altura propensos a vientos fuertes. Ha habido ejemplos de ingeniería exitosos en el Reino Unido y Hong Kong. Sin embargo, en el campo de la construcción, la forma más común de utilización de la energía eólica es la natural. ventilación.