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Energiesparende Technologie für das Gebäudegehäuse

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Von Adelaide Walsh am 28/06/2024
Stichworte:
Energieeinsparung und Emissionsreduzierung
erneuerbare Energie
intelligente Gebäude

1. Energieeinsparungsstandards für verschiedene Gebäudetypen in meinem Land

Die Lebensdauer eines Gebäudes kann mehr als 50 Jahre betragen. Insbesondere im Sommer entfällt der Stromverbrauch für die Klimaanlage des Gebäudes etwa ein Drittel des Gesamtspitzenstromverbrauchs. Wenn der tägliche Energieverbrauch des Gebäudes reduziert werden kann, sind die erzielten Energieeinsparungen sehr signifikant. Um die effektive Nutzung von Energie zu fördern und ohne die Sicherheit, Gesundheit und den Komfort der Lebensumgebung zu beeinträchtigen, sind die Benchmarks für den energieeffizienten Entwurf verschiedener Gebäudearten in unserem Land klar definiert.

Der energieeffiziente Entwurf der Gebäudehülle bezieht sich neben der Klimazone auch auf den Typ des Daches, die durchschnittliche Wärmedurchlässigkeit (Uar), die Oberlichtdurchlässigkeit (HWS) und die sichtbare Lichtreflexion des Glases nach außen. (GRc) und vier weitere Punkte sollten niedriger sein als ihre entsprechenden Benchmark-Werte.

2. Managementbenchmark für durchschnittliche Wärmedurchlässigkeit von Außenwänden und Dächern

Das Dach eines Gebäudes ist den ganzen Tag der Sonne ausgesetzt und absorbiert eine große Menge an solarem Strahlungswärme. Die absorbierte solare Strahlung erhöht die Temperatur der äußeren Oberfläche des Daches. An einem sonnigen Sommertag kann die Temperatur auf der äußeren Oberfläche des Daches in der Regel zwischen 40 und 50°C liegen. Zur Mittagszeit, wenn die Sonne scheint, kann sie sogar über 60°C erreichen.

Bei einem so hohen Temperaturunterschied zwischen den Innen- und Außenflächen kann ein Dach ohne gute Isoliereigenschaften im Sommer leicht zur größten Wärmequelle im Innenbereich werden. Daher führen die technischen Bauvorschriften meines Landes die Stärkung der Wärmedämmleistung des Daches als Schlüsselprojekt des Gebäudeenergiemanagements auf und verwenden die durchschnittliche Wärmedurchlässigkeit des Daches (Uar) als Indikator. Eine der Bauvorschriften schreibt vor, dass die durchschnittliche Wärmedurchlässigkeit des Daches weniger als 0,8 W/m2.K betragen sollte, um die Wärmeleitung aufgrund des Temperaturunterschieds zwischen den inneren und äußeren Oberflächen des Daches zu unterdrücken; die andere schreibt vor, dass die durchschnittliche Wärmedurchlässigkeit der Außenwand und die durchschnittliche Fensterwärmedurchlässigkeit niedriger sein sollten als der Basiswert.

Die Wärmedurchlässigkeit (U-Wert) und der Wärmedurchlasswiderstandswert (R-Wert) sind zwei Indikatoren, die die Wärmeleistung einer Gebäudewand oder eines Daches messen. Der R-Wert repräsentiert die Fähigkeit der Gebäudewand oder des Daches, die Wärmeübertragung zu verhindern. Je höher der R-Wert einer Wand oder eines Daches ist, desto stärker ist die Wärmedämmleistung der Wand oder des Daches; der U-Wert repräsentiert die Menge an Wärmeleitung zwischen den Innen- und Außenflächen der Wand oder des Daches, was dem R-Wert entgegengesetzt ist. Je niedriger der U-Wert, desto geringer ist der Wärmetransfer und desto besser ist der Isolationseffekt der Wand oder des Daches.

Der Wärmeleitwert (k-Wert) und die Dicke können verwendet werden, um den Wärmedurchlasswiderstandswert (R-Wert) und den Wärmedurchgangswert (U-Wert) eines Materials zu messen. Für ein einzelnes Baumaterial wird der Wärmedurchlasswiderstandswert (R-Wert) wie folgt berechnet:

R=d/k
in
R: Wärmedurchlasswiderstandswert, m2.K/W
d: Materialdicke, m
k: Wärmeleitfähigkeitskoeffizient, W/m.K

Im Allgemeinen besteht die Wand oder das Dach eines Gebäudes aus einer Kombination von Materialien, und ihr Gesamtwärmedurchlasswiderstandswert (Rt-Wert) wird wie folgt berechnet:

Rt = Ro + d1 / k1 + d2 / k2 +…dn / kn + Ri
in
Ro: Wärmedurchlasswiderstand der Luftdünnschicht auf der äußeren Oberfläche, m2.K/W
Ri: Wärmedurchlasswiderstand der Luftdünnschicht auf der inneren Oberfläche, m2.K/W
k: Wärmeleitfähigkeitskoeffizient des Bauteilmaterials, W/m.K
d: Dicke des Grundmaterials, m

Der Wärmedurchgangswert (U-Wert) einer Gebäudewand oder eines Daches repräsentiert die direkt von der Einheitsfläche der Gebäudewand oder den inneren und äußeren Oberflächen des Daches in Einheitstemperaturunterschied und Einheitszeit unter stabilen Wärmeübertragungsbedingungen geleitete Wärme. Sein Wert ist gerade der Kehrwert des Wärmedurchlasswiderstandswerts (Rt-Wert) der Wand oder des Daches, wie in der folgenden Formel gezeigt. Je niedriger der U-Wert eines Baumaterials, desto besser ist seine Wärmedämmung.

U=1/Rt

Das gemeinsame PS-Isolationsplattendach wird verwendet, um zu veranschaulichen, wie der Uar-Wert berechnet wird. Aus diesem Berechnungsbeispiel können wir auch den Einfluss des Wärmedurchgangswiderstandswerts (R-Wert) verschiedener Materialien auf den Isolationseffekt von Wänden und Dächern verstehen. Die Wärmedurchgangswiderstandsleistung herkömmlicher RC-Betonbaustoffe ist nicht sehr gut. Nur durch die Verwendung von Wärmedämmstoffen für die Wärmedämmbehandlung können gute Ergebnisse erzielt werden. Wenn dasselbe Gebäude unterschiedliche Dachstrukturen aufweist, wird die durchschnittliche Wärmedurchlässigkeit seines Daches gewichtet nach Fläche berechnet, wie folgt:

Uar=(Uar, 1×Ar, 1+Uar, 2×Ar, 2+…Uar, n×Ar, n)/(Ar, 1+Ar, 2+…+Ar, n)

3. Verwaltungsstandards für die Transmission von Fenstern und Dachfenstern

Die Verwendung einer Glaslichtabdeckung auf dem Dach des Atriums oder des Gehwegs eines Gebäudes kann die Helligkeit des Lichts erhöhen und den Stromverbrauch der Beleuchtung reduzieren, was für die Energieeinsparung bei der Beleuchtung von großer Bedeutung ist. Aber andererseits führt das durch das Dachfenster eingeführte Licht auch die Strahlungswärme der Sonne in den Raum ein. Das eingeführte Sonnenlicht wird vom Boden absorbiert und wird zu langwelliger Strahlung. Aufgrund der Eigenschaften von Glas dringt langwellige Strahlung nicht leicht durch das Glas und kehrt nicht nach draußen zurück. Darüber hinaus ist die spezielle Position des Oberlichts in der Regel ein Glasfenster, das nicht geöffnet werden kann. Wenn es nicht richtig gestaltet ist, können diese Atrien oder Gehwege leicht zu einem Treibhaus werden und den Stromverbrauch von Klimaanlagen erhöhen.

Daher schreiben die technischen Regeln für Gebäude vor, dass bei einem Dach durchscheinendes Oberlicht mit einem horizontalen Elevationswinkel von weniger als 80 Grad und einer horizontalen Projektionsfläche (HWa) von mehr als 1,0 m2 die solare Transmittanz (HWs) des durchscheinenden Oberlichts niedriger sein sollte als ihr Benchmarkwert (HWsc). Dies gilt jedoch nicht, wenn die Außenwand eines Gebäudes mehr als die Hälfte des Raums freiliegt.

4. Energieeinsparungsmanagementindikatoren für verschiedene Gebäudetypen

Unsere Länderbauvorschriften verwenden ENVLOAD als Energieeinsparungsmanagementindikator für Bürogebäude, Kaufhäuser, Hotels und Krankenhausgebäude.

5. Tägliche Energieeinsparungsbewertungsindikatoren für grüne Gebäude

Die technischen Regeln für den Gebäudebau enthalten nur Energieeinsparungsbestimmungen für die Gestaltung der Gebäudehülle, aber es gibt keine entsprechenden Bestimmungen für die Energieeffizienz von Klima- und Beleuchtungssystemen, die den größten Anteil am Stromverbrauch im täglichen Energieverbrauch von Gebäuden ausmachen. Daher integriert das Bewertungssystem für grüne Gebäude die drei Aspekte der energieeffizienten Gestaltung der Gebäudehülle, der Klimaanlagen und der Beleuchtungseffizienz, um zu einem "täglichen Energieeinsparindikator" zu werden.

In Bezug auf die Bewertung der Energieeinsparung der Gebäudehülle ist der qualifizierte Benchmark für den Energieverbrauch der Hülle eines zertifizierten grünen Gebäudes um 20% strenger als die Energieeinsparungsvorschriften, die im Bautechnikgesetz festgelegt sind. Die Energieeinsparungsbewertung von Klimaanlagen umfasst die Verhinderung von Überdimensionierung der Hauptgeräte und die Förderung der Verwendung von Hochleistungsgeräten und Klimaanlagen-Energieeinsparungstechnologien. Klimaanlagen können in drei Typen unterteilt werden: zentrale Klimaanlagen, Fenster- und Split-Klimaanlagen. Für Gebäude, die zentrale Klimaanlagen verwenden, umfassen die Bewertungspunkte die Wirtskapazitätseffizienz HSC und die Energieeinsparungseffizienz des Klimaanlagensystems EAC. Gebäude mit separaten Klimaanlagen können von der Bewertung des energieeffizienten Klimaanlagendesigns befreit werden.

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