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根据对江苏地区农村住宅建筑节能夜上海论坛的分析,并通过统计大量文献中对农村住宅建筑节能指标的描述,可将江苏地区农村住宅建筑节能评价指标归纳为建筑外形设计、围护结构、设备节能、新能源的利用这四个主要方面进行评价。对这四个指标做进一步分解,可以得出19个子指标,
夜上海论坛 2江苏地区农村住宅建筑节能的综合评价方法
夜上海论坛 2.1信息熵方法对建筑节能评价指标的筛选
夜上海论坛 为了从已经构建的初始评价指标中提取主要评价指标,可以采用信息熵法剔除其中对评价影响不大的指标。具体操作步骤及方法如下:第一步:将初始的指标矩阵进行标准化处理。假定所选的评估对象有N个,初始的指标有M个,则可以构建N×M阶的矩阵,定义为矩阵A。按照式(1)进行标准化后的矩阵为A′。a′ij=(1)第二步:熵值的求取。令pj表示熵值,则,Πij=pj=-ΠijlnΠij(2)第三步:熵权的确定。Wj表示求出的熵权的大小,则,Wj=(3)第四步:确定某个评价指标的具体权重。权重值用Qj表示,则,Qj=(4)第五步:将第三步求出的熵权与第四步求出的具体权重进行结合,剔除冗余指标,确保评价的稳定性。
2.2BP神经网络方法对农村住宅建筑节能的综合评价
BP神经网络可以用于逼近任意的一个非线性的函数,同时具有超强的自适应以及存储能力。采用BP神经进行评价时,其运行的主要思想就是将搜集到数据输入到该系统中,然后系统进行自我训练,拟合各指标间的最优关系,并自动记忆、存储所选指标对综合评价对象的影响权值,继而对类似对象做出客观的评价。在进行BP神经网络训练之前需要构建BP神经网络结构,主要需要以下参数。
夜上海论坛 (1)BP神经网络的节点数与层数的确定BP神经网络结构的确定需先确定输入、输出层节点数、隐含层的层数以及隐含层节点。输入层节点数为指标个数,输出层节点数为建筑节能综合评价指标。在规模不大的情况下,常采用一个隐含层。隐含层节点数可根据式(5)确定。Ny=(5)其中,Ny表示隐含层节点数;Ni表示输入层节点数;No表示输出层节点数;NP表示训练样本个数。
夜上海论坛 (2)BP神经网络相关参数的确定确定BP神经网络结构后,需要确定网络函数的选取、初始权重的确定、期望误差、学习速率、训练次数等相关参数。
3江苏农村住宅建筑节能的综合评价
首先对初始建立的评价指标进行筛选,剔除其中可能对评价结果有干扰的影响因素。聘请10位专家对初始的评价指标进行打分,然后依据信息熵方法进行处理,最终得出的综合评价指标包括b11、b12、b13、b14、b21、b22、b23、b24、b25、b31、b32、b33、b41、b45、b46这15个评价指标。采用三层BP神经网络模型,即输入层、隐含层、输出层各一层,输入节点数为选定的评价指标数15,根据式(5)确定隐含层的节点数为7,输出节点数为1。函数采用Sigmoid函数,初始权值为[0,1]区间的较小的数,误差期望为0.01,学习速率为0.001,训练次数为10000次。笔者选取了江苏省某地区的6个农村住宅建筑作为评价对象,以其中的5个作为训练样本。数据主要是通过调查得到并做归一化处理,聘请相关专家对这几个样本进行综合评分,用t表示。经过训练,将第六个样本作为评价对象,采用该模型进行综合评价,各指标的初始值见表3。采用经训练后的BP神经网络模型进行综合评价,得出的最终评价结果为0.932,这与通过专家打分法得出的评价值0.927相比,误差为0.005,相对误差为0.5%。这充分说明采用BP神经网络模型进行综合评价是可行的,且其评价的精度比较高。
4结语
条件、环境条件宁夏中北部地区的气候特点是:四季分明,春迟夏短,秋早冬长,冬寒而漫长一年采暖期约152天。昼夜温差大,雨雪稀少,蒸发强烈,年蒸发量在1700~2500毫米,风大沙多。年平均日照时数2800小时~3000小时,是中国太阳辐射和日照时数最多的地区之一。年平均降水量180毫米左右,无霜期185天左右。气候条件划分为严寒与寒冷气候带。宁夏中北部地区农村地广人稀,住户与住户之间相对分散,远离城市、远离热电厂,天然气管道、自来水管道、集中供暖管路距离远因投入太大,无法做到乡乡、村村、户户都通天然气自来水集中供暖。宁夏中北部地区在生活、取暖、节能等方面,依靠地理、气候、环境、优势合理应用从而达到节能与环保。
2建筑节能要求
建筑节能的主题是减少建筑耗能,提高建筑中的能源利用。建筑节能必需以不影响人们感觉舒适度为前提,即室内温度冬季不低于18℃,夏季不高于26℃。为此建筑节能势在必行。
3居住建筑节能方法
从以下几个方面考虑入户门、外窗、阳台门窗的选择;外墙内保温、外墙外保温、混合保温;太阳能供热采暖;辅助热源;风光互补发电。4入户门、外窗、阳台门窗的节能入户门选用多功能用户门,其同时具有防盗、防火、保温、隔音等功能。窗的主要功能是采光和通风。在各类建筑窗中,塑料窗在保温节能方面有着优良的性能。外窗及阳台窗采用中空玻璃塑钢窗。中空玻璃它的性能特点:具有良好的隔热、隔音、保温、防结露、降低冷辐射和安全性能。因此中空玻璃具有的保温节能、隔音以及防霜的功能使室外气温在-30℃以下,室内温度达18℃,相对湿度达到85%以上,夹层中也不会结霜而影响视线和采光。节能入户门、外窗、阳台门窗与单层玻璃普通的门窗相比节能72%以上。
夜上海论坛 5外墙外保温、外墙内保温、混合保温
(1)外墙外保温:将绝热材料复合在承重墙外侧,其建筑的热稳定性能好这有利于提高墙体的防水和气密性,使墙体潮湿情况得到改善,使室内温度保持稳定。外墙保温技术的发展与节能材料的革新是密不可分的,建筑节能是以足够的保温绝热材料做基础,以发展节能材料为前提,节能材料的发展又必须与外墙保温技术相结合才能真正发挥作用。为此综合考虑宁夏中北部地区采暖期室外平均温度为摄氏零下6度以下,外墙外保温做法较符合宁夏中北部地区气候条件。实践证明夏季墙体的外保温,能够减少太阳辐射热和室外热空气与外墙的表面热量。在采暖期间采用适当厚度的外墙外保温,可节约失散热能75%。(2)外墙内保温:一般采用在外墙的内侧覆盖保温水泥砂浆墙面、白灰墙面、彩装模等保温材料,无论采用哪种方法或同时使用几种方法,都能使建筑达到保温节能作用。常使用的外墙内保温方法如下:①砂浆抹面法:用水泥、砂、水和外加剂等按一定比例,充分混合均匀后抹涂于墙上的砂浆;②混合砂浆法:用水泥、石灰、砂子、水、混合搅拌,涂抹到内墙壁上用于内墙壁的找平处理;③石膏建材:运用于内墙涂料与涂装的找平;④彩装膜:是一种新装饰材料,它以简单便捷的贴膜形式,在墙壁、水泥墙上直接粘贴,无接头。其保温性、耐温性良好,具有较好的隔热、防水、隔音及防火作用。(3)混合保温:是指外墙内保温与外墙外保温同时使用的保温方式,它的优点避免了外墙内保温的缺点,又加强了外墙外保温的优点,同时使建筑更加保温、防潮、防水、隔音、防火、在坚固的同时提高节能效率,可节约热能80%以上。
夜上海论坛 6太阳能热水、太阳能采暖、辅助热源、风光互补发电
(1)太阳能热水:是一种把太阳能集热器中的热水温水排放出来用于生活用水,其优点是一年四季都能够满足居民一家一户的生活用水,节约大量的能源。(2)太阳能采暖:太阳能采暖一种是把太阳集热器中的温水和水热泵结合起来,由太阳集热器给水热泵提供温水,再由水热泵加热增高温度能够满足要求后给室内采暖提供热源。根据当地气候特点,一年内有一个月为严寒冷冻天气,假如增加太阳能集热器的采光板的面积还无法满足采暖要求时。就要临时启动辅助热源或水热泵系统才能达到要求。在初冬和冬末初春时期是太阳能的高效期它既能够保证生活用水也能保证正常的供暖。这时水热泵停止工作。为此,太阳能采暖既节约了大量的能源又解决了当地农村建筑室内采暖的问题。是一条可持续发展之路。(3)辅助热源:由于天气的影响,太阳能采暖具有很多的不确定性,为确保采暖的可靠性,必须增设辅助热源。辅助热源根据当地的条件选择,可选择电加热,水热泵或生物热能等。当地秸秆、柴薪丰富,在安装使用辅助热源时应首选生物热能。对于秸秆、柴薪丰富的普通家庭应采用生物热能辅助热源。对于家庭条件好或秸秆、柴薪缺少的家庭应采用水热泵、电或煤炭作为辅助能源。(4)风光互补发电:根据宁夏气候特点,气候干燥,风多风力大。年平均日照时数2800小时~3000小时,太阳光充足,采用风力和太阳能发电互补的形式发电。它将电能的一部分作为照明灯用电,而冬季将另一部分再转换为热能供暖。这既提供了照明灯的电能和辅助热源又节约了外购的电能。
7结束语
(1)节能意识不强。
农村建筑与城市确实存在差距,经常受私人利益的影响,只注重外观形势、规模、结构等,节能技术的应用十分匮乏,建筑使用过程中能源损耗自然也就无法控制。
(2)政府支持不够。
夜上海论坛 农村一级的乡镇政府,对建筑节能技术应用缺乏相应的激励机制政策与资金扶植,节能建筑在建设过程中的成本要比正常成本多好多,在农村大多数人还不具备长远的经济眼光,只看眼前成本多少,因此,他们自身还不具备这种经济能力,节能技术应用也就十分困难。
(3)没有相应的法律法规约束。
目前国家法律法规对在新农村建设过程中,建筑节能的应用方面还没有明确的规定与制度,导致农村建筑存在较大的随意性。
夜上海论坛 2建筑节能技术在新农村建设中的应用
建筑主要的能耗包括建筑的护结构、用电、暖通等,在新农村建设中,住宅建设过程中,应该着重这些方面节能技术的应用,尤其是近些年来一些高新技术成果,更应该要快速的应用在建筑中,高效节能的建筑让人们的生活质量快速提高。住宅房屋的护结构的能耗占供暖能耗的30%,热传导和冷风渗透是造成建筑能耗的主要原因。因此,我们必须要采用隔热性能、保暖性能俱佳的材料,使我们建筑内部一直处于恒温状态。
(1)建筑外墙
空心砖施工技术应用:正常情况下建筑外墙都是用整块砖平砌、长圆孔顺着墙长的方向设置,空洞要垂直,空心砖不可砍凿。整砖数量不足时要用实心砖外砌,并用实心砖砌筑预埋件和管道的洞口,在进行砌筑时注意不要将凿孔掩埋,避免造成通缝,冷热桥,不密实的现象。用空心砖砌成的墙体,隔热、保温效果非常明显,是现在建筑施工的首选。保温材料的应用:新型墙体材料指的是除实心粘土砖以外所有墙体材料的统称,是新型节能材料中的一种。是采用先进加工工艺制成的符合现代建筑要求的建材,最大优点是能够起到节约资源的作用。此类材料保温效果非常好。在实际施工时应该注意以下几点,首先是对外墙基面的处理,清洁-润湿-修平,再有涂胶要均匀,最后安装要整齐,注意边角缝隙。墙体材料的选择和外墙色彩的应用对改善室内环境和节能环保具有重要的现实意义.而在寒冷地区建筑外墙色彩应以深色为主,以获得太阳的热量。
(2)门窗
门窗是建筑的通风及照明主要组成部分,在隔热、保温的同时,还要具有降噪、透明的作用。目前我国已近推出了最新型的、低辐射的玻璃,其特点反射率低,透光性、吸热性强,保温效果极佳。尤其是我国北方应用和推广极快。窗框首选是比较经济的单框塑钢窗,经济耐用,密透性能佳。窗户的大小是与房屋面积成比例的,我们必须要按着国家的建筑节能标准进行设计,安装。
(3)屋面
在新农村建设过程中,对建筑屋面的节能技术应用是多元化的,目前最具代表的是“土地空间化”的概念,建筑与绿化相结合。屋面建筑分为几层,第一是防水层,第二是保温隔热层,第三是绿化土壤层。这种屋面经济、实用性极强,在城市中个别的建筑屋面也有人开始这种屋面设计。屋面的绿化可以防止阳光的直接照射,恒定屋内的温度,绿化设计的房屋建筑环境温度比正常的要低3-5℃
3未来发展
夜上海论坛 新农村建设不断向前发展,节能环保意识已经成为人们最新的理念,现在普遍关注的是建筑材料是否环保、是否节能、有没有污染、对人体的危害如何等等。因此,我们要积极的应用和推广新的建筑节能技术,同时也要不断创新和研发新的技术,合理、科学的利用太阳能技术、先进的防辐射材料、节能环保的施工技术等等。
4结束语