建筑节能论文范文

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论文摘要：分析了我国北方农村地区建筑现状，针对农村建筑的特点，提出一些建筑节能设计措施以及能源综合利用方式。强调农村建筑规划体系建立和建筑节能的管理，以期为北方广大农村农民提供一个健康、舒适的节能建筑。

随着现代化建设的发展，我国农民的生活水平不断的提高，他们对自己的居住条件的要求也越来越高。长期以来，我国北方农村地区建筑特点是占地多，建造技术水平低，缺乏科学性，甚至是忽视最基本的建筑热工性能和舒适性要求，特别是缺乏统一的建筑规划，能源利用率低，导致其建筑土地利用率低，保温隔热性能差，能耗大，舒适度低。因此，为了提高农民生活质量，应以改善居住条件为重点，科学制定农村建筑规划体系，因地制宜地在广大北方农村地区推广建筑节能技术，发展节能建筑。

1农村建筑节能设计

1.1北方农村建筑现状分析

我国北方地区农村建筑要适应日常居住生活和农副业生产的双重需要，居民建筑类型大多为单户、双户以及多户并联的建筑类型。长期以来，我国农村建筑大多为个人建造，农民随意建设，农村建筑缺乏规划和设计，造成建筑的功能划分不合理，用地浪费。在房屋建设的过程中，由于技术和施工条件的限制以及经济条件的制约，农民建房时多选用一些落后的建材，围护结构的设计仍采用传统的做法，致使其建筑能耗大，不利于节能。

1.2建筑规划布局

我国北方农村大多地区冬季寒冷，夏季炎热。建筑规划选址中应充分利用当地的自然地理优势，根据当地的气候特点，合理地安排建筑与周围环境因素之间的关系。在建筑平面的布局时，要充分考虑当地农民的生活习惯，合理地安排建筑物功能分区。

1.2.1建筑选址应避免在山谷、沟底等区域，这主要考虑冬季气流在这些区域里形成对建筑物的“霜洞”效应，会使其能耗增加。建筑朝向应根据当地的地理条件和气候条件，选择最有利的自然采光和通风的区域，注意冬季防风和夏季有效利用自然通风，减少能耗。

1.2.2建筑类型上应多采用两户或多户并联的布置形式，减少建筑体系系数，有利于降低建筑能耗。

1.2.3根据当地农民生活习惯，将居住建筑和农副业生产用房进行合理的划分。例如将卧室、大堂宜布置在南向，饲养室、农副产品加工室宜布置在北向。

1.2.4规划中应注重绿化环境。绿化可以改善建筑群体的气候条件，可以调节气温、降低温室效应、隔热遮阳、减少噪声，是优化建筑室内环境、减少建筑能耗的有效措施。

1.3建筑围护结构节能设计

1.3.1外墙

外墙散失的热量约占整个围护结构总能耗的25～28%，因此应在寒冷地区的北方农村建筑外墙设计中应采用外墙外保温。依据当地已有的原材料，合理选择建筑外墙材料，推广使用空心砖或混凝土空心小砌块等节能砖。同时在建造时灵活选取构造措施，利用农村地区容易获得的材料（稻壳，麦秸等）作为外墙保温材料，使外墙获得良好的隔热效果。

1.3.2屋面与地面

北方地区农村建筑屋面散热量占总散热量的15%左右，地面约为6%。在屋面建造时应采用坡屋顶，设置架空层或平屋顶，设置吊顶层。选用导热系数小，吸水率低，易于就地取材的保温材料。重视地面保温，在地面垫层下铺设廉价的炉渣等其他保温材料，并注意地面防潮设计，减少地面散热量。

1.3.3门与外窗

长期以来，北方农村建筑的门窗建造较为简陋，大部分为单层，而且密封性较差。外窗的热损失量，约占整个房屋的30%。为了减少外窗的热损失，在满足自然通风和采光的要求下，减少窗墙比，应采用双层窗或单框双玻璃窗，增强其密封性，以此来提高窗的总热阻。外门应采用双层，若采用单层应作保温处理，提高外门的隔热性能。尺寸较大的门窗应在室内加装门窗帘，也有利于减少门窗的热损失。

2能源的综合开发与应用

2.1太阳能开发与应用

北方农村地区有着丰富的太阳能资源，建造太阳能综合利用建筑，在屋顶放置太阳能利用设备可提供生活热水、采暖系统以及照明等综合应用。特别是近年来太阳能低温地板辐射采暖系统的应用，适合应用在无集中供暖的农村建筑。在过渡季节，利用太阳能热水还可以强化自然通风。

2.2沼气开发与应用

沼气是一种清洁的可再生能源。在北方广大农村地区各种农作物的秸秆，牲畜的粪便等都可以作为产生沼气的原料。沼气不仅用来解决农村燃料缺乏问题，也可以应用沼气进行采暖和照明等综合利用。另外沼液和沼渣可以作为有机肥料，施在农田和果园里。沼气建设与种养殖业结合，通过资源的优化配置，延伸了经济链，使能源得到有效的循环利用。目前我国农村大多采用单户的沼气建设，受技术条件的限制经常沼气产量不足，而且安全性较差。建议采用多户集中建造高效的沼气设施，集中管理，有效利用资源，这样能使沼气设施能源利用率高，便于为广大农民提供高效、洁净、安全的沼气能源。2.3其他能源的开发与应用

我国有着丰富的浅层地热能源，在北方农村地区可以开发利用当地的地热资源，为集中规划建造的村镇建筑群提供热源，宜于集中热水供应和采暖设施建造，从而节约燃料的使用。在北方农村的一些地区风能资源也较为丰富，利用其建造风力发电，供应日常的生活和照明用电，既方便又廉价，节约用电。

3农村建筑节能管理

农村建筑的节能不仅仅是在体现在节能设计，节能管理也是很重要的一方面。建立健全建筑节能管理机制，是落实建筑节能规划设计的前提。首先，在新建农村建筑时应注重改变观念，统一规划建设，进行初期的建筑项目可行性论证报告以及综合利用能源的可行性方案设计。要按照节能设计和规范进行建造，加强节能设计，充分利用当地易于取得的廉价又节能的建筑材料。其次，在建筑建成后注重农民节能意识培养，统一管理一些集中的公用能源设施，例如集中的沼气设施或采暖系统。

4结束语

目前，在我国北方农村地区由于经济条件的制约，多数农村建筑未能使用节能设计，这就需要国家和当地政府提供政策和经济支持，开发出适合在农村地区的廉价节能的建筑材料和能源利用设备，树立可持续发展观念，建立农村建筑规划管理体系，在农村地区大力推广节能建筑，为广大农民创造一个健康、舒适的居住环境。

参考文献：

[1]牛明成，谷延霞，韩璐.新农村住宅节能研究[J].山西建筑，2007，33（22）：238-239．

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新建建筑围护结构的变化是建筑节能的核心内容，其节能效果主要依靠改善并提高围护结构的保温隔热性能来实现.建筑围护结构节能主要包括墙体、门窗、屋面、楼地面等部位采取保温隔热措施，这些保温隔热措施的采用有利于建筑主体结构保护、新型绿色建材的推广以及工程质量的提高.

1.1墙体节能

墙体是建筑护结构的主体，其所采用材料和砌筑型式直接影响着建筑物的耗热量.由于单一材料的墙体往往难以同时满足较高的保温隔热功能，尤其是寒冷和严寒地区，因而可以在单一材料墙体的基础上增设一层有保温功能的材料组成复合墙体，通常墙体保温材料有聚苯乙烯硬质泡沫塑料、玻化微珠、聚苯乙烯保温颗粒等等.另外，可以通过墙面的垂直绿化以及色彩的不同，降低墙面太阳辐射和较高的吸收太阳辐射，而且还美化环境.

1.2门窗节能

由于高校建筑的使用学生数众多，为满足自然的日照、采光、通风等要求的前提下，设计的门窗洞口尺寸均较大，以致于门窗是能耗散失的最薄弱的部位.户门和阳台门应结合防火以及防盗的要求，在门的空腹内填放15～18mm厚玻璃棉板或岩棉板.窗户节能技术主要从减少渗透、传热和太阳辐射三个方面采取措施.如使用新型的、密封性良好的塑性窗框加上双层中空玻璃；门窗框与墙间的缝隙可用弹性密闭型材料和边框设灰口等密封；窗扇与窗扇之间可用密封条、压条以及高低缝等形式.

1.3屋面节能

屋面节能主要通过改善屋面的热工性能阻止热量的传递，主要节能技术有：选用密度较小、热导率较低、吸水率较小的保温材料做屋面保温层，如采用膨胀珍珠岩保温芯板代替常规的水泥珍珠岩或沥青珍珠岩；采用架空、蓄水、种植或铺贴绝热反射膜等方式做屋面的隔热层；在屋面构造形式上采用目前发达国家流行的倒置保温做法，即将保温层置于屋面防水层之上，改变传统的把无机多孔材料（如膨胀珍珠岩、炉焦渣）置于防水层与结构层之间的不利做法.

1.4楼地面节能

高校建筑主要是公共建筑，使用人数众多，显然做成木地板或类木地板是不合适的.因此，可以将楼地面保温节能做成层间楼板（底面不接触室外冷空气）和底面接触室外空气的架空或悬挑，保温层可直接设置在楼板底面；采用不采暖的地下室顶板作为首层的保温隔热，加强房间与房间的保温隔热.另外，用于楼地面节能工程的保温隔热材料，其厚度、密度、压缩强度、导热系数和阻燃性必须符合设计要求和有关标准的规定.各种保温板或保温层的厚度不得有负偏差.

1.5利用太阳能

我国太阳能资源丰富，陆地每年接受的太阳辐射能相当于2.4×1012t，大约2/3国土面积的总辐射量超过0.6MJ/m2.太阳能是可再生能源，不仅资源丰富，免费使用，而且对环境无任何污染，有着矿物能源不可比拟的优越性.高校作为引领社会发展、社会进步的重要力量，在建设节约型社会中起着不容忽视的作用，应加大对太阳能源充分利用技术的相关研究，在高校这个耗能大户里优先、全面的使用太阳能技术并积极推广，以降低整个社会对不可再生能源的需求.太阳能在建筑上的利用技术主要有被动式太阳能取暖、太阳能集热供热水、太阳能发电、主动式太阳能取暖和空调等.这里面值得一提的是太阳能空调，由于在我国的建筑终端能耗中，空调能耗占据着相当大的比例.利用太阳能制冷主要有两种途径：一是利用光电转换器实现以电制冷；二是利用太阳能集热器实现光热转换，以热制冷.具体实现太阳能制冷的系统主要有：太阳能吸附式制冷系统、太阳能吸收式制冷系统、太阳能蒸汽喷射式制冷系统、太阳能除湿式制冷系统以及太阳能蒸汽压缩式制冷系统.安徽省政府、教育厅决定在全省106所高校的教学科研场所、学生宿舍和食堂安装空调，实施“空调进高校”工程，这对于高校利用太阳能空调技术来建筑节能，无疑是一个重要的发展平台和良好的基础条件.

2新建建筑节能检测技术

2.1节能检测技术发展现状

结合我国现时国情并达到降低建筑能耗的目的，国家于2007年颁布并实施了《建筑节能工程施工质量验收规范》（GB50411-2007），这是我国第一本关于建筑节能方面的规范和标准，全面规定了在建筑节能工程方面需要验收的项目以及建筑设计、施工中部分强制性执行的标准检测项目，为建筑节能施工提供了基础和必要的施工要求和验收标准.以后我国又陆续颁布并实施了《公共建筑节能检测标准》（JGJ/T177-2009）、《民用建筑节能设计标准》（JGJ26-95）和《居住建筑节能检测标准》（JGJ/T132-2009）等建筑工程行业标准，为新建建筑的各类节能现场检测方法标准提供了技术支持和较为科学的测试依据.目前新建建筑节能检测技术主要在建筑围护结构方面有所研究，国内外相关专家、学者也做过一些探讨和研究[3].如山东建筑大学潘雷等人对建筑围护结构的现场检测技术进行了研究，并采用数值模拟的方法计算出适用于不同保温形式围护结构的修正系数.北京中建建筑科学技术研究院费慧慧等人对新建建筑节能现场检测技术的影响因素进行了分析研究，提出了影响现场检测技术的主要因素及解决方法.山东省建设发展研究院的朱传晟总工对建筑节能现场检测技术的基本原理进行了研究，如热流计法、热箱法和红外线摄像仪法，重点对热流计法的检测技术进行了深入探讨.扬州大学杨鼎宜教授等用冷热箱法测定了稳定传热状态下混凝土空心砌块砌体的保温隔热性能等.国外对于建筑物围护结构热工性能的现场检测技术研究及报道也处于起步阶段，而且大多在实验室里完成对建筑材料的热工性能检测，相关的检测性能参数也是在稳定的状态下完成的，如日本对建筑围护结构的对流换热系数进行了测试，提出了建筑物围护结构对流换热系数和风速的关系式.

2.2新建建筑节能检测技术

2.2.1热箱法

热箱法检测技术是需要人工制造一个传热的模拟环境.具体做法可以参考如下：分别在试验试件两侧各布置一个所需温度、风速和辐射条件的热箱和一个冷箱，待试验环境条件达到稳定后，采用相应的仪器设备，分别量测冷、热箱体内壁的温度、模拟环境的空气温度、试件的表面温度以及计量箱中的输入功率，再根据物理计算相关原理和公式，计算出被测试试件的传热的性能指标，如热阻、表面换热系数等相关指标.热箱法检测测试技术适用于室外相对湿度不高于60%，室外空气平均温度不高于25℃的自然环境，且试验所用热箱的内部温度不低于室外自然最高温度8℃的情况[4].在建筑构造方面，热箱法检测技术对于门窗、楼板、外墙的传热性能指标的室内实验室检测非常有利，测试的结果一般较精确.由于需要模拟试验环境和条件的限制，此种方法不适宜用于现场施工的检测，但自然气温对实验室试验的结果影响微乎甚微，可以用实验数据作为现场施工的参考.

2.2.2热流计法

建筑耗热测定中最为常用的仪表就是热流计，也是传统的建筑能耗量测仪表，主要适用于对各种材料组成的围护结构的热工性能进行分析.使用时将其传感器埋设在绝热结构内或贴敷在绝热结构的外表面，可直接测量得到热（冷）损失值.检测时间宜选择一年中最为寒冷的月份，要求室内外自然气温差必须大于20℃的条件下才能测试，而且要求室外气温的变化起伏不是很大，测试的条件应放在至少稳定7d的人为制造室内外温差或连续采暖条件下的房间里进行，以此来保证测试数据结果的准确性和客观性.根据大量的试验数据结果显示，室内外空气温差愈大，热流计读数的误差相对愈小，计算所得之结果亦较为精确，因此此法受季节影响较大，一般需要在冬季才采用此法.

2.2.3红外热摄像仪法

红外热像技术是目前新研发的一种建筑节能检测手段，也是基于红外线技术理论以及先进的红外图像处理技术、光电子技术和红外线探测器技术的一种非接触性的、综合性的测量技术高科技产品.红外热像技术的原理是利用摄像仪对新建建筑物的围护结构的热工缺陷进行检测，分析检测得到的各种热像图来显示各种建筑构造有无热工缺陷，并对分析检测结果做比较参考，以此作为验收、修复、增强建筑节能施工措施的理论数据依据.红外热像技术既不破坏被测物体或试件的温度场，又能测量细微目标和运动中的目标[5].此法具有可利用计算机存储测量数据和处理分析，方便长期保存和几何运算；采用不同的颜色来区分并显示被测物体温度的热图像；对于温度的分辨率较高，精度可达到0.01℃；现场节能检测的红外热像仪器具有携带方便、操作简单、还可以形象、直观地显示物体表面的温度场，为简化检测程序和优化检测数据等都有很大益处.此法具有较多优点且不受季节的限制，还可以远距离测定建筑构造的热工缺陷，这必将会极大地完善和提高新建建筑节能现场检测技术，所以具有广阔的应用和开发前景.

3存在的问

题（1）检测技术和设备的不完善性.新建建筑的几种检测方法本身的不完善性给检测数据结果的真实性和客观性产生影响，因此如何针对地区气候特点和建筑能耗特征研究制定出检测精度高、快速准确的节能检测系统是一个迫切现实问题[6].（2）现场与实验室的对比检测结果差异较大.由于现场检测条件受自然气候条件、新建建筑构造自身状态、安装设备系统运行条件等众多因素的影响和制约，一般地，造成检测结果与标准理想状态偏离较大，测试结果不具有实际的指导意义.但在标准的实验室条件下，易将被检测试件的周边模拟或制造成近似热绝缘状态，对于检测试件的热工传导系数的测试结果较为准确.由此造成虽然采用的是相同的原理和方法进行检测，但是得到的检测结果却大相径庭，对成果的取用造成混乱.（3）检测方法有待统一.随着科技的不断进步和发展，建筑节能检测方法由传统的、粗略的检测技术向新型的、精确的测试方法迈进，还有一些衍生发展出来的检测技术和方法，形成了很多对有关热工传导系数的检测技术和方法标准.该如何统一规范测试条件和检测方法，建立一个比较同种项目的检测技术使用和结果的平台，建设行政主管部门以及相关高校还须对检测技术进行大力研究和发展，并根据实际情况制定节能检测的标准和规范，以保证行业的发展需要.（4）专业型建筑节能检测人才队伍匮乏.目前高校开办建筑节能检测的本科专业较少，一般都是研究生以上才有相关的研究方向，这就造成社会上的建筑节能检测行业的从业人员学历水平不高，对于专业型的人才更是缺乏.以致目前大多建筑节能检测人员由原实验室的土木工程材料实验人员转型而来，专业知识水平不高，对新型检测技术和方法知之甚少.因此，为加快建筑节能技术的应用和发展、降低新建建筑能耗量，建筑节能检测专业人才的培养将是我国未来“十三五”规划中必不可少的建设内容，也是高校培养人才类型的一个重要方面.

4结论与建议

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根据对江苏地区农村住宅建筑节能的分析，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，

2江苏地区农村住宅建筑节能的综合评价方法

2.1信息熵方法对建筑节能评价指标的筛选

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。

（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。

（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

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论文摘要:建筑节能有利于从根本上促进能源资源节约和合理利用,缓解我国能源资源供应与经济社会发展的矛盾;有利于加快发展循环经济,实现经济社会的可持续发展;有利于长远的保障国家能源安全、保护环境、提高人民群众生活质量、贯彻落实科学发展观。建筑设计是其中一个很重要的环节。本文从建筑节能的基础出发,对建筑节能设计方面进行了探索。

一、引言

建筑节能是整个建筑全寿命过程中每一个环节节能的总和。是指建筑在选址、规划、设计、建造和使用过程中,通过合理的规划设计,采用节能型的建筑材料、产品和设备,执行建筑节能标准,加强建筑物节能设备的运行管理,合理设计建筑围护结构的热工性能,提高采暖、制冷、照明、通风、给排水和管道系统的运行效率,以及利用可再生能源,在保证建筑物使用功能和室内热环境质量的前提下,降低建筑能源消耗,合理、有效地利用能源。

如果继续执行节能水平较低的设计标准,将留下很重的能耗负担和治理困难。庞大的建筑能耗,已经成为国民经济的巨大负担。因此建筑行业全面节能势在必行。

二、建筑节能的重要性

目前世界范围内石油、煤炭、天然气三种传统能源日趋枯竭,人类将不得不转向成本较高的生物能、水利、地热、风力、太阳能、核能,而我国的能源问题更加严重。

我国能源发展主要存在四大问题:①人均能源拥有量低、储备量低;②能源结构依然以煤为主,约占75%,全国年耗煤量已超过13亿t;③能源资源分布不均,主要表现在经济发达地区能源短缺和农村商业能源供应不足,造成北煤南运、西气东送、西电东送;④能源利用效率低,能源终端利用效率仅为33%,比发达国家低10%。

随着城市建设的高速发展,我国的建筑能耗逐年大幅度上升,已达全社会能源消耗量的32%,加上每年房屋建筑材料生产能耗约13%,建筑总能耗已达全国能源总消耗量的45%。我国现有建筑面积为400多亿m2,绝大部分为高能耗建筑,且每年新建建筑近20亿m2,其中95%以上仍是高能耗建筑。如果继续执行节能水平较低的设计标准,将留下很重的能耗负担和治理困难。庞大的建筑能耗,已经成为国民经济的巨大负担。因此建筑行业全面节能势在必行。

三、建筑节能设计的重要性

建筑节能设计是全面的建筑节能中一个很重要的环节,有利于从源头上杜绝能源的浪费。

(一)整体及外部环境的节能设计

建筑整体及外部环境设计是在分析建筑周围气候环境条件的基础上,通过选址、规划、外部环境和体型朝向等设计,使建筑获得一个良好的外部微气候环境,达到节能的目的。

1合理选址

建筑选址主要是根据当地的气候、土质、水质、地形及周围环境条件等因素的综合状况来确定。建筑设计中,既要使建筑在其整个生命周期中保持适宜的微气候环境,为建筑节能创造条件,同时又要不破坏整体生态环境的平衡。

2合理的外部环境设计

在建筑位址确定之后,应研究其微气候特征。根据建筑功能的需求,应通过合理的外部环境设计来改善既有的微气候环境,创造建筑节能的有利环境,主要方法为:①在建筑周围布置树木、植被,既能有效地遮挡风沙、净化空气,还能遮阳、降噪;②创造人工自然环境,如在建筑附近设置水面,利用水来平衡环境温度、降风沙及收集雨水等。

3合理的规划和体型设计

合理的建筑规划和体型设计能有效地适应恶劣的微气候环境。它包括对建筑整体体量、建筑体型及建筑形体组合、建筑日照及朝向等方面的确定。像蒙古包的圆形平面,圆锥形屋顶能有效地适应草原的恶劣气候,起到减少建筑的散热面积、抵抗风沙的效果;对于沿海湿热地区,引入自然通风对节能非常重要,在规划布局上,可以通过建筑的向阳面和背阴面形成不同的气压,即使在无风时也能形成通风,在建筑体型设计上形成风洞,使自然风在其中回旋,得到良好的通风效果,从而达到节能的目的。日照及朝向选择的原则是冬季能获得足够的日照并避开主导风向,夏季能利用自然通风并尽量减少太阳辐射。然而建筑的朝向、方位以及建筑总平面的设计应考虑多方面的因素,建筑受到社会历史文化、地形、城市规划、道路、环境等条件的制约,要想使建筑物的朝向同时满足夏季防热和冬季保温通常是困难的,因此,只能权衡各个因素之间的得失,找到一个平衡点,选择出适合这一地区气候环境的最佳朝向和较好朝向。超级秘书网

(二)单体的节能设计

单体的节能设计,主要是通过对建筑各部分的节能构造设计、建筑内部空间的合理分隔设计,以及一些新型建筑节能材料和设备的设计与选择等,来更好地利用既有的建筑外部气候环境条件,以达到节能和改善室内微气候环境的效果。

1建筑各部位的节能构造设计

建筑各部位的节能构造设计,主要是在满足其作为建筑的基本组成部分功能的同时,通过对各部位(屋顶、楼板、墙体、门窗等)的造型、结构、材料等方面加以进一步设计,充分利用建筑外部气候环境条件,达到节能和改善室内微气候环境的效果。

屋顶的节能设计。屋顶是建筑物与室外大气接触的一个重要部分,主要节能措施为:①采用坡屋顶;②加强屋面保温措施;③根据需要,设置保温隔热屋面(架空隔热屋面、蓄水屋面、种植屋面等)。

楼板层的节能设计。主要是利用其结构中空空间,以及对楼板吊顶造型加以设计。如将循环水管布置在其中,夏季可以利用冷水循环降低室内温度,冬季利用热水循环取暖。

建筑护墙体的节能设计。墙体的节能设计除了适应气候条件做好保温、防潮、隔热等措施以外,还应体现在能够改善微气候环境条件的特殊构造上,如寒冷地区的夹心墙体设计、被动式太阳房中各种蓄热墙体(如水墙)设计、巴格达地区为了适应当地干热气候条件在墙体中的风口设计等;而在马来西亚,杨经文设计的槟榔屿州MennaruUmno大厦外墙中,则外加了一种“捕风墙”的特殊构造设计,在建筑两侧设阳台开口,开口两侧外墙上布置两片挡风墙,使两通风墙形成喇叭状的口袋,将风捕捉到阳台内,然后通过阳台门的开口大小控制进风量,形成“空气锁”,可以有效地控制室内通风。

建筑门窗的节能设计。据统计资料,在我国既有的高耗能建筑有40%的耗能是通过门窗散失的。因此,解决好门窗节能的问题相当重要。

建筑物围护结构细部的节能设计。细部的节能设计对于建筑物的整体节能也非常重要,应从以下各部位着手:①热桥部位应采取可靠的保温与“断桥”措施;②外墙出挑构件及附墙部件,如阳台、雨罩、靠外墙阳台栏板、空调室外机搁板、附壁柱、凸窗、装饰线等均应采取隔断热桥和保温措施;③窗口外侧四周墙面,应进行保温处理;④门、窗框与墙体之间的缝隙,应采用高效保温材料填堵;⑤门、窗框四周与抹灰层之间的缝隙,宜采用保温材料和嵌缝密封膏密封,避免不同材料界面开裂,影响门、窗的热工性能;⑥采用全玻璃幕墙时,隔墙、楼板或梁与幕墙之间的间隙,应填充保温材料。

2合理的建筑空间设计

合理的空间设计是在充分满足建筑使用功能要求的前提下,对建筑空间进行合理分隔(平面分隔和竖向分隔),以改善室内保温、通风、采光等微气候条件,达到节能目的。

3选用建筑节能材料

合理选用建筑节能材料也是全面建筑节能的一个重要方面。建筑材料的选择应遵循健康、高效、经济、节能的原则。一方面,随着科技的发展,大量的新型高效材料不断被研制并应用到建筑设计中去,更好地起到节能效果。如新型保温材料、防水材料在墙体屋顶中的应用,达到了更好的保温防潮效果;新型透光隔热玻璃(如Low-E玻璃等)在门窗中的应用,起到了更好的透光隔热效果;采用可调节的铝材遮阳板,达到遮阳的目的。

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关键词：建筑节能评价体系室内环境品质

1概述

发达国家的能源统计，是按产业（Industry）、交通（Transportation）、居民和商业等四个部门统计。因此，很容易得到建筑能耗数据，即居民（Residential）和商业（Commercial）能耗之和。其建筑能耗一般占全国总能耗的三分之一左右。如美国，2000年的建筑能耗占全美总能耗的35％。但我国的能源统计模式与发达国家不同，是分工业、农业、建筑业、交通运输及邮电通讯、批发零售、生活消费和其它等多个部门统计。如果将后三个部门的能耗当作建筑使用能耗，则我国的建筑能耗在总能耗中的比例多年来一直在20%左右。2000年为20.4％。而我国建设部公布的2000年建筑能耗比例数字是27.6%。建设部的数字中包括了建材工业的能耗，实际是广义建筑能耗。此外，还有好几个版本的比例数字。

其次，在很多建筑中，也没有区分各部分能耗。比如，通常认为在公共建筑中，空调采暖的能耗在总能耗中占最大比例。其实这一结论在我国并没有实际数据的支持。因为国内建筑物中能耗计量很粗糙，一般只有冷水机组有单独的功率表，而空调的末端装置和输送系统的耗能无法与其它动力设备和照明的耗能区分开来。在工业建筑中，传统上又把空调等建筑设备能耗计入生产能耗。笔者曾经引用过日本建筑环境·省能机构统计得到的办公楼中各部分能耗比例的调查结果，但这一数据在被许多文章多次转引之后，以讹传讹，变成“上海地区办公楼能耗比例”，甚至进入某些正式的研究报告和文件。

在基础数据和能耗现状不清的情况下，难以恰当地确定建筑节能的目标（例如，在某一时间节点基础上的节能率），也难以恰当地分配各部分的节能率（例如，总节能率中围护结构、照明、空调各承担多少）。

图1某高层办公大楼全年能耗分布

图1是上海某高层办公楼全年的总能耗曲线。可以发现，图1的能耗曲线有两个最低点，分别出现在4月和11月。在上海地区，这两个月是气候最宜人的时期，一般来说建筑物既不需要采暖，也不需要供冷。取这两个月能耗量的平均值，在曲线图上划一道水平线（图2-17中的虚线）。可以认为，这道水平线以上由曲线所围成的面积就是该大楼采暖空调所消耗的能量；水平线以下的矩形面积则是照明和其它动力设备（如电梯）所消耗的能量。

因此，可以把照明、插座、电梯等设备能耗当作稳定能耗。尽管冬季昼短夜长，夏季则相反，人们使用照明的时间有一些差别，但在现代商用建筑中从全年能耗角度来看，这种差别并不明显。而采暖和空调的能耗是变动的、不稳定的能耗，它不但随气候区变化，而且随建筑类型、形状、结构和使用情况变化，甚至今天和明天都会有所不同。这就给建筑节能工作带来了复杂性和多样性，但同时也是建筑物中节能潜力最大的部分。

在美国，建筑能耗统计是由政府进行的，在日本，则是由专业学会和学术团体完成的。但在中国，还没有像美、日等发达国家那样大规模地进行建筑能耗调查。因此，大多数节能政策制定者和从事建筑节能的研究者都不能像发达国家那样对全国或一个城市的建筑能耗情况了如指掌。而由于缺乏必要的检测计量手段，许多建筑楼宇的物业管理人员对自己所管理的建筑各部分能耗情况也是心中无数。因此，建筑节能必须从计量做起。

2结构节能与空调系统节能

围护结构采取节能措施，是建筑节能的基础。由于我国建筑节能是从采暖居住建筑起步的，因此，建筑节能首先考虑加强围护结构保温无疑是正确的决策。从管理的角度看，可以对围护结构制订限定性指标，易于评价。但是，建筑节能的关键是空调采暖系统的效率，最终的节能量也要从空调采暖系统来体现。北方地区在墙改之后又发展到热改。如果没有调节阀和热计量，围护结构保温越好，可能浪费的热量越多。

图2采用不同形式窗户的空调总冷负荷（MWh）

图3不同墙体传热系数条件下的全年总负荷（MWh）

而在间歇运行的空调建筑中，在空调关机之后，室温升高，当室外气温低于室温时，通过围护结构的逆向传热可以降低第二天空调的启动负荷。因此，围护结构保温越好，蓄热量越大，空调负荷也越大（见图2）。

对公共建筑而言，围护结构形成的负荷在总负荷中所占比例很小，因此，围护结构的节能潜力有限。

从图3中可以看出，墙体传热系数降低40％，所得到的节能率最大8.1％（哈尔滨），最小2.8%（广州）。可见，在公共建筑节能中重要的环节是降低内部负荷、减少内部发热量。例如，在保证照度的前提下降低照明负荷，既降低照明耗电，又降低空调负荷，可谓一举两得。

3节能与室内环境品质

非典之后，人们的健康意识和自我保护意识增强，对室内环境品质提出更高的要求。

我国大城市80％以上的公共建筑中的空调末端（AHU）仅有一级粗效过滤，有的甚至只有一层滤网。而根据美国ASHRAE标准62-2001，应在冷却盘管或其具有湿表面的处理设备的前端加设最小效率（MERV,MinimumEfficiencyReportingValue）不低于6的除尘过滤器或者净化器。欧洲标准也要求AHU过滤器达到F7标准。即需要有粗效和中效两级过滤。整个风系统阻力至少比现在增加200Pa。假定一台3600m3/h的空调箱，全年运行，要增加耗电量2500kWh。

另外，很多大楼的空调新风量也没有达到规范的要求。而且，非典之后，一些新建大楼的业主对新风量提出了超出规范的要求。新风负荷占空调负荷的20～30％，加大新风量就意味着能耗的增加。

在公共建筑中，室内环境品质直接影响用户的舒适、健康和工作效率。对大楼管理者来说，这是“开源”。而建筑节能则是降低运营成本，是“节流”。开源和节流应该是相辅相成。

因此，建筑节能工作要以室内环境为底线。一方面，建筑节能决不能以牺牲室内环境品质为代价；另一方面，对不合理的环境消费（例如夏季过低和冬季过高的环境温度、过大的新风量、边使用空调边开窗等）行为，即不合理的用能，则应该改变。

解决节能与室内环境品质矛盾还可以采用很多新技术或原有技术的集成。例如，独立新风系统（DOAS）、辐射吊顶＋置换送风系统、除湿空调系统等。

4节能与节电

2003年夏季高温期间全国19个省市严重缺电和美国加拿大部分地区的大停电事故为我们敲响了警钟，电力空调的应用关系到电网安全，因此，在节能的同时还要关注节电。

某些节能技术可能可以降低全年建筑能耗，但却不节电。例如本文第2节所论述的围护结构保温就是如此。在传统的空调能源结构中，夏季用电供冷、冬季用一次能源供热。对于采暖为主的地区，加强围护结构保温隔热可以降低全年能耗（例如哈尔滨）；而在供冷为主的地区，加强围护结构保温隔热的总节能效果有限，反而会增加空调能（电）耗。

某些技术可能能耗稍大，但是可以使用清洁能源，对保护环境有利。例如，燃气直燃机在国内一直被很多人视为“节电不节能”。但是，直燃机不使用CFC和HCFC冷媒、燃用天然气对环境影响极小、温室气体排放极低，从而被世界各国当作一项绿色技术。夏季利用低谷燃气、平整高峰电力负荷，可以使电力和燃气得到“双赢”。

某些技术可能在微观层面上不节能、但在宏观层面上却是节能的。例如蓄冰空调，利用夜间低谷电力制冰时制冷机组的COP值降低。在用户侧，如果没有合理的峰谷差价，则蓄冰空调是既不节能又费钱。但在发电侧，大量蓄冰空调的使用填平了夜间电力负荷低谷，使发电机组常时处于高发和满发，发电煤耗下降。满负荷工况与40％部分负荷工况相比，30万千瓦发电机组可以节能15.7％。同时，发电设备的利用率提高。发达国家电力平均年负荷率为66.6%，我国发电设备年平均负荷率1999年达到最低值50％。以后逐年有所上升，2002年达到54.8％。与发达国家相比还有很大差距。

因此，建筑节能工作需要在能源、环境、经济、技术等各个方面进行权衡，这应该成为建筑节能工作者的一项基本素质。

5设备节能和系统节能

节能设备不一定能连成节能系统。例如，空调冷水系统的扬程与楼高无关，一般在30m～40m。如果水泵的扬程选择过大，定水量系统中会使流量过大，水温差往往只有2～3℃。这时测得的离心机COP仅在2～3之间。这说明，空调系统的配置合理是系统节能的重要环节。

我国正在积极推广建筑热电冷联产技术。但在热电冷联产应用上，存在一些误区。似乎凡热电冷联产系统就一定是节能系统。笔者认为，热电冷联产技术的关键并不在于其动力装置用微型燃气轮机还是用内燃机，也不在于其理论效率有多高。实际上如果系统配置不当，热电冷联产系统的节能效益便完全不能发挥。热电冷联产的理论效率达到70％或80％的前提是设备满负荷运行。在我国热电联产电力尚不允许上网的条件下，还必须将热电联产所发电力和所产热量全部用掉，才能体现出效益。

热电联产机组的产热和发电之间存在着平衡关系。取得的热量多、得热的品位（温度）高，就势必要降低发电效率；反之亦然。无论从热力学第一定律还是从热力学第二定律的观点分析，热电联产系统都应该充分发挥发电效率、充分利用排热，而不应该是相反。

图4微燃机热电联产系统全供冷模式

（直燃机热力制冷＋离心机电力制冷）

图5电动离心式制冷机能流图

图6微燃机热电联产系统全供冷模式

（双效吸收机热力制冷＋离心机电力制冷）

假定某建筑的微型燃气轮机热电冷联产系统的产热和发电完全用来为大楼供冷，分别采用热力制冷和电力制冷。其能流图见图4。在图4的模式下，总一次能效率为1.51。因为在热力制冷部分采用了直燃机，就必须使微燃机排气温度达到500℃以上，而此时发电效率只有13～15％。

与传统电制冷相比，用离心机制冷的能流图见图5。

可见其一次能效率（1.5）与热电冷联产基本持平。说明对热电联产机组和直燃机的投资是无效投资。而如果要提高发电效率，则相应的排气温度比较低，只适于采用热力制冷效率比较低的吸收式制冷机。（见图6）

图6中的供冷一次能利用率高于传统电制冷。

由此可见，热电冷联产系统的本质是回收发电系统过去被丢弃的排热、废热或余热，以提高综合能效。即在保证发电效率的前提下充分利用余热。如果为了用热而抑电，就是本末倒置了。尤其是楼宇热电冷联产，所用的发电机组功率比较小，效率远远比不上大型电厂的大发电机组。它的优势在于综合效率和就近供能。而发挥其综合效率的关键是系统合理的配置和科学的运行。

在建筑节能中，选择设备不仅要看它在额定工况下的效率，更要看它在部分负荷条件下的效率。对制冷机而言，就是综合部分负荷值（IPLV）。

制冷机的综合部分负荷值IPLV在空调系统节能中是一个十分重要的参数。我国的制冷机标准中基本沿用了美国空调与制冷学会（ARI）标准。而ARI最初制订IPLV标准时是用美国亚特兰大市的气象参数、通过对一幢假想办公楼的模拟计算得到的。即使对美国的不同气候区，这一IPLV都不能完全适用，ARI用不同纬度的美国29个城市的数据得到新的IPLV（ARI550.590-1998）。因为没有自己的数据，我国新版的制冷机标准中没有IPLV。

笔者根据我国的气象参数，用实测数据和计算机模拟的方法，得到适应我国气候特点的平均IPLV。

对IPLV的研究，还要进一步深入。

6建筑节能的评价

开展建筑节能，需要建立一套科学的建筑能效评价体系。我国基本上还在沿用按建筑面积平均的能耗绝对值的评价方法。这种评价方法属于静态评价，对不同档次、不同用途的建筑很难区分在建筑节能方面孰优孰劣。在上海市地方标准《集中式空调系统（中央空调）合理用能技术要求与运行管理》中引用了日本建设省所推行的PAL/CEC方法。

所谓PAL，是PerimeterAnnualLoad的缩写，即“全年热负荷系数”：

另外还有设备系统能量消费系数（CEC，CoefficientofEnergyConsumption）。分别有空调、换气、照明、电梯和供热水5个能耗系数。以空调能耗系数CEC/AC为例，表达式为：

很明显，能量消费系数CEC实际上是建筑设备系统全年能效的倒数。因此，用PAL能够评价建筑物围护结构的保温隔热性能，而用CEC则可以更直接地评价建筑的能量转换效率。PAL和CEC反映了动态节能的思想和转换效率的思想，是一种性能性指标。

7结论

空调公共建筑的节能，是一个比较复杂的课题。必须建立动态节能、系统节能的思想，正确处理好几对看似矛盾的关系。有很多中国特有的建筑节能课题等待我们去研究。

主要参考文献

[1]龙惟定：国内建筑合理用能的现状及展望，能源工程，2001年02期，1～6

篇6

关键词：绿色建筑；节能设计；具体策略

一、绿色建筑节能设计概述

从概念上讲，绿色建筑是指建筑物可以充分利用自然资源，同时在建筑施工中又不破坏生态平衡的建筑称为绿色建筑。绿色建筑要求室内布局必须合理，尽量减少合成材料的使用，充分考虑建筑物与环境的协调，充分利用太阳能、风能。在绿色建筑的设计过程中，要利用高科技手段尽力减少能源的消耗，要考虑建筑物的节能、无污染因素。尤其是对绿色建筑物室内设计，一定要首先考虑到为人类创造利用太阳能源的生活环境和一种接近自然的感觉。利用高科技的设计手段造就温馨的设计，是绿色建筑的追求目标。我们要坚持以人为本，以建筑与自然环境协调发展为目标，充分体现出绿色建筑向大自然索取和回报的平衡。

二、绿色建筑在低碳经济发展中的意义

加强绿色建筑的建设，这是源于全球范围内已经对环境造成了严重的污染问题，源于贸易、工业高速发展，使城市的建筑已经面临能源短缺和环境恶化的危机，这无疑对城市的可持续发展带来严峻的威胁。因此，在城市发展中实施“低碳经济”已成为绿色建筑设计势在必行的内在要求。“高碳经济”的发展虽然促进了城市的现代化，但同时也给人类社会带来了致命的灾难和风险。这一危机已经引起了全世界各国的关注。近年来，绿色建筑节能设计是当今世界各国构建低碳城市的关键问题，因为绿色建筑节能设计关系着解决人类生存的能源问题，而能源问题是世界的动力问题，没有了能源世界就没有了动力，因此，节约能源是未来绿色建筑节能设计的追求目标。目前绿色设计成为建筑设计师们首选的方向，绿色建筑节能设计应该承担其应有的社会责任和义务。利用绿色建筑的发展使人类的和谐环境得以保证。“绿色建筑”概念提出的意义在于更好地保护和改善环境，来为人类创造更好的生存空间。

三、绿色建筑节能的设计原则

1、和谐发展的原则

要做到绿色节能建筑，就要做到人与自然和谐的发展的原则。建筑物是自然界重要的组成部分和自然界的其他事物形成了一个整体。建筑和自然界的其他事物是有着重要的制约关系。因此，这就要求我们在建造建筑的时候，把自然因素考虑进去，从而让人文环境与自然环境能够得到相互的融合在一起，并达到平衡的状态。

2、合理利用的原则

要做到绿色节能就要做到合理利用，目前我国建筑业普遍存在着高能耗、低效率的浪费现象，如果这一现象得不到解决，那自然环境会遭到破坏。因此，我们在设计建筑时，必须采取最佳的方案，使资源得到充分的利用，提高资源的利用率，使高的能耗得到控制。同时，在设计时，我们要特别注意水、电、取暖、制冷等高能耗环节。在合理利用能源的环节上要不断的开发新的技术和能源，建筑材料选取时应考虑可循环利用和重复利用。

3、健康舒适的原则

要做到绿色节能建筑就要做到健康舒适，建筑在做到绿色节能的基础上还要要求人们住着舒适，这就是建筑设计最大的原则。因此我们要采用节能和环保的材料，以确使人们能达到最舒适的状态。在设计建筑时，要考虑供暖、采光、降温、通风以及污染处理等问题，从而达到人们对建筑绿色节能的要求。

4、整体及环境优化原则

建筑是环境的一部分，应与周围环境融为一体，其设计要追求最佳环境效益。建筑设计的重点应该是整体效果，对建筑及其周围生态系统的组合、平衡和协调进行规划，尊重自然环境和社会生态环境，优化各要素的布局与配置，达到整体优化的效果。

四、绿色建筑的节能设计策略

1、绿色建筑节地设计

我国的一项基本国策是珍惜和合理利用每寸土地。国务院有关文件指出，各级人民政府、地方行政公署要全面规划，切实保护，合理开发和利用土地资源。国家建设和乡（镇）村建设用地，必须全面规划，合理布局，节约用地，尽量利用荒地、劣地、坡地，不占或少占耕地。节约用地，从建筑的角度上讲，是建房活动中最大限度少占地表面积，并使绿化面积少损失、不损失。节约建筑用地，并不是不用地，不搞建设项目，而是要提高土地利用率。在城市中节地的技术措施主要是：建造多层、高层建筑，以提高建筑容积率，同时降低建筑密度；利用地下空间，增加城市容量，改善城市环境；城市居住区，提高住宅用地的集约度，为今后的持续发展留有余地，增加绿地面积，改善住区的生态环境；在城镇、乡村建设中，提倡因地制宜，因形就势，多利用零散地、坡地建房，充分利用地方材料，保护自然环境，使建筑与自然环境互生共融，增加绿化面积；开发利用节地建筑材料。

2、自然通风设计

自然通风是一项改善人与环境的重要技术手段。在我国许多传统建筑中都有体现，如传统民居中的穿堂风等处理手法。通过合理的建筑设计，自然通风可在不消耗不可再生的能源的情况下降低室内温度、带走潮湿的气体、排除室内污浊的空气，使人体感到舒适，并提供新鲜、清洁的自然空气，有利于人的生理和心里健康，减少人们对空调系统的依赖，从而节约能源、降低污染、预防疾病。

3、加强设计利用太阳能的绿色建筑

在绿色建筑设计中，要利用好太阳能这一最佳的可再生能源。要把太阳能作为绿色建筑加热的一部分，因为，太阳能是一种取之不尽用之不竭，并且没有污染的能源，利用太阳能可以为绿色建筑节能设计开阔了如何节能的思路。通常我们利用太阳能来收集热量的特点来进行节能设计，比如它可以利用白天吸收储存太阳的热量，然后均匀的在24小时利用，从而节约了绿色建筑物能源方面的投资。

4、建筑门窗设计

门窗结构是建筑物结构的重要组成部分，其隔热保温性能较低，冷热空气很容易通过门窗缝隙进入室内，因此，加强门窗结构设计是绿色建筑生态节能设计重点之一，具体要从以下几点考虑：合理设计窗墙的面积比例，有效降低采暖耗热值；科学设置门窗的开关方式，例如推拉式，防止穿堂风流过；在门窗上方设计可自动调节的遮阳棚或窗帘，防止夏季阳光直射，避免室内温度升高。

5、建筑墙体设计

绿色建筑生态节能设计要充分考虑墙体的保温性能，尤其是加强建筑外墙外保温的研究。外墙体外保温设计要选用隔热保温性能良好的新型节能材料对墙体进行填充，例如泡沫塑料、膨胀珍珠岩、保温砂浆、耐火纤维等，从而提高墙体的热阻性能，减少室外气候环境变化对室内温度造成的影响，同时避免冷桥或热桥结构对建筑墙体的破坏，延长墙体的使用寿命。

五、结语

我国是一个能源消耗大国，要想更好的发展低碳经济，必须重视发展绿色建筑，它是我国建筑行业未来的发展方面。绿色建筑节能设计是一门综合性很强的学科，它既确保了建筑工程项目经济效益与环保效益的双赢，同时又促进多学科的密切交流与共同发展，致使人类与自然更加和谐。

作者:罗雪 单位:成都建筑材料工业设计研究院有限公司

参考文献

篇7

外窗传热系数K由2.5连续变化到1.1，制冷节能率由0%下降了4.7%，采暖节能率由0%上升了12.33%，建筑总体节能率由0%上升了9.75%，传热系数K在1.1~2.5之间变化时，建筑的制冷节能率、采暖节能率及总节能率与K的变化关系采暖能耗随着外窗传热系数K值的减小而减小，但空调的制冷能耗反而增大，这主要是因为夏季的晚上室内温度一般高于室外，此时热流是由室内传到室外的，而根据DB29—1—2010《天津市居住建筑节能设计标准》中居住建筑夏季夜晚空调处于开启状态，时间较长，所以随着外窗传热系数的减小，温差传热量也减小，外窗材料的蓄热系能和热惰性随之增大，导致温度波延迟，从而空调制冷能耗会随着外窗K的减小而有所增加。同样的，天津地区居住建筑采暖能耗是制冷能耗的3~4倍，较低的外窗传热系数能够明显降低居住建筑采暖能耗，因此，天津地区适宜使用较低传热系数的外窗，可达到降低居住建筑总能耗的效果。

2建筑外墙增量成本分析

外窗对建筑节能的影响是毋庸置疑的，但是通常来说，最节能的窗不一定是最经济的，因此，对外窗进行增量成本的经济性分析是非常必要的。基于对当前国内市场各等级外窗价格的调研，不同的外窗传热系数对应的典型的产品做法。通过调研国内各大外窗制造商报价及国内行业平均价格，绘制外窗不同传热系数区间对应单价走势，并根据天津生态城所在区域公共建筑电价1.07元/kW•h，计算了采用不同外窗的静态投资回收期。同时考虑到未来能源资源进一步紧缺，电价将逐步上涨，本文考虑了电费增至1.5元/kW•h的情况，计算了采用不同外窗的静态投资回收期，外窗传热系数在2.1~2.3W/(m2•K)之间，价格的涨幅很小，静态投资回收期随传热系数的增大而增大；在1.1~1.8之间，产品的生产成本快速增加，价格涨幅呈直线上升，静态投资回收期过长，随着价格的提升，在外窗的使用寿命期内，难以回收成本；传热系数在1.8~2.1W/(m2•K)之间，产品技术相对成熟，成本较低，同时节能效果明显，静态投资回收期相对最短。预期电价为1.5元/kW•h时，传热系数在1.8~2.1之间的静态投资回收期更短，更易回收成本。因此，为改善建筑总体节能率，同时综合考虑增量成本经济性因素的前提下，适宜选用传热系数在1.8~2.1之间的外窗，既能在相对较少的投资的前提下，满足建筑节能的要求，又可在短时间内回收成本。

3总结

(1)外窗传热系数K是影响寒冷地区居住建筑能耗的一个重要因素，在固定其他因素不变的前提下，对于本参照建筑，其总节能率随外窗传热系数的降低而升高。

篇8

1）不合理的通风空调设计

在一些高层建筑暖通设计的规范中，一定的程度上对风管设计的原则以及不可穿过变形和相关的防火墙进行了比较明确的规定，但是在进行实际设计的过程中，大多数的高层建筑在一定的程度上没有采取有效的措施，对防火墙的设置进行了直接的越过，同时也在变形缝两侧相关的工作也没有做好，没有设置防火阀。

2）关于空气参数计算的不合理

在高层建筑暖通设计的规范中，关于建筑暖通设计的过程中有着明确的对定对计算参数和系统热负荷量，如果浴室的温度不可以小于二十五摄氏度，然而在实际的设计当中，设计人员通常会根据当地的气温来进行设定，并没有按照规范的要求来进行设计。

3）配置支管以及立管的不科学

针对高层建筑暖通设计而言，它在一定程度上是一项相对来说比较复杂的设计，同时也是一项具有着比较强的综合性设计，所以要对其支管供热以及立管供热在一定的程度上进行独立的设计，但是在进行实际设计的过程中，一些相关的设计人员并没有对相关的规定进行遵循，所以就会在一定的程度上导致出现邻室的散热

2常见的问题对策

1）必须要严格的规范设计的要求

在高层建筑暖通的设计过程中，其本质上都是由于设计人员没有按照相关的规范来进行设计。所以，在对暖通进行设计之前要对设计人员在设计的标准以及规范上进行考核，同时也可以采取一些合理的奖罚制度来使设计人员能够增强自身的自觉性。

2）要选择合理的空调系统

在对空调系统进行选择的过程中，首先就是要保证空调系统的调节功能足够优秀，能够适应住周期性的变化，对于办公性质的高层建筑来说，因为系统运行的时间多数都是在白天，因此需要尽量的满足夜间工作停止的需要。3）必须要保证设计的可靠性。在暖通设计的过程中，其可靠性和可行性是保证暖通设计的标准之一，以此，在对设计方案进行制定的过程中，必须要满足相关的规定，同时还要满足供水供电以及节能环保方面的要求。

3建筑节能设计意义与措施

1）关于设计的意义

在经济发展的前提下，能源已经是人类赖以生存的基础条件，同时也成为了世界上所有人都在关注以及重视的问题，然而能量的短缺也成为了制约经济发展的重要因素。由于我国的城镇化以及工业的快速发展，在能源需求方面也在不断的加大，我国在能源消耗量方面已经是排在了世界的第二位，因此，能源的问题已经是变得日益严重，在今后的时间中节约能源已经是变得刻不容缓的事情。在当今社会中，能源已经是人类生存以及发展的基础，经济的发展离不开能源的发展。如今能源的问题已经是成为了全世界都在关注的问题，如果能源存在短缺那么必然就会制约经济的发展，我国的建筑能耗已经是占据了社会总能耗的25%之上，并且我国也是主要以煤炭作为主要能源的国家，因为我国的绝大部分地区的气候是冬季冷夏季热的一个特点，很多的公共建筑中都安装了空调以及热水系统，这样在夏天热的时候能够提供冷气，在冬天冷的时候能够提供热，所以，我国的建筑能耗消耗十分的大，在能源生产的过程中也会伴随着大量的有害物质排放到空气当中，对于人类以及环境都有着十分严重的危害，所以，为了能够更好的保护我们生存的环境，在建筑中对于节能技术的推广已经是势在必行了，同时这也是人类能够持续发展的必然方向。

2）相关的措施。

①对太阳能进行充分的利用。针对太阳能而言，它在一定的程度上作为可再生的洁净资源，在建筑节能的过程中发挥着不可替代的作用，同时也是一种是拥有着无限潜力的新能源。针对太阳能在建筑方面上所具有的功效主要分为：一是利用太阳能进行供暖；二是对热水进行提供以及太阳利用进行发电等。如果能够对太阳能资源在一定的程度上进行充分利用，就能够进一步的对一些常规的能量资源进行大量的节省。

②墙体隔热保温。墙体所用的材料在一定的程度上具有着保温性，同时也会对建筑进行热量消耗的程度产生比较大的影响，所以应该应用外保温的复合型墙体，它不仅可以在一定的程度上对“热桥”的影响进行有效的消除，同时也能够保护主体结构方面具有着比较好的稳定性。

③屋面节能。针对建筑屋面的节能而言，其主要措施要分为两个方面：一是屋面不能够选用密度比较大的材料作为屋面保护层，同时也不能够应用热系数较高的材料，二是针对屋面保护层来说，在一定的程度上不能够应用吸水率比较大的材料，只有这样才能够进一步的防治屋面因吸水导致对保温效果所产生的影响。

4总结

篇9

【关键词】:高层建筑;围护结构;节能;

复合墙体节能是我国的国策,建筑节能是节能中的重中之重,应该列为我国建设工作中的重要位置。建筑能论文耗在我国整个能耗中的地位也越来越重要。1996年中国建筑年消耗3·3亿吨标准煤,占能源消耗总量的24%,到2001年已达到3·76亿吨,占总量消耗的27·6%,年增长比例千分之五;随着建筑业的高速发展和人民生活质量的改善,建筑能耗占全社会总能耗的比例还会继续增长。据有关数据显示,我国当前的房屋建设规模堪称世界第一。目前全国房屋数量有400亿m2左右,房屋建筑规模看来已超过所有发达国家,仅去年一年房屋竣工面积是19·7亿m2,这几年差不多都是接近这个数字。而据预测,到2010年,我国房屋总建筑面积将达到519亿m2,其中城市171亿m2。然而,截至到去年,我国节能建筑的总面积还只有2·3亿m2,在每年近20亿m2的竣工面积当中,只有五六千万平方米是节能建筑,只占3%左右,也就是说有97%属于高耗能建筑。我国的高层建筑有近七十年的历史,然而城市中任何建筑都是城市设计、规划的一部分,城市设计是一项十分复杂的工作,我国在这方面的经验不多,而且管理机制尚不健全,往往受一些因素的影响,工作不甚周密和协调,甚至失去控制,有许多的问题等待我们去解决,有待于探索和改进,所以说,今天的高层建筑设计仍处在一个不太成熟的阶段。

高层建筑体形庞大,如容积率过高,相邻建筑互相遮挡、不通透,形成大面积阴影区,城市人居环境质量下降,市中心人口膨胀、交通拥挤。除此之外,近些年在某些城市建高层建筑已成风气,设计者往往贪大求高,大部分精力放在追求立面形式和使用功能上,而往往忽略生态环境的保护、建筑设计节能意识淡薄,造成高能耗、低效益,影响常年使用,浪费巨大。

建筑节能包含两部分内容,一部分是加强围护结构的保温隔热能力,另一部分就是从供暖、供冷的热源、输送渠道及实现方式来节约能源。一般的房子里,30%的热量从窗户跑掉了。如果选用双层玻璃,中间再充上惰性气体,就可在一定程度上阻断热量散发。35%热量从墙体散发,如采用隔热材料,增加保温层,节能效果就很明显。智能化建筑首先要达到节能的标准和良好的居住舒适度,其次才是家具的智能化和安全保卫的智能化。实际上,智能化建筑不一定就是豪华的,但它必须是低能耗的。美国有些智能化建筑造价比普通建筑还低15%,因为它们追求合理的结构,讲究实用功能和外观的简洁,利用了可回收材料,而不追求豪华装饰。还可以充分利用地热泵技术,如冰岛等国家,建筑房子时先在地上打两个洞,通过电泵将地下水循环起来,为整座房子供热。惟一耗能的就是电泵。而在丹麦等国,由于地处海边,太阳能和风能的利用条件得天独厚,使用热泵技术时结合风能与太阳能,用风能与太阳能来带动电泵就可以做到“零能耗”。所以建筑节能不仅是建筑本身的节能,且由城市的综合环境、气候条件、总体布局;建筑物的形体变化、朝向;护结构保温、隔热的性能;门窗质量等许多综合性因素构成,因此,高层建筑的节能首先应为设计者重视。

1优化建筑位置及朝向设计高层建筑的定位首先应考虑对城市环境的影响容积率过高很难满足日照要求,阳光有着巨大辐射能量。据有关资料分析,地球每年接收的能量有60亿亿千瓦,这么大能量弃之可惜,从某种意义上讲地球本身就是巨大的太阳能接收器,阳光不仅对人的身体健康有着很大影响,对建筑的节能也有着十分重要意义。城市规划应注重应用日照原理,合理的确定建筑位置与朝向,使每幢建筑能接收更多的太阳辐射热能,因此,建筑的方位与节能有着直接关系。如,在北纬40°~45°度地区,冬天建筑的朝向所得到的辐射能量几乎比夏天多两倍,而在夏天东、西向所得到的能量比南向多2·5倍,不同朝向,不同季节,建筑物所得到的太阳辐射热能量不同,热损失也不同,尤其是在冬至前后,由于太阳高度角低,房间所接收的太阳光线的面积比夏天多得多。在确定建筑的方位时首先应考虑环境情况,按其太阳高度角做出日影响图,以确定冬季每天的日照时间,建筑南向开窗面积尽可能大些,在满足采光条件下,北向、东向窗尽可能小些,从而获得更多的太阳光线,减少热损失,保持室内舒适的温度环境。

2优化围护结构墙体设计(1)外墙是围护结构的主体部分,高层建筑的围护结构不同于砖石结构房屋,前者是钢筋混凝土框架或剪力墙结构承重,因此,围护结构属于填充材料,为了减轻荷载,达到保温、隔热要求,采用轻质高效保温材料,目前在寒冷地区常用的墙体做法有:页岩陶粒混凝土空心砌块;粘土空心砖与实心砖复合墙体;粘土实心砖或空心砖岩棉夹心复合墙体等。但存在问题较多,节能的效果仍达不到标准的要求。围护结构的材料布置分外侧和内侧,在寒冷地区的同一气候条件下,由于材料层次布置不同所取得的保温效果也不尽相同,为防止墙体内产生冷凝水,保温层设在外侧更为妥些。

(2)高层建筑的围护墙体不宜采用外侧保温的聚苯乙烯泡沫板(舒乐板、PG板),岩棉板等轻质保温材料。一幢建筑的寿命少则几十年,多则上百年,材料的应用与建筑整体的寿命应同步。对于轻质的外保温复合墙体,笔者认为存在以下不足之处:1)抗震能力差,易松散,与结构构件结合不好,整体性能差。2)不能承受外部装修贴、挂荷载,如:贴石材,安装装饰构件等。3)不能承受有振动的凿、刨的装修,如:剁斧石面层、予留洞、槽易出现冷桥。4)墙表面易出现裂纹。除此之外,复合墙体由于框架梁拉、剪力墙的嵌入,墙体内容易造成冷桥,是保温、隔热的薄弱环节。据测定,高层建筑所出现的冷桥约占整个热损失的5%~13%,因此应引起设计者重视,采取有效构造措施尽可能避免产生冷桥。(3)国外普遍推广采用混凝土空心砌块用于高层建筑围护结构保温,欧、美各国取得不少先进经验。如:美国研制的TB型保温隔热复合砌块;波兰的咬合式保温砌块,两块组合成320厚墙体,在空心砌块内填入高效保温材料,墙体传热系数K=0·1209W/m2·k~1100W/m2·k;芬兰研制的一种空心砌块,空隙之间填入聚胺脂保温材料,300厚,传热系数K=0·25W/m2·k~0·28W/m2·k。某些欧美国家50%左右的建筑已应用多种形式的混凝土空心砌块。由于混凝土空心砌块保温效果好,又具有一定强度,避免了轻质复合材料墙体的一些弊端。

3影响建筑节能的其他因素(1)高层建筑护墙体耗能量较大,占整个建筑耗能的25%左右。建筑的形体变化是建筑外露面积的主要因素之一,体形系数越大耗能越多,国外的一些高层建筑造成圆塔形,比如美国洛杉矶的好运饭店、法国戴高乐机场候机楼、纽约第三大街53号办公楼都是圆型或椭圆形,我们知道,相同的面积,圆的周长最短,这样使建筑外露面积较小。因此,基于能量损耗的考虑,高层建筑的形体变化不宜过多、复杂。(2)高层建筑的“风环境”是影响建筑耗能因素之一。在冬季,风力对建筑的热损失很大,增大冷空气的渗透量,使室内热损失加大。由于建筑某些部位处理不当,墙体内部易产生冷凝水。因此,建筑保温材料的选用,建筑构造的合理性应建立在科学、可靠的基础上。3·6恢复补偿功能将试件放入水中养护14天测其膨胀率,然后放空气中任其干燥28天。失水后的试件产生微量干缩,重新放入水中后试件恢复失去的膨胀和自应力值,经试验,第一天恢复20%~30%;第3天恢复40%~50%,14天基本全部恢复。3·7微小裂缝自愈合性能如果蓄水池或建筑物地下室墙板由于某种原因出现微小裂缝,膨胀纤维防水剂中部分成分的AI3+和SO42-在CaSO4、Ca(OH)2溶液中形成针柱状钙矾石晶体。当重新接触水后继续增长,经过一段时间会发生物理和化学的结合,晶体大量填充缝隙,使裂缝愈合。

篇10

1.1日常工程项目设计实际需要必不可少在日常工程项目设计时，也有节能设计专篇，但大多是只言片语、粗枝大叶、敷衍了事。设计说明中，常常是重复说明、前后矛盾。例如，关于外门、窗的性能要求，在设计说明的“门窗工程”章节里有，在“门窗表”里也有，在节能设计专篇里还有，往往是各说各的，甚至互相矛盾，没有将具体的细节内容交代清楚，不能满足材料采购、非标准设备制作和施工的需要。当施工图审查或施工现场提出要求时，设计单位再进行设计变更加以弥补。工作很被动，效率低。

1.2施工图审查时要求有节能设计专篇各省、市都进行节能设计专项审查。在工程验收时，建筑节能工程作为单位建筑工程的一个分部工程[4]。综上所述，在施工图设计说明里应该有节能专篇，将有关节能设计方面的要求集中起来，进行统一、详细的说明。

2建筑专业施工图设计说明节能专篇的主要内容

2.1明确节能设计依据(1)深度规定要求明确设计依据；(2)节能标准有其适用范围，节能专篇应该明确设计依据，以便判断设计所依据的规范、标准、政策、法规等是否适合设计项目；(3)各省、市都根据行业标准的要求，编制各自的地方标准。行业标准是最低要求，地方标准要求不得低于行业标准。地方标准结合本地区的实际情况，将行业标准具体化，增加了一些内容和要求；(4)新标准不涵盖既有建筑的节能改造，此类项目节能设计应该按照本省、市的有关规定执行相应的技术标准、政策、法规。明确设计依据，以便在项目设计的校对、审核环节和施工图审查等环节判断设计依据是否正确，同时，为工程建设过程中的监理、验收等各个环节明确所执行标准。

2.2明确设计选用的保温体系(1)保温系统有很多种，对于某个单体项目来说，不一定都适用。不同的保温体系适用于不同的基层墙体；建筑的不同部位，如屋面、地下室、楼梯间隔墙、门厅、疏散走道、消防设备机房等有防火、防潮、防水等特殊要求的部位，对保温体系有特殊的要求，因此不同的部位需要使用适合于该部位的保温系统、不能随意乱用。(2)明确设计选用的保温体系，才能明确有关设计计算参数。不同的保温体系，其保温材料的导热系数、蓄热系数及其修正系数有所不同，这对节能计算结果有很大的影响。(3)明确设计选用的保温体系，才能明确该保温体系的构造和组成材料，而且，不得随意更改这些构造和组成材料。JGJ144-2004《外墙外保温工程技术规程》第5.0.1条：设计选用外保温系统时，不得更改系统构造和组成材料[5]。(4)不同的外墙外保温体系，适用于不同的建筑外墙装饰材料和造型。举例来说，如果采用EPS板薄抹灰外墙外保温系统，就不能粘贴外墙饰面砖、文化石等重质饰面材料。明确外墙外保温体系，才能判断饰面材料是否合适。(5)明确设计选用的保温体系，才能判断是否需要设置防火隔离带以及选用的防火隔离带是否适合于该保温体系。(6)设计如果不明确采用的外墙保温系统，就没办法计算建筑面积、没办法做预算、没办法施工。根据设计选用的保温体系，项目建设的施工、监理、验收等各个环节，才能据此确定各自执行的相关技术标准、政策和法规。

2.3明确建筑体形系数、各朝向窗墙面积比(1)深度规定要求明确设计项目的建筑体形系数、各朝向窗墙面积比。(2)体形系数和窗墙面积比限值，是节能标准的强制性条文，也是节能计算的基础数据。无论节能计算采用规定性指标方法还是权衡判断方法，建筑体形系数、各朝向窗墙面积比的数据都是确定节能计算指标参数、判定节能计算是否达标的主要依据。没有建筑体形系数、窗墙面积比的具体数值，节能设计就无法进行。

2.4明确冬季室内计算温度、冬季室外计算温度、室内空气露点温度、热桥部位内表面温度(1)冬季室内计算温度、室外计算温度的数值，是节能计算的基础数据，对节能计算结果影响很大，节能标准有专门的规定，不得随意更改。(2)冬季室内计算温度，不同类型的建筑可能不一样；冬季室外计算温度，各地区可能不一样。(3)围护结构热桥部位的内表面温度不低于室内空气的露点温度，是GB50176-93《民用建筑热工设计规范》的强制性条文[6]，冬季室内计算温度、冬季室外计算温度、室内空气露点温度是计算热桥部位内表面温度所必需的基本数据，也是校对、审核、施工图审查时必需的数据。这些都是节能设计、计算的基础参数，在节能专篇里应该说明清楚。

2.5明确围护结构各部位选用的保温材料的名称、厚度、导热系数及修正系数、密度、抗压强度(或压缩强度)、燃烧性能(1)这些是设计对保温材料的热工性能和物理性能的要求，在设计文件中应该明确提出。这些要求，在GB50411-2007《建筑节能工程施工质量验收规范》中是强制性条文。例如，第4.2.2条，墙体节能工程使用保温隔热材料，其导热系数、密度、抗压强度或压缩强度、燃烧性能应符合设计要求。在GB50411-2007《建筑节能工程施工质量验收规范》中“，符合设计要求”出现近100次。如果设计没有提出对材料的性能要求，在节能工程施工现场，材料进场检验时，就没有技术参数要求的依据.(2)围护结构不同部位使用的保温材料，其性能要求是不一样的。例如，EPS板用于外墙保温时，密度要求18～22kg/m3；用于一般屋面保温时，表观密度要求不小于20kg/m3；用于种植屋面保温时，表观密度要求不小于25kg/m3；用于倒置式屋面保温时，表观密度要求不小于30kg/m3。可见，同一种保温材料，用在建筑不同的部位，其性能要求也是不一样的。(3)保温材料的燃烧性能在JGJ144-2004《外墙外保温工程技术规程》和《民用建筑外保温系统及外墙装饰防火暂行规定》公通字[2009]46号文中都有明确要求，有的省、市也有相关规定，设计应符合这些要求。(4)保温材料变更时，需要“等效代换”，如果没有这些性能指标要求，就无法代换材料。没有这些参数，就无法进行节能设计，无法进行材料采购、监理、施工和验收。

2.6明确外门、窗和透明幕墙的窗框材料、玻璃品种和规格、中空玻璃露点，以及外门、窗、透明幕墙的气密性、传热系数、遮阳系数、可见光透射比、可开启窗面积(1)这些都是外门、窗和透明幕墙的主要性能参数指标。这些要求，在节能设计标准、深度规定、GB50411-2007《建筑节能工程施工质量验收规范》、GB50096-2011《住宅设计规范》等标准中都有相应的规定。例如，GB50411-2007《建筑节能工程施工质量验收规范》第6.2.2条(强制性条文)：建筑外窗的气密性、保温性能、中空玻璃露点、玻璃遮阳系数和可见光透射比应符合设计要求[4]。GB50096-2011《住宅设计规范》第7.2.3条(强制性条文)：每套住宅的自然通风开口面积不应小于地面面积的5%[7]。《绿色建筑评价标准》等标准中也有相应规定。(2)严寒和寒冷地区居住建筑中，一般没有建筑玻璃采光顶。如果设计项目使用了玻璃采光顶，就应该在节能专篇里明确建筑玻璃采光顶的有关性能要求和技术指标。(3)和保温材料的性能指标一样，外门、窗和透明幕墙的性能指标不同，材料价格也相差很多。明确这些指标参数，方便材料采购和预算，减少或避免项目建设各参与方之间不必要的经济纠纷。(4)遮阳系数。寒冷(B)区东、西向窗墙面积比>0.3时，外窗有综合遮阳系数要求，严寒和寒冷(A)区的外窗没有综合遮阳系数要求。

2.7明确建筑节能设计结论(1)明确能耗指标。《民用建筑节能条例》第二十二条规定，房地产开发企业销售商品房，应当向购买人明示所售商品房的能源消耗指标、节能措施和保护要求、保温工程保修期等信息，并在商品房买卖合同和住宅质量保证书、住宅使用说明书中载明[8]。(2)当采用规定性指标方法时，建筑物层数、体形系数、窗墙面积比以及围护结构各部位的限值和设计值应写全。各设计值不大于限值，才满足标准要求[2]；(3)当采用权衡判断方法时：qH≤限值，同时满足标准要求的附加条件[2]。如果节能设计结论不明确，建筑能耗指标不明确，就无法判断节能设计是否合格，也不符合深度规定的要求。

3结语