浅谈建筑节能现状及节能设计措施

1、浅谈建筑节能现状及节能设计措施关键词：建氫 节能设计来源：cuad期刊库作者：邙伟良（佛山市南海城乡建筑设计有限公司）摘要：当前，我国正处于工业化和城镇化快速发展阶段。工业的增长、居民消费结 构的升级，特别是中国城镇化进程的快速发展，对能源、经济资源的需要将更加迫切。 我国现正面临一场真正的能源危机，因而作为能耗高的建筑产业，建筑节能迫在眉睫， 我们必须从町持续发展的战略出发，使建筑尽可能少地消耗不可再生资源，降低対外界 环境的污染，并为使用者提供健康、舒适、与自然和谐的工作及生活空间。关键词:建筑；节能设计；节能措施1建筑节能设计的发展我国建筑节能标准发展迅速，民用建筑节能设计标准的施行及2

2、005年7 ）1 1 日实施的公共建筑节能设计标准为建筑节能设计提供了依据。1996年颁布了民用 建筑节能设计标注（采暖居住建筑部分）,2001年颁加了夏热冬冷地区居住建筑节能 设计标准，这些规范的颁布，也反应了我国建筑节能的发展轨迹：由北向南，由居住 建筑到公共建筑。但由于种种原因，这些规范的条款未列入国家强制性条文范围内，各 地也未发布政府令加以强调，所以执行力度也未达到应冇的效果。但2005年7刀1 n 颁布实施的公共建筑节能设计标准中彳j许多条款被列入国家的强制性条文内，对于 建筑设计单位，建筑的节能设计已经进入了一个全新的时期！2建筑节能设计现状及原因近年來我国建筑业得到了快速的发展

3、，需要人量的建造和运行使用能源，尤英是建 筑的采暧和空调耗能。我国节能作与发达国家和比起步较晚，能源浪费又十分严重。 如我国的建筑采暖耗热量:外墙大体上为气候条件接近的发达国家的45倍，屋顶为2. 55. 5倍，外窗为1. 52. 2倍；门窗透气性为36倍;总耗能是34倍。如果听任高耗能建筑人行其道，建筑能耗增氏的速度将远远超过我国能源生产可能 増长的速度，国家的能源5产势必难以长期支撑这种浪费型需求，从而不得不组织人规 模的ih房节能改造，将耗费更多的人力、物力。另外，每年新建和改建的几千万栋建筑 要消耗掉儿i 亿吨林木、砖右和矿物材料，造成森林的过度砍伐，材料资源的人量开采, 带來土地的破

4、坏，植被的退化，物种的减少和自然环境的恶化。在我国，建筑能耗目前占国民经济总能耗的28%左右，且呈递增趋势，建筑能耗不 仅影响国家能源供应，而h能源使川效率的高低还影响环境，因此开展建筑节能工作有 巨大潜力。造成此现状的原因：（1）经济因素过去，人们对居住条件没有过高的奢求，而且受建筑科技的制约，住宅节能效果较 差。这些建筑的节能改造已成为今后节能工作的-个重耍课题，而这又必须以经济为后 盾。（2）使用传统建筑材料以前建筑不注巫材料的选择。墙体中人量釆用的实心粘十砖不仅住产能耗高，白巫大，而且热工作能差；采用传统的铝介金'窗气密性，水密性均较差，而且大多选用单层 平板玻璃，其保温隔热性

5、能相当差。3建筑节能设计措施建筑节能是建筑规划、设计、创造、构造、材料的综合体，只冇这样才能更好地利 用能源，减少能耗。3. 1规划设计3. 1. 1认真规划,节约土地资源建筑的规划设计是建筑节能设计的重要内容之一。要对建筑的总平面布置、建筑平、 立、剖面形式、太阳辐射、自然通风等气候参数对建筑能耗的彩响进行分析，使得建筑 物在冬季最人限度地利用太阳辐射的能量，降低釆暖负荷；夏季最人限度地减少太阳辐 射的热并利用自然通风降温冷却，降低空调制冷负荷。因此，在尽可能的情况下，建筑 物应优先采用南北向或接近南北向。对土地的综合利用，不仅技术上可行，而口经济效益明显，既能有效地提高土地利 用率，改善景

6、观，优化环境，也能冇效降低工程费用。3.1.2美化环境,缓解热岛效应水泥化建材吸收人量的太阳辐射热，在夏季的阳光下，混凝土平台的温度可比气温 高8°co如夏天里，草坪温度32°c,水泥地而温度可达到57°c,规划要求新建建筑绿化 率要达到30%以上。有研究农明：绿化覆盖率达到30%以上，绿地才有缓解热岛效应的 作用；绿化覆盖率达到40%以上，热岛面积可减少3/4；绿化覆盖率达到60%以上，热岛 效应才能基本被控制。3. 2单体设计阶段节能设计3.2. 1合理的建筑体形合理的建筑体形能够减少建筑物与外界的热量交换，在其他条件相同时，体型系数 （建筑物外围护面积与其所

7、包刖体积z比）越大，单位面积散热量也越大，对节能不利。 i大i此，正确处理建筑形式多样化和节能的关系，是建筑设计中应当引起巫视的问题。另 外，建筑物的外形越简单，其外売的表面积越小，热交换量亦越少。因此，建筑物的造 型宜简洁、完整，尽量避免复杂的轮廓线。3. 2. 2平面设计阶段充分考虑室内空间的合理性，尽对能让每个居室都冇穿堂风，夏季利用白然通风进 行降温。保证主要居室有朝南的充分日照，使住宅在冬季冇充足的阳光，基木满足门天 的自然取暖要求。3. 2. 3立面设计阶段立面设计讲究实用原则，尽可能减少外墙的凹凸面，改善住宅体形，使住宅建筑体 形系数达标，以减少热量散逸，在满足口照、采光的前提下

8、，要根据不同朝向控制窗墙 比，目前广为流行的凸窗、转角窗、大面积幕墙窗、落地窗对节能是不利的。在外墙立面选材方面，为了使建筑节能系统更合理并发挥节能投资效益，选择浅色饰面 外墙，以反射太阳辐射，降低建筑能耗。3. 2. 4屋面的节能在不断改进建筑外墙、外窗的保温性能后，还必须进步加强屛面保温隔热的研究。 屋面节能措施的要点，其一是屋面保温层不宜选用密度较人、导热系数较高的保温材料, 以免屋面匝量、厚度过大;其二是屋面保温层不宜选用吸水率较大的保温材料以防屋面 湿作业时因保温层人量吸水而降低保温效果，如选川吸水率较高的保温材料，屋而上应 设置排气孔以排除保温层内不易排出的水分。现在，高效保温材料

9、己经开始应用于岸而, 一些建筑的屋面保温，采用复介泡沐板保温层代替常规的沥青珍珠岩或水泥珍珠岩做 法，就克服了常规作法的诸多缺点。这种复合泡沫板施工方便、价格低廉、不污染环境; 芯板为柔性制品，不仅适用于貝有平面的屋面，也可用于带有曲面的屋面，其保温工程 更可显示出它的优越性。其主耍技术指标，农观密度为110150kg/m3;导热系数为 0.040. 06w/m k;蓄热系数为0.900. 11m2k。抗压强度大于0. 2mpa;吸水率小于 0.01%;熬汽渗透系数为2. 18x10-7g/m. n. pao这些指标充分体现了复合泡沐板密度较 小，导热系数较低，而h.吸水率和蒸汽渗透系数也都很

10、低。这是保温性能好的材料所必 须具备的。3.2.5利用太阳能太阳能是绿色能源屮最重要的能源，是取之不尽，用之不竭的天然能源。我国具冇 丰富的太阳能资源，年i照时数在2200h以上地区约占国土面积的2/3以上。据预测， 在正常发展和生态驱动发展两种模式下，2050年我国太阳能利用在总能源供给中分别达4. 7%和10%。到2010年后,利用太阳能光伏发电和太阳能建筑等措施对c02减排开始有 较明显作用，2020年以后效果更为显著。所以，太阳能的开发利用有u大的潜力。4结束语建筑节能在降低建筑耗能的同时为广人消费者提供更健康舒适的居住和工作环境， 建筑节能是缓冲能源紧缺矛盾减轻环境污染促进经济持续发

11、展的项最直接最廉价的 根本措施，也是我国可持续发展战略的重要组成，是一项复杂的系统工程。建筑节能技术措施探讨时间：2005-12-14来源：互联网发布评论 进入论坛摘要：基于建筑及空调系统屮存在人量的能源浪费现象，本文从建筑物和空调系统两方面 进行分析，分别对建筑及空调节能技术措施进行了探讨。关键词：建筑节能节能技术空调探讨1引言近年來建筑节能技术已成为全世界关注的热点，也是当前国内外节能领域的一个热点研究课 题。西方发达国家，建筑能耗占社会总能耗的30%45%。我国建筑能耗已片社会总能耗的 20%25%,正逐步上升到30%。因此建筑节能是目両节能领域的当务之急。建筑节能可分为二部分：一、建筑

12、物口身的节能，二、空调系统的肖能。建筑物口身的节能 主要是从建筑设计规划、维护结构、遮阳设施等方面考虑。空调系统的节能是从减少冷热源 能耗、输送系统的能耗及系统的运行管理等方面进行考虑的。2节能建筑规划设计根据建筑功能要求和当地的气候参数，在总体规划和单体设计中，科学合理地确定建筑朝向、 平面形状、空间布局、外观体型、间距、层高、选用节能型建筑材料、保证建筑外维护结构 的保温隔热等热工特性及对建筑周围环境进行绿化设计，设计要有利丁施工和维护，全面应 用节能技术扭施，最大限度减少建筑物能耗量，获得理想的节能效果。2.1建筑朝向和平面形状同样形状的建筑物,南北朝向比东西朝向的冷负荷小，因此建筑物应

13、尽疑采用南北向。如对 个长宽比为4 ： 1的建筑物，经测试表明：东西向比南北向的冷负荷约增加70%。在建筑 物内布置空调房间吋，尽量避免布置在东西朝向的房间及东西墙上有窗户的房间以及平屋顶 的顶层房间。因此，选择合理的建筑物朝向是一项重要的节能措施。空调建筑的平面形状， 应在休积一定的情况卜采用外维护结构表面积小的建筑。因为外表面积越小，冷负荷越小, 能耗越小。2. 2合理规划空间布局及控制体型系数如果是依靠白然通风降温的建筑，空间布局应比较开敞，开较大的窗口以利用自然通风。而 设冇空调系统的建筑，其空间布局应十分紧凑，尽量减少建筑物外表面积和窗洞面积，这样 可以减少空调负荷。体形系数的定义是

14、建筑物外表而积f与其所包囤的体积v之比值。对于相同体积的建筑物, 其体形系数越大，说明单位建筑空间的热散失而积越简，研究表明，体形系数每增人0.01, 能耗指标约增加2. 5%。因此，出于节能的考虑，在建筑设计吋应尽量控制建筑物的体形系数。 但如果出于造型和美观的要求需要采用较人的体形系数时，应尽最增加围护结构的热阻。2. 3绿化对节能建筑的影响绿化对居住区气候条件起着十分重要的作用，它能调节改善气温，调节碳氧平衡，减弱温家 效应，减轻城市的大气污染，减低噪声，遮阳隔热，是改善居住区微小气候，改善建筑室内 环境，节约建筑能耗的有效措施。3增强建筑维护结构的保温隔热性能改善建筑的保温隔热性能可以

15、直接有效地减少建筑物的冷热负荷。据有关资料介绍，围护结 构的传热系数每增大1w/m2ko在其他工况不变条件下，空调系统设计计算负荷增加近30%o 所以改善建筑外围护结构的保温性能是建筑设计上的首要节能措施，我国采暖通风和空气 调节设计规范(gbj42)对空调建筑外维护的传热系数作了规定，对舒适性空调的最大传 热系数规定为0.91.3,可采用玻璃棉、聚苯乙烯板、加气混凝十等保温材料，也可采用 双玻璃、顶层架空隔热层等空气间层起隔热作用。3.1外墙的节能措施3.1. 1使用环保、节能型建筑材料使用环保、节能型建筑材料，可冇效减少通过围护结构的传热，从而减少各主要设备的容量, 达到显著的节能效果。釆

16、用新型墙体材料与复合墙体围护结构。在进行经济性、可行性分析 的前提下，在墙体内外侧敷设保温隔热的新材料。3. 1.2隔离太阳辐射热对垂直墙面口j采川外廓、阳台、挑檐阳等遮阳设丿施和浅色墙面、反射幕墙、植物覆盖绿化等。3.2门窗的节能技术措施3.2. 1尽蜃减少门窗的面积门窗是建筑能耗散失的最薄弱部位，面积约占建筑外维护结构面积的30%,其能耗约占建筑 总能耗的2/3,其屮传热损失为1/3。所以门窗是外维护结构节能的重点。所以在保证口照、 采光、通风、观景条件下，尽量减少外门窗洞口的面积。3.2.2设置遮阳设施设置遮阳设施，考虑空调设备的位置。减少阳光肓接辐射屋顶、墙、窗及透过窗户进入室内， 可

17、采用外廊、阳台、挑檐、遮阳板、热反射窗帘等遮阳扌世施。门窗的遮阳设施可选用特种玻 璃、双层玻璃、窗帘或遮阳板等。3.2.3提高门窗的气密性冇资料表明，房间换气次数由0.8h 1降到0. 5h 1。建筑物的耗冷口j降低8%左右，因此设 计中应采用密闭性良好的门窗。通过改进门窗产品结构（如加装密封条），提高门窗气密性。 防止空气对流传热。加设密闭条是提高门窗气密性的重要手段之一。3.2.4尽量使用新型保温节能门窗采川热阻大、能耗低的节能材料制造的新型保温节能门窗（塑钢门窗）可大大捉高热工性能。 同时述要特别注意玻璃的选材。玻璃窗的主耍用途是采光，但由于玻璃窗的耗冷量占制冷机 最大负荷的20%30%

18、,冬季单层玻璃窗的耗热量占锅炉负荷的10%20%,因而控制窗墙比 在30%50%范围内时，窗玻璃尽量选特性玻璃，如吸热玻璃，反射玻璃，隔热遮光薄膜。3. 2.5合理控制窗墙比窗墙比是窗洞口与墙的面积比值，增大这两个比值不利丁空调建筑节能，应尽量减少空调房 间两侧温差大的外墙血积及窗的血积。控制窗墙比、対外墙及屋顶的导热系数等提出貝体要 求。通过外窗的耗热量占建筑物总耗热量的35%45%。故在进行前期建筑设计时，在保证 室内采光通风的前提下合理控制窗墙比是很重要的，一般北向不人于25%;南向不人于35%;东西向不人于30%o4屋顶的节能技术措施4.1隔离太阳辐射热隔热太阳辐射热，减少阳光直射，对

19、屋顶町采用架空屋面，浅色屋面，种植屋面等。对屋面 进行绿色覆盖，既可遮阳，又能隔热，而且通过光合作用，可消耗或转化部分能量，也起到 美化环境作用。因此植物覆盖法是空调节能的较好的方法。还有设计通风屋面、蓄水屋面等 节能措施。4.2 “冷屋顶”节能国外很多专家对“冷屋顶”（cool roofs）进行了人量的研究，发现其节能效果很显著。所 谓“冷屋顶” （cool roofs）是指fl射反射率髙的屋顶，它通过对普通屋顶涂上高反射率的涂 料，提高屋顶的日射反射率,减少太阳热量的吸收，从而达到减少空调冷负荷和空调节能的口 的。研究表明：采用“冷屋顶”节能可使空调负荷减少约10%50%。5空调系统节能技

20、术措施5.1降低系统的设计负荷冃前我国的多数设计人员在设计空调系统时，往往采用负荷指标进行佔算，并几出于安全的 考虑，指标往往取得过大，造成了系统的冷热源、能虽输配设备、末端换热设备的容虽都大 大的超过了实际需求，形成“大马拉小车”的现象。即增加了投资，也不节能。5. 2冷热源节能空调系统消耗的大部分能量是在冷热源系统中消耗的。所以合理选择冷热源系统对空调系统 节能至关重要。空调系统的常采用的冷热源方式是（1）水冷冷水机组+锅炉；（2）热泵；（3）漠化锂吸收式+锅炉。夏季用水冷冷水机组制冷，冬季用锅炉供热。水冷冷水机组制冷消耗电能。设计工况下的能 效比（制冷最/耗电量）比较高，一般为3. 75

21、左右，一般空调制冷最在300rtc1 rt二3. 517kw） 以上选川离心式压缩机,空调制冷量在150300rt的制冷量范围内选川螺杆式压缩机比较 合适，当空调制冷量小于150rt时选用活塞式压缩机较为合适。在水源比较充足的地区使用 水冷冷水机组比较合适。热泵型机组的使用对节能是很有利的，其中风冷热泵冷热水机组在中央空调中使用的较多， 这种机组一机两用，夏季制冷，冬季供热。特别适用于缺水地区。滉化锂机组的能效比（制冷量/消耗的热能）比较低，外燃式为1. 01. 2左右,直燃式机组稍 高。浪化锂机组节电不节能。外燃式浪化锂机组主要用于有废热、余热的地方，如热电厂、 钢铁厂等，既利用了废热、余热

22、,乂达到了制冷的目的。对于缺电而无废热或余热的地区可考 虑使用直燃式机组。5.3减少输送系统的动力能耗动力能耗主要是指空调系统运行中风机和水泵所消耗的电能。采用科学合理方法使z降低, 对整个空调系统的节能有十分重要的意义。具体的技术措施有：5. 3.1提高供冋水温差 若系统屮输送冷（热）量的载冷（热）介质的供回水温差釆用较大值，则当它为原温差的比值为 n时，从流量计算式可知，采用大温差时的流量为原來的流量1/n,而管路损耗即水泵或风 机的功耗则减小为原来的1/n2,节能效果显著。故应在满足空调楷度、人体舒适度和工艺要 求的前提下，尽可能加大温差,但供回水温差一般不宜大于8°c。5.

23、3. 2选用低流速流体水泵和风机的功耗与管路系统中流速的平方成正比，故采用低流速能取得较好的节能效果。 且有利于提高水力工程的稳定性。5. 3. 3提高输配系统的效率设计时合理的选择水泵的扬程，如果扬程过高时，靠减小阀门开度来调节系统的水力平衡，使 得系统的能耗过多的消耗在阀门和过滤器上。适当采用二级泵系统。在送风系统中设计时应 尽量维持风机工作在高效区。5. 3. 4采用变流量水系统在设计空调水系统时，如采用定水温变流量或变水温变流量的调节方式，使供水量随空调负 荷的变化而增减，不但可以减少处理过程的能耗还能节省输送能耗。5. 3. 5采用变风量系统变风屋空调（vav）系统可以通过改变送风量

24、的办法来控制不同房间的温湿度。同时，当各 房间的负荷小于设计负荷时，变风量系统可以调节输送的风量。从而减少系统的总输送风量。 这样，空调设备的容量也可以减小，既可节省设备费的投资，也进一步降低了系统的运行能 耗。而风量的减少又节约了处理空气所需要消耗的能量。冇资料显示，采川变风量系统可节 省能源达到30%,并可同时提高环境的舒适性。该系统最适合应用于楼层空间大而且房间多 的建筑。尤其是办公楼，更能发挥其操作简单、舒适、节能的效果。因此，变风量系统在运 行中是一种节能的空调系统。5. 4空调机组及末端设备的节能措施国产风机盘管从总体水平看与国外同类产品相比差不多，但与国外先进水平比鮫，主耍差距

25、是耗电屋、盘管重屋和噪声方面。因此设计中一定注意选用重虽轻、单位风机功率供冷（热） 量大的机组。空调机组应该选用机组风机风量、风压匹配合理，漏风量少，空气输送系数人 的机组。5. 5提高送风温差及合理调节新风比人们对舒适感的耍求差别很人，故舒适区范围较宽。在舒适区内，虽然人体的热舒适感觉没有 明显改变，但系统的耗能却有人幅度的变化。在满足空调精度要求的前提下，我们可以提高送 风温差来提高节能效率，利用最少的耗能实现舒适性空调要求的空气环境。为了节能，在夏 天取较高的干球温度和相对湿度，冬季収较低的干球温度和相对湿度。就可减少围护结构的 传热负荷和新风负荷，从而降低空调系统能耗。在建筑物的空调负

26、荷中的新风负荷占的比例很大，一般占总负荷的20%30%,因此在满足 卫生条件下，冬、夏季尽量减少新风量，而在过渡季节，尽量较多采用新风甚至采用全新风。 对大型商场，在早晨对室内空气的预冷或预热，山于室内无人。可以把新风阀全部关闭等等。5. 6利用冷却塔供冷技术冷却塔供冷技术是指在室外空气湿球温度较低时，关闭制冷机纟fl,利用流经冷却塔的循环水 直接或间接地向空调系统供冷，提供建筑物所需的冷量，从而节约冷水机组的能耗，是近年 来国外发展较快的节能技术。如当室外湿球温度降至某个值以下吋，冷却塔出水水温与空调 末端装置（如风机盘管）所需水温接近，此时可关闭人t冷源，以流经冷却塔的循环冷却水向 空调系

27、统供冷，从而达到节能的目的。5. 7蓄冷技术在实施峰谷电价的地区，可利用低电价时段采用冰蓄冷系统将水制成冰來储存冷量,高电价 时段再将冷量释放出来。采用冰蕃冷技术有利于减少国家对电力建设的投资及压力;有利于均衡电力负荷、提高现有 发电设备与供电电网的利川率和改善电力建设的投资效益;冇利于降低系统的运行费用;还 有助于调节送风温差，是一举多得的节能好举措。5.8采用热回收与热交换装置新风的引入必然要求排出一部分i口空气，而大气温度与排气温度有一定的温差，如制冷时若 室内温度为27°c,室外温度为35°c,则将27°c的气体排入大气会带來能量损失，采川热回收 交换设备

28、使新风在被处理而与排气进行热交换,新风温度便有所降低，就可减少新风机组的 负荷，减少了能耗，这种装置一般用于可集中排风而需新风量较大的场合。5.9充分利用自然冷源常利用的口然冷源是地下水和室外空气。地下水常年保持在18度左右的温度，所以地下水不 仅可以在夏季町作为冷却水为空调系统捉供冷量，而冬季还可以利川水源热泵机组为空调 系统提供热量。春秋季和冬季的室外冷空气温度较低,可川于空调系统供冷。例如，北京春秋 季的宗外空气温度-般低于15度，冬季室外空气湿球温度一般低于0度，这种温度下的空气 是较好的冷源，可用于空调系统供冷。6运行管理节能技术措施在实际运行中，对于系统形式相同和建筑规模相似的建筑物，其运行能耗也存在较大的差别。 因此加强运行管理，合理降低设备的运行能耗可以人大的节约能源，并带来显著的经济效 ih. o6.1提高运行管理人员的技术素质 一个设计上节能的空调系统，并严格按照设计要求和有关标准安装起来后