建筑节能技术

1、建筑节能技术 15%建筑节能 65%14%6%采暖空调热水供应电气炊事建筑节能的含义 建筑能耗：建筑物使用过程中所消耗的能量,例如用于空调采暖（65）、照明及电气（14）、热水供应（15）、炊事（6）等方面的能耗。 建筑节能就是提高采暖、通风、空调、照明、热水供应等的能源利用效率。 确保室内热舒适环境、提高生活品质，提高能源利用效率。 误区：节能就是少用能 节能不能简单地认为只是少用能，而是在确保室内热舒适环境的前提下的节能 。 节能的核心是提高能源利用效率，前提是满足人们越来越高的舒适度要求。 北京大型公共建筑能耗比例 写字楼写字楼 写字楼写字楼电梯其他3%10%空调办公设备37%22%照明

2、28%宾馆宾馆宾馆宾馆 其他电梯18%空调9%44%办公设备4%照明25%3 商商 场场其 他商场商场 10%空 调照 明50%40%空调系统空调系统26%26%照明照明27%27%政府办公楼政府办公楼 电梯电梯空调系统 8%8%26照明 开水器开水器 10%10%电脑电脑27 29%29%电梯 8 开水器 10 电脑 29 如何进行建筑节能如何进行建筑节能 节能是为了在保证正常运营的前提下，更好地控制能源使用，因此，对于建筑节能而言，应从两方面着手：对能耗单位进行节能，同时考虑利用可再生能源补充并改善现能源使用结构。 PDCA模式模式 验证 (Check)： 实地效果监测并验证 实施 （Ac

3、tion）： 根据可行性方案 进行节能工作 改善 （Do）： 进行可行性分析 计划 （Plan）： 节能目标制定； 初期节能规划草案。 4 5 高性能围护结构保温系统高性能围护结构保温系统 保温系统保温系统45厚喷涂硬泡聚氨酯分析不同保温层厚度，当超过45mm时，节能率增长平缓，45mm喷涂硬泡聚氨酯（导热系数 0.024），传热系数0.5W/(m2K)。 其他幕墙其他幕墙自愈性钛锌板金属幕墙面（屋面、南北立面，自洁免洗，刮痕自愈，围护费用低，材料可再生）、屋面太阳能光伏系统（单晶硅、铜铟镓硒）、自洁陶土板（废弃物生产）。 外窗隔热原理图 隔热断桥铝型材 节能 玻璃幕墙玻璃幕墙 结合朝向造型选

4、用玻璃、高效保温隔热 U、适宜的SC、中庭幕墙淋水屋面、非晶硅采光中庭、选用多腔断桥隔断金属型材。 建筑隔热保温建筑隔热保温 窗户： 1. 双层中空或真空玻璃； 2. 低热传递贴膜（E-low膜） ； 3. 在窗户上安装遮阳装置； 4. 垂直双向开窗；等 屋顶： 1. 绿色屋顶（Green Roof）； 2. 隔热材料的安装；等 墙体： 1. 内墙-无机保温材料 ； 2. 墙体-墙体保温隔热板，如：聚氨酯发泡保温铝板等 管道：隔热材料包裹管道：隔热材料包裹 TDL外墙保温技术的应用外墙保温技术的应用 ?TDL外墙外保温及饰面系统是引进德国的先进技术及化工主剂，按欧盟标准， 建立的建筑保温系统。

5、它由TDL-013高强柔性建筑胶粘剂、阻燃型聚苯乙烯玻璃纤维网格布、 TDL-021外墙薄抹灰层彩色装饰砂浆或涂料组成。 适 用于所有需要进行保温隔热处理及外型装饰美化的新建房屋和旧房改造 导热系数0.0180.028W/m?K，采用该技术后， 100万平米建筑可节原煤6.5万t，节电30万kWh “十一五”期间该技术推广应用比例达到 10%，施工面积40亿平方米，总的投资需求为80亿元，可形成年节煤能力2.6亿t，年节电能力12亿kWh 采用TDL外墙保温节能技术，以导热系数极低的 EPS聚苯乙烯板将建筑物包起来，消除热桥传热影响，减少冷热冲击。采暖能耗指标和各围护结构的传热系数达到国家节能

6、指标。 地源热泵系统 原理：原理： 土壤源热泵系统是以岩土体为冷热源，由水源热泵机组、地埋管换热系统、建筑物内系统组成的供热空调系统。地源热泵系统地源热泵系统 地埋管 35m，共110根，热平衡分析，冬季供应热水进行热平衡。 （示意图） 夏天 冷冷 热 热热 冷冷 冷 在夏天， 把热量排到土壤中 热热 热热 热热 冬天 冷冷暖暖 冷 暖暖 冷 暖 在冬天， 我们从土壤中吸取热量 基本概念 ?地源热泵的概念 地源热泵技术是一种利用地下浅层地热资源（也称为地源能，包括土壤、地下水、地表水等）的既可制冷空调又可采暖和提供热水的高效节能空调技术。地源热泵通过输入少量的高品位能源（如电能），以地源能作为

7、热泵夏季制冷的冷却源、冬季采暖供热的低温热源，同时实现建筑采暖、空调和生活热水的三联供。 ?地源热泵系统的组成 室外地能换热系统 地源 热泵 机组 水或 空气 循环 建筑物采暖、空调或热水末端 水循环 比空气源热泵节能比空气源热泵节能30% 比燃油锅炉采暖节能比燃油锅炉采暖节能50 比电采暖节能比电采暖节能70% 1kW的电力 4kW的热量供应给用户 3kW的热量来自于浅层地热能 以地下水作为冷热源，采用一种对环境友好的制冷剂替代R22，通过热泵循环，输出温度可达75，替代传统“制冷机锅炉”模式，有效解决建筑采暖、空调、热水的供应，年运行费用节约40以上。 中国科学院外专家公寓高温地源热泵联供

8、系统中国科学院外专家公寓高温地源热泵联供系统 智能建筑照明系统智能建筑照明系统 1. 在走廊、洗手间、停车场等公共场所安装声控装置； 2. 在建筑内大厅或其他采光较好场所安装感光装置和调光器，以最大化利用自然光照明； 3. 利用建筑自动化系统（Building Automation System，BAS）控制建筑内公共场所灯光； 4. 尽可能替换节能灯泡，如紧凑型荧光灯（CFL）和LED，并在每个灯泡安装反光器；等。 智能建筑照明系统智能建筑照明系统 有人工作时自动打开该区的灯光和空调；无人时自动关灯和空调 ,有人工作而又光线充足时只开空调不开灯，自然又节能。 会议室中安装人体感应，可做到有人

9、开灯 /开空调，无人关灯 /关空调，以免忘记造成浪费 通过触摸屏的图形界面可进行各种灯光场景及 AV场景控制：会议场景、演讲场景、休息场景、放映场景等 智能控制与展示系统智能控制与展示系统 对室内环境，室外气象参数，建筑能耗状况，以及系统的运行特性等进行逐时的测量，外建筑节能研究提供数据。 1 全面掌握系统状况 改善设备管理 主要功能：主要功能： 空调、风机盘管控制 空调、自然通风与开窗通风切换与控制 灯光控制(开关及调光) 电动窗帘、遮阳卷帘、幕布、电动窗控制 排风设备控制 排水、电梯设备监视 影音设备控制 消防联动监控 集中监视及控制 智能控制与展示系统智能控制与展示系统 N楼交换机 主控

10、机房 1楼交换机 X楼交换机 室内空调红外信号 发射模块 总线交换机 逻辑控制模块 红外动静 传感器 照度 传感器 某建筑节能及智能化控制系统某建筑节能及智能化控制系统 调光模块 继电器模块 中央空调控制模块 日光灯 电磁阀 风机 调光灯具 排风扇 窗帘 吊扇 中央空调系统 空调控制面板 场景控制墙面板 16 中央空调智能控制中央空调智能控制 ?用人工智能模糊控制方式 代替传统的静态控制方式，实现动态控制， 达到节能目的 ?可节电20%左右，平均每平方米建筑可节电16kWh。一栋10000平米建筑可节电16万kWh ?该技术已在三百多个项目的中央空调系统中应用。 ?预计“十一五”期间推广比例为

11、30%，需要总投入62.4亿元，年可节电85亿kWh 风光互补发电系统风光互补发电系统 整体实现太 阳 能可再生能光 电 占源发电量总 用 电超过总用量2% 电量8% （示意图） 风力发电系统风力发电系统通过室外风环境模拟分析，选取风力发电最佳部位布置风力发电设备 太阳能光伏发电系统太阳能光伏发电系统 屋面使用单晶硅；中庭与入口雨篷采用非晶硅柔性薄膜电池；地面景观布置双轴逐日性光伏系统。 铜铟镓硒柔性光伏电池 地面双轴逐日性光伏系统 雨水回收利用系统雨水回收利用系统 非传统水源利用非传统水源利用 0排放、非传统水源利用90%90%以上 项目以雨水和河水作为补给水，结合生态净化系统、气浮工艺、人

12、工湿地、膜生态净化系统、气浮工艺、人工湿地、膜过滤和炭吸附结合技术过滤和炭吸附结合技术 ，处理源头水质，达到生活杂用水标准，处理后水用于冲厕、绿化灌溉和景观补水。 建筑设计日供水 13.5t，排水 12t，景观用水 5t，其中冲厕、景观灌溉、地面冲洗、洗车等用水全部来自于非传统水源供水。 生活污水 冲厕 调节池 化粪池 绿化灌溉 水体处理 雨水 景观补水 清水池 外河道水 （非传统水源利用系统规划图） 收集收集 处理处理 使用使用 人工湿地景观生态人工湿地景观生态 结合景观设置具有净水效果的景观型人工湿地，处理生活污水。 黄花鸢尾 水葱 梭鱼草 再力花 被动式自然通风系统被动式自然通风系统 热

13、压通风热压通风 气流经地下室预冷，进入南北向自然通风井，由井壁风阀进入室内办公空间、再由室内进入中庭、最后通过屋顶自然通风烟囱拔出。 风压通风风压通风 在热压通风换热不足时节（大于 25度），南北立面自动电动控制窗开启（是否开启、开启角度大小，根据室外气象站测得的气象数据进行自动控制，当检测到室外风速较大、室内换气量过大时，自动关小窗户开启度。窗户的立面划分开启扇位置，充分考虑人办公时候的通风舒适需求（900高）与景观视野（ 9002200高度无横档遮挡）。 辅助通风辅助通风机械辅助通风、地源热泵空调增强舒适实现能力。 当进行热压通风温度过高（室外大于 25度），且室外噪声或空气质量较差时，开

14、启空调排放，提高换气率，增加舒适性能。 当温度相对较低时（室外空气温度 13-18度），开启地源热泵系统进行辐射采暖辅助自然热压通风。 自然通风（热压）气流组织 建筑内部温度分布 垂直剖面风速矢量分布 电控智能外遮阳电控智能外遮阳 电控智能外遮阳电控智能外遮阳 根据太阳运行角度，室内综合遮阳系统建筑形体自遮阳（向南倾斜 15度）、机翼型电动智控外遮阳系统、玻璃自身遮阳。光线强度要求，采用机翼性电控遮阳系统，在 建筑形体自遮阳建筑形体自遮阳 太阳辐射强烈的时候打开，遮挡太阳辐射，降低空调能耗。在冬季和阴雨天的时候打开，让阳光射入室内，降低采暖能耗。 玻璃自身遮阳玻璃自身遮阳 南北立面玻璃传热系数

15、 0.7，遮阳0.44，东西立面、中庭 0.29。 结合朝向造型选用玻璃、高效保温隔热U、适宜的 SC、中庭幕墙淋水屋面、非晶硅采光中庭、选用多腔断桥隔断金属型材。 德国的建筑节能技术德国的建筑节能技术 德国的建筑节能技术在欧洲和全世界都处于领先地位，据统计19912001年间德国公民生产总值增长16%，总能耗反而下降，其中主要成果源于建筑节能。 70年代的能源危机，德国开始节约住宅能耗，76年德国建筑物理学家建造了菲利普实验住宅，采用了一些先进的节能措施。 德国住宅节能措施德国住宅节能措施 被动措施 1.提高外墙，地板，屋顶 的保温层厚度 2.采用卷帘百叶窗，使夜 间热量流失减少 3.门窗密

16、封性改善，使不 可控制的空气流通减少 4.加强对暖炉及导热管的 保温 5.加大南窗面积，更多接 收太阳热能 主动措施 1.从排风中回收余热 节能 措施 2.从制暖装置产生的废气 中回收余热 3.利用家电余热 4.改善现有空气和水的加 热装置 5.利用太阳能，并通过热 泵从空气、地热中获得 热能 德国低能耗住宅分类德国低能耗住宅分类 德国研究表明，根据德国的气候条件，德国所处的地理纬度相对中国的哈尔滨，从太阳能获取能源时效果比减少建筑热损失收到的效果要差，进一步研究表明，20cm的外墙保温层效果是最好的。 目前德国将低能耗住宅分为四类：节能住宅、低能耗住宅、被动太阳能住宅、零供暖住宅。 节能住宅

17、节能住宅 节能住宅，至少有15cm厚的保温层，能耗65kwh/a。1978年德国建筑采暖能耗标准为200kwh/a，德国已在92年实现了“节能住宅”目标，年采暖能耗605kwh/a。 低能耗住宅低能耗住宅 低能耗住宅，保温层厚度在2025cm之间，能耗不超过30kwh/a。德国计划到2012年将采暖能耗降为35kwh/a，因此目前德国有大量低能耗住宅。 被动太阳能住宅被动太阳能住宅 被动太阳能住宅，保温层厚度在30cm以上，采暖能耗不超过15kwh/a，被动房建筑的主要技术措施有：加强围护体系的保温性能；提高建筑的气密性；机送新风并进行热回收；低热负荷的采暖方式。 德国学者乐观地认为，未来10

18、年德国将全面采用被动，由于被动房的关键技术是提高外围护的保温性能，即采用的是低技术措施，在造价上有优势，避免了建筑节能的高技术、高成本化，因此很有市场潜力。 零供暖住宅零供暖住宅 零供暖住宅，利用太阳能收集器等主动采集能量。在被动房的基础上，增加可再生能源的利用量，应很容易达到零供暖住宅。 德国建筑设计与能耗对应表德国建筑设计与能耗对应表 综上所述，影响低能耗住宅节能效果的关键是建筑外墙保温性能，空气更新的办法，太阳能收集及储存的解决办法。 德国作了很多研究，得出以下建筑设计与能耗对应表。 建筑的措施 紧凑的建筑体形 良好的保温体系 好的空气更新系统 主要改变 表面积/体积，每降低 0.1/

19、K值每降低0.1w/K 带自热回收再利用装置 可降低的能耗 8-15kwh/ a 11-19kwh/ a 3-10kwh/ a 大的朝阳窗户 更好的玻璃 建筑朝南 节能的家电 视使用者而定的情况 视使用者而定的情况 每增大10% K0.8 w/k g0.4 所有的窗户朝南 电能消耗减半 房间温度上升 1K 空气交换量提高 0.1/H 0-12 kwh/a 5-15 kwh/a 6-15 kwh/a 4-5 kwh/a 7-10 kwh/a 8-11 kwh/a 德国低能耗建筑体现低技术理念德国低能耗建筑体现低技术理念 前述德国建筑设计与能耗对应表比较清楚地反映了建筑一座低能耗住宅应采取的措施及效果，具体包括建筑设计优化