建筑节能技术

1、建筑节能技术 建筑节能技术概述建筑节能技术概述 一、实施建筑节能的原因一、实施建筑节能的原因 随着中国城市建设的高速发展，建筑能耗逐年上升，已经达到全社会能源消耗量的30%左右，再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% 既有公共建筑近40亿m2； 我国每年城镇新建公共建筑3-4亿m2；10-15倍； 一般公共建筑的能耗也会是普通居住建筑能耗的5倍。因此建筑节能势在必行。 建筑节能技术概述建筑节能技术概述 二、建筑节能概念二、建筑节能概念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。建筑节能是指建筑在选址、设计、规划、建造和使用过程中，通过合理的设计，

2、采用节能型的建筑材料和设备，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，努力提高采暖、制冷、照明、通风、给排水和管道系统的运行效率，以及合理利用可再生能源，在保证建筑物使用功能和室内热环境质量的前提下，降低建筑的能源消耗量，以达到合理、有效地利用能源的目的。 建筑节能技术概述建筑节能技术概述 建筑节能的意义建筑节能的意义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；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。 第一节 建筑设计与节能建筑设计与节能 概述概述建筑节能设计是

3、建筑节能的一个重要方面，建筑节能设计应从分析地区气候条件出发，使建筑在冬季最大限度地利用自然能进行采暖，多获得热量和减少热损失，夏季最大限度地减少得热和利用自然条件通风降温。 建筑设计节能方法建筑设计节能方法建筑规划布局 建筑单体设计 其他建筑节能设计方法 建筑布局建筑布局 （一）建筑选址 1.避免“霜洞”效应 2.向阳 3.避风建宅，减少热损失 （二）建筑组团布局 利用建筑的布局，形成优化微气候的良好界面，建立气候防护单元，对节能有利。形成较封闭、完整的庭院空间，充分利用和争取日照，避免季风干扰，组织内部气流，利用建筑外界面的反射辐射，形成对冬季恶劣气候条件的有利防护，改善建筑的日照条件和风

4、环境。 建筑设计与节能建筑设计与节能 （三）建筑朝向选择合理的建筑朝向是节能建筑群体布置中首先考虑的问题。建筑物的朝向对太阳辐射得热量和空气渗透耗热量都有影响。建筑物朝向宜采用南北向或接近南北向，主要房间宜避开冬季主导风向。 1.建筑朝向与节能 2.各向墙面及居室的日照时间和日照面积3.各向墙面的太阳辐射热量4.各向居室内的紫外线量 5.主导风向与建筑朝向 建筑设计与节能建筑设计与节能 （四）建筑间距 一般在确定好建筑朝向之后，建筑物之间还应具有较合理的间距，以保证建筑能够获得充足的日照。在确定建筑的最小间距时，要保证室内一定的日照量，并结合其他条件来综合考虑建筑群的布置。因此在建筑设计时，应

5、结合建筑日照标准和建筑节能、节地原则，综合考虑各种因素来确定建筑间距。 1.平地日照间距的计算 2.坡地日照计算间距计算 建筑设计与节能建筑设计与节能 (五)建筑与风环境 1.建筑节能设计应根据当地风气候条件做出相应处理，应做到以下几点：建筑节能设计应根据当地风气候条件做出相应处理，应做到以下几点：（1）建筑的重要朝向避开不利风向。 （2）利用建筑组团阻隔冬季冷风，组织好夏季自然通风。（3）减少建筑物自身的渗透能耗。2. 建筑的布局排列方式对自然通风影响是十分显著：建筑的布局排列方式对自然通风影响是十分显著：（1）行列式布置，前后错开，便于气流插入间距内，使越流路线较实际间距长，这对高而长的建

6、筑群是有利的。（2）建筑群内建筑物的朝向若均朝向夏季主导风向时，将其错开排列，相当于加大了房屋的间距，可以减少下风区的衰减，有利于通风。（3）斜向布置导流好，形成的风进口小、出口大，可以加大流速；如果建筑物的窗口再组织好导流，则有利于自然通风。（4）冬季比较寒冷的地区需综合考虑，既要夏季的良好通风，又要冬季阻挡寒风侵入建筑群。（5）建筑物平行于夏季主导风向时，房屋间距排列宽窄不同，相互错开，形成进口小，出口大的风场，可加大流速。（6）封闭式的布置，风的出口小，流速减弱，院内形成较大涡流，使大量房屋处于两面负压状态，通风不良，这种布置方式只适合于冬季严寒地区，需要自然通风的炎热地区不宜采用。 单

7、体设计与节能 建筑平面尺寸与节能的关系 建筑体形与节能的关系 合理选择外墙保温材料 窗的设计与节能的关系 建筑自然通风与节能2022-4-26厦门大学嘉庚学院建筑学系10建筑平面尺寸与节能的关系 建筑平面形状 建筑物的平面性状主要取决于建筑物用地地块形状与建筑功能； 从节能角度看，围护结构表面积与建筑体积之比应尽可能小，以减少表面的散热量。平面形状平面形状正方形正方形长方形长方形细长方形细长方形L形形回字形回字形U形形A/V0.160.170.180.1950.210.25热耗（%）100106114124136163建筑平面尺寸与节能的关系 建筑长度与节能 在其他条件相同的情况下，增加居住建

8、筑的长度对节能有利。室外计算温度室外计算温度（C）住宅建筑长度（住宅建筑长度（m）2550100150200-2012111010097.996.1-3011910910098.396.5-4011710810098.396.7建筑平面尺寸与节能的关系 建筑宽度与节能 在其他条件相同的情况下，增加居住建筑的宽度对节能有利。2022-4-26厦门大学嘉庚学院建筑学系13室外计算温度室外计算温度（C）住宅建筑宽度（住宅建筑宽度（m）1112131415161718-2010095.79288.786.283.681.680-3010095.293.190.388.386.684.683.1-401

9、0096.793.791.989.087.184.384.2建筑平面尺寸与节能的关系 建筑平面布局与节能 热工环境分区文德伯格青年教育中心客房建筑平面尺寸与节能的关系 建筑平面布局与节能 设置温度阻尼区2022-4-2615慕尼黑住宅的“日光”边庭建筑体形与节能的关系 围护结构面积与节能的关系 围护结构总面积A与建筑面积A0之比2022-4-2616A/A05层住宅层住宅9层住宅层住宅住宅建筑宽度（住宅建筑宽度（m）-20-30-40-20-30-400.241001001001001001000.281051061071061071080.311101121141121141160.3511

10、5118120118121124建筑体形与节能的关系 围护结构面积与节能的关系 围护结构总面积A与建筑面积A0之比2022-4-2617建筑体形与节能的关系 表面面积系数 建筑物其他外表面积之和A1与南墙面积A2之比。 反映建筑表面散热与建筑利用太阳能而得热的综合热工情况。2022-4-2618建筑体形与节能的关系 从表面面积系数评价节能建筑 对于长方形节能建筑，最好的体形是长轴朝向东西的长方形，正方形次之，长轴南北向的长方形最差； 增加建筑长度对节能建筑有利，但长度增加到50m后，长度的增加给节能建筑带来的好处趋于不明显； 增加建筑的层数对节能建筑有利，层数增加到8层以上后，层数的增加给节能

11、建筑带来的好处趋于不明显； 大进深对建筑的节能还是有利的；体量大的节能建筑比体量小的节能建筑在节能上更有利。2022-4-2619合理选择外墙保温方案 在计算建筑物耗热量指标时，由于朝向不同，各墙面的传热系数的修正系数有很大差别。 相同的保温构造放在北向外墙上使用更有利。 例题： 某一采暖住宅建筑面积为3000m，建筑朝向南北向，建筑长宽比为4：1，按照以下方案布置外墙的保温层：2022-4-2620合理选择外墙保温方案A方案：各朝向外墙保温构造做法均相同，墙体平均传热系数均为1.15W/(mK)；B方案：降低南向和东西向外墙的保温性能，同时提高北向外墙保温性能，使得南向、东西向外墙平均传热系

12、数均为1.41W/(mK)，北向外墙平均传热系数均为0.77W/(mK)； C方案：只降低南向外墙的保温性能，使其外墙平均传热系数均为1.47W/(mK)；提高东西及北向外墙保温性能，使其外墙平均传热系数均为0.97W/(mK)。2022-4-2621合理选择外墙保温方案总层数总层数进深进深长度长度深长比深长比耗热量指标（耗热量指标（W/m ）ABC4121462.553.571/5.21/3.8219.8518.3419.5618.2119.6718.145101260501/61/4.1721.6119.4921.2219.2621.4219.24610125041.671/51/3.47

13、21.4719.2821.1319.2821.5619.1471042.861/4.321.2121.2121.21881046.8837.51/5.861/3.7524.2921.8024.2921.4124.5321.302022-4-2622窗的设计与节能的关系 窗的作用 挡隔室外大气环境变化对室内影响； 满足室内采光、得热、获取新鲜空气及观赏要求。 窗的耗热与得热2022-4-2623窗的设计与节能的关系 窗墙比、玻璃层数及朝向对节能的影响2022-4-2624窗的设计与节能的关系 附加物对窗节能效果的影响 窗的夜间保温对节能的影响2022-4-2625窗的设计与节能的关系 附加物对窗

14、节能效果的影响 窗外遮挡对节能的影响2022-4-2626第二节第二节 围护结构节能技术围护结构节能技术 概述太阳能介绍、利用简史太阳能光伏发电原理、方式太阳能利用中的概念与计算发展方向太太阳阳能能利利用用技技术术太阳能热发电技术原理、方式太阳能制冷与空调原理太阳能利用技术太阳能利用发展方向太阳能集热器介绍、分类第一节第一节 太阳能利用技术太阳能利用技术 三、理解要点三、理解要点 理解太阳能利用中的有关概念(p117) 太阳能发电原理(p120) 太阳能发电方式:分为光热电转换和光电直接转换。 聚光类热发电利用聚光集热器把太阳辐射能转变成热能，然后通过汽轮机做功发电。 (p122) 第一节第一

15、节 太阳能利用技术太阳能利用技术（掌握重点）（掌握重点） 四、掌握重点四、掌握重点(一） 目前太阳能常用利用技术分类、特点1、太阳能集热器 2、太阳能光伏发电技术3、太阳能热发电技术 4、太阳能制冷与空调第一节第一节 太阳能利用技术太阳能利用技术（掌握重点）（掌握重点） （二）太阳能集热器太阳能集热器的核心是吸热板分类方法：为高温（200以上）、中温（100200）和低温（100以下）集热器三种方式平板型太阳能集热器技术优点：工艺简单，加工和运行成本低，可常压运行，无安全隐患，使用寿命长。缺点：昼夜温度不均匀，表面热损大；低于0时，易发生胀管；流动阻力分布不均，抗冻性能差；排管容易结垢。全玻璃

16、真空管式太阳能集热器采用真空技术，优点是热损低，集热管热效率高。缺点是不能承压，易结垢，价格较贵。热管真空管式太阳能集热器具有工作温度高，承压能力大和耐热冲击性能好的特点，缺点是生产成本高，技术要求高。第一节第一节 太阳能利用技术太阳能利用技术（掌握重点）（掌握重点） （三）太阳能电池 分类：主要有单晶硅、多晶硅、非晶硅、多元化合物及聚光太阳能电池。 特点：在能量转换效率和使用寿命等方面，单晶硅和多晶硅电池优于非晶硅电池。多晶硅比单晶硅转换效率略低，但价格低。第一节第一节 太阳能利用技术太阳能利用技术（掌握重点）（掌握重点） （四）太阳能热发电技术： 分类：槽式、塔式、碟式槽式热发电技术缺点槽式热发电技术缺点：难实现双轴跟踪，致使余弦效应对光的损失每年平均达到30；结构庞大；辐射损失仍然随温度的升高而增加。 塔式热发电最大的缺点塔式热发电最大的缺点：单位容量投资过大，降低造价比较困难。 碟式太阳能发电优点：碟式太阳能发电优点：可单机标准化生产、综合效率高、使用寿命长、较强的运行灵活性，缺点是抛物面形状的可跟踪系统大小受制作工艺限制，发电功率一般不超过几十千瓦，制