建筑节能与建筑环境

1、建筑节能与建筑环境建筑节能与建筑环境1 1、低能耗建筑、低能耗建筑n 低能耗建筑：国际上较公认的理解指在现有能耗标准的基础上低能耗建筑：国际上较公认的理解指在现有能耗标准的基础上，将单位建筑的年采暖能耗降低一半。，将单位建筑的年采暖能耗降低一半。 一些文献为了准确定义，低能耗建筑指单位使用面积单位采暖度日数一些文献为了准确定义，低能耗建筑指单位使用面积单位采暖度日数的采暖能耗低于的采暖能耗低于0.02kWh/(m2Kd) 德国平均采暖度日数（室内设计温度为德国平均采暖度日数（室内设计温度为19）为）为3500Kd/a 德国低能耗房屋标准：独户住宅采暖能耗不大于德国低能耗房屋标准：独户住宅采暖能

2、耗不大于70kWh /(m2a)，多户，多户住宅不大于住宅不大于70kWh /(m2a)，其它情况不大于，其它情况不大于70kWh /(m2a) 在瑞典，低能耗建筑的采暖能耗不高于在瑞典，低能耗建筑的采暖能耗不高于70kWh /(m2a)北方采暖建北方采暖建筑用煤筑用煤住宅用电住宅用电住宅炊事能住宅炊事能耗耗大型公共建大型公共建筑筑一般公共建一般公共建筑筑能耗强度能耗强度20kg ce/(m2a)折合折合57kWh /(m2a)1030kWh /(m2a)折合折合100300kWh /人人100300kWh /(m2a)2050kWh /(m2a)我国城镇民用建筑的能耗强度我国城镇民用建筑的能

3、耗强度五、低能耗、近零能耗和零能耗建筑五、低能耗、近零能耗和零能耗建筑措施措施基本要求基本要求维护结构保温性维护结构保温性能能屋顶屋顶0.15W/(m2K)，外墙，外墙0.25W/(m2K)，底层楼板底层楼板0.30W/(m2K)，窗户，窗户1.50W/(m2K)减少热桥效应减少热桥效应连续的保温层，避免由内层伸出的构件连续的保温层，避免由内层伸出的构件减少空气渗漏减少空气渗漏n50 1.0h-1 (n50 =V50/VL，V50指室内外气压差为指室内外气压差为50pa时的吹风排气时的吹风排气量，量， VL指室内容积指室内容积)优化太阳能的被优化太阳能的被动利用动利用要求窗户有很好的保温性能同

4、时有较高的透过率要求窗户有很好的保温性能同时有较高的透过率有组织通风及热有组织通风及热回收回收通风系统首先要保证空气质量，不带热回收的通风系统是可接受的通风系统首先要保证空气质量，不带热回收的通风系统是可接受的合适的采暖系统合适的采暖系统提倡高灵敏度的自动控制装置提倡高灵敏度的自动控制装置高效的热水系统高效的热水系统热水罐和管道都应有良好的保温性能热水罐和管道都应有良好的保温性能高效节能的电器高效节能的电器选用高效节能电器以降低电能消耗选用高效节能电器以降低电能消耗便于使用和操作便于使用和操作的设备的设备便于操控才能充分发挥设备的性能便于操控才能充分发挥设备的性能德国低能耗建筑的基本要求德国低

5、能耗建筑的基本要求“吹门吹门”法测试建筑的气密性法测试建筑的气密性n50值值n50 =V50/VLV50指室内外气压差为指室内外气压差为50pa时的吹风排气量时的吹风排气量VL指室内容积指室内容积窗户种类窗户种类传热系数传热系数KW/(m2K)太阳辐射透射率太阳辐射透射率g普通单层玻璃窗普通单层玻璃窗5.887%双层中空玻璃窗，双层中空玻璃窗，12mm间层间层2.83.080%三层中空玻璃窗，三层中空玻璃窗，2层层12mm间层间层1.82.155%双层双层LE玻璃窗，玻璃窗，1216mm间层，间层，充氩气充氩气1.221.45863%三层玻璃窗，三层玻璃窗，2层层LE 玻璃，玻璃，12mm间层

6、，充氪气间层，充氪气0.750%三层玻璃窗，三层玻璃窗，2层层LE 玻璃玻璃+低辐低辐射镀膜，射镀膜，8mm间层，充氪气间层，充氪气0.442%双层玻璃，双层玻璃，4层薄膜层薄膜0.640%双层玻璃窗，双层玻璃窗，LE 低辐射镀膜，低辐射镀膜，4mm间层真空间层真空0.4763%双层双层LE玻璃窗，玻璃窗， 3mm间层，气间层，气凝胶凝胶0.4563%玻璃窗户的种类及性能玻璃窗户的种类及性能集热方式集热方式特点特点1、被动式，直接、被动式，直接受益窗受益窗优点：系统简单、无附加能优点：系统简单、无附加能耗，太阳辐射能到达所需要耗，太阳辐射能到达所需要的地方，成本低的地方，成本低弱点：可能产生过

7、热，用遮弱点：可能产生过热，用遮阳设施加以改善阳设施加以改善2、被动式，间接、被动式，间接受益，利用透明受益，利用透明保温材料保温材料优点：系统保温性能好，室优点：系统保温性能好，室内热环境稳定内热环境稳定弱点：系统复杂，价格高，弱点：系统复杂，价格高，可能产生过热，要求必要的可能产生过热，要求必要的遮阳设施遮阳设施太阳能的利用方式及特点太阳能的利用方式及特点集热方式集热方式特点特点3、被动式，间接、被动式，间接受益，日光间受益，日光间优点：产生附加使用空间，优点：产生附加使用空间，种植植物时能调节湿度种植植物时能调节湿度弱点：太阳能利用效率不高，弱点：太阳能利用效率不高，如日光间需要采暖反而

8、增加如日光间需要采暖反而增加能耗能耗4、主动式，太阳、主动式，太阳能热水器集热能热水器集热+蓄热系统蓄热系统优点：可以和热水系统结合优点：可以和热水系统结合使用，可以获得较多太阳能使用，可以获得较多太阳能弱点：系统复杂，造价高，弱点：系统复杂，造价高，蓄热系统可能占用使用空间蓄热系统可能占用使用空间5、主动式，太阳、主动式，太阳能光电池能光电池优点：可再生能源，不占室优点：可再生能源，不占室内使用空间内使用空间弱点：造价高，能效较低，弱点：造价高，能效较低，受气候影响受气候影响太阳能的利用方式及特点太阳能的利用方式及特点2 2、近零能耗建筑、近零能耗建筑n 近零能耗建筑：德文原文近零能耗建筑：

9、德文原文Pasivhaus，即，即“被动式房屋被动式房屋”的意思的意思，主要指不需要主动式采暖系统的房屋，通过提高外围护的保，主要指不需要主动式采暖系统的房屋，通过提高外围护的保温性能及采用热回收方式，使冬天的热损失非常小，以致利用温性能及采用热回收方式，使冬天的热损失非常小，以致利用人体、设备散发的热量及可获得的太阳能就能维持室内舒适的人体、设备散发的热量及可获得的太阳能就能维持室内舒适的温度。温度。 近零能耗建筑是低能耗建筑的延续和提高，但近零能耗建筑不再需要近零能耗建筑是低能耗建筑的延续和提高，但近零能耗建筑不再需要传统的采暖设备传统的采暖设备 建筑采暖能耗低于建筑采暖能耗低于15kWh

10、 /(m2a)时，就可以不需要传统的采暖设备时，就可以不需要传统的采暖设备 建筑总能耗不高于建筑总能耗不高于120kWh /(m2a)建筑物表面的热损失建筑物表面的热损失透明保温层作用原理透明保温层作用原理透明保温层类型透明保温层类型A A 多层平行透明材料多层平行透明材料 B B 垂直微孔材料垂直微孔材料 C C 小气室结构小气室结构 D D 微泡沫塑料微泡沫塑料材料层材料层透过率透过率g（漫辐射）（漫辐射）传热系数传热系数 kW /(m2K)三层中空玻璃，内填氪气三层中空玻璃，内填氪气0.410.75100mm塑料毛细管，塑料毛细管，1层玻璃层玻璃0.670.90100mm蜂窝状塑料，蜂窝

11、状塑料，1层玻璃层玻璃0.710.9024mm气胀塑料颗粒，气胀塑料颗粒，2层玻璃，充空气层玻璃，充空气0.500.9030mm气胀塑料颗粒，气胀塑料颗粒，2层玻璃，充氪气层玻璃，充氪气0.400.52100mm玻璃毛细管，玻璃毛细管，2层玻璃层玻璃0.590.9720mm气胀塑料颗粒，气胀塑料颗粒，2层玻璃，真空层玻璃，真空(100mba) 0.600.50透明保温材料透过率及传热系数透明保温材料透过率及传热系数3 3、零能耗建筑、零能耗建筑n 零能耗建筑：与零采暖能耗建筑不同，全零能耗建筑的采暖和生零能耗建筑：与零采暖能耗建筑不同，全零能耗建筑的采暖和生活全部能源都能由建筑自身提供，而不需

12、依赖外部系统提供。活全部能源都能由建筑自身提供，而不需依赖外部系统提供。零能耗建筑能源主要由太阳能发电或风能发电提供零能耗建筑能源主要由太阳能发电或风能发电提供德国不同节能标准建筑物的初始能耗德国不同节能标准建筑物的初始能耗建筑类型建筑类型采暖能耗采暖能耗采暖系统采暖系统通风系统通风系统舒适性舒适性经济性经济性1、1995年前年前180280kWh /(m2a)采暖设备大采暖设备大不依赖通风系不依赖通风系统，有时需要统，有时需要开窗通风开窗通风舒适性中等，舒适性中等，室内温度不室内温度不均匀，可能均匀，可能有冷凝水有冷凝水投资高投资高(采采暖系统暖系统)，使用费高使用费高(燃料费高燃料费高)2

13、、低能耗建筑、低能耗建筑3070kWh /(m2a)采暖设备小采暖设备小需要通风系统，需要通风系统，一般有热回收一般有热回收装置装置舒适性好，舒适性好，室内温度均室内温度均匀，没有冷匀，没有冷凝水凝水投资中等投资中等(采暖系统采暖系统小小)，使用，使用费低费低n 德国的建筑物舒适性和经济性比较德国的建筑物舒适性和经济性比较建筑类型建筑类型采暖能耗采暖能耗采暖系统采暖系统通风系统通风系统舒适性舒适性经济性经济性3、近零能耗建筑、近零能耗建筑15kWh /(m2a)无采暖设备无采暖设备需要通风系统，需要通风系统，需要高效热回需要高效热回收装置收装置舒适性很好，舒适性很好，室内空气质室内空气质量高量

14、高投资中等投资中等(无采暖系无采暖系统，但维护统，但维护结构和通风结构和通风系统投入系统投入多多)，使用，使用费很低费很低4、零采暖能耗建筑、零采暖能耗建筑0kWh /(m2a)有采暖系统，有采暖系统，可能需要跨可能需要跨季度蓄热系季度蓄热系统统需要通风系统，需要通风系统，需要高效热回需要高效热回收装置收装置舒适性未知舒适性未知(如过热情况如过热情况)投资很高投资很高(附加的蓄附加的蓄热装置和通热装置和通风系统风系统)，使用费用使用费用:能源费低，能源费低，但维修费高但维修费高5、零能耗建筑、零能耗建筑0kWh /(m2a)（生活能耗（生活能耗也能自给）也能自给）无采暖系统，无采暖系统，可能需

15、要跨可能需要跨季度蓄热系季度蓄热系统统需要通风系统，需要通风系统，需要高效热回需要高效热回收装置收装置舒适性未知舒适性未知投资太高投资太高(此外还需此外还需发电设备发电设备)n哪些条件和技术有利于节能，哪些可以提供能源。哪些条件和技术有利于节能，哪些可以提供能源。n如果常规成熟技术可以运用，不妨与高新技术进行比较，如果常规成熟技术可以运用，不妨与高新技术进行比较，看哪种更为经济可靠。看哪种更为经济可靠。n需要取得一个热工平衡点，即减少能耗和获取新能源同样需要取得一个热工平衡点，即减少能耗和获取新能源同样重要。重要。n建筑节能设计的目的是营造一个舒适的建筑环境，应尽量建筑节能设计的目的是营造一个

16、舒适的建筑环境，应尽量减少建筑在使用和维护过程中的工作量，同时增大使用者减少建筑在使用和维护过程中的工作量，同时增大使用者对节能建筑的认知水平，使其按设计要求配合使用非常重对节能建筑的认知水平，使其按设计要求配合使用非常重要。要。1 1、温室气体、温室气体 根据联合国气候变化政府间专家委员会（根据联合国气候变化政府间专家委员会（IPCC）的界定，影响地）的界定，影响地球的温室气体主要是球的温室气体主要是CO2、NO2、CH4、CFCs（氟氯碳化物）（氟氯碳化物）4种。种。 CFCs在蒙特利尔议定书中严格列管禁用，在蒙特利尔议定书中严格列管禁用， CO2因为留存时间长，因为留存时间长，排量大，其

17、温暖化效应约占排量大，其温暖化效应约占99%。六、低碳建筑的低碳策略六、低碳建筑的低碳策略2 2、建筑竣工前的、建筑竣工前的CO2排放量排放量 建筑物在竣工投入使用建筑物在竣工投入使用前的前的CO2排放包括：建排放包括：建材生产中碳排放、建筑材生产中碳排放、建筑设备生产中碳排放、交设备生产中碳排放、交通运输中碳排放、及建通运输中碳排放、及建设施工中碳排放设施工中碳排放4个部个部分。分。3 3、建筑运营期间的、建筑运营期间的CO2排放量排放量 建筑物在运营期间的建筑物在运营期间的CO2排放包括：日常使用阶段的碳排放、修缮排放包括：日常使用阶段的碳排放、修缮改造中碳排放改造中碳排放2个部分。个部分

18、。 建筑物在废弃时的建筑物在废弃时的CO2排放包括：拆除时碳排放和废弃物处理回收排放包括：拆除时碳排放和废弃物处理回收时碳排放时碳排放2个部分。个部分。不同类型建筑的能耗强度和不同类型建筑的能耗强度和CO2排放量排放量 Kg- CO2 /m2a 以以4层层RC住宅建筑物来看，竣工前碳排放约占住宅建筑物来看，竣工前碳排放约占LC CO2总量的总量的22.0%，运营期间占，运营期间占62.9% ，废弃阶段占，废弃阶段占15.1%。对一栋。对一栋10层层RC办公建筑办公建筑而言，上述数值分别为：而言，上述数值分别为：8.35%、86.41%、5.24%。4 4、不同结构建筑竣工前、不同结构建筑竣工前CO2排放量排放量 每生产每生产1吨水泥约耗电吨水泥约耗电120kWh及及135kg燃煤，施工阶段产生燃煤，施工阶段产生1.8