如何实现节能建筑的建设

关于如何实现节能建筑的建设第1页，课件共45页，创作于2023年2月建成节能/绿色建筑的基本条件投资方/业主有实质性的需求，不是为了炒作对什么是节能/绿色有明确的概念能够保证充足的设计周期对采用的技术：只买对的，不买贵的设计咨询方有真正的技术储备，懂得如何设计为客户负责，做好的技术顾问供货商：有适宜的产品施工方：认真保证施工质量运行方：保证节能运行第2页，课件共45页，创作于2023年2月我国城镇建设中的不良倾向盲目追求“新，奇，异”，重表面轻实用迷信“国际设计”，搞形象工程、政绩工程、献礼工程，浪费人力财力物力盲目追求“高科技”，热衷于贴标签不了解“绿色”“生态”的实质，却建造大片的所谓“绿色示范工程”第3页，课件共45页，创作于2023年2月对节能/绿色建筑认识的一些误区绿色建筑＝豪华建筑/昂贵建筑？绿色建筑＝智能建筑/高技术投入？绿色建筑＝绿化率高？绿色建筑可以大干快上，快速设计？节能建筑＝保温好？节能建筑＝采用太阳能光电板？节能小区＝集中供冷/热电冷三联供？第4页，课件共45页，创作于2023年2月澄清绿色建筑理念

引自《绿色奥运建筑评估体系》最大限度地节省资源能源、水、土地、材料最大程度减少对环境的破坏大气、水、生态循环、自然环境气、液、固体废弃物的处理营造健康舒适的人居环境良好的室内外环境，健康为主，适度舒适第5页，课件共45页，创作于2023年2月从采用技术的层面考虑软技术先进的设计理念和方法利用设计专用计算机模拟软件进行精细设计热岛、建筑热工、风场、日照、采光、通风硬技术高性能的围护结构部件节能的冷热源系统高效的暖通空调设备可再生能源利用技术太阳能集热器、沼气、地下蓄能(地下风道、地下水直接利用)海水供能、污水废热利用太阳能光伏板、光导管、风能发电机第6页，课件共45页，创作于2023年2月绿色/节能建筑应该用什么样的技术？应采用产出投入比高的技术，而不是盲目采用昂贵技术。应重视软技术而不是偏重硬技术深入、充分的方案论证，精心仔细的设计是保证。否则再昂贵的设备也无法发挥作用，只是聋子的耳朵。软技术比硬技术的成本低得多，但作用却是决定性的应因地制宜采用适宜技术，而不应该盲目追求新奇。“先进”体现在适宜和高效，不是“高新”。很多优秀的传统民居就是因地制宜的节能/绿色建筑的典型，如土窑洞、徽居。第7页，课件共45页，创作于2023年2月什么是热泵技术？水泵消耗一定能量，实现把水从低水位向高水位搬移的设备热泵消耗一定能量，实现把热量从低温环境向高温环境搬移的设备举例：夏天把热量从25℃的室内向35℃的室外搬移；冬天把热量从0℃的室外向18℃的室内搬移冷凝器蒸发器压缩机膨胀阀电力W热量QQ+W第8页，课件共45页，创作于2023年2月关于太阳能利用技术如果需要低品位能源，应该直接利用太阳能生活热水：太阳能热水器(平板热水器、真空管热水器)采暖：直接利用太阳热（保证日照、太阳房等）太阳能光伏发电应保证高品位能源的需要北京，10m2最大输出功率1kW，能瞬时带动1.5匹空调，价格约7.5万元建议用途室内照明、路灯电视机、电冰箱等家用电器水景与绿地浇灌水泵（不需要蓄电池，是最好的选择）第9页，课件共45页，创作于2023年2月避免技术应用中的误区误区1：为追求采用某种高新技术而采用例1：50℃地热水通过热泵提高到75℃进行地板采暖例2：太阳能光伏发电进行电采暖或空气源热泵采暖例3：引进非当地的特殊景观植物，花费大量水和能源来养护误区2：注重买硬设备不注重设计安装了昂贵的设备却舍不得付出多一点设计费，不肯给充足的优化设计论证时间，设备根本不能发挥作用误区3：为采用某种节能技术而忘记了环境影响打3000米的地热井获取90℃的热水进行采暖，无法回灌而把高温水直接排放到市政下水管误区4：绿色建筑是富人的专利穷人更需要资源节约型的建筑，应该为穷人付不起空调采暖费和高额的水费第10页，课件共45页，创作于2023年2月如何设计节能/绿色住宅建筑？住宅建筑的特点内热源小，围护结构负荷大围护结构的设计是最重要的有可能设计成接近完全被动式的建筑满足国家与地区的节能建筑标准必须满足采暖地区、夏热冬冷地区、夏热冬暖地区节能建筑标准，作为基本底线生态住宅(住区)环境标志产品技术标准中国住宅能耗标识……第11页，课件共45页，创作于2023年2月公共建筑能耗的特点空调能耗占大型公共建筑总能耗的40%～60%围护结构节能满足《公共建筑节能设计标准》中关于围护结构热工性能的规定是必备的条件围护结构的节能设计是降低建筑能耗的一个因素，但还差得很远夏季主要负荷来源于内部发热量，而不是围护结构冬季采暖负荷很小，围护结构保温发挥的作用不大空调系统的高能耗是导致公共建筑能耗高的根本原因，但因素比围护结构复杂得多空调系统设计不合理施工粗糙验收形同虚设运行管理水平低第12页，课件共45页，创作于2023年2月空调设备系统不节能的各类因素

技术方案本身存在问题——设计阶段问题设计意图未得到落实——安装施工阶段问题系统调试不合格——验收阶段问题运行管理方法不科学——运行阶段设计阶段是建筑节能的首要环节，应充分重视

各阶段之间相互脱节，无法保证工程质量

第13页，课件共45页，创作于2023年2月设计院的呼声改变粗放设计是建筑暖通系统节能的关键(天津市建筑设计院，伍小亭，2005.11，全国暖通空调学会建筑模拟学组会议上的主题报告)主要表现缺乏认真的基础计算对基本设计计算参数的把握不准确对冷、热负荷特征分析不深入风、水系统的划分与设置不当对节能新理念与新技术的排斥随意加大安全余量忽略系统调控与计量手段的重要性第14页，课件共45页，创作于2023年2月设计问题——空调自控系统形同虚设存在的问题——大量的工程实例是自控变手控BAS系统成为遥测和遥控工具，没有自控功能BAS系统只测不控，久而久之测量功能也丧失了传感器老化、损坏后，更换费用太高，因此废弃BAS系统误操作，不节能反费能简单控制能够成功：表冷器二通阀、风机盘管复杂一点的就失败：二级泵变水量、变风量、变新风、冷热源切换谁的责任运行人员水平太低？系统设计有问题？二者兼而有之？第15页，课件共45页，创作于2023年2月空调自控系统形同虚设的原因委托方只强调硬件的先进（国外品牌、高速网络、昂贵测控硬件），愿意为昂贵的硬件付钱，不愿为“看不见”的软件付钱；设计方空调设计人员没有提出详细的工艺要求，特别是工况转换以及阀位调节没有描述；自控编程调试人员不懂被控对象，电动阀等控制设备选型错误，或只给出开关量，无法实现调节，甚至反向调节。验收方只看硬件是否到位，是否能够起到遥控遥测作用，系统的自动控制性能验收不到位；安装施工单位没有把后期系统调试认真完成；缺乏自控系统的设计、施工文档，运行管理人员对此毫无了解。第16页，课件共45页，创作于2023年2月自控系统设计的误区误区：传感器越多越精密，水平就越高精密传感器易失灵，维护更换价格昂贵不必要的地方安装了传感器，不知道做什么用大量传感器依赖型控制逻辑，一旦某个传感器出了问题，控制软件就不知道如何反应了正确的做法只在必要的地方安装传感器尽量采用寿命长、耐久、价廉的传感器控制软件应该尽量依赖专家对被控对象的知识，以最少的信息获得尽可能正确的判断BAS设计人员应该也是空调系统的专家第17页，课件共45页，创作于2023年2月风机水泵选型中一个奇怪的现象

风量m3/h实际需要设计水泵：实际流量扬程均大于设计值（额定值）风机：设计风量(额定)>需要风量>实际风量第18页，课件共45页，创作于2023年2月施工质量问题

——监理、验收形同虚设所导致风系统比水系统问题多——漏水明显漏风不明显现象风机掉转系统漏风严重风机联动阀没有接电，从来没有打开过防火阀处于常闭状态风阀手柄被卡住（甚至被当作吊顶的固定物）软风管没有接到散流器上风道内有障碍物风、水系统施工完了从来不做平衡调试恶性循环，陷入误区风机越选越大，效率越来越低，压力点混乱第19页，课件共45页，创作于2023年2月藏在吊顶内的问题新风管未接上，新风散入吊顶风阀手柄被卡住，从来没有打开过第20页，课件共45页，创作于2023年2月风道里的问题风道内有施工垃圾，成为障碍物第21页，课件共45页，创作于2023年2月没有调试就交工的水系统

——各用户支路水力严重不平衡

第22页，课件共45页，创作于2023年2月如何改变粗放型设计？

计算机仿真技术(模拟)与建筑设计全面结合小区规划设计建筑单体设计建筑细部构造环境控制系统设计方案通过模拟仿真进行分析评价满意?下一阶段YesNo每个阶段中的应用第23页，课件共45页，创作于2023年2月建筑模拟辅助设计的软件工具举例建筑热模拟软件DOE2,EnergyPlus,DeST,HASP,IES,ESP-r等CFD软件（计算流体力学）Fluent,Phoenix,STARCD,Stach-3遮阳与日照模拟软件BSAT,Sunshine建筑室外微气候模拟平台SPOTE面向建筑师的综合设计软件EcoTECT,LTMethod3.0天然采光模拟软件Radiance自然通风模拟软件COMIST,CONTAMW、BREEZE、NatVent，Vent+地铁热环境与排烟模拟软件STESS，SES，TNFILE空调系统与控制模拟软件HVACSIM＋，TRNSYS热网模拟软件HACNET第24页，课件共45页，创作于2023年2月规划设计阶段要考虑的问题保证日照小时，充分利用天然采光保证夏季有良好自然通风，避免城市热岛冬天不出现局部高风速导致行人不适，减少冬季渗风热负荷方法进行建筑群日照模拟分析利用CFD模拟技术考察小区和建筑物的冬、夏风场通过模拟分析考察小区的热岛强度，改善室外布局、外装饰、景观设计第25页，课件共45页，创作于2023年2月规划设计阶段的工具遮阳与日照模拟软件BSAT,Sunshine各种CFD软件Fluent,Phoenix,STARCD,Stach-3室外微气候模拟软件SPOTE面向建筑师的综合设计软件EcoTECT,LTMethod3.0第26页，课件共45页，创作于2023年2月日照分析

(Sunshine模拟结果)

可对形状复杂的建筑外形、布局进行互遮挡和自遮挡分析。红线区内为永久日影区，终年没有日照第27页，课件共45页，创作于2023年2月BSAT遮阳与日照模拟软件第28页，课件共45页，创作于2023年2月8:00建筑的互遮挡冬至日的情况8:009:0016:0014:0013:0012:0011:0010:00终日日影区15:00北第29页，课件共45页，创作于2023年2月8:009:0010:0016:0015:0014:0013:0012:0011:00终日日影区第30页，课件共45页，创作于2023年2月此处易聚集垃圾小区风场

形成机理建筑物对来流风的阻碍和聚集作用小区内太阳辐射导致各表面存在温差而形成的自然对流不当风场的危害冬季造成热负荷增加高风速影响人员行动夏季自然通风不良第31页，课件共45页，创作于2023年2月STACH-3:CFD模拟软件室外气流环境模拟第32页，课件共45页，创作于2023年2月小区风场

建筑的布局对小区风环境有重要的影响。北京，在北风来流7.6m/s时，局部1.5m高处出现10m/s的高风速北第33页，课件共45页，创作于2023年2月风场的3-D图：1.5m高处北第34页，课件共45页，创作于2023年2月合理建筑布局对小区风场的改善北风冬季主导风向夏季主导风向南风第35页，课件共45页，创作于2023年2月住区微气候分析：热岛强度关注的意义“小区热岛”是影响居住者对住区环境舒适与否的重要方面温度是人们感受住区微气候环境好坏的主要参数关注的内容考察室外温度、湿度、太阳辐射、气流组织、下垫面的铺设、水景与绿化状况等微气候参数评价方法与建筑群空气流动分析结合，主要考察居住区热环境以“热岛强度”表征居住区微气候的状况——小区内1.5m高度处的空气温度与气象站测得的空气温度之差第36页，课件共45页，创作于2023年2月SPOTE建筑室外微气候模拟平台：热岛强度模拟第37页，课件共45页，创作于2023年2月局部热岛效应来流风向

某体育中心原设计方案，建筑外表面的大屏幕设置导致局部热岛强度达4℃。第38页，课件共45页，创作于2023年2月住区微气候分析：热岛小区微气候分区第39页，课件共45页，创作于2023年2月北京某新建小区的热岛模拟

（改进的CTTC模型）

日平均热岛强度/白天热岛强度老区2/1.6℃1.4/