建筑工程节能的施工技术

建筑工程节能的施工技术

目录

1绪论....................................................................1

2项目定位及节能技术设计策略..............................................5

2.1项目介绍...........................................................5

2.2项目定位与节能意识.................................................5

2.2.1项目策划定位.................................................5

2.2.2节能意识.....................................................5

2.3建筑节能设计依据和原则.............................................6

2.3.1本项目绿色建筑设计依据.......................................6

2.3.2项目设计原则.................................................7

2.4项目的节能技术设计理念.............................................8

2.4.1全面的规划建筑节能设计.......................................8

2.4.2合理安置建筑的外围护结构.....................................8

2.4.3应用先进的能源设备辅助建筑节能效果...........................9

2.4.4对再生能源的利用结合就地取材.................................9

2.4.5建立能效管理与控制中心.......................................9

3节能技术在项目中的应用研究.............................................10

3.1节能技术与项目设计的整合..........................................10

3.1.1外围护结构系统..............................................10

3.1.2恒温恒湿恒氧系统............................................14

3.1.3新能源利用系统..............................................16

3.1.4水资源综合利用..............................................18

3.2节能技术与管理方案的结合..........................................19

3.2.1节能系统的工程管理..........................................19

3.2.2节能系统的运营管理与控制....................................20

3.3施工新技术经济效益分析............................................21

3.4节能技术设计方案的总结及评价......................................22

3.5节能技术设计方案总结..............................................23

4总结与不足.............................................................24

4.1总结..............................................................24

4.2不足..............................................................24

参考文献...............................................................25

1绪论

1.1研究背景

建筑业是一个消耗大量自然资源并对环境产生负面影响的行业。据统计，50%的原

材料和50%的天然水资源被用于建造各种建筑物及其辅助设备，这些建筑物及其辅助设

备消耗了世界建筑所需能源的50%左右［%与此同时，造成了50%的空气污染，42%的

温室气体，50%的水污染和50%的氟氯化物污染，与建筑电磁污染有关的光污染，占环

境污染总量的34%⑵。我国建筑和建筑使用对环境污染的问题更加严重。

中国人均资源和资源总量非常低：人均煤炭储量仅为世界平均水平的一半，人均石

油储量仅为世界平均水平的11%,天然气仅占4.5%;中国的人均耕地仅占世界耕地面积

的三分之一，水资源仅占世界人均占有量的四分之一。与纬度相似的发达国家相比，中

国每单位建筑面积的供热能力约为这些国家建筑物的三倍⑶。目前中国建筑能耗将迅速

增长，从27.6%增长到33%,建筑能耗问题刻不容缓。因此，建筑业的节能发展是资源

浪费、资源稀缺和环境污染之后的必然选择。节能建筑是彻底改善中国居住环境，降低

供暖建筑能耗，解决建筑发展“瓶颈”的根本途径，建筑工程节能技术是提高建筑业市

场技术水平和竞争力的重要手段。

1.2国内外研究现状

1.2.1国外研究现状

20世纪70年代的能源危机袭击了欧洲和美国发达国家的经济和社会,提高了人们对

建筑能耗产重性的认识。从那时起，欧洲和美国的发达国家都加强了节能建筑技术的发

展。在20世纪80年代，人们提出了绿色建筑，可持续建筑和生态建筑等概念，以寻找

能够减少对环境的影响，与环境共存并使用户健康的节能建筑叫

法国非常重视建筑能源节约研究：政府指定的专门机构负责制定适用的节能标准，

进行技术研究，监督和控制节能并采用有效的技术，在建筑物的能源效率方面取得显着

成效⑸。墙体结构的隔热效果除了检查绝缘材料本身的性能，还会去了解它如何与其他

材料结合后的性能。法国使用最广泛的绝缘材料是岩棉，矿棉，玻璃棉，阻燃发泡聚苯

乙烯和聚氨酯。在形成各种复合壁的过程中，根据不同的要求选择和调整。在法国，历

史上应用了许多木窗，后来更新成铝合金窗，而现在铝合金窗也在逐步淘汰。在过去的

十年中，政府建议居民使用塑料门窗，绝缘玻璃周围有橡胶垫圈。为了室内卫生和充分

通风,可手动调节的小流量风扇放置在外框架上。玻璃配有外部PVC隔热帘或金属卷帘，

1

可实现遮阳，太阳辐射隔热，保温和降噪⑹。

在美国，混凝土墙主要用作地基和地下室墙。在北部地区，位于地下冻土深处的地

下室墙需要采取隔热措施。浇筑到隔热板中的混凝土墙是一种新的节能技术，它取代了

隔热板在建筑中常用的临时支撑模板。混凝土墙浇筑到保温板中的原因是由于其高效的

保温性能，其次，它避免了大量的建筑夹具材料，第三，减少了施工时间，第四，施工

方便整洁。浇筑到保温板中的混凝土墙技术已建筑公司采用〔刀。

总之，国外建筑节能发展的成功经验为我们提供了许多有益的启示：首先，节能的

设计和建设必须反映“四个节约”（即土地节约，节约能源，节约用水，节约材料）和可

持续发展的概念，适用于整个建筑的生命周期，规划，设计，施工和运营管理，然后建

立一个权威统一的建筑节能评估标准管理系统，适当的政策和加强市场定位，建筑节能

必须适应国情，适应当地设计并且不要盲目地定义外国经验，找到切入点和突破，最后

全面推广，实现建筑行业的节能目标。

122国内研究现状

以前建筑施工管理建设项目只从三个方面着手：工程质量，施工进度和投资，这在

一定程度上简化了工程建设项目的管理，但增加建设项目对城市现有环境的负面影响，

浪费了大量的能源和资源，这就是为什么国家建设部门的相关单位对节能建筑技术进行

了广泛的研究⑻。

对于住宅建筑，门窗区域约占建筑物外部保护结构表面积的30%,而门窗的能耗约

占建筑物热损失的40%。建筑物的外部保护，可以使用节能门窗。门窗节能技术主要有

三种方式：减少渗透，减少热传递量，减少太阳辐射能量。目前，节能玻璃（中空玻璃，

热反射玻璃）在国内外广泛使用，节能窗框（塑料窗框，隔热铝框架），采用遮阳系统（外

遮阳，内遮阳）和高遮蔽性材料等施工技术，减少太阳辐射量。

随着中国建筑业自身技术的不断发展，许多国内专家和从业人员开始通过广泛的探

索和研究，将更多的决策理论和方法应用于工程建设领域。例如：广州市水利学会陈国

桥，《层次分析法在水利工程投资决策中的应用研究》，关建成，刘泉的《改进神经网络

在项目暂停决策中的应用》，上海交通大学黄金枝，张力的《效用函数在多目标决策中的

应用》，中国人民大学的寿玉婷，段新生，《模糊环境下多目标决策的均值优先顺序法》,

王宝军，宋宏斌天津大学决策方法，李希灿，宋岩，《多目标多层次系统多维模糊决策理

论模型》等9期。这些研究成果集中在两个方面：一是直接运用国外现代决策理论和方法

进行实践;另一个是根据中国的具体现实，改进和创新现有的决策理论和方法。

2

1.3本文研究的目的和意义

1.3.1本文研究的目的

由于地区和气候等建筑施工技术相关的限制，许多节能建筑施工技术的推广和应用

往往具有很大的限制，这限制了节能建筑的大规模推广。建筑业技术水平的提高增加了

相关政府部门在节能建筑施工技术管理上的难度，其表现如下：一，节能建筑施工技术

体系的复杂性在一定程度上增加了技术应用和行政管理的难度。其次，因为地域原因的

不了解节能建筑技术的适用条件，这导致这些技术的选择，应用和广泛推广存在一些盲

目性。第三，环保节能建筑技术缺乏选择标准，导致建筑业在施工过程中使用节能建筑

技术非常的被动和无从着手。本文在分析建筑物外墙保温性和门窗屋面节能施工技术的

基础上，重点研究了北方地区建筑工程的特点。他将该项目与优化可在北部地区推广和

应用的节能建筑技术联系起来。因此，有效地促进了北方地区建筑业的发展15。

1.3.2本文研究的意义

在上述研究目标的指导下，本文通过先进的节能理念和发展，指导了实际节能建筑

项目的设计，施工过程和管理方法。国内外绿色建筑实践，为中国节能建筑的发展提供

参考，建筑业的良性发展符合中国的国情和经济发展需要。其含义如下：

(1)扩大节能建筑技术在建筑领域的应用范围。

本文总结了国内外建筑节能研究的发展现状和研究成果，结合实际工程项目，研究

了不同技术的可行性和适应性。节约能源，探索节能建筑设计和施工的最佳体验。现有

的建筑节能研究成果为以后的研究提供了案例分析和参考。

(2)为节能建筑的今后发展铺平道路

最大限度地发挥节能建筑的设计，建设和管理，平衡经济发展与环境保护之间的矛

盾，是我们需要深入研究的问题。通过合理选择节能技术，让项目可以获得最佳的定位

效果，并提供最佳品质。它还为节能建筑设计和概念创新提供了现实的探索意义。

(3)与可持续发展相适应的战略目标

在当代中国，虽然经济的快速发展和人口生活水平普遍提高，但也面临着资源和能

源缺乏，自然生态破坏等问题，带来灾难性的后果。因此，走可持续发展道路，构建绿

色节能建筑发展战略目标，是社会明智的选择。通过理论分析和实践研究，构建了完整

的绿色节能建筑技术，证明了节能建筑发展的必要性和可行性，符合我国可持续发展的

战略目标口21。

3

2项目定位及节能技术设计策略

随着公民对住房质量和生活舒适度的需求不断增加，社会能源消费逐渐上升：近年

来，“低碳生态住房”已成为一种手段为许多房地产开发公司创造了自己的品牌价值口明

社会发展的需要和国家政策的不断完善使得建筑中的节能技术成为房地产开发企业不可

或缺的技能，因此研究节能技术显得尤为重要。本文将以公司开发的项目A为例，探讨

节能技术在建筑设计中的应用。通过应用节能施工技术，努力实现项目的高品质，达成

低能耗和低成本的最终目标。

2.1项目介绍

项目A位于北京市东城区东华门大街以东，总面积87,486平方米，其中建筑面积

71,460平方米，代征用地约16026平方米。项目总建筑面积约44万平方米，地上建筑面

积约298,000平方米，建筑控制高度60至70米，主要为住宅，部分建筑设施公共和商业

服务。其中，房屋20万平方米，办公室和商店9万平方米，学校2800平方米，地下建

筑面积约14万平方米，容积比例3.8至4.2,其中超过35%的住宅和超过20%的绿地。

2.2项目定位与节能意识

2.2.1项目策划定位

项目A的项目定位为“高品质和舒适”的高端住宅环境，并致力于在北京引领“绿

色建筑和技术住宅”示范项目。在节能建筑项目中A项目的建筑目标是，国家绿色建筑

符合三星级标准和外国Leed系统达到粕金标准。

2.2.2节能意识

建筑物的能源消耗从根本上是由于人类对健康和舒适生活的的追求。随着文明社会

的不断进步，人类越来越关注环境因素，比如室内温度、湿度、空气、光线等，创造一

个愉快舒适的生活环境，是建立在能源损耗上的，所以节能建筑更为重要形成了一个相

对的共识。例如，古代的生活方式是零环境污染和零能耗，但这种生活方式并不舒服，

节能不是以牺牲生活品质为代价。

寻求质量和舒适并不意味着投入过多的成本，这会导致过度的能源浪费。建筑节能

并不会影响成本控制，在成本和节能的综合考虑下，通过对节能建筑施工技术的应用，

达到两者折中的办法口露如果能够科学合理地整合定量运用节能技术，可以有效控制成

本进入，实现低能耗、高效率的节能目标，还可以确保家居舒适度，满足消费者的需求，

4

从而实现建筑的经济人文价值。节能技术是创造优质舒适生活环境以及节能建筑(即绿

色建筑)可持续发展的重要载体。

2.3建筑节能设计依据和原则

2.3.1本项目绿色建筑设计依据

(1)人体工程学

每个人都提倡的绿色建筑不仅关注环境，还关注人体和人类活动的需求：节能建筑

必须节约能源，保护环境，注重人性化需求是节能建筑的特征之一。所谓人体工程学，

其内涵是以人为本，在研究人体生理学和心理学的前提下，协调设计建筑，让建筑设计

服务于人体，让消费者有归属感和安全感。

(2)人性化设计

人性化设计，意味着建筑设计必须遵循人性化的原则，尊重人的日常行为，各种心

理和生理的需要和思维方式，优化和不断提高建筑环境，让消费者满意。换句话说，人

性化的节能建筑必须符合和满足多样化的需求和人们生活习惯的理念，充分体现节能建

筑中人文关怀和艺术追求。人性化设计基于科学与艺术的结合，各种技术必须满足人性

化需求，而现代材料，能源和先进技术是为节能建筑提供物质或软件支持〔⑸。在艺术与

人文相结合的生态建筑设计中，人们的生活条件将更温暖，更舒适，充满生机和品味。

(3)环境因素

节能建筑设计和施工的目标是确保建筑物在使用期间与环境共生，以最有效的方式

节约和使用各种资源，保护环境，与环境协调共存。因此，在设计节能建筑之前，有必

要了解自然环境口句。首先，当地气候直接影响建筑物的设计和使用，以及一些消费者的

需求。因此，在设计生态建筑之前了解当地气候尤为重要。其次，生态设计还应考虑当

地的地质地质条件，以充分利用当地的地质条件，最大限度地调用当地的自然资源，减

少对自然环境的污染。此外，节能建筑还应关注业主和消费者的需求，如文物古迹，非

文化遗产等为建筑添加人文主义色彩。

(4)智能系统

建筑节能和环境的控制与现代智能系统的贡献是分不开的。智能节能建筑系统不同

于一般的智能系统，具有非常强的综合性功能，系统的管理周围的建筑物，包括各种建

筑设备，办公设备和通信网络系统。各种服务的功能为消费者提供了安全、高效、舒适

的生活空间117】。建筑设备的智能设备可以处理各种任务，如水电，供水和排水，以及防

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止各种灾害，节省了大量的劳动力和物质资源，还能高效的科学管理。

2.3.2项目设计原则

(1)建筑节能设计基于当地设计

研究分析国际节能建筑的发展，发现中国节能建筑理念的实施符合世界，但中国节

能建筑的基础无法与国际相提并论。我国经济或国民生产总值位居世界前列，但人均GDP

与发达国家相比，相距甚远。这种经济差距将导致生活方式，价值取向和日常活动方面

的巨大差距。中国的高层建筑比发达国家的成本低得多，各种先进和高成本的节能建筑

技术，以及各种相关材料和产品已引进到国内。但是我国是否能够承受这样的成本投资？

如果只在一些高端建筑项目中实施节能建筑工程技术，但这些资源真正能够利用多少，

并且是否发挥应有价值是非常值得思考的。此外，我国土地面积广阔，地理环境差异很

大，经济发展水平也非常不一，节能建筑必须充分考虑当地的各种现实。每个地方的实

际情况是不同的：我们不能直接抄袭发达国家和地区的成功案例，从我国国情和当地的

发展情况出发，节能建筑与城市化相互契合共同发展［网。

(2)绿色建筑重在节能

绿色建筑实际上是在使用建筑物时最大限度地降低能耗，提高资源利用效率并充分

确保消费者的舒适度。从这个角度来看，中国的绿色建筑可以从节能的角度来实现。但

是，任何建筑行为都不可能避免能源消耗和环境影响。如果建筑物的大小与实际需求不

相符，将导致土地和空间的浪费。除了施工过程外，还必须贯彻节能建筑的概念。对于

任何项目，生命周期控制适用于整个过程，从建筑设计到使用，绿色建筑的概念也是一

致的［⑼。

(3)绿色建筑需要大力支持科技创新

技术结构基于建筑设计，建筑师的设计关乎着建筑方向可持续发展的道路是否可行。

建筑师必须坚持节能建筑工程设计的概念，并在现代技术条件下朝着精细设计的方向发

展。节能建筑不仅仅是实现节约用水和节约用电等节能目标,也不是全国统一方案设计，

是基于真实条件的个性化设计。因此，从整体规划到节能建筑的独特设计，每个环节必

须分阶段考虑区域经济条件和阶段性条件，从而选择更适合建筑的设计模型。精细化意

识形态是精细设计的基础：它是一个从大概方向到逐渐细化的过程，从细节设计到整体

构建的过程。开发人员和用户的成本条目的特征是不同的：第一个是一次性投资，而第

二个是连续投资要素。精细设计必须考虑到问题的三个方面：一个是进行独特化定性分

析，第二个是科学定量验证，第三个是科学设计的概念。［20］

6

2.4项目的节能技术设计理念

为了在节能建筑中建立一个综合、优秀的节能系统，本项目的节能建筑设计主要集

中在以下几个方面。

图2-1技能技术在项目中的应用WBS分解示意图

2.4.1全面的规划建筑节能设计

在设计节能建筑时，必须首先考虑对建筑物的阳光和朝向的问题。然而，社会文化、

地形、城市规划、道路和其他条件往往影响整体建筑计划的方向。因此，我们必须权衡

设计中每个因素的重要性，找到一个最佳平衡点，确定该区域内建筑物的最佳方向，以

便每个建筑物在冬季可以获得足够的日照时长并且利用夏季自然通风保持空气良好，降

低了建筑物的能耗。

2.4.2合理安置建筑的外围护结构

由于外部建筑保护系统对供暖和制冷过程中的能耗具有相对直接的影响，因此提高

建筑物外部保护结构的隔热性能是降低能耗的关键。外保护系统主要包括外墙外保温，

屋面，地板，门窗和遮阳系统。据统计，外部建筑保护系统的热耗占建筑供热消耗的三

分之一以上。该部分科学的保温技术将大大提高节能效果，也将保证其他节能措施的实

现。

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2.4.3应用先进的能源设备辅助建筑节能效果

主要指在使用建筑物时供暖，制冷，通风，供水，照明和其他系统的节能措施。空

调系统的空调占建筑能耗的40%至60%,成为建筑节能控制的主要对象，应用高能效的

设备机组，来提高设备运行效率，达到节能的最终目标。

2.4.4对再生能源的利用结合就地取材

可再生能源和建筑的结合已成为最有效的节能建筑形式。可再生能源是取代传统能

源，调整能源结构的重要途径，可再生能源建设应用对促进建筑节能和建筑节能具有重

要意义。根据节能专家的意见，2015年，可再生能源建筑的新应用领域将达到23.03亿

平方米，可再生能源建筑的应用将能够取代传统能源的11.96%。其中，太阳能光伏能源，

浅层土壤能源和太阳能热能等可再生能源的比重逐年增加。国际能源署（IEA）表示，可

再生能源可以在减少二氧化碳排放，使能源多样化方面发挥关键作用，但需要政府的大

力支持。该报告还显示，目前将降低气体排放的现状，仍不足以实现哥本哈根协议的总

体目标。政治支持仍然是一个关键因素：根据新政策，投资将从2009年的570亿美元增

加到2035年的2050亿美元，但化石燃料价格上涨和投资成本增加，还刺激了可再生能

源的增长。该项目可再生能源项目设计侧重于国际发展趋势和当地材料应用。

2.4.5建立能效管理与控制中心

在整个建筑生命周期中，为了应对不断增长的能源需求和自然资源的稀缺性，智能

建筑管理和最大能效已成为建筑节能的发展方向。由于科学技术水平的不断提高，可以

通过智能能源管理、能耗监测、能源计费、智能照明和综合气候控制系统，来管理和控

制能源效率。

8

3节能技术在项目中的应用研究

通过前几章所述的研究和规划，如何将节能技术应用于样本项目，采用节能技术的

标）隹构成了节能建设理论研究的基础。

3.1节能技术与项目设计的整合

3.1.1外围护结构系统

从改善室内舒适度和生活环境开始，建筑物的节能是一种全球设计系统，可以降低

建筑物的能耗。建筑的节能设计必须是系统的整体概念，不仅仅是技术手段，也不是以

内部舒适为代价，相反，它始于内部舒适性的提高，依赖于先进和成熟的技术。通过结

合一系列优化的建筑设计，自然可以节省能源，而不是被动地遵循节能设计规范并采用

广泛的能源使用方法，否则建筑节能始终是一个口号。主要采取以下措施：聚苯板（100

毫米），防火等级A（135毫米）石棉保温层和屋顶保温层（200毫米），新疆菊花顶部干

石，形成隔热层;Low-E双层中空玻璃开关隔热，而铝型外遮阳板减少夏季的制冷能耗，

灵活调节室内光线环境。

（1）外墙外保温

外部保温系统就像在建筑物上铺上一层温暖的棉被。在夏季，减少室外阳光直射区

域，降低室内外的热量传递。在冬季，需要在室内加热，减少内部的热量散失。通过使

用相对成熟的粘贴聚苯乙烯板外墙，透气幕墙的技术以及干岩棉保温材料。户外墙面装

饰面项目采用干挂石材技术，建议使用非常坚硬的新疆黄菊花石。

图3-1新疆的菊花黄石材色泽

厚重的材料立面强调了项目的高端定位：通过在石材和结构混凝土之间添加一个空

流层，降低热传导，从而降低室内温度。空流层内部是13毫米耐火A级岩棉保温层和

200毫米厚的混凝土层。外壁的传热系数为0.38w/m2。传热系数越低，隔热性能越好。

9

温截面

承外墙保

墙

凝土外

加厚混

保温层

加厚外

i

气层

流动空

幕墙

千桂砖

室内

室外

外立面

挂石材

-2干

图3

板保温

顶和地

（2）屋

面下

冻地

且在冷

照。并

烈日

的强

顶部

房屋

阻挡

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以有

温可

壁保

和墙

的屋顶

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