建筑概论结课论文

1、从清华节能楼探索我国建筑节能应用北京建筑工程学院环境与能源工程学院 寇展通 摘要：清华大学节能楼是中国首座超低能耗示范楼，它应用了自然通风、自然采光、低能耗围护结构、太阳能发电、中水利用、绿色建材和智能控制等国际上最先进的技术、材料和设备以达到节约能源的目的。一般来说,建筑节能主要从外墙、屋面、门窗、等方面提高围护结构的热阻值和密闭性,达到节约建筑物的使用能耗的目的。关键词：清华节能楼 节能建筑 可能性引言从20世纪80年代开始，中国步入高速发展的时期，基本建设如火如荼。在建筑设计中，采用生态技术、开发和利用可再生能源，节约不可再生的能源，改善室内热工环境，提高居住舒适度，开发适于人类栖居的环

2、境，将成为建筑设计的一个重要方面。1 关系我国节约型社会建设。1. 节能建筑的成功案例清华节能楼1.1由社会实践引发的探索2011年暑期，我们进行了主题为“关注绿色建筑发展·共建你我低碳城市”社会实践，相继走访了鸟巢、清华大学节能楼、节能环保中心、崔家楼老年活动中心、佳合集团节能材料生产地等地，进行参观实践学习。清华节能楼作为高校中节能建筑的代表，给我留下了深刻印象，给了我许多思考。1.2清华节能楼介绍清华大学环境节能楼是中国首座超低能耗示范楼，这座“绿色”建筑集中使用了近百项国内外最先进的建筑节能 2 技术。该楼总建筑面积约3000平方米，楼体全新设计理念，保证大楼从早6点到晚6点

3、12小时使用自然光。两面墙用了七种不同的节能系统，任何组成部分都可以随时拆换。建筑围护结构导致负荷仅为常规建筑物的10%，冬季可基本实现零采暖能耗，考虑办公设备、照明等系统在内，建筑物全年电耗仅是本市同类建筑物的30%，即节能达到了七成。整座楼的奇特的玻璃幕墙，不仅能保温，还能自行洁净与遮阳。楼层平台上的各种生态景观有景观水体，有屋顶盆栽，不仅中看，而且中用。1.3清华节能楼·节能大揭秘3全过程的模拟日照分析、模拟遮阳分析、能源和节能设计对策研究，成为SIEEB设计的核心和关键。建筑造型设计、能源和节能分析、最大化自然光源利用减少对人工光源依赖，减低暖通空调系统的电力需求，以清洁的热

4、电冷联产系统满足供电需求是SIEEB能源和节能设计的五个解决之道。1.3.1热电冷联产SIEEB项目配备的热电冷联产系统是能源系统的核心。热电冷联产系统设置以两台天然气发电机组为主，外加数台吸收式冷却器。设计策略为以电定热，发电机组并网不上网。发电的同时对燃气轮机的冷却水套/润滑油废热进行回收利用，用于冬季供暖、夏季制冷和生活热水制备，多级梯次的能源利用、可保证SIEEB能源综合利用率达到83%左右的水平。热电冷联产系统的最大装机容量为250KVA，在连续运行阶段功率降为200-210KW，每台机组的热回收功率在高温（120-110度）条件下可达130KW，在低温情况下（70-80度）则可达2

5、55KW。通过发电机组排烟装置及冷却系统回收的热量可常年用于HVAC H和水暖系统：寒冬季节，回收的热量将供给顶板辐射采暖系统、空气处理装置以及卫生热水锅炉；在温暖季节回收的热量可给吸收式冷却器进行冷气转换，以满足大楼夏季对冷气的需求。鉴于北京的冬冷夏酷的气候状况，SIEEB除了电热冷联产系统外还配置有两台冷凝锅炉和三部压缩冷却器，对电热冷联产系统进行互补，以充分保证大楼在冬季或夏季对采暖和制冷的需求。1.3.2光伏发电系统SIEEB南侧的悬臂式结构安装了太阳能光伏发电系统，包括190个模块，每个模块额定功率为105wp，共计20kwp。模块安装在两个不同的区域，每个区域95块，分别分布在大楼

6、东、西两翼呈梯形布置的露台上，光伏发电系统与六台变流器配置，将光电池产生的直流电转化为大楼设施所需的交流电。太阳能光伏发电系统的应用提高了可再生能源利用水平，优化了SIEEB的能源结构。下图是暑期实践时采集的照片：从左至右分别编号为1、2、3、4、5分别为图：1、2、3、4、51.4从建筑角度分析清华节能楼1.4.1清华节能楼的墙体从外部看去，整个墙体是有由立面玻璃构造的（如上图1、2、3、4）。而这样的墙体材料也打破了传统的设计思路。通常情况，按所用材料不同，墙体有砖墙、石墙、混凝土墙及利用工业废料制作的各种砌块墙。4 而墙体现在所用材料是保温性良好的玻璃材料，并且使东立面和西立面采用了双层

7、幕墙以控制光线和日光的直射，使整个办公空间可以实现进光并实现最佳的采光效果。不仅起到了传统墙体应该有的承重、围护、分隔等作用，而且还可以很好的控制外部环境，也可获得最佳的内部环境，更可减少冬季寒风对大楼的侵袭。细细观察，玻璃墙体的外墙设有成不同层次的太阳能电池板，通过自身的发电供电，可以解决楼体的电力问题。在暑期的实践中，我们曾多次拜访清华节能楼，目的就是能将它的构建作用了解清楚。可惜我们的专业知识相对薄弱，导致认识不够全面。1.4.2清华节能楼·感应式屋顶屋顶是建筑物最上部的覆盖构建，由屋面、承重结构、保温隔热层和顶棚等部分组成。屋顶组要有维护、承重、装饰作用。要求建筑物屋顶不仅要

8、自重轻、构造简单、坚固耐久、造价经济级美观等，还应满足防暑排水、保温隔热、抵御侵蚀等要求。5进入大楼一楼大厅，发现屋顶面上有很多直径约10厘米的圆形孔（如图5），我误以为是排水设施。墙上的“电灯开关”也很奇怪，既不像手动，也不像声控。经介绍才知道，屋顶圆孔是通风装置，而墙上的“开关”则是二氧化碳测试装置。这两个装置是连接在一起的，当二氧化碳浓度达到一定值的时候，通风设备就会自动开启，通过屋顶的通风口向室内输送新鲜空气。据工作人员介绍，在室内的屋顶上，除了我们常见的消防自动感应器之外，还装有一种温度感应装置由一根小棍吊在屋顶的乒乓球大小的棕色圆球。楼内的冷气和供暖都是通过它反馈的信息由大楼智能管

9、理系统控制的，达到一定温度就会自动开启，不需要时也会自动停止。屋顶的这种感应模式，设置可以取代中央空调，所以节不节能，可想而知。2. 节能建筑现状2.1 建筑节能设计缺陷 我国的设计标准与发达国家相比差距仍然较大，目前我国绝大多数采暖地区围护结构的热功能都比气候相近的发达国家相差许多，外墙的传热系数是他们的34倍，外窗为4倍左右，屋面为3.56倍，门窗的空气渗透为5倍左右。现在发达国家住宅的实际年采暖能耗大约相当于每平方米7.57kg标准煤，而我国目前采暖耗能每平方米都达到13.5kg，约为发达国家的1.5倍。经分析，这些能源大多是通过保温隔热性能差的外墙、屋顶、窗户损失掉了，所以我

10、国必须对现有建筑进行大范围节能设计改造。6 2.2 缺少配套完善的建筑节能法律法规 我国虽然已出台了中华人民共和国节约能源法等法律，但未制定建筑节能的相关法律、法规，所以建筑节能工作基本上处于无法可依的状况。按照中华人民共和国节约能源法发行的标准来设计，可以做到节能50%左右的目标，但此标准公布十余年来，真正能够实施的，在新建的建筑里还不到20%，大多数地方政府对此未予以高度重视，中央政府也未将建筑节能放在关系全局的高度来进行指导。 2.3 国家对建筑节能技术创新技术支持力度不够 正在起步发展中的建筑节能产业，普遍存在起点低，技术水平不高，创新能力弱的问题，国家在建筑节能技

11、术开发和创新方面的支持力度还不够。 2.4 可再生能源在建筑中的应用进度缓慢 据报道，我国是目前世界上最大的太阳能光伏电池生产国，但80%的产品都进行出口，在国内建筑应用的比率依然很低。原因在于，太阳能热水器与建筑一体化设计标准至今尚未出台，虽然建设部于1995年就已经发文推广可再生能源在建筑中的应用，但由于相关部门缺乏有效的激励手段，至今仍处于试点阶段。2.5 当前常用建筑节能的方法（1）建筑设计层面上的节能（2）建筑布局节能（3）围护结构的保温节能（4）建筑遮阳设计（5）洁净能源的利用（6）利用太阳能的建筑（7）利用风能的建筑（8）利用地热的建筑（9）建筑绿化2.6当前节能存在的

12、问题（1） 组织管理不力，法规配套不全 （2）建筑设计和施工技术水平有待提高（3） 建筑从业人员的节能意识还需进一步加强3. 我国走绿色节能建筑之路的展望就清华节能楼来讲，我还是有些遗憾。它仅仅是为大型公共建筑搭建一个试验平台，展示和实验各种低能耗、生态化、人性化的建筑形式及先进技术产品，为以后的节能开发提供一个全方位的样本。只是一个样本，就是说我们现在还没有普及。好，咱们政府与机构需要多在普及上下功夫。因为这是利国利民的好项目啊，何乐而不全力为之呢？我们的节能和环保道路，是一条绿色但艰难的道路。我们中国既要保持较高经济发展速度，又要实现迫在眉睫的转方式、调结构，以科学发展、可持续发展；既要满

13、足工业化纵深发展、城市化提速所需日益增长的能源需求，又要防止因石油进口依赖程度逐年快速攀升而带来的国家经济安全问题的日益加重。并且，因为人类在新能源和可再生能源的开发利用上还无法提及替代传统的能源核能刚有起色，但日本核泄漏再次把人们拖进核恐慌的阴影里。中国在“十二五”规划中打算大力发展核电，现在看来安全被放在第一位。可持续发展对中国经济健康有序的发展具有重大意义，中国人口众多，生产力水平低，不但人均资源少，能源利用效率也很低。在当前和今后相当长的时间内，是建筑节能发展的大好时期，随着节能技术的不断发展，一定会有更多更好的节能思路和节能产品涌现，我们应积极地研究并推广使用节能产品来满足节约能源、改善居住环境的要求，建立生态建筑思想，尊重自然环境，用科学技术、经济效益和社会效益相统一的方法进行规划和设计，将节能意识贯穿于设计的每一个环节，使建筑节能获得巨大的实际应用价值，满足各阶段节能目标的需要。 转参考文献：1 我国节能建筑现状. 宝钢