建筑节能与绿色建筑的设计

1、2013-2014学年第2学期 评阅人日期建筑节能技术课程论文学院：力建学院专业：建筑环境与设备工程班级：建环11-2班姓名：学号：论文评语二O一四年七月十日建筑节能与绿色建筑的设计力建 学院 建环11-1 班姓名 学号摘要：介绍了建筑的节能现状与发展趋势，介绍了建筑规划与设计、围护结构、提高能 源利用效率、新能源利用方面对建筑节能的技术途径进行论述实现建筑节能的方法。并 且结合中国国情讨论如何发展具有中国特色的绿色建筑。关键词：建筑节能；绿色建筑；发展前景1建筑节能设计的重要意义1.1建筑节能是经济发展的需要能源是人类生存与发展的重要基础，经济的发展依赖于能源的发展。当今能源问题已经 成为全

2、世界共同关注的问题，能源短缺成为制约经济发展的重要因素。建筑从建材生产，建 筑施工直到建筑物的使用无时不在消耗着能源，资料统计表明欧美等发达国家的建筑能耗占 到全国总能耗的1/3左右，我国也占到25%以上。因此在建筑中推广节能技术势在必行。 1.2建筑节能是环境保护的需要现在应用的能源主要是以煤炭、石油、天然气为主的不可再生能源。这些能源在使用过 程中会排放大量的有害物质（二氧化碳、硫、氮氧化合物等），是造成大气污染和生态环境破 坏的重要原因。因此提倡建筑节能，减少污染物的排放也是改善生存环境，提高生活质量的 一种有效的方法。1.3建筑节能是提高人民生活水平的需要随着现代化建设的发展和人民生活

3、水平的不断提高，人们追求更加舒适的建筑生活环境。 冬季采暖，夏季空调都需要能源的供应。而在当前能源十分紧张的状况下，节约建筑能耗就 显得尤为重要了。建筑节能设计是建立在满足合理的舒适要求前提下，通过技术减少建筑能 耗，提高能源的使用效率，满足建筑节能的要求。2目前中国在建筑节能方面的概况2. 1中国建筑能耗概况：统计数据表明，中国建筑能耗的总量逐年上升，在能源消费总量中所占的比例已从上世 纪70年代末的10%，上升到近年的27. 8%。中国是以煤炭为主要能源的国家，由于中国大部 分地区的气候条件呈现夏热冬冷的特点，因此中国的建筑耗能量巨大，燃煤排放了大量有害 物质，对环境造成了严重的污染和破坏

4、。据统计，2000年中国排放SO。1995万吨，居世界第 一位，其中90%是由燃煤排放的，由于污染物的排放造成57%的城市颗粒物超过国家标准，48个城市S0浓度超过国家二级排放标准。种种数据表明建筑节能和新能源利用在中国的推广 已经是迫在眉睫了。2中国建筑节能的发展概述：中国的建筑节能工作开始于80年代初期，通过各方积极努力，到1995年末，全国建成的 节能建筑面积已达4700万平方米，到1998年节能建筑面积达到1亿平方米。各地相继建成一些 建筑节能示范工程，如北京奥林匹克鸟巢、水立方等建筑项目，这些工程在节能和新能源利 用方面都取得了良好的效果。同时，为全面推广节能设计，我国制定了一系列的

5、法规和标准， 如中华人民共和国节约能源法、民用建筑节能设计标准、既有建筑节能改造技术 规程、采暖居住建筑节能检验标准、建筑节能管理规定等。相信随着建筑节能法 规和标准的逐步完善，我国的建筑节能事业将得到进一步的普及和推广。3、建筑节能的主要途径建筑节能主要包括两个方面：一是节流，即从提高供暖（空调）系统效率和减少建筑本身 所散失的能源；二是开源，即开发利用新能源。3.1节流3.1.1建筑规划与设计建筑的规划与设计是实现建筑节能的重要环节，在现有的建设体系下，它要求建筑师从 整体综合设计概念出发，与结构工程师、设备工程师、能源分析专家和环境专家紧密配合， 达到从策划、选址到设计都符合节能环保的要

6、求。在进行规划和设计时要从大范围内气候条 件的影响下出发，针对建筑自身所处的具体环境和气候特征，重视利用自然环境（如光照，雨 水，绿化，地形等），创造良好的建筑室内微气候，以尽量减少建筑对设备的依赖。具体的措 施可归纳为三方面：1）合理选择建筑的地址。2）采取合理的外部环境设计（如对周边环境进行 绿化和景观设计等）。3）合理设计建筑形态（包括建筑整体体量和建筑朝向的确定以及内部空 间的合理分隔等）。在设计中也应坚持精细化设计以降低资源消耗。运用计算机技术使得设计 达到最优化，如在利用自然通风以达到节能效果时可通过计算机模拟来辅助实际工程中的自 然通风设计，使门窗的位置和大小达到最优化。3.1.

7、2围护结构建筑围护结构组成部件（门、窗、墙、屋顶、遮阳设施等的设计对建筑耗能、环境性能、 室内空气质量与用户所处的视觉和热舒适环境有根本的影响。通过改善建筑物围护结构的热 工性能，在夏季可减少室外热量传人室内，在冬季可减少室内热量的流失，使建筑热环境得 以改善，从而减少建筑冷热消耗。一般情况下，围护结构仅增加总投资的3%6%，节能性 能却能增加20%40% _3J。提高围护结构节能性能的根本途径是发展和使用各种高效节能 材料，目前模压或挤塑聚苯板、岩棉板、玻璃棉板、聚氨酯发泡等保温材料的复合墙体内外 保温体系已被广泛使用。住宅热损的35%是由于门窗与室外热交换造成的14 J，门窗的热传 导系数

8、比外墙、屋面等围护结构大得多，使用中空玻璃、真空玻璃和低辐射玻璃代替单层玻 璃是在建筑中降低门窗热耗的有效措施。同时，新型保温隔热、蓄热功能的墙体材料及复合 化应用材料，高效热辐射材料，新型保温盒密闭材料等，都会大大提高建筑节能功效。另外， 利用外墙外保温原理也能很好的保温效率，众所周知，外墙内保温构造具有施工方便、保温 层不受室外气候侵蚀的优点，但内保温易于形成热桥，容易产生内部结露，室内墙面装修易 于损坏保温层，由于保温层设在室内一侧，因而也降低了室内的热惰性 而建筑外墙外保温较 之于内保温就具有一定的优越性，它可以避免热桥的产生，保温效率高。据测算，北京地区 采用50mm膨胀聚苯乙烯板外

9、保温墙体要比采用相同保温厚度的内保温墙体减少1 / 5的热损 失；外保温还能减少保温材料内部结露的可能性；由于保温层在墙体结构层外侧，可以增加 室内的使用面积；房间的热惰性比较好，因此居住较为舒适；室内墙面二次装修和设备安装 也不受限制；墙体结构由于受保温层的保护，其温度应力也较小。3.1.3提高能源利用效率据统计，在发达国家，空调采暖能耗占建筑能耗的65%，我国采暖空调和照明所用能量 的增长速度已明显高于能量增长的速度。只有将高能效的采暖、空调系统与上述消减室内冷 热负荷的措施并行，才能真正的减少采暖、空调能耗。首先，应根据建筑的特点、功能和当 地的气候特点，设计高能效的暖通空调设备系统，如

10、：热泵系统、蓄能系统和区域供热、供冷系统等。然后，在使用中采用高效的能源管 理和监控系统监督和调控室内的舒适度、室内空气品质和能耗等情况。如欧洲国家所采用的 通过传感器测量周边环境的温、湿度和日照强度，然后基于建筑动态模型预测采暖和空调负 荷，控制暖通空调的运行。这些方法在我国也得到了应用，以于2006年6月在清华大学落成的我国首座超低能耗节能 示范楼为例：节能楼南外立面玻璃幕墙外面的玻璃板为百叶窗型，可根据光照强度自动调节 角度，这种“呼吸式”玻璃幕墙可避免强光直射，节省白天的照明。节能楼中使用的是水循 环空调，采用这种系统后能源消耗比普通空调系统减少30%。该楼中每个房间都安装了感应 装置

11、，人离开房间后感应装置自动关闭光源，停止供应冷气和热气，比同等规模的建筑节能 约70%。另外，节能楼中还配备了雨水和地渗水收集系统，可将这些水进行深度处理后再次 利用，用于冲厕和景观用水。虽然节能建筑初期成本的投入比较高，但其投入使用后的运行 成本却比高耗能建筑低许多，随着能源价格的不断上涨，其经济效应将更加显著，必然成为 建筑的发展趋向。3.2开源在节能建筑中，新能源的利用起着非常重要的作用。现在能源危机在世界范围内得到了 广泛的关注，大量使用太阳能、地热能、风能、生物能等非常规、可再生并且绿色无污染的 能源成为发展的趋势，符合绿色建筑的理念和可持续发展的思想。太阳能是我们取之不尽、 用之不

12、竭的可再生能源。我国的太阳能资源丰富，大部分地区太阳辐射量大，具有开发利用 太阳能的优良条件。目前主要的太阳能利用方式有：1）被动式太阳能热水系统。利用太阳能 集热器或真空管吸收太阳辐射热，为用户提供生活热水。此系统结构简单、经济适用，在我 国得到了广泛的运用。2）主动式太阳能系统。在太阳能居室采暖方面具有更大的选择性，但需要外在能 源启动运行，并需借助电扇或泵等装置来转换和传递太阳能，以此获得生活热水或提供居室 供暖。3）太阳能光伏发电系统。利用太阳能光伏电池板吸收太阳能，并将太阳能转化为电能， 提供室内设备用电或接人市政电网送电。此外还有太阳能吸收式制冷系统和太阳能干燥系统 等。地热能的应

13、用主要有：1）利用高温地热能发电或直接用于采暖供热和热水供应。2）借助 地源热泵和地道风系统利用低温地热能。风能的利用较适用于多风海岸线山区和易引起强风 的高层建筑，在英国和中国香港已有成功的工程实例，但在建筑领域，较为常见的利用形式 是自然通风方式。4发展符合中国国情的绿色建筑发展绿色节能，本身就应强调实事求是和因地制宜。此外，发展绿色建筑还应关注普通 建筑。中国是一个发展中的大国，人口数量巨大，国土与资源有限，所以在中国发展绿色建 筑、制订标准和进行评估必须考虑中国国情。4.1考虑因地制宜和适宜技术中国从南到北，从东到西，气候、地理环境、自然资源、城乡发展与经济发展、生活水 平与社会习俗等

14、都有着巨大的差异，是全世界各大国中地区差异最大的国家。同时，社会阶 层的分化，造成了对住区和住宅的不同需求和因此而不同的水准。这使得一方面在生态技术策略上要考虑因地制宜，在传统技术策略、中低技术策略、 高新技术策略中采用适宜技术策略；另一方面在评估时也必须要因地制宜、实事求是，宜作 纵向比较，看发展；横向比较要在相同或相近的条件下。4.2兼顾全局利益和局部利益绿色建筑既要考虑对全国范围乃至全球范围的环境影响，如节约耕地，节约水资源，建 筑材料生产的能源消耗和二氧化碳排放量等；也要使使用者和开发商受益。前者对使用者和 开发商无直接利益关系，须要通过制定法规来加以控制，同时要有政策上的调节和支持。

15、当 然，公民的环境意识和公共道德始终是整个工作的基础。4.3关注普通建筑在中国发展绿色建筑，重要的并不在于设计和建造一些高技术水准的高标准的建筑，用 以宣传和示范，而要解决最广大的一般住宅和普通建筑的问题，例如冬天保温、夏季防热、 自然通风、建筑隔声、垃圾收集、供水保障、降低采暖费用、太阳能热水器等。技术策略要 抓主要矛盾，多采用被动式措施，不能技术堆砌，片面追求高技术。还有农村住宅也应该进 入发展绿色建筑的视野。对农村住宅，既要挖掘传统民居千百年来积累起的适应当地自然条 件的生态经验，也要看到现代农村生产方式、生活方式和社会观念的巨大改变，探索适宜的 生态技术策略和农村建筑设计。秦佑国认为当

16、前一些应用低技术的生态农宅，以及改造后的 陕北新窑居就是较好的实例。4.4立足于节约土地与居住模式节约土地是当前中国一再强调的政策。需要从人均生态足迹和“土地生态价值”方面来 思考。人均生态足迹是指把地球资源储量和产量以及环境负荷按地球土地面积分配，一个城 市或一个地域的人按一种生活方式生活时，其人均的资源（包括能源）消耗以及环境负荷需要 多少地球土地面积来承载。从耕作条件和单位产量看，耕地有好坏之分；从生态条件和生态 价值看，土地有优劣之分。评价一个建设项目对一块土地资源的影响要看结果这块土地自9 生态总价值是提高了，还是降低了，而不能仅仅看建筑物占了多少地。要鼓励建设项目利用 荒地、劣地，

17、要通过项目建设提高所在场地的生态价值，而不是“建设性的破坏”。4.5关注能源问题中国已是世界上消耗能源最多的国家之一，但也是能源利用效率低、浪费严重的国家。 中国的能源问题首先是节约能源，提高能源效率、降低能源消耗；其次是解决能源结构问题，以及开发新能源、可再生能源利用等问题。我国大多数城市，能源结构中主要还是燃煤。中国的化石能源中，石油和天然气的储量不可能满足需要， 更不可能依赖于进口，中国煤的储量超过石油和天然气，舍煤而改用油气，在北京、上海等 特大城市可以实行，而在一般城市，即使是大城市，则须慎重。4.6合理使用绿色建材绿色建筑还涉及绿色建材的使用问题。在这方面，要限制和禁止实心黏土砖的

18、使用。木 材本来是无污染的可持续发展的绿色建材，但我国森林资源遭到恶性破坏，只砍不种，多砍 少种，滥采滥伐，既使木材生产难以为继，更是严重破坏生态环境，以至于不得不限制木材 使用。再如，混凝土生产时耗能多，污染大，建筑物拆毁时难回收，废弃物难自然降解，不 是绿色建材，但现阶段因为经济和技术因素，还不得不大量使用。如何在经济上可接受条件 下利用废弃混凝土，是值得研究的。5、总结建筑节能和新能源的利用是缓解能源危机、减轻环境污染、改善生活工作条件、促进经 济持续发展的一项根本措施。建筑设计师们应该在追求建筑造型上的新颖独特的同时更应该 关注建筑节能。建立生态建筑思想，尊重自然环境，立足具体实情，利用用科学技术、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，设计 出更多符合时代要求的、高效低能耗的建筑作品，从而更好地为人类及其生存环境的可持续 发展服。参考文献:1邹锦开.生态节能技术及新能源在建筑