2025年建筑节能设计试题及答案

2025年建筑节能设计试题及答案一、单项选择题（每题2分，共20分）1.根据2025年修订版《近零能耗建筑技术标准》（GB/T51350-202X），寒冷地区居住建筑的建筑本体节能率应不低于：A.65%B.75%C.85%D.90%2.下列哪种外墙保温系统在2025年绿色建筑评价标准中，因施工便捷性和长期热工稳定性更被推荐？A.模塑聚苯板（EPS）薄抹灰系统B.硬泡聚氨酯现场喷涂系统C.真空绝热板（VIP）复合保温系统D.胶粉聚苯颗粒浆料系统3.某夏热冬冷地区办公建筑采用外遮阳，当外遮阳系数由0.6降至0.4时，夏季空调负荷降低约：A.5%-8%B.10%-15%C.18%-22%D.25%-30%4.2025年《公共建筑节能设计标准》（GB50189-202X）中，严寒地区甲类公共建筑的屋面传热系数（K值）限值为：A.≤0.25W/(㎡·K)B.≤0.30W/(㎡·K)C.≤0.35W/(㎡·K)D.≤0.40W/(㎡·K)5.下列关于建筑光伏一体化（BIPV）设计的表述，错误的是：A.光伏组件作为围护结构时，需同时满足建筑热工、防水、抗风揭性能要求B.单晶硅组件的光电转换效率优于多晶硅组件C.光伏幕墙的遮阳系数需计入建筑遮阳设计计算D.屋面光伏系统的安装倾角应优先考虑发电量最大化，无需与建筑造型协调6.某建筑采用地源热泵系统，其地下埋管换热器的设计换热量应根据：A.建筑最大冷负荷B.建筑最大热负荷C.冷负荷与热负荷的综合平衡值D.当地土壤初始温度7.2025年《建筑节能与可再生能源利用通用规范》（GB55015-2021）要求，新建建筑的可再生能源替代率应不低于：A.5%B.8%C.10%D.15%8.下列关于建筑外窗气密性的描述，正确的是：A.夏热冬暖地区外窗气密性等级不应低于3级B.气密性等级越高，空气渗透量越小C.双层中空玻璃的气密性优于三层中空玻璃D.外窗气密性仅影响冬季供暖能耗，对夏季空调能耗无影响9.某建筑采用热回收新风系统，当显热回收效率为75%、潜热回收效率为60%时，若室外空气焓值为50kJ/kg，室内空气焓值为30kJ/kg，新风处理后的焓值约为：A.35kJ/kgB.38kJ/kgC.42kJ/kgD.45kJ/kg10.下列哪种建筑能耗模拟软件在2025年被纳入《建筑节能设计计算标准》推荐工具？A.eQUESTB.DesignBuilderC.DeSTD.EnergyPlus二、简答题（每题8分，共40分）1.简述2025年建筑节能设计中“热桥处理”的关键技术要点及常见优化措施。2.分析外窗的传热系数（K值）、遮阳系数（SC）、可见光透射比（τ）三项性能指标对建筑能耗的综合影响，并说明寒冷地区与夏热冬暖地区外窗选型的差异。3.阐述光伏建筑一体化（BIPV）系统与传统光伏支架系统（BAPV）的核心区别，列举BIPV设计需重点关注的5项技术指标。4.说明地源热泵系统在寒冷地区应用时可能面临的主要问题及解决方案。5.2025年《绿色建筑评价标准》（GB/T50378-202X）新增“建筑碳排放量计算”要求，简述建筑全生命周期碳排放的主要构成部分及设计阶段的减碳策略。三、计算题（每题15分，共30分）1.某严寒地区（采暖期150天，室外平均温度-8℃）居住建筑，外墙构造为：200mm钢筋混凝土（λ=1.74W/(m·K)）+50mm模塑聚苯板（λ=0.032W/(m·K)）+20mm水泥砂浆（λ=0.93W/(m·K)）。（1）计算外墙的传热系数K值（单位：W/(㎡·K)，保留两位小数）；（2）若当地《居住建筑节能设计标准》要求外墙K值≤0.30W/(㎡·K)，判断该构造是否满足要求；（3）若不满足，提出两种可行的优化措施并计算调整后的K值（假设其他材料厚度不变）。2.某夏热冬冷地区（夏季空调期120天，室外平均温度30℃，室内设计温度26℃）办公建筑，外窗采用6mmLow-E玻璃+12mm空气层+6mm透明玻璃（K=2.0W/(㎡·K)，SC=0.5），外窗面积1000㎡，空调系统COP=3.5。（1）计算外窗夏季通过传热引起的空调负荷（单位：kWh，假设日平均温差24小时持续）；（2）若将外窗改为三玻两腔Low-E玻璃（K=1.4W/(㎡·K)，SC=0.4），计算负荷降低比例；（3）结合计算结果，说明外窗性能提升对建筑节能的实际意义。四、案例分析题（30分）背景：某北方城市（寒冷地区，冬季供暖期120天，室外平均温度-5℃，夏季空调期90天，室外平均温度28℃）既有办公建筑（2010年建成），总建筑面积15000㎡，当前能耗数据如下：-围护结构：外墙K=0.6W/(㎡·K)，外窗K=3.5W/(㎡·K)，SC=0.7，屋面K=0.5W/(㎡·K)；-设备系统：燃煤锅炉供暖（热效率65%），定频空调制冷（COP=2.8），无热回收新风系统；-年总能耗：供暖能耗45kWh/㎡，空调能耗30kWh/㎡，照明及设备能耗25kWh/㎡。任务：（1）分析该建筑存在的主要节能问题；（2）提出3项以上针对性改造措施（需说明技术方案及参数）；（3）计算改造后供暖能耗降低幅度（假设外墙K值降至0.3W/(㎡·K)，外窗K值降至2.0W/(㎡·K)，供暖负荷与围护结构传热系数成正比，其他影响因素不变）；（4）简述改造后需新增的运行管理措施。答案一、单项选择题1.C2.B3.B4.A5.D6.C7.C8.B9.B10.D二、简答题1.热桥处理关键技术要点：热桥是围护结构中传热系数显著高于相邻部位的区域（如结构梁柱、外窗洞口、穿墙管道等），易导致局部结露、能耗增加。优化措施包括：①采用断热桥设计（如使用保温隔断条、低热导金属连接件）；②加强节点保温（外窗洞口外侧延伸保温层≥200mm，结构柱外侧包裹保温材料）；③采用一体化保温构造（如夹心保温墙，避免冷桥贯通）；④通过软件模拟（如THERM）验证热桥部位的内表面温度，确保不低于露点温度。2.三项指标综合影响：K值越小，冬季传热损失越少，但可能增加夏季得热（需结合SC）；SC越小，夏季太阳辐射得热越少，但可能影响冬季被动得热；τ越高，自然采光越好，但可能增加照明能耗。寒冷地区：优先降低K值（≤2.0W/(㎡·K)），SC可取0.5-0.7（利用冬季太阳得热），τ≥0.5（减少照明能耗）；夏热冬暖地区：优先降低SC（≤0.35），K值可适当放宽（≤2.5W/(㎡·K)），τ≥0.4（平衡采光与得热）。3.核心区别：BIPV是光伏组件直接作为建筑围护结构（如屋顶、幕墙），兼具发电与建筑功能；BAPV是光伏板通过支架安装在建筑上，仅为附加发电设备。BIPV需关注：①热工性能（K值、SC）；②防水性能（抗渗等级≥P6）；③抗风揭性能（设计风荷载≥1.5kN/㎡）；④防火等级（不低于B1级）；⑤发电效率（转换效率≥20%）。4.主要问题：①冬季取热过多导致土壤温度逐年下降，影响系统效率；②埋管区域土壤热平衡差，长期运行后换热能力衰减；③寒冷地区土壤冻结可能损坏埋管。解决方案：①采用混合地源热泵系统（补充辅助热源如空气源热泵）；②优化埋管间距（≥4m）和深度（≥150m），增加土壤热扩散能力；③在埋管周围填充导热系数≥2.0W/(m·K)的膨润土复合材料；④设置土壤温度监测系统，动态调整运行模式。5.全生命周期碳排放构成：①建材生产阶段（占比约50%-60%，主要为水泥、钢材）；②施工阶段（运输、机械能耗）；③运行阶段（供暖、空调、照明能耗）；④拆除阶段（废弃物处理）。设计阶段减碳策略：①使用低碳建材（如再生混凝土、铝模板）；②优化建筑体型（降低表面积系数）；③提高围护结构保温性能（降低运行能耗）；④推广可再生能源（光伏、地源热泵）；⑤采用模块化施工（减少材料浪费）。三、计算题1.（1）各层热阻：混凝土层：R1=0.2/1.74≈0.115m²·K/W聚苯板层：R2=0.05/0.032≈1.5625m²·K/W水泥砂浆层：R3=0.02/0.93≈0.0215m²·K/W总热阻R=R1+R2+R3≈1.699m²·K/W传热系数K=1/R≈0.589W/(㎡·K)（保留两位小数为0.59）（2）当地标准要求K≤0.30，0.59＞0.30，不满足。（3）优化措施：①增加聚苯板厚度至80mm：R2=0.08/0.032=2.5，总R=0.115+2.5+0.0215=2.6365，K=1/2.6365≈0.379（仍不满足）；需增加至100mm：R2=0.1/0.032=3.125，总R=3.2615，K≈0.307（接近标准）；或120mm：R2=3.75，总R=3.8865，K≈0.257（满足）。②更换为真空绝热板（λ=0.008W/(m·K)），厚度20mm：R2=0.02/0.008=2.5，总R=0.115+2.5+0.0215=2.6365，K≈0.379（不满足）；需30mm：R2=3.75，总R=3.8865，K≈0.257（满足）。2.（1）夏季空调负荷Q=K×A×ΔT×时间ΔT=30-26=4℃，时间=120天×24h=2880hQ=2.0×1000×4×2880=23,040,000Wh=23,040kWh（2）改造后K=1.4，负荷Q’=1.4×1000×4×2880=16,128kWh负荷降低比例=(23040-16128)/23040=30%（3）外窗K值降低30%（从2.0到1.4）可使夏季空调负荷降低30%，直接减少运行电费；同时SC降低（0.5到0.4）可进一步减少太阳辐射得热，综合节能效果显著。外窗是建筑能耗的关键薄弱环节，提升其热工性能对降低建筑总能耗具有重要意义。四、案例分析题（1）主要问题：①围护结构热工性能差（外墙K=0.6＞标准值0.3-0.4，外窗K=3.5＞标准值2.0-2.5）；②供暖系统效率低（燃煤锅炉热效率65%，低于燃气锅炉90%或热泵系统COP≥3.0）；③空调系统能效比低（定频空调COP=2.8，低于变频空调COP≥3.5）；④无热回收装置（新风能耗未优化）；⑤可再生能源应用缺失（无光伏、地源热泵等）。（2）改造措施：①围护结构优化：外墙增加80mm石墨聚苯板（λ=0.030），K值降至0.3（计算：原外墙热阻R=1/0.6≈1.667，新增保温层R=0.08/0.030≈2.667，总R=1.667+2.667=4.334，K=1/4.334≈0.23）；外窗更换为三玻两腔Low-E玻璃（K=1.8，SC=0.4）。②供暖系统改造：拆除燃煤锅炉，安装空气源热泵（COP=3.5），并增设300㎡屋面光伏（年发电3万kWh）。③空调系统升级：更换为变频多联机（COP=4.0），增设全热回收新风系统（热回收效率75%）。（3）供暖能耗降低幅度：原供暖负荷与K值成正比，外墙K从0.6降至0.3（降低50%），外窗K从3.5降至2.0（降低42.8%），假设外墙占围护结构传热的60%，外窗占30%，其他（屋面、地面）占10%：总负荷降低比例=60