建筑环境与能源测试技术 第4版 课件 第9、10章 建筑节能检测、建筑环境综合测试技术及应用

2026/8/151第9章建筑节能检测Gasparametermeasurement通过本章内容的学习，充分了解建筑节能的重要意义，引导学生去开发节能的有效途径和技术措施，并联系日常的工作、学习和生活，从身边做起，以身作则，做节能的具体践行者。了解建筑节能的基本知识，掌握建筑节能检测的各项标准，掌握建筑物各构件节能检测的方法、原理、所用仪器设备、检测步骤及数据处理。重点：不同建筑构件的节能检测与数据处理难点：根据检测结果，分析建筑物得节能状况，得出节能效果的综合评价。本章导航学习目标学习要求重点难点9.2建筑节能检测基础9.1建筑能耗与建筑节能9.3建筑材料及构件节能检测9.4建筑物节能效果现场检测9.5建筑节能技术应用与节

能效果综合评价目录9.1建筑能耗与建筑节能建筑能耗定义:建筑群或建筑物所消耗能源的总称。组成:建设能耗:材料生产、运输、施工能耗。使用能耗:供暖、空调、照明、动力、给排水等（重点）。拆除能耗:建筑物报废后的拆除能耗。重要性:建筑能耗占国家总能耗比例高，是节能减排的关键领域。全球视野下的建筑能耗发达国家:约占总能耗30%(美、日、瑞典、英国)。中国:已占社会总能耗20%-25%，且呈上升趋势。未来挑战:人口增长、生活水平提高

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能源需求增加

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节能迫在眉睫。国际趋势:能源短缺、气候变化

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推动建筑能耗强度变化。国际建筑能耗状况IEA预测:全球能源需求持续增长(至2040年增30%)。能源峰值:预计出现在2020-2030年。化石能源:21世纪内基本开采殆尽。发展中国家(中、印):能耗强度(人均/单位面积)显著低于发达国家。发达国家差异:美国人均能耗是日、韩、欧四国的2~2.6倍。加拿大单位面积能耗强度最高(>60kWh/(m²·年))。目前世界能耗比例目前美国社会能耗比例我国建筑能耗形势当前占比:约占全国能耗总量20%。能耗强度:相对处于低位(人均/单位面积)。人均建筑能耗≈美国的1/6。单位面积建筑能耗≈美国的1/3。总量巨大:2023年约11.7亿吨标准煤(tce)。未来预测:到2030年预计达(11~13)亿tce。我国建筑能耗分类：我国建筑能耗形势：能耗分类宏观参数总商品能耗/亿tce比例北方城镇供暖173亿m22.2219.06%公共建筑(不含北方城镇供暖)161亿m24.4838.45%城镇住宅(不含北方城镇供暖)331亿m22.9825.58%农村住宅224亿m21.9716.91%合计14.1亿人,约716亿m211.65100%1北方城镇供暖能耗重要性:我国建筑能耗的重要组成部分。范围:严寒、寒冷地区城镇各类建筑。趋势:能耗强度持续下降，总能耗基本稳定。原因:新建节能标准提高，热源效率提升。热源类型多样:燃煤/燃气热电联产(CCHP),燃煤/燃气锅炉,地源/水源热泵,工业余热,分户供暖。主导模式:集中供暖系统(占总面积~90%，且比例增大)。能源结构:燃煤仍是主要形式。燃气应用日益增多(政策导向)。工业余热潜力待开发。我国建筑能耗形势2城镇住宅能耗(不包括北方城镇供暖):模型测算(CBEEM):2013-2023年能耗总量从1.67亿tce增至2.98亿tce。人均/户均用电量:2001-2023年增约3倍用电量:2023年达6731亿kWh，占全社会用电量7.3%。城镇住宅一次能耗变化图国际对比差距显著：我国户均年用电量约1937kW·h，远低于欧美发达国家。提升空间：反映出在居住舒适度与能耗平衡方面仍有优化潜力。全球住宅用电量对比图（2022年）我国建筑能耗形势3公共建筑能耗(不包括北方城镇供暖):定义:公共建筑中服务于空调、通风、照明、办公设备、热水等的能耗。增长迅猛:总量从1.94亿tce增至4.48亿tce(2013-2023)。占比提升:占2023年建筑能耗总量的38.2%。用电主导:2023年用电量超能耗总量80%。能耗强度：单位面积能耗强度持续增长，巨能耗之首。原因是电气化程度增加。2013—2023年公共建筑能耗总量4农村住宅能耗定义:服务于农民生活的能耗(不含农业生产)。能源类型:商品能源(煤、电、气)+生物质能源(秸秆、薪柴、沼气)。变化:2023年商品能耗达1.97亿tce(占全国建筑能耗17%)，含3603亿kWh电力。趋势:清洁取暖推进，散烧生物质减少，能耗强度有所降低。农村住宅能耗总量变化图我国建筑能耗特点地区差异显著:北方供暖为主，南方空调照明为主，气候区跨度大。城乡住宅差异大:能源种类不同(城市电/气vs农村多源)，生活水平差异大。公共建筑规模效应:大型公建(中央空调)单位面积能耗远高于小型公建(3-8倍)。办公建筑电力依赖强。HVAC系统部分负荷运行普遍，能效偏低。部分发达城市能耗接近发达国家，空调负荷呈上升趋势。长江流域大面积居住建筑新增采暖需求。我国建筑能耗的空间变化趋势（重心南移）9.1建筑能耗与建筑节能建筑节能起源:20世纪70年代石油危机后提出。内涵演变:EnergySavinginBuilding(ESB):节约能源(被动节省)。EnergyConservationinBuilding(ECB):在建筑中保持能源(减少损失)。EnergyEfficiencyinBuilding(EEB):提高建筑中的能源利用效率(主动优化)。我国现状:通用术语为“建筑节能”，但实际含义对应第三阶段(EEB)，即合理有效利用能源，提高效率。建筑节能

vs节能建筑建筑节能(EnergyEfficiency)涵盖范围：全过程效率

涵盖从能源生产、输送到建筑使用的全链条，范围更广。评价指标：耗煤量指标

主要关注暖通空调系统的耗煤量，反映整体能源消耗。计算方法：系统综合效率

计算从锅炉房到建筑物的整个系统效率，而非单一环节。节能建筑(Energy-EfficientBuilding)涵盖范围：建筑物本体性能仅针对建筑物本身的耗热性能，聚焦于围护结构的保温隔热。评价指标：耗热量指标关注围护结构的传热系数，评价建筑自身的物理热工性能。计算方法：围护结构热损失仅计算通过墙体、门窗等围护结构散失的热量。区别：涵盖范围不同，评价指标不同，计算方法不同。建筑节能的意义保护生态环境:减少污染：降低SOx、NOy等有害气体排放，减少酸雨和光化学烟雾。应对气候变化：减少CO2排放，缓解温室效应，助力实现“双碳”目标。改善人居环境：减少悬浮颗粒物，提升空气质量，创造更健康的居住空间。能源战略地位:

经济发展、社会进步的基础物质基础,降低建筑能耗是缓解国家能源危机、保障能源安全的关键途径。严峻形势:全球能源消耗持续增长，化石能源面临枯竭。能源分布不均；中国是能源生产和消费大国，建筑能耗占比高(约34%)。中国成效显著:新建建筑严格执行节能强制性标准(2023年新增23.3亿m²，累计326.8亿m²)。既有建筑节能改造积极推进(2023年新增2.2亿m²，累计26.8亿m²)。政策法规体系不断完善。仍存差距:技术创新、标准完善、市场机制成熟度等方面与发达国家仍有差距。未来需持续发力，提升建筑节能水平。温室效应造成全球平均气温的上升9.2建筑节能检测基础9.1建筑能耗与建筑节能9.3建筑材料及构件节能检测9.4建筑物节能效果现场检测9.5建筑节能技术应用与节

能效果综合评价目录9.2建筑节能检测基础目的:通过实测获取节能技术指标与参数，评价建筑物节能效果。标准规范体系详见教材核心热工参数:温度参数:表征冷热程度(分子平均动能标志)。用于测量室内外温差、表面温度等。流量参数:单位时间流过界面的流体量(瞬时/累计)。用于测量水、空气、蒸汽等介质流量。热流量参数:单位时间内通过物体传递的热量(导热、对流、辐射)。与温差、厚度、导热性相关。单位面积热流量为热流通量。检测内容：检测场所:实验室检测:材料、构件(条件易控，相对简单)。现场检测:构件、建筑物、系统(条件复杂，技术难点，工作重点)。气候区差异:不同气候区(严寒、寒冷、夏热冬冷、夏热冬暖、温和)节能要求、技术措施、检测项目、技术指标、方法均不同。建筑形式差异:同一气候区，不同建筑形式检测内容也不同。一般需检测的项目—15项（详见教材）建筑节能检测的方法：直接法vs.间接法直接法(热源法):原理:在热源（冷源）处直接测取采暖耗煤量指标（耗电量指标），然后求出建筑物的耗热量（耗冷量）指标。又称热（冷）源法。适用:试点/示范工程，全面评估。特点:内容多(含气候数据、系统效率分析)，耗时长。间接法(建筑热工法):原理:通过检测建筑物热工指标和计算得到建筑物的耗热量(耗冷量)指标，然后参阅当地气象数据、能耗设备的效率，计算出被测建筑物的采暖耗煤量(耗电量)指标。适用:一般工程验收，考查施工质量。特点:简捷实用，耗时短，以关键部位检测为主。应用间接法获得建筑物耗热量指标时需要进行实际测量和根据热工规范要求计算两方面的工作。整个工作分为三个步骤：实测建筑物围护结构传热系数，主要是墙体、屋顶、地下室顶板。实测建筑物气密性。根据标准规范给出的建筑物耗热量计算公式算出所测建筑物的耗热量指标和耗煤量指标。9.2建筑节能检测基础9.1建筑能耗与建筑节能9.3建筑材料及构件节能检测9.4建筑物节能效果现场检测9.5建筑节能技术应用与节

能效果综合评价目录9.3建筑材料及构件节能检测建筑节能材料目标:通过合理采用节能材料,降低建筑能耗。定义:

维持建筑物日常使用过程中能耗低的材料。相对性:

节能效果取决于综合因素（建筑环境、地理位置等）。分类:按化学成分:有机vs.无机按时间先后:传统vs.新型按使用位置（常用）:主墙体、外墙保温、门窗建筑节能材料热工性能定义:材料两面存在温度差时，热量从一面传导至另一面的性质。导热系数λ:衡量导热性的物理量。单位:W/(m·K)通常把导热系数较低材料称为保温材料，把导热系数在0.05W/m·K以下材料称为高效保温材料。静止空气是导热系数最小的一种材料，λ=0.017w/（m·k）。1导热性2热容量与比热容热容量:材料在受热时吸收热量或冷却时放出热量的性质。比热容

c:单位质量材料温度升高或降低1K所吸收或放出的热量。建筑节能材料热工性能3热阻和传热系数热阻R：材料层抵抗热流通过的能力。m²·K/W传热系数K：材料两面温度差为1K时，在单位时间内通过单位面积的热量。热阻的倒数(1/R)。W/(m²·K)4材料蓄热系数定义:匀质半无限大材料一侧受到谐波热作用时，迎波面接受的热流振幅与该表面温度振幅之比。24小时波动周期下的简化公式：5热惰性指标材料特性：蓄热系数s越大，表面温度波动越小。定义：表征材料层受到波动热作用后，背波面（内表面）温度波动剧烈程度的指标，即抵抗温度波动能力的指标。多层结构：整体热惰性指标为各分层热惰性指标之和5材料的温度变形性定义:温度升高或降低时材料的体积变化。线膨胀/收缩:单向尺寸变化。线膨胀系数

α:描述单向尺寸变化程度。建筑材料的分类按建筑材料的使用位置分类：主墙体材料、外墙保温材料和门窗材料1（1）主墙体材料类别：蒸压加气混凝土砌块和泡沫混凝土砌块。优点：来源广泛、材质稳定、强度较高、质轻、易加工、施工方便、造价较低，而且保温、隔热、隔声、耐火性能好，是迄今为止能够同时满足墙材革新和节能50%要求的唯一单材料墙体。局限：寒冷地区存在隔气防潮、防止内部冷凝受潮、面层冻融损坏等问题2）EPS砌块构成：阻燃型聚苯乙烯泡沫塑料模块(模板+保温层)+中芯浇筑混凝土。优点：构造灵活、结构牢固、施工快捷方便、综合造价低、节能效果好。局限：50型适用于15米以下建筑，320型可用于11层及以下建筑3）混凝土空心砌块常用规格:390㎜x190㎜x190㎜。挑战:模数与建筑模数不一致，导致施工不便。解决方案:研发可调节模数模具、开发模数转换连接件。4）模网混凝土构成:开敞式空间网架结构(蛇皮网、加肋拉筋)+浇筑混凝土。特点:轻质、节能、保温、隔热、隔声、减轻负荷、增大使用面积、便于运输、组装方便、施工速度快。5）纳土塔(RASTRA)空心墙板承重墙体构成：聚苯乙烯、水泥、添加剂、水制成的空心板构件黏合组装，形成刚性骨架。优点：质量轻，保温隔热性能好。1）加气混凝土砌块。建筑材料的分类（2）外墙保温材料目的:依靠保温材料的保温隔热性能，阻止热量传递来达到节能。关键:绝热材料需具有大的热阻和小的导热系数。结构特征:表观密度低、孔隙率大、内部孔隙为大量封闭微小孔隙。常用材料：EPS、XPS、泡沫玻璃、膨胀珍珠岩、岩棉、玻璃棉、海泡石、超轻聚苯颗粒保温料浆等。外墙保温方式：外墙外保温、外墙内保温、中空夹芯复合墙体保温（3）门窗材料—玻璃中空玻璃(IGU)中间充灌惰性气体(氩气、氪气)。导热系数低，保温性能优异。趋势:逐步替代普通玻璃。镀膜玻璃(Low-E)原理:表面镀金属薄膜改变透射与反射系数。性能:可见光透过率高(>94%)，红外线反射能力强(>97%)。效果:保证采光同时实现良好保温节能真空玻璃(VIG)第三代产品，空腔气体接近真空。节能效果:比中空玻璃节电16-18%。特殊场景(商超冷柜):节电效果更显著。建筑材料的分类（3）门窗材料—门窗框材料塑钢型材(PVC-U)特点:密度小、导热系数低、保温好、耐腐蚀。缺点:线膨胀系数高、冷脆性高、刚性差，不耐高温。塑铝型材(断桥铝合金)构成:铝合金型材内注入聚酰胺塑料隔板。优点:保温性能较好、刚性好、耐寒耐热、隔声好。缺点:线膨胀系数较高、耐蚀性差,适用环境受限制。玻璃钢型材(FRP)构成：玻璃纤维浸渍树脂经模压预成型、固化制成。特点:线膨胀系数低、导热系数低、耐腐蚀、弯曲模量高。定位:国家重点鼓励的节能产品，高端建筑广泛应用。塑钢窗塑铝窗玻璃钢窗建筑材料的分类按材料的出现时期分类：传统节能材料、新型节能材料和相变节能材料2（1）传统节能材料除某些偏远山区及交通极不发达地区外，其余区域已不使用。（2）新型节能材料外墙保温及饰面系统(EIFS)

构成:1-4英寸厚保温层+聚合物砂浆基层+玻璃纤维网增强隔热水泥模板外墙系统(ICFS)构成:中间聚苯乙烯或聚亚安酯泡沫夹芯层+两侧平板面层。优点:强度高、保温好、造价低、施工简单。建筑保温绝热板系统(SIPS)构成:循环利用聚苯乙烯泡沫+水泥胶凝材料模板。特点:满足外墙保温、隔声、防火要求。（3）相变节能材料混凝土空心砌块构成:胶凝材料、骨料按一定比例经机械成型。优点:空心部分节约材料，热阻高，节能。原理：利用材料在相变过程中吸收或释放大量潜热的特性进行储热。研究重点：早期:

无机水合盐(成本低，但有过冷、析出问题)。当前:

低挥发性无水有机物(如聚乙二醇、脂肪酸、石蜡衍生物)。优点:物理化学性能稳定、热行为良好。缺点:

价格高于水合盐、单位热存储能力较低。国内现状:研究和应用仍处于实验阶段。建筑构件建筑构件主要有外墙、门窗、屋面、地面、分户墙等外墙：是组成外围护结构的重点部分，也是建筑节能检测中的重点内容。外墙结构是否节能直接关系到建筑整体能耗大小。门窗：在建筑围护结构的四大部件（门窗、墙体、屋面、地面）中，门窗的绝热性能最差（表9-7），空调采暖系统中冷热负荷占比较大，是影响建筑节能的主要因素之一。节能外墙的几种类型屋面：主要有：单一保温屋面、外保温屋面、内保温屋面和夹心屋面四种类型，但目前绝大多数为外保温屋面。地面：对于直接接触土壤的非周边地面，一般不需作保温处理，其传热系数即可满足规范的要求；对于直接接触土壤的周边地面(即从外墙内侧算起2.0m范围内的地面)，应采取保温措施，使地面的传热系数小于或等于0.30W/(m2·K)。分户墙：目前分户墙的热工性能尚未引起人们的重视，在居住建筑和公共建筑的节能设计标准中均未对其传热系数的限值进行规定，分户墙的节能指标也暂未列入节能验收和检测的内容。但.......《建筑节能与可再生能源利用通用规范》GB55015-2021中对各建筑构件的热工参数有明确规定。建筑材料与构件的热工参数检测建筑节能检测需测量的参数主要有：温度检测（见第4章）、热流量检测（见第4章）和材料导热系数检测（见传热学实验，本节简单介绍）防稳定热流法测定建筑材料导热系数的方法：稳定热流法和非稳定热流法原理：将材料试件置于稳定的一维温度场中，根据稳定热流强度、温室梯度和导热系数之间的关系来确定材料的导热系数λ。方法：防护热板法、热流计法和圆管法等。计算公式：缺点：不能测定含有水分的材料导热系数。非稳定热流法常用方法：热脉冲法。原理：非稳态热流原理，短时间内使测试材料升温，计算得到导热系数λ。计算公式：优点：装置简单、试验时间短、精确度高。9.2建筑节能检测基础9.1建筑能耗与建筑节能9.3建筑材料及构件节能检测9.4建筑物节能效果现场检测9.5建筑节能技术应用与节

能效果综合评价目录9.4建筑物节能效果现场检测1围护结构传热系数检测定位:

衡量围护结构隔热性能的关键指标。核心作用:决定通过围护结构的热量传递量。计算建筑能耗、评估保温性能的基础参数。直接影响运行成本和环境舒适度。目标：K值越小，保温性能越好，节能效果越显著检测方法：热流计法、热箱法、非稳态法和红外热像仪法.判别原则：有设计指标：检测结果应满足设计要求无设计指标：检测结果应不大于当地建筑节能设计标准规定的限值。商住楼：上部住宅和下部商业部分应分别满足各自对应的节能标准。补充：非稳态法--常功率平面热源法方法：在墙体内表面人为加上一个合适的平面恒定热源，对墙体进行一定时间的加热，通过测定墙体内外表面的温度响应，辨识出墙体的传热系数。1—试验墙体；2—绝热盖板；3—绝热层；A—墙体内表面测温热电偶；B—绝热层两侧温热电偶；C1、C2—加热板；D—墙体外表面测温热电偶；E1、E2—金属板特点：缩短检测时间，减少外界干扰，实验室常用9.4建筑物节能效果现场检测2外围护结构隔热性能检测目的:

评估屋顶和东西外墙在夏季高温下的隔热能力。判别原则:内表面最高温度≤室外空气温度最高值

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合格方法与仪器：抽样:随机选取房间。记录:内表面最高温度、室外气温逐时值。仪器:热电偶、风速仪、辐射表。检测条件：晴天或少云，太阳辐射充足，室外温度适宜，风速不大。3外围护结构热工缺陷检测目的:

发现热桥、空鼓、裂缝等导致能量损失的缺陷。影响:

缺陷处热阻降低，导致局部温度异常。判定标准：外表面:

缺陷面积比例<20%，单块<0.5m²。内表面:

因缺陷导致的能耗增加值<5%，单块<0.5m²。检测条件：室外温度稳定，温差足够大。表面无阳光直射。空气湿度适宜。主要采用红外热像仪9.4建筑物节能效果现场检测4窗户遮阳性能检测目的：验证外窗遮阳设施是否满足设计要求，有效阻挡夏季太阳辐射热。检测内容：结构尺寸、安装角度。活动范围（如百叶窗）。遮阳材料光学特性（反射比、透射比）。方法:尺寸用常规量具，光学特性用分光光度计(GB/T2680)。判定:所有指标均达到设计值

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合格。5外窗及窗口气密性检测目的:

检查外窗及其与洞口之间的密封性能，防止冷热空气渗透。方法：构建静压箱（用密封板封闭窗洞）。通过风机形成正压或负压。测量压差和空气流量。仪器:差压表、空气流量计、风速仪、温度计、气压计。判定:窗洞与外窗本体结合部不漏风；单樘窗单位面积空气渗透量不超过标准限值

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合格注：(需抽样复检)9.4建筑物节能效果现场检测6围护结构外墙节能构造检测目的：验证外墙保温构造是否符合设计要求。方法：钻芯取样法使用空心钻头（直径70mm）从保温层一侧钻取芯样。钻透保温层到达结构层或基层。观察芯样，检查保温材料种类、构造做法。实测保温层厚度。判定标准：材料、构造符合设计。厚度平均值≥设计值95%。最小值≥设计值90%。7能耗设备性能参数检测依据：《建筑节能工程施工质量验收规范》(GB50411—2019)。检测内容：室内平均温度通风空调系统风量风道单位风量耗功率空调机组水流量冷热水循环流量供暖管网热损失率照度与照明功率密度方法：按相关标准执行高效机房管道系统高效机组9.2建筑节能检测基础9.1建筑能耗与建筑节能9.3建筑材料及构件节能检测9.4建筑物节能效果现场检测9.5建筑节能技术应用与节能效果综合评价目录9.5建筑节能技术应用与节能效果综合评价国外建筑节能技术进展建筑设计计算机优化设计(EnergyPlus,遗传算法)。充分利用自然环境(被动式设计,自然通风采光)。1建筑材料复合墙体结构(内/外保温,夹芯)。新型保温材料研发(如生态砖)。门窗技术高性能中空玻璃(充氩气,Low-E)。多重密封条设计。可再生能源太阳能光伏/光热。地源热泵。风能(自然通风为主)。废热热回收双管制热回收VAV系统回收HVAC系统排出的冷和热42359.5建筑节能技术应用与节能效果综合评价国内建筑节能技术应用外墙保温技术做法：在墙体主结构上增加一层或多层保温材料形成内保温、夹心保温和外保温复合墙体主流:聚苯板(EPS)外墙外保温系统。优点:节能效果显著(东北地区可达50%)，改善舒适度。缺点:造价高，施工易空鼓开裂，部分禁限用。1保温隔热性能好；能保护主体结构，延长建筑物使用寿命；保温层不占室内使用面积，不影响室内装修和设施安装2太阳能技术太阳能光电技术：光伏发电太阳能热水器技术：

太阳能热水器(应用广泛)，太阳能制冷技术太阳能干燥和太阳灶被动式太阳能建筑太阳能电池路灯国家体育馆安装的太阳能电池板太阳能热水器国内建筑节能技术应用2太阳能技术太阳墙：由集热和气流输送两部分系统组成集热系统为垂直墙板，一般为金属板材，覆于建筑外墙的外侧，上面开有小孔，与墙体的间距一般200mm左右。气流输送系统包括风机和管道。“太阳墙系统”可将50％－80％的太阳辐射能量转化为可用热能。普通“太阳墙系统”可将空气加热至高于环境温度15℃至35℃。加玻璃的系统可提升温度高达60℃。瑞士Wasag大楼加拿大Bombardier飞机公司组装厂国内建筑节能技术应用3地源热泵技术主要形式水环热泵系统地下水源热泵系统地表水源热泵系统地下环路式水源热泵系统

优点:

高效节能(能耗降低30-40%)，环保。缺点:占地大、初投资高；需考虑水质；受水源限制。地下环路式水源热泵系统水环热泵地下水源热泵地表水源热泵国内建筑节能技术应用4热管技术应用:

废热回收，太阳能热水器。优点:

高效传热，防止交叉污染。缺点:

增加阻力，设备投资增加。热管在建筑废热（冷）回收中的应用技术热管新风换气机5相变蓄热材料技术原理:

利用相变潜热储存/释放热量。优点:

减小室温波动，降低空调负荷。国内建筑节能技术应用6低温地板辐射供暖技术原理:

低温热水流经埋设于地面的管道散热。优点:

舒适性好，高效节能，寿命长。缺点:

需增加层高，维修难。地暖系统国内建筑节能技术应用区域热电(冷)联供技术方式:

背压式、抽凝式等。优点:

能源梯级利用，效率高。关键:

合理配置与运行，避免“以热定电”。7国内建筑节能技术应用8门窗节能技术减少门窗面积（北向≤25％，南向≤25％，东西向≤30％）选择适宜窗型（平开窗、推拉窗、固定窗、悬窗）增设门窗保温隔热层（空气隔热层、窗户框料、气密性）设置遮阳设施（外廊、阳台、挑檐、遮阳板、热反射窗帘）节能玻璃：中空玻璃、热反射玻璃、太阳能玻璃、吸热玻璃、电致变色玻璃、玻璃替代品（聚碳酸酯板）北京天恒大厦--真空玻璃真空玻璃窗2500平方米，所用真空玻璃传热系数小于1.2W/m2·k，计权隔声量高于36dB。世界首座全真空玻璃大厦，世界首座采用大面积真空玻璃幕墙的大厦。国内建筑节能技术应用8门窗节能技术五棵松体育馆--Low-E玻璃外墙应用2.7万平米中空Low-E玻璃幕墙，采用纳米超双亲镀膜技术，导热系数K≤2，遮阳系数≤0.45。有色吸热玻璃

太阳能玻璃（光伏玻璃）电致变色玻璃玻璃替代品（聚碳酸酯板－PC板）国内建筑节能技术应用9现代建筑遮阳技术传统：防热理性：艺术+技术（60～70年代）缺失：后现代+简约（80～90年代）启蒙：高技派（2000年代初）现代：疯狂？？

进步？

建筑遮阳经历坎坷、形式进步、基础缺乏国内建筑节能技术应用9现代建筑遮阳技术北京奥运村住宅使用了百叶中空玻璃。在中空玻璃内置百叶，可升降、翻转。具有良好的遮阳性能，提高了中空玻璃保温性能，改善了室内光环境，广泛适用于节能型建筑门窗。深圳会议展览中心是世界上单片叶片最大、使用面积最大的遮阳百叶项目，其单片百叶尺寸为6m×1.3m，叶片投影总面积超过50000m2，且叶片可调节。国内建筑节能技术应用10屋面节能技术保温隔热屋面一般保温隔热屋面（平屋顶或坡屋顶，常用）倒置式屋面架空通风屋面种植屋面蓄水屋面普通屋面结构国家体育馆屋顶采用罕见九层复合结构，并在最外层喷涂吸音材料，最大限度地减少屋外噪音的影响。国内建筑节能技术应用10屋面节能技术——屋顶绿化屋顶绿化分类：粗放式，半精细式，精细式。粗放式（欧洲的斜屋顶）

半精细（清华节能楼）

精细式（中关村广场）日本稻田茅草屋芝加哥市政厅的绿色屋顶国内建筑节能技术应用10屋面节能技术——蓄水屋面国内建筑节能技术应用11既有建筑节能改造技术系统测试与能耗现状分析。动态能耗模拟与潜力分析。制定改造方案(优选综合方案)。实施改造工程。效果评估与费用结算。科学论证必要性、可行性、投入产出比。围护结构与供暖系统同步改造。符合现行节能标准。考虑可再生能源利用。围护结构:

外墙外保温，屋面保温，门窗更换(双层/三层，Low-E)。供暖制冷系统:

更新高效设备(热泵)，优化系统设计(分区/分层)，加强维护管理。步骤原则改造重点影响建筑节能效果的因素三大决定性因素所处环境:

地理位置、气候特征(温度、湿度、风速、日照)。建筑物本身:

结构构造、朝向布局、形态体形。运行管理:

设备效率、使用习惯、维护保养。关键构造参数体形系数:

外表面积/体积。越小越好。传热系数(K值):

越小越好。窗墙面积比:

需权衡采光通风与能耗。门窗气密性:

越好越好。9.5建筑节能技术应用与节能效果综合评价建筑节能效果评价评价指标体系原则科学性(客观可靠)可行性(量化易得)全面性(代表性)差异性(考虑地域)稳定性(规律性强)评价指标类型规定性指标:

K值、体形系数、窗墙比等。耗能系统总性能指标:

OTTV,PAL,CEC/AC。综合性指标:

建筑热环境+建筑能耗。年能耗指标:

实际能耗数据对比(DECvsSEC)。9.5建筑节能技术应用与节能效果综合评价案例分析-某办公建筑节能检测与评价例：有一高层办公建筑楼地处夏热冬冷A区，建筑面积约25000m2，地上18层，地下2层；主要功能为办公、会议与配套商业；主要围护结构为：玻璃幕墙系统+岩棉板外墙外保温，配备中央空调系统（冷水机组+风机盘管）。要求对该建筑做检测和评价。外墙传热系数：检测值：0.65W/(m²·K)，设计值：0.60W/(m²·K)，结论：满足设计要求外窗传热系数：检测值：2.3W/(m²·K)，国标要求：≤2.5W/(m²·K)，结论：符合国家标准要求屋面传热系数：检测值：0.40W/(m²·K)，国标要求：0.40W/(m²·K)，结论：满足国家标准要求外窗气密性：检测结果：6级，结论：气密性良好结论：建筑围护结构的热工性能整体符合节能设计标准。检测与评价（参照《

建筑节能与可再生能源利用通用规范》GB55015-2021）冷水机组COP：检测值：5.2(设计值5.0)，实际能效优于设计水泵运行效率：检测平均效率：75%，处于行业合理运行范围风机盘管供冷量：抽检合格率：85%的设备满足设计供冷要求系统综合能效比(EER)：计算结果：3.8，系统整体运行效率良好结论：暖通空调系统设备性能良好，系统运行效率较高，整体节能效果显著。9.5建筑节能技术应用与节能效果综合评价办公室照度：检测平均值350lx，国家标准要求：300-500lx，结论：满足国家标准要求走廊照度：检测平均值，150lx，国家标准要求：100-200lx，结论：符合国家标准要求照明功率密度(LPD)：检测办公室:9.5W/m²、走廊:5.2W/m²，结论：均低于国家标准限定值，节能效果良好结论：照明系统设计合理，在满足照度要求的同时，能耗控制优异，节能效果显著。综合评价结论该办公建筑的围护结构、暖通空调系统和照明系统的各项性能指标均满足国家现行节能设计标准的要求，整体达到了节能建筑的设计水平。节能优化建议运行管理优化：加强中央空调系统的运行管理，根据负荷变化及时调整水泵、风机的运行状态。照明控制优化：推广使用智能照明控制系统，实现按需照明，减少不必要的能源浪费。可再生能源利用：建议在屋顶安装太阳能光伏板，利用清洁能源进一步降低建筑能耗。第9章课后作业：1、扫描二维码，完成线上题目；2、做好教材上本章后作业题9-10、9-14，拍照后通过学习通上传。3、做好下一章内容预习。

期待后续精彩Lookingforwardto————thewonderfulmoments2026/8/15第10章建筑环境综合测试技术及应用IntegratedTestingTechnologyforBuildingEnvironmentandItsApplications学生在学习工程中应理论联系实际，结合专业实验和实习过程中所见的内容，学会融会贯通，努力培养解决问题的工程能力。本章内容涉及到专业领域中多个设备性能参数的综合运用，密切结合工程实际，对工程运行具有重要的指导价值，学生应全面掌握相关的测试知识。重点：各种设备的性能参数测量难点：各参数的测量原理、方法和所使用的仪器本章导航学习目标学习要求重点难点目录10.1暖通空调风系统性能参数检测10.2暖通空调水系统性能参数检测10.3组合式空调机组性能参数测量10.4水泵与风机性能参数测量10.5冷水机组性能参数测量10.6冷却塔性能参数测量10.7换热器性能参数测量10.8散热器性能参数测量10.9高效空调制冷机房性能参数检测10.10数据中心冷却系统性能参数检测10.1暖通空调风系统性能参数检测检测内容：风机单位风量耗功率、新风量和定风量系统平衡度。1风机单位风量耗功率目的:

评估风机运行效率，识别节能潜力。关键参数:风管风量(L)：单位时间内通过风管的空气体积，是衡量风机输送能力的核心指标。电动机功率(N)：风机运行时消耗的电能，直接反映了风机的能效水平。检测仪器：风量：皮托管+微压计，数字式风速计（动压小于10Pa）。功率测量仪器：功率表抽检要求：总数

≥20%不同风量机组

≥1台检测条件：系统正常运行工况。风量测量：方法:风管风量检测法断面选择:气流均匀稳定处，(上游>5D,下游>2D)测点布置矩形风管:划分小截面(≤0.05m²),中心测点圆形风管:同心圆环划分,4点测量10.1暖通空调风系统性能参数检测风量测量：测量要点：皮托管垂直管壁，测头正对气流连接软管通畅无漏气风量计算：吸入端风量和压出端风量的平均值，且两者之差不应大于5%功率测量：要求：风机输入功率应在电动机输入线端同时进行测量，确保获取的是风机实际运行的真实能耗数据。功率计算：2新风量目的:

保障室内空气质量，维持健康舒适环境。重要性:直接影响空气流通和污染物浓度。方法:风管风量检测法(符合《公共建筑节能检测标准》

JGJ/T177—2009附录E)，允许偏差:

±10%抽检要求：总数≥20%不同风量系统≥1个判别：实际检测到的新风量必须落在设计值的正负10%区间内。10.1暖通空调风系统性能参数检测3定风量系统平衡度目的:确保各风口风量符合设计要求，实现均匀送风。问题:管路阻力差异导致实际风量偏离设计值。检测方法：风管风量检测法

或

风量罩法，符合JGJ/T177—2009附录E检测数量：一级支管路:全数检测其余支路≤5个:全数检测其余支路>5个:近端2个、中间区域2个、远端2个。平衡度计算：节能标准:90%受检支路平衡度应在0.9~1.2范围内。调节原理(基于流体力学)：风管阻力与风量平方成正比:

Δp=SQ2，理想状态:分支阻力平衡(Δp1=Δp2)，则风量分配比例固定:调节步骤：启动风机:各阀门开至最大。初步测量:记录各风口实测风量(表10-4)。风量调节:以最小风量风口为基准。从最远端支路开始调节。同时测量基准口和调节口风量，调整阀门使比值接近设计比值。重复直至各风口风量接近设计值。目录10.1暖通空调风系统性能参数检测10.2暖通空调水系统性能参数检测10.3组合式空调机组性能参数测量10.4水泵与风机性能参数测量10.5冷水机组性能参数测量10.6冷却塔性能参数测量10.7换热器性能参数测量10.8散热器性能参数测量10.9高效空调制冷机房性能参数检测10.10数据中心冷却系统性能参数检测10.2暖通空调水系统性能参数检测检测内容：冷水(热泵)机组实际性能系数(EER/COP)水系统回水温度一致性水系统供水和回水温差水泵效率冷源系统能效系数(SEER)锅炉运行效率、补水率管道系统保温性能检测工况：基本要求：系统实际运行状态锅炉：燃煤锅炉日平均负荷率：≥60%燃油/燃气锅炉瞬时负荷率：≥30%冷水机组系统负荷≥最大负荷60%单机负荷≥额定负荷80%冷水出水温度：6~9℃冷却水温度：29~32℃10.2暖通空调水系统性能参数检测检测数量≤2台同型号:抽取1台≤3台同型号:抽取2台检测方法每隔5~10min读数一次，连续60min，取平均值。温度计靠近进出口；流量计远离局部阻力(上游10D,下游5D)。输入功率在电机输入端测量。冷水(热泵)机组实际性能系数(EER/COP)1判定依据：

《

建筑节能与可再生能源利用通用规范》(GB55015-2021)，《公共建筑节能设计标准》(GB50189—2015)继续有效，但以上标准为准。评价方法：

将实测COP值与标准规定值进行比较，判定机组是否达到节能要求。水系统回水温度一致性检测2检测对象:

与集水器相连的一级支管路。检测位置:系统集水器处。持续时间:≥24h，记录间隔≤1h。允许偏差:冷水系统≤1℃；热水系统≤2℃。水系统供水和回水温差检测3对象:启用的冷水机组或热源设备。测点:靠近被测机组进出口。时间:每隔5~10min读数一次，连续60min，取平均值。要求:节能检测下，温差≥设计温差的80%。10.2暖通空调水系统性能参数检测水泵效率检测4检测对象：系统中启用的循环水泵，需确保设备处于稳定运行状态。检测方法：每隔5~10min读数一次，连续60min，取平均值。流量测点:远离局部阻力(上游10D,下游5D)。压力测点:水泵进出口压力表处。输入功率在电机输入端测量。节能标准：检测计算出的实际效率值应大于设备铭牌额定值的80%。计算公式：冷源系统能效系数检测5定义：单位时间供冷量/单位时间系统总能耗(冷水机组+水泵+冷却塔风机)。检测方法每隔5~10min读数一次，连续60min，取平均值。供冷量测量同前。各用电设备输入功率同时测量并累加。计算公式：目录10.1暖通空调风系统性能参数检测10.2暖通空调水系统性能参数检测10.3组合式空调机组性能参数测量10.4水泵与风机性能参数测量10.5冷水机组性能参数测量10.6冷却塔性能参数测量10.7换热器性能参数测量10.8散热器性能参数测量10.9高效空调制冷机房性能参数检测10.10数据中心冷却系统性能参数检测10.3组合式空调机组性能参数测量定义：由多种功能段组装而成的空气处理设备。重点关注参数额定风量机外余压额定供冷量/供热量噪声1额定风量定义:标准状态下单位时间通过机组的空气体积流量(m³/h)。测量方法:动力测压法（详见第3章内容）2机外余压（详见第3章内容）定义:风机克服内部阻力后能提供的剩余压力(Pa)。意义:反映机组对后续风管系统的驱动能力。噪声（详见第6章内容）来源:风机振动、气流扰动。影响因素:风量、风压越大，噪声越大。3额定供冷量/供热量(焓差法)原理:测量出风口温湿度->查焓湿图/计算焓值->计算。变量:Q(热量),G(风量),hB(回风焓值),hA(出风焓值)。4目录10.1暖通空调风系统性能参数检测10.2暖通空调水系统性能参数检测10.3组合式空调机组性能参数测量10.4水泵与风机性能参数测量10.5冷水机组性能参数测量10.6冷却塔性能参数测量10.7换热器性能参数测量10.8散热器性能参数测量10.9高效空调制冷机房性能参数检测10.10数据中心冷却系统性能参数检测10.4水泵与风机性能参数测量核心参数:转速、流量、扬程/全压、轴功率、效率。特性曲线:Q-H,Q-P,Q-η曲线，反映随流量变化的关系。扬程H(水泵):定义:单位质量流体从进口到出口增加的能量除以重力加速度(m)。计算:轴功率P(水泵输入功率)N=N电η电

η电——电动机效率，通常取值为0.90。全效率η(水泵)定义：输入的轴功率N被流体的利用程度计算：

Ne——有效功率，Ne=γQH/1000（kW）。最佳工况点:最高效率点附近，通常为设计工况点。风机参数测量：与水泵类似，测试方法也类同。目录10.1暖通空调风系统性能参数检测10.2暖通空调水系统性能参数检测10.3组合式空调机组性能参数测量10.4水泵与风机性能参数测量10.5冷水机组性能参数测量10.6冷却塔性能参数测量10.7换热器性能参数测量10.8散热器性能参数测量10.9高效空调制冷机房性能参数检测10.10数据中心冷却系统性能参数检测10.5冷水机组性能参数测量常用类型：活塞式、螺杆式、离心式、涡旋式、磁悬浮式、溴化锂吸收式、热泵式。常用性能参数制冷量(Q0)冷水进出口温度、压力损失、流量冷却水进出口温度、压力损失、流量耗电功率(P)能效比(EER)测量重点参数：制冷量、流量、EER。1冷冻水冷量与流量2冷却水冷量与流量冷却水冷量=机组制冷量+耗电量3能效比(EER)定义:机组的制冷量与机组耗电量的比值。即:EER=制冷量/耗电量。计算：电驱动:溴化锂吸收式：讨论：EER≠COP？工程应用过中，冷水机组的额定技术参数一般会标注以上内容。在工程问题诊断时，测得相关参数后可以依据公式计算得到其他参数。目录10.1暖通空调风系统性能参数检测10.2暖通空调水系统性能参数检测10.3组合式空调机组性能参数测量10.4水泵与风机性能参数测量10.5冷水机组性能参数测量10.6冷却塔性能参数测量10.7换热器性能参数测量10.8散热器性能参数测量10.9高效空调制冷机房性能参数检测10.10数据中心冷却系统性能参数检测10.6冷却塔性能参数测量原理:利用环境空气的吸湿性和蒸发冷却原理降低冷却水温度。分类:按空气与水的接触方式:开式、闭式。按水与空气流动方向:逆流式、横流式、喷射式、蒸发式。按制造的主要材料:玻璃钢、金属。按外形分:方形、圆形。按水质条件分:清水、浊水。主要测量参数：进出口水温冷却水流量进口空气干球温度、相对湿度出口空气湿球温度、干球温度工程应用关注的主要性能指标：冷却效率、冷却能力、汽水比、补水量、电机功率和噪声等内容。10.6冷却塔性能参数测量冷却塔效率

ηv1定义:

实际冷却效果与理论最大冷却效果之比。意义：反映冷却塔在特定工况下的实际冷却能力相对于理想状态的接近程度。越高越好2冷却塔冷却能力Q定义：单位时间内冷却塔从循环冷却水中带走的热量。意义：直接反映冷却塔的制冷/降温能力大小。是衡量冷却塔处理能力的关键指标。汽水比λ3定义:

进入冷却塔的空气质量流量

GSK

与循环水质量流量

GLQ

之比。意义：反映单位质量的冷却水被多少空气质量所包围进行换热。影响传热效率和能耗。冷却塔补水量ΔG4定义:

单位时间内，空气流经冷却塔后，湿空气中增加的水分含量，即蒸发损失的水量。ΔG=GC−GR=GK(d2−d1)意义:反映冷却塔的蒸发损失和补水需求。直接影响运行成本和水处理负担。目录10.1暖通空调风系统性能参数检测10.2暖通空调水系统性能参数检测10.3组合式空调机组性能参数测量10.4水泵与风机性能参数测量10.5冷水机组性能参数测量10.6冷却塔性能参数测量10.7换热器性能参数测量10.8散热器性能参数测量10.9高效空调制冷机房性能参数检测10.10数据中心冷却系统性能参数检测10.7换热器性能参数测量常见类型:

间壁式（常用）、直接接触式、蓄热式、热管式等。研究热点：提高换热性能以响应节能要求。测量装置：主要测量参数冷热流体的质量流量(m1,m2):

通过流量计测量体积流量再换算。热流体进出口温度(t1,t1′):

用温度传感器测量。冷流体进出口温度(t2,t2′):

用温度传感器测量。换热面积(A):

几何特征参数。性能参数计算：依据测量参数，可计算得到以下性能参数：热流体放热量(Q1):01冷流体吸热量(Q2):02平均换热量(Q):03热平衡误差(Δ):04对数平均温差(Δtm):05传热系数(K):06目录10.1暖通空调风系统性能参数检测10.2暖通空调水系统性能参数检测10.3组合式空调机组性能参数测量10.4水泵与风机性能参数测量10.5冷水机组性能参数测量10.6冷却塔性能参数测量10.7换热器性能参数测量10.8散热器性能参数测量10.9高效空调制冷机房性能参数检测10.10数据中心冷却系统性能参数检测10.8散热器性能参数测量作用:

是供暖系统中用于向室内释放热量的主要设备。原理:

与换热器类似，但一侧流体(空气)通常为自然对流。热媒:

常用低温热水。目标:

测量散热器的散热量和传热系数等关键性能参数。散热器主要技术参数表序号性能参数符号单位1散热器型号

2额定工况散热量QW3传热系数KW/（m2·℃）4单片散热面积fm25单片重量mrkg6单片水容量mskg7总片数n

8总散热面积Am29总重量Mrkg10总水容量Mskg计算公式：基于水侧：基于空气侧：简化：试验装置：依据:ISO标准要求，需在专用试验台上进行。热源:

电锅炉(提供稳定热水，标准工况:进水95°C,回水70°C,室温18°C(此时ΔT=64.5℃)。循环系统:

水泵、板式换热器、热量表、阀门等。被测对象:

待测散热器(如铝合金散热器)。测量仪器:

高精度电子秤、铂电阻温度计、压力表。精度要求流量:±0.017%热量:±0.5%温度:±0.2℃目录10.1暖通空调风系统性能参数检测10.2暖通空调水系统性能参数检测10.3组合式空调机组性能参数测量10.4水泵与风机性能参数测量10.5冷水机组性能参数测量10.6冷却塔性能参数测量10.7换热器性能参数测量10.8散热器性能参数测量10.9高效空调制冷机房性能参数检测10.10数据中心冷却系统性能参数检测10.9高效空调制冷机房性能参数检测背景:

制冷机房是建筑能耗主体，其能效直接影响整体能耗和碳排放。目标:

在“双碳”战略下，建设高效制冷机房，提升能源利用效率。关键:

精确测量关键性能参数，构建评价体系。核心评价指标：冷源系统季节能效比(SEER_sys)冷水机组季节能耗比(SECR)冷水机组综合部分负荷性能系数(IPLV)冷冻/冷却水输送能效比(WTF_chw/WTF_cw)意义:

量化能效表现，指导优化、低碳转型和可持续发展。测量参数：冷冻水侧冷冻水流量(超声波流量计)冷冻水供回水温度(温度传感器)冷冻水泵能耗(电功率计)系统总冷量(由流量、温差计算)冷却水侧&系统能耗冷却水流量(超声波流量计)冷却水供回水温度(温度传感器)冷却水泵能耗(电功率计)

制冷系统总用电量(电能计量装置)环境参数室内回水温度(温度传感器)冷却水输送热量(由流量、温差计算)干(湿)球温度(干(湿)球温度传感器)10.9高效空调制冷机房性能参数检测01

冷源系统季节能效比定义:

制冷季节总供冷量与冷源系统总能耗之比。意义:

反映整个冷源系统(包括冷水机组、水泵、冷却塔等)在整个制冷季的综合能效水平。越高越好。计算公式：

SEER-sys——冷源系统季节能效比(kW/kW)；Qs——冷源系统制冷季的总供冷量(kW·h)；∑Nsi——冷源系统各用电设备制冷季累计消耗电量(kW·h)02

冷水机组季节能耗比定义:

制冷季冷水机组自身能耗占冷源系统总能耗的比例。意义:

反映冷水机组在冷源系统中的能耗占比，以及自然冷却技术的利用程度。越小越好(意味着更多自然冷却)。计算公式：

SECR——冷水机组季节能耗比(kW/kW)；Nsc——冷水机组制冷季的总能耗(kW·h)；∑Nsi