建筑节能技术3讲

1、建筑节能技术,建筑节能技术分析 建筑节能实例分析 关于建筑节能的一些特殊问题分析 建筑与城市规划学院 房志勇 2020年6月,说明：,下面的问题1、问题2，不作为课堂讨论题。也就是说：不要求同学在作业中作为必须完成的内容出现。 下面的问题1、问题2，是为了让大家能够更加深入的理解本次课程的讨论题目而设置的附加思考题。 下面的问题1、问题2，同学可以根据自己的情况决定是否做。,问题1： 通过建筑规划、建筑形体设计使北京市的冬季室外平均气温提高1度，风速减小1m/s，夏季室外平均温度降低一度。 可能吗？如果可能，试分析具体的节能设计措施和节能效果。 如果不可能，试分析建筑规划、建筑形体设计在建筑节

2、能设计中的作用,问题2： 通过建筑设计，在基本不使用设备手段的前提下，使北京市的冬季室内平均气温提高3度，风速减小，夏季室外平均温度降低5度。 可能吗？如果可能，试分析具体的节能设计措施和节能效果。 如果不可能，试分析建筑规划、建筑形体设计在建筑节能设计中的作用,讨论题部分,课堂讨论题提要,1、试说明建筑节能的概念及其基本原则是什么？,基本概念,1、节能建筑的概念 3）核心概念 通过各种技术与设计手段，保证建筑使用质量的情况下，尽量减少能源的消耗,基本概念,2、建筑节能的概念 3）建筑节能的定义 狭义的节能 范围：节约传统能源 节能成效 节能率=（原用能- 改进后用能）/ 原用能x100%,基

3、本概念,2、建筑节能的概念 3）建筑节能的定义 广义的节能 范围：利用可持续能源，节约传统能源 节能成效 用能效率=最终产品有效用能 / 最初输入能量 X100%,基本概念,2、建筑节能的概念 4）建筑节能的原则 节能总原则： 开源节流,课堂讨论题提要,2、试说明建筑节能的主要技术途径是什么？,基本概念,2、建筑节能的概念 5）建筑节能的技术途径 改造围护结构的热工性能以符合节能标准要求（重点） 尽量利用太阳能和其它可再生能源,基本概念,2、建筑节能的概念 5）建筑节能的技术途径 合理规划，改善室外微气候 合理的体形设计、平面设计、剖面设计 提高设备的节能效率,基本概念,2、建筑节能的概念 8

4、）基本内容 加强围护结构的保温隔热能力30的热量从窗户跑掉了 ；35热量从墙体散发 从供暖、供冷的热源、输送渠道及实现方式来节约能源,课堂讨论题提要,3、试说明建筑节能技术运用的原则是什么？,基本概念,3、短板理论 1）开发行为 近年来，冠以“节能建筑”、“生态建筑”、“高科技建筑”、“智能化建筑”、“环保建筑”等时髦名称的建筑越来越多,基本概念,3、短板理论 2）关于技术运用的理念 技术永远只是手段，节能效果才是真正的目的。节能产品的堆集，不一定能达到节能效果,基本概念,3、短板理论 3）短板理论 用许多条木板拼装成一个水桶，这个水桶能装多少水只取决于最短的那块板，而不是最长的那块板,基本概

5、念,3、短板理论 4）实例分析 现在很多建筑采用了中空玻璃、双层中空玻璃、辐射玻璃、断桥铝合金等门窗产品，这样高档次的门窗如果不同外墙保温配套设计，则会产生负面的效果,基本概念,3、短板理论 5）技术运用原则 合理的选用适用技术和设备，对单项技术和设备，既不要求最贵，也不要求最好，更不要求最多，相互匹配与消灭“短板”，才是最重要的原则,课堂讨论题提要,4、关于EPS板应用的一些问题及其处理措施,基础技术分析,1、保温材料 关于EPS板-1（存在问题 ） 密度不够：标准值为1822 kg/m3，大部分在14 kg/m3 掺假：一些不法厂家为了增加EPS板的重量，使用增重剂,基础技术分析,1、保温

6、材料 关于EPS板-2（解决办法 ） 监理单位加强抽检工作，不符合质量要求的通知施工单位退货 政府质检部门加强执法力度，对不良行为的厂家实行退出市场的制度,基础技术分析,2、施工技术 关于EPS板现浇-1（存在问题 ） 主体工程施工质量验收困难 保温层压缩严重 混凝土经常发生 “烂根”现象,基础技术分析,2、施工技术 关于EPS板现浇-2（解决办法 ） 使用流态混凝土，免去振捣工艺 在EPS板内侧增加一道钢板网，以抵抗混凝土的侧压力 内模采用组合钢网模板，可随时监控混凝土浇筑质量,基础技术分析,2、施工技术 关于EPS板薄抹灰-1（存在问题 ） 构造层较多 施工质量要求高 需要使用专用材料,基

7、础技术分析,2、施工技术 关于EPS板薄抹灰-2（解决办法 ） 外保温系统作为单项工程进行招标 中标单位必须出示各种专用材料合格证，使用专利产品 审查单位的资质和操作工的上岗证,课堂讨论题提要,5、对于生态建筑的基本要求包括哪些内容？,生态建筑,3、基本要求 1）能源系统 对常规能源（电、煤气等）从管道供给系统上进行优化配置，避免多条管道入户；对围护结构和冷热系统进行节能设计，鼓励使用新能源和生态能源，保持室内适宜温度，冬季处于20-24度之间，夏季处于22-27度之间,生态建筑,3、基本要求 2）水环境系统 在室外设立污水处理再利用水系统和雨水收集利用系统；采用节水型器具，采用节水型景观用水

8、系统；合理设计生活用水系统，提供优质的直饮水和足够的生活用水,生态建筑,3、基本要求 3）气环境系统 室外空气质量要求达到二级标准；室内保证自然通风，卫生间有通风换气设施，厨房的烟气集中排放系统，达到居室内空气质量标准,生态建筑,3、基本要求 4）声环境系统 建筑设计中要采用隔音降噪措施使室内外声环境满足：室外日间声小于50分贝，夜间声小于40分贝；室内日间噪间小于35分贝，夜间小于30分贝,生态建筑,3、基本要求 5）光环境系统 室内设计要满足日照时数，尽量采用自然光；室内外避免光污染，如：强光广告、玻璃幕墙等；提倡使用太阳能绿色照明和节能灯具,生态建筑,3、基本要求 6）绿化系统 绿化应提

9、供光合作用的绿色再生作用机制，具有清洁空气、释放氧气、调节温湿度、保持生物多样性等功能；提供适用、优美的户外休闲娱乐场所；通过园林空间、植物配置、小区雕塑等提供视觉景观享受和文化品位欣赏功能,生态建筑,3、基本要求 7）废弃物处理系统 生活垃圾应全部袋装，密闭容器存放；实行分类收集，收集率100，分类率50以上,生态建筑,3、基本要求 8）材料系统 3R材料使用量比例达到30；拆除时材料总回收率达到40；应选用无毒、无害、无污、无放射性、无挥发放，有益健康的材料；应采用取得环境标志的材料,课堂讨论题提要,6、试说明生态建筑的基本标准和衡量指标,生态建筑,4、基本标准 在生理生态方面有广泛的开敞

10、性 采用无污可降解环保型建筑材料 工程设计符合无废无污的闭合循环原理 合理立体绿化，有利于周边地域的生态 利用清洁能源，降低建筑运转能耗 富有生态文化及艺术内涵,生态建筑,5、衡量指标 生态滞竭系数测定建筑能量的流畅程度 生态协调系数测定建筑的组织合理程度 自我调节能力测定建筑的生态成熟度,课堂讨论题提要,7、试说明寒冷地区的建筑设计和构造处理原则，及其适用技术手段,生态建筑,7、地域性设计方法讨论 1）寒冷地区设计 建筑设计原则 采用较为集中的建筑形式和适度开敞的建筑布局 尽可能争取冬季日照，获得太阳辐射 平、剖面中组织自然通风 多开南窗，以促进自然通风为目的开少量北窗，尽量不开东、西窗；开

11、门部位注意防风,生态建筑,7、地域性设计方法讨论 1）寒冷地区设计 构造处理原则 综合考虑冬季防风与夏季导风的措施 开口部位冬季进行保温夏季进行隔热 尽量断绝冷桥 夏季房屋与开口部位进行遮阳处理 进行外围护结构保温与隔热,生态建筑,7、地域性设计方法讨论 1）寒冷地区设计 适用技术手段 设置气候缓冲层 进行冷风控制 设置太阳能采暖或制冷系统 利用覆土保温及自然空调系统,寒冷地区的设计手法示例,课堂讨论题提要,8、试说明夏热冬冷地区的建筑设计和构造处理原则，及其适用技术手段,生态建筑,7、地域性设计方法讨论 2）夏热冬冷地区设计 建筑设计原则 采用舒朗开敞的建筑形式和建筑布局 考虑夏季导风的措施

12、，兼顾冬季防风 平、剖面组织自然通风 开少量东、西窗以利于自然通风 采用浅色的建筑立面,生态建筑,7、地域性设计方法讨论 2）夏热冬冷地区设计 构造处理原则 提高窗的热工性能 外墙、屋顶进行隔热处理 开口部位在冬季采取保温措施 夏季房屋、窗口进行遮阳,生态建筑,7、地域性设计方法讨论 2）夏热冬冷地区设计 适用技术手段 设置内庭院，形成局部冷、热源 采取防止地面泛潮的措施，如采用蓄热系数小或带有微孔的耐磨材料（如防潮砖等）作地面面层、底层房间设置腰窗等,夏热冬冷地区的设计手法示例,课堂讨论题提要,9、试说明干热地区的建筑设计和构造处理原则，及其适用技术手段,生态建筑,7、地域性设计方法讨论 3

13、）干热地区设计 建筑设计原则 减少直接暴露于阳光照射下的外墙面积 平、剖面组织自然通风 采用浅色的建筑立面 尽量减小开口面积，多利用北向开口采光,生态建筑,7、地域性设计方法讨论 3）干热地区设计 构造处理原则 外围护结构进行遮阳与隔热处理，最好采用双层屋面和墙体 采用厚重材料作外围护结构 采用间歇通风的方式,生态建筑,7、地域性设计方法讨论 3）干热地区设计 适用技术手段 利用棚架、植被等减少房屋周围场地的热反射 设置水院、绿荫院等创造局部冷源 充分利用覆土保温隔热,干热地区的设计手法示例,课堂讨论题提要,10、试说明湿热地区的建筑设计和构造处理原则，及其适用技术手段,生态建筑,7、地域性设

14、计方法讨论 4）湿热地区设计 建筑设计原则 采用开敞的建筑形式和建筑布局 平、剖面组织自然通风 各个方向进行遮阳处理 设置回廊、挑台、挑檐等创造阴影下的户外空间,生态建筑,7、地域性设计方法讨论 4）湿热地区设计 构造处理原则 设置回廊、挑檐等创造阴影下的户外空间 可以底层架空，利用地板下层空间通风降温 采用轻质隔热材料作外围护结构 外围护结构进行隔热处理,生态建筑,7、地域性设计方法讨论 4）湿热地区设计 适用技术手段 可以采用蓄水屋面 可以采用种植屋面 可以采用带有通风间层的外墙、屋面等,湿热气候区（广东）,湿热气候区（广东）,课堂讨论题提要,11、试对清华的节能实验楼的技术应用进行分析,

15、课堂讨论题提要,12、试对西北地区窑洞的生态化改造中的技术应用进行分析,阳光间内景,课堂讨论题提要,13、按规定性指标和性能性指标设计有什么区别？各自有什么特点？,关于建筑设计方法的讨论,2、按规定性指标设计的概念 按规定性指标设计是指建筑物体形特征和围护结构热工性能等均按有关建筑节能标准进行设计,关于建筑设计方法的讨论,3、按性能性指标设计的概念 按性能性指标设计是指在同时满足建筑热环境质量指标和能耗指标的前提下，设计人员可自行确定建筑物体形特征和围护结构热工性能等具体技术参数。性能性指标由建筑热环境质量指标和能耗指标两部分组成,关于建筑设计方法的讨论,4、按规定性指标设计的特点 使设计人员

16、摆脱了复杂的计算分析，在保证工程设计的合理性和成功方面有重大作用，但由于每一个工程的特殊性，按规定性指标很难进行优化设计，同时容易阻碍新技术的应用和压抑设计人员的创造性,关于建筑设计方法的讨论,5、按性能性指标设计的特点 按性能性指标设计使建筑节能设计标准具有充分的灵活性，为新技术的采用和具体工程项目的最优化创造了条件,关于建筑设计方法的讨论,6、按性能性指标设计的内容 按性能性指标设计需要对所设计建筑进行能耗分析，进而评价所设计的建筑是否节能，建筑能耗计算方法和节能评价方法的选择成为这种设计方法的重要内容,关于建筑设计方法的讨论,7、按性能性指标设计的方法 建筑节能评价采用比较能耗计算值和相

17、关标准指标值的方法，能耗计算值则通过相应的能耗分析软件获得，若评价结果表明所设计的建筑并不节能，则需设计人员凭借经验对方案进行修改,关于建筑设计方法的讨论,8、按性能性指标设计的缺点 1）过于依赖能耗分析软件 2）过于依赖设计人员的设计经验,课堂讨论题提要,14、既有建筑节能改造参考技术方案的主要内容是什么？,关于既有建筑的改造,5、参考改造技术方案 门窗 在木门中间或内外贴置聚苯乙烯板，可以提高保温效果 窗框要避免冷桥。积极采用双玻或三玻窗，有条件的还可以采用中空玻璃、镀膜玻璃,关于既有建筑的改造,5、参考改造技术方案 门窗 室内可使用镀膜窗帘 室外可使用集遮阳、保温、隔热与防盗为一体的外窗

18、帘板,关于既有建筑的改造,5、参考改造技术方案 外保温技术 在外墙外表面粘贴或钉固聚苯乙烯板 将聚苯板浇筑在混凝土墙外表面 抹上保温浆料，外贴加强网布并用聚合物浆料抹面,关于既有建筑的改造,5、参考改造技术方案 外保温技术 在外墙内表面贴岩棉板，再贴石膏板，抹饰面材料 在外墙内表面贴聚苯板，再贴石膏板，抹饰面材料 在外墙内表面贴预制保温板，抹饰面材料,关于既有建筑的改造,5、参考改造技术方案 屋顶 平改坡 过去，我国多采用平屋顶，这种做法防水较为困难，且耗能较多，平改坡并内置保温材料，不仅提高了的热工性能，还有可能提供新的使用的空间，也有利于防水,关于既有建筑的改造,5、参考改造技术方案 屋顶

19、 屋顶绿化 屋顶绿化，是改善室内舒适度的有效的办法，但要考虑屋顶荷载，注意做好屋面防水处理，并选择适当的植物，以防后患,关于既有建筑的改造,5、参考改造技术方案 太阳能利用 在平改坡时，结合太阳能集热器采集能量的最佳坡度确定坡屋面的坡度，使二者结为一体 有条件的也可设置阳光间,关于既有建筑的改造,5、参考改造技术方案 采暖系统 有条件，可改为双管系统，并安设热计量表；一般情况，可在单管系统上加旁通管，并安设热量分配表，也可以满足要求,课堂讨论题提要,15、关于太阳能制冷技术的基本概念,新能源技术简介,1、太阳能致冷 基本方法 先实现光一电转换，再以电力推动常规的压缩式制冷机制冷 先实现光一热转

20、换，再以热能制冷,新能源技术简介,1、太阳能致冷 系统比较 前者系统比较简单，但造价约为后者的34倍，因此，太阳能空调系统，一般应该采用第二种,新能源技术简介,1、太阳能致冷 制冷方式选择 压缩式致冷要求集热温度高，一般太阳能集热方式不易实现 蒸汽喷射式致冷不仅要求集热温度高，而且热利用效率低，约为0203 吸收式致冷系统所需集热温度较低，而且热利用较好，但设备庞大，影响推广,课堂讨论题提要,16、关于太阳能热水器的基本概念,新能源技术简介,2、太阳热水器 用途 太阳热水器是太阳能热利用中具有代表性的一种装置，它的用途广泛，形式多样。最常见的一种太阳热水器是架在屋顶的平板热水器，常常是供洗澡用

21、的。其实，也可用于采暖、于燥、养殖、游泳以及工业生产等方面,新能源技术简介,2、太阳热水器 类型 太阳热水器按结构分类有闷晒式、管板式、聚光式、真空管式、热管式等几种,课堂讨论题提要,17、关于太阳房的基本概念,新能源技术简介,3、太阳房 定义 利用太阳能采暖和降温，并籍此降低采暖和降温能耗的房子,新能源技术简介,3、太阳房 类型 被动式太阳房 建造容易，不需要安装特殊的动力设备 主动式太阳房 需要动力设备 空调致冷式太阳房比较复杂，但使用方便舒适,课堂讨论题提要,18、关于地热发电技术的基本概念,新能源技术简介,5、地热发电 概念 地热发电是地热利用的最重要方式，其原理与火力发电是一样的,新能源技术简介,5、地热发电 原理 地热发电的过程，就是把地下热能首先转变为机械能，然后再带动发电机，把机械能转变为电能,新能源技术简介,5、地热发电 类型 蒸汽型地热发电 热水型地热发电,课堂讨论题提要,19、关于地热供暖技术的基本概念,新能源技术简介,6、地热供暖 将地热能直接用于采暖、供热和供热水是仅次于地热发电的地热利用方式。因为这种利用方式简单、经济性好，倍受各国重视，我国利用地热供暖和供热水发展也非常迅速，在京津地区已成为地热利用中最