建筑节能新技术

建筑节能新技术林宗虎院士世界及我国的能源概况及节能的重要性全球化石能源已面临枯竭化石能源大量使用严重恶化生态环境我国人均能源拥有量远低于世界平均水平我国要实现经济持续发展和保护环境必须实现节能我国建筑节能的形势和目标我国现有400多亿m2房屋建筑面积，99%为高耗能建筑，建筑能耗约为全国能耗的25%~30%，能源利用率只有发达国家的30%2020年将增至700亿m2建筑面积，所以必须进行建筑节能建设部要求2010年时应在1981年住宅能耗基础上节能50%，到2020年应在1981年基础上节能65%，但与发达国家建筑相比，能耗仍较大，所以建筑节能任重而道远。建筑节能——在满足居住舒适性前提下，采用新型保温围护结构、高效采暖空调、节能照明设备及利用可再生能源以达到节能的目的。围护结构节能围护结构应通过提高其保温隔热能力来进行节能•外墙节能–外墙占全部围护面积的60%以上，其能耗占建筑物总能耗的40%–单一墙体–复合墙体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。–屋面节能采用保温材料、架空通风屋面、绿化屋面等技术。图1节能墙体类型现已开发出节能装饰承重砌砖，达到节能65%时要求的标准。•门窗节能–单位面积通过门窗的能耗约为墙体的4倍，所以窗墙面积比一般为30%左右–玻璃节能‡透过不同玻璃的太阳能辐射量图2不同玻璃的太阳能辐射量‡玻璃传热系数‡玻璃新技术1.抽真空的组合Low-E镀层玻璃2.光致变色玻璃，热致变色玻璃，电致变色玻璃。−窗框节能取决于窗框材料及窗框气密性−遮阳设备节能外遮阳——可以减少玻璃进入室内热量的90%内遮阳——可以减少玻璃进入室内热量的50%窗框材料导热系数W/(mK)铝合金170-237断热铝合金2.4-3.2松木、杉木0.13PVC0.17干空气0.028采暖空调系统节能利用热泵系统节能锅炉一次能源利用率只有0.8~0.95，而热泵（以地热源热泵为例）输入1kW电能可得4kW热能或5kW冷量。−热泵工作原理（以空气源热泵为例）图3空气源热泵工作原理•制冷过程：经节流后的低温低压工质在蒸发器吸室内热汽化蒸发成气体→经压缩机压缩成高压气体→在室外冷凝器中被空气冷凝并放热给空气→经节流装置降压再周而复始运作•制热过程：节流后的低温低压工质在室外蒸发器吸外界空气热量而汽化蒸发→在压缩机中压缩形成高压高温气体→在室内冷凝器中冷凝并放热给室内→经节流装置减压再周而复始运作图4家用分体空调机结构−水源热泵图5水源热泵的工作原理图6水源热泵（a）地下水源热泵（b）地表水源热泵−土壤耦合热泵图7土壤耦合热泵−热泵热水系统图8热泵热水系统压缩机膨胀阀热水箱蒸发器冷凝器室外空气降温后冷空气冷剂（液态）冷剂（气态）•利用其它可再生能源−太阳能自然通风图9太阳能自然通风−太阳能辅助热泵热水系统图10太阳能辅助热泵热水系统−太阳能发电−风力发电照明节能我国照明用电已占总用电量的7~8%尽量利用自然光（顶部天窗，屋顶采光，利用天井空间等）推广使用节能灯（少用白炽灯，用细管荧光灯，电子镇流器，太阳能等，发光二极管等）建筑节能实例•西安唐延国际中心采用复合墙体保温体系，隔热铝框节能窗（隔热效果为单层窗的2.4倍），采用绿化屋顶（可降能耗42.8%），采用水源热泵可减少运行费用30%，采用中水系统（污水经处理、过滤、消毒后的水）用于绿化、景观、洁净用水，采用自然光（白天自然采光可达90%）使照明能耗下降25%。•上海闵行浦江智谷商务园采用外墙保温，外遮阳卷帘，地源热泵，太阳能光热利用，发光二极管节能照明，双面Low-E中空玻璃，屋顶绿化，雨水收集综合利用系统。总的比传统建筑综合节能70%。•宁波诺丁汉大学玻璃大楼采用太阳能光伏发电及风力发电，外面全用双层隔热玻璃，雨水收集系统（中水循环使用），双层玻璃中间流动由地下80米循环流动的空气，冬暖夏凉，太阳能热能利用，大楼前倾设计保证一部分大楼在阴影中不致室内过热。造价为普通建筑的1.5倍，达到零排放，即用电用水自给，不需装空调，不给自然界增加排放量。图11宁波诺丁汉大学玻璃大楼Thanksforyourattention!