第4讲建筑节能

2019/8/91第四讲建筑节能4.1.1建筑节能的概念1、定义就一般而言，建筑节能是指在建筑材料生产、房屋建筑施工及使用过程中，合理的使用、有效地利用能源，以便在满足同等需要及达到相同目的的条件下，尽可能降低能耗，以达到提高建筑舒适性和节省能源的目标。2019/8/922、含义一是建筑节能涉及建筑物的整个生命周期过程，包含建筑的设计、建造、使用等过程；二是建筑节能的前提条件是在满足同等需要及达到相同目的情况，达到能源消耗的减少，也就是说，不能通过减低建筑的舒适性来节能，如减少照明强度，缩短空调使用时间，这些都不是积极意义上的节能；三是建筑节能不能简单地认为少用能，其核心是提高能源使用效率。2019/8/934.1.2建筑节能的必要性及意义1、必要性建筑能耗总量大（占总能耗1/3）节能建筑比例低（1％）城镇民用建筑将增长舒适度要求提高（2020年全国制冷电力高峰将达到约1.8亿KW，相当于10个三峡电站的满负荷出力）2019/8/942、意义开展既有建筑的节能改造，有利于发展国民经济，启动内需，增加就业；有利于改善室内热环境，提高健康水平。有利于改善当地大气环境有利于缓解地球变暖的威胁；是提高经济效益的重要措施；2019/8/954.1.3建筑节能的策略1、加大宣传力度，提高认识，强加领导工作2、进一步完善国家建筑节能法规体系3、建立相应的权威协调管理机构来协调和监督建筑节能工作4、建立建筑节能政府奖励基金，制定建筑节能各种经济鼓励政策。5、建立国家建筑节能技术产品的评估认证制度。6、推进城市供热收费体制改革7、对既有建筑的节能改造工作应由易到难．逐步推进8、认真做好建筑节能示范工程2019/8/964.1.4建筑节能的标准1、标准及标准化的作用与意义标准化的作用，ISO在指南中明确指出：“改进产品、过程和服务的适用性，防止贸易壁垒，并便利技术合作。”我国具体作用如下：（1）在国民经济生产和贸易范围内获得最佳秩序和最大社会效益（2）科学管理的基础（3）提高产品质量，改善服务环境和态度，改进过程的适用性（4）保护消费者利益（5）促进沟通和理解（6）保证人类安全、健康和保护环境2019/8/972、标准及标准技术定义有多种说法，下面是其中两种：（1）1991年国际标准化组织在第2号工作指南中对标准重新定义为：“标准是由一个公认的机构制定和批准的文件。它对活动或活动的结果规定了规则、准则或特性值，供共同和反复使用，以实现在预定领域内最佳秩序的效益。”（2）1983年，我国颁布的国家标准（GB3935.1-1983）中对标准所下的定义是：“标准是对重复性事物或概念所做的统一规定，它以科学、技术和实践经验的综合成果为基础，经有关方面协商一致，由主管机构，以特定形式发布，作为共同遵守的准则和依据。”2019/8/983、标准分级根据《中华人民共和国标准化法》（1988年12月29日公布，以下简称《标准化法》）的规定，我国标准分为四级标准，即国家标准、行业标准、地方标准和企业标准。2019/8/994、我国建筑节能的标准目前，我国国家一级有关建筑节能的标准主要有：GB50189-2005《公共建筑节能设计标准》GB50034-2004《建筑照明设计标准》GB50019-2003《采暖通风与空调调节设计规范》GB50176-1993《民用建筑热工设计规范》GB50189-1993《旅游旅馆建筑热工及空气调节节能设计标准》GB/T7107-2002《建筑外窗气密性能分级及其检测方法》GB/T7108-2002《建筑外窗水密性能分级及其检测方法》GB/T8485-2002《建筑外窗空气隔声性能分级及其检测方法》GB/T8484-2002《建筑外窗保温性能分级及其检测方法》GB/T11976-2002《建筑外窗采光性能分级及其检测方法》2019/8/910有关建筑节能的行业标准主要有：JGJ26-1995《民用建筑节能设计标准》（采暖居住建筑部分）JGJ16-1992《民用建筑电气设计规范》JGJ134-2001《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》JGJ75-2003《夏热冬暖地区居住建筑节能设计标准》2019/8/911建筑节能的地方标准北京：ＤＢＪ11-602-2006《居住建筑节能设计标准》福建：DBJ13-62-2004《居住建筑节能设计标准实施细则》上海：DB31/T106-1993《电影院、影剧院合理用电管理标准》DB31/T580-1995《冷库耗电考核标准》DB31/177-1996《整体式紧凑型荧光灯安全和性能要求》DB31/179-1996《照明设备合理用电》DB31/176-1996《蒸汽锅炉房安全、环保、经济运行管理标准》2019/8/912目前正在编制的标准和规范有：《居住建筑节能检验标准》《建筑节能工程施工验收规范》《节能建筑评价标准》《公共建筑节能检验标准》《既有公共建筑节能改造技术规程》《建筑能耗统计标准》《建筑全生命周期可持续性影响评价标准》《太阳能供热采暖工程技术规范》《城镇供热系统评价标准》2019/8/9134.1.5建筑节能主要工作1、新建建筑全面执行节能设计标准；建立４个直辖市节能65％的国家标准体系和技术支撑体系；发展低能耗、超低能耗和绿色建筑，并形成相关标准和技术体系，引导未来建筑发展方向。2、既有公共建筑节能改造取得突破性进展；深化北方地区供热体制改革，推动北方既有居住建筑节能改造。3、可再生能源在建筑中规模化应用取得实质性进展。4、形成国家推动节能省地型建筑的关键能力。5、加强国家机关办公建筑和大型公共建筑节能运行管理与改造，其主要工作内容为：能耗监测、能耗统计、能源审计、能效公示及制度建设。2019/8/9144.2建筑设计节能技术一、建筑格局朝向设计节能技术坐北朝南，东西走向，图中最佳为B2019/8/915二、热工参数优化设计节能技术在热工参数优化设计时，需要注意新风量，在舒适健康、经济环保和节约能源之间寻找到平衡点才是建筑节能的关键所在。2019/8/916三、其它节能设计在建筑照明、用能设备选择等方面预先做出设计，为以后的建筑节能改造在建筑物本体上预留一定的空间和位置。如考虑到将来的能源政策，可设计冷、热、电三联供系统为建筑物提供能量，也可考虑在外墙立面安装太阳能电池，也可考虑在建筑物中设计安装风力发电系统，也可考虑利用地热供热系统。2019/8/9174.3建筑结构节能技术4.3.1窗体节能4.3.2屋顶与地板节能技术4.3.3墙体节能技术2019/8/9184.3.1窗体节能目前窗体面积大约为建筑面积的1/4，围护结构面积的1/6。单层玻璃外窗的能耗约占建筑物冬季采暖夏季空调降温的50％以上。窗体对于室内负荷的影响主要是通过空气渗透、温差传热以及辐射热的途径。根据窗体的能耗来源，可以通过相应的有效措施来达到节能的目的。2019/8/9191、采用合理的窗墙面积比，控制建筑朝向在兼顾一定的自然采光的基础之上，尽量减少窗墙面积比。一般对于夏季炎热、太阳辐射强度大的地区，东西应尽量开小窗甚至不开窗；对于南面窗体则需要加强防太阳辐射，北面窗体则应提高保温性能。在国家节能标准对窗墙比的要求中，北向的窗墙比为0.25，东西向的窗墙比为0.30，南向的窗墙比为0.35。2019/8/9202、加强窗体的隔热性能增强热反射、合理选择窗玻璃2019/8/9213、增加外遮阳，减少热辐射可以减少日射热量的70％－80％。外遮阳可以依靠各种遮阳板、建筑物的遮挡、窗户侧檐、屋檐等发挥作用。2019/8/9224、安设窗体密封条，减少能量渗漏窗体密封一种最直接建筑节能措施，可节能15％以上。窗体密封除了减少冷热量（能量）渗漏还可以改善居住和工作条件。2019/8/9234.3.2屋顶与地板节能技术1、屋顶节能技术2019/8/924屋顶保温类型：按其保温层所在位置分类，目前主要有：单一保温屋顶、外保温屋顶、内保温屋顶和夹芯屋顶。屋顶若按保温层所用材料分类，可以分为：加气混凝土保温屋顶、乳化沥青珍珠岩保温屋顶、憎水型珍珠岩保温屋顶、玻璃棉板保温屋顶、浮石砂保温屋顶、水泥聚苯板保温屋顶、聚苯板保温屋顶以及彩色钢板聚苯乙烯泡沫夹芯保温屋顶等。2019/8/9252、地板节能技术地板（指不直接接触土壤的地面）是楼层之间的分割构件，在保证强度、隔音及防开裂渗水的前提下，尽量减少传热及导热性能，可参考屋顶的节能方法加以实施。2019/8/9264.3.3墙体节能技术目前在建筑物墙体中可选择的新型墙体材料主要是新型砖材料、建筑砌块及新型保温节能墙板三大类。新型砖材料主要指各种空心砖[0.35-0.40Ｗ/(m.k)],建筑砌块主要是加气混凝土砌块、轻骨料砌块、粉煤灰空心砌块等[0.12-0.15/(m.k)],新型保温节能墙板主要有彩钢聚苯乙烯复合墙板，彩钢岩棉复合墙板等。2019/8/927空心砖2019/8/928四种砌块结构示意图对于一般的居民采暖空调系统而言，通过采用节能墙体材料，可以在现有基础上节能50％－80％。复合材料墙体的节能的关键问题就在于保温性能，其方式包括：内保温复合外墙、外保温复合外墙以及夹芯保温复合外墙。对于最佳建筑节能墙体方式的选择，由于受到很多客观因素的影响，譬如材料、价格、施工技术、政策等方面的制约，目前尚无节能形式属优属劣的判断。2019/8/929六种外墙外保温墙体结构墙体外保温是将保温隔热体系置于外墙外侧，使建筑达到保温的施工方法。由于结构层在系统的内侧，外界环境对墙体影响甚微，而其高值的蓄热性能得到充分利用六种外墙外保温墙体结构2019/8/930三种外墙内保温墙体结构外墙内包温墙体是将保温隔热体系置于外墙内侧，使建筑达到保温的施工方法。由于保温层在系统的内侧，尽管方便施工和维修，但相对于外保温而言，墙体高值的蓄热性能没有得到充分利用三种外墙内保温墙体结构2019/8/9314.4建筑空调节能技术中央空调余热回收技术适用场所：宾馆、酒店、度假村、桑拿、医院等既需要制冷又需要热水的单位。节能率：100%（指回收热能部分）投资回收期：10-12个月左右2019/8/9322、中央空调闭环变频节能技术应用场所：中央空调系统节能率：25％～50%投资回收期：10-12个月左右2019/8/9333、中央空调机组自动清洗技术应用场所：中央空调冷凝器自动清洗，不用人工化学清洗节电率：10％～30％投资回收期：12个月左右2019/8/9344、热泵空调技术适用场所：凡需要同时制冷、供暖、提供生活热水的场所。节能率：30％～60％投资回收期：12～30个月2019/8/9355、冰蓄冷空调技术适用场所：有峰谷电价差的制冷场所，以及大空间、大面积的体育馆、影剧院等短时间、大容量的制冷场所。节能率：不节能，但只要峰谷电价比达到3：1以上时，可以大幅度降低空调运行费。投资回收期：主要考虑转移用电负荷和平衡用电负荷的问题，投资回收期较长。2019/8/936广州节能建筑2019/8/937广州节能建筑这座位于珠江新城内楼高280米的广州第三高楼最终采用强调节能，采用风力、太阳能发电的“零能耗”方案，其最特别之处在于，在大楼中部和上部“挖空”后安装两个风涡轮，巧妙地利用“穿堂风”发电，实现楼宇电力自给自足。2019/8/938主要节能措施1、朝向设计为东南向，就是为了更好地适应广州东南风的气候。2、楼身开口利用“穿堂风’发电，这两个“开口”优化后的流线型外立面，巧妙地利用“穿堂风”提高发电效率，而且所发电力直接应用于该层内的设备。减小流失量。“这两个开口还能分散大风对大楼带来的压力，可谓一举几得。3、在考虑控制照射到室内的太阳光量和眩光影响的基础上，部分使用集成的太阳能光伏发电系统。