建筑节能设计与技术

建筑节能设计与技术建筑能源形式建筑能源分类：电、燃气、煤、石油（柴、汽油）、市政热力；电能是建筑最主要的能源形式：为什么要节能建筑节能的重要性建筑节能的重要性我国现有560多亿m2房屋建筑面积，约95%为高能耗建筑，所以必须进行建筑节能。实施建筑节能的好处：改善建筑物的室内热环境；降低建筑使用能耗；有利于减少大气污染。！建筑节能的重要性65%15%14%6%采暖空调热水供应电气炊事建筑能耗包括建材生产能耗、建筑施工能耗和建筑使用能耗，其中建筑使用能耗占80-90%。建筑使用能耗主要包括采暖、通风、空调、照明、炊事、电气等。建筑节能是一个系统工程，必须在能源利用的各个环节和系统从规划设计到运行的全过程中贯彻节能的观点，才能取得较好的效果。建筑节能的主要途径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。建筑节能的途径建筑设计建筑设备建筑使用者新能源利用主要内容建筑节能设计与技术建筑设备系统节能建筑采光与照明节能可再生能源利用技术！建筑节能设计与技术建筑规划布局节能围护结构节能屋面节能技术外门窗节能技术建筑遮阳建筑规划布局节能建筑布局建筑朝向和间距建筑体型建筑环境绿化改善日照环境改善风环境建筑布局建筑布局改善日照条件采暖季节应使建筑物争取获得最大的太阳辐射热量，以利节能。有利于室内良好光环境的塑造。太阳辐射进入建筑物的方式：1.被表面吸收的分量α2.被表面反射的分量γ3.透过表面的分量τ利用间隙争取日照条式和点式住宅结合布置改善日照效果建筑布局改善风环境避开不利风向我国冬季寒流风向主要是西北风，我国建筑应避开西北风向，对于建筑群，应封闭西北向，合理选择封闭或半封闭周边式布局的开口方向和位置，使得建筑群的组合做到避风节能。建筑布局建筑布局阻隔冷风与降低风速通过适当布置建筑物，降低冷天风速，减少建筑物和场地外表面的热损失，节约热能。利用较高层建筑背向冬季寒流风向，减少寒风对中、低层建筑和庭院的影响。建筑布局避免局部疾风1)避免下冲气流在组合建筑群中，当建筑群各栋建筑高度和间距相近时，气流无下冲现象。当一栋建筑远远高于其他建筑时，它将受到沉重的下冲气流冲击。当若干栋建筑组合时，在冬季迎风方向减少某一栋楼，将产生下冲气流，下冲气流将加大风压，造成热损失。建筑物组合时产生的下冲气流建筑布局2)避免风旋当低层建筑布置在上风向，高层建筑布置在下风向时，会形成较大湍流，称为风旋，使风速加大，进而增加风压，造成热能损失增大。风旋低层与高层建筑物之间的相互作用建筑朝向和间距选择建筑朝向时，需要考虑的因素有：冬季能有适量阳光照射入室内；夏季尽量避免太阳直射室内或居室外墙面；夏季有良好的通风，冬季避免冷风吹袭；照顾居住建筑组合的需要。地区最佳朝向适宜朝向不宜朝向北京地区南偏东30°以内南偏西30°以内南偏东45°范围内南偏西45°范围内北偏西30°～60°上海地区南至南偏东15°南偏东30°南偏西15°北、西北石家庄地区南偏东15°南至南偏东30°西太原地区南偏东15°南偏东至东西北呼和浩特地区南至南偏东南至南偏西东南、西南北、西北哈尔滨地区南偏东15°～20°南至南偏东20°南至南偏西15°西北、北长春地区南偏东30°南偏西10°南偏东45°南偏西45°北、东北、西北沈阳地区南、南偏东20°南偏东至东南偏西至西东北东至西北西济南地区南、南偏东10°～15°南偏东30°西偏北5°～10°南京地区南偏东15°南偏东25°南偏西10°西、北地区最佳朝向适宜朝向不宜朝向合肥地区南偏东5°～15°南偏东15°南偏西5°西杭州地区南偏东10°～15°南、南偏东30°北、西福州地区南、南偏东5°～10°南偏东20°以内西郑州地区南偏东15°南偏东25°西北武汉地区南偏西15°南偏东15°西、西北长沙地区南偏东9°左右南西、西北广州地区南偏东15°南偏西5°南偏东22°30’南偏西5°至西东、西南宁地区南、南偏东15°南偏东15°～25°南偏西5°东、西西安地区南偏东10°南、南偏西西、西北银川地区南至南偏东23°南偏东34°南偏西20°西、北西宁地区南至南偏西30°南偏东30°至南偏西30°北、西北建筑体型建筑体形系数：建筑体形系数是指建筑物与室外大气接触的外表面积A(不包括地面和不采暖楼梯间隔墙与户门面积)与其所包围的建筑空间体积V的比值。体形系数越大，单位建筑空间所分担的热散失面积越大，能耗越多。在其他条件相同的情况下，建筑物耗热量指标随体形系数增加而增加。因此，从节能角度出发，体形系数应尽可能小。一般建筑物的体形系数宜控制在0.3以下。建筑环境绿化可将常绿植物设置在建筑物的冬季迎风面做为风障。可在建筑物的屋顶和西向当阳面种植植物。围护结构节能居住建筑耗热量由通过建筑物围护结构的传热耗热量和通过门窗缝隙的空气渗透耗热量两部分组成。其中围护结构传热耗热量约占75%，门窗缝隙空气渗透耗热量约占25%。从传热耗热量的构成来看，外墙所占比例最大，其次是窗户，然后是楼梯间隔墙和屋顶。窗户的传热耗热量与空气渗透耗热量相加，约占全部耗热量的50%。因此，外墙和窗户是耗热的薄弱环节，是节能的重点部位。如何设计外墙，达到节能的效果呢？外墙墙体按主体结构所用材料分类：加气混凝土墙体、粘土空心砖墙体、粘土实心砖墙体、混凝土空心砌块墙体等；墙体按保温材料分类：单一材料节能外墙、内保温外墙、外保温外墙、夹芯保温外墙。外墙内保温复合外墙承重材料与高效保温材料进行复合组成的墙体。承重材料可为砖、砌块和混凝土墙体，高效保温复合材料可为聚苯板、岩棉板、玻璃棉板、充气石膏板、水泥膨胀珍珠岩板等。外墙外保温复合外墙：在承重墙外表面上，粘贴或吊挂聚苯板或岩棉板，然后贴上网格布或挂钢筋网增强，再做抹灰面层形成外保温复合墙体。此类复合墙保温隔热性能好，能有效防止墙面面层开裂。外墙外保温复合墙优点：1、保温材料对主体结构有保护作用；2、有利于消除或减弱热桥的影响；3、由于储热能力较强的主体结构位于室内一侧，有利于房间的热稳定性，减少室内温度波动；4、避免二次装修对内保温层造成的损坏；5、既有建筑节能改造施工时，可减少对住户的干扰。屋面节能技术加强保温层改进防水层及其保护层采用坡屋面种植绿化泡沫混凝土屋面泡沫混凝土是将发泡剂通过发泡机发成泡沫，然后加入水泥等胶凝材料，配粉煤灰、工业废渣等为辅料，然后搅拌、浇注而成泡沫混凝土。有效改善防水坡坡屋面与平屋面之间空气层增加热阻，减少热损失种植屋面典型案例创业大厦科委15层东平台植被屋面芝加哥市政厅的绿色屋顶屋面节能技术案例国家体育馆屋顶采用比较罕见的九层复合结构，由水泥板、玻璃棉、防水层、吸隔声材料组成，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。门窗节能技术在建筑围护结构的门窗、墙体、屋面、地面四大围护部件中，门窗的绝热性能最差，是传热和空气渗透的薄弱环节，是影响室内热环境质量和建筑节能的主要因素之一。玻璃窗不仅传热量大，而且对靠近窗口的人体进行冷辐射，形成“辐射吹风感”，严重影响了室内热环境的舒适。门窗节能的主要措施1、控制窗墙比2、改善门窗气密性3、改善窗框保温性能4、改善窗玻璃保温性能中空玻璃中空玻璃应用的是保温瓶原理，是一种很有发展前途的新型节能建筑装饰材料。具有优良的保温、隔热和降噪性能。窗框材料窗户类型空气层厚度/mm窗框窗洞面积比(%)传热系数/W/(m2·k)热阻(m2·K)/W钢、铝单层窗20-306.40.16单框双玻窗1220-303.90.261620-303.70.2720-3020-303.60.28双层窗100-14020-303.00.33单层窗+单框双玻窗100-14020-302.50.4窗户传热系数和热阻门窗节能技术建筑遮阳遮阳是防止过多直射阳光直接照射房间而设置的一种建筑构件可大致分为固定遮阳、活动遮阳以及室内遮阳传统：防热现代：疯狂？？进步？现代建筑遮阳技术在奥运村住宅卧室及卫生间中，广泛使用了百叶中空玻璃。百叶中空玻璃是在中空玻璃内置百叶，可实现百叶的升降、翻转，结构合理，操作简便。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。现代建筑遮阳技术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，已于2004年5月建成应用。其单片百叶尺寸为6m×1.3m，叶片投影总面积超过50000m2，为可调节式遮阳百叶。现代建筑遮阳技术深圳会议展览中心建筑设备系统节能热电联产辐射供热（冷）技术机电设备变频技术热能储存（蓄冷、蓄热）技术热泵技术空气热回收技术热电联产辐射供暖（供冷）采用更低的温度供暖（对于供冷则采用更高的温度供冷），有利于减小输送热损失和提高冷热源效率；散热效果好，舒适性高室内卫生条件得以改善机电设备变频技术节能原理：流量∝频率，扬程∝频率^2，功率∝频率^3当电机工作频率由50Hz降为40Hz流量下降至原来的80%左右；扬程下降至原来的65%左右；功率下降至原来的50%左右！设备负荷、流量需求随时间变化；热能储存（蓄冷、蓄热）技术节能原理：利用夜间谷价电力（约为白天的1/3）制冷/制热并储存到白天使用，降低成本常见的蓄冷技术冰蓄冷（内外融冰，盘管、冰球、冰片等）水蓄冷（效率高于冰蓄冷，占用较多空间）常见的蓄热技术电蓄热（仅用于采用电锅炉的系统）热泵技术节能原理：1kWh电力产生4~5kWh热量，一次能源效率可超过1.0；冬季、夏季共用一套主机，节省主机投资费用及机房空间；适用于无法采用常规热源（锅炉、市政热力）的区域；可分为地源热泵/水源热泵/空气源热泵/水环热泵空气热回收技术节能原理：利用排风预热/预冷新风，回收排风的冷热量系统形式：板式热回收循环盘管热回收热管热回收转轮热回收溶液热回收运行管理节能养成节能的意识，并贯穿于实践制定合理的管理制定提高设备自动化水平建筑采光与照明节能天然采光人工采光天然采光透明围护结构、反射、光导管、光纤等上海图书馆中庭天然采光香港汇丰银行－1天然采光利用反射镜实例利用反光镜和吊顶反射英国议会大厦利用反射镜实例天然采光人工照明节能原理：用高光效（lm/W）的灯具替代既有灯具LED快速发展：每18~24个月LED的光输出亮度便会翻一番，而价格会下降一半。照明控制手动控制时钟控制人员流动传感器光电控制可再生能源利用太阳能地能太阳能“太阳墙”太阳能光电技术太阳能热水器技术被动式太阳能建筑太阳墙山东建筑工程学院梅园公寓“太阳墙系统”可将50％－80％的太阳辐射能量转化为可用的热能。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℃。太阳墙德国Erlangen市市政厅大楼加拿大Bombardier飞机公司组装厂瑞士Wasag大楼太阳能光电技术北京天普太阳能公司南厂区办公楼欧洲案例被动式太阳能建筑天津奇信太阳能公司办公楼常州天合光能公司办公楼小结建筑节能设计与技术建筑设备系统节能采光与照明节能可再生能源的利用作业写一篇大约400-1000字的小文章，这里给两个备选题目(二选一）：“我在生活中如何节能”“我居住的室内环境分析”（声、光、热、室内空气品质四方面简单分析）要求：手写，禁止抄袭。