建筑节能设计优化（共8篇）
建筑节能设计优化 篇1
节能建筑暖通空调系统优化方法
目的:研究实现智能建筑暖通空调系统节能的有效途径和优化方法。方法:分析比较建筑物内部主要耗能单元的节能措施。结果实现了对BA控制系统(主要是暖通空调系统)的传感器、执行器、控制器、网络等若干环节分级优化，从系统的各种可能结构和参数中找到最佳匹配，使整体效能最佳，从而提高系统的效率。结论:确立智能建筑暖通空调系统能量管理与控制系统优化的基本出发点、优化原则及技术措施对于智能建筑节能实现具有重要的现实意义，BAS系统是实现智能建筑节能的有效途径之一。
节能建筑暖通空调系统优化方法
一、概述
智能建筑节能是世界性的大潮流和大趋势，同时也是中国改革和发展的迫切要求，是21世纪中国建筑事业发展的一个重点和热点。节能和环保是实现可持续发展的关键。从可持续发展理论出发，建筑节能的关键又在于提高能量效率，因此无论制订建筑节能标准还是从事具体工程项目的设计，都应把提高能量效率作为建筑节能的着眼点。智能建筑也不例外，业主建设智能化大楼直接动因就是在高度现代化、高度舒适的同时能实现能源消耗大幅度降低，以达到节省大楼营运成本的目的。
二、智能建筑暖通空调系统能量管理与控制系统的优化
智能建筑楼宇自控系统将建筑内所有设备集成一个系统，实现信息共享，进行综合管理，其作用和效益是巨大的，要实现这些作用和效益，就必须实施优化，建筑智能化工程的最优化设计与常规设计相比，有以下特点:1)可以从系统的各种可能结构和参数中找到最佳匹配，使整体效能最佳，从而提高系统的效率，降低投资和运行费用;2)可以对系统及其过程进行定量化的状态模拟，减少控制环节，提高可靠性与稳定性，发生故障概率降到最低可能限度，系统响应输出最优化;为通过优化控制方案达到节能目的的是一种“主动节能”，它有别于墙体结构、门窗的形式和设置的改造的“被动节能”。
三、智能建筑BA系统优化方法(主要针对暖通空调系统)控制策略的优化
空气处理机的DDC通常采用P工D控制，选择合适的P工D参数对空调系统的稳定运行是非常关键的。P工D系数高，空调对室内温度波动的反应特性曲线陡，达到设定温度的过渡过程较短;相反P工D系数低，达到设定温度的过渡过程较长。但并不是P工D系数越高越好，否则易引起DDC控制系统失稳，表现为室内温度的振荡和水侧的电动调节阀周期性的来回运动无法在固定开度上运行。P工D能解决大部分场合的空调控制，但对于影剧院等大热惯性空调场合，靠高的P工D系数来提高空调机组对负荷变化的响应速度是不足以解决问题的。这时可以采用双级控制，即分别在空调的送风道和室内安装温度传感器，室内的温度设定由主DDC控制器完成，水阀的驱动由副DDC根据风道温度传感器和主DDC的指令完成，由于风道温度变化速度快于房间温度的变化，这一控制方式加速了系统对温度波动的响应。在实际的工程设计中，BA系统对空调的节能控制有多种手段可以采用，例如室内外焙值比较法、二氧化碳等污染物浓度检测法确定新风量，基于日程表的定时操作等等。工程设计中可以视需要灵活运用，以达到最优的效果。例如，办公、商场等场合，夏秋季在清晨时通过程序启动空气处理机域新风机)，利用室外凉爽空气对室内全面换气预冷，既节约新风能耗又提高了室内空气品质。
2、控制权的优化
通常BA遵从的是中央控制站集中管理的原则。有时也有其不便的一面。在某些场合(如会议室)将空调、通风系统的参数的设定功能放置在现场可能更符合使用者的需要。DDC本身并不提供这样的功能，需要专门部件来实现。这类功能接近VRV控制面板的设定器给房间的使用者带来极大的便利和舒适性，必要时应积极采用。
3、直接数字控制器(DDC)的优化
主流BA系统供货商都能提供大中小不同处理能力的DDC，冷冻机房、热力站监控点是密集场合应优先采用大型控制器，以减少故障率和控制器间的通讯。对空气处理机、新风机、通风机一般采用中型或小型的控制器即可。近年来，可编程逻辑控制器件(P LC)进步很快，其应用不再局限于工业场合，在空调通风的现场设备控制工程中不应将其排斥在外。
4、控制网络优化
在满足扩展性和灵活性的前提下，控制网络的拓扑结构应尽可能简化、清晰，无论基于RS485总线或基于LonTalk总线的控制网络都是如此。分支、分级多的网络管理复杂、可靠性低。LonTalk总线在理论上可以组成任意拓扑结构的网络，这种布线设计的随意性如果运用不当，在工程实践中仍然是有技术风险的，并可能增加系统的投资。小型工程尽可能运用基于Rs485总线的控制网络，采用“手拉手”的布线方式，大型工程可以考虑楼层网络分级。
5、BAS监控中心
BAS监控中心负责监控整个空调、通风、动力系统，一般与消防控制、安保监控等合用一室。由于该机房通常远离冷冻机房、锅炉房，在这里远程操作这些关键设备是不合适的。推荐的做法是在冷冻机房和锅炉房现场控制室另设置一台监控分站，由该分站负责冷冻机、锅炉监控功能，并且该分站功能受权局限为冷热源设备。
四、结论
对智能建筑的分析和评价应坚持节能的原则。确立智能建筑暖通空调系统能量管理与控制系统优化的基本出发点、优化原则及技术措施对于智能建筑节能实现具有重要的现实意义.BAS系统是实现智能建筑节能的有效途径之一。智能建筑BAS控制方案的优化是整个智能建筑节能优化方案实施的具体体现，它包含了建筑物内部主要耗能单元的节能优化。通过对BA控制系统(主要是暖通空调系统)的传感器、执行器、控制器、网络等若干环节的探讨，力图使BA系统更好地服务于受控的空调通风系统，最大限度地节约建筑物能源。
建筑节能设计优化 篇2
1.1 建筑材料方面的设计体现
(1) 新型玻璃保温窗户的设计与应用。随着科技的进步, 设计师在进行建筑窗户保温设计时, 有了更多选择。例如, 使用防紫外线胶片制作的光学变色玻璃, 可以阻挡98%以上的紫外线。电子玻璃则可以自动改变照射到它表面的光的强度和透明度。
(2) 阳光照明技术的设计与应用。建筑在设计时必须引入足够量的天然光, 这是考虑人体健康等原因的需要。当建筑物进深较大时, 仅靠建筑侧窗的采光量不能很好地满足内部采光要求, 这就要通过一定的技术手段把太阳光引入到建筑内部。采光搁板主要是为解决大进深建筑内部的采光而设计的, 它从某种意义上满足了建筑需要引入足够量的天然光的这一需求。采光搁板一般由棱镜或反射板组成, 它的入射口起聚光的作用。采光搁板一般设在窗的顶部, 与它相连的传输管道截面为矩形或梯形, 内表面具有高反射性的反射膜, 这一部分一般情况下设置在房间吊顶的内部, 尺寸大小可与管线、结构等相配合。采光搁板使建筑窗体附近的照度进一步增加, 从而有效地提高了建筑内部的照明度以及光线的均匀度, 是建筑节能优化设计中的典例。
1.2 建筑构造方面的设计体现
(1) 热环境的合理分区。在建筑节能设计中, 应当考虑建筑热环境的不同, 根据热环境质量要求相似或类同的建筑相对集中布置的情况进行合理的建筑分区。这样, 对热环境质量要求较高的建筑, 我们可以根据设计需要, 将它们设置在温度较高的区域;而那些对热环境质量要求较低的建筑, 就可以集中设置于平面中温度相对较低的区域, 从而最大限度利用太阳辐射, 达到保持建筑内部温度的要求, 节约了能源。
(2) 工程构造流程的设计。建筑各部位的节能构造设计, 主要是在满足其作为建筑的基本组成部分功能的同时, 通过对建筑各部位的结构、造型等方面进行进一步的设计。
2 影响我国建筑节能设计中的因素
影响我国节能设计的因素一般分为经济因素和在材料使用上的因素, 这两个方面共同影响着我国建筑节能设计。资金的不充足无法保证设计施工规范高效化, 同时在材料上没有严格的监管制度进行质量的选控, 从而造成一定程度上能源的消耗浪费。以下对这两点进行简单说明:
(1) 经济因素。经济因素是影响建筑节能设计最首要问题。过去, 我国处于发展中阶段, 经济还不是很发达, 人们生活水平也没有较大的改善, 人们对于居住环境没有太多的高标准高要求。同时经济导致我国建筑科技水平不高, 一些节能技术还不够成熟, 严重影响建筑节能设计的实行。
(2) 使用传统建筑材料。在建筑中材料的选择是影响建筑物能否体现节能效果最直接因素。过去我国建筑行业在进行施工时不注重材料的选择。部分墙体中大量采用实心粘土砖, 并且在窗门上也采用传统密封性差的合金窗和单层玻璃, 不仅生产能耗高, 而且建筑本身的保温效果不好。这些因素都直接影响着我国建筑行业节能设计的执行, 造成能源一定程度上的耗损浪费。
3 建筑节能设计存在的现状
自从我国实行改革开放政策以来, 国家整体经济建设得到显著提高。人们生活水平的提升和建筑行业的快速发展, 导致我国能源的使用量明显加大。虽然我国相继出台一些制度政策调控能源的浪费问题, 但是由于执行力度不够、个人节约意识不强等因素影响, 造成我国节能减排仍然处于初期阶段的现象。有效地减少建筑能耗和污染物的排放, 实现能源有效利用, 是我国经济增长的根本保障。通过对影响建筑节能设计的因素以及在建筑设计中存在的问题进行简要分析, 我国如何通过有效的方法手段保障建筑设计中节能设计的实现, 从而实现能源的节约, 环境的保护, 为我国发展成为资源节约型可持续发展的国家提供有力的保障。
4 应对建筑节能设计中问题采取的措施
(1) 节能建筑规划设计。在进行建筑节能规划设计过程时, 应合理规划建筑朝向和平面形状。同时根据建筑功能要求和当地的气候参数, 在进行总体规划和单体设计时, 科学合理地确定空间布局、外观体型、间距、层高, 在建筑材料选择时应注重节能型材料。并且根据实际情况合理规划空间布局以及有效地对系数进行控制, 从而保证建筑外维护结构的保温隔热等热工特性及对建筑周围环境绿化设计, 实现建筑物能源最低化消耗, 减少无用废物的排放, 充分发挥建筑物节能效果。这样能够有效地实现当代建筑整体资源的整合以及资源的有效利用, 降低不必要的经济成本损失。
(2) 外墙的节能措施。对于外墙在进行节能设计时, 对于材料的选择应采用环保节能型的建筑材料, 通过使用新型墙体材料、复合墙体对外墙进行有效的防护, 减少热能的损耗。同时, 对于外墙在垂直墙面问题上, 应设计阳台等遮阳设施, 或者设计反射墙面, 有效地对太阳辐射进行隔离。
(3) 门窗的节能技术措施。门窗是建筑能耗最多的位置。在建筑设计过程中, 根据实际情况, 合理设计穿墙比例, 控制门窗的占用面积。同时, 在有太阳辐射的区域设计相应的遮阳设施或反射墙面, 采用双层玻璃等材料对太阳辐射热进行适当的防护。在设计时也应注意选用新型具有节能效果的门窗, 在提高门窗采光的同时不会造成热能的耗损, 并且在一定程度上提高了门窗的气密性。
(4) 屋顶的节能技术措施。对于屋顶可以设计隔热太阳辐射热的设施, 减少阳光直射, 对屋顶可采用架空屋面, 浅色屋面, 种植屋面等。同时可以采用先进的冷屋顶节能技术, 有效地提高屋顶的日射反射率, 减少太阳热量的吸收, 从而达到减少空调冷负荷和空调节能隔离太阳辐射热。
(5) 空调系统节能技术措施。空调系统节能设计一般通过降低系统的负荷, 减少因符合出现的设备过热引起设备的损坏, 增大资金投入。同时, 通过水冷冷水机组+锅炉等热冷源方式, 对空调系统中能源的消耗降至最低, 实现空调有效利用, 达到空调热冷风完美送风。
参考文献
[1]聂梅生.建筑节能优化设计案例分析[J].建筑学报, 2008, 10.
[2]郑孝海.对住宅建筑节能优化设计的探讨[J].黑龙江科技信息, 2012, 4.
[3]宋金宝.浅谈住宅建筑节能设计的思考[J].民营科技, 2012, 10.
建筑节能设计重点及其优化 篇3
关键词：建筑节能；设计重点；优化
1、建筑节能发展现状
面对能源短缺问题，我国积极倡导节约能源、可持续发展，建设部将建设节能型建筑纳入今后城市建设的重点发展方向，相关的指引、标准和法规相继出台，要求将建筑设计与建筑微气候、建筑技术和能源的有效利用相结合。《民用建筑节能设计标准》规定通过在建筑设计和采暖系统设计中采用有效的技术措施将节能率从原来的50%提高为65%，对围护结构的技术与产品、部品以及供热系统的要求提高到一个新水平。
优化节能设计方法从本质上要求设计者从整体综合设计概念出发，根据大范围的气候条件影响，针对建筑自身所处的具体环境气候特征，重视利用自然环境创造良好的建筑室内微气候，以尽量减少对建筑设备的依赖。但在实际操作中，设计者习惯于以往的设计思路，只考虑建筑、结构及水暖等方面的合理与否，并不用心去考虑节能的问题，因此实际的节能效果普遍达不到设计标准的规定，建筑能耗仍然处于一个很高的水平，形势不容乐观。
在我国既有城乡建筑中，只有3.2亿m2房屋是节能建筑，尚不足全国既有建筑的1%；在每年新竣工的建筑中，节能建筑面积不到1亿m2，尚不足竣工建筑面积的5%。以居民住宅能耗与建筑业能耗为例（居民住宅能耗近似地以综合能源平衡表中居民生活能耗表示，建筑施工能耗以建筑业能耗表示）， 我国建筑节能设计虽然已经得到政府主管部门的高度重视，但历年的能耗数据却反映出其实施结果令人担忧。
2、建筑节能设计重点
2.1整体环境规划
建筑选址、朝向、间距以及相互组合关系是整体综合环境规划的设计重点。合理的选址和布局对建筑节能的影响很大，应综合考虑气候、地质、水质、地形及周围环境条件等相关因素加以确定；适宜的外部环境能使建筑在其整个生命周期中保持良好的微气候环境，为建筑节能创造条件，同时维持整体生态环境的平衡；主要朝向应迎合当地夏季的主导风向，使住区内风速流畅，有效加强建筑物与空气的热交换，提高居住的舒适度。由于太阳高度角和方位角的变化规律，我国大部分地区以南北向或接近南北向布局为宜，与东西朝向的建筑物相比，南北朝向的建筑物在夏季可以减少太阳辐射的热，冬季可以增加太阳辐射的热，从而节约了建筑保温所需的能耗，是最有利的建筑朝向。
2.2单体节能设计
2.2.1合理的建筑体形与空间组织
合理的建筑体形能够减少建筑物与外界的热量交换，在其他条件相同时，建筑的体型系数（外表面积和外表面积所包的体积之比）对建筑能耗的影响非常显著，其值越大，单位面积散热量越大，对节能不利。从降低建筑能耗的角度出发，应将体形系数控制在一个较低的水平上，但体形系数还与建筑造型、平面布局、采光通风等紧密相关，体形系数过小将对建筑使用功能造成一定影响，因此应权衡利弊，合理确定。合理的空间组织设计应在充分满足建筑使用功能要求的前提下，对建筑平面进行竖向、横向的合理分隔，以改善室内的保温、通风、采光等环境，达到节能舒适的目的。
2.2.2门窗的节能设计
在建筑外围保护结构中，门窗的保温隔热能力差，门窗缝隙是冷风渗透的主要渠道，因此解决好门窗节能的问题是节能工作的一个重点。门窗的节能设计应主要考虑：由于采暖耗热量随窗墙面积比的增加而增加，因此可在采光允许的条件下控制建筑不同朝向的窗墙面积比并在夜间设置保温窗帘、窗板；对门窗的相对位置及开启方式进行合理安排，以便组织穿堂风通过；设置可调节的活动遮阳（如遮阳棚、窗盖板、窗帘、热反射帘或自动卷帘等），减少夏季太阳辐射的热，增强冬季的热；提高门窗制作质量，对金属窗框进行断热处理，加设密封条以加强门窗的气密性，选择高性能的建筑门窗材料和幕墙技术，适当选择吸热玻璃、热反射玻璃、低辐射玻璃或中空玻璃等节能玻璃品种。
2.2.3墙体的节能设计
墙体能够达到保暖的效果，就能够实现能量的损耗减少，从而达到节能的目的。墙体保温分为内保温和外保温两种，相对于墙体内保温而言，墙体外保温的保温效果更理想，可完全避免热桥，还可以起到保护墙体的作用，延长墙体的使用寿命，因此采用墙体外保温是在经济条件允许的情况下较好的选择。对于加强墙体的外保温设计，最直接有效的方法就是采用节能型建筑材料，利用高效保温隔热材料附着或填入墙体内来实现墙体热阻的提高，在一定程度上能有效地避免室外气候变化对墙体内部温度变化的影响，使结构主体寿命延长；也有利于消除或减弱冷、热桥的影响，避免室温发生较大的波动。同时墙体的节能设计还应适应气候条件做好保温、防潮、隔热等措施，能够改善微气候环境条件的特殊构造也应作为考虑的重点。
2.2.4屋顶的节能设计
屋顶是建筑物与室外大气接触的一个重要部分，由于太阳直射和大气长波辐射的双重作用，冬季散热量大、保温性能较差，夏季吸收大量辐射热、室内气温过高。屋顶的节能设计应注重冬季保温、夏季通风隔热，常用的技术措施要点为：①采用架空隔热屋面、浅色屋面、种植屋面、通风屋面、蓄水屋面等，隔离太阳辐射热，减少阳光直射；②铺设高效保温隔热材料并适当采取其他辅助措施，减少热量传递；③密度较大、导热系数较高、吸水率较大的保温材料不宜选为屋面保温层材料，以免屋面重量厚度过大、保温层大量吸水而降低保温效果等；④“冷屋顶”节能：利用高反射率涂料的使用，提高屋顶的日射反射率，减少太阳热量的吸收，从而达到减少空调冷负荷和空调节能的目的。
3、节能设计优化建议
主管部门应加强对建筑节能设计工作的监控。政府主管部门应利用其职能，总结推广标准规范、标准设计、公布合理的技术经济指标及考核指标，为优化设计的进行提供良好服务，对设计图纸、节能计算书、节能设计表进行系统化监控，使其保持一致并在施工中得到落实。制定切实可行的节能标准。建筑节能设计技术与建筑物的安全性和长期使用寿命有关， 我国现阶段的建筑节能技术水平低下，性能还不完善，市场机制规范程度也欠佳，可借鉴国外成熟经验，在原有建筑节能标准的基础上进行完善、改革，使其更具有实践性。
加强建筑节能设计宣传，提高全社会节能意识。充分利用网络、电视、报刊、杂志等媒体，开展形式多样、内容丰富的节能设计与绿色建筑宣传，广泛宣传建筑节能设计的重要性，增强业主方优化建筑节能设计意识，提高各有关部门、单位贯彻建筑节能设计标准的自觉性，努力营造各级领导重视、相关部门理解支持、建设各方积极主动、人民群众普遍关心的良好氛围。
參考文献
[1]陈晓鸥：《分析建筑节能设计的影响因素和措施》[J]城市建筑，2013（06）
建筑节能设计论文 篇4
关键词：办公建筑；生态节能；设计；研究
办公建筑的兴建必须综合考虑各个方面的因素，既要使建筑能够满足企业职工基本的工作需求，能便利职工的工作出行等问题，还要使建筑符合可持续发展的要求，充分利用能够利用的能源，减少资源的浪费。而且随着时代的发展，现代人的眼光也在向着更高的层次发展。过去呆板严肃的建筑已经给人造成了审美疲劳，在这种建筑里工作，职工的工作效率也不会有太大的提升。相反，如果涉及一些充满现代化元素的建筑，就能在不知不觉中影响职工的心情，让他们在工作中能更好的发挥自己的作用。
1办公建筑的生态节能设计理念
办公建筑为了满足职工工作的需要，必须确保基本设施的完善和相关能源的充足供应，比如电力、水等等基本能源。众所周知，能源在传输的过程中势必会或多或少的出现损失。所以办公建筑在进行选址时，应该尽可能选在周边基础设施供应完备的地区，这样就能大大减少能源在运输过程中的损耗，达到一定的节能效果。当然，这一方面只是办公建筑选址时应该考虑的一小部分，主要还是应该顾及城市整体的设计格局，在确保周边生态环境不受影响的情况下，再去考虑其他因素对办公建筑选址的影响。如今许多企业的建筑大厦都大面积采用玻璃作为建筑材料，这样能使建筑更加具有现代感。但是除了要考虑建筑的现代化问题，企业相关负责人还应该意识到要利用玻璃面来收集我们日常生活中最常见也是最容易被忽略的一种能源：太阳能。如果在建筑时使用一些特殊材质制成的玻璃，那么在白天太阳光就能透过玻璃射进建筑楼里，减少了用来照明的电力消耗。这就使企业需要消耗的电力大大下降。到了晚上，玻璃内的热量还没消散完全，这就使建筑内部的温度有所上升。又减少了企业需要为提高温度而消耗的能源量。为了达到上述利用太阳能来节约能源的目的，办公建筑的选址还应该再进行更深入的考虑，要选择能够使建筑玻璃面最大限度的吸收到太阳能的地区进行建造。随着科技的进步发展，越来越多的新型材料出现在了人们面前。这些材料都有着属于他们自身的特性，或是十分轻便，或是具有隔声效果等等。所以在办公建筑进行建造的时候，应该对建筑材料有一个严格的选择。要选择那些能够保温的材料，这样才能减少公司内部热量的流失，最终达到为公司节约能源的目的。除此之外，公司还应该选择一些对环境无污染的材料来进行建造，这样才能避免对公司的建筑对环境造成不良的影响。
2办公建筑生态节能具体应该从哪方面入手
要想达到办公建筑的生态节能，要求企业必须从多个方面同时着手考虑，这样才能达到最后节能的效果。首先，企业应该重视对自然能源的利用。因为利用自然能源是不需要支付资金的，如果能提高对自然能源的利用，不仅仅能为企业节省资金，提高企业的利润，还能使企业达到生态节能的目的，数量良好的社会形象，这对企业的长久发展也是具有十分重要的意义的。企业的办公建筑能够利用的自然能源最为常见的就是太阳能和风能了。太阳能就不用多说了，企业可以通过采用新型材质玻璃面来收集太阳能，使其代替电力来为建筑内的职工提供照明效果，并且企业还能利用太阳能的热度来提高室温，使企业避免耗费大量的能源去供热。除了太阳能，风能也是企业能够大大加以利用的一大能源。因为很多企业的办公建筑都很高，而高空的空气流动势能很大，所以企业可以通过合理的设计来使这些空气流动穿过建筑内部，这就给企业节省了很多资金去进行室内换气系统的建设，而室内换气系统的运行也需要耗费大量的能源，所以这一点就能帮助企业节约大量的能源。除此之外，在炎热的夏日，为了创造一个舒适的工作环境，很多企业内部都会开空调来讲温度控制在一个合适的程度。而我们都知道，空调在使用过程中耗费的能源是很大的，而且排放出的气体对大气的臭氧层有着很大的破坏作用。但是如果企业在兴建办公建筑的时候充分考虑了对风能的利用，那么在夏天企业就能通过高空的风能来对室内进行“自然降温”，这就在满足企业职工基本工作需求的同时，减少了对环境的污染破坏。除了对自然能源的利用，企业的办公建筑生态节能还可以从企业整体外观设计方面着手。现在的很多企业为了追求建筑的现代感都格外注重对建筑整体形状的构造，其实他们可以返璞归真，在大家都追求现代化的时候，去更加贴近自然往往能够带来出其不意的效果。比如企业的办公建筑上可以适当增添一些绿色植物，绿色植物能够发挥光合作用，净化建筑周边的空气，除了这一点好处，绿色植物还给公司的职工创造了一个休息的地方，在这里他们能够最大程度的放松自己，在繁忙的工作之余得到喘息，只有在劳逸结合之后，他们的工作效率才能最大程度的发挥出来。而绿色植物的存在，在调节建筑内气温以及空气质量等方面都能发挥出巨大的作用，这也为企业实现生态节能的目标起到了一定的推动作用。
3总结
建筑节能设计学习心得 篇5
一、节能住宅的概念
随着能源危机的出现，越来越多的开发商开始重视节能住宅。节能住宅需要通过对建筑的合理设计、合理选材，最大限度的把室内自然温度控制在人体舒适温度范围内，从而为居住者提供健康、舒适、环保的居住空间，降低建筑物的运行能耗。
北京锋尚在国内率先整合了欧洲先进的技术系统为一体，建造的高舒适度、低能耗住宅，达到了发达国家的居住标准。其核心技术概括为八大子系统：第一，混凝土采暖制冷系统。该系统是将聚丁烯(PB)盘管预埋在钢筋混凝土中，夏季管中送20℃、冬季送28℃的水，能使室内温度保持在20℃-26℃的合适范围内。第二，健康新风系统。通过统一空气净化和冷热处理后新风经“下送上回”进入室内，无须开窗即可保持新鲜空气不断更换。第三，外墙系统。外墙采用欧洲标准加厚外保温方式，能有效阻挡冷热辐射和雨雪侵蚀。外饰面采用干挂砖墙面，干挂砖幕墙与保温板之间有一个流动空气层，可以保持保温板的干燥。第四，外窗系统。窗采用德国SCHUCO断热铝合金窗和LOW-E低辐射中空玻璃。第五，屋面及地下系统。对屋面及地下墙体的特殊处理，保证了顶层和一层与标准层舒适度的均好性。第六，防噪音系统。通过外墙系统、ALULUX卷帘、楼板处理、同层后排水系统，防止来自室外、楼上、下水道的噪音。第七，垃圾处理系统。垃圾处理系统有中央吸尘、食物垃圾处理和可回收分类垃圾周转箱三部分组成。第八，水处理系统。小区设中水处理系统，将社区生活用水处理用于浇灌绿地、冲洗和补充人工湖水。
二、国外节能已成风尚：
在国外，建筑师采用多种形式和方法来节能：
(1)、资源回收利用： 日本建成了一栋实验型“健康住宅”。除了整个住宅尽可能选对人体无害的建筑材料外,墙体还被设计成双重结构,每个房间建有通风口,整个房屋系统的空气采用全热交换器和除湿机进行循环。全热交换器能够有效地回收热量并加以再次利用,其过滤器可有效地收集空气中细小的尘埃,从而能够抑制霉菌等过敏生物繁殖。这种资源的回收利用，不仅变废为宝，而且减少了环境污源，节约了能源。
(2)、新能源开发利用：
德国建筑师塞多·特霍尔斯建造了一座能跟踪阳光的太阳房屋。房屋被安装在一个圆盘底座上,由一个小型太阳能电动机带动一组齿轮。房屋底座在环形轨道上以每分钟转动3cm的速度随太阳旋转。当太阳落山以后,该房屋便反向转动,回到起点位置。它跟踪太阳所消耗的电力仅为房屋太阳能发电功率的1%,而所吸收的太阳能则相当于一般不能转动的太阳能房屋的2倍。
三、中国建筑能耗基本情况
我国的建筑能耗量约占全国总用能量的1/4，居耗能首位。近年来我国建筑业得到了快速的发展，需要大量的建造和运行使用能源，尤其是建筑的采暖和空调耗能。据统计，1994年全国仅住宅建筑能耗在基本上不供热水的情况下为
1.54×108t标准煤，占当年全社会能源消耗总量12.27×109t标准煤的12.6%。目前每年城镇建筑仅采暖一项需要耗能1.3×108t标准煤，占全国能源消费总量的11.5%左右，占采暖区全社会能源消费的20%以上，在一些严寒地区，城镇建筑能耗高达当地社会能源消费的50%左右。与此同时，由于建筑供暖燃用大量煤炭等矿物能源，使周围的自然与生态环境不断恶化。在能源的利用过程中，化石类燃料燃烧时排放到大气的污染物中，99%的氮氧化物、99%的CO、91%的SO2、78%的CO2、60%的粉尘和43%的碳化氢是化石类燃料燃烧时产生的，其中煤燃烧产生的占大多数。燃煤产生的大气污染物中SO2占87%、氮氧化物占67%，CO2占71%，烟尘占60%。由于我国是主要以煤而不是以油、气等优质能源作为主要能源消耗的国家，每年由于燃烧矿物燃料向地球大气排放的二氧化碳仅次于美国居世界第二，预计到，中国将取代美国成为世界二氧化碳排放第一大国。
因此，中国对于全球气候变暖承担着重大的责任，而作为耗能大户的建筑，其节能也就成为关系国计民生的重大问题。
四、住宅设计最基本的节能意识：
新疆冬季严寒漫长，因此，住宅建筑设计中，主要空间朝向南，或向南偏东，或向南偏西，历来被认为是合理的设计，这是最基本的节能意识在住宅建筑设计中的应用。在我国的大部分冬冷夏热地区住宅的总体规划和单体设计中，为住宅的主要空间争取良好朝向，满足冬季的日照要求，充分利用天然能源，无疑是最基本的改善住宅室内热环境的设计，是最基本的节能措施。因此，我国现行国家标准《住宅设计规范(GB 50096-)》中规定“每套住宅至少应有一个居住空间能获得日照，当一套住宅中，居住空间总数超过四个时，其中宜有两个获得日照。”在现行国家标准《城市居住区规划设计规范(GB 50180)》中，规定了住宅的日照标准的最低时限。
五、节能设计思路
(一)建造内保温复合节能墙体
复合节能墙体通常由绝热材料与传统墙体材料或某些新型墙体材料复合而成。如果绝热材料复合在建筑物外墙的内侧，则称为内保温复合墙体。
1.墙体结构层：系指混凝土现浇或预制品的外墙，内浇外砌或砖混结构的外砖墙。以及诸如承重多孔砖外墙等其他承重外墙。
2.空气层：空气在0℃时导热系数为0024VV/(m·k)。在25℃±5℃时为00256W/(m·k)，即使在200℃的情况下仍有00：384 W/(m·k)。由此可见，空气也是一种优良的保温材料。因此，在建筑物中常用材料围成的空气隔离层，不但可以保温隔热。而且具有切断液态水份的毛细渗透、防止保温材料受潮的功能，因为一般外侧墙有吸水能力，而其内表面常因温度低而出现的冷凝水。可被结构材料吸入且不断向室外转移和散发。
3.保温隔热层：这是节能墙体的主要功能部分，常用绝热材料可分为有机、无机 金属等三大类。出于导热系数、抗压强度、蒸汽渗透率、燃烧性能等方面的考虑。此处选用挤塑型聚苯板(XPS)为保温材料。
4.保护层：主要功能是防止保温层受破坏，并阻止室内水蒸汽侵入保温层。出于防火、抗冲击和环保等方面的考虑，宜选用A级无机防火板为保护层材料。
5.装饰面层：由于A级无机防火板具有优良的表面亲和特性，所以各种饰面材料均可使用，选用的内墙涂料和粘贴瓷砖都有良好的效果。
结合各地的气候和地理环境，借鉴各方面成功和失败的经验，在优化组合的基础上开发的墙体内保温板，具有保温、隔热、隔音、防潮 抗冲击、抗震、呼吸等功能，已在工程中应用。
(二)改善门窗性能
外门窗是住宅能耗散失的最薄弱部位，其能耗占住宅总能耗的比例较大，其中传热损失为1/3，冷风渗透为1/3，所以在保证日照、采光、通风、观景要求的条件下，尽量减小住宅外门窗洞口的面积，提高外门窗的气密性，减少冷风渗透，提高外门窗本身的保温性能，减少外门窗本身的传热量。其节能措施有：
1、控制住宅窗墙比。住宅窗墙比是指住宅窗户洞口面积与住宅立面单元面积的比值，JGJ26-1995《民用建筑节能设计标准(采暖居住部分)》对不同朝向的住宅窗墙比做了严格的规定，指出“北向、东向和西向、南向的窗墙比分别不应超过20%、30%、35%”。
2、提高住宅外窗的气密性，减少冷空气渗透。如设置泡沫塑料密封条，使用新型的、密封性能良好的门窗材料。而门窗框与墙间的缝隙可用弹性松软型材料(如毛毡)、弹性密闭型材料(如聚乙烯泡沫材料)、密封膏以及边框设灰口等密封;框与扇的密封可用橡胶、橡塑或泡沫密封条以及高低缝、回风槽等;扇与扇之间的密封可用密封条、高低缝及缝外压条等;扇与玻璃之间的密封可用各种弹性压条等。
3、改善住宅门窗的保温性能。户门与阳台门应结合防火、防盗要求，在门的空腹内填充聚苯乙烯板或岩棉板，以增加其绝热性能;窗户最好采用钢塑复合窗和塑料窗，这样可避免金属窗产生的冷桥，可设置双玻璃或三玻璃，并积极采用中空玻璃、镀膜玻璃，有条件的住宅可采用低辐射玻璃;缩短窗扇的缝隙长度，采用大窗扇，减少小窗扇，扩大单块玻璃的面积，减少窗芯，合理地减少可开启的窗扇面积，适当增加固定玻璃及固定窗扇的面积。
4、设置“温度阻尼区”。所谓温度阻尼区就是在室内与室外之间设有一中间层次，这一中间层次象热闸一样可阻止室外冷风的直接渗透，减少外墙、外窗的热耗损。在住宅中，将北阳台的外门、窗全部用密封阳台封闭起来，外门设防
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风门斗，防止冷风倒灌，楼梯间设计成封闭式的，对屋顶上人孔进行封闭处理等措施均能收到良好的节能效果。
(三)使用节能的绿色建筑材料
建筑外维护结构的保温隔热性能直接关系到室内环境的热稳定性和舒适性，对降低建筑能耗起着至关重要的作用。国内目前通行的做法是在外维护结构完成后再在上面附加保温层，以改善热工性能。这种方法虽然可以达到一定的效果，但各种高效保温材料价格不菲，而且其生产加工过程也会大量消耗各种能源。因此，建筑节能不应当只着眼于建筑建成后在使用过程中的能耗，还应当从整体系统的观念出发，关注建筑全寿命周期的能源消耗。从这个角度出发，建筑材料就不但要有出色的保温隔热性能，其加工生产过程也应当简单易行，节省能源。位于美国加州霍普兰德山谷中的太阳生活中心(Real Goods Solar Living Center，Hopland，California)创造性地利用稻草垛作为墙体材料。其具体做法是先将稻草加压打捆，再把它们砌成墙体，然后在墙体上喷涂一种8～10 cm的土质护面灰来代替水泥砂浆。完成后的墙体不但具有良好的保温隔热性能，而且兼有较强的防火性，并且无毒无害。无独有偶，美国建筑师塞缪尔·默克比(Samuel Mockbee)设计的布赖恩特(Bryant)住宅也采用了类似的墙体做法，只是具体构造略有不同。需要指出的是，这栋面积为79m2的住宅是建筑师无偿为美国阿拉巴马州黑尔县的一对贫困黑人夫妇而设计的，项目经费全部靠募捐筹集，十分有限。建成后的布赖恩特住宅在各方面都达到了设计要求，并深受使用者的喜爱，他们给这座房子起了一个有趣的绰号——“干草捆住宅”。
实践表明，这种使用农业副产品作为建材的方法可以使多方受益：农民因出卖稻草获利，建造方可以减少材料造价，节省建材能源开支，燃烧秸秆所产生的温室气体也大大减少。由此可见，创造性地采用新型建材往往可以变废为宝，减少污染和能源浪费，从而达到一举多得的效果。新型建材的思路可以是废物的升级利用，当然也可以是科学上的合成，但如果加工处理过程中的能源消耗过大，或工艺过于复杂，也会得不偿失，这一点应当引起注意。
(四)充分利用太阳能资源
太阳能作为一种天然的洁净能源，也是居住建筑设计上广泛推广的节能设计之一。从近年来的能源使用和发展情况来看，煤、电、油的供应紧张已经不容忽
视，太阳能应该由“补充能源”向“替代能源”发展。特别是太阳能热水器经过的发展，产品的生产研发技术日臻成熟，越来越受到消费者的青睐。另外，从使用效果和居卫的淋浴费用和投资回收周期来看， 太阳能热水器也具有较大的成本优势。然而由于各方面原因，目前太阳能热水器仍以一家一户的零散安装使用方法为主，存在破坏建筑结构、热水温度不稳定等因素。要解决这些问题就必须将太阳能利用装置纳入到建筑设计规范当中，在设计时将太阳能热水器设备纳入到建筑设计之中预留太阳能设置位置，特别是在厨房卫生间内。如果太阳能热水器能够充分加以推广应用，就可以大大节省常规能源，也是建筑节能的发展方向。
六、总结
总之，只要按照节能新标准严格把好节能设计关，监督好施工节能用材关，就能有效提高居住建筑节能效率，降低建筑能源耗费，节约居家生活成本，为住户打造真正的环保节能、舒适、健康、方便的高品质住宅，为国民经济可持续发展做出贡献。有效地节约土地和能源，是中国可持续发展的战略。将建筑热工技术与恰当应用新材料、新构造相结合，搞好节能建筑设计和施工，促进建筑节能和利用自然能的进一步发展和建筑热功能的进一步改善，是我国建筑工作者进人21世纪的重要任务。
建筑节能设计优化 篇6
摘要：社会各界已经加大了对建筑行业能源浪费现象的关注，当前建筑行业需要亟待解决的问题之一就是资源浪费问题。在建筑设计中，需要坚持节能设计理念，优化资源利用，提高资源利用率。为了进一步加强对建筑节能设计的研究，本文将就节能设计应用进行分析。
关键词：建筑设计;节能建筑;应用
前言：
建筑建设过程中需要耗费大量的资源，同时会对环境产生严重的破坏，如果不能及时改善这种现状，那么必将会影响到人类赖以生存的环境。我国目前是发展中国家，在建国后的数十年中，重点发展经济，忽略了对环境的重视。在近些年，国家加大了对环境的重视力度，要求减缓经济发展速度，实现经济和环境的协调发展。
1.节能建筑的基本概述
建筑建设中能源消耗量巨大，其中主要包括产生能耗和使用能耗两种类型。材料、设备、生产运输等能耗成为产生能耗，采暖、通风、生活能耗等内容为使用能耗。建筑能耗组成的要素多，能耗类型复杂，所产生的能耗种类也各有不同，本文初步将建筑能耗总结为产生能耗和使用能耗两类。建筑项目建设过程中，首先需要保证工程能够顺利地实施，然后提升建筑材料的使用效率，积极采用节能减排技术，在建筑、房屋、设备等方面采用节能技术，提升能源的利用率。
2.建筑设计中节能措施必要性
2.1国家经济发展的需要
能源是国家经济发展的基础，是经济进步的关键要去。在一个国家的发展建设过程中，能源起着举足轻重的作用，占据着不可替代的作用。世界上很多国家为了争夺石油、煤炭等资源引发了战争，这可以充分说明能源对于国家的重要性。和世界发达国家相比，我国的国内生产总值和能源产值稍有滞后，这对于国家经济的持续、稳定地发展比较不利。能源是促进国民经济增长的基础，但是同时国家能源紧缺现状也制约了国家经济的发挥在那，所以，将节能设计理念应用于建筑设计中十分必要，能够通过节能设计来降低建筑能源消耗量，为国民经济发展奠定基础。
2.2环境保护的需要
建筑建设中所用到的原材料在生产过程中会消耗大量的能源，同时使用过程中产生的废气、废渣、废液等会会对当地的水体、空气等产生污染，给当地的环境和居民造成不良影响。最为典型的案例就是近两年经济发达地区常见的雾霾和扬尘天气。
2.3可持续发展战略的需要
在环境形势严峻的今天，人们思想意识不断提高，给予了环境和能源更多的关注和重视，我国也对环境问题重视度越来越高，并且提出并强调走可持续发展道路，促进社会各个行业节约能源。在建筑项目中，如何将节能设计和绿色环保理念应用于设计、施工等阶段是建设节能的关键。对于我国建筑行业来说，可持续发展发挥了重要的`作用，需要有机结合建筑设计和当地的环境状况，降低能源的消耗，将节能环保落到实处。
3.我国建筑节能设计应用
3.1关于墙体的节能设计问题
目前墙体功能的设计上重点在保温方面，也就是可以通过科学的设计和材料选择来尽量降低室内外温度的交换，降低室内热量损失。目前在外墙设计中通常会设置内墙保温和外墙保温两种方式，二者结合能够很大程度上降低热量损失。两者各有各自的优势和缺点，外墙保温效果良好，不会占用室内面积，但是受到外界影响大，使用寿命比内墙保温短。在使用新型保温材料中，最有效的节能设计方式是隔热节能型材料，不但可以消除冷热桥对墙体可能造成的危害同时还可以降低室内温度的波动，这能够实现墙体保温、隔热和节能的目的。此外，应当加强屋面节能设计，需要考虑诸如热量散发、阳光吸收、雨水防渗漏等方面的问题。在设计过程中，要充分考虑这些因素，可以采取架空隔热的方式解决通风、热量散发等问题。在屋面设计中，需要坚持质量第一的节能设计理念。首先，应当严格选择屋面保温层的保温材料，保证其密度和吸水性，控制屋面施工质量。其次，要根据当地的气候特征和建筑特点合理设计建筑屋面，选择新型节能、环保的材料。最后，还可以将屋面设计成具有蓄水功能或者绿色植被屋顶，不但能够保温隔热，还可以提高建筑绿化效率。
3.2关于建筑物的绿化与节能问题
我国很多城市都存在热岛效应，这主要是因为人们大量使用空调、汽车等，同时城市绿地面积的减少造成城市环境自我调节能力下降导致的。在近些年，环境问题日渐恶劣，节能建筑的建设同时受到影响难以坚持绿色环保的设计施工方法。增加绿地量能够通过植物蒸发带走大量的热量，但是目前建筑设计中更多关注的是经济效益，开发们希望在有效的面积上尽量多地建设建筑，提高企业的收益，但是却忽略了绿化的减少对居民产生的不良影响。据监测，在烈日下草地和沥青路面之间的温度差能够超过四十度，能够看出，绿地对于建筑群和城市的热岛效应控制发挥着重要的作用，为了给人们创造更加舒适的空间，应当加强城市绿地的建设和保护。
3.3在门窗设计中的应用分析
在建筑物中，能耗较高的部位是门窗，大约占到了整个建筑能耗的40%左右。在门窗设计中，首先要保证室内的正常通风和采光，然后尽量节省门窗的面积。尤其是在高层建筑中，同时受到安全方面的影响，窗户的高度和面积都会有所控制，需要按照国家的规定要求进行设置。在门窗设计中，首先需要保证采光，计算好门窗和建筑单元面积之间的比例，比值和节能效果呈正比。其次应当保证门窗的气密性，可以采取诸如铝合金、塑钢、铝木复合材料等导热系数小的框体材料。
3.4关于建筑体型和空间组织设计问题
建筑外观体型和内部空间组织结构的设计和建筑内外环境热量交换有着一定的联系。如果建筑的外形设计科学合理，降低了建筑物的外表面积，那么有助于降低建筑的散热性能和速率。建筑体型和外表面积越大其能耗也就越大。建筑物的体型系数和许多因素有直接关联，如建筑造型、平面布局设计、采光通风等，通过多年的实践，工作人员都明白只有将建筑物的体型系数控制在一个相对较低的水平上才能达到节能降耗的目的，要想实现这个目的，就一定要处理好和建筑体型系数相关的这些因素，通常情况下建筑物空间组织的设计要安排在其各项功能步入正轨之后。
结束语：
随着社会的发展和人们思想意识的提高，节能环保在建筑设计中显得尤为重要，同时也是人与自然和谐相处的表现，是未来建筑行业发展的趋势，有着广阔的发展前景。本文首先总结了节能建筑的基本理解，从国家经济的发展、环境的保护、可持续发展战略的实施方面对建筑行业采取节能设计的必要性进行了说明，进而分析了墙体、绿化、门窗、体型和空间上建筑设计存在的一些问题和节能设计应用的方法。希望本文的提出能够为相关工作者提供一定的参考，也希望在未来我国的建筑行业能够最大限度地实现绿色节能。
参考文献：
[1]黄松松.探析节能建筑设计在建筑设计中的应用[J].江西建材,2015,No.15502:34.
保温节能建筑优化设计方法研究 篇7
按照国际通行的分类,建筑能耗是指民用建筑(包括居住建筑、公共建筑以及服务业建筑)使用过程中的能耗,主要包括建筑采暖、空调降温、热水供应、炊事、照明、家用电器、电梯、通风等方面的能耗。其中,采暖、空调降温、通风能耗约占2/3。据统计,我国建筑能耗量约占全国总用能量的25%,居耗能首位。
建筑节能,就是在保证居室温度舒适的环境条件下,通过技术进步、合理利用、科学管理和经济结构合理化等途径,把居住建筑长期使用中的采暖和降温能耗降低。
近年来,我国住宅建设的节能工作不断深入,节能标准不断提高,引进开发了许多新型的节能技术和材料[1,2,3],在住宅建筑中大力推广使用。但我国目前的建筑节能水平,还远低于发达国家,我国建筑单位面积能耗仍是气候相近的发达国家的3～5倍。北方寒冷地区的建筑采暖能耗已占当地全社会能耗的20%以上,且绝大部分都是采用火力发电和燃煤锅炉,同时给环境带来严重的污染。所以,建筑节能是本世纪我国建筑行业面对的一个重要课题。
本文研究建筑节能优化设计方法,并以上海某住宅项目的德国保温节能技术为例,探讨几种目前国际先进的民用建筑物保温节能优化设计方法,如外墙、屋面、地板的保温隔热体系,小区的集中供能系统等,研究成果可为今后民用建筑保温节能的优化设计和进一步研究提供参考。
1 建筑节能优化设计方法
建筑节能保温技术是一个完整的体系,国际上先进的建筑节能保温体系主要分为2个方面:良好的外保温围护技术(包括建筑外墙、屋面、地板及门窗的保温隔热技术)和先进的集中供能系统(包括能源生产、转换技术,以及终端HVAC、分户调节计量技术)。本文以上海某住宅项目为例,分析如何达到上述的建筑环保节能要求及优化设计的关键。
1.1 良好的建筑外保温围护技术
良好的建筑外保温围护结构可以确保建筑对能源的需求减少50%以上,极大地降低能源的总体消耗水平。国外的专业术语是“六面保温设计”,六面包括屋面、地面和四面外墙。
国际比较先进的外墙、屋面、地板保温体系一般是在屋面和外墙外粘贴较厚的挤压成型的聚苯乙烯泡沫板(EPS)。该类保温材料吸水性能极低的材料,导热性很低。在实际使用中,聚苯乙烯泡沫板2个表面的温差往往很大,比如上海地区冬季室外的温度在0℃左右,而室内温度在20℃左右,此温差就直接作用在保温材料的表面上。当热量从材料的一个侧面向另一个侧面传递时,温度也会随之变化,在材料内部的某一点就可能会达到“露点温度”,即在这一温度区域材料内的空气会析出冷凝水,使材料受潮,而吸水能力低的材料,可大大避免这一现象,从而保证材料的低导热性。
在外墙、屋面、地板保温系统施工中,需要注意2个重要的技术问题。一是要将保温层做在墙体的外侧。这样,即使在比较潮湿的上海地区,无论在冬季还是夏季,保温层内的结露现象使保温材料产生霉变的可能性变小。二是需要解决“热桥”和“冷桥”问题,要将保温材料完整地全部覆盖在外墙、屋面和地板表面,避免室内外的“热桥”和“冷桥”温度传递。
建筑保温材料的传热系数越小越好。我国现行的规范中,建筑物外墙传热系数U值基本控制在不大于1.4 W/(m2·K),德国标准大致为0.55 W/(m2·K),而上海某住宅项目采用德国的节能保温技术(屋顶保温采用了9 cm厚的XPS板,墙体保温采取了7 cm厚的EPS板,如图1所示),外墙的传热系数U值甚至优于德国标准要求,达到0.46 W/(m2·K)。良好的保温性能,不仅直接为建筑物的使用提供了舒适性,而且大幅度降低了取暖和降温所需的能耗。
1—基层;2—胶粘剂;3—EPS板;4—玻纤网;5—薄抹面层;6—饰面涂层;7—锚栓
在现代建筑设计中,墙面开窗面积通常较大,窗的隔热问题显得更为重要。窗的隔热性可以通过带隔热构造的窗框型材和双层低辐射中空隔热玻璃来实现。
如果选用一般铝合金型材的窗,则铝合金良好的传热性能使窗框成为建筑物内外传热的良好通道。为了使热传导不发生在铝合金窗的窗框处,窗框型材可以选用带有隔热过桥的复合型材窗框,使整个窗的传热系数大大降低。
另一方面,为了使玻璃窗有隔热性能,窗玻璃应采用双层中空低辐射隔热玻璃,以保证窗的整体保温性能更好,如图2所示。与普通中空玻璃相比,双层中空低辐射隔热玻璃内部贴有一层特殊的低辐射隔热膜,使得热传导大大降低。通过选用带隔热构造的窗框型材及双层中空低辐射隔热玻璃,可以使窗的传热系数达到1.8 W/(m2·K)。
计算表明,不论是夏季还是冬季,阳光照射对室内温度的影响都是巨大的。为了合理地利用阳光,在门窗的外侧可以安装遮阳装置。遮阳装置可以使用百叶型遮阳帘,也可以使用布料的遮阳帘,最好设计成在室内可以手动或电动控制,以调节阳光照射的强度。这样在夏季可以大幅度降低直射阳光带入室内的热能,冬季可以最大限度地利用直射阳光提供的热能,从总体上降低建筑对能源消耗的需求。这也是典型的德国建筑保温节能方法。
综上所述,上海某住宅项目采用上述德国的节能保温技术,使窗的保温性能超过国家标准最低要求的2倍,公共建筑中窗的保温性能接近国家标准最低要求的2倍,如表1所示。
1.2 优化设计的集中供能系统
集中供能系统也称区域供能系统,通过地下冷冻水管网络或者热水管网络向社区内多幢建筑物传送冷冻水或者热水,从而提供制冷或采暖(可包括提供生活热水)服务(见图3)。
集中供能系统的优点有:提高能源使用效率,减少温室气体的排放,美化城市住宅区环境,节省一次性投资和运营费用等。优化设计的能源系统技术需要充分利用自然能量,实现高效、环保、节能、舒适、经济的供能效果,让居住者不必依赖空调,重返自然的康居环境,是新城市主义理念的一大体现。同时,该能源系统还可以作为小区整个集中供能方案一部分的能源站,不仅提供冷气、热气还提供热水。
优化设计的集中供能系统的技术特点有:
(1)集中能源转换、传输技术;
(2)末端HVAC、调节技术;
(3)分户计量技术。
由于采用持续能源供应的概念,使用清洁的燃料(如天然气),舒适性高,对环境影响小,使一次能源、污染物和CO2等温室气体大量减少。经测算,上海某住宅小区应用本文介绍的建筑优化设计节能保温方法,能源需求量减少约60%。
2 建筑节能保温性能比较
上海某住宅小区采用以上建筑节能的方法,经计算和统计后,与普通建筑物比较,得到图4的能源消耗对比及图5的废气排放对比。
从图4和图5可看出,基于新的建筑节能优化设计方法,建筑的耗能量约为传统设计方法的41.2%,而各类废气的排放量却不足传统方法的30%。
本文亦比较了两者之间的负荷(见表2)。从表2看出,优化设计保温节能建筑的建筑节能优势明显。
3 结语
(1)良好的建筑外保温围护结构可以确保建筑对能源的需求减少50%以上,极大地降低能源的总体消耗水平。即“六面保温设计”在建筑保温节能优化设计中占很大的比重。
(2)注重选用带隔热构造的窗框型材及双层中空低辐射隔热玻璃,可以大大降低窗户的传热系数,从而提高建筑的保温节能性能。同时在窗外安装遮阳装置,以调节阳光照射的强度,也可以提高建筑的保温节能性能。
(3)先进的集中供能系统(包括能源生产、转换技术,以及终端HVAC、调节计量技术)是保证用户室内四季如春的自然居住环境、节省能源和减少废气的关键技术。
参考文献
[1]JGJ134—2001,夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准[S].
[2]06J123,墙体节能建筑构造[S].
[3]DBJ01-605—2000,新集中供暖住宅分户热计量设计及技术规程[S].
建筑节能设计优化 篇8
【关键词】建筑电气工程；电气节能设计；节能设计；照明节能设计
近年来，国家及相关部门已经深切认识到节能问题的重要性和紧迫性，建筑节能工作已经全面展开并不断深化，建筑节能技术不断进步，建筑节能的设计标准也在不断的完善。而且随着社会的发展和进步，公众节能的意识不断增强，节能的理念也越来越为更多的人所接受。
建筑节能实际上是一项十分艰巨而复杂的工作，它甚至比某些建筑智能化系统的应用更为困难。因此，要想在建筑节能方面有所收获的话就要对其进行系统、全面和综合的分析、研究、实践。在此，笔者将就建筑电气节能技术的原则及措施加以简要论述。
1.建筑电气节能的设计原则
1.1适用性原则
所谓的适用性原则就是在满足为建筑物内的良好的人工环境提供必要的能源，为建筑设备提供必须的动力，为用电设施提供可靠的负荷容量等条件的情况下，优化供配电设计，从而促进电能的合理化运用。也就是说不能因为节能而影响建筑物的整体功能。要保证建筑物照明的照度、色度及显色指数；要满足建筑物舒适卫生的良好环境；满足各处运输通道的畅通无阻等等。
1.2节约性原则
所谓的节约性原则就是指在电气节能设计中要充分考虑到实际的经济效益，不能因为节能而过高的消耗投资，增加运行费用。而是要科学合理的选用节能设备和材料，争取实现用较低的投资得到最大的经济效益。使因节能而增加的投资可以在最短的时间内用节能减少下来的运行费用收回。
1.3节能性原则
所谓节能性原则就是要节省无谓消耗的能量。首先要找出哪些地方的能量消耗是与发挥建筑物的功能无关的，在考虑采取什么措施节约能源。如着眼于电气设备自身的电能消耗、变压器的功能损耗、传输线上的电能损耗等方面，节能设计应该把握“满足功能、经济合理、技术先进的原则”。
2.建筑电气节能设计
2.1供配电系统的节能设计
根据负荷容量，供电距离及分布，用电设备特点等因素合理设计供配电系统，做到系统尽量简单，可靠，操作方便。变配电所应尽量靠近负荷中心，以缩短配电半径减少线路损耗。合理选择变压器的型号、容量和台数，以适应由于季节性和工作时间造成的负荷变化时能够灵活投切变压器，实现经济运行减少由于轻载运行造成的不必要电能损耗。
当线路上有电流流过时，由于线路上电阻的存在，势必会产生有功功率的损耗。因此，线路传输上的损耗是电能利用率低的一个重要原因。要想减少此类损耗主要着眼于四个方面。第一、选用电导率较小的材料做导线。通常选用铜芯线缆，但考虑到要节约用铜，也可以改为采用新型的铜铝复合材料线缆。第二、减少配线的长度。因此在布线时尽量使线路走直线，低压线路要不走或者少走回头线，变压器要尽量接近负荷中心，减少供电距离，且低压配电的供电半径不要超过规定。第三、增大导线截面。对于比较长的线路在满足载流量、动热稳定、保护配合、电压损失等条件下，可根据情况加大一级线缆的截面。第四、合理调剂季节性负荷。也就是要使供电线路得到充分的利用。如将空调风机、风机盘管与一般照明、电开水器等计费相同的负荷集中。
2.2变压器的节能设计
2.2.1变压器的损耗主要分为两部分
a.与负载无关的空载损失。b与负载成平方比的负载损失。变压器有载时，除了固定铁损外，还存在由于电流通过一次、二次线圈的电阻损耗，即铜耗P在不同负载条件下，变压器的总损耗为与P之和。
2.2.2变压器的效率
变压器的效率为输出功率P2与输入功率P之比，变压器的最高效率点是由变压器固有结构的特性、空载损耗P0、短路损耗P决定的。从经济运行的角度考虑，对于季节性变化较大的负荷，宜装设两台变压器，当负荷长时间较低时可停用1台，以保持经济运行。
2.3电动机节能设计
降低电动机电能损耗的主要途径，是提高电动机的工作效率和功率因数。在工程设计中，应根据负荷特性考虑选择更为节电的电动机，其关键在于明确负荷是连续的还是断续的。若为连续负荷，要了解电动机的输出功率是否与各种负荷相匹配，如果是风机和泵等平方递减负荷特性，在轻载时打开风门和阀门，采用调速电动机在低速运行可以节约电能。断续负荷时，如果轻负荷时不能停止电动机的工作，则应考虑采用调速装置，即在额定负荷下运行时采用常用电源，使电动机在额定转速下运行；而需要低速运行时，考虑采用逆变器变频装置或其他方式调速。
3.电气照明系统的节能设计
3.1充分利用天然光源
照明节能工程中的一个较为主要的内容是如何充分利用天然光源。随着人们对能源和环境保护的日益关注,建筑物中如何充分利用天然光源来节约照明用电已引起广泛重视。天然光源是取之不尽、用之不竭的能源。在照明节能的实施工程中,应当充分加以利用,制定建筑物的采光标准,确定采光方式,将采光方式,将采光和照明有机地结合起来。白天尽可能地利用天然光源,使建筑物内获得稳定的光照条件。同时,室内引入阳光,既能大大节约照明能耗,亦有助于提高室内温度,对于降低建筑能耗也具有重要的现实意义。
3.2采用高效节能光源
在满足照明质量的前提下,应选用细管径直管荧光灯、紧凑型荧光灯。对灯具悬挂位置较高的场所的一般照明,宜采用高压钠灯、金属卤化物灯或镇流高压荧光汞灯,其综合费用低、视觉质量高,同时也节约能源。除特殊情况外,不宜采用管形卤钨灯及大功率普通白炽灯,灯具悬挂位置较低的场所照明宜采用荧光灯。
3.3根据照明部位的灯光布置形式和环境条件
选择合适的照明控制方式房间有多列灯具时,按与侧窗平行控制;生产场所按车间、工段、工序分组控制;电化教室、会议室、报告厅等场所,按靠近或远离讲台分组控制。建筑科技的飞速发展,让灯具的控制方式更加个性化、人性化、智能化,例如,人体感应或动静感应开关,智能化面板开关等新的控制方式逐步进入到我们的身边。
4.结束语
近年来，为了解决能源浪费问题，新一代建筑电气技术正在试图采用各种先进的控制方式对传统建筑电气设备进行有效的控制。可以说建筑电气的节能在技术方面还是有很大的上升空间和发展潜力的。
【参考文献】
［１］高晋峰．论民用建筑工程照明设计中的节能；智能建筑电气技术，2010(4)．
［２］张军．关于建筑电气节能设计措施的探讨；中国科技信息，2007(6)．
［３］齐雪艳．现代住宅电气设计节能技术探讨；黑龙江科技信息，2008(10)．
［４］朱林根．21世纪建筑电气设计手册[M]．北京：中国建筑工业出版社，2001：970-985.
［５］马海德．试论建筑电气节能设计；商品与质量·建筑与发展；2010(7)．