公共建筑节能技术

公共建筑节能技术（精选12篇）

公共建筑节能技术 篇1

0 引言

随着我国经济的快速发展和人民生活水平的提高，城市化发展越来越快，大量公共建筑也迅速兴建起来，但是由于我国建筑节能技术还不成熟，修建建筑物的同时带来了巨大的能源损耗。在我国，建筑能耗居各种能耗之首，随着世界范围内能源供应紧张状况的加剧，能源将成为制约各国经济的主要因素。为此，我国提出了社会经济和能源可持续发展的战略，建设节约型社会，在实现国民经济快速发展的同时努力降低单位GDP的能源消耗。而建筑行业作为耗能大户，节能潜力巨大，大力发展和推广新型建筑节能技术，在不断提高人们居住环境舒适度的同时，降低建筑耗能总量，有效缓解能源的供需矛盾，既具有实际经济意义，又具有重要的社会意义和环保价值。以下从四个方面介绍公共建筑节能的技术措施。

1 建筑的体型

在建筑设计中，应对建筑的体型以及建筑群体组合进行合理的设计，以适应四季不同的气候环境。首先要控制体型系数，体型系数是建筑物外包表面积与其所包围的体积之比，体型系数过小，将影响建筑造型、平面布局、采光通风等;体型系数过大，则建筑物的外表面积大，导致外围护结构的传热损失大，直接影响建筑能耗。一般来说，条形建筑的体型系数应不大于0.35，点式建筑的体型系数应不大于0.40。也可以加大建筑的体量，即加大建筑的地基面积，加大建筑物的长度和深度。其次尽量减少建筑的凹凸变化，尽可能让外形变化减至最低限度，尽量提高建筑的层数，然后对于体型不易控制的点式建筑，可采用群楼连接多个点式的组合体形式。

2 建筑的朝向

良好的自然通风可以降低室内温度，减少制冷设备的使用。建筑朝向对建筑的采光通风与节能有很大的影响，朝向选择需要考虑很多因素，如可以根据建筑物的功能要求，设置合理的朝向使得冬季有适量并具有一定质量的阳光射入室内;炎热季节尽量减少太阳直射室内和居室外墙面;夏季有良好的通风，冬季避免冷风吹袭;充分利用地形节约用地。

3 智能光伏玻璃幕墙

由于玻璃幕墙的美观、通透、宏伟气派的艺术效果，近年来被广泛使用于公共建筑围护结构。玻璃幕墙的节能在整个建筑节能系统中占有重要地位。夏热冬暖地区主要考虑建筑的夏季隔热，太阳辐射对建筑能耗的影响。太阳辐射通过窗进入室内的热量是造成夏季室内过热的主要原因。冬冷夏热地区则主要考虑冬季保温，夏季避免太阳直射造成室内过热问题。如果将玻璃幕墙和太阳能结合起来应用到建筑中，可以达到大幅度降低建筑能耗的目的。

以下对智能玻璃幕墙与光伏产品结合而形成的智能光伏玻璃幕墙进行介绍。

3.1 智能玻璃幕墙

智能玻璃幕墙广义上包括玻璃幕墙、通风系统、空调系统、环境监测系统、楼宇自动控制系统。其技术核心是一种有别于传统幕墙的特殊幕墙———热通道幕墙。它主要由一个单层玻璃幕墙和一个双层玻璃幕墙组成。在两个幕墙中间有一个缓冲区，在缓冲区的上下两端有进风和排风设施。热通道幕墙工作原理在于冬天内外两层幕墙中间的热通道由于阳光的照射温度升高，像一个温室。这样等于提高了内侧幕墙的外表面温度，减少了建筑物采暖的运行费用。

智能玻璃幕墙从设计构思、内容组成和工作过程各方面看，都是一个各专业协调合作的多功能系统，它与传统玻璃幕墙有很大差别，不仅有玻璃支撑结构，还包括建筑内部分环境控制和建筑服务系统，通过智能玻璃幕墙可以控制室外光线，提供通风。由于智能玻璃幕墙为3层玻璃，外侧为全封闭式，可大大减少外界噪声对建筑内部的干扰。

3.2 先进的太阳能电池

电池是太阳能(光伏)产品的核心部分，在这里主要介绍薄膜太阳能电池，因为它是目前为止世界上最先进的电池之一，价格便宜，透光性好，而且薄膜光伏组件非常适用需要造型的建筑结构。随着非晶硅太阳能电池的衰减降低、Ga As和Cd Te太阳能电池制造技术的突破，薄膜太阳能电池更具备竞争性。目前较成熟且已经大批量生产的薄膜太阳能电池是基于非晶硅系的薄膜太阳能电池，具有以下突出优点:高温下的光伏输出特性好，比晶体硅太阳能电池有更大的实际功率输出，环境又好，更少的能量偿还时间;非晶硅系薄膜太阳能电池具有相对较低生产成本和较高转换效率的开发潜力，从长远的发展来看将有可能最终取代晶体硅电池，成为市场主导产品。

3.3 智能光伏幕墙工作原理

薄膜光伏组件与建筑结合，不仅可作为建筑外窗玻璃、幕墙，还可根据建筑物功能要求改变颜色与透明度。节能型热通道智能光伏幕墙是在双层玻璃幕墙中间安装薄膜光伏组件，而在外侧上下两端设有进出风口，内外玻璃夹层之间形成一个相对封闭的热通道，在进风口段安装由阳光自动追踪器控制的活动式薄膜太阳能电池板，在进(出)风口安装风机，由太阳能电池直接供电可进行强迫送(抽)风对流换热。在双层幕墙内外表面设置太阳光辐射照度、气流风速及表面温度等多个不同的传感器，自动采集多项环境参数，使用微型智能控制系统自动控制通道内薄膜太阳能电池板的角度变化，整体组合构成智能光伏幕墙系统。

由于光伏组件主要是吸热材料，这样的设计可以改善建筑内部及太阳能电池表面的微气候环境，提高建筑内部环境舒适度及维持较高的太阳能电池转换效率，同时还不妨碍玻璃幕墙的外观效果，满足现代建筑的设计需要。而光伏电池阵列正好提供了整个系统的动力保障，不再需要城市电网支持，如果大面积使用时还可以并网发电，带来更大的社会经济效益。

当太阳照度强烈，光伏电池发电量充足时，采用光伏电池直接供电的方式，根据通道内环境参数，实时调节强制对流系统风扇转速，确定通道内最优空气流速，改善热通道幕墙的热工性能。在满足上述条件的同时，多余电量输入电池组储存。当太阳照度不足，光伏电池发电量不足以满足强制对流需要时，将所发电量直接对电池组充电，强制对流系统改由蓄电池供电的方式运行。

4 光伏屋面

光伏与建筑屋顶的结合有两种形式。一类是建筑与光伏系统相结合，把封装好的光伏组件平板或曲面安装在居民住宅或建筑的屋顶上，建筑物作为光伏阵列载体，起到支撑作用，然后光伏阵列再与汇流箱、逆变器、交直流配电柜等相连。这是一种常用的光伏建筑一体化形式，特别是与建筑屋顶的结合。另一种是建筑与光伏构件相结合，这种结合是光伏建筑一体化的一种高级形式，它对光伏组件的要求较高。组件安装必须能够适合各种屋面形状及结构，比如无论是金属屋面还是防水卷材屋面都要能够胜任，即使是屋面载荷很小的情况下也必须满足客户对于光伏系统的要求。除此之外，还有最重要的一点是，不能够破坏屋顶或者建筑外墙的防水功能。

将建筑屋顶作为光伏阵列的安装位置有其特有的优势:日照条件好，不易受到遮挡，可以充分接收太阳辐射;光伏系统可以紧贴建筑屋顶结构安装，减少风力的不利影响;太阳光伏组件可替代保温隔热层遮挡屋面。此外，与建筑屋顶一体化的大面积光伏组件由于综合使用材料，不但节约了成本，单位面积上的太阳能转化设施的价格也可以大大降低，有效地利用了屋顶的复合功能。新技术可以将光伏电池薄膜与屋面材料复合在一起，使得屋面在防水、保温的基础上增加了发电的新功能。

5 结语

建筑节能是我国建筑业可持续发展的重大战略问题。大力开展建筑节能的新技术、新产品、新工艺及先进适用成套技术的研发、攻关，同时加速建筑节能科技成果的转化和推广应用，为建筑节能的通用化、配套化、系统化提供技术支持，逐步推进节能建筑专业化、标准化的设计、施工已成为当务之急。只有这样，才能不断促进建筑产业的发展，保护生态环境，提高人民的生活质量。

摘要：结合我国社会经济和能源可持续发展的战略,探讨了公共建筑节能技术措施,阐述了针对建筑的体型和朝向合理设计实现节能的方法,并着重介绍了智能光伏玻璃幕墙和光伏屋面两种新节能技术,以期指导实践。

关键词：公共建筑,节能技术,体型,朝向,光伏屋面

参考文献

[1]陈海辉.一种新型幕墙的节能原理及设计经验[J].重庆建筑大学学报,2005,27(2):37-40.

[2]黄向阳,何清,任芳.一种新型光伏幕墙[J].建筑节能,2008,36(2):49-50.

[3]毕业亮,张华玲.光伏建筑一体化实验[J].建筑热能通风空调,2010,29(2):34-36.

公共建筑节能技术 篇2

关键词:绿色建筑，节能设计，夏热冬冷地区

0引言

绿色建筑设计强调“人与自然的和谐发展”，要求统筹兼顾建筑的能源节约、资源节约、回归自然和环境保护，创造出舒适和健康的生活环境，同步实现建筑的经济效益、社会效益和环境效益。文章将基于绿色建筑理念，阐述建筑节能设计的原则，并深入研讨夏热冬冷地区小型公共建筑节能设计的方法。

1基于绿色建筑理念小型公共建筑节能设计的原则

在夏热冬冷的地区，小型公共建筑的节能设计，要考虑整体设计的协调，坚持建筑设计的生态性原则，旨在为人们创造健康和舒适的生活环境。基于绿色建筑理念，在夏热冬冷地区的小型公共建筑设计，必须坚持以下几个方面的原则。

1.1整体协调原则

节能设计并非单方面的建筑功能实现，譬如建筑夏季充分利用了自然通风，但在冬季时，建筑围护结构不能够有效保暖保温，是不能称之为严格意义的建筑节能。换句话说，建筑的节能设计，并非简单地安装几块太阳能光伏玻璃。笔者认为，建筑的节能设计，要综合考虑气候、材料、地理、能源分布等因素，我们秉持整体协调的原则，重视建筑整体能耗的热工性能、地理位置、功能特征和建筑朝向等，因地制宜地完成建筑节能设计方案。

1.2生态性原则

节能型的建筑尊重自然的生态规律，模仿自然界生态系统的动态平衡特征，在适应自然条件的情况下，尽可能减少能源的损耗和提高资源的利用效率，类似于太阳能、风能、生物能等，都是不可多得的可再生自然资源，这些资源的充分利用，建筑的节能效果将事半功倍。除此之外，建筑围护结构的热工性能提高，以求减少冬季的热量损失和增强夏季的通风效果，尤其在夏热冬冷的地区，可构建出和谐的生态环境。

1.3全寿命周期原则

建筑从建设伊始，到落成投入使用，无不在消耗各种能源，适时能源的.节约与否，以及危害环境与否，都表现出建筑的节能成效。因此，建筑的节能设计，要考虑全寿命周期原则，将其作为建筑节能设计的索引，在建设阶段，尽可能减少对环境的负面影响，以及创造建筑舒适健康的环境;在落成后，为人们所提供的环境，是健康舒适和低耗无害的环境，比方说围护结构的保温和隔热，再如借助地热能进行冬季取暖和夏季降温;在建筑拆除时，对环境的危害影响可降至最低状态。

2夏热冬冷地区小型公共建筑节能设计的方法

遵循以上建筑节能设计的原则，在夏热冬冷地区小型公共建筑的节能设计工作，从围护结构热工设计、自然通风设计、空调系统设计、生活热水系统设计等方面入手，指导完成建筑的节能设计。基于相关的设计经验，笔者归纳了以下几方面的设计建议。

2.1选址规划设计

关于建筑的选址规划，需要综合考虑地形地貌、城市道路、自然环境等因素，权衡各方因素的利弊，有关策略可从以下三个方面分析:首先是建筑物与建筑物之间距离的控制，要保证冬季时阳光被障碍物遮挡，增加冬季的日照量和日照时间，但不能够一味考虑冬季日照保证，否则在夏季时也会因为得热过快，而增加空调系统的冷负荷;其次是冬季尽量避开冷气流的影响，可通过挡风墙体的设计，以及以绿色植物作为避风屏障;最后是避免室内风速太大，影响室内舒适度，可在建筑物周围布置葫芦柱外墙，形成建筑的安全保护结构。以上的选址规划设计，是建筑节能设计容易忽略的宏观因素，笔者认为选址规划是建筑节能设计的前提，只有在保证建筑布局优化的情况下，才能够充分利用各种自然条件，形成有利于节能的建筑环境。

2.2围护结构节能设计

首先是建筑的外墙设计，选材时要逐渐摒弃烧结实心粘土砖土，这些类型的材料需消耗土地资源，在烧结时会产生污染性气体，属于能源利用效率低级的材料，因此外墙材料的选择，可尝试性利用新型环保材料，譬如蒸汽加气混凝土砌块，这种材料保温隔热和防火性能俱佳，可有效降低建筑的围护结构热传系数。其次是地面的防潮隔热设计，综合室内的温度、湿度和风速，在夏热冬冷地区，降雨量大，常有地面返潮现象出现，使得建筑内部的湿度比较大，并伴随出现结露和发霉，在此笔者建议在进行地面设计时，可依次铺设薄膜返潮层、发泡水泥绝热保温层、水泥砂浆防潮层和混凝土回填层，减少湿度因素对建筑地面寿命的影响。再次是屋顶的设计，屋顶绿化是最为常见，也是最为有效的节能设计方法，在进行屋顶绿化设计时，需要考虑建筑屋顶结构的特征，在掌握屋顶热传系数的情况下，将种植屋面技术尽量简单化。值得一提的是，屋顶绿化设计必须做好结构的防渗处理，所选择的屋顶植物，尽量倾向于本土和成活率比较高的植物，使得建筑与周围环境舒适协调。

2.3自然通风节能设计

自然通风环境的营造，目的是改善室内的热环境，其关键在于窗户设计、遮阳设计和热压通风系统设计。小型公共建筑的窗户，可选用双层中空玻璃，其气密性为四级，而遮阳设计也是自然通风的关键，在设计时应紧扣气象参数的数据，选用活动型的百叶外遮阳技术，在夏季时遮挡强烈日照光线，减少空调的制冷负荷，同时灵活引入自然风;在冬季时关闭百叶窗，减少建筑内外部的换气频率，避免建筑散热过快。至于建筑的热压通风系统设计，常见设计手法是增加建筑的面积和调节屋顶的结构形式，譬如某建筑的屋顶结构与楼梯间互相贯通，形成仿若风貌的结构形体，并在东西两侧的外墙上，设计了调控型的百叶窗，既可排除污浊热空气，也能够吸入室外新鲜冷空气。这种楼梯间的热压通风设计方法，尤为适合夏热冬冷的地区，夏季可将余热带出室外，冬季时则有效保证围护结构的整体问题，避免冷空气对建筑内部能源的消耗性影响。

2.4空调系统节能设计

空调系统是现代建筑的功能型部件，系统本身处于不断耗能状态，以换取相对舒适的室内环境。关于空调系统的节能设计，目的是控制系统能源损耗速度过快，并且充分利用系统的资源。笔者建议在选用空调系统时，应该结合建筑的冷负荷情况而定，同时需要兼顾当地的气候特征，譬如某建筑濒临湖泊，湖水容积很大，在夏季时相当于一个天然冷库，可以通过自然通风的方法，将冷热源引入建筑的内部，同时湖泊所产生的水蒸气，提高了自然通风的冷却效果;冬季时湖泊具有蓄热功能，可利用湖水源作为热泵空调系统的冷热源，发挥湖泊的蓄热作用。由此可见，空调系统的节能设计，讲究因地制宜地设计理念，当然在硬件配置方面必须质量达标，尽量选用质量优越的系统部件，譬如空调主机制冷量至少为60kW，选用半封闭螺杆式压缩机的COP值不低于4.5。

3结语

在夏热冬冷的地区，小型公共建筑的节能设计，主要考虑整体设计的协调，坚持建筑设计的生态性原则，旨在为人们创造出健康和舒适的生活环境。基于绿色建筑理念，在夏热冬冷地区的小型公共建筑设计，必须坚持“整体协调原则”“生态性原则”“全寿命周期原则”，遵循节能设计的原则，在夏热冬冷地区小型公共建筑的节能设计工作，从围护结构热工设计、自然通风设计、空调系统设计、生活热水系统设计等等方面入手，指导完成建筑的节能设计。

参考文献:

[1]王婷.夏热冬冷地区公共建筑节能设计[J].工程技术(文摘版)，(34):166.

[2]阮翼.公共建筑节能设计标准若干问题探讨[J].广东建材，(8):165-167.

[3]刘见阳，李坤晓.公共建筑节能设计在实际工程中的应用[J].当代化工，(5):698-699.

[4]王润.公共建筑节能设计中的几点体会[J].安徽建筑，2010(6):56.

公共建筑绿色节能减排应用探析 篇3

【关键词】绿色建筑；围护结构；采光通风；节能减排

当前现代高层办公建筑呈现出两种趋势：第一种是追求对资源的节约和高效利用；第二种是对人的生存状态和使用方便性。本文结合公共建筑绿色节能减排，讨论我国现代公共建筑设计中围护结构设计、采光通风设计、节能减排设计等几项绿色建筑技术在这两种趋势中的应用。

一、项目概况

深圳建科大楼是深圳市建筑科学研究院的科研办公楼，建筑总面积 1.8 万平方米，建筑高度为59.6 m，共 14 层，其中地上 12层，地下 2 层。建筑功能包括实验、研发设计、办公、学术交流、地下停车库、休闲及生活辅助用房等。建筑设计采用功能立体叠加的方式，将各功能块根据性质、空间需求和流线组织，分别安排在不同的竖向空间体块中，并针对不同需求的建筑外围护构造，形成由内而外自然生成的独特建筑形态。

二、建筑空间布局

绿色公共建筑可以进行混合功能设计，要考虑到立体的复合功能，通过功能的复合来节约能源、材料和城市空间资源。公共建筑的规划设计不仅要强调使用功能、交通流线等基本要素，从一开始就应融入绿色理念。将建筑采光、通风、节能和使用者参与程度等方面因素作为规划设计的重要内容。设计除满足常规的办公功能、流线组织外，还设计大量的空中交流平台、屋顶花园等设施。设计将首层架空6m，形成开放的城市共享绿化空间。

在屋顶设置整层绿化花园，标准层的垂直交通也由开放的绿化平台相联系，共同形成超过用地面积一倍的室外开放绿化空间，为使用者提供大量的交流活动空间，多层次的立体绿化系统也减少了环境的热岛效应。

三、建筑节能技术支撑

在绿色公共建筑设计中，不仅通过计算机模拟得到很精确的通风、阳光、噪声指标，并不断调整和完善设计，综合运用丰富的技术设计手段，使建筑室内外环境达到最佳。

（一）围护结构设计

1.外墙节能措施。在围护结构节能方面，建科大楼综合采用保温墙体、节能玻璃、创新外遮阳保温、绿化屋顶等外围护措施，实现65%的节能设计。大楼建筑采用了水泥聚苯板加聚氨酯泡沫喷涂材料复合墙板，复合墙板和外墙保温装饰板（聚苯板 + 铝板）的外墙保温隔热措施。外墙平均传热系数Km= 0.69 W / （ m2·K）。5 层及以下外墙采用挤塑混凝土外墙板 + 喷涂聚氨酯泡沫内保温，7 层及以上外墙采用金属饰面 + 保温板 + 加气混凝土砌块，建筑的下半部墙面外挂混凝土墙板的内侧喷涂聚氨酯泡沫，将梁和柱包覆起来，虽属“外墙内保温”，但不存在热桥。建筑的上半部采用金属材料饰面 + 保温板形式的外墙外保温，可避免一般外墙外保温系统容易开裂的缺点。

2.外窗和幕墙节能措施。围护结构方面要主动节能，南方的建筑外遮阳，北方的建筑直接利用太阳能。中国是一个四季分明的国家，到了春天、秋天应该让建筑直接能够通风，可以大幅度下降建筑能耗。建科大楼外窗采用中空玻璃铝合金窗（内设遮阳百叶），以及中空玻璃断热铝合金窗。南立面和东立面部分采用透光比为 20% 的光电幕墙，同时，东立面和南立面均设计遮阳反光板等外遮阳措施。东、南、北三个朝向在距窗顶部下方的 500 mm 处设置反光遮阳板，既起到增强室内自然采光的效果，同时起外遮阳的作用。西向采用双通道幕墙的隔热构造做法，双通道幕墙的外侧幕墙采用太阳能光电幕墙，通道宽度 0.8 m，通道内自然通风良好。

3.屋顶和架空层节能措施。建科大楼的屋顶根据位置及具体情况采用倒置式屋顶、降温屋面、种植屋面和屋面遮阳等多种节能技术是联合国开发计划署低能耗和绿色建筑集成技术示范和国家“十一五”科技支撑计划的 “华南地区绿色办公建筑室内外综合环境改建”的示范工程。屋顶采用 30 mm 厚倒置式隔热构造，同时部分采用种植屋面，屋顶花架安装光伏电池板和平板式太阳热水集热板可对屋面遮阳。采用倒置式屋面可使防水层和基层免遭热变形扰动，延长防水层的寿命。30mm 厚隔热层再加上种植屋面以及屋顶花架安装的光伏电池板和集热板的遮阳，隔热效果显著。

（二）自然通风设计

1.平面布局。建科院夏季主导风向为东南偏南风，冬季主导风向为东北偏北风，另外结合前面对建筑场地的自然通风环境的研究，通过计算机进行通风模拟，分析建筑空间布局情况下的自然通风设计。

2.根据风压分布优化各立面开窗方式。建筑设计者通过实地调研和分析， 根据室外风场规律，进行了精细化设计，根据所在楼层不同结合立面的做法分别采用平开窗、中悬窗、上悬窗等开窗方式。建科院建筑的窗户有很大一部分采用中悬窗形式，这种开窗形式通风性、打开方式、开启角度和防噪音等方面具有很大的优势。结合采用遮阳导风板，同时外窗朝向和形式也考虑了外部噪声影响。基地周围有两条道路，立面及开窗设计必须考虑噪声环境影响。通过对周边噪声环境的实测和模拟分析，有针对性地对噪声给建筑带来的影响作专项处理，如门窗、楼板、地面、天花、室内隔墙均采用构造措施，并做隔音降噪处理。同时适度减少某些特殊位置的开窗面积，做到噪音防治处理的有的放矢。另外在建筑平面上，采用大空间和多通风面设计，实现室内舒适通风环境。

3. 建筑空间采用大空间和多通风面设计。如报告厅采用可开启的外墙，当外墙开启时，室内通风效果良好，可感觉较为明显的自然风拂过； 当需要引导风向或则关闭时，电动按钮控制关闭角度。另外还有自然通风的休闲平台和可通风楼梯间等。

（三）天然采光利用

平面布局使建筑进深控制在合适的尺度，以提高室内可利用天然采光比例。在外窗的窗台设置遮阳反光板适度降低过高照度的同时，将多余的日光通过反光板和浅色顶棚反射向纵深照域。室内面积采光得到改善，理想情况下可节约用电约6万度电。在地下室设置光导照明系统，光导照明系统包含采光器、导光管和漫射器三部分。通过屋顶的采光器捕获阳光，然后通过导光管的反射管道向下改道，透过不同的反射面，将自然光分布到建筑内部的区域。该系统基本不涉及能耗，符合建筑节能概念。管道设计采取可调设计，通过建筑结构的较小改变，使之满足安装需要。漫射器的反光镜面及扩散面可安装于天花板上，用作调整光线及控制室内光的传播。将光线引入均匀地向室内投射，而且将过多的紫外线、冗余的热量及粉尘阻挡在外。

四、公共绿色建筑节能物业管理

中央财政三年前就确定对建立公共建筑节能监管系统的示范城市给予补贴，对所有大型公共建筑进行在线监测。再加上节能物业管理、节能服务公司已经成为我国发展最快的两个建筑系统服务商，服务业的发展在建筑领域方兴未艾。

五、结语

由于政府节能补贴大幅度增加，适用的关键技术正在快速涌现，以及国际合作正在蓬勃发展，绿色公共节能建筑面临前所未有的机遇。绿色公共建筑设计从开始所遵循的思考方法就不同于以往，其中因大量新技术的应用所表达出来的形态也不同于以前。当然，绿色建筑也不仅仅是做技术的简单拼接，而是建筑技术与建筑形态的有机结合。遵循公共建筑的绿色节能应该首先应着眼于建筑的全生命周期进行技术创新和精心设计，而且尽可能延长生命周期。绿色生活永不止步，设计也不会因大楼建成而停止，坚持使用中再设计的原则，建筑才能真正成为“既有建筑改造更新和可持续发展”的绿色建筑技术应用典范。

参考文献

[1]胡南.现代城市绿色生态型高层建筑设计要点探析[J].中外建筑，2010（8）：154-156

[2]马维娜，梅洪元，俞天琦.我国绿色建筑技术现状与发展策略[J].建筑技术，2010，41（7）

[3]史海疆.能耗监控管理系统助力公共建筑绿色节能[J].电气应用，2011（14）

[4]童春华.绿色低碳实践：释放城市未来生命力——2011中国大型公共建筑绿色节能减排高峰论坛综述[J].中国勘察设计，2011（12）

公共建筑节能技术探讨 篇4

(1) 公共建筑耗能电气系统节能与《绿色建筑评价标准》

在《绿色建筑评价标准》中, 公共建筑耗能电气系统节能主要体现在5.2和5.6章节, 即公共建筑的节能与能源利用, 以及公共建筑的运营管理两章与设备节能有关的内容中。

(2) 节能技术应用的实施建议

《绿色建筑评价标准》针对公共建筑的节能评价, 基本上着眼于设备设施的选型方法及标准。笔者建议在耗能设备选型的基础上, 从耗能系统整体运行的层面综合考虑具体的节能技术措施。以中央空调系统为例, 根据整体负载情况, 除需考虑冷水机组的设备选型, 还需考虑与其相配套的水泵、冷却塔、末端的风机盘管的选型。除此之外, 为保证各设备能够相互匹配, 以实现系统运行的高效、节能, 还需配备一套控制系统, 监测和控制各耗能设备的运行, 根据末端的负载情况调节设备的运行参数, 使其运行达到高效、节能。因此, 笔者借本文提出采用冷冻站群控技术, 并建立能源管理平台或系统, 以强化公共建筑耗能电气系统节能的建议, 与广大同仁交流。

2 合理采用冷冻站群控技术

设计建设设备自动监控系统时, 要强调其在冷冻站群控方面的应用。制冷主机的能耗在建筑电气总能耗中占较大比例, 往往制冷主机效率的小幅提升就会带来较大的节能量。冷冻站群控的主要工作内容就是优化制冷主机群的启动顺序, 优化冷却水的水温和冷却塔的运行, 并根据末端的用途提供合适温度的冷冻水, 调节组合式风柜的送风温度, 实时监测空调机房的参数, 尤其是制冷主机的运行效率。

冷却水的供水温度对制冷主机的效率影响很大, 冷却水温度越低 (需高于制冷主机冷却水水温最低要求) , 制冷主机效率越高。

绝大部分制冷主机的工况都有一个高效段, 不同主机高效段的位置不尽相同。大多数离心制冷主机, 其整个负荷区间内的效率最高点并非出现在负荷为100%时, 而是出现在负荷为70%~90%之间时。设备自动监控系统应调整每台制冷机的运行参数, 使之与制冷主机性能曲线相匹配;如果机组的某些参数有了较大的变化, 以致对制冷曲线构成了影响, 系统应自动更新制冷主机性能曲线。如果要将水泵等辅助设施也考虑进来, 以确定空调水系统的效率, 系统也可以将辅助设施纳入, 并绘制另外的曲线。

在实际运行中, 系统将分析当前的负荷, 同时根据当前的部分负荷曲线库, 对不同搭配组合的能效进行排序, 并据此选择主机等设备。如果某台主机出现报警或其他异常情况, 系统将不会把该主机纳入选择范围内。

制冷主机冷冻水供水温度将直接影响制冷主机效率。冷冻水温每升高1℃, 制冷机的效率将提高3%~4%。但是, 过高的冷冻水供水温度将降低风系统的除湿能力, 使之在面对高湿的情况时难以控制湿度。对于室内散湿量不大, 室内湿度主要受新风影响的空间, 根据室外的温湿度和室内的负荷合理调整供水温度将提高系统的效率。此外, 冷冻水的供回水温差也影响着空调水系统的效率。

冷冻站群控方案的具体内容是:通过自动采集冷却水入口温度、每台制冷主机的冷冻水供回水温度、冷冻水集水器和分水器的温度、冷冻水流量、制冷主机功率、冷冻水系统最不利端压差等, 制定整个冷冻主机系统的运行策略, 包括统筹启停、分配负荷、平衡冷却塔和冷却水泵开启数量, 同时针对每台制冷主机绘制部分负荷效率曲线作为负荷分配依据, 根据末端需求及室外天气情况 (如室外温湿度等) 优化冷冻水供水水温, 通过自适应控制器预测水系统部分负荷效率, 优化制冷机组的启停, 确定并/串联水泵组的流量状态点, 优化冷却水温度、冷冻水供水温度及多主机的负荷分配来提高制冷机房的运行效率。

3 建立能源管理平台或系统

建设能源管理系统的目的是:

◆了解建筑能源消耗的整体情况;

◆通过对运行数据与类似项目的横向比较和与本建筑历史数据的纵向比较, 归纳总结本建筑能耗的特点, 找出建筑节能的薄弱环节, 确定建筑节能改进的重点;

◆掌握建筑能耗的详细情况, 包括建筑内各区域的建筑面积、所用能源类型、能耗强度、具体能耗数值以及典型建筑的分项能耗数据等, 以确定节能改进的具体措施, 同时确定能耗的变化发展趋势, 科学地预测建筑能耗。

借助能源管理平台或系统, 能有效地发现建筑内部的用能异常、能耗漏洞, 对不合理的用能方式进行革新, 更加合理地分配和利用各类能源, 从而更精准地控制能源消耗;在保证提供舒适环境的前提下, 帮助物业管理者和用户建立起管理节能的模式, 挖掘自身的节能潜力并结合技术节能措施, 有效地降低能源消耗, 可创造巨大的经济效益和社会效益。

能源管理平台或系统由硬件设备和软件系统组成。其硬件设备中的计量表和采集器用于对用电设备的数据采集、存储、分析 (《绿色建筑评价标准》中有对用电设备数据的采集、存储、分析的要求) 。其软件系统包括能源监管和控制, 符合对建筑用户能源消耗环节进行分类和分项的要求, 可动态展现建筑用户的能耗、平均能耗、能耗变化趋势以及对标分析结果等。能源管理平台可以完善能源信息的采集、存储、管理和利用;建立分散控制和集中管理机制;减少能源管理环节, 优化能源管理流程, 建立客观的能源消耗评价体系;减少能源系统运行管理成本, 提高劳动生产率;加快能源系统的故障和异常处理, 提高对能源事故的反应能力;节约能源和改善环境。能源改造案例反映, 能源管理系统可帮助企业从管理入手并结合各类技术节能措施, 在8~10个月内, 实现节能2%~5%。

4 节能改造案例

4.1 某办公大楼的节能改造

4.1.1 节能改造前的情况

某办公大楼, 节能改造前的主要能耗为电力消耗, 其中又以空调及照明能耗为主——超过总能耗的60%, 空调能耗约占总能耗的40%以上, 2010年总电耗高达7.17×106kWh。

(1) 冷冻站包括三台400RT螺杆式电制冷机组, 总制冷量为1200RT, 1993年投入使用。系统整体运行采用根据经验判断冷负荷, 确定机组使用数量及运行时间的方式;其管理虽然比较可靠, 但很难精准判断实际负荷, 实现节能控制。

(2) 中央冷源系统为一次泵系统, 包括三台冷冻泵、三台冷却泵、两台冷却塔。

(3) 中央冷冻站配备有两台冷却塔 (配备有7.5kW单速马达风扇) , 每台冷却塔的各支管都有其独立的手动阀门, 阀门开度常年控制在45度左右。冷却塔风机的运行控制通过手动开关实现, 启停数量由现场工作人员根据经验决定;系统无法根据实际负荷匹配运行台数以实现最优的节能效果。

(4) 主楼的空调末端系统主要为“风机盘管+新风机”系统, 部分公共区域使用空气处理机组。使用时间较长的主要是大堂及其他的公共区域的空气处理机组。

(5) 主楼内的照明设备主要是T8灯管及电感镇流器, 不属于高效节能灯具。

4.1.2 节能改造的措施与效果

(1) 针对原冷水主机功率设计偏大, 整体运行不能根据末端负载进行调节等情况, 采取如下措施进行改造:将两台400RT的冷水机组更换为两台372RT的高效螺杆式冷水机组, 同时更新对应的冷冻、冷却水泵并对冷冻、冷却水管进行相应的改造;安装冷冻站群控系统, 并为新安装的冷冻水泵、冷却水泵安装变频器, 在水系统中安装温度传感器、流量及压力传感器, 以确保控制策略的实现。中央空调设备控制工作站改造完成后实现的功能包括:空调主机启停优化、空调主机时间表顺序控制、供回水温差和流量设定优化控制、设备运行跟踪记录及保存。借助群控系统, 可实现根据实际负荷调节水泵和冷却塔风机的开启台数、运行功率和空调水流量, 达到节能目的。

(2) 针对空气处理机系统始终以工频运行, 不支持根据末端负载调节运行参数等情况, 采取如下节能改造措施:更新6台空气处理机组, 安装变频设备、电动冷冻水阀、风管送回风温度传感器;增加了DDC控制器;通过群控系统控制空气处理机组的启停、调节风机的运行频率;根据实际负荷, 通过控制冷冻水阀的开度, 调节冷冻水流量。如此实现了节能, 同时降低了运行维护成本。

(3) 将目前使用的1417支18W电感式日光灯以及1320支36W电感式日光灯替换为带电子镇流器的T5电子荧光灯, 替换中可在不影响照度的情况下用小功率荧光灯替换大功率荧光灯, 达到节能的目标。

(4) 建立能源管理平台, 通过能耗监测平台查看设备运行情况分析, 对比改造前后的能耗统计数值, 将设备的运行纳入到楼宇自控系统的监测与控制管理下, 实现参数自动调节, 排除人为判断的因素, 节能效果明显。

本项目采用能源合同模式, 含以上所有设备改造的总投资为650万, 预计投资回报期为4年半。目前已投运近一年, 效果高于预期。

4.2 某酒店节能改造

某酒店2008年进行了大规模的扩建改造, 2011年3月底完成了节能改造。

(1) 2008年扩建的三个冷冻站, 所用制冷主机为大金冷水机组 (部分带热回收功能) , 综合效率较高, 维保情况良好;所用冷冻水泵、冷却水泵为定流量系统;由于未安装楼宇自控系统, 设备的运行及管理均通过现场手动操作实现;运行中增减主机、设置设备参数等基本采用按经验操作的模式, 无法实现冷源系统各设备科学地配合运行、以最高的效率运行的目标;冷冻水泵转速、冷冻水供回水温差波动大, 低负荷时在1~3℃之间, 高负荷时为3~5℃;温差小于5℃的设计温差, 系统未能最大程度地发挥节能潜力;冷却水泵在以定流量模式运行时, 供回水温差波动大, 低负荷时在2~3℃之间, 高负荷时为4~6℃, 有一定的节能空间。

实施节能措施包括:为冷冻站引入群控系统, 实行精细化控制, 将冷冻站的能效最大化;对冷冻水泵、冷却水泵进行变流量改造, 将之纳入新的群控系统, 使其部分负荷时的效率最大化;改造冷冻水压差旁通阀门, 使其支持通过楼宇自控系统科学地调整其设定参数。

(2) 2008年装修以前已有的两个冷冻站, 制冷主机为日立冷水机组, 已经过较长时间使用, 效率较低;冷冻水泵、冷却水泵为定流量系统, 水泵多年未更新, 效率较低;由于未安装楼宇自控系统, 设备的运行及管理均通过现场手动操作实现;调整设备运行、设置设备参数等基本采用按经验操作的模式。

实施节能措施包括:改造冷冻水管道, 使之与大金制冷主机的冷冻水管道相连, 通过新安装的楼宇自控系统调配冷冻水的输送;由新冷冻站统一供冷, 将原有制冷主机与水泵作为备用冷源, 纳入新楼宇自控系统。

(3) 热源基本以风冷热泵为主;循环水泵设有变频设备;系统不支持远程监控, 管理维护工作有待加强。

实施节能措施包括:增加楼宇自控系统, 进行远程监控;增加能源管理平台进行能效管理。

项目实施主要包括冷冻站水泵变频改造、冷冻站群控系统安装、新旧冷冻站冷冻管道改造、楼宇自控系统安装、能源管理平台安装。项目投资额约为220万元人民币;投运后节能效果显著, 年节约用能费用56万元人民币。

5 结束语

公共建筑节能改造实践研究论文 篇5

通过对项目开展能耗诊断、节能量核定，基本掌握了我市公共建筑能耗现状。从中可看出，受气候条件、用能状况、运行管理等因素影响，重庆市相同类型建筑年能耗水平相差甚大；各类建筑的平均能耗值均小于标准(征求意见稿)的规定值，能耗最大值均超过标准B类的规定，能耗最低值均远小于标准A类规定值；公共建筑(以办公、商场、宾馆饭店类建筑为代表)的能耗中，各项能耗所占的比例为：空调系统46.28%，照明插座(室内用电设备)31.54%，动力系统17.10%，特殊用能5.08%，因此，公共建筑的节能改造重点在于空调系统、照明插座及动力系统。

2重庆市公共建筑节能改造经济激励措施

，重庆市城乡建委、同方股份有限公司、重庆银行签订推进合同能源管理战略三方合作协议，同方股份有限公司在重庆市城乡建委的支持和指导下，重庆银行向同方股份有限公司授信30亿元用于支持开展重庆市公共建筑节能改造工作，推动合同能源管理模式在公共建筑节能改造中的广泛应用。，我市出台了《重庆市公共建筑节能改造重点城市示范项目管理暂行办法》，明确市级财政按照1∶1的比例配套市级专项补助资金，示范项目按改造项目节能率和改造建筑面积进行补助，其补助标准为：单位建筑面积能耗下降25%(含)以上的，按40元/m2进行补助。单位建筑面积能耗下降20%(含)~25%的，按35元/m2进行补助。单位面积能耗下降低于20%、高于10%的项目，不予拨付剩余补助资金。单位面积能耗下降低于10%(含)以下的，已拨付补助资金的予以追回。对采用合同能源管理模式实施的示范项目，所获得的补助资金可按8∶2的比例分配给合同能源管理公司和建筑使用权人。通过此项激励措施，全面调动了我市公共建筑节能改造项目业主单位和合同能源管理公司的工作积极性，有效推动项目的实施，促进节能服务产业的发展。

3重庆市公共建筑节能改造主要技术措施

3.1空调系统

3.1.1房间空调器

对老旧空调器进行更换，提高空调能效比；采用空调专用节能插座或节能控制板，减少待机能耗和起到限温开机功能(如夏天低于26℃/冬天高于18℃均不启动空调)；采用空调冷凝水对冷凝器进行喷水降温装置；采用窗磁开关与空调器的连锁控制，限制开窗时候自动停止空调；按楼层设空调器专用线路、专用开关，人工控制。

3.1.2集中空调系统

(1)在冷热源设备方面，采用的技术措施：更换老旧冷水机组(老旧活塞式冷水机组、老旧溴化锂吸收式冷水机组更换为螺杆式冷水机组，机组COP可提高50%以上)；机组压缩机设置自动启停装置，设置专用冷机控制柜，采用电流控制法开/停机台数；风冷热泵冷水机组对风冷冷凝器加设喷水降温装置；过渡季节、冬季采用冷却塔自然冷却作用对水进行冷却，减少冷水机组开启时间；更换老旧的热水锅炉；更换老旧热水锅炉的燃烧器；加装燃气锅炉烟气余热回收装置，用于预热生活热水或者供暖回水。(2)在水系统方面，采用的`技术措施：对冷却水泵进行变频改造；冷却塔采用风机同步变频，均匀分布改造，充分发挥冷却塔的自然冷却作用；对冷冻水泵进行变频改造；对流量、扬程匹配过大，效率低的水泵进行更换；对二级泵系统的二级泵进行变频改造；供暖热水系统取消板式换热器，使间接式供暖系统改造成直接式供暖系统；冷热源机组与水泵并联式连接改为串联式连接，减少并联损失；对并联式水系统平衡度差的，安装水力平衡器；供暖供冷共用水泵的系统加装供暖水泵；供暖与供生活热水共用水泵的系统加装供生活热水水泵。(3)在风系统方面，采用的技术措施：空调机组风机加装变频装置，采用回风(室内)温度控制风机转速；空调机组换热器手动水阀改为电动水阀并用送风温度控制其开关大小；回风管或室内加装CO2浓度传感器，并控制新风阀的开度大小；定新风比的全空气空调系统改造为可调新风比和全新风运行的系统，可减少过渡季节、冬季开启冷水机组及水泵的时间2~3个月。

3.2照明插座(室内用能设备)

3.2.1照明

功能房间的实际测试结果表明照度不高，但从照明灯具装机功率密度值来看，所有测试区域的照明装机功率密度值均超过《建筑照明设计标准》的要求，在实际使用中，灯具分组控制较合理，实际使用时并未开启所有灯具。由于部分区域使用白炽灯，所以降低照明装机功率密度值主要是在保障人员的视觉舒适度情况下，将建筑内所有白炽灯替换为LED球泡灯，将T8荧光灯替换为LED灯管，将射灯替换为LED射灯；走廊减少开启的灯具数量来实现照明能耗的降低。卫生间照明安装智能控制开关，实现人走灯灭，降低能耗。

3.2.2插座(室内用能设备)

室内设备主要为计算机、打印机、复印件、饮水机、电水壶等，使用分散，范围广，管理难度大。通过安装专用节能插座，实现降低能耗。当电脑主机关闭后，将电脑连接的打印机等外部设备电源一并自动关闭，也可以使用定时关机来关闭电脑主机，从而自动关闭外部相关设备，减少待机能耗；计算机安装专用软件系统进行控制，做到无人使用时，降低光屏亮度；饮水机等高能耗设备安装专用时控节能插座，实现白天上班供电开机，夜间关机断电，根据使用时间和习惯灵活进行时间设置。

3.3动力(供配电)系统

对于配电箱进线电流不平衡度和零相比都不满足电力规范要求的，采用人工调整相路负载结合增置无功补偿式三相负荷平衡装置，解决配电系统三相负荷不平衡问题，降低配电系统负载电流带来的损失；垂直升降电梯增设回馈装置；扶梯增加智能控制措施，即根据负载的大小自动调节输出功率，空载则低速运行，无人则自动停止运行

3.4特殊用能系统

厨房排风机加装变频控制柜，根据厨房油烟、CO2浓度控制风机变速运行；酒店洗衣房、消毒用的蒸汽锅炉加装烟气热回收装置；厨房炉灶用高效燃气燃烧器更换原有的老旧燃气燃烧器。

3.5围护结构

公共建筑节能技术 篇6

引言

我国“十二五”期间新建民用建筑要执行节能百分之五十的设计标准。能设计中建筑、暖通、电气等各专业之间缺乏配合，这些都是需要解决的问题。同时，在设计过程中也发现了一些现行国家与地方节能设计规范中存在的、值得继续深入探讨的问题，在此一并提出，供设计者和相关规范制定者参考。

暖通与建筑专业在节能设计中的协作关系

建筑设计的各个专业中，建筑、暖通和电气专业与节能设计的关系最直接、最紧密，其次是给水排水和结构专业，而其中相互关系最密切的显然是建筑与暖通专业。就建筑设计院及设计人员而言，应建立良好的操作流程和程序化的文件模式，解决好上、下游的无缝衔接，才能有效地在设计文件中正确体现节能设计的内容，以利于最终实现建筑节能的目标。

在实际工程项目的设计工作中，建筑与暖通专业之间最容易、最常见发生的衔接差错，就是反映在各自计算文件中的各项围护结构传热系数（K值）不相同。主要原因是：一开始就需要输入围护结构的各项参数，而此时建筑专业往往还未最终确定各种围护结构的材料选用，暖通空调计算书只能按当时初定的围护结构参数输入数据，而围护结构材料的选用一般要到建筑专业作“节能计算报告”作调整后才能最终确定。

所以，在实际工作中，很重要的一点是检查每项工程“空调（采暖）负荷计算书”中的围护结构各项K值，核对建筑设计所采用的实际围护结构材料情况，以确保“空调（采暖）负荷计算书”与建筑的“节能计算报告”所使用的K值吻合一致。如在施工图设计的最后阶段，发现建筑专业的围护结构材料有改变，就要相应修改“空调（采暖）负荷计算书”中围护结构各项K值的设定值，重新计算并打印该计算书的修订版。

节能规范中一些问题的探讨

相关节能规范是设计的依据，但在设计过程中，我们也遇到或发现了一些应用节能规范方面所存在的问题。在此一并列出，以供设计人员和规范制定者参考。

1.热回收装置效率问题

设计过程中，参照《标准》5.3.14条规定选用相关热回收设备时可发现，目前市场上，众多品牌产品的技术参数中，显热回收效率普遍大于60%，满足规范要求，而全热回收的参数，冬季效率基本勉强满足60%的要求，而夏季的全热回收效率则普遍不满足规范要求。如果严格执行此条规定，设计中则会发生无满足规范要求的设备可供选择的现象，即使有，也是个别品牌，另外不能排除这些厂商根据规范篡改技术参数的可能。

对于此问题，建议规范制定者与国内热回收装置的主要生产厂商加强技术联动，制定更为合理的技术指标，且全热回收效率和显热回收效率宜分别设定。从专业角度分析计算，并综合市场上众多品牌产品的技术参数，可以发现60%的指标，对显热回收效率而言偏低，而对全热回收效率而言则偏高。

2.变制冷剂流量多联空调机组的能效比问题

对于目前市场上广泛使用的变制冷剂流量多联空调机组的制冷性能参数（COP值或EER值）则并未规定。实际设计中只能参照风冷冷却涡旋式冷水机组或风冷式单元式机组（不接风管）的2.6W/W值，进行设备选型。而市场产品中，无论是变频机还是数码涡旋机，其制冷性能系数均明显高于2.6，以2.6W/W作为变制冷剂流量多联空调机组的制冷性能参数的限定值并不准确。

建议单独对变制冷剂流量多联空调机组的COP值或EER值进行规定，以利于设计中的明确选型。

3. 以计算负荷为依据的设备选型问题

《标准》5.1.1条规定，对施工图阶段冷、热负荷的计算方法进行了规定，但是如何根据计算出的冷、热负荷值，进行相关的设备选型，则无任何提及。

建议应给出以计算负荷为依据的设备选型的限定，例如：如何根据计算所得的冷、热负荷总值，选配冷、热源主机，最终选用的主机总制冷、制热量和计算数据的关系应进行上、下限的设定，特别是上限限定；冷负荷的逐项逐时计算值和制冷主机的台数选型配置宜有相关的建议；另外对于室内空调机组，全空气系统的空调机组如何根据负荷计算值选型，半集中式系统的新风机组和室内机组（如风机盘管机组等）如何根据计算负荷值进行选型等，均宜有所建议。只有给出了以计算负荷为依据的空调系统设备选型的建议，施工图阶段冷、热负荷的计算才有针对性的意义，否则算负荷与选设备互不相干，则计算已无意义了。

4.其他问题

规范中主要针对空气调节系统进行相关设定，对于如何有效利用自然通风（或机械通风）进行建筑物的冷却则无任何条文，建议应增加充分利用通风进行建筑物节能设计的相关规定。

结语

综上所述，经过近几年的节能设计工作，节能设计已取得了一定的成效，也形成了较好的节能工作局面，但是，节能设计作为建筑节能工作中的先行者和重要的一环，在总结经验和发现问题、解决问题的过程中还需不断完善，这样才能做得更好，考虑得更深远一些。

公共建筑结构节能改造技术措施 篇7

改造前项目概况

该项目为地处北京某科研单位主楼，于90年代初建成，地下2层，地上21层，22层为设备层，建筑总高78.40m;建筑结构类型为框架结构，南北朝向为主立面采光，东西向设有走廊采光窗;北立面为主出入口，大门紧邻北三环;楼角部分为45°斜面剪力墙外砌240mm砖墙;南北立面竖向装饰柱为空心水泥挂件，挂件从三层到二十一层，装饰柱挂耳厚240mm嵌于主结构上下边梁间，装饰柱凸出结构面650mm;窗下墙为砖砌墙加100mm厚水泥压顶;大楼水平剖面呈八角形，屋面南北两侧设有宽2700mm储藏室，东西两端为机房。大楼外立面装修：实体墙及装饰柱外贴瓷砖，少数瓷砖已随机脱落，南立面设有部分空调窗机钢结构，南门厅扩展改造为首层接待大厅。

改造范围和内容

依据《公共建筑节能设计标准》(GB50189-2005)，提高大楼整体外围护结构热工性能，有效降低能耗，提高室内舒适度。改造范围包括整体立面外围护改造。

改造内容包括：大面积外墙瓷砖处理降低安全隐患;新建点支撑玻璃观光电梯;墙体保温;干挂陶土板外墙;铝单板装饰柱;首层增加接待厅(外立面为干挂陶板、玻璃幕墙、铝板遮阳构造)。工程现状没有室外脚手架及垂直运输设备，施工基准线、基准点自行测量，该工程地处北京市三环以里，施工材料运输受时间限制，工期短且不能影响正常办公。

节能改造总体设计思路

该工程为大型公共建筑既有工程改造，施工准备包括旧窗拆除、大面积外墙瓷砖处理降低安全隐患、新型隔热铝合金窗安装、新建点支撑玻璃观光电梯、墙体保温、干挂陶土板外墙、铝单板装饰柱。工程现状没有室外脚手架及垂直运输设备，施工基准线、基准点自行测量，该工程地处北京市三环以里，施工材料运输受时间限制，工期短且不能影响正常办公。

其难点在于：该建筑外墙瓷砖已有脱落现象，将来脱落程度很难预测;各层装修不统一，旧窗洞口尺寸不一致。新窗安装左右与铝单板装饰柱交口，垂直方向必须控制一致;新窗上下与陶土板交口，陶土板宽度为固定规格不可调且必须保证横缝一致;各层装修不一致，新窗进出位置不能里外照应;综合定位难;陶土板幕墙转折点多。整体建筑呈八角形，拼角多，安装精度要求高，对称控制难;该工程业主为大型科研院所，室内环境要求高。因此综合考虑，安全性和节能性指标是设计确保的重要物理性能。

由于该建筑面临北三环主干道，建筑主体距离主干道不到仅30米左右，因此，考虑到噪音影响，窗户的北立面和南立面的噪声隔声指标分别考虑;另外，南北立面的窗户保温性能也分别规定了相应的传热系数。

门窗系统节能设计措施

门窗系统采用“乐意(LOW-E)”60系列铝合金隔热门窗系统，根据其系统特点，结合本工程应用时，联系节能要求，进行了具体细节和适应型设计，具体包括：

1、立面朝向和隔声

项目南北立面窗墙比24/100，南北立面的外窗面积又大致相同，另外，窗型统一，尺寸、分格、开启形式完全一样。由于几乎处于正南和正北朝向，北立面紧邻北京市北三环主干道，主楼北立面临三环辅路边缘仅30米，北立面强调保温的同时，噪音隔离是一个重要问题。南立面面临2层办公楼和家属区。综合考虑后，窗系统保持一致的情况下，北立面玻璃选择为，南立面选择。后根据检测结果：北侧双中空铝合金窗隔声性能：Rw=36(-2，-5) dB;南侧单中空铝合金窗隔声性能：Rw=34(-1，-3) dB。

2、立面朝向和传热

玻璃选择也考虑了朝向问题。北侧玻璃选择6+9A+5+9A+5 (Low-e) 双层空气层的三玻玻璃，最初设计K值为2.184W/m2·K

3、玻璃和空气层的确定

通过计算得出，增加玻璃厚度对降低中空玻璃K值的作用不是很大，8mm+A12mm+8mm的组合方式比常用的6mm+A12mm+6mm组合K值降低0.03W/(m2·K)，对建筑能耗的影响甚微。本项目南北立面的玻璃厚度分别为南立面2层6mm和5mm玻璃，北立面3层为6mm和5mm、5mm玻璃，合计厚度差为5。结合上述分析，其差别对传热影响微乎其微。厚度选择除保证安全计算要求外，还考虑了60系列槽口的宽度限制，控制玻璃与铝框间隙不得小于3mm的规定。

空气层对节能有两方面的影响，首先是保证传热系数，其次是传热系数的稳定。可以说，在最有利的气象条件下，双层玻璃的热传递比单层玻璃可减少45%;而在最不利的气象条件下可减少60%。此次空气层的确定也是考虑了综合因素后，分别确定了9mm和12mm类空气厚度。

4、气密性的影响

在风压和热压的作用下，气密性是保证建筑外窗保温性能稳定的重要控制性能指标。

外窗的气密性能直接关系到外窗的冷风渗透热损失，气密性能等级越高，热损失越小。如果在施工中窗框和窗洞之间密封良好，冷风渗透热损失决定于窗的气密性等级。

此次项目门窗的气密性确定为4级，是比较高的气密性要求，实际检测值完全满足指标要求。

另外，本项目高度为78.40m，北立面临交通主干道，受西北风和东北风影响较大。其主导风向直接影响冬季住宅室内的热损耗及夏季室内的自然通风。因此，从冬季保暖和夏季降温考虑，主导风向因素不容忽视。窗户的朝向与主导风向的关系对室内通风有着相当的影响。

当门窗关闭的情况下，如果存在一定程度的空气渗透性，就会因为热对流传递而造成额外的损失。这和通过为了实现通风而打开的窗户的热对流传递原理是一样的。通过打开的窗户冬天热气会漏出，夏天不受欢迎的热气会进入室内空间。所以在门窗关闭的情况下，

除了由于热传导而造成的热损耗概念，还包含了空气渗漏热损耗。窗口外界的风速和渗漏的关系不可忽视。除外窗系统在设计时考虑了双道密封等措施外，与结构洞口的连接也采取了相应的措施。

首先，窗口在拆除后保留了原有的钢副框，表面进行防腐处理，外侧窗套由于安装铝板，对部分原有瓷砖进行了剔凿，钢副框与结构之间的缝隙采用聚氨酯发泡填塞。其次，新窗设计尺寸在底边、左右两边设计缝隙4mm，上框与原副框间隙至少保留10mm。其原因是保证在使用过程中，建筑变形作用于窗上主要是上横梁的挠度荷载，如果导致窗外框受力，必将影响整窗的变形，包括开启扇，窗户的整体正四边形是最不利的稳定几何形状，一旦变形，玻璃与框、扇、挺之间，扇与框之间，外框与结构洞口之间的密封性难以保证，空气渗漏必将导致热交换增加，整体节能性失效。

陶土板幕墙系统的特点

该工程陶土板主要分布在窗间墙、山墙部位，整体建筑平面呈八角形，转折处90°角和135°角阴阳相间。工程陶土板幕墙选择开敞式的设计，幕墙出色的接缝设计结合陶板的材料特性确保了幕墙表面完美的水导流效果，由此可以阻止幕墙表面沉积物的形成，进而保持幕墙表面的美观，突显陶板幕墙的自洁能力。经初步测量，窗洞口尺寸存在较多偏差;考虑改造工程的经济性，选择多种规格标准宽度陶土板，以满足整模数和间墙尺寸要求，同时保证外立面效果。

工程地处首都北京，全年温差较大。这样一个特殊的地理环境及其使用功能均要求其建筑外围护结构具有较高的保温、隔音、耐冲击等性能。陶板在高温下得到最佳的煅烧，这个过程能够最大限度地增强陶板对抗恶劣天气的性能，该陶板的科学之处还表现在其条形中空式的完美设计，此设计不仅减轻了陶板的重量，还提高了陶板的透气、降噪和保温性能。

陶土板幕墙的构造

(1）开敞无胶缝设计构造

陶土板的原材料为天然陶土，不添加任何其它成分，不会对空气造成任何污染;且陶土板接缝为开敞式，安装不需要打胶，不会对陶板及其它构件造成污染，影响外立面视觉效果。良好的接缝设计结合陶板的材料特性确保了幕墙表面完美的水导流效果，由此可以阻止幕墙表面沉积物的形成，保持幕墙表面的美观。

通风是由陶板水平接缝缝隙实现，幕墙与墙体和隔热层之间70毫米的距离保证了幕墙。

内侧的通风及内部的干爽。

(2）陶板防雨水冲击构造

关于击打状的雨，我们理解为从天上落下的雨 (雨滴) 由于逐渐增大的风速的作用在水平方向的击打力变得不断增强的一种现象。击打状雨产生的负荷其基本动力是由风力产生的。在一堵没有铺设背面通风空间的外墙面上，由房屋或建筑物周围的风绕流所产生的滞止压力会使雨水通过可能存在的细缝、陶板或裂隙直接侵入到外墙后面的隔热保温层里面，产生浸湿效应。背面通风空间可以阻断这个过程，并且有能力通过背面通风的气流将侵入进来的潮气 (水分) 重新蒸发出去。从国外一些相关的试验可以确定，在通常5-12mm宽度开缝的情况下，只有特别的狂风暴雨才有可能使少量雨滴因压力不平衡穿过开缝进入到陶板背面来。

然本工程所用陶板为槽口式，出色的槽口接缝设计、接缝件、带孔铝板的接缝、封修配合，确保了幕墙表面完美的水导流效果，由此可以阻止幕墙表面沉积物的形成，进而保持幕墙表面的美观，杜绝了雨水通过水平横缝进入陶板背面。

至于竖缝，对此专门设计了一种铝制弹性接缝件，可有效地防止雨水的进入，少许渗入的雨水及结露水，通过陶板结构有组织的排水系统、及背面通风的气流将侵入进来的雨水重新蒸发(排除)出去，达到结构本身防水的目的。

(3）防陶板位移、减震

陶土板幕墙结构干挂技术，由连接件、龙骨、接缝件、扣件和陶板组成。陶板通过特殊扣件固定在内部龙骨结构上，安装方便，既节省安装费用，又节省时间，安装过程中损毁，可以随意更换，并且可以回收再利用，在垂直的接缝隙中安装了弹性接缝件。接缝件可以有效的平衡陶板因外部因素(雨水冲击、大风吹刮等)产生的正面、侧向位移，并避免发出声响，保持整个外立面的平整度。

(4）保温、透气、降噪音

选用条形中空式的陶板，不仅有效的降低了陶板的自重，还提高了陶板的透气性，降噪音和保温性能。通过实验测试，大约可降低9分贝的噪音。

(5）防火、通风功能

选用的陶板防火等级为A1, 骨架、扣件皆为难燃之物，防火效果良好;通风是由陶板水平接缝缝隙实现;幕墙与墙体或结构保温隔热层之间70毫米的距离保证了幕墙内侧的通风及内部的干爽。

(6）防雷、静电设计

陶板幕墙龙骨通过接闪器上、下连接，其整个骨架体系通过Φ12圆钢与结构主体避雷带相连接，形成有效的防雷、防静电体系。

铝板幕墙系统

既有改造中，将原有非幕墙的部分改造为幕墙时，首要问题是幕墙支撑系统与墙体结构连接的问题。无法回避的实际问题是如何针对不同既有墙体采取可行和有效的幕墙系统与主体结构有效连接，即埋件如何“植入”主体结构中?

既有墙体有多种类型。覆盖层加涂料、贴面砖、干湿贴石材的等等，本项目解决了两个问题。

(1)原有大面积瓷砖的固定：由于原有瓷砖已经十多处随即脱落，本项目三边为交通道路，后部为停车场，瓷砖脱落已经成为安全隐患，而大面积拆除并不现实，所以采取镀锌钢丝丝网加固，从实际安装后效果来看，是比较理想的解决办法。

(2)关于外墙节能改造后置埋件位置封洞的处理方法项目经几种方案比较后，对埋件洞口的处理采用混凝土砌块封堵。

公共建筑节能技术 篇8

低能耗建筑是指在建筑围护结构、设备系统、照明、智能控制、可再生能源利用等方面综合选用各项节能技术,使其运行时节能率达到65%以上的建筑物。

广西某医院门诊住院综合楼,总建筑面积44537.62m2,建筑高度为91.45m,地上23层,地下1层,1～6层为门诊与医技部分,7～22层为病房,23层为会议室,项目原节能设计信息如下:

1.1 建筑专业节能设计信息

外窗选用6mm厚普通铝合金热反射镀膜玻璃,K=5.5W/m2·K,Sw=0.27,窗开启方式为推拉窗,窗墙比为56%,窗可开启面积比为18.8%;大于风速0.5m/s的有效通风面积比为28%;外墙隔热材料选用挤塑泡沫保温隔热板;屋面采用挤塑泡沫保温隔热板。

1.2 电气专业节能设计信息

采用低能耗的干式电力变压器、高效率节能型的电光源和合功率因数高的照明设备,采用跷板开关集中控制。

1.3 暖通空调专业节能设计信息

冷(热)源采用水冷螺杆式冷水机组+风冷热泵机组,不带热回收系统,夏季供冷时,水冷冷水机组和风冷热泵机组共同制冷。冬季时,使用螺杆式风冷热泵机组供暖。冷冻、冷却水泵设变频控制;采用常规分散式控制系统;新风由新风处理机单独处理。

2 项目低能耗技术优化

2.1 建筑节能优化技术

2.1.1 外窗节能优化措施

1～6层外窗东西向和南向部分窗改为采用6mm+9mm+6mm厚Low-e中空玻璃,K=2.4W/m2·K,Sw=0.56;7～22层南向房间采用平开窗,窗墙比为56%,窗开启面积比为37.6%;大于风速0.5m/s的有效通风面积比为65%。

2.1.2 利用过渡季和空调季夜间加强自然通风降温

南宁夏季室外平均风速为1.6m/s,对夏季空调供冷期、自然通风过渡季、冬季空调供暖期和非供暖期的界定原则如下:

(1)夏季空调供冷期

室外平均气温≥27℃(定义条件为80%的天数低于日平均气温27℃的小时数少于8h),运行集中空调系统时段为:6月21日到8月12日全天24h,共1272h;4月25日到6月20日每天7:00～20:00,共741h;8月13日到10月15日每天7:00～20:00,共832h。

(2)自然通风过渡季

(1)室外平均气温为20℃～26℃(定义条件为80%以上的天数日平均气温在20℃～26℃小时数不少于8h),建议可以运行集中空调系统,也可以通过开窗加强通风排走室内热量。该时段为:4月25日到6月20日每天20:00～次日7:00,共627h;8月13日到10月15日每天20:00～次日7:00,共704h。

(2)室外平均气温为20℃～26℃(定义条件为80%以上的天数日平均气温在20℃～26℃小时数不少于8h),不需要运行集中空调系统。该时段为:10月16日到11月30日全天,共1104h。

(3)室外平均气温为15℃～26℃(定义条件为80%以上的天数日平均气温在15℃～26℃小时数不少于8h),不需要运行集中空调系统的时段为:3月1日到4月24日全天,共1320h。

(3)冬季空调供暖期

室外平均气温≤15℃(定义条件为80%以上的天数日平均气温在15℃～26℃小时数不少于8h),日平均气温≤15℃,(国标是15℃以下为供暖计算温度),运行集中空调系统的时段为:12月1日到次年的2月28日,共1600h。

(4)冬季非供暖期

室外平均气温>15℃,不需要运行集中空调系统。该时段为:12月1日到次年的2月28日,共560h。

由此可以看出,自然通风过渡季阶段中的4月25日到6月20日每天20:00～次日7:00和8月13日到10月15日每天20:00～次日7:00共1331h,室外平均气温为20℃～26℃,南区病房可以通过开外窗和病房门(或位于走廊的内墙开洞安装百叶)加强通风,形成穿堂风的措施,停止运行集中空调,减少空调运行时间。由于此时段为夜间,病人休息不方便开窗和开门,因此仍按照运行集中空调的条件考虑。统计出全年夏季供冷小时数为2845h,冬季供暖小时数为1600h。

2.1.3 病房室内风环境模拟优化

在自然通风条件下,通过风模拟仿真软件对南区标准病房模拟出室内气流变化状态(见图1和图2)。

通过对图1和图2比较可以看出,当室外自然风速为0.5m/s,即接近静风状态时,病房内平均风速为0.34m/s,在开启窗户与病房门之间形成空气对流的贯通区,风速会有所提升,达到0.8m/s以上,属于有风流动状态。而在病床周边范围内,由于没形成气流出路,风速几乎为零,人体皮肤散热缓慢,在室温达到27℃以上时,患者感觉会稍微不舒适,需要通过一些降温或加强风扰动措施加以改善。当室外自然风速为1.6m/s,即属于人感觉有风徐来、树叶微动的情形时,在开启窗户与病房门之间的通道平均风速为3m/s,病床附近风速可达到1m/s,患者能感觉空气缓慢流动,皮肤有微风拂过的感受,散热良好,在室温达到29℃时,仍然不会有烦躁不安的感觉。因此,南区病房开窗方式改为平推窗后,开启窗面积增加近一倍,加强了自然通风,室内热量可以有效散出,室内空气龄短,空气流通较顺畅,患者感觉舒适,可以减少开启集中空调时间,节省能耗,节约运行成本。

2.2 空调节能优化技术

采用水蓄冷+常规电制冷空调系统,水冷螺杆机组制冷,带余热回收系统,余热回收后与空气源热泵联合供应生活热水管路;自动控制采用空调变流量一体化能源集中管理系统;新风通过新风排风全热回收交换机处理。

2.3 电气节能优化技术

增加采用太阳能光伏发电与建筑一体化技术用于公共照明;在医生办公室设置电扇,增加室内空气扰动;采用集中照明控制系统。

3 低能耗优化建筑的耗能预测

3.1 采用节能技术的思路

通过改善围护结构热工性能、提高空调设备和照明设备效率,采用低成本节能技术后,比较计算原设计节能建筑(以下简称“设计建筑”)、低能耗优化建筑(以下简称“优化建筑”)两种方案的全年暖通空调和照明能耗预测分析,得出项目低能耗优化建筑的节能率,评定优化建筑采用低能耗技术后是否达到节能65%的要求。

3.2 设计建筑与优化建筑的设计条件

3.2.1 设计建筑的设计条件

设计建筑按照节能50%的标准设计的,设计输入条件为:外墙K值为1.03W/(m2·K);屋顶K值为0.56W/(m2·K);外窗K值5.5W/(m2·K);遮阳系数SC为0.26;风冷螺杆机组能效比为3.3;水冷螺杆机组能效比为5.7;照明功率密度值为11W/m2。

3.2.2 优化建筑的设计条件

优化建筑按照节能65%的标准设计,设计输入条件为:外墙K值为1.39W/(m2·K);屋顶K值为0.72W/(m2·K);外窗K值2.4W/(m2·K);遮阳系数SC为0.56;风冷螺杆机组能效比为3.3;水冷螺杆机组能效比为5.7;照明功率密度值为9W/m2。

3.3 设计建筑与优化建筑的全年预测耗电量

采用DeST软件、浩辰空调计算软件对两种模式建筑进行能耗模拟计算,采用当量满负荷运行时间法对设备耗电量进行近似计算,结果分析如下:

3.3.1 设计建筑

设计建筑的空调冷热负荷计算结果统计为:逐时最大冷负荷3460kW,最大热负荷1054kW,全年累计冷负荷7374069kW·h,全年累计热负荷448407kW·h。

设计建筑空调设备选型结果为:采用2台水冷螺杆机组,Q=1287.9kW,N=224.4kW;采用2台风冷热泵螺杆机组,Q冷=503.5kW,N冷=149.3kW,Q热=564.8kW,N热=141.5kW;采用3台冷冻水泵(其中1台备用),L=240m3/h,H=32m,N=30kW;采用3台冷却水泵(其中1台备用),L=280m3/h,H=28m,N=30kW;采用3台冷热水泵(其中1台备用),L=105m3/h,H=37m,N=18.5kW;采用2台冷却塔,L=325m3/h,N=5.5×2kW;选用的空调末端总电功率N=147.44kW。空调运行方式为水泵变流量运行,空调末端定风量运行。

设计建筑空调全年耗电量计算结果为2241518kW·h,照明全年耗电量计算结果为609286kW·h,总计全年累计耗电量为2850804kW·h。

3.3.2 优化建筑

优化建筑的空调冷热负荷计算结果统计为:逐时最大冷负荷2720kW,最大热负荷925kW,全年累计冷负荷3494837.1kW·h,全年累计热负荷300623.4kW·h。

优化建筑空调设备选型结果为:采用1台水冷螺杆机组,Q=1127.1kW,N=197kW,热回收热量Q=182.2kW;采用2台风冷热泵螺杆机组,Q冷=401.1kW,N冷=122kW,Q热=462.7kW,N热=114.2kW;采用2台冷冻水泵(其中1台备用),L=210m3/h,H=32m,N=30kW;采用2台冷却水泵(其中1台备用),L=240m3/h,H=28m,N=30kW;采用2台冷热水泵(其中1台备用),L=88m3/h,H=38m,N=18.5kW;采用1台冷却塔,L=290m3/h,N=5.5×2kW;采用1台蓄冷水泵,L=170m3/h,H=18m,N=15kW;采用1台放冷水泵,L=185m3/h,H=15m,N=15kW;选用一个1450m3蓄冷水池;选用2台板式换热器Q=1400kW;选用的空调末端总电功率N=147.44kW。空调运行方式为水泵变流量运行,空调末端定风量运行,水冷机组预热回收,新风、排风全热回收,采用水蓄冷。

优化建筑空调全年耗电量计算结果为1558288kW·h,照明全年耗电量计算结果为498507kW·h,水蓄冷移峰填谷转移节电量为-131000kW·h,太阳能光伏发电量为-182500kW·h,电风扇耗电量为36048kW·h,总计全年累计耗电量为1779343kW·h。

3.4 设计建筑和优化建筑节能率比较

以20世纪80年代初期的公共建筑能耗的基准建筑能耗为100%作为基础(即节能率为0%),设计建筑的节能率计算结果为55%,优化建筑节能率为72%。年耗电量比较见图3,节能贡献率构成见图4。

4 结语

优化建筑的预测节能率为72%,符合低能耗节能≥65%的要求,初投资估算比原设计增加376.1万元,每年优化运行费用可以比设计建筑节约80万元,静态投资回收期约为5年,空调系统使用寿命约为20年,因此该门诊综合楼投入使用5年多后可以使增量造价返本,预测以后每年优化建筑运行费用可以比设计建筑节约80万元。表明优化建筑的节能技术措施合理可行。

摘要：通过工程实例,介绍低能耗公共建筑节能技术的优化,以及耗能的预测,以供借鉴。

关键词：低能耗,公共建筑,节能技术

参考文献

[1]陆耀庆.实用供热空调设计手册(第二版)[M].北京:中国建筑工业出版社,2008.

[2]薛志峰.公共建筑节能[M].北京:中国建筑工业出版社,2007.

公共建筑节能技术 篇9

※建筑用能折算为电能

1 节能改造潜力与技术的研究方法

为了讨论既有政府办公楼与公共建筑的节能改造技术, 作者所用的研究方法之一是:诊断建筑用能系统, 包括现场考察、测试;节能改造前后的能耗对比;用户评价意见。研究方法之二是既有节能技术信息的调研。研究方法之三是建筑能耗模拟, 所采用的模拟软件为清华大学开发的DeST能耗模拟软件和英国的Design Builder建筑能耗模拟软件, 以现场调研参数为设定参数, 分别模拟了商场、酒店、写字楼的建筑能耗, 表2为模拟与审计结果的比较。从表中可看出, 模拟结果与审计结果的误差较小。因此, 采用DeST和DB软件模拟建筑能耗, 准确度满足要求。

备注:按电力当量值折算。

武汉的供采暖负荷是制冷负荷的50%～70%。不同建筑功能的空调能耗与供暖能耗 (各公共建筑冬季供暖热负荷均有对应的空调系统承担) 比值见表3。从表中可看出, 按等价值计算, 空调能耗至少是供暖能耗的1.22倍。如果按当量值折算, 采用多种能源时, 由于没有考虑生产电力时所消耗的加工转换损失量, 电的折算量很低, 间歇运行的政府办公楼、写字楼的空调能耗有可能小于供暖能耗, 导致公共建筑节能以保温为主。为避免加深电力供应的紧张程度, 避免用电的热能来代替其它能源的热能造成的浪费, 建议节能分析按等价热值计算或者能质系数计算 (武汉市的能质系数另文介绍) 。

2 围护结构

根据现场测试与计算, 武汉政府办公楼的非透光部分屋面传热系数为 (0.44～1.62) W/ (m2·K) , 透光部分屋面传热系数一般为 (5.4～6.4) W/ (m2·K) , 外墙的传热系数为 (1.11～2.47) W/ (m2·K) , 底部接触室外空气地面的传热系数 (1.0～3.63) W/ (m2·K) 。围护结构主要影响空调供暖能耗, 外窗还影响照明能耗。武汉地区属于夏热冬冷地区, 四季分明, 酒店、写字楼、政府办公楼的围护结构的空调热负荷约占空调负荷的70%～80%左右, 空调冷负荷占空调负荷19%以下左右。

2.1 商场

作者以武汉地区A商场为模型, 围护结构改造前后的参数按“公共建筑节能设计标准”介绍的基准参数与达标的节能参数设置[3]。模拟结果表明, 采暖季节累计热负荷减少了37.2%;制冷季节累计冷负荷减少了2.7%;过渡季节累计热负荷增加了11.1%。全年锅炉与制冷机共节约3.58%的能耗。节能效果不是很明显, 主要原因是商场以供冷为主, 围护结构所占的建筑负荷份额很小, 约为8.1% (按冷负荷系数法计算) , 模拟结果表明, 既有商城不适宜进行围护结构改造。

2.2 酒店

采用DB建筑能耗软件模拟, 图1为B酒店的模拟图。该酒店为全封闭大楼, 窗墙比为0.2, 外墙的结构内外粉刷20 mm水泥砂浆, 主体为180 mm红砖, 综合传热系数为2.33 W/ (m2·K) , 屋面为10 mm瓷砖+40 mm保温层+20 mm水泥砂浆+150水泥板+40 mm水泥砂浆, 综合传热系数为0.489 W/ (m2·K) 。外窗采用中空玻璃, 传热系数为3.23 W/ (m2·K) , 太阳得热系数SHGC为0.76。图2为酒店制冷季节围护结构的月累计空调负荷。从图中可看出, 3月、4月、11月室外焓值低, 夏季夜间室外温度迅速降低, 不保温的围护结构有利于室内的热向室外传递;但夏季的白天与冬季, 不保温隔热的围护结构对传热不利。设定室内设计温度为22℃, (实际控制温度) , 空调季节为26℃, 外墙外保温改造后的传热系数为0.6 W/ (m2·K) , 改造前后的节能率见表4。从表中可看出, 供采暖能耗减少了31.06%, 但制冷能耗增加了1.64%, 总的节能率为7.92%。按外墙改造成本220元/m2、电价0.93元/kWh计算, 外墙外保温的回收期9.75年 (静态投资) 。

2.3 政府办公楼

某政府办公楼建筑面积为18 000 m2, 地面17层, 地下2层, 南北朝向, 建筑外墙是250 mm加气混凝土, 建筑屋面是40 mm水泥膨胀珍珠岩。铝合金单层单玻窗, 窗墙比:南55.8%, 北46.5%, 东西6.9%。照明是荧光灯+少量节能灯;各种节能措施的效果见表5。从表中可看出, 投资回收期均超过8年, 而且内、外保温均使制冷能耗增加。采用外遮阳, 空调冷、热负荷均减少, 因此, 夏热冬冷地区围护结构改造的最佳方案是外遮阳, 但回收期受价格制约。

3 中央空调系统现状与改造技术

3.1 中央空调系统设计与运行现状

3.1.1 制冷机组现状

制冷机组与机房存在的普遍问题是:安装容量偏大, 实际投入运行的机组一般占装机容量的1/3～2/3, 能效比COP普遍低于公共建筑的强制性标准, 单台机组的负荷率一般在30%～80%, 机组低负荷运行时喘振或者不能正常工作等。例1, A酒店的制冷机组为工频离心式机组 (1999年投入运行) , 共有4×400USRT的机组, 负荷最大时运行两台, 机组的设计能效比为5.43。根据2007年10月22日～10月31日对制冷机组运行参数的测试, 1#机组的负荷率在41%～76%之间变化, COP值在3.33～4.27之间;2#机组的负荷率在38%～86%之间变化, 其中, 在80%～86%的负荷率为10.93%, 60%～69%负荷率的概率最大 (34.82%) , COP值在2.88～4.62之间, 均低于公建标准。例2, E办公楼安装了三台500RT的离心式冷水机组 (2001年投入运行) , 压缩机功率340 kW。三台机组通常只运行一台, 即使在天气炎热的情况下, 也仅开启两台。通过测试, 制冷机组的COP在3.50～4.14之间, 低于公共建筑的强制性标准, 也低于设计工况的COP。

3.1.2 中央空调水系统现状

中央空调水系统存在的问题是:大流量小温差, 冷冻水的温差在1.4～4.9℃之间, 冷却水的温差在1.0～3.4℃;一次泵定流量运行;泵的扬程选型偏大, 多数泵的工作流量大于铭牌值, 导致泵的工作点偏移, 泵的效率多数在40%～50%以下;设计工况是1机1泵, 由于水泵扬程偏大, 实际工况不能正常运行, 仅能一机两泵;管道保温效果差, 空调泵手工变频失效。

3.2 中央空调系统改造技术

3.2.1 冷源改造技术

(1) 主机COP节能改造。约克离心式冷水机改造为VSD变频驱动, 制冷机的节电量为30%, 中央空调系统的节能率12.5%。

(2) 制冷机选型过大的改造方案。①水蓄冷节约电费比例在30%～70%之间, 改造的投资回收期一般不超过4年。②水蓄冷创造的经济效益可用于其他节能改造项目, 解决节能改造资金瓶颈问题。③增加小型制冷机, 满足低负荷的需要。④增加制冷面积, 提高机组负荷率或增设独立冷源。

(3) 在一些政府办公楼, 有24小时运行的信息中心;或者周末开会的会议室可以增加分体式空调或者计算机房局部供冷。

3.2.2 热源改造技术

市场经济促进了燃油锅炉的改造, 表6为A酒店的燃油锅炉改造为天然气锅炉所产生的经济效益。总投资为160万元, 约1.5年可以回收。天然气是清洁能源, 对环境有利;燃烧天然气与燃油耗能基本相同;节省的运行费用可用于其项目的节能改造。

3.2.3 空调泵的变频改造

表7为武汉地区空调泵变频改造的典型项目。空调泵采用模糊预测控制。变频控制还带来其他效益, 提高了制冷机组的能效比, 增大了供回水温差, 水泵系统在低频状态下启、停。变频改造需要注意的问题:①变频改造前后水泵效率不变, 通过变频可以降低流量扬程, 电耗也下降, 但不能改变水泵的效率;②对于选型较大效率偏低的水泵, 应先通过更换水泵使其工作在高效区, 然后再加装变频器。“大泵直接装变频器”与“换小泵后再加装变频器”比较, 后者可以获得更大的节能效益。

备注:全年空调水系统节能率均大于30%。

3.2.4 提高空调系统的能效比

近几年来, 选用冷水机组的单机性能系数比较高, 额定能效比EER一般都在5.0以上, 热源锅炉的热效率η一般也达到0.8, 但是空调系统由于在部分负荷下运行, 水系统小温差、大流量现象严重, 导致冷源系统能效比 (冷源系统单位时间制冷量与冷水机组、冷冻水泵、冷却水泵和冷却风机单位时间耗能比值) 一般在2.5以下。提高系统的EER (或η) 的主要技术有:①选用高效机组, 提高制冷机组 (或锅炉) 部分负荷下的COP (或η) ;②选用高效设备, 提高空气调节冷热水系统的输送能效比;③控制风机的单位风量耗功率。提能效比EER (或η) 最基础的工作是准确计算空调负荷和设备选型。表8是提高系统性能系数COP的节能效果。

3.2.5 热泵

(1) 地源热泵

a.地下水地源热泵。采用地下水地源热泵 (地下水温度18℃) 热泵供冷时, 效率一般可以提高45.65%;供热节能率为72.56%[4]。水源热泵机组 (地下水温温度18.5℃) 的运行费用约为18.6元/m2·a) , 远远小于武汉市集中空调耗能费用平均值59.22元/ (m2·a) 。根据冬季的测试, 机组COP平均值为4.625, 高于常规水冷机组。但武汉地区的地质条件比较复杂, 回灌技术难度大, 运行管理也有一定的差距, 建议不采用该种方法。

b.土壤热交换器地源热泵。该种方法的节能效益与经济效益雷同于地下水地源热泵, 根据冬季的测试, 机组COP值平均为4.42, 系统的COP平均值可以达到3.49, 高于常规空调系统COP约30%。如果空调系统能保持冬、夏的冷、热平衡, 原则上能保护地下水资源的温度场与水质环境, 但埋管占地面积较大。

c.地表水地源热泵。采用地表水地源热泵 (水温26℃) , 制冷机效率可以提高7%左右。

(2) 污水源热泵

从城市污水或工厂污水低品位热源中提取热量, 转换成高品位清洁能源, 向外提供供暖热源或空调冷源的污水源热泵系统, 节能效益、经济效益和生态效益十分显著, 武汉一些用户正在酝酿该项技术的实施。

(3) 风冷热泵

武汉地区中小型办公楼与公共建筑比较适合采用风冷热泵, 在2007年审计的政府办公楼 (建筑面积11 000～53 194 m2) , 采用风冷热泵的占了41.67%, 锅炉+电制冷冷热源占了50%。表9为不同冷热源的能耗比较。从表中可看出, 风冷热泵比锅炉节约了1.32%的采暖能耗 (按等价值计算) , 但制冷能耗增加了15.38%的能耗, 总能耗增加了8.42%。原因是采暖季节热泵机组的COP高于锅炉的能效比, 但制冷季节, 水冷机组的EER高于风冷热泵的EER。水冷机组+燃油锅炉的运行费用为36.38元/ (m2·a) , 风冷热泵机组的运行费用是29.39元/ (m2·a) , 风冷热泵的运行费用低于水冷机组+燃油锅炉。

中央空调系统还有多项节能措施, 比如建筑内部热 (冷) 回收、大空间变风量机组、温湿度独立控制等。但在节能改造时, 要以年为单位进行能耗计算, 有条件的还要进行现场测试, 确定系统是否节约能耗、节约运行费用。

3.3 自然通风

写字楼的采暖能耗为15.5 kWh/ (m2·a) , 空调能耗为24.4 kWh/ (m2·a) ;政府办公楼的采暖能耗为11.9 kWh/ (m2·a) , 空调能耗为18.8 kWh/ (m2·a) 。写字楼的能源管理比政府办公楼规范;写字楼的外窗一般仅能开启30%或者全封闭, 但办公楼窗户可开启50%;政府办公楼内部自然对流比写字楼强, 写字楼的人员密度大于办公楼。写字楼一般5月份～10月中旬 (冬季一般是11月底～3月中旬) 开空调, 政府办公楼一般6月～9月开空调 (冬季一般是12月～3月中旬) 。写字楼的空调能耗比办公楼高22.85%, 采暖能耗比办公楼高23.42%。以上对比可说明大楼的自然通风可以减少夏季空调运行时间。

A、E酒店均为五星级酒店。A酒店外窗不能开启, 空调制冷时间为3月中旬～11月底, 采暖能耗是10.03 kWh/ (m2·a) , 空调能耗是45.48 kWh/ (m2·a) , 合计55.78 kWh/ (m2·a) , 空调泵变频控制。E酒店外窗开启度30%～50%, 空调制冷运行时间为4月底～9月底, 空调能耗44.78 kWh/ (m2·a) , 采暖是14.54 kWh/ (m2·a) 。两酒店能耗对比可说明开窗可以充分利用室外的新风减少空调制冷运行时间, 但冬天要注意窗户的密封。

3.4 供配电系统的节能

3.4.1 照明节能

(1) 节能控制。

充分利用天然光, 机动灵活、适宜照度的节能控制方式。例如, 某办公楼照明采用三阶梯控制, 节能率为47.3%, 按30元/m2的改造成本计算, 3.7年可以回收。

(2) 使用高效照明光源。

推广高效率、长寿命的节能灯具, 例如, T5比T8更节能。在同等照度下, 用T5替代T8, 可以节能33%～40%。一般1～2年可以回收。

(3) 分户计量等。

例如, 武汉一些高校开始按办公室、实验室计费, 避免豪华办公。

3.4.2 供电系统的节能

选用高压电抗滤波和调压设备, 解决电污染及电压高的问题, 可以滤除高次谐波、滤除无效电压、调整三相平衡、提高功率因数等, 达到洁净电网、节约用电、保护用电设备的目的。节能率为10%～20%左右, 投资回收期在3年以内。例如:某酒店安装节电器前后的用电量见图3。经计算可得出, 大厦的节电率为15.22%, 节电量为25.67 kWh/ (m2·a) 。

3.4.3 杜绝变压器空载和提高变压器的负荷率的节能

例如, 某科技大楼建筑面积为33 000 m2, 安装两台600RT的制冷机, 电锅炉为2台1 400 kW。采暖季节变压器空载耗电量26 kWh/h, 空调季节的空载耗电量32～34 kWh/h。加权值为29.93 kWh/h。节能效益每年可节电21.3万kWh, 每平方米节约6.5 kWh, 节约费用6元。例如, 以某办公楼800 kVA电力变压器 (该变压器2006年元月已经停用) 为例, 一台变压器空载运行每月耗电量达5 000～6 000 kWh, 而一台变压器最佳运行状态是该变压器容量的60%～70%以上。所以在线路设计上, 尽量避免变压器空载运行或者低负荷运行。

3.5 行为节能

(1) 室内温度设定值的控制

通过对办公建筑、写字楼、酒店的模拟, 制冷季节室内温度提高1 kWh, 节能率一般大于8.72%, 采暖季节室内温度降低1 kWh, 节能率一般大于15.0%。

(2) 制冷机组供水温度设定值的控制

制冷机组的性能系数COP随供水温度升高而增大。根据室外气象参数或者室内热源, 动态设定制冷机供水温度, 提高机组的能效比COP。例如, 某酒店通过对制冷机组、新风机组加强运行管理, 2007年下半年时间节约了91.37万元, 能源费用占酒店总收入的份额下降了7.08%。

4 结论

通过对武汉23栋政府办公楼与大型公共建筑的能源审计, 作者建议:①既有办公建筑与公共建筑的改造, 以目前实际的建筑能源消耗水平为基准, 从技术可靠性、可操作性和经济性等方面综合考虑, 选择和发展适宜的建筑节能技术;②节能率计算按等价值折算或按能质系数计算;③以实测能耗评价节能建筑, 避免采用多种节能技术的建筑实际上是非节能建筑的现象。

参考文献

(1) 清华大学建筑节能中心.中国建筑节能年度研究报告2007年 (R) .北京:中国建筑工业出版社, 2007:3-7.

(2) 清华大学建筑节能中心.中国建筑节能年度研究报告2008年 (R) .北京:中国建筑工业出版社, 2008:6-7.

(3) 李玉云.商场建筑物节能改造技术对比分析 (J) .武汉科技大学学报, 2007, 30 (3) .

公共建筑节能技术 篇10

1 固定资产投资项目节能评估的重要性

固定资产投资项目节能评估的目的是为了加强节能管理,促进科学合理利用能源,从源头上杜绝能源浪费,提高经济发展质量。要求依据《中华人民共和国节约能源法》、国家发展和改革委员会《固定资产投资项目节能评估和审查暂行办法》,并根据有关节能法规、标准,对固定资产投资项目的能源利用是否科学合理进行分析评估,并编制节能评估文件。节能行政主管部门再对节能评估文件进行审查并形成审查意见,作为后续进行项目审批、核准与开工建设的前置性条件,也是设计、施工和竣工验收的重要依据。

2 固定资产投资项目节能评估的主要内容

根据国家发改委和住建部有关文件,项目节能评估的主要内容为:

(1)评估依据;

(2)项目概况;

(3)能源供应情况评估,包括项目所在地能源资源条件以及项目对所在地能源消费影响的评估;

(4)项目建设方案节能评估,包括项目选址、总平面布置、生产工艺、用能工艺和用能设备等方面的节能评估;

(5)项目能源消耗和能效水平评估包括能源消费量、能源消费结构、能源利用效率等方面的分析评估;

(6)节能措施评估,包括技术措施和管理措施评估;

(7)存在问题及建议;

(8)结论。

3 不同单位在节能评估环节中的职能和作用

项目建设单位在报送可行性研究报告或项目申请报告时,应一同报送节能评估文件提请审查(对于小型项目,则为报送节能登记表进行登记备案)。建设单位和节能评估文件编制机构共同对节能评估文件的真实性和质量负责。

节能审查机关主要依据以下条件对项目的节能评估文件进行审查:

(1)节能评估依据的法律、法规、标准、规范、政策等是否准确适用;

(2)节能评估文件的内容深度是否符合要求;

(3)项目用能分析的客观准确性,评估方法的科学性,评估结论的正确性;

(4)节能评估文件提出的措施建议是否合理可行;

(5)评估结果是否充分考虑到与项目所在地能源消费总量控制及节能工作的衔接。

固定资产投资项目竣工验收时,节能审查机关组织对节能审查意见实施情况的验收。建设项目不符合节能评估文件和审查意见要求的,验收将不能通过。建设单位需按照要求整改后,申请重新验收。

概括而言,节能评估是对固定资产投资项目用能的科学性、合理性进行分析和评估,提出提高能源效率、降低能源消耗的对策和措施,为项目决策提供科学依据。节能审查则是节能主管部门依据国家和地方的合理用能标准、节能设计规范和相关规定,对固定资产投资项目的节能文件进行审查,并出具审查意见。

需要指出,当前应当进一步认识节能工作对治理雾霾、保护空气质量环境的重要性。国家发改委副主任谢振华最近讲话指出,节能、发展可再生能源、植树造林增加森林碳汇,均是应对气候变化所采取的措施。解决空气污染和积极应对气候变化,在很多政策措施上是一致的,解决的问题是同根同源的。因此,在应对气候变化的新形势下对建筑节能的意义应有更深入的理解。

4 重视公共建筑节能评估存在的问题及有效实施

固定资产节能评估的对象主要有三类:一是建筑类项目(又分为公共建筑项目和住宅建筑项目),二是工业企业建设项目(主要针对工业生产工艺的用能评估,通常也包含有一部分建筑节能评估),三是交通类项目。本文主要针对公共建筑项目评估。

如果把建筑节能看成由多环节组成的系统工程,那么节能评估则是处在这个工作流程的起始段,搞好节能评估就是对建筑节能工程的源头进行治理。

根据笔者参与多个实际建设工程案例的体会,公共建筑节能评估环节经常存在以下不容忽视的问题,需要认真加以解决。

(1)建设单位和节能评估文件编制机构(通常是工程咨询公司或节能服务公司)对节能评估认识不够,对完成评估报告不严肃,甚至有走过场的思想。

(2)节能评估报告质量不高,内容深度不够,有的评估报告基本编制格式也不符合国家或部委文件规定的要求。

(3)评估报告依据的法规、条例、标准、规范不准确或引用过时失效的文件作为依据。

(4)节能评估是建立在对项目可行性研究报告分析评判的基础上,可研报告是节能评估的基本载体,但不少案例中的评估报告对可研报告缺乏深入了解,与可研报告之间的关系未能厘清,体现不出经过评估的真正效果。

(5)评估报告中对公共建筑项目的能耗计算依据应当合理科学,数据详实,计算方法无误,核算准确,但有的案例中却与此存在很大差距。

(6)公共建筑项目的供能来源要明确,要有长期、足够的能源供应容量,并且建设单位应与能源(电力、热力、燃气等)供应方签订协议,但有的案例中尚未做好这些基础工作便匆匆提交了评估报告。

(7)对公共建筑而言,节能的技术措施和管理措施是重要篇章。节能措施应当到位可行,有先进性而不脱离当地实际,可以保证在设计、施工和运行管理中得到落实。但在相当一部分案例中,节能措施针对性不强,也缺乏可行性,这在下一小节中专门论述。

5 在公共建筑项目节能评估中应当提升建筑智能化技术的作用

应当指出,公共建筑项目不同于住宅建筑项目、工业企业节能项目、交通工程项目,不同类型的建设项目能耗结构不一样,不能用同样的解决方案。对公共建筑要给出有针对性的节能技术和管理措施。

公共建筑的能源结构是以热力供应能耗和电能消耗为主,其节能措施除建筑维护结构的节能设计、建筑节能材料的选用外,对建筑设备的运行管理应当予以特别关注。总能耗中,采暖用能约占50%(指北方地区)。其余电能消耗中,中央空调系统能耗占电耗的60～70%(其中冷源能耗40%、冷量输送能耗60%),照明能耗占电耗15～20%,电梯、给排水设备能耗占电耗10～15%,其他设备(办公等)能耗占电耗10～15%。如果中央空调系统同时承担制冷与采暖功能,则电能消耗占总能耗的比例还要增加。因此,在夏热冬冷地区,对于提高供暖系统的运行效率、提高中央空调系统“能效比”要予以特别重视。以上各个子系统、各种不同类型的设备(暖通空调、给排水、消防设备、照明器具等)都要设置相应的节能运行方案。此外,在太阳能利用、地源热泵应用、中水利用等方面要结合公共建筑的具体情况给出相应的节能方案。需要强调指出,对以上建筑设备的运行管理采用先进的智能化技术手段、配置基于互联网的能耗监测与控制系统十分重要(包括硬件和软件两方面),由此可以取得很可观的节能量。

但遗憾的是,目前在相当一部分节能评估报告的节能措施中,并没有把建筑智能化技术放在应有的重要位置,而是可有可无,甚至是空白;即使有所罗列,也很不到位。其主要原因是建设单位、制定节能评估报告的工程咨询公司对此没有充分的认识,不了解建筑智能化技术对建筑节能效果的影响,这与缺乏对口的专业技术人员有关。

鉴于节能评估报告对建设项目的后期工作有重要指导意义,这一现象必须从根本上得到扭转。除提高工程咨询公司的责任感和业务技能外,建筑智能化产品供应商、系统集成商则应当向社会提供更多高质量的产品和技术,争取有尽可能多的产品和技术纳入到国家发改委颁布的《国家重点节能技术推广目录》中,提高社会对建筑智能化技术的理解和认知度,不致在固定资产投资项目建设前期被忽视和“靠边站”,造成在工程项目的后续环节中失去位置。

笔者认为,如能较好地解决以上问题,将有利于保证和提高公共建筑节能评估的有效性。

6 结束语

建设项目的节能评估是将节能管理工作从早期的用能单位能源消耗管理,进一步追根溯源到项目建设前期的重要举措,是标本兼治、卡住源头的有力措施,应受到各级政府相关部门和建设单位、设计与施工单位的重视。不严谨或有重大缺失的节能评估有可能导致政府部门决策扭曲,投资业主资产遭受重大损失,以致政府公信力受到质疑,后果会很严重。只有得到可靠的节能评估结论,才能使政府审批立项完全可信。

对公共建筑的节能评估需要把握其特点,根据科学的能耗计算方法,提出并落实有针对性的节能措施,做实做细,方能达到预期效果。提高节能评估对建筑智能化技术的认知度、充分认识建筑智能化手段对公共建筑节能的影响非常必要。加速开发面向建筑节能的智能化产品和技术是时代的要求。

摘要：本文论述了固定资产投资项目节能评估的主要内容和重要性,认为节能评估是将节能管理追溯到项目建设前期的重要举措。列举了应予以重视的公共建筑节能评估存在的主要问题,特别指出公共建筑项目节能评估应当提升建筑智能化技术的作用,充分认识建筑智能化手段对公共建筑节能效果的影响。为此,应当提高制定节能评估报告的工程咨询公司的责任感和业务技能,建筑智能化产品供应商、系统集成商则应当向社会提供更多高质量的产品和技术,提高社会对建筑智能化技术的认知度。

探讨建筑节能技术 篇11

社会经济的发展，人们生活水平的提高，随之而来的能源和环境问题日益加重，在我国的能源消耗中，建筑能耗数量巨大，环境污染严重。我国政府已经把建筑节能放在重要位置，切实做好节约发展，清洁、安全、可持续发展，坚定不移地走生产发展、生态文明道路。现阶段的建筑节能主要以外墙保温为主，要真正达到建筑节能目的，还必须运用建筑节能新技术、寻求新的节能方法。本文对建筑节能的概念、意义与节能技术的运用进行了探究。

建筑节能的含义

我国建筑节能工作经历了以下几个阶段：能源节约，即尽可能的减少使用能源；能源守恒，即尽可能的在建筑中保持能源，减少能源的流失；提高能源利用率。我国建筑节能现在处于第三个阶段，但是由于环境污染问题严重，现在的建筑节能要同时考减少各种有害气体对环境的负面影响，使建筑节能具有了保护环境的更高层次的意义。

建筑节能的意义

1.开展建筑节能，有利于缓解能源危机

能源是改善人们的生活水平的物质基础，能源短缺是制约我国经济发展的根本性因素，节约能源是发展国民经济的客观需要。国内煤炭消耗占总能耗的3/4以上，我国现阶段建筑采暖的主要消耗是煤炭，但是在全国范围内煤炭分布不均，煤炭运输是满足各地对煤炭的需求的方式，这就增加了煤炭的运输压力。我国人口众多，原有建筑和新增建筑量巨大，建筑能耗占全国能耗的1/4以上，由于经济快速发展与人们生活水平的提高，建筑能耗的增长已经超出能源增长速度，鉴于我国现状，建筑节能工作迫在眉睫，建筑节能关系到国民经济可持续发展，已成为国家的重要战略。

2.实施建筑节能，有利于改进大气环境

煤炭是我国建筑采暖的主要能源，占到采暖总量的75%。而煤炭燃烧排放了大量的二氧化碳、二氧化硫、一氧化碳和粉尘，严重污染了大气环境。如二氧化碳造成温室效应，使人类生存环境恶化，烟尘、二氧化硫和氮氧化物是导致人类呼吸道疾病、肺癌的罪魁祸首，二氧化硫产生的酸雨破坏树木和建筑物，雾霾更是影响了人们的身体健康。开展建筑节能，降低煤炭消耗量，可以大幅度的减少有害物质的排放，缓解大气污染现状，提高建筑节能效果。

建筑节能技术与发展

1.建筑围护结构节能

改善建筑围护结构（窗、墙体、屋面等）的热工性能，使提供的热能在建筑物内部得到有效利用，防止通过其围护结构很快散失，从而达到减少能源消耗的目的。如墙体在采暖中采用外墙保温方式，是最为直接的、效果最好的。增加门窗的保温个人性能，减少门窗的能耗，提高门窗和墙体的密闭性能，以减少传热损失和空气渗透消耗热能，是改善室内热环境质量和提高建筑节能水平的重要环节。屋面保温采用岩棉板保温层或膨胀型泡沫聚苯板等高效保温材料，可以达到建筑节能的目的。

2.采暖供热系统节能

热源、热网和户内采暖设施是采暖供热系统的三大部分。要减少热能在转换和输送过程中的损失，需要提高锅炉运行效率和管网输送效率。必须提高设计和施工水平，改进运行管理技术，改善供热系统的设备性能。户内采暖设施采取双管入户、分户计量、分室控温等措施，实行采暖计量收费制度，使住户既是能源的消费者，又是能源节约者，调动人们主动节能的积极性，充分实现建筑节能应有的效益。

3.开发使用可再生能源

开发利用风能、太阳能、水生物质能、地热能和海洋能等可再生能源。有效的实现建筑节能是今后建筑能源消耗的方向。可再生能源是指在自然界中可以再生、继续利用、取之不尽、用之不竭，是清洁能源，对环境无害或危害极而且分布广泛，适宜就地开发利用。

4.地源热泵技术

地源热泵是以岩土体、地下水或地表水为低温热源，通过输入少量的电能，实现热能转移的热泵空调系统。由水源热泵机组、地热能交换系统、建筑物内系统组成的供热空调系统。地源热泵系统在我国大部分对冷热都有需求的地区，具有较高的适用性。地源热泵在每年节省30%左右的运行费用下，还比传统空调系统运行效率要高约40%-60% ，具有很大的市场潜力和应用前景。

建筑节能材料的应用

要达到建筑节能的目标，在建筑上采用新型节能绝缘材料是必须的，现在建筑业中最最广泛使用的节能绝热材料有：岩棉、玻璃棉、聚苯乙烯泡沫塑料、水泥聚苯板、硅酸盐复合绝热砂浆等。

节能建筑的围护结构要采用节能材料，外墙墙体采用新型墙体材料，砌筑墙体材料选用加气混凝土砌块、轻集料砌块、粉煤灰空心砌块等，并使用如钢丝网架聚苯乙烯夹心板、GRC板等各种新型保温节能墙板，可以达到墙体保温的目的。另外采用节能门窗和屋面保温处理等。

结束语

节能是关系到国计民生的大事，在建筑发展的同时，要将建筑节能放在首位，建筑节能是一项系统工程，它包括节能设计、施工以及节能材料的使用。另外在建筑节能新技术是社会发展的必然趋势，对建筑节能新技术的研究也是一项长期的工作，寻求建筑节能技术、设备和产品进而为建筑发展提供重要保障。

公共建筑节能技术 篇12

1 公共建筑幕墙设计的现状

按照公共建筑规模和室内人员、灯光和办公设备密度的不同以及建筑用能的实际特点,对其幕墙的设计也具有不同的要求。目前公共建筑幕墙其在节能设计方面存在的问题主要表现在以下几个方面当中:1幕墙的保温性能不高,能耗大,使得运行和维护的成本费用较高;2受到幕墙材质自身隔热和采光特性的影响,使得室内的开灯时间较长,且夏天空调温度过低,冬天空调温度过高,严重浪费了电力能源;3密闭性较差,对于灰尘无法实现有效地阻挡,不符合环境保护的目标;4使用较为频繁的玻璃幕墙还存在严重的光污染问题;5幕墙多设计为不能开启的形式,具有较差的通风特性,使得人们长期处于密闭的环境当中。

2 公共建筑节能幕墙的设计原则

(1)公共建筑节能幕墙的设计,首先应该对建筑所在的当地自然环境实现充分了解与掌握,例如气候、温度和管线等条件,同时还应该对建筑的朝向、高度和功能等因素进行全面分析。

(2)对于公共建筑节能幕墙的设计而言,还应该对采光和遮阳、传热和水密性等关系进行深入地分析和可靠地处理,将多个状态指标作为参考。同时,严格遵守相关的规范标准,对幕墙的形式、构造以及材料等方面实现合理地确定。

(3)建筑幕墙进行节能设计的同时,不应该脱离于建筑项目的自身结构而独立存在,为了提升公共建筑幕墙节能设计的质量和效果,幕墙的设计人员应该和各设备专业的设计人员实现较好地沟通和交流。

3 建筑幕墙设计中绿色节能技术的应用

(1)遮阳技术的应用。遮阳系数,实际上是指在建筑中透过具有遮阳措施的围护结构和不具有遮阳措施的围护结构的太阳辐射热量的比值。在公共建筑幕墙设计中,合理应用绿色节能技术,应该对遮阳技术实现广泛地应用,以此来对太阳辐射产生的热起到影响的作用。按照形式和类型来看,遮阳技术中主要包括了百叶遮阳、垂直式遮阳、水平式遮阳等,在对其进行选择的时候应充分考量建筑用户类型等因素。如图1所示的幕墙垂直遮阳技术,通常设置在玻璃前的凸出板,对于角度较小、从玻璃窗侧斜射进的阳光能够实现有效地遮挡,一般情况下使用于东北和西北方向上的幕墙。

(2)节能材料的应用。1节能玻璃。绿色节能技术在公共建筑幕墙设计中的应用,还体现对节能材料的使用方面。例如中空玻璃,其中包括了双层中空和多层中空两种形式,实际上就是在玻璃之间填充一些具有漫反射和惰性气体等,继而提升保温和隔热的效果。吸热玻璃就是在普通的玻璃中添加一种具有吸热性能的着色剂,对阳光中的红外线实现吸收,使得进入到室内的阳光热量减少,实现了空调能耗的节约。如图2所示的双层中空玻璃,是由两层钢化玻璃所组成,在两层玻璃之间装有干燥剂的铝条,使用密封胶将其四周结构实现密封,一方面能够有效地保证采暖热量的内循环,另一方面还能够有效地降低采暖热量的损失,具有隔热、隔音和防霜的优势特点;2隔热铝合金型材。隔热铝合金型材在公共建筑幕墙设计中的应用,实际上就是在内外两种具有较高导热性金属框料之间插入进一种导热性较低的隔离物,从而实现对门窗框或窗扇型材热量散失的途径实现阻断。公共建筑节能幕墙的设计中,较为常见的支撑构件为铝合金,其在夏季能够起到断热桥的作用,即使室外的温度达到了40℃之上,室内的温度仍然会保持在较低的水平之上,对室内热量的流失起到了有效的控制作用。

(3)智能型幕墙的应用。1双层玻璃幕墙。绿色节能技术在公共建筑幕墙设计中的应用,体现在对智能型幕墙的应用。双层玻璃幕墙的应用,有效地提高了建筑能源的利用效率,同时还提升了室内环境的舒适度和空气的质量。双层玻璃幕墙在冬天的冷处理和夏季的隔热方向具有较大的优势,还能够起到隔声降噪的作用;2光电幕墙。光电幕墙实际上就是对太阳能实现了高效地利用,在双层钢化玻璃中密封进了太阳能转换模板,将太阳能转换成为电能,具有隔音、发电、装饰和隔热等功能,满足了公共建筑节能幕墙设计中智能化和人性化的要求。在对其进行设计的时候,需要对幕墙骨料中的空腔实现充分地利用,对电线予以隐藏,保证建筑设计的美观性。如图3所示,光电幕墙的设计需要对电池、模板、导线和变压器各个因素予以考虑,各电池组成模板,各模板组成小分格,并通过导线连接,所有导线又组成一个PV变压器。光电幕墙加装光电模板后,可节省传统的建筑材料,能够直接吸收太阳能,避免了墙面温度和屋顶温度过高,可以有效降低墙面及屋面温升,减轻空调负荷,降低空调能耗。

4 结束语

综上所述,幕墙在建筑设计的应用具有较为久远的历史。在建筑材料和施工技术水平逐渐提高的现阶段,建筑幕墙也开始趋向节能型、智能型、艺术型、生态型等方向实现转变和发展。时代对现代公共建筑幕墙设计工作也提出了新的要求,将绿色节能技术在公共建筑幕墙设计中实现合理地应用,首先应该对建筑幕墙的设计现状实现较好地把握,将“可持续发展的绿色环保观念”的思想指导,合理地运用遮阳技术,应用节能材料,大力推广智能型幕墙,从而为人们提供更加健康和舒适的生活和工作环境,推动建筑领域的可持续发展。

参考文献

[1]李义.基于绿色建筑理念的夏热冬冷地区小型公共建筑节能设计实践[D].湖南工业大学,2013.

[2]叶海波.建筑玻璃幕墙的绿色节能设计探讨[J].住宅与房地产,2016,(12):84.

[3]李晓煜.绿色建筑外立面节能技术的创新应用研究[D].天津大学,2014.