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建筑节能Buildingenergyefficiency1苏州科技学院建筑与城规学院赵书杰建筑节能基本知识建筑节能是现代建筑设计的趋势一、建筑节能的基本概念建筑节能：指在建筑材料生产、房屋建筑和构筑物施工及使用过程中，满足同等需要或达到相同目的的条件下，尽可能降低能耗。建筑节能，在发达国家最初为减少建筑中能量的散失，现在则普遍称为“提高建筑中的能源利用率”，在保证提高建筑舒适性的条件下，合理使用能源，不断提高能源利用效率。建筑节能基本知识建筑节能是现代建筑设计的趋势建筑节能：具体指在建筑物的规划、设计、新建（改建、扩建）、改造和使用过程中，执行节能标准，采用节能型的技术、工艺、设备、材料和产品，提高保温隔热性能和采暖供热、空调制冷制热系统效率，加强建筑物用能系统的运行管理，利用可再生能源，在保证室内热环境质量的前提下，减少供热、空调制冷制热、照明、热水供应的能耗。建筑节能基本知识建筑节能是现代建筑设计的趋势二、建筑节能带来的变化建筑围护结构的变化(20倍)采暖空调系统的变化建筑构件产品、建筑机构的变化建筑节能基本知识建筑节能是现代建筑设计的趋势三、建筑节能产生的原因经济可持续发展的需要大气环保的需要建筑热环境的需要建筑节能基本知识国内外能源及建筑节能状况一、能源状况全球能源资源与产地分布煤炭资源探明可采储量美国（27.1%)、俄罗斯(17.3%)、中国(12.6%)、印度（10.2%)，四国探明可采储量占世界探明可采储量的67.2%。石油资源中东地区占了全球石油剩余探明可采61.7%，、此外委内瑞拉占6.5%，俄罗斯占6.1%，中国仅1.4%。天然气资源俄罗斯探明剩余可采储量占世界总量的26.7%，中东地区占40.6%，中国仅占1.2%。建筑节能基本知识国内外能源及建筑节能状况一、能源状况050100150200250AzerbaijanKazakhstanNorwayBrazilAlgeriaMexicoQatarChinaUSANigeriaLibyaRussiaVenezuelaUAEKuwaitIraqIranCanadaSaudiArabiabillionbarrels石油探明储量主要国家分布建筑节能基本知识国内外能源及建筑节能状况一、能源状况天然气剩余可采储量国家分布各国剩余天然气可采储量占全球比重0%5%10%15%20%25%30%俄罗斯伊朗卡塔尔沙特阿拉伯阿联酋美国尼日利亚安哥拉委内瑞拉伊拉克土库曼斯坦印度尼西亚澳大利亚挪威马来西亚乌兹别克斯坦中国埃及建筑节能基本知识国内外能源及建筑节能状况二、建筑节能与能耗状况我国民用建筑节能指标50%～65%。三阶段与国外相比差距较大。（20世纪70年代）（80%）建筑节能包括范围的能耗占国家总能耗的30%左右。目前，我国建筑能耗已占全社会总能耗的40%。能源消耗水平与美国相当。建筑节能基本知识二、建筑节能与能耗状况发达国家舒适度要求高，既有建筑改造压力大。我国能源消耗大、能源利用水平低。当前我国有既有建筑400亿平方米需要节能改造。围护结构情况及门窗热损失。历史形成供热、供冷、供生活热水方式。国内外能源及建筑节能状况保证全年室内温度20-26℃保证全年室内湿度30%-60%保证全年24小时室内新鲜空气建筑节能基本知识三、建筑节能使用范围建造过程中的能耗：包括建筑材料、建筑构配件、建筑设备的生产和运输以及建筑施工和安装中的能耗。使用过程中的能耗：包括房屋建筑和构筑物使用期内采暖、通风、空调、照明、家用电器、电梯和冷热水供应等的能耗。国内外能源及建筑节能状况建筑节能基本知识四、建筑节能的意义国内外能源及建筑节能状况我国是一个发展中大国，又是一个建筑大国，每年新建房屋面积高达17-18亿平方米，超过所有发达国家每年建成建筑面积的总和。建筑使用能耗，包括采暖、空调、热水供应、照明、炊事、家用电器、电梯等方面的能耗。其中采暖、空调能耗约占60%~70%。我国既有的近400亿平方米建筑，仅有1%为节能建筑，其余无论从建筑围护结构还是采暖空调系统来衡量，均属于高耗能建筑。单位面积采暖所耗能源相当于纬度相近的发达国家的2~3倍。这是由于我国的建筑围护结构保温隔热性能差，采暖用能的2/3白白跑掉。而每年的新建建筑中真正称得上“节能建筑”的还不足1亿平方米，建筑能耗总量在我国能源消费总量中的份额已超过30%。建筑节能基本知识四、建筑节能的意义国内外能源及建筑节能状况物耗水平相较发达国家，钢材高出10%--25%，每立方米混凝土多用水泥80公斤，污水回用率仅为25%。我国建筑用能浪费极其严重，而且建筑能耗增长的速度远远超过我国能源生产可能增长的速度。在建筑中积极提高能源使用效率，就能够大大缓解国家能源紧缺状况，促进我国国民经济建设的发展。因此，建筑节能是贯彻可持续发展战略、实现国家节能规划目标、减排温室气体的重要措施，符合全球发展趋势。建筑节能基本知识建筑节能基本原理和节能途径组团规划、单体设计，从朝向、间距、体型控制（太阳辐射）一、采暖居住建筑节能基本原理门窗保温和气密性（减少热传递）改善采暖供热系统的设计和运行管理（提高效率）加强围护结构保温（减少外墙传热、控制体型系数）建筑节能基本知识二、空调建筑节能基本原理影响空调负荷的因素：围护的热阻和蓄热能力、房间位置和朝向、窗墙面积比、窗户遮阳和空气渗透。建筑节能基本原理和节能途径应尽量避免东西朝向或东西向窗户，减少太阳直接辐射。空调房间应集中布置，上下对齐。建筑节能基本知识二、空调建筑节能基本原理空调房间应避免布置在转角处，屋顶应有隔热措施。建筑节能基本原理和节能途径空调建筑外表面积宜尽可能小，表面宜采用浅色。外窗面积应尽量小，窗墙面积比控制，采用外遮阳设施。外窗气密性，围护结构传热系数符合规范要求。间歇空调建筑，内保温采用轻质材料，连续空调建筑，内厚重材料。建筑节能基本知识三、建筑节能途径途径一：减少能源总需求量据统计，在发达国家，空调采暖能耗占建筑能耗的65%。目前，我国的采暖空调和照明用能量近期增长速度己明显高于能量生产的增长速度，因此，减少建筑的冷、热及照明能耗是降低建筑能耗总量的重要内容。建筑规划与设计：面对全球能源环境问题，不少全新的设计理念应运而生，如低能耗建筑、零能建筑和绿色建筑等，它们本质上都要求建筑师从整体综合设计概念出发，与能源分析专家、环境专家、设备师和结构师紧密配合。建筑节能基本原理和节能途径建筑节能基本知识三、建筑节能途径途径一：减少能源总需求量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(如外界气流、雨水、湖泊和绿化、地形等)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。具体措施可归纳为以下三个方面：合理选择建筑的地址、采取合理的外部环境设计(主要方法为：在建筑周围布置树木、植被、水面、假山、围墙);合理设计建筑形体(包括建筑整体体量和建筑朝向的确定)，以改善既有的微气候;合理的建筑形体设计是充分利用建筑室外微环境来改善建筑室内微环境的关键部分，主要通过建筑各部件的结构构造设计和建筑内部空间的合理分隔设计得以实现。同时，可借助相关软件进行优化设计，如运用天正建筑(Ⅱ)中建筑阴影模拟，辅助设计建筑朝向和居住小区的道路、绿化、室外消闲空间及利用CFD软件，如：PHOENICS，Fluent等，分析室内外空气流动是否通畅。建筑节能基本原理和节能途径建筑节能基本知识三、建筑节能途径途径一：减少能源总需求量围护结构：建筑围护结构组成部件(屋顶、墙、地基、隔热材料、密封材料、门和窗、遮阳设施)的设计对建筑能耗、环境性能、室内空气质量与用户所处的视觉和热舒适环境有根本的影响。一般增大围护结构的费用仅为总投资的3%～6%，而节能却可达20%～40%。通过改善建筑物围护结构的热工性能，在夏季可减少室外热量传入室内，在冬季可减少室内热量的流失，使建筑热环境得以改善，从而减少建筑冷、热消耗。建筑节能基本原理和节能途径建筑节能基本知识三、建筑节能途径途径一：减少能源总需求量提高终端用户用能效率：高能效的采暖、空调系统与削减室内冷热负荷的措施并行，才能真正地减少采暖、空调能耗。提高总的能源利用效率：从一次能源转换到建筑设备系统使用的终端能源的过程中，能源损失很大。因此，应从全过程(包括开采、处理、输送、储存、分配和终端利用)进行评价，才能全面反映能源利用效率和能源对环境的影响。建筑节能基本原理和节能途径建筑节能基本知识三、建筑节能途径途径二：利用新能源新能源通常指非常规的可再生能源，包括有太阳能、地热能、风能、生物质能等。但从总体而言，目前太阳能利用的规模还不大，技术尚不完善，商品化程度也较低，仍需要继续深入广泛地研究。在利用地热能时，一方面可利用高温地热能发电或直接用于采暖供热和热水供应;另一方面可借助地源热泵和地道风系统利用低温地热能。风能发电较适用于多风海岸线山区和易引起强风的高层建筑，但在建筑领域，较为常见的风能利用形式是自然通风方式。如光电屋面板、光电外墙板、光电遮阳板、光电窗间墙、光电天窗以及光电玻璃幕墙等，使耗能变成产能。建筑节能基本原理和节能途径建筑节能基本知识建筑节能的目标和任务分阶段完成节能目标及节能的三个阶段（1987-1996-2005-至今）既有建筑节能改造工作的推行、计量收费。太阳能建筑的大力推广。目标任务法规建设和执行力度、经济激励机制、提高国民节能意识、加强国际合作。