建筑节能与建筑环境

建筑节能与建筑环境1、低能耗建筑低能耗建筑：国际上较公认的理解指在现有能耗标准的基础上，将单位建筑的年采暖能耗降低一半。•一些文献为了准确定义，低能耗建筑指单位使用面积单位采暖度日数的采暖能耗低于0.02kWh/(m2·Kd)•德国平均采暖度日数（室内设计温度为19℃）为3500Kd/a•德国低能耗房屋标准：独户住宅采暖能耗不大于70kWh/(m2·a)，多户住宅不大于70kWh/(m2·a)，其它情况不大于70kWh/(m2·a)•在瑞典，低能耗建筑的采暖能耗不高于70kWh/(m2·a)北方采暖建筑用煤住宅用电住宅炊事能耗大型公共建筑一般公共建筑能耗强度20kgce/(m2·a)折合57kWh/(m2·a)10~30kWh/(m2·a)折合100~300kWh/人100~300kWh/(m2·a)20~50kWh/(m2·a)我国城镇民用建筑的能耗强度五、低能耗、近零能耗和零能耗建筑措施基本要求维护结构保温性能屋顶≤0.15W/(m2·K)，外墙≤0.25W/(m2·K)，底层楼板≤0.30W/(m2·K)，窗户≤1.50W/(m2·K)减少热桥效应连续的保温层，避免由内层伸出的构件减少空气渗漏n50≤1.0h-1(n50=V’50/VL，V’50指室内外气压差为50pa时的吹风排气量，VL指室内容积)优化太阳能的被动利用要求窗户有很好的保温性能同时有较高的透过率有组织通风及热回收通风系统首先要保证空气质量，不带热回收的通风系统是可接受的合适的采暖系统提倡高灵敏度的自动控制装置高效的热水系统热水罐和管道都应有良好的保温性能高效节能的电器选用高效节能电器以降低电能消耗便于使用和操作的设备便于操控才能充分发挥设备的性能德国低能耗建筑的基本要求“吹门”法测试建筑的气密性n50值n50=V’50/VLV’50指室内外气压差为50pa时的吹风排气量VL指室内容积窗户种类传热系数KW/(m2·K)太阳辐射透射率g普通单层玻璃窗5.887%双层中空玻璃窗，12mm间层2.8~3.080%三层中空玻璃窗，2层12mm间层1.8~2.155%双层LE玻璃窗，12~16mm间层，充氩气1.2~21.458~63%三层玻璃窗，2层LE玻璃，12mm间层，充氪气0.750%三层玻璃窗，2层LE玻璃+低辐射镀膜，8mm间层，充氪气0.442%双层玻璃，4层薄膜0.640%双层玻璃窗，LE低辐射镀膜，4mm间层真空0.4763%双层LE玻璃窗，3mm间层，气凝胶0.4563%玻璃窗户的种类及性能集热方式特点1、被动式，直接受益窗优点：系统简单、无附加能耗，太阳辐射能到达所需要的地方，成本低弱点：可能产生过热，用遮阳设施加以改善2、被动式，间接受益，利用透明保温材料优点：系统保温性能好，室内热环境稳定弱点：系统复杂，价格高，可能产生过热，要求必要的遮阳设施太阳能的利用方式及特点集热方式特点3、被动式，间接受益，日光间优点：产生附加使用空间，种植植物时能调节湿度弱点：太阳能利用效率不高，如日光间需要采暖反而增加能耗4、主动式，太阳能热水器集热+蓄热系统优点：可以和热水系统结合使用，可以获得较多太阳能弱点：系统复杂，造价高，蓄热系统可能占用使用空间5、主动式，太阳能光电池优点：可再生能源，不占室内使用空间弱点：造价高，能效较低，受气候影响太阳能的利用方式及特点2、近零能耗建筑近零能耗建筑：德文原文Pasivhaus，即“被动式房屋”的意思，主要指不需要主动式采暖系统的房屋，通过提高外围护的保温性能及采用热回收方式，使冬天的热损失非常小，以致利用人体、设备散发的热量及可获得的太阳能就能维持室内舒适的温度。•近零能耗建筑是低能耗建筑的延续和提高，但近零能耗建筑不再需要传统的采暖设备•建筑采暖能耗低于15kWh/(m2·a)时，就可以不需要传统的采暖设备•建筑总能耗不高于120kWh/(m2·a)建筑物表面的热损失透明保温层作用原理透明保温层类型A多层平行透明材料B垂直微孔材料C小气室结构D微泡沫塑料材料层透过率g（漫辐射）传热系数kW/(m2·K)三层中空玻璃，内填氪气0.410.75100mm塑料毛细管，1层玻璃0.670.90100mm蜂窝状塑料，1层玻璃0.710.9024mm气胀塑料颗粒，2层玻璃，充空气0.500.9030mm气胀塑料颗粒，2层玻璃，充氪气0.400.52100mm玻璃毛细管，2层玻璃0.590.9720mm气胀塑料颗粒，2层玻璃，真空(100mba)0.600.50透明保温材料透过率及传热系数3、零能耗建筑零能耗建筑：与零采暖能耗建筑不同，全零能耗建筑的采暖和生活全部能源都能由建筑自身提供，而不需依赖外部系统提供。零能耗建筑能源主要由太阳能发电或风能发电提供德国不同节能标准建筑物的初始能耗建筑类型采暖能耗采暖系统通风系统舒适性经济性1、1995年前180~280kWh/(m2·a)采暖设备大不依赖通风系统，有时需要开窗通风舒适性中等，室内温度不均匀，可能有冷凝水投资高(采暖系统)，使用费高(燃料费高)2、低能耗建筑30~70kWh/(m2·a)采暖设备小需要通风系统，一般有热回收装置舒适性好，室内温度均匀，没有冷凝水投资中等(采暖系统小)，使用费低德国的建筑物舒适性和经济性比较建筑类型采暖能耗采暖系统通风系统舒适性经济性3、近零能耗建筑＜15kWh/(m2·a)无采暖设备需要通风系统，需要高效热回收装置舒适性很好，室内空气质量高投资中等(无采暖系统，但维护结构和通风系统投入多)，使用费很低4、零采暖能耗建筑0kWh/(m2·a)有采暖系统，可能需要跨季度蓄热系统需要通风系统，需要高效热回收装置舒适性未知(如过热情况)投资很高(附加的蓄热装置和通风系统)，使用费用:能源费低，但维修费高5、零能耗建筑0kWh/(m2·a)（生活能耗也能自给）无采暖系统，可能需要跨季度蓄热系统需要通风系统，需要高效热回收装置舒适性未知投资太高(此外还需发电设备)哪些条件和技术有利于节能，哪些可以提供能源。如果常规成熟技术可以运用，不妨与高新技术进行比较，看哪种更为经济可靠。需要取得一个热工平衡点，即减少能耗和获取新能源同样重要。建筑节能设计的目的是营造一个舒适的建筑环境，应尽量减少建筑在使用和维护过程中的工作量，同时增大使用者对节能建筑的认知水平，使其按设计要求配合使用非常重要。1、温室气体根据联合国气候变化政府间专家委员会（IPCC）的界定，影响地球的温室气体主要是CO2、NO2、CH4、CFCs（氟氯碳化物）4种。CFCs在蒙特利尔议定书中严格列管禁用，CO2因为留存时间长，排量大，其温暖化效应约占99%。六、低碳建筑的低碳策略2、建筑竣工前的CO2排放量建筑物在竣工投入使用前的CO2排放包括：建材生产中碳排放、建筑设备生产中碳排放、交通运输中碳排放、及建设施工中碳排放4个部分。3、建筑运营期间的CO2排放量建筑物在运营期间的CO2排放包括：日常使用阶段的碳排放、修缮改造中碳排放2个部分。建筑物在废弃时的CO2排放包括：拆除时碳排放和废弃物处理回收时碳排放2个部分。不同类型建筑的能耗强度和CO2排放量Kg-CO2/m2·a以4层RC住宅建筑物来看，竣工前碳排放约占LCCO2总量的22.0%，运营期间占62.9%，废弃阶段占15.1%。对一栋10层RC办公建筑而言，上述数值分别为：8.35%、86.41%、5.24%。4、不同结构建筑竣工前CO2排放量每生产1吨水泥约耗电120kWh及135kg燃煤，施工阶段产生1.8kg粉尘和0.14m3的废弃物。不同结构类型建筑主体工程平均CO2排放量比较日本建筑协会研究指出RC建筑的CO2排放为钢结构建筑的1.43倍，为木构建筑的1.77倍。5、建筑施工中CO2减排策略•合理选择结构类型和建筑材料•建筑轻量化•使用再生建材和本土建材•改进建筑的耐久性•旧建筑的再利用•模数化设计•绿色施工工法