建筑节能技术的创新与应用

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建筑节能新技术的应用与发展

作者：王卫东

来源：《城市建设理论研究》2014年第08期

摘要:简述了实现建筑节能的技术途径及动态, 总结了各种建筑节能新技术的要点,剖析了建筑节能技术的能耗问题及降耗办法。

关键词:建筑节能新技术；提高用能效率；外墙节能技术；门窗节能技术；屋顶节能技术

中图分类号：TU201.5文献标识码：A

建筑能耗即建筑使用能耗，包括采暖、空调、热水供应、炊事、家用电器等方面的能耗。其中，以建筑采暖和空调能耗为主，占建筑总能耗的50%~70%。随着我国经济的迅速发展和人民生活水平的不断提高，我国建筑能耗日益增长。1999年我国建筑能耗占社会总能耗的比例已达到20%～25%。而在西方国家，建筑能耗一般占全国总能耗的30%～40%。所以，随着人民生活水平的不断提高、城镇化进程的加快以及住房体制改革的深化，我国的建筑能耗必将进一步增加。但建筑节能不能以牺牲人的舒适和健康为代价，否则节能便失去了意义。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。其解决途径只有两种：一方面通过开发利用可再生能源及节能建材等途径降低建筑能耗的需求；另一方面要提高能耗系统的效率，从而降低终端能源使用量。

l.实现建筑节能的技术途径及动态

经粗略估算，采取周密、有效的建筑技术措施可以降低2/3～3/4的建筑能耗。因此，在建筑规划设计、建造和使用过程中，在满足室内环境舒适、卫生、健康的条件下，采取合理有效的建筑节能技术，有利于实现建筑节能和环保共进的目标。

减少建筑内的能源总需求量，一般可从以下几方面实现。

1.1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。首先，提高围护结构各组成部件的热工性能，一般通过改变其组成材料的热工性能实行，如欧盟新研制的热二极管墙体(低费用的薄片热二极管只允许单方向的传热，可以产生隔热效果)和热工性能随季节动态变化的玻璃。然后，根据当地的气候、建筑的地理位置和朝向，以建筑能耗软件DOE-2.0的计算结果为指导，选择围护结龙源期刊网

建筑节能技术的实际应用

案例一：北京 TPT 大厦（高科技写字楼）

坐落于北京中关村地区的 TPT 大厦，由国际建筑设计大师赫尔佐格、德梅隆主持设计，其中生态智能系统设计由世界著名的德国超日建筑能量公司担纲。该建筑在创新建筑形象，塑造生态节能、舒适健康的办公环境方面有许多突破，落成后将是中国首栋采用高科技生态节能技术的大型办公建筑。

一、采用第三代窗箱式装配玻璃幕墙，严控建造成本。

TPT 大厦采用了第三代窗箱式装配玻璃幕墙。常用的外廊式双层玻璃幕墙，双层玻璃间距接近1米，且需要内外两层分别安装。而窗箱式装配玻璃幕墙，以单元构件模式工厂生产、工地组装，既可以缩短工期，又能够节省建筑面积，从而有效的降低了建造成本。

二、采用高效地源热泵系统，严控建筑运营成本。

在建筑运营成本方面，类似TPT 大厦这样规模的建筑，每年需要投入数千万的费用。通过多项智能化生态设计手段能够大幅度降低这部分运营成本。比如TPT 大厦中采用的高效地源热泵系统，在基础施工时埋入热交换盘管，利用地下恒温调节室内温度，从而降低节省制冷(暖)能耗；隐蔽式外窗遮阳百叶，将遮阳系统置于双层玻璃间，可减少制冷能耗70%以上。

案例二：北京朝林酒店（高科技生态设计 节能建筑设计）

朝林酒店位于北京经济技术开发区，是集购物广场、商业写字楼、星级酒店于一体的大型建筑群。该项目是北京经济技术开发区规划建设的第一个综合性商务核心区域。设计中强调公共空间的层次感，在变化与简洁之间把握适度的平衡。

整个建筑设计充分考虑先进的结构系统与高科技、生态节能技术的应用，德国 SOBEK 结构设计公司为建筑主体结构及翼形建筑提出多种结构概念，为中部的玻璃天穹设计了先进的薄壳结构体系。

一、置换式新风系统与分散式外墙新风装置：

朝林酒店是由五合国际负责设计的高科技综合酒店项目。它采用的分散式新风系统将过去集中的送风口分散开，使室外空气从房间下部各方位缓慢流入室内，旧空气从上部溢出，整个室内充满了由新鲜空气形成的新风湖。在采用这种新风系统的房间中，工作者能直接呼吸到室外的新鲜空气，感受到空气的湿润，闻到空气中雨后泥土的芳香。分散式新风系统能够将外部环境的变化直接传达给室内工作者，满足了人们对自然界感知的心理需求。与此同时，由于没有使用过的旧空气被循环输送回室内，避免了交叉感染；缓慢流动的送新风方式，也解决了传统方式中的风感和噪声问题。

1 四、装配式建筑等技术创新的应用

装配式技术具有构件集中预制生产、结构性能好、消耗人工少、资源浪费少、对环境污染小等优点,其工业化的建造方式,可以有效解决我国近年来突显的建筑劳动力短缺问题,能够推动建筑施工行业由劳动密集型向技术密集型产业的转变;同时从国外发展应用情况来看,装配式建筑从保温性能、隔音性能、防水性能以及舒适程度较前期的大板房等有了很大提高,必将成为适合我国建筑 项目的新型建造发展模式。装配式技术的应用为工程建设带来诸多改善,同时也给工程建设的管理带来新的挑战。就本项目而言，因是现有的建筑改造项目，因此可供装配式技术应用的范围有限。

本工程采用不锈钢型材，可全部由工厂制作，现场拼装即可。

幕墙及加胶玻璃等也采用工厂定制，现场拼装的方法进行施工。

建筑物理

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建筑节能与环保应用技术

2005年，国家和地方陆续出台新的建筑节能政策和标准规范，从而把建筑节能纳入新的视野和国家战略。建筑能耗当前占全国能源消耗近30%。所以，建筑节能对于促进能源资源节约和合理利用，缓解我国能源资源供应与经济社会发展的矛盾，加快发展循环经济，实现经济社会的可持续发展，有着举足轻重的作用，也是保障国家能源安全、保护环境、提高人民群众生活质量、贯彻落实科学发展观的一项重要举措。因此，国家要求新建建筑（含改建、扩建）近阶段达到节能50%，经过一段时间的努力，则要达到节能65%的目标。为此，对设计、建造、监理提出了新的明确的工作要求和行为责任。

建筑节能是指在区域规划、城镇体系规划、城市总体规划和建筑的规划（包括布局、形状和朝向等）、设计、施工、安装和使用过程中，按照有关建筑节能的国家、行业和地方标准，对建筑物维护结构采取隔热保温措施，选用节能型用能系统（指与建筑物同步设计、同步安装的用能设备和设施）、可再生能源（如太阳能、风能、水能、地热）利用系统及其维护保养，保证建筑物(城镇公共建筑、居住建筑)使用功能和室内环境质量，切实降低建筑能源消耗，更加合理、有效地利用能源等活动。建筑围护结构指建筑物及房间各面的围挡物,如墙体、屋顶、地面等。其中直接与外界空气环境接触的围护结构称为外围护结构，如外墙、外窗、屋顶等；内围护结构不与外界环境接触，如内墙、楼地面等。

1建筑节能技术要点

1.1墙体保温技术

1.1.1墙体保温是建筑节能的重要一环

自从节能工作在全国范围内全面启动以来，墙体保温经历了外墙内保温、夹层保温和外墙外保温的发展历程。

2002年，外墙外保温系统在世界范围内，尤其在欧洲被广泛使用，估计总面积达8500万平方米。有关机构测试表明，住宅的能量损失大致为屋顶约占15%；门和窗约占25%；地下室和地面约占15%；墙体如果不做保温处理约占50%，如果进行保温处理约占10%-15%。大量工程实践证明，目前普遍采用的外墙外保温技术是相对较好的墙体保温技术。