建筑节能原理与技术02建筑节能气候学与气候分区(PPT 111)113页PPT

建筑围护结构散失的热量占建筑散失热量的份额很大，是探求 建筑节能途径的主要关注的对象。例如北京地区，房屋建筑围 护结构各部分散失热量的比例如表8-4所示。
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8.2 建筑节能的基本原理
表8-4 北京地区房屋建筑围护结构各部分散失热量的比例
围护结构名称 墙体 外窗
屋顶
对于采暖建筑，当围护结构质量较差时，室外温度越低，则外围护结构表 面温度也越低，邻近的热空气迅速变冷下沉，散失热量，房间内只有在采暖 设备附近和上部较暖；当围护结构质量较好时，其内表面温度较高，室温分 布较均匀，无急剧的对流换热现象产生，保温节能效果好。
通过建筑物围护结构的传热通常是辐射、对流、导热三种方式同时进行的 综合作用效果。围护结构的传热过程，如图8-1所示。
图8-6 主体结构表面温降示意图
8.4.2 墙体节能
表8-8 设置防水保温踢脚板后的温度降低率比较
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
8.4 建筑节能的措施与构造
8.4.2 墙体节能
2.外保温复合外墙
外保温复合外墙是在主体结构（承重外墙）的外表面上粘贴或吊挂保 温层（聚苯板或岩棉板），然后再做外墙面层，其构造如图8-5所示。
外保温复合外墙的特点是储热能力较强的主体结构位于室内一侧，有
本章主要内容及重点
重点
• 建筑节能的基本原理 • 建筑节能的措施与构造 • 建筑节能技术 • 绿色建筑技术
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8.1 建筑节能概述
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8.1 建筑节能概述 8.1.1 建筑节能的概念

• 当采用B2级保温材料时，每层应设置水平防火隔离带。
• 3、高度大于等于24m小于60m的建筑，其保温材料的燃烧性能不应低于B2级。
• 当采用B2级保温材料时，每两层应设置水平防火隔离带。
• 4、高度小于24m的建筑，其保温材料的燃烧性能不应低于B2级。其中，当采用
• B2级保温材料时，每三层应设置水平防火隔离带。
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河南省居住建筑节能设计标准（寒冷地区） 2005版和2012版相同和不同问题
时间问题，只研究了寒冷地区。
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河南省居住建筑节能设计标准（寒冷地区） 2005版和2012版相同和不同问题
• 2012版明确了寒冷地区的两个气候子区
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河南省居住建筑节能设计标准（寒冷地区） 2005版和2012版相同和不同问题
• B2级保温材料时，每层应设置水平防火隔离带。
• ------------------------------------------------
• ≥50 A级
• 50＞X≥24 B1 每2层设
• X＜24
B2 每层设
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公通字46号文 《民用建筑外保温系统及外墙 装饰防火暂行规定》
屋顶 1. 对于屋顶基层采用耐火极限不小于1.00h的不 燃烧体的建筑，其屋顶的保温材料不应低于B2 级；其他情况，保温材料的燃烧性能不应低于 B1级。 2. 屋顶与外墙交界处、屋顶开口部位四周的保温 层，应采用宽度不小于500mm的A级保温材料 设置水平防火隔离带。
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河南省居住建筑节能设计标准（寒冷地区） 2005版和2012版相同和不同问题
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河南省居住建筑节能设计标准（寒冷地区） 2005版和2012版相同和不同问题

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▪ 在英国，政府已制定了一系列政策和制度来促进高 能效技术在新建建筑和既有建筑改造中的应用。在 低碳排放量方面，英政府也采取了一些新的规划和 经济激励政策。英国还有很多来自政府和其他组织 的机制，如：碳排量信誉（the carbon trust），节 能信誉（energy saving trust），建筑研究组织（ Building Research Establishment），皇家特许建 筑设备工程师协会（Chartered Institution of Building Services Engineers），这些机制和组织为 推进新建筑和既有建筑在能效和温室气体排放方面 的不断进步做出了巨大贡献。另外，英国在科技研 究和革新方面投入很大，并已在可持续建筑领域取 得了显著成果。
很有成效，为推动巴伐利亚环境公约的实施
进程，政府采取了一系列的激励手段，如对
一些具有较高环保性能的项目减免费用、简
化手续等。
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▪ 在美国，联邦政府已颁布了很多绿色建筑政 策，并已取得了显著成效。而且还鼓励人们
在进行建筑设计和建筑改造中结合能源之星 （Energy Star）或LEED的方法开展工作， 以降低建筑能耗、促进建筑的可持续发展。
(二)对不符合民用建筑节能强制性标准的设计方 案出具合格意见的；
(三)对施工图设计文件不符合民用建筑节能强制 性标准的民用建筑项目颁发施工许可证的；
(四)不依法履行监督管整理理ppt职责的其他行为。 24
处罚----政府
▪ 违反本条例规定，各级人民政府及其有关部 门、单位违反国家有关规定和标准，以节能 改造的名义对既有建筑进行扩建、改建的， 对负有责任的主管人员和其他直接责任人员 ，依法给予处分。

节室外风速，优化设计窗墙比
要特别强调外窗遮阳、外墙和屋顶的隔热设计
几个概念： 体形系数：建筑物与室外大气直接接触的外表面面积与其 所包围体积的比值。
不包括
建筑体形系数与建筑物的节能有直接 关系； 体形系数越大，说明同样建筑 体积的外表面积越大，散热面积越大， 建筑能耗就越高，对建筑节能越不利；
换气体积(y) Volume Of air circulation 需要通风换气的 房间体积。
采暖度日数(HDD18)
室内基准温度18 ℃与采暖期室外平均温度之间的温差， 乘以采暖期天数的数值，单位：d。
空调度日数(CDD26) Cooling degree day based On26℃
一年中，当某天室外日平均温度高于26℃时，将高于 26℃的度数乘以1天，并将此乘积累加。
用于建筑物采暖所消耗的能量，其中包括采暖系统运行 过程中消耗的热量和电能，以及建筑物耗热量。
建筑物耗热量指标(qH) Index Of heat loss Of building 在采暖期室外平均温度条件下，为保持室内计算温度， 单位建筑面积在单位时间内消耗的，需由室内采暖设备 供给的热量，单位：W／m2。
围护结构传热系数(K) Overall heat transfer coefficient Of building envelope 围护结构两侧空气温差为1K，在单位时间内通过单位 面积围护结构的传热量，单位：（W/m2·K)
围护结构传热阻(Ro) Thermal resistance Of building envelope 传热系数的倒数，表征围护结构对热量的阻隔作用， 单位：m2·K／W。 R0=Ri+ΣR+Re
窗墙面积比Area ratio Of window to wall 窗户洞口面积与其所在外立面面积的比值。窗墙面积 比越大，能耗就越大。

图4-10 气候防护单元
是在围护结构保温层靠高温的一侧设一道隔蒸气层(如图4-5所示)。
图4-5 隔蒸气措施 11
《房屋建筑学》机械工业出版社
4.2 建筑节能的基本原理
4.2.4建筑隔热
建筑隔热的含义：建筑隔热通常是指围护结构在夏天隔离太阳辐射热 和室外高温的影响，从而使其内表面保持适当温度的能力。
为达到改善室内热环境，降低夏季空调降温能耗的目的，建筑隔热可 采取以下措施： ⑴建筑物屋面和外墙外表面做成白色或浅白色饰面，以降低表面对太阳辐 射热的吸收系数。 ⑵采用架空通风层屋面，以减弱太阳辐射对屋面的影响。 ⑶屋面采用挤压型聚苯板倒置屋面，能长期保持良好的绝热性能，且能保 护防水层免于受损。 ⑷外墙采用重质材料与轻型高效保温材料的复合墙体，提高热绝缘系数， 以便节约空调降低能耗。 ⑸提高窗户的遮阳性能：如采用活动式遮阳篷、可调式浅色百叶窗帘、可 反射阳光的镀膜玻璃等。
4.2.3建筑保温
⑷传热异常部位的保温构造：
钢筋混凝土柱、梁、垫块、圈梁和过梁等热导率较高的构件嵌入外围护 结构，会造成保温性能差，局部热量损失大，容易出现凝结水。这些部位称 为围护结构的“热桥”或“冷桥” （如图4-3所示）。
《房屋建筑学》机械工业出版社
图4-3 热桥现象 9
4.2 建筑节能的基本原理
⑷自然空调式建筑：建筑物中由设在地下的底部铺有卵石储热层的蓄热 库和一条掩入土中的双套管组成自然空调系统。
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4.4建筑节能规划设计
采暖建筑节能规划设计是建筑节能设计的一个重要方面。它包括： 建筑选址、分区、建筑布局、道路走向、建筑方位朝向、建筑体型、建 筑间距、冬季季风主导方向、太阳辐射、建筑外部空间环境构成等方面。

低能耗住宅
低能耗住宅，保温层厚度在20～ 25cm之间，能耗不超过30kwh/㎡a 。德国计划到2012年将采暖能耗降 为35kwh/㎡a，因此目前德国有大 量低能耗住宅。
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被动太阳能住宅
被动太阳能住宅，保温层厚度在30cm 以上，采暖能耗不超过15kwh/㎡a，被 动房建筑的主要技术措施有：加强围护 体系的保温性能；提高建筑的气密性； 机送新风并进行热回收；低热负荷的采 暖方式。 德国学者乐观地认为，未来10年德国将 全面采用被动，由于被动房的关键技术 是提高外围护的保温性能，即采用的是 低技术措施，在造价上有优势，避免了 建筑节能的高技术、高成本化，因此很 有市场潜力。
节能，同时考虑利用可再生能源补充并改善现能源使用结构。
PDCA模式
改善 （Do）： 进行可行性分析
计划 （Plan）： 节能目标制定； 初期节能规划草案。
验证 (Check)： 实地效果监测并验证
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实施 （Action）： 根据可行性方案 进行节能工作
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高性能围护结构保温系统
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空调控制面板
场景控制墙面板
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中央空调智能控制
• 用人工智能模糊控制方式 代替传统的静态控制方式，实现动态控制， 达到节能目的 • 可节电20%左右，平均每平方米建筑可节电16kWh。一栋10000平米建筑可节电16万
kWh • 该技术已在三百多个项目的中央空调系统中应用。 • 预计“十一五”期间推广比例为30%，需要总投入62.4亿元，年可节电85亿kWh
5.加大南窗面积，更多接 收太阳热能
节能 措施
主动措施
1.从排风中回收余热 2.从制暖装置产生的废气

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直接得热式：
设计方法： 在寒冷时段的气候条件下，对窗户而言有利的能量 平衡条件是： ◇窗户南向，光线直射，有蓄热储备 ◇其热阻等于或大于双层玻璃 ◇为了尽量减少热桥效应和冷风渗透，必须慎重考 虑接缝处构造和窗框材料 ◇采用常规设施采暖的地方，热控制设施应该放置 于窗的外侧。
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被动式太阳能建筑设计
当集热器受太阳辐射后，水 温升高，容重变轻，集热器内热 水受热压作用进入储水箱 ，同 时，储水箱下部的冷水补充进入 集热器，接受太阳辐射加热，随 后则重复前述过程，从而达到提 供热水的目的。
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3）太阳能热水器分类 ●依据集热技术上的发展可分为三个阶段：
闷晒式，平板式，真空管式。
人们设计出第一代太阳能热水器——闷晒式太阳能热水 器。它是一个由镀锌薄铁板或铝合金薄板制作的表面涂以 黑色涂层的储水箱，利用黑色物体吸热效果较好的原理进 行工作。这种太阳能热水器的特点是：在阳光照射强度较 大时吸收热量，而当阳光照射强度减弱时又向外界散发热 量。
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直接得热式：
定义：利用南向大面积窗户，冬季白天使大量阳光 透入，夜间则用专门的保温窗帘或保温板遮挡窗口。 室内地面需用蓄热能力大的材料，如砖、石或混凝 土等做成，在白天吸收并蓄积热量，夜间不断向室 内释放，使室内维持相对稳定的温度。其他朝向的 各面维护结构则尽量加强保温，减少热量散失和冷 风渗透。
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德国弗赖堡Sonnenschiff太阳能城
这些房屋都是按照Passivhaus标准设计的，有获得 被动式太阳能采暖和日光的广阔通道。每所屋子都有很简 单的伸出很长的屋顶棚沿，从而让冬天的太阳照进来同时 遮挡夏天的太阳。
Sonnenschiff顶部的阁楼为天台花园提供阳光，使 太阳能资源得以充分利用。天台特有的雨水回收系统用来 灌溉花园和为洗手间供应洗涤用水。

❖ 这不仅因为我国能源资源有限，而且能源开发投资大、时 间长，短期内很难有持久的大幅度增加，同时还受到运输 和环境的制约。
❖ 例如，不管是一个大型煤矿或一个相当规模的油田，一个 大型水电站或一座核电站，从勘探、设计到建成投产，一 般都要8～10年，甚至10年以上。
❖ 因此，应当节流与开源并举，节能是缓解我国经济开展中 能源供需矛盾不可缺少的措施。同时，节能还具有节约资 源保护环境的重要社会效益。
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❖〔二〕建筑节能的意义 ❖ 不仅提高了建筑物在使用期间的能源利用
效率，降低了大气污染，减少了CO2排放量， 而且是改善建筑室内热环境、提高居住水平 的措施之一。
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❖二、建筑节能的根本原理 ❖ 〔一〕建筑能耗的成因与建筑节能的任
务
❖ 照明能耗 ❖ 采暖空调能耗: E=Q/EER ❖EER：Energy Efficiency Ratio，
❖ 随着制冷空调技术应用的日益广泛，制冷空调装 置消耗的能源也在迅速增加。因此。制冷空调装 置的节能正在引起人们越来越广泛的重视。
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❖ 建国以来，我国能源工业得到巨大开展。2007年， 我国一次能源生产总量23.7亿t标煤，是改革开放 初的3.8倍，约占全球能源生产总量的14%。 2021年底电力总装机到达7.92亿千瓦，仅次于 美国［1］。
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本课程的要求
课前预习
认真听课
认真完 成作业
做好课堂和课后笔 记（课后复习）
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绪论要点
❖一、建筑节能的含义、意义
❖
Building Energy-Saving
❖〔一〕建筑节能的含义
❖ 提高建筑使用过程中的能源效率。
❖
为居住筑的能源使用效率=————————— ———————

若体形系数大于0.30，则屋顶和外墙应加强保温，以 便将建筑物耗热量指标控制在规定水平，总体上实现 节能50％的目标。
三、对采暖居住建筑楼梯间、外廊和出入口的规定 标准规定：采暖居住建筑的楼梯间和外廊应设置门窗；在采 暖期室外平均温度为-6℃ ~ -0.1℃的地区，楼梯间不采暖时， 楼梯间隔墙和户门应采取保温措施；-6℃以下地区，楼梯间 应采暖，入口处应设置门斗等避风设施。 四、对不同地区采暖居住建筑各部分围护结构传热系数限值 的规定 标准规定：不同地区采暖居住建筑各部分围护结构的传热系 数不应超过《民用建筑节能设计标准（采暖居住建筑部分）》 中规定的限值。 表中各部分围护结构传热系数限值，是分别针对体形系数等 于0．30和0．35的住宅建筑，其耗热量指标均满足新标准规 定要求，并按新标准规定的计算方法确定的。 这项规定的基本出发点是保证占绝大多数的采暖住宅建筑， 其耗热量指标小于或等于新标准规定的数值；允许占极少数 的采暖住宅建筑，其耗热量指标大于新标准规定的数值。这 样，就能从总体上保证实现节能50％这一目标。
3、建筑物耗热量指标与采暖设计热负荷指标关系：由于 采暖室外计算温度低于采暖期室外平均温度，所以建 筑物耗热量指标小于采暖设计热负荷指标。
三 、采暖耗煤量指标 1、定义：在采暖期室外平均温度条件下，为保持室内计
算温度，单位建筑面积在一个采暖期内消耗的标准煤 量，单位：kg／m2。 2、采暖耗煤量指标大小随建筑物耗热量指标和采暖期长 短增长而增长，随锅炉运行效率和室外管网输送效率 提高而降低。 3、建筑物能否达到节能标准的要求，用采暖耗煤量指标 来衡量。
度，提高热源效率 积极挖掘利用目前的集中供热网，发展以热电联产为
主的高效节能热源
夏热冬冷地区 保证夏季隔热，并兼顾冬季防寒 体形系数要和住宅采光、日照等结合起来，不要过分

建筑节能的意义在于：
1. 减少能源消耗：建筑节能可以有效地减少建筑物的能源消耗，降低能源成本，提高能源利用效率。
2. 保护环境：建筑节能可以减少能源消耗，降低环境污染，保护生态环境。
3. 提高生活质量：建筑节能可以改善建筑物的舒适度，提高人民的生筑节能的技术和方法
在收集了必要的信息后，需要开始设计节能方案。这可能包括选择合适的建筑材料、设计合理的建筑布局、确定合适的能源系统等。在设计过程中，需要考虑各种因素，如成本、维护要求、环境影响等。
设计方案完成后，需要进行实施和监测。这包括监督施工过程、确保材料和设备的采购符合设计方案的要求、定期监测建筑的能源效率等。在监测过程中，需要记录和分析数据，以便及时发现和解决问题，并持续改进建筑的能源效率。
根据监测和分析结果，可以对建筑节能方案进行优化。这包括改进设备、优化能源管理流程、提高建筑能源利用效率等方面。通过不断优化建筑节能方案，可以降低能耗，提高建筑能效，实现可持续发展。
汇报人：
2023.10.05
谢谢观看THANKS
3. 环境舒适度得到改善：通过集成控制技术，实现了对建筑内各种设备的统一管理和调度，使得建筑内的环境更加舒适。
建筑节能方案的调试运行
建筑节能方案的监测和维护
建筑节能方案的监测系统需要设计得既实用又高效。监测系统应包括传感器、数据采集器、数据传输器等设备，用于实时监测建筑的各种能耗数据，如温度、湿度、光照强度等。同时，监测系统还应具备自动报警功能，以便及时发现和解决能源消耗异常情况。
在施工过程中，需要严格遵守施工计划和时间表，确保施工进度和质量。同时，需要对施工现场进行严格的管理和控制，确保建筑材料的质量和安全，防止环境污染和资源浪费。此外，还需要对施工过程中的能源消耗进行监测和控制，采取有效的节能措施，降低能源消耗和浪费。