建筑節(jié)能技術(shù)

1、建筑節(jié)能技術(shù) 15%建筑節(jié)能 65%14%6%采暖空調(diào)熱水供應(yīng)電氣炊事建筑節(jié)能的含義 建筑能耗：建筑物使用過程中所消耗的能量,例如用于空調(diào)采暖（65）、照明及電氣（14）、熱水供應(yīng)（15）、炊事（6）等方面的能耗。 建筑節(jié)能就是提高采暖、通風(fēng)、空調(diào)、照明、熱水供應(yīng)等的能源利用效率。 確保室內(nèi)熱舒適環(huán)境、提高生活品質(zhì)，提高能源利用效率。 誤區(qū)：節(jié)能就是少用能 節(jié)能不能簡單地認為只是少用能，而是在確保室內(nèi)熱舒適環(huán)境的前提下的節(jié)能 。 節(jié)能的核心是提高能源利用效率，前提是滿足人們越來越高的舒適度要求。 北京大型公共建筑能耗比例 寫字樓寫字樓 寫字樓寫字樓電梯其他3%10%空調(diào)辦公設(shè)備37%22%照明

2、28%賓館賓館賓館賓館 其他電梯18%空調(diào)9%44%辦公設(shè)備4%照明25%3 商商 場場其 他商場商場 10%空 調(diào)照 明50%40%空調(diào)系統(tǒng)空調(diào)系統(tǒng)26%26%照明照明27%27%政府辦公樓政府辦公樓 電梯電梯空調(diào)系統(tǒng) 8%8%26照明 開水器開水器 10%10%電腦電腦27 29%29%電梯 8 開水器 10 電腦 29 如何進行建筑節(jié)能如何進行建筑節(jié)能 節(jié)能是為了在保證正常運營的前提下，更好地控制能源使用，因此，對于建筑節(jié)能而言，應(yīng)從兩方面著手：對能耗單位進行節(jié)能，同時考慮利用可再生能源補充并改善現(xiàn)能源使用結(jié)構(gòu)。 PDCA模式模式 驗證 (Check)： 實地效果監(jiān)測并驗證 實施 （Ac

3、tion）： 根據(jù)可行性方案 進行節(jié)能工作 改善 （Do）： 進行可行性分析 計劃 （Plan）： 節(jié)能目標(biāo)制定； 初期節(jié)能規(guī)劃草案。 4 5 高性能圍護結(jié)構(gòu)保溫系統(tǒng)高性能圍護結(jié)構(gòu)保溫系統(tǒng) 保溫系統(tǒng)保溫系統(tǒng)45厚噴涂硬泡聚氨酯分析不同保溫層厚度，當(dāng)超過45mm時，節(jié)能率增長平緩，45mm噴涂硬泡聚氨酯（導(dǎo)熱系數(shù) 0.024），傳熱系數(shù)0.5W/(m2K)。 其他幕墻其他幕墻自愈性鈦鋅板金屬幕墻面（屋面、南北立面，自潔免洗，刮痕自愈，圍護費用低，材料可再生）、屋面太陽能光伏系統(tǒng)（單晶硅、銅銦鎵硒）、自潔陶土板（廢棄物生產(chǎn)）。 外窗隔熱原理圖 隔熱斷橋鋁型材 節(jié)能 玻璃幕墻玻璃幕墻 結(jié)合朝向造型選

4、用玻璃、高效保溫隔熱 U、適宜的SC、中庭幕墻淋水屋面、非晶硅采光中庭、選用多腔斷橋隔斷金屬型材。 建筑隔熱保溫建筑隔熱保溫 窗戶： 1. 雙層中空或真空玻璃； 2. 低熱傳遞貼膜（E-low膜） ； 3. 在窗戶上安裝遮陽裝置； 4. 垂直雙向開窗；等 屋頂： 1. 綠色屋頂（Green Roof）； 2. 隔熱材料的安裝；等 墻體： 1. 內(nèi)墻-無機保溫材料 ； 2. 墻體-墻體保溫隔熱板，如：聚氨酯發(fā)泡保溫鋁板等 管道：隔熱材料包裹管道：隔熱材料包裹 TDL外墻保溫技術(shù)的應(yīng)用外墻保溫技術(shù)的應(yīng)用 ?TDL外墻外保溫及飾面系統(tǒng)是引進德國的先進技術(shù)及化工主劑，按歐盟標(biāo)準(zhǔn)， 建立的建筑保溫系統(tǒng)。

5、它由TDL-013高強柔性建筑膠粘劑、阻燃型聚苯乙烯玻璃纖維網(wǎng)格布、 TDL-021外墻薄抹灰層彩色裝飾砂漿或涂料組成。 適 用于所有需要進行保溫隔熱處理及外型裝飾美化的新建房屋和舊房改造 導(dǎo)熱系數(shù)0.0180.028W/m?K，采用該技術(shù)后， 100萬平米建筑可節(jié)原煤6.5萬t，節(jié)電30萬kWh “十一五”期間該技術(shù)推廣應(yīng)用比例達到 10%，施工面積40億平方米，總的投資需求為80億元，可形成年節(jié)煤能力2.6億t，年節(jié)電能力12億kWh 采用TDL外墻保溫節(jié)能技術(shù)，以導(dǎo)熱系數(shù)極低的 EPS聚苯乙烯板將建筑物包起來，消除熱橋傳熱影響，減少冷熱沖擊。采暖能耗指標(biāo)和各圍護結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù)達到國家節(jié)能

6、指標(biāo)。 地源熱泵系統(tǒng) 原理：原理： 土壤源熱泵系統(tǒng)是以巖土體為冷熱源，由水源熱泵機組、地埋管換熱系統(tǒng)、建筑物內(nèi)系統(tǒng)組成的供熱空調(diào)系統(tǒng)。地源熱泵系統(tǒng)地源熱泵系統(tǒng) 地埋管 35m，共110根，熱平衡分析，冬季供應(yīng)熱水進行熱平衡。 （示意圖） 夏天 冷冷 熱 熱熱 冷冷 冷 在夏天， 把熱量排到土壤中 熱熱 熱熱 熱熱 冬天 冷冷暖暖 冷 暖暖 冷 暖 在冬天， 我們從土壤中吸取熱量 基本概念 ?地源熱泵的概念 地源熱泵技術(shù)是一種利用地下淺層地?zé)豳Y源（也稱為地源能，包括土壤、地下水、地表水等）的既可制冷空調(diào)又可采暖和提供熱水的高效節(jié)能空調(diào)技術(shù)。地源熱泵通過輸入少量的高品位能源（如電能），以地源能作為

7、熱泵夏季制冷的冷卻源、冬季采暖供熱的低溫?zé)嵩?，同時實現(xiàn)建筑采暖、空調(diào)和生活熱水的三聯(lián)供。 ?地源熱泵系統(tǒng)的組成 室外地能換熱系統(tǒng) 地源 熱泵 機組 水或 空氣 循環(huán) 建筑物采暖、空調(diào)或熱水末端 水循環(huán) 比空氣源熱泵節(jié)能比空氣源熱泵節(jié)能30% 比燃油鍋爐采暖節(jié)能比燃油鍋爐采暖節(jié)能50 比電采暖節(jié)能比電采暖節(jié)能70% 1kW的電力 4kW的熱量供應(yīng)給用戶 3kW的熱量來自于淺層地?zé)崮?以地下水作為冷熱源，采用一種對環(huán)境友好的制冷劑替代R22，通過熱泵循環(huán)，輸出溫度可達75，替代傳統(tǒng)“制冷機鍋爐”模式，有效解決建筑采暖、空調(diào)、熱水的供應(yīng)，年運行費用節(jié)約40以上。 中國科學(xué)院外專家公寓高溫地源熱泵聯(lián)供

8、系統(tǒng)中國科學(xué)院外專家公寓高溫地源熱泵聯(lián)供系統(tǒng) 智能建筑照明系統(tǒng)智能建筑照明系統(tǒng) 1. 在走廊、洗手間、停車場等公共場所安裝聲控裝置； 2. 在建筑內(nèi)大廳或其他采光較好場所安裝感光裝置和調(diào)光器，以最大化利用自然光照明； 3. 利用建筑自動化系統(tǒng)（Building Automation System，BAS）控制建筑內(nèi)公共場所燈光； 4. 盡可能替換節(jié)能燈泡，如緊湊型熒光燈（CFL）和LED，并在每個燈泡安裝反光器；等。 智能建筑照明系統(tǒng)智能建筑照明系統(tǒng) 有人工作時自動打開該區(qū)的燈光和空調(diào)；無人時自動關(guān)燈和空調(diào) ,有人工作而又光線充足時只開空調(diào)不開燈，自然又節(jié)能。 會議室中安裝人體感應(yīng)，可做到有人

9、開燈 /開空調(diào)，無人關(guān)燈 /關(guān)空調(diào)，以免忘記造成浪費 通過觸摸屏的圖形界面可進行各種燈光場景及 AV場景控制：會議場景、演講場景、休息場景、放映場景等 智能控制與展示系統(tǒng)智能控制與展示系統(tǒng) 對室內(nèi)環(huán)境，室外氣象參數(shù)，建筑能耗狀況，以及系統(tǒng)的運行特性等進行逐時的測量，外建筑節(jié)能研究提供數(shù)據(jù)。 1 全面掌握系統(tǒng)狀況 改善設(shè)備管理 主要功能：主要功能： 空調(diào)、風(fēng)機盤管控制 空調(diào)、自然通風(fēng)與開窗通風(fēng)切換與控制 燈光控制(開關(guān)及調(diào)光) 電動窗簾、遮陽卷簾、幕布、電動窗控制 排風(fēng)設(shè)備控制 排水、電梯設(shè)備監(jiān)視 影音設(shè)備控制 消防聯(lián)動監(jiān)控 集中監(jiān)視及控制 智能控制與展示系統(tǒng)智能控制與展示系統(tǒng) N樓交換機 主控

10、機房 1樓交換機 X樓交換機 室內(nèi)空調(diào)紅外信號 發(fā)射模塊 總線交換機 邏輯控制模塊 紅外動靜 傳感器 照度 傳感器 某建筑節(jié)能及智能化控制系統(tǒng)某建筑節(jié)能及智能化控制系統(tǒng) 調(diào)光模塊 繼電器模塊 中央空調(diào)控制模塊 日光燈 電磁閥 風(fēng)機 調(diào)光燈具 排風(fēng)扇 窗簾 吊扇 中央空調(diào)系統(tǒng) 空調(diào)控制面板 場景控制墻面板 16 中央空調(diào)智能控制中央空調(diào)智能控制 ?用人工智能模糊控制方式 代替?zhèn)鹘y(tǒng)的靜態(tài)控制方式，實現(xiàn)動態(tài)控制， 達到節(jié)能目的 ?可節(jié)電20%左右，平均每平方米建筑可節(jié)電16kWh。一棟10000平米建筑可節(jié)電16萬kWh ?該技術(shù)已在三百多個項目的中央空調(diào)系統(tǒng)中應(yīng)用。 ?預(yù)計“十一五”期間推廣比例為

11、30%，需要總投入62.4億元，年可節(jié)電85億kWh 風(fēng)光互補發(fā)電系統(tǒng)風(fēng)光互補發(fā)電系統(tǒng) 整體實現(xiàn)太 陽 能可再生能光 電 占源發(fā)電量總 用 電超過總用量2% 電量8% （示意圖） 風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)通過室外風(fēng)環(huán)境模擬分析，選取風(fēng)力發(fā)電最佳部位布置風(fēng)力發(fā)電設(shè)備 太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng) 屋面使用單晶硅；中庭與入口雨篷采用非晶硅柔性薄膜電池；地面景觀布置雙軸逐日性光伏系統(tǒng)。 銅銦鎵硒柔性光伏電池 地面雙軸逐日性光伏系統(tǒng) 雨水回收利用系統(tǒng)雨水回收利用系統(tǒng) 非傳統(tǒng)水源利用非傳統(tǒng)水源利用 0排放、非傳統(tǒng)水源利用90%90%以上 項目以雨水和河水作為補給水，結(jié)合生態(tài)凈化系統(tǒng)、氣浮工藝、人

12、工濕地、膜生態(tài)凈化系統(tǒng)、氣浮工藝、人工濕地、膜過濾和炭吸附結(jié)合技術(shù)過濾和炭吸附結(jié)合技術(shù) ，處理源頭水質(zhì)，達到生活雜用水標(biāo)準(zhǔn)，處理后水用于沖廁、綠化灌溉和景觀補水。 建筑設(shè)計日供水 13.5t，排水 12t，景觀用水 5t，其中沖廁、景觀灌溉、地面沖洗、洗車等用水全部來自于非傳統(tǒng)水源供水。 生活污水 沖廁 調(diào)節(jié)池 化糞池 綠化灌溉 水體處理 雨水 景觀補水 清水池 外河道水 （非傳統(tǒng)水源利用系統(tǒng)規(guī)劃圖） 收集收集 處理處理 使用使用 人工濕地景觀生態(tài)人工濕地景觀生態(tài) 結(jié)合景觀設(shè)置具有凈水效果的景觀型人工濕地，處理生活污水。 黃花鳶尾 水蔥 梭魚草 再力花 被動式自然通風(fēng)系統(tǒng)被動式自然通風(fēng)系統(tǒng) 熱

13、壓通風(fēng)熱壓通風(fēng) 氣流經(jīng)地下室預(yù)冷，進入南北向自然通風(fēng)井，由井壁風(fēng)閥進入室內(nèi)辦公空間、再由室內(nèi)進入中庭、最后通過屋頂自然通風(fēng)煙囪拔出。 風(fēng)壓通風(fēng)風(fēng)壓通風(fēng) 在熱壓通風(fēng)換熱不足時節(jié)（大于 25度），南北立面自動電動控制窗開啟（是否開啟、開啟角度大小，根據(jù)室外氣象站測得的氣象數(shù)據(jù)進行自動控制，當(dāng)檢測到室外風(fēng)速較大、室內(nèi)換氣量過大時，自動關(guān)小窗戶開啟度。窗戶的立面劃分開啟扇位置，充分考慮人辦公時候的通風(fēng)舒適需求（900高）與景觀視野（ 9002200高度無橫檔遮擋）。 輔助通風(fēng)輔助通風(fēng)機械輔助通風(fēng)、地源熱泵空調(diào)增強舒適實現(xiàn)能力。 當(dāng)進行熱壓通風(fēng)溫度過高（室外大于 25度），且室外噪聲或空氣質(zhì)量較差時，開

14、啟空調(diào)排放，提高換氣率，增加舒適性能。 當(dāng)溫度相對較低時（室外空氣溫度 13-18度），開啟地源熱泵系統(tǒng)進行輻射采暖輔助自然熱壓通風(fēng)。 自然通風(fēng)（熱壓）氣流組織 建筑內(nèi)部溫度分布 垂直剖面風(fēng)速矢量分布 電控智能外遮陽電控智能外遮陽 電控智能外遮陽電控智能外遮陽 根據(jù)太陽運行角度，室內(nèi)綜合遮陽系統(tǒng)建筑形體自遮陽（向南傾斜 15度）、機翼型電動智控外遮陽系統(tǒng)、玻璃自身遮陽。光線強度要求，采用機翼性電控遮陽系統(tǒng)，在 建筑形體自遮陽建筑形體自遮陽 太陽輻射強烈的時候打開，遮擋太陽輻射，降低空調(diào)能耗。在冬季和陰雨天的時候打開，讓陽光射入室內(nèi)，降低采暖能耗。 玻璃自身遮陽玻璃自身遮陽 南北立面玻璃傳熱系數(shù)

15、 0.7，遮陽0.44，東西立面、中庭 0.29。 結(jié)合朝向造型選用玻璃、高效保溫隔熱U、適宜的 SC、中庭幕墻淋水屋面、非晶硅采光中庭、選用多腔斷橋隔斷金屬型材。 德國的建筑節(jié)能技術(shù)德國的建筑節(jié)能技術(shù) 德國的建筑節(jié)能技術(shù)在歐洲和全世界都處于領(lǐng)先地位，據(jù)統(tǒng)計19912001年間德國公民生產(chǎn)總值增長16%，總能耗反而下降，其中主要成果源于建筑節(jié)能。 70年代的能源危機，德國開始節(jié)約住宅能耗，76年德國建筑物理學(xué)家建造了菲利普實驗住宅，采用了一些先進的節(jié)能措施。 德國住宅節(jié)能措施德國住宅節(jié)能措施 被動措施 1.提高外墻，地板，屋頂 的保溫層厚度 2.采用卷簾百葉窗，使夜 間熱量流失減少 3.門窗密

16、封性改善，使不 可控制的空氣流通減少 4.加強對暖爐及導(dǎo)熱管的 保溫 5.加大南窗面積，更多接 收太陽熱能 主動措施 1.從排風(fēng)中回收余熱 節(jié)能 措施 2.從制暖裝置產(chǎn)生的廢氣 中回收余熱 3.利用家電余熱 4.改善現(xiàn)有空氣和水的加 熱裝置 5.利用太陽能，并通過熱 泵從空氣、地?zé)嶂蝎@得 熱能 德國低能耗住宅分類德國低能耗住宅分類 德國研究表明，根據(jù)德國的氣候條件，德國所處的地理緯度相對中國的哈爾濱，從太陽能獲取能源時效果比減少建筑熱損失收到的效果要差，進一步研究表明，20cm的外墻保溫層效果是最好的。 目前德國將低能耗住宅分為四類：節(jié)能住宅、低能耗住宅、被動太陽能住宅、零供暖住宅。 節(jié)能住宅

17、節(jié)能住宅 節(jié)能住宅，至少有15cm厚的保溫層，能耗65kwh/a。1978年德國建筑采暖能耗標(biāo)準(zhǔn)為200kwh/a，德國已在92年實現(xiàn)了“節(jié)能住宅”目標(biāo)，年采暖能耗605kwh/a。 低能耗住宅低能耗住宅 低能耗住宅，保溫層厚度在2025cm之間，能耗不超過30kwh/a。德國計劃到2012年將采暖能耗降為35kwh/a，因此目前德國有大量低能耗住宅。 被動太陽能住宅被動太陽能住宅 被動太陽能住宅，保溫層厚度在30cm以上，采暖能耗不超過15kwh/a，被動房建筑的主要技術(shù)措施有：加強圍護體系的保溫性能；提高建筑的氣密性；機送新風(fēng)并進行熱回收；低熱負荷的采暖方式。 德國學(xué)者樂觀地認為，未來10

18、年德國將全面采用被動，由于被動房的關(guān)鍵技術(shù)是提高外圍護的保溫性能，即采用的是低技術(shù)措施，在造價上有優(yōu)勢，避免了建筑節(jié)能的高技術(shù)、高成本化，因此很有市場潛力。 零供暖住宅零供暖住宅 零供暖住宅，利用太陽能收集器等主動采集能量。在被動房的基礎(chǔ)上，增加可再生能源的利用量，應(yīng)很容易達到零供暖住宅。 德國建筑設(shè)計與能耗對應(yīng)表德國建筑設(shè)計與能耗對應(yīng)表 綜上所述，影響低能耗住宅節(jié)能效果的關(guān)鍵是建筑外墻保溫性能，空氣更新的辦法，太陽能收集及儲存的解決辦法。 德國作了很多研究，得出以下建筑設(shè)計與能耗對應(yīng)表。 建筑的措施 緊湊的建筑體形 良好的保溫體系 好的空氣更新系統(tǒng) 主要改變 表面積/體積，每降低 0.1/

19、K值每降低0.1w/K 帶自熱回收再利用裝置 可降低的能耗 8-15kwh/ a 11-19kwh/ a 3-10kwh/ a 大的朝陽窗戶 更好的玻璃 建筑朝南 節(jié)能的家電 視使用者而定的情況 視使用者而定的情況 每增大10% K0.8 w/k g0.4 所有的窗戶朝南 電能消耗減半 房間溫度上升 1K 空氣交換量提高 0.1/H 0-12 kwh/a 5-15 kwh/a 6-15 kwh/a 4-5 kwh/a 7-10 kwh/a 8-11 kwh/a 德國低能耗建筑體現(xiàn)低技術(shù)理念德國低能耗建筑體現(xiàn)低技術(shù)理念 前述德國建筑設(shè)計與能耗對應(yīng)表比較清楚地反映了建筑一座低能耗住宅應(yīng)采取的措施及效果，具體包括建筑設(shè)計優(yōu)化