建筑節(jié)能技術(shù)84779

建筑節(jié)能技術(shù)概述

一、實(shí)施建筑節(jié)能的原因隨著中國城市建設(shè)的高速發(fā)展，建筑能耗逐年上升，已經(jīng)達(dá)到全社會(huì)能源消耗量的30%左右，再加上每年房屋建筑材料生產(chǎn)能耗約13%，建筑總能耗已達(dá)全國能源總消耗量的45%左右；既有公共建筑近40億m2；我國每年城鎮(zhèn)新建公共建筑3-4億m2；大型高檔公共建筑的單位面積能耗約為城鎮(zhèn)普通居住建筑能耗的10-15倍；一般公共建筑的能耗也會(huì)是普通居住建筑能耗的5倍。因此建筑節(jié)能勢(shì)在必行。

建筑節(jié)能技術(shù)概述二、建筑節(jié)能概念建筑節(jié)能是整個(gè)建筑全壽命過程中每一個(gè)環(huán)節(jié)節(jié)能的總和。建筑節(jié)能是指建筑在選址、設(shè)計(jì)、規(guī)劃、建造和使用過程中，通過合理的設(shè)計(jì)，采用節(jié)能型的建筑材料和設(shè)備，執(zhí)行建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)，加強(qiáng)建筑物節(jié)能設(shè)備的運(yùn)行管理，合理設(shè)計(jì)建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱工性能，努力提高采暖、制冷、照明、通風(fēng)、給排水和管道系統(tǒng)的運(yùn)行效率，以及合理利用可再生能源，在保證建筑物使用功能和室內(nèi)熱環(huán)境質(zhì)量的前提下，降低建筑的能源消耗量，以達(dá)到合理、有效地利用能源的目的。

建筑節(jié)能技術(shù)概述建筑節(jié)能的意義建筑節(jié)能有利于從根本上促進(jìn)能源資源節(jié)約和合理利用，緩解我國能源資源供應(yīng)與經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的矛盾；實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展；有利于長遠(yuǎn)的保障國家能源安全、保護(hù)環(huán)境、提高人民群眾生活質(zhì)量。

第一節(jié)建筑設(shè)計(jì)與節(jié)能

概述建筑節(jié)能設(shè)計(jì)是建筑節(jié)能的一個(gè)重要方面，建筑節(jié)能設(shè)計(jì)應(yīng)從分析地區(qū)氣候條件出發(fā)，使建筑在冬季最大限度地利用自然能進(jìn)行采暖，多獲得熱量和減少熱損失，夏季最大限度地減少得熱和利用自然條件通風(fēng)降溫。建筑設(shè)計(jì)節(jié)能方法建筑規(guī)劃布局建筑單體設(shè)計(jì)其他建筑節(jié)能設(shè)計(jì)方法建筑布局

（一）建筑選址1.避免“霜洞”效應(yīng)2.向陽3.避風(fēng)建宅，減少熱損失

（二）建筑組團(tuán)布局利用建筑的布局，形成優(yōu)化微氣候的良好界面，建立氣候防護(hù)單元，對(duì)節(jié)能有利。形成較封閉、完整的庭院空間，充分利用和爭(zhēng)取日照，避免季風(fēng)干擾，組織內(nèi)部氣流，利用建筑外界面的反射輻射，形成對(duì)冬季惡劣氣候條件的有利防護(hù)，改善建筑的日照條件和風(fēng)環(huán)境。建筑設(shè)計(jì)與節(jié)能（三）建筑朝向選擇合理的建筑朝向是節(jié)能建筑群體布置中首先考慮的問題。建筑物的朝向?qū)μ栞椛涞脽崃亢涂諝鉂B透耗熱量都有影響。建筑物朝向宜采用南北向或接近南北向，主要房間宜避開冬季主導(dǎo)風(fēng)向。1.建筑朝向與節(jié)能2.各向墻面及居室的日照時(shí)間和日照面積3.各向墻面的太陽輻射熱量4.各向居室內(nèi)的紫外線量5.主導(dǎo)風(fēng)向與建筑朝向

建筑設(shè)計(jì)與節(jié)能（四）建筑間距一般在確定好建筑朝向之后，建筑物之間還應(yīng)具有較合理的間距，以保證建筑能夠獲得充足的日照。在確定建筑的最小間距時(shí)，要保證室內(nèi)一定的日照量，并結(jié)合其他條件來綜合考慮建筑群的布置。因此在建筑設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)結(jié)合建筑日照標(biāo)準(zhǔn)和建筑節(jié)能、節(jié)地原則，綜合考慮各種因素來確定建筑間距。

1.平地日照間距的計(jì)算2.坡地日照計(jì)算間距計(jì)算建筑設(shè)計(jì)與節(jié)能(五)建筑與風(fēng)環(huán)境1.建筑節(jié)能設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)仫L(fēng)氣候條件做出相應(yīng)處理，應(yīng)做到以下幾點(diǎn)：（1）建筑的重要朝向避開不利風(fēng)向。（2）利用建筑組團(tuán)阻隔冬季冷風(fēng)，組織好夏季自然通風(fēng)。（3）減少建筑物自身的滲透能耗。2.建筑的布局排列方式對(duì)自然通風(fēng)影響是十分顯著：（1）行列式布置，前后錯(cuò)開，便于氣流插入間距內(nèi)，使越流路線較實(shí)際間距長，這對(duì)高而長的建筑群是有利的。（2）建筑群內(nèi)建筑物的朝向若均朝向夏季主導(dǎo)風(fēng)向時(shí)，將其錯(cuò)開排列，相當(dāng)于加大了房屋的間距，可以減少下風(fēng)區(qū)的衰減，有利于通風(fēng)。（3）斜向布置導(dǎo)流好，形成的風(fēng)進(jìn)口小、出口大，可以加大流速；如果建筑物的窗口再組織好導(dǎo)流，則有利于自然通風(fēng)。（4）冬季比較寒冷的地區(qū)需綜合考慮，既要夏季的良好通風(fēng)，又要冬季阻擋寒風(fēng)侵入建筑群。（5）建筑物平行于夏季主導(dǎo)風(fēng)向時(shí)，房屋間距排列寬窄不同，相互錯(cuò)開，形成進(jìn)口小，出口大的風(fēng)場(chǎng)，可加大流速。（6）封閉式的布置，風(fēng)的出口小，流速減弱，院內(nèi)形成較大渦流，使大量房屋處于兩面負(fù)壓狀態(tài)，通風(fēng)不良，這種布置方式只適合于冬季嚴(yán)寒地區(qū)，需要自然通風(fēng)的炎熱地區(qū)不宜采用。單體設(shè)計(jì)與節(jié)能建筑平面尺寸與節(jié)能的關(guān)系建筑體形與節(jié)能的關(guān)系合理選擇外墻保溫材料窗的設(shè)計(jì)與節(jié)能的關(guān)系建筑自然通風(fēng)與節(jié)能2023/9/2廈門大學(xué)嘉庚學(xué)院建筑學(xué)系9建筑平面尺寸與節(jié)能的關(guān)系建筑平面形狀建筑物的平面性狀主要取決于建筑物用地地塊形狀與建筑功能；從節(jié)能角度看，圍護(hù)結(jié)構(gòu)表面積與建筑體積之比應(yīng)盡可能小，以減少表面的散熱量。平面形狀正方形長方形細(xì)長方形L形回字形U形A/V0.160.170.180.1950.210.25熱耗（%）100106114124136163建筑平面尺寸與節(jié)能的關(guān)系建筑長度與節(jié)能在其他條件相同的情況下，增加居住建筑的長度對(duì)節(jié)能有利。室外計(jì)算溫度（oC）住宅建筑長度（m）2550100150200-2012111010097.996.1-3011910910098.396.5-4011710810098.396.7建筑平面尺寸與節(jié)能的關(guān)系建筑寬度與節(jié)能在其他條件相同的情況下，增加居住建筑的寬度對(duì)節(jié)能有利。2023/9/2廈門大學(xué)嘉庚學(xué)院建筑學(xué)系12室外計(jì)算溫度（oC）住宅建筑寬度（m）1112131415161718-2010095.79288.786.283.681.680-3010095.293.190.388.386.684.683.1-4010096.793.791.989.087.184.384.2建筑平面尺寸與節(jié)能的關(guān)系建筑平面布局與節(jié)能熱工環(huán)境分區(qū)文德伯格青年教育中心客房建筑平面尺寸與節(jié)能的關(guān)系建筑平面布局與節(jié)能設(shè)置溫度阻尼區(qū)2023/9/214慕尼黑住宅的“日光”邊庭建筑體形與節(jié)能的關(guān)系圍護(hù)結(jié)構(gòu)面積與節(jié)能的關(guān)系圍護(hù)結(jié)構(gòu)總面積A與建筑面積A0之比2023/9/215A/A05層住宅9層住宅住宅建筑寬度（m）-20-30-40-20-30-400.241001001001001001000.281051061071061071080.311101121141121141160.35115118120118121124建筑體形與節(jié)能的關(guān)系圍護(hù)結(jié)構(gòu)面積與節(jié)能的關(guān)系圍護(hù)結(jié)構(gòu)總面積A與建筑面積A0之比2023/9/216建筑體形與節(jié)能的關(guān)系表面面積系數(shù)建筑物其他外表面積之和A1與南墻面積A2之比。反映建筑表面散熱與建筑利用太陽能而得熱的綜合熱工情況。2023/9/217建筑體形與節(jié)能的關(guān)系從表面面積系數(shù)評(píng)價(jià)節(jié)能建筑對(duì)于長方形節(jié)能建筑，最好的體形是長軸朝向東西的長方形，正方形次之，長軸南北向的長方形最差；增加建筑長度對(duì)節(jié)能建筑有利，但長度增加到50m后，長度的增加給節(jié)能建筑帶來的好處趨于不明顯；增加建筑的層數(shù)對(duì)節(jié)能建筑有利，層數(shù)增加到8層以上后，層數(shù)的增加給節(jié)能建筑帶來的好處趨于不明顯；大進(jìn)深對(duì)建筑的節(jié)能還是有利的；體量大的節(jié)能建筑比體量小的節(jié)能建筑在節(jié)能上更有利。2023/9/218合理選擇外墻保溫方案在計(jì)算建筑物耗熱量指標(biāo)時(shí)，由于朝向不同，各墻面的傳熱系數(shù)的修正系數(shù)有很大差別。相同的保溫構(gòu)造放在北向外墻上使用更有利。例題：某一采暖住宅建筑面積為3000m2，建筑朝向南北向，建筑長寬比為4：1，按照以下方案布置外墻的保溫層：2023/9/219合理選擇外墻保溫方案A方案：各朝向外墻保溫構(gòu)造做法均相同，墻體平均傳熱系數(shù)均為1.15W/(m2·K)；B方案：降低南向和東西向外墻的保溫性能，同時(shí)提高北向外墻保溫性能，使得南向、東西向外墻平均傳熱系數(shù)均為1.41W/(m2·K)，北向外墻平均傳熱系數(shù)均為0.77W/(m2·K)；C方案：只降低南向外墻的保溫性能，使其外墻平均傳熱系數(shù)均為1.47W/(m2·K)；提高東西及北向外墻保溫性能，使其外墻平均傳熱系數(shù)均為0.97W/(m2·K)。2023/9/220合理選擇外墻保溫方案總層數(shù)進(jìn)深長度深長比耗熱量指標(biāo)（W/m2）ABC4121462.553.571/5.21/3.8219.8518.3419.5618.2119.6718.145101260501/61/4.1721.6119.4921.2219.2621.4219.24610125041.671/51/3.4721.4719.2821.1319.2821.5619.1471042.861/4.321.2121.2121.21881046.8837.51/5.861/3.7524.2921.8024.2921.4124.5321.302023/9/221窗的設(shè)計(jì)與節(jié)能的關(guān)系窗的作用擋隔室外大氣環(huán)境變化對(duì)室內(nèi)影響；滿足室內(nèi)采光、得熱、獲取新鮮空氣及觀賞要求。窗的耗熱與得熱2023/9/222窗的設(shè)計(jì)與節(jié)能的關(guān)系窗墻比、玻璃層數(shù)及朝向?qū)?jié)能的影響2023/9/223窗的設(shè)計(jì)與節(jié)能的關(guān)系附加物對(duì)窗節(jié)能效果的影響窗的夜間保溫對(duì)節(jié)能的影響2023/9/224窗的設(shè)計(jì)與節(jié)能的關(guān)系附加物對(duì)窗節(jié)能效果的影響窗外遮擋對(duì)節(jié)能的影響2023/9/225第二節(jié)圍護(hù)結(jié)構(gòu)節(jié)能技術(shù)

概述太陽能介紹、利用簡(jiǎn)史太陽能光伏發(fā)電原理、方式太陽能利用中的概念與計(jì)算發(fā)展方向太陽能利用技術(shù)太陽能熱發(fā)電技術(shù)原理、方式太陽能制冷與空調(diào)原理太陽能利用技術(shù)太陽能利用發(fā)展方向太陽能集熱器介紹、分類第一節(jié)太陽能利用技術(shù)三、理解要點(diǎn)理解太陽能利用中的有關(guān)概念(p117)

太陽能發(fā)電原理(p120)

太陽能發(fā)電方式:分為光—熱—電轉(zhuǎn)換和光—電直接轉(zhuǎn)換。聚光類熱發(fā)電利用聚光集熱器把太陽輻射能轉(zhuǎn)變成熱能，然后通過汽輪機(jī)做功發(fā)電。(p122)

第一節(jié)太陽能利用技術(shù)（掌握重點(diǎn)）四、掌握重點(diǎn)(一）目前太陽能常用利用技術(shù)分類、特點(diǎn)1、太陽能集熱器2、太陽能光伏發(fā)電技術(shù)3、太陽能熱發(fā)電技術(shù)4、太陽能制冷與空調(diào)第一節(jié)太陽能利用技術(shù)（掌握重點(diǎn)）（二）太陽能集熱器太陽能集熱器的核心是吸熱板分類方法：為高溫（200℃以上）、中溫（100℃～200℃）和低溫（100℃以下）集熱器三種方式平板型太陽能集熱器技術(shù)優(yōu)點(diǎn)：工藝簡(jiǎn)單，加工和運(yùn)行成本低，可常壓運(yùn)行，無安全隱患，使用壽命長。缺點(diǎn)：晝夜溫度不均勻，表面熱損大；低于0℃時(shí)，易發(fā)生脹管；流動(dòng)阻力分布不均，抗凍性能差；排管容易結(jié)垢。全玻璃真空管式太陽能集熱器采用真空技術(shù)，優(yōu)點(diǎn)是熱損低，集熱管熱效率高。缺點(diǎn)是不能承壓，易結(jié)垢，價(jià)格較貴。熱管真空管式太陽能集熱器具有工作溫度高，承壓能力大和耐熱沖擊性能好的特點(diǎn)，缺點(diǎn)是生產(chǎn)成本高，技術(shù)要求高。第一節(jié)太陽能利用技術(shù)（掌握重點(diǎn)）（三）太陽能電池分類：主要有單晶硅、多晶硅、非晶硅、多元化合物及聚光太陽能電池。特點(diǎn)：在能量轉(zhuǎn)換效率和使用壽命等方面，單晶硅和多晶硅電池優(yōu)于非晶硅電池。多晶硅比單晶硅轉(zhuǎn)換效率略低，但價(jià)格低。第一節(jié)太陽能利用技術(shù)（掌握重點(diǎn)）（四）太陽能熱發(fā)電技術(shù)：分類：槽式、塔式、碟式槽式熱發(fā)電技術(shù)缺點(diǎn)：難實(shí)現(xiàn)雙軸跟蹤，致使余弦效應(yīng)對(duì)光的損失每年平均達(dá)到30％；結(jié)構(gòu)龐大；輻射損失仍然隨溫度的升高而增加。塔式熱發(fā)電最大的缺點(diǎn)：?jiǎn)挝蝗萘客顿Y過大，降低造價(jià)比較困難。