土木工程中的節(jié)能建筑設(shè)計VIP

土木工程中的節(jié)能建筑設(shè)計節(jié)能建筑設(shè)計是現(xiàn)代土木工程的核心要求。建筑能耗占全國總能耗的30%以上。中國已制定多項節(jié)能建筑標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。本演示探討設(shè)計原則、技術(shù)應(yīng)用和未來發(fā)展。作者：節(jié)能建筑的定義與重要性節(jié)能建筑定義在保證舒適環(huán)境的前提下降低能源消耗。減少建筑全生命周期的能源使用和環(huán)境影響。戰(zhàn)略意義中國能源消耗持續(xù)增長，建筑節(jié)能潛力巨大。符合國家可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略和"雙碳"目標(biāo)。中國節(jié)能建筑政策發(fā)展國家規(guī)劃制定國務(wù)院建設(shè)行政主管部門制定國家建筑節(jié)能專項規(guī)劃地方標(biāo)準(zhǔn)授權(quán)省、自治區(qū)、直轄市可制定嚴(yán)于國家標(biāo)準(zhǔn)的地方標(biāo)準(zhǔn)管理規(guī)定出臺《民用建筑節(jié)能管理規(guī)定》明確各參與方責(zé)任義務(wù)標(biāo)準(zhǔn)體系完善建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)體系不斷完善和提高節(jié)能建筑標(biāo)準(zhǔn)體系國家標(biāo)準(zhǔn)GB50189-2015《公共建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》地方標(biāo)準(zhǔn)如上?！豆步ㄖ?jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)涵蓋設(shè)計、施工、驗收、評價等方面具體要求標(biāo)準(zhǔn)對圍護結(jié)構(gòu)、設(shè)備系統(tǒng)等提出具體要求建筑節(jié)能設(shè)計基本原則被動式節(jié)能措施優(yōu)先原則優(yōu)先采用不消耗能源的被動式技術(shù)降低建筑能耗建筑與環(huán)境協(xié)調(diào)原則建筑設(shè)計應(yīng)與周圍環(huán)境和氣候條件相協(xié)調(diào)因地制宜原則根據(jù)當(dāng)?shù)刭Y源和氣候特點選擇適宜的節(jié)能技術(shù)全壽命周期成本效益分析綜合考慮初投資與長期運行成本的平衡技術(shù)先進、經(jīng)濟合理原則采用先進技術(shù)但需確保經(jīng)濟可行性氣候區(qū)劃與建筑節(jié)能嚴(yán)寒地區(qū)以保溫為主，加強圍護結(jié)構(gòu)保溫性能夏熱冬冷地區(qū)夏季隔熱，冬季保溫，兼顧冷熱兩季節(jié)能需求夏熱冬暖地區(qū)以通風(fēng)降溫為主，注重遮陽和通風(fēng)設(shè)計氣候?qū)ㄖ挠绊憵夂蛱卣鲗ㄖ问?、朝向有重要影響建筑?guī)劃與布局節(jié)能策略體形系數(shù)優(yōu)化建議值≤0.3，緊湊設(shè)計減少外表面積與體積比建筑朝向與日照南北向為宜，合理布置開窗以獲得良好日照場地微氣候利用利用地形、植被等自然條件創(chuàng)造有利微氣候圍護結(jié)構(gòu)節(jié)能設(shè)計（一）：墻體氣候區(qū)外墻傳熱系數(shù)(W/m2·K)推薦保溫材料嚴(yán)寒地區(qū)≤0.35擠塑板、巖棉寒冷地區(qū)≤0.45聚苯板、玻璃棉夏熱冬冷≤0.8復(fù)合保溫材料夏熱冬暖≤1.0隔熱保溫復(fù)合材料圍護結(jié)構(gòu)節(jié)能設(shè)計（二）：屋頂與地面屋頂隔熱保溫技術(shù)反射隔熱涂料應(yīng)用保溫隔熱一體化設(shè)計屋面通風(fēng)降溫技術(shù)綠色屋頂設(shè)計植被層保溫隔熱效果雨水利用與滯留減少城市熱島效應(yīng)地面保溫與地?zé)崂玫孛姹貙釉O(shè)置地板輻射供暖系統(tǒng)地源熱泵應(yīng)用圍護結(jié)構(gòu)節(jié)能設(shè)計（三）：門窗窗墻比例控制不同朝向窗墻比限值：南北向≤0.45，東西向≤0.30高性能門窗系統(tǒng)選擇低傳熱系數(shù)窗框和高性能玻璃，降低熱損失氣密性設(shè)計提高門窗氣密性，減少冷熱空氣滲透玻璃選型與遮陽Low-E玻璃、中空玻璃與遮陽系統(tǒng)集成設(shè)計自然采光設(shè)計策略采光系數(shù)與日照分析計算室內(nèi)采光系數(shù)，確保滿足標(biāo)準(zhǔn)要求光導(dǎo)管技術(shù)采用創(chuàng)新光導(dǎo)管技術(shù)，引導(dǎo)自然光入室光環(huán)境模擬優(yōu)化使用計算機模擬分析并優(yōu)化室內(nèi)光環(huán)境采光與遮陽平衡平衡自然采光與遮陽需求，減少能耗建筑遮陽系統(tǒng)設(shè)計固定與活動遮陽固定遮陽造價低但靈活性差?；顒诱陉柨筛鶕?jù)太陽位置調(diào)整。水平遮陽適合南向窗戶垂直遮陽適合東西向窗戶外遮陽與內(nèi)遮陽外遮陽效果更好，可阻擋80%以上太陽輻射。內(nèi)遮陽美觀但效果較差。外遮陽直接阻擋輻射熱內(nèi)遮陽主要調(diào)節(jié)光線智能遮陽系統(tǒng)結(jié)合傳感器和控制系統(tǒng)，自動調(diào)節(jié)遮陽角度和位置自然通風(fēng)與被動式設(shè)計自然通風(fēng)原理利用風(fēng)壓差和熱壓差形成空氣流動通風(fēng)模擬優(yōu)化利用CFD技術(shù)模擬氣流分布并優(yōu)化設(shè)計穿堂風(fēng)設(shè)計合理布置開口位置，促進室內(nèi)空氣流通混合式通風(fēng)自然通風(fēng)與機械通風(fēng)結(jié)合，提高效率供暖系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計熱源效率提升選擇高效鍋爐，熱回收技術(shù)應(yīng)用分區(qū)供暖控制根據(jù)不同功能區(qū)域需求，實現(xiàn)分區(qū)溫控輻射供暖技術(shù)地板輻射供暖，低溫大面積熱源系統(tǒng)效率優(yōu)化變頻調(diào)控，管網(wǎng)平衡，降低輸配損失空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計30%能耗節(jié)約采用高效系統(tǒng)可節(jié)約傳統(tǒng)空調(diào)能耗4.5季節(jié)能效比高效空調(diào)系統(tǒng)SCOP指標(biāo)20%變頻節(jié)能變頻技術(shù)比定頻設(shè)備節(jié)能效果通風(fēng)系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計系統(tǒng)形式選擇根據(jù)建筑功能選擇合適的通風(fēng)系統(tǒng)類型全熱交換技術(shù)回收排風(fēng)中的熱量和濕度，預(yù)熱新風(fēng)變風(fēng)量系統(tǒng)根據(jù)實際需求調(diào)節(jié)風(fēng)量，避免能源浪費新風(fēng)預(yù)處理利用地源、太陽能等預(yù)處理新風(fēng)溫度節(jié)水與給排水系統(tǒng)節(jié)能節(jié)水器具可減少用水量20-50%。雨水收集系統(tǒng)可滿足沖廁和綠化需求。水泵變頻控制可節(jié)能15-30%。太陽能熱水系統(tǒng)可節(jié)約傳統(tǒng)熱水能耗60%以上。照明節(jié)能設(shè)計能效(lm/W)使用壽命(小時)電力系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計1配電系統(tǒng)優(yōu)化合理設(shè)置變壓器容量，減少線路損耗2高效設(shè)備選型選擇高效電機、變壓器等設(shè)備，提高用電效率3電能質(zhì)量改善補償無功功率，降低諧波干擾4能源監(jiān)測管理建立電能監(jiān)測系統(tǒng)，實現(xiàn)能耗可視化管理可再生能源應(yīng)用太陽能光伏系統(tǒng)建筑光伏一體化設(shè)計，提供清潔電能地源熱泵系統(tǒng)利用地下恒溫特性，提高供暖制冷效率風(fēng)能利用建筑風(fēng)能利用，小型風(fēng)機發(fā)電系統(tǒng)建筑一體化設(shè)計方法節(jié)能目標(biāo)確定明確建筑能耗指標(biāo)和節(jié)能目標(biāo)多專業(yè)協(xié)同建筑、結(jié)構(gòu)、機電等專業(yè)協(xié)同工作BIM技術(shù)應(yīng)用應(yīng)用BIM進行能耗分析和優(yōu)化方案比選優(yōu)化通過能耗模擬比選不同設(shè)計方案建筑能耗模擬與分析能耗模擬軟件EnergyPlusDOE-2DeSTeQUEST模擬內(nèi)容負(fù)荷計算能耗分析室內(nèi)環(huán)境評價經(jīng)濟性分析模擬結(jié)果應(yīng)用方案優(yōu)化系統(tǒng)選型運行策略制定節(jié)能潛力挖掘智能建筑與節(jié)能照明控制空調(diào)優(yōu)化能源監(jiān)測需求響應(yīng)其他智能化既有建筑節(jié)能改造技術(shù)能耗診斷分析建筑現(xiàn)狀，找出能耗問題技術(shù)選擇確定適合的改造技術(shù)方案實施改造圍護結(jié)構(gòu)和設(shè)備系統(tǒng)升級效果評估改造后能耗監(jiān)測與分析建筑節(jié)能評價體系中國綠色建筑評價標(biāo)準(zhǔn)分為一星、二星、三星三個等級。建筑能效等級從1級到5級，1級能效最佳。節(jié)能認(rèn)證標(biāo)識成為市場識別節(jié)能建筑的重要依據(jù)。能耗監(jiān)測系統(tǒng)為持續(xù)改進提供數(shù)據(jù)支持。典型節(jié)能建筑案例分析（一）：公共建筑上海中心大廈雙層呼吸式幕墻系統(tǒng)減少能耗15%。中水回用系統(tǒng)節(jié)約用水33%?？稍偕茉磻?yīng)用比例達22%。北京奧運場館水立方采用ETFE膜材減少能耗30%。鳥巢自然通風(fēng)設(shè)計減少空調(diào)負(fù)荷40%。太陽能光伏系統(tǒng)提供部分電力。典型節(jié)能建筑案例分析（二）：住宅建筑被動式超低能耗住宅秦皇島在阿住宅，采用超高保溫標(biāo)準(zhǔn)，全年供暖能耗低至15kWh/㎡裝配式住宅長沙某項目采用裝配式建造，提高保溫隔熱性能，減少建造能耗25%農(nóng)村節(jié)能住宅河北康保農(nóng)宅改造項目，采用適宜技術(shù)，節(jié)能70%，造價增加不超過15%太陽能住宅西藏陽光房應(yīng)用，利用被動式太陽能供暖，提高室內(nèi)溫度8-10℃建筑節(jié)能經(jīng)濟性分析建筑節(jié)能技術(shù)發(fā)展趨勢近零能耗建筑超高能效設(shè)計，能耗接近于零，甚至實現(xiàn)能源正平衡數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能優(yōu)化建筑能源管理新型節(jié)能材料相變材料、納米絕熱材料、智能玻璃等新