第六章 建筑节能.ppt

房屋建筑学房屋建筑学1第六章 建筑节能本章提要和学习目标本章提要和学习目标 建筑节能的基本原理建筑节能的基本原理第二节第二节 建筑节能技术建筑节能技术第三节第三节 建筑节能概述建筑节能概述第一节第一节 本章小结本章小结2本章提要和学习目标本章提要和学习目标 本章提要本章提要：本章主要讲述了建筑节能的含义、影响节能的本章主要讲述了建筑节能的含义、影响节能的因素；我国建筑节能的现状、目标及任务；建因素；我国建筑节能的现状、目标及任务；建筑节能的基本原理和节能技术。筑节能的基本原理和节能技术。学习目标学习目标：了解建筑节能的意义；掌握建筑节能的基本原了解建筑节能的意义；掌握建筑节能的基本原理及节能技理及节能技。3 一、建筑节能的含义一、建筑节能的含义 第一第一，建筑物作为产品在建设过程中要节约能源，包括使用生产能耗低的，建筑物作为产品在建设过程中要节约能源，包括使用生产能耗低的建筑材料和最大限度节约使用建筑材料；建筑材料和最大限度节约使用建筑材料；第二第二，建筑物竣工后为保障使用过程中的能源节约，包括墙体、门窗、屋，建筑物竣工后为保障使用过程中的能源节约，包括墙体、门窗、屋顶、周边地面、给排水、采暖系统、照明以及利用太阳能等，都要使用符合顶、周边地面、给排水、采暖系统、照明以及利用太阳能等，都要使用符合节能建筑质量要求的新型建筑材料，提高能源使用效率，节约能源。节能建筑质量要求的新型建筑材料，提高能源使用效率，节约能源。第三第三，要从建筑物生命周期的观点出发，从建筑物建设材料的生产到建筑，要从建筑物生命周期的观点出发，从建筑物建设材料的生产到建筑物的生产，最后建筑产品生命终结时，材质得到最大限度的利用回收，提高物的生产，最后建筑产品生命终结时，材质得到最大限度的利用回收，提高建筑物的节约程度。建筑物的节约程度。第一节第一节 建筑节能概述建筑节能概述4二、影响节能的因素二、影响节能的因素1 体形系数体形系数2 窗墙面积比窗墙面积比3 换气次数换气次数4 朝向朝向5 围护结构的传热系数围护结构的传热系数6 建筑物入口与楼梯间的避风措施建筑物入口与楼梯间的避风措施第一节第一节 建筑节能概述建筑节能概述5三、我国建筑节能的现状、目标及任务三、我国建筑节能的现状、目标及任务 （一）我国建筑节能的现状（一）我国建筑节能的现状 我国目前尚处于从我国目前尚处于从“掩蔽所掩蔽所”向向“舒适建筑舒适建筑”过渡的阶段。近年过渡的阶段。近年来我国在建筑面积持续增加的同时，通过建筑节能，使采暖产生的大来我国在建筑面积持续增加的同时，通过建筑节能，使采暖产生的大气污染得到控制，使采暖期城市大气质量更加恶化的趋势得到扭转，气污染得到控制，使采暖期城市大气质量更加恶化的趋势得到扭转，而且逐步有所改善。通过新建和技术改造，到而且逐步有所改善。通过新建和技术改造，到2005年，初步形成了建年，初步形成了建筑保温、密封、热表、采暖调节控制等新兴建筑节能产业部门，使建筑保温、密封、热表、采暖调节控制等新兴建筑节能产业部门，使建筑工业产业结构趋于科学管理。筑工业产业结构趋于科学管理。第一节第一节 建筑节能概述建筑节能概述6 同时，颁布了一系列建筑节能标准：同时，颁布了一系列建筑节能标准：中华人民共和国建筑法中华人民共和国建筑法；节约能源法节约能源法；民用建筑节能设计标准民用建筑节能设计标准(采暖居住建筑部分采暖居住建筑部分)（1996）；）；夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准（2001）；）；公共建筑节能设计标准公共建筑节能设计标准（2005）；）；公共建筑节能设计标准公共建筑节能设计标准；这些规范的颁布，也反应了我国建筑节能的发展轨迹：由北向南，由居这些规范的颁布，也反应了我国建筑节能的发展轨迹：由北向南，由居住建筑到公共建筑。住建筑到公共建筑。第一节第一节 建筑节能概述建筑节能概述7 （二）我国建筑节能的任务与目标（二）我国建筑节能的任务与目标 目标：从根本上解决人居环境结构中能源的高效化利用和资源节约目标：从根本上解决人居环境结构中能源的高效化利用和资源节约问题，以有效地减少能源使用过程中对人居环境和生态环境带来的种问题，以有效地减少能源使用过程中对人居环境和生态环境带来的种种无以回避的负面影响，促进人类居所的安全健康发展。种无以回避的负面影响，促进人类居所的安全健康发展。总体目标：总体目标：第一阶段，新建采暖建筑第一阶段，新建采暖建筑1996年以前在年以前在1980-1981年当地通用设计年当地通用设计能耗水平基础上普遍降低能耗水平基础上普遍降低30%；第二阶段，第二阶段，1996年起在达到第一阶段要求的基础上节能年起在达到第一阶段要求的基础上节能30%；第三阶段，第三阶段，2005年起达到第二阶段要求的基础上再节能年起达到第二阶段要求的基础上再节能30%，2010年，新建建筑普遍实施节能率为年，新建建筑普遍实施节能率为50，北京、天津等少数大城市率先，北京、天津等少数大城市率先实施节能率为实施节能率为65的地方建筑节能标准。的地方建筑节能标准。第一节第一节 建筑节能概述建筑节能概述8 目前我国建筑节能的主要任务是：目前我国建筑节能的主要任务是：在保证使用功能、建筑功能和室内热（冷）环境符合小康目标的前在保证使用功能、建筑功能和室内热（冷）环境符合小康目标的前提下，努力实现全国城镇建筑夏季室温低于提下，努力实现全国城镇建筑夏季室温低于30度，采暖区冬季室温达到度，采暖区冬季室温达到18度左右的基本要求。采取各种有效措施，改善建筑围护结构的保温隔度左右的基本要求。采取各种有效措施，改善建筑围护结构的保温隔热性能，辅助必要的隔热降温措施，提高用能设备的效率和居住的热舒热性能，辅助必要的隔热降温措施，提高用能设备的效率和居住的热舒适性，把新建建筑的能耗大幅度地降下来，对原有建筑有计划地进行节适性，把新建建筑的能耗大幅度地降下来，对原有建筑有计划地进行节能改造，以达到节约能源和保护环境的目的。能改造，以达到节约能源和保护环境的目的。第一节第一节 建筑节能概述建筑节能概述9 一、建筑的传热方式一、建筑的传热方式 寒冷地区及夏热冬冷地区的各类建筑，热量通过建筑物外围护构寒冷地区及夏热冬冷地区的各类建筑，热量通过建筑物外围护构件件墙、屋顶、门窗等由室内高温一侧向室外低温一侧传递。墙、屋顶、门窗等由室内高温一侧向室外低温一侧传递。建筑物传热的基本方式有：热传导、热对流和热辐射。建筑物传热的基本方式有：热传导、热对流和热辐射。从节能的角度考虑，需要提高围护结构的性能，减少热量传递。从节能的角度考虑，需要提高围护结构的性能，减少热量传递。第二节第二节 建筑节能的基本原理建筑节能的基本原理10 二、建筑的保温、隔热二、建筑的保温、隔热 (一一)建筑的保温建筑的保温 建筑保温处理的基本原则有：建筑保温处理的基本原则有：1通过有效的规划、单体设计，从朝向、间距、体形上保证建筑物通过有效的规划、单体设计，从朝向、间距、体形上保证建筑物受太阳辐射面积最大，防止冷风的不利影响；受太阳辐射面积最大，防止冷风的不利影响；2减小建筑物地体形系数及外表面积和加强围护结构保温，以减少减小建筑物地体形系数及外表面积和加强围护结构保温，以减少传热耗热量；传热耗热量；3提高门窗地气密性，减少空气渗透耗热量，提高门窗保温性，减提高门窗地气密性，减少空气渗透耗热量，提高门窗保温性，减少其传热耗热量；少其传热耗热量；4改善供热系统的设计和运行管理。改善供热系统的设计和运行管理。第二节第二节 建筑节能的基本原理建筑节能的基本原理11 （二）建筑隔热（二）建筑隔热建筑隔热的途径可简要概括为以下几个方面：建筑隔热的途径可简要概括为以下几个方面：1降低室外综合温度降低室外综合温度 在建筑设计中降低室外综合温度的方法主要是采取合理的总体布在建筑设计中降低室外综合温度的方法主要是采取合理的总体布局、选择良好的朝向、尽可能争取有利通风条件、防止西晒、绿化周局、选择良好的朝向、尽可能争取有利通风条件、防止西晒、绿化周围环境、减少太阳辐射和地面反射等。对建筑物本身来说，采用浅色围环境、减少太阳辐射和地面反射等。对建筑物本身来说，采用浅色外饰面、蓄水屋面或西墙遮阳设施等有利于降低室外综合温度。外饰面、蓄水屋面或西墙遮阳设施等有利于降低室外综合温度。2提高外围护构件的隔热和散热性能提高外围护构件的隔热和散热性能 外围护构件的隔热措施主要应能隔绝热量传入室内，同时当太阳外围护构件的隔热措施主要应能隔绝热量传入室内，同时当太阳辐射减弱时室外气温低于室内气温时能迅速散热，这要求合理选择外辐射减弱时室外气温低于室内气温时能迅速散热，这要求合理选择外围护构件的材料和构造类型。围护构件的材料和构造类型。第二节第二节 建筑节能的基本原理建筑节能的基本原理12 一、我国的节能技术一、我国的节能技术 采暖建筑节能规划设计采暖建筑节能规划设计 1建筑选址建筑选址 人类生存、身心健康、卫生、营养、工作效率均与日照有着密切的关系。对人类生存、身心健康、卫生、营养、工作效率均与日照有着密切的关系。对于居住的内部空间来讲，争取日照包括争取更长的日照时数、更多的日照量和更于居住的内部空间来讲，争取日照包括争取更长的日照时数、更多的日照量和更好的日照质量三个方面。好的日照质量三个方面。2建筑布局建筑布局 建筑布局时，应尽可能注意使道路走向平行于当地冬季主导风向，这样有利建筑布局时，应尽可能注意使道路走向平行于当地冬季主导风向，这样有利于避免积雪。朝向选择需要考虑的因素有以下几点：于避免积雪。朝向选择需要考虑的因素有以下几点：冬季冬季能有适量并具有一定质能有适量并具有一定质量的阳光射入室内；炎热季节尽量减少太阳直射室内和居室外墙面；量的阳光射入室内；炎热季节尽量减少太阳直射室内和居室外墙面；夏季夏季有良好有良好的通风，的通风，冬季冬季避免冷风吹袭；充分利用地形和节约用地；照顾建筑组合的需要。避免冷风吹袭；充分利用地形和节约用地；照顾建筑组合的需要。3.建筑形态建筑形态 节能建筑的形态不仅要求体型系数小，而且需要冬季日辐射热多，还需要对节能建筑的形态不仅要求体型系数小，而且需要冬季日辐射热多，还需要对避寒风有利。节能型建筑的平面形式，应追求平整、简洁，使外围面积较小。避寒风有利。节能型建筑的平面形式，应追求平整、简洁，使外围面积较小。第三节第三节 建筑节能技术建筑节能技术13 （二）墙体的节能技术（二）墙体的节能技术 墙体保温节能可采用外墙自保温、外墙内保温、外墙外保温等措施。墙体保温节能可采用外墙自保温、外墙内保温、外墙外保温等措施。1外墙自保温外墙自保温 采用单一材料，如空心砖、砌块、墙板等替代粘土实心砖，节约原材采用单一材料，如空心砖、砌块、墙板等替代粘土实心砖，节约原材料，改善使用功能，提高综合经济效益。料，改善使用功能，提高综合经济效益。2外墙内保温外墙内保温 内保温复合外墙有主体结构与保温结构两部分。保温结构是由保温板内保温复合外墙有主体结构与保温结构两部分。保温结构是由保温板和空气间层所组成，主体结构一般为砖砌体、混凝土墙或其他承重墙体。和空气间层所组成，主体结构一般为砖砌体、混凝土墙或其他承重墙体。3外墙外保温外墙外保温 外保温复合外墙的构造是在主体结构的外侧贴以保温层再做饰面层。外保温复合外墙的构造是在主体结构的外侧贴以保温层再做饰面层。第三节第三节 建筑节能技术建筑节能技术14 （三）门窗的节能技术（三）门窗的节能技术 门窗热损失大致有三个途径：门窗热损失大致有三个途径：门窗框扇的热传导；门窗框扇的热传导；门窗框扇之间、扇与玻璃之间、框与墙体之间的空气渗透热交换；门窗框扇之间、扇与玻璃之间、框与墙体之间的空气渗透热交换；窗玻璃的热辐射。窗玻璃的热辐射。门窗的能耗约占建筑维护结构总能耗的门窗的能耗约占建筑维护结构总能耗的4050。从建筑节能的角度，应根据当地的建筑气候条件、功能要求，以及从建筑节能的角度，应根据当地的建筑气候条件、功能要求，以及 其其 它围护件的情况等因素来选择适当得门窗材料、窗型和相应得节能它围护件的情况等因素来选择适当得门窗材料、窗型和相应得节能 技技，才能获得良好得节能效果。，才能获得良好得节能效果。第三节第三节 建筑节能技术建筑节能技术15 1限制窗墙面积比限制窗墙面积比 在充分满足采光要求的前提下，必须限制窗墙面积比：北向在充分满足采光要求的前提下，必须限制窗墙面积比：北向25；东、西；东、西向向30；南向；南向35。2 减少渗透量减少渗透量 设置密闭条，减少透气性是达到气密、隔声的必要措施之一。设置密闭条，减少透气性是达到气密、隔声的必要措施之一。3减少传热量减少传热量 改善窗户的保温性能，减少传热量需要解决改善窗户的保温性能，减少传热量需要解决镶嵌材料镶嵌材料(玻璃玻璃)和和窗框窗框、扇型材扇型材两部分。两部分。镶嵌部分镶嵌部分材料保温性能的提高主要是利用两层玻璃中间的空气间层热阻较大材料保温性能的提高主要是利用两层玻璃中间的空气间层热阻较大的原理，的原理，框扇型材部分框扇型材部分保温的加强采用如下办法：采用导热系数小的材料截断金属型保温的加强采用如下办法：采用导热系数小的材料截断金属型材的热桥，这在一些窗型中试用，效果很好；采用复合型框扇如钢塑型钢木型材的热桥，这在一些窗型中试用，效果很好；采用复合型框扇如钢塑型钢木型等；采用低导热材料的框扇材料如塑料等。等；采用低导热材料的框扇材料如塑料等。第三节第三节 建筑节能技术建筑节能技术16 4外门节能外门节能 居住建筑进户门一般采用双层金属门板，中间填设采取居住建筑进户门一般采用双层金属门板，中间填设采取15mm厚玻厚玻璃棉板或璃棉板或18mm厚岩棉板为保温、隔音材料。厚岩棉板为保温、隔音材料。阳台下部应采用聚苯板加芯型门心板，上部透明部分单玻或双玻，阳台下部应采用聚苯板加芯型门心板，上部透明部分单玻或双玻，根据阳台门临窗的玻璃层数而定，独立的阳台门上部透明部分为双层玻根据阳台门临窗的玻璃层数而定，独立的阳台门上部透明部分为双层玻璃。璃。第三节第三节 建筑节能技术建筑节能技术17 （四）屋顶和地面的节能技术（四）屋顶和地面的节能技术 1屋顶节能技术屋顶节能技术 （1）保温材料的选择）保温材料的选择 （2）倒置式屋面）倒置式屋面 （3）架空屋面）架空屋面 （4）屋面绿化）屋面绿化 （5）蓄水屋面）蓄水屋面 （6）浅色坡屋面）浅色坡屋面 2地面节能技术地面节能技术 （1）对地板面层材料热工性能的要求。如一般居住建筑、办公、学校建筑）对地板面层材料热工性能的要求。如一般居住建筑、办公、学校建筑的吸热指数为的吸热指数为1723W/h1/2K，高级居住建筑、托幼、医疗建筑的吸热，高级居住建筑、托幼、医疗建筑的吸热指数应小于指数应小于17W/h1/2K。（2）地板的保温处理。地板保温处理时，地板周边的保温性能应比中间好。）地板的保温处理。地板保温处理时，地板周边的保温性能应比中间好。严寒地区采暖建筑的底层地面，当建筑物周边无采暖管沟时，在外墙内侧严寒地区采暖建筑的底层地面，当建筑物周边无采暖管沟时，在外墙内侧0.5m的范围内应铺设保温层，其热阻值不应小于外墙的热阻值。的范围内应铺设保温层，其热阻值不应小于外墙的热阻值。第三节第三节 建筑节能技术建筑节能技术18（五）（五）太阳能技术太阳能技术 太阳辐射能的直接利用分为三种太阳辐射能的直接利用分为三种:太阳能直接转换成热能，称为光太阳能直接转换成热能，称为光热转换；热转换；太阳能直接转换成电能，称为光太阳能直接转换成电能，称为光电转换；电转换；太阳能直接转换成化学能太阳能直接转换成化学能,称为光称为光化学转换。化学转换。我国太阳能利用有以下几个方面：我国太阳能利用有以下几个方面：1.太阳能热水器太阳能热水器 2.被动太阳能技术被动太阳能技术 3.主动太阳能供暖系统及制冷系统主动太阳能供暖系统及制冷系统第三节第三节 建筑节能技术建筑节能技术19 （六）（六）供热采暖和制冷系统的节能技术供热采暖和制冷系统的节能技术1采用高效率的供热采暖和制冷系统，发展和完善以集中供热为采用高效率的供热采暖和制冷系统，发展和完善以集中供热为主导、多种供热方式相结合的城镇供热采暖系统。主导、多种供热方式相结合的城镇供热采暖系统。2对供热厂、热力站、锅炉房和供热管网进行节能技术改造。对供热厂、热力站、锅炉房和供热管网进行节能技术改造。3结合供热体制改革，开发和应用采暖温度控制与热量计量术，结合供热体制改革，开发和应用采暖温度控制与热量计量术，包括采用温控阀、热量表、热量分配计的双管或单管采暖系统技术。包括采用温控阀、热量表、热量分配计的双管或单管采暖系统技术。4开发利用多种能源、不同规模的集中式供冷系统。发展燃气空开发利用多种能源、不同规模的集中式供冷系统。发展燃气空调及热电冷联产联供。调及热电冷联产联供。第三节第三节 建筑节能技术建筑节能技术20 二、建筑节能新技术二、建筑节能新技术 目前建筑节能技术的发展趋势表现在：世界各国都在大力加强目前建筑节能技术的发展趋势表现在：世界各国都在大力加强建筑节能的科学研究，采用新的节能材料和设备，除继续改进多层建筑节能的科学研究，采用新的节能材料和设备，除继续改进多层密封窗，开发各种高效保温材料用于复合墙体、屋面和地面以外还密封窗，开发各种高效保温材料用于复合墙体、屋面和地面以外还在研究开发红外热反射技术、硅气凝胶材料、高效节能玻璃、太阳在研究开发红外热反射技术、硅气凝胶材料、高效节能玻璃、太阳能利用技术、热回收技术、新的建筑节能测试和计算技术等等。与能利用技术、热回收技术、新的建筑节能测试和计算技术等等。与此同时，还十分注意选择经济合理的建筑节能技术，重视节能试点此同时，还十分注意选择经济合理的建筑节能技术，重视节能试点建筑以至节能园区的示范和推广作用，并在继续修订完善建筑节能建筑以至节能园区的示范和推广作用，并在继续修订完善建筑节能技术标准，颁布配套的行政法规，不断提高节能要求，挖掘节能潜技术标准，颁布配套的行政法规，不断提高节能要求，挖掘节能潜力。力。第三节第三节 建筑节能技术建筑节能技术21 建筑节能就是建筑物要制止能源浪费，实行科学的设计施工，最大限度地节约能源。这个定义主要包括三层含义。影响节能的因素有体形系数、窗墙面积比、换气次数、朝向、围护结构的传热系数、建筑物入口与楼梯间的避风措施等。我国目前尚处于从“掩蔽所”向“舒适建筑”过渡的阶段，已颁布了一系列建筑节能标准并制定了建筑节能的任务与目标。传热的基本方式有热传导、对流和辐射。其中，建筑室内外的温差和辐射，通过围护结构产生传热，使室内得热或失热，得热使室内温度上升，失热使室内温度下降，建筑要进行保温、隔热处理以节约能源。我国的节能技术主要表现在规划设计、外围护构件墙体、门窗、屋顶、地面的节能处理以及太阳能利用、供热采暖和制冷系统的节能等方面。墙体保温节能可采用外墙自保温、外墙内保温、外墙外保温等措施。门窗的节能技术包括限制窗墙面积比、减少渗透量、减少传热量、外门节能等。屋顶节能技术包括保温材料的选择，设置倒置式屋面、架空屋面、屋面绿化、蓄水屋面、浅色坡屋面等。地面节能需合理选择地板面层材料的热工性能，并对地板做保温处理。我国太阳能利用有太阳能热水器、被动太阳能、主动太阳能供暖系统及制冷系统等方面。目前建筑节新能技术在不断发展。本章小结本章小结2223