节能建筑漫谈.pptx
1一、节能建筑与绿色建筑1、节能建筑 2、绿色建筑 3、建筑节能的目标和任务 第1页/共78页21、节能建筑、节能建筑 节能建筑是指遵循气候设计和节能的基本方法，对建筑规划分区、群体和单体、建筑朝向、间距、太阳辐射、风向以及外部空间环境进行研究后，设计出的低能耗建筑。第2页/共78页3其主要指标有：建筑规划和平面布局要有利于自然通风，绿化率不低于35%；条式建筑物的体形系数不应超过0.35，点式建筑物的体形系数不应超过0.40；窗墙面积比不宜大于0.35，建筑外墙传热系数K值小于1.5W/（m2K）；建筑物的朝向宜采用南北向或接近南北向；建筑间距应保证每户至少有一个居住空间在大寒日能获得满窗日照2小时。节能建筑具有良好的自然冬暖夏凉的效果。第3页/共78页4建筑能耗主要指节约采暖、空调、通风、炊事、热水供应、照明、家用电器、电梯等方面的能源消耗，旨在提高建筑中的能源利用率。广义的建筑能耗，还包括用于建筑的建材在生产过程中的能耗、建筑建造过程中的能耗等。第4页/共78页52、绿色建筑、绿色建筑 在建筑的全寿命周期内，最大限度地节约资源（节能、节地、节水、节材）、保护环境和减少污染，为人们提供健康、适用和高效的使用空间，与自然和谐共生的建筑。第5页/共78页6绿色建筑主要包含以下三点：一是节能，这个节能是广义上的，包含了上面所提到的“四节”，主要是强调减少各种资源的浪费；二是保护环境，强调的是减少环境污染，减少二氧化碳排放；三是满足人们使用上的要求，为人们提供“健康”、“适用”和“高效”的使用空间。“健康”、“适用”和“高效”这三个词就是绿色建筑概念的缩影。第6页/共78页7绿色建筑从以下六大技术体系进行考核。节地与室外环境、节能与能源利用、节水与水资源利用、节材与材料资源利用、室内环境质量及运营管理第7页/共78页8鼓励开发单位、业主单位在规划设计阶段进行绿色建筑申请评价，这样便于在建筑方案设计阶段对其进行控制，保证其绿色建筑水平，对于方案设计合格者，将予以公示。绿色建筑评价标识将于2007年11月份开展。余杭能源与环境产业基地绿色建筑科技馆第8页/共78页93、建筑节能的目标和任务、建筑节能的目标和任务 我国城乡每年新建建筑面积约20亿平方米，城乡各占一半左右。新建建筑严格执行现行节能50%标准或者有条件地区执行建筑节能65%标准。第9页/共78页10我省对开展建筑节能工作制定了明确目标：2007年，全省50的新建商品住宅和公共建筑达到节能50的标准；2008年，新建的商品住宅和公共建筑全面实施节能50的设计标准，其中杭州、宁波等大城市推行实施节能65的标准；第10页/共78页11到2010年县级以上城市新建商品住宅和公共建筑实施节能65的标准，改建、扩建的既有建筑同比例达到新建建筑的建筑节能标准，基本完成高耗能的既有公共建筑的改造任务。第11页/共78页12节能50%的基准是什么？节能50%是指在当地1980-1981年建筑（包括住宅和公共建筑）通用设计能耗水平的技术上节能50%。即与称为“基准建筑（Baseline）”相比，节能建筑的采暖、空调、照明等能耗应节省50%。第12页/共78页13“基准建筑”的暖通空调设备及系统、照明设备的参数，都按当时情况选取。如围护结构的传热系数：外墙K值取2.00W/（m2K）、屋顶K值取1.50W/（m2K外窗K值取6.40 W/（m2K）；遮阳系数SC均取0.80。采暖热源设定燃煤锅炉，其效率为0.55；第13页/共78页14空调冷源设定为水冷机组，离心机能效比4.2，螺杆机组效比3.8；照明参数取25 W/m2。围护结构分担节能率约25%-13%；空调采暖系统分担节能率约20%-16%；照明设备分担节能率约7%-18%。第14页/共78页15夏热冬冷地区居住建筑缺乏一个基础能耗。标准按该地区传统的建筑围护结构，在保证主要居室冬天18、夏天26的条件下，冬季用能效比为1 的电暖器采暖，夏季用额定制冷工况时的能效比为22 的空调器降温，计算出一个全年采暖、空调能耗，将这个采暖、空调能耗作为基础能耗。第15页/共78页16在这个基础上确定节能居住建筑全年采暖、空调能耗降低50 的节能目标。计算建筑物的节能综合指标，审查建筑物的采暖和空调年耗电量是否能控制在规定的范围内，确保实现现阶段节能50 的目标。再按这一节能目标对建筑、热工、采暖和空调设计提出节能的措施要求。第16页/共78页17二、部分节能建筑简介 第17页/共78页181、北京奥林匹克体育馆第18页/共78页19国家体育场“鸟巢”由瑞士建筑师赫尔佐格和德梅隆设计。北京奥运会主会场有91000个座位。建筑师独创了一个未完全密封，但同样能为观众和运动员遮风挡雨的外壳。体育场的外观犹如一个由枝条编织而成的鸟巢；而其内部，从休息室到饭店，每一个分开的空间都是一个独立的单元，从而使自然空气的流通成为可能。第19页/共78页202 2、清华大学的环境节能楼、清华大学的环境节能楼第20页/共78页21围护结构体系：采用窄通道内循环双层玻璃幕墙、窄通道外循环双层玻璃幕墙、宽通道外循环双层玻璃幕墙、水平及垂直外遮阳、铝合金百叶系统、真空玻璃幕墙、光电幕墙、复合铝板幕墙等节能及智能幕墙技术。屋面：种植屋面，其中有保温层；透光屋面是生态仓屋顶，为双中空玻璃的倾斜天窗，为避免温室效应，采用聚酯纤维面料的半透光内遮阳卷帘。第21页/共78页22房顶还安有热轮，在通风的同时，最大限度地保留楼内的热量；相变蓄热活动地板；利用自然通风热压通风和风压通风结合；座位旁边布置富有个性化的空调新风口；新风湿度独立控制。采用溶液除湿，全热回收效率可超过80；模块化的末端调节设备。第22页/共78页23楼宇式热电联供系统BCHP，发电、供热冬季可直接利用或驱动吸收式热泵，此外烟气冷凝余热充分回收；夏季溴化锂溶液除湿系统承担室内潜热负荷；显热负荷可以通过三种方式（微离心式电制冷机、利用内燃机废热的吸收式热泵、直接利用溴化锂浓溶液产生冷冻水的制冷机）产生1821的冷冻水来承担；第23页/共78页24可再生能源利用 光电玻璃 太阳能空气集热器 太阳能庭院灯 太阳光采光技术 第24页/共78页25室内照明系统。背景照明与局部照明桌面台灯相结合。背景照明系统能整体感应测量内部亮度和光线运动情况，自动补充日照水平；景观型湿地技术；智能测量和控制系统。第25页/共78页263 3、上海市建筑科学研究院、上海市建筑科学研究院建筑环境研究中心办公楼建筑环境研究中心办公楼第26页/共78页27位于上海莘庄工业园区，建筑面积1900多m2，高17米，系南两层、北三层结构。采用了四种外墙外保温体系、三种遮阳系统、断热双玻中空窗及阳光控制膜、自然通风系统、热湿独立控制空调系统、太阳能空调和地板采暖系统，以及太阳能光伏发电并网技术等多种新技术和新产品。建筑一体化形成了自然通风、超低耗能、天然采光、再生能源、绿色建材、智能控制、资源回用、生态绿化、舒适环境等技术优点。第27页/共78页284 4、北京科技大学体育馆北京科技大学体育馆 第28页/共78页29安装148个直径为530毫米的光导管，是这座场馆所采取的最特殊的技术，同时也是最大亮点。它打破了“照明完全依靠电力”的观念，是一种绿色、健康、环保、无能耗的照明技术。第29页/共78页305 5、北京射击馆北京射击馆 第30页/共78页31北京射击馆最大的特点就是运用最简单最朴素的手法来达到节能和生态的效果。通过建筑的手法做到自然通风、自然采光，这就是绿色奥运的最主要的体现。第31页/共78页326 6、中国农业大学体育馆、中国农业大学体育馆 第32页/共78页33体育馆的造型设计新颖而不张扬，主比赛厅采用了门式钢架结构，形成高低错落的造型，并充分地利用了屋面的造型特征，形成了效果极佳的自然采光和通风效果。第33页/共78页347 7、宁波诺丁汉大学、宁波诺丁汉大学零排放玻璃大楼零排放玻璃大楼 第34页/共78页35不用水厂供水 照样水声哗哗不用电厂输电 照样灯火通明不装一台空调 照样冬暖夏凉 大楼整个楼顶和窗户边的金属装饰材料,甚至楼前草坪上的金属篱笆都是太阳能发电板；大楼前和楼顶上还有一大一小两个荷兰风车，这是风力发电设备；大量使用隔热玻璃，既保证楼内光线充分，又避免了室内热量流失过多。第35页/共78页368 8、国家游泳中心、国家游泳中心“水立方水立方”第36页/共78页37“水立方”采用膜结构建筑，这是21世纪最具代表性的一种建筑形式。室内的游泳池夏天也是要加热的，不然水温达不到，运动员会感到非常冷。但这样一来，坐在上面的观众又会感觉热。现在，通过一个热泵系统实现了把观众区的热量回收，去加温游泳池。这个系统使游泳馆的观众比较舒服，还不太费电。国家游泳中心游泳池与座位区热量的回收与利用创意获得了“双赢奖”。第37页/共78页38提起中国建筑，人们往往想到红墙碧瓦、富丽堂皇的故宫，绵延起伏、气势巍峨的长城，结构严谨、淳朴含蓄的徽州民居，想到风雨桥、吊脚楼、八角塔、燕尾楼，想到宫殿庭园、坛庙寺院、苑囿离宫、牌坊桥梁，想到方正端庄的棋盘式城市布局，想到天地人和的建筑理念。然而，经过千百年时光的淘洗，很多珍贵的建筑样式和风格湮没在历史的硝烟中。第38页/共78页399、中央电视台总部大楼、中央电视台总部大楼第39页/共78页4010、北京当代万国城、北京当代万国城第40页/共78页41美国时代周刊评选出2007年世界十大建筑奇迹中，北京就拥有三处：中央电视台总部大楼、北京奥林匹克体育馆、北京当代万国城，可惜全是国外设计者的杰作。美国5、中国3、英国1、西班牙1中国建筑市场引进竞争机制是好事。可是，令人扼腕叹息的是，在各国建筑师在世界舞台同台竞技的今天，中国的建筑师却屡屡败北。现在我们的大多数城市几乎都是一个模子做出来的，凝固的艺术感在哪里呢？第41页/共78页421111、天龙天龙南国名城南国名城(金华金华)浙江省首个部级建筑节能试点示范工程 第42页/共78页43第43页/共78页44第44页/共78页451212、宁波国际贸易平台家电电子常年展示交易中心宁波国际贸易平台家电电子常年展示交易中心 第45页/共78页46宁波国贸平台总体效果图宁波国贸平台总体效果图 第46页/共78页47三、建筑节能技术举例三、建筑节能技术举例 1、建筑围护结构节能技术2、常规能源系统的优化利用3、用可再生能源替代化石能源。第47页/共78页48建筑热工设计分区严寒、寒冷、夏热冬冷、夏热冬暖和温和地区。与地域气候相适应气温、湿度、年蒸发量（降水量）、风向、风速和太阳辐射等。建筑类型：建筑按使用功能的不同，可分为工业建筑与民用建筑。民用建筑又可分为居住建筑和公共建筑。第48页/共78页49南北方气候条件差异,建筑节能侧重点不同，北方是以保温为主，南方应以遮阳、隔热、通风为主。建筑群的规划布置、建筑物的平面布置应有利于自然通风。建筑物的朝向宜采用南北向或接近南北向。建筑设计宜结合外廊、阳台、挑檐等处理方式进行建筑遮阳。第49页/共78页50早期建筑物外围护结构以240实心粘土砖、120钢筋混凝土圆孔板和单玻实腹钢窗为主，总体热工性能较差；70年代推广粘土多孔砖后，墙体热工性能有所改善；随后混凝土小型空心砌块墙体的应用和钢筋混凝土剪力墙结构高层建筑的兴起，又使该部分建筑外墙的保温隔热水平显著下降（仅为实心黏土砖的2/31/2）。第50页/共78页51对比实例1：两幢同样外形的多层住宅，一幢采取节能保温措施，另一幢则没有。在标准条件下(即冬季室内保持18，夏季室内保持26)，普通住宅一年用于空调制冷、采暖的电耗为每平方米90.7千瓦时，而节能住宅全年电耗可降至每平方米48.1千瓦时，较普通住宅节约空调电耗47%。第51页/共78页52对比实例2：夏天室外38高温时，普通住宅的外墙面温度将达48-49，屋面温度 更 将 高 达 60，室 内 温 度 也 在37-38。但如果外墙和屋面采用了保温、隔热措施，室温便可降低2-3。可别小看这2-3，首先，人体舒适度将增加；其次，由于室温每增加1，空调用电将增加至少5%。第52页/共78页531 1、建筑围护结构节能技术、建筑围护结构节能技术围护结构一般由外墙、内墙、外门窗、内门窗、屋面、楼板、地面等界面构件组成。可分为外围护结构和内围护结构（分户楼板、分户墙），不采暖楼梯间内墙及温度缝两侧内墙的热工特性介于内外围护结构之间。第53页/共78页54建筑围护结构还可以分成透明和不透明两大类。提高外墙、屋顶的节能性能，主要是增大其热阻。开发同时能满足承重和保温两种性能要求的墙体材料很难。因此，必须考虑走结构性材料和高效保温材料复合的技术路线，将墙体的承重层和保温层功能明确区分开来。第54页/共78页55玻璃棉、岩棉、聚苯乙烯泡沫塑料板等保温材料的保温性能均相当于同厚度粘土红砖的20倍左右，因此走复合墙体之路，需要解决的是两层材料如何复合及如何保护保温材料的问题。第55页/共78页56大力发展新型墙体材料。大力发展新型墙体材料。重点发展以工业尾矿、粉煤灰、脱硫石膏、建筑渣土、煤矸石、江河湖海泥、城市垃圾等为原料的新型墙材；使用空心砖、空心砌块、再生砖（废渣砖）、再生红木拼花地板，90%的现浇混凝土使用再循环利用骨料，水泥拌合料中使用磨细粒状高炉矿渣；同时积极采用采用新型加汽蒸压养护型混凝土砌块等新型墙体材料。第56页/共78页57墙体保温材料采用回收废纸制成的纸纤维，这种纸纤维保温性能好，生产能耗极小。纸纤维经过硼砂阻燃剂处理，达到防火要求。不使用聚氯乙烯材料，是为了以防万一发生的火灾使聚氯乙烯材料产生的毒气对人员造成伤害。屋顶采用倒置式挤塑聚苯板(XPS板)屋面保温防水系统与无土绿化(佛甲草)栽培技术。第57页/共78页58提高门窗的隔热性能提高门窗的隔热性能 提倡采用玻璃内置百叶窗，发展节能窗技术，控制窗墙面积比，改善窗户的传热系数和遮阳系数，推广窗户遮阳，发展活动外遮阳技术。外窗（包括透明幕墙）宜采取各种固定或活动式的外遮阳装置等遮阳措施，如花格、外挡板、外百叶、外卷帘等。采用表面镀有氧化物纳米膜层的自洁净玻璃这种玻璃使用在节能楼的顶层，大大节省了清洁费用。第58页/共78页59 研发玻璃节能技术，推广采用中空玻璃，提倡充入惰性气体（如氩气、氪气及六氟化硫），推广低辐射率(LowE)玻璃、太阳能控制低辐射(SunE)玻璃、玻璃贴隔热膜。低导热率的间隔条。推广断桥、复合、加设空腔等技术，降低窗框的传热。严格窗框与窗扇、窗框与墙体间的密封。第59页/共78页60中空玻璃 第60页/共78页612、常规能源系统的优化利用常规能源系统的优化利用开展热电冷联供、水源和地源热泵系统、高能效空调系统、蓄冷和燃气空调、热回收、变流量控制系统、高效送风、照明与空调的协调控制。第61页/共78页62采暖空调系统的节能采暖空调系统的节能实际生活中，民用空调可有一个范围较宽的舒适区，在该舒适范围内，夏季降温时，取较高的干球温度和相对湿度作设定值；冬季采暖时，取较低的干球温度和相对湿度作设定值，从而减少处理空气所耗费的能量；第62页/共78页63采暖空调系统的节能采暖空调系统的节能供暖系统中，60%的能耗是风机和水泵的输配能耗，这也是导致建筑能源消耗过高的主要原因。在集中供热系统中推广变频技术，不仅可以改善调节效果，同时也可以大幅降低运行费用，实现节能运行。第63页/共78页64采暖空调系统的节能采暖空调系统的节能采用蓄冷系统。在实施峰谷电价的地区，可利用低电价时段采用冰蓄冷系统将水制成冰来储存冷量,高电价时段再将冷量释放出来。空调末端采用辐射吊顶、辐射毛细管。冬季取暖时，循环在系统中的是32的热水，夏季水温则为18。“辐射吊顶”系统免除了人们吹“空调风”的不适，舒适度大大提高。第64页/共78页65采暖空调系统的节能采暖空调系统的节能采用“相变蓄能地板”。冬季，蓄热体白天可以储存照进室内的太阳光热量，晚上又向室内放出储存的热量，使室内昼夜温差不超过6，节省了冬季采暖能源。蓄热地板中有几块表面布满小孔，被称为“送风地板”，它能把户外的新鲜空气送到室内，并根据屋内人数决定送风的多少。比起从天花板送风更快、更直接。第65页/共78页66采暖空调系统的节能采暖空调系统的节能各种空气热回收技术与装置 经过技术经济比较，采用如转轮式全热交换器（热轮）、纸质全热交换器、热管式显热换热器、空气空气换热器和溶液式全热回收器等。提倡充分利用室外空气的自然冷却能力转移建筑内热量，如过渡季节利用室外新风方式、冷却塔换热方式等。第66页/共78页67热泵式溶液空调机组产品热泵式溶液空调机组产品溶液除湿是利用空气和易吸湿的盐溶液接触，使空气中的水蒸气吸附于盐溶液中而实现的空气除湿过程。溶液对空气除湿后自身会变稀，需要再生，根据再生驱动源的不同，可将溶液除湿系统分为两类：电驱动方式和热驱动方式。第67页/共78页68新风机组夏季运行原理新风机组夏季运行原理第68页/共78页69夏季工况，高温潮湿的新风在全热回收单元中以溶液为媒介和回风进行全热交换，新风被初步降温除湿，然后进入除湿单元中进一步降温、除湿到达送风状态点。除湿单元中，调湿溶液吸收水蒸气后，浓度变稀，为重新具有吸水能力，稀溶液进入再生单元浓缩。热泵循环的制冷量用于降低溶液温度以提高除湿能力和对新风降温，冷凝器排热量用于浓缩再生溶液，能源利用效率极高。第69页/共78页70新风机组冬季运行原理新风机组冬季运行原理第70页/共78页71冬季工况，只需切换四通阀改变制冷剂循环方向（使蒸发器与冷凝器易位），便可实现空气的加热加湿功能。第71页/共78页723、用可再生能源替代化石能源用可再生能源替代化石能源新修订的节约能源法第四十条明确规定“国家鼓励安装和使用太阳能等可再生能源利用系统”。可再生能源法中第十七条也规定：“国务院建设行政主管部门会同国务院有关部门制定太阳能利用系统与建筑结合的技术经济政策和技术规范。”第72页/共78页733、用可再生能源替代化石能源用可再生能源替代化石能源在建筑能耗中区分对待初级能源（煤、石油等）和生态绿色能源太阳能、地下能源（地热、地冷）、风能和沼气等可再生能源的使用，并考虑采用遮阳技术、温室效应、余热回收技术等的节能效益，使生态能源技术的应用可以融入建筑能量平衡计算之中。第73页/共78页74太阳能的利用太阳能的利用太阳能是最主要的可再生能源资源，重点技术是太阳能利用设备与建筑一体化。太阳能热利用：到目前为止，太阳能热水器集热面积超过1亿平方米，约占全球使用量的50。如“0形流道真空管太阳能供热保温板”，集热保温效果出色；第74页/共78页75太阳能的利用太阳能的利用太阳能发电的研发、示范、产业化与大规模应用，开发太阳能薄膜非晶硅电池；太阳光的开发利用：利用自然光取代部分室内照明，室内中央部位设计有采光井（还有光导管、光纤等），在自然光线下，可通过外窗和内部天井采光，不需照明设备。第75页/共78页76太阳能的利用太阳能的利用内嵌反光镜的太阳能吸收盘。把它们放在平坦的房顶上，通过天窗将太阳光投射进建筑物内，漫反射装置将光线均匀地分布在室内；通过折射天窗将日光引入建筑物，这样的天窗收集日光却不辐射热量。太阳能制氢的多途径探索研究第76页/共78页77第77页/共78页78感谢您的观看。第78页/共78页
