零能耗居住建筑技术研究
国际典型_零能耗建筑_示范工程技术路线研究_张时聪
建筑在满 足 建 筑 物 全 部 需 求 后 , 还可以向电网供 电 。 研究 者 通 过 计 算 发 现 , 当 上 网 电 价 为 0. 1 5欧 ) ( 元/ 时, 对P V 板的增量投资可以在 3 0年 kW ·h , , 内收回 与 P V 的寿命期基本一致 如果上网电价 进一步提高 , 回收期可以缩短为 3~7 年 。 a h d a v i对奥地 利 维 也 纳 1 栋 被 动 式 住 房 和 M 能耗水平等进行 1 栋普通低能耗住房的室内环境 、 )被动式住房的供暖能耗较普通低 了实测 , 发现 : 1 用电减少3 能耗住 房 降 低 6 5% , 5% ; 2)建 造 被 动 由于能源价格波动较 式住房的增量成本约为 5% ,
e s e a r c h o n d e m o n s t r a t i o n r o e c t t e c h n o l o R p j g y b u i l d i n s a b r o a d o f z e r o e n e r r o a d m a g g y p
①☆
张时聪 , 男, 在读博士研究生 , 副研究员 9 8 1 年 6 月生 , 1 0 0 0 1 3 北京市北三 环 东 路 3 0号中国建筑科学研究院建筑 1 环境与节能研究院 ( )8 0 1 0 4 2 7 0 1 8 1 : a i l z h a n s h i c o n h i n a i b e e . c o m E-m @c g g 收稿日期 : 0 1 3-0 9-1 7 2 修回日期 : 0 1 3-1 0-1 6 2
[ 1] 《 “ 一文 零能耗建筑 ” 定义 发 展 历 程 及 内 涵 研 究 》
零能源建筑
零能源建筑
设计意义
1.零能源建筑将采用新科技减低耗能量 2.洁净能源科技的研发与实验有巨大发展潜能, 政府投入巨资支持这方面的科研工作。
零能源建筑
太阳能利用
布莱德将出现本地首个“零能源”建筑物,全面
使用太阳能科技. 太阳能综合利用程度最高、节能最多的零排放示 范建筑。 太阳能为热水、光伏发电、蓄热采暖、空调提供 能量,解决了家居热水、生活用电、制冷采暖、 空气调节的耗能问题。除电信信号外,不需要任 何常规能源。太阳能利用率达到100%,节能75% 以上。全智能控制,24小时生活热水即开即用, 室内空气保持清新,温度、湿度、含氧量适宜, 是目前我国第一栋零排放、高舒适性的智能化健 康住宅。
零能源建筑
技术集成
(1)根据气候、场地、结构要求选择合理的建筑功能 布局; (2)建造智能、保温、遮阳的建筑围护结构; (3)优化室内通风、采光系统,采用置换送风技术; (4)大量使用太阳能、地热能、风能、生物能等可再 生能源; (5)采用辐射采暖、制冷系统,提高能源利用效率; (6)推广节水技术、绿色建材、绿化技术等生态建筑 技术; (7)使用智能建筑控制技术; (8)废热废水回收技术。
丹麦零耗能建筑
自然地通风系统
太阳能电池板
收集太阳能的天窗
自然光
蒸气
通风系统以及热循环
自然地通风系统
北 太阳能热水系统
南
加热水泵
水槽 能源最优化的防晒窗
地热系统
丹麦零耗能建筑
家庭的能源系统经过优化,以尽量减少能源的使用
丹麦零耗能建筑
屋顶是关键设计,采用可再生能源发电,天 窗的自然采光,窗户的冷却和可操作性。
在冬季,约50%的热量由从窗户进入的阳光提供。 属于能量优化的被动式太阳能采暖。
零能耗居住建筑设计研究
零能耗居住建筑设计研究作者:楼杨来源:《中国房地产业·下半月》2016年第02期【摘要】要想保证我们的生活持续稳定的进行,能源是必不可少的物质。
人类能够得到数千年的发展,逐渐发展为现在的文明社会,能源有着无法替代的作用。
现如今我们国家自从改革开放早就经历了很多年,我们也对能源的节约以及污染物的排放等问题上投入了更多的精力,从而实现我们社会进行持续健康的发展。
本文将对于零能耗居住建筑设计相关内容进行分析,运用零能耗技术达到居住建筑节能减排的目的。
【关键词】零能耗;建筑设计;研究前言中国是人口众多的发展中国家,其建筑能耗截止到2015年已经占总消耗量的41%,尤其是钢材与水泥的使用量,居住建筑比重较大,并且保持迅速增长的趋势。
一、相关概念和国内外研究情况能源需求增长速度超过了产生能源的速度,在阻碍我国经济持续健康发展的问题中,能源的供需问题成为了最为主要的问题之一。
在使用能源的行业中,建筑业是消耗能源数量最多的一个行业,所以进行低碳建筑的建造是非常关键的,而现如今目标则是零能耗建筑。
国家的发展很多时候都将能源的可持续发展作为重要的参考,并且伴随着我国科学技术的快速发展,在建筑方面已将开始实现零能耗。
二、零能耗概述在建筑行业中的能源消耗也就是与建筑相关的能源的消耗,其中主要包括进行建筑施工的材料的生产以及运输过程中耗费的能源,在建筑施工过程中耗费的能源,以及建筑在使用过程中耗费的能源等。
从国际范围来讲,也就是指民用建筑使用时候能耗,具体包含有建筑采暖、空调、以及照明等等上面能耗。
分析整个建筑发展的过程中,能源的耗费与使用的技术有着密切的关系,如何使用相关的一些技术也关系到其相应能量损耗。
三、零能耗相关内容3.1 低碳生活温室效应在我们的生活中表现的越来越明显,例如欧洲的冰川面积逐渐缩小,地中海附近的缺水问题非常的恶劣,西班牙地区的沙漠面积进一步的增加;而且随着冰融化以及海洋变暖,世界范围内海平面也在升高。
绿色建筑的潮流——零能耗建筑
绿色建筑的潮流——零能耗建筑一、绿色建筑的潮流——零能耗建筑日前,国务院颁布了《节能减排“十二五”规划》,用政策力推绿色建筑的发展,而从能耗的角度讲,绿色建筑已经朝向零能耗建筑的方向发展。
绿色建筑的发展,将人类带入一个绿色的人居环境,而未来的低能耗建筑则为我们描绘出一个更加多姿多彩的梦想生活。
让我们试着想象这样一幅画面,我们购买的绿色建筑节能环保,与大自然融为一体。
在居住过程中,一年四季温暖如春,不会有严寒酷暑;由太阳能风能等产生的能源资源供应充足,不会停水停电。
而最为重要的是,我们不用担心可再生能源会枯竭,因为我们的日常根本就没有使用这类可再生资源,我们利用的是头顶的太阳能、四周的风能和脚下的水能!事实上,这个想象已经在一步一步成为现实。
绿色建筑已经存在于各大城市里,并且成为建筑发展的趋势,随着科技的发展与普及,低能耗建筑会日渐被普通大众所拥有。
二、绿色建筑带来绿色生活所谓绿色建筑是指满足我国2006年发布的《绿色建筑评价标准》,在全寿命周期内最大限度地节能、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。
2012年8月6日,国务院颁布《节能减排“十二五”规划》,明确倡导绿色建筑,指出:“到2012年,绿色建筑所占建筑比例由2012年的1%提高到15%,增长14%。
”。
相比如传统的高耗能建筑,绿色建筑能够能够有效减低能耗。
据初步估算如采取严格的建筑节能措施、大力发展低碳绿色建筑,“十二五”期间新建建筑将形成4500万吨标准煤节能能力。
在我国,这类绿色建筑已经取得了较大的发展。
国内的远大住工、万科等都兴建了这种绿色建筑,其建筑标准甚至超过国家标准。
比如我国住宅产业化的领军企业远大住宅工业有限公司(简称远大住工),远大住工运用先进的理念与技术,采用住宅产业化的生产方式,将“绿色”理念贯穿于设计、生产、施工、运营等每一个环节,生产出具有“五节一环保”特征的全生命周期绿色建筑。
零能耗居住建筑设计研究
零能耗居住建筑设计研究作者:楼杨来源:《中国房地产业·下半月》2016年第02期【摘要】要想保证我们的生活持续稳定的进行,能源是必不可少的物质。
人类能够得到数千年的发展,逐渐发展为现在的文明社会,能源有着无法替代的作用。
现如今我们国家自从改革开放早就经历了很多年,我们也对能源的节约以及污染物的排放等问题上投入了更多的精力,从而实现我们社会进行持续健康的发展。
本文将对于零能耗居住建筑设计相关内容进行分析,运用零能耗技术达到居住建筑节能减排的目的。
【关键词】零能耗;建筑设计;研究前言中国是人口众多的发展中国家,其建筑能耗截止到2015年已经占总消耗量的41%,尤其是钢材与水泥的使用量,居住建筑比重较大,并且保持迅速增长的趋势。
一、相关概念和国内外研究情况能源需求增长速度超过了产生能源的速度,在阻碍我国经济持续健康发展的问题中,能源的供需问题成为了最为主要的问题之一。
在使用能源的行业中,建筑业是消耗能源数量最多的一个行业,所以进行低碳建筑的建造是非常关键的,而现如今目标则是零能耗建筑。
国家的发展很多时候都将能源的可持续发展作为重要的参考,并且伴随着我国科学技术的快速发展,在建筑方面已将开始实现零能耗。
二、零能耗概述在建筑行业中的能源消耗也就是与建筑相关的能源的消耗,其中主要包括进行建筑施工的材料的生产以及运输过程中耗费的能源,在建筑施工过程中耗费的能源,以及建筑在使用过程中耗费的能源等。
从国际范围来讲,也就是指民用建筑使用时候能耗,具体包含有建筑采暖、空调、以及照明等等上面能耗。
分析整个建筑发展的过程中,能源的耗费与使用的技术有着密切的关系,如何使用相关的一些技术也关系到其相应能量损耗。
三、零能耗相关内容3.1 低碳生活温室效应在我们的生活中表现的越来越明显,例如欧洲的冰川面积逐渐缩小,地中海附近的缺水问题非常的恶劣,西班牙地区的沙漠面积进一步的增加;而且随着冰融化以及海洋变暖,世界范围内海平面也在升高。
零能耗建筑解读
零能耗建筑解读本页仅作为文档页封面,使用时可以删除This document is for reference only-rar21year.March在日本,花多少钱可建座零能耗住宅?“高能耗” 已经成了中国建筑市场的最大问题,也对中国绿色环保事业带来了巨大冲击。
那么,日本是怎么解决住宅的高能耗问题的呢?零能耗,或者称“零能源住宅”,是指不消耗常规能源,完全依靠太阳能或者其它可再生能源的住宅,其目标是为了降低二氧化碳的排放量,节约人类的能源消耗。
这种零能耗住宅,是指在任意气候条件下,通过对住宅的科学设计、科学选材,使室内自然温度接近或保持在人体舒适温度15℃-26℃范围内,从而为居住者提供健康、舒适、环保的居住空间。
也就是说,这种建筑在基本上不消耗煤炭、石油、电力等不可再生能源的情况下,就能维持住宅的正常生活所需。
这一个房子的总建筑面积有约300平方米,居住三代8个人。
据主人介绍,购买土地花了1500万日元(约88万元人民币,日本地方城市的土地价格比较便宜,但也是永久私人拥有),建房加内装修和配置各种电器卫厨设备,总共花了4000万日元(约235万元人民币),全部加起来,建造这栋房所花费的总金额为5500万日元(约324万元人民币)。
这栋值300多万元人民币的别墅式小楼,与一般的建筑到底有什么特别之处?作为设计者的木村先生给我讲了三个“不”:一是不使用电力公司的电二是不使用煤气三是不排放CO2(二氧化碳)也就是说,这栋楼,就是传说中的“零能耗住宅”。
我在楼里上上下下走了一圈,看看它是如何做到“零能耗” 的。
第一,整栋住宅采用太阳能发电系统,屋顶上安装了太阳能液晶板。
全部花费约200万日元(约12万元人民币),日本政府补贴了一半,个人承担一半。
室内的太阳能运营信息表显示,当时的发电是千瓦,但是家里只用了千瓦。
那么多余的千瓦电力干什么用呢?是卖给电力公司,一个月卖电的收入,大约是2万日元(约1200元人民币)。
零能耗建筑的暖通节能设计要点分析
零能耗建筑的暖通节能设计要点分析摘要:随着经济的发展与社会的进步,人们的生活水平日益提升,对当前建筑住宅的居住需求也在不断提升。
为满足人们的基本居住需求,符合当前可持续发展的建筑理念,越来越多的建筑施工技术人员开始着力研究零能耗建筑,并对其中的暖通系统进行节能设计,以此提升人们的居住舒适感及生活幸福感。
同时,在一定程度上降低房屋的碳排放,改善生态环境质量,推动实现绿色建筑及健康生活的可持续发展。
关键词:零能耗建筑;暖通节能设计;设计要点1零能耗建筑概述零能耗建筑在实际运行过程中,一般不会消耗石油、煤炭以及电力等常规的不可再生能源,其围护结构一般为被动式节能设计,这也是该建筑的最大特点之一。
同时,零能源建筑会将风能、太阳能以及生物质能等可再生能源作为运行能源,改善建筑周围的生态环境质量,满足人们日益增长的生态住宅需求,以实现人与自然的和谐共处。
零能耗的设计理念十分符合我国推行的节能减排战略,由该理念设计出的建筑也十分符合当前我国社会发展需求的建筑形式。
零能耗建筑设计及其实践应用,是推动我国可持续生态文明建筑发展的强大理论支持。
随着零能耗建筑设计理论的完善与普及,我国很多地区都已经开始推行零能耗建筑,在切实提高建筑项目自身建设性能的基础上,借助热源节能技术及变频技术有效降低建筑项目的总体能源消耗,为人们提供一个绿色健康的居住环境,有效提高人们的生活幸福感及居住满意度,进一步促进我国社会的和谐发展。
2零能耗建筑的暖通节能设计要点2.1工程概况为了更好地阐述零能耗建筑的设计理念,本文以我国南方某城市的零能耗建筑工程项目为案例,对其进行分析与研讨。
案例工程位于某市的光伏产业园,总建设资金投入约为2亿元,建筑项目地上为7层;玻璃幕墙高度约为37m,面积约为1.8万m2。
在实际建设中,建筑单位首次引进零能耗的建设施工概念,主要使用光伏幕墙为建筑项目提供太阳能电力;同时,借助地热和空气热泵等暖通节能技术,真正实现零能耗的建筑目标。
我国零能耗建筑研究与发展综述
上海工程技术大学学报JOURNAL OF SHANGHAI UNIVERSITY OF ENGINEERING SCIENCE Vol34No3 Sept2020第34卷第3期2020年9月文章编号:1009-444X(2020)03-0278-06我国零能耗建筑研究与发展综述钟胜利,林尧林(上海工程技术大学机械与汽车工程学院,上海201620)摘要:零能耗建筑是缓解能源紧张和解决社会经济发展与能源供应不足的有效措施,可有效减少温室气体的排放.通过梳理文献介绍我国不同气候区零能耗建筑围护结构的节能设计,主要包括外墙、外窗和屋顶的节能设计,并通过案例分析研究不同气候区零能耗建筑围护结构设计参数对建筑能耗的影响.结果表明:在严寒和寒冷地区,窗墙比对建筑能耗的贡献率较大;在夏热冬冷地区,围护结构的保温系统应优先考虑;对于夏热冬暖地区,提高外墙的传热系数对建筑节能的意义不大.针对零能耗建筑围护结构节能技术难题提出相关建议,并对今后我国零能耗建筑的发展进行展望.关键词:零能耗建筑;围护结构;节能设计中图分类号:TU201.5文献标志码:AReview on Research and Development ofZero Energy Building in ChinaZHONG Shengii,LIN Yaolin(School of Mechanical and Automotive Engineering,Shanghai Universty of Engineering Science,Shanghai201620,China)Abstract:Zero energy building is an effective measure to relieve energy tension and solve social and economic development and energy supply shortage,which can e f ectively reduce greenhouse gas emissions Theenergy-savingdesignofthezeroenergybuildingenvelopeindi f erentclimatezonesin China was introduced through literature review,which mainly includes the energy-saving design of exterior wa l s,exterior windows and roofs,theinfluence of zero energy building envelope design parametersin di f erent climatic regions on building energy consumption was studied through case analysis Theresultsshowthatthecontributionofwindow wa l ratiotobuildingenergyconsumptionis largerinseverecoldandcoldregions,theheatpreservationsystemoftheenvelopeshouldbegivenpriorityin hot summer and cold winter regions,but for hot summer and warm winterregions,improvingtheheattransfer coe f icientvalueoftheouterwa l hasli t lesignificanceforbuildingenergyconservation Relevantsuggestions wereputforwardfortheenergy-savingtechnicalproblemsofzeroenergybuildingsenvelopestructure,andthe developmentofzeroenergybuildingsinChinainthefuturewasprospectedKey words:zero energy building;envelope structure;energy saving design收稿日期:2019-12-17作者简介:钟胜利"995-),男,在读硕士,研究方向为建筑节能.E-mail:zhongshenglijx@通信作者:林尧林(1976-),男,副教授,博士,研究方向为可持续建筑与建筑节能.E-mail:ylin@第3期钟胜利,等:我国零能耗建筑研究与发展综述-279-随着我国城市化和工业化进程的加快、人口的快速增长及人均居住面积的增加,建筑能源消耗不断增加.据统计,2018年我国建筑能耗占全社会总能耗的37%'1(,与全球比例接近.另外,在一次能源消耗方面,我国已经超越美国,成为全球一次能源消耗量最大的国家⑵.建筑能源消耗过高会导致中国能源短缺情况恶化,使人们的生活环境质量降低,不利于可持续战略的实施.因此,在能源匮乏的情况下,发展零能耗建筑具有十分重要的意义.环境污染问题是当前中国建筑行业发展的另一大弊病.从能源结构形式上来看,我国70%左右的能源是由煤炭提供的⑶,燃煤的使用导致二氧化碳、二氧化硫、粉尘等污染物的增加,给城市环境带来了极大的威胁.有数据表明,2018年我国建筑建造和运行产生的温室气体排放量占当年全国温室气体排放总量的42%&,建筑部门是温室气体排放量最大的产业.因此,在倡导节能减排的号召下,发展零能耗建筑是减少碳排放的重要途径.由于成本、技术和材料等方面的原因,与其他发达国家相比,我国对零能耗建筑围护结构节能技术的研究和应用起步较晚.另外,我国疆域辽阔,复杂的地理环境导致了不同气候区环境政策和经济发展水平的差异.因此,我国零能耗建筑围护结构节能技术的研究与应用有自身特点.基于上述内容,本文首先从外墙、外窗以及屋顶3个方面介绍零能耗建筑围护结构的节能设计,然后研究围护结构设计参数对建筑能耗的影响,最后针对零能耗建筑围护结构节能技术难题提供相关建议.1零能耗建筑围护结构节能设计建筑围护结构包括墙体、门窗、屋顶和地面等,其中,墙体、外窗和屋顶是建筑的主体结构,起到阻隔室内与室外空间的作用,其热工性能对建筑能耗有显著影响.有数据表明,围护结构传热造成的能耗损失约占建筑总能耗的75%4.因此,对围护结构进行节能设计至关重要随着我国建筑节能工作的快速推进,各种节能技术和产品日趋成熟,我国已经在全国不同地区进行了近零能耗建筑的示范工程建设实践.我国不同气候区零能耗建筑围护结构节能措施见表1.从表中可以看出,在我国五大气候区范围内,除了温暖地区,其余气候区均有所分布.在寒冷和严寒地区,零能耗建筑外窗采用传热系数小和高气密性的木质框架结构;而夏热冬冷地区则普遍采用传热系数较大的铝合金门窗,玻璃采用低辐射(Low-E)玻璃,为防止太阳照射,考虑外遮阳系统;对于夏热冬暖地区,屋顶采用绿色节能屋顶,窗户选择Low-E隔热玻璃.表1中国不同气候区零能耗建筑围护结构节能措施Table1Energy-sav$ngmeasuresforzeroenergybuld$ngenvelopestructure$nd$ferentclmatereg$ons$nCh$na 项目名称地理位置建筑类型建筑面积/m2气候区围护结构节能措施南京锋尚国际住宅项目5南京住宅建筑75000夏热冬冷外墙采用外保温开放式干挂石材幕墙、断桥铝合金门窗,Low-E玻璃、电动遮阳卷帘天津大学零能耗未来小屋6天津住宅建筑74寒冷采用生态型木结构体系和绿色环保的钢结构部件外墙采用外保温系统,外窗采用铝包木实木窗,辰能*溪树庭院B4楼7哈尔滨住宅建筑7800严寒Low-E玻璃,内充氩气,窗外侧设置金属外遮阳卷帘,内部填充聚氨酯阻热材料外墙采用外保温、中间保温、内保温3种保温材万科零碳宅8深圳住宅建筑400夏热冬暖料,屋顶采用绿色保温板,并布置植被,窗户采用Low-E隔热玻璃近年来,我国零能耗建筑发展迅速,一系列标准规范日趋完善.2017年《建筑节能与绿色建筑发展“十三五”规划》首次提出“积极开展超低能耗建筑、近零能耗建筑建设示范,鼓励开展零能耗建筑建设试点”,2019年《近零能耗建筑技术标准》颁布实施,我国零能耗建筑围护结构节能设计指标得以明确,同时,也提出了许多相应的节能措施,如:光伏建筑一体化已经成为零能耗建筑应用的主流趋势,其结合形式主要包括光伏屋面、光伏幕墙、光伏遮阳板、光伏瓦和光伏门窗等.光伏建筑一体化在不占用建筑面积的基础上为建筑提供电能,可以实现建筑用电自给自足.位于上海的“汉堡之家”在屋面安装了450m2的光伏发电设备,可满足建筑80%左右的能源需求9.另外,集热蓄热墙和集-280-上海工程技术大学学报第34卷热蓄热屋顶的应用也可达到降低建筑能耗和维持室内热湿环境的要求.王登甲等[1Q]研究了青藏高原地区Trombe墙式太阳房的供暖性能.与无集热蓄热墙普通建筑相比,集热蓄热墙全天可多得到52.6MJ热量,节能率可达72.8%.陈滨等'11(研究了被动式太阳能集热蓄热墙对室内湿度的调节作用,对比分析两栋不同墙体建筑的物性参数,结果表明采用被动式太阳能集热蓄热墙体的建筑比采用普通保温节能墙体的建筑室内相对湿度低20%左右,其热舒适性更好1.1零能耗建筑外墙节能设计墙体是建筑的重要外部结构,其产生的能耗占建筑围护结构总能耗的比重很大.有数据表明,外墙的热损失占围护结构能耗的30%左右'12(.因此,提咼墙体的热工性能是建筑节能的关键一步.我国对墙体节能的研究最早开始于2Q世纪8Q年代,经过3Q多年的研究与发展,墙体隔热保温技术有了一定的研究成果新型墙体结构已成为我国零能耗建筑围护结构节能技术的研究热点.华中科技大学的张辉'13(对采用主动式动态空心墙的“QQ0PK建筑”进行研究,结果表明该墙体的传热系数可达Q.Q78W/(m2•K),具有良好的保温隔热性能.朱丽等'14(研究热质墙体在零能耗建筑中的传热性能,结果表明热质墙体在我国昼夜温差大、室内外平均温差大的地区具有较好的适应性.武汉科技大学的童亮'勺研究了半导体电热堆冷热墙在近零能耗建筑中的应用,结果表明其具有良好的制冷和制热效果.墙体保温材料是围护结构节能技术的另一大热门研究方向,不同保温材料性能差异较大,导致其节能效果与适应性也会有所不同.邓琴琴等研究了北方地区近零能耗建筑外墙外保温系统6种保温材料对系统耐候、抗剪、防火等性能影响的问题,结果表明,挤塑聚苯板、模塑聚苯板、石墨模塑聚苯板、聚氨酯、岩棉带和真空绝热板在近零能耗建筑中具有较好的适应性.同时还指出,在保温层厚度一定时,保温效果相对较好的是真空绝热板.李德英等'17(通过调研我国近几年近零能耗示范项目得出,在严寒地区,近零能耗建筑外墙保温材料主要以石墨改性聚苯板(SEPS)外保温体系为主;在寒冷地区,岩棉条和石墨改性聚苯板外墙外保温体系应用较多对于墙体的保温层厚度,并不是保温层越厚建筑能耗越低,庙诗祥等[18]研究得出外墙保温层厚度与相对节能量呈对数关系.一般来说,保温层存在一个经济厚度,该厚度可使建筑节能程度最大化.石俊龙等[19]采用理论计算法和生命周期价值法研究了严寒地区被动式低能耗建筑外墙最佳保护层厚度,结果表明,当保温层采用可发性聚苯乙烯(EPS)板时,外墙最佳保护层厚度为22Q mm,当厚度超过220mm,没有明显的节能效果及经济性从以上研究可以看出,零能耗建筑外墙的节能设计措施主要是墙体的保温隔热技术.通过一些新型墙体结构的应用,可以明显地降低墙体的传热系数,同时,不同气候区保温材料的选择和保温层厚度的确定需要因地制宜.1.2零能耗建筑外窗节能设计外窗是建筑围护结构不可缺少的一部分,是围护结构隔热保温最薄弱的构件.据资料介绍,通过门窗的传热损失与空气渗透热损失的热量之和占到整个建筑物热量损失的50%[2Q].因此,对零能耗建筑外窗进行节能设计也是一个重要的环节我国对零能耗建筑外窗传热系数还没有制定相关标准,根据最新的近零能耗建筑技术标准,最低的外窗传热系数限值为1.Q W/(m2•K)[21],而一般的木、塑料、钢等普通窗户根本无法达到这一限值.目前,我国大多采用断桥铝合金和塑钢等新型建筑外窗,选用中空玻璃、Low-E玻璃和真空玻璃,它们都具有很好的隔热保温性能.有研究表明,双层中空玻璃比普通单层透明玻璃可降低约一半的热散失.陈一飞等介绍了一种基于阳光辐射的电色层玻璃EC,在此基础上,科研人员提出了一种更高性能的接近于零能耗的窗体结构,经测试这种零能耗窗体模型的传热系数可达Q.3W/(m2•K)以下.外窗的气密性跟窗框材料、开关窗形式、使用时间以及外窗所处的环境紧密相关,其等级大小可以反映外窗保温隔热性能的优劣.外窗的气密性等级一般分为1〜8级,气密性等级越高,外窗的热损失越小,保温隔热性能就越好.白涛研究了建筑外窗气密性与建筑能耗之间的关系,结果表明不同气密性等级对建筑能耗影响有所差异,外窗气密性从1级提高到8级,房间能耗可以降低25%〜37%.外窗的朝向和窗墙比是影响建筑能耗的重要因素:一方面由于外窗的传热系数一般高于墙体的传热系数,窗墙面积比过大必然引起建筑能耗增加;另一方面由于建筑的采光、通风以及太阳能的利用主要是通过窗户来实现,因此在控制建筑窗第3期钟胜利,等:我国零能耗建筑研究与发展综述-281-墙面积比时,要根据当地的气候条件,在满足通风采光的条件下,考虑节能要求,从而确定适宜的窗墙比.《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》(JGJ134—2010)中规定,北向窗墙比不宜超过0.40,东西向不宜超过0.35,南向不宜超过0.45.从以上研究可以看出,外窗的传热系数、气密性、朝向和窗墙比是影响建筑能耗的主要因素,为提高外窗的热工性能,降低建筑能耗,我国采取的主要节能措施有:合理设置不同朝向窗墙比,采用气密性高、传热系数小的外窗材料和设置外窗遮阳构件等1.3零能耗建筑屋顶节能设计屋顶是建筑物最顶部的外围护结构,是造成室内冷热损失的主要路径之一.有研究表明,通过屋面产生的能耗占建筑总能耗的8%〜10%'4(.因此,在零能耗建筑设计中,屋顶的节能设计必不可少.对零能耗建筑屋顶进行节能设计应遵循以下原则!)选择传热系数低、抗压强度高、吸水率低及重量轻的新型保温材料;2)适当增加保温层的厚度,降低热量损失;3)布置防水排汽层,使保温层的含水率保持平衡;4)采用具有保温隔热效果的生态节能屋面.目前,我国对零能耗建筑屋顶的研究主要集中在保温隔热性能方面,绿化屋顶可以增强屋面对室外热作用的抗干扰能力,同时还可以减少空调能耗,改善室内热环境.有研究表明,建筑屋顶绿化设计能够使建筑的室内和周围环境温度最高下降4K,同时建筑环境温度每下降1K,建筑内部空调在容量方面可减少6%'5(.任婧等研究了屋顶绿化对建筑能耗的影响,结果表明采用屋顶绿化措施后,济南、上海、广州全年能耗最大节能率分别为5%、6.6%、9.3%.刘慧慧等对绿化屋顶的构造及其热工性能进行了分析,并研究了其节能降温效应,结果表明屋顶绿化可使建筑屋面平均温度降低3K,从而可以相应地降低室内空调能耗.从以上研究可以看出,对零能耗建筑屋顶的节能措施主要从屋顶的保温隔热入手,可以选择合适的保温材料和保温层厚度,同时,采用绿色节能屋顶可以起到很好的节能效果.2围护结构设计参数对建筑能耗的影响许多学者对围护结构传热系数展开了大量的研究,通过减小围护结构传热系数,从而有效地达到降低建筑能耗的目的.许多国家还制定了相关标准规范来对零能耗建筑围护结构传热系数进行限制.我国在2019年制定的《近零能耗建筑技术标准》也给出不同气候区围护结构传热系数限值,见表2从表中可以看出,对于严寒和寒冷地区,公共建筑外墙的传热系数限值高于居住建筑;对于屋面的传热系数限值,除了夏热冬冷地区,其他气候区公共建筑屋面的传热系数限值均高于居住建筑;对于外窗,所有气候区公共建筑的传热系数限值均高于居住建筑.这主要是由于公共建筑空调系统运行时间长,能耗高,所以对围护结构热性能要求较高.围护结构传热系数的界定对今后零能耗建筑的发展具有十分重要的参考与借鉴意义.表2不同气候区围护结构传热系数限值Table2Heat transfer coefficients limits of envelope structure in different climate regions W/(m2•K)建筑类型围护结构严寒地区寒冷地区夏热冬冷地区夏热冬暖地区温暖地区外墙0.10〜0.15010〜020015〜040030〜080020〜080居住建筑屋面0.10〜0.15010〜020015〜035025〜040020〜040外窗'&0'&2'2.0'25'20外墙010〜025010〜030015〜040030〜080020〜080公共建筑屋面010〜020010〜030015〜035030〜060020〜060外窗'&2'&5'2.2'28'22围护结构热工性能的好坏直接反映了建筑因素的研究主要集中在单一的围护结构节能技的节能水平,不同围护结构的节能技术对建筑能术方面,而通常单一节能技术的应用无法达到建耗的贡献率有所不同.在我国,对建筑能耗影响筑耗能的限值标准.在零能耗建筑的设计中,往-282-上海工程技术大学学报第34卷往需要考虑多种设计参数对建筑能耗的影响,通过分析各个围护结构关键参数对能耗的影响程度,将关键参数进行优化组合配置,可以实现建筑侧能耗需求最小化目标.不同气候区围护结构设计参数对建筑能耗的影响见表3从表3可以看出,在寒冷和严寒地区,窗墙比是影响建筑能耗的主要因素;在夏热冬冷地区,围护结构的保温系统则需要主要考虑;在夏热冬暖地区,外墙的传热系数对建筑节能的贡献率较低,提高其值对建筑节能作用不大Table3表3不同气候区围护结构设计参数对建筑能耗的影响In-luenceo-envelopestructuredesignparametersonbuildingenergyconsumptionindi-erentclimateregions研究者地区研究方法研究内容及结果金林辉等[28]夏热冬冷结合上海地区的气候特点,利用理论与实测对比的方法,对两幢“零能耗”住宅进行理论与实测对比实测分析•结果表明,夏热冬冷地区“零能耗”住宅节能技术对能耗贡献率的大小依次为围护结构真空保温、相变材料应用、热回收技术.冯国会等[29]严寒通过建立严寒地区近零能耗居住建筑模型,采用敏感性分析方法研究了围护结构〜亠i设计关键参数对能耗的影响程度•结果表明,窗墙比(供冷能耗)对建筑能耗影响的敏感性分析敏感性最大,其次为外窗传热系数,外墙传热系数,窗墙比(供热能耗),屋面传热系数影响最小胡松涛等[3Q]寒冷利用软件模拟研究了青岛地区不同朝向和窗墙比对建筑负荷的影响•研究表明,相正交模拟试验比南向和北向,东西朝向对建筑负荷的影响较大.同时得出了该地区适宜的南向、东西向、北向窗墙比分别为0.38&.36&.23.黄冬娜[31]夏热冬暖通过正交分析,探究了以广州为例的夏热冬暖地区高热工性能和高气密性能建筑外围护结构的适用性•结果表明,降低外窗的太阳得热系数对建筑的节能效果最正交试验分析好,外窗的太阳得热系数宜小于0.3,外墙传热系数宜取1.2W/(m2-K),屋顶传热系数则宜维持0.8W/(m2-K)左右,外窗传热系数最高节能贡献率仅为1.3%.3结语本文通过对零能耗建筑的研究分析,总结得出我国不同气候区零能耗建筑围护结构设计参数对建筑能耗的影响程度.对于寒冷和严寒地区,窗墙比是影响建筑能耗的主要因素;在夏热冬冷地区,围护结构保温系统是节能设计的关键参数;在夏热冬暖地区,外墙传热系数对建筑能耗的贡献率最低.本文还针对我国不同气候区零能耗建筑围护结构提出了相应的节能设计措施在寒冷和严寒地区,应优先选择传热系数小和高气密性的木质框架结构;在夏热冬冷地区,玻璃应采用低辐射Low-E 玻璃,并设置外遮阳;对于夏热冬暖地区,应选择绿色节能屋顶和Low-E隔热玻璃;光伏设备和集热蓄热技术的应用可以起到很好的节能效果,更好地实现建筑零能耗目标零能耗建筑已成为国际发展的大趋势,是建筑节能发展的新方向.由于我国零能耗建筑的发展还处在初步探索阶段,在零能耗建筑技术方面,还缺乏成熟的技术体系.因此,在进行零能耗建筑围护结构设计时,应在吸取和借鉴发达国家成功经验以及先进技术的基础上,结合我国基本国情,提高企业技术创新能力,大力推进零能耗建筑围护结构节能设计的技术进步,从而促进我国零能耗建筑的健康稳定发展.参考文献:[1]清华大学建筑节能研究中心(THBREC).中国建筑节能年度发展研究报告2020[R/OL].(2020-03-21)2020—04—05]https:///?ky/Article250/96html[2]王庆一.2019能源数据[EB/OL](2019-12-01)[2020—04—12]https:[//Reports-zh/report-lceg-20200413-zh[3]DANLAMI S M,TANG Z H,ABDULLATEEF OI,et al China's energy status:A critical look atfossils and renewable options[J]•Renewable andSustainable Energy Reviews,2018(81):2281—2290.[4]张元会,吉柳或,李强.净零能耗建筑围护结构一体化施工的研究与应用[J]建设科技,2020(12):6669第3期钟胜利,等:我国零能耗建筑研究与发展综述・283・[5(陈亚君•建立低碳居住系统:南京锋尚绿色建筑设计建筑学报,2013(3)34-37.[6(佚名•零能耗”的*未来小屋”在天津大学落成[(•农村电气化,2010(5):54[7(佚名.被动式超低能耗建筑在严寒地区的实践:我国严寒地区首个被动式建筑示范项目“辰能・溪树庭院建设科技,2014(21)51-52.[8(焦杨,龙玉峰,丁宏.万科零碳中心绿色性能设计的解读与思考[J(绿色建筑,2012,4(4):10-15.[9(施彭格勒・维朔勒克,迪特尔特・罗伊姆许塞.2010上海世博会汉堡之家[J(世界建筑,2010(2):8487[10(王登甲,刘艳峰,刘加平,等.青藏高原地区Trombe 墙式太阳房供暖性能测试分析太阳能学报,201334(10):18231828[1(陈滨,孟世荣,陈会娟,等•被动式太阳能集热蓄热墙对室内湿度调节作用的研究暖通空调,2006(3):4246[12(罗磊,汪斌.高层建筑的围护结构墙体节能技术及方法研究[(赤峰学院学报(自然科学版)2018,34(11)!05-106.[13(张辉•氐能耗建筑主动动态复合围护结构研究[D(武汉:华中科技大学201&[14(朱丽,熊伟丞,王一平,等.热质墙体在我国的热适应性研究建筑科学,2010,26(2):88-93.[15(童亮.近零能耗建筑半导体电热堆冷热墙应用的研究[D(武汉:武汉科技大学2016.[16(邓琴琴,江威,赵矗,等•近零能耗建筑外墙外保温系统性能检测研究[(建筑节能,2018,46(8)!3-18. [7(李德英,王艺霖,邓琴琴,等.近零能耗建筑围护结构节能适宜性评价体系研究沈阳建筑大学学报(自然科学版),2020,36(1):131-139.[8(庙诗祥,张伟林•合肥地区典型外保温系统保温层最优厚度研究安徽建筑工业学院学报(自然科学版),2013,21(1)!0-53.[9(石俊龙,程大磊,林晓波,等•严寒地区被动式低能耗建筑外墙最佳保温层厚度研究北方建筑2017,2(1)!596265[20(潘玉勤,原瑞增,孙旭灿,等.超低能耗居住建筑示范云松金域华府项目高性能外窗应用技术浅析建筑节能,2020,48(8):24-27,32.[21(中华人民共和国住房和城乡建设部.近零能耗建筑技术标准:GB/T51350—2019[S(北京:中国建筑工业出版社,20199[22(陈一飞,李琼,倪英杰.零能耗窗原理及其性能指标分析[(门窗2008(11):38-40.[23(白涛.建筑外窗气密性与能耗关联研究绿色建筑,2013,5(5):52-55.[24(姜立东.屋面节能技术新进展居业,2014(7): 5558[25(桂益君,朱吟•零耗能”建筑屋顶设计探究智能城市,2019,5(7):127-128.[26(任婧,闫春辉,赵莹莹,等.屋顶绿化对建筑围护结构节能的模拟研究建筑节能,2020,48(4)33-3851[27(刘慧慧,张高锋,黄云,等•基于屋顶绿化热工性能研究节能降温效应[(建筑节能,2016,44(11):46-51 [28(金林辉,谭洪卫.上海地区“零能耗1主宅节能技术适应性研究建筑热能通风空调,2013,32(2)3438[29(冯国会,徐小龙,王悦,等.以能耗为导向的近零能耗建筑围护结构设计参数敏感性分析[(沈阳建筑大学学报(自然科学版),2018,34(6):1069-1077. [0(胡松涛,李立健,刘国丹,等•青岛地区公共建筑基于建筑能耗的合理窗墙比探究[(建筑科学2016,32(6):8589[1(黄冬娜.广州地区近零能耗居住建筑外围护结构指标研究[D(广州:华南理工大学,2018.(编辑:林立云&。
温和地区近零能耗居住建筑热工设计模式与参数优化研究
温和地区近零能耗居住建筑热工设计模式与参数优化研究温和地区近零能耗居住建筑热工设计模式与参数优化研究随着全球气候变暖的趋势,温和地区的居住建筑能耗问题日益突出,迫切需要寻找一种能够实现近零能耗的热工设计模式,并通过参数优化来提高能源利用效率。
本文针对温和地区近零能耗居住建筑的热工设计进行了深入研究。
在研究中,我们首先对温和地区的气候特征进行了分析,发现温和地区夏季炎热,冬季较冷,昼夜温差较大,年降雨量适中。
基于气候特征的分析,我们将温和地区的居住建筑分为夏季和冬季两个模式进行研究。
对于夏季模式,我们提出了一种被动式设计策略,即采用外遮阳、自然通风和余热利用等方法降低室内温度。
在建筑立面设计方面,我们采用了透明外墙保温技术,利用太阳能光热效应控制室内温度。
在通风设计方面,我们利用建筑的凹凸形状和窗户的位置来实现自然通风,减少室内热量积聚。
此外,我们还提出了余热利用系统,将废热转化为可再生能源进行再利用。
对于冬季模式,我们同样采用被动式设计策略,以降低能耗为目标。
在建筑保温方面,我们采用了隔热材料,对建筑外墙和屋顶进行有效保温,减少能量损耗。
在采暖设计方面,我们通过合理设置供暖系统、利用太阳能集热器和地源热泵等技术手段,充分利用可再生能源提供暖气。
在热工设计参数优化研究中,我们采用了数值模拟方法,建立了居住建筑的热工模型。
通过对建筑外墙、屋顶、门窗、供暖系统等参数进行调整和优化,得到了更加节能高效的设计方案。
比如,在夏季模式下,我们发现透明外墙保温技术的保温层厚度和光透过率是影响室内温度的关键参数。
在冬季模式下,供暖系统的热交换效率和采暖设备的性能也是关键参数。
最后,我们通过在温和地区实际居住建筑上的应用验证了所提出的热工设计模式和参数优化方法的可行性和有效性。
结果显示,采用了这一设计模式和参数优化方法的居住建筑能耗得到了显著降低,实现了近零能耗的目标。
总之,本文通过对温和地区近零能耗居住建筑热工设计模式与参数优化的研究,提出了一种有效的节能减排方案,并在实际应用中取得了良好的效果。
零能耗建筑
零能耗建筑浅析摘要:本文通过本英国BedZED零能耗建筑及德国零能耗建筑的研究,并对优秀作品sunflower进行分析,从而初步在零能耗居住建筑的设计模式、技术框架方面有所理解。
关键词:建筑能耗、贝丁顿、居住建筑、生态学建筑能耗一般是指民用建筑(包括居住建筑和公共建筑以及服务业)使用过程中的能耗,主要包括建筑采暖、空调、通风、给排水、照明、炊事、家用电器、电梯等方面的能耗。
零能耗建筑的定义是:建筑物本身对于不可再生能源的消耗为零,并非建筑物不耗能,而是最大可能的应用可再生能源。
现国际通行的所谓“零能耗”建筑主要是指通过最佳整体设计、利用节能环保的建筑材料及设备、最大限度地使用可再生能源,达到房屋所需能源或电力100%自产的目标。
零能耗建筑根据其具体的设计目标还有几个派生概念:如果以降低温室气体排放为设计目标,则此零能耗建筑也可称为零碳排放建筑(Net Zero Emissions Building);如果从用户角度讲,其最关心的可能是所缴的电费和煤气费等能耗费用。
如果一年之中,建筑的可再生能源输回电网所得收入正好抵消该建筑从城市能源供应系统购买能源的费用,那么该建筑又可以称为零能耗费用建筑(Net Zero Cost Building);如果从国家和地方政府的角度讲,零能耗建筑应该强调能源产生地的能量平衡为零,也就是将生产能源时额外消耗的能源与能源输送过程中的损耗也计算在内,如果建筑自身的可再生能源可以抵消所有这些能源之和,该建筑就可以称为零产地能耗建筑(Net Zero Source Energy Building)。
零能耗建筑必须适应其所处的环境才能充分利用好自然资源。
比如,一座位于中国的零能耗建筑与一座位于德国的零能耗建筑在功能上是有着很大区别的,然而两者的出发点及支持着它们的设计思想却是一致的。
1.英国零能耗建筑的研究概况英国在可持续发展的零能耗建筑领域已走在世界前列,其中以贝丁顿零能耗发展项目(简称BedZED)为突出代表。
近零能耗建筑全生命周期的关键技术研究
近零能耗建筑全生命周期的关键技术研究摘要:在新时期背景下,建筑工程施工模式需集中精力解决能耗大、污染大的问题,在科学的节能设计和技术的支持下,确保资源合理化配置。
在建筑工程中引入清洁环保的能源,需要重点分析近零能耗建筑全生命周期的关键技术,并基于此类方式,为行业注入新的发展活力,夯实可持续发展的基础。
所以,在实际建筑工程施工期间,应将绿色环保理念贯穿始终,从根本上提高技术的绿色环保与节能降耗水平,提高建筑工程整体建设质量的同时,减少不必要的资源浪费与环境污染,推动建筑事业高质量发展。
关键词:零能耗;建筑;全生命周期;技术引言在建筑工程施工中,应重视近零能耗建筑全生命周期的关键技术,不断探索更新颖的绿色环保施工技术,并严格控制工程施工阶段的污染问题与高能耗问题,进一步提升房屋的环保性、可靠性、安全性及经济性,从而促进建筑工程行业的可持续性发展。
1建筑工程中存在的问题1.1缺乏完善的节能环保体系近年来,绿色节能技术在我国逐渐被广泛地运用,但是,在绿色节能技术的发展过程中,并没有足够完善的将节能技术链的发展作为支撑,导致绿色技能技术在应用的过程中,仍然受到了较多的限制,虽然受到政策等各种支持,但仍然无法得到快速的发展。
比如,在制定体系时,内容单一、片面,没有具体到每个阶段的管理上,这种笼统的体系对我国建筑行业的发展是不利的,再者,监管不到位,责任没有落到实处,一旦发生意外,难以找到直接责任人,很容易引起推卸责任的现象,从而也影响建筑工程技术的发展。
另外,节能技术、节能服务体系都不够完善,我国的建筑节能市场缺乏成熟的体系保障,节能检测与质量监管也不够全面。
1.2节能建筑设计缺乏创新节能建筑设计在房屋设计建筑中,有着非常重要的作用,其设计的情况对建筑质量、外观以及环保等有着较重要的影响。
在对建筑进行施工的过程中,要想使得节能技术发挥其应有的技术效果,便需要在对建筑进行设计的过程中,充分地考虑建筑周边的建筑环境,因地制宜地制定与其相适应的建筑设计。
零能耗建筑的概念与实践
06
零能耗建筑挑战与展望
当前面临的挑战
01
技术难题
零能耗建筑需要高度集成化的设计和技术,包括高效的能源系统、先进
的建筑材料和优化的建筑设计。目前,这些技术仍处于发展阶段,需要
进一步的研究和创新。
02
成本问题
零能耗建筑的建设成本通常高于传统建筑,主要是由于高效能源系统和
先进建筑材料的高成本。这使得许多开发商和投资者对零能耗建筑持观
零能耗建筑的概念起源于20世纪70年代的能源危机,随着环保意识 的提高和可再生能源技术的发展,零能耗建筑逐渐成为全球建筑领域 的研究热点。
零能耗建筑的意义
03
节能环保
提高建筑品质
推动技术创新
零能耗建筑通过高效节能设计和可再生能 源利用,显著降低了建筑运行过程中的能 源消耗和碳排放,有利于应对全球气候变 化和能源危机。
成本降低
随着技术的成熟和市场的扩大,零能耗建筑的建设成本将逐渐降低。此外,随着人们对环保和可持续发展的日益关注 ,对零能耗建筑的需求将增加,进一步推动成本的降低。
法规和政策支持
未来,越来越多的国家和地区将出台针对零能耗建筑的法规和政策,为零能耗建筑的发展提供明确的指 导和支持。这将有助于推动零能耗建筑的市场化和普及化。
国内外评价标准介绍
国际评价标准
包括国际能源署(IEA)的零能耗建筑定义、国际绿色建筑协会(IGBC)的零 能耗建筑认证标准等,这些标准主要关注建筑能源效率、可再生能源利用、室 内环境质量等方面。
国内评价标准
我国《近零能耗建筑技术标准》和《被动式超低能耗绿色建筑技术导则》等标 准,对建筑围护结构性能、供暖空调系统和可再生能源利用等方面提出了具体 要求。
案例二
美国加州科学院是一座集科研、教育和公众参观于一体的零能耗建筑,通过采用太阳能光 伏、风力发电等可再生能源技术,以及绿色屋顶、雨水收集等生态设计措施,实现了建筑 的能源自给自足和环境友好。
既有建筑轻量化零能耗改造技术路径研究
占其能量需求量的比值ꎮ
1 案例建筑概况
该建筑位于海南省ꎬ属于夏热冬暖 B 气候区ꎬ建
筑用地面积为 18 354 40 m ꎬ容积率为 0 5ꎬ地下1 层ꎬ
2
126
筑既有设计参数上看ꎬ 部分围护结构参数并未达到
GB50189 设计值ꎬ但建筑整体通过权衡判断达到了规
摘要: 在实现碳达峰、碳中和目标的背景下ꎬ积极推动零能耗建筑建设能有效降低建筑能耗ꎬ减少
二氧化碳排放ꎬ促进“ 双碳” 目标达成ꎮ 以夏热冬暖地区海岛气候条件下的某既有公共建筑为
研究对象ꎬ针对建筑存在部分围护结构热工性能薄弱、自然通风利用不足、可再生能源未充分
应用的技术现状ꎬ基于建筑实际运行能耗分析ꎬ在建筑连续使用的情况下ꎬ系统性地提出了实
(4) 建筑屋面面积较大ꎬ且为低层建筑ꎬ 容积率
设计建筑是指进行轻量化零能耗改造技术后的案例
了室内冷负荷ꎬ同时也提高了室内的空气品质ꎻ
筑不包括可再生能源发电量的建筑能耗综合值与基
小ꎬ为本案例建筑充分利用可再生能源及改造施工ꎬ
准建筑的建筑能耗综合值的差值ꎬ与基准建筑的建筑
实现零能耗建筑目标创造了条件ꎮ
building envelope features for weak thermal performanceꎬ natural ventilation is not fully utilizedꎬ and
renewable energy is not fully appliedꎬ based on the analysis of the actual operational energy consumption
自然通风、 高能效多联机空调系统和新风热回收设
近零能耗居住建筑设计研究
近零能耗居住建筑设计研究摘要:随着全球能源消耗的不断增加,人们对于节能减排、降低碳排放等问题越来越重视。
在此背景下,“近零能耗”成为了一个备受关注的话题。
所谓“近零能耗”是指通过采用一系列先进技术手段来实现供暖、空调以及照明等方面能量损耗的最小化,从而达到节约能源和保护环境的目的。
本文旨在归纳近零能耗居住建筑实践经验,探讨其优缺点及适用范围,为今后开展相关工作提供参考依据,以期为推动我国近零能耗居住建筑发展做出贡献。
关键词:近零能耗;居住建筑;设计;应用前言:我国作为一个发展中国家,在经济快速增长的同时也付出了巨大的资源和环境代价,尤其是高能耗、高污染行业造成的环境污染问题日益严重。
因此,推广应用近零能耗建筑技术具有重要意义。
一、近零能耗居住建筑设计要点(一)建筑形体设计在进行近零能耗居住建筑的设计时,需要充分考虑其平面布局。
为了实现对室内环境的优化和控制,应该将建筑体形设计成合适的形式。
一般来说,采用矩形或方形等规则形状可以使得房间内部具有更好的采光效果和通风性能,从而提高居住舒适度。
同时,还需注意保证建筑物的长宽比符合一定比例要求,这样不仅有利于自然风的流动,也有助于降低空调系统的能耗。
此外,在建筑材料的选择上,应优先选用绿色建材,如地源热泵、太阳能光伏板等技术成熟且环保节能的新型材料,以达到节约能源的目的,如图1。
图1 近零能耗居住建筑形体设计(二)建筑结构设计在进行近零能耗居住建筑的结构设计时,需要考虑到其保温隔热性能。
为了达到这一目的,可以采用以下几种方式:一是增加外窗面积和气密性;二是使用轻质高强材料;三是减少构件断面尺寸和钢筋用量等。
这些措施都有利于提高建筑物的保温隔热效果,降低室内空调运行时间和电能消耗。
此外,还需注意优化建筑平面布局,合理设置功能空间。
例如,将厨房、卫生间等湿作业较多的房间与南向卧室错开,避免出现过多的穿堂风,从而保证室内空气质量。
同时,通过巧妙地设计建筑体形系数,使得夏季通风散热更加顺畅,冬季日照采光更加充分,也是实现近零能耗建筑目标的重要手段之一[1]。
绿色建筑中零能耗技术的探究
绿色建筑中零能耗技术的探究绿色建筑是近年来建筑界的热门话题,因其环保、节能、高效的特点,越来越受到人们的重视。
而在绿色建筑中,零能耗技术更是备受关注。
本文旨在探究绿色建筑中零能耗技术的应用和未来发展。
一、零能耗技术的定义和特点零能耗技术是指通过建筑技术手段,全年无需外部能源或者外部能源需求极低,达到室内温度、湿度和照度等环境舒适度要求的建筑技术。
这些技术包括但不限于透明太阳能板、夜间自然通风/冬热回收、地热能、太阳能热泵、高效节能建筑设计等。
零能耗建筑的主要特点是实现全年无外部能源输入,能够达到自给自足的一种生态、环保型建筑,被视为是未来建筑的发展方向。
此外,优秀的零能耗建筑不仅能最大限度的利用自然能源,还能极大降低建筑运行和维护成本,从而提高建筑的经济效益、社会效益和环境效益。
二、零能耗技术在绿色建筑中的应用1、基于填充式地源热泵的零能耗房填充式地源热泵是一种减小建筑内部吸热负荷的技术,其主要原理是通过人工植被、花境花坛或水广场等建筑内的地表热源,减小室内热载荷,降低冷热负荷需求,从而使热泵系统达到零能耗的效果。
因此,利用填充式地源热泵技术建造的零能耗房屋能在整个采暖和制冷过程中获得高能效,满足人们的居住要求。
2、组合双热源的零能耗建筑方案组合双热源是指以减少建筑室内热、冷负荷和外部环境约束,通过综合利用地下水和地下温热能的方式来实现建筑的冷、热源共存,通过交替调节地下水和地下温热能的运用,最终达到零能耗建筑的效果。
尤其是在大气温差较大的地域,组合双热源的零能耗建筑更具优势,因为它能较好地使制冷、采暖能耗得到改善。
3、突破传统的太阳能建筑技术的突破目前,太阳能建筑技术是最常用到的绿色化建筑技术之一。
但是,传统的太阳能建筑存在一些固有缺陷,如不适用于建筑内部相对密闭的环境,可靠性低等问题。
因此,在建造零能耗建筑的过程中,绿色建筑技术科研人员们已开始大量的实验,寻找标志性突破,以便不断推进传统太阳能建筑技术。
近零能耗建筑节能技术分析
近零能耗建筑节能技术分析摘要:随着民众生活品质不断提升和各行各业繁荣发展,生活生产生活中的能源消耗量也大幅提高,故而进一步加剧了我国资源能源缺乏问题,这种情况更加凸显出节能降耗和可再生新能源开发利用的必要性与迫切性,由于不论是建筑工程建设还是使用过程中,都会产生大量能耗,因此近零能耗建筑概念应运而生,并迅速得到各个方面的认可,基于此,本文围绕近近零能耗建筑节能技术这一核心论题展开一系列分析探讨,以期促进绿色建筑发展与推广。
关键词:近零能耗建筑;节能技术分析;绿色建筑引言在建筑行业持续发展壮大,各类型建筑工程越来越多的形势下,建筑工程高能耗问题也随之越来越突出,现阶段民众的建筑舒适性要求不断提高,促使现代化建筑工程的建筑功能越来越完善,建筑行业要想积极践行政府部门提出的节能环保工作要求,就要深刻探讨如何优化建筑节能效果,近零能耗建筑的出现,为建筑工程发展指明了道路,鉴于将节能技术合理应用与建筑工程建设,是构建近零能耗建筑的基本条件,可见分析节能技术在建筑施工中的应用及其优化措施意义重大。
1 零能耗建筑概况零能耗建筑主要是通过可再生能源作为建筑能源供应来源的新型建筑。
当零能耗建筑完成以后,建筑内部供应热水时,不采用或很少采用外界的能源,同时,能够实现建筑内部温度和湿度的调节,实现全智能控制。
当零能耗建筑在应用时,不需要化石能源提供能量,而主要采用太阳能等可再生能源进行能量的供应,这是实现建筑节能的最主要的途径。
由于建筑在应用过程中不会或很少耗费不可再生能源,与可持续发展理念一致,所以人们越来越关注零能耗建筑的发展。
零能耗建筑首先出现在欧美国家,例如,美国,英国等已经研究和发展零能耗建筑一段时间,除此以外,许多国家也开始零能耗建筑的研究。
2 零能耗建筑发展背景目前中国所建成的建筑当中,90%以上的建筑都属于高能耗建筑。
这不仅仅代表着建筑在运转过程中所耗费的能源多,而且会对环境造成更严重的破坏。
目前世界上的各个国家都出现了能源短缺问题,在这个形式下,国家提出了可持续发展要求,所以要着重力度去进行零能耗建筑的发展,并且在保持建筑舒适性的条件下,有利于节约能源,是符合我国绿色发展的要求的。
超低_近零能耗建筑研究现状与政策发展综述
超低/近零能耗建筑研究现状与政策发展综述发布时间:2021-05-10T16:29:44.207Z 来源:《建筑科技》2021年2月下作者:毕然冉 1 [导读] 中国引入被动式超低能耗建筑以及近零能耗建筑的理念已有十余年之久,本文参照着时间节点将国内外超低能耗建筑的标准规范、奖补政策及发展现状进行了概括综述。
按照政策划分的形式对国内超低能耗建筑发展示范性省份的政策和补助措施进行了综述。
1.沈阳建筑大学市政与环境工程学院,毕然冉 1 100168摘要:中国引入被动式超低能耗建筑以及近零能耗建筑的理念已有十余年之久,本文参照着时间节点将国内外超低能耗建筑的标准规范、奖补政策及发展现状进行了概括综述。
按照政策划分的形式对国内超低能耗建筑发展示范性省份的政策和补助措施进行了综述。
综述了已经出台超低能耗建筑政策的城市提出未来规模化推广、迈向零能耗建筑等政策建议,为我国超低/近零能耗建筑的研究提供参考。
关键词近零能耗;超低能耗;节能政策;研究现状被动房的概念最早源于瑞士隆德大学的Bo Adamson(1986年)参加中瑞合作项目工作时,为改善我国长江流域室内建筑环境恶劣的现状提出的解决方案[1]。
目前已发展为国际上广为认可的一项集高舒适度、低能耗、经济性于一体的节能建筑技术。
我国国内低碳减排的发展形势要求建筑节能做出更大的贡献。
建设超低/近零能耗建筑将成为实现我国更为长远的建筑节能目标的主要发展方向。
1.研究现状与研究趋势近零能耗建筑对是我国建筑节能“三步走”战略的延续,并且也引领着未来我国建筑节能的工作重点。
随着人民生活水平的提高,这不仅仅是我国应对能源问题的关键手段,同时也是提升人们居住质量和舒适度的刚性措施。
这在学术研究领域内也同样掀起了一阵研究热潮。
通过关键词“超低能耗建筑”、“近零能耗建筑”、“净零能耗建筑”检索近十年中文数据库“中国知网”和关键词“Net Zero Energy Building”、“Ultra Low Energy Building”检索高水平英文数据库“WOS”可以发现,其研究结果的趋势在逐渐升高,逐年的分布情况如图1所示。
夏热冬冷地区近零能耗居住建筑技术探析
建筑与工程Һ㊀夏热冬冷地区近零能耗居住建筑技术探析陈㊀浩摘㊀要:随着社会经济的高速发展,能源消耗过快所带来的问题日益突出,全球变暖㊁南北极冰层融化㊁生物危机㊁极端气候等无时无刻不在影响着全球的生态环境,因此,各国对能源的高效利用㊁建筑节能的研究越来越深入㊂文章从建筑能耗影响因素着手进行分析㊂关键词:夏热冬冷;近零能耗;居住建筑;热舒适;能耗一㊁建筑能耗影响因素分析(一)体形系数建筑物体形系数即建筑物和室外大气所接触的外表面积与建筑物体积的比值,就是指建筑物的单位建筑体积上所分摊到的与大气接触的外表面积㊂减小建筑物的体形系数,能有效地减小建筑物与室外大气的接触面积,从而减少与外界的热交换㊂(二)围护结构根据围护结构在建筑物中位置的不同,又可分为外围护结构及内围护结构,外围护结构中主要有外墙㊁屋顶等,可以抵御风雨的侵袭㊁外界温度的变化和抵御太阳辐射等,主要有保温㊁隔热㊁防水㊁防潮㊁耐火等功能㊂围护结构的材质㊁各部件组成㊁节能设计等方面都会对建筑的能耗㊁舒适性㊁空气等室内环境质量指标有很大的影响㊂只增加几个百分点的外围护结构投入,就能带来几倍甚至十几倍的节能效果,可见建筑物围护结构的节能设计对降低建筑物的能耗有显著的效果㊂(三)建筑物门窗建筑物门窗主要作用为通风㊁遮阳,同时也是室外冷热空气入侵㊁阳光入射的主要入室通道,所以门窗是室内热量升高㊁降低的主要途径,是近零能耗建筑设计的薄弱部位,所以门窗位置㊁材料使用的作用地位尤为突出㊂(四)建筑物屋顶建筑物屋顶受阳光直射,表面温度要高于其他建筑结构㊂尤其是顶层房间,在夏热冬冷地区受影响更大,顶层房间的夏热冬冷现象十分明显㊂二㊁夏热冬冷地区近零能耗建筑技术措施(一)控制建筑物体形系数要进行合理的建筑物结构设计,在建筑设计上使建筑物平面外形尽量规整,减少外墙凹凸面的变化,即尽量减少外墙和空气的接触面积㊂对于普通民用建筑,建筑物体形系数随着建筑物长度㊁宽度㊁高度的增加,而不断减小,但是减小幅度逐渐下降㊂建筑物的长宽比㊁朝向㊁偏角在很大程度上影响体形系数,当偏角为90ʎ时,南北朝向,长宽比越大,建筑物得热越少,建筑物体形系数越好㊂立体布置方面可采用 前低后高 等高低错落的建筑方式,既可打破单调的建筑样式,又利于优化建筑物节能设计㊂(二)合理调整建筑物平面布局合理地设置建筑物布局,比如合理地设置电梯㊁机房等位置,利用非居住的空间来阻挡日照或者利用结构上设计的优势,利用空间自然通风来降低温度㊂通过空间结构设计,利用门窗㊁建筑物形成合适的风路,诱导形成自然通风,既能调节温度,又能改善建筑内空气质量㊂(三)建筑物围护结构材料优化通过改善优化建筑物围护结构的保温㊁隔热性能,在夏季能有效阻挡外界热量侵入室内,在冬季可以保持室内热量不致流失㊂在材料选择上可利用多孔洞黏土空心砖㊁新型节能砖㊁混凝土空心砌块等,在保证建筑承重要求的基础上兼顾建筑物的保温隔热性能㊂多孔黏土空心砖其生产过程中既能减少毁坏耕地,又能节省能耗,其自重轻,使用在建筑物中可减轻地基负载,所以更利于地基的处理和建筑物抗震㊂由于其空心结构,因此更利于建筑物的保温㊂(四)建筑物门窗及屋顶的设计优化建筑物门窗节能设计主要体现在合理控制窗墙比㊁提高门窗气密性㊁改善门窗的保温㊁隔热性能等㊂合理减少在房屋的四面不同方向的墙体上开窗比例,适当增加北侧窗的面积能够降低夏季太阳热辐射的影响㊂提高外窗的气密性,可以有效减少冬季㊁夏季室外冷热空气向室内的渗透㊂具体措施如通过设置泡沫密封条,使用新型的窗体粘接材料,使用密封性能更好的门窗㊂另外可以使用钢塑复合材料的窗体结构,避免金属窗体产生的冷(热)桥,通过设置双层玻璃㊁三层玻璃㊁中空玻璃等进行保温隔热,并通过采用窗体玻璃镀膜的方式减少夏季阳光直射带来的热量㊂(五)可再生能源的利用可再生能源对于居住建筑中能源的补充,在近零能耗建筑中起着储备能源的作用㊂如夏季在居住建筑楼顶可以布设太阳能板,如此不仅能改善顶层居民的居住环境的热舒适性,还能充分利用太阳光进行太阳能发电保证居住建筑内的能源供应㊂在居住建筑中还可利用地热泵为室内制冷㊁制热,地热泵具有一机多用㊁维护简单等特点㊂与其他加热或者制冷方式相比,地热泵在能耗方面表现极为突出,能有效地节约常规能源,充分利用地下水或地表水等低温热源,与居住建筑内的居住环境热交换,实现生活中的制冷或制热需求㊂三㊁近零能耗建筑的意义及未来展望世界上能源消耗主要分布的三大领域为工业㊁交通㊁建筑,所以控制建筑物能源消耗对于能源匮乏的国家来说极为重要㊂我国在近零能耗建筑方面积极地进行探索尝试和建设,尤其是对于夏热冬冷地区,其近零能耗建筑的设计对于我国整体近零能耗建筑建设有重大的意义作用㊂在建设过程中应积极借鉴国外成功的经验,对技术路线和技术内容进行符合国情和地区情况的转化㊂四㊁结语综上所述,在近零能耗建筑的设计中应该在掌握建筑使用者舒适性要求的基础上充分考虑到以下几点因素:建筑物体形系数㊁窗墙比㊁建筑物朝向偏角㊁围护结构的优化㊁门窗材料的选择㊁可再生能源的利用等,以达到建筑近零能耗的目标㊂参考文献:[1]邸芃,李敬敏.夏热冬冷地区近零能耗住宅节能技术研究[J].四川建筑科学研究,2017(5):139-144.[2]刘文婷.夏热冬冷地区住宅建筑节能设计研究[J].居舍,2019(15):108.作者简介:陈浩,大元建业集团股份有限公司㊂311。
我国住宅建筑零能耗设计方案研究
我国住宅建筑零能耗设计方案研究作者:张喆来源:《中国房地产业》 2019年第17期文/ 张喆上海视觉艺术学院上海 201620【摘要】随着世界能源短缺现象的愈演愈烈,建筑节能已经开始变成世界各国共同的研究和关注的主要课题。
当前,欧洲一些发达国家的建筑节能研究处于世界领先水平,在国际低能耗建筑标准和技术方面这些国家已经走在了前端。
目前零能耗建筑已经渐渐成为未来的主要发展方向。
零能耗住宅是近年来衍变出来的新名词,它是针对不可再生资料的低损耗、最大限度利用可再生能源的居住建筑。
零能耗建筑可以很大程度上减少建筑本身的使用能耗,对我国建筑节能的发展具有重要的理论意义和实际应用价值。
【关键词】零能耗住宅;设计方法;方案研究随着社会的快速发展,人类对能源的需求越来越大。
在能源消费总量中,建筑能源消费占很大比重。
在其他某些工业化国家当中,这项比例可以达到30% 以上,但是在我国,建筑能耗的比例大致在25-30%。
从这些数据表明,在未来的经济建设中,关于建筑的使用舒适度和功能性,人们会有更高的要求和标准。
建筑能耗所在社会总能耗中占据的比例也是逐年上涨。
在节能大环境背景下,零能耗的建筑需求出现在人们的视野中。
正是由于采用先进的节能技术大大降低了建筑本身的能耗,并依靠可再生能源利用技术为其提供能源供应,才有可能实现建筑的零能耗。
所以,人们普遍认为发展零能耗建筑是降低能源消耗和碳排放的主要手段。
1、零能耗的概念与分类零可再生能耗建筑是一种运用保温隔热性能较好的外围护结构来完成的,其运用的方式是采用各种有效能源来进行能源的开发和利用,通过这些能源的开发利用来达到最后的建筑能源零消耗的目的,这是一项比较系统和繁琐的工程项目,它不但与外围护结构的热工性能相关联,而且还与各项可再生能源利用的相关技术有联系。
1.1 零能耗建筑的概念从研究发展至今,有关零能耗建筑的概念尚没有一个特定的标准,但是在学术研究领域很多学者认为有关零能耗建筑的概念应该是较为灵活的。
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分类号: 密级:U D C:编号:学位论文零价铁/二氧化钛反应器实验研究杨华珍指导教师姓名:邵青 正高级工程师 河北工业大学申请学位级别:硕士学科、专业名称:热能工程论文提交日期:2011年12月论文答辩日期:2011年12月学位授予单位:河北工业大学答辩委员会主席:评 阅 人:2011年12月Dissertation Submitted toHebei University of TechnologyforThe Master Degree ofThermal Power EngineeringTHE EXPERIMENTAL STUDY OF ZERO-V ALENCE IRON/TITANIUM DIOXIDE REACTORbyYang HuazhenSupervisor: Prof. Shao QingDecember 2011河北工业大学硕士学位论文零价铁/二氧化钛反应器实验研究摘 要随着经济的发展,水环境质量问题日益重要,而水中卤代烃如三氯甲烷具有“三致”作用,对人体危害极大。
研究证明二氧化钛作为一种廉价的光催化剂,其与零价铁联用对三氯甲烷的去除有明显效果,但是对零价铁/二氧化钛反应器的研究仍然很少。
本课题首先从提高光催化剂效率方面入手研究,在前人研究的基础上,在负载型二氧化钛和零价铁中加入活性炭,三者联合使用处理含三氯甲烷废水。
实验证明加入活性炭的实验三氯甲烷的去除率为37.19%,与不加活性炭的30.49%相比,光催化剂的反应效率有所提高。
经实验验证得出了处理浓度为150mg/L的三氯甲烷的最佳实验材料质量比例为负载型二氧化钛:零价铁:活性炭=2:10:5,且在pH=6.5左右时处理效果较好。
其次,本课题对添加了活性炭的零价铁/二氧化钛反应器进行了研究。
选取了全混流反应器、固定床反应器和平推流式反应器三种反应器进行对比实验得出如下结果:1.经实验研究三种反应器中三氯甲烷的去除率均随反应时间的增加而升高,在40min-45min左右达到最大值,随后去除率随反应时间有所下降,其最高去除率分别为38.27%、22.83%、11.59%。
在固定床反应器和平推流式反应器实验中,流量在270L/h内,三氯甲烷的最高去除率均随着反应器流量的增加而升高;同时在固定床反应器实验中,在3层填料内,三氯甲烷的最高去除率也随着填料层高度的增加而升高。
2.经动力学分析,全混流反应器与二级反应模型拟合较好,相关系数为0.9989。
固定床反应器与零级反应模型拟合较好,三组流量下的平均拟合相关系数为0.9992,三组填料层高度下的平均拟合相关系数为0.9985。
平推流式反应器与二级反应模型拟合较好,三组流量下的平均拟合相关系数为0.9852。
和液相传质系数3.通过实验数据进行了传质分析,全混流反应器中的总传质系数kfk相近,影响全混流反应器中质量传递的主要因素是液相传质系数。
固定床反应器和平推L流式反应器的传质通量和液相传质系数随流速的增加而增加。
固定床反应器和平推流式反应器的液相扩散系数为5.929×10-10 m2/s。
关键词:零价铁/二氧化钛,活性炭,光催化,三氯甲烷,反应器,传质零价铁/二氧化钛反应器研究THE EXPERIMENTAL STUDY OFZERO-V ALENCE IRON/TITANIUM DIOXIDEREACTORABSTRACTWith the development of economy, the problem of water environment is becoming more and more important. But the halogenated hydrocarbons in water such as chloroform, have great harm to human body. It can make people suffer from cancer. Study proves that the titanium dioxide as a kind of cheap photochemical catalyst, has obvious effect to removal the chloroform combined with zero-valent iron. But the research about zero-valent iron/titanium dioxide reactor is still rare.First, the study is started on improving the efficiency of photochemical reaction, on the basis of previous studies, selecting the combination of load titanium dioxide, zero-valent iron and active carbon dispose waste water containing chloroform. The experiment proves that if active carbon is added to the experiment, the removal rate of chloroform is 37.19%, while not added, the rate is 30.49%. According to the result, the reaction efficiency of photochemical catalyst is improved. Experiments showed that the best experimental material quality ratio to dispose 150 mg/L of chloroform is load titanium dioxide: zero-valent iron: active carbon = 2: 10: 5, and the effect is better when the pH around 6.5.Then the study is researching on the zero-valent iron/titanium dioxide reactor that added active carbon. Select complete mixing flow reactor, fixed bed reactor and plug flow reactor to do contrast experiments and get the following results:1. After the experiment, the removal rate of chloroform of three kinds of reactors increases linearly with the increase of the reaction time, and achieves the maximum in 40min-45 min or so, then it declines with the reaction time. The highest removal rate is 38.27%, 22.83% and 11.59% respectively. In fixed-bed reactor and plug flow reactor experiments, when the flow is less than河北工业大学硕士学位论文270 L/h, the highest removal rate of chloroform increases with the rise of the flow of the reactors. In fixed-bed reactor experiments, when the height of filler tier is less than three tiers, the highest removal rate of chloroform increases with the rise of the height of filler tier.2. By the dynamics analysis, the model fitting of complete mixed flow reactor and second order reaction is better, the correlation coefficient is 0.9989. The model fitting of fixed bed reactor and zero order reaction is better, t he average correlation coefficient of the three groups' flow is 0.9992, t he average correlation coefficient of the three groups' filler tier height is 0.9985. The model fitting of plug flow reactor and second order reaction is better, t he average correlation coefficient of the three groups' flow is 0.9852.3. By the analysis of mass transfer using experimental data, in complete mixed flow reactor, the total mass transfer coefficient and liquid phase mass transfer coefficient is similar, effect on the mass transfer is the main factor liquid phase mass transfer coefficient. In fixed bed reactor and plug flow reactor, the mass transfer flux and the liquid phase mass transfer coefficient increase with the rise of flow velocity. The liquid phase diffusion coefficient of fixed-bed reactor and plug flow reactor is 5.929×10-10 m2/s。