建筑节能的方法及其简单应用

建筑节能的方法及其简单应用
建筑节能，最初为减少建筑中能量的散失，现在则普遍称为“提高建筑中的能源利用率”，在保证提高建筑舒适性的条件下，合理使用能源，不断提高能源利用效率。

具体则是指在建筑物的规划、设计、新建（改建、扩建）、改造和使用过程中，执行节能标准，采用节能型的技术、工艺、设备、材料和产品，提高保温隔热性能和采暖供热、空调制冷制热系统效率，加强建筑物用能系统的运行管理，利用可再生能源，在保证室内热环境质量的前提下，减少供热、空调制冷制热、照明、热水供应的能耗。

在我国建筑节能有着极其重要的意义。

我国是一个发展中大国，又是一个建筑大国，每年新建房屋面积高达17-18亿平方米，超过所有发达国家每年建成建筑面积的总和。

随着全面建设小康社会的逐步推进，建设事业迅猛发展，建筑能耗迅速增长。

所谓建筑能耗指建筑使用能耗，包括采暖、空调、热水供应、照明、炊事、家用电器、电梯等方面的能耗。

其中采暖、空调能耗约占60%~70%。

我国既有的近400亿平方米建筑，仅有1%为节能建筑，其余无论从建筑围护结构还是采暖空调系统来衡量，均属于高耗能建筑。

单位面积采暖所耗能源相当于纬度相近的发达国家的2~3倍。

这是由于我国的建筑围护结构保温隔热性能差，采暖用能的2/3白白跑掉。

而每年的新建建筑中真正称得上“节能建筑”的还不足1亿平方米，建筑耗能总量在我国能源消费总量中的份额已超过27%，逐渐接近三成。

如何提高建筑中的能源利用率,建筑节能又有哪些方法呢？这里简单介绍五种建筑节能方法及其应用。

一．优化建筑规划与设计
在建筑规划和设计时，根据大范围的气候条件影响，针对建筑自身所处的具体环境气候特征，重视利用自然环境(如外界气流、雨水、湖泊和绿化、地形等)创造良好的建筑室内微气候，以尽量减少对建筑设备的依赖。

具体措施可归纳为以下三个方面：合理选择建筑的地址、采取合理的外部环境设计(主要方法为：在建筑周围布置树木、植被、水面、假山、围墙);合理设计建筑形体(包括建筑整体体量和建筑朝向的确定)，以改善既有的微气候;合理的建筑形体设计是充分利用建筑室外微环境来改善建筑室内微环境的关键部分，主要通过建筑各部件的结构构造设计和建筑内部空间的合理分隔设计得以实现。

同时，可借助相关软件进行优化设计，辅助设计建筑朝向和居住小区的道路、绿化、室外消闲空间及利用CFD软件，如：PHOENICS，Fluent等，分析室内外空气流动是否通畅。

建筑的规划与设计在很大程度上决定了建筑物的使用寿命和自然条件。

因此发展“绿色建筑”可使建筑的室内布局更加合理，尽量减少使用合成材料，充分利用采光和通风条件，节省能源，为居住者创造一种接近自然的感觉。

从而从长远的角度实现建筑节能。

二．改善建筑的围护结构
围护结构节能改造主要从控制围护结构的传热系数和加弧热桥部位保温入乎，通过对外墙、门窗、屋顶、楼梯间和阳台栏板、空调板、女儿墙等热桥部位的保温处理，尽量降低室内温度的变化幅度，减少供热系统的负菏压力，改善房屋的居住舒适性，同时也大幅度降低因建筑系统造成的能源浪费。

这里以墙体节能和提高门窗幕墙保温性能为例。

墙体节能技术又分为复合墙体节能与单一墙
体节能。

复合墙体节能是指在墙体主体结构基础上增加一层或几层复合的绝热保温材料来改善整个墙体的热工性能。

根据复合材料与主体结构位置的不同，又分为内保温技术、外保温技术及夹心保温技术。

单一墙体节能指通过改善主体结构材料本身的热工性能来达到墙体节能效果，目前常用的墙材中加气混凝土、空洞率高的多孔砖或空心砌块可用作单一节能墙体。

而门窗幕墙保温主要需从改变玻璃构造和种类方面进行。

首先，由于玻璃的保温性能对外窗的传热量影响十分可观。

从节能角度看，在外饰设计中改变玻璃构造，将窗玻璃由单层玻璃改为中空或双中空(或真空加中空)玻璃，外窗的保温性能会明显提高。

1995年修订的《民用建筑节能设计标准》对建筑物围护结构材料和门窗的传热系数提出了新的要求。

单层玻璃窗的传热系数为6W/m2·K。

单框双玻钢塑复合窗的传热系数为3.5W11112 · K，单框双玻塑料窗的传热系数为 2.6W/m2·K。

窗户的传热系数要达到2.5W/m2·K以下必须采用中空玻璃。

第二，采用低辐射玻璃(LOW一E) 减少辐射传热对提高中空玻璃的隔热能力效果十分显著。

通过对既有已供热建筑物围护结构的改造，可降低建筑物能耗，减少能源浪费，节约能源，从而降低供热运行成本，是供热单位经济运行的有效手段之一。

三．提暖通空调系统的用能效率
高能效的采暖、空调系统与上述削减室内冷热负荷的措施并行，才能真正地减少采暖、空调能耗。

首先，根据建筑的特点和功能，设计高能效的暖通空调设备系统，例如：热泵系统、蓄能系统和区域供热、供冷系统等。

然后，在使用中采用能源管理和监控系统监督和调控室内的舒适度、室内空气品质和能耗情况。

如欧洲国家通过传感器测量周边环境的温、湿度和日照强度，然后基于建筑动态模型预测采暖和空调负荷，控制暖通空调系统的运行。

在其他的家电产品和办公设备方面，应尽量使用节能认证的产品。

四．建筑照明节能
据统计，我国照明用电量已占总用量的10％～12％。

按照我国提出的“中国绿色照明工程”，照明节电已成为节能的重要方面。

（一）选择优质的电光源科学的选用电光源是照明节电的首要工作。

节能的电光源发光效率要高，使得每瓦电（W）发出更多光通量（Lm）。

白炽灯泡发光效率一般为7～20Lm／W，其寿命一般为1000h，特殊的为2000h；单端的紧凑型荧光灯（俗称节能灯）其光通量一般为50Lm／W，采用一只9W寿命3000～5000h的节能灯完全可以替代40W 的白炽灯泡；双端直管荧光灯T12型的光通量为55 Lm／W，寿命为3000～5000h，而现在的T5型则达到90～110 Lm／W，寿命可达8000～10000h。

所以T12，T10甚至T8型的荧光灯都应该淘汰，不但可以节约大约50％的电能，还会改善灯光的显色性。

除以上光源外，还有高强气体放电灯，如高压钠灯、金属卤化物灯、微波硫灯、无极灯、发光二极管和半导体照明灯等，科学技术的发展，电光源也层出不穷。

重要的是，现在还在应用那些落后的费电的灯的场所，应该尽快实行照明工程节能改造。

同时，在选择发光较高的光源时要考虑应用场所，根据场所的特点和电光源的特性进行合理的科学的照明改造。

（二）选择节电的照明电器配件在各种气体放电光源中均需要有电器配件。

例如镇流器，旧的T12荧光灯其电感镇流器要消耗其20％的电能，40W灯，其镇流器耗电约8W；而节能的电感镇流器则耗电小于10％，更节能的电子镇流器，则只耗电其2～3％，也是一笔不小的节电措施。

（三）安装照明系统节电器目前国内外都大力推广照明节电器，在现在照明系统上加装节电控制设备。

而良好的维护管理、合理的选
择照度值、合理的选择控制开关和充分利用天然光、合理的选择照明线路也是照明节电的重要方面。

五．利用新能源
我国建筑业发展迅猛，把节能、绿色环保、生态技术应用于建筑工程是发展的必然趋势太阳能、风能、地热能等新型能源在建筑上的有效应用，不仅可以代替有限的传统能源，而且可以减少污染物的排放，保护生态环境，它的开发和利用具有广阔的前景和深远的意义。

我国具有丰富的新能源资源，目前在太阳能利用方面发展迅速，太阳能电池发电技术在建筑上大量使用，太阳能热水器的用量也以每年20%的速度增长，预计到2015 年太阳能热水器的普及率将达到25%，太阳能发电系统的拥有量将达到320MW。

另外像风能、地热能等方面的开发研制也取得了很大成就，预计新能源必将在我国的建筑事业中发挥巨大的作用。

例如在屋顶安装太阳能电池发电系统，可以将太阳辐射能直接转换成电能，利用蓄电池组贮存太阳能电池受光照所发出的电能，并可以随时向用电设备供电，从而满足建筑内的动力和照明系统的用电需求。

建筑物的的空调系统全面采用了地源热泵技术，可以利用地表浅层中蓄存的能量。

室外空气温度波动很大，但地表面几米以下的地温全年相对恒定。

另外，将光导纤维技术将自然光用于室内照明，在屋顶架设了风力发电系统等多项节能环保措施的应用，可使新能源在建筑工程中得到广泛和有效地应用。

建筑节能和新能源的利用是缓解能源危机、减轻环境污染、改善生活工作条件、促进经济持续发展的一项根本措施。

随着新能源技术的不断发展，其在建筑节能方面的作用将更加重要。

总结：以上几个方面只是建筑节能的部分应用。

我国是一个发展中国家，人口众多，人均能源资源相对匾乏。

人均耕地只有世界人均耕地的1/3，水资源只有世界人均占有量的1/4，已探明的煤炭储量只占世界储量的11%，原油占2.4%。

每年新建建筑使用的实心粘土砖，毁掉良田12万亩。

物耗水平相较发达国家，钢材高出10%--25%，每立方米混凝土多用水泥80公斤，污水回用率仅为25% 。

国民经济要实现可持续发展，推行建筑节能势在必行。

目前，我国建筑用能浪费极其严重，而且建筑能耗增长的速度远远超过我国能源生产可能增长的速度，如果听任这种高耗能建筑持续发展下去，国家的能源生产势必难以长期支撑此种浪费型需求，从而不得不被迫组织大规模的旧房节能改造，这将要耗费更多的人力物力。

在建筑中积极提高能源使用效率，就能够大大缓解国家能源紧缺状况，促进我国国民经济建设的发展。

因此，建筑节能是贯彻可持续发展战略、实现国家节能规划目标、减排温室气体的重要措施，符合全球发展趋势。

建筑节能并不局限于某些方法。

它更多的需要我们能有基本的节能意识，从而不断探索出提高建筑的能源利用率、节约建筑能耗的方法并且真正的落实好这些方法，实现可持续性发展。