建筑節(jié)能與建筑環(huán)境

1、建筑節(jié)能與建筑環(huán)境建筑節(jié)能與建筑環(huán)境1 1、低能耗建筑、低能耗建筑n 低能耗建筑：國(guó)際上較公認(rèn)的理解指在現(xiàn)有能耗標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上低能耗建筑：國(guó)際上較公認(rèn)的理解指在現(xiàn)有能耗標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，將單位建筑的年采暖能耗降低一半。，將單位建筑的年采暖能耗降低一半。 一些文獻(xiàn)為了準(zhǔn)確定義，低能耗建筑指單位使用面積單位采暖度日數(shù)一些文獻(xiàn)為了準(zhǔn)確定義，低能耗建筑指單位使用面積單位采暖度日數(shù)的采暖能耗低于的采暖能耗低于0.02kWh/(m2Kd) 德國(guó)平均采暖度日數(shù)（室內(nèi)設(shè)計(jì)溫度為德國(guó)平均采暖度日數(shù)（室內(nèi)設(shè)計(jì)溫度為19）為）為3500Kd/a 德國(guó)低能耗房屋標(biāo)準(zhǔn)：獨(dú)戶住宅采暖能耗不大于德國(guó)低能耗房屋標(biāo)準(zhǔn)：獨(dú)戶住宅采暖能

2、耗不大于70kWh /(m2a)，多戶，多戶住宅不大于住宅不大于70kWh /(m2a)，其它情況不大于，其它情況不大于70kWh /(m2a) 在瑞典，低能耗建筑的采暖能耗不高于在瑞典，低能耗建筑的采暖能耗不高于70kWh /(m2a)北方采暖建北方采暖建筑用煤筑用煤住宅用電住宅用電住宅炊事能住宅炊事能耗耗大型公共建大型公共建筑筑一般公共建一般公共建筑筑能耗強(qiáng)度能耗強(qiáng)度20kg ce/(m2a)折合折合57kWh /(m2a)1030kWh /(m2a)折合折合100300kWh /人人100300kWh /(m2a)2050kWh /(m2a)我國(guó)城鎮(zhèn)民用建筑的能耗強(qiáng)度我國(guó)城鎮(zhèn)民用建筑的能

3、耗強(qiáng)度五、低能耗、近零能耗和零能耗建筑五、低能耗、近零能耗和零能耗建筑措施措施基本要求基本要求維護(hù)結(jié)構(gòu)保溫性維護(hù)結(jié)構(gòu)保溫性能能屋頂屋頂0.15W/(m2K)，外墻，外墻0.25W/(m2K)，底層樓板底層樓板0.30W/(m2K)，窗戶，窗戶1.50W/(m2K)減少熱橋效應(yīng)減少熱橋效應(yīng)連續(xù)的保溫層，避免由內(nèi)層伸出的構(gòu)件連續(xù)的保溫層，避免由內(nèi)層伸出的構(gòu)件減少空氣滲漏減少空氣滲漏n50 1.0h-1 (n50 =V50/VL，V50指室內(nèi)外氣壓差為指室內(nèi)外氣壓差為50pa時(shí)的吹風(fēng)排氣時(shí)的吹風(fēng)排氣量，量， VL指室內(nèi)容積指室內(nèi)容積)優(yōu)化太陽(yáng)能的被優(yōu)化太陽(yáng)能的被動(dòng)利用動(dòng)利用要求窗戶有很好的保溫性能同

4、時(shí)有較高的透過(guò)率要求窗戶有很好的保溫性能同時(shí)有較高的透過(guò)率有組織通風(fēng)及熱有組織通風(fēng)及熱回收回收通風(fēng)系統(tǒng)首先要保證空氣質(zhì)量，不帶熱回收的通風(fēng)系統(tǒng)是可接受的通風(fēng)系統(tǒng)首先要保證空氣質(zhì)量，不帶熱回收的通風(fēng)系統(tǒng)是可接受的合適的采暖系統(tǒng)合適的采暖系統(tǒng)提倡高靈敏度的自動(dòng)控制裝置提倡高靈敏度的自動(dòng)控制裝置高效的熱水系統(tǒng)高效的熱水系統(tǒng)熱水罐和管道都應(yīng)有良好的保溫性能熱水罐和管道都應(yīng)有良好的保溫性能高效節(jié)能的電器高效節(jié)能的電器選用高效節(jié)能電器以降低電能消耗選用高效節(jié)能電器以降低電能消耗便于使用和操作便于使用和操作的設(shè)備的設(shè)備便于操控才能充分發(fā)揮設(shè)備的性能便于操控才能充分發(fā)揮設(shè)備的性能德國(guó)低能耗建筑的基本要求德國(guó)低

5、能耗建筑的基本要求“吹門吹門”法測(cè)試建筑的氣密性法測(cè)試建筑的氣密性n50值值n50 =V50/VLV50指室內(nèi)外氣壓差為指室內(nèi)外氣壓差為50pa時(shí)的吹風(fēng)排氣量時(shí)的吹風(fēng)排氣量VL指室內(nèi)容積指室內(nèi)容積窗戶種類窗戶種類傳熱系數(shù)傳熱系數(shù)KW/(m2K)太陽(yáng)輻射透射率太陽(yáng)輻射透射率g普通單層玻璃窗普通單層玻璃窗5.887%雙層中空玻璃窗，雙層中空玻璃窗，12mm間層間層2.83.080%三層中空玻璃窗，三層中空玻璃窗，2層層12mm間層間層1.82.155%雙層雙層LE玻璃窗，玻璃窗，1216mm間層，間層，充氬氣充氬氣1.221.45863%三層玻璃窗，三層玻璃窗，2層層LE 玻璃，玻璃，12mm間層

6、，充氪氣間層，充氪氣0.750%三層玻璃窗，三層玻璃窗，2層層LE 玻璃玻璃+低輻低輻射鍍膜，射鍍膜，8mm間層，充氪氣間層，充氪氣0.442%雙層玻璃，雙層玻璃，4層薄膜層薄膜0.640%雙層玻璃窗，雙層玻璃窗，LE 低輻射鍍膜，低輻射鍍膜，4mm間層真空間層真空0.4763%雙層雙層LE玻璃窗，玻璃窗， 3mm間層，氣間層，氣凝膠凝膠0.4563%玻璃窗戶的種類及性能玻璃窗戶的種類及性能集熱方式集熱方式特點(diǎn)特點(diǎn)1、被動(dòng)式，直接、被動(dòng)式，直接受益窗受益窗優(yōu)點(diǎn)：系統(tǒng)簡(jiǎn)單、無(wú)附加能優(yōu)點(diǎn)：系統(tǒng)簡(jiǎn)單、無(wú)附加能耗，太陽(yáng)輻射能到達(dá)所需要耗，太陽(yáng)輻射能到達(dá)所需要的地方，成本低的地方，成本低弱點(diǎn)：可能產(chǎn)生過(guò)

7、熱，用遮弱點(diǎn)：可能產(chǎn)生過(guò)熱，用遮陽(yáng)設(shè)施加以改善陽(yáng)設(shè)施加以改善2、被動(dòng)式，間接、被動(dòng)式，間接受益，利用透明受益，利用透明保溫材料保溫材料優(yōu)點(diǎn)：系統(tǒng)保溫性能好，室優(yōu)點(diǎn)：系統(tǒng)保溫性能好，室內(nèi)熱環(huán)境穩(wěn)定內(nèi)熱環(huán)境穩(wěn)定弱點(diǎn)：系統(tǒng)復(fù)雜，價(jià)格高，弱點(diǎn)：系統(tǒng)復(fù)雜，價(jià)格高，可能產(chǎn)生過(guò)熱，要求必要的可能產(chǎn)生過(guò)熱，要求必要的遮陽(yáng)設(shè)施遮陽(yáng)設(shè)施太陽(yáng)能的利用方式及特點(diǎn)太陽(yáng)能的利用方式及特點(diǎn)集熱方式集熱方式特點(diǎn)特點(diǎn)3、被動(dòng)式，間接、被動(dòng)式，間接受益，日光間受益，日光間優(yōu)點(diǎn)：產(chǎn)生附加使用空間，優(yōu)點(diǎn)：產(chǎn)生附加使用空間，種植植物時(shí)能調(diào)節(jié)濕度種植植物時(shí)能調(diào)節(jié)濕度弱點(diǎn)：太陽(yáng)能利用效率不高，弱點(diǎn)：太陽(yáng)能利用效率不高，如日光間需要采暖反而

8、增加如日光間需要采暖反而增加能耗能耗4、主動(dòng)式，太陽(yáng)、主動(dòng)式，太陽(yáng)能熱水器集熱能熱水器集熱+蓄熱系統(tǒng)蓄熱系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)：可以和熱水系統(tǒng)結(jié)合優(yōu)點(diǎn)：可以和熱水系統(tǒng)結(jié)合使用，可以獲得較多太陽(yáng)能使用，可以獲得較多太陽(yáng)能弱點(diǎn)：系統(tǒng)復(fù)雜，造價(jià)高，弱點(diǎn)：系統(tǒng)復(fù)雜，造價(jià)高，蓄熱系統(tǒng)可能占用使用空間蓄熱系統(tǒng)可能占用使用空間5、主動(dòng)式，太陽(yáng)、主動(dòng)式，太陽(yáng)能光電池能光電池優(yōu)點(diǎn)：可再生能源，不占室優(yōu)點(diǎn)：可再生能源，不占室內(nèi)使用空間內(nèi)使用空間弱點(diǎn)：造價(jià)高，能效較低，弱點(diǎn)：造價(jià)高，能效較低，受氣候影響受氣候影響太陽(yáng)能的利用方式及特點(diǎn)太陽(yáng)能的利用方式及特點(diǎn)2 2、近零能耗建筑、近零能耗建筑n 近零能耗建筑：德文原文近零能耗建筑：

9、德文原文Pasivhaus，即，即“被動(dòng)式房屋被動(dòng)式房屋”的意思的意思，主要指不需要主動(dòng)式采暖系統(tǒng)的房屋，通過(guò)提高外圍護(hù)的保，主要指不需要主動(dòng)式采暖系統(tǒng)的房屋，通過(guò)提高外圍護(hù)的保溫性能及采用熱回收方式，使冬天的熱損失非常小，以致利用溫性能及采用熱回收方式，使冬天的熱損失非常小，以致利用人體、設(shè)備散發(fā)的熱量及可獲得的太陽(yáng)能就能維持室內(nèi)舒適的人體、設(shè)備散發(fā)的熱量及可獲得的太陽(yáng)能就能維持室內(nèi)舒適的溫度。溫度。 近零能耗建筑是低能耗建筑的延續(xù)和提高，但近零能耗建筑不再需要近零能耗建筑是低能耗建筑的延續(xù)和提高，但近零能耗建筑不再需要傳統(tǒng)的采暖設(shè)備傳統(tǒng)的采暖設(shè)備 建筑采暖能耗低于建筑采暖能耗低于15kWh

10、 /(m2a)時(shí)，就可以不需要傳統(tǒng)的采暖設(shè)備時(shí)，就可以不需要傳統(tǒng)的采暖設(shè)備 建筑總能耗不高于建筑總能耗不高于120kWh /(m2a)建筑物表面的熱損失建筑物表面的熱損失透明保溫層作用原理透明保溫層作用原理透明保溫層類型透明保溫層類型A A 多層平行透明材料多層平行透明材料 B B 垂直微孔材料垂直微孔材料 C C 小氣室結(jié)構(gòu)小氣室結(jié)構(gòu) D D 微泡沫塑料微泡沫塑料材料層材料層透過(guò)率透過(guò)率g（漫輻射）（漫輻射）傳熱系數(shù)傳熱系數(shù) kW /(m2K)三層中空玻璃，內(nèi)填氪氣三層中空玻璃，內(nèi)填氪氣0.410.75100mm塑料毛細(xì)管，塑料毛細(xì)管，1層玻璃層玻璃0.670.90100mm蜂窩狀塑料，蜂窩

11、狀塑料，1層玻璃層玻璃0.710.9024mm氣脹塑料顆粒，氣脹塑料顆粒，2層玻璃，充空氣層玻璃，充空氣0.500.9030mm氣脹塑料顆粒，氣脹塑料顆粒，2層玻璃，充氪氣層玻璃，充氪氣0.400.52100mm玻璃毛細(xì)管，玻璃毛細(xì)管，2層玻璃層玻璃0.590.9720mm氣脹塑料顆粒，氣脹塑料顆粒，2層玻璃，真空層玻璃，真空(100mba) 0.600.50透明保溫材料透過(guò)率及傳熱系數(shù)透明保溫材料透過(guò)率及傳熱系數(shù)3 3、零能耗建筑、零能耗建筑n 零能耗建筑：與零采暖能耗建筑不同，全零能耗建筑的采暖和生零能耗建筑：與零采暖能耗建筑不同，全零能耗建筑的采暖和生活全部能源都能由建筑自身提供，而不需

12、依賴外部系統(tǒng)提供?；钊磕茉炊寄苡山ㄖ陨硖峁恍枰蕾囃獠肯到y(tǒng)提供。零能耗建筑能源主要由太陽(yáng)能發(fā)電或風(fēng)能發(fā)電提供零能耗建筑能源主要由太陽(yáng)能發(fā)電或風(fēng)能發(fā)電提供德國(guó)不同節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)建筑物的初始能耗德國(guó)不同節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)建筑物的初始能耗建筑類型建筑類型采暖能耗采暖能耗采暖系統(tǒng)采暖系統(tǒng)通風(fēng)系統(tǒng)通風(fēng)系統(tǒng)舒適性舒適性經(jīng)濟(jì)性經(jīng)濟(jì)性1、1995年前年前180280kWh /(m2a)采暖設(shè)備大采暖設(shè)備大不依賴通風(fēng)系不依賴通風(fēng)系統(tǒng)，有時(shí)需要統(tǒng)，有時(shí)需要開(kāi)窗通風(fēng)開(kāi)窗通風(fēng)舒適性中等，舒適性中等，室內(nèi)溫度不室內(nèi)溫度不均勻，可能均勻，可能有冷凝水有冷凝水投資高投資高(采采暖系統(tǒng)暖系統(tǒng))，使用費(fèi)高使用費(fèi)高(燃料費(fèi)高燃料費(fèi)高)2

13、、低能耗建筑、低能耗建筑3070kWh /(m2a)采暖設(shè)備小采暖設(shè)備小需要通風(fēng)系統(tǒng)，需要通風(fēng)系統(tǒng)，一般有熱回收一般有熱回收裝置裝置舒適性好，舒適性好，室內(nèi)溫度均室內(nèi)溫度均勻，沒(méi)有冷勻，沒(méi)有冷凝水凝水投資中等投資中等(采暖系統(tǒng)采暖系統(tǒng)小小)，使用，使用費(fèi)低費(fèi)低n 德國(guó)的建筑物舒適性和經(jīng)濟(jì)性比較德國(guó)的建筑物舒適性和經(jīng)濟(jì)性比較建筑類型建筑類型采暖能耗采暖能耗采暖系統(tǒng)采暖系統(tǒng)通風(fēng)系統(tǒng)通風(fēng)系統(tǒng)舒適性舒適性經(jīng)濟(jì)性經(jīng)濟(jì)性3、近零能耗建筑、近零能耗建筑15kWh /(m2a)無(wú)采暖設(shè)備無(wú)采暖設(shè)備需要通風(fēng)系統(tǒng)，需要通風(fēng)系統(tǒng)，需要高效熱回需要高效熱回收裝置收裝置舒適性很好，舒適性很好，室內(nèi)空氣質(zhì)室內(nèi)空氣質(zhì)量高量

14、高投資中等投資中等(無(wú)采暖系無(wú)采暖系統(tǒng)，但維護(hù)統(tǒng)，但維護(hù)結(jié)構(gòu)和通風(fēng)結(jié)構(gòu)和通風(fēng)系統(tǒng)投入系統(tǒng)投入多多)，使用，使用費(fèi)很低費(fèi)很低4、零采暖能耗建筑、零采暖能耗建筑0kWh /(m2a)有采暖系統(tǒng)，有采暖系統(tǒng)，可能需要跨可能需要跨季度蓄熱系季度蓄熱系統(tǒng)統(tǒng)需要通風(fēng)系統(tǒng)，需要通風(fēng)系統(tǒng)，需要高效熱回需要高效熱回收裝置收裝置舒適性未知舒適性未知(如過(guò)熱情況如過(guò)熱情況)投資很高投資很高(附加的蓄附加的蓄熱裝置和通熱裝置和通風(fēng)系統(tǒng)風(fēng)系統(tǒng))，使用費(fèi)用使用費(fèi)用:能源費(fèi)低，能源費(fèi)低，但維修費(fèi)高但維修費(fèi)高5、零能耗建筑、零能耗建筑0kWh /(m2a)（生活能耗（生活能耗也能自給）也能自給）無(wú)采暖系統(tǒng)，無(wú)采暖系統(tǒng)，可能需

15、要跨可能需要跨季度蓄熱系季度蓄熱系統(tǒng)統(tǒng)需要通風(fēng)系統(tǒng)，需要通風(fēng)系統(tǒng)，需要高效熱回需要高效熱回收裝置收裝置舒適性未知舒適性未知投資太高投資太高(此外還需此外還需發(fā)電設(shè)備發(fā)電設(shè)備)n哪些條件和技術(shù)有利于節(jié)能，哪些可以提供能源。哪些條件和技術(shù)有利于節(jié)能，哪些可以提供能源。n如果常規(guī)成熟技術(shù)可以運(yùn)用，不妨與高新技術(shù)進(jìn)行比較，如果常規(guī)成熟技術(shù)可以運(yùn)用，不妨與高新技術(shù)進(jìn)行比較，看哪種更為經(jīng)濟(jì)可靠?？茨姆N更為經(jīng)濟(jì)可靠。n需要取得一個(gè)熱工平衡點(diǎn)，即減少能耗和獲取新能源同樣需要取得一個(gè)熱工平衡點(diǎn)，即減少能耗和獲取新能源同樣重要。重要。n建筑節(jié)能設(shè)計(jì)的目的是營(yíng)造一個(gè)舒適的建筑環(huán)境，應(yīng)盡量建筑節(jié)能設(shè)計(jì)的目的是營(yíng)造一個(gè)

16、舒適的建筑環(huán)境，應(yīng)盡量減少建筑在使用和維護(hù)過(guò)程中的工作量，同時(shí)增大使用者減少建筑在使用和維護(hù)過(guò)程中的工作量，同時(shí)增大使用者對(duì)節(jié)能建筑的認(rèn)知水平，使其按設(shè)計(jì)要求配合使用非常重對(duì)節(jié)能建筑的認(rèn)知水平，使其按設(shè)計(jì)要求配合使用非常重要。要。1 1、溫室氣體、溫室氣體 根據(jù)聯(lián)合國(guó)氣候變化政府間專家委員會(huì)（根據(jù)聯(lián)合國(guó)氣候變化政府間專家委員會(huì)（IPCC）的界定，影響地）的界定，影響地球的溫室氣體主要是球的溫室氣體主要是CO2、NO2、CH4、CFCs（氟氯碳化物）（氟氯碳化物）4種。種。 CFCs在蒙特利爾議定書中嚴(yán)格列管禁用，在蒙特利爾議定書中嚴(yán)格列管禁用， CO2因?yàn)榱舸鏁r(shí)間長(zhǎng)，因?yàn)榱舸鏁r(shí)間長(zhǎng)，排量大，其

17、溫暖化效應(yīng)約占排量大，其溫暖化效應(yīng)約占99%。六、低碳建筑的低碳策略六、低碳建筑的低碳策略2 2、建筑竣工前的、建筑竣工前的CO2排放量排放量 建筑物在竣工投入使用建筑物在竣工投入使用前的前的CO2排放包括：建排放包括：建材生產(chǎn)中碳排放、建筑材生產(chǎn)中碳排放、建筑設(shè)備生產(chǎn)中碳排放、交設(shè)備生產(chǎn)中碳排放、交通運(yùn)輸中碳排放、及建通運(yùn)輸中碳排放、及建設(shè)施工中碳排放設(shè)施工中碳排放4個(gè)部個(gè)部分。分。3 3、建筑運(yùn)營(yíng)期間的、建筑運(yùn)營(yíng)期間的CO2排放量排放量 建筑物在運(yùn)營(yíng)期間的建筑物在運(yùn)營(yíng)期間的CO2排放包括：日常使用階段的碳排放、修繕排放包括：日常使用階段的碳排放、修繕改造中碳排放改造中碳排放2個(gè)部分。個(gè)部分

18、。 建筑物在廢棄時(shí)的建筑物在廢棄時(shí)的CO2排放包括：拆除時(shí)碳排放和廢棄物處理回收排放包括：拆除時(shí)碳排放和廢棄物處理回收時(shí)碳排放時(shí)碳排放2個(gè)部分。個(gè)部分。不同類型建筑的能耗強(qiáng)度和不同類型建筑的能耗強(qiáng)度和CO2排放量排放量 Kg- CO2 /m2a 以以4層層RC住宅建筑物來(lái)看，竣工前碳排放約占住宅建筑物來(lái)看，竣工前碳排放約占LC CO2總量的總量的22.0%，運(yùn)營(yíng)期間占，運(yùn)營(yíng)期間占62.9% ，廢棄階段占，廢棄階段占15.1%。對(duì)一棟。對(duì)一棟10層層RC辦公建筑辦公建筑而言，上述數(shù)值分別為：而言，上述數(shù)值分別為：8.35%、86.41%、5.24%。4 4、不同結(jié)構(gòu)建筑竣工前、不同結(jié)構(gòu)建筑竣工前CO2排放量排放量 每生產(chǎn)每生產(chǎn)1噸水泥約耗電噸水泥約耗電120kWh及及135kg燃煤，施工階段產(chǎn)生燃煤，施工階段產(chǎn)生1.8