《建筑节能》课程作业建筑节能技术与应用.doc

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1、山西建筑职业技术学院建筑节能课程作业题 目：建筑节能技术与应用姓 名：班 级：建设1002班学 号：05指导教师： 二一二年十二月摘 要摘要: 在当今世界建筑事业迅速发展的浪潮中，建筑节能设计已经是一个极为重要的热点话题，也是建筑技术进步的一个显著表现，是建筑界实施可持续发展战略的一个关键环节。建筑节能有利于减少建筑对环境的影响和破坏，节省能源，节约资源，从根本上促进了能源的合理利用，缓解我国能源资源供应不足的现状；有利于提高人民群众生活质量、保护环境、保障国家能源安全。事实上建筑能源的严重消耗,已经成为我国经济发展的阻碍。因此建筑行业全面节能势在必行。本文从建筑节能的角度,分析了建筑的节能设

2、计。 关键词：建筑节能;建筑节能设计;环保建材;能源的综合利用;建筑节能技术;可再生能源发展与应用. 建筑节能建筑节能是指建筑在选址、规划、设计、建造和使用过程中,通过合理的规划设计,采用节能型的建筑材料、产品和设备,执行建筑节能标准,加强建筑物节能设备的运行管理,合理设计建筑围护结构的热工性能,提高采暖、制冷、照明、通风、给排水和管道系统的运行效率,以及利用可再生能源,在保证建筑物使用功能和室内热环境质量的前提下,降低建筑能源消耗,合理、有效地利用能源。一些国家在其发展的过程中，没有合理的利用使用能源，对能源无节制地利用，造成了现阶段能源材料的大幅度涨价，遭受到能源危机的严重打击。这个问题不

3、仅是工业能源不合理利用造成的，高耗能建筑也是造成这一现状的主要原因。现阶段由于建筑用能数量巨大，以及其对环境的重大影响。世界六分之一的净水，四分之一的木材,消五分之二的材料与能量，都供应给了建筑。全球的建筑相关产业消耗了地球能源的50%,水资源的50%,原材料的40%,同时产生了42%的温室气体,50%的水污染,48%固体废弃物,50%的氟氯化合物,同时建筑结构也影响水域、空气质量以及社会群体的结构等较大的范围。建筑节能事业就在世界上蓬勃兴起，成为大家共同关注的热点问题。一、建筑节能的重要性: 建筑节能是指建筑在选址、规划、设计、建造和使用过程中,通过合理的规划设计,采用节能型的建筑材料、产品

4、和设备,执行建筑节能标准,加强建筑物节能设备的运行管理,合理设计建筑围护结构的热工性能,提高采暖、制冷、照明、通风、给排水和管道系统的运行效率,以及利用可再生能源,在保证建筑物使用功能和室内热环境质量的前提下,降低建筑能源消耗,合理、有效地利用能源。一些国家在其发展的过程中，没有合理的利用使用能源，对能源无节制地利用，造成了现阶段能源材料的大幅度涨价，遭受到能源危机的严重打击。这个问题不仅是工业能源不合理利用造成的，高耗能建筑也是造成这一现状的主要原因。现阶段由于建筑用能数量巨大，以及其对环境的重大影响。世界六分之一的净水，四分之一的木材,消五分之二的材料与能量，都供应给了建筑。全球的建筑相关

5、产业消耗了地球能源的50%,水资源的50%,原材料的40%,同时产生了42%的温室气体,50%的水污染,48%固体废弃物,50%的氟氯化合物,同时建筑结构也影响水域、空气质量以及社会群体的结构等较大的范围。建筑节能事业就在世界上蓬勃兴起，成为大家共同关注的热点问题。二、建筑节能设计 : 建筑节能设计是全面的建筑节能中一个很重要的环节,有利于从源头上杜绝能源的浪费。 建筑整体及外部环境设计是在分析建筑周围气候环境条件的基础上,通过选址、规划、外部环境和体型朝向等设计,使建筑获得一个良好的外部微气候环境,达到节能的目的。建筑设计中,既要使建筑在其整个生命周期中保持适宜的微气候环境,为建筑节能创造条

6、件, 同时又要不破坏整体生态环境的平衡。要是根据当地的土质、气候、水质、地形及周围环境条件等因素的综合状况来确定。在建筑位址确定之后,应研究其微气候特征。根据建筑功能的需求,应通过合理的外部环境设计来改善既有的微气候环境,创造建筑节能的有利环境,主要方法是在建筑周围布置植被、树木，既能有效地净化空气、遮挡风沙，还能降噪、遮阳。 建筑单体的节能设计主要是通过对建筑内部空间的合理分隔设计、建筑各部分的节能构造设计，以及一些新型建筑节能设备和材料的选择等，来更好地利用建筑外部条件，以达到节能的效果。建筑单体的节能设计主要表现在以下几个方面： 1）.建筑各部位的节能构造设计: 建筑各部位的节能构造设计

7、主要是在满足其作为建筑的基本组成部分功能的同时,通过对屋顶、楼板、门窗、墙体等部位的结构、材料、造型等方面进行设计，充分利用建筑外部条件,达到节能的效果。主要表现在：（1）.建筑物结构细部的节能设计，这部分对于建筑物的整体节能也非常重要,如热桥部位应采取可靠的保温与“断桥”措施；外墙出挑构件及附墙部件,如雨罩、阳台、空调室外机搁板、凸窗、附壁柱、装饰线、靠外墙阳台栏板等均应采取隔断热桥和保温措施；窗口外侧四周墙面的保温处理；窗框、门与墙体之间的缝隙采用保温材料和嵌缝密封膏密封，避免不同材料界面开裂, 影响门窗的热工性能；采用全玻璃幕墙时，隔墙、楼板或梁与幕墙之间的间隙应填充保温材料。（2）.墙

8、体的节能设计除了做好防潮、保温、隔热等措施以外，在结构设计上还应体现能够改善微气候环境条件的功能，这种特殊的构造设计表现在,寒冷地区的被动式太阳房中各种蓄热墙体(如水墙)设计、夹心墙体设计等;而在马来西亚,杨经文设计的槟榔屿州MU大厦外墙中,则外加了一种“捕风墙”的特殊构造设计,在建筑两侧设阳台开口,开口两侧外墙上布置两片挡风墙,使两通风墙形成喇叭状的口袋, 将风捕捉到阳台内,然后通过阳台门的开口大小控制进风量,形成“空气锁”,可以有效地控制室内通风。（3）.建筑门窗的节能设计，有资料显示在我国已有的高耗能建筑有一半的耗能是通过门窗散失的。因此，一定要解决好门窗节能的问题。（4）.屋顶的节能设

9、计，屋顶是建筑物与室外大气接触的一个重要部分,主要节能措施是采用坡面屋顶；根据需要用蓄水屋面、架空隔热屋面、种植屋面等方式设置保温隔热屋面；加强屋面保温措施。（5）.楼板层的节能设计是利用其结构中空空间,以及对楼板吊顶造型加以设计。如：将循环水管布置在其中, 冬季利用热水循环取暖,夏季可以利用冷水循环降低室内温度。 2）.建筑空间设计的合理性 :空间设计的合理性是在充分满足建筑使用功能要求的前提下,对建筑空间进行平面和竖向的合理分隔,以改善室内通风、采光、保温等微气候条件, 达到节能目的。 3）.建筑节能材料的选用 :建筑节能的一个重要方面是合理选用建筑节能材料。建筑材料在选择的时候要遵循节能

10、、健康、经济、高效的原则。随着现阶段科技的迅猛发展, 不断有大量的新型节能材料被研制出来并应用到建筑设计中去,这样就更好地起到节能的效果。如新型防水材料、保温材料在墙体屋顶中的应用,达到了更好的防潮和保温的效果；新型透光隔热玻璃在门窗中的应用，起到了更好的透光和隔热效果；还有具有遮阳的功能的可调节的铝材遮阳板的应用等。 三、现阶段我国主要建筑节能技术： 建筑物的建筑节能技术内容主要涉及到：建筑外围护结构节能技术、建筑供热制冷系统和建筑设备节能技术、可再生能源在建筑中应用技术。而建筑外围护结构节能内容主要有：外墙保温隔热技术、门窗节能技术、屋面节能技术和地面、楼板及楼梯间隔墙技术、建筑遮阳技术等

11、等；建筑供热制冷系统和建筑设备节能内容主要有：热电冷联产技术、供热系统温控与热计量技术、空调蓄冷技术、空调系统变频控制技术、热回收技术；可再生能源在建筑中应用技术内容主要有：太阳能（包括光热、光电）利用技术、浅层地源热泵（包括土壤源、地下水源、海水源、淡水源、污水源）和太阳能源热泵技术在建筑上的应用。（一）、外墙保温隔热技术应用我国建筑以混凝土结构、砌体结构及混合结构体系为主，由于这些结构形成的建筑自身特点，在实施建筑节能时通常采用外墙附贴保温隔热系统构造的方式。我国于八十年代中期开始研究建筑外墙保温技术、进行工程试点，国内的企业、研究单位首先通过将改良的窑炉、管道工业保温技术用于建筑物的节能

12、，这方面的技术有珍珠岩、复合硅酸盐、海泡石或与有机硅复合的各种外墙内保温浆体材料；这些技术自九十年代初期应用于北方严寒和寒冷地区的节能建筑，后因为生产工艺简陋、生产控制不严格、性能指标不易达到要求，施工质量难以保证，因而工程质量问题比较多而逐渐退出北方建筑节能市场，现在主要在南方进行应用。与此同时,部分国内的企业引进国外技术或对其进行改造后组织生产用于建筑物的节能，这方面的技术有：模塑聚苯乙烯泡沫塑料板（简称EPS）薄抹灰外墙外保温系统；机械固定发泡聚苯板钢丝网架板外墙外保温系统。还有国内独立研发的技术，这方面的技术有：如胶粉聚苯颗粒外墙外保温系统；发泡聚苯板现浇混凝土外墙外保温系统；这些技术

13、系统的应用工程已达上千万平方米，有些应用已超过上亿平方米，代表了我国当今技术主潮流，是发展的方向。随着我国部分先进地区开始执行节能率达65%的第三步建筑节能标准，和公共建筑节能标准的实施，最近几年国内还研发了挤塑聚苯乙烯泡沫塑料板（简称XPS）外保温技术、胶粉聚苯颗粒复合型外保温技术（EPS系列）以及聚氨酯（简称PU）高效外保温技术，这些技术正在日益成熟，为许多高效节能建筑示范采用；但是应该注意的是：在工程应用挤压聚苯板（XPS）系统时不能使用普通板和再生板，应该使用改进工艺后生产的墙体专用板；而软、硬泡聚氨酯（PU）技术目前仅以现场喷涂技术和专用板或复合专用板形式的薄抹灰粘贴板技术比较成熟。

14、最近部分技术系统正在进行提高系统防火性能研究和进行系统装配化做法的研究，有些已经完成了系统研究，完成了工程试点示范，完善后的新系统将在公共建筑节能和既有建筑节能改造方面有很好的应用前景。此外，针对现在保温材料以有机材料为主，其应用性能在建筑类型、建筑尺度上受限制的情况，还研发了以矿（岩）棉、玻璃棉、膨胀玻化微珠、泡沫玻璃保温系统为代表的无机保温材料外保温系统，现正在开展工程试用和推广。与外墙内、外保温系统同时存在的还有，以加气混凝土墙体、保温夹心墙系统、现浇砌模墙体为代表的结构墙体保温隔热系统。我国外墙保温隔热技术作为建筑节能事业的一个主要技术组成部分，正在朝着：性能高中低档搭配，材料多种、性

15、能多样，能分别适合我国北方寒冷干燥气候和南方温暖潮湿的房屋工程特点方向发展。（二）、节能门窗技术应用（1）窗户建筑外窗由多种材质不同的材料组装而成，其热工性能也各不相同；由于窗户的生产及应用技术、密封技术、遮阳技术和安装技术水平的不同，受窗框型材特性、断面设计、玻璃的选用、两玻间空气层厚度及窗框比等因素的影响，建筑外窗的保温性能差别很大。根据选用型材的不同，建筑外窗分为木窗、钢窗，铝合金窗、PVC塑料窗、玻璃钢窗、彩色钢板窗、不锈钢窗和钢塑复合窗、木塑复合窗、铝塑复合窗等；根据选用玻璃的不同，有单玻窗、单框双玻窗、中空玻璃窗和LOW-E中空玻璃窗等。木窗的保温性能较好，但耐燃和耐潮湿性能很差。

16、受原材料的限制，目前国内生产的木窗均为高档木窗，价格昂贵。钢窗包括空腹和实腹钢窗、彩色钢板窗、不锈钢窗和钢塑复合窗，空腹和实腹钢窗大量应用于20世纪70至80年代，其市场占有率曾突破70%，但由于其保温性能较差，现已淘汰；作为普通钢窗的换代产品，彩色钢板窗和不锈钢窗具有物理性能较高、耐久性与密封性能好、色彩选择余地多、装饰效果好和使用寿命长等特点，但保温隔热性能也比较差。铝合金窗分普通和断热铝合金窗，普通铝合金窗是70年代末引进、80年代发展起来的，其窗框型材为铝合金，具有轻质、高强、耐久性好、装饰效果好等特点，但保温隔热性能较差，已经淘汰。而新型换代产品断热铝合金窗则具有较好的保温隔热性能，

17、但价格比较高。PVC塑料窗是我国80年代末引进、90年代发展起来的，其窗框型材为PVC塑料内加钢衬，其最大优点是保温性能好，价格合理，缺点是强度及刚性均较铝合金窗低，水密性、抗风压性和采光性能均较铝合金窗差，颜色单一且易变色，尺寸稳定性较差；这是目前正在大量使用的节能窗。玻璃钢窗近年来研究开发的玻璃钢窗，具有较好的热工和物理性能，但价格较较PVC塑料窗高。钢塑、木塑和铝塑等复合窗兼顾了两种不同材料的优点，有综合的保温性能和装饰效果，但目前国产的这类窗的物理、工艺性能还需要改善。双玻窗、中空玻璃窗和双层窗的保温性能明显优单玻窗。单玻窗保温性能极差，即使是保温性能好的PVC塑料单玻窗K值也可能高达

18、4.8W/m2k；而PVC塑料中空玻璃窗传热系数K值在2.12.7W/m2k之间，铝合金断热中空玻璃窗传热系数K值在2.83.5W/m2k之间；PVC塑料Low-E中空玻璃窗传热系数的最小值为1.4W/m2k，铝合金断热Low-E中空玻璃窗传热系数K值可降到1.9W/m2k。玻璃使用不同的玻璃对整窗户的热工性能影响很大，PET双中空玻璃、Low-E中空玻璃、真空玻璃和U型玻璃的热工性能比较好，应在条件具备的项目上优先采用。平开与推拉窗的开启形式对其热工性能有极大的影响，推拉窗由于密封性能差应该尽量避免使用，平开窗有优良的热工和物理性能,但价格比较高；因此推荐平开与固定窗组合使用,经济性价比高。

19、（2）单元、阳台和户门的节能技术经过多年的发展，我国现在应用的单元、阳台和户门主要有木质、钢质、或木质、钢质复合保温门，另有部分在阳台使用的塑料门，其技术与产品性能基本能够满足工程实际需要。2、节能门窗技术应用中存在的问题随着先进地区和城市率先实施建筑节能率达到65%的第三步节能标准，应该采用气密性良好的更为先进高效的节能门窗（包括单元、阳台和户门）；目前我国已经能够自己生产各类门和窗户，包括所需要的主要门窗框型材、玻璃、门芯板品种，性能也基本满足需要。但是大量使用的PVC塑料窗存在强度及刚性均较低，水密性、抗风压性和采光性能均较差，颜色单一且易变色，尺寸稳定性较差的缺点；而综合性能比较好的玻

20、璃钢窗，钢塑、木塑和铝塑复合窗，断热铝合金窗等等价格由于价格偏高，影响了使用。门产品技术中存在内衬保温材料不达标、门构造不合理、长期稳定性差的问题。（三）、屋面节能应用我国屋面建筑节能技术主要有：结合进行屋面防水处理的EPS、XPS的倒置屋面保温隔热技术、PU屋面防水保温隔热技术，干铺加气混凝土块屋面保温隔热技术，以及若干种既有建筑屋面节能改造的技术；由于这些技术产品比较适合屋面部位的受力状态，技术相对成熟，应用后工程反映保温隔热效果比较好，处于稳定发展之中。 （四）、地面、楼板及楼梯间隔墙节能技术应用 地面建筑节能技术主要有：结合外墙面节能技术施工将保温材料埋设至基础设计深度的EPS板、XP

21、板地面保温隔热技术。楼层地板的建筑节能技术经过发展后现在已形成有：比较成熟的楼层地板和架空楼板反贴EPS、XPS板和抹胶粉聚苯颗粒楼面保温隔热技术。楼梯间隔墙节能技术主要有：胶粉颗粒保温浆料系统、满足性能要求的轻质保温砂浆技术。这些技术比较简单，容易掌握，应用后工程反映效果比较好，处于稳定发展之中。四、可再生能源在建筑中使用技术应用（一）、在建筑中太阳能利用技术基本情况 太阳能在建筑中利用分为：生活热水、采暖，太阳能制冷空调和光伏电池提供电源几种形式。中国是世界上拥有丰富太阳能资源的地区,而太阳能热水系统既是当前太阳能热利用中技术最成熟、经济最具竞争力、应用最广泛、产业化发展最快的产品，也是我

22、国最具优势的产业；中国已经是世界上太阳能热利用产量最大、总使用量最多、发展潜力最大的市场和制造工厂。具体运用技术类型分为：光热利用和光电利用,光热利用按不同利用方式又可分为被动式光热利用和主动式光热利用两类。（1）光热利用被动式采暖太阳房。被动式采暖太阳房是被动式光热利用最常见的形式,其形式多样，投资少、实用，但受太阳能不稳定影响大，在边远、贫困地区的学校、乡镇住宅的冬季采暖发挥重要作用；经过改进的太阳能采暖与常规采暖系统相结合的新型被动太阳能采暖建筑将在改善北方农村的冬季室内热环境条件方面继续起重要作用；随着我国经济实力的提高、建筑围护结构保温隔热性能的提高和节能意识的增强，被动太阳能采暖技

23、术将在城市建筑中得到采用。供热水与采暖。利用太阳能作为建筑物供热热源，利用太阳能供热综合系统（兼有采暖、生活热水供应功能）解决人们在建筑物生活时所需要的热水、采暖，这种应用形式中提高太阳能系统的性能、太阳能系统与建筑协调结合技术是关键，在我国的发展还比较缓慢，需要有关方面积极支持加紧发展；太阳能与浅层地源热泵技术结合供暖可提高太阳能集热系统的效率。参与城市集中连片供热。太阳能连片集中集热，提供区域供热的部分热源。太阳能空调。利用太阳能产生中高温热水作为吸收式制冷机运行时所需要的热源，太阳能空调的应用需求和太阳能的供给量保持很好的一致性，天气越热，越需要用空调时，太阳辐照量也较高；难点是需要的太

24、阳集热器数量多、面积大，工程初投资偏多。而太阳能供热-空调综合系统由于能全年综合利用，可提高系统节能经济效益，降低回收期。（2）光电利用太阳能光伏发电技术在建筑的应用 可作为建筑材料和装饰材料的光伏电池产品技术用于建筑，可提供空调及照明、供电的主要能源，近年来成为世界太阳能利用的热点，是太阳能光电技术的重要发展方向；（3）综合利用太阳能光热、光电综合利用，既解决建筑的生活热水、空调热源，又解决家用电器、照明供电的需要。（4）利用形式太阳能的热利用技术形式除被动式采暖太阳房形式外,按系统循环方式分为:自然循环系统、直流式系统、直接式机械循环系统、直接式排回系统、间接式系统。这些技术系统各有优缺点

25、，有各自的适用范围；但是要实施与建筑结合应用，循环方式应该采用承压（机械循环）式间接双回路系统，这种系统便于实施与建筑外观协调配合的设计施工、便于实现高质量的控制和计量、便于保证全日稳定可靠供水。按集热器形式分为：平板式集热器系统、真空管式集热器系统。真空管式集热器是我国独立研发的技术，具有低温下集热效率高的特点，得到了广泛地应用；而平板式集热器系统由于自身结构轻、薄、寿命比较长的特点比较容易实施与建筑结合，并且随着生产工艺提高、高效太阳能吸收涂层技术引进，其应用范围还将扩大。（二）、浅 利用技术应用于发展地源热泵是一种利用地下浅层地热资源（也称地能，包括地下水、土壤或地表水等）的既可供热又可

26、制冷的高效节能空调系统，主要应用形式和应用技术有：土壤源热泵技术、地下浅层水源热泵技术、地表淡水源热泵技术、地表污水源热泵技术及浅层海水源热泵技术。地源热泵通过输入少量的高品位能源（如电能），实现低温位热能向高温位转移。地能分别在冬季作为热泵供暖的热源和夏季空调的冷源，即在冬季，把地能中的热量“取”出来，提高温度后，供给室内采暖；夏季，把室内的热量取出来，释放到地能中去。通常地源热泵消耗1kW的能量，用户可以得到4kW以上的热量或冷量。从科学用能的角度看，热泵是合理利用高、低品位能的最佳技术路线。与锅炉（电、燃料）供热系统相比，锅炉供热只能将90%以上的电能或7090%的燃料能转为热量，供用户

27、使用，因此地源热泵要比电锅炉加热节省三分之二以上的电能，比燃料锅炉节省二分之一以上的能量；由于地源热泵的热源温度全年较为稳定，一般为1025，其制冷、制热系数可达3.54.4，与传统的空气源热泵相比，要高出40%左右，其运行费用为普通中央空调的5060。因此，近十几年来，尤其是近五年来，地源热泵空调系统在北美及中、北欧国家取得了较快的发展，中国的地源热泵市场也日趋活跃，可以预计，该项技术将会成为21世纪最有效的供热和供冷空调技术。参考文献1. 许嘉龙. 浅谈建筑节能的几种途径J. 辽宁建材. 2009(07)2. 王润晓. 可再生能源建筑应用促进产业发展J. 建设科技.3. 何志源. 现代建筑节能设计探讨J. 广东科技. 2009(20)4. 王彤. 浅谈建筑节能设计J. 山西建筑. 2009.( 26)