公共建筑设计节能策略

公共建筑设计节能策略（精选11篇）

公共建筑设计节能策略 第1篇

因此有必要对《公共建筑节能设计标准》进行解读, 以便较为准确地了解和掌握公共建筑节能设计的要点。

一、“标准”的特点

(1) 设计途径。与居住建筑不同, “标准”对公共建筑的设计提出了两种途径。一种是“规定性方法”, 另一种叫作“性能化方法”。设计者可根据需要选用其中任一种方法, 进行节能设计, 使所设计的公共建筑达到节能设计的标准。

(2) 建筑幕墙。“标准”将公共建筑中经常运用的幕墙分为透明和不透明两种幕墙, 分别提出了不同的设计要求。

(3) 冷热源能效比。“标准”对空调与采暖的冷热源提出了能效比的要求。将机组的能效比 (性能系数) 规定了五个等级。第五等级是未来淘汰的产品, 第3.4等级代表我国的平均水平, 第2等级代表节能型产品 (按最小有寿命周期成本确定) , 第1等级是企业努力的目标。对水冷离心式机组规定达到第3级水平, 螺杆机、单元式空调机规定达到第4级水平, 但对于活塞式/涡旋式侧仍然规定最低的第5级水平。热驱动的冷热水机组由于目前尚无能效等级标准, 仍执行已颁布的产品标准。

(4) 综合部分负荷性能系数 (IPLV) 。一般情况下, 满负荷运行情况只占整个机组寿命时间的1～5%, 绝大部分时间, 机组是在部分负荷下运行, 综合部分负荷性能系数更能反映单台冷水机组的真正使用效率。因此“标准”首次把综合部分负荷性能系数写入了节能设计标准中。

二、“公建标准”与“居建标准”的不同

(1) 耗热量指标值。“居建标准”中各不同气候区域均有一个明确的耗热量指标值, 如兰州地区50%节能时采暖期室外平均温度 (-2.8℃) 下的耗热量指标是20.8W/m2, 天水 (-0.2℃) 为20.3W/m2, 酒泉 (-4.4℃) 为21.0W/m2等。“公建标准”中则无具体的耗热量规定。

(2) 设计方法。“居建标准”只规定了一种设计方法, 即规定性方法, 设计建筑围护结构部分均不应超过规定限值, 只允许在外窗传热系数达不到限值时, 可以相应调整屋顶和外窗的传热系数。…“公建标准”规定了两种设计方法, 设计者可任选其中一种。

(3) 能耗计算。“居建标准”在外窗传热系数限值一项不符合规定时, 需进行能耗计算 (二步节能标准) 。“公建标准”在体形系数, 围护结构热工性能、窗墙面积比、天窗面积比四项之一不符合规定时, 均需作权衡判断, 即需进行能耗计算。

(4) 节能判定。“居建标准”基本是按规定性指标进行判定, 只有外窗传热系数不符合时采用耗热量指标判定。“公建标准”当采用规定性方法时, 各项规定性指标均能满足即可定为节能设计。当其中一项不满足规定时采用权衡判断法进行判定。

(5) 权衡判断。“居建标准”中无这一名词。“公建标准”有这一名词, 权衡判断是公建性化节能设计的主要方法。

(6) 气候划分。“居建标准”按采暖期室外平均温度基本以1℃之差将我省划分为8个区域。“公建标准”按严寒A区、严寒B区, 寒冷、夏热冬冷、夏热冬暖五个区域划分, 我省兰州、平凉、天水与西安、拉萨、郑州等同属寒冷地区。我省酒泉、张掖与乌鲁木齐、呼和浩特、西宁、银川、吐鲁蕃同属严寒B区。

(7) 体形系数。“居建标准”一般以0.3作为体形系数控制指标。“公建标准”则以0.4作为体形系数控制指标。

(8) 围护结构传热系数限值。“居建标准”给出体形系数≤0.3和>0.3两种情况时外墙和屋顶传热系数。“公建标准”对围护结构各部分均给出了体形系数≤0.3和>0.3≤0.4时的传热系数。

(9) 外窗的传热系数。“居建标准” (50%中) 只给出单层塑料窗4.7和单框双玻金属窗4.0两个传热系数。“公建标准”则对应于窗墙面积比从0.2～0.7分五档及体形系数从0.3～0.4时共十个传热系数限值。

建设节约型社会是关系到我国经济发展和中华民族复兴, 具有全局性和战略性的重大决策, 是贯彻科学发展观的必然要求, 是全面建设小康社会的重要保障。加快建设节约型社会, 是由我国基本国情决定的。

公共建筑的研究是建筑行业的前沿阵地, 利用其独特的优势和社会认可度, 可以为建筑节能之范围竖起示范与榜样, 从而引导与推动建筑节能向社会覆盖。此意义之深远, 应以众建筑设计人所重视, 且为之以努力, 不但要考虑到建筑初期投资和运营的经济性, 更要一后期的发展可持续性为目的, 深远思考。

引目前常见建筑能源问题以为戒, 深入研究目前各个环节中的不足与可更改的地方, 将新思维引入当中, 把常见的问题解决掉, 平凡之弊病也是顽固问题所在之根源

摘要：通过对建筑的大量取证调查, 以城市公共建筑为重点研究对象, 对于建筑中能耗特点的分析, 来寻找当前建筑在设计中建筑节能设计思维和技术应用的不足与存在的问题。针对建筑能源集中消耗量大、节能措施不完善和建设资金紧张的情况, 以我国当前正在实行的节能方法规范技术措施为基础, 通过学习中国传统建筑生态理念, 以建筑的手段为先导, 总结出适合于目前建筑节能设计的策略与办法。在技术措施方面, 借鉴国内外先进技术与经验, 充分利用新能源、新设备、新材料, 从建筑的围护结构及能源的充分利用方面, 来到到降低建筑的维护使用能耗, 节约能源的目的。

公共建筑绿色节能减排应用探析 第2篇

【关键词】绿色建筑；围护结构；采光通风；节能减排

当前现代高层办公建筑呈现出两种趋势：第一种是追求对资源的节约和高效利用；第二种是对人的生存状态和使用方便性。本文结合公共建筑绿色节能减排，讨论我国现代公共建筑设计中围护结构设计、采光通风设计、节能减排设计等几项绿色建筑技术在这两种趋势中的应用。

一、项目概况

深圳建科大楼是深圳市建筑科学研究院的科研办公楼，建筑总面积 1.8 万平方米，建筑高度为59.6 m，共 14 层，其中地上 12层，地下 2 层。建筑功能包括实验、研发设计、办公、学术交流、地下停车库、休闲及生活辅助用房等。建筑设计采用功能立体叠加的方式，将各功能块根据性质、空间需求和流线组织，分别安排在不同的竖向空间体块中，并针对不同需求的建筑外围护构造，形成由内而外自然生成的独特建筑形态。

二、建筑空间布局

绿色公共建筑可以进行混合功能设计，要考虑到立体的复合功能，通过功能的复合来节约能源、材料和城市空间资源。公共建筑的规划设计不仅要强调使用功能、交通流线等基本要素，从一开始就应融入绿色理念。将建筑采光、通风、节能和使用者参与程度等方面因素作为规划设计的重要内容。设计除满足常规的办公功能、流线组织外，还设计大量的空中交流平台、屋顶花园等设施。设计将首层架空6m，形成开放的城市共享绿化空间。

在屋顶设置整层绿化花园，标准层的垂直交通也由开放的绿化平台相联系，共同形成超过用地面积一倍的室外开放绿化空间，为使用者提供大量的交流活动空间，多层次的立体绿化系统也减少了环境的热岛效应。

三、建筑节能技术支撑

在绿色公共建筑设计中，不仅通过计算机模拟得到很精确的通风、阳光、噪声指标，并不断调整和完善设计，综合运用丰富的技术设计手段，使建筑室内外环境达到最佳。

（一）围护结构设计

1.外墙节能措施。在围护结构节能方面，建科大楼综合采用保温墙体、节能玻璃、创新外遮阳保温、绿化屋顶等外围护措施，实现65%的节能设计。大楼建筑采用了水泥聚苯板加聚氨酯泡沫喷涂材料复合墙板，复合墙板和外墙保温装饰板（聚苯板 + 铝板）的外墙保温隔热措施。外墙平均传热系数Km= 0.69 W / （ m2·K）。5 层及以下外墙采用挤塑混凝土外墙板 + 喷涂聚氨酯泡沫内保温，7 层及以上外墙采用金属饰面 + 保温板 + 加气混凝土砌块，建筑的下半部墙面外挂混凝土墙板的内侧喷涂聚氨酯泡沫，将梁和柱包覆起来，虽属“外墙内保温”，但不存在热桥。建筑的上半部采用金属材料饰面 + 保温板形式的外墙外保温，可避免一般外墙外保温系统容易开裂的缺点。

2.外窗和幕墙节能措施。围护结构方面要主动节能，南方的建筑外遮阳，北方的建筑直接利用太阳能。中国是一个四季分明的国家，到了春天、秋天应该让建筑直接能够通风，可以大幅度下降建筑能耗。建科大楼外窗采用中空玻璃铝合金窗（内设遮阳百叶），以及中空玻璃断热铝合金窗。南立面和东立面部分采用透光比为 20% 的光电幕墙，同时，东立面和南立面均设计遮阳反光板等外遮阳措施。东、南、北三个朝向在距窗顶部下方的 500 mm 处设置反光遮阳板，既起到增强室内自然采光的效果，同时起外遮阳的作用。西向采用双通道幕墙的隔热构造做法，双通道幕墙的外侧幕墙采用太阳能光电幕墙，通道宽度 0.8 m，通道内自然通风良好。

3.屋顶和架空层节能措施。建科大楼的屋顶根据位置及具体情况采用倒置式屋顶、降温屋面、种植屋面和屋面遮阳等多种节能技术是联合国开发计划署低能耗和绿色建筑集成技术示范和国家“十一五”科技支撑计划的 “华南地区绿色办公建筑室内外综合环境改建”的示范工程。屋顶采用 30 mm 厚倒置式隔热构造，同时部分采用种植屋面，屋顶花架安装光伏电池板和平板式太阳热水集热板可对屋面遮阳。采用倒置式屋面可使防水层和基层免遭热变形扰动，延长防水层的寿命。30mm 厚隔热层再加上种植屋面以及屋顶花架安装的光伏电池板和集热板的遮阳，隔热效果显著。

（二）自然通风设计

1.平面布局。建科院夏季主导风向为东南偏南风，冬季主导风向为东北偏北风，另外结合前面对建筑场地的自然通风环境的研究，通过计算机进行通风模拟，分析建筑空间布局情况下的自然通风设计。

2.根据风压分布优化各立面开窗方式。建筑设计者通过实地调研和分析， 根据室外风场规律，进行了精细化设计，根据所在楼层不同结合立面的做法分别采用平开窗、中悬窗、上悬窗等开窗方式。建科院建筑的窗户有很大一部分采用中悬窗形式，这种开窗形式通风性、打开方式、开启角度和防噪音等方面具有很大的优势。结合采用遮阳导风板，同时外窗朝向和形式也考虑了外部噪声影响。基地周围有两条道路，立面及开窗设计必须考虑噪声环境影响。通过对周边噪声环境的实测和模拟分析，有针对性地对噪声给建筑带来的影响作专项处理，如门窗、楼板、地面、天花、室内隔墙均采用构造措施，并做隔音降噪处理。同时适度减少某些特殊位置的开窗面积，做到噪音防治处理的有的放矢。另外在建筑平面上，采用大空间和多通风面设计，实现室内舒适通风环境。

3. 建筑空间采用大空间和多通风面设计。如报告厅采用可开启的外墙，当外墙开启时，室内通风效果良好，可感觉较为明显的自然风拂过； 当需要引导风向或则关闭时，电动按钮控制关闭角度。另外还有自然通风的休闲平台和可通风楼梯间等。

（三）天然采光利用

平面布局使建筑进深控制在合适的尺度，以提高室内可利用天然采光比例。在外窗的窗台设置遮阳反光板适度降低过高照度的同时，将多余的日光通过反光板和浅色顶棚反射向纵深照域。室内面积采光得到改善，理想情况下可节约用电约6万度电。在地下室设置光导照明系统，光导照明系统包含采光器、导光管和漫射器三部分。通过屋顶的采光器捕获阳光，然后通过导光管的反射管道向下改道，透过不同的反射面，将自然光分布到建筑内部的区域。该系统基本不涉及能耗，符合建筑节能概念。管道设计采取可调设计，通过建筑结构的较小改变，使之满足安装需要。漫射器的反光镜面及扩散面可安装于天花板上，用作调整光线及控制室内光的传播。将光线引入均匀地向室内投射，而且将过多的紫外线、冗余的热量及粉尘阻挡在外。

四、公共绿色建筑节能物业管理

中央财政三年前就确定对建立公共建筑节能监管系统的示范城市给予补贴，对所有大型公共建筑进行在线监测。再加上节能物业管理、节能服务公司已经成为我国发展最快的两个建筑系统服务商，服务业的发展在建筑领域方兴未艾。

五、结语

由于政府节能补贴大幅度增加，适用的关键技术正在快速涌现，以及国际合作正在蓬勃发展，绿色公共节能建筑面临前所未有的机遇。绿色公共建筑设计从开始所遵循的思考方法就不同于以往，其中因大量新技术的应用所表达出来的形态也不同于以前。当然，绿色建筑也不仅仅是做技术的简单拼接，而是建筑技术与建筑形态的有机结合。遵循公共建筑的绿色节能应该首先应着眼于建筑的全生命周期进行技术创新和精心设计，而且尽可能延长生命周期。绿色生活永不止步，设计也不会因大楼建成而停止，坚持使用中再设计的原则，建筑才能真正成为“既有建筑改造更新和可持续发展”的绿色建筑技术应用典范。

参考文献

[1]胡南.现代城市绿色生态型高层建筑设计要点探析[J].中外建筑，2010（8）：154-156

[2]马维娜，梅洪元，俞天琦.我国绿色建筑技术现状与发展策略[J].建筑技术，2010，41（7）

[3]史海疆.能耗监控管理系统助力公共建筑绿色节能[J].电气应用，2011（14）

[4]童春华.绿色低碳实践：释放城市未来生命力——2011中国大型公共建筑绿色节能减排高峰论坛综述[J].中国勘察设计，2011（12）

公共建筑节能纳入节能减排目标 第3篇

住房城乡建设部近日发出通知, 要求切实加强政府办公建筑和大型公共建筑节能管理工作, 建立问责制, 把公共建筑节能工作纳入本部门“十一五”节能减排工作目标。

住房城乡建设部有关负责人表示, 各地主管部门必须将公共建筑节能管理工作和2010年公共机构能源消耗指标在去年基础上降低5%的目标, 纳入本部门“十一五”节能减排工作目标。市县一级住房城乡建设主管部门要采用随机抽查和重点督查相结合的方式, 对辖区内的政府办公建筑和公共建筑执行空调温度控制情况至少进行一次专项检查, 对不符合规定的要责令其整改, 并向社会公布检查结果。

住房城乡建设部要求, 北京、天津、深圳等第一批国家机关办公建筑和大型公共建筑能耗监测平台建设试点城市, 要进一步完善监测平台功能, 在现有基础上, 扩大监测范围, 增加动态监测建筑数量。北京、天津、深圳今年分别新增动态监测315栋、165栋和250栋国家机关办公建筑和大型公共建筑。第二批试点城市2010年内应完成监测平台的建设, 并通过验收。

公共建筑节能改造实践研究论文 第4篇

该建筑为政府办公建筑，建筑面积为31263.2m2，地上24层，地下2层，采用集中空调系统，夏季螺杆式冷水机组供冷，冬季燃气热水机组供暖，系统运行以手动控制为主，投入使用，—20平均能耗总量314.25tce/a，单位面积能耗指标为81.8kWh/(m2a)，其中电耗占85.2%，燃气耗14.8%。该项目年通过改造方案评审，通过改造工程验收，通过节能量核定。

4.2改造内容

(1)在空调系统方面：冷水机组增加控制柜，压缩机采用电流控制法自动启/停压缩机台数，保证压缩机尽可能在满足负荷下运行，提高机组运行能效比；供暖锅炉增设燃气余热回收装置，烟气温度由258℃降低至100℃以下，回收热用来预热供暖回水；原冷冻水泵扬程38m，铭牌效率73%，现场实测扬程24m，效率65%，更换为2台扬程28m，铭牌效率为80%的新水泵；供暖水泵存在以上相同问题，同样更换为2台新水泵。经核定，项目改造后空调系统单项节能率20.78%。(2)在照明系统方面：原来使用的T8、T5荧光灯具更换为高效的LED灯具。经核定，项目改造后的单项节能率为14.81%。(3)在室内用能设备(插座)方面：采用电源开关有识别功能的专用节能插座，降低待机能耗。经核定，项目改造后的单项节能率4.05%。(4)在供配电系统方面：采用人工调整相路负荷结合增置无功率不尝试三相负荷装置，完善供配电系统三相平衡度，降低配电负荷电流带来的损失；两台变压器配置联络柜，降低变压器轻载损耗；冷却塔风机运行功率因数为0.52，就地配置风机无功率补偿装置，提高风机运行效率。经核定，项目改造后单项节能率19.5%。

4.3改造收益及投资回收期

项目改造后，综合节能率为21.27%，每年节电26.86万kWh，节约燃气3.12万m3，按现行电价0.76元/kWh、燃气价格2.25元/m3计算，每年可节约能源费用约26万元；项目改造总投资183万元，静态回收期7年，获得节能改造专项补助资金(109.4万元)后，静态回收期为3年。

公共建筑设计节能策略 第5篇

【关键词】公共建筑；节能评估；工作指南

引言

随着《固定资产投资项目节能评估和审查暂行办法》（国家发改委2010年6号令）等一系列法律法规的颁布施行，固定资产投资项目的节能评估和审查作为加强节能工作的重要组成部分，是项目审批、核准或开工建设的前置性条件，从源头上杜绝能源浪费，避免用能不合理项目的审批，提高项目能源利用效率，从而为项目决策提供科学依据，这将对国家“十二五”期间乃至今后的节能减排工作起到强有力的推动和保障作用。加强对建筑业的节能审查和管理能够从源头上实现节能降耗，并且对促进产业结构调整和产业升级具有重要意义。我国将建筑划分为工业建筑和民用建筑，民用建筑又包括公共建筑和居住建筑。公共建筑的种类繁多，其能耗情况复杂多样，目前尚未有专门针对公共建筑的节能评估报告编制大纲发布，致使社会上的公共建筑节能评估报告编制水平参差不齐，不能很好地起到作用。针对公共建筑的节能评估报告，笔者结合该类报告编制的工作程序，谈谈在报告编制过程中的一些经验积累和思考。

一、公共建筑节能评估报告编制

公共建筑项目节能评估报告应以国家发展改革委资源节约和环境保护司与国家节能中心联合编制的《固定资产投资项目节能评估工作指南》（2014年本）（以下简称“工作指南”）为纲进行编制，工作指南中针对各类型项目能耗特点的不同，分项目类型列出了4大类编写指南，公共建筑项目应以编写指南（总纲·2014年本）为依据，进行编制。

（1）评估内容及依据

以项目投资建设内容为依据明确评估范围和用能系统边界，据此对项目能源消费情况、建设方案、主要用能系统、主要耗能设备能效水平、节能措施等方面开展评估工作，并确定评估重点、评估原则、评估方法等。

公共建筑节能评估报告的评估依据既包含政策性依据，如与建筑节能相关的国家及地方法律、法规、规划、行业准入条件、产业政策，节能技术、产品推荐目录，国家明令淘汰的用能产品、设备等目录；也包括与公共建筑节能设计相关的标准和规范，如国家及项目所在省（市或自治区）建筑节能标准、绿色建筑标准、可再生能源利用技术标准等，建筑、电气、暖通、给排水等相关专业设计规范，电气、暖通、给排水等相关建筑耗能设备的能效标准、节能技术、节能产品等技术标准；同时，项目支撑性文件也是必不可少的依据，如项目可行性研究报告、能源供应等相关文件或协议。

（2）项目概况

在项目概况章节中，既要全面概括介绍，把项目的整体情况加以详细说明，如项目建设单位概况，项目名称、建设地点、建设背景、建设规模、建设内容、总投资、资金来源、总体经济技术指标及项目前期工作开展情况、工作进度计划等，改扩建项目还应介绍既有项目的相关情况；又要突出能源消费这个侧重点，强调说明项目能源消费方面的情况，如项目用能情况及能源使用分布情况，叙述项目能源供应条件。

（3）项目建设方案节能评估

公共建筑项目建设方案的节能评估，要有别于一般工业项目建设方案节能评估的步骤和思路，在工作指南总纲中，只针对一般工业项目，给出了评估步骤和评估侧重点，其并不能很好的反映出公共建筑项目的能耗特点。所以，在此章，要针对项目自身特点，做出相应的调整。笔者建议此章分为建筑、给排水、暖通空调、电气等4个专业，分专业对建设方案进行评估。针对每一个专业，分别从以下3个方面进行有层次、有逻辑的论证：首先，将能评前已有的设计方案进行叙述；其次，对前述设计方案从节能角度进行评估论证，并给出评估结论；再次，对项目设计方案提出优化建议，说明项目采纳了哪些建议并分析其节能效果。

列出项目采用的暖通设备表、给排水设备表、电气设备表，并对设备的能效水平进行对标分析，评估其能效水平，提出评估结论和建议。

（4）节能措施评估

节能措施评估分为能评前节能措施和能评阶段节能措施，从建筑、暖通、给排水、电气等4个专业角度，将能评前已经采取的节能措施进行一个全面细致的梳理，对各条节能措施的节能效果进行评估，计算节能量。能评阶段结合项目设计方案在节能方面存在的问题，说明节能评估提出且项目采纳了的建筑、暖通、给排水、電气方面的节能措施；对各条节能措施的节能效果进行评估，测算节能量并折标煤，对各条节能措施进行经济性评估。

（5）项目综合能耗及节能水平评估

根据项目节能评估后最终采取的设计方案、节能措施、设备的能效，进行供暖、空调、通风系统，给水、排水、生活热水、饮水系统，供配电系统能耗计算，并附具体计算过程。对于暖通系统、给排水系统、电气系统之外的其他用能，如餐饮用气用电、数据机房设备耗电、医疗设备耗能、试验工艺耗能、科研设备耗能等，根据项目节能评估后最终采取的设计方案、节能措施、设备的能效，单独进行能耗计算。

根据项目所有用能系统的能耗计算，合计得出项目年综合能耗量，并计算出项目单位面积综合能耗指标。

结合项目节能评估后最终采取的设计方案、节能措施、设备能效，根据国家现行《节能建筑评价标准》（GB/T50668）规定的节能 设计评价指标体系，来确定项目所能达到的节能等级目标（A、AA、AAA级）；根据国家现行《绿色建筑评价标准》（GB/T50378），来确定项目所能达到的绿色建筑星级目标（★、★★、★★★级），并结合项目达到的节能等级目标或绿色建筑星级目标，对项目总体节能水平进行评估。

（6）项目能源消费对所在地影响评估

介绍项目所在地的电力、热力、天然气、水等供应及消费需求情况。根据项目所在地节能目标、单位地区生产总值能耗、地区生产总值、国民经济发展规划、能源发展规划等资料，测算项目所在地省、市两级能源消费增量。计算项目综合能源消费量占所在地能源消费增量的比重，分析判断项目综合能源消费量对项目所在地能源消费的影响。

（7）结论与建议

根据对项目的节能评估情况，说明项目评估后在节能方面还存在的主要问题，并对存在问题提出有针对性的改进建议。

二、报告编制注意事项

公共建筑节能评估报告内容相对比较复杂，在评估时需要逻辑思路清晰，下面就该类项目节能评估报告需要注意的方面说明如下：

（1）资料内容一致性

在编制节能评估报告时需要参考项目建设单位提供的各项前期资料，在这些文件中可能存在数据前后不一致，内容不齐全，数据随时更新等诸多问题，这就需要和项目建设单位进行充分的沟通，确保报告内容在最大程度上符合项目的实际情况。

（2）计算项目能耗时不重复计算，并分项说明

在计算具有不同功能的建筑能耗时要分别加以说明，不能笼统地全部归纳在一起，要将不同功能用途的能耗数据分别列表，做到一目了然，因为不同功能用途对应的是不同的参考标准。

（3）说明节能措施和效果的明确性

在说明项目所采取的节能措施和取得的节能效果时要清晰明确，不能只作原则性和大致性的描述，尽量做到量化说明，另外要根据项目特点提出科学合理的节能措施和技术方案，该措施和方案要具有针对性，可行性和经济性。

参考文献

[1]佟立志. 固定资产投资项目节能评估（一）[J]. 中国工程咨询，2011，（1）：75- 76

[2]佟立志. 固定资产投资项目节能评估（五）[J]. 中国工程咨询，2011，（5）：73- 74

公共建筑的建筑节能解析 第6篇

关键词：公共建筑,建筑节能,节能措施

公共建筑指的是单体建筑面积超过20000m2的建筑物, 如办公建筑、商业建筑、旅游建筑以及交通枢纽等等, 这些大型的建筑采用的是中央空调, 在采暖通风系统的使用和安装方面较为集中。中央空调的运转需要产生较大的能量消耗, 为了达到节能减排的目的, 需要对公共建筑采取有效的节能措施, 包括建筑材料的选择、制冷设备的运行管理等等, 在保证公共建筑使用功能不受影响的前提下, 合理的降低对能源的消耗, 才能实现建筑节能。

1 公共建筑耗能的现状

经济的发展促进了城市建筑市场的快速发展, 建筑物的数量和规模成为了衡量城市发展水平的重要标志。然而, 随着城市建筑物数量的增加, 产生的耗能也在逐年上升, 在能源消费总量中所占的比例越来越大, 已经达到30%;而这仅仅是建筑物建设和使用过程中产生的耗能, 如果加上建材生产、设备运行等产生的耗能, 将会占到能源消费总量的50%以上。我国能源丰富, 但是建筑耗能的不断增加, 使得能源问题日益严重, 而且也带来了更严重的环境问题。如果按照目前的形势继续发展, 建筑耗能速度将会超过能源的生产速度, 导致能源紧张的问题日益加剧, 对于社会和经济的发展都会带来严重的问题。公共建筑在所有的建筑物中占据很大的比例, 目前我国公共建筑的总面积, 可以达到45亿平方米, 其中使采用中央空调的大型公共建筑物面积超过7亿平方米, 其产生的能耗也可想而知。如果按节能50%的标准进行改造, 总的节能潜力约为1.35亿吨标准煤, 如今我国已经将节能和减排作为一项重要的发展战略, 并且对建筑行业制定了全新的节能设计标准, 加入了关于既有建筑的节能改造内容, 未来公共建筑的能耗可以减少3.5亿吨标准煤, 空调高峰负荷可减少约8000万千瓦 (约相当于4.5个三峡电站的满负荷出力, 减少电力投资6000亿元) 。如果要求2020年建筑能耗达到发达国家20世纪末的水平, 则节能效果将更为巨大。

2 我国公共建筑节能存在的问题

通过上文分析可以看出, 我国在公共建筑节能方面与西方发达国家还存在很大的差距, 具体包括以下几个方面的原因:

(1) 法律配套设施不完善。我国关于建筑市场节能的相关法律法规体系的建设不够完善, 已经颁布的标准, 主要是针对公共建筑的《公共建筑节能设计标准》 (GB50189-2005) , 对于建筑设计节能做出了总体上的要求和规划, 但是却缺乏具体的操作规范和设计标准, 可操作性不强。

(2) 我国建筑能源体系结构不完善。从目前我国建筑能源体结构来看, 大多公共建筑能源依赖的是一次能源, 对于风能、水电、太阳能等可再生资源的利用率却十分有限, 这与可再生能源开发技术滞后有密切的关系。正是由于太阳能发电、生物质能等新能源的技术问题没有得到有效的解决, 而且在新能源的开发和生产成本方面较高, 所以也间接影响了公共建筑的能源结构。

(3) 建材生产水平不高。我国在建筑节能材料的生产技术方面不强, 同时粗放式的管理方式导致了生产成本的不断增加, 在节能材料的生产过程中仍然需要耗费大量的能源, 产生大量的消耗, 得不偿失。另外, 在建材市场的管理方面也相对较为混乱, 没有针对节能建材出具有针对性的管理办法, 使得很多节能建材的管理较为混乱, 无法发挥节能建材的重要作用。

(4) 公共建筑自身的节能效果不强。由于施工设计不科学、施工技术水平有限等原因的影响, 使得公共建筑结构本身的热工性能不高, 门窗的保温性能和气密性都无法达到西方国家的高标准, 这也使得公共建筑的耗能始终无法得到有效的控制。当前, 我国在公共建筑的耗能方面制定了相应的标准和规范, 在建筑围护结构的传热系数方面却始终无法下降到西方国家的标准, 这与我国建筑产品的节能技术含量不高有关, 而且很多高科技的节能材料, 如空心粘土砖、粉煤灰砖等, 都没有在公共建筑上得到有效的应用, 使得公共建筑本身没有体现出较好的节能效果。

3 公共建筑的建筑节能技术措施

3.1 墙体保温技术

墙体保温技术是解决公共建筑节能的关键技术之一, 如果墙体保温层保护层开裂, 就会使墙体的保温性能受到极大影响, 必须通过更大的耗能才能达到保温效果。在实际的施工过程中, 需要加强对主体墙结构的保温, 固定保温材料的基础上, 在外层涂抹砂浆进行加固;对于女儿墙、阳台等容易产生热桥的部位, 则需要利用外保温技术消除热桥造成的热损失。当前, 在公共建筑外墙保温方面, 主要应用的技术有聚苯板保温砂浆外墙保温、聚苯板现浇混凝土外墙保温、聚苯颗粒浆料外墙保温等。

3.2 门窗保温技术

门窗结构是影响建公共建筑保温性能的重要因素, 如果门窗结构不合理, 就会导致热能的大量损失, 因此可以通过合理的配置门窗, 增强门窗部位的能量传递效率, 如辐射传递、对流传递等。在窗体结构方面, 容易由于空气流动而导致热能损失, 所以可以充分利用光学原理降低玻璃表面的反射率, 减少玻璃的辐射传热。在寒冷的北方, 可以利用双侧门窗的设置方式, 达到更好的隔热、节能效率。

3.3 建筑节能设计的完善

根据公共建筑的使用功能和要求, 从建筑物的地理位置、朝向、建筑结构、建筑物间距等要素出发, 对公共建筑本身的冷暖负荷进行计算, 因此一般的公共建筑都是南北朝向。对于建筑物内部的结构设置, 也应当尽量将房间布置为南北方向, 可以充分依靠自然通风达到降低室内温度的目的。需要设置空调的公共建筑, 在区域内的房间布置要紧凑, 减少敞开的公共空间布置, 可以降低空调负荷, 减少能源消耗。

3.4 照明节能

照明在公共建筑的整体耗能中占据很大的比例, 因此改善照明控制可以极大的减少能源的消耗。一方面, 从公共建筑的照明设计方面来说, 要充分利用自然采光, 延长光照时间, 将人工照明与自然照明进行有效的结合, 可以极大的减少对电能的消耗。另一方面, 选择合适的光源, 按照不同的照明需求选择相应的光源, 配备不同的照明设备和开关, 例如在办公区域内需要正常的光源照明, 而在走廊位置就可以设置感应照明, 这样也可以达到节能的目的。

4 结束语

综上所述, 本文主要针对公共建筑的节能问题进行了简单的探讨。随着我国建筑市场的快速发展, 建筑领域的节能问题也受到了越来越多的关注, 通过有效的节能措施提升公共建筑的节能效益, 可以降低对能源和资源的损耗, 提高公共建筑的环保效益, 有利于促进建筑市场健康、持续的发展。

参考文献

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[2]闫辉, 王要武, 张磊.公益性公共建筑节能激励契约设计[J].工程管理学报, 2011 (04) .

[3]杜冰, 卢迎华.大型公共建筑节能存在的问题与对策探析[J].价值工程, 2010 (21) .

[4]芮隽, 汪霄.中国大型公共建筑节能激励机制研究[J].生态经济, 2011 (07) .

[5]范志勇, 季翔, 张宝军, 田国华.公共建筑节能成套技术研究的内容及路径[J].徐州建筑职业技术学院学报, 2007 (02) .

公共建筑的节能改造 第7篇

建筑能耗主要是指建筑在建造和使用过程中消耗的能源。我国目前正处于建设鼎盛期, 全国每年城乡新建房屋建筑面积近20亿平方米, 其中80%以上为高耗能建筑;既有建筑近400亿平方米, 95%以上是高耗能建筑。据统计, 建筑在建造和使用过程中消耗的能源占全球总能耗的50%, 产生34%的污染。近年来, 我国采暖地区的城镇, 平均每年新建采暖居住建筑1亿平方米。按照目前建筑能耗水平的发展状况, 预计到2020年我国建筑能耗将达到10.89亿吨标准煤, 是2000年的三倍多, 空调夏季高峰负荷将相当于10个三峡水电站满负荷供电, 仅城市建筑采暖每年约排放二氧化碳1.9亿吨、粉尘3000万吨。随着我国城市化进程的加快和人民生活质量的改善, 我国建筑能耗比重最终将上升至35%左右。建筑能耗必将成为我国能源发展的软肋。

建筑按照其用能特点可分为民用建筑和工业建筑, 其中民用建筑包括居住建筑和公共建筑。我国每年新建建筑约为15亿~20亿平方米, 其中近1/5为公共建筑。据调查, 我国大型公共建筑单位建筑面积能耗约是普通居民建筑能耗的10倍左右, 公共建筑特别是大型商场、高档旅馆酒店和办公楼等, 有50%~60%的能源消耗来自空调制冷与采暖系统, 20%~30%的能源消耗来自照明, 20%~50%的能源则被建筑外围结构传热所消耗。公共建筑的类型丰富, 形式多样, 内部设备系统复杂。不同用途的建筑其用能特点不同, 如商场的耗能时间一天长达12h以上, 人员密度高, 发热量大, 空调开启时间较其他公共建筑要长, 单位面积的耗电量在公共建筑中也是最高的。公共建筑单位面积耗能大, 具有很大的节能潜力。

二、对公共建筑的节能改造措施

建筑节能是一门综合性的交叉学科, 涉及的专业、门类广泛, 是一项系统的工程。建筑热损失的途径有:围护结构的传热热损失和门窗缝隙的渗透热损失, 其中前者占总热损失的70%~80%。下面针对公共建筑的这些方面进行优化改造, 提出以下具体的改造措施与方法。

1) 外墙。外墙外保温与外墙内保温相比, 无论在保温隔热性能、减少冷热桥、减少外露, 还是在施工干挂方面都有较大优势。因此, 既有建筑外墙改造采用外保温形式, 即外墙干挂系统。保温材料采用块型聚苯板, 用干挂板做外饰面, 干挂板与保温层之间留一个空气层, 可以保持苯板的干燥。干挂板一方面可以起到很好的装饰效果, 另一方面可以组织太阳辐射直接作用在保温层上, 很大程度上提高了墙体的保温隔热效果。需要注意的是, 由于外墙保温采用的是易燃材料, 所以必须有防火措施。主要考虑到发生火灾时, 火焰由窗口窜出, 会熔化保温材料。一般二层建筑可不设防火隔离带, 二层以上建筑必须在层间设不燃材料的防火带, 防火带必须由钢构件支托保护。2) 屋面。建筑的顶部是受外界气候影响最大的部分, 屋顶吸收的外部热辐射所占全部建筑吸收辐射的比例相当大, 而对于水平的采光覆盖而言, 这部分热辐射的作用将直接到达建筑内部, 其对建筑内部气候环境的影响是不容忽视的。过去, 无论是设计还是施工, 对屋面重点是考虑防水处理, 而对保温隔热重视不足。屋面节能改造施工方法与外墙相类似, 只是相对来说比较简单, 不在赘述。主要难点在于材料的运输。施工时应注意施工荷载及增加的自重荷载对屋面结构的影响。对中庭的采光玻璃屋顶, 在条件允许的情况下, 可适当增加可开启及封闭的通风措施。如果不能增设通风设施, 在不过多影响采光的情况下尽可能加大中庭的垂直深度, 并尽可能采用突出屋面型的采光覆盖, 同时选择气密性好、反射性强的采光材料。以上这些措施都有助于改善屋面的气候适应性, 从而达到节能的效果。3) 外窗。通过外窗损失的热量占热损失的近一半, 所以外窗改造时节能改造的重点。包括窗户改造和遮阳改造两个方面。普通中空玻璃的热量传输时双向的, 它一方面允许太阳辐射能大量进入室内, 另一方面也允许室内热量大量向外散失, 从而称为冬季热量损失和夏季冷量损失的大漏洞, 造成能源浪费和开支增加。改造方法是, 将原来的窗户拆除, 改用断桥型材铝合金窗和保温隔热效果非常好的低辐射玻璃。这不仅能够阻止室内热量外泄, 更重要的是减少玻璃表面与室内空气的温差, 提高室内舒适质量。另外, 新疆地区夏季高温且有较高强度的太阳能辐射, 在外窗上安装外遮阳帘。外遮阳帘构造简单, 使用方便, 遮阳效果非常好, 不仅可以遮挡直射辐射, 还可以遮挡漫射辐射, 从而使室内温度尽量少受太阳辐射热能的影响, 提高舒适度和节省制冷开支。4) 集中送风系统。外围护结构良好的密封性和保温性, 使得人为设计室内新风和污浊空气的走向成为可能。在既有建筑改造中, 采用下送上排式通风系统。充分利用既有井道, 将其改造成为可同时排风的排风井, 在楼板上开通送风口和排风口, 采用集中送风。与日常用的上送上排通风系统相比, 其优点首先式新鲜空气从下部上升达到人体口、鼻处, 在被人吸入之前不会被污染;其次, 由于人体呼出的气体式室内最热的气体, 所以从人体出来之后直接上升到屋顶, 而不会与新鲜空气交叉混合;其三是节能, 利用排除的气体的热和冷与将要送入室内的新风进行热交换, 从而减少了新风预热或预冷的能耗。5) 给排水、电气系统节能。优化现有设备的配置主要指用电和用水的设备配置。电气系统改造采用新型节能性设备, 如节能灯等节电设备。给排水节能改造, 选用节水型便器冲洗设备、节水型水龙头和节水型淋浴设施等节水设备。可采用感应式送电系统和集中送风系统进行送电、送风和利用计算机对送电、送风系统进行智能控制, 能有效地减低运行能源。比如晴朗的天气, 人工照明灯具自然关闭, 让阳光尽可能多地进入室内, 减少照明用能;在阳光充足、气候炎热的夏季, 外遮阳系统自动开启, 避免热量过多进入室内而增加空调的能耗。比如在下班或节假日时段, 采暖、制冷设备关闭, 只有无动力的新风系统自然通风等等。在用水方面, 重点是通过节水器具的配置应用以减少用水量, 减少供水与排水管网漏损等。6) 利用新能源节能。随着社会等进步, 在节约不可再生能源的同时, 人类还在寻求开发利用新能源以适应人口增加和能源枯竭的现实, 这是历史赋予现代人的使命, 而新能源有效地开发利用必定要以高科技为依托。如开发利用太阳能、风能、潮汐能、水力、地热及其他可再生的自然界能源, 必须借助于先进的技术手段, 并且要不断地完善和提高, 以达到更有效地利用这些能源。如人们在建筑上不仅能利用太阳能采暖, 太阳能热水器还能将太阳能转化为电能, 并且将光电产品与建筑构件合为一体, 如光电屋面板、光电外墙板、光电遮阳板、光电窗间墙、光电天窗以及光电玻璃幕墙等, 使耗能变成产能。

三、小结

公共建筑围护结构的节能设计 第8篇

1 建筑围护结构节能设计实例

采油二厂员工食堂及公寓楼改造工程为大庆采油二厂2012年改造项目。公寓楼部分为原有建筑, 建筑面积5990 m2;食堂为新扩建部分, 建筑面积2876 m2。该建筑新旧部分均按节能要求进行设计。

该建筑围护结构采用的节能设计方法:

1) 该建筑所在区域为严寒A区, 在总体布局上该建筑体型系数确定为0.25。

2) 新建部分外墙为200 mm厚陶粒混凝土砌块+100 mm厚岩棉板[导热系数小于0.045 W/ (m2·K) ]+100 mm厚陶粒混凝土砌块;旧建筑外墙为490 mm厚红砖 (原有) +100 mm厚岩棉板+外挂GRC成品构件;外墙传热系数均小于0.45 W/ (m2·K) 。

3) 新旧建筑屋面保温层分别为130 mm和150 mm厚岩棉板;金属屋面内部采用不燃烧体玻璃棉卷毡进行保温[导热系数小于0.058 W/ (m2·K) ];屋面传热系数均小于0.35 W/ (m2·K) 。屋面透明部分的面积小于屋顶总面积的20%, 传热系数小于2.5 W/ (m2·K) 。

4) 外窗采用塑钢双玻璃窗, 抗风压性能为4级, 保温性能为6级, 气密性能为6级, 传热系数小于2.5 W/ (m2·K) 。玻璃幕墙为隐框格构式幕墙, 抗风压性能为6级, 气密性能为3级, 水密性能为5级, 遮阳系数0.49, 玻璃可见光透射比0.4。所有冷桥及门窗洞口均采用30 mm厚岩棉进行保温。

5) 首层地面距外墙2 m范围内采用50 mm厚挤塑苯板保温。

以上建筑围护结构热工计算均能满足公共建筑节能设计标准。

2 建筑围护结构节能设计要点

2.1 屋面的保温隔热

建筑围护面积中屋面所占比例虽然远低于外墙, 但对于建筑物顶层却是比例最大的外围护结构。如果屋面保温隔热性太差, 对顶层房间的室内热环境和建筑采暖空调所需能耗的影响很大。

为了提高屋面的保温隔热性能, 在设计中可参照以下原则:

◇保温材料的选择综合考虑建筑物的使用要求、环境气候条件、屋面的结构形式、防水处理方法、施工条件等各种因素, 经过技术经济比较后方可确定;

◇选用导热系数小、蓄热系数大的保温隔热材料, 但不适合选用密度过大的材料;

◇根据节能建筑的热工要求来确定建筑物保温隔热层的厚度, 同时也要注意屋面材料层的排列顺序, 可考虑倒置式屋面;

◇不适合选用吸水率较高的材料, 否则湿作业时隔热层会大量吸水, 从而降低屋面的热工性能;屋面最好设置排气孔, 可以排除隔热层内部不宜排出去的水分。

2.2 外墙的保温隔热

外墙是建筑围护结构中比例最大的部分, 冬季在严寒地区建筑物的室内外温差能达到30~60℃, 墙体热损失特别大, 所以墙体的保温隔热是建筑节能的重要部分。

在确定外墙的传热系数时应采用平均传热系数, 即按面积加权法求得的传热系数, 主要是应考虑围护结构周边混凝土梁、柱等热桥部位的影响, 避免造成建筑物耗热量或耗冷量的计算值偏小, 从而达不到预期的保温节能效果。

提高外墙的保温隔热性能, 设计时必须考虑外墙保温层应满足水密性、抗风压、温湿度变化的耐候性要求, 墙体不能产生裂缝;同时应能抵抗外界的碰撞, 在边角处、面层装饰等方面, 以及与门窗洞口、穿墙管等相邻部位之间均应设计合理。

在严寒地区建筑的保温性能主要取决于围护结构本身材料的热工特性, 以及围护结构内外表面与室外空气的换热状况。如果围护结构的热阻值越大, 则保温性能就越好, 向室外散热量也就越小;减小围护结构的传热系数是提高外墙保温性能的最主要措施。减少传热系数的途径主要是采用不同材料和做法的复合节能墙体。根据绝热材料在墙体中的位置, 分为内保温、外保温和中间保温三种形式, 综合比较外墙外保温技术更适合严寒地区建筑外墙, 它与外墙内保温优缺点的比较见表1。

在寒冷地区如果建筑物地下外墙的热阻值过小, 则建筑内表面尤其是墙角部位就容易结露。从节能和卫生角度要求出发, 这些部位必须达到防止结露或产生冻脚的热阻值。外墙热桥部位的内表面温度不应低于建筑室内空气露点温度。为防止围护结构表面结露, 设计应遵循以下原则:

◇对梁、柱等热桥部位应采用外保温措施, 加强保温层厚度、减少热损失, 能有效控制热桥内表面温度不低于室内空气露点温度;

◇防止室外冷风渗透进入室内, 如门洞口、窗过梁等热桥部位造成的表面温度低而产生结露;

◇避免墙体和屋面及地面相接处阴角部位的结露, 由于阴角部位易形成二维或三维热流, 热量损失较大, 应适当加强这些部位的保温层厚度;

◇对冬季气候阴冷潮湿地区, 应控制室内相对湿度;

◇如果公共建筑采用间断式采暖, 应防止夜间温度下降造成的结露[1]。

2.3 门窗的保温隔热

在建筑墙体、屋面、外窗三大围护构件中, 窗的热工性能最差, 它是影响室内热环境和建筑耗能最主要的因素之一。对于公共建筑, 窗的耗能约为屋面的4倍、墙体的3倍, 占建筑围护结构总耗能的40%~50%, 因此提高窗的保温隔热性能十分重要。公共建筑每个朝向的窗 (包括透明幕墙) 墙面积比均不应大于0.7。当窗墙面积比小于0.4时, 玻璃的可见光透射比不应小于0.4。外窗的气密性不应低于GB7107《建筑外窗气密性能分级及其检测方法》规定的4级[2]。在工程实践中, 常见外窗中塑料平开窗100%大于4级, 而铝合金推拉窗只有59%大于4级。提高窗的气密性可采取以下措施:

◇通过提高窗用型材的规格尺寸、准确度、组装的精准度、尺寸稳定性来增加开启缝隙部位的搭接量和减少开启缝隙的宽度, 从而达到减少空气渗透的目的;

◇改进窗户的密封方法, 宜逐步推广采用三级密封方式;

◇注意各种密封材料和密封方法的互相配合, 可在玻璃下安设密封的衬垫材料, 在玻璃两侧用密封条来密封, 在密封条上方再加注密封料。

不提倡建筑外立面采用大面积玻璃幕墙。当追求通透效果、大面积使用透明幕墙时, 可采用中空玻璃、填充惰性气体、暖边间隔技术和“断热桥”型材龙骨或双层皮通风式幕墙, 把玻璃幕墙的传热系数由普通单层玻璃的6.0 W/ (m2·K) 以上降到1.5 W/ (m2·K) , 在玻璃间层中设百叶或格栅, 可以使玻璃幕墙具有良好的遮阳隔热性能。

此外, 屋面透明部分的面积不应大于屋顶总面积的20%。在严寒地区建筑的外门应设门斗, 设置门斗可以避免冷风直接进入室内, 在节能的同时, 也提高了门厅的舒适性。

3 结束语

在公共建筑节能50%的目标中, 北方地区围护结构分担节能率达到25%, 所以建筑围护结构在节能设计中占有十分重要位置。对公共建筑进行节能改造, 总投资回收期可在5~7年左右, 节能的经济效益良好。

摘要：建筑外围护结构的传热损失是严寒和寒冷地区建筑能耗中的主要部分, 因此, 提高建筑围护结构的保温隔热性能对于实现公共建筑50%的节能目标具有重大意义。结合《大庆油田采油二厂员工食堂及公寓楼改造工程》围护结构节能设计方案, 探讨了公共建筑外墙、屋面、门窗三大构件的保温隔热设计原则, 以及设计中应重点注意的问题, 如外保温与内保温复合墙体的比较及选用、防止围护结构表面结露以及提高窗的气密性的具体措施等内容, 对类似工程设计具有一定的借鉴意义。

关键词：公共建筑,围护结构,保温隔热,节能

参考文献

[1]郎四维.公共建筑节能设计标准宣贯辅导教材[M].1版.北京:中国建筑工业出版社, 2005:33-36.

既有公共建筑节能改造研究 第9篇

关键词：既有公共建筑,节能改造,建议

0 引言

建筑节能早在20世纪70年代就已经出现在建筑行业中, 国际上通用的解释就是提高建筑中的资源利用效率, 从而减少资源的浪费和实现资源的节约利用。近些年来, 随着我国经济的发展和人们生活水平的不断提高, 建筑物成为消耗能源的一大主要方式, 并且能源消耗仍然处于上升的趋势。所以对既有公共建筑进行节能设计和改造活动, 对于减少资源的浪费具有重要的意义。

1 既有公共建筑节能改造的现状

1.1 我国耗能的情况

目前我国正处于经济社会快速发展的阶段, 对能源的需求变得越来越迫切, 但是我国正在面临着能源危机和资源环境大规模破坏的问题, 能源供求和低效利用的矛盾制约着我国经济的发展, 所以对既有公共建筑进行节能改造是十分必要的。长期以来我国单位国民生产总值能源消耗量过大、人均常规能源占有量少, 并且与发达国家相比属于比较落后的情况, 这也是阻碍国民经济发展的突出问题。随着我国城市化的发展和人们经济收入的增加, 产业结构的比例在发生改变, 建筑行业所耗费的能源在不断增多。首先建筑行业在建设的过程中, 需要耗费大量的材料和能源, 其次在建筑使用的过程中, 需要消耗能源来使建筑正常运行。经过专家的预计到2020年, 全国建筑面积将会是2000年的2倍, 所以对既有公共建筑进行节能改造是刻不容缓的。。

1.2 既有公共建筑节能改造的现状

根据相关的统计, 我国每年新增建筑中, 大约只有3%~5%属于节能建筑, 而且大型公共建筑的耗能是非常巨大的, 公共建筑的能源消耗主要以电力能源为主, 其中建筑的空调、照明和动力设施是电力能源消耗的主要设备, 几乎占到能耗的80%。我国建筑的采暖和制冷所需要的能量是发达国家的3倍~4倍, 我国的公共建筑通常会安装中央空调, 但是并没有考虑保温隔热的问题, 未实施科学有效的管理, 对电力等能源的消耗是十分巨大的。我国公共建筑能源消耗较大的原因主要有两个方面, 一方面是建筑的外围构件缺少适当的保温隔热设备, 设计人员也没有相应的意识, 如大面积的玻璃幕墙、屋顶等直接对外敞开, 墙体的保温隔热性能低;另一方面社会公众的节能意识普遍不强, 尤其是公共建筑节能方面更加缺乏节能环保意识, 全民的节能和环保意识有待增强。所以公共建筑在节能设计方面有很大的发展潜力, 对既有公共建筑进行节能设计, 有利于避免能源不必要的浪费, 提高社会公众的节能意识。不同公共建筑节能改造能力比例如图1所示。

2 既有公共建筑节能设计的意义

2.1 减少我国的能耗

建筑技能设计包括新建筑的节能设计和既有建筑的节能设计, 其中包括既有公共建筑节能的设计。既有公共建筑所占用的面积比较大, 分布范围广, 并且很多既有公共建筑建设的时间比较长, 当时并没有相关的节能环保意识, 所以对既有公共建筑进行节能改造是尤为必要的。只有对既有公共建筑进行节能改造, 才能降低能源消耗的数量, 对全国能耗的降低起到一定的作用, 有利于建设资源节约和环境友好的社会, 是可持续发展理念的具体体现。

2.2 提高既有公共建筑的使用性能

既有公共建筑类型种类丰富、形式多样, 内部的系统相当的复杂。对既有公共建筑的节能改造不仅可以降低建筑能源的消耗, 在一定程度上保护我国的环境, 而且还可以提高既有公共建筑的使用性能, 提高建筑外部环境和内部的使用舒适度, 为建筑中的工作人员提供更加舒适的工作环境。对既有公共建筑进行节能改造, 可以为人们提供一个舒适的工作生活环境, 继而提高人们的生活水平和工作效率, 可以说这是一项具有重要意义的公益性事业。

3 既有公共建筑节能设计的建议

3.1 外围护构件的节能改造

对既有公共建筑进行节能改造, 从建筑物本身来说, 可以从建筑外围结构的墙体、屋面、门窗等构件进行详细分析。

1) 门窗的节能改造。

门窗作为既有公共建筑的重要组成部分, 在建筑结构的耗能中占有一定比重, 所以门窗的节能改造是建筑外围构件改造的重要部分。建筑的门窗大部分都是非节能结构, 而且门窗的面积在不断加大, 同时门窗的更换比较容易, 这为节能改造提供了很大的便利。在门窗的改造中, 可以从减少渗透量、热传量和太阳辐射三个方面进行, 主要的方法包括:使用密封性能好的材料增加窗户的气密性, 以减少渗透量;使用双重玻璃门, 从而避免出入口直接朝外, 或者使用红外线自动玻璃门等以减少热量的流失;此外还可以利用热反射镀膜中空玻璃、低辐射镀膜玻璃以及设置遮阳设施等削弱太阳的辐射强度;最后可以更换中空玻璃塑钢窗户、节能窗以减少热传量。

2) 屋面的技能改造。

建筑物的屋顶是受到外界环境影响最大的外部构件, 屋顶所吸收的外部辐射比较大, 占全部建筑的比例也是比较大的。对水平采光覆盖层来说, 屋顶所吸收的热量可以直接传导到建筑的内部, 势必会对建筑内部的环境产生影响。所以在屋顶的改造中, 要对屋顶进行防水和隔热保温处理。针对那些实体屋顶, 可以结合屋面的防水维修, 在改造过程中, 可以在屋顶的平层顶面施一层挤塑聚苯乙烯等新型的保温隔热材料, 这样可以有效阻挡建筑内外的热量传导;对屋顶是采光玻璃的情况, 在条件合适的情况下, 尽最大可能加大中庭的垂直深度, 使用凸出屋顶的采光覆盖材料;同时选择反射性强、气密性好的采光材料。这样可以改善屋顶对能源的消耗, 达到节能环保的效果。

3) 外墙的节能改造。

建筑物外部构件外墙的节能改造可以分为以下两种情况:一是对旧的建筑物进行改造, 外墙面重新装修;二是外墙不适宜改动。针对外墙可以装修改造的情况, 需要在外墙增加保温隔热材料, 比如使用块形聚苯乙烯板, 把它作为外墙面, 使与保温层之间保留一个空气层, 既能体现出装饰的效果, 又可以保证聚苯乙烯板的干燥, 提高墙体的保温隔热效果。

3.2 充分利用可再生能源

可再生能源包括地热能、太阳能、风能以及生物能, 研究好这些可再生能源的转换技术, 是对既有公共建筑节能改造新的发展方向, 同时对于我国可再生能源利用的发展有积极地促进作用。就目前来看我国建筑节能技术得到了比较快的发展, 相关的技术有了新的突破, 建筑物开始使用地热能、低耗能建筑节能技术、太阳能和风能在既有公共建筑中的利用, 都是可再生能源技术的发展和完善。在对既有公共建筑节能技术的改造中, 应该利用好现有的可再生能源利用的科研成果, 如太阳能光电墙、风力发电等技术。

3.3 增强相关配套设施的建设

在做好既有公共建筑节能改造技术支撑的情况下, 还要完善相关的配套设施和法律法规, 这时就需要政府部门和建设行政主管部门承担自身的职责, 充分发挥自身的积极作用。首先加强既有公共建筑节能技术改造法律法规的建设, 保证工作有法可依;其次建立节能改造技术标准的具体规则和制度, 明确相关的技能技术措施, 建立保障机制, 并且加强对节能技术改造后期的审查;最后要对既有公共建筑的节能改造给予一定的奖励, 保证改造资金的充足, 并且制定既有建筑技能改造评价体系系统。

4 结语

既有公共建筑节能技术改造是一项综合性的公共事业, 对缓解我国能源资源紧张具有重要的作用, 同时也是提高人们生活水平和改善生活环境的又一大有效举措。在既有公共建筑节能改造的过程中, 要保证节能改造技术的正确实施, 使其具有坚实的技术支撑, 此外还要加强政府部门的引导作用, 充分发挥政府对公共基础设施的建设作用, 制定切实可行的措施, 由此促进既有公共建筑节能技术改造的推广和实施。

参考文献

[1]侯静, 武涌, 刘伊生, 等.既有公共建筑节能改造市场化途径研究[J].城市发展研究, 2014, 21 (6) :111-113.

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公共建筑绿色照明设计策略分析 第10篇

关键词：公共建筑；绿色照明；照明设计；照明品质；绿色建筑 文献标识码：A

中图分类号：TU113 文章编号：1009-2374（2015）16-0078-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.16.038

随着全球气候变暖和环境状况日益恶化，节能和高效利用资源已成为世界上许多国家发展的共识，绿色建筑、绿色照明理念更加深入人心。绿色建筑被归纳为“四节一环保”（节能、接地、节水、节材）（据GB/T 50378-2006《绿色建筑评价》定义）。节能和环保是绿色建筑非常重要的内涵，绿色照明秉持节能、环保，专注于提高照明品质，为人们生产、生活、学习提供高品质、利于身心的照明（据GB 50034-2013《建筑照明设计标准》定义）。公共建筑是人员比较集中、对照明要求比较高的建筑，采用绿色照明具有更加突出的社会、经济和环境效益，因此本文对公共建筑绿色照明设计策略进行了分析和探讨。

1 公共建筑照明节能设计策略

1.1 公共建筑照明节能的必要性

目前，人工照明的光能主要来源于电能的转化，而电能又主要来自于石油、天然气和煤炭这些化石燃料的燃烧。随着多年持续不断的开采和利用，地球上这些历经千万年积累下来的宝贵资源面临枯竭的危险。我国照明用电量约占发电总量的10%～12%，这一比例与发达国家水平相当，但人均照明用电量水平我国仅及发达国家的15%。随着我国经济稳步发展，人民生活水平不断提高，人均照明用电量肯定会有较大增长。同时，我国建筑能耗占全社会终端能耗的比例已接近30%，而公共商业建筑人工照明能耗达到了建筑末端能耗的40%以上。可见，公共建筑照明采取节能措施是非常必要的。

1.2 公共建筑照明节能设计策略

1.2.1 公共建筑照明能效优化。根据绿色照明定义，既应满足节能要求，又不能降低照明品质，这就需要通过照明能效的优化实现其目标。对于公共建筑照明设计而言，应在满足GB 50034-2013有关室内外灯具安装总功率、灯具发光效率和照明控制要求基础上，尽可能提高照明系统的能效。GB/T 50378-2006第5.2.4及5.2.19条都规定照明功率密度值（LPD）不能高于GB 50034规定的现行值或目标值。决定照明能耗的两个关键性因素是照明功率密度以及照明控制方式。通过选用发光效率高的直管型荧光灯、节能灯作为主要光源，取消不必要的装饰设计，尽量不采用卤素灯，可以将照明电耗控制在比基准建筑能耗低3/4的水平。

1.2.2 公共建筑照明控制策略。对于公共建筑来说，根据建筑物的使用条件和采光状况实施自动控制策略，有利于节能。GB 50034-2013对此也做了规定，如分区分组控制措施，公共场所集中照度控制，旅店楼梯、走道自动调节照度等，但是与国外绿色建筑标准（如美国IESNA90.1标准）相比，不够细致和严格，对于室内照明与室外照明控制方面，GB 50034-2013描述较为宽泛，而IESNA90.1则规定了诸如定时控制、占空传感器、检测“无人”信号等具体要求。随着计算机技术的不断发展，实现良好的照明控制并不难。

1.2.3 其他照明节能策略。前面已讨论过，公共建筑应使用高光效光源，此外还应采用高效率灯具，如学校、办公室等宜采用高配光灯具、光利用系数高灯具、节能镇流器等。另外，充分利用太阳光也具有很好的节能潜力。如利用侧窗、天窗的被动式天然采光方式，利用反射采光、导光管导光、光纤导光、棱镜传光、光伏效应间接采光等主动式天然采光方式。

2 公共建筑照明环保设计策略

2.1 公共建筑照明环保的重要性

公共建筑照明在利用电能的同时，由于化石燃料燃烧产生二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物、烟尘等大气污染物，导致气候变暖、臭氧层破坏、酸雨等环境问题，通过减少照明用电则间接地减少了有害污染物的排放量，因此照明节能对环境保护的价值也是非常突出的。另外，采用诸如LED这样的光源，不仅发光效率高，而且由于不使用荧光灯、HID灯（即氙气灯）等光源所含有的重金属汞，因而对环境更加友好。

2.2 公共建筑照明环保设计策略

2.2.1 选用符合绿色环保要求的照明产品。照明产品主要包括光源及其附件、灯具，这些产品应在其生产、销售、运输、储存、使用、报废、回收的全生命周期内对环境无害，产品生产时不使用对环境有害的材料，在流通、使用环节也不会释放对环境有害的物质。如前所述，环保其实与节能有着密切的关系，耗能高的照明产品即使本身对环境没有直接的危害，也会因为使用过程中消耗更多的电能，间接地对环境产生不利影响，因而不能称之为环保产品。此外，公共建筑照明环保设计应采用环保新能源与光源，如利用太阳能、风能及采用光纤照明、LED灯等。

2.2.2 照明设计要避免眩光和光污染。眩光是由于灯、灯具、窗户、金属反射面等亮度比室内环境其他部分高得多，造成人的不适，长时间处于这样的环境中还会损伤视觉能力，所以眩光的存在是不环保的。由灯或灯具过高亮度造成的眩光称为直接眩光，一般应采取避免光源直接照射到人眼中的措施，例如采用漫射材料的灯罩及控制遮光角等。由高光泽表面反射造成的眩光为反射眩光，控制反射眩光应采用合适的光源及亮度低、宽配光灯具，墙壁、顶棚尽量采用无光泽浅色饰面。光污染是指影响人们正常工作、生活、学习、休息、娱乐并对人体健康产生不利影响的光辐射。控制光污染应合理设计照明系统，并对可能外溢的光辐射进行密闭处理。

3 提高公共建筑照明品质策略

3.1 提高公共建筑照明品质的好处

节能和环保必须以保证照明的数量和质量为前提，这是落实科学发展观和以人为本的必然要求。绿色建筑的核心思想是舒适、健康和高效，通过采用高效光源、附件、灯具以及进行科学合理的照明设计来不断提高照明品质，将为人们提供更好的工作、学习、生活和娱乐环境，既能促进人们身心健康。也有利于社会和谐稳定。

3.2 提高公共建筑照明品质的策略

良好的照明品质是由良好均匀的照度、舒适的亮度分布、宜人的光色、恰如其分的显色性、没有眩光干扰、正确的光影与完美的造型感决定的，应根据公共建筑的用途考虑良好的视觉功效，当然这也要考虑经济水平和高效用能。适当均匀的照度是适宜的，但并非要追求绝对均匀，有时适当变化的照度可形成更好的氛围。亮度分布是由照度分布及表面反射比决定的，亮度分布不当不仅会影响视觉功效，而且也会产生不舒适的眩光，因此应综合考虑墙面、顶棚、地面反射比和照度比。另外，工作区域与非工作区域的亮度比也要适当。光色和显色性对于营造舒适的气氛有重要影响，当然这也与不同人的喜好有一定关系。眩光前面已经叙述，这里不再重复。阴影和立体造型感可以美化房间整体面貌，呈现赏心悦目的效果，因此也应重视。

4 结语

随着绿色建筑理念不断深入人心，建筑节能不仅是建筑围护结构、采暖空调通风方面的节能，还要加上照明节能。绿色照明计划虽然很早就实施了，但在建筑电气设计中并未得到应有的重视，公共建筑既是照明耗能大户，实施绿色照明更具有现实意义。本文紧密围绕绿色照明节能、环保、品质这三个核心，深入分析了绿色照明设计策略，希望能为推广绿色照明设计添砖加瓦，促进绿色照明事业更加发扬光大。

参考文献

[1] 北京照明学会照明设计专业委员会.照明设计手册（第2版）[M].北京：中国电力出版社，2006.

[2] 易斌，刘学义，刘波，等.基于IESNA90.1标准的绿色照明设计[J].照明工程学报，2014，25（1）.

作者简介：李霞（1983-），女，山西太原人，广东呈斯意特建筑设计有限公司电气设计工程师，研究方向：电气

设计。

公共建筑中央空调系统节能设计探讨 第11篇

1 公共建筑中央空调系统的节能设计方向

1.1 冷水机组的节能

适当的冷冻水与冷却水的设定温度, 会影响冷水机组的耗能, 每1.0℃冷冻水温差会影响冷水机组制冷效率约3%。用台数控制空调负载变化, 以使每部空调主机在最佳效率下运转, 不同空调容量控制方法的耗能比较, 显示主机台数控制与压缩机变频控制为最节能的空调容量控制方法。适当的空调容量控制可减少空调耗能, 使耗电量百分比趋近容量百分比。

1.2 送风系统节能

送风系统的装机功率占空调总装机功率的25%, 但是, 因其运转时间长, 故其的实际耗电比装机占百分比还大, 不得不予以重视。风机功率与风量体积 (压差×体积流量) 成正比, 送风的体积流量比送水大很多, 故送风系统的压损须比送水系统小, 风管也远比水管大。一个较大型的购物中心, 空调送风机的装机功率可达500HP以上。风机所需的功率, 在同一风管中, 与送风量的三次方成正比, 如能减少送风量则可节约大量风机耗能。管路太长, 风管尺寸太小, 会使所需的风压高而耗能大。另外, 如设计不当购置过大的风机, 就需调整风管中的挡板平衡风压, 因此会增大局部阻力损失造成不必要的浪费。

1.3 利用新风冷房效应

以14℃送风, 26℃回风而言, 每1kg的送风量, 需移除约12kJ的热量。过渡季时空调负荷较小, 如将新风冷房移除热量设为6.0kJ/kg空气, 室内条件为22℃, 50%RH时, 为适应空调需求, 新风温度应约为15℃时方可引入新风作冷气用。新风温度较高时或室内负荷大时, 引入新风不足以适应室内负荷时, 就须依赖空调机的冷却能力。对于室内较大的空调区域, 或室内负荷较大的空调, 如旅馆, 在过渡季时, 对南方部分城市而言甚至在冬季时, 室内区域尚需空调的场所。在这种情况下, 均可考虑大量利用新风以提供空调, 其可行性分析如下:

a) 设室内的空气为22℃, 60%RH, 其的焓值约为48kJ/kg。

b) 设室外的空气为16℃, 70%RH, 其的焓值约为38kJ/kg。室内外的焓差约为10kJ/kg。

c) 1000 m3/h r新风量可提供的冷气量为1000×1.2×10=12000, kJ/hr=3.3kW。

由上可见1000m3/hr (CMH) 的新风可提供的空调几近一个冷吨 (~3.5kW) , 故新风冷房在有适当条件下是可行, 其设计需考虑两点:

a.在湿度高的南方部分地区, 不能只用温度作为新风冷房的切换的依据, 需同时考虑温湿度, 计算焓值与设定值作比较。

b.一般的新风约占总送风量的20%, 故送风管皆不大, 若用新风冷房则需将新风管尺寸加大, 才会有足够的新风。

1.4 换气节能

当室内2 6℃, 5 0%R H时, 热焓为12.6kcal/kg, 若室外为32℃, 70%RH时, 其热焓为20.6 kcal/kg, 室内外空气有很大的焓差。在引入新鲜空气与排气时, 使两股气流作热 (或焓) 交换, 可节约大部分的新风负荷。可用一个全热交换器, 在70%的交换效率下, 可使新风进入室内前的焓值自20.6kcal/kg降至15.3kcal/kg, 节约70%的新风耗能。全热为显热 (温度变化) 与潜热 (湿度变化) 的总和, 全热交换器即为焓的交换器, 除了显热交换的功能外, 其并有吸收或吸附湿气的功能, 会把湿空气中的水蒸气吸收。反之, 若流经的空气为较干空气, 全热交换器内表面的蒸汽压比干空气高时, 则水分会蒸发进入此较干的空气, 随干空气流出。

1.5 冷冻水侧的节能

节能方法为变流量系统 (VWV) , 依空调需求改变送水量。变流量系统将热源 (主机) 与负载侧的送水系统分开控制, 其的控制接口为一个共同管 (common pipe) 。主回路 (primary loop) 为空调主机机房内的水循环系统, 各主机有一个泵负责定量送水, 其总循环量为开启主机水量的总和。主机运转数量依负载而定, 负载小时减少主机运转数量。热源侧的送水距离短, 且送水量随主机运转数量变化, 耗能较小。负载侧方面 (或称二次回路, secondary loop) , 因送水的距离长, 为送水系统的主要耗能之处, 可适应空调需求负载改变送水量, 亦是VWV系统主要节能之处。泵运转的数量, 或用变频技术调节送水量, 节约流体输送耗能, 与送风侧VAV相同。VWV亦有节约输送流体节能的功能。

1.6 提升冷却水塔的运转效率

维持冷却水塔在高效率下运转的要点如下:

a) 冷却水塔的座落位置应留有足够的空间, 使得空气得以自由地进入冷却水塔;排出的湿热空气避免形成再循环而被抽回进风口, 造成冷却水塔循环空气短路现象。

b) 多组冷却水塔并联运转, 备用水塔同时一起运转, 并由冷却水送水温度回馈至变频器控制冷却水塔风扇转速。

c) 冷却水温度每降低1.0℃, 约可节省冷冻水主机耗电1.5%×2.0%, 因此, 冷却水入口温度应尽可能的降低来节约冷冻水主机用电量。

d) 经常检视洒水管洒水情形是否正常均匀, 不均匀的水流或气流, 皆会影响冷却水塔运转效率的要因。

1.7 冰蓄冷空调系统的应用

冰蓄冷系统即利用电力负载的离峰时段制冰储存, 于电力负载的尖峰时段将冷能释放提供空调。尖峰时段的空调全以冰蓄冷量供应时称为全量冰蓄冷, 若部分仍以空调主机供应时称为分量冰蓄冷。冰蓄冷系统能平衡发电厂的负载, 提升发电效率, 但对使用者而言, 利用低价的离峰电力可节约电费, 并享受电力公司公司给予空调冰蓄冷系统的优惠电价, 同时减少安装电力所需的费用。冰蓄冷系统的低温特性, 于规划时可设计低温送水及低温送风空调系统, 减少送水及送风量, 以节约能源。在城市区域, 冰蓄冷的设计需考虑如何将储冰槽设置在免费空间, 如绿地的下面, 或低价的空间, 如建筑筏式基础等, 以降低投资成本。

2 结语

一些公共建筑空调节能的策略与方法, 如能全面实施五个节能要点:

1) 节能的系统设计;

2) 节能的施工质量;

3) 采用节能的空调设备;

4) 节能的运转管理;

5) 节能的保养维护等, 公共建筑空调还有很大的节能空间, 值得暖通专业人员探讨与发挥应用。

参考文献

[1]周鸿昌.能源与节能技术.同济大学出版社, 1996

[2]中原信生.建筑和建筑设备的节能.中国建筑工业出版社, 1990

[4]陆耀庆.实用供热空调设计手册.中国建筑工业出版社, 1993

[5]ASHRAE Refrigeration And Air Condition, 1993