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1、能源、环境与建筑 建筑与能源 如何建设友好节能型建筑 建筑与环境 建筑与能源 第一部分 建筑与能源 建筑能耗定义： 广义的建筑能耗是指从建筑材料制造、建筑施工，一直到建筑使用的全过程能耗。 狭义的建筑能耗，即建筑的运行能耗，就是人们日常用能，如采暖、空调、照明、炊事、洗衣等的能耗，他是建筑能耗中的主导部分。 建筑能耗扮演重要角色 不同国家和地区单位面积能耗比较 1996-2001年中国的建筑能耗 建筑能耗的构成 暖通空调 照明 日常生活 楼宇自动化能耗 监控设施能耗 民用建筑使用过程 建筑全过程能耗 材料制造 施工 暖通空调耗能 我国的采暖、空调耗能占总建筑耗能的 55% 照明 楼宇自动化能耗
2、 电梯 民用建筑能耗主要就是暖通空调、照明、以及楼宇自动化能耗。但是还有一少部分其他方面的能耗，如监控设施能耗和日常生活。 包括监控设施以及一些日常的耗能 日常生活耗能包括家用电器等耗能！ 建筑全过程能耗 1、在加工原材料的时候也消耗一些能量。 2、施工主要能耗主要由材料的内含能量组成、以及运输所需要的能量。 建筑与环境 第二部分： 建筑与环境 建筑与环境的关系包括与自然环境和人工环境的关系。如山川、河流、树木、建筑。街道、广场、小品设施等与建筑物的关系以及建筑物所处的历史文化环境。 建筑地理位置 建筑与地理位置： 纬度、海拔、气候条件、地形地势 建筑规划设计与节能 建筑选址 选址时建筑不宜布
3、置在山谷、洼地、沟底等凹形地域。这主要是考虑冬季冷气流在凹地里形成对建筑物的“霜洞”效应，位于凹地的底层或半地下室层面的建筑若保持所需的室内温度所耗的能量将会增加。如图显示了这种现象。 建筑规划设计与节能 建筑选址 二、争取使建筑向阳、避风建造 人们日常生活、工作中离不开阳光，太阳光对人类有着不可替代的作用。在居住建筑设计中应从以下几个方面争取最佳日照： (1)居住建筑的基地应选择在向阳、避风的地段上。 (2)注意选择建筑的最佳朝向。 (3)选择满足日照要求、不受周围其他建筑严重遮挡的基地。 (4)利用住宅建筑楼群合理布局争取日照。 住宅组团中各住宅的形状、布局、走向都会产生不同的风影区，随着
4、纬度的增加，建筑身后的风影区的范围也增大。所以在规划布局时，注意从各种布局处理中争取最好的日照。 光环境 人为照明 室内、室外 自然采光 太阳光与阴影 水环境 什么是“水环境系统” ？ 是指满足小区居民水量、水质要求的前提下，将水资源综合利用技术集成一体的水环境系统。它由小区给水、管道直饮水、中水、雨水收集、污水处理、排水、水景等系统组成。 现代建筑水环境 供水系统：自来水 排水系统：水处理 雨水回收 水景 声环境 噪声标准 中华人民共和国城市区域噪声标准 中则明确规定了城市五类区域的环境噪声最高限值： 疗养区、高级别墅区、高级宾馆区，昼间 50dB、夜间 40dB； 植物与绿化 建筑物绿化是
5、指对建筑物外立面、屋面的绿化。 与环境绿化相比，建筑物绿化对建筑节能的作用更直接。 现代建筑三大环境污染 现代建筑三大环境污染 一是热环境。在大的区域气候背景条件下，出现的城市区域特殊气候，使得诸气候要素产生显著变化：气温升高，形成“热岛”、风速减小、风向随地而异；蒸发减弱、湿度降低；雾日增加、能见度差等。 二是光环境。现代科学实验证实：一定量的刺激可以创造舒适的人居物理环境，但人类对刺激量的精神和物质的调节能力是有一定限度的。 三是声环境。城市噪声的干扰，主要来自交通噪声、工业噪声、施工噪声及社会生活噪声。 对于上述方面的问题，在现代城市规划设计中都是必须考虑的因素。 资源浪费 城市建筑“短
6、命”现象 一栋高楼大厦寿命的提前终结，可能会让后来的房地产商赚个盆满钵流，但对社会整体来讲却是一种巨大的资源浪费，由此带来的建筑垃圾也将造成严重环境污染。这些都被城市日益膨胀的发展欲望淹没了 装修污染！ ! 从上个世纪三十年代起的烟雾事件、光化学烟雾事件到近几年的北京沙尘暴 事件均为引起健康危害的室外大气污染事件；而目前我国的室内装修污染的浓度、范围、持续时间以及对人的暴露程度远远超过以往任何一次大气污染事件。 我国每年由于商品房装修导致的 SBS的发病人数在 65万到 220万之间，江苏地区每年也有十余万名新增的病人。 建筑垃圾 城市规模不断扩大，市区面貌日新月异；欣喜之余，却不能忽视这样一
7、个长期令人困扰的问题：日益增多的建筑垃圾随意堆置现象愈来愈严重，管理方面问题日益凸显。 我们在温馨的房间享受美好的生活，建筑垃圾房间之外悄悄地“侵蚀”我们的环境；我们拥抱现代建筑带给我们的一切，建筑垃圾却在我们身后形成了一个环保的“黑洞” 建筑垃圾大多数被运往郊外露天堆放或填埋，不但占用了宝贵的耕地，而且对土壤、水源、河道、植被等自然生态环境造成了很大危害。 建筑垃圾处理处置分为三种方式 回收利用、暂存堆放 和 填埋处置 等三种方式 建筑环境友好型的节能建筑 因地制宜 第三部分 一个复杂的问题： 从建筑原材料的生产采购、建造、运行、改建、拆除后的处理 同时满足：舒适性需求、经济要求、节能环保效
8、果 节能原材料 新型围护结构 新能源利用 被动式设计 回收与利用 生态建筑 智能控制 小型分布式系统 绿色节能认证 节能原材料 新型建筑材料 在制造过程中使用新的工艺技术，产品具有节能、节土、利废和保护环境的特点，能改善建筑功能的一类建筑材料。 主要包括新型墙体材料、保温隔热材料、防水密封材料、陶瓷材料、新型化学建材、装饰装修材料以及各种工业废渣的综合利用等。 煤矸石空心砖 采购原则 就地、就近采购，降低运输能耗，节约成本。 节能围护结构 1、墙体节能技术 (1)复合墙体 多年以来 ,建筑墙体一般采用单一材料 ,如空心砌块墙体、加气混凝土墙体等。 (2)保温材料 按保温材料所处位置不同 ,分为
9、多种方式 ,其中外墙内保温和外墙外保温是目前最常用的两种方式。 节能围护结构 Trombe wall技术用于节能墙体 冰岛的被动式太阳能房屋 节能围护结构 2、窗户节能技术 窗户节能技术主要从减少渗透量、减少传热量、减少太阳辐射能三个方面进行。 减少渗透量可以减少室内外冷热气流的直接交换而增加设备负荷，可通过采用密封材料增加窗户的气密性。 减少传热量是防止室内外温差的存在而引起的热量传递。建筑物的窗户由镶嵌材料玻璃和窗框、扇型材组成，通过采用节能玻璃，如中空玻璃、热反射玻璃等，节能型窗框，如塑性窗框、隔热铝型框等来增大窗户的在南方地区太阳辐射非常强烈，通过窗户传递的辐射热占主要地位，因此可通过
10、遮阳设施、外遮阳、内遮阳等及高遮蔽系数的镶嵌材料如 low-e 玻璃来减少太阳辐射量。 节能围护结构 上海金茂大厦应用的节能玻璃结构 应用节能玻璃的建筑 节能围护结构 3、屋面节能技术 屋面节能的原理与墙体节能一样，通过改善屋面层的热工性能阻止热量的传递。主要措施有保温屋面、外保温、内保温、架空通风屋面、坡屋面、绿化屋面、涂保温涂料等 新能源利用 1、太阳能光伏屋顶 新能源利用 2、光电幕墙 即用特殊的树脂将太阳电池粘帖在玻璃上，镶嵌于两片玻璃之间，通过电池可将光能转化成电能 .这就是 -太阳能光电幕墙玻璃。它是用光电池、光电板技术，把太阳光转化为电能，它关键的技术是太阳能光电池技术。 新能源
11、利用 3、太阳能热水器 4、小型风力发电设备 新能源利用 5、空气源热泵 其工作原理是（通过冷媒 /制冷剂）将空气中的热量吸收，释放到水中，循环将水加热，同时把失去大量能量的低温空气释放到厨房或其它需要制冷的地方，用于厨房或其它制冷需要。 新能源利用 6、水源热泵 水源热泵是利用地球水所储藏的太阳能资源作为冷、热源，进行转换的空调技术。 节能型建筑，物质能源的强化利用和在回收也是其标志之一。 比如： 雨水收集系统 生活水多次利用系统 良好的采光系统 良好的通风系统 良好的控温系统 等 雨水收集，顾名思义，就是将雨水收集起来，通过部分预处理后，进入生活用水。 采光系统 通过合理的通光设施，合理的
12、建筑光源分配节约照明所用能源 通风系统 通过合理的空间分配，优化气流流动 保温系统 关键是材料保温 合理的空调选择与分配 能源的获取 智能控制，树立节能习惯 智能控制在建筑设计中的应用方面 智能照明 指利用计算机、网络技术、传感技术及节能型电器控制等技术组成的分布式无线或有线控制系统，通过预设程序的运行，根据某一区域的功能、每天不同的时间、室外光亮度或该区域的用途来自动控制照明。 智能通风 建筑通风有两种方式：自然通风和机械通风。智能通风是机械通风的一种。 智能通风系统由数字化节能风机、通风管道、可调节的风口末端、分体式能量回收设备、新风处理设备、智能变风量末端、空气品质感应子系统及智能中央控
13、制子系统等组成，系统综合性能优于传统通风系统。 我认为最值得人折服的并不是多么高科技的机械通风手段，而是建筑师利用自己的智慧与思考所设计出的精妙的自然通风系统。好的自然通风系统不但使建筑的物理环境适宜人使用，更重要的是可以达到真正的“ 零 ”排放。由于时间所限，我并不在此次汇报中详细介绍自然通风，在此向大家推荐几个自然通风节能的范例： 新加坡管理大学、 Queens Building（英国 De Montfort 大学） 等等。 Hybrid Downdraught Cooling in the Tropics 在热带气候下的混合式向下通风冷却 Singapore Management Uni
14、versity 新加坡管理大学 作为了解，简单浏览即可 Section, Queens Building, De Montfort University, Leicester (note internal heat gains & flow rates arising) 小型分布式能源系统 所谓“分布式能源”（ distributed energy sources）是指分布在用户端的能源综合利用系统。一次能源以气体燃料为主，可再生能源为辅，利用一切可以利用的资源；二次能源以分布在用户端的热电冷（植）联产为主，其他中央能源供应系统为辅，实现以直接满足用户多种需求的能源梯级利用 ，并通过中央能源供应系统提供支持和补充；在环境保护上，将部分污染分散化、资源化，争取实现适度排放的目标 。 能源自给自足的分布式建筑 典型范例：世博会汉堡馆 (自给自足） 大楼的电能来自太阳能。 在约 360平方米的楼顶，设有单晶硅太阳能光伏电池板，可满足大楼55%的电力需求。 大楼设有新风系统，室内废气被回收并被系统加热并送回室内。 日光、人体和室内设备散热的温度也得到了很好利用。大楼的窗外有铁制栅栏，可随阳光走向自动移动，以避免阳光直射，确保室内温度稳定。外墙的隔热与保温做得极好。 绿色节能
