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1、建筑节能与新技术应用（重大出版社）第五章 建筑常规能源系统运行节能建筑环境营造过程中的能源消耗与节能建筑节能与新技术应用（重大出版社）本章学习目标1 学生应达到三个目标：（1）掌握建筑用能分项系统运行的节能技术方法；（2）熟悉建筑供配电系统、暖通空调系统、生活热水系统、给水排水系统、照明系统、电梯系统和建筑自动控制系统的运行节能技术；（3）了解建筑运行能耗评价指标的计算方法。2 学生应理解的相关概念：供配电系统节电率，变压器负载率，光储直柔技术，管路水力平衡，房间风量平衡，新风系统节能，中水利用，雨水收集，绿色照明，电梯节能，建筑自动化，建筑能源管理。建筑节能与新技术应用（重大出版社）本章学习
2、内容（4学时）5.1 建筑供配电系统运行节能5.2 暖通空调系统运行节能5.3 生活热水系统运行节能5.4 建筑给水排水系统运行节能5.5 建筑照明系统运行节能5.6 建筑电梯（交通）系统运行节能建筑节能与新技术应用（重大出版社）5.1 建筑供配电系统运行节能对供配电系统中仪表、电动机、用电设备、变压器等设备状况进行能效诊断。1.三相电压不平衡度2.功率因数3.谐波电压及谐波电流供配电系统的节能主要是提高变压器的效率，减少各项损失。“光储直柔”，英文简称PEDF（Photovoltaics，Energy storage，Derect current and Flexibility），是在建筑领
3、域应用光伏发电、储能、直流配电和柔性用电四项技术的简称。建筑节能与新技术应用（重大出版社）本章学习内容（4学时）5.1 建筑供配电系统运行节能5.2 暖通空调系统运行节能5.3 生活热水系统运行节能5.4 建筑给水排水系统运行节能5.5 建筑照明系统运行节能5.6 建筑电梯（交通）系统运行节能建筑室内环境调控-暖通空调技术建筑室内环境品质室内空气品质;热湿环境;声环境;光环境;电磁辐射环境;工作空间。空气空气空气空气品质品质品质品质热湿热湿热湿热湿环境环境环境环境声环境声环境声环境声环境光环境光环境光环境光环境重要性影响室内人员的工作效率影响室内人员的舒适性引起能耗的增加或能源浪费影响室内人员
4、的健康安全建筑节能与新技术应用（重大出版社）5.2 暖通空调系统运行节能建筑节能与新技术应用（重大出版社）问题讨论我们需要什么样的室内环境？暖通空调如何营造建筑室内环境？营造舒适健康的室内环境代价如何？建筑室内环境调控暖通空调与室内环境调控室外环境现状：夏热冬冷室内环境要求：冬暖夏凉人工技术手段：暖通空调（HVAC)实现工程价值：人环控制（IEQ）建筑室内环境调控人们如何适应热湿环境？第一层：人体的生理适应，如皮肤第二层：人的行为适应，如服装第三层：被动式建筑设计，如围护结构的保温、遮阳第四层：机电设备的应用，如空调制冷建筑节能与新技术应用（重大出版社）人体呼吸系统建筑的新风系统吸入建筑外的空
5、气，向建筑内输送（新鲜空气（氧气含量高）；排风系统排出建筑内的污浊空气（二氧化碳含量高）。新、排风二系统功能加起来与呼吸系统相当。通风就是房子的呼吸！关注问题：住宅主要通风方式有哪些？室内空气质量如何？通风换气的两重性？常见通风净化方式有哪些优缺点？通风如何影响建筑用能？疫情下，建筑如何通风才能保证健康？关于建筑通风的五个问题1.什么是通风？2.通风的功能有哪些？3.建筑如何通风？4.建筑先有通风还是先有空调？5.为什么做好建筑通风有利于建筑节能？学习通平台练习的问题讨论建筑节能与新技术应用（重大出版社）2023/9/414关于通风的基本概念1、什么是自然通风?利用自然的手段(风压、热压等)将
6、室外空气不经过风机或空调处理就引入室内以达到维持室内空气舒适性的方法。2、目的（1）带走多余的热湿量（保持室内热舒适性）（2）带入新风 (保持室内空气品质）（前提：室外空气品质优良。2023/9/415自然通风的主要特点1、优点：F无能耗F建筑能耗占总能耗30F空气品质好机械通风、空调：“病态建筑”2、缺点：F不易控制解决手段：进一步研究中F有时风量不足解决办法：自然与机械通风结合机械辅助自然通风建筑节能与新技术应用（重大出版社）2023/9/4建筑合理通风16自然通风的流型分类1、贯流式自然通风（Cross Ventilation)2、单向面自然通风（Single Side Ventilat
7、ion)建筑节能与新技术应用（重大出版社）2023/9/417自然通风的理论机理包括两类：F热压作用：F风压作用：建筑节能与新技术应用（重大出版社）2023/9/418热压通风基本原理：室内外温度差 -密度差 -压力差 -空气流动主要影响因素：建筑结构形式，通风口位置 进出风口垂直高差越大，压差越大室内热源大小、形式及位置：负荷大 温差大 热压差大 建筑节能与新技术应用（重大出版社）2023/9/419风压通风基本原理风绕建筑物流动建筑物周围压力变化 迎风静压升高，背风静压降低 建筑周围产生静压差 空气流动Va自由流的风速 m/sK 风压系数；建筑节能与新技术应用（重大出版社）2023/9/4
8、20风压主要影响因素外界气候条件：风速，风向等建筑结构形式及周围环境：迎风面，背风面，开口位置，大小等建筑节能与新技术应用（重大出版社）2023/9/421复合通风机械辅助自然通风roomroomroomroomroomroomshaft热压自然通风机械辅助自然通风roomroomroomroomroomroomshaft讨论讨论：为为什么合理通什么合理通风风能减少建筑用能？能减少建筑用能？室内室内热热湿湿环环境境调调控：通控：通风风、空、空调调、供暖、供暖1.1.充分利用室外气候充分利用室外气候资资源（夜源（夜间间、过过渡季）渡季）2.2.改善气流速度、提高偏改善气流速度、提高偏热环热环境境
9、热热舒适，减少空舒适，减少空调调运行运行时间时间；3.3.空空调辅调辅助助风风扇，降低空扇，降低空调调运行能耗。运行能耗。建筑节能与新技术应用（重大出版社）2023/9/423空调建筑的过渡季节:越来越重视特点：过渡季室外温度低，但室内外温差小，需要风量大，仅依靠空调送全新风风量不足。日本：大林组本社日本：大林组本社建筑节能与新技术应用（重大出版社）2023/9/424日本大阪体育场的自然通风技术应用日本：大阪体育馆可持续发展的要求：节约能源，环境保护以教室空调为例，讨论如何理解以下温馨提示？夏天室温超过30才开空调；开空调的设定温度不低于26；开空调时请关闭门窗。暖通空调建筑室内热湿环境调控
10、技术暖通空调节能运行调节的前提：满足室内热湿动态环境和室内空气品质安全需要！目的我们需要营造（工程价值）：健康、舒适、高效与节能的建筑室内环境！冷热源输配管网末端设备及用户冷热媒的制备及运行工况参数调节冷热媒的输送与配送的冷热量与质量调节用户需求变化的适应性调节 暖通空调运行管理对象：研究运行阶段的暖通空调系统的使用特性及其调控方法。供需平衡！供需平衡！我们需要什么样的室内环境？健康建筑定义：在满足建筑功能的基础上，为建筑使用者提供更加健康的环境、设施和服务，促进建筑使用者身心健康、实现健康性能提升的建筑。舒适健康七级感觉即：冷（-3）、凉（-2）、稍凉（-1）、中性（0）、稍暖（1）、暖（2
11、）、热（3）健康、舒适的室内环境应该维持一定的冷热变化，必要的热环境刺激有利于锻炼人体的热调节系统，扩展可接受的热环境范围。舒适的存在是以变化为前提的；个体能够有独立调节的能力，只有这样才能真正满足人们的个性化需求，提高室内环境质量。清华大学朱颖心教授建筑节能与新技术应用（重大出版社）2023/9/430住宅间歇机械通风所能达到的节能效果间歇机械通风的实质间歇机械通风的实质是利用夜间室外相对干、冷的空气，直接降低室内夜间气温和湿度，解决室内夜间闷热问题，同时消除住宅内在白天积蓄的热量和湿量，为在下一个白天借助住宅内部的蓄热、蓄湿作用，使室内气温和湿度不致过高准备好条件。夜间通风的量和质是决定效
12、果的两个主要因素。夜间通风的量和质是决定效果的两个主要因素。由于采用机械通风，通风量不再是个严重问题。制约降温效果的关键因素制约降温效果的关键因素是夜间室外气温下降的程度。它可用室外气温的日较差来定量表示。间歇机械通风的降温效果表现于室内气温白天低于室外，夜间接近室外。而室内日平均气温低于室外的程度可视为效果好坏的综合表示。建筑节能与新技术应用（重大出版社）本章学习内容（4学时）5.1 建筑供配电系统运行节能5.2 暖通空调系统运行节能5.3 生活热水系统运行节能5.4 建筑给水排水系统运行节能5.5 建筑照明系统运行节能5.6 建筑电梯（交通）系统运行节能建筑节能与新技术应用（重大出版社）5
13、.3 生活热水系统运行节能建筑内的热水供应系统按照热水供应范围的大小，可分为：集中热水供应系统、局部热水供应系统区域热水供应系统建筑节能与新技术应用（重大出版社）本章学习内容（4学时）5.1 建筑供配电系统运行节能5.2 暖通空调系统运行节能5.3 生活热水系统运行节能5.4 建筑给水排水系统运行节能5.5 建筑照明系统运行节能5.6 建筑电梯（交通）系统运行节能建筑节能与新技术应用（重大出版社）5.4 建筑给水排水系统运行节能降低建筑给水排水系统的日常运行能耗尽量采用中水雨水回收技术建筑给排水节能的主要途径：1 采用新型节水器材和节水型卫生器具2 真空节水技术3 完善热水供应循环系统 4 回
14、收利用中水和雨水5 消防贮水池的设置 6 合理利用市政管网余压，注意给水管道的减压节流7合理应用变频供水设备8自动控制计量与运行监控建筑给水排水与节水通用规范GB 55020-2021建筑节能与新技术应用（重大出版社）自动控制计量与运行监控建筑节能与新技术应用（重大出版社）本章学习内容（4学时）5.1 建筑供配电系统运行节能5.2 暖通空调系统运行节能5.3 生活热水系统运行节能5.4 建筑给水排水系统运行节能5.5 建筑照明系统运行节能5.6 建筑电梯（交通）系统运行节能建筑节能与新技术应用（重大出版社）光环境控制的意义 减少视觉疲劳，保证视觉健康和身心健康 提高劳动生产率 降低能耗 人工照
15、明能耗 空调能耗建筑节能与新技术应用（重大出版社）5.5 建筑照明系统运行节能绿色照明是指通过科学的照明设计，采用效率高、寿命长、安全和性能稳定的照明电器产品（电光源、灯用电器附件、灯具、配线器材，以及调光控制器和控光器件），改善提高人们工作、学习、生活的条件和质量，从而创造一个高效、舒适、安全、经济、有益的环境，并充分体现现代文明的照明。“绿色照明”主要包含三项内容：照明设施、照明设计及照明维护管理。具体可分为五个方面内容：1）开发并应用高光效的光源；2）开发并应用高光效的灯具和智能化照明控制系统；3）合理的照明方式；4）充分利用自然光；5）加强照明节能的管理。建筑节能与新技术应用（重大出版
16、社）照明系统节能控制建筑节能与新技术应用（重大出版社）智能照明系统-智慧物联案例：重庆大学虎溪校区体育中心主馆上大下小、倒锥台形态的“反重力”设计，营造了视觉上的不稳定感，象征着拼搏的体育精神。屋顶采用张弦梁结构，是基于能同时解决跨度、容量、排水、采光和通风等多方面问题而做出的合理选择，从梭形张弦梁间设置的天窗投下的自然光，经遮阳系统调节后，白天即使不开灯，场馆内也同样明亮，从而减少电能的消耗。案例：重庆大学虎溪校区体育中心游泳馆则因其特性而与主馆迥异。该馆在结构和表层设计方面采取“波纹”作为设计概念，同时，为了满足内外一致的空间属性，游泳馆采用交叉格构式钢结构，营造出较好的光环境。在训练馆的设计中，一项设计同时解决自然通风和球类运动中面临的眩光问题采用倾斜45的折板形式，既能减少耗电量，又能让柔和的自然光洒满场馆。建筑节能与新技术应用（重大出版社）天然采光控制：节能舒适 仅靠门窗天然采光的局限 天然采光受建筑设计制约 过强的光照导致不舒适 控制天然采光的方法 百页控制 光电玻璃控制 反射镜控制 天然采光与人工照明联合控制利用反射镜：香港汇丰银行建筑节能与新技术应用（重大出版社）利用反
