緒論：寫作既是個人情感的抒發，也是對學術真理的探索，歡迎閱讀由發表云整理的11篇建筑節能優化范文，希望它們能為您的寫作提供參考和啟發。

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EPS板的原材料是聚苯乙烯樹脂，加入發泡劑、阻燃劑等添加劑，經過加熱預發泡，在模具中加熱而制成具有不同表觀密度的閉孔結構的硬質EPS板[8-9]。EPS板具有顯著的節能保溫優點：質輕、導熱系數低（保溫效果好）、抗潮濕、密度低、易加工、價格便宜、施工性較好、隔聲效果良好，環保和可再循環利用等，因此成為目前使用最多的建筑保溫材料。（1）吸水性。EPS特有的內部結構致使其具有較強的抗潮濕能力。研究表明：EPS即使被埋在地下飽水層幾年其吸水量也不會超過10%；除汽油外，絕大多數溶劑對EPS影響不大[10]。因此，EPS具有較好的抗老化能力。（2）密度。EPS材料的密度低，具有質量輕的優點，這對于建筑保溫節能具有重要意義。EPS的密度一般為18~30kg/m3（表1），其密度大小取決于樹脂的膨脹倍數[11]，相比較而言，PF泡沫板、PU硬質泡沫的密度更低。（3）保溫隔熱性（導熱系數）。由于EPS內部空腔結構，使得這種材料具有低的導熱系數。研究表明：EPS的導熱系數與含水率存在正相關關系，當EPS含水率為1%時，導熱系數大約增大5%；當含水率為5%時，導熱系數最大可增大75%[12]。但由于EPS吸水率低，具有較好的抗潮濕能力，因此，EPS仍具有較好的保溫隔熱性。（4）熱穩定性。EPS板的最高工作溫度可達80℃，一般情況下，EPS性能比較穩定；但當溫度達到150℃時EPS板開始熔融；若溫度持續升高，EPS板將會發生分解，并產生可燃氣體，但由于EPS板中添加有阻燃劑，因此火焰不會擴散，幾秒鐘之內會自動熄滅[13]。（5）回收性和環保性。EPS能夠回收再利用，具有良好的環保性。有多種途徑回收利用EPS：(1)通過機械回收EPS重新制成XPS，或者將其熱熔再生制成新的EPS使用；(2)化學回收利用，制成紙箱防水涂料、建筑涂料等[14]。

2建筑節能優化設計

2.1EPS板厚度設計

導熱系數K值是指在穩定傳熱條件下，當墻體內外兩側溫差為1℃時，單位時間內通過單位面積所傳遞的熱量值[15]。導熱系數和材料密切相關。保溫節能材料的厚度變化對墻體導熱系數具有差別。不同厚度的保溫層EPS對同一個墻體的導熱系數K和熱惰性指數D值具有一定的影響。據孫海萍[15]研究，隨著EPS保溫材料厚度的增加，墻體導熱系數K值的下降速率減低，見表2和表3[16]。從表2和表3可以看出，隨著保溫材料厚度的增加，熱惰性指數值穩步上升（幾乎恒定為0.085），而墻體導熱系數值下降速率不斷減小。當保溫材料厚度由45mm增加至50mm時，墻體導熱系數降幅不到0.05。當保溫材料EPS厚度達到一定限值之后，即使厚度繼續增加，不僅其表現出的保溫效果也不會很明顯，而且投資額度將會上升。根據我國建設部的《中國建筑技術政策》中關于建筑節能應達到65%的要求，結合上述分析，當EPS保溫節能材料厚度為40mm時，墻體導熱系數為0.635W/(m2•K)，滿足建筑節能的要求，并且節省了保溫材料過厚造成的不必要投資。

2.2EPS板防火設計

建筑節能是當前建筑行業關注的熱點課題，在節能的同時建筑材料的防火安全性也十分重要。在國內外由于建筑保溫節能材料防火安全性問題引發的火災事件并不在少數。因此，節能與防火安全應該“一手抓”，二者并重。EPS板的阻燃性為B2級，但是綜合性能上仍存在一定的安全隱患。發生火災時火焰從建筑窗口涌出，直接接觸保溫系統，未直接接觸的地方受到熱傳遞，最后內部空氣發生膨脹[17]。針對火災發生時的建筑保溫系統的這些狀態，提出關于提高建筑保溫材料防火性能的優化設計。（1）從EPS板本體角度，在制備過程中添加阻燃劑，從而提高材料本身的防火安全性，EPS所用阻燃劑有如下種類：鹵系阻燃劑，具有強的阻燃能力，種類多樣，包括：十溴二苯醚、氯化石蠟、四溴鄰苯二甲酰亞胺等等，目前通過一些學者的研究已經取得較好的效果[18]；無機阻燃劑，阻燃效率不高，常常要和其他阻燃劑配合才能達到較好的效果；膨脹阻燃劑，包括三類組成物質：酸源、氣源和碳源，鄭寶明等[19]研究表明，膨脹阻燃劑具有較好的阻燃效率；黏土類阻燃劑為最近使用的新型阻燃劑，包括：斑脫石、蒙脫石等等層狀黏土礦物。這些阻燃劑的添加使得EPS具有較強的阻燃能力，提高了保溫系統的防火安全性能。（2）從保溫系統的構造體系角度，通過對保溫節能系統進行優化，從而達到提高防火安全的目的。具體采取什么措施取決于火災時保溫節能系統的穩固性和減緩或阻礙火災擴散的能力。具體可采用的措施：防火隔離帶，在墻體外部設置呈條帶狀的防火構造物，起到阻止火焰擴散的作用；擋火梁，在窗口設置隔火裝置，起到將火焰與內部EPS板隔離的效果；采用金屬固件固定，起到穩固保溫層外的保護層作用。在EPS板的表層涂抹具有良好阻燃性的材料（圖1），比如涂抹水泥灰或用石膏板包覆等。RalphMatalon[20]提出用一種具有特殊性質的材料，將其涂抹在EPS上形成隔熱甚至到達絕熱效果的保護層，從而達到阻燃的效果。與此同時，在EPS板外層涂覆這種特殊性質的材料，能阻礙熱量和氣流發生交換，進而達到保溫節能的效果。有關實驗表明：在厚度為120mm的EPS板上涂抹1mm厚的絕熱材料后，其被破壞的時間由原先的1min延長至5min，在EPS板表層形成了隔熱炭層[21]。

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關鍵詞 ： 建筑節能設計軟件最優節能方案

Case Study - Optimized energy-saving design of residential building

ZHANG Yongwei

（China Academy of Building Research Shanghai Branch，shanghai，200023）

Abstract: Designed a construction energy-saving plan for a single residential building in Shanghai by using the building energy calculation analysis software - PBECA2012, while calculating simulation analysis its compulsory Index and overall dynamic building energy consumption to reach the optimized building energy-saving plan.

Keywords:Building energy-saving design, Software, Optimized energy-saving plan

0 引言

建筑節能設計對廣大設計人員來說已不陌生，但是仍然有許多問題纏繞著設計師：建筑節能設計建模花費時間消耗精力，節能方案確立不夠合理等。 如何簡便設計既適合各地實際情況而又符合節能規范的節能方案進行節能計算分析，PBECA2012這款高效智能的建筑節能設計分析軟件來為我們提供了一條便捷的通道。

1 建筑設計說明資料

結合設計單位所提供的建筑設計施工說明，可獲悉以下建筑節能計算所需資料：

該建筑單體坐北朝南，建筑層數為14層，建筑結構類型為剪力墻結構，墻體采用200mm厚的鋼筋混凝土，在單體的南向設計有凸窗。

以上資料也是在進行建筑節能計算前必須要了解的信息，以此為下一步的設計提供參考。此項目的節能設計目標為計算分析確定最適宜的節能設計方案，確保滿足現行的建筑節能相關設計規范要求。

圖1建筑平面圖

2 計算模型和最優節能方案

2.1計算模型智能化建立

初步分析了現有的節能資料后，筆者著手對建筑單體進行生成模型、編輯和節能方案的選擇。

建筑節能計算模型的準確性是非常重要的，計算模型涵蓋了建筑體形的細節、開窗大小和位置、房間功能區的劃分等。建筑節能設計分析軟件PBECA2012是基于AutoCAD平臺上開發的，在模型轉換和編輯功能上有了很大提高，并能處理多種復雜建筑體形情況和多種構件設計情況，更加貼近建筑設計師的使用習慣，也更能體現建筑物的原有形態。智能化設計是PBECA2012軟件應用的顯著特點，軟件注重計算模型準確性診斷功能，在建模過程中智能化交互提示使用者完成計算模型準確地建立和編輯。即使剛接觸軟件的人員也能夠完成建筑的節能設計。

圖2 智能觸發機制提示

圖3智能墻線修正

圖5 模型三維圖

計算模型建立之后，需要標注房間功能類型和分戶墻，對于居住建筑來說，在計算分析之前需標注臥室和起居室以及每個戶型之間和戶型與公共部位之間的隔墻。

2.2最優節能方案專家型選擇

該住宅單于上海，因此需滿足《上海市工程建設規范-居住建筑節能設計標準》（DGJ08-205-2011）的要求。PBECA2012軟件具有節能方案的專家型選擇模式，可以幫助建筑師快速智能地確定最適宜的節能方案。其確定方法為由工程設計人員輸入一些附加條件，然后由軟件根據模型信息和附加條件的判斷，推選出圍護結構推薦系統，再通過自動選擇和手動選擇的方式，確定最終的適宜性方案。

圖6 方案確定流程

筆者完成了計算模型之后，輸入了建筑設計計算資料中相關的建筑結構類型、外墻飾面類型以及根據施工周期和預期的造價條件，軟件根據附加條件結合模型所具有的建筑層數、窗墻面積比、體形系數等信息，獲得推薦的圍護結構體系。

圖7 方案選擇

選擇方案或進行必要的編輯后，可進行方案分析計算，并直接查閱報告。軟件也提供與方案構造相關的造價優化，并對方案進行缺陷分析，詳細顯示計算工程各功能房間的空調負荷、采暖負荷和總負荷，并顯示彩色分布圖。通過數值分析，平面分析及三維分析對設計建筑的總體能耗和各個普通層乃至任意一個房間進行能耗分析，通過對不同朝向或不同房間的分析，得到各圍護構件所占耗能比，從而可以讓用戶對設計建筑的能耗和某個構件的能耗一目了然，方便找到保溫性能最差的圍護結構，有針對性地進行優化設計，更快捷的進行調整節能設計方案。

圖8 方案分析

圖9 缺陷分析

軟件中收集了建筑節能節點圖集及《全國民用建筑工程設計技術措施節能專篇》（2007年）中的全國建筑節能構造和常用材料，并收錄了各種高中低檔體系價格，適用范圍和施工周期等關鍵參數構成數據庫，以此結合計算模型所選城市相應的節能規范條文和模型的數據信息，最終篩選出適宜的節能方案。

圍護結構體系可采用自動選擇和手動相結合的方式，自動選擇一般是以造價作為唯一的判斷標準，手動選擇可幫助實現特殊修改，有針對性地實施節能方案，筆者根據上海地區的實際情況，結合自動選擇和手動選擇最終確定了節能設計方案：

屋面類型1：細石混凝土(內配筋)（40.0mm）+泡沫玻璃（100.0mm）+水泥砂漿（20.0mm）+1：8水泥加氣混凝土碎料實鋪(屋面找坡)（40.0mm）+鋼筋混凝土（120.0mm）+石灰石膏砂漿（20.0mm）

屋面類型2：細石混凝土(內配筋)（40.0mm）+泡沫玻璃（100.0mm）+水泥砂漿（20.0mm）+鋼筋混凝土（120.0mm）+石灰石膏砂漿（20.0mm）

外墻類型：無機保溫砂漿（40.0mm）+鋼筋混凝土（200.0mm）+無機保溫砂漿（20.0mm）

底面接觸室外空氣的架空或外挑樓板：石灰石膏砂漿（20.0mm）+鋼筋混凝土（110.0mm）+無機保溫砂漿（40.0mm）

分戶墻：石灰石膏砂漿（20.0mm）+鋼筋混凝土（200.0mm）+石灰石膏砂漿（20.0mm）

分戶樓板：水泥砂漿（20.0mm）+鋼筋混凝土（110.0mm）+水泥砂漿（20.0mm）

外窗(含陽臺門透明部分)：隔熱金屬型材多腔密封窗框K≤5.0[W/(m2K)]，框面積≤20%，(6mm透明+12空氣+6mm透明)，傳熱系數3.20W/m2.K，玻璃遮陽系數0.86，氣密性為6級，可見光透射比0.71

凸窗：隔熱金屬型材多腔密封窗框K≤5.0[W/(m2K)]，框面積≤20%，(6mm中透光Low-E+12空氣+6mm透明)，傳熱系數2.40W/m2.K，玻璃遮陽系數0.50，氣密性為6級，可見光透射比0.62

天窗：隔熱金屬型材多腔密封窗框K≤5.0[W/(m2K)]，框面積≤20%，(6mm中透光Low-E+12空氣+6mm透明)，傳熱系數2.40W/m2.K，玻璃遮陽系數0.50，氣密性為6級，可見光透射比0.62

戶門：木或塑料夾層門(空氣間層厚度不小于40mm內襯鋼板)，傳熱系數2.47W/m2.K

3 節能計算模擬分析

計算模型基礎計算數據結果

采用最終確定的節能設計方案進行建筑節能計算分析，軟件以《上海市工程建設規范-居住建筑節能設計標準》（DGJ08-205-2011）為判定依據。

對于該建筑單體，軟件確定的節能方案很好地滿足了規范要求，避免了在設計時反復設計復算、查閱規范圖集，同時也為更好地完成同類設計積累了經驗。對于圍護結構有未滿足節能設計標準的，可采用“對比評定法”進行建筑節能設計綜合評價。

根據《上海市工程建設規范-居住建筑節能設計標準》（DGJ08-205-2011）的規定，居住建筑動態計算的判斷依據要根據不同的建筑類型采用不同的判斷方法。軟件可根據建筑層數自動識別多層建筑、低層建筑、高層建筑；根據用戶選擇的建筑類型，自動按照下列要求進行動態計算和判斷：

進行圍護結構節能動態計算時的假想建筑稱為參照建筑，建筑進行圍護結構節能動態計算時，應當與參照建筑的采暖和空調年耗電量之和進行比較，其計算所得設計建筑的采暖和空調年耗電量之和應當小于參照建筑的采暖和空調年耗電量之和，即采用權衡計算對比法。

PBECA2012軟件延續了強大的DOE-2計算內核的計算分析功能，最終能耗模擬分析結果顯示，該居住建筑達到了節能設計要求。

冬季結果

設計建筑全年耗電量=28.69 (kWh/m2)

參照建筑全年耗電量=29.35 (kWh/m2)

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Abstract: in order to respond positively to building energy conservation and environmental protection to the call of lighting projects, ensure the quality of illumination, under the premise of through the light source selection, building lighting lamps and lanterns chooses, lighting control design and electrical design as the starting point puts forward optimum building lighting some measures of the energy saving, can not only as far as possible to avoid waste and still can power a reasonable reduce power on illume and so to achieve the lighting the effect of energy saving.

Keywords: building energy efficiency; Lighting optimization; Green environmental protection

中圖分類號：TU201.5 文獻標識碼：A 文章編號：

1.引言

近年來，隨著我國經濟飛速發展、人民生活水平的不斷提高，全國各地都加快了城鎮化建設的步伐，由此導致了建筑物的能耗也在迅速增長。而要保持經濟的可持續發展和人民生存質量的不斷改善，“節能降耗”已成為當前刻不容緩的重要任務。

照明是一個用電能轉換成光能做功的過程。我國照明耗電大約占全國發電量的10%～20%，而且正在逐步增加，因此，對于照明節能應該給予充分的重視。照明節能就是指在不降低對視覺作業要求的條件下，力求減少照明系統中的能量損失，最有效地利用電能。綠色照明工程，起源于20世紀90年代初，我國從1996年開始實施，旨在通過科學的照明設計，利用高效的節電照明產品，運用合理的照明控制方法，達到節電、保護照明環境和提高照明質量。而照明節能就是綠色照明工程中的重要一環。

1光源選擇

1.1自然光的充分利用

自然光是值得珍惜和充分利用的能源。自然光有2個組成部分：一個是日光；另一個就是天空的散光。日光就是由太陽直接照射出來的光束；天空的散光就是空氣中的微粒對陽光的散射。所以自然光是取之不盡，用之不竭的。當自然光進入建筑物內部空間時，電光源便可以作為補充光源使用。這樣合理利用自然光便能減少對電光源的需要從而降低對照明能源的消耗。因此，在建筑設計時要盡可能地增加采光窗和注意開窗方向來增加采光面積。同時還可以利用光纖照明和太陽采光系統來將自然光引入室內。

1.2反射光的充分利用

充分利用環境的反射光就是充分利用室內受光面的反射性，能有效地增加室內的亮度從而提高光的利用率。為了改善室內采光效果，天花板的反射率應該盡可能高，最好能夠達到90%，因為天花板的反射率對光線在室內的均勻分布十分重要。而墻壁的反射率應稍低于天花板，控制在65%以上。家具可以采用和墻壁類似的反射率。至于地板的反射率則不宜過高，因為太高會影響工作視線。一般來說，淺色要比深色的反射率高。比如白色的墻壁的反射率為55%～75%，而未加處理的水泥墻壁只有20%～30%。

2照明控制

2.1根據建筑特點、建筑功能、建筑標準、使用要求等具體情況，對照明系統進行分散、集中、手動、自動、經濟實用、合理有效的控制。

建筑物功能照明控制。例如賓館、酒店的每間客房應設置節能型開關。大開間辦公室、圖書館、廠房等可采用智能照明控制系統，在有自然光區域采用恒照度控制，靠近外窗的燈具隨著自然光線的變化，自動點燃或關閉該區域的燈具，保證室內的照明均勻和穩定。走廊、門廳等的公共場所的照明控制也應因地制宜，對于公共建筑的走廊門廳、樓梯間宜采用集中控制，并按建筑的使用條件和天然采光狀況采取分區、分組控制。對于住宅建筑的樓梯間、走道照明采用節能自熄開關。對于醫院、賓館的走道等公共照明區在夜間應采用關掉部分燈具或降低照度的控制措施。

2.2根據照明部位的燈光布置形式和環境條件選擇合適的照明控制方式。

房間有多列燈具時，按與側窗平行控制；生產場所按車間、工段、工序分組控制；電化教室、會議廳、報告廳等場所，按靠近或遠離講臺分組控制。建筑科技的飛速發展，讓燈具的控制方式更加個性化、人性化、智能化，例如，人體感應或動靜感應開關，智能化面板開關等新的控制方式逐步進入我們的生活中。

2.3智能照明控制系統

采用智能照明控制系統的主要目的是節約能源，智能照明控制系統借助各種不同的“預設置”控制方式和控制元件，對不同時間不同環境的光照度進行精確設置和合理管理，根據不同場合、不同的人流量進行時間段、工作模式的細分，關掉不必要的照明，在需要時自動開啟，實現節能。這種自動調節照度的方式，充分利用室外的自然光，只有當必需時才把燈點亮或點到要求的亮度，利用最少的能源保證所要求的照度水平，通過對照明燈的工作狀態，科學的管理和控制節電效果十分明顯，一般可達30％以上。

現今智能照明控制系統被廣泛應用于各種場所和領域。如在劇場、會議室、俱樂部等場所，利用智能照明控制系統的調光功能，可以方便的轉換多種燈光場景，實現多點控制。在體育館、廣場、公園、街道等室外公共場所，利用控制系統的群組控制功能可控制整個區域的燈光。在小區內，利用控制系統可實現對小區內路燈、景觀燈的遠控、多點、定時控制等。

3燈具選擇與安裝

3.1類型選擇

采用高效節能新燈具和照明系數高的燈具。人工光源為熱輻射光源與氣體放電光源。熱輻射光源包括白熾燈與鹵鎢燈，其發光原理是白熾狀態下的鎢絲的熱輻射。由于外部輸入能量等于輻射，傳導和對流損失的能量的總和，所以輸入的能量即電能大部分轉化為熱能和不可見光，發光效率很低。氣體放電光源的工作原理是氣體放電輻射，種類主要有熒光燈、高壓汞燈、高壓鈉燈、金屬鹵化物燈等。

3.2安裝反射罩

高效能的反射罩可以使電燈發出的光有效的投射到需要的區域。燈具反射罩表面，以鋁鏡面反射率最高，達到84.2%；其次是白色噴涂面，反射率為83.2%；鋁素材的反射率為82.5%；鋁研磨反射面的反射率為79.7%；不銹鈉的反射率為57.5%。同時玻璃燈罩雖然可以使亮度柔和，但是大大降低了亮度。

3.3安裝高度

燈光照度與照射距離之間有極大的關系。當燈具安裝的越高，受照面得到的照度就會越低。所以對于某個受照面，燈具安裝的越高所需要的功率就會隨之增大，從而造成了電能的浪費。因此，燈具距離工作面的高度應該合理，否則過高會造成光源的散失，過低會造成不安全的因素。同時應該盡量考慮局部照明，這樣不僅能使光源更加接近工作面而且不會增加室內整體照明燈具的功率，從而節省了電能。

4結語

隨著社會的進步，經濟的發展，人民生活水平的提高，照明與人們的生活越來越密切，對照明的要求也越來越高，在節能的同時，還要在有益于提高人們生產、工作、學習效率和生活質量，保護身心健康的基礎上達到節約能源、保護環境的目的。為此，在照明設計時，應最大程度地滿足建筑的功能，一項照明工程，在注重光的物理特性同時，還要考慮照度水平、燈具布置，以及視覺環境及照明效果。

本文從光源選擇，照明控制，燈具這3個方面對照明節能進行了詳細的分析，使建筑電氣在照明方面的電能損耗盡量減至最小，從而達到綠色照明的標準。

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1概述

1.1建筑節能

建筑節能是建筑物中規劃、設計、建造以及實際使用過程中，嚴格按照節能的標準和要求執行，通過選擇高校節能技術、工藝、建材等，設計打造出“綠色節能型”建筑產品，進一步提升建筑物的各系統運行效率，在保證室內溫熱環境質量的基礎上，加強建筑物內外的能量交換熱阻，減少供熱系統、照明以及熱水供應等由于大量熱消耗所導致的能耗。

1.2能耗

能耗是反映能源的消費水準與節能降耗的重要評價指標，是能量在流動過程中所產生的消耗，能源利用效率指標參照的是一次能源供應總量與國內生產總值的比率。能源利用效率能夠反映一國經濟活動對能源的利用程度的強弱，也是檢驗經濟結構和能源利用效率變化的重要指標。

1.3建筑節能意義

根據《中國建筑節能年度發展研究報告（2015年）》公布的數據顯示，2013年我國城鎮建筑面積中，住宅面積為208億立方米，公共建筑面積99億立方米，全國城鎮累計新建節能建筑共形成約8000萬噸的標準煤節能能力。我國城鎮建筑運行消耗的能源約為全國商品能源的23%-26%，而發達國家的建筑能耗一般為總能耗的33%以上，此外，隨著我國經濟社會的快速發展，每年新增建筑以每年20億立方米的速度遞增，因此，我國的建筑節能還有很大的提升空間。隨著產業結構的調整，建筑能耗所占的總能耗比例也會不斷提升。做好建筑節能設計具有積極的現實意義，是解決能源供需矛盾的有效途徑之一，也是實現可持續發展的重要途徑。

2建筑節能設計現狀

2.1建筑設計環節缺少監控

建筑節能設計是建筑節能實現的前提和基礎，也是一項系統性工作。建筑節能的實現需要從根本上做好建筑設計的每個環節的精細和量化。現實中，由于建筑設計主管部門對建筑節能實際成果缺少健全的評定考核機制，也缺少成系統的保障措施，導致對建筑部門的審查缺少必要的考核標準作為依據，使得建筑節能設計環節監控弱化，發揮不了節能監控的應有效果。

2.2建筑內部用能設計不合理

現代建筑設計應堅持人性化理念，充分考慮人的需求對建筑物內部做好合理設計。從現實來看，建筑構造過程中忽視了建筑物內部與周邊環境的協調性，建筑裝飾的應用與節能標準不符，設計出的建筑往往能耗過高，業缺乏舒適感等，達不到節能效果，影響到建筑物與周邊環境的協調性，對建筑物節能設計優化和創新產生不利影響。

3建筑節能技術內容及優化設計

3.1建筑節能技術內容

建筑物主體節能、常規能源系統的優化利用以及可再生能源的利用等共同構成了建筑節能技術內容。其中，（1）建筑物主體節能的實現要把握建筑物所在區域的自然條件，通過能耗模擬計算分析，選擇適宜體型系數、合理布置建筑物室內空間、控制窗墻朝向比等，從總體上降低建筑物對空調和采暖能耗。（2）常規能源系統優化利用：可以通過合理選擇調控方式，節約輸配能耗系統；優化室內照明控制，減少建筑內部照明能耗；優化冷熱源優化選擇，提升空調系統能量轉換效率等。（3）可再生能源利用。結合建筑物所在區域的氣候特點，為建筑物設計選用合適的可再生能源利用技術。其中，主要包括太陽能、地熱、風能、生物質等利用技術，提高可再生能源的利用比率。

3.2建筑節能優化設計

（1）自然通風優化設計。結合建筑物特點，合理設置門窗，如采用對開式，能夠形成穿堂風調節室內通風效果。優化窗戶設計形式，盡量采用多項調節型窗戶，加大通風能力。加大樓層之間風的流動，在豎向空間的頂部設置蓄熱墻，對房間熱能做好充分吸收，并能有效排除掉室內濁氣等。（2）隔熱改造優化設計。做好建筑外的薄弱圍墻保溫隔熱的優化設計能夠有效減少熱損失。例如，選擇AJ建筑保溫隔熱聚合物砂漿應用于建筑物的屋頂、圍護結構使用，有效阻止熱量傳遞，發揮節能效果。在建筑物外種植綠化植物，起到保溫隔熱效果。通過合理設計窗墻比、強化門、窗的密閉性，設計中空雙層玻璃或在門芯填充符合保溫材料，提高門窗框料的保溫性。（3）太陽能利用優化設計。根據建筑物所在區域的氣候條件，合理選擇適合調查建筑的改造方式，提高自然能源利用效率。例如，在室內設置貯熱設備，當太陽能穿過窗戶時便能及時將太陽能儲存起來，達到調節室內溫度效果；設計蓄熱墻式特隆貝墻的建筑方式，發揮太陽能“空氣加熱器”效果；在封閉的陽臺設置貯熱體或者保溫板，形成較為封閉的日光間，達到儲備能源的效果。

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1、建筑節能發展現狀

面對能源短缺問題，我國積極倡導節約能源、可持續發展，建設部將建設節能型建筑納入今后城市建設的重點發展方向，相關的指引、標準和法規相繼出臺，要求將建筑設計與建筑微氣候、建筑技術和能源的有效利用相結合。《民用建筑節能設計標準》規定通過在建筑設計和采暖系統設計中采用有效的技術措施將節能率從原來的50%提高為65%，對圍護結構的技術與產品、部品以及供熱系統的要求提高到一個新水平。

優化節能設計方法從本質上要求設計者從整體綜合設計概念出發，根據大范圍的氣候條件影響，針對建筑自身所處的具體環境氣候特征，重視利用自然環境創造良好的建筑室內微氣候，以盡量減少對建筑設備的依賴。但在實際操作中，設計者習慣于以往的設計思路，只考慮建筑、結構及水暖等方面的合理與否，并不用心去考慮節能的問題，因此實際的節能效果普遍達不到設計標準的規定，建筑能耗仍然處于一個很高的水平，形勢不容樂觀。

在我國既有城鄉建筑中，只有3.2億m2房屋是節能建筑，尚不足全國既有建筑的1%；在每年新竣工的建筑中，節能建筑面積不到1億m2，尚不足竣工建筑面積的5%。以居民住宅能耗與建筑業能耗為例（居民住宅能耗近似地以綜合能源平衡表中居民生活能耗表示，建筑施工能耗以建筑業能耗表示）， 我國建筑節能設計雖然已經得到政府主管部門的高度重視，但歷年的能耗數據卻反映出其實施結果令人擔憂。

2、建筑節能設計重點

2.1整體環境規劃

建筑選址、朝向、間距以及相互組合關系是整體綜合環境規劃的設計重點。合理的選址和布局對建筑節能的影響很大，應綜合考慮氣候、地質、水質、地形及周圍環境條件等相關因素加以確定；適宜的外部環境能使建筑在其整個生命周期中保持良好的微氣候環境，為建筑節能創造條件，同時維持整體生態環境的平衡；主要朝向應迎合當地夏季的主導風向，使住區內風速流暢，有效加強建筑物與空氣的熱交換，提高居住的舒適度。由于太陽高度角和方位角的變化規律，我國大部分地區以南北向或接近南北向布局為宜，與東西朝向的建筑物相比，南北朝向的建筑物在夏季可以減少太陽輻射的熱，冬季可以增加太陽輻射的熱，從而節約了建筑保溫所需的能耗，是最有利的建筑朝向。

2.2單體節能設計

2.2.1合理的建筑體形與空間組織

合理的建筑體形能夠減少建筑物與外界的熱量交換，在其他條件相同時，建筑的體型系數（外表面積和外表面積所包的體積之比）對建筑能耗的影響非常顯著，其值越大，單位面積散熱量越大，對節能不利。從降低建筑能耗的角度出發，應將體形系數控制在一個較低的水平上，但體形系數還與建筑造型、平面布局、采光通風等緊密相關，體形系數過小將對建筑使用功能造成一定影響，因此應權衡利弊，合理確定。合理的空間組織設計應在充分滿足建筑使用功能要求的前提下，對建筑平面進行豎向、橫向的合理分隔，以改善室內的保溫、通風、采光等環境，達到節能舒適的目的。

2.2.2門窗的節能設計

在建筑保護結構中，門窗的保溫隔熱能力差，門窗縫隙是冷風滲透的主要渠道，因此解決好門窗節能的問題是節能工作的一個重點。門窗的節能設計應主要考慮：由于采暖耗熱量隨窗墻面積比的增加而增加，因此可在采光允許的條件下控制建筑不同朝向的窗墻面積比并在夜間設置保溫窗簾、窗板；對門窗的相對位置及開啟方式進行合理安排，以便組織穿堂風通過；設置可調節的活動遮陽（如遮陽棚、窗蓋板、窗簾、熱反射簾或自動卷簾等），減少夏季太陽輻射的熱，增強冬季的熱；提高門窗制作質量，對金屬窗框進行斷熱處理，加設密封條以加強門窗的氣密性，選擇高性能的建筑門窗材料和幕墻技術，適當選擇吸熱玻璃、熱反射玻璃、低輻射玻璃或中空玻璃等節能玻璃品種。

2.2.3墻體的節能設計

墻體能夠達到保暖的效果，就能夠實現能量的損耗減少，從而達到節能的目的。墻體保溫分為內保溫和外保溫兩種，相對于墻體內保溫而言，墻體外保溫的保溫效果更理想，可完全避免熱橋，還可以起到保護墻體的作用，延長墻體的使用壽命，因此采用墻體外保溫是在經濟條件允許的情況下較好的選擇。對于加強墻體的外保溫設計，最直接有效的方法就是采用節能型建筑材料，利用高效保溫隔熱材料附著或填入墻體內來實現墻體熱阻的提高，在一定程度上能有效地避免室外氣候變化對墻體內部溫度變化的影響，使結構主體壽命延長；也有利于消除或減弱冷、熱橋的影響，避免室溫發生較大的波動。同時墻體的節能設計還應適應氣候條件做好保溫、防潮、隔熱等措施，能夠改善微氣候環境條件的特殊構造也應作為考慮的重點。

2.2.4屋頂的節能設計

屋頂是建筑物與室外大氣接觸的一個重要部分，由于太陽直射和大氣長波輻射的雙重作用，冬季散熱量大、保溫性能較差，夏季吸收大量輻射熱、室內氣溫過高。屋頂的節能設計應注重冬季保溫、夏季通風隔熱，常用的技術措施要點為：①采用架空隔熱屋面、淺色屋面、種植屋面、通風屋面、蓄水屋面等，隔離太陽輻射熱，減少陽光直射；②鋪設高效保溫隔熱材料并適當采取其他輔助措施，減少熱量傳遞；③密度較大、導熱系數較高、吸水率較大的保溫材料不宜選為屋面保溫層材料，以免屋面重量厚度過大、保溫層大量吸水而降低保溫效果等；④“冷屋頂”節能：利用高反射率涂料的使用，提高屋頂的日射反射率，減少太陽熱量的吸收，從而達到減少空調冷負荷和空調節能的目的。

3、節能設計優化建議

主管部門應加強對建筑節能設計工作的監控。政府主管部門應利用其職能，總結推廣標準規范、標準設計、公布合理的技術經濟指標及考核指標，為優化設計的進行提供良好服務，對設計圖紙、節能計算書、節能設計表進行系統化監控，使其保持一致并在施工中得到落實。制定切實可行的節能標準。建筑節能設計技術與建筑物的安全性和長期使用壽命有關， 我國現階段的建筑節能技術水平低下，性能還不完善，市場機制規范程度也欠佳，可借鑒國外成熟經驗，在原有建筑節能標準的基礎上進行完善、改革，使其更具有實踐性。

加強建筑節能設計宣傳，提高全社會節能意識。充分利用網絡、電視、報刊、雜志等媒體，開展形式多樣、內容豐富的節能設計與綠色建筑宣傳，廣泛宣傳建筑節能設計的重要性，增強業主方優化建筑節能設計意識，提高各有關部門、單位貫徹建筑節能設計標準的自覺性，努力營造各級領導重視、相關部門理解支持、建設各方積極主動、人民群眾普遍關心的良好氛圍。

篇（6）

Abstract: The energy problem is concerned by the countries all over the world. In the world's total energy consumption, building energy consumption accounts for about 25% -40%. In current years, there is a rapid development in China's construction and the total amount of construction continues to rise, along with the sharp rise of building energy consumption. And building energy efficiency is also the key issue need to consider by China. Optimized design is the foundation of the building energy efficiency. This paper will briefly introduces and analyzes the impacts on building energy efficiency brought by the construction planning, architectural form, energy-saving measures, and put forward the suggestions for promoting building energy efficiency.

Key words: rational planning; architectural form; energy-saving measures; promotion suggestions

中圖分類號：TU201.5文獻標識碼：A 文章編號：2095-2104（2012）

一、優化設計對建筑節能的影響

1、建筑方案的合理性對建筑節能的影響

(1)合理規劃布局

在前期規劃階段，建筑物的配置應具有一定的前瞻性，適應社會發展的需求，避免重復建設；建筑物的布局應綜合分析區域氣候特征，充分利用有利的氣候條件和防御不利的氣候因素；應注重建筑物的朝向、布局、體型、間距、綠化配置等因素對節能的影響，建筑物應選擇南北向或接近南北向，避免東西向，選擇避風地段，以獲得較好日照，同時減少熱量的散失；應注重通過改善建筑周邊的微氣候來改善建筑室內熱環境。沒有合理規劃的建筑將是“先天不足”的，要達到節能要求勢必要付出巨大的經濟代價。

(2)合理控制體型系數

節能建筑的形態要求體型系數小，在選擇建筑形態時不宜凹凸太多，力求平整、簡潔，減少建筑物的外表面積。建筑組合時應盡量避免體量相差較大的建筑相互拼接，減少建筑外墻的臨空面積。建筑體形系數越小，建筑采暖能耗、空調能耗也隨之減小。

2、節能措施運用對建筑節能的影響

(1) 建筑圍護結構的節能措施

建筑物的能耗是由其圍護結構的泠風滲透和熱傳導兩方面造成的。對建筑墻體、屋面、門窗采用合理的節能措施對減少建筑能耗至關重要。通過在墻體增加一層或幾層輕質的絕熱保溫材料來改善整個墻體的熱工性能，達到保溫效果的同時，控制墻體厚度，減輕結構自重。合理控制窗墻比，提高門窗的氣密性，優先采用節能型窗框和節能玻璃技術，有效減少傳熱量。門窗節能主要從減少滲透量、減少傳熱量、減少太陽能輻射三方面進行。屋面通過設置保溫層，或結合種植屋面、通風屋面、架空屋面的使用改善熱工性能。建筑外遮陽設施的設置，對于調節日照、節約能源具有重要作用，開窗面積越大，遮陽要求越高。

(2) 建筑設備的節能措施

優化建筑本體節能設計的同時，提高建筑耗能系統的效率，推動建筑設備新技術的運用，加大可再生能源的利用，對降低建筑節耗，節約能源有著重要意義。建筑的運行是一個長期過程，建筑運行成本太太高于建設過程中所需要消耗的直接成本。以住宅為例，根據計算顯示，到了2020年，我國的建筑消耗的電達到19430億度，這比三峽發電站34年所發的總電量還要多。所以，我們必須從一個建筑的全周期角度來進行優化設計。通過提高蓄能技術、余熱回收技術、可再生能源技術的推廣利用，進而節省能耗。避免在后期的使用過程中可能會消耗更多的能源，得不償失。

二、對優化設計的建議

1、主管部門要整體監控 現在，節約能耗已經成為了全世界都在關注的問題，尤其是我國，本身的能耗就比發達國家要多，所以我們更應該加強節約能耗的工作。為了這項工作的順利進行，應該由政府部門采取適當的強制性的手段來執行。針對具體的問題制定一些規章制度，用法律來強行要求。因為現在很多施工的單位并沒有意識到節約能耗的重要性，所以在設計的時候僅僅考慮眼前的個人利益，針對這樣的情況，就需要我們有明確的條例去約束。

我們可以利用主管部門的職能，來總結一些經驗、推廣一些標準的設計、公布一些技術經濟的指標等等，為優化設計提供良好的服務。一些新建的建筑一定要出具建造耗材的經濟指標、采暖需要的能量、建筑能耗的核心值以及建筑熱損失的計算結果，尤其是建筑的結構的熱損失計算的結果。建筑能耗總量以及建造的能耗值只有在滿足節能標準的前提下，才允許開工以及竣工驗收。在竣工的時候，建筑開發商一定要出具相關部門簽發的一份“能源消耗證明”。

2、政府要協助優化設計 在國家相關的部門制定了一系列的規章制度之后，政府要給予大量的支持，這樣才能更有效的開展節約建筑能耗的工作。政府可以制定一些措施，對在建筑設計中在節約能耗方面做的好的單位或者個人給予一定的獎勵，例如減免稅負或者創造一些優惠政策等，這樣可以調動大家的積極性，使優化設計節能工作順利進行。 3、大力宣傳優化設計我們都知道，任何一個工作的開展都不是靠一個人的努力就可以的。尤其是節約能源這么一項長期而艱巨的任務，更不是靠一部分人就可以完成的。而事實證明，用法律來限制效果也是有限的，所以我們必須從根本上扭轉人們的錯誤意識。這就需要我們來做大量的宣傳工作，讓我國的每一個公民都了解目前我國的能源消耗情況，使他們意識到能源緊缺將給我們帶來的后果，這樣每一個人都在平時的生活和工作中，以節約能耗為前提，才能真正從根本上解決能耗問題。

結束語：自改革開放以來，我國的經濟就在以驚人的速度前進著，經濟的發展消耗了大量的能源，所以節約能耗成了我們目前面臨的最緊急的問題之一。建筑耗能和工業耗能以及交通耗能已經成為我國三大耗能大戶，尤其是建筑能耗，約占我國總能耗的28%，所以，建筑節能已經是迫在眉睫了。優化設計是節約建筑能耗的最有效的途徑，因此，我們一定要改進設計方法，從項目的總體上來考慮，綜合計算建造的直接能耗以及后期的使用能耗，最終確定最合理的設計方式，以保證國家的能源安全，為實施可持續發展奠定基礎。

參考文獻：

王琳城市住宅建筑節能設計，建筑設計管理，2010年02期

篇（7）

1.1現狀分析建筑墻體主要為240黏土磚砌筑墻體，外墻面層為水泥砂漿抹面涂料。墻體較薄且無任何保溫層,在夏季白天難以阻擋該地區強烈的太陽光，導致大量熱量透射而入;到夜間獲取的熱量難以消散，形成對室內的二次輻射，使得室內溫度持高不下。冬季輕薄的墻體又成為熱傳遞的最佳通道，將熱量由室內傳遞到室外，導致室內熱量的嚴重損失。屋頂為普通水泥板架空隔熱屋面,此種做法相對老套,保溫、隔熱效果無法滿足現在住宅建筑的使用要求。調查建筑中的門窗及陽臺窗基本上都為低檔鋁合金作為骨架材料的單玻窗,所用玻璃為藍色透明玻璃，開啟方式為推拉,此種方式增加了該建筑的能源消耗。

1.2相關案例西安首創國際城北區采用的保溫隔熱技術:1）選用AJ聚苯顆粒保溫砂漿和聚苯保溫板,墻體穿上“衣服”。2）采用塑鋼中空雙層玻璃窗，達到隔熱、隔音和保溫效果。3）選用名牌廠家生產的保溫隔音防盜門。4）在屋頂和陽臺使用聚苯顆粒保溫砂漿。由此，節能效果達到節能50％的國家標準。

2改造優化設計

針對調查建筑當前存在的問題，結合對國內外相關案例的分析，運用生態住宅的設計方法，提出相應的改造設計措施，達到節能的目的。

2.1通風改造優化設計自然通風是住宅建筑的重要影響因素之一，在住宅設計領域中結合環境，達到自然通風節能的效果尤為重要。結合建筑單體設計，巧妙設置門窗，門窗對開，形成穿堂風，有效地調節了室內通風效果。豐富窗戶形式，設置多向調節窗戶加大其通風能力，自然通風量則通過豎向空間的窗戶面積大小來控制。屋頂安裝利用風力的簡單機械裝置，抽低樓層的涼風至高樓層降低室內溫度,加強豎向空間的拔風作用，提高室內60％的通風能力。加強各樓層之間風的流動,在豎向空間頂端設置蓄熱墻吸收房間熱能，排除室內濁氣。

2.2遮陽改造優化設計窗的遮陽是必不可少的，在閉窗情況下有無遮陽，室溫最大差值達2℃，平均差值達1～4℃。理論上講，室外遮陽效果比單層玻璃窗的透過能量下降88％。但針對該地區來講，如果用遮陽板固然可抵擋一部分夏季強烈的日光，但進入漫長的低日照時期時，室外的遮陽設置使室內不得不只采用燈光照明，特別是在陰雨天或冬季這種需要大量陽光進入的季節，遮陽反而變成了一種障礙。在建筑中設置百葉遮陽構件,并將百葉遮陽構件一分為二，利用上部的百葉作為反射構件，通過室內頂棚進行漫反射增加室內照度；下部擋掉過量的太陽光。這種方式作為朝南建筑的遮陽方式，朝西建筑由于太陽高度角較低，可采用垂直遮陽來解決此問題。

2.3隔熱改造優化設計

2.3.1墻體與屋頂圍護結構傳熱的熱損失占整個建筑物熱損失的70％～80％,外墻是建筑物圍護結構的重要組成部分。加強調查建筑的薄弱圍護結構（外墻)的保溫隔熱能力尤為重要。在改造中，建筑物的主要圍護結構、屋頂的保溫節能材料采用AJ建筑保溫隔熱聚合物砂漿。隔熱效果好、導熱系數低的AJ建筑保溫隔熱聚合物砂漿含有陶瓷空心微粒，從而有效地阻止了能量的傳遞，起到節能的作用。在外墻外保溫時該材料還設置防裂防漏層，既防裂紋又防漏水。屋頂的保溫設計可選用AJD—Ⅱ型聚苯顆粒保溫材料為保溫隔熱材料，同時可種植綠化來改善保溫隔熱的效果。

2.3.2門、窗由于空氣滲透和門窗的使用帶來了門窗的熱損耗，為減少能耗，則需:1）合理窗墻比:以建筑規范為準則，以該地區的實際條件為依據，合理地調整窗戶和墻體的比例。2）強化密封性:合理選擇門窗的類型和其他相關配套材料。3）提高保溫性:門窗框料可采用PVC型材與鋼襯料制成,玻璃采用中空雙層玻璃，門芯填充復合保溫材料，既防盜又保溫隔熱。

2．4有效利用太陽能生態住宅設計方法在遵循高效率、低造價、易控制、好維修原則的前提條件下，合理地利用太陽能，降低住宅建筑的人工能耗。結合該地區的氣候條件，選取適合調查建筑的改造方式，最大程度地利用自然能源，降低住宅建筑能耗，太陽能的利用方式見圖1。

篇（8）

正文：

如今，如何將環境問題進行緩解以及控制是當前相關工作人員最為關注的話題，對于各項工程的建設，從一方面帶去了技術的提升外，從自然環境所受到的影響上來看，產生了很多負面影響，因而為了能夠更好的解決這一項問題，在工程建設中各國都希望能夠做到環境保護以及實現資源效率應用的目標，保證能夠實現與自然環境的協調發展，在這種大環境下，建筑行業要實現進一步發展和提升，就需要從綠色節能技術上進行研究。

1居住建筑節能的必要性

1.1符合國家的發展形勢

建筑節能也即是不僅能夠對人們日常的生產生活進行支撐，同時還能夠滿足人們對自然環境的要求，最大限度的減少對周圍環境以及能源的浪費，將建筑工程施工中對于自然環境的破壞降到最低，因而在發展背景下，節能技術的應用獲得了相關技術人員的關注，這項技術不能夠實現對資源的浪費，同時還能夠將建筑環保性能進行提升，讓建筑企業以及業主不僅能夠獲得經濟利益，還能夠收獲社會效益。

1.2為新型建設帶來了發展的新空間

如今低碳經濟發展十分迅速，人們都對節能的理念有所關注，這也是我國實現可持續發展的一項重要內容，經濟的發展帶動了人們物質生活的享受，同時對精神需求世界的滿足成了一個重要目標，因而這對于節能理念的推廣和應用提供了重要的發展空間，這對于我國實現居住建筑節能是一個重要的發展基礎，因此相關企業要積極的應用節能技術，使其能夠適應新建筑模式的生態環境。

2居住建筑節能設計的實施措施

2.1大力開發利用清潔能源

如今社會的發展和建設中，積極的應用可再生能源以及清潔能源是主要的發展目標，對于一些居住型的建筑工程來說，能夠將太陽能技術以及風能技術更好的應用于其中，在一些民用的住宅小區中，通過太陽能發電系統的應用，將太陽能電池進行儲蓄，將太陽能經過轉化，形成電能放在電池中，晚間如果有用電需求就可以使用，這項技術的應用不僅能夠降低對于煤炭資源的浪費，同時也能夠將相關資源的浪費程度降到最低。對于情節能源的使用，主要是一些裝備安裝中，要保證技術水平實現準確的安裝，實現用戶的用電以及相關需求。

2.2圍護結構的建筑設計

居住建筑中對于圍護結構的設計和應用中更多的是體現在保溫上，尤其是對于一些北方居民來說，好的保溫設計工作能夠更好的實現節能目標。在設計中如果相關人員對于保溫材料沒有進行合理的選擇，對材料的相關使用標準和規范不明確，那么在后期應用中就無法實現準確的利用。對于施工方來說，要嚴格的根據建筑節能設計圖紙進行施工，在對居住建筑中屋面進行保溫中，材料的應用中可以選擇聚苯板，對于厚度進行計算，實際的施工效果是限制的1.5倍，對施工人員要加強對安裝技術能力的提升，對安裝過程進行管理和控制，保證建筑保溫工作的順利完成。

2.3增加建筑周圍的綠化面積

建筑工程中除了上面兩個方面能夠實現更好的節能效果外，對周圍環境實現綠化也是一項重要內容，如果綠化環境能夠更好的設置，就能夠實現對空氣中的一些噪聲以及粉塵類污染進行降低，同時對于周圍的控制中濕度能夠起到很好的調節作用，對生態環境形成進一步的優化效果，另外設計過程中，相關人員可以通過小區的規劃面積以及整體結構來對綠化工作進行設置，形成美觀的外部條件，讓建筑內部以及外部的溫度以及濕度達到平衡的狀態，對于人們的居住舒適度也能夠很大程度提升，因此在節能設計功能工作中，要積極的建設綠化方案，創造良好的居住環境。

2.4實現自然通風

在對居住建筑進行節能相關設計工作前期，對于土地資源要進行規劃和管理，對于建筑之間的距離要進行拉大，這樣能夠保證擁有充足的自然通風效率，另外還可以通過這種方式讓建筑空間內部與空氣實現交換，降低建筑中室內的溫度，從而降低室內因為要降低溫度所要消耗的各項能源，另外設計人員在設計中對建筑物的朝向也是要有所考慮的，要想實現更好的通風效果，在設計中要根據夏季的風向要對其進行調節，根據北大南小、北高南低的原則對通風設計工作進行排列，這樣不僅能夠讓建筑內部與自然風之間形成共享，還能夠在處于建筑背面的建筑形成高效的“風障”，這樣夏季居住建筑就能夠通過南風來更好的進行調節和通暢，而冬季還可以對冷空氣進行阻擋，提升保溫性能。最后，設計人員還要盡可能的減少封閉式的建筑組合設計，要保證居住建筑群內所設風道的暢通性，在針對入風口與出風口進行設計時要按照當地的主導風向來完成，讓建筑群內的空氣得到更好的流通。總之，伴隨著經濟的發展和社會水平的提升，人們對于居住建筑中應用節能技術有了更高的認識程度，這對于之后將人類社會帶入到環境和低碳生活中起到了推廣和促進作用，因此相關建筑企業要適應當代各項技術的發展潮流，對節能技術進行充分應用和提升，結合先進的節能管理理念，最大限度的提升技術水平，保證節能發展大目標的實現，保證我國社會的整體發展壯大。

參考文獻：

[1]劉存發.居住建筑節能設計有關問題的探討[J].建筑知識,2014,02:128.

篇（9）

一、供配電系統的節能設計

根據負荷容量，供電距離及分布，用電設備特點等因素合理設計供配電系統，做到系統盡量簡單可靠，操作方便。變配電所應盡量靠近負荷中心，以縮短配電半經減少線路損耗。合理選擇變壓器的容量和臺數，以適應由于季節性造成的負荷變化時能夠靈活投切變壓器，實現經濟運行減少由于輕載運行造成的不必要電能損耗。

二、變壓器的節能設

減少變壓器的有功損耗。變壓器的有功損耗按下式計算：ΔP=P0+β2Pk。式中：ΔP為變壓器的有功損耗（KW）；P0為變壓器的空載損耗（KW）；Pk為變壓器的短路損耗（KW）；β為變壓器的負載率。（1）P0作為變壓器的空載損耗又稱鐵損，它是由鐵芯渦流損耗及漏磁損耗組成，其值與鐵芯材料及制造工藝有關，與負荷大小無關，所以在選用變壓器時最好選擇節能型變壓器如S9，SL9，SC8等。它們采用優質冷軋取向矽鋼片，由于“取向”處理，使矽鋼片的磁疇方向接近一致，減少鐵芯渦流損耗，45度全斜度接縫結構使接縫密合性好，減少了漏磁損耗。（2）Pk是變壓器額定負載傳輸的損耗又稱變壓器線損，它取決于變壓器繞組的電阻及流過繞組電流的大小，并與負荷率平方成正比。因此在選擇變壓器時應選用阻值較小的繞組，如銅芯變壓器。β2Pk用微分求它極值時，是在β=50%時每千瓦的負荷，此時變壓器的能耗最小，但在β=50%負載率時僅減少變壓器的線損，并未減少變壓器的鐵損，因此也不是最節能的。綜合初裝費，變壓器、高低壓柜、土建投資及運行費用，又要使變壓器在使用期內預留適當的余量，變壓器最經濟節能運行的負載率一般在75%～85%之間。

三、照明的節能設計

篇（10）

關鍵詞：

既有居住建筑，圍護結構，節能改造，熱工性能，優化

據統計，在很多國家建筑能耗約占總能耗的40%，其中，采暖空調的能耗約占建筑能耗的60%[1]。外墻外保溫是降低采暖空調能耗的重要技術措施。

很多學者針對保溫層厚度的確定進行了大量的研究。AlKhawaja[2]用壽命周期費用分析法給出了卡塔爾多哈地區墻體的最佳保溫層厚度，并對不同類型的保溫層進行了比較。Mahlia等[3]針對馬爾代夫商業建筑采用現值法得出了不同絕熱材料最佳保溫層厚度和墻中空氣間層厚度對節能性和減排量的影響。Sisman等 [4]分析了土耳其4個城市采暖建筑外墻和屋頂最佳保溫層厚度和度日數的關系。Tosun等 [5]用人工神經網絡法確定保溫層的厚度。Arslan等[6]、Ucar[7]考慮水蒸氣的凝結用火用經濟學研究了墻體保溫層的最佳厚度。AlSanea等 [8] 、Daouas等 [910]、Ozel[1113]等采用動態方法計算建筑物的能耗，并分析了保溫層的最佳厚度，動態能耗計算方法更準確的反應了圍護結構的能耗狀況，可以進一步提高保溫層厚度計算的準確性。Bolattürk[14]、Mahlia等[15] 、zkan等[16] 、S Ylemez等[17]研究人員采用P1-P2經濟性模型對最佳保溫層厚度進行了研究，該模型考慮了能源價格的增長對最佳保溫層厚度的影響。Bolattürk [18]、Dombayci等[19]、Ucar等[2021]、Kaynakli[22]、Ekici等[23]等研究人員對燃料種類對保溫層厚度的影響進行了分析和研究。波蘭學者Dylewski等[24]考慮經濟和環保效益，通過設置權重給出了一個確定最佳保溫層厚度的方法，并考慮了燃煤鍋爐、熱泵、燃氣爐和電鍋爐4種熱源對最佳保溫層厚度的影響。

黃建恩，等：既有居住建筑圍護結構節能改造熱工性能優化

中國研究人員對保溫復合墻體的構造、施工技術、施工質量控制等方面的研究較多，但對保溫層最佳厚度的研究成果相對較少。陳凡等 [25]運用全壽命周期費用分析建立了最佳保溫層厚度的數學模型，并用投資回收期對其經濟效益進行了評價。黃春華 [26] 、王厚華 [27]、許建柳 [28]、郭楠 [29]等利用全壽命周期分析法分別研究了長沙地區居住建筑、重慶地區居住建筑、南京地區居住建筑、長春市既有住宅節能改造等情況下墻體保溫層的最佳厚度。于靖華、楊昌智、田利偉[3032]等針對夏熱冬冷地區的住宅建筑用P1P2經濟性模型對壽命周期內的最佳保溫層厚度進行了研究。Zhu等[33]對中國不同氣候區的最佳保溫層厚度和節能量進行了研究，但在研究過程中并沒有考慮資金的時間價值，研究結果的精度受到一定的影響。文獻[2533]均采用度日法計算建筑物的能耗。

對外墻保溫層厚度的確定，盡管已經進行了大量的研究工作，但大多數研究者在研究過程中沒有充分考慮窗墻比和外窗的熱工性能對最佳保溫層厚度的影響，這使得研究成果的應用受到一定的限制，尤其對既有建筑改造工程。不同建筑有不同的窗墻比，更需要研究窗墻比及外窗的熱工性能對保溫層厚度的影響。本文在《嚴寒和寒冷地區居住建筑節能設計標準》圍護結構節能設計規定的基礎上，提出圍護結構等效傳熱系數限值，綜合考慮朝向、窗墻比、窗戶的類型等因素，建立了外墻保溫層厚度計算和圍護結構熱工性能參數優化模型，該方法可以應用于既有居住建筑圍護結構節能改造方案確定和性能參數優化設計。

1等效傳熱系數及耗熱量限值

圍護結構（本文特指外墻和外窗構成的圍護結構，下同）采暖能耗主要受當地氣候條件、室內采暖溫度、圍護結構性能及窗墻比的影響。對嚴寒和寒冷地區的居住建筑，冬季采暖空調能耗是建筑能耗的主要部分，為便于研究和應用，忽略各朝向太陽輻射的影響，僅考慮溫差傳熱引起的采暖耗熱量。

1.1年采暖耗熱量

采暖能耗可按度日法進行計算，單位面積圍護結構的年采暖耗熱量按下式進行計算

1.2等效傳熱系數限值

《嚴寒和寒冷地區居住建筑節能設計標準》（JGJ 26-2010）給出了不同氣候分區建筑物不同朝向圍護結構窗墻比的限值，外墻和外窗的熱工性能限值。根據標準規定的窗墻比、熱工性能限值和式（2）可以計算出不同氣候分區建筑物各朝向的圍護結構等效傳熱系數。以寒冷地區為例，窗墻比限值北向（N）小于等于0.30，東西向（E、W）小于等于0.35，南向（S）小于等于0.5；外墻和外窗熱工性能限值見表1。

寒冷地區不同朝向的圍護結構等效傳熱系數限值計算結果見表2。在既有建筑節能改造過程中只要改造后的建筑物圍護結構等效傳熱系數不超過限值，采暖能耗就可以滿足標準規定的能耗限值。由于節能標準規定的不同朝向的窗墻比限值、外窗性能要求不同，圍護結構等效傳熱系數限值因朝向而異。這種差異性將會直接導致圍護結構改造方案的不同，確定圍護結構節能改造方案需要按朝向且充分考慮窗墻比和窗戶性能的影響經優化分析確定。下面將分別給出外墻保溫層厚度確定模型和圍護結構改造熱工性能參數優化模型。

篇（11）

中圖分類號：F416文獻標識碼： A

前言：

近年來，國內在建筑電氣節能領域開展了很多卓有成效的研究工作，只是在節能方案、措施制定等過程中統籌分析不夠，沒有對建筑內部現有系統的綜合能耗實現準確分析，在節能產品選型安裝或節能方案措施的實施上還存在一些不足之處。相應的基礎自動化設備還普遍不足，在節能數據及運行效果的跟蹤統計分析上不能實現實時動態管理，造成建筑電氣系統節能產品或節能措施實施后，不能有效協調相關系統運行，預期節能效果不明顯。在工程實際建設中，實施高效節能設備和自動化控制系統能夠有效降低30%―50%的建筑能耗，但在能耗監控及維護管理系統上如果不夠完善，建筑能耗節能系統就不能實現內部的實時調控，對建筑節能效果的調節管理也不夠持續穩定。

一、開展智能化建筑電氣節能的必要性

隨著國民經濟的迅速發展，工業、農業等生產規模在不斷擴大，由此帶動能源的消耗量增加，尤以建筑消耗居多，且基本上是逐年遞增的變化趨勢，因而減少建筑耗能問題便成為人們關心的熱點話題；另外，隨著能源的消耗，其帶來的環境污染問題嚴重威脅到居民的正常生活、工作等。為改善現階段人們的生活環境，提高生活質量等，加強建筑電氣節能工作便尤為重要；此外，在我國推出建設節約型社會的號召下，節能減排問題是全民關注的共同話題，開展電氣節能是實現“可持續發展”，造福于后代的重要舉措。

二、智能化建筑電氣節能設計需符合的準則

1)節能應在保證實現建筑物基本功能的前提下開展。開發智能化建筑物的目的即是為人們的生活提供更完整的服務，因而在進行節能優化時，需考慮到其是否影響到建筑物的正常使用，如正常的照明需要、運輸通道通暢、休閑娛樂設施等正常運轉等。

2)節能應在符合實際經濟效益的前提下開展。節能技術的投入使用應充分考慮到實際成本問題，不能一味追求高效節能而加大投資，增加建筑物開發成本負擔。因而電氣設計工程師在進行節能優化時，需認真考慮節能方式的選擇及其設備材料的應用，盡可能實現節能性能的優化與成本的控制。

3) 節能應滿足低能耗的要求

建筑電氣節能的設計就是為了節約電能損耗、高效利用能源，但是在注意低耗能的同時也要注意應用效果的滿足。因此對于建筑建設中照明的照度、色溫、顯色指數要盡量滿足舒適性空調的溫度及新風量等新要求。

三、智能化建筑電氣節能技術的優化措施

建筑電氣節能設計與改造是使智能建筑服務水平提高的一個有效措施，不但能夠發揮建筑內部各系統的功能特性，還能優化控制電氣系統和設備工作狀態，進而使建筑電氣系統能耗得到明顯降低，減輕住戶的日常開銷。

1.供配電系統的節能設計

對智能建筑內部用電等級和總荷載進行準確統計分析后，設計使用便捷且科學合理的建筑供配電系統，不僅能節約業主的一次性投資，使單位建筑的經濟性提高；還能使建筑工程在日后使用中實現節能降耗。可以說智能建筑節能中的最關鍵環節就是供配電系統的節能設計，在實際設計中要注意以下三方面內容：

一是合理選擇變配電所的位置，按照建筑的不同用電負荷對所需供電容量及用電等級進行準確統計，與住宅單體分布相結合，設計完成經濟穩定的供配電系統。建筑區變配電所的位置要與用電負荷中心臨近，不但能使建筑配電半徑減小，以免出現往返長距離的供電情況，縮短供電電纜長度，使供配電系統投資成本降低；而且還能使配電線路半徑縮小，有效降低線路綜合損耗，使配電質量得以提高，實現其它用電設備運行高效穩定，降低能耗的作用。

二是合理布置豎井，在各層設計配電豎井、層配電箱等具置時，為便于縮短分開關配電線路長度，降低線路損耗，可將其設置到用電負荷中心。

三是變壓器選擇要合理，高層建筑電氣節能的關鍵在于變壓器的類型要選擇合理，由于變壓器正常運行時，其內部鐵心疊片因電磁力線交變而發生磁滯及渦流現象，進而形成空載損耗，也就是鐵損。隨著材料物理相關理論的快速發展，作為新型節能材料的非晶態磁性節能材料已做為變壓器鐵心材料而得到廣泛應用，進而形成節能的非晶合金鐵心變壓器。

在工程建設中常用的S11、S13等型號變壓器優化傳統變壓器結構的改良產品，對傳統疊片式鐵心結構進行改變，能夠使變壓器鐵心內磁阻減少，與傳統變壓器相比其空載電流可減少20%―40%，變壓器功率因數明顯提高，供配電系統綜合線損降低，系統供電能力得到有效改善，從配電源頭實現節能降耗的效果。在對上述因素進行綜合考慮后，就要在設計對供配電系統后期擴容需求留有余地，要使變壓器負荷率介于合理范圍，一般多選擇在75%―85%之間。

2.照明系統的節能設計

智能建筑在節約照明用電上不能只是通過照明燈具數量的減少或功率的降低來進行實現，而要有效利用自然光等光源。位于室外部分的建筑面積，通常多利用透光率較好的玻璃門窗等使建筑物白天照度得到增加，使開燈時間明顯減少，以實現對自然光源的有效利用，達到節約電能資源的效果。能夠采用自然光的建筑面積照明，可以根據建筑物照明設計中的照度標準對現場照度進行檢測，并采用相應燈光控制系統對燈具照明進行自動調節，以實現不同區域對照明的不同需求。設計建筑物的夜景照明，要溝通好城市景觀規劃部門，不但要通過燈光的烘托效果使建筑總體風格中蘊含的文化底蘊和藝術效果得到充分體現，還要將照明結合美學、藝術等方面特點，使建筑物夜景環境具有優美、優雅、舒適的特點。設計智能建筑的照明時，還要控制好照明系統，以免對周圍環境的造成光污染，在實現節能降耗的同時，還要保護好人文與生態環境。

3.合理選擇無功補償及補償方式

通過在配電系統中設置無功補償裝置，提高了配電系統的功率因數，可顯著的減少無功電流所造成的電能損耗。有條件的建筑物，可采用就地式無功補償和集中式無功補償相配合的綜合補償方式; 對安裝容量超過 10 kW 的電機類用電設備，可在電機控制柜處就地設置無功補償裝置。對于其他設備的無功功率，在變電所低壓側進行集中補償。需要注意的是，對于變負載的設備，其電動機端電壓隨負載而變化，會造成就地無功補償裝置內的電容器出現無功涌流，嚴重的情況會導致電機由于涌流過電壓而燒毀。因此對于此類設備不應采取就地無功補償的方式。

四、結束語

綜上所述，在現代化建筑電氣設計工程中，人們為了提高建筑電氣設備的經濟效益和工作效率，就將各種節能措施應用到其中，并且隨著科學技術的不斷發展，人們也在傳統的節能技術的基礎上進行了相應的改進，從而進一步的降低了建筑電氣在運行過程中所產生的能量消耗。未來社會發展的趨勢必將是建筑智能化，建筑電氣智能化發展及節能是建筑發展的最基本要求，合理運用智能化和節能措施，并將兩者融合在一起，不僅能滿足生活舒適性和功能性，同時還能減少投資，節約能源。

參考文獻：

[1]范臻．基于智能化建筑電氣節能優化設計的分析[J]．中國高新技術企業，2012(28)：29-31．