節能設計優化范文

前言：我們精心挑選了數篇優質節能設計優化文章，供您閱讀參考。期待這些文章能為您帶來啟發，助您在寫作的道路上更上一層樓。

第1篇

關鍵詞：建筑工程；建筑設計；節能設計；設計優化

中圖分類號：TU198文獻標識碼： A

引言：面臨能源危機和環境危機，世界各國提出了控制礦物能源用量的增長，提高用能效率，開發新能源和可再生能源，保護環境的目標，走可持續發展的道路。因此，建筑節能是近年來世界建筑發展的一個基本趨勢，也是當代建筑科學技術的一個新生長點。而在我國，建筑能耗浪費相當嚴重，原因也是多方面的，如技術落后，設計不科學，管理不當，缺乏節能意識等。因而建筑節能勢在必行。所謂建筑節能，就是在保證居室熱舒適環境條件下，通過技術進步、合理利用、科學管理和經濟結構合理化等途徑，采用新型保溫材料，把居住建筑在長期使用中的能耗降下來。

一、建筑節能設計的新概念

（一）建筑節能設計并不是一個單獨和孤立的設計過程，對建筑節能設計的認識要從建筑設計的整個過程出發。建筑節能優化設計研究的一個重要內容就是對傳統建筑設計過程進行分析，尋求有利于建筑節能設計的改進。以建筑圍護結構的設計模式為例，傳統的圍護結構設計是一種序貫模式，也就是當一項工種完成后再開始下一項工種。事實上，有利于建筑節能設計的圍護結構設計是一種存在先后順序的交錯模式。

（二）必須從系統全局優化的角度來認識建筑節能優化設計。由于建筑耗能的過程涉及多個子系統以及建筑設計的方方面面，因此建筑節能設計的對象就不能僅僅停留在圍護結構的熱工性能或者空調系統。為建筑提供各種能源需求的能源系統、空調及自控系統、建筑采光系統以及建筑內外的空氣流動狀況都與建筑節能設計有著千絲萬縷的關系。在建筑節能優化設計的過程中，如何在考慮各子系統之間相互關聯的基礎上，實現總體的全局優化是問題的關鍵。

二、建筑節能設計的現狀

自從我國實行改革開放政策以來，國家整體經濟建設得到顯著提高，人們生活水平的提升和建筑行業的快速發展，導致我國能源的使用量明顯加大，雖然我國相繼出臺一些制度政策調控能源的浪費問題，但是由于執行力度不夠。個人節約意識不強等因素影響，造成我國節能減排仍然處于初期階段的現象，有效地減少建筑能耗和污染物的排放，實現能源有效利用，是我國經濟增長的根本保障，通過對影響建筑節能設計的因素以及在建筑設計中存在的問題進行簡要分析，我國如何通過有效的方法手段保障建筑設計中節能設計的實現，從而實現能源的節約，環境的保護，為我國發展成為資源節約型可持續發展的國家提供有力的保障。

三、影響我國建筑節能設計中的因素

（一）使用傳統建筑材料。在建筑中材料的選擇是影響建筑物能否體現節能效果最直接因素。過去我國建筑行業在進行施工時不注重材料的選擇，部分墻體中大量采用實心粘土磚，并且在窗門上也采用傳統密封性差的合金窗和單層玻璃，不僅生產能耗高，而且建筑本身的保溫效果不好，這些因素都直接影響著我國建筑行業節能設計的執行，造成能源一定程度上的耗損浪費。

（二）使用傳統建筑材料。在建筑中材料的選擇是影響建筑物能否體現節能效果最直接因素。過去我國建筑行業在進行施工時不注重材料的選擇，部分墻體中大量采用實心粘土磚，并且在窗門上也采用傳統密封性差的合金窗和單層玻璃，不僅生產能耗高，而且建筑本身的保溫效果不好。這些因素都直接影響著我國建筑行業節能設計的執行，造成能源一定程度上的耗損浪費。

四、加強建筑構造節能設計

（一）屋面節能。

屋面作為護結構的一部分，它的保溫隔熱也是不可或缺的。我們可以采用高效保溫材料作為屋面的保溫層，也可采用架空型保溫屋面或倒置式屋面等方式來達到提高屋面保溫隔熱性能的目的。屋面節能措施的要點，其一是屋面保溫層不宜選用密度較大、導熱系數較高的保溫材料，以免屋面重量、厚度過大；其二是屋面保溫層不宜選用吸水率較大的保溫材料以防屋面濕作業時因保溫層大量吸水而降低保溫效果，如選用吸水率較高的保溫材料，屋面上應設置排氣孔以排除保溫層內不易排出的水分。現在，高效保溫材料已經開始應用于屋面，一些建筑的屋面保溫，采用膨脹珍珠巖保溫芯板保溫層代替常規的瀝青珍珠巖或水泥珍珠巖做法，就克服了常規作法的諸多缺點。這種保溫芯板施工方便、價格低廉、不污染環境;芯板為柔性制品，不僅適用于具有平面的屋面，也可用于帶有曲面的屋面，其保溫工程更可顯示出它的優越性。

（二）墻體節能。墻體是建筑護結構的主體，我們可以采用保溫性能好、蓄熱能力強及強度較低的砌塊墻體，如加氣混凝土砌塊。也可以采用復合墻體的形式，如內保溫復合墻體、外保溫復合墻體、夾芯復合墻體等。但內保溫復合墻體由于熱橋對保溫的影響較大，國家已經開始限制使用內保溫復合墻體使用。而且從長遠來看，外墻外保溫的效果明顯高于內保溫。由于復合墻體能滿足圍護結構各種功能的要求，因此這種采用高效保溫材料與磚砌的復合墻體，有著更多的優越性。

（三）門窗的節能技術措施。門窗是建筑能耗最多的位置!在建筑設計過程中，根據實際情況，合理設計穿墻比例，控制門窗的占用面積!同時，在有太陽輻射的區域設計相應的遮陽設施或反射墻面，采用雙層玻璃等材料對太陽輻射熱進行適當的防護!在設計時也應注意選用新型具有節能效果的門窗，在提高門窗采光的同時不會造成熱能的耗損，并且在一定程度上提高了門窗的氣密性。

（四）節能建筑規劃設計。在進行建筑節能規劃設計過程時，應合理規劃建筑朝向和平面形狀!同時根據建筑功能要求和當地的氣候參數，在進行總體規劃和單體設計時，科學合理地確定空間布局"外觀體型"間距"層高，在建筑材料選擇時應注重節能型材料!并且根據實際情況合理規劃空間布局以及有效地對系數進行控制，從而保證建筑外維護結構的保溫隔熱等熱工特性及對建筑周圍環境綠化設計，實現建筑物能源最低化消耗，減少無用廢物的排放，充分發揮建筑物節能效果!這樣能夠有效地實現當代建筑整體資源的整合以及資源的有效利用，降低不必要的經濟成本損失。

五、節能設計的優化和可再生能源利用

在住宅建筑節能設計中，科研創新是基礎，規范制定是標準，節能設計是關鍵，節能材料及施工質量是保障。建筑節能是一個系統工程，只有將系統中的各個子系統優化集成定量分析，才能將系統節能最優化。目前建筑節能的方式方法很多，不同氣候、不同經濟發展水平地區建筑節能方法不一樣，所以我國住宅建筑節能應走一條適合我國國情的可持續發展節能的道路。住宅節能要建立在數據量化基礎上，節能設計的優化最重要在于系統節能數據的優化。住宅節能應充分考慮建筑節能的易操作性，使用的簡捷性，維護的簡便性，使用的長期性，保障投入產出比的最大化。住宅節能應從規劃、單體設計、建筑構造等方面出發，將建筑與建筑節能設計一體化統籌考慮，制定出切實可行量化標準，綜合選出優秀節能方案。

結束語：

建筑節能設計應是建筑設計的重要組成部分，不應將其割裂開來。在優化建筑設計的同時，應不斷優化建筑節能設計，使兩者能協調一致，在保障住宅居住舒適性的基礎上，加大可再生能源利用，大力實施推廣綜合節能計算機輔助評價系統的開發和運用，用科學量化手段評價節能效果，促使建筑節能朝可持續方向發展。

參考文獻：

[1] 任俊. 居住建筑節能設計計算與評價方法研究[D].西安建筑科技大學,2004.

第2篇

【關鍵詞】建筑節能；室內照明；室內環境；場地優化

1.對建筑的節能設計評價

節能是綠色建筑的核心，特別是在中國現實的能源供應結構下，建筑節能既可以節約費用，也可以減少環境行染。建筑節能通常都采用開源和節流兩種方式，開源是指采用無污染的清潔能源來代替傳統能源的使用，如太陽能、風能、地熱能、生物質能等等；節流可以分為建筑的被動式設計和主動式設計兩方面，被動式設計主要從建筑的選址、朝向、遮陽、自然通風等方面優化建筑物理方面的特性來達到降低能耗的目的；主動式設計主要通過優化建筑的機電系統，提高建筑能耗運營管理效率等方式來降低能耗。為此，中國綠色建筑評價從開源和節流的兩大方面對建筑節能進行了明確的規定。

實際上，在建筑節能方面除了對建筑的圍護結構的保溫性能、機電設備的效率、照明功率等提出最低要求外，還需要對建筑的綜合能耗水平提出強制要求。中國綠色建筑評價標準提出了許多具體的技術措施，但是對整體的能耗水平無強制要求。因此，依據LEBD系統進行建筑的節能設計更加靈活，給設計團隊留有充分的空間，而且不管什么樣的技術整合，只要在總體能耗上能滿足節能要求即可。而中國綠色建筑設計標準的條文限制了設計的發揮，條文并不能適用于任何地區、任何形式的建筑.且總體能耗水平無從計量。因此參考中國綠色建筑設計標準的同時，宜采用LEED系統的指導方式，用綜合能耗作為檢驗技術可行性的標準。

在參考兩套標準的基礎上，我們可以歸納出一些適宜的具體節能技術，如：圍護結構的保溫方面，可考慮綠化屋頂、垂直綠化等；高效的機電系統和節能空調設計方面，可考慮地源熱泵（淺層地熱能在國標中算可再生能源的一種）結合區域的新風熱回收、自然通風等技術；在照明方面，可考慮綠色照明設計，即在采用節能燈具的同時結合自然采光達到提高室內光環境的品質，同時降低照明能耗的目的；在可再生能源方面，除地源熱泵外，考慮太陽能熱水這種較經濟實用的方式。

2.基于節能對建筑場地優化處理

在綠色建筑的理念中，建筑場地占有相當一部分的比重，因為建筑活動不僅在施工期間對場地有嚴重的干擾，甚至還會發生根本性的變化。例如，場地原有的自然水循環就因為不透水的建筑的屋頂和路面而被打破，場地內原有的微生態群落和平衡也不復存在。改變單個建筑場地的影響似乎很微小，但是無數的這樣的場地集合起來的影響就沒有辦法忽視。以上海為例，大面積的場地硬化和相對落后的城市排水系統能力造成城市在雨水期的經常性內澇，同時卻是城市低下水位的逐年下降大面積的傳統屋頂造成了城市嚴重的熱島效應；城市夜空的光污染讓人們很難再抬頭看到星空，同時也改變了城市夜間的生態群落；如上等等的負面的結果都是因為我們在進行建筑設計的時候，很少或者從未考慮過如何對場地的自然特性進行保護和優化。

在綠色建筑的評價體系中，無一例外地都考慮到建筑場地的保護。通過全面考慮綠色建筑所有相關特性，還需對比LEED系統和國標對建筑場地優化方面的條款，通過對比分析，我們可以找出適合項目的相關措施。在場地方面，LEED系統的規定較全面，從施工過程到施工完成后，對場地的環境保護、雨水管理等都提出了一些解決辦法。上海自然博物館新館可以在參考LEED條款的基礎上，總結出適宜的技術和管理辦法.例如：交通管理、生物多樣性景觀設計、減少熱島效應、減少光污染等。

3.室內環境節能優化

任何建筑最終都是要給人使用的，而室內環境的品質關系到使用者的舒適度，就建筑節能優化處理來說，對建筑室內環境的節能優化也有相應的規定。有些觀點認為提高室內環境的品質和節約能源是矛盾的，因為要靠消耗更高的能源來提升室內的溫濕度、聲、光環境等，這樣的觀點不完全正確。首先，無淪是節能和舒適度都不能走向極端，兩者之間要建立一種互相平衡的關系。其次，許多提升室內環境品質的做法并不與節能相沖突，反而有利于節約能源，比如自然采光在提供給舒適照明的同時減少了電力的消耗。合理的空調溫度設計和控制也能降低制冷和采暖能耗。因此沖突的關鍵原因是設計和管理問題。許多失敗的自然照明設計不是造成眩光就是使得太陽輻射量增加，粗糙的管理措施也造成許多室內不必要的能源浪費。

綠色建筑的室內環境品質要求主要體現在室內通風量、室內化學污染物排放量、室內溫濕度控制和室內光環境這幾個主要部分：現行國標的通風標準大于LEED的最小通風要求，甚至在按照LEED最低通風要求提高30%后，還是小于國標的要求，因此我國現行通風標淮的最低要求有些侗大，對節能不利。如果考慮節能，通風設計應參考LEED的條義如果考慮提供室內空氣品質，那么應該按照國標的要求，考慮到提升好的環境，建議根據國標的要求進行大通風量的設計。在室內污染物排放方面，兩套標準都規定了甲醛等常見污染物排放的限值，建議采用就高不就低的原則對室內化學污染源進行控制。在溫濕度控制方面，國標的要求較簡單，這樣規定是由于在夏季和冬季所設的溫度相應的偏高和偏低是為了節能的考慮，但是相應地就犧牲了室內人員的舒適度。因此，對于室內溫濕度的設計參考國標即可。在自然采光方面，無論節能還是舒適度方面，都應該鼓勵自然采光，或者可以考慮采用太陽光導照明技術對地下室進行采光。

4.基于節能的綠色照明

照明不單是建筑直接的電力消耗對象，它還對建筑中其他設備的電力消耗產生很大的影響。因為照明發熱時直接在室內進行，會相應增加室內的負荷，這就會增加空調制冷設備的負荷。所以照明設備的節能對整個建筑的節能產生至關重要的影響。對室內空間實施有效的照明，應該盡可能地利用自然光。人工照明應該和自然光照明進行整合，并根據自然光線強度變化進行控制。人工照明用于補充白天自然光照明的不足，并在夜間提供照明。人工照明的節能可以通過高效節能燈具和高效照明控制器來獲得。

自然光照明的歷史和建筑本身一樣悠久，但隨著方便高效的電燈的出現，自然光逐漸為人們所忽視。在許多國家，包括我國，許多寫字樓和大型商廈就存在這個問題：用人工照明取代自然光。不少現代建筑取消窗戶，完全依靠人工照明和空調通風，導致在這種不透風，也不透光的建筑物中工作和購物的人們患上現代建筑綜合征，出現種種不健康癥狀。自然光照明雖然有如上所述的優點，但是其不確定性制約了其在建筑領域的大范圍利用。如何提供連續、穩定的照明是自然光照明設計中的重點。

5.結論

針對當前建筑節能環保問題已經成為社會各界活動的焦點話題，文章從住宅建筑的場地優化、室內環境優化以及建筑照明節能優化等方面對住宅建筑的節能優化設計進行分析和闡述，提高了建筑節能效果。

參考文獻：

[1]趙紅艷. 探討住宅建筑節能設計的可控性[J]. 城市建筑. 2011（01）：118～119.

第3篇

1EPS板性能分析

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]。

3結語