建筑節能設計優化范文

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第1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2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

第3篇

關鍵詞：建筑節能；設計現狀；優化

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。

結語