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建筑節能管理論文范文1
建筑在我國分為工業建筑和民用建筑。工業建筑本身能耗不大,所以國家還未對工業建筑作節能方面的要求。民用建筑又分為兩大類：居住建筑和公共建筑.在各專家編寫規范之前的社會調查階段中由電業總局與燃氣公司提供的數據顯示：就目前中國居民的消費水平和消費習慣而言，居住建筑能耗與公共建筑或國外居住建筑相比是非常少的。居住建筑提倡節能設計，目的是提高人們生活的舒適性。而公共建筑提倡節能設計才是建立集約型社會的關鍵環節。公共建筑分為以下幾類：辦公建筑(寫字樓、政府部門辦公樓)，商業建筑(商場、金融建筑),旅游建筑(旅館、娛樂場所)，科教文衛建筑(文化、教育、科研、醫療、衛生、體育)，通信建筑(郵電、通訊、廣播)以及交通運輸(機場、車站等)。有數據顯示：就政府部門辦公樓每年所消耗能量相當于全國八億農民全年全部的能耗：辦公室里夏天穿毛衣御寒、冬天襯衣短袖解署、白天亮燈辦公、熱水機飲水機下班后沒人關。現在全球范圍內已開始能源緊張，尤以中國較為嚴重，隨著中國經濟的高速發展,對能源的使用和節約就更加迫切了。
其實建筑節能并不是一個新的課題，而是建筑基礎學科—建筑熱工學的一個部分，我國也早在1993年頒布了相應的規范《民用建筑熱工設計規范》，1996年頒布了《民用建筑節能設計標注(采暖居住建筑部分)》,2001年頒布了《夏熱冬冷地區居住建筑節能設計標準》，這些規范的頒布，也反應了我國建筑節能的發展軌跡：由北向南，由居住建筑到公共建筑。但由于種種原因，這些規范的條款未列入國家強制性條文范圍內，各地也未政府令加以強調，所以執行力度也未達到應有的效果。但2005年7月1日頒布實施的《公共建筑節能設計標準》中有許多條款被列入國家的強制性條文內,相應的各地政府了具有地方法律效力的法令,上海市在2005年6月13日的政府令第50號：《上海市建筑節能管理辦法》強制規定：自2005年7月15日起新建住宅與政府投資的公共建筑必須進行節能設計?！掇k法》的第九條與第十條分別對設計單位與圖紙審查機構提出具體的要求。所以，對于建筑設計單位,建筑的節能設計已經進入了一個全新的時期！
以下著重介紹《公共建筑節能設計標準》對有關建筑部分的要求?！稑藴省繁葎偛盘岬揭酝挠嘘P規范要嚴格些,按照本標準設計,與未采取節能措施前相比，全年能耗應減少50%?！稑藴省返恼鹿澆欢?共7頁17條,但簡明扼要,省去了復雜的熱工公式,歸納總結出來幾點要點，強調了規范的實用性。涉及到的基礎知識及術語結合規范本身展開敘述：
一,熱工設計的分區：按照我國的氣候條件,劃分為五個分區:嚴寒地區,寒冷地區,夏熱冬冷地區,夏熱冬暖地區以及溫和地區。
熱工分區的基本規律是：嚴寒地區和寒冷地區基本是我國的三北地區：東北,華北,西北。這些地區的地域遼闊，面積大，建筑節能設計起步也比較早，經驗相對來說比較豐富，主要考慮的是冬季保溫。夏熱冬冷地區大體上是長江中下游地區，如：成都、武漢、南京、上海等，這些地區的建筑的節能設計由于歷史原因起步較晚，面積雖然不是最大，但人口密度高，也是我國經濟最發達地區，可以說這一地區的節能潛力最大，效果也會最明顯。設計考慮的是冬季保溫與夏季防熱兼顧。夏熱冬暖地區大體上是華南地區：福州、廣州、南寧、臺北等。這些地區的建筑設計主要考慮的是夏季防熱。溫和地區，冬暖夏涼，四季如春，如：昆明、西昌、元江等。一般可不考慮夏季防熱，部分地區注意冬季保溫?！豆步ㄖ澞茉O計標準》在這五個分區的基礎上根據公共建筑節能的設計特點作了些調整：把嚴寒地區細分為嚴寒A區與嚴寒B區,而溫和地區不強制執行節能設計標準。
二,體形系數:即建筑的外表面積與體積之間的比值.體形系數越小就越有利于節能,減少外表面與室外空氣的接觸,就能減少散熱。與以往的規范不同，新的《標準》中弱化了體形系數的概念，只在4.1.2條規定嚴寒地區與寒冷地區對體形系數的限制是≤0.4，其他地區該系數對建筑的節能體現不明顯,所以不作限定。
三,熱傳導系數：這個概念是本標準的核心名詞.所有的圍護結構：門、窗、外墻、屋頂以及地面都圍繞這個概念展開的。圖紙審查或政府檢查部門的抽查也是這個數據。她的名詞解釋為：圍護結構兩側空氣溫度差為1℃，1h通過1m2面積傳遞的熱量，單位W/m2.k。簡單的說便是熱量在某種材料里傳遞的速度,速度越小,那么這種材料的隔熱性能也就越好。怎樣求得這個數據呢？傳熱系數K0＝1/R0。
R0，傳熱阻：R0＝Ri+∑R+Re單位：m2/K.W
Ri與Re分別是材料內外表面的換熱阻。他們是固定數據，可由表差得：0.11m2/K.W0.04m2/K.W。
∑R是各層材料的熱阻之和。某單層材料的熱阻R=δ／λ，δ為該材料的厚度，單位是m，λ為該材料的導熱系數，單位是W/m.K。λ為此公式求值過程中的關鍵數據，也是每種材料的固有的屬性。她的名詞解釋為：1m厚的物體，兩側空氣溫度差為1℃，1h通過1m2面積傳遞的熱量，單位W/m.k。通常把導熱系數λ小于0.3W/m.K并能用于絕熱工程的材料，叫做絕熱材料。導熱系數是絕熱材料的最重要最基本的熱物理指標。例如：普通混凝土λ＝1.74W/m.K，鋼筋混凝土λ＝1.51W/m.K，多孔磚λ＝0.58W/m.K，聚乙烯泡沫塑料λ＝0.047W/m.K，聚氨酯硬泡沫塑料λ＝0.0216W/m.K，（這種材料在全球范圍內尤其在歐美等發達國家作為建筑絕熱工程中最普遍使用的材料），而鑄鐵λ＝49.9W/m.K。實際的工程應用中，卡特比勒辦公樓的外墻部分設計采用聚異氰脲酸酯（PIR），這種更新型的材料λ＝0.020W/m.K，屬絕熱材料。這便是維護結構的傳熱系數K值的求解過程。
下面結合《公共建筑節能設計標準》對上海地區的各部分圍護結的隔熱要求構逐一探討：
1.屋面：K≤0.70W/m2.k
我們的習慣做法一般可以滿足這個要求。例如：120厚現澆混凝土樓板＋20厚水泥砂漿找平層＋泡沫混凝土找坡層最薄30厚＋40厚的λ＝0.03W/m.K擠塑板（XPS）＋防水層＋20厚水泥砂漿保護層，這樣的做法就可以達到K≤0.60W/m2.k。須注意關鍵的保溫層一般應選用40厚擠塑板，若選用聚苯板，厚度應增加至60。
2.外墻：K≤1.0W/m2.k
不作外墻保溫的習慣做法是絕對達不到這個新規范要求的。例如：20厚水泥砂漿＋240厚多孔磚＋20厚水泥砂漿的無外墻外保溫的傳統構造傳熱系數K＝1.66W/m2.k，即便在前段時間簡易的外墻保溫做法－保溫砂漿，也達不到規范的新要求。經計算得知：在墻體與外墻砂漿之間增加20厚的λ＝0.03W/m.K擠塑板，這樣的構造使得外墻整體的傳熱系數K＝0.86W/m2.k<1.0W/m2.k。這叫做外墻外保溫技術，是業界內公認的一種效果很好的做法。他的優點是技術成熟，產品壽命較長，也可使外墻的主要部分受到保護，大大降低溫度應力的起伏，提高結構的耐久性。但他的缺點是在高層建筑中有安全隱患，外墻面磚的做法受到限制。外墻內保溫的做法不能很好的解決建筑熱橋的問題，同時房間內部使用和改造都受到很大的限制，所以現在工程上已很少用這種做法了。還有一種做法叫做中間保溫，做兩層墻，中間夾保溫材料，這種做法效果好，是建筑保溫的發展趨勢，國外的工程中這種做法早已普及，在我國的發展受到限制主要是因為一造價高，二構造做法與現行的做法差別太大，影響面廣，難以一時普及。
3.外窗部分
由于外窗在建筑中變化豐富，窗框材料、玻璃品種，有無遮陽等都會嚴重影響建筑熱工性能，所以，規范在這部分的規定并沒有一刀切。根據窗墻比系數的不同，對窗體的要求分成不同的幾類。所謂窗墻比，并非窗和墻的面積的比值，而是窗與其所在墻體的面積之比。規范在保證外窗自然采光的范圍內鼓勵窗的面積越小越好，即窗墻比越小越好。因為就現在已知能做到的最好的窗：雙玻中空雙腔充惰性氣體40厚，鋁合金斷熱型材，這種窗體構造的傳熱系數K＝1.5W/m2.k，而普通的單玻鋁合金窗的傳熱系數K＝6.4W/m2.k，是墻的6倍。據統計，通過窗流失的熱量占建筑能耗的46％，因此控制窗墻比是個有效的節能手段?！稑藴省分袕娭埔幎ā敖ㄖ總€朝向的窗（包括透明幕墻）墻面積比均不應大于0.7”，此規定一出，必將會極大的影響建筑外觀，金茂大廈或者東方藝術中心等全玻璃的建筑勢必會大大的減少。夏熱冬冷地區（上海）是這樣詳細規定的：當窗墻比≤0.2時，窗的傳熱系數K≤4.7W/m2.k。在實際工程的應用中，塑鋼單玻窗或鋁合金雙玻窗可以滿足要求，但鋼鋁單玻窗不滿足要求。由此可見，在任何情況下，普通鋁合金單玻窗是達不到要求的，必將會面臨被淘汰的境地；當窗墻比在0.2和0.3之間時，窗的K≤3.5W/m2.k。雙玻鋁合金中空（16厚空氣層）的傳熱系數K＝3.6W/m2.k，同樣不滿足要求，若改為斷熱橋的鋁合金型材便滿足。當窗墻比在0.3和0.4之間，窗的傳熱系數K≤3.0W/m2.k。斷熱橋鋁合金中空玻璃可以滿足要求。當窗墻比在0.4至0.5之間，窗的K≤2.8W/m2.k。當窗墻比在0.5至0.7之間，窗的K≤2.5W/m2.k，一般情況下中空充惰性氣體玻璃鍍膜斷熱橋鋁合金的窗體構造可滿足要求。
建筑節能管理論文范文2
1概述
隨著經濟建設的發展，商用建筑（寫字樓、賓館飯店、大中型商場等）大量興建，1997年全國房屋建筑竣工面積達62244萬平方米，其中住宅占53.8%、商業建筑占25.4%[2]。目前國內興建的采用中央空調的商用建筑普遍存在著高能耗的問題，例如清華大學在1998年對北京市的十家營業較好的大商場進行了全面的測試和統計，這些商場的全年運行能耗平均大約是188kwh/m2.a，而氣候條件大致相當的日本的同類建筑的平均全年能耗大約是135kwh/m2.a，也就是說北京市的商場的能耗要比日本高出將近40％?？照{能耗是商業建筑的能耗的主要部分，占總能耗的50～60％。初步估計目前全國商用中央空調用電量為400萬～450萬kW。按重慶和上海的統計，中央空調用電量已分別占全市總用電量的23％和31.1%[3]，給各城市的供配電帶來了沉重的壓力。隨著現代化建設的發展，能源供應會更加緊張，將會導致影響經濟的持續發展。一般中央空調能耗約占整個建筑總能耗的50％左右，對于商場和綜合大樓可能要高達60％以上，因此節約商業建筑空調能耗是刻不容緩的。
空調系統的能耗主要有兩個方面，一方面是為了供給空氣處理設備冷量和熱量的冷熱源能耗，如壓縮式制冷機耗電，吸收式制冷機耗蒸汽或燃氣，鍋爐耗煤、燃油、燃氣或電等；另一方面是為了給房間送風和輸送空調循環水，風機和水泵所消耗的電能。
冷熱源的能耗由建筑物所需要的供冷量和供熱量決定，建筑物的空調需冷量和需熱量的影響因素有室外氣象參數（如室外空氣溫度、空氣濕度、太陽輻射強度等），室內空調設計標準，外墻門窗的傳熱特性，室內人員、照明、設備的散熱、散濕狀況以及新風量的多少等。風機、水泵的輸送能耗受所輸送的空氣量、水量和水系統、風系統的輸送阻力影響，風系統、水系統的流量和阻力的影響因素有系統型式、送風溫差、供回水溫差、送風和送水流速、空氣處理設備和冷熱源設備的阻力和效率等。針對上述影響因素和商業建筑的特點，商業建筑空調節能的技術措施可歸納為七個方面：減少冷熱負荷、提高冷熱源效率、利用自然冷源、減少水泵電耗、減少風機電耗、改進氣流組織、改善控制。
2減少冷熱負荷
冷熱負荷是空調系統最基礎的數據，制冷機、供熱鍋爐、冷熱水循環泵以及給房間送冷、送熱的空調箱、風機盤管等規格型號的選擇都是以冷熱負荷為依據的。如果能減少建筑的冷熱負荷，不僅可以減小制冷機、供熱鍋爐、冷熱水循環泵、空調箱、風機盤管等的型號，降低空調系統的初投資，而且這些設備型號減小后，所需的配電功率也會減少，這會造成變配電設備初投資減少以及上述空調設備日常運行耗電量減少，運行費用降低。所以減少冷熱負荷是商業建筑節能最根本的措施。減少冷熱負荷有以下一些具體措施：
2.1改善建筑的保溫隔熱性能
房間內冷熱量的損失通過房間的墻體、門窗等傳遞出去的。改善建筑的保溫隔熱性能可以直接有效地減少建筑物的冷熱負荷。改善建筑的保溫隔熱性能可以從以下幾個方面著手：
Ø確定合適的窗墻面積比例，不要盲目追求大窗戶、全玻璃幕墻。
Ø合理設計窗戶遮陽。
Ø充分利用保溫隔熱性能好的玻璃窗。
2.2選擇合理的室內設計參數
商業建筑空調的主要目的是創造一個舒適的室內空氣環境，滿足人們辦公、學習、娛樂等的舒適及衛生要求。美國供熱制冷空調工程師學會設計手冊[1]（ASHRAEHandbook）的基礎篇里，給出了人體感覺舒適的室內空氣參數區域，大約是空氣溫度13℃～23℃，空氣相對濕度20％～80％。
如果夏季設計溫度太低或冬季室內設計溫度太高，都會增加建筑的冷熱負荷。在滿足舒適要求的條件下，要盡量提高夏季的室內設計溫度和相對濕度，盡量降低冬季的室內設計溫度和相對濕度，不要盲目追求夏季室內空氣溫度過低、過干，冬季室內設計溫度過高。
2.3局部熱源就地排除
商業建筑中的有些房間，由于使用功能的需要，會在房間的局部產生較大的散熱量，例如廚房的灶臺、醫院消毒間的消毒柜、電話機房的交換機等。在空調系統設計過程中，應考慮在發熱量比較大的局部熱源附近設置局部排風，將設備散熱量直接排出室外，防止熱量散發到室內，以減少夏季的冷負荷。但是在運行中，這些排風機可能沒有開啟或者發生故障并得不到及時的更換和修理，那么這些局部熱源就會造成很大的冷負荷，浪費冷量和破壞室內熱環境。
2.4控制和正確使用室外新風量
由于新風負荷占建筑物總負荷的20～30％，控制和正確使用新風量是空調系統最有效的節能措施之一。下圖為北京某寫字樓典型工況的冷熱負荷各分項的比例：
圖3-1冷熱負荷分項比例
由于新風負荷接近總負荷的1/3，所以要嚴格控制新風量的大小。除了嚴格控制新風量的大小之外，還要合理利用新風。春秋季或冬季，有些房間仍需供冷，此時當室外空氣焓值小于室內空氣設計狀態的焓值時，可采用室外新風為室內降溫，可減少冷機的開啟量，節省能耗。
減少新風負荷應從以下兩方面著手：
Ø不要隨意提高最小新風量標準
Ø杜絕非正常渠道引入新風
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3提高冷源效率
評價冷源制冷效率的性能指標是制冷系數（COP，CoefficientOfPerformance），是指單位功耗所能獲得的冷量。制冷系數與制冷劑的性質無關，僅取決于被冷卻物的溫度T0’和冷卻劑溫度Tk’，T0’越高，Tk’越低，制冷系數越高[4]。所以空調系統冷機的實際運行過程中不要使冷凍水溫度太低、冷卻水溫度太高，否則制冷系數就會較低，產生單位冷量所需消耗的功量多，耗電量高，增加建筑的能耗。提高冷源效率可采取以下一些措施：
3.1降低冷卻水溫度
由于冷卻水溫度越低，冷機的制冷系數越高。下圖顯示了某離心壓縮制冷機的制冷效率與冷卻水溫度的變化關系：從右圖可以看出，冷卻水的供水溫度每上升1℃，冷機的COP下降近4%。降低冷卻水溫度需要加強運行管理，停止的冷卻塔的進出水管的閥門應該關閉，否則，來自停開的冷卻塔的溫度較高的水使混合后的水溫提高，冷機的制冷系數就減低了。冷卻塔使用一段時間后，應及時檢修，否則冷卻塔的效率會下降，不能充分地為冷卻水降溫。
3.2提高冷凍水溫度由于冷凍水溫度越高，冷機的制冷效率越高，右圖顯示了某冷機制冷系數與冷凍水供水溫度的關系。從圖中可看出，冷凍水供水溫度提高1℃，冷機的制冷系數可提高3％，所以在日常運行中不要盲目降低冷凍水溫度。例如，不要設置過低的冷機冷凍水設定溫度；關閉停止運行的冷機的水閥，防止部分冷凍水走旁通管路，經過運行中的冷機的水量較少，冷凍水溫度被冷機降低到過低的水平。
4利用自然冷源
由于建筑室內的人員、照明燈光、電腦的設備的散熱量的影響，在春秋季當室外空氣溫度較低時，室內空氣溫度仍然較高，仍需要供冷。尤其是沒有外墻、外窗的內區房間，即使在寒冷的冬季，由于室內的散熱量沒有途徑散發到室外，室內仍需供冷。此時如果開啟冷機供冷，不僅由于此時冷負荷較小，冷機制冷系數較低、能耗大，而且極端不合理。
比較常見而且容易利用的自然冷源主要有兩種，一種是地下水，另一種是春秋季和冬季的室外冷空氣。由于地下水常年保持在18℃左右的溫度，所以地下水不僅可以在夏季可作為冷卻水為空調系統提供冷量，而且冬季還可以利用水源熱泵機組為空調系統提供熱量。第二種較好的自然冷源是春秋季和冬季的室外冷空氣，此時室外空氣較低，可用于空調系統供冷。例如，北京春秋季的室外空氣濕球溫度一般低于15℃，冬季室外空氣濕球溫度一般低于0℃，這種溫度下的空氣是較好的冷源，可用于空調系統供冷。
室外冷空氣的利用有兩種方法：一是春秋季利用低溫室外空氣供冷，當室外空氣溫度較低時，可以直接將室外低溫空氣送至室內，為室內降溫。為了能實現在春秋季利用低溫室外空氣供冷，空調系統設計時注意要有足夠的新風道引入室外新風。第二種方法是利用冷卻塔供冷，適合沒有足夠的新風道為室內送室外新風。具體方法是春秋季利用冷卻塔將冷卻水溫度降低，再通過板式換熱器冷卻冷凍循環水，被降低了溫度的冷凍水送到末端的散冷設備，如風機盤管、空調箱，將冷量送到各個需要供冷的房間。
此外，冬夏季利用全熱交換器回收冷熱量，也可起到很大的節能作用。為了保證室內空氣足夠新鮮，滿足人們的舒適要求，空調系統需要從室外抽取一定量新鮮空氣送入室內，同時將室內污染物濃度較高的空氣排至室外。而這部分排風的溫度、濕度參數是室內的空調設計參數，冬季比室外空氣熱，夏季比室外空氣冷。通過全熱交換器，將排風的冷熱量傳遞給新風，可以回收排風冷熱量的70～80％左右[5]，有明顯的節能作用。
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5減少水泵電耗
空調系統中的水泵不僅起著非常重要的作用，而且耗電量也非常大。下圖是對北京12家星級賓館空調水泵耗電量的調查結果：
圖3-4空調水泵耗電量比例
從上圖可以看出，空調水泵的耗電量占建筑總耗電量的8％～16％，占空調系統耗電量的15％～30％，耗電量接近于全樓照明用的電量，所以水泵節能非常重要，節能潛力也比較大。減少空調水泵電耗可從以下幾個方面著手：
