建筑节能的基本原理精选(九篇)

前言：一篇好文章的诞生，需要你不断地搜集资料、整理思路，本站小编为你收集了丰富的建筑节能的基本原理主题范文，仅供参考，欢迎阅读并收藏。

第1篇：建筑节能的基本原理范文

关键词：建筑设计，门窗保温，性能优化

中图分类号：S611 文献标识码：A 文章编号：

一、建筑门窗保温性能的优化内容

建筑门窗作为护结构的对外位置，起到采光、通风等作用，同时具备保温、隔热、隔音等功能，可以为住户提供舒适的居住环境。从设计的角度对其保温性能进行优化，具体内容包括：

（1）为建筑节能环保提供基础条件。建筑门窗在保温方面，是建筑节能的不可或缺的一部分，根据我国关于建筑节能规划全新的标准要求，门窗需要在满足工程建筑功能需求的基础上，提高保温的性能，以绿色环保产品的姿态，为建筑的节能环保设计提供实现的基本条件。

（2）减少门窗传热时或者空气渗透时等热损失。住宅采暖过程中，门窗的传热热损失和空气渗透热损失，大约占所有能耗的50%左右，主要受到门窗保温性和气密性的影响，尤其是单层和双层的钢窗，保温性能和气密性能水平都较低下，难以满足门窗的舒适和节能需求。

（3）使用新型保温材料。在《民用建筑节能设计标准》（JGJ26-95）实施之后，保温性能成为门窗选择的重要标准之一，因而25型空腹钢窗和32型实腹钢窗相继被淘汰掉，以往钢木门窗为主的局面被打破，继而出现的耐腐蚀PVC塑料门窗成为建筑施工的首选之一，随后出现的具有铝框断热和低辐射膜中空玻璃的铝合金节能保温窗，譬如彩色钢板窗、不锈钢窗等，均在框型材料性、玻璃层数、断面设计等方面，体现出不同的档次差别。

（2）减少建筑门窗装修的成本。非金属和金属窗相比，前者保温性能较好，再如复合双玻窗和金属双玻相比，前者保温性能优于后者，另外金属窗、PVC塑料窗、复合窗相比，PVC塑料LOW-E中控玻璃窗的K值为1.7W/M2・K，节能效果高达75%，其节能效果最好。尽管如此，门窗的保温功能实现，不可能仅仅依靠PVC塑料LOW-E中控玻璃窗，我们还需要通过对门窗保温性能进行优化设计，以全面实现门窗的保温节能，降低建筑门窗装修的成本。

二、建筑门窗保温性能优化设计的途径

建筑门窗保温性能的基本原理是门窗框热传导时能量损失的减少、采光玻璃辐射和传导损失等，具体的优化设计内容包括：

（一）门窗框架结构的优化设计

框架作为门窗的重要组成部分，起到支撑的作用，因此要对其进行合理设计：

（1）常见的门窗框材料有金属、复合、非金属等型材，在热工特性方面，金属型材和非金属型材相差较为明显，其中材料的导热系数是形成这些材料热传能力差别的主要影响因素，而试验表明导热系数越大，材料的传热能力就越强，因此从保温的角度，门窗框的型材断面，要尽量设计成多腔型材。

（2）控制热流的方向，与腔壁形成垂直关系，型材的腔壁数量增加之后，阻隔热流的作用就越强，辐射、腔内对流、导热等就能够降低。金属框架传热的减少，断热桥需要以非金属为材料，为金属型材作断热处理，或者将非金属和带腔金属等材料，做成复合型材，同时加大非金属型材的厚度，提高型材的热阻。

（3）门窗框的材料科选择PVC塑料型材、铝合金断热桥窗框材料、玻璃钢型材等低导热系数材料，从根本上对金属门窗框热传导热量损失进行改善。

（二）门窗玻璃的优化设计

玻璃相比于金属材料，其热传导系数仅有0.8-1.0W/m・K，厚度为3-6mm，热传量为65%-75%，在玻璃质量方面提高门窗保温性能，具有较大的操作空间。

（1）单玻相比于双玻和三玻，后两者的保温性能更高，因此可以从玻璃结构的角度，将单玻改成双玻和三玻，以形成密闭的空气层，提高玻璃的热阻水平，也就是说，保温性能和玻璃的厚度没有直接关系，只有玻璃的空气层厚度改变之后才会改变。

（2）玻璃当中加入镀膜，以降低玻璃之间的辐射传热。根据实验显示，中空玻璃加入辐射膜之后，大大改善了热工性能，相比于一般类型的中空玻璃，中空玻璃的热传系数为3.0-3.1，而前者降低到1.7-2.3。如果低辐射中空玻璃当中的空气层厚度为12mm，即PVC塑料窗和铝合金断热窗的标准，传热系数基本能够满足北方严寒区域的门窗保温需求。

（3）控制中空玻璃铝隔条对传热的影响，这种材料是良导体，会提高中空玻璃的传热强度，据试验，中空玻璃的铝隔条长度和中空玻璃面积的比值P增大之后，铝隔条的传热比重随着增大。因此，中空玻璃的铝隔条要尽量埋设在门窗框的沟槽内部，减少在空气中的暴露面积，同时尽可能选择P值比较小的中空玻璃。

（三）门窗框比例的优化设计

门窗框比例的优化设计内容，包括以下几个方面：

（1）门窗框的比例是门窗框的表面和门窗面积的比值，该比值和门窗立面设计、表面积、门窗面积有直接关系，一般比例为25%-35%，在门窗框比例改变之后，门窗框的感热面和放热面也随着改变。

（2）金属型材门窗的框断面尺寸太大，会对门窗保温性能产生不利影响，因此在满足门窗基本功能的前提下，要控制门窗立面的分割，大断面的金属型材不适合作为面积较小的门窗。

（3）玻璃层数的增加，以及每层玻璃之间空气厚度的增加，可采用镀膜玻璃，玻璃的热阻能够得以明显提高。总之，门窗框比例的合理设计，与门窗的保温性能相关，尽管相关的比例大小与实际需求相关，但在设计的时候，仍然需要尽量趋向于节能环保方向。

三、结束语

综上所述，住宅采暖过程中，门窗的传热热损失和空气渗透热损失，大约占所有能耗的50%左右，建筑门窗保温性能的基本原理是减少门窗框的热传导能量损失、采光玻璃辐射和传导损失等，需要对其进行优化设计，一方面是合理设计门窗框，从根本上对金属门窗框热传导热量损失进行改善，另一方面是改善门窗玻璃保温性能，以及合理设计门窗框的比例，以全面实现门窗的保温节能，减少建筑门窗装修的成本。

参考文献

[1]华瞻.门窗幕墙 推动建筑节能的新阵地[J].中国建筑金属结构，2007，（7）：7-8.

第2篇：建筑节能的基本原理范文

关键词：建筑节能节能施工 节能施工技术

前言：通过建筑节能施工技术，可以缓解我国目前能源紧缺矛盾情况，减轻环境污染程度，最终促进经济可持续发展，也可以深化经济体制改革。目前，无论是发达国家还是发展中国家，建筑能耗在总能耗中所占的比重都是很大的,建筑节能成为节能的重点。因此，贯彻建筑节能的可持续发展战略、实现国家节能规划目标，符合全球发展趋势。

1.建筑节能施工技术的一般要求

一般情况下为达到节约建筑物的使用能耗的目的，节能建筑主要从外墙、屋面、门窗等方面提高围护结构的热阻值和密闭性。根据节能建筑设计施工图并结合其特殊性，施工单位的项目经理和技术负责人进行施工方案的制定，设立有效的质量控制点，严格按照操作程序施工，保证必需的施工周期，加强施工操作人员的岗前培训和施工技术交底。材料员应根据设计技术指标，采购质优价低的节能建材，并查验有关质保资料，必要时应进行试配，经测试后确定。质检人员应从材料购进、施工各工序、隐蔽工程验收等方面把好质量关，并做好记录。

2.建筑墙体保温施工技术

建筑外墙保温技术经过十几年的发展，已基本定型。墙体保温系统的施工是墙体节能措施的关键环节。用聚苯板在外墙立面进行粘贴，用锚钉固定后进行防水处理，敷以玻璃网格布防止开裂，再抹平最后喷涂饰面，这是基本施工方法。在外墙外保温的五大体系中，无论哪种施工都要经过十几道施工工序，每道工序都有很严格的施工要求和规范，操作起来较为复杂，从而只能保证节能65%的效果。墙体保温施工技术的基本原理是，传统外墙保温施工是将墙面抹平后粘贴聚苯保温板并加以锚固，然后打磨嵌缝做防水处理，再加玻璃网格布抹平加饰面。传统施工中粘贴聚苯板工序复杂且影响施工进度，粘贴不好容易空鼓甚至脱落，这是整个墙体保温技术的关键。目前，一些企业用一种全新的方法来彻底解决粘贴聚苯板存在的弊端。主要方法是：将可发性聚苯性颗粒压制成类似空心砖的形状“承重墙框架保温砖”，在砖空腔内浇注混凝土，使混凝土与保温板成为一体。其技术特点是：承重墙框架保温砖外型为长方体，由EPS聚苯制做而成，利用承重墙框架砖当作筑墙砌筑模具，可砌筑合成一种新型的苯混结构承重墙墙体结构-保温暖砖承重墙。墙体形成后，暖砖块留在墙体内，起保温作用，而砌筑所用的细石混凝土构造的骨架起承重作用。与传统的砖混结构建筑相比，这种结构的墙体不仅保温节能，而且轻质高强，坚固耐久，可与建筑同寿命。其技术特点主要体现在：保温暖砖承重墙墙体轻质高强，暖砖筑合墙体设计承重强度适应性好，抗压强度高、抗震能力强。结构合理、易于装修。此外，在墙表面粘贴瓷砖、大理石等饰面，施工方便，技术有保证，墙体寿命长。使用暖砖便于调整墙体结构，不同的承重墙体可采用不同尺寸、结构的暖砖，从而适应不同功能和规模的墙体需要，同时也辅助起到降低墙体自重，调整建筑结构的目的。墙体结构科学、独特、环保，运输方便、施工简单、省工省料、造价低廉。承重墙框架保温暖砖具有轻质高强、节能环保，施工方便、节约成本等优点，可广泛用于7层以下一般民用建筑的承重墙，完全可以替代粘土砖等常规墙体材料。

3.太阳能节能建筑技术

太阳能一直是人类可以利用的最洁净、最丰富的能源，在我国建筑行业施工技术中，太阳能技术已经被普遍应用。国在太阳能建筑领域进行了长期的、积极的研究与实践。包括太阳能光热、光伏设备设施厂家在内，各地政府、研究机构、设计院以及开发企业等在不同层面、不同区域、不同建筑上做了大量细致的研究、开发、设计、建设工作。正是在这些工作基础上，中国太阳能学会决定增设太阳能建筑专业委员会。其作用是以满足建筑对清洁能源的需求为宗旨，在可持续发展框架下，为太阳能在建筑中的应用，构架学术和技术交流平台，促进两个行业的技术进步。太阳能的环保节能功能众多：在建筑楼顶安装太阳能电池发电系统，能将太阳辐射的热能转换成电能，由配备的蓄电池组将电能储存起来，并将相关线路连接到相应的供电设施上，能基本满足建筑物楼内的动力和照明系统的用电量需求;太阳能技术的采暖和供热功能，能很好地满足建筑物日常供热需要;太阳能技术还可控制建筑物的采光，有利于建筑物的日常节能利用等。太阳能的使用对于建筑物来说，具有使用安全可靠、无污染、不消耗燃料、不受环境限制、维修维护简单、方便安装等特点，它是最适于建筑物节能环保的一项应用技术。太阳能建筑的技术途径包括了被动应用、主动应用和综合应用等多种途径。如从保温隔热材料的开发、自然采光通风功能的实现、太阳能光热光伏技术的应用到遮阳、光影和舒适环境的创造，全方位地综合应用太阳能资源。就目前发展最快的太阳能光热利用而言，也将包括低温利用、中温利用和高温利用等多层次能源效率利用形式;而太阳能光伏利用也将在太阳能建筑一体化上表现出更为广阔的发展前景。

结束语：

随着我国经济发展，人民生活水平的提高，全面建设小康社会的逐步推进，我国建筑能耗呈稳步上升的趋势，国民经济的持续发展也受到了制约，因此降低建筑能耗已刻不容缓。建筑节能及其施工技术对建筑行业和社会来说非常重要，应大力推广现有施工节能技术，同时还要加强开发和利用新型节能材料，从而真正实现建筑节能。

参考文献：

第3篇：建筑节能的基本原理范文

【关键词】：太阳能；光伏发电；建筑节能；

中图分类号：TE08 文献标识码：A 文章编号：

前言

我国是建筑产业快速发展的国家，建筑运行能耗占到全社会总能耗的30%左右。因此，如何提高建筑的能源使用效率，和实现节能减排成为了建筑业的重中之重。太阳能作为一种天然的能源，越来越受到人们的重视，成为人们关注的焦点。太阳辐射能是取之不尽、用之不竭、无污染、廉价、人类能够自由利用的能源。太阳能每秒钟到达地面的能量高达80万千瓦，假如把地球表面0.1%的太阳能转为电能，转变率5%每年发电量可达5.6×1012千瓦小时，相当于世界上能耗的40倍。当代世界太阳能科技发展有两大基本趋势，一是光电与光热结合，二是太阳能与建筑的结合。太阳能建筑系统是绿色能源和新建筑理念两大革命的交汇点。并且我国2008年实施的《民用建筑节能条例》中规定，国家鼓励和扶持新建建筑和既有建筑节能改造中采用太阳能，地热等可再生的绿色资源。

1、太阳能技术在建筑电气中的应用

太阳能光电建筑应用就是要和建筑一体化，要大规模地推广太阳能光伏发电，要把太阳能光伏发电应用到千家万户，就是要和建筑的一体化。当前太阳能光电建筑应用主要为太阳能屋顶、光伏幕墙等光电建筑一体化。其中屋顶太阳能光电建筑应用较为广泛，其主要特点是：可以调节太阳能电池板与太阳光之间的朝向，我国地处北半球，太阳能电池板要朝南，要朝北就不行，因此光伏幕墙有一定的局限性。光伏发电系统的核心部件就是太阳电池组件，太阳电池组件通常是一个平板状结构，经过特殊设计和加工，完全可以满足建筑材料的基本要求。因此，光伏发电系统与一般的建筑结合，即通常简称的光伏建筑一体化应该是太阳能利用最佳形式。

太阳能光伏发电系统主要由太阳能电池板、蓄电池、控制器、DC-AC逆变器和用电负载等组成。其中，太阳能电池板、蓄电池为电源系统，控制器、逆变器为控制保护系统。太阳能技术在民用建筑电气领域应用主要包括路灯、庭园灯、楼道灯等节能灯、LED灯的照明供电。太阳能系统建筑可以在日常的使用过程中实现与常规电力进行切换，从而实现在太阳能发电系统发电量不足的情况下，改由常规电力供电。太阳能电池板产生的直流电力通过逆变器转变为交流电，然后向用电负荷供电，同时多余的电量又通过控制器向蓄电池组充电。在无日照的情况下，通过逆变器由蓄电池向用电负荷供电，当蓄电池的电力不足时，自动切换到常规电力，由常规电力给用电器提供电能。该太阳能发电系统主要由太阳能电池组件、太阳能电池支架、控制器、逆变器、蓄电池组等组成。整个系统全自动运行无需人工管理。真正实现节能建筑。

太阳能家用发电系统已经成功的运用到民用住宅中，如一些高档的住宅区和别墅区，主要负载为空调负荷，照明负荷，和部分厨卫用电的小型负荷。根据客户的需要，系统安装既可以采用并网发电形式，也可以采用离网发电系统。光伏阵列安装在屋面和墙面上，并直接吸收太阳能，避免了墙面温度和屋顶温度过高，降低了空调负荷，改善了室内环境。采用太阳能与建筑相结合的形式有很大的优越性，可原地发电、原地使用、减少电流运输过程的费用和能耗，还省去了单独为光电设备提供的支撑结构。

太阳能系统在民用建筑中的防雷。太阳能电池板通常都装设于屋顶上，并且很多时候太阳能设备都高出屋面许多。按我国现行的国家规范《建筑物防雷设计规范》和《民用建筑电气设计规范》规定，引出屋面的金属物体可不装接闪器，但应和屋面防雷装置相连。在屋面接闪器保护范围之外的非金属物体应装设接闪器，并应和屋面防雷装置相连。所以，对于太阳能装置的屋面防雷应在局部增设避雷针或避雷带，并且，太阳能装置的底座应与屋面避雷装置做可靠连接。

2、工程举例

现有一个单体别墅，常住人口约为3~5人，处在光照比较充足地区，根据业主需求，整体解决方案如下：

负载需求：

太阳能发电系统指标如下：太阳能电池容量 30kw；交流输出额定功率3kw；额定输出电压（V） 220±10%（AC；功率因数达到0.8以上。

图1 太阳能离网发电系统图

本系统由太阳能电池板，逆变器，控制器，蓄电池，双电源切换自动装置（ATS）,稳压保护装置组成（见图1）。

本系统负载主要包括LED照明灯具，小型家电，手机充电等，为确保系统安全可靠运行，系统安装容量设计为30KW，根据负载情况，当太阳能系统供电不能满足要求时，由ATS自动转换至市电运行，以保持负载正常运行所需电量。ATS需保证两路电源不同时运行。经过业主的使用运行，可以支持2~3天的阴雨天，并且基本满足业主的使用要求，月电费节省30%~40%左右。反应良好。

3、太阳能技术在建筑电气应用中的缺陷及局限性

建筑电气的节能设计潜力很大，工作人员在设计中应考虑各种可行的技术措施。同时，在选用节能的新设备时，技术人员应具体了解节能产品的原理、性能、效果，从技术、经济上进行比较，合理选择节能设备，推动建筑电气节能的发展。

当然，太阳能技术在目前的情况也存在着许多缺陷：一，不稳定性：由于受到昼夜、季节、地理纬度、海拔高度和天气等自然条件的影响，所以，到达某一地面的太阳辐照度既是间断的，又是极不稳定的，这给太阳能的大规模应用增加了难度。为了使太阳能成为连续、稳定的能源，从而最终成为能够与常规能源相竞争的替代能源，就必须很好地解决蓄能问题，但目前蓄能也是太阳能利用中较为薄弱的环节之一。二，效率低和成本高：目前太阳能利用的发展水平，有些方面在理论上是可行的，技术上也是成熟的。但有的太阳能利用装置，因为效率偏低，成本较高，总的来说，经济性还不能与常规能源相竞争。在今后相当一段时期内，太阳能利用的进一步发展，主要受到经济性的制约。

第4篇：建筑节能的基本原理范文

关键词：高校 监管系统 能耗监测 实时采集

高等学校节能监管系统指对校园建筑设施能耗的计量、数据分析、数据统计、节能分析及节能指标管理，是高等学校校园节能监管体系的核心内容。2009年，住房和城乡建设部会同教育部组织有关专家编制了《高等学校校园建筑节能监管系统建设技术导则》及有关管理办法（以下简称《导则》），明确了能耗数据在能耗监测平台中传输的全过程和采集系统的框架体系。

能耗数据采集分为自动实时采集和人工采集，以自动实时采集技术为核心的能耗数据采集系统是节能监管系统建设的重要内容，某高校校园建筑节能监管体系是高等学校节约型校园监管体系试点建设项目，本文以某高校为例，介绍建筑能耗实时采集技术在节能监管系统中的应用。

一、建筑能耗实时采集系统概述

某高校按照相关导则及管理办法的要求，对建筑能耗计量和采集进行方案设计，其校园能耗实时采集系统基于485总线通讯技术，对建筑内的远传水表、电能表、蒸汽流量计、中央空调冷热量计等不同类型的能耗计量设备进行集中采集，并通过校园局域网传输至监管系统能耗采集中心。

其能耗采集系统建设流程大致可分为“建筑能耗计量与数据采集方案设计——能耗监测设备安装实施——能耗数据采集传输调试——能耗数据使用与维护”几个阶段。

二、能耗监测设备安装

1.远程计量监测表计安装

能耗监测计量设备为电、热等能源消费、水资源消费的计量装置，包括电能表、水表、燃气表、热（冷）量表等。某高校根据《导则》要求，按照能耗分类分项的原则，同时考虑学校实际管理需求，设计安装能耗监测计量设备。

截止2010年底，学校新装分类、分项、分户计量表计3500余组，其中包含电表、水表、蒸汽流量计、冷（热）量计等多种类型的计量监测表计，同时集成和利用了一些既有远程计量监测设备，各类表计均具备数据通讯接口并支持国家相关行业的通讯标准协议。

2.数据采集器（网关设备）安装

某高校数据采集器（网关设备）采用浙江中控生产的WNC系列建筑能耗数据采集器，该数据采集器符合《导则》关于数据采集设备的功能性能要求，并可并发采集水、电、气、蒸汽、冷热量计等各种能量表计。截止2010年底，学校共安装了能耗数据采集器80余台。

三、能耗数据采集与传输

某高校节能监管系统的能耗数据采集传输分为两个方面：一是数据采集，实现多种能耗监测计量表计到数据采集器（网关设备）之间的网络链路和数据传输；二是数据传输，通过数据采集设备（网关设备）和校园网络通道向建筑节能监管平台数据服务器发送采集数据。

1.能耗数据采集技术

计量表计通讯协议符合P645规约、ModBUS协议等国家相关行业的通讯标准协议，根据计量表计的接口特点，采用以RS-485总线技术为主，对部分布线距离较长施工难度大的计量表计辅助采用短距离无线传输技术，根据现场实际情况两种传输方式可以组合使用。

2．能耗数据传输技术。

某高校的校园网络硬件资源丰富，遍布各校区的校园网络几乎覆盖到每一栋校园建筑，利用校园以太网传输能耗数据，可以降低能耗数据传输成本，提高数据传输稳定性，因此数据传输以校园以太网为主。部分监测表计受环境限制，选用无线网络（GPRS/CDMA）将采集数据上传到监管平台数据采集器。

四、数据质量与安全保障策略

某高校监管系统采用水、电、汽多能耗一体化采集技术，为保障能耗数据在采集、传输过程中的安全性和可靠性，主要采取了以下几项策略。

1. 能耗采集器在连接至客户端时，需经过身份验证过程才可进行采集器注册，网络传输数据包经过高强度加密，可保证传输过程中数据不会被第三方所窃取。

2. 数据中心客户端以及监管平台都具有报警功能，可对采集器状态、采集点数据质量码进行报警。维护人员可针对报警类型进行有效的分段判断，从而快速定位故障环节，并可进行远程故障排查功能。

3.采集器内置大容量CF卡及存储数据库，采集器与数据中心连接断开后，可保存至少1个月内的所有采集数据，从而实现数据中心端的数据完整性。当采集器与数据中心重新连接时，将主动对断线期间的数据进行历史恢复，同时支持对指定时间段历史数据人工恢复功能。

第5篇：建筑节能的基本原理范文

关键词：民用建筑；节能；策略；设计

中图分类号：TE08 文献标识码：A 文章编号：

目前我国每年新建建筑中，只有10%―15%能达到国家制定的强制性节能标准，80%以上还为高耗能建筑，而既有的400亿平方米建筑中，95%以上是高能耗建筑。因此，我国民用建筑节能研究，既有很大的市场，又有极大的潜力。基于民用住宅系统的节能，是将住宅及其所处的周边环境和区域气候看作一个整体，在充分考虑这一整体中各种特性对住宅能耗的影响的情况下，对住宅的整体和周边环境进行规划和设计的过程，它是本研究模型产生的主要理论依据。但是显然，基于住宅系统的节能设计是一个十分庞大的系统工程，对其的研究是一个非常复杂的过程，而由于时间和资源的限制，本研究只对该系统中与住宅设计有关的子系统进行了进一步的分析和探讨。

1气候设计与环境规划

建筑的气候设计与环境规划是建立在广义生态学和建筑地域学等诸多学科之上的一个建筑节能设计子系统，它在民用建筑节能中起着十分重要的作用。就目前的研究来看，选址规划布局是其主要内容，它是建筑气候设计中宏观的最具影响的环境控制手段。这一方面是因为从大处着手的基地总体设计所产生的极大节能效益，另一方面也由于设计所追求的，是在某一地域范围内的居住建筑都能有良好而节能的建筑热环境，这一点不能由少数建筑所独享。一般而言，建筑气候设计与环境规划主要包括城市广义生态设计、选址与规划、环境散热等几个方面。

首先，广义生态设计就自然环境、社会环境、经济系统和人之间的关系达到和谐平衡的过程。其次，就选址规划而言，主要是指在建筑设计之始便应该融入环境理念，充分利用自然地形地貌配置道路、建筑、减少土方开挖、保护原有自然环境。规划布局中，应首先依照气候学原理分析建设基地特定地形气候环境的情况，以便充分利用其有利气候因素的影响。最后，环境散热主要针对目前普遍采用的建筑隔热技术都是出于对单体建筑考虑，其基本出发点是把建筑所在的周围环境看成迅速散热的巨大空间，因此只考虑如何有效地把太阳辐射热从建筑外表隔离出去的错误做法，提出建筑隔热应该与环境规划结合起来才能创造可持续发展的建筑环境。天空、风、水、植物等因素都是可以加以利用的散热因素。

2整体设计

建筑节能整体设计是民用建筑节能设计的一个方面。它一般从建筑方位朝向、建筑体型、太阳辐射、建筑外部空间环境构成等方面进行深入研究，分析太阳辐射、大气环流和地理特征等因素对住宅能耗的有利或不利影响，以期对上述因素进行充分利用、改造，形成良好的居住条件和有利于节能的微气候环境。

2.1朝向

建筑物的方位朝向对建筑物的节能效果具有重要的影响。首先，就通风而言，从有利于建筑单体通风的角度考虑，建筑的长边最好与夏季盛行风方向垂直；但从有利于建筑群体通风的角度考虑，建筑的长边若与夏季盛行风方向垂直，将严重影响后排建筑的夏季通风。其次，就日照而言，夏热冬冷地区最恶劣的建筑室内热环境是夏季的东、西晒和顶晒，而从窗户进入室内的大量太阳热辐射是夏季室内过热的主要原因。

2.2路网布置

一般而言，当路幅达到足够宽度时(如在北纬30度地区街道宽度与南向建筑高度之比l/n>1.8)，东西向街道冬至日日照时间最长，且提供了最佳的南北建筑方位配置。因此在规划路网设置中，在满足功能景观要求下，应适当增加东西向道路设置，改善街道外部环境质量，并为下一步建筑设计提供更多的南北向建筑方位配置，为其建筑气候设计效果提供有力保障。

2.3绿化

绿化可有效地改善居住区的热微环境，具有显著的节能效果。而在建筑设计过程中，充分利用自然与人工绿化，可以降低城市高密度地区所带来的诸如“热岛效应”、“光污染”等负面影响，改善“小气候”，创造良好的外部环境。一般而言，建筑绿化环境设计又可分为屋面绿化、地面绿化和立面绿化等。

2.4体型

住宅的体型对其单位建筑面积能耗影响很大，可以说合理选择体型本身就是节能的开始。而体型系数(Fo/V)是影响建筑耗能水平的重要因素，其主要是指建筑物外露面积与其所包围的体积比值，其中建筑物外露面积系指除地面以外暴露于空气中的建筑物外表面积的总和，用Fo表示。一般而言，体型系数越小，耗热量越小，即越节能。体型系数小的建筑体型称为节能体型。建筑在设计过程中尽量选择最佳节能体型。

2.5太阳辐射

建筑物所处的室外环境并不是只与室外气温有关，还与太阳辐射、风、雨等有关，其中太阳辐射是主要因素，建筑的外立面由于朝向不同其得到(或失去)的太阳能量也不同。冬季辐射得热，南立面与北立面相差甚大。这就要求在分析建筑物平面形状时充分考虑太阳辐射的影响。

3单体设计

建筑整体布局满足节能要求的同时，单体建筑设计也是节能设计的关键，建筑单体设计也应服从节能建筑设计的原则，单体建筑节能设计主要体现在建筑平面、立面、剖面设计和内部布置以及局部构造设计上。

3.1平面风路设计

建筑内部的通风条件是决定人们健康、舒适的重要因素之一。它通过空气更新和气流的作用对人体的生物感受起到直接的影响作用，并通过对室内气温、湿度及内表面温度的影响而起到间接的影响作用。自然通风主要有风压通风、热压通风等几种方式。一般建筑自然通风以风压通风为主，热压通风为辅。具体的平面风路控制措施主要针对风向、风速、流场分布进行控制引导，主要取决于建筑方位朝向、导风设施、平面风路以及通风口布置几方面因素。

3.2立面节能设计

进行建筑立面的节能设计需要确定合适的窗墙比。窗墙面积比对建筑能耗的影响，主要取决于窗与外墙之间热工性能的差异，相差越大，影响越显著。比如，单层金属窗的夏季空调负荷是同面积24Omm厚砖墙的5倍，全年能耗是36倍，能耗差别是巨大的。同时，窗墙面积比不仅影响能耗；也影响建筑立面效果、室内采光、通风等。窗墙面积比过小，建筑通风不良，自然采光不足，会增加空调与照明能耗。但减少窗户能耗的根本途径，不是减少窗墙面积比，而是利用高新科技、大幅度提高窗的热工性能。

建筑立面的节能设计还较为重视建筑遮阳设计，一般而言，设计良好的立面遮阳设施其遮阳效果比室内百叶窗帘的遮阳效果高4倍，且其形式处理可极大地丰富建筑立面形态。立面遮阳设计不仅仅是遮阳构造设计，还可综合利用阳台、外廊等建筑构件以及垂直绿化、遮阳树木取得综合遮阳效果，使立面遮阳设计与立面形态处理有机结合起来。特别是夏热冬冷地区，夏季炎热，尤其是夏季东、西墙面受阳光直射，对室内温度影响较大。而遮阳是对西墙进行防热处理较为有效的办法。

3.3围护结构节能设计

建筑节能与建筑构造关系密切，建筑构造节点常常是建筑热工的薄弱环节，其它部位的构造形式也直接影响建筑的热工性能。夏热冬冷地区节能建筑构造设计即要考虑夏季隔热还要兼顾冬季保温，其主要有屋面节能设计和墙体节能设计两种设计方式。

首先，屋面是建筑护结构所受室外温度最高的地方，面积也较大，因此，屋面的保温隔热措施对改善室内温度环境非常重要。屋面节能设计首先是屋顶的隔热降温，其基本原理是:减少直接作用于屋顶表面的太阳辐射热;而另一个重点是屋面保温，通常的做法是:将容重低、导热系数小、吸水率低、有一定强度的轻质高效保温材料设置在防水层和屋面板之间以达到保温效果。

其次，墙体节能设计最为重要的是西墙隔热措施。夏热冬冷地区西晒时间长，太阳辐射强，没有遮挡的住宅向西山墙面需做一些隔热措施。绿色植物是首选的防晒隔热方法，研究表明，有绿色植被的墙体的平均温度比没有的低12.7℃。另外，外墙保温也是墙体节能设计的重要方法。常用的外墙保温措施有，外墙内保温措施，外墙中层保温措施和外墙外保温措施等。

4结语

基于住宅系统的节能设计在我国夏热冬冷地区民用建筑设计应用过程中，具有广泛前景和较好的效果。在基于住宅系统的节能设计应用于我国夏热冬冷地区民用建筑设计的过程中，建筑的朝向和建筑西向的绿化比例是最应该关注的方面，其中建筑越偏向东西朝向，其用电量越大，而建筑西面的绿化比例较大时，其用电能耗较小。建筑西面的绿化比例只要超过一个范围，就可以得到一个较好的节能效果。

参考文献：

[1]郑娟尔，吴次芳.我国建筑节能的现状、潜力与政策设计研究―一个基于控制论的分析框架，中国软科学，2005(5)，71一75

[2]涂逢祥.住宅建筑节能形势，住宅科技，2005(9)，25

第6篇：建筑节能的基本原理范文

Abstract: The data shows that the low-carbon development in the construction industry is especially important in the process of China low-carbon economic development. Through analyzing the necessity of low-carbon development in the construction industry,drawing on the experience of developed countries in low-carbon development path, and applying value engineering theory,this paper concluded the low-carbon development path of China construction industry. The paths are the construction industry should focus on the low-carbon development in the life cycle of buildings,the related industries should promote the using of new energy and new materials actively,and the country should create low-carbon development condition in the construction industry by national macroeconomic regulation and control.

关键词:低碳建筑;价值工程;建筑物全生命周期

Key words: low carbon buildings;value engineering;the life cycle of buildings

中图分类号:TU18 文献标识码:A文章编号:1006-4311(2010)31-0086-02

0引言

面临资源枯竭、环境污染、金融危机的挑战,低碳经济已成为世界发展的必然趋势。在我国低碳经济发展进程中,建筑业由于能耗问题严重,其低碳发展路径研究具有重要意义。目前,在研究领域,在计算建筑物的碳排放量方面,德国的DGNB体系对建筑物碳排放量首次提出了系统而可操作的计算方法[1]。在应用领域,东南大学建设与房地产研究所通过对构成建筑物碳排放量的相关项目的研究,探讨了低碳建筑的实现方法[2]。但是目前的研究更多偏重于在建筑行业内部对低碳建筑设计及推广方面的研究,较少运用经济学原理对低碳发展路径进行系统分析。本文运用价值工程原理,通过借鉴发达国家建筑业低碳发展的成果,探索我国建筑业低碳发展路径。

1我国建筑业低碳发展概述

1.1 我国建筑业低碳发展势在必行低碳经济是一种以减少温室气体排放为目标,以低能耗、低污染、低排放为基础的经济模式,是人类社会继农业文明、工业文明之后经济社会发展理念的又一次重大进步。长期以来,研究领域关于低碳经济的研究大多局限于汽车、工厂的碳排放量,较少涉及建筑业的碳排放问题。但事实上,建筑耗能已与工业耗能、交通耗能并列,成为我国能源消耗的三大“耗能大户”。尤其是建筑耗能伴随着建筑总量的不断攀升和居住舒适度的提升,呈急剧上扬趋势。

据统计:在我国,建筑的能耗(包括建造能耗、生活能耗、采暖空调等)约占全社会总能耗的30%,其中最主要的是采暖和空调,占到20%。这“30%”还仅仅是建筑物在建造和使用过程中消耗的能源比例,如果再加上建材生产过程中耗掉的能源和建筑相关的能耗将占到社会总能耗的46.7%[3]。另外,现在我国每年新建房屋20亿m2中,99%以上是高能耗建筑;而约430亿m2的既有建筑中,只有4%采取了能源效率措施,单位建筑面积采暖能耗为发达国家新建建筑的3倍以上。根据测算,如果不采取有力措施,到2020年中国建筑能耗将是现在的3倍以上[4]。因此,在我国发展低碳经济的进程中,建筑业能耗问题严重且愈演愈烈,我国必须加强对建筑业低碳发展的关注力度,着力探索建筑业低碳发展路径。

1.2 我国建筑业低碳发展处于起步阶段,需借鉴发达国家低碳发展路径近年来发达国家对低碳建筑方面的研究、探索和部署已取得实质性的进展,这些进展具体包括政府政策的出台执行,资金的筹集,群众低碳意识的普及以及各类示范项目的完成。例如,英国颁布了“可持续住宅标准”,对房屋节能程度进行“绿色评级”;并且建设了低碳示范项目,使其成为“全球生态村”的典范。美国环保局对有利于节能的建筑材料采取政策保护,授予该建材“能源之星”标志,并通过法律规定政府必须采购“能源之星”认证产品。日本持续开展低碳社会情景研究和行动计划。丹麦建设的太阳风社区是丹麦最早由居民自发组织起来建设的低碳公共住宅生态社区。

在我国,低碳建筑的推广才刚刚起步,但是低碳建筑思想已受到重视,并已写进国家的发展规划中。建设部要求,到2010年全国各大中小城市及城镇普遍实施节能率为50%建筑节能标准(即在1981年住宅能耗水平的基础上节能50%),到2020年,所有建筑节能标准得到全面实施,在全国范围内实施节能率为65%的建筑节能标准,大中城市基本完成既有建筑的节能改造[5]。但是,我国低碳建筑的发展还需要有一套符合我国实际的可操作的标准,同时也应辅有相应的政策支持。我国可参考上述发达国家的低碳建筑发展路径,加快实现我国建筑业低碳发展。

2价值工程原理在建筑业低碳发展中的应用

2.1 价值工程原理及应用现状价值工程又称价值管理、价值分析,是一门新兴的管理技术,是降低成本提高经济效益的有效方法。价值工程中的价值(value)等于研究对象的功能(function)与成本(cost)的比值,即V=F/C[6]。该理论于20世纪40年代起源于美国,创始人是美国通用电气公司的电气工程师麦尔斯,现已在美国、英国和日本等发达国家得到了广泛的应用[7]。该理论最初应用于军工行业,后来逐渐在工农业生产、科研、企业经营、工程管理等各领域得到广泛应用,并取得显著经济效益,应用于建筑业则是从20世纪60年代开始。

根据价值工程,提高价值的途径有5条:功能一定,降低成本;成本一定,提高功能;提高功能的同时,降低成本;成本略有提高,功能有更大幅度提高;功能有所降低,成本有更大降低[6]。

在我国现阶段,由于现有资源和环境保护的制约,国家经济发展需要转型、经济结构需要调整。在我国建设资源节约型国家经济体系和资源节约型社会的大背景下,价值工程作为一种强调价值、强调效益、强调成本节约的管理理念和技术重新得到了广泛关注[8]。但目前,国内价值工程理论的主要活动还是集中于学术界,在各方力量的推动下正逐步向企业和市场中推广。

2.2 价值工程原理与我国建筑业低碳发展目标相契合建筑业的低碳发展目标就是在建筑物的全生命周期,选择合理的设计施工方案,并且最高效率地进行建筑物后期维护,以实现满足既定功能前提下成本最低。在这一过程中,功能的实现(即低碳目标的实现)与成本支出是同一过程相应的两方面,功能与成本是动态相关、对立统一的,不应局限于单独追求功能的高低或成本的升降,而应以功能和成本的合理结合,即价值大小为依据。合理的低碳发展就是力求正确处理好功能与成本的关系,提高它们之间的比值,使资源得到更有效的利用[6]。

同样的,价值工程认为产品的本质是它的功能属性,其根本任务就是寻求功能与成本的完美结合,是一种节省成本、提高价值的资源节约型管理技术。按价值工程的基本原理,价值越高就表明完成预定功能的成本越低,或者说在同等成本的付出前提下,实现的功能更高。这与建筑业低碳发展的目标及研究方法完全契合,因此应用价值工程原理来分析我国建筑业的低碳发展路径。

3我国建筑业低碳发展路径选择

根据价值工程原理,从功能成本两方面综合考虑,我国建筑业低碳发展路径可从以下几个方面考虑,如图1所示。

3.1 建筑行业内注重建筑物全生命周期的低碳发展建筑业的低碳发展应从全方位、全生命周期着眼,这就要求从与建筑相关的方方面面,从建筑物设计、施工、使用的全过程着手分析。

3.1.1 在建筑物设计阶段,应用价值工程剔除冗余功能,实现项目价值的提升对于建筑选址、结构设计、材料选择等,都可以利用价值工程实现项目价值的提升,同时促进能源消费的减少。设计时,必须对建筑物的功能进行明确定位和鉴别,在立足于充分实现基本功能的基础上,减少耗能严重但非必要的功能。这对于公共建筑物尤其值得注意。另外,可参考日本和德国建筑设计公司“增5%投资,减40%碳排放”的策略进行建筑设计。该策略是根据价值工程原理中提高经济效益的其中一种途径,即是成本略有提高,功能有更大幅度提高。这其中增加的5%投资主要集中在隔热、照明和电脑发热三个方面。而对于有30-50年的平均寿命的建筑,这5%的投入一般在5-6年内可以收回。

3.1.2 在建筑物施工阶段,执行绿色建筑标准,应用新材料新能源在施工阶段,应执行建筑节能标准,注重新材料新技术及可再生能源的应用。采用新型建筑材料和建筑节能新技术、新工艺、新设备、新产品,提高建筑围护结构的保温隔热性能和建筑物用能系统效率;利用可再生能源,在保证建筑物室内热环境质量的前提下,减少供热采暖、空调、照明、热水供应的能耗,并与可再生能源利用、保护生态平衡和改善人居环境紧密结合[3]。

3.1.3 在建筑物使用阶段,采取合理的低碳使用方式通过低碳建筑主体及设备的合理使用和定期检修以保证其正常性能的发挥,同时需要建筑物使用者具有低碳生活的理念,采用低碳生活方式。

3.2 相关行业积极推广应用新能源新材料建筑设备、建筑材料涉及数量众多,种类繁杂,其中可用价值工程来改进、替换的工艺、结构、部件和用料在目前浪费巨大[7]。应加强对这些工艺、结构、材料的分析和改进,从而大幅提升单个节能建筑项目、甚至整个节能建筑行业的价值。

3.2.1 在新能源应用方面,开发利用低碳和零碳的新能源与可再生能源研发自备的分布式电源装置,转变当前碳基主导型的建筑电力消耗结构和模式。如率先在大型公共建筑和政府办公建筑中建设示范项目,实现太阳光电、光热和采光、遮阳、通风等建筑技术与建筑的融合,之后部署完善的产业体系,降低设备和技术引进的成本,使其可以大规模商业化应用。另外也可购入核电、水电等清洁电力作为低碳化的补充[9]。

3.2.2 在建筑材料选择方面,科学选择低能耗建材建立针对建筑行业的数据库,对各种不同建筑材料如钢材、水泥、玻璃、铝制品和内部装修材料,以及建筑设备(如空调)等在生产过程中的能耗量做出全面统计和分析,同时,对不同地区厂家生产的各种建筑材料的单位能耗进行标识和追踪[1]。建造时应用价值工程原理,合理选择以实现更节能、减碳且经济效益更高的目标。

3.3 国家通过宏观调控创造建筑业低碳发展条件低碳建筑的发展,需要统筹社会各方资源,从上而下共同努力,从产业结构引导者和开发商,到设计和建设者,从建筑业相关的各个环节减少碳排放量,促进建筑业低碳发展。

3.3.1 政府宏观政策支持一方面,我国可借鉴发达国家经验,对减少建筑物的能耗出台相应的法规、政策和技术标准,以此规范施工过程和引进科学管理方法,降低建筑使用期间的能耗,从而达到降低建筑碳排放量的目的;还可以通过建设低碳示范区促进建筑业低碳概念的推广。另一方面,由于目前能源价格偏低,建筑使用者、开发商在开展能源技术项目时得到的利益不多,动力不足。因此对采用新型材料、新技术的项目,国家应从税收、财政支持、贷款等方面给以优惠,以激励项目单位主动采用节能措施。第三方面,可将“低碳标志计划”应用于建筑业,通过政策干预推广扶植建筑业相关的“低碳标志产品”。

3.3.2 全民普及低碳建筑理念一方面,要使低碳建筑在高成本下得到使用者的认同,必须通过政府制定政策、大众媒体宣传、义务教育等方式,普及低碳理念,使低碳生活方式得以推广,使低碳建筑具有存在的市场基础。另一方面,应在高校建筑、土木、能源、管理等相关专业开设低碳建筑技术课程,为低碳建筑行业的发展培养具有低碳理念、掌握低碳技术的专业人才[2]。第三方面,通过宣传,倡导作为消费者的购房人,购买低能耗、低碳建筑[1];并使公众认识到建筑节能的重要性,做低碳建筑的使用者,从节电节气和回收等方面改变生活细节,降低建筑能耗。

4结语

低碳经济的时代已经到来,而建筑业的低碳发展是低碳经济的重要组成部分,也是构建和谐社会和可持续发展的重要内容。建筑行业内注重建筑物全生命周期的低碳发展、相关行业积极推广应用新能源新材料、以及国家通过宏观调控扶植建筑业低碳发展是我国建筑业低碳发展的合理路径。通过我国建筑业的低碳发展,必将对建筑业可持续发展、建筑经济增长、建造技术、建造方式等带来革命性变革,顺应低碳经济的世界发展新趋势。

参考文献:

[1]卢求.探求低碳建筑的中国发展之路[J].特别关注,2009,(12):46-47.

[2]李启明,欧晓星.低碳建筑概念及其发展分析[J].建筑经济,2010,(2):41-43.

[3]路华,朱宇.节能减排,建筑节能必先行[J].建筑施工,:157.

[4]张勇明,陈寿峰.基于价值工程的建筑节能方案优选研究[J].建筑管理现代化,2009,23(3):198-201.

[5]蒙晓哲,周红涛.建筑节能现状分析及思考[J].调研报告,2007,(4):32-34.

[6]王军,金浩,石启印.价值工程在建筑设计方案评标中的应用[J].四川建筑科学研究,2006,32(1):171-173.

[7]付建兵,邱菀华,易卫平.价值工程在建筑节能中的应用[J].中国能源,2006,28(6):14-16.

第7篇：建筑节能的基本原理范文

关键词：严寒地区、节能、设计策略

中图分类号：TE08 文献标识码：A 文章编号：

前言

建筑节能在城市能源短缺，用地资源日趋紧张和城市经济快速发展的的大背景下已经显得愈发重要。目前发达国家的能耗一般在总能耗的1/3左右。随着我国城市化程度的不断提高、第三产业占GDP比例的而加大以及制造业结构的调整，建筑能耗的比例将继续提高，最终接近发达国家目前的水平。根据近三十年的调查研究和实践，目前普遍认为建筑节能是各种节能途径中潜力最大，最为直接有效的方式，是缓解能源紧张解决社会经济发展与能源供应不足这对矛盾的最有效措施之一。

一严寒地区建筑节能现状与相关节能政策

1.1 严寒地区气候条件、地质及建筑能耗现状

1.1.1气候条件

那么根据建筑热工气候分区，其所说的严寒地区即为最冷月平均温度低于或等于-10℃，日平均温度低于或等于5℃的天数多余或等于145天。同时还更加细分了严寒地区A区与严寒地区B区。其中属于严寒地区A区的代表城市有海伦、博克图、伊春、呼玛、海拉尔、满洲里、安达、齐齐哈尔、富锦、哈尔滨、牡丹江、克拉玛依、佳木斯。属于严寒地区B区的代表城市有长春、乌鲁木齐、延吉、通辽、通化、四平、呼和浩特、抚顺、大柴旦、沈阳、大同、本溪、阜新、哈密、鞍山、张家口、酒泉、伊宁、吐鲁番、西宁、银川、丹东[1]。那么本文所研究的范围即为东北三省所处的严寒地区，具有冬季较长且寒冷干燥，气温年差别较大，日照较丰富；春、秋季短促，气温变化剧烈；春季雨雪较稀少，多风沙天气，夏秋多雷雨和冰雹的气候特点。

1.1.2建筑能耗现状

在我国严寒地区，最大的能耗依旧是冬季城镇采暖，另外还有在春秋季过渡时候由于尚未近如采暖季或供暖刚刚结束，但较低的气温依旧要持续一段时间。进而采暖能耗转移到大量电能设备的使用[2]。在夏季，则以空调消耗为主。东北地区的建筑规模快速扩大，但从当前常用建筑围护结构热工性能来看，能达到国家要求的节能标准的建筑比例很少的，屋面保温隔热和窗户的传热系数也不能满足建筑节能设计标准的要求。在建筑保温状况上，与气候条件相近的发达国家相比差距甚远。

1.2 相关节能政策

相对于在满足国家统一的的建筑节能相关法律法规的前提下，各个地方所提出的本地区的节能设计标准能够更加的适应自己本区域的实际情况与现实条件，也能够更加的得到贯彻与执行。1986 年，建设部发了《民用建筑节能标准(采暖居住建筑部分)》（JGJ26-86），这是我国颁布的第一个建筑节能设计标准， 2001 年，《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》（JGJ134-2001）试颁布并于当年 10 月 1 日起实施。2005 年，《公共建筑节能标准》（GB50189-2005）颁布实施，这是我国最新出台的关于公共建筑节能的标准，标志着我国的建筑节能工作已经从居住建筑领域拓展到能源消耗更大的公共建筑领域。

二 相关节能理论

2.1 主动式节能设计

主动式设计是指利用集热器、蓄热器以及管道、风机、水泵等设备“主动”的收集、储存和输配太阳能。该方式调节比较方便、灵活，人处于主动地位。主动式节能设计包括以下几种:太阳能光电系统、太阳能热水系统、机械通风系统、地源热泵系统等等。

2.2 被动式节能设计

被动式设计的概念起初来源于建筑的太阳能利用。1920年前后美国最先出现了太阳能建筑一词，主要是指通过某种设备像太阳索取能源已达到节能的目的，具体来说就是指在建筑方案设计过程中，根据建设地所在区域的气候特征，遵循建筑环境控制技术基本原理，综合建筑功能、形态等需要，合理组织和处理各建筑元素，使建筑物具有较强的气候适应和气候调节能力。

三 相关设计策略分析

3.1 总平面选址

在建筑设计的最初选址阶段，首先要保证采光充足，建筑的基地应选择在向阳的平地或者上坡上以争取最多的日照。建筑的位置要有效地避免西北寒风，以降低建筑围护结构的热能渗透损失。同时在规划方面要尽量使得未来建筑的向阳方向没有固定的遮挡，任何无法改变的“固定遮阳”都会令未来建筑增加采暖负荷[3]。

3.2 建筑平面布局规划

对于一些大跨度的建筑，如体育建筑和观演建筑对于自然采光的要求不是很高，基本都是靠自身灯光来照明，甚至于完全封闭拒绝自然采光，那么其平面布置时就可选择一些自然光不是很好的基地。现阶段的较大空间的建筑都有其自身的冷热源，如空调系统和热泵等设备，由于其功能限制，房间并不是总是在使用当中[4]。那么在使用规划时候就要充分考虑到房间的使用期与空置期之间的不同时间段的转换，尽量减少不必要的热损失与浪费。

那么对于如学校、办公、旅馆的建筑，其对于光环境要求较高，就要充分考虑其基地朝向。再之其人流密集度也是考虑建筑布局的方面，空调，采暖等设备的使用更加频繁，那么在人员集中时期，热转换量相对分散时也是较大的。那么在走廊、办公室、库房等等辅助空间就可以形成一个良好的过渡缓冲空间。

3.3 建筑体形控制

建筑体形控制一直是存在于节能的需要与追求建筑美观和性格之间的问题。设计师要得到构思中理想的建筑形象，也就会造成体形的各种变异变化，也势必带来建筑能耗负荷的增加。建筑体型与气流的关系也会影响到建筑热环境以及自然通风的实现。建筑物的迎风面为正压区，背风面为负压区。建筑周围的气流状况会因建筑物的形状、高度、独立单元或建筑群体[5]，以及建筑群从高层建筑与低层建筑排列方式，是否是迎风面，背风面的不同而异。

3.4建筑护结构

维护结构作为建筑最基本的节能手段，也是一直在被提起与进行各类先进技术的尝试。其包括墙体节能，门窗节能与屋面节能几方面。北方严寒地区在冬季虽然是由集中供热的但是其采暖期是从 10 月末开始到次年的 4 月中旬，但在没有供暖的初春和深秋室内的温度是很低的[6]。通过采用合理的外墙保温技术就可以让建筑在这一时段达到舒适节能的效果。

参考文献:

[1] 中国建筑科学研究院等．GB50189-2005 公共建筑节能设计标准．中国建筑工业出版社，2005

[2] 涂逢祥, 王庆一. 建筑节能研究报告——《中国能源综合发展战略与政策研究报告》 北京:中国建筑工业出版社,2004.

[3] 白胜芳．我国既有建筑的节能改造分析．新型建筑材料．2002，(4)

[4] 李元哲．被动式太阳房热工设计手册．北京：清华大学出版社，1993

第8篇：建筑节能的基本原理范文

关键词：建筑环境与能源应用工程；课程体系；教学内容；工程系统

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2013）46-0110-02

随着社会经济的发展和科技的进步，人类居住、生产等对建筑环境的要求逐渐提高，建筑能耗快速增长。目前，人类所有生产生活能耗中，建筑能耗已占到40%以上。为满足建筑节能以及新能源在建筑环境中应用的人才需求，2012年，普通高等学校专业目录中把建筑智能设施、建筑节能技术与工程两个专业纳入建筑环境与设备工程专业，专业名称调整为“建筑环境与能源应用工程”，专业范围扩展为建筑环境控制、城市燃气应用、建筑节能、建筑设施智能技术等领域。新的“建筑环境与能源应用工程”专业规范（征求意见稿）中，明确了“多样化与规范性相统一”、“拓宽专业口径”等基本原则，“多样化与规范性相统一”的原则既是坚持统一的专业标准，又鼓励各院校根据本地区、本学校的实际情况，确定具体的课程体系、教学重点及培养方式，努力办出自己的特色。

一、更名前课程体系及教学现状

在过去的十年中，各学校在专业指导委员会的指导下，已基本形成了以“建筑环境学”、“流体输配管网”、“热质交换原理与应用”为专业理论平台课程；以“暖通空调”、“建筑冷热源”、“建筑自动化”为主干专业课程的课程体系框架[1，2]，同时兼具各自的地方及行业特色。

对于我国北方地区，尤其是内蒙古、山西等以能源、钢铁为支柱产业地区的高校，过去的“建筑环境与设备工程”专业课程体系多是围绕着煤、电等传统化石能源的建筑环境应用技术来设置的，随着国际社会对建筑节能低碳技术要求的不断提高，要求到2050年，化石燃料在建筑空间供热和热水制备所占比例减小到现在的5%-20%，制冷系统的平均效率将提高两倍以上[3-5]。显然，我们目前的课程体系设置中在建筑能耗及经济分析、建筑可再生能源利用、建筑能源转化利用模式、区域能源规划、智能建筑控制等方面是不满足新形势的要求的。另一方面，随着我国城镇建设、工业建设的快速发展，公用设备人才需求锐增，仅十年，设有本专业的高等院校由1998年的68所猛增至2011年的180所。在教育教学环节，由于快速扩增，导致的突出问题是：（1）部分学校在条件不成熟的情况下，课程设置不成体系，忽视设计及实践环节；（2）大批新毕业生进入教师队伍，缺乏工程和学术实践基础，教学理念和个人的学术水平跟不上时代的要求；（3）专业实践被简化为参观、参观、再参观，学生动手能力不如高职高专，思维分析能力达不到本科要求；（4）学生缺乏“工程系统”概念，知识结构不完善，社会、经济、管理知识欠缺。

二、突出地域及行业背景、拓展课程体系

更名前，我国中西部地区高校的“建筑环境与设备工程”专业大部分有着鲜明的地域及行业特色，都较早地设置了“供热通风及空调工程”专业，为国家输送了大批暖通空调方面的专门人才。近十年间，本专业在专业指导委员会所构建的大框架下，大都保留了传统的集中供热、工业通风、空调制冷技术、锅炉及锅炉房设备等专业课及课程设计，方向比较单一，学生所接触的暖通空调系统也较为传统，没有和目前国家提倡的可再生能源、绿色建筑结合起来，学生缺乏节能、经济的宏观意识。所以，在新形势下，我们应在必修课中适当增加以“建筑能耗及经济分析、建筑可再生能源利用、建筑能源转化利用模式”为主要内容的“建筑节能技术与管理”课程模块以及“智能建筑控制、电气与自动控制”的控制课程模块。这样才能使“建筑环境与能源应用工程”专业的学生在从事工程设计及管理的过程中，具备“工程系统”的概念，能从全局优化的层面上去考虑节能或者工程可行性。

三、加强教师专业素养，优化课堂教学内容

课程体系的范围宽了，增加了“能源应用技术与管理”以及“建筑节能控制”的内容。如何使专业教师提高素养，分清专业课的“课堂上该讲些什么”就成为我们应思考的问题。专业课的教学要起到承上启下的作用，应以工程应用为依托，介绍技术和设备的特点、原理、发展背景、应用条件、优缺点判断；应着重于技术方案分析，让学生不仅仅了解各种技术方案及设备的基本原理、系统结构特点，更重要的是让他知道一个系统设计为什么选这种方案而不是另一种。而对于一些非关键的技术细节和一些设计校核计算，则应该在实践环节和课程设计中解决。这也同时提高了对专业教师的要求，要求专业教师通过积极参加科学研究及工程实践，努力提高自己的专业素养，只有教师具备了完善的知识结构和广阔的科学视野，具备了创造和创新意识，跟踪技术进步的意识，才能培养出合格的工程人才。

四、尝试多专业配合，建立“工程系统”概念，加强学生实践环节

培养高规格的实践性、应用性、实用性和工程系统性思维是工科大学毕业生的重要特色和核心竞争力。对于一个“工程项目”的设计成果是各专业相互配合形成的，而由于各高校有比较分明的专业分类，我们在实际“教与学”过程中，也忽视了与其它专业配合，导致学生在毕业后不会对其它专业提出相关的设计要求；同时，同一个专业的教学内容又是割裂的，例如“供冷与供暖教学”，空调课只管夏天，供热课仅管冬天，缺乏“工程系统”意识。所以我们需尝试多专业联合设计，如暖通专业、给水排水专业、建筑学专业等，共同设计一项“公用工程”，培养学生设计的“整体意识”；改进教学体系，教学内容不能有割裂和鸿沟；并通过以下方法加强设计实践环节的教学：（1）实践环节与工程实际相结合；（2）校内外指导教师相结合；（3）设计环节始于专业课的开始，指导教师根据课程进度，指导学生随时将刚学到的知识用到设计之中，以强化理论与工程实际的结合等。

新形势下“建筑环境与能源应用工程”专业课程体系改革以及“教与学”方式方法的探索是一项复杂的工作，需要我们专业负责人和一线专业教师经常思索和在教学实践中不断研究。通过明确新的专业发展方向，了解新形势下专业外延和内涵的发展变化，坚持和发展自己的专业特色，提高教师教学中理论联系实际的能力，加强学生设计实践环节训练，这样才能培养出高规格的实践性、实用性和工程系统性思维相结合的工程应用型人才。

参考文献：

[1]朱颖心，石文星.对工科专业课程教学方法的思考[J].重庆大学学报（高等建筑版），2011，（05）.

[2]张国强，李志生，陈友明，李念平等.基于教育国际化的建筑环境与设备工程专业定位探讨[J].高等建筑教育，2006，（03）.

第9篇：建筑节能的基本原理范文

关键词:建筑节能，雨课堂，教学改革，教学效果

引言

随着中国经济和社会的快速发展，能源消耗日益增大，而在社会总能耗中，建筑的能耗占比迅速增长。据统计，2016年中国建筑能源消费总量为8．99亿t标准煤，占全国能源消费总量的20．62%［1］。在巴黎举行的气候变化大会上，我国曾表明单位国内生产总值二氧化碳排放量要在2030年同比2005年下降60%～65%［2］，建筑节能将是我国实现2030年碳减排目标的关键领域。建筑节能技术课程是一门跨学科、跨行业、综合性和应用性很强的专业技术课程，它集成了城乡规划、建筑学及土木、机电、材料、环境、生态等工程学科的专业知识，同时，又与技术经济、行为科学和社会学等密切相关。课程主要讲述规划、设计、施工及运营过程中的节能原理与途径，目的是培养学生建筑全寿命周期的节能理念，使学生能系统地掌握建筑节能技术的基本原理和方法，熟悉建筑节能的相关政策法规，能在实际工程中进行基本的节能设计、施工和运维管理。建筑节能技术的传统授课方法多采用单一的讲授式教学，教师单一地向学生灌输知识，师生互动较少，难以充分调动学生的学习热情，教学效果难以达到预期目标。教育部于2019年出台了深化本科教育教学改革的22条举措，明确提出了“互联网+教育”的课堂教学改革，其核心就是通过信息化手段改变现有的教学模式，真正体现“以学生为中心”的教学理念［3］。移动即时通信应用小程序微信已在高校师生中广泛应用，因而基于微信公众平台的智慧教学工具“雨课堂”的出现，为解决上述问题提供了一个有效途径。

1雨课堂的功能特点

清华大学将云计算、移动互联网、数据挖掘等融入教学场景中，于2016年4月推出了“雨课堂”这一在线教学工具，实现了能向所有教学过程提供数据化、智能化的信息支持的目标［3］。教师和学生可通过雨课堂在课前、课上及课后进行互动交流。

1．1操作简单，师生互动便携

雨课堂是基于幻灯片制作软件(PowerPoint，WPS演示)和微信实现了信息交互［4，5］。软件使用方便，操作简单。任课教师通过雨课堂创建教学班级，实现学习资料推送、通知公告、建立讨论区等班级在线管理。学生可以通过微信扫码加入教学班级，这样可以收到教师推送的学习资料、班级通知等;上课时，教师可以随机点名、发送弹幕进行师生互动，学生则可以在手机端对不懂的PPT标注“不懂”，方便授课教师课后了解学生的学习反馈;课程结束后，课件会自动保存在云端，学生可以反复调阅及复习。雨课堂可以方便实现课前推送、实时答题、多屏互动、答题弹幕及学生数据分析等学习方式，且集课件制作、课件推送、自动任务提醒功能为一体，可帮助教师和学生通过互联网实现师生互动。

1．2学习资料制作简便，信息统计全面

雨课堂可以实现在PPT内插入题目、视频、语音以及发送外部链接，学习资料易于制作。雨课堂习题的题型包括单选、多选、投票题及主观题，习题可以在PPT中制作，也可以批量导入Word格式习题。教师可以设置答题时间，可以在课前或课中将题目推送给学生，学生在规定的时间内完成答题，点击提交即可。教师可以实时查看答题的情况，课中可以将答题结果推送到屏幕上，便于讲评。课后，教师进入班级教学日志，就能查看学生签到、习题、试卷、课件推送数据等所有教学相关数据。教师可以将本次课程的小结批量导出。通过对统计信息的分析，教师能够精准掌握学生的学习情况和课程的教学效果。学生在课后都会收到雨课堂自动推送给大家的学习报告，包含整理好的错误习题、不懂课件、收藏课件、课程PPT等，便于分析自己的学习动态。

2雨课堂在“建筑节能技术”课程中的应用

2．1课前预习

教师在课下可以通过雨课堂将课程的基础、可自学的知识点，以学生感兴趣的图片资源、视频、语音、外部链接等形式制作预习课件。例如，在讲解建筑遮阳与自然通风技术时，课下把建筑遮阳、自然通风的基本概念，以及收集到的相关工程案例视频制作成预习课件。在制作视频课件时，雨课堂可以支持多种形式的视频插入，包括学堂在线所有慕课视频，以及来自腾讯、优酷等主流视频网站的网络视频。所有预习素材添加完毕，就可以将预习课件推送到学生的手机端，调动学生的学习热情。学生通过预习可以在正式上课前对本次课的基础知识点有一定了解，教师可以在手机端查看学生的预习反馈，并通过学生的反馈信息可以了解学生的预习情况，从而在课堂教学过程中可以有针对性地进行讲解。

2．2课堂授课

教师针对课前预习中普遍存在的问题进行讲解，进而引入课堂教学。课堂教学过程中可以穿插讲解目前最新的建筑节能技术及其工程应用相关的视频、网络资源，也可以讲解教师本人开展的相关科研课题或工程技术服务项目，从而拓宽学生视野。例如，在讲解零能耗建筑技术时，以贝丁顿(BedZED)零碳社区为例，通过视频介绍和单项技术详细讲解，使学生了解到如何基于地域气候特征，通过墙体和窗户保温，阳光房利用，太阳能和蓄热建材利用，实现零能耗采暖;通过无动力风帽和热回收实现零能耗通风。学生通过视频观看和教师讲解，再结合一定的师生互动，了解到更多最新的建筑节能技术，培养了学生利用专业知识解决复杂工程问题的能力。此外，教学过程中可预先设置单选、多选、投票题及主观题等测试题，在某一知识点讲授结束后即时推送给学生。课堂测试题为主观题时，可以采取分组答题。测试题设置一定的答题时间，可随堂实时查看学生的作答情况，了解学生对所讲授知识点的掌握情况。答题结束后，可将答题统计情况投屏，并根据学生的答题情况，对共性问题进行集中讲解。在试题讲解时，可以借助雨课堂的弹幕、投票等功能，增加师生之间的实时互动，提高学生参与性与学习热情。如果测试题为主观题时，在课堂主观题分组答题结束后，教师还可以在手机遥控器端答题详情界面发起小组互评。通过小组互评，可以提高学生课堂的参与感，同时也提升了老师教学的效率，从而提高学生学习的兴趣。教师可以根据雨课堂中学生的学习数据，及时对教学内容进行调整，满足学生对教学内容个性化的需求。

2．3课后分析与总结

所有雨课堂创建的教学活动，都会记录学生的学习数据，包含学生签到信息、课堂互动信息(学生发送的弹幕数、投稿数、随机点名的情况等)、课堂习题统计(正确率与错误率)、学生表现(优秀学生与预警学生)等。教师可以在手机上直接查看学生的学习数据，也可使用雨课堂的“批量数据导出”功能以Excel文件格式导出这些数据。教师通过对数据分析了解每位学生的学习进展程度及掌握不到位的部分，进而更有针对性地开展教学工作。例如，根据学生对知识点的掌握程度的分析结果，可以个性化地设计课后作业题，分别推送给不同的学生，提高教学的针对性，并且避免了学生之间抄袭。对于所讲授的知识点掌握较好的学生，教师可以对应布置一些课程拓展作业，进一步巩固所学知识点并拓宽知识面，为学生后续接触实际项目做储备。所有学生课后都能够看到已授课的教学课件、教学总结及所有随堂练习题的整体作答情况，并可以通过雨课堂平台在线答疑功能，进一步归纳应用、查漏补缺，可以更有针对性地开展课后复习。

2．4课程考核和评价

传统的课程综合成绩多数是以学生期末成绩为主，平时成绩和实验成绩为辅。综合成绩是以期末成绩、平时成绩和实验成绩各一定比例计算得到，难以全面而准确反映学生的学习态度和课堂参与情况。而基于雨课堂的教学过程数据记录功能，教师能够获取学生的课前预习情况、课堂互动参与度、课堂测试成绩、课后作业完成情况等，并将这些数据算作学生平时成绩的一部分，从而更加客观地评价学生的学习效果［6，7］。相比于传统的综合成绩计算办法，雨课堂平台的数据一目了然，可以更加客观地评价学生的学习效果。教师根据平台给出了每位学生详细的学习统计信息，可以着重关注表现最优与较差的学生，掌握每位学生的具体学习效果，可以针对性地调整教学内容和进度计划，从而提升工作效率。此外，通过雨课堂教学平台采取各种考核方式，可以实现多角度和全方位地督促学生学习，并在考核过程中锻炼和提升学生的沟通能力、团队协作能力、解决复杂工程问题能力等。