建筑节能管理论文精选(九篇)

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第1篇：建筑节能管理论文范文

关键词：节能，技术集成，示范

Studyontheintegrationofbuildingenergysavingtechnology

---Introductionoflow-energyconsumptionprojectinTsinghuaUniversity

DepartmentofBuildingScienceArchitectureSchoolTsinghuaUniversityBeijing100084

Abstract:LowenergyconsumptionprojectwasonedemobuildingconstructedbythebuildingsciencedepartmentofTsinghuaUniversity.Theenergysavingtechnologyintegrationusedinthisprojectincludedintelligentfa?ade,naturalventilation,personalventilationair-conditioningterminal,humiddependentairsupplymode,BCHPsystemandintelligentcontrolsystem.Thisarticleintroducedthebuildingandtechnologyschemeusedinthisproject.

Keywords:energysaving,technologyintegration,demobuilding

清华大学超低能耗示范楼是北京市科委科研项目，作为2008年奥运会办公建筑的“前期示范工程”，旨在通过其体现奥运建筑的“高科技”、“绿色”、“人性化”。同时，超低能耗示范楼是国家“十五”科技攻关项目“绿色建筑关键技术研究”的技术集成平台，用于展示和实验各种低能耗、生态化、人性化的建筑形式及先进的技术产品。在此基础上陆续开展建筑技术科学领域的基础与应用性研究，研究和示范系列的节能、生态、智能技术在办公建筑上的应用。包括建筑物理环境控制与设施研究（声、光、热、空气质量等），建筑材料与构造（窗、遮阳、屋顶、建筑节点、钢结构等），建筑环境控制系统的研究（高效能源系统、新的采暖、通风、空调方式及设备开发等），建筑智能化系统研究。超低能耗楼还将成为展示与宣传各种最新技术的舞台，为技术交流、产研挂钩、知识普及搭建桥梁；成为清华大学与企业界合作开发、展示新产品的平台，以及向社会、大众宣传、展示建筑节能和可持续发展建筑概念、技术和产品的展台。

超低能耗示范楼座落于清华大学校园东区，建筑设计如图1所示，总建筑面积3000m2，地下一层，地上四层。由办公室、开放式实验室或实验台及相关辅助用房组成。从建筑全生命周期的观点出发，采用了钢框架结构。建筑物内部为灵活隔断，空调和强弱电系统为模块化结构，从而可根据不同使用要求极其方便地改变空间布局。

图1清华大学超低能耗示范楼效果图

1．围护结构方案

超低能耗示范楼护结构体系主要示针对对可调控的“智能型”护结构进行研究，使其能够自动适应气候条件的变化和室内环境控制要求的变化。从采光、保温、隔热、通风、太阳能利用等进行综合分析，给出不同环境条件下的推荐形式。图2标明了示范楼外各个外立面采用的围护结构方式。通过围护结构的节能设计，使得冬季建筑物的平均热负荷仅为0.7W/m2，最冷月的平均热负荷也只有2.3W/m2,围护结构的负荷指标远小于常规建筑，如果考虑室内人员灯光和设备等的发热量，基本可实现冬季零采暖能耗。夏季最热月整个围护结构的平均得热也只有5.2W/m2。

图2清华大学超低能耗示范楼围护结构设计方案

1.1玻璃幕墙和保温墙体

东立面和南立面采用双层皮幕墙及玻璃幕墙加水平或垂直遮阳两种方式，综合得热系数1W/m2K，太阳能得热系数0.5。双层皮幕墙按照室内室外的温度差别，调节室外空气进出风口的开合，夏季室外空气经过热的玻璃表面加热后升温，在幕墙夹层形成热压通风，带走向室内传递的热量，冬季进风口出风口关闭后，可减少向室内的冷风渗透。水平遮阳和垂直遮阳叶片宽度600mm，每个叶片均设置单独得自控系统，分别根据采光、视野、能量收集、太阳能集热的不同区域功能要求进行控制调节，实现冬季最大限度利用太阳能、夏季遮挡太阳辐射，同时满足室内自然采光的最佳设计。

西北向采用300mm厚的轻质保温外墙，铝幕墙外饰面，传热系数0.35W/m2K。外窗采用双层中空玻璃，外设保温卷帘。

1.2相变蓄热活动地板【1】

示范楼的围护结构由玻璃幕墙、轻质保温外墙组成，热容较小，低热惯性容易导致室内温度波动大，尤其是在冬季，昼夜温差会超过10℃。为增加建筑热惯性，以使室内热环境更加稳定，示范楼采用了相变蓄热地板的设计方案。如图3所示，具体做法是将相变温度为20～22℃的定形相变材料放置于常规的活动地板内作为部分填充物，由此形成的蓄热体在冬季的白天可蓄存由玻璃幕墙和窗户进入室内的太阳辐射热，晚上材料相变向室内放出蓄存的热量，这样室内温度波动将不超过6℃。

活动地板架空层高度1.2米，空调风道、各类水管、电缆、综合布线等均隐藏在架空层内。保证室内干净整洁，而且不需要吊顶，房间净空高度大，有效利用空间多。

图3清华大学超低能耗示范楼相变蓄热地板设计方案

1.3植被屋面和光导采光系统

为提高屋顶的隔热保温性能，同时改善生态与环境质量，采用种植屋面技术，结合防水及承重要求，选用喜光、耐干燥、根系潜的低矮灌木和草皮，适合于北京地区气候特征。

屋顶同时设置光导管采光系统，利用太阳光为地下室提供采光，减少白天照明电耗。

2．室内环境控制系统方案

2.1自然通风利用【2】

室内环境控制系统有限考虑被动方式，用自然手段维持室内热舒适环境。根据北京地区的气候特点，春秋两季可通过大换气量的自然通风来带走余热，保证室内较为舒适的热环境，缩短空调系统运行时间。

利用热压通风和风压通风的结合，根据建筑结构形式及周围环境的特点，在楼梯间和走廊设置通风竖井，负责不同楼层的热压通风。在建筑顶端设计玻璃烟囱，利用太阳能强化通风。此外在建筑外立面合适部位设置开启扇，使得室外空气在风压通风的作用下可顺畅地贯穿流过建筑。

2.2湿度独立控制的新风处理方式【3】

超低能耗示范楼共设置4台4000m3/h新风机组，通过溶液除湿设备的处理，可提供干燥的新风，用来消除室内的湿负荷，同时满足室内人员的新风要求。

目前空调工程中采用的除湿方法基本上是冷冻除湿，这种方法首先将空气温度降低到露点以下，除去空气中的水分后再通过加热将空气温度回升，由此带来冷热抵消的高能耗。此外为了达到除湿要求的低露点，要求制冷设备产生较低的温度使得设备的制冷效率低，因而也导致高能耗。

溶液除湿方式能够将除湿过程从降温过程中独立出来，利用较低品位能源进行除湿，同时减少显热冷负荷，不仅能够保证室内环境质量，而且还能降低空调能耗。

此外为保证室内空气质量要求有足够的新风，随之而来的新风负荷是空调系统高能耗的原因。示范楼的新风机组同时可实现全热回收效率超过80％的高效热回收，可充分利用排风中的全热同时又保证新风不被排风污染。

2.3模块化的末端调节设备【4】

通过溶液除湿后的新风可带走室内的湿负荷，房间内的末端装置仅负责显热部分（冷冻水温度可采用18℃），按照干工况运行，不存在结露现象，彻底避免了潮湿表面滋长霉菌，恶化空气质量。

示范楼内提供模块化的空调末端配置，根据房间实际使用功能灵活组合。

办公室室内人员密度低，人员工作时间及活动区域相对固定，个人的舒适要求不尽相同，采用冷辐射吊顶或者辐射墙来消除室内的基本显热负荷，溶液除湿后的新风通过置换通风来消除室内的基本湿负荷。工位送风则提供每个办公人员个人活动区域的送风，通过调节风口角度、出风速度来满足自身的要求。

示范楼内另一类房间为报告厅和会议室，室内人员密度高，散热散湿集中，单位面积冷负荷大，且使用时间不稳定。因此除冷辐射吊顶和置换通风外，采用仿自然风的动态风FCU来消除室内尖峰负荷。

3．能源系统方案

3.1BCHP系统

超低能耗楼采用固体燃料电池及内燃机热电联供系统，清洁燃料天然气作为能源供应，BCHP系统总的热能利用效率可达到85％，其中发电效率43％。基本供电由内燃机或者氢燃料电池供应，尖峰电负荷由电网补充。发电后的余热冬季用于供热，夏季则当作低温热源驱动液体除湿新风机组，用于溶液的再生。

3.2高温冷水机组或直接利用地下水

配合独立湿度控制的新风机组，夏季冷冻水温度18℃即可满足供冷的要求。采用电制冷，冷冻机COP可达到9以上，高效节能。另一种方式更为简单，就是直接利用地下水，超低能耗楼所在清华大学校园东区地表浅层水温基本稳定在15℃，单口井出水量可达70m3/h，完全能够满足示范楼的供冷要求。地下水通过板换换热后全部回灌，仅利用土壤中蓄存的的冷量，不会造成地下水资源的流失。

3.3太阳能利用

超低能耗楼南侧立面装有30平米的光伏玻璃，发电用于驱动玻璃幕墙开启扇和遮阳百叶。屋顶设有太阳能集热器，所获得的热量用于除湿系统的溶液再生。此外屋面还装有太阳能高温热发电装置，该系统为抛物面碟式双轴跟踪聚焦，峰值发电功率3kW。

4．测量和控制系统方案

4.1智能化的控制系统

控制系统自动采集室外的日照情况，根据不同的朝向方位，调节遮阳百叶的状态，同时根据室外气象参数，决定外窗、热压通风风道、双层皮幕墙进出风口的开闭。控制系统采集工作区各点的照度数据，调节百叶的角度和人工照明的灯具。室内的新风量根据房间内的CO2浓度和湿度来调节。其余能源设备、水泵、太阳能装置等均根据负荷情况自动调节。

4.2实时测量系统

示范楼屋顶布置气象参数测点，测量数据包括室外温度、湿度、风速、太阳辐射强度。围护结构的测试包括各玻璃、窗框、遮阳百叶、保温墙体的表面温度、热流。环境控制系统和能源系统的测试包括各设备的运行参数，如冷辐射吊顶表面温度、送回风温度湿度、盘管出水温度、溶液除湿系统的溶液浓度等。

5．小结

清华大学超低能耗示范楼是建筑节能各项技术和新产品的集成应用，在实施过程中得到了北京市政府、北京市科委、国家科技部的大力支持，同时要感谢在示范楼建设过程中提供技术和产品支持的国内外企业。2004年6月示范楼将全面建成，服务于今后我国绿色建筑的深入研究。

参考文献

•定形相变材料的热性能张寅平清华大学学报（自然科学版）2003.6

•太阳辐射下建筑外微气候的实验研究李晓锋太阳能学报2001.3

第2篇：建筑节能管理论文范文

关键词：节能建筑耗热量结构热工设计

建筑节能在国内外一直是倍受重视的研究课题，优其在我国建筑行业科技发展与产业的建设中更是一个紧迫的、重要的研究课题。

一、前言

我国是能源短缺的国家，人均能源占有率不足美国等发达国家的1/5。但我国的能源浪费又十分严重，能源便用不合理。在建筑方面有人作过统计，我国以采暖、空调为主的建筑能耗占全国能耗的10.7％，占采暖地区社会能耗的21.4％。具体表现为外墙、屋顶耗能为发达国家的4倍，门窗为2倍，空气渗透为5倍。为此国家建设部制订了建筑节能规划，提出了从1996年至2005年分三个阶段，每阶段逐级节能30％。为此1999年我校同德国奥尔登堡高等专科学校、长春星宇集团合作在吉林省立顶“21世纪北方节能建筑的研究”。研究确定建筑耗热量指标不高于17.4w/㎡。课题结束后，在长春工程学院建成306㎡的示范性绿色节能建筑，在星宇名家住宅小区建成6871㎡的示范工程。本文以306㎡的示范工程为基准，对该顶目的热工设计作以简单介绍。

二、外墙的热工设计

为保证建筑耗热指标17.4w/㎡的限制，外墙的传热系数限值为≤0.3w/㎡k。

1、外墙主体部位的传热系数计算

主墙体结构见图一：

图一主墙结构图

墙体的传热系数的计算用下式：

W/㎡.℃(4)

式中：K---墙体的传热系数，W/㎡．℃；

---墙体内外表面的对流换热系数，W/㎡.℃；

---墙体各层的厚度，m;

---墙体各层的导热系数，W/m．℃。

对于围护结构内表面的换热系数，查暖通空调设计技术措施P28得R=0.133；则=7.52W/m.℃；查查暖通空调设计技术措施P30得=23W/m.℃。查得：水泥沙浆面层的导热系数为0.93；增强纤维网布的导热系数为0。058；苯板的导热系数为0.027；聚合砂浆的导热系数为0.93；混凝土空心砖的导热系数为0.29；聚合砂浆内饰面的导热系数为0.93。

代入已知条件得：

W/㎡．℃

主墙体部分的面积为外墙总面积减去窗洞面、窗台上部冷桥的面积、窗台下部冷桥的面积、楼处冷桥的面积、外门洞面积、二楼门连窗的面积，本建筑的窗洞面积为，6×1.5×1.6+12×1.8×1.6+6×0.9×1.6=57.6㎡，外门洞的面积有一楼二个M4，二楼二个M1，总面积为：1×2×2+0.7×2×2=7.8㎡，

所以主墙体部分的面积为：

㎡

2、外墙周边热桥部分的传热系数

（1）窗台下边部分的传热系数

窗台部分见图二：

图二窗台下部墙体图

窗台板取100㎜厚，材料为钢筋混凝土，导热系数为1.512W/m．℃，中间苯板的导热系数为0.027W/m．℃，内表面对流换系数为7.52W/㎡.℃，外表对流换热系数为23W/㎡.℃。则传热系数如下：

W/㎡.℃

窗台下部冷桥的面积计算，一、二层C1（洞口尺寸1500*1600）窗共6个，C2（洞口尺寸1800*1600）窗共12个，C3（洞口尺寸900*1600）窗共6个，二楼两个门连窗的下部冷桥的面积，窗台板伸出窗洞一侧为120㎜总面积为：

㎡

（2）窗台上边部分的传热系数

窗台上边部分的结构见图三：

图三窗台上部墙体图

各层的导热系数同上，代入见下式：

W/㎡．℃

窗台上部冷桥的面积为过梁长乘厚度，过梁厚为200㎜，过梁长伸出窗洞每侧为240㎜，同时包括一楼两个M4外门的过梁的冷桥，二楼两个M1的过梁的冷桥，二楼两个MC-1的过梁冷桥，所以面积为：

（3）楼板部分冷桥传热系数

楼板部分结构见图四：

图四楼板部墙体图

代入已知条件计算得：

W/㎡．℃

楼板部分冷桥的面积用楼板厚乘楼板的外截面积，楼板厚取120㎜，则面积为：

㎡

外墙的平均传热系数为：

从设计看出外墙的传热系数为0.203w/㎡k，小于0.3的限定值，符合设计要求。

墙体总面积为：238.258㎡。

三、屋顶热工设计

屋顶传热系数的限值为0.4w/㎡k。

屋顶的结构见下图五：

图五屋顶结构图

屋顶各层结构的热工性能同上，代入已知条件得如下所示：

W/㎡．℃

从计算值看出屋顶的传热系数基本符合限定值的要求。

屋顶的面积为：F屋=14.86×10.46-3.2×1.5×2-2×4×1.1=137.04m2

四、地面热工设计

地面传热系数的限定值为0.3w/㎡k。

地面的结构见图六：

图六地面结构图

直接铺设在地面上的保温地面，各地带的传热阻用下式计算：

㎡．℃/W（7）

式中：R0---非保温地面各地带的热阻，分别如下：

第一地带R0=2.15㎡．℃/W

第二地带R0=4.3㎡．℃/W

第三地带R0=8.62㎡．℃/W

第四地带R0=14.22㎡．℃/W

--保温层厚度，m;

---保温层材料的导热系数，W/m．℃

所以各地带的导热系数如下：

第一地带R0=2.15+0.12/0.027=6.59㎡．℃/W

第二地带R0=4.3+0.12/0.027=8.74㎡．℃/W

第三地带R0=8.62+0.12/0.027=13.06㎡.℃/W

第四地带R0=14.22+0.12/0.027=18.664㎡．℃/W

各层的传热系数为：

第一地带K0=1/R0=0.152W/㎡．℃

第二地带K0=0.1144W/㎡．℃

第三地带K0=0.077W/㎡．℃

从计算值看出地面的传热系远小于0.3限定值。

各地面的面积为：

第一地带F0=14.86×2×2+(10.46-4)×2×2=85.28㎡

第二地带F0=(14.86-4)×2×2+(10.46-8)×2×2=53.28㎡

第三地带F0=(14.86-8)×2×2=27.44㎡

第四地带F0=0㎡

五、窗和门的热工设计

窗和门的传热系数限定为1.6w/㎡k。

1、窗的热工设计

外窗全部为钢塑窗单框双玻，传热系数均为：K=1.6W/㎡．℃，属合要求。

各朝向的面积分别为：F南=8×1.8×1.6=23.04㎡

F西=2×1.8×1.6+2×1.5×1.6=10.56㎡

F北=8×0.9×1.6+2×1.5×1.6=16.32㎡

F东=2×1.5×1.6+2×1.8×1.6=10.56㎡

2、门的热工设计

门的传热系数限定值为1.6w/㎡k。

外门均采用双层保温门，传热系数为：K=1.6W/㎡．℃，属合要求。各朝向的外门面积为：

F南=2×0.7×2=2.8㎡，F北=4×1×2=8㎡

把空气渗入耗热量等计算后得出，单位面积耗热指标为15.55w/㎡。

六、热工测试

星宇名家的6871㎡节能建筑2002年6月完工，2002年12月至2003年1月请哈尔滨工业大学建筑节能检测中心进行了热工测试。检测内容是；1）建筑物单位耗热量；2）建筑物室内平均温度；3）建筑物围护结构传热系数；4）建筑热桥部位的内表面温度；5）建筑物的热工缺陷等。检测结果如下：1）室内平均温度19.51℃；2）室外温度-10.24℃；3）供热量44.73kw；4）建筑物单位采暖耗热量15.95w/㎡。5）热桥内表面温度12.25℃。