建筑节能减排设计(建筑节能减排设计案例)

发布时间：2022-11-19 12:00来源：www.51edu.com作者:畅畅

建筑节能减排设计案例

2020年是全国节能宣传周30周年，今年的主题为“绿水青山，节能增效”。

如今，中国已成为全球利用新能源和可再生能源的第一大国，清洁能源投资连续多年位列全球第一，源于中国的绿色技术正在造福更多国家。能让长颈鹿“昂首通行”的肯尼亚蒙内铁路、“油改电”的斯里兰卡科伦坡集装箱码头、光伏板下可以长草种瓜的巴基斯坦旁遮普太阳能电站……在一个又一个合作项目中，中国企业将生态环保理念落实到细节。

建筑规划节能案例

索普瑞玛建筑外围护结构就是构成建筑封闭空间与外界大气直接接触的部分。包括外墙，外门窗（幕墙属于门窗）和屋顶。1）外墙节能主要是降低外墙的传热系数。外墙保温的构造一般为：水泥砂浆20mm+保温材料10~40mm（聚苯颗粒保温砂浆、玻化微珠无机保温砂浆、膨胀聚苯板等）+墙体材料200mm+水泥砂浆20mm。

2）索普瑞玛外窗节能措施包括两个方面。一是降低外窗的传热系数，如使用传热系数小的塑钢、断热窗框型材，中空、双层玻璃、low-e玻璃等。二是降低外窗的遮阳系数，如增设遮阳装置、使用镀膜玻璃等。

3）屋顶节能也是降低传热系数。屋顶保温的构造一般为：细石混凝土40mm（防护）+水泥砂浆+保温材料30~70mm+陶粒混凝土40mm（找平）+水泥砂浆20mm+楼板120mm。

建筑节能改造案例

建筑节能，指在建筑材料生产、房屋建筑和构筑物施工及使用过程中，满足同等需要或达到相同目的的条件下，尽可能降低能耗。

建筑节能具体指在建筑物的规划、设计、新建（改建、扩建）、改造和使用过程中，执行节能标准，采用节能型的技术、工艺、设备、材料和产品，提高保温隔热性能和采暖供热、空调制冷制热系统效率，加强建筑物用能系统的运行管理，利用可再生能源，在保证室内热环境质量的前提下，增大室内外能量交换热阻，以减少供热系统、空调制冷制热、照明、热水供应因大量热消耗而产生的能耗。

途径：

一、减少能源总需求量

据统计，在发达国家，空调采暖能耗占建筑能耗的65%。中国的采暖空调和照明用能量近期增长速度己明显高于能量生产的增长速度，因此，减少建筑的冷、热及照明能耗是降低建筑能耗总量的重要内容，一般可从以下几方面实现。

①建筑规划与设计

面对全球能源环境问题，不少全新的设计理念应运而生，如微排建筑、低能耗建筑、零能建筑和绿色建筑等，它们本质上都要求建筑师从整体综合设计概念出发，坚持与能源分析专家、环境专家、设备师和结构师紧密配合。在建筑规划和设计时，根据大范围的气候条件影响，针对建筑自身所处的具体环境气候特征，重视利用自然环境（如外界气流、雨水、湖泊和绿化、地形等）创造良好的建筑室内微气候，以尽量减少对建筑设备的依赖。具体措施可归纳为以下三个方面：合理选择建筑的地址、采取合理的外部环境设计（主要方法为：在建筑周围布置树木、植被、水面、假山、围墙）；合理设计建筑形体（包括建筑整体体量和建筑朝向的确定），以改善既有的微气候；合理的建筑形体设计是充分利用建筑室外微环境来改善建筑室内微环境的关键部分，主要通过建筑各部件的结构构造设计和建筑内部空间的合理分隔设计得以实现。同时，可借助相关软件进行优化设计，如运用天正建筑（Ⅱ）中建筑阴影模拟，辅助设计建筑朝向和居住小区的道路、绿化、室外消闲空间及利用CFD软件，如：PHOENICS，Fluent等，分析室内外空气流动是否通畅。

②围护结构

建筑围护结构组成部件（屋顶、墙、地基、隔热材料、密封材料、门和窗、遮阳设施）的设计对建筑能耗、环境性能、室内空气质量与用户所处的视觉和热舒适环境有根本的影响。一般增大围护结构的费用仅为总投资的3%～6%，而节能却可达20%～40%。通过改善建筑物围护结构的热工性能，在夏季可减少室外热量传入室内，在冬季可减少室内热量的流失，使建筑热环境得以改善，从而减少建筑冷、热消耗。首先，提高围护结构各组成部件的热工性能，一般通过改变其组成材料的热工性能实行，如欧盟新研制的热二极管墙体（低费用的薄片热二极管只允许单方向的传热，可以产生隔热效果）和热工性能随季节动态变化的玻璃。然后，根据当地的气候、建筑的地理位置和朝向，以建筑能耗软件DOE-2.0的计算结果为指导，选择围护结构组合优化设计方法。最后，评估围护结构各部件与组合的技术经济可行性，以确定技术可行、经济合理的围护结构。

③ 提高终端用户用能效率

高能效的采暖、空调系统与上述削减室内冷热负荷的措施并行，才能真正地减少采暖、空调能耗。首先，根据建筑的特点和功能，设计高能效的暖通空调设备系统，例如：热泵系统、蓄能系统和区域供热、供冷系统等。然后，在使用中采用能源管理和监控系统监督和调控室内的舒适度、室内空气品质和能耗情况。如欧洲国家通过传感器测量周边环境的温、湿度和日照强度，然后基于建筑动态模型预测采暖和空调负荷，控制暖通空调系统的运行。在其他的家电产品和办公设备方面，应尽量使用节能认证的产品。如美国一般鼓励采用“能源之星”的产品，而澳大利亚对耗能大的家电产品实施最低能效标准（MEPS）。

④提高总的能源利用效率

从一次能源转换到建筑设备系统使用的终端能源的过程中，能源损失很大。因此，应从全过程（包括开采、处理、输送、储存、分配和终端利用）进行评价，才能全面反映能源利用效率和能源对环境的影响。建筑中的能耗设备，如空调、热水器、洗衣机等应选用能源效率高的能源供应。例如，作为燃料，天然气比电能的总能源效率更高。采用第二代能源系统，可充分利用不同品位热能，最大限度地提高能源利用效率，如热电联产（CHP）、冷热电联产（CCHP）。

二、利用新能源

在节约能源、保护环境方面，新能源的利用起至关重要的作用。新能源通常指非常规的可再生能源，包括有太阳能、地热能、风能、生物质能等。人们对各种太阳能利用方式进行了广泛的探索，逐步明确了发展方向，使太阳能初步得到一些利用，如：

①作为太阳能利用中的重要项目，太阳能热发电技术较为成熟，美国、以色列、澳大利亚等国投资兴建了一批试验性太阳能热发电站，以后可望实现太阳能热发电商业化。

②随着太阳能光伏发电的发展，国外己建成不少光伏电站和“太阳屋顶”示范工程，将促进并网发电系统快速发展；

③全世界已有数万台光伏水泵在各地运行。

④太阳热水器技术比较成熟，已具备相应的技术标准和规范，但仍需进一步地完善太阳热水器的功能，并加强太阳能建筑一体化建设。

⑤被动式太阳能建筑因构造简单、造价低，已经得到较广泛应用，其设计技术已相对较为成熟，已有可供参考的设计手册。

⑥太阳能吸收式制冷技术出现较早，已应用在大型空调领域；太阳能吸附式制冷处于样机研制和实验研究阶段。

⑦太阳能干燥和太阳灶已得到一定的推广应用。

但从总体而言，太阳能利用的规模还不大，技术尚不完善，商品化程度也较低，仍需要继续深入广泛地研究。在利用地热能时，一方面可利用高温地热能发电或直接用于采暖供热和热水供应；另一方面可借助地源热泵和地道风系统利用低温地热能。风能发电较适用于多风海岸线山区和易引起强风的高层建筑，在英国和香港已有成功的工程实例，但在建筑领域，较为常见的风能利用形式是自然通风方式。

建筑节能减排措施与设计要求

2021年是实施“十四五”规划的开局之年，也是推动高质量发展、促进生态文明建设的关键之年，本市在碳达峰碳中和上加大力度、积极作为，统筹推进节能减排降碳和宏观经济社会发展，处理好发展与减排、整体与局部、短期与中期长期关系，坚定不移走绿色低碳发展之路，确保“十四五”开好局、起好步。

01 总体要求和工作目标

2021年，本市要按照国家碳达峰碳中和的总体要求，对照“十四五”节能减排综合工作方案明确的各项目标任务，着力促进产业经济结构、能源结构、交通结构优化升级，着力推进各领域绿色低碳循环发展，着力推进污染源综合治理和污染物总量控制，着力加强制度保障等基础工作，为构建新时期节能减排工作格局打下坚实基础，促进生态文明建设取得新进步。

02 着力推进碳达峰碳中和

加强碳达峰碳中和工作组织领导和顶层设计。

03 优化产业、能源、交通运输结构

优化产业结构，推动重点区域和落后产业转型升级。

优化能源结构，促进非化石能源稳步发展。

优化交通运输结构，有效提升交通能效水平。

04 加强重点领域节能

深化工业信息化节能，促进工业绿色发展。

强化建筑节能，持续提升建筑能效水平。

推进交通运输节能，促进绿色交通发展。

加强商贸流通、文化旅游、金融等领域节能。

加强公共机构领域节能。

05 强化主要污染物减排

深化工业源污染物减排。

促进移动源污染物减排。

强化生活源污染综合整治。

进农业农村污染治理。

06 实施节能减排重点工程

节能低碳重点工程。开展产业园区综合能效提升、重点高耗能行业节能改造等行动，实施数据中心、冷却塔、冷库能效提升重点工程。

建筑节能环保案例

在“碳达峰、碳中和”目标的催化下，大力发展绿色建筑，有效带动新型建材、新能源、节能服务等产业发展，光伏与建筑相结合是未来光伏应用中最重要的领域之一。从上海虹桥枢纽出发，西南方向车行15公里，由几栋厂房和办公楼组成的风格现代、功能先进的建筑集群让所在的松江泗泾古镇平添了一抹工业化的时尚亮色。

这一建筑集群是中国建材集团有限公司旗下唯一一家以研发、设计工业机器人系统集成解决方案、智能化装备为核心的高新技术企业——中建材凯盛机器人（上海）有限公司根据业务发展需要，兴建并使用的凯盛机器人智能装备研发中心。

项目共包含由用架空连廊有机连接的四座厂房和一栋研发中心，承载着中国建材集团袋装水泥机器人智能装车系统、设施农业果蔬自动分拣包装生产线、CIGS薄膜太阳能电池自动化解决方案、传统玻璃行业成套自动化设备、信息显示领域整体解决方案、晶硅太阳能光伏组件自动化生产线、设施农业育苗自动化解决方案、新材料（锂膜、药玻、碳纤维）智能化解决方案为核心的八大业务平台的研发制造工作。

理念先行，用高科技含量的新一代发电建材实现建筑功能跨越和美学价值提升。其次是功能先进，将耗能的房屋化身为生产清洁能源的基地，用实际收益助力绿建推广。最终实现产业先导，用实际行动响应实现“碳达峰、碳中和”的战略规划，以可复制、宜推广的形式打造了采用新一代薄膜太阳能发电材料实现建筑光伏一体化（BIPV）功能的工程示范。

简约大气的惊艳造型抓足了路人的眼球，但是这却并不是这个建筑集群的全部亮点。从设计施工到运行使用的各个环节，凯盛人对人与自然和谐共生的发展理念的坚守和诠释，赋予了这个建筑环境友好、资源节约的绿色灵魂。

项目超前引入了绿色建筑评定标准指导设计施工，大胆突破、打破藩篱，把装配式建材、薄膜太阳能发电建材和高保温隔热建材有机融合，在应用薄膜太阳能发电材料实现BIPV功能上做出多项有益尝试并取得突破。

研发中心充满工业美学的黑色基调来自碲化镉发电玻璃和LOW-E采光玻璃幕墙完美结合。其中碲化镉发电玻璃，也是中国建材集团旗下凯盛科技集团所属企业自主研发并生产的新一代薄膜太阳能发电材料。和传统的晶硅光伏材料相比，这种通过在普通玻璃衬底上沉积化合物薄膜得到的光伏器件，有着弱光环境下发电性能优越、高温环境发电折损小、无惧局部遮挡导致的安全隐患、长期衰减率低以及在透光率和色彩上灵活定制等一系列特点，成为BIPV领域首选的新能源发电材料。

在这座建筑物的东、西、南三个立面装置的薄膜太阳能发电幕墙，总面积3000多平方米，发电玻璃的装机功率400kWp。投资530万元的这套幕墙系统给建筑带来的收益则是实实在在的，以25年使用寿命计算，可以实现年平均发电量23万度，这意味着整个园区的研发办公用电完全可以通过建筑物自身产出的绿色能源得到解决，每年可以节约80吨标准煤的使用，实现227吨二氧化碳的减排。

凯盛机器人智能装备研发中心的竣工并投入使用，实现了一系列上海市BIPV领域的突破——这是上海市首次将薄膜太阳能电池板用于建筑幕墙外围护的工程案例、这在上海市首次成功使用薄膜发电玻璃组件构件化产品、工程涉及的薄膜发电玻璃幕墙首次通过了上海的幕墙建筑建材安全评估、项目也是上海市迄今安装容量最大的薄膜光伏建筑一体化单体公共建筑、国内安装容量最大的碲化镉薄膜发电玻璃墙体外围护建筑……一个个空白的填补，让上海这座充满了创新生机的国际化都市又增添一个新能源绿色建筑实践的生动样本。