超低能耗绿色建筑技术

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超低能耗绿色建筑技术范文第1篇

关键词： 节能，技术集成，示范

Study on the integration of building energy saving technology

--- Introduction of low-energy consumption project in Tsinghua University

Department of Building Science Architecture School Tsinghua University Beijing 100084

Abstract: Low energy consumption project was one demo building constructed by the building science department of Tsinghua University. The energy saving technology integration used in this project included intelligent fa?ade, natural ventilation, personal ventilation air-conditioning terminal, humid dependent air supply mode, BCHP system and intelligent control system. This article introduced the building and technology scheme used in this project.

Key words: energy saving, technology integration , demo building

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 2.3 W/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 5.2 W/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

3.1 BCHP 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

超低能耗绿色建筑技术范文第2篇

nZEB（NET ZERO ENERGY BUILDING）国际社会普遍用的词，这个词有意思，净零能耗建筑，也可以叫近零能耗建筑（NEARLY ZERO ENERGY BUILDING），英文和中文正好一样。现在全球是什么阶段呢，迈向零能耗的阶段（TOWARD TO NZEB），迈向多少年？可能是五年、十年、二十年，甚至三十年或者更远。

近零能耗是大家普遍认同的目前发展的主要阶段，比如说欧盟提出来的20-20-20，欧盟成员国2020年的时候所有新建建筑要达到近零能耗，近零能耗有什么样的表现形式呢？今天我们谈的是被动房，大家听得很多，还有主动房，我们今天所要讲的近零建筑，实际上是国际社会特别是欧盟比较明确的发展目标和方向。我们现在从事的被动式超低能耗建筑或者德国讲被动房是近零能耗建筑的一个体系或者说是一种表现方式。

下面我将分三个方面来详细讲解nZEB。

一、nZEB发展背景

从表1中我们可以看到， 2020年欧盟不同国家实现近零能耗的目标，其中有的国家，像挪威执行的是被动房的标准，但是有的国家并不是，像丹麦比2006年降低75%就是近零能耗。这就是欧盟在EPBD规定下实现了2020年的具体目标。

表1 欧盟政策-EPBD下各国建筑节能发展目标

就在不久前，美国能源部正式颁布了美国零能耗、零能耗住区和零能耗建筑群的定义，美国提出，在2030年联邦新建建筑都要达到净零能耗（表2）。

表3 韩国计划到2020减少建筑行业26.9 % 的温室气体排放，2025年实现零能耗住宅

再看看近邻韩国（表3），韩国在吸收欧洲经验的基础上提出来到2025年要达到零能耗的住宅，分三个步聚实施。

关于零能耗各个国家的定义是不同的，称呼也不完全一样，我们展现出来的是它的内涵。比如说供暖、供冷、照明、热水、家用电器算不算？可能不同的国家在发展零能耗过程当中不完全一致，说明什么？说明虽然是全球的发展方向，但是实际上各个国家出于国情的不同，发展的标准也不一样，实际上定义也不完全一致。

图1 IEA-全球净零能耗建筑地图

图1是国际能源组织IEA提出在全球过去十年里零能耗建筑主要发展的一个分布图，可以看到基本上都是北半球，而且纬度越高占比越多，也就是说以供暖为主的零能耗实施项目非常多，赤道附近供暖就没有了，主要以制冷为主。

二、nZEB典型工程分析

前面我讲的发展背景实际上也是要表达一层意思，全球各个国家都在根据自己发展的计划来制定零能耗、近零能耗的路线图和时间表，反过来也给我们提出一些思考和提示，下面我结合几个工程介绍一下他们是怎么实现零能耗和近零能耗的。

图2 美国可再生能源国家实验室-零能耗办公楼

图2是美国非常推崇的可再生能源国家实验室，这个实验室投资103万美元，将近六个亿人民币建设的零能耗办公楼。

通常去过美国都知道，美国建筑形式一般来讲都是比较低层、大体量，但是为了采光、通风，把建筑分成了前后两段。除了被动技术，主动技术也很多，包括光伏、地源热泵、置换通风都是实现零能耗的手段，这幢大楼在丹佛的附近，很多人看过，非常著名，是美国在能源部支持下的典型的示范工程。

表5

它是怎么实现的？表5中可以看到美国目前既有办公建筑能耗是300千瓦小时/平米，通过执行节能规范达到150千瓦小时/平米，在节能标准基础上通过高性能办公建筑的设计又减一半，达到75千瓦小时/平米，75千瓦小时/平米是包括他们所有耗电，包含供暖供冷照明、电器办公设备等，余下75千瓦小时/平米靠的是现场的可再生能源节能手段来实现。

图3 韩国建设科学研究院-零能耗高层居住建筑

另外再讲讲韩国，图3是一幢韩国的住宅楼，也是在学习借鉴欧洲经验的基础上，近几年开发的一座高层零碳住宅。

韩国采用的一些技术其实和我们讲的被动式超低能耗技术的体系可以说基本一致，不过称呼不同，只是叫零碳或者叫零能耗住宅。

表6

我们从表6看它是如何实现的。第一步就是和现有的居住项目相比，通过被动式建筑技术节约87%的供暖能源，插座是很难减的，因为家庭的各种电器，微波炉、烤箱、照明或者电视，这些都是要耗电的。然后，再通过现在的可再生能源再降低70%的电，就达到了零碳的高层住宅。最后的结果是热消耗15千瓦小时/平米，电消耗8千瓦小时/平米。可能有很多人并不知道我们现在家庭的耗电量耗能量是多少，我可以告诉大家一个数据，采暖耗热量这一项平均来讲在100千瓦小时/平米，中国家庭耗电量是30千瓦小时/平米，有了我们的数据对比，才会对达到15千瓦小时/平米，达到8千瓦小时/平米有一定对比概念。

图4 中国建筑科学研究院-近零能耗办公楼

当然我也讲讲中国建筑科学研究院-近零能耗办公楼，我不讲它的技术途径，只讲最后的数值，它的能耗指标是什么？全年供热、制冷和照明电耗，一共是25千瓦小时/平米，而在北京，普通写字楼是100千瓦小时/平米，这是耗电，不包括耗热，因为在北京是集中供热为主。对比一下25千瓦小时/平米，也就是说比普通办公楼要节省80%至90%。简单来讲，就是冬天不用化石能源供暖，也就是既不用燃煤，也不用燃气。夏天比普通建筑的空调能耗降低50%，靠什么降低50%呢？主要是靠太阳能制冷降低50%。照明能耗相对一般建筑要降低75%。

最后讲一下德国的被动式建筑，秦皇岛“在水一方”项目采用的是德国被动房标准，它对于室内环境有明确的要求：冬季供暖温度要达到20℃；夏季供冷温度要到25℃；新风量是每人30立方米/小时。在能耗方面，供暖需求≤ 15kWh/（m2・a）或热负荷≤ 10W /m2；当采用空调时，对供冷需求的要求与供暖需求一致；建筑一次能源用量≤120 kWh/（m?a）；气密性必须满足N50≤0.6，即在室内外压差50Pa的条件下，每小时的换气次数不得超过0.6次；超温频率≤10%（25℃）。

表7 中国标准与德国被动房屋的对比

在过去几年里，我们有很多人对它的理解是不正确或者是不全面的。首先，比如说我们讲供暖需求不是供暖能耗，供暖需求15千瓦/小时，不是我们讲的供暖能耗。第二，就是我们的理解的一次能源能耗120千瓦小时/ 平米，是基于德国的一次能源转换系数得到的。我们河北省，乃至华北、东北，我们一次能源转换系数跟德国不一样。简单来讲，我们发电不可能跟德国的发电转化效率是一样的。前一段时期，我们在制订《中国被动式超低能耗技术导则》的时候，住建部组织专家讨论的时候，为这个问题争议很长时间，因为我们国家发改委没有公布的一次转换系数。最后，还有超温频率，何为超温频率呢？有供暖没有空调只有夏天有超温频率，有空调没供暖是冬天的超温频率，如果有空调有供暖没有超温频率。

前面所讲的每个指标都是德国被动房研究所过去几十年研究、应用、完善的过程，但是我们的理解一定要全面、正确，包括面积。他讲的每年每平米是什么面积？是建筑面积还是使用面积或者是套用面积。中国的标准这个面积是什么面积？建筑面积和使用面积平均差了0.8，需要认真思考。

图5 德国被动房主要技术措施

当然被动房主要的技术是经典的，五大理念很好理解，但五大理念加上一条，就是人的行为。技术上的问题我们都可以解决，但是生活习惯，人的行为要有所改变。实践告诉我们，由于我们过去的生活习惯，我们的生活方式和文化传统会给我们的被动房居住、使用带来变化，因此，在中国五大理念还要加上一个生活习惯或者叫人们的行为。

表8 零能耗分析图

根据我们在国内或者全球做过的零能耗的研究，得出来这张图，不管零能耗建筑或者是近零能耗建筑，基本途径就是要把全年的能耗指标通过被动和主动技术降在80千瓦小时/平米以下，全球各国基本上都是这样的。只有达到这个标准之后，才有可能采用可再生能源等技术实现零能耗。

通过各个国家在过去这么多年开展近零能耗建筑，当然也包括被动式建筑，我们可以看到基本上它的技术途径就是五项：一是准确的建筑负荷及能耗预测，普通的建筑可以算不准，如果超低能耗、近零能耗建筑算不准，就会出现风险，就出现能耗过大，大马拉小车，所以必须要准确的进行计算；二是被动式建筑设计降低负荷，不管什么类型首先要把需求降下来我用一个词叫“最大限度”地降低需求，或者是“极大可能”地降低需求，如果做不到这一点，想实现近零能耗不太可能；三是高性能建筑能源系统；四是可再生能源建筑一体化设计，其实要想实现近零能耗或者零能耗，可再生能源仍然是必不可少的，比如说很多地方政府在本地区推被动式建筑，无非就是对常规能源不依赖，减少燃烧和污染。包括京津冀地区、山东、河南都是一样。也就是说不依赖传统的以燃烧为主的供热方式；五是零能耗监控、调试、运行策略，目前这点我们中国做得很不到位，做完了项目都没有调试，大家都有体会，在我们建设程序里面没有既没有预算，也没有时间，也没有人力。

三、我国发展nZEB的思考

前面讲完了，我们看看怎么促进近零能耗建筑的发展呢？

第一，要统一定义，设定中长期发展目标。我们要有准确的定义，欧盟也在定义，刚才说不久前美国能源部公布了美国的定义，住建部即将颁布的《被动式超低能耗绿色建筑导则》有定义，明年我们还要启动中国国家标准近零能耗建筑技术标准都会对它进行准确定义。

第二，大幅度提升节能产品和设备的性能，我们可以看，这是我们和德国和比利时的对比，在很多方法上我们还差得很远。

第三，可再生能源+HVAC系统能效提升。表10是NREL做的全球过去20年可再生能源发展的路线图，实际上规模达到一定程度后，可再生能源的价格一直在下降。

第四，既有示范建筑的后续监测、评估和持续改进。今天我们建设的示范项目，建造完成只是完成了第一步，因为在我们过去没有这样的成功经验，行或者不行要靠数据说话，好或者不好不能由自己说了算，要有第三方的评价，要有全年的数据评价，否则就只是停留在理念、停留在别人的经验之上。

第五，通过市场竞争和扩大规模，提升性价比。我们可以看到，如果我们发展近零能耗建筑，相关的产品设备要不断的进行改造和提升，改造提升靠什么得到呢？一定是要扩大规模，也就是说标准化、工业化，只有这样，我们真正才能够把这种超低能耗建筑进行推广，否则成本难以下降。我举一个例子，比如说手机，20年前手机一万块钱一部，今天手机几百块钱一部，就是竞争发展的结果。只有通过竞争、通过规模化降低。

第六，近零能耗建筑的特征。集中体现现有技术先进性和产业发展水平的建筑节能技术集成；在适度提高室内舒适度的前提下，能耗比现行居住建筑节能标准节能70%以上，比现行公共建筑节能标准节能75%以上；不再需要传统的集中供热。

第七，不能照搬国外的做法。发展过程当中要考虑中国的国情，要考虑我们国家的一些特别的地方，要充分考虑中国气候特点、居民生活习惯，考虑不同地区差异，对接中国法规和建筑标准体系，适应中国建设管理程序。

之前讲我们要实现建筑节能的中国梦或者是终极目标，怎么实现？我们提出一个30-30-30，到2030中国新建建筑的30%达到近零能耗。通过什么呢？通过几步走，通过2014年到2030年十五年的时间，通过一步、两步、三步、四步来实现。

展望了一下，可以说近零能耗建筑已经成为国际的新的发展趋势，需要我们自己建立符合中国国情的近零能耗建筑，同时我们产业要不断的升级换代，满足市场的需求，同时需要尽快出台行业技术指南或导则标准。

最后，推广过程当中，做得行或者是不行，合格不合格，要有科学的认证。总之一句话，方向是非常明确的，路径并不是唯一的，我们要不断的探索和实践，共同来促进，共同来发展。

超低能耗绿色建筑技术范文第3篇

关键词：绿色建筑，可持续发展生态设计，建筑热量平衡，通风系统，生态平衡，供暖平衡系统

进入21世纪，全球城镇化进程加快、经济快速增长，但是人口急骤增加、资源萎缩、环境恶化，使人类面临着严峻挑战.在建筑物的建造和使用过程中不仅消耗大量的能源与资源，而且破坏了环境，因此，对于节约能源与资源，提高使用效率，缓解能源资源短缺的矛盾，保护和改善环境，各国政府与工程界都进行了不懈的研究与实践，提出了绿色建筑的理念.

绿色建筑亦称为生态建筑、可持续发展建筑.在建筑经济学领域，绿色建筑措施带来了社会效益、环保效益和经济效益.在设计领域，绿色建筑采用建筑集成设计方法并遵守环境设计准则，将建筑物作为一个完整的系统，综合考虑建筑的间距朝向、形状、结构体系、围护结构等因素.综合国内外专家的研究，绿色建筑可理解为在建筑的"全生命"周期内，最大限度地保护环境、节约资源（节能、节水、节地、节材）和减少污染，为人们提供健康、适用和高效地使用空间，最终实现与自然共生的建筑物.因此"绿色建筑"是一个有机的整体概念，它贯穿于建筑物的规划、设计、建筑、使用以及维护的全过程，覆盖建筑物的整个生命周期，"绿色建筑"是自然环境的一部分，与之共同构成和谐的有机系统.

绿色建筑是追求自然、建筑和人三者之间和谐统一.绿色建筑不是奢侈品，不应该追求表面的贴金和技术措施的大而全.一定要选择自己适应的技术，针对特有的自然地理环境条件和使用要求，利用先进的模拟分析工具，因地制宜的确定可能的、适度的技术措施.建筑的绿色化设计必须进行定量的评价分析.

绿色建筑中主要涉及能源和环境两大问题，我们的研究实践途径也包括两个方面：一是传统民居建筑中的绿色化手段研究，另外是现代建筑绿色化设计实践.下面主要介绍后者.现时期的绿色建筑设计主要范围有以下几点：

1 建筑热量平衡，节约能耗建筑热量平衡，节约能耗.意思就是减少建筑中的能源的散失，在建筑中合理利用和有效利用能源，不断提高能源利用率.这其中主要涉及耗能大的方面就是北方地区的采暖和南方地区的隔热.建筑采暖和隔热是建筑节能的关键，如何有效地做好建筑采暖和隔热工作，建立可持续发展的建筑环境是值得探讨的问题.国内的热平衡主要体现在构造方面，国外的有些做法是利用建筑本身的设计.

1.1 德国新国会大厦的热平衡系统的处理穹顶下造型奇特的锥体内设置的通风管道吸走室内热空气，并通过热量转换器将其中的热量吸收.这一锥体可以使新鲜空气进入室内后缓慢地扩散到室内各个角落，然后变热、上升、排出.这对室内人员的舒适感很重要，而且减少了通风的噪声.

1.2 建筑通风系统的设中国建筑能耗在通风方面总量大、比例高、能效低、污染重，已经成为影响可持续发展的重大问题.通风不仅仅是单纯的空间的换气，还包括调节室内温度，湿度.尤其是工厂的通风，要达到降温、采暖、吸尘、排毒、净化的目的，保证职工的安全和健康.国内虽然在技术和材料方面跟国外相比还有一定的差距，但是在这方面已经作了不少的研究.

1.3 清华低能耗示范楼---绿色建筑研究中心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.

建成后的清华大学超低能耗示范楼建筑总能耗可有效控制在常规建筑物能耗的1/3以下，冬季可基本实现零采暖能耗，夏季最热月整个围护结构的平均得热仅为5.2W/m2，护结构导致的建筑耗冷耗热量仅为常规建筑的10%.此外能源、设备、照明等系统采用了多项节能和可再生能源技术，示范楼单位面积全年总用电量仅为北京市同类建筑用电量指标的30%.

2 建筑自然物的生态平衡生活经验和研究结论告诉我们，良好的办公环境对人的工作效率和心理状况会产生有益的影响.现在的建筑师倾向于创造一种完美的建筑生态空间，提高室内空间环境的舒适感，提高空气的清新度.使人们身临其境能够享受大自然的诗情画意，起到回归大自然的作用.换句话说就是用自然的方式来调节空气质量.国外的技术发展实现了建筑的功能、美观、生态的完美结合.

例如：法兰克福商业银行总部大楼建筑平面是三角形，由三枚"花瓣"和"中茎"组成."花瓣是办公区域，"中茎"实际是中庭，从下到上为面朝内的办公室提供天然的排风通道，起到拔风效应.每一个办公空间都能享受通风和采光.电梯，楼梯和服务设施都集中在三个角内，以强化办公室与花园的村落气息.通过建筑设计或改造建筑设计使室内、外通透，或打开部分墙面，使室内、外一体化，创造出开敞的流动空间，让使用者更多地获得阳光、新鲜空气和景色.炎炎夏日，办公楼里面却凉爽宜人，在这里面找不到中央空调之类的制冷设备，楼里面采用的是全新的"空调"系统，耗能只有传统空调的一半，但舒适度却高出很多.具有缓解城市热岛效应，改善屋顶热工性能等作用，因此，这种绿化是一种值得推广的建筑方式.

3 建筑水处理中国是一个泱泱大国，但是水资源是有限的.几次的水污染，使人们已经充分认识到水资源的重要性.积极地做好水资源的利用，包括很多方面：热水的循环利用、太阳能的热水利用、污水的处理、中水回收等.在建筑采暖中主要关心的是热水的循环利用.很好的利用这种循环，能为建筑节省很多能耗.

例如：德国新国会大厦的水供暖平衡系统的处理大厦自带的热能工厂所提供的能量在满足日常供暖或降温需要后，剩余的热能将被用来加热从深达 300 米的地下蓄水层中抽出的地下水，然后再送回低层中存储，以这种手段来利用多余的能量.绝热性能好的地层能有效地防止这些热水的热损失.在冬季，热水被抽出来为室内供暖，在夏季，热水则用来驱动制冷设备，以提供冷却水.地层中的冷却水在炎热的天气则可抽出来作为天花板冷却系统中的冷却剂.热水回收，完全不同于中央空调以往的热回收技术，热回收效果非常高，对废热的回收效率最高可超过80%.

4 结论

生态建筑，可持续发展的超低能耗建筑是国家"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，并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，示范并推广系列的节能、生态、智能技术在公共建筑和住宅上的应用.项目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、新的采暖通风和空调方式及设备开发等）、建筑智能化系统研究.是向社会、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.建筑节能是落实以人为本，全面、协调、可持续的科学发展观，减轻环境污染，实现人与自然和谐发展的重要举措，走生态良好的文明发展道路的重要体现，是节约能源，保障国家能源安全的关键环节，是探索解决建设行业高投入、高消耗、高污染、低效率的根本途径，是改造和提升传统建筑业、建材业，实现建设事业健康、协调、可持续发展的重大战略性工作.

参考文献

超低能耗绿色建筑技术范文第4篇

关键词：生态节能建筑技术；分户；暖气片；热计量；方案

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2017.07.080

建筑节能是实现我国节能减排重大战略决策的主要任务之一。我国北方地区建筑采暖能耗占当地全社会能耗的25%左右，占我国建筑总能耗的40%，是我国建筑节能的重点[1-4]，为此，2015年10月我国住房城乡建设部公布了《被动式超低能耗绿色建筑技术导则（试行）》以推动我国超低能耗建筑[5]。

本文提出了节能可控式分户暖气片热量计量系统（energy-saving controllable household radiator heat- metering system and charging，简称HRHCS），并对其进行深入研究，基于智能控制、能源等角度，设计提出了几种典型的HRHCS，并对其应用前景进行了分析[6-7]。

1 HRHCS方案

1.1 系统整体方案

如图1所示，HRHCS由电源、阀控系统、定时系统、进水管道、回水管道、暖气片、显示调节系统、热量计量系统、进水管口及回水管口等组成。其中，电源为锂离子储能电池，供给系统中阀控系统、定时系统、热量计量系统等所需电能；阀控系统控制阀门开关，由阀门驱动直流电机、电磁继电器及其控制电路组成。当室内温度低于室内设置最低温度时，阀控系统中电磁继电器打开电源，直流电机驱动打开阀门，阀门打开后电磁继电器切断电源；当室内温度高于室内设置最高温度时，阀控系统中电磁继电器打开电源，直流电机驱动关闭阀门，阀门关闭后电磁继电器切断电源。热量计量系统实现HRHCS热量使用的计量，由热量计及两侧阀门组成，在热量计出现故障时，关闭两侧阀门可以取下热量计进行更换或维护。

HRHCS本质上属于供暖功能模块，其内部定时系统通过设定时间开关阀门实现室温控制。依据供暖针对性不同，HRHCS又可以进行设置为不同模式：（1）基于用户人群可以设置为老人专用模式、儿童专用模式、成人专用模式等三种；（2）基于室温控制模式，可以设置为温控及红外探测感控；（3）基于功能控制模式有可以设置为温暖舒适型、平安健康型、抗力锻炼型等类型。

1.2 基于时间温控模式

基于时间温控模式HRHCS采用最简单的时控方式，尤其适合于有固定作息时间的家庭，如具有固定上下班规律的上班族、学生等。当家里没人时，可以将室内取暖阀门关闭；在将要回家前五分钟，打开取暖阀门，让室温在人到家时刚好提升上来。

基于时间温控模式的设定时间范围可以为天制、周制、月制甚至年制，即可以设置一天内、一周内、一月内甚至一年内阀门的开关时段，如图2所示。复杂设置方式可以利用网络通过数据库方式直接导入模式完成，如此实现了供暖的精确时效控制。时控范围、时控初始时间、时控模式等均可以通过显示调节系统设置或者选择。

当然，基于时间温控模式的HRHCS也可以同时与其它控制模式组合联用，如图2所示，与基于室温控制模式中的手机遥控模式联用，通过手机遥控实现阀门开启时间的精确控制就更为便捷、节能。

1.3 基于用户人群模式

不同供暖用户人群，对所需求的室内温度是不一样的。如图2所示，按供暖用户人群细分，可以分为老人专用模式、儿童专用模式、成人专用模式。一般说来，老年人身体较弱，冬季容易怕冷，故而其房间设置供暖温度要高些，一般为22-26℃；儿童火力旺，在太暖和的房g反而容易因外出受凉感冒，因此其房间设置供暖温度可以低一些，一般为14-18℃；一般成人房间设置供暖温度居于两者之间，一般可取18-22℃；客厅为全家主要活动场所，温度适中较为合适，一般设置20℃左右；门厅、卫生间等取暖温度设置可以更低些，取16℃；厨房因为其他房间热量的传递，其温度即使不供暖也会维持在6℃以上，如此还有利于蔬菜等保鲜。如此设置，既考虑了不同人群体质因素，同时从自己房间出门到外，还有客厅、门厅等需要穿过，减少了冬季由于室内外大温差变化对人体的影响。

1.4 基于室温控制模式

基于室温控制模式究其实质而言属于点温度控制，如图2所示，具体可分为普通温控模式、红外温控模式及手机遥控温控模式三种：（1）基于室温控制的普通温控模式，取室内某一地点温度为控制温度点，进行室温控制，该控制温度地点可以为室内任意一处，设定室内最低温度与最高温度，在室温低于设置的最低温度时，阀门开度增大；当室温高于设置的最高温度时，阀门开度减小。如此实现室温的自动调节。（2）基于室温控制的红外温控模式通过红外探测感知室内没有人时，阀门开度关闭，由此减小室内热量消耗。在红外探测感知室内进入人后，阀门开度开到最大，以尽快提升室内温度至设置温度范围。室温提升的过程时间可以根据需求进行调整，该过程正好有效避免了人由室外直接进入较高温度室内因温差过大而引起的不舒服问题。（3）基于室温控制的手机遥控温控模式则是通过手机遥控HRHCS阀门开关，实现室温遥控效果。

1.5 基于功能控制模式

基于功能控制模式则以人为本，具体说来可分为温暖舒适型、平安健康型、抗力锻炼型等类型：（1）温暖舒适型HRHCS实际上就是目前普通取暖方式，它强调人体对于温度的舒适感觉，室温要求不低于18℃。（2）平安健康型HRHCS强调人体的身体健康，其室温设置上可以更低，强调人体感知的不仅是温度，更重要的室内外温差，根据人体适应性不同，进行室温设置，对于一般健康人群，其最低室温设置一般为不让人冻伤为目的，一般可设为12℃，最高室温设置为22℃；对于怕冷人群，最低室温设置可以高些，但一般不会超过16℃，最高室温设置为26℃；对于怕热人群，最低室温设置回更低些，可设置为8℃甚至更低，最高室温设置为20℃。（3）抗力锻炼型HRHCS则是全能型设置模式，此时不再注意能耗情况，其提供了锻炼身体的一种模式，就是为了提高身体抵抗高温、低温、高温差、低温差的能力，即使是夏季室内也可调整为冬季三九严寒环境，冬季下室内亦可将温度调整为夏季酷暑环境，当然，夏季时也可让室温更高，冬季时也可让室温更低；同时，人处于室内时室温也可变化，室温变化的速度也可以调节。具体原理图如图2所示。

2 功能拓展

HRHCS本质上是一个传热、换热功能模块，它可以与太阳能、地热能、风能、生物质能等其他能量供应模式结合，形成更为环保节能的取暖模式。

HRHCS中所需电能由光伏板组件将太阳能转化为直流电，直接储存在锂离子电池中，由锂离子电池供给系统用电；太阳能集热板将太阳能加热水，当加热到设定温度时，将热水存储到集热装置中，当室内温度降低需要HRHCS供暖时，HRHCS中阀控系统驱动其内直流电机打开阀门，集热装置中储存的热水自其中流出实现取暖效果；当室内温度升高到设定的室内最高温度时，HRHCS中阀控系统驱动其内直流电机关闭阀门。

2.1 太阳能HRHCS

万物生长靠太阳，太阳能具有普遍、无害、巨大、长久等其他能源供给模式无可比拟的优点。若完全以太阳能供给HRHCS，则其原理示意图如图3所示。

HRHCS中所需电能由光伏板组件将太阳能转化为直流电，直接储存在锂离子电池中，由锂离子池供给系统用电；太阳能集热板将太阳能加热水，当加热到设定温度时，将热水存储到集热装置中，当室内温度降低需要HRHCS供暖时，HRHCS中阀控系统驱动其内直流电机打开阀门，集热装置中储存的热水自其中流出实现取暖效果；当室内温度升高到设定的室内最高温度时，HRHCS中阀控系统驱动其内直流电机关闭阀门。

2.2 地热能HRHCS

地热能HRHCS原理示意图如图4所示。世界五大地热资源中有三大地热资源与我国有关，地热能供暖是仅次于地热发电的地热开发利用方式，以地热能供给HRHCS无论对于我国的地热综合开发利用还是节能减排都具有重要的现实意义。

2.3 太阳能+风能HRHCS

当然，根据以上思路，还可以进一步拓展，根据实际条件采用更为灵活的两能源、三能源甚至更多种能源的复合能源供给模式，譬如太阳能+电能，太阳能+风能等，以便HRHCS节能的同时，还可以保证其运行效果的可靠性。这里仅以太阳能+风能HRHCS为例，其参考原理示意图如图5所示。

鉴于风能更适合于发电，而太阳能则既可以发电，又可以直接热利用，这里太阳能+风能HRHCS中所需电能均由风能提供，风力发出来的电首先储存在锂离子蓄电池中；太阳能仅进行热利用。

3 结论

模块化功能模块HRHCS应用更灵活。基于时效（时间）角度，HRHCS形成了供暖的全时间范围的精确时效控制，基于用户人群模式、室温控制模式、功能控制模式，可以形成更有针对性的不同类型的HRHCS。同时，HRHCS可以与太阳能、地热能、风能、生物质能等其他能量供应模式结合，实现了建筑能耗取暖零能耗。HRHCS节能环保，绿色健康，安装简单可靠，制造成本低，地区适用范围广，不仅适用于现有北方集中供暖系统，尤其适用于南方湿冷地区。

参考文献：

[1]武涌，丁研.我国北方采暖地区既有居住建筑供热计量及节能改造的目标分析及政策建议[J].建筑，2010（18）：8-10.

[2]李炎锋，王慧琛，孙萍，赵刚，王雪竹.节能型住宅采暖期建筑能耗动态分析[J].北京工业大学学报，2014，40（08）：1270-1274.

[3]江亿.北方采暖地区既有建筑节能改造问题研究[J].中国能源，2011，33（09）：6-13，35.

[4]江亿.我国建筑节能战略研究[J].中国工程科学，2011，13（06）：30-38.

[5]住房和城乡建设部.被动式超低能耗建筑技术导则（试行）（居住建筑）[R].2015.

[6]栾晓文，王学升，周相鑫等.可控式分户暖气片热量计量装置：中国，ZL200920280905.3[P].2010（11）：17.

[7]马永志，张铁柱，郑艺华等.一种智能温湿自控暖气片：中国， ZL201210595168.2[P].2016（02）：24.

超低能耗绿色建筑技术范文第5篇

关键词：城市规划，低碳城市

Abstract: the reasonable urban planning in low carbon cities construction should play a leading effect, low carbon concept, low carbon implementation through to city planning and management of each link, so as to achieve maximum saving energy and reducing consumption, and resource conservation and environment better, so as to explore a suitable to China's sustainable healthy development of management.

Key words: the city planning, low carbon cities

中图分类号：TU984文献标识码：A 文章编号：

1. 低碳城市的内涵

所谓“低碳城市”，是指在经济高速发展的前提下，城市保持能源消耗和二氧化碳排放处于低水平。是以低碳经济为发展模式、市民以低碳生活方式为理念和行为特征、政府公务管理层以低碳社会为建设标本和规划城市。

“低碳城市”的具体内容包括：在城市化进程中以低排放、高能效、高效率为特征来进行“低碳城市”的规划设计与建设；通过产业结构调整和发展模式转变，使低碳经济最低限度地影响经济增长，平衡经济增长，增加就业机会；制定生态城市建设规划，推动地方政府、企业通过政策激励和融资支持，驱动技术创新和资本流动，在城市中推广节能减排的低碳技术。目前中国和世界上许多国家正在示范和建设各种发展类型的城市，如生态城市、清洁能源城市、卫生城市、森林城市、园林城市、山水城市等，人类活动足迹加剧了气候变化，气候变化是本世纪人类共同应对的巨大挑战。

2. 城市规划关注“低碳城市”的必要

2.1 城市化带来的高能耗

根据研究，城市人口的能源消费大约是农村人口的3.5～4 倍，城市化进程推动大规模城市基础设施和住房建设，所需要的大量水泥和钢铁只能在国内生产，因为没有任何一个国家能够为中国提供如此大规模的钢材和水泥，因此，中国的城市化对高耗能产业的需求是刚性的。即使技术进步可能提高能源使用效率，为满足经济增长和社会现代化的需要，中国能源消费总量仍将经历一段刚性的高增长阶段；这些说明我国正处于城市化进程中。

2.2 工业化带来的高能耗

国际经验表明，在城市化进程中，国家经济一般呈现出工业化的特征，劳动力逐渐从农村进入城市，并且逐步呈现出明确的专业化分工，然而，现代工业分工需要将各种要素运输并集中在城市，完成生产后再将产品送至消费地。因此，需要为市场供需双方提供一个高效、便利的运输体系。工业化过程不仅是其本身生产带来的能源消耗增加，也带来相关交通系统的能耗增加。

2.3 生活方式的改变

随着城市化推进和收入水平提高，能源消费特征会发生转变，导致能源消费结构转变。农村人口移居城市后，将以电力替代煤炭、木材等传统能源；收入水平提高使人们更倾向于消费清洁、方便的电力。最为显著的是城市交通发展会导致更多燃料及电力消费。中国私人轿车拥有量随收入水平提高而快速增长，劳动力从农村流向城市后，收入提高，导致购买力提高，刺激家电需求增加，意味着更高的人均能源消费，如果家电由国内生产，又会带动制造业的能源消耗增加。

3.规划中降低能源消耗的手段

3.1城市空间布局

针对我国城市的现状，要尽快遏制大城市主城区“摊大饼式”的蔓延趋势，优化城市空间结构，对主城区人口密度过高和功能过分集中的城市要进行适当的有机疏散，并通过规划合理的城镇空间体系，适当遏制大城市的无限膨胀，降低城市的热岛效应，从而减少城市夏季的空调能源消耗。

3.2产业结构规划

要以科学发展观为指导，深入研究国际产业发展规律和我国各地产业发展的自身规律，紧紧抓住国家实施节能减排战略和建设两型社会的有利时机，先行先试，降低高碳产业的发展速度，提高发展质量；加快城市经济结构调整与升级，加大污染工业、设备和企业的退出力度，全面完成城区高污染企业的退出；提高各类企业的能源使用效率和排放标准；提高钢铁、有色金属、建材、化工和电力等高能耗行业的规划准入条件；制定低碳产业规划战略，将可再生资源、高新技术产业作为产业发展的重点，大力发展现代服务业。

3.3交通规划

交通与建筑是现代城市能源消耗最大的2个行业，占总能源消耗的 70%以上。因此，大力推行绿色交通规划，实施以公共交通为主导的交通模式，确立城市公交的优先地位，倡导低能耗、低排放的出行方式。目前，我国城市的公交出行比例为 40%左右，而发达国家大城市公交出行比例已达到 50%～60%。因此，在城市综合交通规划中，要通过合理的规划来提高公交出行的比例，有条件的城市要实现地铁、城铁、机场、公交车、出租车等公共交通方式“零换乘”，并保留和扩大城市道路上的自行车道和步行道，提倡绿色出行方式。转贴于 中

3.4 房地产开发。

控制开发用地强度 ，加大生态绿地的规模，控制规划区内单位人口的用地指标和加大生态绿地的比例，是任何有效的能源使用条件下减少城市向大气排放二氧化碳的关键技术。

大力推行绿色建筑规划设计，研究制定适合各地气候条件的绿色建筑规划设计标准，以绿色建筑替代传统建筑，主要包括：建筑节能政策与法规的建立；建筑节能设计与评价技术标准、供热计量控制技术的研究；可再生能源等新能源和低能耗、超低能耗技术与产品在住宅建筑中的推广应用；提高设计的合理性和延长使用寿命等。

合理的城市规划在低碳城市建设中应发挥龙头效应，将低碳理念、低碳实施贯穿到城市规划编制与管理的各个环节中,以此来实现最大限度的节能降耗、资源节约和环境美好，从而探索出一条符合我国可持续健康发展的低碳管理模式。

4．结束语

低碳城市规划是一个庞大、复杂的系统工程，规划中低碳城市应该被看作是充满生机的个体，通过低碳技术与城市建设部分产生联系、相互作用，是对可持续性的城市建设活动的积极鼓励，也是我们城市规划在新的环境条件下的必然选择和应承担的社会责任。

参考文献：