建筑節能設計優化范文

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【關鍵詞】建筑節能；室內照明；室內環境；場地優化

1.對建筑的節能設計評價

節能是綠色建筑的核心，特別是在中國現實的能源供應結構下，建筑節能既可以節約費用，也可以減少環境行染。建筑節能通常都采用開源和節流兩種方式，開源是指采用無污染的清潔能源來代替傳統能源的使用，如太陽能、風能、地熱能、生物質能等等；節流可以分為建筑的被動式設計和主動式設計兩方面，被動式設計主要從建筑的選址、朝向、遮陽、自然通風等方面優化建筑物理方面的特性來達到降低能耗的目的；主動式設計主要通過優化建筑的機電系統，提高建筑能耗運營管理效率等方式來降低能耗。為此，中國綠色建筑評價從開源和節流的兩大方面對建筑節能進行了明確的規定。

實際上，在建筑節能方面除了對建筑的圍護結構的保溫性能、機電設備的效率、照明功率等提出最低要求外，還需要對建筑的綜合能耗水平提出強制要求。中國綠色建筑評價標準提出了許多具體的技術措施，但是對整體的能耗水平無強制要求。因此，依據LEBD系統進行建筑的節能設計更加靈活，給設計團隊留有充分的空間，而且不管什么樣的技術整合，只要在總體能耗上能滿足節能要求即可。而中國綠色建筑設計標準的條文限制了設計的發揮，條文并不能適用于任何地區、任何形式的建筑.且總體能耗水平無從計量。因此參考中國綠色建筑設計標準的同時，宜采用LEED系統的指導方式，用綜合能耗作為檢驗技術可行性的標準。

在參考兩套標準的基礎上，我們可以歸納出一些適宜的具體節能技術，如：圍護結構的保溫方面，可考慮綠化屋頂、垂直綠化等；高效的機電系統和節能空調設計方面，可考慮地源熱泵（淺層地熱能在國標中算可再生能源的一種）結合區域的新風熱回收、自然通風等技術；在照明方面，可考慮綠色照明設計，即在采用節能燈具的同時結合自然采光達到提高室內光環境的品質，同時降低照明能耗的目的；在可再生能源方面，除地源熱泵外，考慮太陽能熱水這種較經濟實用的方式。

2.基于節能對建筑場地優化處理

在綠色建筑的理念中，建筑場地占有相當一部分的比重，因為建筑活動不僅在施工期間對場地有嚴重的干擾，甚至還會發生根本性的變化。例如，場地原有的自然水循環就因為不透水的建筑的屋頂和路面而被打破，場地內原有的微生態群落和平衡也不復存在。改變單個建筑場地的影響似乎很微小，但是無數的這樣的場地集合起來的影響就沒有辦法忽視。以上海為例，大面積的場地硬化和相對落后的城市排水系統能力造成城市在雨水期的經常性內澇，同時卻是城市低下水位的逐年下降大面積的傳統屋頂造成了城市嚴重的熱島效應；城市夜空的光污染讓人們很難再抬頭看到星空，同時也改變了城市夜間的生態群落；如上等等的負面的結果都是因為我們在進行建筑設計的時候，很少或者從未考慮過如何對場地的自然特性進行保護和優化。

在綠色建筑的評價體系中，無一例外地都考慮到建筑場地的保護。通過全面考慮綠色建筑所有相關特性，還需對比LEED系統和國標對建筑場地優化方面的條款，通過對比分析，我們可以找出適合項目的相關措施。在場地方面，LEED系統的規定較全面，從施工過程到施工完成后，對場地的環境保護、雨水管理等都提出了一些解決辦法。上海自然博物館新館可以在參考LEED條款的基礎上，總結出適宜的技術和管理辦法.例如：交通管理、生物多樣性景觀設計、減少熱島效應、減少光污染等。

3.室內環境節能優化

任何建筑最終都是要給人使用的，而室內環境的品質關系到使用者的舒適度，就建筑節能優化處理來說，對建筑室內環境的節能優化也有相應的規定。有些觀點認為提高室內環境的品質和節約能源是矛盾的，因為要靠消耗更高的能源來提升室內的溫濕度、聲、光環境等，這樣的觀點不完全正確。首先，無淪是節能和舒適度都不能走向極端，兩者之間要建立一種互相平衡的關系。其次，許多提升室內環境品質的做法并不與節能相沖突，反而有利于節約能源，比如自然采光在提供給舒適照明的同時減少了電力的消耗。合理的空調溫度設計和控制也能降低制冷和采暖能耗。因此沖突的關鍵原因是設計和管理問題。許多失敗的自然照明設計不是造成眩光就是使得太陽輻射量增加，粗糙的管理措施也造成許多室內不必要的能源浪費。

綠色建筑的室內環境品質要求主要體現在室內通風量、室內化學污染物排放量、室內溫濕度控制和室內光環境這幾個主要部分：現行國標的通風標準大于LEED的最小通風要求，甚至在按照LEED最低通風要求提高30%后，還是小于國標的要求，因此我國現行通風標淮的最低要求有些侗大，對節能不利。如果考慮節能，通風設計應參考LEED的條義如果考慮提供室內空氣品質，那么應該按照國標的要求，考慮到提升好的環境，建議根據國標的要求進行大通風量的設計。在室內污染物排放方面，兩套標準都規定了甲醛等常見污染物排放的限值，建議采用就高不就低的原則對室內化學污染源進行控制。在溫濕度控制方面，國標的要求較簡單，這樣規定是由于在夏季和冬季所設的溫度相應的偏高和偏低是為了節能的考慮，但是相應地就犧牲了室內人員的舒適度。因此，對于室內溫濕度的設計參考國標即可。在自然采光方面，無論節能還是舒適度方面，都應該鼓勵自然采光，或者可以考慮采用太陽光導照明技術對地下室進行采光。

4.基于節能的綠色照明

照明不單是建筑直接的電力消耗對象，它還對建筑中其他設備的電力消耗產生很大的影響。因為照明發熱時直接在室內進行，會相應增加室內的負荷，這就會增加空調制冷設備的負荷。所以照明設備的節能對整個建筑的節能產生至關重要的影響。對室內空間實施有效的照明，應該盡可能地利用自然光。人工照明應該和自然光照明進行整合，并根據自然光線強度變化進行控制。人工照明用于補充白天自然光照明的不足，并在夜間提供照明。人工照明的節能可以通過高效節能燈具和高效照明控制器來獲得。

自然光照明的歷史和建筑本身一樣悠久，但隨著方便高效的電燈的出現，自然光逐漸為人們所忽視。在許多國家，包括我國，許多寫字樓和大型商廈就存在這個問題：用人工照明取代自然光。不少現代建筑取消窗戶，完全依靠人工照明和空調通風，導致在這種不透風，也不透光的建筑物中工作和購物的人們患上現代建筑綜合征，出現種種不健康癥狀。自然光照明雖然有如上所述的優點，但是其不確定性制約了其在建筑領域的大范圍利用。如何提供連續、穩定的照明是自然光照明設計中的重點。

5.結論

針對當前建筑節能環保問題已經成為社會各界活動的焦點話題，文章從住宅建筑的場地優化、室內環境優化以及建筑照明節能優化等方面對住宅建筑的節能優化設計進行分析和闡述，提高了建筑節能效果。

參考文獻：

[1]趙紅艷. 探討住宅建筑節能設計的可控性[J]. 城市建筑. 2011（01）：118～119.

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一、優化設計對建筑節能的影響

1、設計方案影響工程建造直接能源消耗

在工程設計中，其建筑和結構方案的選擇對建筑的直接能耗有較大影響，如建筑方案中的平面布置為內廊式還是外廊式、進深與開間的確定、立面形式的選擇、層高與層數的確定、基礎類型選用、結構形式選擇等都存在著技術經濟分析問題。中國住宅建設用鋼平均每平方米55公斤，比發達國家高出10%~25%，水泥用量為221.5公斤，每一立方米混凝土比發達國家要多消耗80公斤水泥。據統計，在滿足同樣功能的條件下，技術經濟合理的設計，可降低工程建造直接能源消耗5%～10%，甚至可達10%～20%，如某無線電廠的多層框架結構廠房(4層)，設計單位按常規設計為獨立基礎，由于多層廠房荷載較大，致使獨立基礎的單體尺寸較大，埋深較深(-3.2m)，事后經其他設計人員分析如采用柱下條基，可節約大量的砼，并可降低埋深減少土方開挖所消耗的機械能耗；某綜合辦公樓，在優化設計中，因改變原先設計中的普通鋼筋為帶肋鋼筋，單此一項優化設計，共節約鋼筋1000T，鋼筋總節約率達30%左右。

2、設計方案影響建成后使用的能耗

建筑是牽涉到很多專業的復合體,并且完整的建筑節能工作包括了從最初的規劃、方案到設計、施工,以及多年的運營使用,直至最后拆除重建的全生命周期過程。但以往只注重直接建造成本的降低，輕運營階段能耗的使用情況。從住宅使用過程中的資源消耗看，與發達國家相比，我國住宅使用能耗為相同技術條件下發達國家的兩到三倍。2020年，中國的建筑能耗將達到29430億度電，比三峽電站34年的發電量總和還要多。現在，我們必須用全壽命周期的節能理念對建筑進行優化設計，即以較低的壽命周期能耗實現必要的功能，獲得豐厚的壽命周期經濟效益。所謂壽命周期能耗是指整個壽命周期過程中發生的全部能源消耗，包括建設、使用、維修、殘值及清理等階段所發生的能源消耗。設計不僅影響項目建設的一次性能耗，而且還影響使用階段的能源消耗，如暖通、照明的能源消耗、清潔、保養、維修等，一次性建造能耗與經常性使用能耗有一定的反比關系，但通過優化設計可努力尋求這兩者的最佳結合，使項目建設的全壽命費用最低，全壽命能耗達到最佳經濟合理狀態。建筑節能優化設計的途徑主要是通過圍護結構保溫和氣密性能的提高，以及采暖空調設備能效的提高等等，來達到減少空調和采暖等能源的消耗。在方案設計當中，建筑師需要對建筑的方位、體型、朝向進行優化，必需要為充分利用自然風、陽光等自然資源創造條件。同時，也必須對建筑材料優化；外墻、樓板、分戶墻、屋面、玻璃、窗框的設計等都需要量化與優化；窗墻比須要以節能和居住舒適度為前提進行優化。從方案設計開始到初步設計，工程師需要根據不斷調整的設計方案模擬量化建筑的能耗情況、計算空調和采暖設備的裝機功率，比對各種影響因素，最后向客戶提供最佳的設計方案。例如，在空調與采暖設備的市場上，各種品牌各種型號使消費者眼花繚亂。空調設備有空氣源熱泵、地源熱泵、風機盤管、地板采暖、輻射制冷、采暖系統、戶室中央空調、變頻機組、水系統、冷媒系統等等。這些空調系統的初投資和運行費用大不相同，那么通過模擬量化，計算出初投資的費用、每年的耗能量、能源費用，消費者或者項目開發者就可以很容易地作出正確的決定。例如北京的一些奧運場館中，為減少能耗，設計者沒有采用普通的新風系統和空調系統，而是經過多次優化設計，尋找最佳節能方案。為實現自然通風和改善室內環境，采用了智能電動窗，很好的解決了新風問題；在場館空調設計中（包括“水立方”和“鳥巢”）都采用了由美國聯合技術開利公司設計的節能空調系統。該系統通過熱回收技術在空調系統中的應用，節能率為10%。該系統在冷水機組上加裝了熱回收裝置，在空氣處理機中采用了新型熱管熱回收裝置，可以回收場館排放總熱量的50%，回收的熱能一部分用于加熱游泳池水和生活用水，另一部分用于加熱新風。

二、現階段推行優化設計運作困難的成因

1、政府主管部門對建筑節能優化設計監控不力

長期以來，主管部門對設計節能成果缺乏必要的考核與評價，有的僅靠圖紙會審來發現一些簡單問題，僅僅是一些新材料或空間布置的一些規定。缺乏對方案的節能性方面的系統審查要求。建筑節能設計首先是一個系統設計問題，它絕不是多項節能技術或者節能設備的簡單累加，它需要定量化。例如，人們在市場上可以買到節能空調、節能玻璃、節能熱水器、太陽能熱水器、墻體保溫材料等等，但是這些材料與設備如何使用、使用哪種型號、用量多少、所起到的作用是什么就需要通過量化整合來完成。集思廣益，從多方面影響因素出發，以最低的投資、最佳的手段完成并達到節能設計目標。所以建設主管部門監管的同時，應增加人員配備和審查力度，對設計節能成果進行量化全面審查。

2、業主要求優化設計的意識不強

目前，業主往往把控制重心放在施工直接投資環節上，而對建成后使用運營成本及節能優化設計環節重視不夠。其原因：一是對設計對投資影響的重要性認識不夠，只看到搞施工招標，投標價要低于標底價、施工單位要讓利等，殊不知選擇一個優秀的設計單位進行設計方案的優化會帶來更大的節約；二是對建筑節能的認識不到位，沒有一個節能環保綠色建筑意識。

3、建筑節能優化設計的開展缺乏必要的壓力和動力

由于缺少建筑節能優化設計與企業和公眾的直接經濟利益聯系，使得節能工作缺少內在經濟利益推動力，政府部門建筑節能管理工作還存在體制不順、監管體系不健全，造成執法不嚴、監督不力，國家政策不配套，缺乏激勵機制和工作力度。對一些國有投資建設項目，有關行政審批單位在審核初步方案時，只注重設計的建設規模和投資限額，對方案的經濟合理性和節能性不做深入研究分析；另外，由于現在的設計收費是按面積或按造價的比例計取，幾乎跟建筑節能和設計質量的優劣無關，導致對設計方案不認真進行節能分析，而是追求高標準，造成能源浪費。相反，設計單位即使花費了較多的人力、物力，優化了設計方案，給業主節約了投資，也不能得到應有的報酬，有時設計費反而變少了，從而挫傷了優化設計的積極性。

三、搞好優化設計的幾點建議

1、主管部門應加強對建筑節能優化設計工作的監控

為保證建筑節能優化設計工作的進行，開始可由政府主管部門來強制執行，通過對設計節能成果進行全面審查后方可實施。政府主管部門不僅需在技術法規與標準相結合方面做出努力，而且還需要政府以技術法規的形式提出必須嚴格控制的最基本的技術指標、技術要求、功能要求，可以導則、指南、技術標準等標準類技術文件予以體現。利用主管部門的職能，總結推廣標準規范、標準設計、公布合理的技術經濟指標及考核指標，為優化設計的進行提供良好服務。建筑節能技術新規范逐步從控制單項建筑維護結構(如外墻、外窗和屋頂)的最低保溫隔熱指標，轉化為控制建筑物的實際能耗。新建建筑必須出具建造耗材經濟指標、采暖需要能量、建筑能耗核心值和建筑熱損失計算結果，特別是建筑結構熱損失計算結果。建筑能耗總量（包括供暖、通風和熱水供應）和建造能耗值只有滿足其對應的節能標準才被允許開工及竣工驗收。在竣工時，建筑開發商必須出具相關部門的一份“能源消耗證明”，證明清楚地列出了該住宅每年的能耗，及節能等級。以上措施，必須逐步實施，特別是國有投資項目要先于執行。

2、以政策扶持拉動建筑節能優化設計

國家制定節能政策，并要求以多樣化的經濟激勵等扶持舉措，形成推動建筑節能的市場機制，推進建筑節能優化設計的推廣。對建造節能建筑產品的要根據優化設計后節能程度給予政策和資金支持，減免稅費等優惠措施，并可建立評價機制，對因建造節能建筑而超支部分資金，國家應給予無償免息貸款或獎勵機制，使建筑節能優化設計以行政手段為主轉向以經濟手段為主。

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關鍵詞：住宅建筑；節能設計；技術措施

中圖分類號：TM08 文獻標識碼：A 文章編號：

1.引言

在當今世界，能源問題已成為全世界、全人類共同關心的問題，也是我國社會經濟發展的重要問題。能源短缺成為制約經濟發展的重要因素。住宅建筑作為人類生活中的重要場所，在其建設與使用過程中，不可避免地需要消耗大量的能源和資源。隨著我國經濟的快速發展和人們生活水平的不斷提高，住宅能耗占我國能源消費總量的比例逐年增加。尤其是建設節能型建筑已成為今后城市建設的重點發展方向,隨著相關的法律、法規和標準的相繼出臺,建筑節能設計也已成為房屋建筑設計的重要組成部分。本文從建筑規劃設計、空間布局、結構圍護、環境設計四個方面論述了對建筑節能的影響。

2.住宅建筑節能設計的依據

據統計：城市建成區用地的30％用于住宅建設；住宅能耗占全國總能耗的20％左右；城市水資源的32％在住宅中消耗；住宅建設耗用的鋼材占全國用鋼的20％：水泥用量占全國總用量的17.6％。因此，在我國建設節能住宅，推廣節能技術已經是迫在眉睫，勢在必行了，也已經引起各級政府部門的重視，并把建筑節能要求體現在建筑規范和標準中，先后制定了一批技術法規和標準規范，如：《民用建筑節能設計標準（采暖居住建筑部分）》（JGJ26-95）、《采暖通風與空氣調節設計規范》（GB50019-2003）、《民用建筑熱工設計規范》（GB50176-93）、《夏熱冬冷地區居住建筑節能設計標準》（JGJ134-2001）以及《夏熱冬暖居住建筑節能設計標準》JGJ75-2003等等。執行以上相關節能標準后，我國建筑能耗有了顯著降低，但與發達國家相比仍有相當差距，為進一步降低居住建筑的能源消耗，針對西北、華北等地區，住房和城鄉建設部與2010年3月了節能率約為65%左右的國家行業標準《嚴寒和寒冷地區居住建筑節能設計標準》JGJ 26-2010。夏熱冬冷地區執行50%的強制性節能標準。我國政府把建筑節能列入“十一五”規劃，提出建設“節能省地型住宅”和“2020年建筑節能遠景規劃目標”。以上標準、規范的頒布實施及國家相關政策的提出對保護環境，節約能源起到了重要作用，也為建筑節能設計提供了設計依據。

3.住宅建筑的節能優化設計的具體措施

3.1合理確定建筑朝向和平面形狀

綜合分析各方面,影響居住環境的最主要的兩個因素是太陽輻射和空氣流通。因此,規劃節能的主要方向是一方面降低太陽輻射,另一方面增強房屋建筑的自然通風效果。在規劃設計中,房子朝向、間距以及房屋之間的相互組合關系是規劃節能設計的重點。為滿足要求,首先要考慮的是建筑的朝向,建筑的朝向主要應與當地夏季的主導風向一致,建筑群的入風口和出風口應結合主導風合理設置,利于自然通風,提高居住的舒適度。在建筑物的排列中應遵循南小北大、南低北高的原則。

一般來說,我國住宅最適宜的建筑朝向為南北向或接近南北向。對于氣候炎熱的南方地區,應考慮住宅建筑的長軸方向垂直夏季主導風向,而北方冬季寒冷,住宅建筑的長軸方向應平行冬季主導風向,以防止冷空氣滲透量的增大。住宅建筑的平面形狀,應在體積一定的情況下,采用護結構表面積小的建筑。因為外表面積越小,冷負荷越小,能耗越小。

在建筑設計中，考慮到建筑節能的需要，應盡量減少建筑形體的凹凸，在采暖居住建筑中體型系數宜控制在0.3以內，住宅進深應適當擴大，以10～14m為宜，住宅長度以55m左右較為適宜。

住宅建筑平面形狀應規整，盡量減少護結構面積，增加冬季直射室內的陽光，減少夏季太陽輻射。比如把房屋外墻面積大、開窗多的一面正對太陽輻射強度大的南向，使建筑在冬季可以有效地收集太陽能，北側外墻只開設小窗，主要滿足通風的需要，而東西方位不開窗或開小窗。熱環境分區中把要求較低的廚房、廁所、過廳布置在北向。而盡量爭取將居室布置在南向，充分利用太陽能，保持冬季室內有較高的溫度。住宅建筑中設置一定的溫度阻尼區可有效地減少傳熱損失。例如，夏熱冬冷地區樓梯間由過去的開敞式改為封閉式，樓梯間設窗；北向單元入口均設門斗，避免冬季西北風灌入：對屋面上入孔密封處理，使整個樓梯間形成一個溫度阻尼區。在夏熱冬暖地區合理控制戶內空氣流速和空氣齡，創造良好的室內環境。

3.2合理規劃平面布局及控制體形系數

居住區住宅的平面布局有周邊式、自由式和行列式3種。周邊式太封閉,不利于風的導入;自由式多在受地形限制時采用;行列式是最常見的形式,有并列式和錯列式布局的變化,在某些地形中,還會出現斜列式布局。為了促進通風,居住區布局應盡量采取行列式和自由式,從建筑防熱的角度來看,行列式和自由式都能爭取較好的朝向,使大多數房間能夠獲得良好的自然通風和日照,其中又以錯列式和斜列式的布局較為好。

體形系數是建筑物圍護結構的外表面積與其所包圍的建筑體積之比。比值越大，能耗就越多。研究資料表明：體形系數每增加0.01,耗熱量指標增加2.5%。因此,正確處理建筑形式多樣化與節能的關系,是建筑設計中應當引起重視的問題。一般講,6層左右的建筑物對建筑節能較為有利。另外，建筑物的外形越簡單,其外表面積越小,熱交換量亦越少。因此,建筑物的造型宜簡潔、完整,盡量避免復雜的輪廓線。

3.3住宅周邊的綠化設計

良好的居住區綠化,不僅能美化環境,而且能起到調節居住區小氣候、改善建筑室內環境、節約建筑能耗的作用。居住區綠化應注意幾點：一是要以地面綠化并以種植灌木為主,有條件的地方可引入水景;二是要在臨近住宅的東、西、南面的適當位置種植一些高大的落葉喬木,這樣夏季遮陽,冬季不遮擋陽光,有利于朝陽居室的節能;三是要根據實際情況對墻面、陽臺進行垂直綠化。這樣，一方面能豐富居住區的景觀環境;另一方面能減少建筑與空氣直接接觸的外表面積,形成一種冬季保溫、夏季隔熱,又可增加綠化面積的復合型圍護結構,從而有效地改善住宅室內熱環境的條件。

4.建筑的外墻及材料的合理選擇

無論是冬季保溫還是夏季隔熱,都主要是通過墻、屋頂、門和窗等圍護結構的傳熱及空氣滲透。在建筑圍護結構設計中主要要注意以下幾點。

4.1 外墻節能:墻體是建筑護結構的主體,其所用材料的保溫性能直接影響建筑的耗熱量。現階段山東地區多層建筑砌體結構的承重外墻以240厚燒結磚為墻體主要材料，非承重建筑外墻一般使用加氣混凝土砌塊，這種材料導熱系數較低，約0.2，可很大程度上降低墻體傳熱系數。

4.2 屋面節能:現在,許多高效保溫材料已經開始應用于屋面,如山東地區最常用的擠塑聚苯板，此種材料具有傳熱系數低、憎水性好、抗壓強度較高等諸多有利于節能方面的優點 。總而言之,屋面節能措施的要點是:①屋面保溫層不宜選用吸水率較大的保溫材料以防屋面濕作業時因保溫層大量吸水而降低保溫效果,如果選用吸水率較高的保溫材料,屋面上應設置排氣孔以排除保溫層內不易排出的水分;②屋面保溫層不宜選用密度較大、導熱系數較高的保溫材料,以免屋面重量、厚度過大。另一方面，屋面隔熱層設計應根據地域、氣候、屋面形式、建筑環境、使用功能等條件，采取種植、架空和蓄水等隔熱措施。

4.3 合理選擇門窗材料

外門窗是住宅能耗散失的最薄弱部位,其能耗占住宅總能耗的40%。因此,我們在保證日照、采光、通風、觀景要求的條件下,盡量減小住宅外門窗洞口的面積,提高外門窗的氣密性,減少冷風滲透,提高外門窗本身的保溫性能,減少外門窗本身的傳熱量。根據《嚴寒和寒冷地區居住建筑節能設計標準》JGJ 26-2010的規定，窗墻比是指住宅窗戶洞口面積與房間立面單元面積（即建筑層高與開間定位線圍城的面積）的比值,規范對嚴寒和寒冷地區不同朝向的房屋窗墻比做了嚴格的規定,如山東地區處于寒冷地區，按照規定北向的窗墻比不應超過0.30、東向和西向的窗墻比不應超過0.35、南向的窗墻比不應超過0.50。

5.結語

綜上所述,住宅建筑節能是一項系統工程,它不但與建筑的規劃與設計密不可分,而且還涉及其他許多方面,如新材料、新技術、新工藝的應用,再生能源的開發和利用,設備設計、管理等,只有對它們進行綜合考慮,才能做到節約能耗,提高熱效率,達到節能的目的。

參考文獻：

[1]付祥釗.建筑節能技術[M].北京:中國建筑工業出版社,2002.

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我國是一直處于能源稀缺邊緣的人口大國，而在消耗的能源中，建筑能耗上約占全國總能耗的1/4，并將隨著人民生活水平的提高逐步增加到1/3以上。如何有效的進行建筑節能是近年來國內住宅建筑的設計研討的熱點。建筑節能的重要性主要體現在以下幾方面：（1）可以緩解能源資源的緊張局面，建筑節能是社會經濟發展的需要。（2）是減輕大氣污染的需要，建筑采暖和飲食能量是造成大氣污染的兩個主要因素。（3）可以保護生態環境和提高建筑熱環境的質量，隨著現代化建設的發展和人民生活水平的提高，舒適的建筑熱環境日益成為人們生活的需求。（4）是發展建筑業的需求。我國建筑節能的范圍包括：建筑采暖、空調和照明的節能，并與改善建筑舒適性相結合。（5）建筑用能使地球變暖，正危及生態平衡與人類生存，為了拯救環境，必須重視建筑節能。因此住宅的節能是我國節能工作的重點，意義重大。我們應該把建筑節能作為我國可持續發展戰略的一部分。在提高和保證住宅舒適性的前提下，有效地利用建筑節能設計原理，盡量降低建筑物使用過程中的能耗。

1.門窗節能

門窗作為建筑護結構的開口部位，不但要滿足人們采光、日照、通風、視野等基本要求，還要具有優良的保溫、隔熱、隔聲性能，才能為人們提供舒適、寧靜的室內環境，才能滿足人們節約能源、保護環境，改善熱舒適條件，提高生活水平，實現社會可持續發展的要求。門窗在一般建筑護結構中約占30%-40%，其熱損失占到了50%左右。從理論上講，窗戶越大其熱損失也越大。而實施建筑節能時，窗的節能造價也占到節能總造價的50%左右。

通過建筑外窗的熱量中，占窗面積80%左右的玻璃傳熱是第一位，其次是窗縫隙空氣滲透傳熱，而窗框所傳熱量占第三位。因此，使用既隔熱又隔聲的采光玻璃是提高窗戶熱學、聲學和光學性能的關鍵。熱反射鍍膜玻璃、中空玻璃、熱反射中空玻璃、低輻射（Low-E）鍍膜中空玻璃中，采光、隔熱、保溫綜合節能效果好的低輻射（Low-E）鍍膜中空玻璃是目前世界上最理想的窗玻璃材料，相對價格也是最高的。

除了玻璃之外，提高窗框隔熱性能也是確保外門窗保溫隔熱效果的措施之一。雖然PVC的氣密性、隔聲和保溫隔熱性能較鋁合金窗好，但其抗風壓、水密性能、單一色彩的裝飾性能明顯不足，而且在明火下會燃燒放出有毒氣體，防火性能較差。采用隔熱條的鋁型材傳熱系數可以下降得比較低，鋁合金型材對紫外線、可見光、紅外線有很好的反射能力，其表面的反射能力與表面狀態和顏色有關，對熱輻射的反射能力最高可達90%，這對于阻隔太陽輻射熱是很有利的。

再就是要確保門窗的負壓氣密性。在空調通風制冷房間中，通常是保持室內正壓（≤50Pa），即室內壓力大于室外壓力，這對外窗要求的就是“負壓氣密性”。因此，雙向密封的推拉窗型和內開式平開窗型，對防止夏季空調房間的空氣滲透能量損失會更有利。

最后，外門窗的設計還有適當考慮窗的通風換氣和散熱，夏季的建筑白天隔熱好，晚上散熱快，就利于降低冷負荷。建筑外窗的窗墻面積比（南向）和窗的可開扇比例適當大一些，有利于充分利用窗及其縫隙的自然通風和晚間散熱作用，處理好隔熱和散熱的矛盾。

2.墻體節能

我國長期以實心黏土磚為主要的墻體材料，用增加砌筑厚度來滿足保溫要求，這對能源和土地資源是一種嚴重浪贊，因而在節能的前提下，應進一步推廣復合墻體和空心磚墻技術。

復合墻體的應用越來越廣泛。其主要原理為：用磚或鋼筋混凝土做承重墻，并與絕熱材料復合達到增加墻體的保溫隔熱性能，絕熱利料主要有礦棉、巖棉、聚苯乙烯、玻璃棉、膨脹珍珠巖、加氣混凝土等。目前復合墻有三種做法：① 內保溫，將絕熱材料復合在外墻內側。此方法實施簡易，目前應用廣泛。② 中間保溫，既將絕熱材料設在外墻與內墻中間，以取得良好的保溫性，但要填充密實，避免內部空氣對流。③外保溫，將絕熱材料復合在承重墻外側，此方法熱穩定性好，居住較舒適，但外保溫材料要經得起日曬雨淋和冰凍的侵襲，對外保溫材料的耐久 提出了很高的要求。

外墻圍護結構是建筑工程設計中的重要結構，是建筑能耗的主要門戶，在空調居住建筑中，外墻能耗約占總能耗的20% 左右，外墻的節能率占總節能率的比例也比較大，改變外墻的傳熱系數和太陽輻射吸收系數P，可以節能15%左右。

3.屋頂節能

屋面節能的主要措施為：①屋面保溫層不宜選用吸水率較大的保溫材料，以防屋面濕作業時因保溫層大量吸水而降低保溫效果，如選用吸水率較高的保溫材料，屋面上應設置排氣孔以排除保溫層內不易排除的水分 ②屋面保溫層不宜選用密度較大、導熱系數較高的保溫材料，以免屋面重量、厚度過大。

比如，在某別墅建筑設計中，屋面保溫層由阻燃型擠塑聚笨板、專用膠粘劑、耐堿玻璃纖維網布、高彈防水涂料組成，并采用淺色鋪地磚。增加了屋頂的隔熱性能。局部可結合屋面結構體系設計成綠化屋面，由于覆土層和植被層的蒸發作用，對降低屋面內外表面的溫度有很大的作用。

4.結束語

篇5

關鍵詞：智能建筑；智能化；建筑電氣；節能優化

中圖分類號：TU855 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2012）28-0030-03

1 智能建筑與智能化建筑電氣節能概述

1.1 智能建筑概要

智能建筑是指利用現代建筑、計算機、通訊和控制的先進技術手段，將信息設施系統、信息化應用系統、建筑設備管理系統、公共安全系統集成為整體最優化的組合，通過樓宇自動化系統（BAS）、辦公自動化系統（OAS）和通信自動化系統（CAS）為現代人提供一種安全、高效、舒適、節能、環保、健康的建筑環境。作為一種新型的現代化樓宇，智能建筑通過智能化控制系統對建筑的通訊設備、硬件設施、水電設備等方面進行系統而高效的操作與管理。由于我國當前智能化建筑的智能化控制系統的理論基礎較為薄弱，實踐操作不夠完善，導致我國諸多智能樓宇的控制系統未能正常運轉，智能樓宇的優勢未能得到充分發揮。因此，需要不斷創新改進智能樓宇的智能化控制系統和技術，從而推動我國智能化建筑電氣節能技術的全面發展與進步。

1.2 智能化建筑電氣節能

智能建筑對智能控制提出較高要求，而智能控制的根本取決于智能化建筑電氣如何實現高效智能化節能，也即取決于如何通過電氣節能技術的革新來降低智能化建筑的電氣耗能。建筑電氣智能化節能是智能樓宇發展的重要手段與關鍵性因素。目前，我國建筑電氣工程行業對智能化建筑電氣節能的認識主要是從能源消耗的立場出發。在我國當前各種能源消耗所占的比例中，建筑能耗占主要部分，其中建筑電氣方面的耗能居于首位。因此，創新提高我國智能建筑電氣節能優化技術日益成為我國建筑電氣工程行業技術突破的重中之重。如何實現智能樓宇電氣的智能化節能是眼下全球范圍內建筑電氣工程行業關注的焦點所在。如何對建筑物的供配電系統、安全控制系統的操作運行及管理等進行智能化的、自動化的環保節能處理是智能化建筑電氣節能優化設計的核心環節所在。這是未來建筑電氣節能技術的發展方向。

2 智能化建筑電氣節能技術的現狀及問題

2.1 我國智能化建筑電氣節能技術的發展現狀

從我國當前建筑能耗的組成部分來看，電能消耗是最主要的部分。太陽能、熱能、風能等是我國建筑電氣工程行業主要開發并應用于智能化建筑電氣節能技術中的幾種新型能源。目前，依托于太陽能和風能的新型發電技術日益成熟，這兩種電氣技術已在我國眾多行業和領域中使用，尤其在我國智能樓宇的電氣節能優化設計方面使用較廣，并取得了較好的環保效益和經濟利益。雖然我國智能化建筑電氣工程行業在新型能源應用于建筑物的電氣節能優化技術方面取得了一定的突破，但是我國智能化建筑電氣節能技術的優化設計仍然面臨許多問題。例如，在具體開展針對智能樓宇的電氣節能系統優化控制工作時，某些建筑電氣工程師未能全面有效地對現有建筑電氣節能技術進行合理分析和綜合把握，導致在其具體的設計、安裝環節受阻，使得某些智能樓宇的電氣節能系統無法正常運行。自動化、智能化電氣設備是智能化建筑電氣節能控制系統能否正常運行的決定性因素。如果智能化建筑物缺少基本的自動化、智能化設備，即使擁有最為先進的智能樓宇電氣節能技術，也無法獲得降低能耗的預期效果。而我國在相應的自動化、智能化電氣設備研究、開發和生產上還處于比較落后的地位。

2.2 我國智能化建筑電氣節能技術的主要問題

基于我國當前智能化建筑電氣節能技術發展現狀，可以看出，目前智能化建筑電氣節能技術仍存在諸多現實問題。例如：智能化建筑電氣節能系統缺乏全面有效的協調統籌，節能系統實際運行效率低下；缺乏基礎性的自動化電氣節能配套設施，實際節能效果不明顯；智能化建筑電氣節能系統控制制度存在漏洞，控制方式不合理，消耗大量電能等等。因此，在智能化建筑電氣節能技術的具體設計過程中，應遵循適用性、安全性、節能性、環保性四大基本原則。除此之外，智能化建筑電氣節能技術的設計還應符合我國現行的智能化建筑電氣國家設計規程和標準。比如，電氣工程師對智能建筑的供配電系統進行具體設計時，可以結合建筑物用電總負荷容量和負荷等級的統計分析，對變配電所進行合理選址布局，并選用節能型變壓器，以變壓器的負荷率在80%左右為佳。在設計智能樓宇照明系統時，應選擇合適的光源和燈具，充分利用自然采光，重視照明系統控制，采用自動化的控制管理設備進行節能監控。

3 智能化建筑電氣節能技術的系統優化

3.1 智能控制系統的優化

智能控制系統的優化是智能化建筑電氣節能技術系統優化的主要內容，具體包括智能控制策略的優化、智能控制管理方式的優化、智能數字控制器的優化以及智能控制網絡的優化四個方面。

以如何實現暖通空調系統的節能技術系統優化為例。從智能控制策略優化的角度出發，PID控制是空調的數字控制器（簡稱DDC）普遍采取的一種控制方式。一般而言，PID系數的高低與空調達到設定溫度的過程長短成反比例關系。當PID系數無法及時實現空調機組對溫度變化響應的控制時，可以采用在空調的送風道和室內同時安裝溫度傳感器的雙級的控制方式，加速系統對溫度波動的響應，從而達到節能系統的優化。從智能控制管理方式的優化角度出發，為了給空調使用者提供較大的舒適與便利，工程設計者可以通過在DDC上安裝功能與VRV控制面板的設定器接近的專門部件來實現對暖通空調系統的中央控制。從智能數字控制器的優化角度出發，可以依據不同的場合選擇不同處理能力的DDC，如在冷凍機房等空調通風密集的地方可以選擇安裝大型控制器，而對空調通風機可以選擇安裝中小型的控制器。還可以在空調通風的設備控制器中擴大可編程邏輯控制器（PLC）的使用范圍。從智能控制網絡的優化角度出發，依據工程的類型，基于拓撲結構在控制網絡中的重要作用，可以選擇性地運用基于RS485總線的控制網絡對小型智能化建筑電氣節能工程進行優化或者采用基于樓層的分支、分層的多級化網絡控制模式對大型智能化建筑電氣節能工程進行優化。智能控制策略、智能控制管理方式、智能數字控制器以及智能控制網絡的優化有助于全面實現智能控制系統的優化，從而達到節能降耗、安全環保的智能化建筑節能目的。

3.2 質量安全監控的優化

對建筑電氣質量安全監控進行優化在智能化建筑節能電氣工程中具有極其重要的地位，它可以確保智能化建筑電氣節能系統正常有效地運行，也可以保障智能化建筑電氣節能系統的安全。

質量安全監控的優化可以從以下兩個方面展開：第一，優化智能建筑電氣節能供電系統的保護措施。如借助網絡開啟智能保護措施，通過借助因特網的人工智能識別系統對質量安全進行監控，可以及時發現安全問題。如建筑電氣的某一環節出現了斷電或者短路等問題，借助因特網能夠快速識別出出問題的部位，幫助管理人員及時維修。第二，優化智能化建筑電氣節能的安全防范系統。包括對視頻監控系統、入侵報警系統、門禁控制系統、數字與網絡視頻監控技術、安全防范系統的集成與技術融合等方面的節能優化等。其中信息的采集與處理是智能化建筑電氣安全防范系統的核心，它采用的主要技術有現場總線布控技術、智能元器件探測技術、微機接口及其控制技術、智能化系統調試技術等。智能化建筑電氣節能的質量安全監控優化給監控管理人員的技術素質提出了較高要求。在注重智能化建筑電氣節能系統設計與安裝質量的同時，還應重點對質量監控系統設備安全性能問題進行有效的監控，以此來優化智能化建筑電氣節能設備的質量安全系統的功效。

4 結語

智能化不僅是建筑工程未來的發展方向，也是建筑電氣節能設計的世界性發展趨勢。在智能化建筑的工程設計中對電能的節約降耗是重中之重。基于目前建筑電氣能源消耗較大的現實情況以及在智能化建筑電氣節能技術工程設計中存在的實際運行效率低下、實際節能效果不明顯等現實問題，智能化建筑電氣節能應從系統優化的角度出發，重點關注智能化建筑電氣控制系統和電氣管理系統節能設計的優化與安全。在對智能化建筑的智能控制系統進行優化的同時，加強智能化建筑電氣的質量安全監控的完善和技術革新，從而在整體上實現智能化建筑電氣節能環保效益和經濟效益的最大化。

參考文獻

[1] 莊莉.智能化建筑與建筑電氣[J].中華建設，2012，（4）.

[2] 林毅宏.智能樓宇建筑電氣節能現狀及節能設計研究

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    心的位置,以縮短供電半徑,降低線路損耗,減少電壓損失,滿足供電質量的要求。供電干線半徑應控制在200m

    ,當供電容量超過500kW(計算容量),供電距離超過250m時,宜考慮增設變電所。

    2.供配電系統應盡量簡單可靠,同一用戶,高壓配電級數不宜多于兩級,變壓器二次側至用電設備見得低壓配電級數不宜超過三級,盡量減少變電級數過多產生的電能損耗?由兩路電源進線供電的系統,宜采用兩路電源同時運行的方式,以減少正常運行時的線路損耗?

    3.合理選擇供電電壓?同等情況下,電壓越高,損耗越小。城鎮的高壓配電電壓優先采用10kV,特殊情況下,可采用6kV,低壓配電電壓應采用220V/380V。當用電設備功率在250kW及以上或需用變壓器在160kVA及以上者,宜采用10kV供電。對于大型公用建筑的冷水機組,條件許可時,應盡量采用10kV(或6kV)冷水機組,以利節能?

    4.減少線路能量損耗,合理選擇電纜?導線截面?在滿足允許載流量?運行電壓損失等各種技術指標前提下,應按經濟電流密度合理選擇導線截面,并應從降低電能損耗.減少投資和節約有色金屬等方面綜合考慮?

    5.合理選擇變壓器?電力變壓器應選用S11型及以上非晶合金等節能環保.低損耗和低噪聲的變壓器?注重提高設備運行的負荷率,盡可能使變壓器處在經濟運行狀態?部分對供電質量要求高的工程項目采用有載調壓變壓器?在選擇變壓器容量和臺數時,應根據負荷變化情況,綜合考慮投資和年運行費用,選取容量與電力負荷相匹配的變壓器?

    6.降低電動機電能損耗,提高電動機效率。根據負荷特性選擇合理高效的電動機,提高電動機工作效率和功率因數。功率較大的電動機殼采用變頻調速器(消防設備除外),減少電機輕載和空載運行。采用軟起動器,使電機啟動平穩,減少對電網電壓的沖擊。

    7.合理提高供配電系統中的功率因數。正確合理的選擇電動機.變壓器的容量及照明燈具的鎮流器,降低線路感抗,采用正確的電線?電纜敷設方式,提高用電單位的自然功率因數?若自然功率因數達不到接入電網要求時,應進行無功功率補償,提高功率因數,減少能耗?

    8.諧波治理?配電系統的合理設計.用電設備的正確選型對于提高電能使用效率至關重要?選用Dyn11變壓器,設置濾波或隔離濾波裝置?合理選擇中性線截面等措施抑制諧波,提高電能質量?

    二、動力系統的節能措施

    在建筑中,家電和電力設備的使用都離不開電動機,它的能耗相當大,提高它的工作效率可以有效地減少電動機的能耗。具體可以采用以下幾種方法:

    1.根據電動機的負荷大小合理地選擇電動機的型號,這就要求對電動機的負荷需求事先進行評估。

    2.盡可能地使用高效率的電動機,以減少電動機的空載消耗和負載消耗,提高電動機的工作效率。

    3.對電動機的控制方式加以改進,提高其運行效率。另外,還要注意發動機的質量,保證電能消耗的計算的準確性。

    三、照明系統的節能措施

    照明系統節能的關鍵就是在不降低照明質量的情況下,力求減小照明系統中損耗的光能。可以考慮使用以下幾種方法:

    1.充分利用自然光。自然光是綠色環保的清潔能源,在設計中要充分加以利用,比如增加靠近室外部分的門窗尺寸等,保證建筑物在白天利用自然光可獲得穩定的照明條件。這樣一來,可以很大程度的節約照明能耗,也利于提高室內的溫度,進一步降低建筑的能耗。

    2.根據建筑的各個部分照明的需求,合理選用照明燈具,采用各種節能開關。

    3.嘗試性地使用太陽能技術及相關產品。太陽能技術的開發利用,可節約資源.保護生態環境,在節能減耗方面具有重大的意義。

    四、暖通空調控制系統的優化設計

    公共建筑暖通空調系統的能耗至少占建筑總能耗的 50%以上,系統節能潛力巨大。目前,暖通空調系統的自動控制基本上采用建筑設備自動化系統。BA 系統是智能建筑的特征之一,也是建筑節能的有效途徑之一。

    1.BA系統 簡介。BA系統是通過中央計算機系統的網絡,將分布在各監控現場的區域智能分站連接起來,集中完成分散的操作和綜合監控。系統中各子系統或設備應采用相同的通信接口,使用公開的通信協議,使系統具備集成和互操作能力。 2.節能控制優化設計。BA系統控制方案的優化應將節約能耗和提高控制水平放在首位,對系統的結構

    和參數進行最佳匹配,使整體效能最佳。從整體上講,暖通空調系統的自動控制應考慮下列策略:(1)機電設備啟停優化控制;(2)變風量.變流量系統最優控制;(3)冬夏季部分負荷時水泵分設控制;(4)與冰蓄冷相結合的低溫送風系統控制;(5)參數設定節能控制,包括溫度標準設定.焓值控制.利用室內CO2濃度控制新風量等。

    3.用戶管理系統。用戶管理系統主要用于以下幾個方面:(1)高壓監測功能。監視10kV 高壓配電柜進線.出線和母聯斷路器的開關狀態及故障報警;(2)低壓監測功能。實時檢測回路的電流.電壓.有功功率.無功功率.功率因數.頻率.有功電能.無功電能等電參數;(3)設備維修功能。根據歷史記錄.實際運行狀況和檢修條件,為設備檢修提供建議;(4)預警記錄功能。設定各電量參數的上下限值,在事故發生前提前報警,并根據不同類型的報警信號發出不同聲音;(5)節能增效功能。通過調整尖峰谷平用電時間,優化電費成本;均衡負載,優化能耗分配。

    五、建筑設備自動化管理控制系統的應用

    隨著計算機網絡.信息通信.自動化控制.顯示及計算機軟件等技術的發展,建筑設備的自動化管理控制系統的性能日趨優異,逐漸成為建筑控制能源損耗的有效手段。通過建筑設備自動化管理控制系統的應用,可以對建筑物內部的采暖通風.給排水和熱水供應等系統的運行進行能效管理,確保各個設備系統安全穩定的運行,在正常發揮建筑物功能的情況下最大限度地降低能源消耗。我國智能建筑設計時經常將整個項目交由集成商負責,而他們并不了解智能建筑設計程序和全過程,沒有太多的經驗和專業知識,設計的東西經常不符合建筑要求,有些甚至有很大危險。這樣的運行環境下,電氣自動化這一安全性要求極高的項目在智能建筑中的應用定會受到嚴重阻礙。

    六.結論

    對于電氣設計人員而言,在工程設計中要不斷總結經驗,深入調查研究,把握成熟的新技術.新設備信息,逐步加以推廣應用。既要采用高科技的.聯動控制的節能技術,也應重視行之有效的傳統的.分立的節能方案;既重視大范圍.大容量的節能大戶,也不應忽視局部.點滴的節能功效。將電氣節能技術充分運用到建筑電氣設計中,真正達到提高效率,節約能源的目的。

    參考文獻:

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關鍵詞：建筑；給水設計；節能節水

建筑行業每年消耗能源的總和，占據著我國每年能源消耗的大部分，在百分之三十左右。巨大的消耗背后必然存在著隱患，能源也并不是取之不盡用之不竭的，在建筑行業中對于節能節水方面存在很大的潛力。特別是我國的水資源短缺，我國的很多地方都有嚴重的水資源供應不足現象，水資源是人們生存的根本。我們要高度的重視建筑的給排水的節能節水，減少消耗，注重水資源的循環利用，緩解我國的水資源緊張面對的壓力。190

一、節能大背景下優化建筑設計給水設計的意義

建筑給水系統的節能節水是經濟發展的需要，很多人認為資源能源的發展與經濟發展沒有關系，其實不然，如果說經濟發展是帶動社會進步的機器，那么資源能源就是這部機器的發動機，它為經濟發展提供了源源不斷的動力。所以經濟發展和資源能源的發展的關系是十分密切的。水資源短缺能源浪費等問題，不僅僅在我國十分嚴峻，在世界的各個國家都面臨著相應的問題，可以說保護和節約能源資源已經不是一個人或一個國家的責任，而是全人類應共同擔負的。建筑給水系統節能節水是環境保護的需要，很多的企業將工業廢水直接排放到河流中，不僅對水資源造成嚴重的污染而且里面含有的廢物對環境也有著嚴重的破壞。建筑給給水系統的節能節水是提高人民生活水平的需要。如今人們對生活品質有了越來越高的高求，但是就我國目前的能源資源應用情況來看，因為資源能源短缺，很多地區的人民都不能保證最低需求，所以我們更應高度的去重視資源資源的保護問題，提高能源資源的利用率，緩解水資源缺少地區的用水壓力，從而提高水資源稀少地區人民的生活品質。

二、建筑給水設計節能優化的探索

1、高層建筑給水設計應充分利用市政給水管網的余壓

對于高層建筑，城市管網水壓通常難以完全滿足其供水要求。若將市政管網進水直接引入水箱中，則白白損失了市政管網的可用水頭，即不經濟也不合理。高層建筑中的下面幾層一般是用水量較大的公共服務商業設施，這部分用水量占建筑物總用水量相當的大，如果全部由水箱及水泵加壓供水，無疑是一個極大的浪費。最直接的改進辦法為：充分重視市政管網的余壓，對高層建筑物一至四層直接由市政管網供水，不采用水箱水泵加壓供水，以節省用水泵提升水壓的耗電量，達到了更好的節能效果。當然對于市政管網壓力不能滿足的樓層，采用增壓供水的方法也很多，如：無負壓供水、變頻供水、屋面水箱供水等，都有節能的作用。要合理地對建筑物的給水系統進行供水分區和供水方式的選擇。針對不同的建筑物的所需，合理選擇供水方式，以達到更好的節能效果。針對用水量經常變化的場合如住宅，采用變頻供水，即調速調節流量，具有優良的節能效果。而變頻恒壓供水節能的效果主要取決于用水流量的變化情況及水泵的合理選配，為了使變頻恒壓供水具有優良的節能效果，故在選泵時，要充分考慮水泵性能，使得水泵處于高效工作狀態，以達到節能效果。對于用水量不大、用水時間相對集中（白天使用）的建筑物如辦公樓，在市政供水條件允許的情況下，采用無負壓供水方式即管網疊加供水，更為節能，它充分利用了市政的管網的余壓，節能效果更好。另外，賓館酒店用水，因要考慮冷熱水的使用平衡問題，冷熱的供水分區應保持一致，并對壓力及壓力的波動的要求較為嚴格，一般供水采用屋面水箱供水最為節能，對器具的出口壓力較為穩定，一般是首選方案。其次也可采用分區變頻供水系統，在選用系統時考慮變頻設備帶氣壓罐，這樣使得系統處于小流量時由氣壓罐供水，大流量時由變頻泵供應，這樣供水節省電能也可達到節能效果。

2、建筑物中推廣應用新型節水設備

好的設備能夠對水資源的節約產生非常大的作用，所以給水設備的選用也是至關重要的。比如給水管材鍍鋅鋼管，它容易生銹，會造成水質污染，長時間閑置后再使用，需放掉一部分銹水，這樣就導致了水浪費；同時接頭處如果銹蝕也會漏水滲水。若采用新型管材如鋼塑復合管、不銹鋼管、銅管、PP-R管等就能很好地解決此類浪費問題。閥門也是建筑給排水中最常用的配件之一，其類型和質量的好壞也會影響節水問題，在設計時我們就應當選用更能夠節水的閥門。以瓷芯節水龍頭代替普通水龍頭，在水壓相同的條件下，節水龍頭比普通水龍頭有著更好的節水效果，節水量為20%～30%。另外，如目前正在推廣使用節水型器具，坐便器采用6L的沖洗水箱，公共衛生間采用感應水嘴、感應式小便器沖洗閥等。所以，設計人員應在保證排水系統正常工作的情況下，建議用戶使用小容積水箱大便器。在公共場所可以采用延時自閉式水龍頭和光電控制式水龍頭的小便器。大力推廣使用節水型衛生器具和配水器材是建筑節水的一個重要方面。同時對水量的計量，控制無端的浪費水源，也是相當重要的。不同的功能均應各自設水表計量，住宅按一戶一表，辦公商業按業主不同，分別計量，也是一種節水辦法。

3、太陽能利用和雨水的回收

太陽能是一種巨大且對環境無污染的能源，地球每秒鐘獲得的太陽能量相當于燃燒500萬t優質煤發出的能量。利用太陽能可以建成溫室大棚、太陽房等節能建筑；太陽集熱器作為熱源可代替傳統鍋爐；使用太陽能熱水器和太陽灶等，可節約生活燃料；太陽能還可用來淡化水、制冷、發電；太陽能電池在人造地球衛星上已被成功使用，現在開始轉向地面應用。太陽能作為清潔能源，取之不盡，用之不竭。太陽能用作住宅熱水供熱也是節能技術措施的一個重要選項，節能的重要途徑。我國大部分地區均處北緯40度以北，日照時間較長，均適合推廣太陽能熱水器。廣東省建筑節能管理辦法中已提出具體的實施意見。利用太陽能熱水器作預熱，可充分利用太陽能的能量，春夏秋季熱水溫度基本可滿足家庭使用要求，冬季也可充分利用太陽能，節能效果明顯，可廣泛使用于多層及小高層住宅，又可多人連續使用。可再生能源的利用，除了太陽能熱水系統，還有雨水的收集，雨水的收集要考慮當地的情況，在年降水量很少的地區就沒有必要裝備這樣的裝置，因為相比較工業廢水和生活用水，雨水的污染程度很低，這樣對于處理凈化所需要的費用就會相對較少。在科技迅速發展的今天，對雨水的收集已經不是什么難事，雨水的收集可以說是水資源循環利用的明顯案例，這對水資源的節約有很深遠的影響。在小區內設置一套收集局部屋面雨水回用系統，經過一定的設施和藥劑處理后，得到符合某種水質指標的水再利用的過程，把雨水轉化為產品，代替自來水用于綠化澆灌景觀觀賞補水。而地面雨水為保護地面，雨水入滲不收集回用。這樣屋面的雨水收集回用起來，又緩解了水土保濕等自然生態問題，營造了高質量的自然生活環境。

參考文獻：

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【關鍵詞】 建筑設計 節能 優化

引言

隨著人類科技水平的飛速發展，世界各地的資源和能源正在以幾何式的消耗速度增長。特別是步入21世紀以來，這種消耗速度更是驚人。因此，節能減排便成為每一個國家的一項基本國策。我國作為一個發展中大國，在全面推進國家現代化建設的過程當中，各項資源能源消耗都處于世界前列，而人均能源指標卻極度貧乏。巨大的反差迫使我國需要更加注意資源節約，發展可持續能源建設。

建筑節能作為節能優化體系的一個分支，具有深入的發展潛力。我國當前的房地產業飛速發展，每年建成的房屋面積已經超過世界所有國家，居世界首位。而建筑資源在生產和使用過程當中的消耗量卻占到了世界消耗量的一半。我國當前在建筑節能方面的巨大發展潛力急切的需要我們進行深入細致的研究。

1 具體措施

建筑節能是一項非常復雜的系統性工程，需要我們從各個方面來具體分析。總的節能原則趨勢是要發展在技術方面可行、經濟方面合理、社會和資源環境方面可以承受的新方法、新工藝、新措施。而建筑位置、朝向、外窗選擇、房屋頂面鋪設、墻體維護結構等方面都對建筑節能有著深刻的聯系。下面將從三個方面來簡要分析一下建筑設計當中的節能措施。

1.1 建筑位置以及朝向的節能優化設計措施

太陽能作為當今時代最具發展潛力的清潔能源，具有高能量、無污染等諸多優點。每年地球可以接受太陽輻射的能量都超過了70億KW，如何將這些能量應用到日常生活當中，對節能減排具有十分重要的意義。對建筑設計而言，不同的位置和朝向設計，將會直接影響到太陽能的吸收和散熱問題。特別是對處于寒冷地區的建筑設計而言，建筑物的位置和朝向設計，要結合當地的太陽照射情況，根據天文觀測統計的太陽高度角繪制出當地的日影響圖，據此來計算出每日的太陽照射時間。建筑物的位置和朝向設計朝南時，為了吸收更多的太陽光能，開窗面積要足夠的大。而朝北設計時，開窗面積需要足夠的小，以盡可能減少太陽能的散熱損失。只有通過擴大采熱面積、減小散熱損失，我們才能保持建筑房屋具有合理的居住溫度。

1.2 建筑頂面的節能優化設計措施

建筑物頂面所占面積大、吸熱能力強，因此做好建筑頂面的節能優化設計具有十分重要的意義。當前建筑物頂面節能優化的主要方法有屋面綠化、屋面蓄水、屋面倒置等多種設計方案。通過在建筑物頂面鋪設綠色植物，可以有效降低室內溫度，緩解城市熱島效應，并且綠色環保，是一種非常有發展潛力的節能方法。而屋面倒置是將保溫層設置在防水層的上。它與傳統的設計理念不同，將保溫目標放在了首要位置，可以大大減少能量吸收，并且有效降低室內溫度。此外，將傳統的深暗色屋面用非金屬淺暗色材料代替，可以提高大約35%的反射率，這種新型的設計方法稱之為淺色坡屋面。

1.3 建筑墻體維護結構的節能優化設計措施

在建筑耗能當中，建筑物墻體外側維護結構的耗能是最大的，超過了整體能耗的四分之一。而建筑物的行體結構與能耗損失密切相關。體形系數越大，它所反射、損失的能耗也就越高。數學研究表明，在同等面積條件下圓的周長最短。根據這個原理，我們可以將建筑體形設計成圓形或者橢圓形，降低建筑物的外表面積，以此來減少建筑物的能耗損失。戴高樂機場、倫敦大飯店等知名建筑物都是采取這種設計，并取得了很好的節能效果。

維護建筑物的墻體結構屬于填充材料，我們可以通過采用質量輕便、保溫效果良好的新型建筑材料，來達到保溫、隔熱、降低建筑負荷的作用。通過研究表明，保溫層設置在墻體外側具有更優良的節能效果。同時注意，保溫材料不宜選用聚苯乙烯泡沫板、巖棉板等材料。因為這些材料的壽命較短，雖然保溫效果良好，但壽命期和建筑物的壽命期不匹配，因此需要經常更換建筑保溫材料，造成資源浪費。

1.4 建筑與太陽能一體化設計

建筑設計與太陽能一體化設計的重點和特點是要將無污染、高能量的太陽能應用到建筑設計的每一個環節當中。將建筑、太陽能、設計藝術完美的融合在一起，使得太陽能和建筑物合二為一，達到相互結合充分利用的目的。它可以減少傳統房屋頂面的覆蓋層設計材料使用，在降低投資成本的同時還挺高了經濟效益，實現了雙贏的目標。

在建筑供暖系統的設計方案當中，我們可以將太陽能系統考慮進去，將傳統的供暖系統和太陽能系統合理優化搭配，以減少能源消耗，提高太陽能的利用率。在植物培養基地建筑設計當中，更是需要將太陽能采集、輸送、管理系統應用到植物培養的各個環節當中。在降低能源消耗的同時，還促進了植物的生長發育，因此是一種非常實用的能源應用技術。

2 結語

建設資源節約型、環境友好型社會是我國在21世紀的社會發展目標。建筑節能優化設計作為節能減排的一個重要方向，它的提出是一項利國利民的福利政策，其功在當代、利在千秋。本文所提出的一些建筑節能優化設計建議也僅僅是一些淺要的、宏觀方面的設計方法。而建筑節能作為一個復雜的系統性工程，還涉及到其他一些諸如管理、投資、新型節能技術研發等方面的內容。我們只有將節能理念貫徹到建設、投資、生產、使用的每一個環節當中，才能真正實現可持續能源的充分利用。同時也可以促進建筑行業設計水平的發展，提高社會生態環境，實現社會和技術的雙重飛躍。

參考文獻

[1] 國外新型建筑材料的技術進展和經濟效益，《加速發展新型建筑材料及其政策和效益的研究》，軟科學課題編寫組，1986年6月

[2] 師全忠， 新型高纖維多彩涂料，建材工業信息，1995年4期

篇9

關鍵詞：建筑工程；電氣設計；節能；原則；技術

Abstract: With the rapid development of social economy, the problem of resources and energy has become one of the most important problem restricting China's economic development, the construction industry as China's most energy consumption in industry, construction industry, electrical energy saving design has important significance for reducing the energy consumption of a building, the building electrical energy saving design and its application is an important task in the development of the construction industry. This paper combined with the author's practical experience, analyzes the energy saving principle and technology used in building electrical design.

Key words: building engineering; electrical design; energy saving; principle; Technology

中圖分類號：TU201.5

在當前城市化進程不斷加快的大背景下，人們的生活水平日益提高，而建筑功能越來越復雜，能源消耗已成為不得不關注的問題。以下根據建筑電氣設計的基本原則，提出幾點相關節能技術。

1 建筑電氣節能的基本原則

1.1 符合建筑基本功能

對于建筑的電氣設計來說，應優先保證人們的正常生活、工作用電，確保用電的安全性、可靠性，因此選擇性能良好的電氣設備，是最基礎、最重要的一環。包括調節新風量、調節空調溫度、調節燈光照明度等。

1.2 減少不必要的浪費行為

在電氣設計中采取節能措施，必須充分考慮建筑運行過程中可能產生的無謂消耗，如線路中的能量、電能傳輸過程的變壓器消耗等；應采取先進、有效的調控技術，確保建筑發揮基本功能的前提下，盡量節約能量。

1.3 實現經濟環保目標

在確定建筑電氣設計方案過程中，應遵循合理性、適用性、節能性目標；通過切實可行的方案和精準的計算結果，提高電氣設備與控制方法應用的效率，盡量在控制投資額的前提下，提高節能效果，實現環保目標。

1.4 符合建筑經濟效益需要

對于建筑電氣設備的安裝來說，既要結合工程實際情況，更要考慮經濟因素；但是不能一味壓低施工、安裝成本，而造成投入使用之后的高能量消耗；那么在電氣設計過程中，就要對節能設備、節能材料優化選擇，盡量節約施工費用與運行費用。

2 建筑電氣設計的節能技術

2.1 供配電系統的節能設計

結合建筑內部用電負荷的實際情況，包括用電設備、負荷量等級、負荷量分布等，優化設計供配電系統，確保其處于安全、穩定的運行狀態下，減少不必要的損耗。具體從以下幾方面加強設計：

1）盡量保障供電系統的簡單性，在同一個電壓等級的供電系統中，不宜設計過多的變配電級數，通過控制變電級數，也可減少不必要的電能消耗。2）確定電纜與導線的截面。在符合基本載流量，并保留一定電壓損失的前提下，應結合經濟化發展目標，根據電流密度實際情況確定導線的截面；從電能消耗控制、投資控制等多方面綜合考量。3）選擇變壓器的容量與數量。一般情況下，變壓器的負載率控制在 70%~85%范圍內，以確保接線能夠較好地適應負荷變化需求；結合經濟性運行原則，提高變壓器切換的靈活性，確保變壓器處于最佳運行狀態，減少不必要的損耗。4）設計時應縮短低壓供配電線路的長度

（1）輸電線路上的損耗功率與電壓的關系為

式中

P1——輸電線路上的損耗功率（kW）

P2——輸電線路上的輸送功率（kW）

由式（1）可知，輸電線路上的損耗功率與電壓的平方成反比。所以，設計時應盡量使10kv高壓線路深入負荷中心, 使輸電線路上的功率損耗減少, 以利于節能。

( 2) 輸電線纜的截面積與電壓的關系為

式中 S——輸電線纜的截面積( mm2)

P2——輸電線路上的輸送功率( kW )

由式 ( 2) 得到, 輸電線纜的截面積與電壓的平方成反比。所以采用 10 kV高壓輸電線路, 能大大節省有色金屬材料, 有利于節約資源, 保護環境。

( 3) 配電線纜的長度與電壓偏差的關系為

式中

U——電壓偏差( V )

L——配電線纜的長度（mm)

由式 ( 3) 得出, 配電線纜的長度與電壓偏差成正比, 即線纜越長, 電壓偏差越大。供給用戶端的電壓若超過其允許范圍, 就會影響到用電設備的正常運行, 嚴重時會造成用電設備損壞, 給用戶帶來損失, 故設計時應縮短低壓供配電線路的長度。

2.2 照明系統的節能設計

據估計，我國照明用電量約占總發電量的10%左右，而建筑照明用電占建筑耗電的20%-30%，且現有照明裝置以低效照明為主，節電潛力巨大。照明節能設計主要可從以下幾個方面著手加強對自然光的重視與利用；一方面，利用自然光不會對人體造成任何損害，也不會產生環境污染問題；另一方面，自然光幾乎沒有成本，實現節能目標。因此在建筑電氣設計時，應該將人工照明與自然光相結合，可減少人工照明所需的電耗；

但是也要保障單位面積內足夠的照明功率；在保障室內照明需求的前提下，選擇高效發光型的節能燈或者緊湊型的熒光燈作為照明工具；節能燈的應用更加明顯。

照明節能設計時光源選用應根據不同的使用場合，在滿足照明質量的前提下，盡可能選擇高光效光源，降低照明功率密度值。常用光源性能表：

2.3 電動機運行的節能設計

在建筑項目的暖通、水電等工種中，電動機是必不可少的配套設備，在運行過程中，也要注意落實節能目標。一方面，可采取就地補償方式，減少輸送線路過程中形成過多的無功運行問題；另一方面，盡量避免電機的輕載或者空載，減少不必要的能源消耗。另外，對負荷有變化的空調系統水泵、空調機等，可設計采用變頻控制，確保隨著負荷的實際變化而優化運行速度。從電動機啟動到運行的整個過程，電流的變化不得過大，以此將電網電壓波動狀態控制在一定范圍內，完善散熱及通風等基本功能。

2.4 功率因數的節能設計

適當提高電氣運行的功率因數，可有效控制線路損耗及變壓器的損耗。對于線路傳輸過程的功率來說，可劃分為無功功率與有功功率兩大部分，其中有功功率是滿足建筑用電需求的基本功能，是不能調整或者變化的，但是無功功率則可優化調節，具體措施分析如下：

1）通過增強設備運行的自然功率因數，可減少對超前無功功率的大量需求；一般情況下，選擇同步電動機應盡量提高功率因數；采用熒光燈照明系統，電子鎮流器的高次諧波系數應在15%以下；2）產生感抗過程中，就會出現相對滯后的無功功率，此時可利用電容器進行補償；在電容器中產生了超前無功功率，二者實現抵消作用；另外，應用電感鎮流器的氣體放電燈，在安裝電容器時可以適當增強功率因數，以此保障電源輸送的能力水平；3）在選擇用電設備型號、數量以及確定調速控制方案過程中，如果自然功率因素與運行要求不相符，就需要采用無功功率補償方法；如果供電點相對較遠而設備的無功功率比較大，就需要采取就地補償方式，避免線路中的無功損耗過大，以此實現節能降耗目標；在用電設備較為集中的區域，則可采取成組補償方法。

3 結語

由上可見，隨著我國經濟社會的不斷發展與完善，對能源的需求量和消耗量大幅度增加，能源短缺問題已成為制約社會發展的因素之一。因此在當前低碳經濟發展的大背景下，若想切實改善能源問題，除了開發新能源以外，采用節能技術也是有效方法。在建筑電氣設計的節能技術運用過程中，涉及到一些較為繁瑣、復雜的內容，但是積極響應低碳經濟發展的政策要求，全面控制建筑能耗問題，已成為當前建筑設計人員必須思考的話題，可更好地實現建筑電氣設計的節能目標，促進我國建筑行業健康、持續發展。

參考文獻：

[1] 林卓銘.建筑電氣設計中的節能問題探究[J]. 科技致富向導. 2011(09)

[2] 姜秀菊.淺談建筑電氣節能設計的方法[J]. 黑龍江科技信息. 2008(18)

[3] 陳志民.探討高層建筑電氣節能設計[J]. 廣東科技. 2009(18)

篇10

關鍵詞：農村既有住宅建筑；節能改造；因地制宜；優化設計

中圖分類號：TU201

文獻標識碼：A文章編號：16749944（2017）12021603

1引言

當前，我國農村地區既有住宅建筑的數量極其龐大，但住宅建造技術水平低，缺乏科學性，往往忽視最基本的建筑熱工性能和舒適性要求，導致其能源利用率低，保溫隔熱性能差，舒適度低。為了提高農民生活質量，應以改善居住條件為重點，為此農村既有住宅建筑的節能改造，已成為當務之急。我國幅員遼闊，各地自然條件、歷史文化背景、經濟發展狀況、生產生活方式和風俗習慣等大相徑庭，因此，“因地制宜”應作為推廣農村既有住宅建筑節能改造技術的前提。

“優化設計”可定義為：研究問題和尋求解決問題的最優方案，這里的“最優”二字應理解為在給定條件下獲得最滿意的結果[1]。本文對陜西關中地區農村既有住宅建筑進行了一系列實地調研，親赴有代表性的戶縣、渭南、寶雞等地進行實地觀察，收集了當地既有農宅的建筑結構、構造、空間、建材、用能方式、作息習慣等方面的基礎數據，進行了系統分析后，提出了冬冷夏熱地區農村既有住宅建筑節能改造優化設計應遵循的原則，并探討了一些實現優化設計目標的具體途徑，期望為在同類地區進一步開展節能改造工作提供有一定參考價值的理論依據和工程應用方法。

2冬冷夏熱地區農村既有住宅建筑節能改造優化設計應遵循的原則

2.1尊重民意的原則

廣大農民是農村建筑節能的主體，應加強示范與引導，充分調動廣大農民的積極性，不搞大包大攬，真正變“要我節能”為“我要節能”，如此農村建筑節能才能邁上新的臺階。節能改造的具體內容與措施應由農民的富裕程度及偏好而定，必須把農民的經濟承受能力考慮進來，滿足農民不同層次的需求。

2.2適宜性原則

節能改造應適合當地的氣候條件、經濟發展水平、當地的資源條件、改造本體的基礎條件等。節能改造的設計方案及建材選擇、構造做法，必須符合當地施工條件和住房所有者的經濟承受能力，應做到構造做法簡單易行、材料價格低廉、具有地方性，當地村民易于接受。改造過程中，還應注意周邊場地的生態環境（風、日照等因素影響），盡可能利用生態建材、本地建材，以人的舒適度為主要目標。

2.3經濟性原則

在節能改造中應選擇性價比高的適宜技術，縮短投資回收期，應努力做到小型化、低成本、免維修、無動力，要能與農村的生態循環鏈有機結合在一起，并應盡量使用簡單的施工方法；應最大限度地保持原有結構，不應破壞原有的結構體系，不宜改變原來的體形系數，應盡量減少墻體和屋面增加的荷載，不改變房間原有的功能，不破壞門窗外的裝飾等。我國傳統民居的設計和用料中，都蘊含著樸素的節能理念，如果在進行節能改造時，加強對這種鄉土經驗的傳承和放大，完全可能以最小的成本投入，取得很好的節能效果[2]。

2.4整體性原則

節能改造應統籌考慮包括氣候、周邊環境、建筑室內、結構等因素，進行整體性改造。必須達到安全、保潔、隔音、隔熱、采光通風良好、溫馨、舒適、美化，有利于身體健康和節約空間。另外還要強調環境的整體和諧，適當增加綠化、景觀元素等。

2.5文脈繼承原則

節能改造應充分考慮當地自然條件、歷史文化背景、經濟發展狀況、生產生活方式和風俗習慣，體現地方特色、鄉村特色、民族特色，盡可能兼顧當地地域特色，并與周邊環境相協調，注意鄉土味道，保留鄉村風貌，留住田園鄉愁。

3實現冬冷夏熱地區農村既有建筑節能改造優化設計的具體途徑

關中地區地處氣候分區的寒冷區，冬夏季相對較長，冬季寒冷，夏季炎熱。有關文獻曾通過實測數據，計算出關中地區鄉村住宅冬季室內平均溫度約為11.6℃，而夏季室內平均溫度約為28.1℃ [3]。節能改造設計時，應重點考慮冬季保溫，統籌考慮夏季防熱。故農村既有建筑節能改造優化設計的具體途徑有以下幾點。

3.1護結構的保溫隔熱節能改造

3.1.1墻體

關中地區既有農宅的外墻體絕大多數以實心粘土磚砌筑， 如改變外墻構造做法可大大減少墻體耗熱量。故應提倡做外墻“外保溫”，對既有建筑的外飾面做必要的處理后，粘貼保溫層或保溫裝飾一體化材料，既能避免建筑熱橋與墻面冬季結露、阻斷冷橋，提高供熱效果，改善室內熱舒適度，還可保護主體結構，減少溫度應力，增加結構壽命；墻體保溫施工時，應不影響住戶的日常生活，不p少室內居住面積。在外墻保溫材料的選擇方面，應選用節能效果好，輕質價廉的適合農村住宅的外墻保溫材料，推薦使用聚苯乙烯板，這種材料保溫性能好，施工方便，造價較低，在我國既有建筑節能改造中可以普遍使用。也可利用關中農村地區容易獲得且廉價的材料（粘土加小麥秸稈、稻殼等）作為外墻保溫材料，使外墻獲得良好的隔熱效果。

3.1.2屋頂

關中地區大部分既有農宅的屋頂為鋼筋混凝土平屋頂或傳統的坡屋面。本地區農村房子層高大，完全可以做架空層來保溫。部分農房沿用傳統的坡頂建筑形式，屋頂保溫可以采用吊頂保溫的形式，使屋頂和吊頂之間有空氣間層 能起到隔熱作用，提高屋頂熱阻，節能效果相對較好。宜在原吊頂上鋪設輕質保溫材料，吊頂應耐久、防火、安全。做法為使用塑料袋密封包裝的鋸末、稻殼，秸稈及粉碎的膨脹珍珠巖置于屋頂的空腔區域或吊頂上部，采用吊頂保溫后，屋頂冬季平均傳熱系數會大幅降低；在坡屋頂上還可設置通風換氣裝置，如天窗、老虎窗、氣窗等，既美觀又實用，增強了坡屋頂的利用率和夏季隔熱效果。

3.1.3地面

關中農村既有農宅地面多為素土夯實后現澆混凝土，再用水泥砂漿罩面，許多農戶還在地面上鑲貼地板磚或水磨石。而本地區相對南方而言，雨量較少，地下水位低，土壤較干燥。故建議：在地面墊層下鋪設廉價的爐渣等保溫材料，并注意地面防潮設計，減少地面散熱量。

3.1.4門窗

關中既有農宅的戶門較大，而根據當地的習慣，住宅日間開敞大門，導致室內外溫度基本相同[4]，故建議設置門斗，防止冬季冷風滲透是非常必要的。關中既有農宅窗戶大部為單層玻璃窗，窗戶的傳熱系數較大，建議可在原單玻窗內外加裝一層窗，間距100 mm左右，并能滿足熱工性能指標。應提高門窗氣密性，加強門窗洞口周邊的密封，更換新窗時，窗框與墻之間應保溫密封。建議有條件的農戶門窗玻璃不用普通平板玻璃，采用塑鋼中空玻璃窗。另外，應利用宣傳教育等方式，改變當地村民冬季白天門窗常開的做法，培養在正午室外氣溫較高時開窗換氣、早晚關窗保溫，以及隨手關門的生活習慣，同時提倡通過夜間加厚窗簾等保溫做法，加強冬季保溫。

劉啟泓：冬冷夏熱地區農村住宅建筑節能改造優化設計的探討

能源及節能

3.2能源使用

3.2.1采暖供熱

關中農宅冬季大多還采用傳統的火炕取暖，“陜西省農村建筑節能技術導則”推薦的新型燃煤火炕已成為目前關中地區農村新建住宅或節能改造中較為常用的火炕，在傳統火炕的基礎上，簡化了炕體構造，使炕上、炕頭、炕梢熱度均衡，且散熱時間延長。使燒炕、清灰方便，污染小。同樣推薦的另一種高效節能架空火炕，俗名“吊炕”，它是在傳統農村大炕的基礎上，將炕連灶燃燒的物質產生的能量充分作用，通過熱能封閉循環和增加炕體供熱表面積，實現散熱供暖，達到增加室內溫度的目的。省柴灶與架空炕相結合的炕連灶，綜合熱效率能提高至70%左右，而且炕面各處溫度較均勻。以上措施均值得推廣使用。

3.2.2炊事設施改造

可對老式柴灶進行節能改造，筆者親自參加規劃設計的戶縣東韓村優先選擇了節能柴灶和以秸稈等為燃料的節能爐具作為主要炊事設施，它們應能適應多種燃料、具有良好的炊事功能，最大可能地減少煙氣等污染物排入室內[4]。戶縣東韓村已有規模適中的秸稈氣化站，可滿足全村燒飯之用，故作為清潔和可再生能源使用是有示范意義的。

3.2.3太陽能利用

關中地區全年日照時數都在2000 h以上，為太陽能利用提供了必要的條件。但根據筆者調研，關中大部分農宅對太陽能利用較少且形式單一（主要表現為僅安裝戶用太陽能熱水器），未能從主動式和被動式兩個方面充分利用當地太陽能資源。在渭南市新店村，當地已安裝使用太陽能熱水器的農宅比例僅為20%左右，雖然很多村民都有安裝意向，但由于經濟能力所限尚未實現。關中農宅有一個普遍的特點，即不論坡屋頂還是平屋頂，均帶有1 m左右的挑檐，筆者在寶雞市陳倉區蜀倉鄉 ，就觀察到有的農戶將原有的南向檐廊封閉，可形成簡易的附加陽光間，所花成本最低，施工工藝非常簡單，和現有住房相比較變化程度最小，很值得推廣。

3.2.4沼氣使用

沼氣不僅用來解決農村燃料缺乏問題，也可以應用沼氣進行采暖和照明等綜合利用。建議采用多戶集中建造高效的沼氣設施，集中管理，有效利用資源，這樣能使沼氣設施能源利用率高，便于為廣大農民提供高效、潔凈、安全的沼氣能源。

3.2.5夏季防熱降溫。

關中農宅夏季大多用電風扇，很少有遮陽設施，因此可采用適當的外遮陽（ 如在窗外安裝外遮陽卷簾、活動式遮陽傘等） 把熱量擋在室外； 冬季，則采用內遮陽（ 如可裝厚織物制作的窗簾） 以阻擋室內熱量的散失。內、外遮陽合理地配合使用，可達到較好的隔熱保溫效果。夏季利用反光、低透光窗簾可以起到很好的遮陽效果，降低室內溫度。

3.3室外環境的改善

3.3.1綠化

加強綠化可以較明顯地改善庭院微氣候，減少夏季陽光直射入室內而使得室內溫度過高。應在院落中種植一定的喬木， 如適合關中地區栽種的柿子、核桃、杏樹等，以其巨大的樹冠在夏季為民居撐起一把“ 遮陽傘” ， 還可種植爬山虎等藤類植物， 沿墻體盤爬， 為民居外墻穿上“ 降溫衣” 。但要結合地理氣候特點適當合理選擇綠化種類， 調整綠化密度， 考慮遮陽效果，且避免影響室內通風， 并兼顧冬季日照和采光。

3.3.2室外場地改造

如將戶外原有的水泥地面適當減小，加設滲水混凝土地面，既可以減少夏季太陽光強烈反射，又可以在下雨時及時將雨水滲入地下，改善小氣候。因此， 建議將庭院少“ 硬鋪” ，多“ 軟鋪” ， 創造良好的室外環境。

3.4安全性與衛生環境

（1）抗震與防污染。節能改造結構的抗震性能應符合規范；防止或減輕改造可能發生的自然及人為災害；要求盡量選用安全環保的天然材料，減少輻射、有害氣體的污染，創造安全小環境。

（2）三廢處理。節能改造應做到生活垃圾收集袋裝化；使用除煙塵措施等，使“三廢”對環境的污染減少到最低程度；

（3）噪聲與視覺污染防治。改造中采用隔聲好的新材料。室內噪聲應不大于40dB； 設計中應考慮空調外機的遮護措施，并考慮其噪聲的影響；創造良好的室外立面環境，減少視覺污染。

4結語

本研究課題選擇關中地區農村為突破口，以綠色生態理念為主導思想，本著“因地制宜地改善農房熱舒適性”的節能改造思想，探索的優化設計理論和方法具有很強的可操作性，適用于全國同類地區，可期望取得可觀的社會、經濟、環境效益。但農村住宅節能工作任重道遠，還需要廣大科研與設計人員深入調查研究和政府相關政策的扶持，并在實踐中不斷完善實施。

⒖嘉南祝

[1]

劉啟泓.基于復合生態系統平衡概念的農村居住環境規劃設計優化研究――以關中地區農村為例[D].西安：長安大學， 2010.

[2]劉啟泓.農村既有建筑節能改造優化設計綜合評價指標體系的探討――以陜西關中地區農村為例[J] .綠色科技，2016（6）.