3.3 生态节能建筑的设计及高新技术体系的应用

国家有关的建筑节能规范是节能建筑设计的基本依据。

■建筑外围护结构的节能设计

≥墙保温构造

无论是从保温效果还是从外饰面安装的牢固度和安全性考虑，外墙外保温及饰面干挂技术都是最好的外墙保温方式

式可有效形成建筑保温系统，达到较好的保温效果，减少热桥的产生，其次保温层与外饰面之间的空气层可形成有效的自然通风，以降低空调负荷节约能耗并排除潮气保护保温材料，最后，外饰面有挂件固定，非粘接，无坠落伤人危险

≥热桥阻断技术

热桥是热量传递的捷径，不但造成相当的冷热量损失，而且会有局部结露现象。 因此在设计施工时，应当对诸如窗洞，阳台板，突出圈梁，及构造柱等位置采用一定的保温方式，将其热桥阻断，达到较好的保温节能效果并增加舒适度。

≥屋面保温隔热技术

屋面的能耗在围护结构总能耗中占有相当的比例，因此应当重视其保温隔热效果。一般而言，屋面的传热系数要优于外墙的传热系数，并且可依屋面的形式选用不同的保温材料。

≥地下室外墙及地面保温技术

地下室外墙及地面的保温往往是轻易被遗忘和忽略的，但事实上它对保温节能及提高舒适度都有一定的作用，因此应当根据计算选用一定厚度的防水挤塑聚苯板对其进行保温。

≥高效节能外窗及幕墙系统

一直以来，窗及玻璃幕墙都是维护结构中的能耗大户，但随着技术的不断提高，新产品的不断出现，窗及玻璃幕墙的性能已获得了极大的提升。首先，新型高性能玻璃的发展（如PET-LOW-E镀膜玻璃，真空玻璃等）给窗及玻璃幕墙的保温及防辐射性能上极大的提高。其次新的结构形式起到了相当的作用，对窗而言，新型型材及断桥技术的应用对窗的整体热工性能及气密性都有极大的提升；对幕墙而言，新型结构形式及断桥技术带来了更好性能，如图所示的双层呼吸式玻璃幕墙，除了其本身固有的高热工性能及防辐射性能外，利用空腔，在夏季形成有效的自然通风以排除热量，冬季关闭排风口，又可起到较好的吸热作用。

■窗墙面积比的控制

大面积的开窗将导致空调采暖的高能耗，但开窗面积过小又不能保证日照及采光的要求，因此应用计算机模拟软件对室内光、热环境进行模拟，综合考虑各方因素，在保证室内通风采光及空间视觉舒适的前提下确定准确的开窗面积。

■太阳辐射的控制与改善

太阳辐射对建筑有相当的影响，日照使室内获得充足的光线，对其进行有效的利用可减少照明系统的能耗，而且在冬季，太阳的辐射可使建筑得到一定的热量，从而降低建筑的热负荷，但夏季太阳的辐射得热构成了空调负荷相当的部分。因此对太阳辐射应当有计划、有目的的灵活控制与改善，以达到最大限度利用太阳辐射的目的。

≥外遮阳设施

外遮阳是最有效的遮阳设施，它直接将80%的太阳辐射热量遮挡于室外，有效的降低了空调负荷，节约了能量。结合建筑形式，在南向及西向安装一定形式的可调外遮阳，随使用情况进行调节，这样既能满足夏季遮阳的要求，又不影响采光及冬季日照要求。并且可进一步安装光、温感元件及电动执行机构以实现智能化的全自动控制， 在室内无人的情况下也可根据室内外温度及日照强度自动调节遮阳设施， 以降低太阳辐射的影响，节约能源。

≥内遮阳设施

相对于外遮阳，内遮阳设施对太阳辐射的遮挡效果较弱，但对于居住建筑而言，不论从私密性角度还是防眩光角度考虑都是必须的。同时其对于改善室内舒适度，降低空调负荷也有一定的作用。

■自然通风与采光的利用

自然通风和采光往往是结合在一起的。通过保证房间内及中庭顶部（若有条件，可依建筑形式而设）一定的开窗面积，既达到了自然采光的目的，又可依靠室内外的风压及热压差，形成有组织的自然通风，在室外气候适宜时通过自然通风达到调节室内热环境的目的。

■建筑内余热/冷的回收利用

在对建筑进行供热制冷时，首先应当考虑应当考虑建筑内部的能量平恒。在一个建筑物内部会有很多余热/冷，如排风中所含的冷/热量，内部设备的产热，内部冷热需求不均形成的冷热量差异等。对建筑内的余热/冷量不应直接排出室外，这样既是对能源极大的浪费，又影响了室外热环境，应对其进行充分回收并利用。

■可再生绿色能源的利用

≥太阳能

太阳能是太阳内部连续不断的核聚变反应过程产生的能量。尽管太阳辐射到地球大气层的能量仅为其总辐射能量(约为3.75×1026W)的22亿分之一，但已高达173,000TW，也就是说太阳每秒钟照射到地球上的能量就相当于500万吨煤。太阳能是绿色可再生能源，它资源丰富，既可免费使用，又无需运输，对环境无任何污染， 它将是人类最终可唯一倚赖的能源。对太阳能的利用总体上可分为两类：太阳能集热板集热及太阳能光伏发电。太阳能集热板集热技术较为成熟，设备材料价格也不昂贵，有一定的应用。太阳能光伏发电是太阳能最好的利用放式，但受目前技术及材料成本的限制，应用还不广泛。

≥浅层土壤热能

在地下30米至100米的范围内，土壤、岩石及地下水的温度全年基本恒定在15℃左右，形成一个较好的提取及释放热能的场所。地源热泵就是利用这一特点进行工作。地源热泵可分为利用地下水的开式系统和不抽取地下水的地源耦合热泵，地源耦合热泵有不影响地下地质结构，地下水水位，不污染地下水，使用寿命不受地下水位影响的特点，是最好的地源热泵形式。

地源耦合热泵机组可做为空调系统冬季供热，夏季供冷的冷热源系统，并同时提供生活热水。它就是利用地下土壤，岩石及地下水温度相对稳定的特性，输入少量的高品位能源(如电能)，通过埋藏于地下的管路系统与土壤、岩石及地下水进行热交换，夏季，通过对室内制冷将建筑物内的热量搬运出来，一部分用于提供免费生活用热，其余换热到地下储藏起来，冬季把地下储藏的低品位热能通过热泵搬运出来，实现对建筑物供热及提供生活热水。地源耦合热泵的能耗很底，仅为常规系统能耗的25%-35%，它由水循环系统、热交换器、地源热泵机组和控制系统组成。

≥地表水体热能

在中国南部及大部分中部地区，有一定规模及深度的地表水体全年温度稳定在一定的范围之内，也形成了一个较好的提取及释放热能的场所。因此，可采取水源热泵机组对其利用，其基本工作原理与地源热泵相同

≥风能

在一定高度的空中风速较大，利用这一特点，在高层及超高层建筑中结合建筑造型，在角部设置风力发电设备，对整个建筑的用电进行一定的补充。

≥生物能

在没有燃汽供给的区域，设置沼气发生、供给及燃烧设备，可提供清洁充足的能源，同时减少了对木材的消耗及大气的污染。

■优秀的建筑能源系统

≥热电冷联产

热电冷联产是采用燃煤或燃气产生一次蒸汽利用汽轮机发电，来提供电力，同时充分回收其排放的低品位废热即中高温二次蒸汽及高温烟气来提供生活用热、冬季供暖以及为单效或双效溴化锂制冷机提供动力夏季供冷，从而实现冷、热、电联产。

热电冷联产的效率较高，大型火力发电厂实际运行效率只有36％左右，而冷热电联产项目的实际运行效率可达60-80％左右。

≥蓄能系统

a) 冰蓄冷系统

冰蓄冷中心空调是指建筑物空调时间所需要冷量的部分或全部在非空调时间制冰，将能量以冰的形式蓄存起来，然后根据空调负荷要求释放这些冷量，这样在用电高峰时期就可以少开甚至不开主机。当空调使用时间与非空调时间和电网高峰和低谷同步时，就可以将电网高峰时间的空调用电量转移至电网低谷时使用，达到节约电费的目的。冰蓄冷从系统构成上来说只是在常规空调系统的基础上增加了一套蓄冷装置，其它各部分在结构上与常规空调并无不同，它在使用范围方面也与常规空调基本一致。随着社会的发展，中心空调在大中城市的普及率日渐增高。据统计，空调高峰时用电量达到城市用电负荷的25%-30%，大大曾加了电网的峰谷用电差。冰蓄冷中心空调之所以得到各国政府和工程技术界的重视，正因为它对电网有卓越的移峰填谷功能，是电力需求侧最有效的电能蓄存方法，全国假如有300家3万平米商场采用冰蓄冷空调，则相当于建设了一座30万千瓦的调峰电厂。虽然单纯从单个系统角度分析，冰蓄冷系统的能耗较常规系统要大一些，但从国家的角度讲，对电力使用削峰填谷，提高了利用率，节约了基础建设投资，创造了巨大的社会效益，因此是节能的，同时因峰谷电价的差异，冰蓄冷系统亦可为业主节约30%—50%的运行费用。

b) 常温相变蓄能系统

采用填充相变材料的地板或墙体，在白天太阳辐射照射到地板、墙壁上或者室温较高时吸收热量，在室温较低时放出热量。这样就可以充分利用太阳能，并使室温波动较小，房间可保持舒适并节省采暖费用。

■高舒适度、低能耗的空调通风系统

≥辐射制冷供暖系统加置换式通风系统

辐射制冷采暖系统加置换式新风系统是一种全新的空调方式，它在提供舒适健康的室内热湿环境及低噪音声环境的同时也具有较好的节能效果。其特点如下：

室内无吹冷风感，主要通过辐射换热这一舒适感最高的方式换热

系统运行节能

无凝水潮湿部分，消除了霉菌问题。

置换式新风系统提供最健康的新风供给方式，新风处理后直接送入室内，污浊空气进行热回收后直接排出室外，无循环风，不存在交叉污染。

室内无任何运转设备，不产生噪音。

室内无任何空调设备，美观且节省空间。

≥变风量（VAV）系统

变风量系统是由变频中心空调系统配以变风量(VAV)末端设备组成，是一种高舒适度，低能耗的空调系统。 变风量系统比常规这种系统具有相当多的优点：

系统中的能耗设备均可进行变频调节能量输出，即使在较低负荷的共况下，也能通过变频调节而工作在较高的效率下，节约大量能源。

系统中各个房间可独立起停及调节温度，并且互不影响，给使用者创造了极高的舒适度。

不会出现“一开全开”，即使无人使用的房间也进行空调的浪费能源的现象出现。

≥变频技术

变频技术是在建筑物空调负荷需求发生变化时，（如室内人员、室外温度、太阳辐射强度的变化）通过对冷水机组，水泵，风机等设备进行变频调节来降低能量输出以适应负荷需求。其整体节能效果可达到30-40%。

≥住宅生态通风技术

■提供高舒适度的其他技术

≥浮筑楼板技术

浮筑楼板是在结构楼板上铺设一层绝缘隔声材料，上面再浇筑6-8cm的混凝土沙浆层，这层楼板似乎浮在绝缘层上，与楼板及四面墙体分离，达到极好的隔音效果，降低以至消除上下楼层之间的相互影响，创造高舒适度的室内声环境。

≥双层架空地面系统

双层架空地面是欧洲现代办公建筑的标准配置，它是随着现代化通讯以及空调技术发展应运而生的一种建筑技术体系。

≥洁具同层后排水技术

这种构造避免了通常下排水构造在卫生间地面上打洞，下水管挂在楼下房间天花上的作法，从根本上消除了产生噪音、交叉感染、冷凝水等问题。管道不穿越楼板，上下住户无干扰，享受真正的产权独立。另外采用后排水系统，通过调整排水支管，就可以轻松地将洁具放在任何位置，创造丰富的个性设计空间。

■中水处理及回用系统

中水处理系统就是将生活废水、冷却水、已达标排放的生产污水等水源，经物化或生化处理，达到国家《生活杂用水水质标准》，然后再回用于厕所冲洗、浇灌草坪、洗车、工业循环水及扫除用水等。充分利用有限的水资源，替换出等量的自来水，又减轻了城市污水处理厂的运行负荷，是利国利民造福后代的善举。

■智能楼宇自控系统

智能楼宇自控系统是将建筑物(或建筑群)内的电力、照明、空调、给排水、防灾、保安、广播、通讯等设备以集中监视与治理为目的,构成的一个综合系统。一般的是集散型系统,即分散控制与集中监视、治理的计算机局域网。目的是使建筑物成为具有最佳工作与生活环境、设备高效运行、整体节能效果最佳、安全的场所。

4．新技术、新设备的引进吸收及国产化

目前我国应用的很多新技术及设备都是进口的，在浪费大量资金的同时无法形成自主的，成体系的知识产权，因此应通过对引进先进技术的消化吸收创新并尽可能实现国产化，遵循“引进、消化、跟踪、创新”的方针，在工程建设中，一方面引进国外先进技术为我所用，另一方面，全面系统地消化、吸收引进技术并努力创新、不断增强自主研究开发的能力，并开辟各种渠道，结合工程设计和技术改造项目，推广应用新工艺、新技术、新材料、新设备，为国家节约了大量的外汇投资，取得良好的经济效益和社会效益。