建筑采暖论文范文

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调整能源结构，减少燃煤造成的污染，同时满足电力供大于需的矛盾，是华北地区大中型城市环境治理面临的一个重大问题。建筑采暖能源约占此地区能源消耗的四分之一以上，重新研究建筑采暖策略是这些地区能源结构的调整重点，对目前飞速发展的住宅建设也有重要的指导意义。本文在分析采暖现状的基础上，列出面临的各种问题，介绍了可能的各种采暖方式，并从一次能源利用、运行成本、初投资、适用性等方面进行评价，最后提出不同现状下新旧建筑采暖方式的建议。

一．现状

1．热电联产、集中供热，目前华北各大中型城市均有一个或几个热电厂为热源的热网，北京市随着高碑店热电厂的并网和城区管网的进一步扩建和改造，供热面积可进一步发展到六千万平米。其它各城市热电联产为热源的集中供热系统也陆续建成和投入运行。

2．区域锅炉房为热源的集中供热，这是该地区最主要的供热方式，燃料主要为煤，目前部分改为天然气或燃油。

3．家庭燃煤炉，仍占较大比例，是冬季空气的主要污染源之一。

以上三种方式为此地区85％以上建筑的采暖方式，此外还有利用地热热水为热源的集中供热系统，新建小区利用电热膜方式的电采暖、一家一户燃气小锅炉采暖、空气热泵和水源热泵采暖等。

二．目前问题

1．集中供热系统末端无计量和调节手段。统一按照供热面积收费。当室内过热时，用户开窗散热而不是关暖气。由于无调节手段，办公室、教室夜间和假期照常供热，住宅有人无人照常供热。根据测算，末端增加调节手段并通过改变计量方式使此调节手段被真正利用，可使供热能耗降低35～40％，并可以实实在在地改善需要采暖的用户的采暖状况，满足不同水平的需求。然而采暖收费方式的改革涉及大量技术、资金和政策问题。将是一个长期的任务。

2．家庭小煤炉采暖和大量的小型燃煤锅炉区域采暖是冬季空气的主要污染源之一。应作为环保改造的重点。

3．华北电网峰谷差达到1：4.5，尽管总的用电负荷低于供电能力，但峰时供电仍紧张，削峰填谷和发展低负荷时段的电力负荷是能源结构调整所面临的重要课题。

三．几种可行的采暖方式及分析评价

1．热电联产方式热电联产是利用燃料的高品位热能发电后，将其低品位热能供热的综合利用能源的技术。目前我国大型火力电厂的平均发电效率为33％，而热电厂供热时发电效率可达20％，剩下的80％热量中的70％以上可用于供热。一万千焦热量的燃料，采用热电联产方式，可产生2000千焦电力和7000千焦热量。而采用普通火力发电厂发电，此2000千焦电力需消耗6000千焦燃料。因此，将热电联产方式产出的电力按照普通电厂的发电效率扣除其燃料消耗，剩余的4000千焦燃料可产生7000千焦热量。从这个意义上讲,则热电厂供热的效率为170％，约为中小型锅炉房供热效率的2倍。同时热电厂可采用先进的脱硫装置和消烟除尘设备，同样产热量造成的空气污染远小于中小型锅炉房。因此在条件允许时，应优先发展热电联产的采暖方式。热电联产的问题是：①长距离输送，管网初投资高，输送水泵电耗为所输送热量的2～4％，维护、管理费用也高，②由于末端无计量方式和调节手段，导致30～40％的热量浪费。按照前苏联的大规模实验结果，供热末端增加调节手段，并采用按热量计量收费后,可节省热量30％以上。[2]

2．中小型区域锅炉房集中供热其区域锅炉房可以是燃煤、燃气、燃油或电锅炉方式，但都需要通过区域管网经过热水循环向建筑物内供热。于是与热电联产方式一样，由于末端无计量和调节手段，导致30～40％的热量浪费。热量输送距离短，水泵电耗为输送热量的1～1.5％，但其热源效率却远低于热电联产方式。区域燃煤锅炉房的设置是以煤为主要燃料的解决分散到各户设燃煤炉导致的煤和煤渣的运输与污染，煤炉的管理等一系列问题。为此牺牲了末端调节能力，导致30～40％的末端热量浪费增加了1～1.5％的输送电耗，并降低了供热水平，但如果以电或天然气为燃料，它们的输送都比热量容易，输送成本也低，电热或天然气锅炉很容易实现自动管理。为什么还要搞燃气或电的区域锅炉房呢？按照目前的燃料价格，使用天然气为燃煤的4倍，电热为燃煤的11倍，使用这些清洁燃料除换来环境效益外，应尽量利用其便于输送，便于调节的特点，通过节能尽可能地减少运行费的增加。

3．家用小型燃气热水炉一家一户自成系统，同时解决采暖和热水供应问题。这一方式在欧、美已有几十年历史，目前为这些地区的主要采暖方式，我国之所以没有广泛应用，是由于燃煤为主的历史形成必须集中供热的传统观念，以往居住面积狭小也限制了这种方式的采用。长期依赖住房分配制，集中供热设备的投资，包含在市政和建筑中，而家庭燃气锅炉却要个人出资则为另一原因。目前随住房改革和燃料结构改变，这三个原因都不再存在，因此在新建住宅区当不存在热电联产集中供热的条件，准备使用天然气为采暖燃料时，家用燃气小锅炉应为首选方案。近几年曾出现过几起燃气小锅炉爆炸的事故，这属于初期试用中的问题。引进国外成熟技术，安全问题应较容易和可靠的解决。小区燃气锅炉房集中供热工程中，锅炉房、外网和建筑物内主管网的投资至少要30～50元/m2，与家庭燃气锅炉房投资相同。而使用家庭燃气锅炉时还可省去热水器投资。采暖是连续负荷，瞬态负荷不高于目前家用热水器负荷，因此不会给燃气管网带来问题。而末端的灵活调节却能与集中燃气锅炉相比，平均节省30～40％的燃气，从而降低运行成本。因此，与燃气集中锅炉房形式相比，这一方式优越性十分明显。

4．直接电热在室内采用各种电暖气、电热膜等方式，尽管末端装置热利用率为100％，并且调节灵活，但使用高品位电能直接转换为热，是很大的能源浪费。目前我国大型火力发电厂的平均热电转换效率为33％，在加上输送损失，电热采暖的效率仅为30％，远低于热电联产的170％，也低于燃煤或燃气采暖的85～90％。法国、瑞士等国采用部分电热采暖是由于它们丰富的水利资源，发电以水电和核电为主。我国还是以火电为主，采用电热方式，实际上要比锅炉房直接供热增加2倍的污染物排放量。仅从环境保护的角度看，电热直接采暖的方式也不可取。

5．电蓄热方式为了解决电力负荷的峰谷差，减缓大型火电与调峰的困难，设法利用夜间低谷期电力供热，从电力系统运行的综合平衡看，尚有一定的道理。目前有这样几种电蓄热方式：①大型常压热水箱。每一万平米采暖面积约需85立方米水箱，占地成本高，蓄热损失也较大②高压蓄热水箱，可使蓄热温度提高到19℃，从而可使蓄热水箱容积减少至三分之一。但所占空间仍大，并且在居住区增加这样的高压容器总有一些安全问题。这两种方式最终还是以集中供热方式向末端供热，因此保留了集中供热调节不灵活，供热效率低等一系列问题。③采用电热膜方式，利用建筑物本身热湿性蓄热。由于采暖最大负荷发生在晚间而电力负荷低谷发生在后半夜，因此这种蓄热方式效果很差，并且为了蓄热导致夜间室内温度过高，热损失增加。④相变蓄热电暖气[1]。采用硅铝合金作为相变材料，体积与通常的铸铁暖气相同却可在五小时内蓄存一天的供热量，真正实现削峰填谷，其放热量又可随时人为控制，不需要采暖时可随时关闭，应该是末端电蓄热采暖的最佳解决方案。目前的问题是设备投资高，约150元/m2，电力峰谷价格差别小。只有由电力部门对这种采暖设备适当补贴，并且使谷间电价降至0.20元/度以下，这种方式才能与个人燃气锅炉竞争。

6．电动空气热泵使用电采暖的最好方式是热泵方式。空气热泵是使空气侧温度降低，将其热量转送至另一侧的空气或水中，使其温度升至采暖所要求的温度。由于此时电用来实现热量从低温向高温的提升，因此当外温为0℃时，一度电可产生约3.5度的热量，效率为350％，考虑发电的热电效率为33％，空气热泵的总体效率约为110％，高于直接燃煤或燃气的效率。实际上现在的窗式和分体式空调器中相当一部分都已具有热泵功能，因此属很成熟的技术。具有热泵功能的房间空调器与单冷型房间空调器价格差异并不大，因此考虑到空调器的普及，采用热泵并不增加投资。这种方式的问题是：①热泵性能随室外温度降低而降低，当外温降至－5℃以下时，一般就需要辅助采暖设备。此时用电热作为辅助手段，也远比整个冬季全部电热效率高，模拟分析的结果表明使用辅助电采暖后，北京地区热泵采暖电耗约为直接电热方式的一半。②房间空调器的末端是热风而不是一般的采暖散热器，许多人感觉不舒适，这可以通过一些措施来改进。例如采用户式中央空调与地板采暖结合等，但初投资要增加。

7．电动水源热泵解决空气热泵外温低时效率下降的最好方案就是采用深井回灌方式的水源热泵。冬季将地下水从深井抽出，经换热器降温后，再回灌到另一口深井中。换热器得到的热量经热泵提升温度后成为采暖热源。夏季则将地下水从深井中取出经换热器升温后再回灌到另一口深井中，换热器另一侧则为空调冷却水。这种方式实际上是在夏天将建筑物中产生的热量存入地下，供冬季采暖使用。冬季将建筑物产生的冷量存于地下，供夏天空调用。华北地区民用建筑冬夏冷热负荷大致相当，因此采用此方式可保持地下的热平衡。由于地下水抽出后经过换热器后又回灌至地下，属全封闭方式，因此不使用任何水资源也不会污染地下水源。这一方式在西欧各国广泛使用，属环保方式。我国在70年代就有多处采用冬季深井回灌，以在夏季提供空调冷水的工程经验，因此属成熟技术；水??水热泵的投资及技术复杂性都低于风??水热泵或风??风热泵，应无技术难度。由于地下水温常年稳定，采用这种方式整个冬季气候条件都可实现一度电产生3.5度以上的热量，运行成本低于燃煤锅炉房供热，夏季还可使空调效率提高，降低30～40％的制冷电耗。同时此方式冬季可产生45℃热水，因此仍可使用目前的采暖散热器。采用这种方式需要的深井和泵房投资折合约60元/m2，可以每座建筑安装集中的热泵站，向各室提供冷水或热水，但更好的方式是在各户自行安装小型水冷热泵，解决冬季采暖和夏季空调的要求，增加的投资约为150元/m2，如果考虑空调设备投资的话，这种方式与小区燃煤锅炉房＋各户房间空调器投资相同，但全部为电驱动，小区无污染。夏季空调热量全部排入地下，小区无热污染，一次能源效率还高于直接燃煤，因此应该是解决华北地区城市建筑采暖空调的最佳方案。

*电费按0.39元/度计算

**低谷电按0.20元/度计算

***已包括夏季空调初投资

****热电联产初投资仅为外网及换热站，不包括电厂，运行费按16元/GJ，燃煤从电厂购热价计算

注：1.运行能源包括输送管网水泵电耗，管理费为运行管理人工费

2．燃气价格按1.4元/m3，36MJ/m3燃值计算

从表中折合一次能源消耗量和燃料种类可看出各种方式COx排放量及对大气的污染程度。可以看出，如果电均为燃煤电厂供给的话，热电联产方式对大气污染最低而电热锅炉排放量最高。运行费也是热电联产方式最低，因此只要条件具备，就应大力发展热电联产集中供热方式，同时改革供热计量收费方式，增加末端调节手段，从而进一步降低集中供热单位能耗，增大现有的热电联产热源可能供热的面积。

四．结论

1．大力发展热电联产集中供热方式，这是写入我国二十一世纪白皮书中的基本国策，应从各方面支持和保证。只要有可能接入热电联产集中供热网的，就应要求接入，而不允许采用其它方式。

2．不同的燃料对应于不同的最佳供热方式。燃煤对应的最佳方式为热电联产和集中供热，燃气、直接用电时集中供热方式就不再适宜，而应发展与新的燃料对应的新方式。

3．对小区锅炉煤改天然气工程一定要慎重。有条件接入热电联产集中供热网的应尽可能接入。有条件取消集中供热，改为家庭独立的燃气锅炉的应尽可能争取。对于住户经济条件普遍较好，空调安装率较高的小区，甚至还可打深井，安装集中换热器利用原有供暖管网实现水的循环，在各家各户安装分散式水源热泵。

4．远离热电联产热网的新建小区不应该再建集中供热系统，而应采用家庭小型燃气锅炉或建深井回灌系统统一提供循环水，各家各户安装小型水源热泵。

5．应从政策上支持深井回灌式水源热泵系统。有条件地区的新建小区和商业建筑应尽可能优先考虑此种方式，这对保护大气环境，保护小区环境，扩大用电负荷都非常适宜。将空调设备投资一同考虑的话，这种方式初投资并不高，而运行费用最低。

6．对于城区燃煤炉采暖的用户，可以推广带有辅助热源的空气热泵方式和蓄热式电暖气方式。由于蓄热式电暖气方式具有最佳的对电力负荷削峰填谷效果。因此除电价上的优惠政策外，电力部门还应对蓄热式电暖气设备给予补贴。

7．严格禁止各种电热锅炉集中供热方式。对电热膜、电暖气等方式也应尽量控制使用。绝不能为了目前扩大用电负荷就推广直接电采暖。我国电力系统最大问题是峰谷差，直接电采暖不会为减缓峰谷差有何帮助。大力发展热泵技术，实现高效率供热或发展相变蓄热电暖气解决峰谷差问题，才应是扩大用电负荷的合理途径。各种热泵系统虽然初投资略高，但都已包括了空调设备。几种热泵系统的投资都低于单独的采暖系统加上单独的空调系统，近年来我国房间空调器的拥有量一直以20％的速度递增，目前北京市每百户拥有空调器超过60台。从这一背景出发全面考虑采暖和空调的要求，热泵系统反而成为更经济的了。

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2)施工单位对建筑采暖及给排水工程施工缺乏目标性和计划性。因为建筑采暖及给排水工程缺乏相关政府部门和施工单位的足够重视，没有具体的完善的施工计划和目标指导相关人员施工，导致施工过程中经常会出现为建筑采暖及给排水工程预留的孔洞位置不适合或者是根本没有预留。使施工过程出现反复重改的局面，或者是在后期进行补救时，会对完成的建筑主体造成新的破坏，影响后期的施工，使施工工程的质量出现问题，存在安全隐患。

3)建设单位对建筑采暖及给排水工程的重视不足。建筑采暖及给排水工程是整个建筑施工中的重要组成部分，因为相对于主体建筑物而言，建筑采暖及给排水工程所占的分量比较轻，因此，建设单位经常会忽视，甚至会有建设单位安排非采暖及给排水的人员进行现场监管控制，在施工过程中对出现采暖及给排水的管道预留位置不当甚至于未留等情况不能及时发现，这会给后期的施工带来很大的不便，也给住户造成居住隐患。

4)建筑采暖及给排水工程施工人员的技术和素质不高。目前，我国大多数的建筑采暖及给排水施工人员没有经过系统地培训，缺乏专业全面的施工知识，他们的学习就只有通过在施工的实践过程中得到，从而获得知识的积累和完善，但是这样获得的知识是片面的，会致使他们在具体施工时，出现与施工图纸不符的情况，造成建筑的质量出现问题。

2建筑采暖及给排水工程施工中应注意的问题

1)做好建筑采暖及给排水工程施工的前期准备工作。

a．结合施工的实际情况。对建筑采暖及给排水工程制定详细可行的方案和计划。在施工时，详细可行的计划很重要，在施工过程出现细节问题时，可以根据计划及时地做出调整，避免造成损失。施工计划主要有工程的整体结构、采暖及给排水工程计划提出的依据、施工前的所需材料的准备、对施工方案的审查、施工计划不足进行补充和提供保障。

b．仔细准备和检查建筑采暖及给排水工程的施工材料。准备施工材料时，需要进行以下工作:审查建筑采暖及给排水工程的施工图纸，管道直径、工程标高、大小尺寸以及建成主体的尺寸复核等相关工作，使之与相关的建筑规范、标准相符。还要对工程的施工设备机具进行检查和维修，不能有丝毫的马虎，严格按照相关的规范来检测，最后一定要取得设备的检验合格证书。

c．给建筑采暖及给排水工程的施工人员做好培训工作。建筑施工人员的技术是否精湛，是否具备很强的专业性，与建筑的施工质量息息相关。建筑施工单位可以定期配送一些员工去进行专业技术的学习，也可以聘请专业技术人员进行专项培训，丰富其专业知识，提高其施工技术水平，保证建筑工程的质量。

2)保证建筑采暖及给排水工程施工过程中的监管、沟通和质量。

a．建筑采暖及给排水工程施工工程中的质量要保证。在进行建筑施工时，专业技术人员和施工人员要做到密切配合、协调沟通，使施工过程得以顺利进行。要做到统一的计划，把调试采暖及给排水、确定排水口位置还有水表的安装位置，以及暖气的安装工作做好。

b．施工时做到分类分区。在施工过程中，使用分类分区施工的方法，可以在进行高层建筑的建造时，减低因为建筑面积大、垂直高度跨度大而造成的施工难度，能够使得工程的施工工期缩短，成本降低。

c．预留埋设。在施工过程中，使用预留埋设的方法，精确地按照原来的施工图纸给预留位置进行布局，要仔细地观察套管和孔洞能否相吻合。

3)控制和保证建筑采暖及给排水工程后期的质量。在建筑采暖及给排水工程进行到收尾阶段时，施工人员也不能放松警惕，要仔细审查施工的质量是否符合相关的标准规范，主要检查管道漏水、管道位置、暖气通道等。对建筑采暖及给排水工程的试用是不能够被忽视的一个重要环节，对工程进行试用时，如果发现存在问题，要及时地更正解决，保证施工质量。

3建筑采暖及给排水工程施工中经常采用的措施

1)加强相关政府部门的监管力度。在建筑采暖及给排水工程施工中，相关政府部门要切实履行好自己的职责，不能够把监管工作只停留在表面，做形象工程，要坚持为人民服务的原则，全面做好对建筑工程的监管工作。如果在监管中，发现问题，要及时地督促施工单位和施工人员进行纠正和补救，最后做好负责验收的工作，严把质量关。与此同时，相关政府部门也要重视自身人员专业素养的提升，提高其对建筑施工的整体质量的监管水平。同时也有必要做好施工人员技术培训的引导工作。

2)强化建筑采暖及给排水工程施工人员的专业素养。在进行建筑采暖及给排水工程施工时，不仅要求施工人员有专业的技术水平，还要有很高的道德素养。因此，施工单位要组织专门的技术培训课程，对施工人员进行系统全面地培训，告知施工人员在施工过程中要掌握和注意的施工要点，以确保施工质量。

3)要加强建设单位对建筑施工的重视。在建筑工程中，建筑采暖及给排水是非常重要的组成部分，建设单位必须要强化对其的重视度，根据不同的施工地点、施工条件，安排专业的技术人员定期在施工现场进行监管。合理选定监理单位及其专业监理人员进行旁站监理。

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Abstract: nowadays the use of the plant is more and more common. Cold areas building more to consider the problem of energy consumption. This paper, from the thermal insulation design, roofing aspects of the design of steel structure plant design core issues to discuss, summarizes the key points of the design of the building energy saving, and puts forward some problems that should be paid attention to in the design and the suggestion, choose mainly from the process flow, energy conservation of the building design, technical and economic analysis to determine the comprehensive consideration.

Keywords: building energy saving design; Heat preservation; Palisade structure

中图分类号：S611文献标识码：A 文章编号：

引言：

我国是世界上第三能源生产和消费国，单位产值能耗名列世界前茅，表明我国经济效率能源利用率较低。我国建筑能耗目前每年已高达2亿吨左右标准煤，占全国总能耗量的1／4～1／3，是能耗大户。在节约能源中，建筑节能尤其值得关注。建筑节能不仅是为了减少能耗、提高经济效益的迫切需要，而且也是减轻大气环境污染、改善气候与生态环境、造福子孙后代的百年大计。

一、我国建筑能耗现状

建筑能耗主要包括建筑材料和建筑设备的生产用能、房屋建筑时施工用能、建筑物在使用期间的日常用能(采暖、空调、降温、电气、照明、炊事、热水供应等)，房屋维修、拆除用能等四个方面，其中尤以日常使用能耗为最大。据国外分析，使用能耗与其他能耗之比一般为8：2～9：1，而采暖建筑大部份为9：1，其次是建筑生产能耗。所以在建筑节能中应以日常使用能耗为节能重点，而在使用能耗中则以采暖用能为主。据统计我国采暖地区约占国土60％，在全国城市民用建筑中采暖建筑占45％，而住宅建筑又占民用建筑中的70％，因此建筑的节能重点应是采暖能耗。特别是在工业生产中，厂房的节能设计及节能措施更加重要。

我国自八十年代才开始重视建筑节能，自八六年七月颁布“民用建筑节能设计标准”以来，在设计和实施过程中还没有引起足够重视，更缺乏监督，导致与国外差距拉大。譬如：我国建材工业能耗仅次于电力工业而居备工业中第二位，用于生产建筑钢材、水泥、砖瓦等各种建材的能耗，每年约1亿吨标准煤，占建材工业总能耗50％，随着经济发展、基建项目增加，这个比例还在扩大，而且单位能耗比发达国家高得多。因此，一方面要大力降低建材生产的单位能耗，另一方面要大力研制、开发低能耗的建材产品，以取代传统性粘土砖瓦的墙体材料，这已成为当前建筑节能中一个非常重要环节。

二、屋顶设计的问题

1、屋盖支撑。

规范第9．1．20条规定，屋盖支撑杆件宜用型钢，目前多数采用圆钢，甚至在8度地震区也有用圆钢的，必须引起高度重视由于人们对震害的感受不深，认为地震发生的概率很小，因此重视不够。作者建议8度地震区应用型钢截面，7度及7度以下视刚架跨度和荷载大小可考虑是否一律采用型钢。

2、钢结构厂房屋面设计的防水问题。

屋面防水设计涉及屋面坡度、天沟形式、单坡屋面长度等因素。屋面坡度，根据《屋面工程技术规范》的规定，屋面坡度最小为5％。但在实际工程中，一些外资钢构公司屋面坡度经常做到3％，甚至2％。考虑到同前国内钢构厂家技术力量、节点的处理、材料性能方面参差不齐，人们将屋面坡度控制在5％。在积雪较大的地区，坡度应适当增大。单坡屋面长

度，主要取决于工程所在区域的最大温差以及降雨所形成的最大水头的高度。根据收集的资料和工程设计经验，单坡屋面长度宜控制在70m以内，若超过70m，需做专题研究、特殊处理。哈尔滨地处严寒地区．冬季气温低，堆积的冰雪反复冻融，容易对普通钢屋面造成破坏，尤其是天沟处，造成渗漏，根据以往的经验，内天沟尚无成功的实例，故确定设计方案全部采用外天沟。另外哈尔滨冬季雪大，在高低跨处宜积很高的雪，威胁厂房安全，故确定设计方案采用一个屋脊双坡屋面。

3、提高屋顶的热工性能

屋顶构造设计应综合考虑防火、防水、保温、隔热措施，提高保温材料厚度，选择优质的保温材料。提高或改善屋面热工性能在北方着重是保温，在南方着重是隔热，因此要选择容量轻、吸水率、含水率较低的高效保温材料，如聚苯乙烯板，岩棉等。常见屋顶做法：

1)平屋顶，在北方较多应用，保温材料采用加气混凝土(50。100mm)，已逐步推行岩棉制块、聚苯板等。

2)尖屋顶，在南方应用广泛，在顶内铺设轻质保温材料(玻璃棉、聚酯板)，也可在天棚上铺设轻质保温材料。尖屋顶做法在西欧或发达国家很广泛。

三、提高围护结构的热阻

1、厂房围护结构存在的不足

建筑热工设计不仅应满足建筑热工和卫生要求，而且要立足于能源经济学的观点。现在一般厂房所用的围护结构的热阻仅仅是考虑了建筑热工和卫生的要求，即满足内表面和材料内部不结露，而很少考虑能源消耗的因素。欧美各国的研究分析认为：隔热保温是建筑节能最有效的途径并把改善建筑保温性能当作建筑节能的首要任务。许多国家制定了建筑节能法规。现在，我国厂房外墙外窗的综合传热系数一般在2．O～3．0W／m℃之间，超过美国节能控制标准的22％～52％；屋顶的综合传热系数一般在1．05～1．396w／m℃之间，超过美国节能标准50％～100％。美国建筑节能法要求采暖房屋的护结构必须采用导热系数小于0．233w／m℃的保温材料，对导热系数O．814w／m℃的砖砌体不视为保温材料。西北建筑设计院通过对北京和哈尔滨采暖耗能与造价之间的分析，得出两地采暖砖混建筑的外墙最佳保温厚度分别为2砖和3砖，但从墙体结构受力和室内有效面积等角度考虑是不合适的。我们应从设计上改变过去的传统和习惯，从建筑节能和能源经济学的角度出发，适当增加主厂房围护结构保温厚度或采用新型的高性能保温材料，以提高主厂房围护结构保温性能。

2、一般的解决措施

(一)尽量减少外门数量，缩小外门尺寸。有的工程中，工艺专业仅根据本专根据本专业的需要提出所需外门的数量和尺寸，建筑专业应对此逐一落实，是否需要这么多，这样大，尽量压缩。门洞留大了，热风幕吹风作用范围达不到封堵冷风的作用。在较寒冷的地区，这一条十分重要，设计人员一定要充分考虑到气候因素的影响，绝不应把东北地区与江南地区等同对待。

(二)凡有外门必设门斗，必加装热风幕。经验表明，凡这样处理的外门，保温效果根好，门斗加装热风幕，可在门斗区域造成一个缓冲空间，有利于减少室外渗入的冷风。地处严寒地区的某电厂主厂房主入口，就是做了上述处理，实际运行中，保温效果很明显。

(三)注意门型的选择。选用的主厂房外门一定要密闭性好，关闭可靠、结实。较大的外门上要特设供人通行的小门。据了解，目前电厂主厂房常用的大门的保温密闭效果都不太理想，急需设计一种新型的主厂房外大门。

(四)注意外门的位置。外门尽量避免放在当地冬季主导风向的位置，也要尽量避开当地寒潮来临时主导风向的方向。显然，在设计主厂房外门时，多做些工作，多动动脑筋，会收到十分明显而可靠的节能效果，可谓事半功倍。

结束语：

节能是我国的一项基本国策，建立节约型社会是我们的目标。作为耗能大户的工业厂房，节能工作任重而道远。厂房建筑节能可采取以下措施：1、充分利用设备散热量，从节能角度看，锅炉不应露天布置，应把锅炉放在厂房内，以回收锅炉设备的散热量。2、锅炉送风机室内吸风量应根据室外温度进行调节，以回收余热。尤其是在夏季，送风机应在室内吸风。3、提高围护结构保温性能，限制外墙综合传热系数在1．60～1．80w／m℃之间。4、减小窗墙之比，建议主厂房窗墙之比值控制在10%～20%之间。5、为减少冬季冷风渗透量，应改进大门结构、形式，设置门斗，凡有外门处均应设置热风幕。

参考文献：

[1]王小华.陈侨建筑设计与节能措施[期刊论文]-科技信息2008(24)

[2]胡伟民 建筑设计与节能浅论[期刊论文]-中国高新技术企业2008(10)

[3]陈明 对绿色建筑设计与节能技术探讨[期刊论文]-城市建设与商业网点2009(21)

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中图分类号：TU2文献标识码： A 文章编号：

随着我国城市化进程的加快，城市建筑的规模不断扩大，建筑能源消耗也随之持续增加，如何减少建筑能耗，建造节约型建筑成为了建筑设计行业关注的焦点。同时，住宅建筑能耗是建筑能耗的重要组成部分，研究住宅建筑规划中的节能显得尤为重要。建筑规划与设计的合理性直接决定着住宅建筑的节能效果，决定能否为居住者提供舒适健康的节能建筑[1]。本文着眼于住宅建筑的规划阶段，分析对建筑能耗影响较大的参数，主要包括：建筑体形系数、建筑物的朝向、复式建筑等，希望为住宅建筑的规划设计提出指导意见。

建筑体形系数

我国《民用建筑节能设计标准》（JGJ26-95）中规定，建筑体形系数 S 指“建筑物与室外大气接触的外表面积与其所包围的体积的比值”，如下所示：

式中，S为建筑体形系数，F0为建筑的外表面积(m2)，V0为建筑体积(m3)。此式表明：体形系数是单位建筑体积占用的外表面积，反映了一栋建筑体形的复杂程度和围护结构散热面积的多少，体形系数越大，体形越复杂，其围护结构散热面积就越大，建筑物围护结构传热耗热量就越大。因此，建筑体形系数对建筑能耗影响显著，有研究资料表明，体形系数由0.4减少到0.3，围护结构传热损失可降低25%，全年采暖空调能耗可减少13%[2]。以下就体形系数中几个重要的参量对建筑能耗的影响进行讨论。

(1) 体形形态：由于形状不同，建筑所受太阳影响程度及建筑室内外通过外墙表面的热交换情况将有所差异。针对各种不同体形形态的参量描述，按节能效果优劣的建筑设计顺序依次为：圆、多边形、正方形、长方形、三角形。圆和多边形为推荐建筑形状，而三角形对节能较为不利。

(2) 建筑进深：当建筑物的高度H固定时，建筑进深X与建筑长度Y对建筑体形系数S的影响效果相同。建筑长度Y增大会导致外表面积太大，体形系数相应很大，不利于节能和节地，应加以限制。因此，这里讨论进深对建筑节能的影响，随着建筑进深X的增大，体形系数S逐渐减小最后趋向于一个定值（）。在同样满足采光、通风及一定室内景观要求的情况下，进深适当增大到12.6m 左右，能大大改善室内热环境，降低体形系数，并且与小进深住宅相比，节能节地，还可以降低建筑造价[3-4]。

(3) 建筑总高度H：建筑体形系数S随着建筑总高度H的增加而减小，建筑采暖能耗、空调能耗和建筑总能耗也随之减小，体形系数S对建筑采暖能耗的影响明显大于对空调能耗的影响。建筑总高度H对低层建筑、多层建筑和中高层建筑的体形系数影响非常大（期间体形系数S降低 40%～60%），而对其他建筑的体形系数影响却较为有限（期间体形系数S降低 2%～10%）。

(4) 建筑层高h：类似于建筑总高度H，建筑体形系数S随着建筑层高h的增加也逐渐减小，两者之间呈线性负相关关系。同时，随着建筑层数增加，层高h对体形系数S的影响越来越小，对低层建筑的体形系数影响最为明显。

建筑朝向

对节能住宅而言，选择合理的建筑朝向是需要着重考虑的问题。建筑物的朝向对太阳辐射得热量和空气渗透耗热量都有影响。在实际运用中，当根据日照和太阳辐射已将住宅的基本朝向范围确定后，在进一步核对季节主导风时，会出现主导风向与建筑朝向形成夹角的情况。从单栋住宅的通风条件来看，房屋与主导风向垂直效果最好。但是，从整个住宅群来看，这种情况并不完全有利，而往往希望形成一个角度，以便各排房屋都能获得比较满意的通风条件。

从长期实践经验来看，南向是全国各地区都较为适宜的建筑朝向。但在建筑设计时，建筑朝向受各方面条件的制约，不可能都采用南向，这就应结合各种设计条件，因地制宜地确定合理建筑朝向的范围，以满足生产和生活的要求。

复式建筑

随着我国居民消费水平的逐步提高，购房者的消费观念更趋理智，对居住的质量要求也大大提高，在住房选择上更趋向多元化和个性化，多种新型的特色住宅模式开始进入住宅市场。比较适合中青年家庭的复式户型比起普通的平面户型来空间形式更为丰富，变化多样，能融入更多的创意体现个性，价格相对偏低，己成为购房者比较喜爱的房型，图1所示为某复式住宅户型结构。

图1 典型的复式住宅户型结构

然而，不管任何类型的组合方式，复式建筑的采暖能耗、空调能耗和建筑总能耗都比普通建筑的能耗值要高，其中复式别墅的采暖能耗、空调能耗和建筑总能耗分别比普通别墅的高出 2.60Kw•h/、2.84Kw•h/和 5.44Kw•h/，而 18+1顶层复式建筑的采暖能耗、空调能耗和建筑总能耗分别比普通 18+1 建筑高出0.13Kw•h/、0.32Kw•h/和 0.45Kw•h/，因此复式建筑设计并不利于住宅的节能控制。

结语

住宅建筑规划和设计的合理性决定着居住建筑的节能效果，决定了能否为居住者提供舒适健康的节能建筑，本文分析了对建筑能耗影响较大的几个因素。在人们对于居住环境要求越来越高的现代社会，建筑规划与设计时既考虑到满足人们基本需要，有通过改良影响建筑能耗的因素，可以达到降低建筑能耗

参考文献：

[1] 赵重庆地区住宅建筑规划节能研究 [D].重庆大学硕士学位论文, 2008.

[2] 操雪荣. 居住建筑体形系数对建筑能耗影响关系研究[D].重庆大学硕士学位论文, 2007.

[3] 金虹. 严寒地区城市低密度住宅节能设计研究[D].哈尔滨工业大学博士学位论文, 2003.

篇5

 

低温热水地板辐射采暖,简称地板采暖。地板采暖是利用埋设在地板下的采暖管道系统通过辐射换热的方式将热量传入室内，从而使室温自下而上逐渐升高，达到采暖的目的。目前采取的方式有二种；集中换热和分户式换热。

分户式换热是目前国际上较为流行的做法，这种技术在国外经过二十多年来的发展已经很成熟。简单地说就是以一组分水器为单位，为每一个采暖单元建一个小型智能化的换热站，你需要多少热量它就输出多少热量，地板温度、房间温度由用户自己设定。目前我国的地面供暖实践中，供暖方式以分户式低温热水地板辐射供暖为主。

1地板辐射采暖方式的优缺点

1.1地板采暖的优点

1.1.1环境卫生。地采暖遵循温足而凉顶的理想采暖概念，室内热环境好，洁净卫生，避免了室内空气对流所导致的尘埃和挥发异味。

1.1.2舒适性好。采暖过程热量主要为辐射传热，室内温度分布合理，地表温度均匀，室温由下而上逐渐递减，从而，在1．8米以下形成一个热气层。

1.1.3节省空间。地板采暖将加热盘管埋设于地板中，便于装修和家具布置，不占空间使用面积，解决了大跨度和矮窗式（飘窗）建筑物的供暖需求。

1.1.4较好的调节性和分户计量的方便性提高。国家标准《采暖通风与空气调节设计规范》GB50019-2003要求新建住宅热水集中采暖系统，应设置分户热计量和室温度控制装置。

1.1.5蓄热能力大。由于地面层及蓄热层蓄热量大，因此在间歇供暖的条件下室内温度变化缓慢，热稳定性好。

1.1.6系统寿命长，免维修。科技论文，工程应用。。塑料盘管使用寿命长，系统采用盘管回路技术，暗敷管道系统中无接头，不宜产生渗漏，免维修。

1.1.7高效节能，运行费用低。辐射供暖方式热量集中在人体受益的高度，较对流方式热效率高，比传统空调节能20%左右，比传统散热器节能30%以上。

1.2地板采暖的弊端

1.2.1适用范围有限。仅适合建筑热工条件较佳的节能住宅，热负荷较大不能满足时要其它供暖方式辅助。

1.2.2占用竖向结构空间。空间占用80毫米以上，增加荷载约120千克/平方米。

1.2.3与传统散热器供暖系统方式相比热媒输送管径大、热媒需求流量大。

1.2.4可维修性差。地采暖可维修性差地板采暖属隐蔽性工程，不易维修，装修时要选择耐压耐温耐腐蚀，热稳定性能好的高科技环保管材。

1.2.5初期（产品形成过程）投资大。地暖管道系统造价根据所选材料的不同综合约150元/ m2左右。而普通铸铁散热器造价在30元/m2左右，钢制散热器造价在100元/m2左右。

1.2.6新建住宅小区入住人数少时，单户耗热量大。

2地板辐射采暖施工中容易出现的问题及其对策

2.1地板采暖的施工流程及常规做法

2.1.1地板采暖的施工流程：施工准备→地面找平层和防潮层→安装主管道和分集水器→铺装保温层（XPS板）及反射膜→按图纸铺装地暖加热管道→系统打压→浇注垫层→养护→面层铺装→试运行。

2.1.2地板采暖常规做法：在钢筋混凝土地板上先以水泥沙浆找平，然后是20-30mm厚的带铝箔保温板或发泡水泥，将加热盘管与保温层固定在一起，最后浇注40-60mm厚的豆石混凝土作为保护层。上部根据用户的要求再铺设面层。

2.2施工中管理和技术上应注意的问题

2.2.1对设计所选择热源、分集水器布置、盘管间距走向等，根据现阶段市政热网状况，各户内户型及橱柜等的位置进行综合分析，提出合理化建议。

2.2.2在材料进场环节严格按照合同约定和国家规范进行验收，在材料运输和施工环节加强控制，确保盘管及管件、分集水器、保温材料、管卡、扎带、钢网等在形成建筑产品时质量合格。

2.2.3施工工人的培训与管理。地采暖属于专项施工，应当由经过培训的专业人员来进行施工，要求专业人员责任心强、具有较高的质量意识。

2.2.5施工质量控制。科技论文，工程应用。。地暖工程是一项隐蔽工程，绝不能疏忽大意，一旦出现漏水现象将产生极大的危害，必须由专业的技术工人进行操作，严禁偷工减料，必须严格落实自检、互检、交接检制度，专业工程师和监理工程师的联合检查过程，验收合格后方可进行下道工序的施工。

2.2.6施工进度控制。原则上按照总包单位的施工总进度计划执行，但是作为一个项目而言，现场情况千差万别，如材料供应，场地交接，土建安装配合，难免造成工程工期的之后，绝对不能模式化，必须根据实际情况进行调整，所滞后的工期尽可能的组织各班组进行晚间加班，弥补滞后的工期，确保总工期。

2.3施工环节中容易出现的问题

2.3.1地板采暖系统施工应避免与其它工种进行交叉施工作业，导致配合困难或责任不明耽误工期，质量难以保证。水电施工和剔凿应在地板采暖系统施工进场前完成。地板采暖系统安装前，应保证施工现场水电管路施工完毕，厨房、卫生间应做完闭水试验并经过验收，施工区域地面平整清洁，无裸露的钢筋、水电管线及任何影响施工进行的设备、材料、杂物等。

2.3.2塑料管道应铺设在贴有铝箔的保温板材上，铝箔面朝上．铺设保温板时要求地面平整，接缝处用铝箔胶带贴牢．用同样的保温材料进行边角保温施工。在地面潮湿的场所或者首层必须铺设防潮层，再设置保温层反射膜。

2.3.3在地暖施工过程中存在多次的交叉配合施工，自地热管铺设至混凝土最终形成强度前，应进行成品保护，应禁止穿硬底鞋在盘管上面行走，堆放材料及设备，以免损伤管材。冷热水管道施工时应注意与地暖管道交叉处必须采用U型弯管件连接。

2.3.4在地暖盘管施工时应当注意管道与钢丝网之间的连接应牢靠，管卡间距均匀，距墙距离应大于200mm，盘管间距符合设计要求。混凝土保护层施工时应当按照设计要求设置伸缩缝，伸缩缝必须穿透整个保护层。

2.3.5水压试验在盘管铺设完成，进行管道冲洗后进行，试验压力为工作压力的1.5倍，且不小于0.6MP，稳压1h，压力降不应大雨0.05MP。科技论文，工程应用。。打压后将压力泄至系统工作压力，持续保压，直至混凝土保护层施工完成。

2.3.6在贴地砖的过程中，对施工工艺要求较高，例如水泥砂浆的比例、沙子的粗细程度等都与普通地面铺设的要求有所不同，否则极易出现由于缝隙间距不均，受力膨胀后发生炸裂，或地砖与地面不贴合等现象。

本文是笔者仅对低温热水地板辐射采暖系统的运行中的有缺点的一点体会和现今地暖施工中经常被疏忽的问题，随着低温热水地板辐射热采暖的发展及其完善，使这种采暖方式的更加能倍受越来越多的人们所关注，我国已有大量的住宅在采用这种采暖方式。

【1】山东省建设发展研究院，《低温热水地板辐射采暖技术规程》，山东，DBJ14-014-2002

【2】朱莹，低温热水地板辐热采暖系统，应用能源技术，2004

【3】邱林，地板采暖分户计量系统研究，北京建筑工程学院学报，2004.6

篇6

 

一、前言

在公共建筑节能设计中，只要设计建筑的体形系数、窗墙面积比、各外围护结构的传热系数及窗户的气密性等各项指标都满足《公共建筑节能设计标准》（GB50189-2005）规定的要求时，就可直接判定该设计建筑为节能的公共建筑；当设计建筑的体形系数、或窗墙面积比、外围护结构的传热系数及窗户的气密性，只要其中之一不满足要求，就要通过该设计建筑的参照建筑（各项指标都满足标准要求，且建筑平面、建筑面积、使用功能要与设计建筑保持一致），并计算出参照建筑的耗热量指标。再调整设计建筑外围护结构的保温性能、并计算调整后的设计建筑的耗热量指标，使之小于或等于参照建筑的耗热量指标，在这种情况下同样可以判定调整后的设计建筑为节能建筑设计。

但是，要反复地对设计建筑外围护结构保温性能的调整，计算出耗热量指标，并达到标准的要求，显然是很繁锁的。标准中是采用专用的计算软件来完成。

另外，《公共建筑节能设计标准》中，没有明确规定公共建筑内部得热的指标，这就难于实现耗热量指标计算结果的唯一性。

2006年9月，辽宁省建设厅对全省的在建节能建筑进行了较全面的检查，发现有的（县级市和县）设计院已采用了标准指定的计算软件，但气象参数却是取的外市的值，据说是数据库中没有找到当地的气象参数。

在《公共节能建筑耗热量指标探讨》（《墙材革新与建筑节能》—2006年第5期）一文中，我们分析了设计建筑耗热量指标的隐藏、参照建筑中耗热量指标的复现、参照建筑与设计建筑的相关条件及满足这些条件的计算方法。文中虽然提及了耗热量指标可按《民用建筑节能设计标准》中的计算方法进行，但未强调原公式应进行适当改造，如室内得热已不是居住建筑的3.8W/㎡了，空气渗透耗热、空调耗能等都与普通居住建筑有较大的差别。

无论是采暖耗热量、通风气耗能量、空调耗能量，都要通过建筑的外围护结构，本文就想抓住这个实质，寻求一种简易的计算方法使之迅速对设计建筑进行节能设计判定。

二、标准对耗热量指标的要求

在《公共建筑节能设计标准》中规定：当设计建筑的体形系数、窗墙面积比、外围护结构的传热系数、窗户的气密性，外围护结构的传热系数等，只要有其中之一不满足标准要求时，就要对该设计建筑的参照建筑（参照建筑与设计建筑应满足标准中规定的相关条件）进行耗热量指标的计算，并调整设计建筑外围结构的保温隔热性能，使设计建筑（调整后）的耗热量指标小于或等于参照建筑的耗热量指标，同样可以判定该设计建筑（调整后的）为节能建筑设计。即满足（1）式的要求：

qH≤q1H（1）

式中 qH——设计建筑（调整后的）耗能量指标，W/㎡；

q1H——参照建筑的耗能量指标，W/㎡。

这里的qH和q1H ，包括采暖、空调、照明、通风、换气等的能耗，所以把标准中的耗热量指标改为耗能量指标。

设计建筑（调整后的）和参照建筑的耗能量指标可写成（2）式和（3）式：

qH= qH·T＋ qK·T＋ qZ＋ q1NT＋ q2NT－ qI·H（2）

q1H= q1H·T＋q1K·T＋ q1Z＋ q11NT＋ q12NT－q1I·H （3）

式中 qH和q1H—设计建筑（调整后的）和参照建筑单位建筑面积的耗能量，W/㎡；

qH·T和q1H·T—设计建筑（调整后的）和参照建筑单位建筑面积的采暖传热耗能量，W/㎡；

qK·T和q1K·T—设计建筑（调整后的）和参照建筑单位建筑面积的空调传热耗能量，W/㎡；

qZ 和q1Z—设计建筑（调整后的）和参照建筑单位建筑面积的照明耗能量，W/㎡；

q1NT 和q11NT—设计建筑（调整后的）和参照建筑单位建筑面积的采暖换气耗能量，W/㎡；

q2NT 和q12NT—设计建筑（调整后的）和参照建筑单位建筑面积的空调换气耗能量，W/㎡；

qI·H和q1I·H—设计建筑（调整后的）和参照建筑单位建筑面积的室内得热量，W/㎡。

将（2）式和（3）代入（1）式，并考虑设计建筑（调整后的）和参照建筑都在同地、同气候条件、相同的使用功能等因素，有：qI·H= q1I·H；qZ =q1Z；q1NT =q11NT；q2NT =q12NT。将（1）式两端消去相等的因子，则（1）式变为：

qH·T＋qK·T≤q1H·T＋q1K·T（4）

式中符号同（2）、（3）式。论文参考。

由（4）式可以看出，只要设计建筑（调整后的）和参照建筑的外围护结构的传热（包括采暖和空调的）能耗，满足（4）式要求，就可判定设计建筑（调整后的）为满足标准要求的公共节能建筑设计。（4）式的实质是只需分别计算出设计建筑和参照建筑外围护结构的传热耗热总量再除以建筑面积就能求得传热耗热量指标，这就在很大程度上减少了设计人员的计算工作量，而且可以不用专门的计算软件就可以进行计算和节能设计的判定。

三、“瓦度数”判定法

从（4）式可以看出，要对设计建筑（调整后的）和参照建筑外围护结构的传热耗能量进行计算，还可以进一步简化。因为设计建筑（调整后的）和参照建筑的建筑面是相等的，且气象参数是相同的，建筑标高为±0.00m以下的保温隔热作法（都按标准要求设计）也可以完全一致，这些相等的、相同的、完全一致的因素，同样可以从（4）式中消除这些相同或相等的因子，就会使计算更简便，而且同样能达到判定的准确性。为此，须把（4）式展开，以便进一步化简。

设计建筑（调整后的）和参照建筑在采暖和空调中的单位建筑面积的传热耗能量可表示为：

qH·T=（ti－te）(∑KiFi)/A。（5）

qK·T=（tse－tsi）(∑KiFi)/A。（6）

q1H·T=（ti－te）(∑K1iF1i)/A。（7）

q1K·T=（tse－tsi）(∑K1iF1i)/A。 （8）

式中 ti和te——采暖期室内设计温度和室外空气平均温度，℃；

tsi和tse——空调期室内设计温度和室外空气平均温度，℃；

Ki和K1i——设计建筑（调整后的）和参照建筑各外围护结构（与传热面积对应）的传热系数，W/（㎡·K）；

Fi和F1i——设计建筑（调整后的）和参照建筑各外围护结构（与传热系数对应）的传热面积，㎡；

i—1，2，3，……，

A。——设计建筑（调整前、后的）、参照建筑的建筑面积都是相等的，㎡。

其它符号同（2）、（3）式。

在（6）式和（8）式中，夏季空调和冬季采暖在外围护结构中的传热方向是相反的，所以把“－（tsi－tse）”变成了“＋（tse－tsi）”。

将(5)、(6)、（7）、（8）式，代入（4）式，提出公因式，并消去不等式两端的相同因子，则（4）式变为：

∑KiFi≤∑K1iF1i（9）

式中符号同（5）、（6）、（7）、（8）式。论文参考。

从（9）式可以看出，只要设计的公共建筑（调整后的）与参照建筑满足（9）式的要求，就可判定该设计建筑（调整后的）为节能的公共建筑设计。

从（9）式的量纲分析可以得出其单位为W/K或WK－1，将此单位前面的数值简称为“瓦度数”（或称“瓦度值”），并用符号Wd表示，以便于在图表中书写和对话交谈。

用（9）式分别算出设计建筑（调整后的）和参照建筑的Wd 值，并进行比较，就可以很方便地对设计的公共建筑进行节能设计判定。

根据《民用建筑节能设计标准》还应引入传热系数的修正系数εi 以修正太阳辐射和天空辐射对建筑外围护结构传热的影响。则（9）式变为：

∑εiKiFi≤∑εiK1iF1i（10）

从（10）式可以看出：只要设计建筑（调整后的）各外围护结构的传热系数与其对应的传热面积的乘积之和小于或等于参照建筑各外围护结构的传热系数与其对应的传热面积的乘积之和，就可以判定调整后的设计建筑为节能建筑设计。

四、结语

在公共节能建筑设计中，当设计建筑的体形系数、或窗墙面积比、或某外围护结构的传热系数，不满足《公共建筑节能设计标准》规定的限值要求时，可以只计算设计建筑（调整后的）和参照建筑外围护结构的“瓦度数”（Wd），并使设计建筑（调整后）的“瓦度数”小于或等于参照建筑的“瓦度数”，就可以判定设计建筑（调整后）为节能的公共建筑设计。论文参考。这个方法计算简便、快捷、准确，还可表格化，适用于各建筑设计单位的设计人员、审图工作者对公共建筑设计的节能设计判定，能够收到事半功倍的效果。

参考文献：

《保温材料在建筑墙体节能中的应用》

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0.引言建筑体型设计应综合考虑建筑功能、造型以及节能的要求。针对北方寒冷地区气候特点，设计的基本原则为尽可能的减小建筑外表面积，使热工性能较差的的外表面积降至最少，考虑到建筑在冬季采用被动式采暖，则需尽量扩大南立面，在满足通风采光的要求的基础上，减少北向、西向等不利朝向墙面面积及窗墙比。

1.控制体型系数体型系数S指建筑物与室外大气接触的外表面积F（不计算地面）与其所包围的建筑体积V之比（S=F/V）。论文格式。体型系数越大，说明单位建筑空间所分担的热散失面积越大，能耗就越多。有研究资料表明：体型系数每增大0.01，耗热量指标约增加2.5%。

建筑的体型系数与建筑物的体型是否规整及建筑的体量大小有关，建筑的规模越大，其体型系数越小。因此单层的小建筑的体型系数一般比较大，而规模较大的建筑，体型系数一般比较小。对于高层建筑来说，体型系数一般在0.10-0.15之间，远小于规范规定的0.3界限，且高层建筑屋面面积相对外墙面积要小得多。

2.增加南向表面积与体型设计从利用太阳能采暖的角度考虑，应尽量增加南向的面积，以南向表面足够大，其它外表面总面积尽可能小为判断节能与否的标准更合理。这意味着要增加建筑面宽，减小进深。

作者以济南某小区套型面积为116m2，层高为2.8m的六层住宅为例，计算分析一个单元时和三个单元时的体型系数变化，如表5-1，由分析结果可以看出：在增加南向表面面积的同时，势必会造成在标准层面积一定的情况下，体形系数增大的情况。因此，在满足必要的平面功能布局的要求之后，尽量控制体形系数在一定范围内，尽量的增加面宽，减小进深。

表 5-1相同面积不同套型的体型系数比较

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中图分类号： TE44 文献标识码： A 文章编号：

目前我国公共建筑采暖系统无有效的调控设备，由于采暖系统自身水力工况失调的原因，导致各用户冷热不均。一些用户的室温达不到设计标准要求，甚至还要辅助加热；而另一部分用户则室温过高，开窗通风，导致热量浪费。因此，为了国家的计量收费政策能够顺利实施，就必须解决好既有建筑采暖的供热计量问题。而完全废弃旧有的系统不但成本高，而且工程量也大。相对来说对原有供热采暖进行合理的改造就是最好的选择[1]。

当前国内学者对温控计量供热系统的研究较多，对于原有供热系统改造的研究中目前大都是针对住宅建筑，而对公共建筑的研究也只是定性浅显的分析。因此，对既有公共建筑供热采暖系统改造以实现分室控温，这一课题的研究成果具有十分广阔的应用前景。

公共建筑供暖系统特性分析

公共建筑从用途、规模和供热规律等方面都与住宅存在许多差别。首先从热计量方式上来说，公共建筑表现在用能单位所属关系相同。某些较大型公共建筑用户一般都隶属于一个单位或部门，这样只要在建筑物热力总入口安装热量总表，即能实现按用热量计量收费。其次其供暖时间集中，规律性强。绝大多数办公建筑的用热时间集中，除工作人员上班期间，供热系统仅维持在值班温度即可。可见原供暖系统一天中近2/3的时间供应的热量被浪费掉了。其次就是终端用热设施统一化程度高，各房间的用热设施安装结构基本相同，进行供热系统的改造相对较容易。最后建筑围护结构节能相对较好。

温控计量过程分析

温控计量供暖系统中热负荷是随着用户室温调节特性而变化的，表现为一定的阶段性、规律性。由于热用户调节特性和房间蓄热的差异，室温变化也不相同[1]。

我们将公共建筑的温度调节过程分为四个阶段：由值班温度到正常室温的升温阶段、维持正常室温阶段、由正常室温到值班温度的降温阶段、维持值班温度阶段。

升温阶段即是将室温从较低状态，迅速升高到期望的室内温度的阶段，这时供暖系统需要超量调节来满足迅速提高室温的需要。供暖设备的供暖量一般在整个升温期内是一个常量。

恒温阶段，当室温上升到用户需要的调节温度时，设备供热量如果保持不变，将导致室温温度持续升高，将不满足用户的热舒适要求，这时不需要原来那样多的热量，设备的供热量开始减少。这时的供热量除供给由于室内外温差引起的热量损失外，由于过程尚未稳定，还要供给补充内外维护结构及家具的蓄热。由于这部分蓄热量不断减小，供热量也不断减小，最后供热量只供给由于室内外温差引起的热损失。这正是传统的连续供暖时稳态计算所需的热负荷，此时散热设备的热负荷与建筑热负荷应该是相等的。

降温阶段，热用户由于晚上下班等原因需要降低室内温度以节能，通过温控阀将室内温度设定到较低温度（值班温度）。

在调节过程中，建筑物维护结构、设备、等的蓄热、放热，对室内温度和表面温度的波动起到调节作用。这种调节作用必然导致室内温度的变化相对于系统的供热量的变化有一定的时间延迟性，因此为了保证热用户在使用时房间温度处于要求的温度范围内，必须要考虑供暖系统预热期时间。预热时间的长短与很多因素有关，其中包括建筑物的蓄热性能、供热能力、室温波动范围以及气候条件的。而建筑物的蓄热特性也受到诸多因素的影响，主要包括以下几个方面：(1)蓄热材料的热物性，如材料的热容量、导热系统、厚度等；(2)蓄热墙体的结构、朝向、保温及其位置布置；

公共建筑供暖系统温控计量改造方案

按照原公共建筑功能及其采暖系统使用规律相近原则将公共建筑分了五类，并分别对其系统改造以及温控计量方式进行探讨[2] [3]。

旅馆类建筑 该类建筑与住宅建筑在运行方式方面有相近之处，每个房间都应该能满足由入住的人按照自己的需求进行调节控制。采暖运行方式不连续且无规律，需要满足区域性的独立调节。当有人员在室内的时候开启采暖，室内无人员时设置为值班采暖。原系统一般为垂直单管顺流式系统，适合改造成垂直双管或垂直单管跨越式系统，且在每个房间都安装温控阀；

办公类建筑 该类建筑中的办公建筑主要是工作人员办公的场所，办公楼的用热时间集中，规律性强，绝大多数工作人员统一上下班。且这类建筑原系统一般为垂直单管顺流式系统，适合改造成垂直单管跨越式系统，且将温控阀安装在垂直立管的顶端即可满足温控的要求，特别的对于办公类建筑中部分如会议室这样采暖运行不规律的房间，应独立设置温控阀。这类建筑的计量装备只需安装在整栋建筑的热力入口处即可。

商场类建筑 该类建筑有严格的营业时间，商场采暖运行方式同营业时间相一致，但由于商场的灯光和人员散热量较大，商场内区应在下午时刻采取值班供暖或是停止供暖来防止过热的情况出现。该类建筑采暖运行规律性强，但不连续，且调节时只需作出大范围的整体调节即可。原系统为垂直单管顺流式系统的适宜改造成垂直单管跨越式系统，温控阀的安装只需在垂直立管顶端安装，以便做出整体的温控调节。原系统为水平单管串联式系统的只需在每个串联入口处安装温控阀即可。这类建筑的计量装备只需安装在整栋建筑的热力入口处即可。

文体、交通类建筑 文体类建筑中主要包括影剧院和体育场馆等，该类建筑为空间较大层高相对较低的建筑，而且主体房间使用时间上无规律，采暖运行方式应考虑在房间使用时进行供暖，其余时间采用值班供暖。该类建筑采暖运行方式不连续且无规律，调节时作出大范围的整体调节亦能满足要求。交通类建筑主体建筑候车大厅、候机大厅均是高大空间类型，该类建筑采暖运行方式连续，采暖调节时，区域性调节浪费投资，只需整体调节就能达到要求。应注意的是当车站、机场旅客较多时，人员的负荷足够时应进行值班供暖。这类建筑适合改造成可温控水平单管串联式系统，对于高大空间温控我们只要求满足室内人员所处位置温度适宜即可，为了不浪费能源，尽量采用分区控温，在每个串联环路的入口安装温控阀即可，特别对于文体类建筑，由于使用间断性比较强，应在建筑热力入口处安装总温控阀，以便在长时期内不适用该建筑时进行整体调节。

结论

本文主要研究了既有公共建筑室内采暖系统特性，同时对供暖系统温控计量改造的相关技术进行了研究，得出以下结论：

1.对既有公共建筑采暖系统的改造，本着方便和经济的原则，且要充分考虑公共建筑的特点选用合理的改造方案。办公楼、商场类建筑原系统一般为垂直单管顺流式系统，且采暖具有一定规律性，适合改造成可温控垂直单管顺流式和垂直单管跨越式系统，温控阀安装在垂直立管的顶端即可，计量装置安装在建筑热力入口端即可满足计量要求；旅馆类建筑其采暖无规律性，且需要分室独立控温，适合改造成垂直双管或垂直单管跨越式系统，且在每个房间都安装温控阀；文体、交通类空间较大的建筑适合改造成可温控水平单管串联式系统，对于高大空间温控我们只要求满足室内人员所处位置温度适宜即可，为了不浪费能源，尽量采用分区控温，在每个串联环路的入口安装温控阀即可，特别对于文体类建筑，由于使用间断性比较强，应在建筑热力入口处安装总温控阀。

2.从散热器的工况分析研究，散热量对供水温度的变化很是敏感，对流量的变化则是随着其值的增大而逐渐减小。通过散热器的流量在一定范围内变化对散热量的影响较供水温度的影响小。同时，提高散热器的面积后，流量随负荷变化先减缓后增大，这对于调节是有利的，增大散热器面积，系统改造的投资增加，同时循环水量减少，使得运行费用降低。通过对改造后系统热负荷计算方法的分析，为了满足调节需求，设计时我们需要将负荷提高10-15%计算散热器面积或将散热器面积提高6-10%进行设计。

3.供热系统温控计量改造节能效益明显：一是通过温控阀利用太阳辐射、人体和室内电器散热、办公设备散热等自由热；二是用户可以根据需要调节室温，在办公室有人值班工作时进行供暖，晚上下班无人留守时调节室内温度，节约能源和热费。

参考文献

[1] 涂光备等编著. 供热计量技术[M]. 中国建筑工业出版社, 2003年

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1我国供暖的现状

改革开放后，我国建设事业发展迅速，尤其是近年住房制度的改革极大地促进了住宅产业及国民经济的发展。目前每年新建房屋子17-18亿平方米。随着大量的新建筑，建筑能耗指建筑使用能耗，包括采暖、空调、热水供应、炊事、家用电器等方面的能耗，其中采暖、调能耗约占60%-70%。根据1998年估算的数据，中国建筑用商品能源消耗已占全国商品能源消费总量的27.6%，接近发达国家的30%-40%。我国的能源形势是严峻的。我国的煤炭、石油、天然气、水资源的人均拥有量约为世界平均值的1/2,1/9,1/23.1/4。对于人均能源消费量1t的标准煤，仅是世界人均能源消费不到2.4t标准煤的一半，因而降低建筑能耗，实现可持续性发展，是节约能源之路。事实上改变传统的供暖方式是节约能源的出路。作为办公楼、礼堂、实验和教学楼、学生宿舍等，供暖的需求是不一样的，不需要24h恒温供暖，应采用间歇制度，以实现用热与供热相协调。对于在较大集中供热系统中，也可采用分建筑物的分时供暖方法，由于不必同时给各建筑物供暖，热源规模及运行负荷大大减小，从而减少热源投资，并实现按需供热的长远目标。

2新型环保节能的供热采暖系统

供热采暖方式有很多不同的方式，热水、电热、地热等等不同的方式，近几年来一种新型环保节能的供热采暖系统，在日前通过了中国能源研究会组织的专家鉴定。专家认为，该系统为国内首创，具有国际先进水平。这种供热系统改变了传统的供热采暖方式，它的传热不是用介质水，而是以复合化学介质‘`ZGM’’为热传导工质，打破了传统的以水为工质的热传导模式。

这种复合化学介质“ZGM’’无毒无味、无腐蚀性、不挥发、不燃烧、不怕冻、不结垢。使用该介质的采暖系统，长退快、均温性好、热稳定性能好，并且结构美观、安装灵活，解决了国内现存的单管系统无法解决的问题。该系统能节省40%-50%的能源。由于不用水，所以能大大降低城市用水量。该系统由北京新世界能高科技发展有限公司制造，是一种最佳的冬季采暖方式，适宜院校、机关的冬季采暖使用。

3院校、机关的冬季采暖使用

院校、机关建筑具有多类型、多用途的特点。主要包括:办公楼、教学楼、学生宿舍、教工家属楼、实验室、礼堂、体育馆、校办工厂等。院校供暖有两个特点:其一，对于间歇供暖，各种类型建筑物的供暖时间是不一样的，对于礼堂、体育馆等，它的使用时间特别少，其它时间可按值班采暖设定，因此它的供暖间歇性很强:对于学生宿舍，在上课时间(包括晚自习)可按值班采暖设定，而早、中、晚的休息时间才保证供暖:对于办公楼，下班时间可按值班采暖设定，上班时间才保证供暖;而对于实验室、教工家属楼等，在供暖时间上应根据具体情况加以控制。其二，学校的另一特点是有寒假。在寒假期间(约35天)，院校的大部分建筑可以只保证值班供暖。基于以上特点，采用适合的供暖方式和方法，院校供暖的节能效果会很显著。

4人体舒适感的比较

传统的采用连续采暖方式，当室外温度为-2690，热媒参数为95/70℃时，热量不间断地散给空间，以补充结构的热损失，使室内温度体质在设计参数上下波动范围内。当室外温度高于26℃时，采用改变热煤参数的办法进行质调解，系统依然是连续运行的，即可保证室内设计温度的稳定，满足人体对舒适感的要求。间歇采暖则不燃，一日24h内室温波动范围较大，如果要保证供热时间内的室温间歇时间的室温就会低于设计温度。反之，如果保证间歇时间内的设计温度则供热时间内的室内温度又会高于设计温度。间歇采暖时一日内的温差大约在10℃左右，室内温度忽高忽低，人体感觉忽冷忽热，容易患感冒。但是如果采用新型环保节能的供热采暖系统则可改变这一现状，新型环保节能的供热采暖系统则能改变这一现状，新型环保节能的供热采暖系统升温快，保温时间长，在摄氏一20℃的气温下，室内温度在内45min就可达到18℃。

5环境保护的比较

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中图分类号：TU201文献标识码： A

引言

能源是促进社会发展最为重要的物质基础之一，目前世界范围内所发生的能源危机已经让各国在节约能源方面达成了共识，提升能源的利用效率势在必行。

城市建筑集中供热需要消耗大量的能源，如何可以有效的节约能源提升供暖的效率已经成为了建筑集中供热采暖所面临的重要课题。以下主要结合自身对于建筑集中供热采暖的认识谈几点看法，以期可以更好的做好建筑集中供暖工作，服务好广大人民群众对于集中供暖的需要。

1.建筑集中供热采暖的节能理论研究

1.1开展建筑集中供热节能的必要性探讨

我国幅员辽阔，气候类型呈现出多样化的特征。在冬季，我国西北地区、华北地区和东北地区温度较低，寒冷给居民的正常生活造成了很多不便，所以采取集中供暖就成了必然要开展的重要工作。但目前来讲集中供暖对于能源的消耗比较大，加之目前我国需要集中供暖地面的面积在不断扩大，长江以南地区的武汉、长沙等城市市民也希望能够享受到集中供暖，这就对能源的利用效率提出了更高的要求。另外因为能源消耗所带来的环境问题也不断加剧，温室气体大量排放导致海平面上升给很多海岛国家构成了威胁。因此，对建筑集中供暖进行分析，研究降低热损失和环境影响的方法，对于提升能源的利用效率有着十分积极的作用。

1.2目前建筑集中供热采暖存在的问题分析

我国建筑集中采暖工作起步的比较晚，对于节能技术的应用不足，所以在发展中还存在着各种各样的问题。

首先是在进行建筑设计的过程中对于保暖重视不足，建筑物能耗设计能够达标的比较少。另外建筑物本身额墙体的保温和隔热都比较差，这使得大量的热量在到达建筑物会后从窗体散失。另外一些地区的热力网的热损失也比较严重。由于热力站的设备老化问题，其机械化和自动化的水平比较低，使用智能技术的控制率也比较低，加上热力管网年久失修，官网的保温和防水工作不够到位，也会造成大量的能量浪费。最后热源问题也是值得进行关注的重点问题，在我国大部分城市都采取的是煤炭，煤炭在进行燃烧的过程中会造成环境的污染，加上热源的分布问题，对燃煤的消耗量比较大，最终导致供暖的成本比较高。

2.城市集中供热采暖节能设计研究

2.1 热用户采暖节能设计

热用户是供热采暖系统中的最后一个环节，也是热能的最终消耗环节，因此，该环节的节能设计显得尤为重要。

首先，建筑本身需要进行节能设计和改造，新建建筑应选用双层隔热玻璃，合理选用原片玻璃，控制通过门窗的辐射传热，改进中空玻璃间隔层内气体性能、选用低传导间隔层和隔热性能好的窗框材料降低窗体热量的损失；同时，在建筑物的围护结构的设计上，目前我国已针对不同气候地区出台相应节能设计规范， 建筑围护结构的构造做法，传热系数等限值给出了明确参考和规定，外墙保温隔热做法，解决防湿、防结露、防热桥等问题的设计上已趋于成熟。

其次是针对采暖需求要建立按热量的使用量计量系统，积极采用热能计、热量分配表等设备，逐步建立和完善对热用户按耗热量计取热费的体系，针对新建和新增加采暖系统的建筑，建议采用分户独立、一户一表的供热采暖计量方式，对于老旧供暖系统改造的建筑，可采用热分配表式，将用户的使用数量与费用直接挂钩，提高用户的节能意识，同时，需要按照节能要求，在供暖采暖系统，推广使用散热器、恒温控制器、平衡阀、压差控制器等先进的室温控制设备，避免热用户水力失调和热能浪费，实现按热用户需求供热。

最后是不同的热力站之间应该用间接连接方式，以保证量调节的实现。 热力站是集中供热采暖系统一次网和二次网的连接纽带，是一次网实现量调节和使一二次网分离减少热网漏水损失的核心。在热力站中应积极推广采用高效板式换热器机组， 并配以自动调节装置，实现热力站按热用户的需求和气候变化进行实时调节。通过改变供水温度或供水量，达到节能的目的。

2.2 热力网供暖节能设计

热力网节能是供热采暖系统的关键环节，热力网联接着热力站和采暖用户，中间环节的节能措施至关重要。

首先要根据城市水文、地理及建筑物特点，做好热力网的规划设计。 热网设计应在综合考虑经济、技术效果的前提下，确定优化方案，并进行详细的水力平衡计算，以期达到最佳设计效果。 热力管网布置及走向应服从小区的统一规划，根据小区具体情况，进行科学论证，推广使用保温性能好，占地面积下，同时施工简单、成本低的硬质聚氨酯保温直埋技术，热网主干线的敷设要靠近热负荷密集区，尽量降低管网的长度，选定合理的热指标，管网参数设计要合理，热网支管及用户入口管径的设计，应按外网总压力平衡计算来确定，并核算其流通能力。

其次要做好热力网的控制与管理节能。要放弃传统的热力网的手动调节方式，实行科学的管理和自动化控制。 研究热网监控系统或其它自控方式的可行性，采用热网微机监控系统，提高自控系统的可靠性。同时，要提高运行管理人员技术水平和整体素质，参与到自控系统的设计和实施过程中，以保证整个热力管网的自动化管理水平，提高管理效率和水平。

最后要提高热网的设施与材料的节能水平。逐步放弃使用保温性能较差的珍珠岩瓦、岩棉管等保温材料，推广使用聚胺酣保温材料。逐步放弃使用调节功能很局限的调节闸阀，在各个供热干管上安装调节性能优良的平衡阀或自力式流量控制器，使管路或用户的流量符合要求，从而消除管网水力失调，解决暖气局部过热、局部不热的问题。

2.3 热源节能设计

热源的节能设计对改善供热环境，提高供热水平，节约燃料，降低供热系统对环境的污染效果明显。首先是严格限制高硫煤的开采和大力推行煤炭的洗选加工，开发和推广清洁煤技术和循环流化床锅炉，积极推广使用除尘设备和电厂脱硫技术及其成套装备。其次采取合理的运行管理措施， 根据实际情况选用集中质调节，量调节，分阶段改变流量质调节及间歇调节方式，避免运行过程中的冷热失调，提高控制和调节水平。 在操作方面要提高锅炉操作人员的规范化操作水平，放弃“看天烧火”的经验主义做法，根据室外温度合理确定供暖期每日的锅炉运行参数，使锅炉运行科学化、程序化，做到既保暖又节煤。

3.小结

冬季我国北方很多地区使用集中供暖是居民取暖的重要方式，伴随着供暖面积的扩大，提升供暖系统的节能效果就显得非常重要。在进行建筑集中供暖采暖节能设计的过程中药注重环境和运行成本两个方面的综合考虑，这是开展集中采暖节能设计的重点。本文主要对建筑集中供暖采暖系统基本理论进行了阐述，进而分析了了供暖采暖节能设计的主要措施，以期可以更好的做好集中供热采暖工作，保护环境造福人民群众。

参考文献

[1]邢艳艳，刘艳峰，易赛兰.拉萨市民用建筑采暖热源经济性分析[J].节能技术，2008年01期

[2]于春龙.几种集中供热方式的分析与比较[J].节能技术，2010年01期

[3]刘建平，蔡觉先，张兵.基于模糊综合评价确定北方某市最佳冷热源方案[J].兰州交通大学学报，2012年01期

[4]卞鹏，肖岛，张秋理.电热膜地热采暖系统经济技术分析[J].山东商业职业技术学院学报，2010年04期

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提要： 本文从小区规划对建筑周边环境的影响，从而对个体建筑能耗产生影响进行分析，认为合理的小区规划对建筑节能的影响是不可忽视的。

关键词： 小区规划 微气候 建筑节能

Abstract: this paper, from the village of architectural environment planning, thus to influence on the individual impact of building energy consumption, the analysis of the reasonable planning area of effect of building energy should not be neglected.

Keywords: district planning micro climate energy conservation of the building

中图分类号：TU201.5 文献标识码：A 文章编号：

随着社会的进步与发展，节能已是人类谋求可持续发展的一个重要保证。而作为能耗最大的行业，建筑节能由于它在建筑建造过程及建筑使用过程的能

耗占比大，耗能时间长，因此成为实现节能的最重要一个环节。

建筑是否节能，节能效果如何，是由很多因素造成的。本人认为影响主要体现在两个方面：一是建筑单体本身的属性，如建筑物外形、建筑围护结构材料的选用、窗墙比的大小等；二是小区规划是否科学合理。

目前，由于在建筑使用过程中采暖能耗北方地区达60%~65%，南方地区达到40%~55%，比率较高，所以我国实现建筑节能，视野主要集中于如何革新墙材，做好外墙保温和窗户保温上。特别是近几年，墙材革新的力度很大，相关的法律法规也逐步建立健全，却忽略了建筑单体外的微气候对采暖能耗的影响。

所谓微气候是指在建筑周围地面上及屋面、墙面、窗台等特定地点的风、阳光、辐射、气温与湿度条件。室外微气候是人类直接感受到的室外气候,它不仅仅只是给人们提供一个舒适的人居环境，而且也能为建筑物营造一个良好的

外环境。如在一个小区中，受建筑选址、建筑密度、建筑布局、绿化率及建筑朝向等的影响，建筑室外气温在可能出现小区内气温高于小区外其他地方的气温的现象，我们称之为“热岛现象”。出现热岛现象好比把建筑放在一个蒸笼上，特别是在夏季，空调能耗大大增加，对建筑节能极为不利，而且大大影响居住的舒适度。

因此利用建筑物所处的自然及地理特点，进行科学合理的小区规划，对单体建筑节能有显著的影响。

一、小区规划对建筑能耗的影响

小区规划的内容很广范，研究它的节能问题是比较复杂的，本人仅从以下几个方面看小区规划对能耗的影响。

（一）小区选址对建筑能耗的影响

小区的选址对建筑的微气候的形成有着决定性的作用。对于严寒地区，把小区布置在山谷、洼地等凹处，由于冷空气比重大，冬季冷空气聚集造成该处气温低于地面上的空气温度而形成“霜洞”现象，形成一个低温的建筑微气候，势必造成居民采暖能耗加大。而相反，在酷热的地区，把小区布置在山谷、洼地等凹处，沉积下来的冷空气形成一个相对低温的建筑微气候则可以降低建筑的采暖能耗。

（二）小区内建筑朝向对建筑能耗的影响

建筑朝向对建筑节能的影响是多方面的，概括起来可以分为两个方面。

首先是对个体建筑的影响，即建筑物本身内环境的影响。一个科学、合理

的建筑朝向能最大限度地利用自然通风和自然光，取得最有效的通风效果，从

而降低对空调或采暧的依赖。

其次是建筑朝向的设置，特别是大型建筑或高密度建筑群的朝向设置布局，将直接改变建筑物周边通风状况，即对建筑微气候产生影响，进而影响建筑物的能耗。

（三）小区绿化对建筑能耗的影响

小区绿化不仅可以美化环境，净化空气，对降低建筑能耗的作用也是十分明显的。夏天通过树木的遮阳作用，改变环境的热湿平衡，降低建筑的空调制冷负荷；冬天又可以阻挡冬季风，有效地减小风速，降低风压，这样冷空气的渗入也随之减弱，从而降低建筑的采暖负荷。还有绿色植物其自身的蒸发降温作用，也能为小区贡献2度左右的温差，提高小区人居舒适度的同时，降低建筑能耗。

二、科学合理的小区设计原则

节能设计首先要从规划入手，在总体规划和单体设计中应根据建筑功能要求和当地气候情况，改善建筑外环境，包括冬季防风、夏季及过渡季节促进自然通风以及夏季室外热岛效应的控制。同时合理地确定建筑朝向、平面形状、空间布局、外观体型、间距、层高及对建筑周围环境进行绿化设计，以改善建筑的微气候环境，最大限度减少建筑能耗量，获得理想的节能效果。

(一) 建筑选址及空间布局建筑选址需注意向阳问题。在规划设计中应注意合理利用太阳辐射。建筑选址还应注意冬季防风和夏季有效利用自然通风的问题。冬季为防止冷风渗透而增加采暖能耗，建筑应选择避风基址建造；夏季则应顺应当地的盛行风向，尽可能利用自然通风。由于冬夏两季盛行风向的不同，建筑群体的选址和规划布局可通过协调和权衡来解决防风和通风的问题，从而实现节能的目标。

(二)建筑朝向选择合理的建筑朝向是建筑布置中优先考虑的问题。朝向选择为建筑节能贡献力量所需考虑的因素主要有：冬季日照和防风、夏季防晒和自然通风。

建筑朝向的选择，涉及到当地气候条件、地理环境、建筑用地情况等，必须全面考虑。选择的总原则是：单体建筑要满足冬季能争取较多的日照，夏季避免过多的日照，并有利于自然通风的要求。整个建筑群在总体规划时,最好是建筑朝向与主导风向形成一定的角度,以便后排的建筑也能获得较好的通风。在建筑设计时，建筑朝向受各方面条件的制约，这就应结合各种设计条件，因地制宜地确定合理建筑朝向的范围，以满足生产和生活的要求。

（三）环境绿化对改善建筑群体的气候条件十分重要，它能调节气温，降

低温室效应，减少大气污染，消减噪声，遮阳隔热，是改善建筑群体微小气候、优化建筑室内环境、节约建筑能耗的有效措施。

由此可知，合理的小区规划对建筑节能有着长远意义。如何综合各方面因

素，做出科学合理的小区规划是一个系统问题，需要我们更多的努力。

《参考文献》：

1李振霞：《建筑节能在推广应用中存在的问题探析》，《新建筑》，2003年第3期

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中图分类号：TK511 文献标识码：A 文章编号：

一、前言

（一）概况

建筑高耗能问题已成为世界通病，全球能源调查报告显示,每年的建筑能耗约占总能耗的30% ~40%。我国情况更为严重，建筑能耗约占社会总能耗的31％，单位建筑能耗是发达国家的3倍。针对建筑能耗过高的问题，欧美国家不断深化与自然和谐共存的可持续发展的概念理念和技术，推广环保节能概念，利用清洁能源--太阳能与建筑结合的设计水平日益成熟。

我国自上世纪80年代起，各种节能政策和管理条例鼓励和督促建筑师转变思路，尝试环保节能建筑的设计，自本世纪以来不同类型竞赛与示范性建筑纷纷亮相，显示我国对太阳能与建筑一体化的重视程度，同时也表明太阳能建筑已逐渐成为当今建筑界的一个重要潮流之一（图1 ）。

（二）问题

目前在我国，建筑与太阳能系统的结合仍然普遍存在以下问题：

1、利用形式单一。国内利用太阳能的主要方式是太阳能热水器， 1999年，全世界的太阳能热水器面积达5400万平方米，我国则高达到400万平方米，居全球之首。2008年全球太阳能光伏系统装机总量已累计达15GW，而国内光伏系统的累计装机容量仅为10万千瓦（100MW）。

2、安装使用粗放。太阳能热水器安装缺乏统一规划：规格各异、位置参差不齐、管道布置零乱；施工困难，太阳能装置易破坏屋顶防水层，无预设管道，管线长期暴露；建筑的防水、防雷、防风、承重方面造成安全隐患。

3、设计缺乏考虑。建筑师对于太阳能利用技术与建筑本身相互结合欠缺考虑。建筑外观处于杂乱无章的无序状态，形成视觉污染。

二、建筑表皮与新能源结合

太阳能与建筑一体化是建筑节能的重要途径，也是科技水平的综合运用。它是将太阳能利用技术与先进的建筑节能技术和节能产品等优化组合，调整建筑耗能比例结构、提高太阳能保证率，为建筑提供采暖、制冷和热水，营建低能耗、高舒适性的使用环境。

（一）光电系统与表皮结合

主动式太阳能建筑往往由于建筑师设计与施工方安装不同步不协调而显得相互间格格不入。“一体化设计，统一施工”就是建筑方案设计之初，将光伏电池系统作为美学一部分纳入设计思路中，并做到从技术层面使之可行、可用，从艺术方面可观、可赏（图2 ）。

光伏电池的物理特性为隔热保温，防水防潮，可作为玻璃幕墙成为建筑表皮的一部分；当光伏电池位于屋顶与墙壁等护结构时，彩色光模块与造型光模块可以成为屋面或墙体的构成材料，不仅节约外装，同时使建筑外观更具魅力。

（二）光热系统与表皮结合

国家《可再生能源中长期发展规划》要求，将太阳能热利用作为可再生能源发展的重点领域。大幅度提高太阳能供热系统能力，不仅提供热水，还可为家用采暖系统提供热力辅助，将太阳能与建筑的结合推向更深的层次。预计到2020年，太阳能热水器总集热面积将达到3亿平方米，可替代约5000万吨标准煤，总产值会超过3000亿元。

辐射板技术建筑一体化 图3辐射板技术与建筑表皮融为一体

在建筑的墙面和屋顶上安装具有选择性吸收涂层的辐射板，提高建筑护结构的保温隔热性能，利用太阳能、空气源和低温太空源，通过显热储存系统短期调节自然条件对系统性能的影响，建立超低能耗的可再生能源综合利用建筑，既可降低建筑所需能耗，又可减少对大气和环境的污染。辐射板系统可以满足建筑的外观材质与颜色的需要，管道藏于墙内，可替代暖气与空调，做到与建筑表皮融为一体（图3）。

2、结构与构件蓄热

为了贮存热量，把建筑物的围护结构里皮，装以蓄热材料，作成“特隆布墙”，将蓄热体直接设置在南面窗户的后面，当蓄热体吸收太阳辐射，加热后能再通过辐射和对流方式加热房间内部空气。

新型建筑外墙双层中空玻璃可以同时起到太阳热水器的作用，玻璃40%的面积是透明的，余下部分被盘旋状的可以通水的铜管以及银反射管所覆盖，覆盖物位于玻璃内层双层中空玻璃可以吸收太阳能，并把水加热，对于一个大楼来说，仅仅利用外墙玻璃就能把热水问题解决，每年可节省大量的电力和煤气。

（三）采光遮阳与表皮结合

据统计，建筑的空调系统与公共建筑的照明耗费的能源数据相当惊人。国内建筑由于文化传统考虑自然通风与采光，但国外一直以来崇尚机械通风采光。在节能为首的基础上，越来越多建筑师通过不同的采光与遮阳手段展现建筑的魅力。

1、导光系统与表皮结合

通过外部构件的设置，使得外部光线合理的引入内部空间，避免强光，同时也为背光侧引入太阳光。（图4）这样就使整个建筑呈现一种类似于“暖水保温瓶”的现象，在一定程度上实现了建筑物的单向热传导性，降低建筑内热能或冷能的流失，减少建筑的整体能耗。

遮阳系统与窗结合（图5） 图5 遮阳系统 不仅可以调节室内光

线的强度，更可以创造出令人震撼的建筑

表皮效果。

在室外或室内甚至双层体系中增加可调遮光百叶或安装倾斜角度可控的钢制遮阳板。此类建筑的前期投入并不比普通建筑高很多,但在长期运营过程中,却能取得很好的节能效益。

三、结语

国内利用太阳能方兴未艾，在已颁发的《可再生能源法》中明确规定：国家鼓励单位、个人安装和使用太阳能热水系统、供热采暖和制冷系统、光伏发电系统等设施，太阳能成为了最佳的替代性能源。如果太阳能系统中各种色彩和肌理的组件，也可以取代和节约昂贵的外饰材料(如玻璃幕墙等)，使建筑物的外观统一协调，增加建筑美感。建筑与太阳能结合一举多得，建筑的表皮同样可以用蕴含的能量巨大的太阳能设施。不同学科对此问题思考的越多，对社会的贡献越大。

【参考文献】

[1]宣晓东.太阳能光伏技术与建筑一体化应用初探[D]..合肥工业大学硕士学位论文,2007.4

[2]艾明星.变相储能材料的研究[D].河北工业大学硕士学位论文,2003.3