节能建筑论文范文

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一、我国寒冷地区建筑能耗现状

 

据资料显示，我国新增采暖能耗以每年6×109kg标准煤的速度在增长。我国北方城镇采暖人口只占全国人口总数的13.6%，但北方集中采暖地区的房屋建筑的建筑面积约占全国采暖房屋面积的50%，且每年有3～6个月的采暖期。在80年代末期，寒冷地区采暖能耗占到当时全国年总能耗的11.5%，占采暖地区全社会能耗的20%以上，在一些严寒地区城镇建筑能耗则高达当地社会总能耗的50%以上。因此，我国建筑节能中心工作首先是围绕着降低北方寒冷地区城镇的采暖能耗展开的。寒冷地区的建筑能耗主要是以供热为主，所以，建筑节能绝大部分是供热节能。

 

二、建筑物能耗消耗的途径

 

寒冷地区建筑物的能耗主要取决于围护结构的热传导和冷风渗透，建筑围护结构的散热量，往往要占采暖热耗的1/3以上，如果建筑围护结构具有良好的保温隔热性能，便可减少冬季室内传出室外的热量和夏季室外传入室内的热量，从而减少为维持室内舒适热环境提供的采暖和制冷能量。

 

建筑节能按围护结构界面划分主要包括墙体节能、门窗节能和屋面节能。如何改善建筑围护结构的保温隔热性，节约能源，开发和利用太阳能，保证人们生活在良好的环境中，是建筑设计中应重点考虑的。

 

三、寒冷地区建筑节能设计

 

笔者认为寒冷地区的建筑节能设计应着重做好以下三方面的工作：一是要从建筑物的规划设计之初进行节能控制;二是要发展高效的保温隔热材料，做好屋面保温隔热防止室内外热交换，从而减少建筑能耗;三是要控制建筑物的体形系数、选择适宜的朝向及采用合理的构造措施。下面将详细论述。

 

(一)建筑的规划节能设计

 

现在说建筑节能，人们往往只考虑建筑的构造、材料、围护结构的热工性能，而忽略了建筑规划设计创作阶段的节能控制。我们应该在设计之初将建筑设计创作与规划、构造、材料等方面进行综合考虑，从而全面提高住宅建筑的节能效果和建筑品质。

 

1、住宅选址与规划布局

 

国内住宅建筑多以小区形式出现，住宅建筑选址的好坏、规划的合理性是决定住宅节能设计的先决条件。住宅小区选址应根据地形特点，选择避风向阳的朝南坡地或平原，避开迎风的水域岸边或容易形成风道的山谷、山顶等，因为冬季冷气流在凹地里易形成对建筑物的“霜洞”效应。

 

2、道路设计与小区通风

 

为使建筑单体争取更好的朝向，我们在设计初通常将小区道路的布局与用地结合布置。除施工便利、方便使用，道路也是整个小区的通风道。道路设计时应便于组织小区通风，并与城市、小区绿化空间结合，把新鲜空气引入小区，从而提高居住区内的小气候环境质量。

 

3、景观绿化设计

 

小区环境绿化要突出居住条件的均好性和共享性，为居民提供户外休闲、观赏和改善生态环境的绿化空间。景观绿化可以有效降低气温、调节湿度、防风抗风、改善通风质量，从而抑制热岛效应，改善住宅建筑外维护结构的热工性能。绿化应以绿植物为主，形成点、线、面相结合的完整绿化系统，形成良好适应气候特点的植物群落。

 

4、雨水收集利用。

 

在现代住宅的节能设计中，应建立雨水收集与中水利用系统，并使其用量达到总用水量的30%。一般住宅小区，屋面与路面面积之和约占地面面积40%，做好屋面和路面收集将是雨水收集的重要部分。屋面雨水收集主要是通过水落管将雨水收集引流，进入小区内中水处理系统。小区路面通常采用铺贴渗水砖和设置路面排水沟，这样雨水可以通过渗水砖和水沟进入小区的中水系统中，为小区的绿化灌溉和中水使用提供水源。

 

(二)建筑外围体系节能设计

 

建筑物耗热量主要由通过围护结构的传热耗量构成，其数值约占总耗热量的1/3以上，所以改善围护体系节能对于提高住宅节能设计有着深远的影响。住宅建筑围护体系的节能设计重点在其外墙、门窗和屋面三大部分。

 

1、外墙保温设计

 

(1)外墙节能构造

 

目前外墙节能的主要方式是采取复合墙，即在墙体不同部位设置高效保温隔热层，形成外墙内保温、外墙夹心保温、外墙外保温3种复合墙体。

 

(2)外墙内部保温

 

外墙内保温是用保温材料置于外墙的内侧，它的优点在于：对饰面和保温材料的防水、耐候性等技术指标的要求不高;内保温材料被楼板所分隔，仅在一个层高范围内施工，不需搭设脚手架，施工方便。

 

(3)外墙夹心保温

 

外墙夹心保温是将保温材料置于外墙的中间部位，内外侧墙均可采用传统的砖、混凝土空心砌块等，这些传统材料的防水、耐候等性能均较好，对内侧墙和保温材料形成有效的保护，对保温材料的选材要求不高，聚苯乙烯、玻璃棉、岩棉等保温材料均可使用。夹心保温墙施工季节和施工条件的要求不十分高，不影响冬期施工，近年来在严寒地区得到一定的应用。

 

(4)外墙外保温

 

由于对节约能源与保护环境的需求不断提高，建筑围护结构的保温也在日益加强，其中以外墙外保温的发展最为迅速。外保温墙体适用于有采暖和空调要求的工业与民用建筑，既可用于新建建筑，又可用于既有建筑节能改造。其对主体结构具有保护作用，有效避免了室外气候变化引起墙体内部温度变化，使结构主体寿命延长;有利于消除或减弱冷、热桥的影响;可避免室温发现较大波动;对原有建筑改造时，减少对室内的干扰;不占用室内空间，在二次装修时，避免对保温层进行破坏;增加了立面装饰效果;适用范围广泛，综合效益显著。

 

外墙外保温技术在国内已有良好的基础，特别是在北方寒冷地区推广应用中已取得了成效。因此应成为日后寒冷地区外墙保温的首选设计。

 

2、窗体节能设计

 

窗户是建筑外围结构重要的组成部分，也是外围护结构中能量损失最大的部位。一般住宅的外窗(包括阳台门)面积约占建筑面积的20%左右，其中通过外窗传热散失的能量约占建筑能耗的28%左右，通过外窗透气散失的能量占建筑能耗的27%左右。

 

(1)合理选择玻璃类型

 

玻璃是窗户中面积最大的组件.改进这部分的热工性能对整个窗户的节能性能有很大的影响。随着技术的发展和人们节能意识的提高，窗户玻璃材料发生了巨大的技术进步。从透明玻璃到有色玻璃、镀膜玻璃，从单层玻璃到双层玻璃以及中空、真空玻璃。使用节能型窗玻璃，是提高整个窗户保温性能的一大重要措施。目前节能效果好、具有推广价值的节能型玻璃有中空玻璃、镀膜玻璃等功能性玻璃。

 

(2)提高外窗气密性

 

如门窗框与墙间的缝隙可用弹性松软型材料(如毛毡)、弹性密闭型材料(如聚乙烯泡沫材料)、密封膏以及边框设灰口等密封。框与扇之间的密封可用橡胶、橡塑或泡沫密封条以及高低缝、回风槽等。

 

(3)选择节能的窗型

 

目前常用的窗型有外平开窗、左右推拉窗、固定窗、亮窗和上下悬窗，还有内开下悬翻转窗、上下提拉窗等。固定窗如果安装合理是气密性最好的，且造价低，但是在要求有良好通风的地方不能使用，故一般用于工业建筑中。安装了密封条的外平开窗、下悬翻转窗有适度的气密性，在开启时还有良好的通风性能，但开启时需占用空间。平开窗由上部固定扇和下部推拉扇组成，平开窗能移动的窗扇越少气密性相对越好。平开窗在窗扇关闭后，窗扇和窗框之间压条压得较紧，很难形成对流，节能优势明显。

 

3、屋面的节能设计

 

从保温原理来说，热气流是向上运动的，而冷气流则向下运动，屋顶可截住热气流使热量不散出室外，屋顶作为建筑的主要围护构件比其他界面更要起到保温、隔热作用，是建筑节能的主要部位之一。

 

屋面节能措施应主要选择密度大，传热系数小的保温材料，不宜选择吸水率大的保温材料，以防止保温层大量吸水而降低保温效果。北方地区经常采用的水泥珍珠岩、加气混凝土砌块及水泥聚乙烯苯板等保温材料上铺防水层方法，经过多年使用效果很好。

 

结语

 

节能降耗是目前建筑业发展的趋势，寒冷地区建筑节能的主要途径就是要加强外围结构的保温设计，应用高效保温隔热材料并改进建筑构造。使中国建筑业不断走向可持续发展的道路，为创造节约型社会做贡献。

 

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随着现代化建设的发展，我国农民的生活水平不断的提高，他们对自己的居住条件的要求也越来越高。长期以来，我国北方农村地区建筑特点是占地多，建造技术水平低，缺乏科学性，甚至是忽视最基本的建筑热工性能和舒适性要求，特别是缺乏统一的建筑规划，能源利用率低，导致其建筑土地利用率低，保温隔热性能差，能耗大，舒适度低。因此，为了提高农民生活质量，应以改善居住条件为重点，科学制定农村建筑规划体系，因地制宜地在广大北方农村地区推广建筑节能技术，发展节能建筑。

1农村建筑节能设计

1.1北方农村建筑现状分析

我国北方地区农村建筑要适应日常居住生活和农副业生产的双重需要，居民建筑类型大多为单户、双户以及多户并联的建筑类型。长期以来，我国农村建筑大多为个人建造，农民随意建设，农村建筑缺乏规划和设计，造成建筑的功能划分不合理，用地浪费。在房屋建设的过程中，由于技术和施工条件的限制以及经济条件的制约，农民建房时多选用一些落后的建材，围护结构的设计仍采用传统的做法，致使其建筑能耗大，不利于节能。

1.2建筑规划布局

我国北方农村大多地区冬季寒冷，夏季炎热。建筑规划选址中应充分利用当地的自然地理优势，根据当地的气候特点，合理地安排建筑与周围环境因素之间的关系。在建筑平面的布局时，要充分考虑当地农民的生活习惯，合理地安排建筑物功能分区。

1.2.1建筑选址应避免在山谷、沟底等区域，这主要考虑冬季气流在这些区域里形成对建筑物的“霜洞”效应，会使其能耗增加。建筑朝向应根据当地的地理条件和气候条件，选择最有利的自然采光和通风的区域，注意冬季防风和夏季有效利用自然通风，减少能耗。

1.2.2建筑类型上应多采用两户或多户并联的布置形式，减少建筑体系系数，有利于降低建筑能耗。

1.2.3根据当地农民生活习惯，将居住建筑和农副业生产用房进行合理的划分。例如将卧室、大堂宜布置在南向，饲养室、农副产品加工室宜布置在北向。

1.2.4规划中应注重绿化环境。绿化可以改善建筑群体的气候条件，可以调节气温、降低温室效应、隔热遮阳、减少噪声，是优化建筑室内环境、减少建筑能耗的有效措施。

1.3建筑围护结构节能设计

1.3.1外墙

外墙散失的热量约占整个围护结构总能耗的25～28%，因此应在寒冷地区的北方农村建筑外墙设计中应采用外墙外保温。依据当地已有的原材料，合理选择建筑外墙材料，推广使用空心砖或混凝土空心小砌块等节能砖。同时在建造时灵活选取构造措施，利用农村地区容易获得的材料（稻壳，麦秸等）作为外墙保温材料，使外墙获得良好的隔热效果。

1.3.2屋面与地面

北方地区农村建筑屋面散热量占总散热量的15%左右，地面约为6%。在屋面建造时应采用坡屋顶，设置架空层或平屋顶，设置吊顶层。选用导热系数小，吸水率低，易于就地取材的保温材料。重视地面保温，在地面垫层下铺设廉价的炉渣等其他保温材料，并注意地面防潮设计，减少地面散热量。

1.3.3门与外窗

长期以来，北方农村建筑的门窗建造较为简陋，大部分为单层，而且密封性较差。外窗的热损失量，约占整个房屋的30%。为了减少外窗的热损失，在满足自然通风和采光的要求下，减少窗墙比，应采用双层窗或单框双玻璃窗，增强其密封性，以此来提高窗的总热阻。外门应采用双层，若采用单层应作保温处理，提高外门的隔热性能。尺寸较大的门窗应在室内加装门窗帘，也有利于减少门窗的热损失。

2能源的综合开发与应用

2.1太阳能开发与应用

北方农村地区有着丰富的太阳能资源，建造太阳能综合利用建筑，在屋顶放置太阳能利用设备可提供生活热水、采暖系统以及照明等综合应用。特别是近年来太阳能低温地板辐射采暖系统的应用，适合应用在无集中供暖的农村建筑。在过渡季节，利用太阳能热水还可以强化自然通风。

2.2沼气开发与应用

沼气是一种清洁的可再生能源。在北方广大农村地区各种农作物的秸秆，牲畜的粪便等都可以作为产生沼气的原料。沼气不仅用来解决农村燃料缺乏问题，也可以应用沼气进行采暖和照明等综合利用。另外沼液和沼渣可以作为有机肥料，施在农田和果园里。沼气建设与种养殖业结合，通过资源的优化配置，延伸了经济链，使能源得到有效的循环利用。目前我国农村大多采用单户的沼气建设，受技术条件的限制经常沼气产量不足，而且安全性较差。建议采用多户集中建造高效的沼气设施，集中管理，有效利用资源，这样能使沼气设施能源利用率高，便于为广大农民提供高效、洁净、安全的沼气能源。2.3其他能源的开发与应用

我国有着丰富的浅层地热能源，在北方农村地区可以开发利用当地的地热资源，为集中规划建造的村镇建筑群提供热源，宜于集中热水供应和采暖设施建造，从而节约燃料的使用。在北方农村的一些地区风能资源也较为丰富，利用其建造风力发电，供应日常的生活和照明用电，既方便又廉价，节约用电。

3农村建筑节能管理

农村建筑的节能不仅仅是在体现在节能设计，节能管理也是很重要的一方面。建立健全建筑节能管理机制，是落实建筑节能规划设计的前提。首先，在新建农村建筑时应注重改变观念，统一规划建设，进行初期的建筑项目可行性论证报告以及综合利用能源的可行性方案设计。要按照节能设计和规范进行建造，加强节能设计，充分利用当地易于取得的廉价又节能的建筑材料。其次，在建筑建成后注重农民节能意识培养，统一管理一些集中的公用能源设施，例如集中的沼气设施或采暖系统。

4结束语

目前，在我国北方农村地区由于经济条件的制约，多数农村建筑未能使用节能设计，这就需要国家和当地政府提供政策和经济支持，开发出适合在农村地区的廉价节能的建筑材料和能源利用设备，树立可持续发展观念，建立农村建筑规划管理体系，在农村地区大力推广节能建筑，为广大农民创造一个健康、舒适的居住环境。

参考文献：

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本来这样一个商业活动不太可能惊动省领导，但河北省省长张庆伟却亲自来到签约现场。用现在比较时髦的一句话是：为企业站台。记者发现，这次“河北版“的建筑节能，依靠市场的力量共签订了六个大项目。分别是德国能源署与河北奥润顺达窗业集团合作建设被动式门窗博物馆项目；德国威玛生物质燃料公司与河北奥润顺达窗业集团合作生产生物质燃料项目；德国梅森伯格商贸无限责任公司与河北奥润顺达窗业集团共同在中国国际门窗城建设德国绿色家居建材展览中心项目；德国诺托.弗兰克五金集团、德国格屋五金集团、德国雷诺科涂料公司入驻国家建筑节能技术国际创新园项目。签约的主角，是河北奥润顺达窗业集团，这个我国最大的节能门窗生产企业，2004年就通过市场谈判与德国合资，将欧洲节能门窗理念技术引入中国。由其投资兴建的“中国国际门窗城”，已吸引了包括荷兰阿克苏诺贝尔、德国迈克尔威力、日本YKK三家世界五百强在内的欧美企业入驻门窗城，可以说市场的力量无处不在。但“浙江版“的建筑节能基本由政府主导，标准先行，记者在浙江省住房和城乡建设厅官方网站检索到，光是地方立法就出台了四部，其中包括《浙江省实施〈节约能源法〉办法》和《浙江省可再生能源开发利用促进条例》，明确了民用建筑节能评估和审查、可再生能源建筑应用和竣工能效测评。浙江还先后了《浙江省居住建筑节能设计标准》等35项建筑节能地方标准和技术导则。

由此可见，政府的推手作用无处不在，效果也比较突出。那么，促进建筑节能是以政府强制为主？还是市场推动为主？从“河北版”与“浙江版”两个版本的比较看，显然都有自己的成功之处，但也有不同的观念碰撞。住房和城乡建设部建筑节能与科技司司长杨榕的看法是：目前的建筑节能工程，政府应该从更大范围强制推进，明确能效水平的标准，积极建设能耗监管、管理及节能平台。这位权威人士的表态显然强调了政府推动的作用，虽然他也强调了与市场的平衡。但另一位权威人士——中国工程院院士、清华大学建筑系教授江亿却在第三届能源基金会建筑项目交流会上表态，不管是政府主导还是市场推动，对于建筑节能的管理，应该从过程管理转变为目标管理，确定能源消耗的上限，也就是说，政府不能管得过细。但市场的力量真得都像河北那样自觉吗？情况并非如此。我国第一个开发企业的绿色低碳首席官招商地产的胡建新表示，招商地产从2009年成立绿色建筑研发中心以来，还是品牌宣传要好于市场推广。他认为，要把建筑的能耗降下来，主要是利用自然资源，而不是去用节能灯泡或者是新风系统，那种是全天候都在消耗能量的，在环境允许的情况下，最好是先降低能耗，再考虑提高能效。不管是“河北版“还是”浙江版“的建筑节能，因地制宜或许是建筑节能的最佳途径。“比如在北京用新风系统做宣传就会受到消费者的认可，人们已经意识到雾霾、PM2.5的危害，但是在广州那种喜欢开窗户的地方，可能就不太可行，”胡建新说。当被问及是政府重要还是市场盈利模式重要时，胡建新说：“做节能和绿色建筑，在很多时候要有牺牲掉一部分的经济效益的勇气，在企业能承受的范围内，应该获取生态环境、经济、社会的平衡，这三者是有妥协的。”

二、两手都应该硬

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“中间技术观”的代表人物主要是德裔英国经济学家E.F.舒马赫。在舒马赫看来，人类应该通过劳动和最适宜的消费来获得最大限度的满足。他明确反对高耗能的技术，主张可再生能源的适宜性利用，倡导中间技术的理念。在生产与消费的观念上，舒马赫列举了三个方面来进行说明他的主张：1.在农业与园艺方面，要“把注意力放在是合乎生物学要求的生产方法完善化上，放在增加土地肥力及提供健康、美好与安定的环境上”。2.在工业方面，要“把注意力放在发展小型技术、比较非暴力性的技术、‘具有人性的技术’上”。3.人与自然方面，“我们必须学会不仅同人类和平相处，而且同自然界。尤其是同那些创造自然界。创造人类的至高力量和平相处”。在对于资源和生产方面，舒马赫提出“非再生物质只有在必不可缺的情况下才使用，而且必须十分地爱惜使用，特别重视加以保护”。并且认为“用地方资源生产来满足地方需要，这是最合理的经济方式”。在舒马赫的中间技术观的指导下，出现了一批运用替代技术的建筑设计实践，其中比较著名的有：加拿大多伦多的生态住宅研究，美国科罗拉多州斯若迈斯的落基山学会中心等案例；在节能建筑方面，澳大利亚建筑师西德尼.巴格斯、英格兰建筑师阿瑟.昆姆比、美国建筑师麦尔科姆.威尔斯等人进行了一系列探索的生土、覆土建筑实验，以其改善建筑的热工效应。“整合设计”观影响下的“生态建筑”观与“建筑节能”观1968年，美国加利福尼亚大学建筑学教授西姆.范.德.莱恩在大量的研究基础之上，逐步形成了“整合设计”的概念。西姆认为建筑师必须适应在未来有限资源条件下的建筑设计要求，由于不可再生资源的紧缺，以及这些资源利用过程中所造成的环境问题，导致建筑师必须能够在建筑设计中充分考虑和和谐地利用其他能源形式来达成建筑设计的目的，并将这种利用的体现在建筑的形式中表达出来——即整合设计。对于能量与物质的流动，以及能量与物质与自然系统的自我平衡、稳定关系上，西姆认为能量与物质的流动是通过一个封闭的环形和多渠道的网络来进行的，并试图用信息论、系统论和热力学第二定律来研究与解释。1974年，西姆与法拉隆斯研究所将伯克利的一栋老住宅进行了改建，在这个改建项目中，整合设计的思想与概念倍付诸实施，建成了美国第一个完全自给型的城市住宅。在这个城市住宅中，西姆与法拉隆斯研究所进行了城市型粮食种植、太阳能供热、人与住宅废弃物的回收利用技术等试验，整个建筑环境中的物质与能量的流动采用了多种路径，将这种多种途径的方法与自然界的生物多样性、稳定性紧密联系。这个项目被人为是现代城市型生态住宅建筑的最早成功典范，这个案例连同西姆及法拉隆斯研究所在1975年设计建造的鲁那儿中心项目对后来的生态建筑设计和节能建筑设计研究产生了深远的影响。

“盖娅运动”影响下的“生态建筑”观与“建筑节能”观

1965年，詹姆斯.拉乌洛克提出了盖娅理论，认为生物在保持地球表面环境稳定，以及营造适于生物生存的自我调节机制上具有巨大的贡献。1976年，生态建筑先驱之一的安东.施耐德博士倡导利用天然的建筑材料，采取自然通风、采光、采暖技术，来营建利于人类健康并具有生态效益的建筑艺术，认为建筑对环境、人类健康的影响取决于人们的生活态度和方式，而不仅仅是技术上的考虑。20世纪80年代中期，拉乌洛克在《盖娅：地球生命的新观点》书中主张将地球和各种生命系统视为具备有机生命特征和自持续特点的实体，在建筑设计和建造上，主张使用绿色建材、绿化、自然通风、自然采光，防止对大气、水、土壤的污染，沿袭减租的地域性文脉等。1989年英国作家、盖娅运动的建筑师戴维.皮尔森在其著作《自然住宅手册——创造一个健康、和谐、生态的家》中，明确了盖娅住区的设计原则，提出了三个主要的设计原则：1.为星球的和谐而设计这个原则主张建设要充分保护可再生能源，利用太阳能、风能、水能来满足所有的或是大部分的能源需求，从而减少对于不可再生能源的依赖。2.为精神和平而设计公众参与社区的空间设计与营建，汇集众人的观点和技巧，寻找一种整体的设计方案，使得住区的建筑风格、规模相互一致，将建筑与大自然的季节、气候、时令联系起来，并与自然的变化节奏相协调。3.为身体的健康而设计注重建筑围护结构和表皮的设计，利用自然的方法使建筑室内外进行持续的能量与物质交流，从而保持健康而具有活力的室内气候。盖娅住区的设计原则总结了生态住宅建筑设计、建造的一些基本原则与目标，使建筑设计能够满足人们的物理需求、生理需求和精神需求，对生态住宅建筑的发展产生了广泛的影响。在节能建筑的技术概念上，不仅考虑了能源、能量的节约性，还提出了建筑内外能量与物质的交流理念，在节能建筑的观念上开拓了新的研究领域。