建筑节能概述
全球性的资源匮乏已成为一个不争的事实。 “节能”被称为煤炭、石油、天然气、核能之外 的第五大能源。
建筑能耗在能源消耗构成中占据近三分之一, 在提倡节约型社会的今天,建筑行业又该如何 进行节能?能耗较大的围护结构如何减少热量 损失?采暖制冷设备如何提高能源利用率?
建筑节能是责任!是义务!是习惯!是素质! 更是一种智慧!
人们已经认识到,所排放的硫和氮的氧化物, 会危害人体健康,造成环境酸化,而产生的二 氧化碳的积累,将导致地球产生重大气候变化, 危及人类生存。
建筑采暖用能无疑是造成大气污染的
主要因素。我国在以煤炭为主的能源结构
的条件下更是如此。以北京的大气环境来
说,几个污染因素指标,如S02、NOx等,
在非采暖期符合国家标准的,而在采暖期
能源的概念和种类
煮饭、烧水靠 什么提供能量?
开动汽车、火车、 飞机等交通工具 需要什么来提供 能量呢?
什么是能源?
能源:是自然界中像煤、天然气、 汽油、水流、风、电、太阳能等 能为人类提供某种形式能量的物 质资源。
地球上的能量来源
使用类型
能
能否再生
源
的
获得的方法
分
类
能否作为燃料
对环境的污染情况
则大大超过标准。
总悬浮颗粒也超过标 准,在采暖期主要污 染物是煤烟;在非采 暖期一个是春季的风 沙,一个是施工工地 的扬尘。
由此可见,如果我国 采暖能耗不节约下来, 采暖建筑又越建越多, 大气环境指标就不可 能达到标准。
发达国家 排放量 减少或基本稳定 我国 排放量 快速增加
冰川融化
气温过高
必须依靠科技,找到不同于发达国家的能源发展途径, 大幅度降低建筑能耗,实现城市建设的可持续发展
三、建筑节能的意义
1、建筑节能是社会经济可持续发展的需要 2、节能是环保的需要
3、是宜人的建筑热环境的需要(室内气温、湿度、气 流速度、壁面热辐射)
通过建筑节能,加强围护结构的保 温和隔热性能,在提高室内舒适度的 基础上,节约采暖和空调能耗。
课程结构
第一部分:建筑节能基本知识 第二部分:建筑节能设计原理 第三部分:建筑规划设计与节能 第四部分:建筑单体设计与节能 第五部分:围护结构节能设计 第六部分:遮阳设计 第七部分:采光与照明节能技术 第八部分:太阳能利用 第九部分:制冷节能原理
第一章 建筑节能概述
1.1 建筑节能的重要意义 1.2 国外建筑节能概况 1.3 我国建筑能耗概况和节能任务
海平面上升
温室气体的过度排放
(3)舒适需求提高导致能耗增加
随着现代化建设的发展和人民生活水 平的提高,舒适的建筑热环境已成为人们 生活的需要。在我国,这种需要日益迫切。 这和我国大部分地区冬寒夏热的气候特点 关系很大。
➢ 我国长期以来,习惯上采暖地区为一年内日 平均气温≤5℃超过90d的地区,这个范围主要 是“三北’’地区,全部城镇居住人口有1.5亿
➢ 与此同时,一些“采暖期度日值”相近的城市, 其平均采暖能耗之差,可达1倍甚至2倍,同一 城市同类建筑单位建筑面积能耗最高值可为最 低值的1.6~3.8倍。
➢ 这种情况说明,采暖能耗浪费很大,节能潜力 很大。
南方城市特点 生活条件改善 家用空调普及
百户拥有量:2004年底平均69.81台
近年来我国带空调的高档旅游宾馆发展迅速,
节能的核心是提高能源利用效率,前 提是满足人们越来越高的舒适度要求。
二、为什么进行建筑节能?
中国经济与能源增长
1980-1985
GDP 年平均增长 % 10.7
总能耗 年平均增长 % 4.9
1986-1990
7.9
5.2
1991-1995
12.0
5.9
1996-2000
8.3
-0.1
2001
110
100 61 66 71 74 77
50
0
1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006
来源:中国统计年鉴
300亿平方 米
2020
(4)导致能耗增加的因素
民家庭家用电器品种、 数量增加
农村能源改变
人们对建筑热舒适性 的要求越来越高
按使用类型对能源分类
1.常规能源(传统能源)。已被人类利用多年,目前仍在 大规模使用的能源。如水能、生物能、煤炭、石油、天然 气等。占全部能源生产消费总量的90%以上。
2.新能源(非常规能源、替代能源)。近若干年来开始被 人类利用(如太阳能、核能)或过去已被利用现在又有新 的利用方式(如风能)的能源。
建筑能耗包括建材生产能耗、建筑施工能 耗和建筑使用能耗,其中建筑使用能耗占8090%。
建筑使用能耗主要包括采暖、通风、空调、 热水供应、照明、炊事、电气等。
15% 采暖空调
热水供应
电气
65%
炊事
14%
6%
节能就是少用能——此乃一大误区
节能不能简单地认为只是少用能,而是 在确保室内热舒适环境的前提下的节 能。
建筑节能概述
课程的性质和任务
本课程是为培养工程管理专业高级工程技术人才所设 的一门专业任选课,本课程政策性、系统性、专业性和实 践性较强。该课程系统全面研究建筑节能设计原理、建筑 规划设计节能、建筑单体设计节能、围护结构节能设计、 遮阳设计、采暖制冷节能设计等。通过本课程的学习,使 学生了解和掌握建筑设计中节能的原理和途径,帮助工程 管理专业学生拓宽相关领域的知识面,提高建筑节能意识。
人均能源资源占有量:2000年我国人均石油可采储量 只有4.7吨,人均天然气可采储量1262立方米,人均煤 炭可采储量140吨。
我国主要产品单位耗能指标比国际先进水平高30%90%。每创造1美元工业产值,我国能耗相当于发达国 家的4-5倍,是印度的1.64倍。
2014年我国进口原油为3.1亿吨,同比增幅达到 9.5%。按照国土资源部的统计数据,2014年中国 石油产量为2.1亿吨,这样可以推算出,2014年中 国原油对外依存度达到了59.6%,较2013年的 57%高出了2.6个百分点。
2.二次能源(人工能源)。是指一次能源经人为加工成另 一种形态的能源。 例:汽油、水电、蒸汽、煤气、焦炭、沼气等。
按能否作为燃料对能源分类
1.燃料型能源:包括煤炭、石油、天然气、泥炭、木材 等。
2.非燃料型能源:包括水能、风能、地热能、海洋能等。
按对环境的污染情况对能源分类
1.清洁能源 使用时对环境没有污染或污染小的能源。 例:水能、风能、太阳能以及核能等。
按能否再生对能源分类
1.可再生能源。可长期提供或可再生的能源(10%左右) 例:水能、风能、太阳能、地热能、潮汐能等。 2.不可再生能源。一旦消耗就很难再生的能源(90%左右) 例:煤炭、石油、天然气等。
能源分布图一
再生能源 非再生能源
按获得方法对能源分类
1.一次能源(天然能源)。是指直接取自自然界、而不改 变它的形态的能源。它又分为可再生能源和非再生能源。 例:泥煤、褐煤、烟煤、无烟煤、石油、天然气、植物秸 杆、水能、风能、太阳能、地热能、核能、海洋能等。
建筑能耗 持续增加
房屋建筑需求继续增加 城镇化进程 不断加快
采暖区向南扩展
到2020年的一个情景预测
三个刚性增长:
建筑面积:增加150亿m2,住宅增加80亿m2 ,一般公 建增加60亿m2 ,大型公建10亿m2
采暖需求:新增需采暖的建筑110亿m2 人口:达到14亿 根据发达国家经验,随着我国的城市发展,人们生活水平 的提高,建筑能源消耗将达到33%左右 我国人口众多,若人均建筑能耗接近发达国家的人均水平, 仅建筑用能将接近目前全球总能耗的1/4
(1)建筑能耗成为国民经济的一个重要的制
约因素
我国采暖区城镇人口只占 全国人口的13·6%,而采暖 用能却占到全国总能耗的 9.6%。
采暖范围日益扩大,空调建 筑迅速增加,建筑能耗增长 的速度将远高于能源生产增 长的速度,从而成为国民经 济的一个重要的制约因素。 由此可见,建筑用能势必会 限制需要国家经济的发展。
其单位能耗很高,每年每平方米建筑面积能耗, 北京地区为190~220kg标准煤(约为一般住宅 能耗的6~7倍),上海地区为120~140kg标准 煤,广州地区为150~200kg标准煤。
城镇建筑面积(亿平方米)
我国的城市化进程
我国城市化进程
再造一个 中国!
200 175
165
150
132 141 149
中国建筑能耗状况
一般公共建筑 大型公
北方城镇采暖 25%
长江流域住宅采 城镇住宅 (不包
暖
括采暖)
1%
15%
(2)建筑用能增加导致环境恶化
近年来,世界上许多国家越来越关心燃 烧矿物燃料所产生的污染问题。各发达国 家节能的政策,也是以减少燃料燃烧的排 放物为明确的目标
第二节 国外建筑节能概况
一、国外建筑节能发展阶段
发达国家自20世纪70年代开始先后颁布若干标准,并每隔一定 年限进行修订,每修订一次,对建筑节能提出的要求越来越高。
国外围护结构传热系数[W/m2.k]
按地球上的能量来源对能源分类
1.来自地球外部天体的能源。有直接来自太阳直接照射到 地球的光和热能,还有间接地来自太阳的能源,常见的煤 炭、石油、天然气,以及生物质能、水能、海洋热能和风 能等。 2.地球本身蕴藏的能量。其中一种是地球内部蕴藏着的地 热能,常见的地下蒸汽、温泉、火山爆发的能量都属于地 热能。另一种是地球上存在的铀、钍、锂等核燃料所蕴有 的核能。 3.地球和其他天体相互作用而产生的能量。太阳和月亮等 星球对大海的引潮力所产生的涨潮和落潮所拥有的巨大潮 汐能。