第4講建筑節(jié)能

第四講建筑節(jié)能4.1建筑節(jié)能概論4.2建筑設(shè)計節(jié)能技術(shù)*4.3建筑結(jié)構(gòu)節(jié)能技術(shù)*4.4建筑空調(diào)節(jié)能技術(shù)4.5地?zé)嵩诮ㄖ┡械膽?yīng)用*4.6冷、熱、電三聯(lián)供技術(shù)在建筑節(jié)能中的應(yīng)用4.7儲能材料在建筑節(jié)能中的應(yīng)用4.8建筑節(jié)能實例分析*4.9建筑節(jié)能技術(shù)展望*2/6/20231華南理工大學(xué)方利國136222511284.1建筑節(jié)能概論4.1.1建筑節(jié)能的概念4.1.2建筑節(jié)能的必要性及意義4.1.3建筑節(jié)能的策略4.1.4建筑節(jié)能的標準4.1.5建筑節(jié)能主要工作2/6/20232華南理工大學(xué)方利國136222511284.1.1建筑節(jié)能的概念1、定義就一般而言，建筑節(jié)能是指在建筑材料生產(chǎn)、房屋建筑施工及使用過程中，合理的使用、有效地利用能源，以便在滿足同等需要及達到相同目的的條件下，盡可能降低能耗，以達到提高建筑舒適性和節(jié)省能源的目標。

2/6/20233華南理工大學(xué)方利國136222511282、含義

一是建筑節(jié)能涉及建筑物的整個生命周期過程，包含建筑的設(shè)計、建造、使用等過程；二是建筑節(jié)能的前提條件是在滿足同等需要及達到相同目的情況，達到能源消耗的減少，也就是說，不能通過減低建筑的舒適性來節(jié)能，如減少照明強度，縮短空調(diào)使用時間，這些都不是積極意義上的節(jié)能；三是建筑節(jié)能不能簡單地認為少用能，其核心是提高能源使用效率。2/6/20234華南理工大學(xué)方利國136222511283、能源使用效率和能量使用效率-1

能量使用效率能源使用效率——供給體系的各種能源（包括耗能工質(zhì)）的當量值之和——供給體系的各種能源（包括耗能工質(zhì)）的等價值之和2/6/20235華南理工大學(xué)方利國136222511283、能源使用效率和能量使用效率-2

能源利用率是將購入的二次能源的轉(zhuǎn)換損失（例如電能等）均歸在使用單位內(nèi)部，不真正反映企業(yè)對能量的有效利用程度。例如，建筑物的空調(diào)系統(tǒng)采用電能的壓縮式空調(diào)系統(tǒng)，即使把電能的利用率提高到95%，但考慮到平均發(fā)電效率只有30%左右，則能源利用率只有21%左右。如果采用三聯(lián)供系統(tǒng)，由于能量的梯級利用，能源使用效率可達80～90%，大大高于單純利用電網(wǎng)電力的電能壓縮式空調(diào)系統(tǒng)。因此，通常需要同時計算能源利用率和能量利用率。2/6/20236華南理工大學(xué)方利國136222511284.1.2建筑節(jié)能的必要性及意義1、必要性建筑能耗總量大（占總能耗1/3）節(jié)能建筑比例低（1％）城鎮(zhèn)民用建筑將增長舒適度要求提高（2020年全國制冷電力高峰將達到約1.8億KW，相當于10個三峽電站的滿負荷出力）2/6/20237華南理工大學(xué)方利國136222511282、意義開展既有建筑的節(jié)能改造，有利于發(fā)展國民經(jīng)濟，啟動內(nèi)需，增加就業(yè)；有利于改善室內(nèi)熱環(huán)境，提高健康水平。有利于改善當?shù)卮髿猸h(huán)境有利于緩解地球變暖的威脅；是提高經(jīng)濟效益的重要措施；

2/6/20238華南理工大學(xué)方利國136222511284.1.3建筑節(jié)能的策略1、加大宣傳力度，提高認識，強加領(lǐng)導(dǎo)工作2、進一步完善國家建筑節(jié)能法規(guī)體系3、建立相應(yīng)的權(quán)威協(xié)調(diào)管理機構(gòu)來協(xié)調(diào)和監(jiān)督建筑節(jié)能工作4、建立建筑節(jié)能政府獎勵基金，制定建筑節(jié)能各種經(jīng)濟鼓勵政策。5、建立國家建筑節(jié)能技術(shù)產(chǎn)品的評估認證制度。6、推進城市供熱收費體制改革7、對既有建筑的節(jié)能改造工作應(yīng)由易到難．逐步推進8、認真做好建筑節(jié)能示范工程2/6/20239華南理工大學(xué)方利國136222511284.1.4建筑節(jié)能的標準1、標準及標準化的作用與意義標準化的作用，ISO在指南中明確指出：“改進產(chǎn)品、過程和服務(wù)的適用性，防止貿(mào)易壁壘，并便利技術(shù)合作?！?/p>

我國具體作用如下：（1）在國民經(jīng)濟生產(chǎn)和貿(mào)易范圍內(nèi)獲得最佳秩序和最大社會效益（2）科學(xué)管理的基礎(chǔ)（3）提高產(chǎn)品質(zhì)量，改善服務(wù)環(huán)境和態(tài)度，改進過程的適用性（4）保護消費者利益（5）促進溝通和理解（6）保證人類安全、健康和保護環(huán)境2/6/202310華南理工大學(xué)方利國136222511282、標準及標準技術(shù)定義

有多種說法，下面是其中兩種：（1）1991年國際標準化組織在第2號工作指南中對標準重新定義為：“標準是由一個公認的機構(gòu)制定和批準的文件。它對活動或活動的結(jié)果規(guī)定了規(guī)則、準則或特性值，供共同和反復(fù)使用，以實現(xiàn)在預(yù)定領(lǐng)域內(nèi)最佳秩序的效益?！保?）1983年，我國頒布的國家標準（GB3935.1-1983）中對標準所下的定義是：“標準是對重復(fù)性事物或概念所做的統(tǒng)一規(guī)定，它以科學(xué)、技術(shù)和實踐經(jīng)驗的綜合成果為基礎(chǔ)，經(jīng)有關(guān)方面協(xié)商一致，由主管機構(gòu)，以特定形式發(fā)布，作為共同遵守的準則和依據(jù)?！?/6/202311華南理工大學(xué)方利國136222511283、標準分級根據(jù)《中華人民共和國標準化法》（1988年12月29日公布，以下簡稱《標準化法》）的規(guī)定，我國標準分為四級標準，即國家標準、行業(yè)標準、地方標準和企業(yè)標準。2/6/202312華南理工大學(xué)方利國136222511284、我國建筑節(jié)能的標準目前，我國國家一級有關(guān)建筑節(jié)能的標準主要有：GB50189-2005《公共建筑節(jié)能設(shè)計標準》GB50034-2004《建筑照明設(shè)計標準》GB50019-2003《采暖通風(fēng)與空調(diào)調(diào)節(jié)設(shè)計規(guī)范》GB50176-1993《民用建筑熱工設(shè)計規(guī)范》GB50189-1993《旅游旅館建筑熱工及空氣調(diào)節(jié)節(jié)能設(shè)計標準》GB/T7107-2002《建筑外窗氣密性能分級及其檢測方法》GB/T7108-2002《建筑外窗水密性能分級及其檢測方法》GB/T8485-2002《建筑外窗空氣隔聲性能分級及其檢測方法》GB/T8484-2002《建筑外窗保溫性能分級及其檢測方法》GB/T11976-2002《建筑外窗采光性能分級及其檢測方法》2/6/202313華南理工大學(xué)方利關(guān)建筑節(jié)能的行業(yè)標準主要有：JGJ26-1995《民用建筑節(jié)能設(shè)計標準》（采暖居住建筑部分）JGJ16-1992《民用建筑電氣設(shè)計規(guī)范》JGJ134-2001《夏熱冬冷地區(qū)居住建筑節(jié)能設(shè)計標準》JGJ75-2003《夏熱冬暖地區(qū)居住建筑節(jié)能設(shè)計標準》2/6/202314華南理工大學(xué)方利筑節(jié)能的地方標準北京：ＤＢＪ11-602-2006《居住建筑節(jié)能設(shè)計標準》福建：DBJ13-62-2004《居住建筑節(jié)能設(shè)計標準實施細則》上海：DB31/T106-1993《電影院、影劇院合理用電管理標準》DB31/T580-1995《冷庫耗電考核標準》DB31/177-1996《整體式緊湊型熒光燈安全和性能要求》DB31/179-1996《照明設(shè)備合理用電》DB31/176-1996《蒸汽鍋爐房安全、環(huán)保、經(jīng)濟運行管理標準》2/6/202315華南理工大學(xué)方利前正在編制的標準和規(guī)范有：《居住建筑節(jié)能檢驗標準》《建筑節(jié)能工程施工驗收規(guī)范》《節(jié)能建筑評價標準》《公共建筑節(jié)能檢驗標準》《既有公共建筑節(jié)能改造技術(shù)規(guī)程》《建筑能耗統(tǒng)計標準》《建筑全生命周期可持續(xù)性影響評價標準》《太陽能供熱采暖工程技術(shù)規(guī)范》《城鎮(zhèn)供熱系統(tǒng)評價標準》2/6/202316華南理工大學(xué)方利能法《中華人民共和國節(jié)約能源法》2007年１０月２８日經(jīng)十屆全國人大常委會第三十次會議表決通過，國家主席胡錦濤簽署主席令予以公布。已于2008年４月１號起施行。2/6/202317華南理工大學(xué)方利國136222511284.1.5建筑節(jié)能主要工作1、新建建筑全面執(zhí)行節(jié)能設(shè)計標準；建立４個直轄市節(jié)能65％的國家標準體系和技術(shù)支撐體系；發(fā)展低能耗、超低能耗和綠色建筑，并形成相關(guān)標準和技術(shù)體系，引導(dǎo)未來建筑發(fā)展方向。2、既有公共建筑節(jié)能改造取得突破性進展；深化北方地區(qū)供熱體制改革，推動北方既有居住建筑節(jié)能改造。3、可再生能源在建筑中規(guī)模化應(yīng)用取得實質(zhì)性進展。4、形成國家推動節(jié)能省地型建筑的關(guān)鍵能力。5、加強國家機關(guān)辦公建筑和大型公共建筑節(jié)能運行管理與改造，其主要工作內(nèi)容為：能耗監(jiān)測、能耗統(tǒng)計、能源審計、能效公示及制度建設(shè)。2/6/202318華南理工大學(xué)方利/p>

4.2建筑設(shè)計節(jié)能技術(shù)一、有關(guān)建筑設(shè)計的一些基本概念1、建筑工程設(shè)計

指設(shè)計一個建筑物或建筑群所要做的全部工作，一般包括建筑設(shè)計、結(jié)構(gòu)設(shè)計、設(shè)備設(shè)計等幾個方面的內(nèi)容。2、建筑設(shè)計又包括總體設(shè)計和個體設(shè)計兩個方面，一般是由建筑師來完成。主要有兩個方面的設(shè)計內(nèi)容：（功能配置-建筑學(xué)系）（1）、建筑空間環(huán)境的組合設(shè)計主要是通過建筑空間的限定、塑造和組合、綜合解決建筑物的功能、技術(shù)、經(jīng)濟和美觀等問題。它通過建筑總平面設(shè)計、建筑平面設(shè)計、建筑剖面設(shè)計、建筑造型與立面設(shè)計等來完成。（2）、建筑空間環(huán)境的構(gòu)造設(shè)計主要是對建筑物的各構(gòu)造組成部分，確定其材料及構(gòu)造方式，來確定建筑物的功能、技術(shù)、經(jīng)濟和美觀等問題。它包括對基礎(chǔ)、墻體、樓地面、樓梯、屋頂、門窗等構(gòu)配件進行詳細的構(gòu)造設(shè)計。也是建筑空間環(huán)境組合設(shè)計的繼續(xù)和深入。2/6/202319華南理工大學(xué)方利、有關(guān)建筑設(shè)計的一些基本概念2、結(jié)構(gòu)設(shè)計主要是根據(jù)建筑設(shè)計選擇切實可行的結(jié)構(gòu)方案，進行結(jié)構(gòu)計算及構(gòu)件設(shè)計，結(jié)構(gòu)布置及構(gòu)造設(shè)計等。一般是由結(jié)構(gòu)工程師來完成。（力學(xué)計算-建工系）3、設(shè)備設(shè)計主要包括給水排水、電氣照明、通訊、采暖、空調(diào)通風(fēng)、動力等方面的設(shè)計，由有關(guān)的設(shè)備工程師配合建筑設(shè)計來完成（其他工科專業(yè)-電力能源）。

所謂建筑設(shè)計節(jié)能技術(shù)，就是在設(shè)計階段引入節(jié)能技術(shù)，使建筑物在以后的運行節(jié)能工作更好地開展。2/6/202320華南理工大學(xué)方利、建筑格局朝向設(shè)計節(jié)能技術(shù)坐北朝南，東西走向，圖中最佳為B2/6/202321華南理工大學(xué)方利、外形結(jié)構(gòu)設(shè)計節(jié)能技術(shù)

同體積建筑的5種不同的體形2/6/202322華南理工大學(xué)方利形系數(shù)與節(jié)能

建筑物的體形系數(shù)就是指建筑物與室外大氣接觸的外表面積A（m2）與其所包圍的體積V（m3）的比值。外表面積中，不包括地面和不采暖樓梯間隔墻和戶門的面積。在其他條件相同的情況下，建筑物耗熱量指標隨體形系數(shù)的增長而增長。研究表明，體形系數(shù)每增大0.01，能耗指標大約增加2.5％。從有利于節(jié)能出發(fā)，體形系數(shù)應(yīng)盡可能地小，一般宜控制在0.30及0.30以下。在相同體積的建筑中，以立方體的形體系數(shù)為最小2/6/202323華南理工大學(xué)方利型建筑形體系數(shù)計算一般的3房一廳100m2為一套計，若兩套為一幢（一梯2戶），層數(shù)為9層，層高為3米，建筑物寬為10米，長為20米，則其體形系數(shù)計算如下：改為4套為一幢，且是縱向排列時，則其體形系數(shù)計算如下：在實際建筑中，有時受環(huán)境約束，也有8套為一幢，且呈雙套縱向排列（一梯4戶），則其體形系數(shù)計算如下：

2/6/202324華南理工大學(xué)方利面面積系數(shù)與節(jié)能

所謂“表面面積系數(shù)”就是建筑物其他外表面面積之和A1與南墻面面積A2之比，這一比值更能有效地反映建筑體形對太陽能利用的影響，其中地面面積按其30％計人其他外表面面積A1中。建筑物的南墻面積就是建筑物面向南面的外立面積，如圖中，南墻面積就是正面朝向大家部分的面積

長軸為東西向的長方形體形最好

2/6/202325華南理工大學(xué)方利、熱工參數(shù)優(yōu)化設(shè)計節(jié)能技術(shù)1、定義所謂建筑物熱工參數(shù)就是建筑物在制冷和供暖時的工作參數(shù)，它包括建筑物室外的熱工參數(shù)、建筑物本體的熱工參數(shù)、建筑物室內(nèi)的熱工參數(shù)。建筑物熱工參數(shù)的改變，對建筑物的能源消耗有較大的影響2/6/202326華南理工大學(xué)方利、熱工參數(shù)優(yōu)化設(shè)計節(jié)能技術(shù)2、建筑物室外的熱工參數(shù)主要有室外的溫度、濕度、日照、風(fēng)速等，主要受氣象控制，只能適應(yīng)，無法改變。3、建筑物本體的熱工參數(shù)可以認為改變，如采用雙層玻璃窗可減少窗戶的傳熱系數(shù)，減少能量損耗；采用絕熱墻體，可減少墻體的熱損失達到節(jié)能的目的。2/6/202327華南理工大學(xué)方利、熱工參數(shù)優(yōu)化設(shè)計節(jié)能技術(shù)4、室內(nèi)熱環(huán)境參數(shù)室內(nèi)空氣溫度、空氣濕度、氣流速度和環(huán)境熱輻射等。在滿足生產(chǎn)要求和人體健康的基本要求的情況下，盡量按照“冬季取低，夏季取高”的原則來進行參數(shù)選擇。在加熱工況下，室內(nèi)溫度每降低1℃，能耗可減少5％-10%，在冷卻工況下，室內(nèi)溫度每升高1℃，能耗可減少8％-10％。舒適性標準，冬季取暖只要不低于18℃，夏季制冷不高于28℃即可。2/6/202328華南理工大學(xué)方利、熱工參數(shù)優(yōu)化設(shè)計節(jié)能技術(shù)

在熱工參數(shù)優(yōu)化設(shè)計時，需要注意新風(fēng)量，在舒適健康、經(jīng)濟環(huán)保和節(jié)約能源之間尋找到平衡點才是建筑節(jié)能的關(guān)鍵所在。

2/6/202329華南理工大學(xué)方利、其它節(jié)能設(shè)計在建筑照明、用能設(shè)備選擇等方面預(yù)先做出設(shè)計，為以后的建筑節(jié)能改造在建筑物本體上預(yù)留一定的空間和位置。如考慮到將來的能源政策，可設(shè)計冷、熱、電三聯(lián)供系統(tǒng)為建筑物提供能量，也可考慮在外墻立面安裝太陽能電池，也可考慮在建筑物中設(shè)計安裝風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，也可考慮利用地?zé)峁嵯到y(tǒng)。2/6/202330華南理工大學(xué)方利國136222511284.3建筑結(jié)構(gòu)節(jié)能技術(shù)4.3.1窗體節(jié)能4.3.2屋頂與地板節(jié)能技術(shù)4.3.3墻體節(jié)能技術(shù)2/6/202331華南理工大學(xué)方利國136222511284.3.1窗體節(jié)能

對建筑物而言，環(huán)境中最大的熱能是太陽輻射能，從節(jié)能的角度考慮，建筑玻璃應(yīng)能控制太陽輻射和黑體輻射，照射到玻璃上的太陽輻射，一部分被玻璃吸收或反射，另一部分透過玻璃成為直接透過的能量。目前窗體面積大約為建筑面積的1/4，圍護結(jié)構(gòu)面積的1/6。單層玻璃外窗的能耗約占建筑物冬季采暖夏季空調(diào)降溫的50％以上。窗體對于室內(nèi)負荷的影響主要是通過空氣滲透、溫差傳熱以及輻射熱的途徑。根據(jù)窗體的能耗來源，可以通過相應(yīng)的有效措施來達到節(jié)能的目的。2/6/202332華南理工大學(xué)方利國136222511281、采用合理的窗墻面積比，控制建筑朝向在兼顧一定的自然采光的基礎(chǔ)之上，盡量減少窗墻面積比。一般對于夏季炎熱、太陽輻射強度大的地區(qū)，東西應(yīng)盡量開小窗甚至不開窗；對于南面窗體則需要加強防太陽輻射，北面窗體則應(yīng)提高保溫性能。在國家節(jié)能標準對窗墻比的要求中，北向的窗墻比為0.25，東西向的窗墻比為0.30，南向的窗墻比為0.35。2/6/202333華南理工大學(xué)方利國136222511282、加強窗體的隔熱性能增強

熱反射、合理選擇窗玻璃玻璃名稱種類結(jié)構(gòu)透光率(%)遮陽系數(shù)SD傳熱系數(shù)K/（W/m2.K）單片透明玻璃6C890.995.58單片熱反射玻璃6CTS140400.555.06雙層透明中空玻璃6C+12A+6C810.872.72熱反射鍍膜中空玻璃6CTS140+2A+6C370.442.54低輻射中空玻璃6CEB12+12A+6C390.311.662/6/202334華南理工大學(xué)方利種材料窗框的參數(shù)表

一般而言，堅固耐用，水密性氣密性好，外觀顏色多樣性，導(dǎo)熱系數(shù)低，價格適中的窗框材料更易被市場所接受2/6/202335華南理工大學(xué)方利國136222511283、增加外遮陽，減少熱輻射根據(jù)實踐證明，適當?shù)耐庹陉柌贾?，會比?nèi)遮陽窗簾對減少日射得熱更為有效。有的時候甚至可以減少日射熱量的70％－80％。外遮陽可以依靠各種遮陽板、建筑物的遮擋、窗戶側(cè)檐、屋檐等發(fā)揮作用。2/6/202336華南理工大學(xué)方利國136222511284、安設(shè)窗體密封條，減少能量滲漏窗體密封一種最直接建筑節(jié)能措施，可節(jié)能15％以上。窗體密封除了減少冷熱量（能量）滲漏還可以改善居住和工作條件。2/6/202337華南理工大學(xué)方利國136222511284.3.2屋頂與地板節(jié)能技術(shù)1、屋頂節(jié)能技術(shù)2/6/202338華南理工大學(xué)方利頂保溫類型：按其保溫層所在位置分類，目前主要有：單一保溫屋頂、外保溫屋頂、內(nèi)保溫屋頂和夾芯屋頂。屋頂若按保溫層所用材料分類，可以分為：加氣混凝土保溫屋頂、乳化瀝青珍珠巖保溫屋頂、憎水型珍珠巖保溫屋頂、玻璃棉板保溫屋頂、浮石砂保溫屋頂、水泥聚苯板保溫屋頂、聚苯板保溫屋頂以及彩色鋼板聚苯乙烯泡沫夾芯保溫屋頂?shù)取?/6/202339華南理工大學(xué)方利頂?shù)墓?jié)能工作應(yīng)注意問題（1）屋面保溫層不宜選用吸水率較大的保溫材料，以防止屋面濕作業(yè)時，保溫層大量吸水，降低保溫效果。（2）屋面保溫層不宜選用堆密度較大、熱導(dǎo)率較高的保溫材料，以防止屋面質(zhì)量、厚度過大。（3）在確定具體屋面保溫層時，應(yīng)根據(jù)建筑物的使用要求，屋面的結(jié)構(gòu)形式，環(huán)境氣候條防水處理方法和施工條件等因素，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟比較后確定。

2/6/202340華南理工大學(xué)方利國136222511282、地板節(jié)能技術(shù)地板（指不直接接觸土壤的地面）是樓層之間的分割構(gòu)件，在保證強度、隔音及防開裂滲水的前提下，盡量減少傳熱及導(dǎo)熱性能，可參考屋頂?shù)墓?jié)能方法加以實施。2/6/202341華南理工大學(xué)方利國136222511284.3.3墻體節(jié)能技術(shù)目前在建筑物墻體中可選擇的新型墻體材料主要是新型磚材料、建筑砌塊及新型保溫節(jié)能墻板三大類。新型磚材料主要指各種空心磚[0.35-0.40Ｗ/(m.k)],建筑砌塊主要是加氣混凝土砌塊、輕骨料砌塊、粉煤灰空心砌塊等[0.12-0.15/(m.k)],新型保溫節(jié)能墻板主要有彩鋼聚苯乙烯復(fù)合墻板，彩鋼巖棉復(fù)合墻板等。2/6/202342華南理工大學(xué)方利心磚2/6/202343華南理工大學(xué)方利種砌塊結(jié)構(gòu)示意圖

對于一般的居民采暖空調(diào)系統(tǒng)而言，通過采用節(jié)能墻體材料，可以在現(xiàn)有基礎(chǔ)上節(jié)能50％－80％。復(fù)合材料墻體的節(jié)能的關(guān)鍵問題就在于保溫性能，其方式包括：內(nèi)保溫復(fù)合外墻、外保溫復(fù)合外墻以及夾芯保溫復(fù)合外墻。對于最佳建筑節(jié)能墻體方式的選擇，由于受到很多客觀因素的影響，譬如材料、價格、施工技術(shù)、政策等方面的制約，目前尚無節(jié)能形式屬優(yōu)屬劣的判斷。2/6/202344華南理工大學(xué)方利/p>

六種外墻外保溫墻體結(jié)構(gòu)墻體外保溫是將保溫隔熱體系置于外墻外側(cè)，使建筑達到保溫的施工方法。由于結(jié)構(gòu)層在系統(tǒng)的內(nèi)側(cè)，外界環(huán)境對墻體影響甚微，而其高值的蓄熱性能得到充分利用六種外墻外保溫墻體結(jié)構(gòu)2/6/202345華南理工大學(xué)方利種外墻內(nèi)保溫墻體結(jié)構(gòu)外墻內(nèi)包溫墻體是將保溫隔熱體系置于外墻內(nèi)側(cè)，使建筑達到保溫的施工方法。由于保溫層在系統(tǒng)的內(nèi)側(cè)，盡管方便施工和維修，但相對于外保溫而言，墻體高值的蓄熱性能沒有得到充分利用三種外墻內(nèi)保溫墻體結(jié)構(gòu)2/6/202346華南理工大學(xué)方利國136222511284.4建筑空調(diào)節(jié)能技術(shù)1、中央空調(diào)余熱回收技術(shù)

工作原理：在用戶制冷機組上安裝余熱回收裝置，回收制冷機組冷凝熱量，在制冷的同時能免費提供生活熱水。該技術(shù)是提升制冷機組綜合能效的有效方法。

適用場所：賓館、酒店、度假村、桑拿、醫(yī)院等既需要制冷又需要熱水的單位。

節(jié)能率：100%（指回收熱能部分）

投資回收期：10-12個月左右2/6/202347華南理工大學(xué)方利國136222511282、中央空調(diào)閉環(huán)變頻節(jié)能技術(shù)

工作原理：

對中央空調(diào)系統(tǒng)的制冷壓縮機、循環(huán)水泵（包括冷卻水泵和冷凍水泵）、散熱風(fēng)機（包括盤管風(fēng)機、新風(fēng)系統(tǒng)風(fēng)機和冷卻塔風(fēng)機）外加閉環(huán)變頻節(jié)能系統(tǒng)后，可大幅減少系統(tǒng)能量散失，延長機組使用壽命。

應(yīng)用場所：中央空調(diào)系統(tǒng)

節(jié)

能

率：25％～50%

投資回收期：10-12個月左右

2/6/202348華南理工大學(xué)方利國136222511283、中央空調(diào)機組自動清洗技術(shù)

工作原理：該技術(shù)是由以色列專家發(fā)明的，用于自動清洗冷凝器管壁上的附著污染物，包括水垢、有機物、腐蝕、雜質(zhì)等，從而最大限度地發(fā)揮冷凝器的熱交換效果，達到節(jié)約能源的目的。

應(yīng)用場所：中央空調(diào)冷凝器自動清洗，不用人工化學(xué)清洗

節(jié)

電

率：10％～30％投資回收期：12個月左右

2/6/202349華南理工大學(xué)方利國136222511284、熱泵空調(diào)技術(shù)工作原理：熱泵機組以空間大氣、自然水源、大地土壤為空調(diào)機組的制冷制熱的載體。冬季借助熱泵系統(tǒng)，通過消耗部分電能，采集空氣、水源、地源中的低品位熱能，供給室內(nèi)取暖；夏季把室內(nèi)的熱量取出，釋放到空氣、水源、地源中，以達到夏季制冷的目的。該技術(shù)具有高效節(jié)能、一機多用的特點。

適用場所：凡需要同時制冷、供暖、提供生活熱水的場所。

節(jié)

能

率：30％～60％

投資回收期：12～30個月

2/6/202350華南理工大學(xué)方利國136222511285、冰蓄冷空調(diào)技術(shù)

工作原理：利用夜間廉價的谷段電力將建筑物所需的空調(diào)冷量部分或全部制備好，并以冰的形式儲存起來，在白天用電高峰時將冰融化提供空調(diào)用冷的一種空調(diào)系統(tǒng)。該技術(shù)是“轉(zhuǎn)移用電負荷”和“平衡用電負荷”的有效方法。

適用場所：有峰谷電價差的制冷場所，以及大空間、大面積的體育館、影劇院等短時間、大容量的制冷場所。

節(jié)

能

率：不節(jié)能，但只要峰谷電價比達到3：1以上時，可以大幅度降低空調(diào)運行費。

投資回收期：主要考慮轉(zhuǎn)移用電負荷和平衡用電負荷的問題，投資回收期較長。

2/6/202351華南理工大學(xué)方利國136222511286、變頻調(diào)速技術(shù)

工作原理：通過實時檢測系統(tǒng)運行參數(shù)（包括壓力、流量、溫度等），調(diào)整電動機的電源輸入頻率，改變電機的轉(zhuǎn)速，控制電動機的輸入功率，實現(xiàn)“所供即所需”。該技術(shù)能有效降低電機運行噪聲，延長電機使用壽命，提高系統(tǒng)的自動化水平。

適用場所：負載變化頻繁，對轉(zhuǎn)速變化不敏感的用電場所，特別是風(fēng)機、水泵類流量變化的場所。

節(jié)

電

率：20%～60%

投資回收期：8～15個月

2/6/202352華南理工大學(xué)方利國136222511287、能源監(jiān)控信息系統(tǒng)技術(shù)

建立計算機遠程監(jiān)控信息系統(tǒng)，實時監(jiān)測并記錄企業(yè)的用能時間、設(shè)備運行狀態(tài)、能源消耗參數(shù)等，自動分析對比能源使用狀況，發(fā)現(xiàn)問題并提供解決方案，實現(xiàn)企業(yè)能源管理的信息化、自動化。該系統(tǒng)還包括：各種能源資源評估；能源成本分析；財務(wù)預(yù)算；能源消費的實時管理；能源項目的財務(wù)分析；節(jié)能設(shè)備的動態(tài)監(jiān)測；節(jié)能量的準確確認等。該系統(tǒng)是節(jié)約能源、強化管理的一大利器，值得大力推廣。

應(yīng)用場所：用能設(shè)備越繁雜、用能量越大的場合越適用。

節(jié)

能

率：10％～20％

投資回收期：10個月左右2/6/202353華南理工大學(xué)方利國136222511284.5地?zé)嵩诮ㄖ┡械膽?yīng)用4.5.1地?zé)岣攀?.5.2地?zé)嵩诮ㄖ┡械膽?yīng)用2/6/202354華南理工大學(xué)方利國136222511284.5.1地?zé)岣攀?、地?zé)豳Y源定義

地?zé)豳Y源是指在當前技術(shù)經(jīng)濟和地質(zhì)環(huán)境條件下，地殼內(nèi)能夠科學(xué)、合理地開發(fā)出來的巖石中的熱能量和地?zé)崃黧w中的熱能量及其伴生的有用組分。地?zé)豳Y源的熱能一部分來源于地球深處的高溫熔融體；另一部分來源于放射性元素衰變所產(chǎn)生的熱。因此，地?zé)崮苁峭ㄟ^漫長的地質(zhì)作用而形成的集熱、礦、水為一體的礦產(chǎn)資源。地?zé)崮艿闹苯永貌皇馨讜兒图竟?jié)變化的限制，在許多方面具備了與太陽能、風(fēng)能競爭的優(yōu)勢。目前，我國地?zé)崮苤苯永每偭吭诟鞣N可再生能源排序中僅次于生物質(zhì)能的直接利用。2/6/202355華南理工大學(xué)方利國136222511284.5.1地?zé)岣攀?、地?zé)豳Y源分類地?zé)豳Y源按其在地下的賦存狀態(tài)，可以分為水熱型（地下100-4500m）、干熱巖型和地壓型地?zé)豳Y源（地下3000-6000m)，其中水熱型地?zé)豳Y源又可進一步劃分為蒸汽型和熱水型地?zé)豳Y源。按溫度高低，地?zé)豳Y源可劃分為高溫地?zé)豳Y源（大于150℃）、中溫地?zé)豳Y源(90℃-150℃）、低溫地?zé)豳Y源（小于90℃）三種類型。2/6/202356華南理工大學(xué)方利國136222511284.5.1地?zé)岣攀?、儲量

目前全球潛在地?zé)豳Y源總量為1401×1018J（E-艾可薩-1018），而目前利用的只有2×1018J，占潛能的0.14％。我國每年可開采的地?zé)崴偭考s為67.17億立方米，折合3283.4萬噸標準煤的發(fā)熱量2/6/202357華南理工大學(xué)方利國136222511284.5.2地?zé)嵩诮ㄖ┡械膽?yīng)用1、直接應(yīng)用2/6/202358華南理工大學(xué)方利國136222511284.5.2地?zé)嵩诮ㄖ┡械膽?yīng)用2、間接應(yīng)用2/6/202359華南理工大學(xué)方利國136222511284.5.2地?zé)嵩诮ㄖ┡械膽?yīng)用W地?zé)崴潘鳛闊岜谜舭l(fā)器的熱源應(yīng)用原理圖

2/6/202360華南理工大學(xué)方利國136222511284.6冷、熱、電三聯(lián)供技術(shù)在

建筑節(jié)能中的應(yīng)用4.6.1冷、熱、電三聯(lián)供技術(shù)概念定義4.6.2冷、熱、電三聯(lián)供技術(shù)實施方案4.6.3冷、熱、電三聯(lián)供系統(tǒng)實例經(jīng)濟性分析2/6/202361華南理工大學(xué)方利國136222511284.6.1冷、熱、電三聯(lián)供技術(shù)概念定義

冷、熱、電三聯(lián)供是指利用燃料燃燒產(chǎn)生的熱量首先發(fā)電的同時，根據(jù)用戶的需要，將發(fā)電后的余能用于制冷或制熱，實現(xiàn)能量的梯級利用。發(fā)電后的余能一般指高溫?zé)煹罋狻⒏鞣N工藝冷凝冷卻熱，其具體實現(xiàn)的途徑有多種。2/6/202362華南理工大學(xué)方利國136222511284.6.1冷、熱、電三聯(lián)供技術(shù)概念定義2/6/202363華南理工大學(xué)方利聯(lián)供優(yōu)點：冷、熱、電三聯(lián)供填補了熱電機組夏季熱負荷的低谷帶來多發(fā)電的效益提高了能源利用效率和CO2的排放提高了熱電機組的負荷率,提高了機組的效率,降低了發(fā)電煤耗緩和夏季電力供應(yīng)矛盾，減少了電力系統(tǒng)頂峰設(shè)備容量,節(jié)省了大量投資供冷系統(tǒng)與供熱系統(tǒng)用同一系統(tǒng)，大大減少了電力空調(diào)的使用，減少了溫室氣體及破壞大氣臭氧層氣體的產(chǎn)生，有利于環(huán)境保護。2/6/202364華南理工大學(xué)方利國136222511284.6.2冷、熱、電三聯(lián)供技術(shù)實施方案一個分支是大型電廠在原來發(fā)電廠的基礎(chǔ)上，根據(jù)用戶的需要，將已在汽輪機上做了功的低品位熱能，用以對外供熱和制冷；另一個分支是分布式能源系統(tǒng)，用于建筑物能源供應(yīng)系統(tǒng)的燃氣冷、熱、電三聯(lián)供系統(tǒng)，燃氣冷熱電三聯(lián)供，即ＣＣＨＰ，經(jīng)過能源的梯級利用使能源利用效率從常規(guī)發(fā)電系統(tǒng)的４０％左右提高到８０％左右，大大提高了能源使用效率2/6/202365華南理工大學(xué)方利國136222511284.6.3冷、熱、電三聯(lián)供系統(tǒng)實例經(jīng)濟性分析

三聯(lián)供技術(shù)能提高能源利用率是毋庸置疑的，但對于建筑空調(diào)系統(tǒng)，三聯(lián)供技術(shù)比其他能源供給方式的一次投資大，其具體經(jīng)濟性能跟使用規(guī)模有一定關(guān)系，如果規(guī)模偏小，其經(jīng)濟性能并不一定好。2/6/202366華南理工大學(xué)方利電功率,kW1000200025003000380040004300產(chǎn)汽量,t/h3.04.95.77.09.09.710.8燃料費用1.2360.7950.7150.680.6470.6340.628用電費用0.0640.0320.0260.0210.0170.0160.015用除氧水費用0.0580.0470.0440.0450.0460.0470.048管理費用0.2270.1140.0910.0760.0600.0570.053維護費用0.0340.0170.0140.0110.0090.0090.008檢修費用0.0680.0340.0270.0230.0180.0170.016生產(chǎn)成本1.6871.0390.9170.8560.7970.7800.768投資成本0.750.3750.30.500.2020.1880.174蒸汽價值(1)0.4950.4040.3760.3850.3910.4000.414蒸汽價值(2)0.6180.5050.4700.4810.4880.5000.517發(fā)電成本(3)1.1920.6350.5410.4710.4060.3800.354發(fā)電成本(4)1.8190.9090.7470.6250.5110.4680.425注:(1)按生產(chǎn)成本165元/t(2)按總成本206元/t(3)不計折舊(4)計折舊發(fā)電成本(3)=生產(chǎn)成本-蒸汽價值(1)，發(fā)電成本(4)=生產(chǎn)成本+投資成本-蒸汽價值(2)

規(guī)模比較2/6/202367華南理工大學(xué)方利種方案比較2/6/202368華南理工大學(xué)方利種方案比較2/6/202369華南理工大學(xué)方利國136222511284.7儲能材料在建筑節(jié)能中的應(yīng)用4.7.1儲能技術(shù)4.7.2蓄熱方式4.7.3蓄熱材料分類4.7.4儲熱材料建筑節(jié)能應(yīng)用2/6/202370華南理工大學(xué)方利國136222511284.7.1儲能技術(shù)

儲能技術(shù)就是采用適當?shù)膬δ芊绞?，利用特定的裝置，將暫時不用或多余的能量通過一定的儲能材料儲存起來，需要時再直接或通過一定的轉(zhuǎn)換方式利用的方法稱為儲能技術(shù)。儲能技術(shù)在建筑節(jié)能中的應(yīng)用，主要是利用蓄熱技術(shù)，也就是說儲存的能量是熱能，當然也可以是冷能，通過一定的材料或裝置將熱能或冷能儲存起來，在需要時再將以利用。2/6/202371華南理工大學(xué)方利國136222511284.7.1儲能技術(shù)電站電網(wǎng)（用戶）上水庫下水庫水輪發(fā)電機組水泵低峰高峰~電能水流低峰高峰圖例抽水蓄能電站原理圖2/6/202372華南理工大學(xué)方利國136222511284.7.2蓄熱方式

顯熱蓄熱潛熱蓄熱化學(xué)反應(yīng)熱蓄熱

2/6/202373華南理工大學(xué)方利國136222511284.7.3蓄熱材料分類

從相變的方式來看分為固-液相變、液-氣相變、固-固相變等蓄熱材料；從儲熱方式來看，可分為顯熱、潛熱及反應(yīng)儲熱三種蓄熱材料

2/6/202374華南理工大學(xué)方利國136222511284.7.4儲熱材料建筑節(jié)能應(yīng)用

相變蓄熱圍護結(jié)構(gòu)對室內(nèi)外溫度波動的衰減和延遲的示意圖１-室外氣溫；２-室內(nèi)氣溫（未使用相變蓄能圍護結(jié)構(gòu)）３-室內(nèi)氣溫（使用相變蓄能圍護結(jié)構(gòu)）2/6/202375華南理工大學(xué)方利附-脫附過程蓄熱

（a）圖沸石放熱過程，當含有水蒸氣的空氣通過干燥的沸石時，水蒸汽被沸石吸附，放出吸附熱，使通過沸石床的空氣溫度提高，該升溫后的氣體可直接獲間接用于建筑供暖。（b）圖沸石吸熱脫附過程，也稱再生過程。高溫低濕空氣進入沸石床，將沸石吸附的水份脫附，同時將空氣的溫度降低濕度提高。（a）(b)2/6/202376華南理工大學(xué)方利國136222511284.8建筑節(jié)能實例分析1、工程背景

本工程是集播映、錄音、會議及辦公性質(zhì)為一體的多功能綜合性電視中心建筑，共有12層，建筑面積18900平方米，全部需要安裝空調(diào)。由于該建筑物本身的特性，窗戶所占比例較大，選用不同的窗體，對空調(diào)負荷有較大影響。但不同的窗體，其投資也不同，故窗體的節(jié)能措施需和空調(diào)負荷投資、運轉(zhuǎn)費用結(jié)合起來綜合考慮，否則難以確定優(yōu)劣。2/6/202377華南理工大學(xué)方利國136222511282、三種方案分析及討論三類不同方案窗體投資外窗材料單片普通白玻中空白玻玻璃鍍膜中空玻璃玻璃單價元/m275150400外窗總投資元3543757087501890000三類不同方案室內(nèi)所需冷負荷外窗材料單片普通白玻中空白玻玻璃鍍膜中空玻璃末端冷負荷總量kwh340030602575冷負荷減少率010%24.25%2/6/202378華南理工大學(xué)方利案一方案二方案三冷水機組初投資(萬元)129.0120.0100.0冷卻塔初投資(萬元)11.410.810.5冷卻水泵初投資(萬元)4.03.63.2冷凍水系統(tǒng)初投資(萬元)3.22.82.4空氣處理機組初投資(萬元)20.016.016.0風(fēng)機盤管初投資（萬元）37.535.027.8工程安裝調(diào)試費用（萬元）180.0180.0150.0總計（萬元）385.1368.2310.0三類不同方案制冷設(shè)備投資表2/6/202379華南理工大學(xué)方利類方案總初及年運行費用投資比較

方案一方案二方案三窗體總投資(萬元)35.4470.88189.00空調(diào)系統(tǒng)總投資(萬元)385.1368.2310.0方案總體投資(萬元)420.54439.08499.00制冷系統(tǒng)年運行費用(萬元)77.5572.2864.25總年費用（折舊率均為10%）119.6116.19114.15

第三個方案為最佳方案，相對于方案一而言，需增加總投資78.46萬元，但每年的實際運行費用可節(jié)省13.3萬元，靜態(tài)投資期為5.9年，應(yīng)在所有設(shè)備的使用壽命以內(nèi)。另外需要指出的是，由于價格的波動方案的優(yōu)劣隨時會發(fā)生變化。如果鍍膜中空玻璃價格超過了800元/m2，則靜態(tài)投資期為20.2年，已超過了了設(shè)備使用年限，則不具備投資價值。2/6/202380華南理工大學(xué)方利國136222511284.9建筑節(jié)能技術(shù)展望1、消極被動的建筑節(jié)能技術(shù)，將轉(zhuǎn)變?yōu)榉e極主動的建筑節(jié)能技術(shù)，在建筑的設(shè)計、施工階段就進行全面的節(jié)能設(shè)計和節(jié)能施工，為將來至少10年以上的節(jié)能技術(shù)改造預(yù)留建筑本體結(jié)構(gòu)上的位置。2、在設(shè)計理念上，推出和引入零能源消耗建筑，充分利用太陽能、風(fēng)能，建筑物不僅不需要外界提供任何能量，而且有可能向外界提供能量。2/6/202381華南理工大學(xué)