建筑节能应用研究

陈婷薇 孙惠玲

（绍兴文理学院土木工程学院，浙江 绍兴 312000）

建筑施工的巨大数量和快速速度鲜为人知，并对资源和环境造成巨大压力。已有研究探讨了建筑节能改造的必要性，以及影响节能改造的各种政治、经济、社会、技术、环境和法律因素之间的关系。此外，还探索了组织、财政和技术支持系统，以促进翻新的发展。政府决策者和建筑专业人员，包括建筑师、建筑工程师、项目经理和房地产开发商，应在加强建筑节能过程的规划、设计、施工、运行和维护方面发挥重要作用，以形成可持续的城市发展。

2007年，中国中央政府发布文件标志着中国现有建筑节能管理全面启动，政府办公楼和大型公共建筑成为突破口。随后的研究着眼于全国示范区不到一年的实施效果，首先介绍了能效监管体系的目标和路径，然后描述了首批示范省市在实施过程中取得的成绩和存在的问题。对一些典型示范省市节能公告中的某些数据进行了统计分析[1]。

一、建筑节能的措施分析

实际工程总是会一步步通过反复的调查、取证、推理设计出最佳方案已达到节能的目的。例如大型商业建筑的节能问题。特别是在引入现有中心垂直温度分层的热模型后，温度控制方案采用解耦和前馈技术。结果表明，可以显著降低能耗，但还应在建筑物内部的能量分配设备中引入一些结构变化的便利性。

同时，使用外部遮阳系统对于提高建筑节能非常重要，主要是在暴露在阳光直射下的温暖气候中。这些类型的灯罩可以保持室内温度较低，从而降低冷却负荷和成本。为了实现这一目标，生命周期清单(LCI)用于量化制造过程、使用中和寿命结束期间外部遮阳系统的能量和排放。环境和经济可持续性建筑(BEES)模型用于开发所有生命周期阶段阴影的生命周期清单。研究中使用的生命周期评估框架基于遵循国际标准化组织(标准化组织)14040生命周期评估标准和美国材料试验学会多属性决策分析标准的生命周期方法。根据对木材、铝和聚氯乙烯(聚氯乙烯)遮光板进行的分析。在大多数情况下，在住宅窗玻璃上使用外部遮光板会对化石燃料消耗产生积极影响，同时会增加其他环境影响类别的环境负荷。在上述三种材料中，木材和聚氯乙烯阴影分别是最不环保的材料。

二、节能技术在建筑设计中的应用

假如睡眠和绿地的分布合理，那么可以起到很好的调节气温和增加空气湿度的作用。设计师可以根据当地的地形气候等因素，在设计中合理布置不同高度和品种的数目之物。同时应选择节水型卫生器具，减少水能的消耗。太阳能是建筑使用中的可再生能源，是较丰富资源中的其中之一不需要进行运 输，对环境也不会带来污染，优势明显。

三、对既有建筑的节能比较分析

建筑节能设计直接减少了燃煤使用量，减缓了温室效应。比较中美两国建造和运行的高能效建筑的实际运行能耗与预期相差甚远。已有研究比较了美国和中国的实际能耗与高能效办公楼的预期。考虑到两国对比案例中不同的室内设计温度、气候条件和运行周期对建筑能耗的影响，将两国高能效办公建筑的对比分析置于同一水平。在建筑总体信息和气候条件方面，选择了中美典型气候区对建筑进行建筑节能技术和建筑能耗的对比。修正后，对能耗数据进行分析，包括总能耗，以及供热、制冷、照明、办公设备等分项能耗，对这四对建筑中应用的节能技术进行了比较，以解释能耗差异。结果表明，中美两国公共建筑节能设计从规划、设计、施工、运行阶段就各不相同。

四、“近零能耗建筑”的研究

众所周知，现有的关于近零能耗建筑设计优化的大多数研究都是基于确定性数据或信息进行的。设计“近零能耗建筑”在不同年份的实际性能如何？因此，已有研究针对可再生资源和需求负荷的不确定性，提出了可再生能源系统规模的稳健设计方法。将该稳健设计方法应用于香港零碳大厦可再生能源系统的规划。系统地研究和比较了“近零能耗建筑”在最优设计方案下的年度性能。获得一个拟合公式来确定实现年零能量平衡的概率与设计失配率之间的关系是有意义的。基于蒙特卡罗不确定性传播方法，“近零能耗建筑”性能的不确定性被量化，这为设计者在设计阶段根据实现“近零能耗建筑”所需的概率选择合适的设计选项提供了灵活性。

已有研究分析了在罗马尼亚气候条件下实施“近零能耗建筑”概念的机会。与欧洲联盟的数值相似，罗马尼亚建筑能耗的最大部分是由于室内空间供暖。因此，研究集中在布加勒斯特波利特尼卡大学校园内建造的低能耗住宅的能耗和室内舒适度。实施的智能建筑控制器(SBC)有一个由一套复杂的“策略”驱动的执行机制，该机制激活供暖系统。研究发现，采用SBC可确保最佳的室内舒适度，供暖总能耗不会超过PHI规定的值。能量平衡分析表明，能源生产系统(光伏板)可以在很大程度上隐藏总能耗，使“近零能耗建筑”概念成为一个可实现的目标[2]。

五、结语

综上所述，“低碳生活”贯彻着一种最基本的策略——重视节约能源。建筑消耗了全球总能耗的大约40%，相应地也造成了碳排放。建筑节能设计在建筑界有着十分巨大的应用前景。