[全国节能宣传周]节能宣传周材料

时间：2018-10-20 12:50:28

一、建筑节能

基本概念

建筑节能，在发达国家最初为减少建筑中能量的散失，普遍称为“提高建筑中的能源利用率”，在保证提高建筑舒适性的条件下，合理使用能源，不断提高能源利用效率。

建筑节能具体指在建筑物的规划、设计、新建（改建、扩建）、改造和使用过程中，执行节能标准，采用节能型的技术、工艺、设备、材料和产品，提高保温隔热性能和采暖供热、空调制冷制热系统效率，加强建筑物用能系统的运行管理，利用可再生能源，在保证室内热环境质量的前提下，增大室内外能量交换热阻，以减少供热系统、空调制冷制热、照明、热水供应因大量热消耗而产生的能耗。

重要性

世界范围内石油、煤炭、天然气三种传统能源日趋枯竭，人类将不得不转向成本较高的生物能、水利、地热、风力、太阳能和核能，而我国的能源问题更加严重。我国能源发展主要存在四大问题：①人均能源拥有量、储备量低；②能源结构依然以煤为主，约占75%。全国年耗煤量已超过1 3亿吨；③能源资源分布不均，主要表现在经济发达地区能源短缺和农村商业能源供应不足，造成北煤南运、西气东送、西电东送；④能源利用效率低，能源终端利用效率仅为33%，比发达国家低1 0%。随着城市建设的高速发展，我国的建筑能耗逐年大幅度上升，已达全社会能源消耗量的32%，加上每年房屋建筑材料生产能耗约1 3%，建筑总能耗已达全国能源总消耗量的45%。我国现有建筑面积为400亿m2，绝大部分为高能耗建筑，且每年新建建筑近20亿m2，其中95%以上仍是高能耗建筑。如果我国继续执行节能水平较低的设计标准，将留下很重的能耗负担和治理困难。庞大的建筑能耗，已经成为国民经济的巨大负担。因此建筑行业全面节能势在必行。全面的建筑节能有利于从根本上促进能源资源节约和合理利用，缓解我国能源资源供应与经济社会发展的矛盾；有利于加快发展循环经济，实现经济社会的可持续发展；有利于长远地保障国家能源安全、保护环境、提高人民群众生活质量、贯彻落实科学发展观。

节能意义

建筑节能是关系到我国建设低碳经济、完成节能减排目标、保持经济可持续发展的重要环节之一。要想做好建筑节能工作、完成各项指标，我们需要认真规划、强力推进，踏踏实实地从细节抓起。

建筑节能工作复杂而艰巨，它涉及政府、企业和普通市民，涉及许多行业和企业，涉及新建筑和老建筑，实施起来难度非常大。在建筑节能的初期推进过程中，我们定要付出精力、成本和代价。从这几年的实践效果看，仅靠出台一些简单的要求、措施和办法，完成建筑节能任务和指标很有难度，这就需要我们再思考，进行比较充分、细致、深层次的研究，找出其症结所在。

对于新建建筑要严格管理，必须达到建筑节能标准，这一点不能含糊；对于既有建筑的节能改造要力度大、办法多，多推广试点经验，采取先易后难、先公后私的原则。在房屋建造过程中，建筑节能要重点解决好外墙保温、窗门隔温等问题，很多建筑漏气都出现在这方面。另外，能利用太阳能的建筑应最大限度地使用这一资源，并在设计过程中实现太阳能与建筑一体化，增加建筑的和谐度和美观度；全面推行中水利用和雨水收集系统，大力推进废旧建筑材料和建筑垃圾的回收利用，使资源能够得到充分利用。

对于新建建筑，只要法制健全、标准配套、支持政策对路，基本上能够达到50%的节能标准。但是，要推广65%或75%的节能标准，许多城市还存在难度，需要在建筑保温材料管理和技术标准的要求方面加大措施；对既有建筑改造和供暖设施的分户改造难度更大，需要统筹考虑、分步实施，并且由财税政策支持，给予一定补贴，使既有建筑的节能改造推进速度加快。要实现新建建筑全面达到节能标准，不能留有缝隙；既有建筑实现逐步改造，要按照先公共建筑、商业建筑，后住宅的顺序进行，也就是首先改造相对容易的建筑，然后逐步解决比较复杂的住宅节能问题。

建筑节能是一项系统工程，在全面推进的过程中，要制定出相关配套政策法规，该强制执行的要加大执行力度；要有相配套的标准，包括技术标准、产品标准和管理标准等，便于在实施过程中进行监督检查；对新技术、新工艺、新设备、新材料、新产品等，要在政策方面给予支持，加大市场推广力度。总而言之，做好建筑节能工作，只要相关部门、各级政府通力合作、密切配合，我国的节能目标就能达到。[4]

中国是一个发展中大国，又是一个建筑大国，每年新建房屋面积高达17-18亿平方米，超过所有发达国家每年建成建筑面积的总和。随着全面建设小康社会的逐步推进，建设事业迅猛发展，建筑能耗迅速增长。所谓建筑能耗指建筑使用能耗，包括采暖、空调、热水供应、照明、炊事、家用电器、电梯等方面的能耗。其中采暖、空调能耗约占60%~70%。中国既有的近400亿平方米建筑，仅有1%为节能建筑，其余无论从建筑围护结构还是采暖空调系统来衡量，均属于高耗能建筑。单位面积采暖所耗能源相当于纬度相近的发达国家的2~3倍。这是由于中国的建筑围护结构保温隔热性能差，采暖用能的2/3白白跑掉。而每年的新建建筑中真正称得上“节能建筑”的还不足1亿平方米，建筑耗能总量在中国能源消费总量中的份额已超过27%，逐渐接近三成。[2]

由于中国是一个发展中国家，人口众多，人均能源资源相对匮乏。人均耕地只有世界人均耕地的1/3，水资源只有世界人均占有量的1/4，已探明的煤炭储量只占世界储量的11%，原油占2.4%。每年新建建筑使用的实心粘土砖，毁掉良田12万亩。物耗水平相较发达国家，钢材高出10%--25%，每立方米混凝土多用水泥80公斤，污水回用率仅为25%。国民经济要实现可持续发展，推行建筑节能势在必行、迫在眉睫。中国建筑用能浪费极其严重，而且建筑能耗增长的速度远远超过中国能源生产可能增长的速度，如果听任这种高耗能建筑持续发展下去，国家的能源生产势必难以长期支撑此种浪费型需求，从而不得不被迫组织大规模的旧房节能改造，这将要耗费更多的人力物力。在建筑中积极提高能源使用效率，就能够大大缓解国家能源紧缺状况，促进中国国民经济建设的发展。因此，建筑节能是贯彻可持续发展战略、实现国家节能规划目标、减排温室气体的重要措施，符合全球发展趋势。

外墙节能技术

就墙体节能而言，传统的用重质单一材料增加墙体厚度来达到保温的作法已不能适应节能和环保的要求，而复合墙体越来越成为墙体的主流。复合墙体一般用块体材料或钢筋混凝土作为承重结构，与保温隔热材料复合，或在框架结构中用薄壁材料加以保温、隔热材料作为墙体。建筑用保温、隔热材料主要有岩棉、矿渣棉、玻璃棉、聚苯乙烯泡沫、膨胀珍珠岩、膨胀蛭石、加气混凝土及胶粉聚苯颗粒浆料发泡水泥保温板等。这些材料的生产、制作都需要采用特殊的工艺、特殊的设备，而不是传统技术所能及的。值得一提的是胶粉聚苯颗粒浆料，它是将胶粉料和聚苯颗粒轻骨料加水搅拌成浆料，抹于墙体外表面，形成无空腔保温层。聚苯颗粒骨料是采用回收的废聚苯板经粉碎制成，而胶粉料掺有大量的粉煤灰，这是一种废物利用、节能环保的材料。墙体的复合技术有内附保温层、外附保温层和夹心保温层三种。中国采用夹心保温作法的较多；在欧洲各国，大多采用外附发泡聚苯板的作法，在德国，外保温建筑占建筑总量的80%，而其中70%均采用泡沫聚苯板。

门窗节能技术

门窗具有采光、通风和围护的作用，还在建筑艺术处理上起着很重要的作用。然而门窗又是最容易造成能量损失的部位。为了增大采光通风面积或表现现代建筑的性格特征，建筑物的门窗面积越来越大，更有全玻璃的幕墙建筑。这就对外维护结构的节能提出了更高的要求。

对门窗的节能处理主要是改善材料的保温隔热性能和提高门窗的密闭性能。从门窗材料来看，近些年出现了铝合金断热型材、铝木复合型材、钢塑整体挤出型材、塑木复合型材以及UPVC塑料型材等一些技术含量较高的节能产品。

其中使用较广的是UPVC塑料型材，它所使用的原料是高分子材料--硬质聚氯乙烯。它不仅生产过程中能耗少、无污染，而且材料导热系数小，多腔体结构密封性好，因而保温隔热性能好。UPVC塑料门窗在欧洲各国已经采用多年，在德国塑料门窗已经占了50%。

中国20世纪90年代以后塑料门窗用量不断增大，正逐渐取代钢、铝合金等能耗大的材料。为了解决大面积玻璃造成能量损失过大的问题，人们运用了高新技术，将普通玻璃加工成中空玻璃，镀贴膜玻璃（包括反射玻璃、吸热玻璃）高强度LOW2E防火玻璃（高强度低辐射镀膜防火玻璃）、采用磁控真空溅射方法镀制含金属银层的玻璃以及最特别的智能玻璃。智能玻璃能感知外界光的变化并做出反应，它有两类，一类是光致变色玻璃，在光照射时，玻璃会感光变暗，光线不易透过；停止光照射时，玻璃复明，光线可以透过。在太阳光强烈时，可以阻隔太阳辐射热；天阴时，玻璃变亮，太阳光又能进入室内。另一类是电致变色玻璃，在两片玻璃上镀有导电膜及变色物质，通过调节电压，促使变色物质变色，调整射入的太阳光（但因其生产成本高，还不能实际使用），这些玻璃都有很好的节能效果。

屋顶节能技术

屋顶的保温、隔热是围护结构节能的重点之一。在寒冷的地区屋顶设保温层，以阻止室内热量散失；在炎热的地区屋顶设置隔热降温层以阻止太阳的辐射热传至室内；而在冬冷夏热地区（黄河至长江流域），建筑节能则要冬、夏兼顾。保温常用的技术措施是在屋顶防水层下设置导热系数小的轻质材料用作保温，如膨胀珍珠岩、玻璃棉等（此为正铺法）；也可在屋面防水层以上设置聚苯乙烯泡沫（此为倒铺法）。在英国有另外一种保温层做法是，采用回收废纸制成纸纤维，这种纸纤维生产能耗极小，保温性能优良，纸纤维经过硼砂阻燃处理，也能防火。施工时，先将屋顶的钉层夹层，再将纸纤维喷吹入内，形成保温层。屋顶隔热降温的方法有：架空通风、屋顶蓄水或定时喷水、屋顶绿化等。以上做法都能不同程度地满足屋顶节能的要求，但最受推崇的是利用智能技术、生态技术来实现建筑节能的愿望，如太阳能集热屋顶和可控制的通风屋顶等。

降低建筑设施运行的能耗

采暖、制冷和照明是建筑能耗的主要部分，降低这部分能耗将对节能起着重要的作用，在这方面一些成功的技术措施很有借鉴价值，如英国建筑研究院（英文缩写：BRE）的节能办公楼便是一例。办公楼在建筑围护方面采用了先进的节能控制系统，建筑内部采用通透式夹层，以便于自然通风；通过建筑物背面的格子窗进风，建筑物正面顶部墙上的格子窗排风，形成贯穿建筑物的自然通风。办公楼使用的是高效能冷热锅炉和常规锅炉，两种锅炉由计算机系统控制交替使用。通过埋置于地板内的采暖和制冷管道系统调节室温。该建筑还采用了地板下输入冷水通过散热器制冷的技术，通过在车库下面的深井用水泵从地下抽取冷水进入散热器，再由建筑物旁的另一回水井回灌。为了减少人工照明，办公楼采用了全方位组合型采光、照明系统，由建筑管理系统控制；每一单元都有日光，使用者和管理者通过检测器对系统遥控；在100座的演讲大厅，设置有两种形式的照明系统，允许有0%～100%的亮度，采用节能型管型荧光灯和白炽灯，使每个观众都能享有同样良好的视觉效果和适宜的温度。

新能源的开发利用

在节约不可再生能源的同时，[2]人类还在寻求开发利用新能源以适应人口增加和能源枯竭的现实，这是历史赋予现代人的使命，而新能源有效地开发利用必定要以高科技为依托。如开发利用太阳能、风能、潮汐能、水力、地热及其他可再生的自然界能源，必须借助于先进的技术手段，并且要不断地完善和提高，以达到更有效地利用这些能源。如人们在建筑上不仅能利用太阳能采暖，太阳能热水器还能将太阳能转化为电能，并且将光电产品与建筑构件合为一体，如光电屋面板、光电外墙板、光电遮阳板、光电窗间墙、光电天窗以及光电玻璃幕墙等，使耗能变成产能。

二、绿色建筑

绿色建筑

绿色建筑是指在建筑的全寿命周期内，最大限度地节约资源（节能、节地、节水、节材）、保护环境和减少污染，为人们提供健康、适用和高效的使用空间，与自然和谐共生的建筑。

设计理念

绿色建筑设计理念包括以下几个方面：

节约能源

充分利用太阳能，采用节能的建筑围护结构以及采暖和空调，减少采暖和空调的使用。根据自然通风的原理设置风冷系统，使建筑能够有效地利用夏季的主导风向。建筑采用适应当地气候条件的平面形式及总体布局。

节约资源

在建筑设计、建造和建筑材料的选择中，均考虑资源的合理使用和处置。要减少资源的使用，力求使资源可再生利用。节约水资源，包括绿化的节约用水。

回归自然

绿色建筑外部要强调与周边环境相融合，和谐一致、动静互补，做到保护自然生态环境。

舒适和健康的生活环境：建筑内部不使用对人体有害的建筑材料和装修材料。室内空气清新，温、湿度适当，使居住者感觉良好，身心健康。

绿色建筑的建造特点包括：对建筑的地理条件有明确的要求，土壤中不存在

有毒、有害物质，地温适宜，地下水纯净，地磁适中。

绿色建筑应尽量采用天然材料。建筑中采用的木材、树皮、竹材、石块、石灰、油漆等，要经过检验处理，确保对人体无害。

绿色建筑还要根据地理条件，设置太阳能采暖、热水、发电及风力发电装置，以充分利用环境提供的天然可再生能源。

随着全球气候的变暖，世界各国对建筑节能的关注程度正日益增加。人们越来越认识到，建筑使用能源所产生的CO2是造成气候变暖的主要来源。节能建筑成为建筑发展的必然趋势，绿色建筑也应运而生。

低碳生态城市

低碳生态城市是围绕能源消耗、经济模式、环境改善等方面，将低碳目标与生态理念相融合，实现”人—城市—自然环境”和谐共生的复合人居系统。“低碳生态城市”作为一个复合概念，前者主要体现在低污染、低排放、低能耗、高能效、高效率、高效益为特征的新型城市发展模式；后者则主要体现在资源节约、环境友好、居住适宜、运行安全、经济健康发展和民生持续改善等方面。同时，在内涵上，既体现了通过”低碳”手段来减少城市发展对自然生态环境的负面影响，有体现了创造”人与自然”和谐共生的关系。因此，无论从概念上还是内涵方面，低碳生态城市都具有明显的复合性特征。

发展目标

低碳生态城市的战略目标应与我国新型城镇化模式的战略要求相一致，即到2050年，中国的城镇化水平达到70%-75%，全国经济总量中城市经济的贡献率达到90%，城市的单位能量消耗和资源消耗所创造的价值在2000年基础上提高15-20倍，提早实现联合国提出的“四倍跃进”的目标，争取到2035年实现温室气体排放的“零增长”，争取到2040年实现能源消耗的“零增长”。

从我国国情出发，针对经济社会发展和城镇化的趋势性要求与资源环境约束的现实矛盾与未来挑战，我国低碳城市发展之路的路径选择应划分为近、中、远三个战略阶段。

近期（2007年-2020年）：在城市尺度充分挖掘节能潜力，通过关停并转，发展和推广节能技术，实现间接减排效果，提高综合能效。

中期（2021年-2035年）：以可再生能源等绿色替代能源为重点，合理调整城市能源结构，向无碳或低碳能源倾斜，优化我国城市能源结构，推进经济去碳化的配套政策。

远期（2036年-2050年）：通过不同规模、不同类型的低碳城市试点示范，在影响城市发展的关键领域实施和推广相关的战略、政策及技术，探索一条通向低碳城市的可持续发展模式，并在区域层面开展模式应用推广，逐步实现中国低碳城市发展之路的整体实现。

三、建筑太阳能节能

前言

建筑节能已成为我国节能减排战略的重要组成部份，充分利用太阳能是减少常规能源消耗的有效途径，在建筑节能领域中有广阔的发展前景。开发利用可再生能源，是建设资源节约型和环境友好型社会的重要保证。

为促进武汉市在建筑工程中推广应用太阳能热水系统，依据《中华人民共和国可再生能源法》、建设部《民用建筑节能管理规定》、省建设厅《湖北省建筑节能管理办法》、国家发改委、建设部《关于加快太阳能热水系统推广应用的通知》，武汉市建委2008年颁布“市建委关于在新建建筑工程中推广使用太阳能热水系统的指导意见”（武建〔2008〕5号）。在这个政府文件明确规定，在武汉市行政区划范围内具备太阳能集热条件的新建12层及以下的住宅工程和医院病房楼、学校宿舍楼、宾馆饭店、健身中心、游泳馆（池）等热水需求较大的建筑，以及政府民用建筑工程和政府投资兴建的民用工程、新农村建设中的农民居住用房，自2008年4月1日起，应积极使用太阳能热水系统，且太阳能热水系统应与建筑工程同步设计、施工、验收和投入使用。

湖北省建设厅与湖北省质量技术监督局即将联合发布湖北省地方标准《武汉城市圈低能耗居住建筑设计标准》，在这个地方标准中也明确规定“具备太阳能集热条件的建筑，需供应卫生热水时，应设置太阳能热水系统，且太阳能热水系统应与建筑工程同步设计、施工、验收和投入使用。”

以上两项省市政府文件的发布，旨在提升武汉市太阳能与建筑一体化应用水平。建筑节能是一项综合性的系统工程，太阳能热水系统是其中的重要组成部分。

目前，太阳能热水器虽然可以实现节能目标，但有的系统集热器的安装形式给城市景观、建筑维护等带来了一系列问题，难于满足太阳能与建筑一体化要求，引起了社会各界的越来越多的关注和重视。因此在大力提倡使用太阳能的同时，也需要在工程设计中强调建筑的整体美、造型新以及技术的先进性，关注设计中选用的太阳能集热板在屋顶墙面的安装方式，集热器型式和面积大小与建筑立面的造型及环境是否协调等多方面因素。

2住宅建筑中常用的太阳能热水系统型式

住宅建筑与太阳能热水系统一体化的实现，需要多个专业的合作，首先是太阳能行业的产品开发与建筑设计行业一体化应用的同步进行；其次是选用的太阳能集热器在外形上与建筑造型的融合，这需要由建筑学专业的合作才能保证，第三是太阳能系统与建筑室内热水系统的融合，把太阳能的收集、贮存和利用与建筑室内热水供应、辅助热源等结合，充分利用太阳，又保证室内热水的供应。由于太阳能建筑系统的特殊性，它的实现需要多方面的综合考虑，如果多方面的因素中一个处理不好，就容易降低系统的可靠性、实用性和美观性。

太阳能热水系统与建筑的一体化是太阳能在住宅建筑中成功应用的重要前提条件。下面介绍几种在住宅建筑中常用的太阳能热水系统型式。

2.1分户式系统

住宅建筑中常用的太阳能热水系统主要有分户式和集中式两种系统。

分户式系统是最常见的系统形式，各家各户自成独立的系统，没有各户之间的流量分配问题，以及复杂的控制问题，安全隐患也比较好解决。但由于各户之间使用的不平衡，不能够充分利用太阳能集热设施，利用率不高，从而造价相对较高。分户式系统又有分体式和整体式两种形式，如图1和图2所示。

2.2集中式系统

集中式的太阳能热水系统是指集中集热和集中供热，集中集热系统太阳能利用效率高，热水资源实现共享。常见的集中太阳能热水系统原理如图3所示。系统通过集热器集中集热，将热水放于储水箱中，水温达到设定温度时，热水进入恒温水箱储存供用户使用，没有达到要求时启用辅助加热设施加热后进入恒温水箱，系统可根据要求实现24小时供水或定时供水。

集中式太阳能热水系统集成化程度高，管路简单，初期投资较少。但由于系统集中运行，一旦某点出现故障，维修服务不及时，则将影响一大片用户，使许多用户热水供应不能得到保证。且在管路系统设计不当时，会出现支管较长，使用时需先放出较多冷水，浪费水资源。

2.3半集中式系统

集中式系统除了上述完全集中式外，还有另外一种半集中式系统。

半集中式太阳能热水系统的原理为：集热器集中集热，通过循环泵将热水输送到每个用户的承压水箱中，通过判断水箱中的水温和集热管中的温度由温差控制启动电磁阀，在水箱中采用换热盘管将水箱中的水加热。水箱中的水温没有达到设定温度则启用辅助加热。用水时，热水由冷水顶出，水压稳定。各户单独使用，热水资源分配均匀。集热部分可承压运行，系统闭式循环，避免因水质引起管路和集热器结垢，运行控制方式简单。该系统的最大特点是将热水储存于每户中，这样可以减少水箱占用屋面或地下室面积，整个系统的管路在建筑中不影响建筑美观。系统只需少量的循环水泵能耗，热水免费使用，不存在计费问题，物业管理简单。常见的半集中太阳能热水系统原理如图4所示。

2.4太阳能热水系统型式特点

1分户式太阳能热水系统的优缺点：

（1）分户式太阳能热水系统的独立性能好，各户单独使用，互不影响，管理方便；

（2）分户式太阳能热水系统管路较多，总成本高于集中式太阳能热水系统。

2集中式太阳能热水系统的优缺点：

（1）集中式太阳能热水系统的集成化程度高，集中储热有利于降低造价并减少热损失；集中辅助加热系统能源利用效率高；热水集中供应可优化设计，管路简单；干管循环回水保证供水品质，但支管较长的用户放冷水量较多。

（2）对于住宅小区，集中式太阳能热水系统相对分户式太阳能热水系统，具有初投资少、集成化程度高的优势，同时模块化的集热器与建筑结合也比较美观。

（3）集中式太阳能热水系统需通过分户计量收取生活热水费，物业管理难度加大。

（4）集中式太阳能热水系统集中运行，一旦出现局部故障，用户热水将不能得到保证，同时可能由于设计不当，使用户长时间空放冷水而造成浪费。

（5）集中式太阳能热水系统定时供热水时，用户用热水的随意性受到限制，会增加用户投诉，给物业管理带来麻烦。

3半集中式太阳能热水系统的优缺点：

（1）半集中式太阳能热水系统具有类似集中式太阳能热水系统的优点

（2）半集中式太阳能热水系统集热部分可承压运行，系统闭式循环，避免因水质引起管路和集热器结垢，运行控制方式简单。

（3）该系统的最大特点是将热水储存于每户中，这样可以减少水箱占用屋面或地下室面积，整个系统的管路在建筑中不影响建筑美观。

（4）系统只需少量的循环水泵能耗，几乎不存在计费问题，物业管理简单。

（5）半集中式太阳能热水系统的总成本略高于集中式。

3 住宅太阳能热水系统选择

住宅建筑项目的建筑类型有多种形式，在选择太阳能热水系统时，需要从建筑屋顶形式和建筑层数考虑，一般6层及6层以下建筑可采用分户式太阳能热水系统。由于整体式太阳能热水器安装于建筑屋面，显得建筑不美观，而分体式太阳能热水器容易实现与建筑一体化结合，即可以将集热器安装于平屋面或坡屋面，水箱置于用户的阳台或卫生间，因此建议采用分体式太阳能热水器。尤其是间接加热的分体式太阳能热水器，集热部分可承压运行，系统闭式循环，避免因水质引起管路和集热器结垢，运行控制方式简单。太阳能利用效率高，集热器使用寿命长。（如下图5）

对于6层以上住宅建筑宜采用集中式太阳能热水系统。但一般集中式系统存在运行费用高，热水计费管理麻烦的难题，且容易受到用户投诉。因此对于6层以上住宅建筑项目，建议采用半集中式太阳能热水系统。系统原理如图6所示。

为了能将太阳能与住宅建筑很好的结合，实现太阳能与建筑一体化，在住宅建筑项目中一般推荐：6层及6层以下建筑采用分户式太阳能热水器，6层以上建筑采用半集中式太阳能热水器。

住宅建筑太阳能热水系统一般要求满足全年使用，集热器一般采用真空管式太阳能集热器，其可采用全玻璃真空管内插U型铜管集热，该类集热器可承压运行，水不与真空管接触，避免爆管现象，减少维护量。也采用低温循环抗冻技术时，避免集热器冻坏，即采取当管内传热介质低于某一设定温度时，循环泵启动将管内介质循环一段时间，达到抗冻目的。

4 结束语

住宅建筑太阳能热水系统有多种形式可供选择，但是选择的首要原则是能够实现太阳能与建筑一体化。分户分体式太阳能热水器技术成熟，已有现成的产品，可在6层以下住宅建筑中广泛使用。每户单独一套系统，互不影响，但管线较多，可考虑在建筑设计时预留管道井。

6层以上住宅建筑采用半集中式太阳能热水系统。半集中式热水系统可以看成是分体式热水系统的组合，其系统形式实际上类似于空调风机盘管系统，这类系统在承压及水量分配和施工上有相当成熟的技术可以借鉴，不存在设计与施工技术上的风险。特别是易实现冷热水压力平衡，不存在水量和辅助加热电力计费问题，物业管理简单。

四、地源热泵系统

地源热泵系统是利用浅层地能进行供热制冷的新型能源利用技术的环保能源利用系统。地源热泵系统通常是转移地下土壤中热量或者冷量到所需要的地方，还利用了地下土壤巨大的蓄热蓄冷能力，冬季地源把热量从地下土壤中转移到建筑物内，夏季再把地下的冷量转移到建筑物内，一个年度形成一个冷热循环系统，实现节能减排的功能。

原理

地源热泵是利用浅层地能进行供热制冷的新型能源利用技术，热泵是利用逆卡诺循环原理转移冷量和热量的设备。地源热泵通常是指能转移地下土壤中热量或者冷量到所需要的地方，通常都是用来做为空调制冷或者采暖用的。地源热泵还利用了地下土壤巨大的蓄热蓄冷能力，冬季把热量从地下土壤中转移到建筑物内部，夏季再把地下的冷量转移到建筑物内部，只是冬夏两季工作的温度范围不同而已。

制冷模式

在制冷状态下，地源热泵机组内的压缩机对冷媒做功，使其进行汽-液转化的循环。通过蒸发器内冷媒的蒸发将由风机盘管循环所携带的热量吸收至冷媒中，在冷媒循环同时再通过冷凝器内冷媒的冷凝，由水路循环将冷媒所携带的热量吸收，最终由水路循环转移至地水、地下水或土壤里。在室内热量不断转移至地下的过程中，通过风机盘管，以13℃以下的冷风的形式为房间供冷。

制热模式

在供暖状态下，压缩机对冷媒做功，并通过换向阀将冷媒流动方向换向。由地下的水路循环吸收地表水、地下水或土壤里的热量，通过冷凝器内冷媒的蒸发，将水路循环中的热量吸收至冷媒中，在冷媒循环的同时再通过蒸发器内冷媒的冷凝，由风机盘管循环将冷媒所携带的热量吸收。在地下的热量不断转移至室内的过程中，以35℃以上热风的形式向室内供暖。

地源热泵优点

1、高效节能，稳定可靠

地能或地表浅层地热资源的温度一年四季相对稳定，土壤与空气温差一般为17度，冬季比环境空气温度高，夏季比环境空气温度低，是很好的热泵热源和空调冷源，这种温度特性使得地源热泵比传统空调系统运行效率要高40%～60%，因此要节能和节省运行费用40%－50%左右。通常地源热泵消耗1KW的能量，用户可以得到5KW以上的热量或4KW以上冷量，所以我们将其称为节能型空调系统。

2、无环境污染

地源热泵的污染物排放，与空气源热泵相比，相当于减少40%以上，与电供暖相比，相当于减少70%以上，真正的实现了节能减排。

3、一机多用

地源热泵系统可供暖、制冷，还可供生活热水，一机多用，一套系统可以替换原来的锅炉加空调的两套装置或系统。

4、维护费用低

地源热泵系统运动部件要比常规系统少，因而减少维护，系统安装在室内，不暴露在风雨中，也可免遭损坏，更加可靠，延长寿命。

5、使用寿命长

地源热泵的地下埋管选用聚乙烯和聚丙烯塑料管，寿命可达50年。

要比普通空调高35年使用寿命。

6、节省空间

没有冷却塔、锅炉房和其它设备，省去了锅炉房，冷却塔占用的宝贵面积，产生附加经济效益，并改善了环境外部形象。

地源热泵系统的能量来源于自然能源。它不向外界排放任何废气、废水、废渣、是一种理想的“绿色空调”。被认为是目前可使用的对环境最友好和最有效的供热、供冷系统。该系统无论严寒地区或热带地区均可应用。可广阔应用在办公楼、宾馆、学校、宿舍、医院、饭店、商场、别墅、住宅等领域。

7、实现了水资源的循环利用

地源热泵热源的形式多样化，无论是干净清澈的地下水，资源量大而无法高效利用的海水，还是生活和工业生产废水，抑或者地表水，都可以高效的加以利用，实现太阳能量的转移。提高了水资源的循环利用率，一度解决了我国污水处理困难和淡水资源匮乏难题。同时避免了可再生资源的消耗，实现可持续绿色环保的发展战略。

五、绿色建筑示范工程-武汉市民之家工程

1 引言

经济发展的负荷已给全球能源和原材料市场带来了巨大压力，所产生的环境污染已给我们生存的空间留下巨大隐患。建筑在建造和使用过程中大约消耗了全球能量的50%，节能减排已成为全世界各国共同面临的问题。

绿色建筑体现了人与自然的共同发展，是建筑品质提高的重要标志。探讨适宜的绿色建筑实践模式和技术策略，为推动武汉地区建筑业向资源节约型、环境保护型发展提供基础信息和借鉴。

2 绿色建筑设计模式探索

在传统的民用建筑设计院中，建筑称为“龙头专业”，要控制项目设计的全过程，结构、水、暖、电等专业称为“配合工种”，在项目设计的前期工作中很少介入，工作重点是在施工图设计阶段提供本专业的最佳方案，在各专业出现冲突、矛盾时协商解决办法。

绿色建筑需要各专业工种在项目策划阶段就共同确定建筑的具体设计目标，在设计过程中共同寻找实现建筑整体性能最优化的方法。随着社会需求的提高和建筑技术的进步，建筑项目趋向复杂化，绿色建筑空间环境中的采光、照明、通风、智能化设备等系统的设计按照声环境、热环境的模拟计算，新型材料和产品的安装调试，以及室内外绿化景观的设计等工作都需要专业人员承担，这些变化对传统的设计模式提出了挑战。

3 绿色建筑技术策略研究

绿色建筑强调统筹兼顾社会效益、环境效益和经济效益，技术策略的终极目标是提高建筑的环境性能，推广绿色建筑应适合中国国情。

1.研究投资和技术采用的最佳平衡点，即寻求在绿色建筑的建设成本和后期运营维护成本之间的一个生命周期最佳平衡点。追求综合节能效率最高，而不是单一指标。在投资和效率之间也需要寻找一个最佳平衡点。

2.研究技术策略整体性模式，将所有措施整合到一个设计中成为有机整体，使每一种措施通过与其他措施的并协同作用，达到完成多任务的目标，提升每一种措施的效率，实现整体最优。

3.研究技术策略生态经济优化。对各种技术策略的可能组合进行经济型评价与比较，优先考虑成本效率最优的部分，在此基础上提出菜单式策略优化建议，要将其组成一个有机的整体兼顾技术融合与经济整合。

4.研究传统技术和低技术策略集成。我国传统生活方式和习惯本身能耗很低，由于人口众多、建筑基数庞大而使建筑物整体能耗很高。因此项目策划初期制定合理节能目标，控制项目成本增量，技术策略向低成本方向发展，实现低成本-高效能目标。

5.研究地域建筑的适宜技术的综合优化，提高包括环境、技术、经济效率在内的技术组合的综合效率。注重对地区资源和技术数据库的拓展，整合出有针对性的地域建筑适宜技术集成体系，适用多种气候和特定地域特征。

4 工程实例

武汉市民之家工程目标定位是武汉“两型”社会示范项目，建成国家三星级绿色建筑。

4.1项目规划

武汉市民之家位于金桥大道以西，三环南路以南，西侧与南侧分别为井南一路与井南三路，基地东北部为三金潭立交，是北面进入武汉市区的窗口。武汉市民之家是武汉市重要标志性景观建筑，是一个集市民办事、规划展示、市民教育、培训讲座、商务洽谈、文化休闲于一体的多功能服务平台，是政府和市民联系沟通的平台和桥梁。

市民之家总用地面积9.92公顷，总建筑面积12.329万平米，主要分为行政办公区域和城市规划展示区域。建筑主体置于用地中部，周边形成良好的景观绿化空间，南面形象广场作为主要入口，北面形成集中绿化区。平面采用四面围合的布局方式，临金桥大道布置规划展示馆，其余三面均为行政服务中心，两大功能在中心围合出一个5800平米的生态中庭。

4.2整体设计实践

武汉市民之家工程实践了整体设计理念，从设计的初始阶段就由业主、建筑设计团队、绿色设计顾问、室内设计师、景观设计师等组成项目团队，其中绿色设计顾问起到主导和控制作用，业主负责协调和汇总发放信息，在项目实施过程中项目团队保持了良好的信息传递。参与设计的成员都抱有协作的态度，跨学科的讨论推动了项目进展。

咨询过程控制流程如下：

对多个技术经济策略组合方案比选，通过对建筑能耗、室外风环境、室内自然采光、室内自然通风等计算机模拟，制定出绿色设计指导书，确定了6大技术体系、 22项绿色生态技术，并对建筑、室内装修及景观设计提出符合现实情况的量化任务和具有可操作性的实现方法，通过工程实践进一步验证和完善。

4.3技术体系

4.3.1节地与室外环境

建筑围绕共享中庭，使建筑体形可以相对集中，减少对城市有限土地的占用。中庭对室外环境起到冷热缓冲作用，减少了用于调整内部使用空间的环境温度所需消耗的能量。中庭空间设计相当于减少了建筑的进深，中庭顶部采用活动内遮阳并设有天窗，有利于建筑内部空间组织自然通风，同时使大体量建筑的内部空间获得自然采光，生态中庭为市民营造轻松的休息和交流氛围。

●透水地面：50%以上的室外地面为透水地面，铺设镂空大于等于40%植草砖，减少热岛效应。

●屋顶绿化：设置屋顶绿化，包括屋顶花园和佛甲草绿化，总计面积4580m2。

●植物栽植：绿化物种选用适宜当地气候和土壤条件的乡土植物，采用包含乔灌草相结合的复层绿化。

●开发地下空间：地下建筑面积3.49万平米，提供地下室停车位670个，非机动车停车位600个。

4.3.2节能与能源利用

提高建筑的保温隔热性能，进行设备检验，对能源使用进行监控，建设使用节能电器、设备和灯具，利用可再生能源和清洁能源，自行发电。对节能措施的投资拥有相当可观的回报率，节能效率的提升可以减少对能源的需求，带来非常明显的直接和间接经济效益。

虽然目前可再生能源生产的电力很难并入电网，但项目自身可以使用太阳能热水和太阳能发电系统作为局部使用及技术展示。

●节能技术围护：通过模拟计算，采用复合外墙外保温系统、中空LOW-E玻璃、外遮阳卷帘、屋顶综合被动式自然通风等措施，节能50%以上。

●地源热泵空调系统:中庭5800m2空调负荷采用地源热泵系统设计。

●太阳能热水系统：10%以上热水量采用太阳能热水系统供给，集热面积至少170m2。

●太阳能光伏系统：屋面铺设5000平米光伏板，提供28KW负载的地下室照明。

●分项计量和自动控制：设置完善的自动控制系统和能源监测平台，对冷热源系统、照明系统、热水系统进行控制，对关键数据进行采集和记录，对各种能源和用水能耗进行了分项计量。在人员活动密集区域（走廊、中庭、办事大厅、展厅处）设置室内空气质量监测仪，调整新风送风量。

●全热回收系统：对空调区域排风中的能量加以回收利用，设计条件为新风量5000m3以上，定为设置5套热回收装置。

●高效节能照明器具：运用发光效率高的灯具节约照明用电。充分考虑利用天然采光、照明设计结合室内采光照度分布。根据实际使用状况，采用节能灯具，并设置智能控制系统（光控、声控等）。

4.3.3节水与水资源利用

尽量降低建筑室内和室外的饮用水用量，使用节水器具和智能景观用水装置。非传统水源利用率达到40%以上。节水措施的投资一般可在三年内回收，效益随城市发展和用水量需求的增长而增加。节水在环境效益和社会效益上产生的影响无法用价格衡量。

●节水景观设计：景观浇灌采用喷灌或微灌的节水灌溉形式设计。

●雨水收集系统：对屋面雨水及路面雨水进行收集、处理，回用与景观道路浇洒。

●中水处理系统：对优质杂排水进行收集，处理回用后用于冲厕。

4.3.4节材与材料资源利用

选择具有可持续性的建筑产品、材料，减少运输过程中产生的气体排放和经济费用，减少建筑废弃物的产生，对废物循环利用，重视从产品的开采和生产源头减少废物产生。

●可循环利用物质：金属材料(钢材、铜)、玻璃、铝合金型材、石膏制品、木材等重量占建筑材料总重量的10%以上。

●就地取材：在施工现场500km以内生产的蒸压加气混凝土砌块填充墙及钢材占建材总重量的60%以上。

●土建与装修工程一体化设计施工：不破坏和拆除已有的建筑构建和设施，避免重复装修。

4. 3.5室内环境质量

通过生态中庭将自然和景观尽可能引入室内，让使用者拥有舒适的工作环境，节约照明能耗，提高工作效率。由采光计算或计算机模拟，中庭提供充足的自然光线和良好的对外视野，提升建筑自然通风效果，利用灵活隔断进行空间划分，简约装修，对室内声学环境进行改善，将室内污染物的含量降到最低。

●自然通风：通过室外风环境及自然通风模拟，优化设置可开启天窗和外窗，有利于夏季和过渡季的自然通风，避免开启空调系统。

●置换式新风系统：具备过滤、加湿除湿、全热交换、加热功能。

●自然采光和视野：利用采光及日照模拟软件，对自然采光设计进行优化调整。

●光导管技术：将直射阳光用反射的方法将它送到需要使用的场合。在建筑南入口两旁景观设计10个导光筒，顶层功能房间设计27个导光筒改善室内自然采光。

●可调节外遮阳使用：西面外窗（包括透明玻璃幕墙）面积的30％以上采用活动外遮阳。

4.3.6运营管理

绿色建筑运营阶段效益最明显，绿色技术措施可以通过减少公用事业费和废弃物运输费减低建筑物的运行成本，通过减少工资支出降低运转中建筑物的维护成本，对建筑使用管理人员培训，有助于他们把建筑物保持在资源有效利用和运行经济合理状态。同时专门设计有绿色技术体系展示区及互动设置，增强市民行为节能体验，起到很好的示范作用。

●施工污染物控制：增加固体垃圾回收利用，通过简单的节能、节水、节材措施，降低施工费用和由于恶劣工作环境带来的健康损害。

●智能化系统：以建筑为平台，兼备建筑设备管理系统、安全防范系统、信息设施及信息应用系统等，集结构、系统、服务、管理及其优化组合为一体，提供便捷高效、节能环保、安全有序的建筑环境。

●垃圾分类回收：发挥行为节能主动性，采取垃圾分类处理、废弃建材回收利用等。

4.3技术经济评价

通过能耗模拟计算，建筑节能率达到60%以上。

综合节能效果见下表

表1 参考建筑能耗

能耗类型用电量（KWh）天然气(THERM)

Area Lights（照明）29724170

MiscEquipmt（设备）22690430

Space Heat（制热）0223240

Space Cool（制冷）30786800