浅谈建筑节能现状及建筑节能新技术 .doc

1、目 录内容摘要I引 言11. 当代建筑节能现状21.1 研究背景21.1.1居住建筑节能标准、建筑节能技术21.1.2新能源、新技术的利用31.2 研究的目的和意义41.2.1从社会经济发展的角度41.2.2从环境污染的角度61.2.3.从发展建筑业的角度61.3 国内建筑节能工作存在的问题71.3.1对建筑节能工作的重要性认识不足71.3.2国家对建筑节能技术创新、技术进步支持力度不够71.3.3管理机构不健全，管理体制不顺畅82.建筑节能理论与技术措施821优化建筑设计82.2新型建筑围护结构材料和部件92.3通风装置、热风热回收装置及热泵技术102.4降低输配系统能源消耗技术112.5独

2、立控制的空调系统122.6热电冷三联供系统122.7燃煤燃气联合供热132.8节能灯和节能灯具142.9可再生能源技术143.小结154结论与展望15参考文献17内容摘要当今社会，能源问题已成为关注的焦点问题。建筑能耗占社会能耗的 30%，而且我国的建筑能耗是发达国家的 23 倍。针对目前我国建筑能耗高、利用率低的现状，探索实施建筑节能技术具有十分重要的意义。某示范楼建设中，融合诸多先进节能技术，包括保温隔热、防潮除湿、通风空调、节水节电四大系统。通过对示范楼节能技术应用研究，发现目前切实可行的是自然通风技术、雨水收集回用技术、LED 照明技术、太阳能热泵技术；成熟可靠的是光导管照明技术、太阳

3、能热泵技术、太阳能光伏发电技术、雨水收集利用技术；效益最高的是维护结构综合遮阳技术、太阳能光伏发电技术、小型中水回收技术，水冷式变频多联机空调室外机换热技术。通过实证分析，新的设计理念、先进的节能技术以及紧贴实地的设计方案，使示范楼在水、电能耗和运行费用方面大幅度低于普通建筑。该项目年节水 1000t，节电 4 万度。按目前的市场价格，通过水电能源节约，估计该项目的节能投资回收期约为 20 年。但随着节能技术的进步和市场的壮大，将产生规模效应，使得节能建筑的平均成本会逐步下降，运行效益会逐步得到提高。该为示范楼的建设为建筑节能技术的应用打下了坚实的基础，对建筑节能事业的推广具有十分重要的借鉴意

4、义。关键词：建筑节能现状、建筑节能发展、建筑节能技术引 言 所谓建筑节能，就是在满足居住舒适性要求的前提下，在建筑中使用隔热保温的新型墙体材料和高能效比的采暖空调设备，达到节约能源、减少消耗、提高能源利用效率的目的。1. 当代建筑节能现状1.1 研究背景我国幅员辽阔，从南到北、从东到西各地气候的差异非常大。按照居用建筑热设计规范 GBS017-93的建筑气候区别，全国被分为严寒地区、寒冷地区、夏热冬冷地区、夏热冬暖地区以及温和地区。在城乡既有的约 400 亿(其中城市约 140 亿)建筑中，只有在城市的 32 亿房屋算是节能建筑，其余无论从建筑围护系统结构，还是采暖空调系统来看，都属于高能耗。

5、按最乐观估计，高能耗建筑在全国既有住宅建筑中占95%以上，在每年竣工的新建筑中占 90%以上，全国建筑能耗己占全国总能耗的 27.5%，建筑节能势在必行。国务院“十一五”规划中指出：必须统筹协调经济社会发展与人口、资源、环境的关系，进一步转变经济增长方式，加快建设节约型社会，在生产、建设、流通、消费各领域节约资源，提高资源利用效率，减少损失浪费，以尽可能少的资源消耗，创造尽可能大的经济社会效益。所以做好建筑节能，是进一步提高经济增长的一项重要举措。民用建筑节能管理规定中规定：民用建筑在规划、设计、建造和使用过程中，应通过采用新型墙体材料，执行建筑节能标准，加强建筑物用能设备的运行管理，合理设计

6、建筑围护结构的热性能，提高采暖、制冷、照明、通风、给排水和通道系统的运行效率，以及利用可再生能源，在保证建筑物使用功能和室内热环境质量的前提下，降低建筑能源消耗，合理、有效地利用能，为住宅建筑节能工作提供了强有力的法规支持。1.1.1居住建筑节能标准、建筑节能技术自 1986 年 8 月 1 日建设部颁布第一个节能设计标准(第一阶段)至今已近二十年，当时具体的实施效果并不理想，大多数省市连第一阶段的目标尚未达到。加强节能法规建设和法规执行力度是最重要的一项任务。目前己编制完成的专门用于建筑节能的标准有：2001 年 10 月 1 日施行的夏热冬冷地区建筑节能设计标准、2001 年 1 月 1

7、日施行的既有采暖居住建筑节能改造技术规程、2001 年 6 月 1 日施行的采暖居住建筑节能检验标准、2003 年 10 月 1 日施行的夏热冬暖地区居住建筑节能设计标准、2005 年 7 月 1 日施行的公共建筑节能设计标准。相关标准还有建筑气候区划标准、民用建筑热工设计规范、建筑照明设计标准、采暖通风与空气调节设计规范、民用建筑电气设计规范。正在组织编制的有建筑节能工程施工验收规范、建筑能耗统计标准、建筑节能气象参数标准、城市供热规划规范、城镇供热系统评价标准等，我国将建立一个比较完善的建筑节能标准体系。随着节能标准的不断修订，国家政策法规的宏观调探和国民环保意识的不断提高，进入 21 世

8、纪以来我国的建筑节能工作发展迅速，取得长足的发展。突出表现在居住建筑节能技术上主要有以下几个方面：墙体保温方面：用粉煤灰、煤研石、浮石和陶粒等生产各种混凝土空心砌块复合墙体作为能满足较高绝热要求的主流墙体，在我国己开始使用，一般有外保温、中间保温和内保温三种。门窗保温方面：塑料门窗已集中在东部沿海城市和部分大中城市应用，约占市场总量的 21%左右(300500 万)，铝合金门窗和钢门窗占据其余大部分市场，而玻璃则占据门窗面积的 70%80%左右。我国单层玻璃使用率较高，严寒和寒冷地区普通采用增加窗扇层数、使用双层玻璃窗、中空玻璃等方法，进一步提高窗户的保温性能。目前，许多城市也通过使用平开窗来

9、提高窗的气密性等等。屋面节能方面：一般是加厚加气混凝土屋面、架空加气混凝土屋面、屋面下设保温层(充填材料一般为聚苯板、浮石砂、膨胀珍珠岩等)等做法。对于近期在国内发展较快的尖顶屋面，可利用顺坡顶铺钉玻璃棉毡或岩棉毡等绝热材料。1.1.2新能源、新技术的利用对于居住建筑中新能源运用，目前应用最广泛的当数太阳能、风能、海洋能的利用。我国太阳能建筑应用研究开始于 70 年代末。当时对被动式和主动式太阳房的应用研究工作同时起步，而且进行太阳能制冷空调系统研究的单位很多。近 20 年来，被动式太阳房的研究工作取得很多成果，其中有的已投入实际应用，获得了良好的社会、经济效益。在“六五”、“七五”、“八五”

10、期间，国家科技攻关计划中都列入了太阳能建筑项目。这些科研项目的攻关内容，涉及到被动式太阳房的各个领域，既有基础理论研究、模拟试验、热工参数分析、设计优化，又有材料、构件的开发和示范房屋及工程建设，它们有一个共同的特点就是十分重视被动式太阳房示范工程的建设，特别是从1977年1987 年的 10 年间，我国建成了实验性太阳房和被动式太阳能采暖示范建筑近 400 栋，总建筑面积近 10 万。当前，我国被动式太阳房己进入大规模普及阶段，这主要表现在以提高室内舒适度为目标，由群体太阳能建筑向太阳能住宅小区、太阳村、太阳城发展。特别是常规能源相对缺乏、经济相对落后、环境污染比较严重的西部地区，发展普及速

11、度更为迅速，有的地区年平均递增率达 5%。1.2 研究的目的和意义建筑节能的研究与开发从上世纪七十年代至今已经历了三个阶段。二十世纪七十年代提出的建筑节能，其本质内涵仅仅着重于通过能源节约以降低资金投入，是最浅层次的建筑节能概念。二十世纪八十年代中后期提出建筑节能己经将其升华至节约资源的高度，是基于资源有限论的理论框架而得来的。以资源有限论为理论依据的建筑节能已经较好地把建筑耗能同人类赖以生存的自然资源密切结合起来，是建筑节能的第二阶段。二十世纪九十年代重提建筑节能，则把建筑耗能与自然生态和人类社会的可持续发展结合起来，是最具积极意义的节能概念。此概念的要义在于，人类社会要发展，而且必须发展，

12、能源则是其发展的动力之源，也就是说人类社会必须以耗能作为其发展支撑平台。这种最具科学意义的建筑节能概念并非不要消耗能源，而是需要大大提高能源的利用效率(即为居住者所提供卫生舒适的居住条件与所消耗的能源量之比)，大幅度减少对环境的污染，减少温室气体的排放，这实际上也是“生态建筑”、“绿色建筑”的重要内涵。就建筑节能的整体框架思想而言，建筑节能应是指在建筑的全寿命周期内(尤其是在其运行使用期间)，尽量减少常规能源的消耗量。建筑物在运行期间对常规能源的消耗主要来自采暖与空调能耗、炊事和饮食能耗、热水供应能耗、家电能耗以及照明能耗等方面(各部分能耗大体比例见表 1-1)；所耗能量资源主要是化石类燃料能

13、源(如煤、石油、天然气、液化气等)、电能和热能(如热水、热气)。在国际上，它是与工业、农业、交通运输能耗并列，属于民生能耗，一般占全国总能耗的 3040%左右。由于建筑用能关系国计民生，量大面广。我国已全面进入社会主义现代化建设新的发展阶段。保持能源、经济和环境的可持续发展是我们面临的一个重大战略问题。节约建筑用能是贯彻可持续发展战略和实施科教兴国的一个重要方面，是执行节约能源、保护环境基本国策和中华人民共和国节约能源法的重要组成部分。积极推进建筑节能，有利于改善人民生活和工作环境，保证国民经济持续稳定发展，减轻大气污染，减少温室气体排放，缓解地球变暖的趋势，是发展我国建筑业和节能事业的重要工

14、作，对国家社会主义建设事业的具有深远的意义。1.2.1从社会经济发展的角度建筑是国民经济中的一个支柱产业，特别是在我国，人口多、底子薄，仅以满足城乡居民的居住条件而论，就是世界上住房面积最多的国家。若将公共设施与生产等房屋包含在内，其建筑占地面积和建筑面积更是世界上任何一个国家所不及。据有关数据显示，我国当前的房屋建设规模堪称世界第一。目前全国房屋数量有 400 亿左右，房屋建筑规模已超过所有发达国家。仅 2002 年一年房屋竣工面积为 19.7 亿，这几年差不多都是接近这个数字。而据预测，到 2010 年，我国房屋总建筑面积将达到 519 亿，其中城市 171 亿，到 2020 年，全国建筑

15、面积将接近 2000 年的 2 倍。在我国，建筑是用能大户，1996 年全国能源消费总量为 13.88 亿t标准煤，而建筑使用能耗为 3.54 亿t标准煤。占全国商品能源消费总最的 25.5%。如果将全国建筑能耗加上农村生活用生物能源消耗 2.03 亿t标准煤，则我国生活用能消耗共 5.57 亿t标准煤，占全国商品能源和生物质能源消费总量的 35%。仅以城镇采暖来说，采暖区城镇人口只占全国人口的 13.6%，而 1996 年采暖用能即要占到全国商品能源总消耗的 9.9%。1999 年建筑用商业能源消耗 3.76 亿t标准煤，当年全国能源消费总量为 13.6 亿t标准煤，亦即建筑用能站全社会终端

16、能源消费量的比重已经达到 27.6%。由于经济的发展，人民生活水平的提高，采暖范围日益扩大，空调建筑迅速增加，2000 年广东省、上海市和北京市百户居民空调器平均拥有量分别达 98.04 台、96.40 台和 69.60 台，到 2001 年中国城镇居民每百户空调拥有量己达 35.7 台，建筑能耗的增长速度将远高于能源生产的增长速度，尤其是对电力，燃气，热力等优质能源需求正在急剧增加。1990 年至 1999 年，集中供热面积由 2.13 亿平方米增至 9.68 亿，人均生活用电量由 42.4kWh增至 159.4kWh。住宅电力消费量占电力消费总量的百分数从 1986 年到 1996 年逐年

17、上升2003 年以来，我国大部分地区供电紧张的局面日显加重。在杭州，甚至出现政府为保降夏季居民生活用电而向工业企业购买用电指标的无奈之举。入冬以后，一场能源紧缺的矛盾又由南至北延伸，全国 15 个省供电紧张，其中包括北部的山西、河北、内蒙古；西北部的甘肃、青海和宁夏中部的河南、重庆和四川;南部的广东、贵州和云南；以及东部的江苏、浙江和上海。我国的建筑节能工作从 1985 年正式开始启动，但是截至到 2002 年。我国节能建筑的总面积还只有 2.3 亿，在每年近 20 亿平方米的竣工面积当中，只有约 5 千万是节能建筑，只占 3%左右，也就是说有 97%属于高耗能建筑。总之，我国目前的现状是：人

18、均常规能源资源少，建筑能源利用率低，建筑耗能所占比例将继续增加，如果高耗能建筑不断大量兴建，建筑用能继续急剧增长，势必会限制国家经济的发展。为了国民经济持续、快速、健康的发展，就必须搞好建筑节能。1.2.2从环境污染的角度近几十年来，世界上越来越关心燃烧矿物燃料所产生的污染问题，各发达国家的节能政策，也是以减少燃料燃烧的排放物为明确日标。其原因是，人们已经认识到，所排放的颗粒物以及硫和氮的氧化物会危害人体健康，并造成环境酸化，而造成的二氧化碳积累，将导致地球气候产生重大变化，如水旱灾害更加频繁和猛烈，海平面升高使一些岛国淹没，飓风更凶猛并向高纬度扩展，大量物种迅速灭绝等等，从而使人类生存面临重

19、大危机。随着城镇建筑的迅速发展，采暖和空调建筑、生活和生产用能日益增加，向大气排放的污染物急剧增长，环境形势十分严峻。大气污染以煤烟型为主，以尘和酸雨的危害最大，建筑采暖和炊事用能是造成大气污染的两个主要因素。几个大气污染指标，如总悬浮颗粒、降尘、二氧化碳和氮氧化物，北方城市高于南方城市，采暖期重于非采暖期。一些城市如重庆、兰州、沈阳、北京等地，空气污染情况严重。上述污染物是许多疾病的致病因素，对居民健康造成严重危害。随着建筑物大量建造，情况进一步恶化，前景着实令人担忧。随着现代化建设的发展和人民生活水平的提高，舒适的建筑热环境日益成为人们生活的需要。在发达国家，适宜的室温己成为一种基本需要，

20、他们通过越来越有效地利用好能源，无论是冬天还是夏天，满足了这种需要。在我国，这种需要也在日益迫切，这与我国大部分地区冬冷夏热的气候特点关系很大。与世界同纬度地区相比，1 月平均气温，我国东北要低 1418，黄河中下游要低 1014，长江以南要低 810，东部沿海要低 5左右，而 7 月平均气温，我国大部分地区却要比同纬度地区高出 1.32.5。加之热天整个东部地区湿度较高，冷天东南地区仍保持高湿度。因此夏天闷热，冬天潮凉，使人更加难受。北京日平均气温低于 10的冬季，一年平均有 158 天，高于22的夏季，一年平均有 98 天。冬季和夏季的时，我国冬冷夏热的问题是相当突出的。而人民生活越是改善

21、，越不堪忍受寒冬暑夏的折磨。冬天需要采暖，夏天想要空调，这都需要能源的支持其中对优质能源的需求量增长更快。而我们的能源供应特别是优质能源供应十分紧张。也就是说，从宏观上看，只有在节约能源与加速能源开发的条件下改善热环境，这种改善才有可能，否则只是无米之炊，只能加重国家的困难。1.2.3.从发展建筑业的角度多年以来各发达国家建筑业发展的实践证明，多项建筑技术的发展，许多建筑产品的发展都与建筑节能的发展息息相关。这是因为，随着国家对建筑节能要求的日益提高，墙体、门窗、屋顶、地面以及采暖、空调、照明等建筑的基本组成部分都发生了巨大的变化。房屋建筑不再是砖石等几种传统产品包揽天下，多年以来习用的材料和

22、做法不得不退出历史舞台，材料设备、建筑构造、施工安装等都在进行多方面的变革，许多新的高效保温材料、密封材料、节能设备、保温管道、自动调控元器件大量涌入建筑市场。新的节能建筑大量兴建，加上既有建筑大规模的节能改选，产生了巨大的市场需求，从而涌现出万千家生产建筑节能产品的企业，也促进了各设计施工和物业管理部门调整其技术结构和产业结构，使得不少发达国家的建筑业在相对停滞中出现了生机。发达国家的情况如此，从我国几个建筑节能工作开展得较好的城市的经验中也可以看出，建筑节能对于建筑师决不是一种负担，而是一种新的动力。谁更早地清楚了这一点，谁就掌握了主动，在日后的竞争中占有较大的优势。1.3 国内建筑节能工

23、作存在的问题20 世纪 80 年代以来我国建筑节能工作取得了很大成绩，但与发达国家相比，仍处于起步阶段。目前，建筑节能仅停留在试点、示范的层面上，尚未从试点扩大到整体推进。主要存在以下几个方面的问题：1.3.1对建筑节能工作的重要性认识不足推进建筑节能有利于节约能源，保护环境，保证国民经济可持续发展。但大多数地方政府未对此予以高度重视，未将其作为一项日常的重要工作来抓。建筑节能关系到亿万群众的切身利益，由于宣传力度不够，人民群众中没有形成对建筑节能重要性的基本认识，对建筑节能的了解不足。建筑行业的从业人员，尤其是中小城市和乡镇，由于建筑节能管理不到位，节能意识淡薄，对相关技术知之甚少，建筑节能

24、开展较差。建筑节能设计人员当中，有些人未经专门培训，其设计质量让人难以信服，于是，出现建筑节能设计与采暖设备的非节能设计之间的矛盾。实践证明各级领导的重视程度会直接关系到建筑节能事业的发展，如京津等地有关领导较早重视，认真贯彻节能标准和法规，就不断取得新的进展。北京市由于起步较早，其节能型建筑面积占全国节能型建筑面积总数的约 30%。而有些地方，特别是中小城市，则对此采取放任自流的态度，致使建筑节能推广工作长期停滞不前。1.3.2国家对建筑节能技术创新、技术进步支持力度不够建筑节能的顺利推进，还有赖于经济上可以承受的先进成熟的技术，以及质量合格数量足够的产品的支持，但是，正在起步发展中的建筑节

25、能产业，作为一个复杂多样的产业群体，存在起点低、技术水平不高、创新能力弱的问题。目前，夏热冬冷地区和夏热冬暖地区的建筑节能标准已经颁布实施，这些标准的实施需要大量成熟可行的技术和产品作为支撑，但国家在建筑节能技术开发和创新方面的支持力度还很不够。导致目前建筑节能行业鱼龙混杂，很不规范。大量的建筑节能建材质量都难以保证，建筑构造设计的疏漏、施工质量无法保证都使人担忧竣工后交付使用的建筑其节能指标能否达到设计要求。1.3.3管理机构不健全，管理体制不顺畅建筑节能工作除了应该注意建筑门窗、建筑屋顶和采暖制冷系统的用能效率外，建筑物的围护墙体节能也是十分重要的方面。建筑节能不抓墙体革新不可能达到节能的

26、效果，同样，墙体革新不与建筑节能相结合，也失去了墙体革新的作用。但长期以来，建筑节能工作缺乏强有力的管理机构。虽然建设部己成立了建筑节能协调领导小组和专门的建筑节能协调组办公室，但到目前为止很多地方仍未成立相应的建筑节能专项管理机构，因而建筑节能工作难以推动。由上述各项问题引出了我国建筑节能目前首要解决的问题：如何将建筑节能设计付诸实施，真正实现理论确定的节能目标。虽然国家和各省、市相继出台节能规范，制定节能规划，但这些规划大都只停留在“该达到什么目标”层面，却没有很好的与现有的节能规范和节能技术互相结合互相促进，从而无法在“该如何做”的层面给建筑节能工作进行指导。可操作性差，使多数建筑节能规

27、划沦为一种空谈和形式，建筑节能工作无法有长足发展。2.建筑节能理论与技术措施21优化建筑设计建筑造型及围护结构形式对建筑物性能有决定性影响。直接的影响包括建筑物与外环境的换热量、自然通风状况和自然采光水平等。而这三方面涉及的内容将构成 70%以上的建筑采暖通风空调能耗。不同的建筑设计形式会造成能耗的巨大差别。然而建筑物是复杂系统，各方面因素相互影响，很难简单地确定建筑设计的优劣。例如加大外窗面积可以改善自然采光，在冬季还可以多获得太阳热量，但在冬季的夜间却会增大热量消耗，同时还会使夏季由于太阳辐射通过窗户进入室内而使空调能耗增加。这就需要使用动态热模拟技术对不同的方案进行详细的模拟预测和比较。

28、发达国家从 20 世纪 70 年代第一次能源危机开始，就投入大量经费，开发出多个建筑能耗模拟预测和优化软件，并将其作为推广建筑节能的最有效技术措施。美国自 20 世纪 70 年代持续开发的能耗模拟软件 DOE-2 是北美应用最广泛的软件，也对美国建筑节能的推动起到一定的作用。但近 20 多年来的应用过程中陆续反映出的问题使 DOE-2 很难进一步完善以适应各种新出现的问题。西欧国家通过近 30 年的努力，各国都形成了各自的建筑能耗模拟软件，并将其作为建筑节能设计与节能分析的基本工具，写入相关的建筑节能标准或规范中。日本也自 70 年代开始，逐渐完成 HASP 软件的开发，成为日本建筑节能标准的

29、实施工具。我国自 20 世纪 80 年代初一直没有间断这方面的研究。目前美国 ENERGYPLUS 软件所用的建筑热模拟方法 STATE SPACE 法就是由清华大学于 1982 年最早提出。这一方法也是我国全部自主技术的建筑能耗模拟软件 DEST 的核心算法。DEST 软件历经 15年的开发推广，目前已发展为完善的建筑节能模拟分析软件系列。2.2新型建筑围护结构材料和部件开发新的建筑围护结构部件，以更好地满足保温、隔热、透光、通风等各种需求，甚至可根据变化了的外界条件随时改变其物理性能，达到维持室内良好的物理环境同时降低能源消耗的目的。这是实现建筑节能的基础技术和产品。主要涉及的产品有：外墙

30、保温和隔热、屋顶保温和隔热、热物理性能优异的外窗和玻璃幕墙、智能外遮阳装置以及基于相变材料的蓄热型围护结构和基于高分子吸湿材料的调湿型饰面材料。自 20 世纪 90 年代起，我国自主研发和从外国引进、消化了多种外墙和屋面保温隔热技术。尤其是多种外墙外保温技术、外墙外挂可通风装饰板的隔热保温技术以及通风遮阳型屋面技术等，都获得了巨大成功。随着建筑形式的现代化，外窗和玻璃幕墙等透光型外围护结构在建筑外立面中的比例越来越高。由于其在保温、隔热、采光和吸收太阳光等方面的多重功能，使其成为影响建筑本体能源消耗的最主要因素。发达国家从 20世纪 90 年代开始就十分重视外窗和玻璃幕墙的节能型技术、新产品的

31、开发与推广，可有效降低长波辐射增强保温的低辐射镀膜玻璃(Low-E)与玻璃夹层充惰性气体和断热窗框、断热式玻璃幕墙等技术使透光型外围护结构的热损失接近非透光型外围护结构。发达国家把推广此类产品作为推广建筑节能的重要内容，10 年来在各类建筑中获得广泛应用。为减少夏季透过外窗和玻璃幕墙的太阳辐射，而在冬季又适当地接收太阳辐射，在各种可调节外遮阳装置和玻璃夹层中间设置可调节遮阳装置并进行有组织的通风等方式，目前成为新产品、新技术的发展重点，并开始在一些大型公共建筑上应用并取得了良好的效果。在外遮阳板或外层玻璃表面置太阳能电池，则还可将遮挡住的太阳能转换为电能。此外就是利用建筑围护结构蓄存热量，夜间

32、室外空气通过楼板空洞通风使楼板冷却，白天用冷却了的楼板吸收室内热量。在围护结构内配置适宜的相变材料，则可以产生更好的蓄能效果。通过上述各项技术的有机结合，在某些地区(非潮湿地区)可以建造出所谓“零能耗”建筑，不消耗常规能源就可以维持室内的舒适环境，并通过太阳能解决夜间照明。我国目前市场上可见到的各种外遮阳技术、玻璃夹层通风与遮阳的双层技术以及集自然通风、遮阳、隔热、太阳能发电一体的零能耗外窗技术与产品，距国外技术与产品还有一定差距。夏季空调的大量能耗用于室内的湿度调节，而上述各项技术对湿度控制并无明显作用。采用一些吸湿性高分子材料，可以在空气湿度高的时候吸收空气中的水分，使其转换为结晶水而封存

33、在材料中，在室内空气相对湿度较低时又重新把水分释放回空气中。这样可以维持室内相对湿度在舒适范围内，而不消耗常规能源。目前日本、欧洲都开展了相关研究，国内的研究开发也接近同等水平。这方面的突破将对改善住宅和普通公共建筑的夏季室内环境，降低空调能耗甚至在某些场合取消传统空调起到重大作用。2.3通风装置、热风热回收装置及热泵技术对于住宅建筑和普通公共建筑，当建筑围护结构保温隔热做到一定水平后，室内外通风形成的热量或冷量损失，成为住宅建筑能耗的重要组成部分。此时，通过专门装置有组织地进行通风换气，同时在需要的时候有效的回收排风中的能源，对降低住宅建筑的能耗具有重要意义。欧洲发达国家通过有组织的控制通风

34、量和排风的热回收，使采暖空调期耗热量、耗冷量降低 30%以上。由于以前我国建筑本身的保温隔热性能较差，通风问题的重要性就远没有欧洲突出。因此相比之下有较大差距，需要积极开展相关的研究和产品开发与推广。就排风热回收而言，国内目前已研制成功蜂窝状铝膜式、热管式等湿热回收器。由于夏季除湿是新风处理的主要负荷，因此更需要全热回收器。目前国内已开始有纸质和高分子膜式透湿型全热回收器，也已经研制成功转轮蓄能型全热回收器，但其性能还待进一步提高。通过热泵技术提升低品位热能的温度，为建筑物提高热量，是建筑能源供应系统提高效率降低能耗的重要途径，也是建筑设备节能技术发展的重点之一。目前在该领域国内外的进展有：泵

35、型家庭热水机组，即从室外空气中提取热量制备生活热水。日本推出采用二氧化碳为工质的热泵型热水机，并开始大范围推广。当没有余热、废热可利用时，这种热泵型热水机应是提供家庭生活热水的最佳方式。空气源热泵，即冬季从室外空气中提取热量，为建筑供热，是住宅和其它小规模民用建筑供热的最佳方式。在我国华北大部分地区，这种方式冬季平均电热转换率有可能达到 3 以上。目前我国在该领域的技术水平与研究现状与国外接近。值得注意的另一技术方向是采用大型离心压缩机配盐水冷却塔的热泵方式。通过改变压缩级数高效率地改变了压缩比，而采用盐水冷却塔则避免了蒸发器结霜目前日本正在研发的样机，全冬季平均电热转换率已接近 4。地下水水

36、源热泵，即从地下抽水经过热泵提取其热量后再把水回灌到地下。这种方式用于建筑供热，其电热转换率可达到 34。这种技术在国内外都已广泛推广，但取水和回灌都受到地下水文地质条件的限制，并非普遍适用。污水水源热泵，即直接从城市污水中提取热量，用于建筑取暖。目前的方式是从处理后的中水中提取热量，这限制了其应用范围，并且不能充分利用污水中的热能。哈尔滨工业大学最近研制成功污水换热器，可直接大规模从污水中提取热量，并在哈尔滨实现了高效的污水热泵供热，处于世界领先水平。埋管式土壤源热泵，即通过在地下垂直或水平埋入塑料管，通过循环工质，成为循环工质与土壤间的换热器。冬季从地下取热，夏季从地下取冷。目前这种方式的

37、问题是初期投资较高，并且由于需要大量从地下取热、储热，仅适宜低密度建筑。2.4降低输配系统能源消耗技术为降低输配系统能耗，目前已认识到应尽可能用水代替空气作为传输媒介，从而可以较小的能耗为代价输送更多的热量、冷量。而通过管道输送水所需要的能耗还可进一步通过在水中添加减阻剂来降低。国内外的研究都表明采用某些减阻剂可使管道阻力降低到 20%，这将极大地降低输配系统能耗。但需进一步研究解决如何提高这种方式的稳定性，消除其对传热过程的不利影响，并降低其造价，避免减阻剂本身可能造成的环境污染等技术问题。与减阻剂方法相对应的是采用功能热流体方法。将相变温度在系统工作范围内的相交材料微粒掺混于水中，制成“功

38、能型热流体”，可以通过相交吸收和释放热量，从而可在小温差下输送大量热量。这就可以大大减少循环水量，从而使输送能耗降低到原来的 15%30%。目前这一方向的研究中，清华大学已研制成这种流体，大量的传热和阻力特性试验表明其具有良好的动力特性和传热特性。2.5独立控制的空调系统目前空调都使用 57冷水或更低的低温水作为冷媒，对空气进行处理。这是因为空气湿度的需要。而如果仅为了降温，采用 1820的冷源都可满足要求。尽管一般除湿负荷仅占空调负荷的30%40%，但是目前大量的湿热负荷也用这样的低温冷媒处理，就导致冷源效率低下。近年来该领域的一个重要方向就是采用温、湿度独立控制的空调方式。将室外新风除湿后

39、送入室内，可用于消除室内产湿，并满足新鲜空气要求；而用独立的水系统使 1820温水的冷水循环，通过辐射或对流型末端来消除室内湿热。这一方面可避免采用冷凝式除湿时，为了调节相对湿度进行再热而导致的冷热抵消，还可用高温冷源吸收湿热，使冷源效率大幅度提高。同时这种方式还可以有效改善室内空气质量，因此被普遍认为是未来的主流空调方式。目前世界各国都积极开展大量的相关研究工作和工程尝试。这一方式的主要难点是新风的高效大幅度除湿。这也是国内外研究的热点。我国华南理工大学近年来研究开发的除湿转轮，有多项创新，可以进一步发展成为除湿独立控制系统的新风处理方式。清华大学近年来研究的溶液除湿方式。采用低温热源(60

40、70)驱动，可实现较高的能源利用率，并能同时实现排风的全热回收。目前这一技术已应用于实际的温、湿度独立控制的空调系统。与世界上近百个转轮除湿及溶液除湿研究小组的目前研究进展相比，国内这两项空气除湿技术都处于领先的或先进的地位。进一步完善这两项技术，并使其产品化，将对改变中央空调现有形式并大幅度降低中央空调能耗起重大作用。这种新的空调方式的实现还包括对现有末端方式的更新。采用高温冷水（1820）吸收湿热，应使用不同于目前方式的末端装置。目前国外已研发出多种辐射型末端和干式风机盘管以及自然对流型冷却器等，国内也需要相应的跟踪或开发新的高效湿热型末端装置。该方向的研究主要针对降低大型公共建筑能耗。有

41、效的技术突破可使大型公共建筑采暖空调能耗再降低 30%，这相当于大型公共建筑总能耗降低 15%。2.6热电冷三联供系统当天然气为城市中主要的一次能源时，与简单的直接燃烧方式相比，采用动力装置先由燃气发电，再由发电后的余热向建筑供热或作为空调制冷动力，可获得更高的燃料利用率。这就是所谓热电冷三联供(BCHP)。这种方式通过让大型建筑自行发电，解决了大部分用电负荷，提高了用电的可靠性，同时还降低了输配电网的输配电负荷，并减少了长途输电的输电损失(在我国此损失约为输电量的 8%10%)。美国为解决其电力输配和供电的安全问题，近年来大力推广这一方式。美国能源部预测到 2020 年，新建建筑的 50%和

42、现有建筑的 20%都将采用这种方式解决建筑物内的能源供应。目前正在支持一大批研究单位和企业研究相关技术、政策，并开发相关产品。我国长沙远大公司由于在燃气直燃式吸收机方面的技术领先地位，也属于美国能源部组织的关键设备研究单位之一，其产品已用于美国的主要 BCHP 示范项目中。而实际上这一方式在日本就有很多应用实例，只是没有这样大规模的宣传推广。 我国实现“西气东输”后，这种方式可以作为东部大城市的天然气应用的一种形式。对于用电可靠性高、全年存在稳定的热负荷或冷负荷的建筑，这种方式可获得较高的节能效果和经济性。要使用这种方式能更大范围的使用，并真正有利于节能、环保，并具有经济性，要攻克的技术难点是

43、高发电效率、低排放的燃气发电动力装置、高密度和高转换效率的蓄能装置以及高效率的热驱动空调方式。燃气发电装置是BCHP的关键设备。根据分析，只有其发电效率达到 40%，BCHP才真正有节能意义。目前的几十至几百千瓦的微燃发电效率不足 30%，兆瓦级内燃机发电效率可接近 40%，但排放的氮氧化合物高于燃气锅炉，不符合环保要求。目前可能的方向为：进一步改进内燃机，实现低NOX排放，并进一步提高发电效率；采用固体氧化物燃料电池(SOFC)，彻底解决发电效率和NOX排放问题。 目前美国 Ion American 公司在 SOFC 燃料电池的关键工艺上做出了重大突破，可以最终实现整机成本在 1000 美元

44、/KW。这可真正实现高效率、小型化和零排放。目前制造这种燃料电池的大部分原材料来源于中国。受此启发，我国完全可以跳过动力机械，直接采用燃料电池来发展我国的新型建筑能源系统，走出一条中国特有的新路。采用燃料电池，余热温度在 800左右，非常容易实现高效率的热制冷。但采用内燃机则有约一半的余热以 90左右的冷却水形式释放的，用其进行高效制冷有一定困难。此时如果采用溶液除湿方式，利用这部分热量再生浓溶液，从而可解决建筑物的新风处理并承担湿负荷，则是一种更好的解决途径。同时制备好的浓溶液还可以高密度储存，满足高密度、高转换效率的蓄能装置的要求。这应是发展以内燃机作为动力方式时空调制冷的解决途径。2.7

45、燃煤燃气联合供热如何在保证采暖地区冬季供热质量的基础上提高能效、减少环境污染并尽可能降低运行成本，是我国北方城市冬季采暖和实现节能急需解决的问题。尤其是当引入天然气作为部分一次能源之后，协调经济、环境、能源三者之间的关系成为重要问题。以燃煤为燃料的大型热电联产热源和大型燃煤锅炉房通过采用清洁煤燃烧技术，可以高效低污染的烧煤，但希望稳定在某个最佳工况，不要随负荷变化而经常调整。输送热量的大型集中供热网也很难有效地根据末端用热量的变化进行及时调节。调节不当和调节不及时导致部分建筑过热，造成很大的热量浪费。据多处现场实测结果，调节不当导致部分建筑过热造成的热量浪费占总供热量的 20%30%。反之，以

46、天然气为燃料的小型锅炉可以快速，方便的调节，且清洁、高效。但目前单独作为大型锅炉的燃料，也不能充分发挥其特点。因此，可以利用大型集中供热网，以燃煤作为燃料，提供采暖的基础负荷，整个供热季稳定运行。在末端采用天然气作为燃料的小型调峰锅炉根据负荷需求补充不足的热量。天然气调峰锅炉可根据各自的末端状况及时准确的调节，避免调节不当造成的浪费，燃煤热源又可稳定运行，保持清洁与高效。这种方式还缓解了目前燃煤供热与燃气供热间巨大的成本差，实现燃煤燃气联合供热，有益于社会公平。整个冬季均匀地使用燃煤也缓解了严寒期高负荷时，由于燃煤用量高峰导致大气污染高峰。这种方式是今后北方地区大、中城市燃煤燃气共同构成一次能

47、源时应采取的供热方式，由于改善调节，并提高了集中热源的效率，可以使集中供热系统的能耗降低 20%30%。2.8节能灯和节能灯具由于照明用电为建筑总用电量的 30%50%，因此节约照明用电对建筑节能有重大意义。减低照明用电的途径包括：发展高效率光源、采用高效灯具、改进照明控制。目前荧光类高效节能灯具已广泛普及，国外普遍看好的发展方向是 LED 光源。它可比目前的节能灯效率更高，发光光谱可在大范围选择，使用寿命可大大延长。尽管目前 LED的成本、效率都无法与荧光类节能灯相比，但在最近 10 到 20 年内将有重大突破。照明控制也是实现照明节能的重要组成部分。尤其是办公室、教室等公共建筑，改善照明控

48、制可大幅度减少照明电耗。国外有采用照度传感器对光源进行连续调节，并实现了很好的节能效果。2.9可再生能源技术可再生能源包括太阳能、风能、水能、生物质能、地热能和海洋能等多种形式。可再生能源日益受到重视，开发利用可再生能源已成为世界能源可持续发展战略的重要组成部分。太阳能既是一次能源又是可再生能源，资源丰富，对环境无污染，是一种非常清洁的能源，在建筑中得到了较为广泛的应用，如何有效的利用可再生能源满足建筑采暖空调等能源需求，也是建筑节能的一项重要内容。目前国内外针对太阳能光热利用，光电转换以及直接利用太阳能采光等技术均取得了进展，太阳能热水器也得到了很好地推广。可再生能源技术的发展一方面是减低产品成本，另一面更重要的则是如何将上述产品和装置有效地与建筑立体设计结合起来，使其成为建筑物的一个有机组成部分。3.小结目前国内建筑节能现状是，相对较高建设投资所带来的回报最终并不一定能够装进开发商的口袋，而多由使用者和社会所分享。即便如此， 一般也须若干年以后节约资源的价值才会体现出来。这些现实都有可能使决策者对节能建筑望而却步或者觉得力不从心，特别在我国社会逐步进入市场经济体制的今天，它已成为我们步入节约型社会的一道门槛。本文分