超低能耗建筑设计方法与典型案例研究 周梓深
超低能耗建筑案例

超低能耗建筑案例一、什么是超低能耗建筑超低能耗建筑(Ultra-Low Energy Building,ULEB)是指通过科学设计、先进技术和高效系统,实现建筑物在使用过程中能耗极低的建筑类型。
这种建筑不仅能减少对能源的依赖,也能降低对环境的影响。
二、超低能耗建筑的特点和目标2.1 特点•高效隔热:采用高性能的隔热材料,减少能量传递损失。
•智能控制:利用智能系统对建筑的能耗进行监测和控制,实现优化管理。
•综合利用:设计合理的建筑布局,充分利用可再生能源和光热资源。
•环保材料:选用环保、可再生的材料,减少资源消耗和环境污染。
2.2 目标•实现建筑物的自给自足:通过可再生能源的利用和能量回收,使建筑产生所需的能量。
•极低的能耗水平:通过优化设计和高效系统,将建筑的能耗降到极低水平,甚至接近零能耗。
三、超低能耗建筑案例介绍3.1 XX办公大楼3.1.1 设计理念XX办公大楼的设计理念是结合景观和建筑,最大程度地利用太阳能和自然通风,实现能耗的最小化。
3.1.2 技术应用•高效隔热材料:使用高性能的保温材料,减少热能传输损失。
•光热利用系统:利用太阳能光热板进行热水供应和建筑供暖。
•监测与控制系统:安装智能化控制系统,对能耗进行实时监测和调整。
3.1.3 成果展示•年度能耗下降40%以上,大幅降低运营成本。
•获得建筑节能认证和环保奖项。
3.2 XX住宅小区3.2.1 设计理念XX住宅小区的设计理念是实现能源自给自足,充分利用太阳能和雨水资源。
3.2.2 技术应用•太阳能光伏系统:使用光伏发电系统,为小区内的家庭提供电力需求。
•雨水收集系统:收集雨水用于灌溉和生活用水。
•高效隔热材料:选用高性能隔热材料,降低能量传递损失。
3.2.3 成果展示•小区居民电费减少50%以上。
•小区环境改善,获得居民好评。
3.3 XX学校3.3.1 设计理念XX学校的设计理念是以学生和教师的舒适度为出发点,实现建筑能耗的极低水平。
超低能耗建筑设计方法与典型案例研究

超低能耗建筑设计方法与典型案例研究结合实际,对超低能耗建筑设计方法进行研究,同时在阐述超低能耗建筑设计方法的同时,对典型的案例设计项目进行阐述,实践可知,在设计的过程中,合理的应用超低能耗建筑设计方法能够切实的将设计项目的质量提升,这对提高我国建筑事业的发展有重要作用。
标签:超低能耗;建筑设计;方法;典型案例就当前的建筑行业发展形势而言,在实践过程中,受到了全球超低能耗建筑设计理念的影响,我国的很多城市中都出现了超低能耗的建筑形式,其最初是从德国设计师提出的设计理念——“被动房”,该建筑结构形式具备超低能耗的特点,可以根据建筑所处的地理环境以及气候条件来进行调整,同时也具备较强的隔热性能与气密性,可以更好的围护建筑结构,还能够充分的利用风热回收技术实现能源的节约,可以多次重复的使用自然资源,让人们的居住生活更加的舒适,也能符合可持续发展的要求。
1 超低能耗建筑的通用设计方法1.1 关键参数限额法这种方法主要是通过小建筑能耗为导向,根据不同气候条件的影响来合理的应用,同时还要控制建筑中各个影响因素,合理的利用风热回收技术,可以满足居住人群生活的基本需求的一种建筑设计方法。
该设计方法已经完全脱离了大量能源消耗的影响,并且也没有进行过多的模拟数据计算,实践应用中就能够达到新型的节能要求,并且能够实现改善环境的目标。
应用该方法之后可以有效的提升建筑的节能效果,避免造成环境污染的影响,从而可以改善人类的居住生活环境。
1.2 双向交叉平衡法这种设计方法在应用的过程中,需要将能耗、舒适性等作为主要的技术指标,不仅要从建筑围护结构的角度出发,还要将再生能源的使用列入到其中,必须要使用再生能源,可以实现能量的供应与需求实现完全的平衡。
这种设计方法就是要充分考虑到朝向、窗户等结构形式来提升其结构效果。
1.3 经济环境决策法这种方法在设计的实践中需要将能耗、舒适度以及经济性作为主要的考虑内容,并且需要通过改变建筑的围护结构来实现再生资源的有效使用,从而可以降低能源的消耗,并且还具有较强的经济效益,是一种比较先进的设计方法。
不同类型公共建筑超低能耗设计实践与思考

不同类型公共建筑超低能耗设计实践与思考目录一、内容描述 (1)1. 研究背景与意义 (2)2. 研究目的和任务 (3)3. 研究方法和范围 (3)二、不同类型公共建筑概述 (4)1. 办公建筑特点分析 (6)2. 商业建筑特点分析 (7)3. 文化建筑特点分析 (8)4. 教育建筑特点分析 (9)5. 体育建筑特点分析 (10)三、超低能耗设计原理与技术 (11)1. 超低能耗设计原理 (12)2. 节能技术与材料应用 (14)3. 可持续能源利用技术 (15)4. 绿色建筑设计理念 (16)四、不同类型公共建筑超低能耗设计实践 (17)1. 办公建筑超低能耗设计实践 (18)2. 商业建筑超低能耗设计实践 (20)一、内容描述背景分析:阐述当前社会对节能减排的迫切需求,以及公共建筑在能源消耗中的重要地位。
介绍超低能耗设计的概念、意义及其在国内外的发展现状。
不同类型公共建筑特点分析:详细介绍各类公共建筑的特点,包括办公建筑、商业建筑、文化建筑、教育建筑、体育建筑等,并分析其在能源消耗方面的特点。
超低能耗设计原则与方法:探讨针对不同类型公共建筑的超低能耗设计原则,包括整体设计理念、建筑设计、结构设计、设备系统设计等方面的策略。
同时介绍超低能耗设计的具体方法,如自然通风、太阳能利用、建筑外墙保温等。
实践案例分析:选取多个具有代表性的超低能耗设计公共建筑案例,分析其设计理念、技术运用、实际效果及经验教训。
通过案例分析,展示超低能耗设计在不同类型公共建筑中的实际应用效果。
面临的挑战与问题:分析在推进超低能耗设计过程中所面临的挑战和问题,如技术难题、经济成本、政策法规等方面的问题,并提出相应的解决方案和建议。
未来发展趋势:展望超低能耗设计在未来公共建筑领域的发展方向,以及可能的创新技术与应用,如智能建筑技术、绿色建材等。
通过本文档的撰写,旨在为相关从业者在不同类型公共建筑超低能耗设计方面提供借鉴和参考,促进公共建筑领域的节能减排工作。
浅析超低耗能建筑设计方法——以北京延庆新能源小镇为例

浅析超低耗能建筑设计方法——以北京延庆新能源小镇为例发布时间:2021-03-03T07:56:19.155Z 来源:《新型城镇化》2020年21期作者:谢坚江 1 连福雷 2[导读] 建筑工程领域积极响应国家生态安全战略部署,节能减排理念开始应用于建筑设计之中,超低耗能建筑成为建筑工程设计新趋势。
北京作为首都拥有得天独厚的政策、技术及资源优势,延庆县新能源小镇作为国家电网培训基地及研发中心,小镇规划及建筑景观建设计深入贯彻绿色生态节能的可持续发展理念。
谢坚江 1 连福雷 21 浙江南方建筑设计有限公司2 荣盛建筑设计有限公司浙江杭州 310000摘要:建筑工程领域积极响应国家生态安全战略部署,节能减排理念开始应用于建筑设计之中,超低耗能建筑成为建筑工程设计新趋势。
北京作为首都拥有得天独厚的政策、技术及资源优势,延庆县新能源小镇作为国家电网培训基地及研发中心,小镇规划及建筑景观建设计深入贯彻绿色生态节能的可持续发展理念。
关键词:超低能耗;建筑设计;设计理念;新能源小镇引言随着我国社会经济的发展,人们追求高品质生活,对建筑空间舒适度的要求也有所提高,建筑耗能也逐年增加。
在欧美发达国家,超低耗能建筑已经成为建筑节能发展的新趋势,我国节能建筑研发也开始呈迅猛之势,首都北京在节能建筑领域呈领跑态势,近几年相继发布了超低能耗建筑技术导则和奖励管理措施,体现了国家对超低能耗建筑的支持,不仅在技术规范上提出可行性方案,而且对于满足超低能耗的建筑给予相关的奖励,企业在尽社会责任的同时也获得收益,形成社会企业双赢的局面。
1.超低能耗建筑设计简述1.1相关政策背景近年来国家针对建筑耗能高的现象出台一系列政策,促进超低耗能建筑发展。
为贯彻落实党中央、国务院推进生态文明和新型城镇化建设的战略部署,住建部于 2015 年及 2017 年分别发布了《被动式超低能耗建筑技术导则(试行)》与《建筑节能与绿色建筑发展“十三五” 规划》,明确了我国被动式超低能耗绿色建筑的定义及技术要点,并提出短期目标。
超低能耗建筑设计方法与典型案例研究

超低能耗建筑设计方法与典型案例研究自从清华大学超低能耗示范楼设计建成后,迅速在全国开展并进行,超低耗能的重点是将建筑设计过程中,运用了高科技、绿色、人性化。
同时,超低能耗示范楼是国家“ 十五” 科技攻关工程“ 绿色建筑关键技术研究” 的技术集成平台,用于展示和实验各种低能耗、生态化、人性化的建筑形式及先进的技术产品。
在此基础上陆续开展建筑技术科学领域的基础与应性研究,研究和示范系列的节能、生态、智能技术在办公建筑上的应用。
包括建筑物理环境控制与设施研究,建筑材料与构造,建筑环境控制系统、采暖、通风、空调方式及设备开发等,都是低能耗建筑的根本。
一、超低能耗建筑的列举与分析位于济南某地区的超低能耗建筑,建筑设计如图1.总建筑面积 3000m2,地下一层,地上四层。
由办公室、开放式实验室或实验台及相关辅助用房组成。
建筑设计的结合了生命周期理论,应用了钢框架结构,内部的采用灵活隔断、空调、弱电西永的结构,可以结合求来改变空间布局,从而达到节能的效果。
图 1 济南地区低能消耗建筑(一)建筑围护结构方案超低能耗示范楼外围护结构体系非常重要,也是主要的节能点,其核心的建设内容是将“ 智能型” 外围护结构的重点。
整体的楼体可以适应气候的变换。
也能够适当的控制室内问题。
建筑在采光、保温、隔热、通风方面利用了综合性能。
进行研究,使其能够自动适应气候条件的变化和室内环境控制要求的变化。
从采光、保温、隔热、通风、太阳能利用等进行综合分析,给出不同环境条件下的推荐形式。
楼外各个外立面采用的围护结构方式。
通过围护结构的节能设计,使得冬季建筑物的平均热负荷仅为 0.7W/m2,最冷月的平均热负荷也只有 2.3 W/m2 , 围护结构的负荷指标远小于常规建筑,如果考虑室内人员灯光和设备等的发热量,基本可实现冬季零采暖能耗。
夏季最热月整个围护结构的平均得热也只有 5.2 W/m2。
图 2 示范楼围护结构设计方案(二)关于保温墙体双层皮幕墙按照室内室外的温度差别,调节室外空气进出风口的开合,夏季室外空气经过热的玻璃表面加热后升温,在幕墙夹层形成热压通风,带走向室内传递的热量,冬季进风口出风口关闭后,可减少向室内的冷风渗透。
被动式超低能耗建筑设计与应用研究

被动式超低能耗建筑设计与应用研究随着能源资源的日益匮乏和环境污染问题的日趋严重,节能减排成为全球建筑界的热门研究课题。
被动式超低能耗建筑设计与应用便是在这一背景下应运而生的新兴领域。
被动式超低能耗建筑是指通过建筑自身的设计和材料运用,实现建筑能源自给自足或者能耗极低,以满足建筑热舒适性和室内环境质量的一种建筑形态。
该建筑形式的理念源于20世纪70年代的能源危机,当时各国在能源紧张的情况下,积极探索建筑能源节约的途径。
被动式超低能耗建筑的特点是通过优化建筑本身的设计和结构,最大限度地利用自然能源,减少对外界能源的依赖。
1.建筑外形设计:被动式超低能耗建筑的外形设计应尽量符合建筑周围的环境条件,充分利用自然能源,例如利用太阳能进行采暖和照明;要避免不合理的建筑形状和立面设计,减少不必要的能源消耗。
2.建筑材料运用:被动式超低能耗建筑应选用绿色环保的建筑材料,如高保温性能的材料和隔热材料,以减少建筑的能源损耗;建筑材料的选择还要考虑室内环境对居民的健康影响。
3.建筑内部布局:被动式超低能耗建筑的内部布局应合理利用光线和空气流动,减少人工照明和通风的需求;还要考虑建筑的功能性和舒适性,提高居住者的生活质量。
4.能源系统设计:被动式超低能耗建筑的能源系统设计是关键,包括太阳能利用系统、建筑节能设备、室内温度调节系统等。
这些系统的设计需要充分利用可再生能源和高效能源技术,以最小的能耗满足建筑的功能需求。
在应用方面,被动式超低能耗建筑已经在一些国家和地区得到了广泛推广和应用。
德国的“被动房”已经成为一种被广泛接受和采用的建筑形式,这些房屋在保证居住舒适性的能耗极低,具有较高的环保性。
被动式超低能耗建筑的设计与应用研究是一个相对较新的领域,该领域的研究和应用对于实现建筑节能和环境保护具有重要意义。
未来,随着技术的发展和经验的积累,被动式超低能耗建筑将会在全球范围内得到更广泛的应用。
超低能耗建筑技术施工方案
超低能耗建筑技术施工方案超低能耗建筑技术是指在施工过程中采用科学、合理的设计、构造和材料,以及利用节能设备和系统来降低建筑能源消耗的一种建筑技术。
其目的是降低建筑的能源运营成本,减少环境影响并提高建筑的可持续性。
本文将针对超低能耗建筑技术的施工方案进行详细探讨。
首先,超低能耗建筑的施工方案要从建筑的整体设计和规划开始。
在设计阶段,需要充分考虑建筑的朝向、采光和通风等因素。
合理的朝向和充足的自然采光可以减少对人工照明的需求,降低能源消耗。
同时,通过合理的通风系统设计,可以降低建筑的空调需求,达到节能的效果。
其次,在施工过程中需要选用高效的节能材料,例如使用高性能保温材料来提高建筑的保温性能。
同时,对于建筑中的热桥部位,需要进行细致的施工,以减少热损失。
此外,采用节能玻璃窗户可以降低建筑对外部环境的热量传输,进一步提高建筑的能源效率。
第三,超低能耗建筑技术的施工方案还包括节能设备和系统的选择与安装。
例如,在空调系统方面,可以选用高效的中央空调系统,结合分区控制和定时控制,有效控制能源的使用。
此外,可以安装智能节电插座和感应开关等设备,通过自动控制来降低能源消耗。
最后,超低能耗建筑技术的施工方案也要注重施工质量和细节。
例如,合理的施工工艺和施工方式能够减少能源消耗。
此外,需要实施严格的质量控制和监管,确保建筑的节能要求得到满足。
总之,超低能耗建筑技术施工方案包括从设计和规划阶段开始,考虑建筑朝向、采光和通风等因素,选用高效的节能材料,采用节能设备和系统,并注重施工质量和细节。
这些措施的综合应用能够有效降低建筑能源的消耗,减少环境影响,提高建筑的可持续性。
被动式超低能耗建筑设计与应用研究
被动式超低能耗建筑设计与应用研究随着全球能源消耗量的日益增加和环境问题的日益严重,人们对能源利用效率的要求也越来越高。
在建筑领域,能源消耗的主要来源是供暖、供冷和照明等建筑设备和系统的运行。
如何设计和应用能够减少能源消耗的建筑节能技术成为了全球建筑工程研究的重点之一。
被动式超低能耗建筑是一种通过优化建筑结构和设计以最大程度地利用环境自然条件而实现能源节约的建筑方式。
与传统建筑相比,被动式超低能耗建筑不依赖于机械设备,而是通过设计合理的建筑外壳、保温材料、通风系统等等手段来实现主动调节室内温度和湿度的目的。
被动式超低能耗建筑的设计原则可以总结为以下几点:1. 外部环境利用:被动式超低能耗建筑应充分利用自然光线和自然通风。
通过合理的窗户、门窗位置和朝向,室内可以充分利用自然光线,减少对人工照明的需求;合理设置通风口和通风设备,可以实现室内空气的自然循环,减少对空调系统的依赖。
2. 热量控制:被动式超低能耗建筑应采用保温材料和设计来减少建筑外墙的热传导。
通过选择适合的保温材料和采用合理的保温结构,可以减少室内热量的流失,降低供暖需求。
可以通过合理选择建筑材料和提供合适数量的遮阳设施来减少夏季室内的热量吸收,降低供冷需求。
3. 水资源利用:被动式超低能耗建筑应合理设计雨水收集和利用系统,通过收集、净化和储存雨水来供应室内用水或景观用水。
应注意减少室内供水设备的流量,采用节水装置,合理利用冷凝水和废水等资源。
4. 绿色建筑材料:被动式超低能耗建筑应尽量选择可持续发展的绿色建筑材料,减少对环境的污染和资源的消耗。
绿色建筑材料应具备节能、耐久、可再利用、环保等特点,能够有效减少室内空气污染和建筑产生的废弃物。
被动式超低能耗建筑的应用可以带来很多好处。
它能够降低建筑的能源消耗,减少碳排放,对环境友好;被动式超低能耗建筑能够提供更舒适的室内环境,使居住者享受到更好的室内光线、通风和温度;被动式超低能耗建筑的运行和维护成本也相对较低,有助于降低居住者的能源开支。
超低能耗建筑设计方法与典型案例研究 周梓深
超低能耗建筑设计方法与典型案例研究周梓深发表时间:2018-05-15T10:18:08.337Z 来源:《基层建设》2017年第35期作者:周梓深[导读] 摘要:近几年,许多发达国家积极开展关于超低能耗、近零能耗、零能耗建筑的相关研究并建设典型示范工程,国内也逐步研究开展相关工作。
广东博意建筑设计院有限公司摘要:近几年,许多发达国家积极开展关于超低能耗、近零能耗、零能耗建筑的相关研究并建设典型示范工程,国内也逐步研究开展相关工作。
超低能耗建筑大范围推广的关键之一是从传统建筑设计方法到基于能耗指标控制的性能化设计方法的转变。
本文围绕超低能耗建筑的通用设计方法、超低能耗建筑的典型案例研究两个方面展开讨论,对超低能耗建筑设计方法与典型案例进行了研究$并提出了一些笔者自己的见解,希望能够对及今后超低能耗建筑的设计工作提供一些理论建议。
关键词:超低能耗建筑;设计方法;经典案例在2000年之后,全球建筑领域开始掀起一波超低能耗潮,在前不久所召开的巴黎气候大会上全球各国也一一针对节能减排提出了自己的观点,同时制定了适合于自己国家的目标。
然而纵观现阶段全球各国在超低能耗建筑的研究内容,基本都停留在某一具体的设计方案上,很少针对超低能耗建筑进行全面、系统地研究。
在本文中,笔者试图对超低能耗建筑的设计方法以及典型案例进行了简要地分析。
一、超低能耗建筑设计与传统设计(一)传统建筑目前,我国绝大多数设计沿用传统设计方法,即依照现行建筑设计规范和建筑设计方法进行设计,以我国现行的JB50189-2015《公共建筑节能设计标准》和各气候区《居住建筑节能设计标准》为例,规范详细规定了建筑、暖通及电气专业的节能性能指标,包括热工参数限值,空调系统形式及设备能效限值等。
传统设计方法以相关设计标准为原则,满足业主对建筑各项功能需求为核心,各专业分别实现自身职责,此种设计方法特点是分工明确,设计人员只需根据相关规范标准,“照方抓药”,做出合规的设计,保证满足建筑功能。
超低能耗建筑技术部分实习报告
超低能耗建筑技术部分实习报告超低能耗建筑(Ultra-Low Energy Building,ULEB)是指非常节能的建筑设计和构建方法,其核心理念是通过优化建筑结构和设计,利用可再生能源和先进的技术来实现极低的能耗。
作为实习生,我有幸参与了一个ULEB项目,并负责收集相关资料并参与实地调研。
以下是我个人的实习报告。
首先,我对ULEB的概念和优点进行了深入研究。
ULEB是通过结构优化、高效隔热、节能设备和智能控制等手段,将建筑的能耗降至最低。
其优点包括减少能源消耗、降低运营成本、提高建筑舒适度、减少对环境的影响等。
这些优点使得ULEB在可持续建筑领域备受关注,并在全球范围内得到广泛应用。
然后,我参与了实地调研。
我们选择了一个位于城市中心的ULEB建筑进行调研,该建筑采用了一系列节能技术。
我们首先对建筑的隔热性能进行了测试,对外墙、窗户以及屋顶进行了热传导率测试,并与国内标准进行比较。
结果显示,该建筑在隔热性能上明显优于国内标准,这得益于其采用了高性能的材料和隔热设计。
接着,我们对该建筑的节能设备进行了调研。
该建筑采用了太阳能光伏发电系统、地源热泵系统和智能控制系统等。
我们详细了解了这些设备的工作原理和运行情况,并对其能效进行了评估。
结果显示,这些设备在提供舒适室内环境的同时,能够将能源消耗降至最低。
此外,我还就其他方面进行了调研,比如建筑的自然通风系统、雨水收集利用系统以及建筑材料的可再生性等。
这些方面的调研使我对ULEB 在不同领域的应用有了更全面的了解。
最后,根据我的调研结果和观察,我总结出了一些改进建议。
首先,我们应该加强对建筑隔热性能的检测和评估,确保建筑在设计和施工过程中的隔热措施得到有效实施。
其次,我们可以进一步优化建筑的节能设备,比如采用更高效的能源利用方式以及增加智能控制系统的功能。
最后,我们应该鼓励使用可再生材料,并加强对建筑材料的可持续性评估。
通过这次实习,我深入了解了超低能耗建筑技术,并通过实地调研掌握了实际应用情况。
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超低能耗建筑设计方法与典型案例研究周梓深
发表时间:2018-05-15T10:18:08.337Z 来源:《基层建设》2017年第35期作者:周梓深[导读] 摘要:近几年,许多发达国家积极开展关于超低能耗、近零能耗、零能耗建筑的相关研究并建设典型示范工程,国内也逐步研究开展相关工作。
广东博意建筑设计院有限公司
摘要:近几年,许多发达国家积极开展关于超低能耗、近零能耗、零能耗建筑的相关研究并建设典型示范工程,国内也逐步研究开展相关工作。
超低能耗建筑大范围推广的关键之一是从传统建筑设计方法到基于能耗指标控制的性能化设计方法的转变。
本文围绕超低能耗建筑的通用设计方法、超低能耗建筑的典型案例研究两个方面展开讨论,对超低能耗建筑设计方法与典型案例进行了研究$并提出了一些笔者自己的见解,希望能够对及今后超低能耗建筑的设计工作提供一些理论建议。
关键词:超低能耗建筑;设计方法;经典案例在2000年之后,全球建筑领域开始掀起一波超低能耗潮,在前不久所召开的巴黎气候大会上全球各国也一一针对节能减排提出了自己的观点,同时制定了适合于自己国家的目标。
然而纵观现阶段全球各国在超低能耗建筑的研究内容,基本都停留在某一具体的设计方案上,很少针对超低能耗建筑进行全面、系统地研究。
在本文中,笔者试图对超低能耗建筑的设计方法以及典型案例进行了简要地分析。
一、超低能耗建筑设计与传统设计(一)传统建筑
目前,我国绝大多数设计沿用传统设计方法,即依照现行建筑设计规范和建筑设计方法进行设计,以我国现行的JB50189-2015《公共建筑节能设计标准》和各气候区《居住建筑节能设计标准》为例,规范详细规定了建筑、暖通及电气专业的节能性能指标,包括热工参数限值,空调系统形式及设备能效限值等。
传统设计方法以相关设计标准为原则,满足业主对建筑各项功能需求为核心,各专业分别实现自身职责,此种设计方法特点是分工明确,设计人员只需根据相关规范标准,“照方抓药”,做出合规的设计,保证满足建筑功能。
然而,应用传统设计方法来达到超低能耗建筑目标存在一些局限性,主要表现为: 满足功能和安全性要求的同时传统设计经常出现设计偏大,造成设备闲置、系统庞大、能源浪费、成本过高等问题;现有设计标准大多分散在各专业标准体系中,多数节能条款嵌入分专业的技术标准,导致众多孤立节能技术的堆砌,并不能实现预期节能效果;对建筑围护结构传热系数限值的要求不能最小化建筑能量需求和促进高标准建筑材料的研发使用;不利于设计人员发挥主观能动性灵活设计、最大化提高能效。
(二)超低能耗建筑
目前,作为超低能耗建筑的一种形式,德国被动房被广泛接受,通常其最大供热负荷不超过10W每平方米,供热、制冷能耗需求量均不超过15kW•h平方米每年、年一次能源总消耗( 包括生活热水、供热制冷和烹饪) 不超过120kW•h平方米每年。
由此可见,超低能耗建筑设计与传统建筑设计的不同在于从仅仅实现建筑功能到最优化建筑性能的提升,即实现满足能耗指标的性能化设计。
以能耗为控制指标的性能化设计方法可以理解为: 各分支专业均以优化建筑性能以及达到终极能耗指标为中心,通过充分利用建筑周围自然条件,各专业交互配合提出满足建筑功能及能耗指标的建筑体形系数、围护结构热工参数以及高效设备及系统方案,对其最终运行能耗进行预测评估,从而得出每一栋建筑最优化合理的设计方案。
相对于传统建筑设计方法,基于能耗指标的性能化设计有以下特点:以能耗指标为导向,协调各专业充分发挥设计师主观能动性;初设阶段严格把控建筑形体和围护结构热工参数,最小化建筑能源需求,以能耗指标为导向,被动优先主动优化相结合,同时对场地周围可再生能源应用潜力储能技术和能量回收技术潜力进行研究;不规定整个建筑设计过程的具体节能措施,以建筑能耗表现为终极目标优化整合适用节能技术和设计方案。
一、超低能耗建筑的通用设计方法(一)关键参数限额法
这一方法是将小建筑耗能作为导向,对气候条件进行充分运用,对建筑过程中涉及的各项关键元素指标进行控制,同时与高效新风热回收技术相结合,能够满足用户基本需求的一种设计方法。
这一设计方法的使用并不会过高地依赖再生能源,因此也不需要实施太多模拟计算,实际上是在现有的节能标准上进一步改善而形成的一种方法,在对这一方法进行利用后期望能够挖掘出更多的超低能耗建筑潜力。
(二)双向交叉平衡法
在这一设计方法中,主要将能耗以及舒适度等一系列指标作为导向,不仅考虑到建筑围护结构的优化,同时也将再生能源的运用纳入目标中,试图将再生能源应用到建筑消耗当中,从而实现能量供应以及需求之间的良好平衡作用$在这一设计方法当中,主要是通过对建筑方向、窗户墙体比例等内容的改变来实现节能建好的目的。
这种依靠再生能源实现建筑能源供需平衡,从而提升用户舒适度的设计方法是十分值得推广与借鉴的。
(三)经济环境决策法
这一设计方法主要将能耗、用户舒适度以及经济性三大指标作为导向,对建筑的围护结构进行改善同时对周围的各种可利用再生资源进行运用,将各种经济相关的可行性因素考虑在内,从而形成的一种设计方法$在这一方法当中,将三大指标放在一起进行了均衡地考虑,在运用过程当中需要使用到循环迭代计算以及各种定量分析,在确保目标函数得到最优化处理的情况下使业主以及用户的需求得到进一步满足。
(四)几种超低能耗建筑设计方法的总结在上面所介绍的几种设计方法当中,关键参数限额法、双向交叉平衡法、经济环境决策法都能够促进超级能耗建筑模板的实现,并在各种场合下通用,基本不会受到建筑种类以及其它因素的限制作用,可以应用在住宅、学校、工业用房等多个领域当中,此外各种既有建筑也能够通过这些设计方法来进行改造,从而达到节能的目的。
其中,关键参数限额法是这三种方法当中使用最简单的方法,此外它也是建筑超低能耗设计中最基本的一个步骤,主要应用在一些对舒适度要求并不是太高的小型公共建筑当中,这样能够尽可能使用更少的资金来实现更高的效益。
二、超低能耗建筑的典型案例研究
(一)新疆“幸福堡”项目
幸福堡地处于我国新疆省自治区,整个建筑面积共达7669.9平方米,包括地下两层以及地上六层,有4361平方米区域为被动式建筑。
这一建筑的建成标志着中亚严寒干热地区出现了一栋基本上达到零能耗目标的标志性建筑,下面笔者就对这一超低能耗建筑的设计方法进行简要介绍。
首先,规定围护结构热工参数的限值,以及预防热桥加强隔热的基本措施。
其次,在自然通风因采光的设计过程中尽可能应用自然冷源以及光源,这样可以有效降低空调能耗以及点灯能耗。
最后,在对建筑能源系统进行设计时,必须结合建筑需求来最大程度降低系统能耗。
(二)美国国家可再生能源实验室办公大楼
这一建筑地处于科罗拉多州格尔登,以下将其简称为RSF总占地面积达2万平方米,最多能够同时容纳800人办公。
这一项目的最初建筑宗旨就在于创造一个有效的超低能耗建筑模式的推广环境,这一建筑是史上LEED得分最高的一大建筑,并在2011年被正式评选为LEED 白金级建筑。
一体化设计的RSF建筑设计过程中的最根本理念,并采用双向交叉平衡设计法,具体包括以下四个步骤。
第一,对建筑附近的环境进行分析,使用AUTODESK ECOTECT ANALYSIS软件对建筑物各个方向上的辐射情况、风向情况以及建筑物朝向等内容进行分析,为后续的照明设计以及通风设计提供参考依据。
第二,对建筑进行被动设计,通过采光窗的利用来实现最佳自然采光,采光窗主要目的在于吸收自然光,观光窗则是用来对阳光以及炫目进行遮蔽。
第三,对建筑进行主动优化,将每一个系统都与智能化控制系统有效地结合在一起,结合二氧化碳浓度传感器来管理通风的开启以及停止。
第四,对可再生能源的应用进行设计,将太阳能完全取代石能源,并利用NREL PV WALL软件来实现光伏系统的优化。
结语:
在本文中,笔者主要针对几种通用的超低能耗建筑设计方法进行了介绍,同时列举说明了国际上几个较为经典的超低能耗建筑设计案例,通过理论与实践结合的方式进一步对超低能耗建筑设计方法进行了研究,希望能够对今后的超低能耗建筑设计提供一些帮助与建议。
参考文献:
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