时间：2022-04-03 11:22:40
序论：在您撰写建筑节能管理论文时，参考他人的优秀作品可以开阔视野，小编为您整理的7篇范文，希望这些建议能够激发您的创作热情，引导您走向新的创作高度。
关键词：被动技术建筑节能太阳能
1.引言
在人口不断膨胀，地球环境被破坏，资源枯竭等问题困扰人类的今天，能源和环境这一课题引起全世界范围的关注。能源和环境之间有着密不可分的联系，能源的消耗会对周围环境产生一定程度的污染并且能源的有限性也使得人们越来越重视能源问题。早在70年代能源危机之后，人们对“节能”产生了一种新的道德观，这种道德观认为，节能假如不是一种生活方式，那么一定是一种生活的必需。[13]如今，节能已经成为国家政策，它已经被赋予了新的含义——能量的有效利用。但是在现代建筑设计中，人们往往较为注重建筑物的几何外观，使用了许多玻璃幕墙等外表美观的建筑形式，因而大大增加了建筑能耗。建筑能耗在总能耗中所占比例较大，并且随着现代化生活水平的提高而逐步增长。能源的消耗不仅加剧了地球矿物燃料的日益紧缺和枯竭，而且严重污染了地球环境。由表1[2、10]中可以看出，工业发达国家建筑能耗占总能耗的30％～40％，我国建筑能耗业占总能耗的10％以上。[2]因此建筑节能潜力很大。在全面深入贯彻21世纪议程和实施可持续发展战略的今天，建筑节能已成为未来建筑的发展方向和人类社会共识。
表1.建筑能耗占总能耗的比例国家
美国
英国
瑞典
丹麦
荷兰
意大利
加拿大
比利时
日本
建筑能耗占总能耗的比例（％）
31.9
34.3
33.9
42.4
33.9
27.4
31.8
31.8
20.3
建筑能耗中空调能耗占主要部分，随着人们对生活标准、工作环境要求的提高和空调技术的迅猛发展，空调能耗业已惊人的速度增加，于是人们开始不断的寻求空调节能的途径。在帮助创造建筑物内舒适的热力学环境方面，古建筑学就包含了许多被动特色。但是在现代建筑设计中，人们渐渐忽略了被动方式而用机械系统来给建筑物供热、供冷。然而，在能源危机之后，人们开始重新对利用被动方式给建筑物供热、供冷产生兴趣。被动冷却可以被定义为利用自然的方法从建筑物中移走热量，通过对流、蒸发和辐射或者是通过相邻部分传导和对流的方式防止从大气中吸热。[3]被动技术与机械系统相比具有节能、对环境无污染等优点。被动技术利用自然的太阳能、风、水等无污染的能源对建筑物进行冷却或加温，避免了机械系统使用氟利昂等制冷剂对臭氧层的破坏，有利于环境保护。
建筑物能耗中的空调能耗在夏季或是在气候炎热的地区日间出现峰值，给地区及国家的电力能源等系统带来了强大的负担。在我国，1999～2000年兴建住宅约55亿㎡，此外，随着人们对室内舒适性要求的不断提高，过去一些非采暖地区越来越广泛的使用采暖设施，制冷空调设备也在全国范围内得到普及。据统计，我国2000年空调年产量已超过1340万台。[4]由此可见，今后我国空调能耗必将急剧增加。另外，生活热水的提供也将大大增加建筑能耗，这都将给能源、电力、和环境造成巨大的压力。在我国，部分地区有着丰富的太阳能资源，太阳能是一种巨大的、可再生的、无污染的能源，如果能将丰富的太阳能充分的收集利用不仅能减少空调能耗中用来抵消太阳辐射热的负荷，还可以利用太阳能加热水以提供生活热水，这样就大大的缓解了社会各个部门的压力，有利于社会的进步和经济的发展。
2.我国的太阳能资源
我国地处18°～54°之间，幅员辽阔，拥有极其丰富的太阳能资源，全国约由三分之二以上的地区太阳能利用条件良好，年日照时间大于2000h左右，尤其是西北地区和青藏高原，年平均日照时间在3000h左右。拉萨素有“阳光城”之美称；华北和内蒙古一带日照条件也较优越；东南海域许多岛屿也有足够的太阳能资源。据估计，我国陆地表面每年接受的太阳辐射能约为50×1018KJ全国各地太阳年辐射总量达335～837KJ/㎝2。若按各地太阳年辐射总量来划分，我国大致可分为五个太阳能资源带，如表2所示。[4]
表2中国太阳能资源的划分地区分类
年日照时数
（h）
年辐射总量
（KJ/㎝2）
相当于燃烧标煤（Kg)
包括地区
与国外相当的地区
一
2800～3300
670～837
230～280
宁夏北部、甘肃北部、新疆东南部、青海西部与西部
印度和巴基斯坦北部
二
3000～3200
586～670
200～230
河北北部、山西北部、内蒙古和宁夏南部、甘肃中部、青海东部、东南部和新疆南部
印度尼西亚的雅加达一带
三
2200～3000
502～586
170～200
北京、山东、河南、河北东部、山西南部、新疆北部、云南、陕西、甘肃东南部、广东和福建南部
美国的华盛顿地区
四
1400～2200
419～502
140～170
湖北、湖南、江西、浙江、广西和广东北部、江苏和安徽的南部、陕西南部、黑龙江
意大利的米兰地区
五
1000～1400
335～419
110～140
四川、贵州
法国的巴黎和俄罗斯的莫斯科地区
研究结果表明，在太阳能利用方面具有经济价值的地区是年辐射总量高于2200h的地区。因此，我国具有在大部分地区建筑物中推广应用太阳能利用技术的良好条件，尤其是西北干旱地区、青藏高原以及常规能源短缺或电力紧张的地区更应该重视太阳能的开发和利用。
3.被动冷却技术在建筑物中的应用方式
随着人们对于环境污染问题越来越重视、对于室内空气品质要求的不断提高，在不断加紧研究和推行空调节能，改善室内空气条件，寻找替代冷煤的同时，许多国家都在积极的探索利用自然条件的冷却方法。[9]实践证明，在提高维护结构隔热性能以大大减少空调负荷的基础上，配以自然冷却的技术和措施，对很多地区而言非常有效的。这些技术和措施一般被称为被动冷却和混合冷却。被动冷却在建筑物中的应用方式可按照作用对象的不同分为四类：第一类主要是对建筑物屋顶进行冷却（设置蓄水屋顶、含湿材料、加盖隔热板、设置空气层等）；第二类主要是对建筑物墙体进行冷却（在墙体中间设置空间层）；第三类主要是对建筑物的窗、玻璃幕、阳台等透光部分进行冷却（设置遮阳、水帘等）；第四类主要是对建筑物室内地板进行冷却（建地下室等）。
3.1应用于建筑物屋顶的被动冷却技术
对于一个单层建筑物，四面都暴露于太阳下，在夏季建筑物吸入的热量有36.7％是由屋顶获得。一般的，屋顶始终暴露于太阳之下，而四侧墙体不受阳光照射，因此在那种情况下，建筑物获得的热量大概有50％或更多来自于屋顶。[3]因为屋顶吸热是建筑物吸热的主要来源，因此对于如何减少屋顶的吸热成为减少建筑物能耗的关键。
3.1.1屋面水池
屋顶水池是唯一的一种同时可用于夏季供冷、冬季供暖的被动系统。最常用的系统是在坚固并高导热的平顶上设置浅水池。屋顶蓄水后,太阳的辐射热由于水分的不断蒸发而减缓,由于水层的吸收作用也要夺走部分辐射热,从而可以有效的防止建筑物屋顶房间的过热.同时,由于屋面的防水层是处在水层之下,不直接受太阳紫外线的强烈照射,可以延缓材料老化.对于刚性防水屋面,蓄水层还可以缓解温度伸缩的胀力,减少屋面开裂的可能性.[5]而且蓄水的水层厚度时的水层对于太阳能的透射率降低,但是吸收率有所增加.很多国家已开始采用这种蓄水屋面,如原苏联已大面积将蓄水屋面用于纺织工厂及其他工业厂房,[5、11]法国和美国也不同程度的应用了蓄水屋面,在我国四川也采用了蓄水屋面,综合效果较令人满意.[9]
另外还可以在水池上设置一层隔热板，在夏季，在日间水池由隔热板覆盖，夜间可移动的隔热板移走并且通过夜间冷却使水冷却。建筑物热量通过屋顶由室内传至周围环境并且获得冷却。通过使用带有隔热板的屋顶水池可使得屋顶得热减小，它减少了屋顶吸收的太阳辐射。在冬季，可移动隔热板在日间移开，以便水池里的水吸收太阳辐射热并加热建筑物。水池在夜间盖上隔热板以便于水池中热的水将热量传进建筑物。外观如图1，结构如图2。[3]
3.1.2屋面铺设含湿材料
蒸发冷却是最重要的被动冷却过程，无论何时，只要含湿材料或是材料湿表面的水蒸气压力高于周围环境大气中的水蒸气分压力，蒸发冷却都可以进行。此类蒸发冷却采用在建筑物面上铺设一层含湿材料(如图3)[8],此层材料依靠淋水或天然降水来补充含湿层水分。当材料含湿后受太阳辐射和大气对流及天空长波辐射换热,内部水分通过热湿迁移机理的作用迁移至表面并在此蒸发。[8]含湿多孔体水分蒸发过程是众多因素综合作用的结果,如液体扩散、毛细流动、蒸发凝结、压力梯度、重力等。[7]
图3.多孔材料屋顶结构
屋顶铺设含水的粗麻布袋是比较原始的铺设材料，经过长时间的试验和实践研究，人们发现了许多新型的屋顶含湿材料，这些材料的蒸发冷却效果要远远好于粗麻布袋，如多孔含湿材料等。由于太阳辐射给屋顶带来的热量也使含湿材料中的水分蒸发，因此，太阳辐射热强度一定程度的增大不但不会增加屋顶吸热，反而会使得蒸发冷却效果增强，屋顶降温效果更好，另外风速较大也可以使得蒸发冷却效果增强。由此可以看出，蒸发冷却技术对于在太阳辐射强度大、风速大的干旱地区的建筑物非常适用。通过这种技术，室内干球温度可以接近于室外的湿球温度。多孔含湿材料层被动蒸发冷却的降温方法效果显著，建筑屋面降温约25℃屋顶内表面降温约5℃优于现行传统的蓄水屋面。[11]
3.1.3屋顶设置空气隔热层
在屋顶上设置一空气隔热层（如图4）[3]可使建筑物屋顶得热量减小。一般情况下是在屋顶放置一些导热性能较低的支撑物，并在上面改一层隔热板，这样在屋顶和隔热板之间就形成了一个空气层。这个空气层就起到了隔热作用，不但可以通过隔热板而使屋顶太阳辐射得热减少，还可以通过空气层的隔热作用使得隔热板到屋顶的传热减少，从而减少室内得热。在屋顶设置空气隔热层可以避免屋顶水池和含湿材料两种情况中屋顶防腐和绝湿层的问题，但是这种方式只能在减少建筑物得热方面有一定作用，比较单一。
3.2应用于建筑物墙体的被动冷却技术
建筑物维护结构内部存有空间层有可能大大提高建筑物热阻值，使得建筑物维护结构热量的散失和获得都降低，并且无论是在冬季还是夏季都可以获得能量以保持适合的室内空气温度。另外还可以提高用户的舒适性——随着冬夏的不同通过升高或降低墙体内表面温度——大多数情况下，可以将体系统热量需求和制冷系统制冷能量的需求，并防止在冷气候条件下墙体结露。采用建筑物墙体内空间层通风而不是采用密封墙体节约了大量能源，尤其是当空间内通风层的通风是通过排风口处的风扇来实现的时候能够节约更多的能源。
图5.蒸发冷却系统示意图
对于不同类型墙体和不同的通风、排风量，无论是密封的墙体还是通风墙体，大量用在空间层内流动的空气来自于一个蒸发冷却过程的饱和空气时，来源于维护结构的得热远远小于通风空间层从室内处的得热，甚至来说，对于封闭墙体也是一样的。在一些情况下，甚至于考虑到通风扇的能耗，部分的节能率可以大于100％（与通风墙的热量散失有关）。[6]此外，发展可能会沿着利用供应的空间层内遗留的通风空气流去回收空气与空气之间的热交换，应用于室内空调环境以减少空调能耗。
3.3应用于建筑物窗、玻璃幕、阳台等的被动冷却技术
这种冷却技术提出在位于低层层建筑物的公寓，通过在私人部分的开放空间和阳台上设置一个简单水帘的方法进行空间冷却。图5[1]显示的是一种在自然通风协助下暴露水帘的蒸发冷却系统。水流沿着尼龙线或其它丝线垂直下落，使暴露在空气中的水表面积最大，丝线的排列要使流下的水形成水帘，并使得水流与流过的空气流相互垂直。
水通过小型水泵由位于系统底部的水槽提升到上部，并沿丝线流下回到水槽.流过系统的空气被冷却加湿。如果使水和空气充分接触并使水和出口处的空气均达到平衡态（饱和），那么系统里的空气达到的温度将接近于出口处空气的湿球温度。由于水不断蒸发而使系统水分流失，因此需要给水槽补充水。图6是一个所提出的冷却系统的外观。
图6.建筑物外表面蒸发冷却系统外观
3.4应用于建筑物地板的被动冷却技术
这种被动冷却技术与建筑物的结构有较大联系，主要是在建筑物下的地面以下建构一个地下结构（譬如地下室、储藏室等），这种结构主要是使得建筑物地面蓄热能力增强，是建筑物室内空气温度曲线较为平稳，室内温度变化幅度较小，与其它冷却方法相结合使得室内条件较为接近舒适度条件。
4.被动冷却技术的发展回顾及其在建筑节能中的应用前景
早在20世纪30年代末期美国的克萨斯大学的学者就提出利用屋顶蓄水来降低屋免得温度，但当时由于结构上的原因没有能够实现这项构造措施。1940年Houghten等人首次对屋顶蓄水和洒水两种情况的蒸发冷却效果进行了考察研究，证明了两种方法的有效性。1958年，我国学者赵鸿佐（1959）等对瓦屋面的间歇加湿降温问题作了研究，这项研究为研究含水材料层的蒸发问题提供了良好的思路。[5]
由于被动冷却技术具有节能、环保的特点，并且对于室内空气冷却效果显著，长期以来这种冷却技术倍受人们关注。特别是在我国经济、工业的各个产业都迅速发展的今天，能源的大量消耗、环境污染严重，这些都促使人们更加的关注寻找新的冷却方法以减少能源的消耗和环境污染。被动冷却技术就是这样一种冷却方式，它利用太阳能、自然风、蒸发冷却等自然的方法对建筑物进行冷却。因此在未来对于减少环境污染和能源消耗的研究中，我们应该对被动冷却技术的发展和应用给予更大的关注。首先应该在全社会范围内使得人们了解能源消耗、环境污染的严峻性，从而使得人们认识到建筑节能的重要性以及被动冷却技术的在建筑节能中应用的必要性。其次就要求科研工作者要继续努力，在总结过去经验的同时大力的研究开发效果更佳、经济性更好的被动冷却应用方法。
新世纪已经来临，科技的进步和经济的发展都对能源与环境提出了更高的要求，随着我国改革开放的深入，在“科技兴国”的国策指引下，符合可持续发展战略要求的被动冷却技术必将得到长足的发展，在我国建筑物节能应用中会有广阔的发展前景。
参考文献
1.ZahraGhiabaklou.Thermalcomfortpredictionforanewpassivecoolingsystem.BuildingandEnvironment,2003.
2.董琳，龙惟定.绿色建筑与暖通空调.建筑热能通风空调，2003年第3期.
3.N.M.Nahar,P.Sharma,M.M.Purohit.Performanceofdifferentpassivetechniquesforcoolingofbuildingsinaridregions.BuildingandEnviornment.2003.
4.旷玉辉，王如竹.太阳能热利用在我国建筑节能中的应用和展望.制冷与空调，2001年8月
5.孟庆林.建筑物表面被动蒸发冷却.华南理工大学出版社,2001年2月.
6.M.CappelliD’Orazio,C.CianfriniandM.Corcione,ENERGYSAVINGBYEVAPORATIVEAIR-COOLINGPROCESSESINBUILDING-ENVELOPEVENTILATEDAIRSPACES.HeatandTechnology,1999.
7.王子介.建筑物被冻冷却与混合冷却的方法.暖通空调,1998年第6期.
8.孟庆林.建筑屋面利用含湿多孔材料被动蒸发降温技术研究.重庆建筑大学学报,1997年12月第6期.
9.孟庆林.建筑屋面太阳能被动蒸发冷却研究.太阳能学报,1996年7月第3期.
10.钱以明.高层建筑空调与节能。同济大学出版社，1990.
11.刚性蓄水屋面.南方轻型屋盖热工设计研究.四川省建筑科学研究院,1980年.
关键词：建筑节能评价体系室内环境品质
1概述
发达国家的能源统计，是按产业（Industry）、交通（Transportation）、居民和商业等四个部门统计。因此，很容易得到建筑能耗数据，即居民（Residential）和商业（Commercial）能耗之和。其建筑能耗一般占全国总能耗的三分之一左右。如美国，2000年的建筑能耗占全美总能耗的35％。但我国的能源统计模式与发达国家不同，是分工业、农业、建筑业、交通运输及邮电通讯、批发零售、生活消费和其它等多个部门统计。如果将后三个部门的能耗当作建筑使用能耗，则我国的建筑能耗在总能耗中的比例多年来一直在20%左右。2000年为20.4％。而我国建设部公布的2000年建筑能耗比例数字是27.6%。建设部的数字中包括了建材工业的能耗，实际是广义建筑能耗。此外，还有好几个版本的比例数字。
其次，在很多建筑中，也没有区分各部分能耗。比如，通常认为在公共建筑中，空调采暖的能耗在总能耗中占最大比例。其实这一结论在我国并没有实际数据的支持。因为国内建筑物中能耗计量很粗糙，一般只有冷水机组有单独的功率表，而空调的末端装置和输送系统的耗能无法与其它动力设备和照明的耗能区分开来。在工业建筑中，传统上又把空调等建筑设备能耗计入生产能耗。笔者曾经引用过日本建筑环境·省能机构统计得到的办公楼中各部分能耗比例的调查结果，但这一数据在被许多文章多次转引之后，以讹传讹，变成“上海地区办公楼能耗比例”，甚至进入某些正式的研究报告和文件。
在基础数据和能耗现状不清的情况下，难以恰当地确定建筑节能的目标（例如，在某一时间节点基础上的节能率），也难以恰当地分配各部分的节能率（例如，总节能率中围护结构、照明、空调各承担多少）。
图1某高层办公大楼全年能耗分布
图1是上海某高层办公楼全年的总能耗曲线。可以发现，图1的能耗曲线有两个最低点，分别出现在4月和11月。在上海地区，这两个月是气候最宜人的时期，一般来说建筑物既不需要采暖，也不需要供冷。取这两个月能耗量的平均值，在曲线图上划一道水平线（图2-17中的虚线）。可以认为，这道水平线以上由曲线所围成的面积就是该大楼采暖空调所消耗的能量；水平线以下的矩形面积则是照明和其它动力设备（如电梯）所消耗的能量。
因此，可以把照明、插座、电梯等设备能耗当作稳定能耗。尽管冬季昼短夜长，夏季则相反，人们使用照明的时间有一些差别，但在现代商用建筑中从全年能耗角度来看，这种差别并不明显。而采暖和空调的能耗是变动的、不稳定的能耗，它不但随气候区变化，而且随建筑类型、形状、结构和使用情况变化，甚至今天和明天都会有所不同。这就给建筑节能工作带来了复杂性和多样性，但同时也是建筑物中节能潜力最大的部分。
在美国，建筑能耗统计是由政府进行的，在日本，则是由专业学会和学术团体完成的。但在中国，还没有像美、日等发达国家那样大规模地进行建筑能耗调查。因此，大多数节能政策制定者和从事建筑节能的研究者都不能像发达国家那样对全国或一个城市的建筑能耗情况了如指掌。而由于缺乏必要的检测计量手段，许多建筑楼宇的物业管理人员对自己所管理的建筑各部分能耗情况也是心中无数。因此，建筑节能必须从计量做起。
2结构节能与空调系统节能
围护结构采取节能措施，是建筑节能的基础。由于我国建筑节能是从采暖居住建筑起步的，因此，建筑节能首先考虑加强围护结构保温无疑是正确的决策。从管理的角度看，可以对围护结构制订限定性指标，易于评价。但是，建筑节能的关键是空调采暖系统的效率，最终的节能量也要从空调采暖系统来体现。北方地区在墙改之后又发展到热改。如果没有调节阀和热计量，围护结构保温越好，可能浪费的热量越多。
图2采用不同形式窗户的空调总冷负荷（MWh）
图3不同墙体传热系数条件下的全年总负荷（MWh）
而在间歇运行的空调建筑中，在空调关机之后，室温升高，当室外气温低于室温时，通过围护结构的逆向传热可以降低第二天空调的启动负荷。因此，围护结构保温越好，蓄热量越大，空调负荷也越大（见图2）。
对公共建筑而言，围护结构形成的负荷在总负荷中所占比例很小，因此，围护结构的节能潜力有限。
从图3中可以看出，墙体传热系数降低40％，所得到的节能率最大8.1％（哈尔滨），最小2.8%（广州）。可见，在公共建筑节能中重要的环节是降低内部负荷、减少内部发热量。例如，在保证照度的前提下降低照明负荷，既降低照明耗电，又降低空调负荷，可谓一举两得。
3节能与室内环境品质
非典之后，人们的健康意识和自我保护意识增强，对室内环境品质提出更高的要求。
我国大城市80％以上的公共建筑中的空调末端（AHU）仅有一级粗效过滤，有的甚至只有一层滤网。而根据美国ASHRAE标准62-2001，应在冷却盘管或其具有湿表面的处理设备的前端加设最小效率（MERV,MinimumEfficiencyReportingValue）不低于6的除尘过滤器或者净化器。欧洲标准也要求AHU过滤器达到F7标准。即需要有粗效和中效两级过滤。整个风系统阻力至少比现在增加200Pa。假定一台3600m3/h的空调箱，全年运行，要增加耗电量2500kWh。
另外，很多大楼的空调新风量也没有达到规范的要求。而且，非典之后，一些新建大楼的业主对新风量提出了超出规范的要求。新风负荷占空调负荷的20～30％，加大新风量就意味着能耗的增加。
在公共建筑中，室内环境品质直接影响用户的舒适、健康和工作效率。对大楼管理者来说，这是“开源”。而建筑节能则是降低运营成本，是“节流”。开源和节流应该是相辅相成。
因此，建筑节能工作要以室内环境为底线。一方面，建筑节能决不能以牺牲室内环境品质为代价；另一方面，对不合理的环境消费（例如夏季过低和冬季过高的环境温度、过大的新风量、边使用空调边开窗等）行为，即不合理的用能，则应该改变。
解决节能与室内环境品质矛盾还可以采用很多新技术或原有技术的集成。例如，独立新风系统（DOAS）、辐射吊顶＋置换送风系统、除湿空调系统等。
4节能与节电
2003年夏季高温期间全国19个省市严重缺电和美国加拿大部分地区的大停电事故为我们敲响了警钟，电力空调的应用关系到电网安全，因此，在节能的同时还要关注节电。
某些节能技术可能可以降低全年建筑能耗，但却不节电。例如本文第2节所论述的围护结构保温就是如此。在传统的空调能源结构中，夏季用电供冷、冬季用一次能源供热。对于采暖为主的地区，加强围护结构保温隔热可以降低全年能耗（例如哈尔滨）；而在供冷为主的地区，加强围护结构保温隔热的总节能效果有限，反而会增加空调能（电）耗。
某些技术可能能耗稍大，但是可以使用清洁能源，对保护环境有利。例如，燃气直燃机在国内一直被很多人视为“节电不节能”。但是，直燃机不使用CFC和HCFC冷媒、燃用天然气对环境影响极小、温室气体排放极低，从而被世界各国当作一项绿色技术。夏季利用低谷燃气、平整高峰电力负荷，可以使电力和燃气得到“双赢”。
某些技术可能在微观层面上不节能、但在宏观层面上却是节能的。例如蓄冰空调，利用夜间低谷电力制冰时制冷机组的COP值降低。在用户侧，如果没有合理的峰谷差价，则蓄冰空调是既不节能又费钱。但在发电侧，大量蓄冰空调的使用填平了夜间电力负荷低谷，使发电机组常时处于高发和满发，发电煤耗下降。满负荷工况与40％部分负荷工况相比，30万千瓦发电机组可以节能15.7％。同时，发电设备的利用率提高。发达国家电力平均年负荷率为66.6%，我国发电设备年平均负荷率1999年达到最低值50％。以后逐年有所上升，2002年达到54.8％。与发达国家相比还有很大差距。
因此，建筑节能工作需要在能源、环境、经济、技术等各个方面进行权衡，这应该成为建筑节能工作者的一项基本素质。
5设备节能和系统节能
节能设备不一定能连成节能系统。例如，空调冷水系统的扬程与楼高无关，一般在30m～40m。如果水泵的扬程选择过大，定水量系统中会使流量过大，水温差往往只有2～3℃。这时测得的离心机COP仅在2～3之间。这说明，空调系统的配置合理是系统节能的重要环节。
我国正在积极推广建筑热电冷联产技术。但在热电冷联产应用上，存在一些误区。似乎凡热电冷联产系统就一定是节能系统。笔者认为，热电冷联产技术的关键并不在于其动力装置用微型燃气轮机还是用内燃机，也不在于其理论效率有多高。实际上如果系统配置不当，热电冷联产系统的节能效益便完全不能发挥。热电冷联产的理论效率达到70％或80％的前提是设备满负荷运行。在我国热电联产电力尚不允许上网的条件下，还必须将热电联产所发电力和所产热量全部用掉，才能体现出效益。
热电联产机组的产热和发电之间存在着平衡关系。取得的热量多、得热的品位（温度）高，就势必要降低发电效率；反之亦然。无论从热力学第一定律还是从热力学第二定律的观点分析，热电联产系统都应该充分发挥发电效率、充分利用排热，而不应该是相反。
图4微燃机热电联产系统全供冷模式
（直燃机热力制冷＋离心机电力制冷）
图5电动离心式制冷机能流图
图6微燃机热电联产系统全供冷模式
（双效吸收机热力制冷＋离心机电力制冷）
假定某建筑的微型燃气轮机热电冷联产系统的产热和发电完全用来为大楼供冷，分别采用热力制冷和电力制冷。其能流图见图4。在图4的模式下，总一次能效率为1.51。因为在热力制冷部分采用了直燃机，就必须使微燃机排气温度达到500℃以上，而此时发电效率只有13～15％。
与传统电制冷相比，用离心机制冷的能流图见图5。
可见其一次能效率（1.5）与热电冷联产基本持平。说明对热电联产机组和直燃机的投资是无效投资。而如果要提高发电效率，则相应的排气温度比较低，只适于采用热力制冷效率比较低的吸收式制冷机。（见图6）
图6中的供冷一次能利用率高于传统电制冷。
由此可见，热电冷联产系统的本质是回收发电系统过去被丢弃的排热、废热或余热，以提高综合能效。即在保证发电效率的前提下充分利用余热。如果为了用热而抑电，就是本末倒置了。尤其是楼宇热电冷联产，所用的发电机组功率比较小，效率远远比不上大型电厂的大发电机组。它的优势在于综合效率和就近供能。而发挥其综合效率的关键是系统合理的配置和科学的运行。
在建筑节能中，选择设备不仅要看它在额定工况下的效率，更要看它在部分负荷条件下的效率。对制冷机而言，就是综合部分负荷值（IPLV）。
制冷机的综合部分负荷值IPLV在空调系统节能中是一个十分重要的参数。我国的制冷机标准中基本沿用了美国空调与制冷学会（ARI）标准。而ARI最初制订IPLV标准时是用美国亚特兰大市的气象参数、通过对一幢假想办公楼的模拟计算得到的。即使对美国的不同气候区，这一IPLV都不能完全适用，ARI用不同纬度的美国29个城市的数据得到新的IPLV（ARI550.590-1998）。因为没有自己的数据，我国新版的制冷机标准中没有IPLV。
笔者根据我国的气象参数，用实测数据和计算机模拟的方法，得到适应我国气候特点的平均IPLV。
对IPLV的研究，还要进一步深入。
6建筑节能的评价
开展建筑节能，需要建立一套科学的建筑能效评价体系。我国基本上还在沿用按建筑面积平均的能耗绝对值的评价方法。这种评价方法属于静态评价，对不同档次、不同用途的建筑很难区分在建筑节能方面孰优孰劣。在上海市地方标准《集中式空调系统（中央空调）合理用能技术要求与运行管理》中引用了日本建设省所推行的PAL/CEC方法。
所谓PAL，是PerimeterAnnualLoad的缩写，即“全年热负荷系数”：
另外还有设备系统能量消费系数（CEC，CoefficientofEnergyConsumption）。分别有空调、换气、照明、电梯和供热水5个能耗系数。以空调能耗系数CEC/AC为例，表达式为：
很明显，能量消费系数CEC实际上是建筑设备系统全年能效的倒数。因此，用PAL能够评价建筑物围护结构的保温隔热性能，而用CEC则可以更直接地评价建筑的能量转换效率。PAL和CEC反映了动态节能的思想和转换效率的思想，是一种性能性指标。
7结论
空调公共建筑的节能，是一个比较复杂的课题。必须建立动态节能、系统节能的思想，正确处理好几对看似矛盾的关系。有很多中国特有的建筑节能课题等待我们去研究。
主要参考文献
[1]龙惟定：国内建筑合理用能的现状及展望，能源工程，2001年02期，1～6
建筑节能是可持续发展概念的具体体现，也是世界的建筑设计大潮流，同时又是建筑科学技术的一个新的增长点。设计、建造使用节能建筑有利于国民经济持续、快速、健康发展，保护生态环境。同时建筑节能促使建筑物护结构形式的变化、采暖调控系统的技术进步和建筑构件产品、建筑机构的变化。[2]
国内外建筑节能现状
1973年能源危机之后，各发达国家在建筑节能方面取得了长足的进步，有了显著的特点。具体节能技术措施有以下几个方面：（1）在规划设计上有利于节能的建筑朝向和平面形状。限制建筑物的体形系数；限制建筑物的窗墙比。（2）改善护结构的热工性能。（3）改善窗户设计，减少能耗。（4）利用自然条件减少能耗。[3]而我国的建筑节能工作开始于80年代初期，但是由于认识上的不足、体制上的不顺、法规上的不健全、技术上的不配套等，严重制约了建筑节能的发展。不过在可持续发展战略思想的知道下，以及国家下定决心作出了很大的努力还是取得了一定的成绩。[4]
会所建筑的节能措施
影响建筑节能的因素有很多，如建筑物体形系数、围护结构和传热系数、窗墙面积比、换气次数等，因此建筑节能应从这几个因素入手。[5]重庆夏季常年出现连晴高温天气，夜间室外温度也居高不下，超过舒适性温度，需要强有力的降温措施。冬季虽然室外气温较高，但日照率太低，室外综合温度低，仍需要供暖才能维持房间热舒适，所以对建筑节能和环境质量的要求就会比较特殊。冬天要求保温节能，夏天则要求隔热节能。建筑保温与建筑隔热有相似之处，有的保温措施同样可以达到隔热的目的，只是两者的热流方向相反，两者的构造措施各有特点。[6]
综合国内外的研究成果，建筑节能大致有以下几个途径：1墙体节能，2门窗节能，3屋面节能4采暖节能，5通风节能。[7]
1．墙体节能
墙体是建筑护结构的主体，所以墙体的节能设计直接影响到建筑的耗能。墙体的节能有以下两个途径：
（1）建筑保温节能设计
建筑保温分为建筑内保温和建筑外保温两种。建筑内保温就是在建筑外墙的内表面上加设保温材料，再在其上粉刷、涂料等，其优点是墙体内表面不用加强防水层，构造处理简单，保温材料可以免受室外雨水的影响，是一种简单但是效果很好的建筑保温方式。
建筑外保温是在外墙外表面上做保温材料，覆以防水层，再设外墙装修的构造方法。其优点有很多。首先其保温层设在外表面，可以有效的保护外墙砌体免受太阳辐射的影响，减小墙体应力损害；其次外保温对建筑柱、梁、墙角等敏感部位处理容易，可以减少热桥的产生，并可避免内表面结露；再次围护结构内侧为重质砌体，有较高的热容性，可以减少室温的波动；最后在夏季，外保温材料又起到很好的隔热作用，使墙体不会升温过快，内表面温度降低，增加了室内舒适度。
（2）建筑隔热节能设计
隔热除考虑外墙部位需设置外，屋顶由于受太阳辐射影响最大，所以也要进行隔热设计。隔热设计主要有隔热材料隔热和隔热构造隔热。隔热材料有填充类、板块类和热反射类。而现在有一种很廉价的隔热方式：空气层的隔热。这是一种将“空气”作为隔热材料的特殊做法，其隔热性能良好，所以在隔热构造设计中被经常用到。其隔热原理是通过降低传热达到隔热的目的，而影响其隔热性能的原因有：空气间层厚度、热流方向、空气间层的密闭程度和两侧表面的光洁度。这种隔热方式现在主要被用于炎热气候地区的屋面、墙体、双层窗中，隔热效果好。同时空气间层设于墙体部分，起隔热和保温双重效果，不过水平构件只有隔热作用。而根据重庆地区的气候特点和人体对室内空气质量的要求，空气间层保温技术是最佳选择。[8]
2．门窗节能
衡量门窗性能的指标包括四个方面：隔热保温性能、阳光得热性能、采光性能和空气渗透性能等。由于玻璃的传热能力比砖墙大许多，所以充分利用保温隔热性能好的玻璃窗能有效降低建筑物的能耗。改善门窗绝热性能的首要措施是增加窗玻璃层数，在内外层玻璃之间形成封闭空气层。同时可以在窗上加贴透明聚酯膜，也是个有效的方法。还可以加设门窗密封条提高门窗气密性。[9]
3.屋面节能
国内常用的几种节能屋面是：高效保温材料屋面、架空型保温屋面、浮石砂保温屋面和倒置型保温屋面。平屋顶多采用加气混凝土保温，厚度增加到50-100mm。有的用水泥聚苯板、水泥珍珠岩或浮石砂保温。有的则在架空混凝土薄板下设袋装膨胀珍珠岩，保温效果很好。坡屋顶为便于设置保温层，可以在坡顶内铺钉玻璃棉毡或岩棉毡，或者在天棚上铺设上述绝热材料。[10]
4.采暖节能
现在有一种性能稳定、节能、环保、经济的系统方式——水源热泵系统。水源热泵技术是利用地球表面浅层水源（如地下水、河流、湖泊）中吸收的太阳能和地热能而形成的低温低位热能资源，采用热泵原理，通过少量的高位电能输入，实现低位热能转移的一种技术。众所周知，地下水温度在一年内波动远小于室外空气，是很好的热泵热源和空调冷源。同时，在冬季不存在结露、结霜等问题；在夏季有些情况下甚至可以直接从地下水作为冷源给用户供冷，而不用开启水源热泵，从而有很大程度上的节能。考虑到人体对室内热舒适的要求，室内应采用地板采暖和吊顶冷辐射技术。人们的舒适感觉是“足暖头寒”，所以通过辐射方式供冷、供热可以增强室内环境的热舒适性。研究表明，冬天如果采用地板采暖，当房间温度为16度时，人们热舒适感觉相当于约18度时的水平。所以，这种方式可以降低采暖能耗，达到舒适、节能的双重目的。[11]
5.通风节能
在夏季，为了满足室内舒适条件常采取空调方式，但是高能耗、高污染，未来城市环境要求“免空调”的制凉方式，也就是建筑要回归自然。良好的建筑通风对于建筑、人和环境都有较大的作用：热舒适作用，空气对流可以有效的带走室内的热量，并且是降低室内空气湿度的自然方式；空气品质的提高，由于建筑围护结构材料、室内装修材料其成分或溶剂中含有相当的有害物，而且人体及日常生活也会影响室内的空气品质，所以良好的建筑通风可以更新室内空气、带走有害物；最后，它所带来的节能效果是很明显的。现在的通风节能技术主要有以下三种，地下风凉应用、烟囱效应应用和风洞效应应用。[12]具体设计做法将在设计中体现。
总的来说，建筑节能一次投资可能比较大，但是带来的效应是无法用金钱来衡量的。现在有些人不明白花那么多的钱去做节能是得不偿失，但是他们没有想到的是我们的能源是有限的，所以建筑节能是大势所趋，势在必行。
[1]张勃.住区会所建筑设计研究.西安.西安建筑科技大学.2005年.第1页
[2]王立雄.建筑节能.第一版.天津.中国建工出版社.2004年5月.第1页
[3]聂玉强.国内外建筑节能技术现状与发展趋势.建设科技.2002年.7期.39-40页
[4]李靖颉.面向21世纪的建筑节能技术.科技情报开发与经济.2003年13卷7期.281-282页
[5]李雅美.浅析建筑节能技术措施.常州工学院学报.2005年18卷4期.55-58页
[6]付祥钊,刘俊跃.开发有西部特色的建筑节能技术体系.重庆建筑.2003年2期.12-15页
[7]刘莉,秦壮.建筑节能技术的几点措施.黑龙江交通科技.2004年27卷4期.72-74页
[8]宋德萱.节能建筑设计与技术.第一版.上海.同济大学出版社.2003年7月.46-50页
[9]涂逢祥.节能窗技术.第一版.北京.中国建工出版社.2003年9月.46-51页
[10]建筑节能.墙体与建筑装饰.2004年1期.7-8页
[11]康艳兵.建筑节能关键技术回顾与展望.中国能源.2003年11期.18-25页
[12]宋德萱.节能建筑设计与技术.第一版.上海.同济大学出版社.2003年7月.95-99页
关键词：节能评估对比评定法参照建筑动态模拟
1前言
居住建筑采用节能措施是改善室内热舒适环境和降低建筑能源消耗的重要手段，近年来随着我国住宅产业的蓬勃发展，大量的新型住宅节能技术得到了广泛的推广及应用，一系列与节能相关的标准和规范也相继出台，对居住建筑提出了节能要求及节能措施。而评价住宅是否达到了节能标准就必然涉及到具体的节能评估方法，正确的节能评估方法有利于合理适用的节能技术及措施的推广，是促进住宅节能事业发展的关键。
按照《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》（以下简称《标准》）的规定，评估节能建筑应首先校和该建筑各个朝向的窗墙比和外窗以及围护结构热工性能等各项参数是否都满足《标准》的要求，即优先采用“规定性指标”来评价居住建筑的节能效果。然而，住宅产业的商业化进程促使住宅建筑的设计日趋多样化和个性化，越来越多的住宅建筑不能完全满足《标准》中“规定性指标”的要求，例如南向外墙采用大面积玻璃窗导致南向窗墙比超标，建筑体形复杂多变导致体形系数过大，此时需采用《标准》中的“性能性指标”，即动态模拟分析方法，计算建筑物全年的采暖空调能耗，对节能效果进行评价。
采用动态方法计算住宅建筑能耗，一般又包括两种节能评价方法：“节能综合指标限值法”和“对比评定法”。下面对这两种方法分别加以阐述并进行对比分析。
2节能综合指标限值法
采用“节能综合指标限值法”评价建筑物的节能效果是指在《标准》规定的计算条件下，计算建筑物的节能综合指标，即采暖年耗电量和空调年耗电量之和，并与该建筑所在城市的节能综合指标限值相比较，如果计算值不高于标准规定的限值，就认为该建筑达到了节能要求，如果计算值高于标准规定的限值，则认为该建筑未达到节能要求，此时需调整该建筑物的热工性能，直到计算结果满足限值要求。
夏热冬冷地区范围内的不同城市由于气象条件的差异，节能综合指标限值也有所不同，其具体数值是在标准计算工况下，通过对两栋典型六层建筑的全年采暖空调耗电量进行模拟计算来确定的。这两栋建筑的建筑面积各2200m2左右，体形系数0.31和0.35，南北朝向，每层两个单元四户，每户建筑面积稍小于100m2，分为2~3个卧室，1个起居室，1个厨房，1~2个卫生间。卧室和起居室控制温度和换气次数，卫生间和厨房不控温。东西山墙不开窗，南北墙上的窗户都有水平遮阳。外墙的传热系数为1.54W/（m2·K），屋顶的传热系数为0.93W/（m2·K），窗户的传热系数为3.1W/（m2·K）。将这两栋典型建筑放到夏热冬冷地区的合肥、南京、上海、杭州、武汉、长沙、南昌、成都、重庆9个大城市的逐时气象条件下计算，把计算出来的一些结果按采暖度日数HDD18和空调度日数CDD26回归，得到与HDD18（CDD26）相对应的建筑耗热量（耗冷量）指标和采暖（空调）年耗电量关系。根据回归得到的关系式计算并绘制出对应不同采暖度日数HDD18和空调度日数CDD26下的建筑物节能综合指标限值的数据表格，然后根据具体建筑所在城市对应的采暖和空调度日数，采用线性内插法确定该市的全年采暖及空调耗电量限值，例如通过这种方法可以确定上海地区住宅建筑的节能综合指标限值为55.1kW·h/m2。由此可见，限值法中的“限值”实质上是典型多层标准建筑的全年采暖空调耗电量值。
3对比评定法
采用“对比评定法”评价建筑物的节能效果是指将评估建筑物的采暖空调能耗和相应的参照建筑物的采暖空调能耗作对比，根据对比的结果来判定所设计的建筑物是否符合节能要求。其中参照建筑是对比评定法中一个非常重要的概念，参照建筑是一个假想建筑，它与评估对象在大小、形状等方面完全一致，其围护结构的热工性能满足《标准》中规定性指标的要求，因此参照建筑是符合节能要求的建筑。将评估建筑与参照建筑进行能耗的计算对比，如果评估建筑的能耗不高于参照建筑的能耗，则认为它满足节能标准的要求；如果评估建筑的能耗高于参照建筑的能耗，则认为该建筑达不到节能要求，必须调整该建筑的热工性能，然后再进行对比计算，直到不高于参照建筑的能耗。
采用对比评定法评价住宅建筑的节能效果关键在于参照建筑热工参数的正确选取。参照建筑应按以下规定来确定：（1）参照建筑的建筑外形、朝向、建筑面积、外墙表面面积、屋面面积均应与评估建筑相同；（2）参照建筑各朝向的开窗面积应与评估建筑相同，但当评估建筑某朝向外窗面积超过《标准》规定，参照建筑该朝向的外窗面积应减小到使该朝向窗墙比达到规定的上限值；（3）参照建筑围护结构的各项热工性能指标均取《标准》规定的相应限值。
“对比评定法”是一种灵活、切实的方法，已被《夏热冬暖地区居住建筑节能设计标准》、上海市《公共建筑节能设计标准》以及国外许多建筑节能标准所广泛采用。
4两种方法的对比分析
通过以上介绍，可以发现“节能综合指标限值法”和“对比评定法”的主要区别在于选取的建筑能耗比较基准上有所不同，前者以固定数值作为比较基准，后者则以参照建筑的模拟计算数值作为比较基准。限值法操作方便，采用固定数值来评估所有类型建筑的节能效果。然而相关的理论研究和大量的工程实践表明，不同类型的建筑要达到相同的能耗指标所采用的节能措施有很大差别。一般而言，高层建筑比较容易满足节能要求，而低层建筑则较难达标，即使对同类型建筑，由于体型系数等参数不同，建筑能耗也相差很大。另外，计算建筑面积和空调面积稍有误差也会导致最终评估结论大相径庭。而“对比评定法”比较灵活，参照建筑的能耗是变化的数值，即不同的建筑采用不同的对比基准，因而更加切合实际。下面选取了位于上海地区的三栋住宅建筑，通过动态模拟计算，并采用两种评估方法进行节能评估和节能分析，具体模拟计算均采用清华大学建筑技术科学系研发的DeST住宅建筑节能评估软件，计算条件与《标准》的规定一致。
实例1东方金门花园（见图1）
该建筑有25层，建筑类型为高层住宅，采用ZL胶粉聚苯颗粒保温浆料作内保温。围护结构热工参数为：1－5层外墙平均传热系数Km＝1.48W/（m2·K），6－25层外墙平均传热系数Km＝1.50W/（m2·K），屋面平均传热系数Km＝1.00W/（m2·K），外窗传热系数K＝3.70W/（m2·K），计权窗墙比0.25。计算结果和评价结论见表1：
图1东方金门花园建筑模型图
表1东方金门花园能耗计算结果评价方法
节能综合指标限值法
对比评定法
标准限值
实际建筑
参照建筑
实际建筑
年采暖空调耗电量(kWh/m2)
55.1
42.8
42.9
42.8
节能效果评价
节能效果显著
达到节能要求
实例2漓江山水花园（见图2）
图2漓江山水花园建筑模型图
该建筑属于低层独立建筑，采用挤塑聚苯板作外保温。围护结构热工参数为：外墙平均传热系数Km＝0.84W/（m2·K），屋面平均传热系数Km＝0.51W/（m2·K），外窗传热系数K＝2.70W/（m2·K），计权窗墙比0.19。在统计建筑面积时，未考虑地下室和车库的面积。计算结果和评价结论见表2：
表2漓江山水花园能耗计算结果评价方法
节能综合指标限值法
对比评定法
标准限值
实际建筑
参照建筑
实际建筑
年采暖空调耗电量(kWh/m2)
55.1
57.9
68.1
57.9
节能效果评价
未达到节能要求
节能效果显著
实例3东方城市花园（见图3）
图3东方城市花园建筑模型图
该建筑为典型的六层多层住宅，采用膨胀聚苯板作外墙外保温，挤塑聚苯板作屋面保温。围护结构热工参数为：外墙平均传热系数Km＝0.86W/（m2·K）左右，屋面平均传热系数Km＝0.67W/（m2·K），外窗传热系数K＝3.0W/（m2·K），计权窗墙比0.25。计算结果和评价结论见表3：
表3东方城市花园能耗计算结果评价方法
节能综合指标限值法
对比评定法
标准限值
实际建筑
参照建筑
实际建筑
年采暖空调耗电量(kWh/m2)
55.1
48.1
53.2
48.1
节能效果评价
达到节能要求
达到节能要求
以上三个实例的模拟计算结果表明，对不同类型的住宅建筑采用两种方法得出的节能评估结论不尽相同：对高层住宅（东方金门花园），“综合指标限值法”评价较高，“对比评定法”则基本达标；对独立别墅（漓江山水花园），“综合指标限值法”评价是不节能，“对比评定法”则是节能效果明显；对多层住宅（东方城市花园），两种方法的评价都是达到节能要求。如果从建筑物围护结构热工性能方面来评估以上三个建筑，它们基本都能满足标准的节能要求，这与“对比评定法”的评估结论是一致的。另外按照对比评定法的定义，参照建筑符合节能标准，但若采用“限值法”来评估与低层建筑相对应的参照建筑（漓江山水花园）时，却得出不符合节能标准的结论，这显然是自相矛盾的。究其原因，还是由于“限值法”中的限值对应多层标准住宅建筑的能耗，不适用于其他的建筑类型，所以评估多层住宅时两种方法的结论一致，而评估高层建筑和低层建筑时却不相同。城市高层住宅建筑的全年采暖空调能耗总量巨大，远大于其他建筑类型的能耗，应加强节能方面的要求，而采用限值法评估，高层建筑很容易达到节能标准要求，甚至出现对其不采用节能措施也能达标的情况，这显然违背了节能评估的最终目的。
5结论
使用动态模拟软件DeST对不同类型住宅建筑进行能耗计算，并采用两种节能评估方法进行节能评估，通过结果的对比分析，可以得出以下结论：
（1）现行节能标准规定采用的“节能综合指标限值法”仅适用于多层住宅的节能评估，不宜应用于其他类型，尤其是高层住宅的节能评估。
（2）“对比评定法”是一种灵活、切实的节能评估方法，适用于不同建筑类型的节能评估，因而比采用限值法更为科学合理，更有利于建筑节能事业发展，值得借鉴推广。
参考文献
1中华人民共和国行业标准——夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准.JGJ134-2001.北京:中国建筑工业出版社，2001
（一）美国建筑节能管理体制
美国传统上没有与建筑管理对应的联邦管理机构，建筑标准一般是地方城市的管理任务。联邦政府不负责建筑的管理。地方政府（一般为州政府和市政府）负责制定建筑管理政策。目前，美国能源部是建筑节能领域发挥最大作用的政府机构，但是，也并不从事全责制的管理，其主要任务是支持技术传播、制订标准和组织科研工作。其他与建筑节能有关的管理主体包括联邦部门（能源部、环保署、财政部）、州政府监管管理者、地方管理机构（如加州能源委员会等）、行业协会（如暖通空调工程师协会、绿色建筑委员会等）、大学、节能产品制造商等。值得一提的是，以上各个机构并不是从属关系，彼此之间的活动不是依靠行政命令，而是依靠手中的资源和经费的使用。各个部门虽然不相互从属，也没有单位和个人在全局上的协调，但是，都会按照默认的行业规则进行工作。比如，行业协会中美国暖通空调协会每年都会在没有联邦政府支持的情况下，依靠工程师自愿编制大量的行业规范，各地政府也往往自觉采用这些规范而不是自己重新编写。
（二）美国建筑节能政策与标准
美国的建筑节能政策包括能源使用政策、建筑节能经济激励政策和2008年经济危机后出台的美国经济恢复和再生能源法案，其中，建筑节能经济激励政策非常有特色，涵盖了住宅、商业、公共建筑和工业等多个行业。以商业建筑节能的减税而言，相关政策规定：“对于新建或已有建筑，只要通过安装室内照明、围护结构、制热、制冷、通风和热水系统，标的建筑总能耗比美国暖通空调工程师协会标准90.1-2001所规定的最小能耗小50%，那么此建筑每平方英寸可获得1.8美元的减税。此项政策主要给予建筑业主，但是也同样适用于进行了结构扩建的房客。”美国建筑节能还拥有诸多行业标准，包括强制性标准和自愿性标准。在强制性标准中又包括商业建筑标准、居住建筑标准等多项细分标准。比如，美国早在2005年就推出了美国能源管理计划，根据相关法案规定，联邦政府新建大楼至少应比现有建筑条例节能30%。自愿性标准包括中小型办公楼先进节能设计指导、绿色建筑标准等，其中，在全球较为有影响力的标准是绿色建筑标准（LEED），此标准适用于所有建筑类型——住宅建筑和商业建筑的整个生命周期评估、建设、运营和维护等，并且除了建筑之外还涉及邻里地区。具体包括“新建和改造项目分册、既有建筑分册、商业建筑室内分册、学校项目分册、住宅分册、社区规划分册、商店分册、疗养院分册”等诸多细分内容，内容针对性强且极具实操性。
（三）建筑节能行业协会
美国建筑节能行业协会众多，包括能源效率经济委员会、太阳能学会、暖通空调工程师协会、机械工程师协会、建筑性能模拟学会、绿色建筑委员会等众多专业协会，他们都是没有政府背景、自负盈亏的组织，协会经费来源于会展、出版行业规范和相关行业标准及对行业人员的培训。其中，暖通空调工程师协会的影响最大，在全球有51,000名会员，100个分会，每年都举办两次会议，积极发展青年工程师和尖端节能技术的交流与培训。近年来，绿色建筑委员会凭借绿色建筑评估体系认证的影响力，已经成为全球有较大影响力的行业协会。
（四）建筑节能市场
美国建筑节能市场的市场化程度较高，其中，合同能源管理在美国建筑节能市场中占据了较大比重，这是一种以节省能源费用来支付节能项目全部成本的节能投资方式。20世纪80年代末90年代初以来，美国的能源管理产业以平均每年24%的增长率高速发展。能源公司主要由楼宇设备和控制公司（如霍尼韦尔、西门子等）、电力、燃气公司等和独立的中小型能源管理公司组成，其中前两者占据了主要的市场份额。而且，就合同能源管理的市场对象看来，公共客户群体是主体，中小学校、政府、公立医院等占据了50%左右的市场，其他公共客户占据了24%，而私有客户群体比例仅为26%。因此，政府采购的项目是合同能源管理的主体市场。
（五）社区建筑节能的社区节能
美国的建筑节能没有局限在建筑本身，而是扩展延伸到使用人群和社区，因此，节能活动不仅体现在技术节能方面，更围绕业主的使用习惯展开了诸多深层次的竞赛。比如，美国西部的萨克拉门托市就组织社区业主进行能源节约比赛，通过报名或随机挑选，在100个相同居住面积，相同取暖热水燃料系统的家庭进行能源节约竞赛，在网上公布胜利者的名字与相片，比赛内容包括扔弃废物，取暖热水燃料，电力和食品。此外，物业公司在节能知识普及方面也起到了积极的作用，如在美国东部的一些社区进行少扔垃圾的比赛，物业公司会具体地告诉小区业主怎样减少垃圾，比如，不要买有包装的食用品而是尽可能买散装的食用品、购物不用一次性塑料袋等，该地区的生活垃圾减少了30%。
二、美国建筑节能管理发展对我国绿色物业管理的启示
美国与中国相比，具有不同的政治管理体制和国情，消费者的消费认知和消费习惯也有较大差异，但是，纵观美国建筑节能管理的具体情况，从管理主体、政策标准、行业协会、技术支持，到市场发展和社区延伸管理，对我国绿色物业管理行业的推广仍然有诸多启示。
（一）政府综合政策强力支持，中央与地方共同发力
美国联邦政府重视节能管理，制定了多项政策，其中，以经济激励作为调整和刺激的核心手段，采取补贴、税收减免等措施，有效地提高了相关主体实施绿色物业管理的积极性。而且，积极制订了相关节能标准，地方政府也积极配合并分别出台相应的管理政策。相比之下，我国政策过于倾向于宏观和中观，经济刺激政策较少，缺乏明确可实操的标准。我国各地政府在节能管理工作的主动性方面差异较大，在绿色物业管理方面全国尚未有统一的标准，仅有深圳于2011年6月颁行了《深圳市绿色物业管理导则（试行）》，2013年4月1日印发了《深圳市绿色物业管理项目评价细则（试行）》，目前也在试运行中，全国其他地市的绿色物业管理有待全面展开。
（二）全生命周期、全类型的建筑节能管理
绿色物业管理是一项系统工程，涉及规划和设计单位、施工、监理、质量监督及房地产开发等多个环节，只有通过政府的推动才能有效整合各方资源。从美国的经验看来，美国政府非常注重建筑的全生命周期各个环节的节能，既注重开发规划设计，又关注后期管理，还鼓励既有建筑的改造。反观我国，却过于注重前期规划而忽视了后期的管理。相关数据显示，“自2008年开始至2013年3月，通过住房和城乡建设部正式认定的绿色建筑标识项目共有611项，其中568项获得设计标识，43项获得运营标识”。这就给我国推动绿色物业管理带来了巨大的发展空间。而且，从美国节能管理的经济刺激政策和美国绿色建筑协会推动的绿色建筑评估体系（LEED）认证内容看，节能的对象不仅包括商业、公共物业，还包括住宅、工业等等。而在我国，绿色物业管理主要应用于商业和公共物业，在住宅和工业方面的应用较少，技术含量较低，尤其缺乏系统的节能标准。尽管国家颁布的绿色建筑标准有关于住宅和公共建筑运营的指标，但是相关指标不够完善，缺乏细致分类，难以反映出绿色建筑运营管理的特点和目标，有待于制订更为细化、针对性强的全生命周期、全类型的绿色物业管理标准，促进后期物业管理与前期规划、设计与施工的融合。
（三）建筑节能协会组织的积极推动
正如前文所言，美国拥有多个专业的建筑节能协会，而且，各个协会都积极制订相关行业节能标准并且通过会员活动、展会、培训加以推广，这些协会成为美国节能管理知识传播和发展的重要载体。中国物业管理协会是物业管理行业的重要协会，目前，在全国各个城市都有相应的分会，并在推动绿色物业管理方面组织了多次交流活动，并将重要文章刊登在其会刊上，但是，相比于美国相关协会和我国绿色物业管理发展的现状，中物协有必要作出更多努力，比如成立专门的发展绿色物业管理的专业委员会，研究制订适合我国行业需要的绿色物业管理的服务规范、标准，与电力、暖通、机械、光能等领域的专业技术中心合作，推广更多有效的节能技术，指导各地协会为物业服务企业开展绿色物业管理活动提供行为引导；建立和完善绿色物业管理评价体系，包括评价办法和评价技术细则，尤其是在增进行业交流和向政府争取更多的资金扶持等方面开展更多的工作。
（四）政府采购促进合同能源管理发展
美国联邦政府的公共服务采购占据了合同能源管理的较大市场，即从政府层面保证了合同能源管理的推广。我国实施合同能源管理刚刚起步，政府采购实施能源管理的项目还只在深圳、北京等少数一线城市开展。主体市场在商业项目和住宅项目，只是物业服务企业加强成本管理的手段，并未真正在全社会取得节能降耗的共识，相关政策激励不足。在现实中，住宅小区的合同能源管理还面临业主大会授权难、改造回报周期长、风险大导致物业公司积极性不高等诸多问题，商业中心的开发和运营商也往往因为担心影响运营效果而拒绝实施。导致既有建筑改造的管理体制不太完善。
（五）社区家庭节能的深度参与和技能普及
建筑在我国分为工业建筑和民用建筑。工业建筑本身能耗不大,所以国家还未对工业建筑作节能方面的要求。民用建筑又分为两大类：居住建筑和公共建筑.在各专家编写规范之前的社会调查阶段中由电业总局与燃气公司提供的数据显示：就目前中国居民的消费水平和消费习惯而言，居住建筑能耗与公共建筑或国外居住建筑相比是非常少的。居住建筑提倡节能设计，目的是提高人们生活的舒适性。而公共建筑提倡节能设计才是建立集约型社会的关键环节。公共建筑分为以下几类：办公建筑(写字楼、政府部门办公楼)，商业建筑(商场、金融建筑),旅游建筑(旅馆、娱乐场所)，科教文卫建筑(文化、教育、科研、医疗、卫生、体育)，通信建筑(邮电、通讯、广播)以及交通运输(机场、车站等)。有数据显示：就政府部门办公楼每年所消耗能量相当于全国八亿农民全年全部的能耗：办公室里夏天穿毛衣御寒、冬天衬衣短袖解署、白天亮灯办公、热水机饮水机下班后没人关。现在全球范围内已开始能源紧张，尤以中国较为严重，随着中国经济的高速发展,对能源的使用和节约就更加迫切了。
其实建筑节能并不是一个新的课题，而是建筑基础学科—建筑热工学的一个部分，我国也早在1993年颁布了相应的规范《民用建筑热工设计规范》，1996年颁布了《民用建筑节能设计标注(采暖居住建筑部分)》,2001年颁布了《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》，这些规范的颁布，也反应了我国建筑节能的发展轨迹：由北向南，由居住建筑到公共建筑。但由于种种原因，这些规范的条款未列入国家强制性条文范围内，各地也未政府令加以强调，所以执行力度也未达到应有的效果。但2005年7月1日颁布实施的《公共建筑节能设计标准》中有许多条款被列入国家的强制性条文内,相应的各地政府了具有地方法律效力的法令,上海市在2005年6月13日的政府令第50号：《上海市建筑节能管理办法》强制规定：自2005年7月15日起新建住宅与政府投资的公共建筑必须进行节能设计。《办法》的第九条与第十条分别对设计单位与图纸审查机构提出具体的要求。所以，对于建筑设计单位,建筑的节能设计已经进入了一个全新的时期！
以下着重介绍《公共建筑节能设计标准》对有关建筑部分的要求。《标准》比刚才提到以往的有关规范要严格些,按照本标准设计,与未采取节能措施前相比，全年能耗应减少50%。《标准》的章节不多,共7页17条,但简明扼要,省去了复杂的热工公式,归纳总结出来几点要点，强调了规范的实用性。涉及到的基础知识及术语结合规范本身展开叙述：
一,热工设计的分区：按照我国的气候条件,划分为五个分区: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。
热工分区的基本规律是：严寒地区和寒冷地区基本是我国的三北地区：东北,华北,西北。这些地区的地域辽阔，面积大，建筑节能设计起步也比较早，经验相对来说比较丰富，主要考虑的是冬季保温。夏热冬冷地区大体上是长江中下游地区，如：成都、武汉、南京、上海等，这些地区的建筑的节能设计由于历史原因起步较晚，面积虽然不是最大，但人口密度高，也是我国经济最发达地区，可以说这一地区的节能潜力最大，效果也会最明显。设计考虑的是冬季保温与夏季防热兼顾。夏热冬暖地区大体上是华南地区：福州、广州、南宁、台北等。这些地区的建筑设计主要考虑的是夏季防热。温和地区，冬暖夏凉，四季如春，如：昆明、西昌、元江等。一般可不考虑夏季防热，部分地区注意冬季保温。《公共建筑节能设计标准》在这五个分区的基础上根据公共建筑节能的设计特点作了些调整：把严寒地区细分为严寒A区与严寒B区,而温和地区不强制执行节能设计标准。
二,体形系数:即建筑的外表面积与体积之间的比值.体形系数越小就越有利于节能,减少外表面与室外空气的接触,就能减少散热。与以往的规范不同，新的《标准》中弱化了体形系数的概念，只在4.1.2条规定严寒地区与寒冷地区对体形系数的限制是≤0.4，其他地区该系数对建筑的节能体现不明显,所以不作限定。
三,热传导系数：这个概念是本标准的核心名词.所有的围护结构：门、窗、外墙、屋顶以及地面都围绕这个概念展开的。图纸审查或政府检查部门的抽查也是这个数据。她的名词解释为：围护结构两侧空气温度差为1℃，1h通过1m2面积传递的热量，单位W/m2.k。简单的说便是热量在某种材料里传递的速度,速度越小,那么这种材料的隔热性能也就越好。怎样求得这个数据呢？传热系数K0＝1/R0。
R0，传热阻：R0＝Ri+∑R+Re单位：m2/K.W
Ri与Re分别是材料内外表面的换热阻。他们是固定数据，可由表差得：0.11m2/K.W0.04m2/K.W。
∑R是各层材料的热阻之和。某单层材料的热阻R=δ／λ，δ为该材料的厚度，单位是m，λ为该材料的导热系数，单位是W/m.K。λ为此公式求值过程中的关键数据，也是每种材料的固有的属性。她的名词解释为：1m厚的物体，两侧空气温度差为1℃，1h通过1m2面积传递的热量，单位W/m.k。通常把导热系数λ小于0.3W/m.K并能用于绝热工程的材料，叫做绝热材料。导热系数是绝热材料的最重要最基本的热物理指标。例如：普通混凝土λ＝1.74W/m.K，钢筋混凝土λ＝1.51W/m.K，多孔砖λ＝0.58W/m.K，聚乙烯泡沫塑料λ＝0.047W/m.K，聚氨酯硬泡沫塑料λ＝0.0216W/m.K，（这种材料在全球范围内尤其在欧美等发达国家作为建筑绝热工程中最普遍使用的材料），而铸铁λ＝49.9W/m.K。实际的工程应用中，卡特比勒办公楼的外墙部分设计采用聚异氰脲酸酯（PIR），这种更新型的材料λ＝0.020W/m.K，属绝热材料。这便是维护结构的传热系数K值的求解过程。
下面结合《公共建筑节能设计标准》对上海地区的各部分围护结的隔热要求构逐一探讨：
1.屋面：K≤0.70W/m2.k
我们的习惯做法一般可以满足这个要求。例如：120厚现浇混凝土楼板＋20厚水泥砂浆找平层＋泡沫混凝土找坡层最薄30厚＋40厚的λ＝0.03W/m.K挤塑板（XPS）＋防水层＋20厚水泥砂浆保护层，这样的做法就可以达到K≤0.60W/m2.k。须注意关键的保温层一般应选用40厚挤塑板，若选用聚苯板，厚度应增加至60。
2.外墙：K≤1.0W/m2.k
不作外墙保温的习惯做法是绝对达不到这个新规范要求的。例如：20厚水泥砂浆＋240厚多孔砖＋20厚水泥砂浆的无外墙外保温的传统构造传热系数K＝1.66W/m2.k，即便在前段时间简易的外墙保温做法－保温砂浆，也达不到规范的新要求。经计算得知：在墙体与外墙砂浆之间增加20厚的λ＝0.03W/m.K挤塑板，这样的构造使得外墙整体的传热系数K＝0.86W/m2.k<1.0W/m2.k。这叫做外墙外保温技术，是业界内公认的一种效果很好的做法。他的优点是技术成熟，产品寿命较长，也可使外墙的主要部分受到保护，大大降低温度应力的起伏，提高结构的耐久性。但他的缺点是在高层建筑中有安全隐患，外墙面砖的做法受到限制。外墙内保温的做法不能很好的解决建筑热桥的问题，同时房间内部使用和改造都受到很大的限制，所以现在工程上已很少用这种做法了。还有一种做法叫做中间保温，做两层墙，中间夹保温材料，这种做法效果好，是建筑保温的发展趋势，国外的工程中这种做法早已普及，在我国的发展受到限制主要是因为一造价高，二构造做法与现行的做法差别太大，影响面广，难以一时普及。
3.外窗部分
由于外窗在建筑中变化丰富，窗框材料、玻璃品种，有无遮阳等都会严重影响建筑热工性能，所以，规范在这部分的规定并没有一刀切。根据窗墙比系数的不同，对窗体的要求分成不同的几类。所谓窗墙比，并非窗和墙的面积的比值，而是窗与其所在墙体的面积之比。规范在保证外窗自然采光的范围内鼓励窗的面积越小越好，即窗墙比越小越好。因为就现在已知能做到的最好的窗：双玻中空双腔充惰性气体40厚，铝合金断热型材，这种窗体构造的传热系数K＝1.5W/m2.k，而普通的单玻铝合金窗的传热系数K＝6.4W/m2.k，是墙的6倍。据统计，通过窗流失的热量占建筑能耗的46％，因此控制窗墙比是个有效的节能手段。《标准》中强制规定“建筑每个朝向的窗（包括透明幕墙）墙面积比均不应大于0.7”，此规定一出，必将会极大的影响建筑外观，金茂大厦或者东方艺术中心等全玻璃的建筑势必会大大的减少。夏热冬冷地区（上海）是这样详细规定的：当窗墙比≤0.2时，窗的传热系数K≤4.7W/m2.k。在实际工程的应用中，塑钢单玻窗或铝合金双玻窗可以满足要求，但钢铝单玻窗不满足要求。由此可见，在任何情况下，普通铝合金单玻窗是达不到要求的，必将会面临被淘汰的境地；当窗墙比在0.2和0.3之间时，窗的K≤3.5W/m2.k。双玻铝合金中空（16厚空气层）的传热系数K＝3.6W/m2.k，同样不满足要求，若改为断热桥的铝合金型材便满足。当窗墙比在0.3和0.4之间，窗的传热系数K≤3.0W/m2.k。断热桥铝合金中空玻璃可以满足要求。当窗墙比在0.4至0.5之间，窗的K≤2.8W/m2.k。当窗墙比在0.5至0.7之间，窗的K≤2.5W/m2.k，一般情况下中空充惰性气体玻璃镀膜断热桥铝合金的窗体构造可满足要求。
关键词：节能，技术集成，示范
Studyontheintegrationofbuildingenergysavingtechnology
---Introductionoflow-energyconsumptionprojectinTsinghuaUniversity
DepartmentofBuildingScienceArchitectureSchoolTsinghuaUniversityBeijing100084
Abstract:LowenergyconsumptionprojectwasonedemobuildingconstructedbythebuildingsciencedepartmentofTsinghuaUniversity.Theenergysavingtechnologyintegrationusedinthisprojectincludedintelligentfa?ade,naturalventilation,personalventilationair-conditioningterminal,humiddependentairsupplymode,BCHPsystemandintelligentcontrolsystem.Thisarticleintroducedthebuildingandtechnologyschemeusedinthisproject.
Keywords:energysaving,technologyintegration,demobuilding
清华大学超低能耗示范楼是北京市科委科研项目，作为2008年奥运会办公建筑的“前期示范工程”，旨在通过其体现奥运建筑的“高科技”、“绿色”、“人性化”。同时，超低能耗示范楼是国家“十五”科技攻关项目“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用性研究，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（声、光、热、空气质量等），建筑材料与构造（窗、遮阳、屋顶、建筑节点、钢结构等），建筑环境控制系统的研究（高效能源系统、新的采暖、通风、空调方式及设备开发等），建筑智能化系统研究。超低能耗楼还将成为展示与宣传各种最新技术的舞台，为技术交流、产研挂钩、知识普及搭建桥梁；成为清华大学与企业界合作开发、展示新产品的平台，以及向社会、大众宣传、展示建筑节能和可持续发展建筑概念、技术和产品的展台。
超低能耗示范楼座落于清华大学校园东区，建筑设计如图1所示，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。从建筑全生命周期的观点出发，采用了钢框架结构。建筑物内部为灵活隔断，空调和强弱电系统为模块化结构，从而可根据不同使用要求极其方便地改变空间布局。
图1清华大学超低能耗示范楼效果图
1．围护结构方案
超低能耗示范楼护结构体系主要示针对对可调控的“智能型”护结构进行研究，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。图2标明了示范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2.3W/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5.2W/m2。
图2清华大学超低能耗示范楼围护结构设计方案
1.1玻璃幕墙和保温墙体
东立面和南立面采用双层皮幕墙及玻璃幕墙加水平或垂直遮阳两种方式，综合得热系数1W/m2K，太阳能得热系数0.5。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。水平遮阳和垂直遮阳叶片宽度600mm，每个叶片均设置单独得自控系统，分别根据采光、视野、能量收集、太阳能集热的不同区域功能要求进行控制调节，实现冬季最大限度利用太阳能、夏季遮挡太阳辐射，同时满足室内自然采光的最佳设计。
西北向采用300mm厚的轻质保温外墙，铝幕墙外饰面，传热系数0.35W/m2K。外窗采用双层中空玻璃，外设保温卷帘。
1.2相变蓄热活动地板【1】
示范楼的围护结构由玻璃幕墙、轻质保温外墙组成，热容较小，低热惯性容易导致室内温度波动大，尤其是在冬季，昼夜温差会超过10℃。为增加建筑热惯性，以使室内热环境更加稳定，示范楼采用了相变蓄热地板的设计方案。如图3所示，具体做法是将相变温度为20～22℃的定形相变材料放置于常规的活动地板内作为部分填充物，由此形成的蓄热体在冬季的白天可蓄存由玻璃幕墙和窗户进入室内的太阳辐射热，晚上材料相变向室内放出蓄存的热量，这样室内温度波动将不超过6℃。
活动地板架空层高度1.2米，空调风道、各类水管、电缆、综合布线等均隐藏在架空层内。保证室内干净整洁，而且不需要吊顶，房间净空高度大，有效利用空间多。
图3清华大学超低能耗示范楼相变蓄热地板设计方案
1.3植被屋面和光导采光系统
为提高屋顶的隔热保温性能，同时改善生态与环境质量，采用种植屋面技术，结合防水及承重要求，选用喜光、耐干燥、根系潜的低矮灌木和草皮，适合于北京地区气候特征。
屋顶同时设置光导管采光系统，利用太阳光为地下室提供采光，减少白天照明电耗。
2．室内环境控制系统方案
2.1自然通风利用【2】
室内环境控制系统有限考虑被动方式，用自然手段维持室内热舒适环境。根据北京地区的气候特点，春秋两季可通过大换气量的自然通风来带走余热，保证室内较为舒适的热环境，缩短空调系统运行时间。
利用热压通风和风压通风的结合，根据建筑结构形式及周围环境的特点，在楼梯间和走廊设置通风竖井，负责不同楼层的热压通风。在建筑顶端设计玻璃烟囱，利用太阳能强化通风。此外在建筑外立面合适部位设置开启扇，使得室外空气在风压通风的作用下可顺畅地贯穿流过建筑。
2.2湿度独立控制的新风处理方式【3】
超低能耗示范楼共设置4台4000m3/h新风机组，通过溶液除湿设备的处理，可提供干燥的新风，用来消除室内的湿负荷，同时满足室内人员的新风要求。
目前空调工程中采用的除湿方法基本上是冷冻除湿，这种方法首先将空气温度降低到露点以下，除去空气中的水分后再通过加热将空气温度回升，由此带来冷热抵消的高能耗。此外为了达到除湿要求的低露点，要求制冷设备产生较低的温度使得设备的制冷效率低，因而也导致高能耗。
溶液除湿方式能够将除湿过程从降温过程中独立出来，利用较低品位能源进行除湿，同时减少显热冷负荷，不仅能够保证室内环境质量，而且还能降低空调能耗。
此外为保证室内空气质量要求有足够的新风，随之而来的新风负荷是空调系统高能耗的原因。示范楼的新风机组同时可实现全热回收效率超过80％的高效热回收，可充分利用排风中的全热同时又保证新风不被排风污染。
2.3模块化的末端调节设备【4】
通过溶液除湿后的新风可带走室内的湿负荷，房间内的末端装置仅负责显热部分（冷冻水温度可采用18℃），按照干工况运行，不存在结露现象，彻底避免了潮湿表面滋长霉菌，恶化空气质量。
示范楼内提供模块化的空调末端配置，根据房间实际使用功能灵活组合。
办公室室内人员密度低，人员工作时间及活动区域相对固定，个人的舒适要求不尽相同，采用冷辐射吊顶或者辐射墙来消除室内的基本显热负荷，溶液除湿后的新风通过置换通风来消除室内的基本湿负荷。工位送风则提供每个办公人员个人活动区域的送风，通过调节风口角度、出风速度来满足自身的要求。
示范楼内另一类房间为报告厅和会议室，室内人员密度高，散热散湿集中，单位面积冷负荷大，且使用时间不稳定。因此除冷辐射吊顶和置换通风外，采用仿自然风的动态风FCU来消除室内尖峰负荷。
3．能源系统方案
3.1BCHP系统
超低能耗楼采用固体燃料电池及内燃机热电联供系统，清洁燃料天然气作为能源供应，BCHP系统总的热能利用效率可达到85％，其中发电效率43％。基本供电由内燃机或者氢燃料电池供应，尖峰电负荷由电网补充。发电后的余热冬季用于供热，夏季则当作低温热源驱动液体除湿新风机组，用于溶液的再生。
3.2高温冷水机组或直接利用地下水
配合独立湿度控制的新风机组，夏季冷冻水温度18℃即可满足供冷的要求。采用电制冷，冷冻机COP可达到9以上，高效节能。另一种方式更为简单，就是直接利用地下水，超低能耗楼所在清华大学校园东区地表浅层水温基本稳定在15℃，单口井出水量可达70m3/h，完全能够满足示范楼的供冷要求。地下水通过板换换热后全部回灌，仅利用土壤中蓄存的的冷量，不会造成地下水资源的流失。
3.3太阳能利用
超低能耗楼南侧立面装有30平米的光伏玻璃，发电用于驱动玻璃幕墙开启扇和遮阳百叶。屋顶设有太阳能集热器，所获得的热量用于除湿系统的溶液再生。此外屋面还装有太阳能高温热发电装置，该系统为抛物面碟式双轴跟踪聚焦，峰值发电功率3kW。
4．测量和控制系统方案
4.1智能化的控制系统
控制系统自动采集室外的日照情况，根据不同的朝向方位，调节遮阳百叶的状态，同时根据室外气象参数，决定外窗、热压通风风道、双层皮幕墙进出风口的开闭。控制系统采集工作区各点的照度数据，调节百叶的角度和人工照明的灯具。室内的新风量根据房间内的CO2浓度和湿度来调节。其余能源设备、水泵、太阳能装置等均根据负荷情况自动调节。
4.2实时测量系统
示范楼屋顶布置气象参数测点，测量数据包括室外温度、湿度、风速、太阳辐射强度。围护结构的测试包括各玻璃、窗框、遮阳百叶、保温墙体的表面温度、热流。环境控制系统和能源系统的测试包括各设备的运行参数，如冷辐射吊顶表面温度、送回风温度湿度、盘管出水温度、溶液除湿系统的溶液浓度等。
5．小结
清华大学超低能耗示范楼是建筑节能各项技术和新产品的集成应用，在实施过程中得到了北京市政府、北京市科委、国家科技部的大力支持，同时要感谢在示范楼建设过程中提供技术和产品支持的国内外企业。2004年6月示范楼将全面建成，服务于今后我国绿色建筑的深入研究。
参考文献
•定形相变材料的热性能张寅平清华大学学报（自然科学版）2003.6
•太阳辐射下建筑外微气候的实验研究李晓锋太阳能学报2001.3
