建筑節能的基本原理

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建筑節能的基本原理范文第1篇

[關鍵詞]建筑節能；供熱計量改造；測評方法

中圖分類號：TU201.5 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）06-0218-01

引言

隨著我國經濟的快速發展，社會對于建筑節能減排提出了更高的要求，國家也相繼出臺了一系列措施減少有害物質的排放，給我國的環境保護做出了一定的貢獻。對于北方地區來說，由于需要進行冬季供暖，經常會燃燒大量的煤，很容易引起空氣污染。針對這種情況，我國已經制定了針對北方地區的供熱計量和節能減排任務，幫助推進建筑節能減排技術的落實。按照相關規定，對于建筑進行節能減排與供熱計量改造之后，要對建筑的技能減排效果進行測評，確保建筑節能效果達到相關標準，也能夠更加準確的掌握建筑節能減排實際情況，測評方法的確定將直接影響測評結果，因此需要重點討論。

1 我國目前既有建筑的耗能現狀

依據目前我國的能源利用率與經濟發展趨勢，截止到2020年底，我們國家的建筑能耗將再上一個頂峰，突破10.9億噸標準煤大關。目前城市供暖主要由燃煤采暖提供，這就必將導致我國的城市空氣污染普遍高于西方發達國家。環境污染與建筑方面的高能耗將會成為制約我國經濟發展速度的關鍵因素。而且弊端叢生的、滯后的城鎮供熱體制也成為了建筑節能有效推進的瓶頸，長期以來形成的這種滯后的供熱、用熱制度，直接導致了個人利益不能夠與供暖消費相互掛鉤，這樣就嚴重阻礙了建筑節能技術的廣泛推廣及實際應用。針對上述情況，我建議國家政府應盡快出臺有關節能方面的相關的法律法規政策，使建筑節能有法可循，有法可依，加快步入法制化軌道建設。與此同時，我們應該加速推動城鎮供熱體制的改革工作，改善當前的供熱、用熱制度。將熱量實物化，把熱量商品化，從而實現居民用熱的貨幣化和市場化，提升居民的節能意識。

2 能耗測評的基本原理

按照當前我國建筑節能采暖的相關規定，建筑進行采暖供熱時消耗的能量可以根據以下幾個參數確定：進行檢測的時間段內測量得到的總的供熱量Q、進行供熱檢測持續的時間T、檢測建筑的總的供暖面積A、室內溫度變化t。建筑節能改造后的節能率為改造前后建筑能耗節省百分比，在具體測評過程中，對建筑不同房間的溫度采用平均溫度統一折算的方法。

3 能耗測評的方法

目前最常用的能耗測評方法主要有兩種，第一種是縱向對比法，第二種為橫向對比法。其中縱向對比法是指對改造前的建筑進行測量，計算出一定時間段內的建筑采暖能耗以及室內溫度與室外溫度之差。對建筑進行節能改造后，保證相同的條件下，獲得新的建筑的供暖能耗，將節能改造之前的數據與改造之后的數據進行對比，計算得到的結果就是建筑節能改造后的節能率。在實際進行建筑節能改造時，一些供熱公司會面臨很多具體的問題，比如資金的緊張、改造任務工作量大等，導致對改造前的建筑沒能及時獲得計算節能率需要的各種數據，此時無法采用縱向對比法計算建筑節能改造的能耗減少，應該選擇橫向對比法對節能率進行測算。橫向對比法是指在改造建筑周邊選擇與該建筑結構相似的建筑采集參數，以此作為改造前的參數計算節能率，這種方法相比于縱向測評法存在較大誤差，因此在進行測算過程中應該盡量選擇與改造建筑相似度高的建筑采集相關參數。

建筑能耗測評時需要注意以下幾個方面的目的：（1）在確定建筑能耗測評的周期時，周期應該盡量選擇在室外溫度變化波動較小的時間段內，以提高計算結果的準確性。如果室外氣溫變化較大，可以采用較長的周期作為測評周期，獲得不同情況下的建筑能耗，進而得到更能反映實際建筑情況的結果。（2）采集建筑室內溫度和室外溫度時，應該盡量確保溫度的采集時間同步，減少人為因素給能耗測評造成的影響，對于室內溫度的測量尤其需要注意，最好在測量之前對時鐘進行同步校準，確保測量的結果能夠反映室內真實溫度情況。（3）進行建筑能耗測量時，要盡可能的排除其它干擾因素，對于建筑來說要在測量前期跟建筑內的居民溝通好，避免出現用戶長時間開窗引起的測量結果失真等現象。

4 建筑節能改造項目評價

對建筑進行節能改造時，建筑的結構和保溫措施發生了較大的改變，導致供暖相關指標發生了變化，為了不影響建筑室內的溫度與使用舒適度，建筑消耗的能量會減小，對于單純進行供暖熱量計算的項目，其供暖方式沒有發生較大的變化，對于這些建筑來說進行節能只能依靠行為節能方式，即通過調整熱價杠桿來調節當地供熱量，因此進行供熱改造項目的評價時，不能僅僅參考建筑節能率這一個指標，還需要參考熱計量改造的推廣規模，對項目的評價指標進行適當修改。

5 結語

建筑節能改造對于減少建筑能耗，提高能源利用效率有著重要意義。隨著我國對可持續發展重視程度越來越高，建筑的節能改造也逐漸引起人們的重視，對于供熱系統如何有效利用能源，提高熱量利用率是當前建筑節能改造應該重點考慮的問題。改造后的節能率應該根據實際建筑情況計算，盡量減少干擾因素對于真實節能率的影響，測評方法也要確保科學、合理，能夠反映出建筑節能改造效果。

參考文獻

[1]郭華，王雪梅. 既有居住建筑節能及供熱計量改造能耗測評方法探討[J]. 區域供熱，2010，03：25-26.

建筑節能的基本原理范文第2篇

【關鍵詞】綠色建筑；節能；外墻；設計

中圖分類號：TE08文獻標識碼：A文章編號：

Abstract：green building is to meet human comfort requirements of residence under the premise of the use of high energy efficiency in buildings, heating and air conditioning equipment and thermal insulation of new wall materials, to achieve the purpose of energy conservation, improve energy efficiency. Inthis paper, through concrete examples, to talk about the design of the external walls of the green energy-saving buildings.

Key words：green building; energy conservation; external wall; design

一、我國綠色建筑發展狀況

目前，全球煤炭、白油、天然氣能源日趨枯竭，人類將不得不轉向成本較高的水利、風力、太陽能、生物能、地熱、核能等。我國能源發展主要存在四大問題：能源利用效率低，能源終端利用效率僅為33％，比發達國家低10％；能源資源分布不均，造成西氣東送、北煤南運、西電東送；能源結構依然以煤為主，約占75％，全國年耗煤量已超過13億t；人均能源擁有量低、儲備昔低。隨著城市建設的高速發展，建筑能耗量也大幅度增加，在我國已超過全社會能源消耗量的三分之一．加上每年房屋建筑材料生產能耗，建筑總能耗已接近全國能源總消耗量的一半。現階段,我國社會全體成員還沒有充分認識到節能與綠色建筑工作的重要意義,缺乏節能與綠色建筑的基本常識,以及國家缺乏節能與綠色建筑有效的激勵政策和操作性強的節能、節地、節水和保護環境的法律法規。為此,國家住房和城鄉建設部表示,將會同有關部門強制性地執行現有的法規和節能標準,將建立一整套經濟激勵制度,喚起全民的節能意識,如對綠色建筑與節能建筑的稅收和收費給予優惠,雙管齊下,讓大家認識到推行綠色建筑和節能建筑的意義。同時,將借鑒發達國家已完善的技術體系、供應體系和評價體系,采取低成本、高成效的方式來推行建筑節能。所以，目前我國要加快綠色建筑的研究，推動其快速發展。

二、綠色節能建筑的外墻設計

1、工程基本概況

根據前期調研某商場建筑的實際情況,總建筑面積在1.68萬m2,其標準層面積一般在2500m2, 建筑層數一般為10層, 其中地下2層,同時,選擇商場主入口所在的外墻進行節能構造設計,而將其他立面的外墻假定為絕熱的,這樣一方面簡化了外墻能耗計算的工作量,另一方面有利于突出各外墻設計方案的節能效果的比較,提供一種易于操作的研究方法。

2、一般外墻保溫技術

我國傳統的建筑外墻多采用單一的材料來加厚墻體以起到保溫的作用，這樣不僅占用過多的建筑面積．墻體保溫效果也不好．目前常采用外墻夾芯保溫、外墻內保溫和外墻外保溫等措施。第一，外墻夾芯保溫技術多將保溫材料安置在內外墻之間，而內外側的墻片可采用傳統的磚或者混凝土空心砌塊等．這樣可以有效的保護．常用的保溫材料包括礦渣棉、玻璃棉、膨脹珍珠巖、聚苯乙烯泡沫等。但由于其結構復雜且抗震效果不好，應用范圍并不大。第二，外墻外保溫技術是目前比較常用的一種墻體節能技術．該技術是在外墻的外側貼上保溫層后再做裝飾。其結構如圖1所示．目前常采用的外墻外保溫技術有膨脹聚苯乙烯泡沫塑料板薄抹灰并用玻璃纖維加強的外墻外保溫系統和聚苯板與砼一次現澆外墻外保溫系統．外墻外保溫系統可保護主體結構。能夠有效阻擋外界溫度、紫外線等對房屋內部的影響；可以將房屋的內部面積增加1．3m2一1．8m2，降低建筑造價，同時外墻外保溫技術還具有防止保溫墻發生裂縫、方便舊房改造和適用范圍廣的特點．其綜合效應顯著，是用戶首選的外墻保溫節能技術。

圖 1 墻外保溫技術結構

3、能耗計算特點

前期研究顯示, 商場建筑的電力能耗峰值出現在夏季, 且夏季約為冬季的2倍。夏季能耗大于冬季的主要原因是空調制冷系統產生的能耗, 可見, 商場建筑外墻節能設計應重點考慮節省空調系統的能耗,因此,本文主要針對夏季商場建筑外墻的散熱量指標進行比較分析。從建筑師的專業角度來說, 能耗計算應盡量簡化、易于比較, 因此, 本文的能耗計算依據建筑熱工學基本原理采用了估算方式。估算主要體現在對基本參數的選擇上,主要采用綜合平均值, 如室內外計算溫度、外墻窗墻面積比等。

1）室內外計算溫度

室外計算溫度采用33.20C為《民用建筑熱工設計規范》( GB50176- 93)規定的室外計算溫度平均值；室內計算溫度采用260C,為通過調查統計得出的商場建筑夏季室內空調溫度的設定值。

2）窗墻面積比

窗墻面積比是反映商場建筑外墻狀況的重要指標,在建立商場建筑基本模型時,窗墻比指標應當能夠客觀地反映商場建筑外墻構成的普遍現狀。

4、本工程建筑節能效果及所使用材料的優勢

本工程采用加氣混凝土自保溫系統, 外墻主體部分不需要其他任何節能措施,提高了施工效率。外墻同時采用同一等級自保溫材料, 可以在樓板和梁柱混凝土結構通過驗收后進行砌筑和粘貼, 外墻主體和梁柱、剪力墻等熱橋部位可以同時施工, 互不影響。如果采用膠粉聚苯顆粒外墻外保溫系統, 在主體填充墻施工完畢后, 必須在墻體合乎外保溫要求的情況下才可進行外保溫處理, 并且膠粉聚苯顆粒漿料上墻后又必須經過一段時間養護, 待其達到一定強度后才能外貼瓷磚和粉刷外墻涂料, 所以施工時間要長一些,一個樓棟工程要花一個月左右時間; 另外外保溫系統砌體外墻要兩次外抹砂漿( 分別為膠粉聚苯顆粒漿料和水泥砂漿), 工序也要復雜一些。總之, 加氣混凝土自保溫系統比膠粉聚苯顆粒外保溫系統更能縮短建筑工期, 提前交房時間,可以加速開發商資金回籠。

5、后期的保養維修

由于加氣混凝土墻體材料具有優異的保溫隔熱性能, 加氣混凝土自保溫體系不需另外進行外保溫處理, 護結構墻體材料和保溫隔熱材料融為一體, 具有長期性和穩定性的優點,可以節省大量維修資金。而現在普遍使用的聚苯顆粒漿料等外保溫體系, 存在施工工序復雜、安全耐久性差、維修麻煩等問題,即使外保溫工程能達到國家要求的25年使用期限, 但25年后也存在對外保溫工程進行二次維修或更新的問題,給住戶帶來很大的麻煩。但是,加氣混凝土單一保溫節能墻體體系并不是萬能的,它較適合應用于框架結構以及低層和多層磚混結構的外墻;在嚴寒地區應用雖有優勢, 但不能簡單地僅靠增加墻厚來解決所有問題,還應補充其他措施。

結語

總之，隨著全球能源問題的日益嚴峻和建筑能耗嚴重影響了我國可持續發展的基本原則，資源短缺和環境問題得到了全世界廣泛關注。所以，綠色建筑的發展對國家節能降耗工作的開展是至關重要的，意義十分重大，其技術的研發也很有意義。外墻設計作為建筑節能設計的一部分，要特別注意新型材料的研究和應用，以達到節能的目的。

參考文獻

【l】李漢章．建筑節能技術指南【M】．北京：中國建筑工業出版社，2006，12．

【2】王昌．綠色建筑節能設計【M】．北京：中國建筑工業出版社，2007，7．

【3】顧湘．綠色建筑節能技術創新探索【J】．科技創新導報，2010，13：37．

建筑節能的基本原理范文第3篇

關鍵詞：節能建筑現場檢測

Abstract: China's building energy efficiency start than many countries later, the building energy consumption than in developed countries is much higher. China has built the building, there are a large part of the high-energy buildings. Therefore, to develop building energy efficiency is an urgent need. Some data indicate that that the, the use of that the effective architectural energy-saving technologies measures can effectively savings the building energy consumption. Building in the planning and design, construction and use of the process, not only to meet the indoor environment comfort, hygiene, health, and to take reasonable and effective building energy conservation technology, to achieve the goal of building energy conservation and environmental protection together, we must vigorously develop and utilize renewable and new energy.

Keywords: energy saving, construction, on-site testing.

中圖分類號： TE08 文獻標識碼：A 文章編號：

一、前言

作為節能工作中重要組成部分, 建筑節能具體指在建筑物的規劃、設計、新建（改建、擴建）、改造和使用過程中，執行節能標準，采用節能型的技術、工藝、設備、材料和產品，提高保溫隔熱性能和采暖供熱、空調制冷制熱系統效率，加強建筑物用能系統的運行管理，利用可再生能源，在保證室內熱環境質量的前提下，減少供熱、空調制冷制熱、照明、熱水供應的能耗。評價建筑物節能與否, 只按照建筑師基于熱工性能理論計算及能耗模擬的單 階段控制是遠遠不夠, 它不能反映出建筑物實際運行狀況和施工質量。節能檢測通過設備測試，能 質 檢驗等技術手段，能夠對用能單位的能源利用狀況進行定量分析，依據國家有關能源法規和技術標準對用能單位的能源利用狀況做出評價。對浪費能源的行為提出處理意見，加強了政府對用能單位合理利用能源的監督。

二、國內外研究發展現狀

1、國內研究發展狀況。國內外專家學者曾在圍護結構節能檢測技術方面做過很多探討和研究。上海水產大學的謝晶等人利用非穩態法對冷庫圍護結構的傳熱系數進行應用研究，提出了非穩態積分法和變Q 法以縮短測試試驗周期、提高試驗效率的技術措施。然而，這種方法仍然是在傳統測試方法上進行的改進，這種方法對其他民用建筑的適用性和測試精度還需要做進一步的實驗研究。田斌守對建筑節能現場檢驗標準《采暖居住建筑節能檢驗標準》的局限性進行了分析，提出了一種類似 熱箱法的箱體溫度控制裝置，來創造一個一維傳熱環境的測試方法，然而這種方法是基于傳統測試方法進行的改進，其測試的快速性和結果的準確性還有待進一步商榷，在這同時，這種方法打多是針對采暖建筑而提出的，對夏熱冬暖 地區的現場檢測適用性還需要進一步研究。

2、國外研究發展狀況。國外建筑物圍護結構熱工性能的現場檢測研究被報道的較少，大多數是在實驗室來完成性能檢測的，這種檢測的性能參數也是在常態的條件下進行的。美國在二十世紀末出臺了檢測建筑圍護結構熱阻 熱箱法的標準。法國人用瞬態熱源法來測試多孔建筑材料的導熱系數、熱擴散系數和熱容；日本人對建筑圍護結構外表面的對流換熱系數進行了現場測試，并且提出了建筑物外表面對流換熱系數和風速的關系式。

三、存在的主要問題

1、檢測設備、方法及檢測系統的針對性。

2、建筑節能現場檢測具有復雜性。它不僅表現在影響因素很多，還表現在影響因素對檢測結果的顯著性，要是處理不當，就可能會直接影響到測試結果的客觀性，甚至可能會得出完全不同的評價分析結論。

3、檢測技術和設備系統自身的不完善性。建筑圍護結構傳熱系數幾種檢測法本身的不完善就會很大的影響著檢測結果的真實性和客觀性。因此，怎樣針對地區氣候特點和建筑能耗特征來研制無成效、檢測精度高、快速準確的節能檢測系統是一個迫在眉睫的現實問題。

4、氣候條件多變性和差異性。在不同的地區氣候條件會有很大的差別，檢測參數對氣候條件又具有很大的依變性，怎樣根據當地的氣候條件，選擇合理的檢測方案和優化檢測技術就會顯得十分重要。

5、檢測數據處理的理論及方法不確定。對于得到的檢測數據，怎樣來進行科學處理是得到正確評價和分析結果的理論基礎。然而，目前對于有些檢測數據處理理論和方法還存在不確定性，應用不同的處理方法就會直接影響測試結果的正確性。

6、檢測程序和流程的嚴謹性。不同參數就會有不同的檢測流程，在當前對于建筑節能的檢測還沒有形成系統的檢測流程，現有的檢測流程也存在諸多的問題。

7、檢測參數的復雜性和多樣性。建筑節能現場檢測，需要進行檢測的數據多達幾十項，檢測內容也會有很大的差別，不僅有熱流密度的檢測、還有流體力學參量的測量，涉及內容的多樣性給檢測本身帶來了挑戰。

四、現場節能構造檢測項目

1、驗證墻體保溫材料的種類符合設計要求符合與否；

2、驗證保溫層的厚度是否達到設計的要求；

3、檢查保溫層構造做法與設計和施工方案要求符合與否等。

五、目前對建筑節能現場檢測的方法

1、熱流計法

熱流計法是檢測被測對象的熱流E、冷端溫度T1 和熱端溫度T2 , 就能夠根據公式(1) 計算出被測對象的熱阻和傳熱系數，現場檢測示意圖如圖1。

建筑節能的基本原理范文第4篇

【關鍵詞】建筑材料；導熱系數；測定方法

1引言

隨著我國建筑節能工作的不斷開展，各種新型節能材料在建筑工程中得到了非常廣泛的應用。建筑材料的絕熱性能是需要重點評定的指標。根據相關的規范規定，對于建筑工程中所應用的節能材料，在進入施工現場之前應對其導熱系數等主要技術指標進行見證取樣復驗。然而，在實際的建筑工程中，一些檢測人員對于節能材料導熱系數等指標的檢測標準、方法等并不熟悉，這就導致了檢測所得到的結果無法真實地反映節能材料的性能。本文將根據相關的規范和標準，對材料導熱系數的影響因素進行分析，主要的影響因素包括密度、濕度、分子結構及化學成分、熱流方向、溫度等。并探討導熱系數的幾種主要測定方法，主要包括穩態法和非穩態法。以確保提高測定方法的準確性，減少誤差。

2導熱系數的影響因素

導熱系數λ是指對于1m厚的材料的兩側溫度在1K或1℃的情況下，1s的單位時間內通過1m2面積所傳遞的熱量，其單位為W/(m.K)。根據導熱系數的概念可以知道，材料的導熱系數值越大，則表示其絕熱性能就越差。對于不同的材料，其導熱系數可能相差較大，并且材料導熱系數的影響因素較大，一般情況下主要包括密度、濕度、分子結構及化學成分、熱流方向、溫度等。因此，為了準確地測定材料的導熱系數，應對材料導熱系數的主要影響因素進行分析和探討。

2.1密度

一般情況下，材料的密度越大，材料的導熱系數就越大，反之，材料的導熱系數就越小。而對于含有孔隙的材料而言，材料的導熱系數的主要影響因素為材料的孔隙率和孔隙特征。一般情況下，材料的孔隙率越大，則材料的導熱系數就越低。在材料的孔隙率相同的情況下，具有相互連通的孔隙的材料會比孔隙封閉的材料的導熱系數高，這是因為連通的孔隙具有空氣對流的作用。此外，孔隙的尺寸越大，則材料的導熱系數就越大。

2.2濕度

水的導熱系數會比材料的導熱系數大很多，因此在材料受潮之后，材料的孔隙內就會存在較多的水蒸氣和水，這就會提高材料的導熱系數。一般情況下，材料的含水率越大，則導熱系數就越大。冰的導熱系數是水的導熱系數的4倍，如果材料中的水分被凍成冰，則材料的導熱系數會比含水的材料大大增加。如表1所示為加氣混凝土導熱系數與含水率之間的關系。

2.3分子結構及化學成分

材料的分子結構及化學成分對材料導熱系數的影響非常大。比如說，玻璃體物質的導熱系數會比晶體的導熱系數小很多，這是因為玻璃體物質不能形成晶格的形式。而對于多孔材料而言，無論固體部分的結構是晶體還是玻璃體，都不會對材料的導熱系數有較大的影響。這是因為多孔材料主要是由其內的空氣決定材料的導熱系數，而固體部分的影響就減弱了。

2.4熱流方向

對于各向異性的材料而言，材料不同方向的導熱性能會有所不同，因此熱流方向也會影響材料的導熱系數。一般情況下，如果熱流沿著材料纖維的延伸方向，則熱量所受到的阻力就越小，導熱系數就大，反之，如果熱流沿著材料纖維的垂直方向，導熱吸水就越小。2.5溫度溫度會對材料的導熱系數造成較大的影響，這是因為溫度越高，材料固體分子的熱運動就越強，這就會增加材料孔隙中空氣的導熱和孔壁件的輻射作用。因此可以認為，隨著溫度的增加，材料的導熱系數就增加。

3導熱系數檢測方法

一般情況下，對建筑材材料的導熱系數進行測定，可以采用的方法包括穩態法和非穩態法，其中穩態法包括防護熱板法和熱流計法，而非穩態法則包括脈沖法。以下將對這幾種導熱系數的檢測方法進行介紹。

3.1穩態法

穩態法具有的優點為原理簡單、計算方便、精度高等，但是其試驗裝置復雜、試驗時間長，此外穩態法對試件的要求較高。如果試件存在尺寸和平整度方面的穩態，則會產生接觸熱阻，這會影響測試的精度。3.1.1防護熱板法⑴原理防護熱板法的基本原理為在穩態條件下，防護熱板裝置的中心計量區域內在具有平行表面的均勻板狀試件中，建立類似于以兩個平行勻溫平板為界，無線大平板中存在的一維恒定熱流。式中，Q代表一維恒定熱流；A代表計算單元的面積；ΔT代表試件冷熱表面的溫度差；d代表厚度。⑵裝置一般情況下可以采用的防護熱板裝置為雙試件裝置和單試件裝置。在雙試件裝置中，兩個幾乎相同的試件中夾一個加熱單元，各個試件的外側設置一個冷卻單元。如圖1所示為雙試件防護熱板裝置。在單試件裝置中，加熱單元的一側用絕熱材料和背防護單元代替試件冷卻單元。⑶檢測要點①試件的選擇與尺寸。當采用雙試件防護熱板裝置進行材料導熱系數的檢測時，所采用的兩個試件的尺寸應確保一致，根據要求，兩個試件的厚度誤差應控制在2%以內。試件的尺寸應確保完全覆蓋加熱單元的表面，同時其厚度不得小于實際使用厚度。②試件制備。試件的表面應進行加工，確保平整，并且與面板之間應保證緊密接觸。試件表面的不平行度應控制在厚度的±2%以內。③狀態調節。在對試件的導熱系數進行檢測之前，應將加工好的試件放置在干燥器內進行狀態的調節。如果檢測的時間在試件從實驗室空氣中吸收顯著水分所需要的時間以內，則應在試件干燥結束之前，將其及時放置在干燥器內以確保試件保持干燥的狀態。如果檢測的時間超過試件從實驗室空氣中吸收顯著水分所需要的時間，則將試件放置在標準的試驗室的空氣，使試件的狀態調節到與室內空氣平衡。根據要求，標準的試驗室空氣狀態為293K±1K，50%±10%RH。④過渡時間和測量間隔。根據要求，試驗裝置和試件應確保有足夠的熱平衡時間，這樣可以準確的測量得到材料的熱性質。當試件內部存在傳質現象時，對試件測定的時間應控制在24h以上。3.1.2熱流計法⑴原理熱流計法的基本原理是指熱板和冷板在恒定溫度的穩定狀態下，熱流計裝置在熱流傳感器中心測量部分和試件中心部分建立類似于無限大平壁中存在的單向穩定熱流。⑵裝置在熱流計法中，所采用裝置如圖2所示，其主要組成部分包括加熱單元、熱流傳感器、試件以及冷卻單元。⑶檢測要點①試件選擇與尺寸。當采用雙試件熱流計裝置對導熱系數進行檢測時，兩個試件的厚度差值應控制在2%以內。試件的尺寸應確保完全覆蓋加熱單元的表面，同時其厚度不得小于實際使用厚度。②試件制備。試件的表面應進行加工，確保平整，并且與面板之間應保證緊密接觸。試件表面的不平行度應控制在厚度的±2%以內。③狀態調節。在熱流計法中，試件狀態的條件與防護熱板法中的描述相同。④過渡時間。如果在缺少類似經驗的情況下，采用熱流計裝置檢測時，其測定的時間間隔應為密度、比熱、厚度與熱阻的乘積或者300s的時間。一般應進行5次熱阻值的讀數，每次讀數之間的差值應控制在±1%以內。

3.2非穩態法

非穩態法主要包括脈沖法。這種方法設備簡單、操作方便，不需要孔溫制冷裝置，并且能夠對不同濕度下的材料的熱物系數進行測定。對材料進行一次試驗即可得到導熱系數、導溫系數以及比熱等參數。3.2.1原理脈沖法的基本原理為在試驗過程中，在較短的時間內對試件進行加熱，使其溫度發生變化，根據材料溫度的變化特點即可計算得到材料的導熱系數。3.2.2裝置在脈沖法中，所采用的裝置的主要組成部分包括一個加熱器、三塊試件以及測溫熱電等。3.2.3檢測要點⑴試件選擇一個試件主要包括三塊試件，其中一塊薄試件和兩塊厚試件，薄試件的尺寸為200mm×20mm×（20～30）mm，厚試件的尺寸為200mm×20mm×（60～100）mm。根據要求，試件表觀密度之間的差值應控制在5%以內。試件的表面應確保平整，厚度應確保均勻。試件之間的接觸面應確保緊密。⑵狀態調節。試件的狀態應根據測定的條件進行調整。如果需要測定不同含水量下試件的導熱系數，則應將試件放置在規定的濕度環境中。如果需要測定干燥狀態下的導熱系數，則應將試件烘干至恒重。

4結語

對于建筑材料而言，導熱系數是其節能性質的重要指標。材料的導熱系數的影響因素有很多，并且可以采取的檢測方法有很多，因此在對建筑材料的導熱系數進行測定之前，應根據材料的特性選擇合適的檢測方法，以提高檢測精度，確保數據的準確性。

【參考文獻】

[1]鄧朝暉.建筑材料導熱系數的影響因素及測定方法[J].工程質量,2008,204(07):15-18.

[2]龍連芳.節能材料導熱系數測定影響因素與質量控制[J].能源與節能,2015,117(06):96-99.

[3]李才對.非穩態法測量不良導體導熱系數的研究[D].昆明理工大學,2006.

建筑節能的基本原理范文第5篇

建筑與生態、節能的關系。建筑與氣候的關聯，源于人與氣候的關聯，源于建筑作為人依存的氣候過濾器的目的本身③。圍護結構，作為建筑生態建筑的起源與發展與外界氣候的分隔界面，是建筑對于氣候的第一個過濾層，它的熱工性能是建筑節能非常重要的一個節點。圍護結構的熱工性能，極大程度地影響了建筑內部微氣候（micro-climate）的狀況影響著節能的程度。中國建筑圍護結構保溫性能差，采暖空調系統能源效率低，建筑用能浪費嚴重。我國的采暖能耗占北方地區建筑能耗的50%以上。在實施建筑節能標準之前建造的建筑冬季采暖平均熱指標在30—50W/m2，為北歐相同氣候條件下建筑采暖能耗的2—3倍④。建設部副部長仇保興說：“我國每年城鄉新建房屋建筑面積近20億m2，其中80%以上為高能耗建筑，既有建筑近400億m2，95%以上是高能耗建筑。”《北京市居住建筑節能試點測試報告》也表明，按節能50%標準建造的建筑，實測節能只有37%；按節能30%標準建造的建筑，實測節能只有7.2%。由此可見，一方面，建筑的節能設計有利于節約地球能源，具有巨大的前景；另一方面，我國的建筑節能設計水平目前還比較低，極需得到充分的發展，極需提高應用水平。外墻的節能設計，是建筑的節能設計中最重要的一個環節。外墻的熱工性能與采光效率，決定了房屋節能的可能性。在建筑的圍護結構中，與外界氣候接觸最多的是外墻與屋頂。而外墻因其與外界接觸面積大、構造節點復雜、節能構造的可能性大而成為建筑節能設計中最重要的節點。

2、生態建筑理論的起源

2.1樸素的生態建筑理論。對于建筑與自然、建筑與生態的關系，早在文藝復興時期的達尼埃萊·巴爾巴羅就有討論過。他在《維特魯威，I.3》的評注中，認為藝術的法則應當遵循自然的法則，但他反對照原樣的模仿。這些觀點帶有樸素的生態美學的氣味。與之相仿的理論持有者，有1785年，米利薩在《回憶古代與現代建筑師》一書中提到兩種特殊性：一種是由自然決定的常數，另一種則是由氣候、人文習俗等各種因素所導致的變數。1777年，祖爾策提出了以大自然和人體為典范的“有機——功能主義”。這是最早的有機的字眼運用在建筑設計理論方面。從此以后，在這方面重要的理論幾乎沒有出現。這種現象一直持續到20世紀初。1926年，柯布西耶提出的“新建筑的五個特點”中的“屋頂花園”，已經具有生態建筑的一些結構特征，并且也是一種沿用至今的節能構造方式，可以說是現代節能建筑綠化屋頂的前身，并為生態建筑、建筑節能的誕生起到了重要的承啟作用。1954年，法蘭克·洛依德·賴特使用一些較晦澀的語言提出了“有機建筑（organicarchitecture）”，強調人類的居住應該與環境與自然世界相結合，使建筑與周邊環境、地形、樹木、家具等元素和諧相處，并形成一個有機的統一體。這是對于建筑與自然環境之間的關系最直接最肯定的論調。“有機建筑”強調的不僅僅是字面上建筑與自然環境之間的聯系，而且強調建筑的生命周期內每一個元素所組成的復雜的共同體之間的相互關系。這些來自文藝復興前后、早期的現代主義的理論，都明顯地帶有樸素的建筑生態觀。盡管現代主義的有機建筑觀已經實際地談到建筑與建筑與自然的關系，但是所有這些對于自然與生態的關注，都只是停留在建筑美學的范疇，并沒有突破其局限而到達建筑與生態環境、地球能源資源之間的相互依存、相互影響的本質上。但是這些觀點對于建筑與自然界之間關系的聚焦。2.2生態建筑理論的形成。1956年，索拉里第一個提出將Architecture和Ecology的概念和成新的詞Arcology，并在生態建筑的領域做了大量的研究工作，被尊稱為“生態建筑之父”。1959年，黑川紀章在《從機械原理的時代走向生命原理的時代》一書中認為建筑與城市必然會從機械原理時代走向生命原理的時代。從此，生態建筑的理論開始蓬勃發展。比較重要的理論有1963年，V·奧戈雅《設計結合氣候：地方主義的生物氣候研究》提出“生物氣候主義”的設計理論，認為建筑設計應當遵循氣候——生物——技術——建筑的設計過程。在國內，房志勇在《建筑節能技術》一書中以日照、傳熱學等為基礎，分別從建筑的圍護結構的絕熱、采暖的節能、制冷的節能、送（通）風的節能、照明的節能等方面分析了建筑節能的基本原理及方法。宋曄皓在《結合自然，整體設計：注重生態的建筑設計研究》一書中提倡整體的生態建筑觀，并引入生態系統構架和生物氣候緩沖層的概念。呂愛民在《應變建筑——大陸性氣候的生態策略》一文中提出“選擇透過性是一切生命都包含的固有屬性。”提倡建筑的圍護結構應像一切生命載體一樣，根據氣候的具體狀況，自發地選擇其“過濾”的功能。

3、生態建筑的萌芽與發展

意識到建筑在運行期間對環境產生的影響，建筑師們開始嘗試改良結構方式與構造方式，盡量減少建筑在運行期間對能源的依賴，從而減少建筑對環境的負面影響。這種方式建造的房屋，在某種程度上減少了建筑對于能源的依賴，有利于建筑與生態環境的可持續發展。1926年柯布西耶提出的新建筑的五個要點中，有一點是平屋頂花園。這恰恰是現代生態建筑常用的一個構造方法。在意識到石油資源的危機之后，潔靜能源替代高污染代價能源的需求日漸強烈。建筑作為能源的巨大消費者之一，建筑師不得不開始轉移建筑的能源核心。因此，潔凈能源技術如太陽能、風能、地熱能等逐步開始被利用來實現建筑與環境的共生。新能源技術的發展，使生態建筑進入以潔凈能源取代傳統能源的時代。傳統的外墻主體材料多采用單一材料，由于多種材料復合墻體的熱工性能可選擇性高，而且可根據建筑所在氣候區域的特征而設計墻體的熱工性能，并由此來決定墻體的材料與構造方式，所以，多種材料的復合墻體逐漸開始被廣泛的運用。節能的墻體由外墻外保溫逐漸發展至今，已經有各種各樣的墻體體系。而這些外墻的節能設計的思路主要分兩個：一是利用材料作隔熱層或蓄熱層；二是通過構造以調節氣流，從而達到節能的目的。比較早的一種節能墻體是1967年出現的一種名為特隆布的墻體。特隆布墻系統也就是太陽能透射系統，最早運用在由法國的特隆布和米歇爾在比利牛斯山中的奧戴尤建造的實驗住宅，最初是以設計建造者的名字命名。墻體主要由雙層玻璃、空氣層與蓄熱墻組成。在墻體的上、下端設有通氣口，以調節室內的氣溫。這種墻體體系保溫性能好，在被動式太陽能建筑中應用得更為廣泛。羅蘭斯墻也是一種以設計者名字命名的節能墻體。這種墻由雙層磚墻構成，墻外側涂成黑色，并用玻璃把墻的上面覆蓋起來，作為集熱部分，使墻體中間的熱暖空氣與室內的空氣循環流動⑤。外墻外保溫雖然可以避免出現“熱橋”，但是位于外部的保溫材料在很大程度上影響了蓄熱墻體對太陽輻射的吸收。基于北極熊黑色的皮膚與白色的體毛的保溫原理，TIM墻體新型透明絕熱材料及復合墻體，外部為兩片玻璃，中間夾著管徑約3.5mm的吸管狀的透明絕熱材料，內部為表面涂成黑色的蓄熱墻體。這種墻體的保溫性能以及隔熱性能都很好。法國的建筑師讓·努維爾設計的阿拉伯研究中心，外墻是由無數個金屬格片組成，像無數個鏡頭的光圈一樣。通過傳感器對戶外日照角度與強度的感應，由電腦控制這些金屬格片的角度與張合，可以調節建筑外墻的入光量及熱輻射量。電腦控制系統還可以根據照明需要，可以自動切換人工照明的開關。這些金屬片的閉合，可以減少熱傳遞的發生，從而在照明、隔熱與保溫方面起到有效節能的作用。諾曼·福斯特設計的法蘭克福商業銀行總部大廈，運用了一種兩層玻璃間設有通風槽的“可呼吸”式表皮，這種結構方式有利于表皮的內部通風散熱，也有利于減少建筑運行的能耗，促進了幕墻結構尤其是玻璃幕墻建筑的節能。因此，這種構造在雙層玻璃幕墻建筑中使用得比較多。此外，還有Peakshaver集熱墻、水墻、充水墻和相變儲熱墻等節能墻體體系。但是，在墻體的蓄熱性能提高的同時，卻帶來夏季防熱的問題。因此，蓄熱墻體常須結合遮陽設施來保證夏季的防熱。遮陽的做法主要有內外遮陽之別，也有在雙層皮玻璃幕墻的中間層做遮陽（嵌入式），對于節能都能有顯著的效果。但無論從立面效果還是從隔熱的效果來看，外遮陽的效果都比內遮陽稍勝一籌。是故外遮陽的做法比較常見。

4、結語