建筑设计院建筑节能设计手册

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建筑设计院建筑节能设计手册
第一章 建筑节能设计概述........................................................................................................... 2
1 建筑节能设计意义与目标............................................................................................. 2
2 建筑节能设计原则......................................................................................................... 3
3 建筑节能设计流程......................................................................................................... 3
第二章 建筑节能设计基础理论................................................................................................... 4
1 建筑热工学基本原理..................................................................................................... 4
1.1 热平衡原理................................................................................................................ 4
1.2 热传导原理................................................................................................................ 4
1.3 热对流原理................................................................................................................ 4
1.4 热辐射原理................................................................................................................ 4
2 建筑能耗分析................................................................................................................ 4
2.1 建筑外围护结构的能耗............................................................................................. 5
2.2 室内设备的能耗......................................................................................................... 5
2.3 室外环境的能耗......................................................................................................... 5
3 建筑节能技术体系......................................................................................................... 5
3.1 外围护结构节能技术................................................................................................. 5
3.2 室内设备节能技术..................................................................................................... 5
3.3 室外环境节能技术..................................................................................................... 5
3.4 智能化节能技术......................................................................................................... 5
第三章 建筑围护结构节能设计................................................................................................... 5
1 外墙节能设计................................................................................................................ 5
2 屋面节能设计................................................................................................................ 6
3 窗户节能设计................................................................................................................ 6
第四章 建筑照明节能设计........................................................................................................... 6
1 照明系统节能设计原则................................................................................................. 6
2 照明设备选型与节能措施............................................................................................. 7
3 照明控制系统设计......................................................................................................... 7
第五章 建筑空调系统节能设计................................................................................................... 8
1 空调系统节能设计原则................................................................................................. 8
2 空调系统设备选型与节能措施..................................................................................... 8
2.1 设备选型.................................................................................................................... 8
2.2 节能措施.................................................................................................................... 8
3 空调系统运行与维护..................................................................................................... 9
3.1 运行管理.................................................................................................................... 9
3.2 维护保养.................................................................................................................... 9
第六章 建筑供暖系统节能设计................................................................................................... 9
1 供暖系统节能设计原则................................................................................................. 9
2 供暖系统设备选型与节能措施................................................................................... 10
3 供暖系统运行与维护................................................................................................... 10
第七章 建筑热水系统节能设计................................................................................................. 11

1 热水系统节能设计原则............................................................................................... 11
2 热水系统设备选型与节能措施................................................................................... 11
3 热水系统运行与维护................................................................................................... 12
第八章 建筑可再生能源利用..................................................................................................... 12
1 可再生能源概述........................................................................................................... 12
2 太阳能利用.................................................................................................................. 12
2.1 太阳能热水系统....................................................................................................... 12
2.2 太阳能光伏发电....................................................................................................... 13
2.3 太阳能建筑一体化................................................................................................... 13
3 风能利用...................................................................................................................... 13
3.1 风力发电系统........................................................................................................... 13
3.2 建筑风能利用设计................................................................................................... 13
4 地热能利用.................................................................................................................. 13
4.1 地源热泵系统........................................................................................................... 13
4.2 地热供暖系统........................................................................................................... 13
第九章 建筑智能化节能设计..................................................................................................... 14
1 建筑智能化概述........................................................................................................... 14
2 智能照明系统设计....................................................................................................... 14
3 智能空调系统设计....................................................................................................... 14
4 智能能耗监测与管理................................................................................................... 15
第十章 建筑节能评估与优化..................................................................................................... 15
1 建筑节能评估方法..................................................................................................... 15
2 节能优化策略............................................................................................................. 16
3 节能评估案例分析..................................................................................................... 16
第十一章 建筑节能政策与标准................................................................................................. 17
1 建筑节能政策概述..................................................................................................... 17
2 建筑节能标准体系..................................................................................................... 17
3 建筑节能政策与标准实施......................................................................................... 18
第十二章 建筑节能设计案例分析............................................................................................. 18
1 住宅建筑节能设计案例............................................................................................. 18
2 公共建筑节能设计案例............................................................................................. 19
3 绿色建筑节能设计案例............................................................................................. 19
第一章 建筑节能设计概述
1 建筑节能设计意义与目标
社会经济的快速发展，能源消耗问题日益突出，建筑能耗在其中占据着重
要地位。建筑节能设计作为一种可持续发展的建筑设计理念，旨在降低建筑在使
用过程中的能源消耗，提高能源利用效率，减少对环境的负面影响。建筑节能设
计的意义主要体现在以下几个方面：

（1）缓解能源压力：建筑节能设计有助于降低建筑能耗，从而减轻我国能

源供应压力，保障国家能源安全。

（2）保护环境：建筑节能设计可以减少建筑在使用过程中的碳排放，减缓

全球气候变化，保护生态环境。

（3）提高生活质量：建筑节能设计可以提高室内舒适度，改善居住环境，

提高居民生活质量。

建筑节能设计的目标主要包括：

（1）降低建筑能耗：通过优化建筑设计，降低建筑在使用过程中的能源消

耗。

（2）提高能源利用效率：利用新能源、可再生能源等替代传统能源，提高

建筑能源利用效率。

（3）减少碳排放：降低建筑在使用过程中的碳排放，减缓全球气候变化。

1.2 建筑节能设计原则

在进行建筑节能设计时，应遵循以下原则：

（1）整体性原则：建筑节能设计应考虑建筑的整体功能，包括建筑布局、

体型、朝向、材料等。

（2）适应性原则：建筑节能设计应充分考虑地域气候特点，使建筑适应不

同气候条件。

（3）创新性原则：建筑节能设计应积极采用新技术、新材料、新工艺，提

高建筑节能效果。

（4）经济性原则：建筑节能设计应在满足节能要求的前提下，充分考虑投

资回报，实现经济效益最大化。

1.3 建筑节能设计流程

建筑节能设计流程主要包括以下几个阶段：

（1）前期调研：了解建筑所在地的气候特点、资源条件、建筑规范等，为

后续设计提供基础数据。

（2）方案设计：根据前期调研结果，确定建筑布局、体型、朝向等，初步

确定建筑节能措施。

（3）初步设计：细化建筑节能措施，进行建筑结构、材料、设备等方面的

设计。

（4）施工图设计：根据初步设计，绘制施工图纸，明确建筑节能设计的具

体要求。

（5）施工阶段：在施工过程中，严格按照设计要求进行施工，保证建筑节

能效果。

（6）验收阶段：对建筑节能设计实施情况进行检查验收，保证建筑节能效

果达到预期目标。

（7）后期评估：对建筑节能效果进行评估，总结经验教训，为今后建筑节

能设计提供借鉴。

第二章建筑节能设计基础理论

2.1 建筑热工学基本原理

建筑热工学是研究建筑内部热环境与外部环境相互作用下，建筑物的热过

程及其影响的学科。以下是建筑热工学的基本原理：

2.1.1 热平衡原理

热平衡原理是建筑热工学的基础。它指出，在稳定条件下，建筑物内部的热

量收入与支出相等，即建筑物内部的热量平衡。这一原理对于建筑物的能耗分析

和节能设计具有重要意义。

2.1.2 热传导原理

热传导是热量在物体内部传递的过程。建筑物的热传导主要包括墙体、屋面

地面等部位。热传导原理表明，热量总是从高温区域向低温区域传递，直到两者

温度相等。

2.1.3 热对流原理

热对流是指流体（如空气、水等）在温度差的作用下，发生流动，从而传递

热量的过程。建筑物的热对流主要包括室内外空气流动、室内设备散热等。

2.1.4 热辐射原理

热辐射是指物体表面向外发射热量的过程。建筑物内部的热辐射主要包括太

阳辐射、人体辐射等。热辐射原理表明，热辐射强度与物体表面的温度四次方成

正比。

2.2 建筑能耗分析

建筑能耗分析是建筑节能设计的基础。建筑能耗主要包括以下几个方面：

2.2.1 建筑外围护结构的能耗

建筑外围护结构包括墙体、屋面、地面、门窗等。这些部位的能耗主要取决于

其保温隔热功能、气密功能等。

2.2.2 室内设备的能耗

室内设备主要包括空调、照明、热水等。这些设备的能耗与设备功能、使用时

间、运行方式等因素有关。

2.2.3 室外环境的能耗

室外环境对建筑能耗的影响主要包括太阳辐射、温度、湿度等。这些因素会

直接或间接地影响建筑物的热环境。

2.3 建筑节能技术体系

建筑节能技术体系包括以下几个方面：

2.3.1 外围护结构节能技术

外围护结构节能技术主要包括墙体保温隔热技术、屋面保温隔热技术、门窗

节能技术等。

2.3.2 室内设备节能技术

室内设备节能技术主要包括空调系统节能技术、照明系统节能技术、热水系

统节能技术等。

2.3.3 室外环境节能技术

室外环境节能技术主要包括太阳辐射利用技术、自然通风技术、绿色建筑技

术等。

2.3.4 智能化节能技术

智能化节能技术主要包括建筑能耗监测与控制系统、智能家居系统等。通过

智能化技术，实现建筑能耗的实时监测、优化控制，提高建筑节能效果。

第三章建筑围护结构节能设计

3.1 外墙节能设计

外墙作为建筑围护结构的重要组成部分，其保温隔热功能对建筑节能效果

有着的影响。外墙节能设计的主要目标是降低墙体传热系数，减少建筑能耗。

外墙节能设计可以从以下几个方面进行：

（1）选择合适的保温材料：选用导热系数低、保温效果好的材料，如 EPS

板、XPS 板、PU 板等。

（2）优化墙体构造：采用内保温、夹心保温、外保温及综合保温等多种保

温形式，结合建筑物的实际情况，选择合适的保温形式。

（3）提高墙体的热惰性：增加墙体的热容量和热阻，降低墙体的热传导速

度。

（4）提高墙体的气密性：加强墙体缝隙的密封，减少空气渗透。

3.2 屋面节能设计

屋面是建筑围护结构的另一个重要部分，屋面节能设计对降低建筑能耗具

有重要意义。

屋面节能设计可以从以下几个方面进行：

（1）选用高效的保温隔热材料：如岩棉板、玻璃棉板等，提高屋面的保温

隔热功能。

（2）优化屋面构造：采用双层屋面、斜屋面、坡屋面等多种形式，提高屋

面的热阻。

（3）设置通风层：在屋面内部设置通风层，降低屋面内部温度，减少热量

传递。

（4）采用绿色屋顶：种植植被，提高屋面的热岛效应，降低屋面温度。

3.3 窗户节能设计

窗户是建筑围护结构中传热系数最高的部分，窗户节能设计对建筑节能具

有重要意义。

窗户节能设计可以从以下几个方面进行：

（1）选用高功能的玻璃：如低辐射玻璃、双层玻璃、三层玻璃等，提高窗

户的保温隔热功能。

（2）优化窗户尺寸：合理控制窗户面积与墙体面积的比例，降低窗户能耗。

（3）设置遮阳设施：采用固定式或活动式遮阳，降低窗户的太阳辐射热量。

（4）提高窗户的气密性：加强窗户缝隙的密封，减少空气渗透。

通过以上措施，可以有效地降低建筑围护结构的能耗，提高建筑节能效果。

第四章建筑照明节能设计

4.1 照明系统节能设计原则

建筑照明节能设计是建筑节能设计的重要组成部分，其目的在于降低照明

能耗，提高照明效果，为用户提供舒适、安全的照明环境。在进行照明系统节能

设计时，应遵循以下原则：

（1）满足功能需求：照明系统设计应满足建筑物的功能需求，保证照度、

亮度、色温等参数达到国家标准，保证照明质量。

（2）绿色环保：选用高效、低能耗的照明设备，减少能源消耗，降低环境

污染。

（3）智能化控制：采用智能化控制系统，实现照明设备的自动调节，提高

照明效率。

（4）以人为本：关注用户体验，提高照明舒适度，营造温馨、和谐的照明

环境。

4.2 照明设备选型与节能措施

照明设备的选型与节能措施是照明系统节能设计的关键环节。以下为照明设

备选型与节能措施的具体内容：

（1）选用高效光源：如 LED、T5荧光灯等，具有光效高、寿命长、节能环保

等特点。

（2）合理选择灯具：根据建筑空间特点，选择适合的灯具，提高光利用率，

减少能源浪费。

（3）控制功率密度：合理控制照明功率密度，降低单位面积的能耗。

（4）采用节能配电系统：优化照明配电系统，降低线路损耗，提高供电效

率。

（5）利用自然光：充分利用自然光，减少照明能耗。

4.3 照明控制系统设计

照明控制系统是照明系统节能设计的重要组成部分，其设计原则如下：

（1）智能化控制：采用智能化控制系统，实现照明设备的自动调节，提高

照明效率。

（2）分区控制：根据建筑空间功能分区，实现分区控制，降低能耗。

（3）场景控制：根据用户需求，设置多种场景模式，提高照明舒适度。

（4）调光控制：采用调光技术，实现照明亮度的灵活调节，降低能耗。

（5）定时控制：设置定时开关，实现无人自动关灯，降低能耗。

通过以上措施，可以实现对建筑照明系统的智能化、节能化控制，提高照明

效果，降低能耗。

第五章建筑空调系统节能设计

5.1 空调系统节能设计原则

建筑空调系统作为建筑能源消耗的重要组成部分，其节能设计。空调系统节

能设计应遵循以下原则：

（1）满足舒适性需求：在保证室内空气质量、温度、湿度等参数达到舒适

标准的前提下，降低空调系统能源消耗。

（2）提高能效比：通过优化空调系统设计，提高设备能效比，降低空调系

统的能源消耗。

（3）合理选用空调系统形式：根据建筑特点、使用功能等因素，合理选用

空调系统形式，降低空调系统的能源消耗。

（4）充分利用可再生能源：在空调系统中充分利用太阳能、地热能等可再

生能源，降低传统能源的消耗。

5.2 空调系统设备选型与节能措施

空调系统设备选型与节能措施是空调系统节能设计的关键环节。以下从设备

选型与节能措施两方面进行分析：

5.2.1 设备选型

（1）选用高效节能的空调机组：空调机组是空调系统的核心设备，选用具

有高效节能特点的空调机组，可降低空调系统的能源消耗。

（2）选用合理容量的空调设备：根据建筑负荷特性，合理选择空调设备的

容量，避免设备过大或过小，提高空调系统的运行效率。

（3）选用环保型制冷剂：选用具有环保功能的制冷剂，降低空调系统对环

境的影响。

5.2.2 节能措施

（1）优化空调系统设计：通过优化空调系统设计，降低空调系统的阻力损

失，提高空调系统的运行效率。

（2）采用变频调速技术：通过变频调速技术，实现空调设备的精确控制，

降低空调系统的能源消耗。

（3）加强空调系统保温：对空调系统管道、设备等进行保温处理，降低空

调系统的热损失。

（4）合理设置空调系统运行参数：根据室内外环境变化，合理调整空调系

统运行参数，提高空调系统的运行效率。

5.3 空调系统运行与维护

空调系统运行与维护是保证空调系统长期稳定运行、实现节能目标的重要环

节。以下从运行与维护两方面进行分析：

5.3.1 运行管理

（1）加强运行监测：对空调系统运行参数进行实时监测，发觉异常情况及

时处理。

（2）定期检查设备：定期对空调设备进行检查，保证设备正常运行。

（3）优化运行策略：根据室内外环境变化，调整空调系统运行策略，提高

空调系统的运行效率。

5.3.2 维护保养

（1）定期清洗空调设备：对空调设备进行定期清洗，提高设备换热效率。

（2）检查制冷剂：定期检查制冷剂，保证制冷剂量适中，避免制冷剂泄漏。

（3）更换损坏部件：对损坏的空调部件进行及时更换，保证空调系统正常

运行。

通过以上措施，可以有效降低建筑空调系统的能源消耗，实现空调系统的

节能目标。

第六章建筑供暖系统节能设计

6.1 供暖系统节能设计原则

在当前我国节能减排的大背景下，建筑供暖系统的节能设计显得尤为重要。

以下是供暖系统节能设计的主要原则：

（1）满足舒适性要求：在保证室内温度舒适的前提下，降低供暖系统的能

耗。

（2）优化系统布局：合理规划供暖系统的管道布局，减少管道长度，降低

系统能耗。

（3）选择高效设备：选用高效率的供暖设备，提高供暖系统的整体效率。

（4）充分利用可再生能源：在条件允许的情况下，采用太阳能、地热能等

可再生能源供暖。

（5）智能控制：采用先进的控制策略，实现供暖系统的自动化、智能化运

行。

6.2 供暖系统设备选型与节能措施

（1）设备选型

在选择供暖设备时，应根据建筑规模、使用需求、能源类型等因素进行综合

分析。以下是一些建议：

1）选择高效、低污染的供暖锅炉，如燃气锅炉、电锅炉等。

2）选用高效率的热交换器，提高热交换效率。

3）选用节能型供暖末端设备，如散热器、风机盘管等。

（2）节能措施

1）优化管道布局：在设计供暖管道时，应尽量缩短管道长度，减少管道阻

力损失。

2）保温隔热：对供暖管道、设备等进行保温隔热处理，降低热量损失。

3）调节供热量：根据实际需求，调整供暖系统的供热量，避免过度供暖。

4）回收余热：利用冷却塔、热泵等技术，回收供暖过程中的余热，提高系

统能效。

5）智能控制：采用温度传感器、流量传感器等设备，实时监测供暖系统运

行状态，实现自动化控制。

6.3 供暖系统运行与维护

供暖系统的运行与维护是保证系统长期稳定运行、降低能耗的关键环节。以

下是一些建议：

（1）定期检查：定期对供暖系统进行检查，发觉并及时处理设备故障。

（2）清洗保养：定期对供暖设备进行清洗和保养，提高设备运行效率。

（3）调整运行参数：根据实际需求，调整供暖系统的运行参数，保证系统

在最佳状态下运行。

（4）培训操作人员：加强对操作人员的培训，提高操作水平，保证系统安

全、稳定运行。

（5）节能监测：建立供暖系统能耗监测体系，实时掌握能耗情况，及时采

取措施降低能耗。

第七章建筑热水系统节能设计

7.1 热水系统节能设计原则

建筑热水系统作为建筑能源消耗的重要组成部分，其节能设计对于提高建

筑能源利用效率、降低能源成本具有重要意义。以下是热水系统节能设计的主要

原则：

（1）合理规划热水系统规模：根据建筑用途、规模、热水需求量等因素，

合理确定热水系统的规模，避免过度设计或设计不足。

（2）选择高效节能设备：优先选用高效节能的热水器、热泵等设备，提高

热能利用效率。

（3）优化系统布局：合理布局热水管道，减少热水输送过程中的热量损

失。

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建筑设计院建筑节能设计手册第一章建筑节能设计概述...........................................................................................................21.1建筑节能设计意义与目标.............................................................................................21.2建筑节能设计原则....................................................

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