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關鍵詞：被動技術建筑節能太陽能
1.引言
在人口不斷膨脹，地球環境被破壞，資源枯竭等問題困擾人類的今天，能源和環境這一課題引起全世界范圍的關注。能源和環境之間有著密不可分的聯系，能源的消耗會對周圍環境產生一定程度的污染并且能源的有限性也使得人們越來越重視能源問題。早在70年代能源危機之后，人們對“節能”產生了一種新的道德觀，這種道德觀認為，節能假如不是一種生活方式，那么一定是一種生活的必需。[13]如今，節能已經成為國家政策，它已經被賦予了新的含義——能量的有效利用。但是在現代建筑設計中，人們往往較為注重建筑物的幾何外觀，使用了許多玻璃幕墻等外表美觀的建筑形式，因而大大增加了建筑能耗。建筑能耗在總能耗中所占比例較大，并且隨著現代化生活水平的提高而逐步增長。能源的消耗不僅加劇了地球礦物燃料的日益緊缺和枯竭，而且嚴重污染了地球環境。由表1[2、10]中可以看出，工業發達國家建筑能耗占總能耗的30％～40％，我國建筑能耗業占總能耗的10％以上。[2]因此建筑節能潛力很大。在全面深入貫徹21世紀議程和實施可持續發展戰略的今天，建筑節能已成為未來建筑的發展方向和人類社會共識。
表1.建筑能耗占總能耗的比例國家
美國
英國
瑞典
丹麥
荷蘭
意大利
加拿大
比利時
日本
建筑能耗占總能耗的比例（％）
31.9
34.3
33.9
42.4
33.9
27.4
31.8
31.8
20.3
建筑能耗中空調能耗占主要部分，隨著人們對生活標準、工作環境要求的提高和空調技術的迅猛發展，空調能耗業已驚人的速度增加，于是人們開始不斷的尋求空調節能的途徑。在幫助創造建筑物內舒適的熱力學環境方面，古建筑學就包含了許多被動特色。但是在現代建筑設計中，人們漸漸忽略了被動方式而用機械系統來給建筑物供熱、供冷。然而，在能源危機之后，人們開始重新對利用被動方式給建筑物供熱、供冷產生興趣。被動冷卻可以被定義為利用自然的方法從建筑物中移走熱量，通過對流、蒸發和輻射或者是通過相鄰部分傳導和對流的方式防止從大氣中吸熱。[3]被動技術與機械系統相比具有節能、對環境無污染等優點。被動技術利用自然的太陽能、風、水等無污染的能源對建筑物進行冷卻或加溫，避免了機械系統使用氟利昂等制冷劑對臭氧層的破壞，有利于環境保護。
建筑物能耗中的空調能耗在夏季或是在氣候炎熱的地區日間出現峰值，給地區及國家的電力能源等系統帶來了強大的負擔。在我國，1999～2000年興建住宅約55億㎡，此外，隨著人們對室內舒適性要求的不斷提高，過去一些非采暖地區越來越廣泛的使用采暖設施，制冷空調設備也在全國范圍內得到普及。據統計，我國2000年空調年產量已超過1340萬臺。[4]由此可見，今后我國空調能耗必將急劇增加。另外，生活熱水的提供也將大大增加建筑能耗，這都將給能源、電力、和環境造成巨大的壓力。在我國，部分地區有著豐富的太陽能資源，太陽能是一種巨大的、可再生的、無污染的能源，如果能將豐富的太陽能充分的收集利用不僅能減少空調能耗中用來抵消太陽輻射熱的負荷，還可以利用太陽能加熱水以提供生活熱水，這樣就大大的緩解了社會各個部門的壓力，有利于社會的進步和經濟的發展。
2.我國的太陽能資源
我國地處18°～54°之間，幅員遼闊，擁有極其豐富的太陽能資源，全國約由三分之二以上的地區太陽能利用條件良好，年日照時間大于2000h左右，尤其是西北地區和青藏高原，年平均日照時間在3000h左右。拉薩素有“陽光城”之美稱；華北和內蒙古一帶日照條件也較優越；東南海域許多島嶼也有足夠的太陽能資源。據估計，我國陸地表面每年接受的太陽輻射能約為50×1018KJ全國各地太陽年輻射總量達335～837KJ/㎝2。若按各地太陽年輻射總量來劃分，我國大致可分為五個太陽能資源帶，如表2所示。[4]
表2中國太陽能資源的劃分地區分類
年日照時數
（h）
年輻射總量
（KJ/㎝2）
相當于燃燒標煤（Kg)
包括地區
與國外相當的地區
一
2800～3300
670～837
230～280
寧夏北部、甘肅北部、新疆東南部、青海西部與西部
印度和巴基斯坦北部
二
3000～3200
586～670
200～230
河北北部、山西北部、內蒙古和寧夏南部、甘肅中部、青海東部、東南部和新疆南部
印度尼西亞的雅加達一帶
三
2200～3000
502～586
170～200
北京、山東、河南、河北東部、山西南部、新疆北部、云南、陜西、甘肅東南部、廣東和福建南部
美國的華盛頓地區
四
1400～2200
419～502
140～170
湖北、湖南、江西、浙江、廣西和廣東北部、江蘇和安徽的南部、陜西南部、黑龍江
意大利的米蘭地區
五
1000～1400
335～419
110～140
四川、貴州
法國的巴黎和俄羅斯的莫斯科地區
研究結果表明，在太陽能利用方面具有經濟價值的地區是年輻射總量高于2200h的地區。因此，我國具有在大部分地區建筑物中推廣應用太陽能利用技術的良好條件，尤其是西北干旱地區、青藏高原以及常規能源短缺或電力緊張的地區更應該重視太陽能的開發和利用。
3.被動冷卻技術在建筑物中的應用方式
隨著人們對于環境污染問題越來越重視、對于室內空氣品質要求的不斷提高，在不斷加緊研究和推行空調節能，改善室內空氣條件，尋找替代冷煤的同時，許多國家都在積極的探索利用自然條件的冷卻方法。[9]實踐證明，在提高維護結構隔熱性能以大大減少空調負荷的基礎上，配以自然冷卻的技術和措施，對很多地區而言非常有效的。這些技術和措施一般被稱為被動冷卻和混合冷卻。被動冷卻在建筑物中的應用方式可按照作用對象的不同分為四類：第一類主要是對建筑物屋頂進行冷卻（設置蓄水屋頂、含濕材料、加蓋隔熱板、設置空氣層等）；第二類主要是對建筑物墻體進行冷卻（在墻體中間設置空間層）；第三類主要是對建筑物的窗、玻璃幕、陽臺等透光部分進行冷卻（設置遮陽、水簾等）；第四類主要是對建筑物室內地板進行冷卻（建地下室等）。
3.1應用于建筑物屋頂的被動冷卻技術
對于一個單層建筑物，四面都暴露于太陽下，在夏季建筑物吸入的熱量有36.7％是由屋頂獲得。一般的，屋頂始終暴露于太陽之下，而四側墻體不受陽光照射，因此在那種情況下，建筑物獲得的熱量大概有50％或更多來自于屋頂。[3]因為屋頂吸熱是建筑物吸熱的主要來源，因此對于如何減少屋頂的吸熱成為減少建筑物能耗的關鍵。
3.1.1屋面水池
屋頂水池是唯一的一種同時可用于夏季供冷、冬季供暖的被動系統。最常用的系統是在堅固并高導熱的平頂上設置淺水池。屋頂蓄水后,太陽的輻射熱由于水分的不斷蒸發而減緩,由于水層的吸收作用也要奪走部分輻射熱,從而可以有效的防止建筑物屋頂房間的過熱.同時,由于屋面的防水層是處在水層之下,不直接受太陽紫外線的強烈照射,可以延緩材料老化.對于剛性防水屋面,蓄水層還可以緩解溫度伸縮的脹力,減少屋面開裂的可能性.[5]而且蓄水的水層厚度時的水層對于太陽能的透射率降低,但是吸收率有所增加.很多國家已開始采用這種蓄水屋面,如原蘇聯已大面積將蓄水屋面用于紡織工廠及其他工業廠房,[5、11]法國和美國也不同程度的應用了蓄水屋面,在我國四川也采用了蓄水屋面,綜合效果較令人滿意.[9]
另外還可以在水池上設置一層隔熱板，在夏季，在日間水池由隔熱板覆蓋，夜間可移動的隔熱板移走并且通過夜間冷卻使水冷卻。建筑物熱量通過屋頂由室內傳至周圍環境并且獲得冷卻。通過使用帶有隔熱板的屋頂水池可使得屋頂得熱減小，它減少了屋頂吸收的太陽輻射。在冬季，可移動隔熱板在日間移開，以便水池里的水吸收太陽輻射熱并加熱建筑物。水池在夜間蓋上隔熱板以便于水池中熱的水將熱量傳進建筑物。外觀如圖1，結構如圖2。[3]
3.1.2屋面鋪設含濕材料
蒸發冷卻是最重要的被動冷卻過程，無論何時，只要含濕材料或是材料濕表面的水蒸氣壓力高于周圍環境大氣中的水蒸氣分壓力，蒸發冷卻都可以進行。此類蒸發冷卻采用在建筑物面上鋪設一層含濕材料(如圖3)[8],此層材料依靠淋水或天然降水來補充含濕層水分。當材料含濕后受太陽輻射和大氣對流及天空長波輻射換熱,內部水分通過熱濕遷移機理的作用遷移至表面并在此蒸發。[8]含濕多孔體水分蒸發過程是眾多因素綜合作用的結果,如液體擴散、毛細流動、蒸發凝結、壓力梯度、重力等。[7]
圖3.多孔材料屋頂結構
屋頂鋪設含水的粗麻布袋是比較原始的鋪設材料，經過長時間的試驗和實踐研究，人們發現了許多新型的屋頂含濕材料，這些材料的蒸發冷卻效果要遠遠好于粗麻布袋，如多孔含濕材料等。由于太陽輻射給屋頂帶來的熱量也使含濕材料中的水分蒸發，因此，太陽輻射熱強度一定程度的增大不但不會增加屋頂吸熱，反而會使得蒸發冷卻效果增強，屋頂降溫效果更好，另外風速較大也可以使得蒸發冷卻效果增強。由此可以看出，蒸發冷卻技術對于在太陽輻射強度大、風速大的干旱地區的建筑物非常適用。通過這種技術，室內干球溫度可以接近于室外的濕球溫度。多孔含濕材料層被動蒸發冷卻的降溫方法效果顯著，建筑屋面降溫約25℃屋頂內表面降溫約5℃優于現行傳統的蓄水屋面。[11]
3.1.3屋頂設置空氣隔熱層
在屋頂上設置一空氣隔熱層（如圖4）[3]可使建筑物屋頂得熱量減小。一般情況下是在屋頂放置一些導熱性能較低的支撐物，并在上面改一層隔熱板，這樣在屋頂和隔熱板之間就形成了一個空氣層。這個空氣層就起到了隔熱作用，不但可以通過隔熱板而使屋頂太陽輻射得熱減少，還可以通過空氣層的隔熱作用使得隔熱板到屋頂的傳熱減少，從而減少室內得熱。在屋頂設置空氣隔熱層可以避免屋頂水池和含濕材料兩種情況中屋頂防腐和絕濕層的問題，但是這種方式只能在減少建筑物得熱方面有一定作用，比較單一。
3.2應用于建筑物墻體的被動冷卻技術
建筑物維護結構內部存有空間層有可能大大提高建筑物熱阻值，使得建筑物維護結構熱量的散失和獲得都降低，并且無論是在冬季還是夏季都可以獲得能量以保持適合的室內空氣溫度。另外還可以提高用戶的舒適性——隨著冬夏的不同通過升高或降低墻體內表面溫度——大多數情況下，可以將體系統熱量需求和制冷系統制冷能量的需求，并防止在冷氣候條件下墻體結露。采用建筑物墻體內空間層通風而不是采用密封墻體節約了大量能源，尤其是當空間內通風層的通風是通過排風口處的風扇來實現的時候能夠節約更多的能源。
圖5.蒸發冷卻系統示意圖
對于不同類型墻體和不同的通風、排風量，無論是密封的墻體還是通風墻體，大量用在空間層內流動的空氣來自于一個蒸發冷卻過程的飽和空氣時，來源于維護結構的得熱遠遠小于通風空間層從室內處的得熱，甚至來說，對于封閉墻體也是一樣的。在一些情況下，甚至于考慮到通風扇的能耗，部分的節能率可以大于100％（與通風墻的熱量散失有關）。[6]此外，發展可能會沿著利用供應的空間層內遺留的通風空氣流去回收空氣與空氣之間的熱交換，應用于室內空調環境以減少空調能耗。
3.3應用于建筑物窗、玻璃幕、陽臺等的被動冷卻技術
這種冷卻技術提出在位于低層層建筑物的公寓，通過在私人部分的開放空間和陽臺上設置一個簡單水簾的方法進行空間冷卻。圖5[1]顯示的是一種在自然通風協助下暴露水簾的蒸發冷卻系統。水流沿著尼龍線或其它絲線垂直下落，使暴露在空氣中的水表面積最大，絲線的排列要使流下的水形成水簾，并使得水流與流過的空氣流相互垂直。
水通過小型水泵由位于系統底部的水槽提升到上部，并沿絲線流下回到水槽.流過系統的空氣被冷卻加濕。如果使水和空氣充分接觸并使水和出口處的空氣均達到平衡態（飽和），那么系統里的空氣達到的溫度將接近于出口處空氣的濕球溫度。由于水不斷蒸發而使系統水分流失，因此需要給水槽補充水。圖6是一個所提出的冷卻系統的外觀。
圖6.建筑物外表面蒸發冷卻系統外觀
3.4應用于建筑物地板的被動冷卻技術
這種被動冷卻技術與建筑物的結構有較大聯系，主要是在建筑物下的地面以下建構一個地下結構（譬如地下室、儲藏室等），這種結構主要是使得建筑物地面蓄熱能力增強，是建筑物室內空氣溫度曲線較為平穩，室內溫度變化幅度較小，與其它冷卻方法相結合使得室內條件較為接近舒適度條件。
4.被動冷卻技術的發展回顧及其在建筑節能中的應用前景
早在20世紀30年代末期美國的克薩斯大學的學者就提出利用屋頂蓄水來降低屋免得溫度，但當時由于結構上的原因沒有能夠實現這項構造措施。1940年Houghten等人首次對屋頂蓄水和灑水兩種情況的蒸發冷卻效果進行了考察研究，證明了兩種方法的有效性。1958年，我國學者趙鴻佐（1959）等對瓦屋面的間歇加濕降溫問題作了研究，這項研究為研究含水材料層的蒸發問題提供了良好的思路。[5]
由于被動冷卻技術具有節能、環保的特點，并且對于室內空氣冷卻效果顯著，長期以來這種冷卻技術倍受人們關注。特別是在我國經濟、工業的各個產業都迅速發展的今天，能源的大量消耗、環境污染嚴重，這些都促使人們更加的關注尋找新的冷卻方法以減少能源的消耗和環境污染。被動冷卻技術就是這樣一種冷卻方式，它利用太陽能、自然風、蒸發冷卻等自然的方法對建筑物進行冷卻。因此在未來對于減少環境污染和能源消耗的研究中，我們應該對被動冷卻技術的發展和應用給予更大的關注。首先應該在全社會范圍內使得人們了解能源消耗、環境污染的嚴峻性，從而使得人們認識到建筑節能的重要性以及被動冷卻技術的在建筑節能中應用的必要性。其次就要求科研工作者要繼續努力，在總結過去經驗的同時大力的研究開發效果更佳、經濟性更好的被動冷卻應用方法。
新世紀已經來臨，科技的進步和經濟的發展都對能源與環境提出了更高的要求，隨著我國改革開放的深入，在“科技興國”的國策指引下，符合可持續發展戰略要求的被動冷卻技術必將得到長足的發展，在我國建筑物節能應用中會有廣闊的發展前景。
參考文獻
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11.剛性蓄水屋面.南方輕型屋蓋熱工設計研究.四川省建筑科學研究院,1980年.
關鍵詞：建筑節能評價體系室內環境品質
1概述
發達國家的能源統計，是按產業（Industry）、交通（Transportation）、居民和商業等四個部門統計。因此，很容易得到建筑能耗數據，即居民（Residential）和商業（Commercial）能耗之和。其建筑能耗一般占全國總能耗的三分之一左右。如美國，2000年的建筑能耗占全美總能耗的35％。但我國的能源統計模式與發達國家不同，是分工業、農業、建筑業、交通運輸及郵電通訊、批發零售、生活消費和其它等多個部門統計。如果將后三個部門的能耗當作建筑使用能耗，則我國的建筑能耗在總能耗中的比例多年來一直在20%左右。2000年為20.4％。而我國建設部公布的2000年建筑能耗比例數字是27.6%。建設部的數字中包括了建材工業的能耗，實際是廣義建筑能耗。此外，還有好幾個版本的比例數字。
其次，在很多建筑中，也沒有區分各部分能耗。比如，通常認為在公共建筑中，空調采暖的能耗在總能耗中占最大比例。其實這一結論在我國并沒有實際數據的支持。因為國內建筑物中能耗計量很粗糙，一般只有冷水機組有單獨的功率表，而空調的末端裝置和輸送系統的耗能無法與其它動力設備和照明的耗能區分開來。在工業建筑中，傳統上又把空調等建筑設備能耗計入生產能耗。筆者曾經引用過日本建筑環境·省能機構統計得到的辦公樓中各部分能耗比例的調查結果，但這一數據在被許多文章多次轉引之后，以訛傳訛，變成“上海地區辦公樓能耗比例”，甚至進入某些正式的研究報告和文件。
在基礎數據和能耗現狀不清的情況下，難以恰當地確定建筑節能的目標（例如，在某一時間節點基礎上的節能率），也難以恰當地分配各部分的節能率（例如，總節能率中圍護結構、照明、空調各承擔多少）。
圖1某高層辦公大樓全年能耗分布
圖1是上海某高層辦公樓全年的總能耗曲線?？梢园l現，圖1的能耗曲線有兩個最低點，分別出現在4月和11月。在上海地區，這兩個月是氣候最宜人的時期，一般來說建筑物既不需要采暖，也不需要供冷。取這兩個月能耗量的平均值，在曲線圖上劃一道水平線（圖2-17中的虛線）?？梢哉J為，這道水平線以上由曲線所圍成的面積就是該大樓采暖空調所消耗的能量；水平線以下的矩形面積則是照明和其它動力設備（如電梯）所消耗的能量。
因此，可以把照明、插座、電梯等設備能耗當作穩定能耗。盡管冬季晝短夜長，夏季則相反，人們使用照明的時間有一些差別，但在現代商用建筑中從全年能耗角度來看，這種差別并不明顯。而采暖和空調的能耗是變動的、不穩定的能耗，它不但隨氣候區變化，而且隨建筑類型、形狀、結構和使用情況變化，甚至今天和明天都會有所不同。這就給建筑節能工作帶來了復雜性和多樣性，但同時也是建筑物中節能潛力最大的部分。
在美國，建筑能耗統計是由政府進行的，在日本，則是由專業學會和學術團體完成的。但在中國，還沒有像美、日等發達國家那樣大規模地進行建筑能耗調查。因此，大多數節能政策制定者和從事建筑節能的研究者都不能像發達國家那樣對全國或一個城市的建筑能耗情況了如指掌。而由于缺乏必要的檢測計量手段，許多建筑樓宇的物業管理人員對自己所管理的建筑各部分能耗情況也是心中無數。因此，建筑節能必須從計量做起。
2結構節能與空調系統節能
圍護結構采取節能措施，是建筑節能的基礎。由于我國建筑節能是從采暖居住建筑起步的，因此，建筑節能首先考慮加強圍護結構保溫無疑是正確的決策。從管理的角度看，可以對圍護結構制訂限定性指標，易于評價。但是，建筑節能的關鍵是空調采暖系統的效率，最終的節能量也要從空調采暖系統來體現。北方地區在墻改之后又發展到熱改。如果沒有調節閥和熱計量，圍護結構保溫越好，可能浪費的熱量越多。
圖2采用不同形式窗戶的空調總冷負荷（MWh）
圖3不同墻體傳熱系數條件下的全年總負荷（MWh）
而在間歇運行的空調建筑中，在空調關機之后，室溫升高，當室外氣溫低于室溫時，通過圍護結構的逆向傳熱可以降低第二天空調的啟動負荷。因此，圍護結構保溫越好，蓄熱量越大，空調負荷也越大（見圖2）。
對公共建筑而言，圍護結構形成的負荷在總負荷中所占比例很小，因此，圍護結構的節能潛力有限。
從圖3中可以看出，墻體傳熱系數降低40％，所得到的節能率最大8.1％（哈爾濱），最小2.8%（廣州）。可見，在公共建筑節能中重要的環節是降低內部負荷、減少內部發熱量。例如，在保證照度的前提下降低照明負荷，既降低照明耗電，又降低空調負荷，可謂一舉兩得。
3節能與室內環境品質
非典之后，人們的健康意識和自我保護意識增強，對室內環境品質提出更高的要求。
我國大城市80％以上的公共建筑中的空調末端（AHU）僅有一級粗效過濾，有的甚至只有一層濾網。而根據美國ASHRAE標準62-2001，應在冷卻盤管或其具有濕表面的處理設備的前端加設最小效率（MERV,MinimumEfficiencyReportingValue）不低于6的除塵過濾器或者凈化器。歐洲標準也要求AHU過濾器達到F7標準。即需要有粗效和中效兩級過濾。整個風系統阻力至少比現在增加200Pa。假定一臺3600m3/h的空調箱，全年運行，要增加耗電量2500kWh。
另外，很多大樓的空調新風量也沒有達到規范的要求。而且，非典之后，一些新建大樓的業主對新風量提出了超出規范的要求。新風負荷占空調負荷的20～30％，加大新風量就意味著能耗的增加。
在公共建筑中，室內環境品質直接影響用戶的舒適、健康和工作效率。對大樓管理者來說，這是“開源”。而建筑節能則是降低運營成本，是“節流”。開源和節流應該是相輔相成。
因此，建筑節能工作要以室內環境為底線。一方面，建筑節能決不能以犧牲室內環境品質為代價；另一方面，對不合理的環境消費（例如夏季過低和冬季過高的環境溫度、過大的新風量、邊使用空調邊開窗等）行為，即不合理的用能，則應該改變。
解決節能與室內環境品質矛盾還可以采用很多新技術或原有技術的集成。例如，獨立新風系統（DOAS）、輻射吊頂＋置換送風系統、除濕空調系統等。
4節能與節電
2003年夏季高溫期間全國19個省市嚴重缺電和美國加拿大部分地區的大停電事故為我們敲響了警鐘，電力空調的應用關系到電網安全，因此，在節能的同時還要關注節電。
某些節能技術可能可以降低全年建筑能耗，但卻不節電。例如本文第2節所論述的圍護結構保溫就是如此。在傳統的空調能源結構中，夏季用電供冷、冬季用一次能源供熱。對于采暖為主的地區，加強圍護結構保溫隔熱可以降低全年能耗（例如哈爾濱）；而在供冷為主的地區，加強圍護結構保溫隔熱的總節能效果有限，反而會增加空調能（電）耗。
某些技術可能能耗稍大，但是可以使用清潔能源，對保護環境有利。例如，燃氣直燃機在國內一直被很多人視為“節電不節能”。但是，直燃機不使用CFC和HCFC冷媒、燃用天然氣對環境影響極小、溫室氣體排放極低，從而被世界各國當作一項綠色技術。夏季利用低谷燃氣、平整高峰電力負荷，可以使電力和燃氣得到“雙贏”。
某些技術可能在微觀層面上不節能、但在宏觀層面上卻是節能的。例如蓄冰空調，利用夜間低谷電力制冰時制冷機組的COP值降低。在用戶側，如果沒有合理的峰谷差價，則蓄冰空調是既不節能又費錢。但在發電側，大量蓄冰空調的使用填平了夜間電力負荷低谷，使發電機組常時處于高發和滿發，發電煤耗下降。滿負荷工況與40％部分負荷工況相比，30萬千瓦發電機組可以節能15.7％。同時，發電設備的利用率提高。發達國家電力平均年負荷率為66.6%，我國發電設備年平均負荷率1999年達到最低值50％。以后逐年有所上升，2002年達到54.8％。與發達國家相比還有很大差距。
因此，建筑節能工作需要在能源、環境、經濟、技術等各個方面進行權衡，這應該成為建筑節能工作者的一項基本素質。
5設備節能和系統節能
節能設備不一定能連成節能系統。例如，空調冷水系統的揚程與樓高無關，一般在30m～40m。如果水泵的揚程選擇過大，定水量系統中會使流量過大，水溫差往往只有2～3℃。這時測得的離心機COP僅在2～3之間。這說明，空調系統的配置合理是系統節能的重要環節。
我國正在積極推廣建筑熱電冷聯產技術。但在熱電冷聯產應用上，存在一些誤區。似乎凡熱電冷聯產系統就一定是節能系統。筆者認為，熱電冷聯產技術的關鍵并不在于其動力裝置用微型燃氣輪機還是用內燃機，也不在于其理論效率有多高。實際上如果系統配置不當，熱電冷聯產系統的節能效益便完全不能發揮。熱電冷聯產的理論效率達到70％或80％的前提是設備滿負荷運行。在我國熱電聯產電力尚不允許上網的條件下，還必須將熱電聯產所發電力和所產熱量全部用掉，才能體現出效益。
熱電聯產機組的產熱和發電之間存在著平衡關系。取得的熱量多、得熱的品位（溫度）高，就勢必要降低發電效率；反之亦然。無論從熱力學第一定律還是從熱力學第二定律的觀點分析，熱電聯產系統都應該充分發揮發電效率、充分利用排熱，而不應該是相反。
圖4微燃機熱電聯產系統全供冷模式
（直燃機熱力制冷＋離心機電力制冷）
圖5電動離心式制冷機能流圖
圖6微燃機熱電聯產系統全供冷模式
（雙效吸收機熱力制冷＋離心機電力制冷）
假定某建筑的微型燃氣輪機熱電冷聯產系統的產熱和發電完全用來為大樓供冷，分別采用熱力制冷和電力制冷。其能流圖見圖4。在圖4的模式下，總一次能效率為1.51。因為在熱力制冷部分采用了直燃機，就必須使微燃機排氣溫度達到500℃以上，而此時發電效率只有13～15％。
與傳統電制冷相比，用離心機制冷的能流圖見圖5。
可見其一次能效率（1.5）與熱電冷聯產基本持平。說明對熱電聯產機組和直燃機的投資是無效投資。而如果要提高發電效率，則相應的排氣溫度比較低，只適于采用熱力制冷效率比較低的吸收式制冷機。（見圖6）
圖6中的供冷一次能利用率高于傳統電制冷。
由此可見，熱電冷聯產系統的本質是回收發電系統過去被丟棄的排熱、廢熱或余熱，以提高綜合能效。即在保證發電效率的前提下充分利用余熱。如果為了用熱而抑電，就是本末倒置了。尤其是樓宇熱電冷聯產，所用的發電機組功率比較小，效率遠遠比不上大型電廠的大發電機組。它的優勢在于綜合效率和就近供能。而發揮其綜合效率的關鍵是系統合理的配置和科學的運行。
在建筑節能中，選擇設備不僅要看它在額定工況下的效率，更要看它在部分負荷條件下的效率。對制冷機而言，就是綜合部分負荷值（IPLV）。
制冷機的綜合部分負荷值IPLV在空調系統節能中是一個十分重要的參數。我國的制冷機標準中基本沿用了美國空調與制冷學會（ARI）標準。而ARI最初制訂IPLV標準時是用美國亞特蘭大市的氣象參數、通過對一幢假想辦公樓的模擬計算得到的。即使對美國的不同氣候區，這一IPLV都不能完全適用，ARI用不同緯度的美國29個城市的數據得到新的IPLV（ARI550.590-1998）。因為沒有自己的數據，我國新版的制冷機標準中沒有IPLV。
筆者根據我國的氣象參數，用實測數據和計算機模擬的方法，得到適應我國氣候特點的平均IPLV。
對IPLV的研究，還要進一步深入。
6建筑節能的評價
開展建筑節能，需要建立一套科學的建筑能效評價體系。我國基本上還在沿用按建筑面積平均的能耗絕對值的評價方法。這種評價方法屬于靜態評價，對不同檔次、不同用途的建筑很難區分在建筑節能方面孰優孰劣。在上海市地方標準《集中式空調系統（中央空調）合理用能技術要求與運行管理》中引用了日本建設省所推行的PAL/CEC方法。
所謂PAL，是PerimeterAnnualLoad的縮寫，即“全年熱負荷系數”：
另外還有設備系統能量消費系數（CEC，CoefficientofEnergyConsumption）。分別有空調、換氣、照明、電梯和供熱水5個能耗系數。以空調能耗系數CEC/AC為例，表達式為：
很明顯，能量消費系數CEC實際上是建筑設備系統全年能效的倒數。因此，用PAL能夠評價建筑物圍護結構的保溫隔熱性能，而用CEC則可以更直接地評價建筑的能量轉換效率。PAL和CEC反映了動態節能的思想和轉換效率的思想，是一種性能性指標。
7結論
空調公共建筑的節能，是一個比較復雜的課題。必須建立動態節能、系統節能的思想，正確處理好幾對看似矛盾的關系。有很多中國特有的建筑節能課題等待我們去研究。
主要參考文獻
[1]龍惟定：國內建筑合理用能的現狀及展望，能源工程，2001年02期，1～6
建筑節能是可持續發展概念的具體體現，也是世界的建筑設計大潮流，同時又是建筑科學技術的一個新的增長點。設計、建造使用節能建筑有利于國民經濟持續、快速、健康發展，保護生態環境。同時建筑節能促使建筑物護結構形式的變化、采暖調控系統的技術進步和建筑構件產品、建筑機構的變化。[2]
國內外建筑節能現狀
1973年能源危機之后，各發達國家在建筑節能方面取得了長足的進步，有了顯著的特點。具體節能技術措施有以下幾個方面：（1）在規劃設計上有利于節能的建筑朝向和平面形狀。限制建筑物的體形系數；限制建筑物的窗墻比。（2）改善護結構的熱工性能。（3）改善窗戶設計，減少能耗。（4）利用自然條件減少能耗。[3]而我國的建筑節能工作開始于80年代初期，但是由于認識上的不足、體制上的不順、法規上的不健全、技術上的不配套等，嚴重制約了建筑節能的發展。不過在可持續發展戰略思想的知道下，以及國家下定決心作出了很大的努力還是取得了一定的成績。[4]
會所建筑的節能措施
影響建筑節能的因素有很多，如建筑物體形系數、圍護結構和傳熱系數、窗墻面積比、換氣次數等，因此建筑節能應從這幾個因素入手。[5]重慶夏季常年出現連晴高溫天氣，夜間室外溫度也居高不下，超過舒適性溫度，需要強有力的降溫措施。冬季雖然室外氣溫較高，但日照率太低，室外綜合溫度低，仍需要供暖才能維持房間熱舒適，所以對建筑節能和環境質量的要求就會比較特殊。冬天要求保溫節能，夏天則要求隔熱節能。建筑保溫與建筑隔熱有相似之處，有的保溫措施同樣可以達到隔熱的目的，只是兩者的熱流方向相反，兩者的構造措施各有特點。[6]
綜合國內外的研究成果，建筑節能大致有以下幾個途徑：1墻體節能，2門窗節能，3屋面節能4采暖節能，5通風節能。[7]
1．墻體節能
墻體是建筑護結構的主體，所以墻體的節能設計直接影響到建筑的耗能。墻體的節能有以下兩個途徑：
（1）建筑保溫節能設計
建筑保溫分為建筑內保溫和建筑外保溫兩種。建筑內保溫就是在建筑外墻的內表面上加設保溫材料，再在其上粉刷、涂料等，其優點是墻體內表面不用加強防水層，構造處理簡單，保溫材料可以免受室外雨水的影響，是一種簡單但是效果很好的建筑保溫方式。
建筑外保溫是在外墻外表面上做保溫材料，覆以防水層，再設外墻裝修的構造方法。其優點有很多。首先其保溫層設在外表面，可以有效的保護外墻砌體免受太陽輻射的影響，減小墻體應力損害；其次外保溫對建筑柱、梁、墻角等敏感部位處理容易，可以減少熱橋的產生，并可避免內表面結露；再次圍護結構內側為重質砌體，有較高的熱容性，可以減少室溫的波動；最后在夏季，外保溫材料又起到很好的隔熱作用，使墻體不會升溫過快，內表面溫度降低，增加了室內舒適度。
（2）建筑隔熱節能設計
隔熱除考慮外墻部位需設置外，屋頂由于受太陽輻射影響最大，所以也要進行隔熱設計。隔熱設計主要有隔熱材料隔熱和隔熱構造隔熱。隔熱材料有填充類、板塊類和熱反射類。而現在有一種很廉價的隔熱方式：空氣層的隔熱。這是一種將“空氣”作為隔熱材料的特殊做法，其隔熱性能良好，所以在隔熱構造設計中被經常用到。其隔熱原理是通過降低傳熱達到隔熱的目的，而影響其隔熱性能的原因有：空氣間層厚度、熱流方向、空氣間層的密閉程度和兩側表面的光潔度。這種隔熱方式現在主要被用于炎熱氣候地區的屋面、墻體、雙層窗中，隔熱效果好。同時空氣間層設于墻體部分，起隔熱和保溫雙重效果，不過水平構件只有隔熱作用。而根據重慶地區的氣候特點和人體對室內空氣質量的要求，空氣間層保溫技術是最佳選擇。[8]
2．門窗節能
衡量門窗性能的指標包括四個方面：隔熱保溫性能、陽光得熱性能、采光性能和空氣滲透性能等。由于玻璃的傳熱能力比磚墻大許多，所以充分利用保溫隔熱性能好的玻璃窗能有效降低建筑物的能耗。改善門窗絕熱性能的首要措施是增加窗玻璃層數，在內外層玻璃之間形成封閉空氣層。同時可以在窗上加貼透明聚酯膜，也是個有效的方法。還可以加設門窗密封條提高門窗氣密性。[9]
3.屋面節能
國內常用的幾種節能屋面是：高效保溫材料屋面、架空型保溫屋面、浮石砂保溫屋面和倒置型保溫屋面。平屋頂多采用加氣混凝土保溫，厚度增加到50-100mm。有的用水泥聚苯板、水泥珍珠巖或浮石砂保溫。有的則在架空混凝土薄板下設袋裝膨脹珍珠巖，保溫效果很好。坡屋頂為便于設置保溫層，可以在坡頂內鋪釘玻璃棉氈或巖棉氈，或者在天棚上鋪設上述絕熱材料。[10]
4.采暖節能
現在有一種性能穩定、節能、環保、經濟的系統方式——水源熱泵系統。水源熱泵技術是利用地球表面淺層水源（如地下水、河流、湖泊）中吸收的太陽能和地熱能而形成的低溫低位熱能資源，采用熱泵原理，通過少量的高位電能輸入，實現低位熱能轉移的一種技術。眾所周知，地下水溫度在一年內波動遠小于室外空氣，是很好的熱泵熱源和空調冷源。同時，在冬季不存在結露、結霜等問題；在夏季有些情況下甚至可以直接從地下水作為冷源給用戶供冷，而不用開啟水源熱泵，從而有很大程度上的節能?？紤]到人體對室內熱舒適的要求，室內應采用地板采暖和吊頂冷輻射技術。人們的舒適感覺是“足暖頭寒”，所以通過輻射方式供冷、供熱可以增強室內環境的熱舒適性。研究表明，冬天如果采用地板采暖，當房間溫度為16度時，人們熱舒適感覺相當于約18度時的水平。所以，這種方式可以降低采暖能耗，達到舒適、節能的雙重目的。[11]
5.通風節能
在夏季，為了滿足室內舒適條件常采取空調方式，但是高能耗、高污染，未來城市環境要求“免空調”的制涼方式，也就是建筑要回歸自然。良好的建筑通風對于建筑、人和環境都有較大的作用：熱舒適作用，空氣對流可以有效的帶走室內的熱量，并且是降低室內空氣濕度的自然方式；空氣品質的提高，由于建筑圍護結構材料、室內裝修材料其成分或溶劑中含有相當的有害物，而且人體及日常生活也會影響室內的空氣品質，所以良好的建筑通風可以更新室內空氣、帶走有害物；最后，它所帶來的節能效果是很明顯的。現在的通風節能技術主要有以下三種，地下風涼應用、煙囪效應應用和風洞效應應用。[12]具體設計做法將在設計中體現。
總的來說，建筑節能一次投資可能比較大，但是帶來的效應是無法用金錢來衡量的?，F在有些人不明白花那么多的錢去做節能是得不償失，但是他們沒有想到的是我們的能源是有限的，所以建筑節能是大勢所趨，勢在必行。
[1]張勃.住區會所建筑設計研究.西安.西安建筑科技大學.2005年.第1頁
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[11]康艷兵.建筑節能關鍵技術回顧與展望.中國能源.2003年11期.18-25頁
[12]宋德萱.節能建筑設計與技術.第一版.上海.同濟大學出版社.2003年7月.95-99頁
關鍵詞：節能評估對比評定法參照建筑動態模擬
1前言
居住建筑采用節能措施是改善室內熱舒適環境和降低建筑能源消耗的重要手段，近年來隨著我國住宅產業的蓬勃發展，大量的新型住宅節能技術得到了廣泛的推廣及應用，一系列與節能相關的標準和規范也相繼出臺，對居住建筑提出了節能要求及節能措施。而評價住宅是否達到了節能標準就必然涉及到具體的節能評估方法，正確的節能評估方法有利于合理適用的節能技術及措施的推廣，是促進住宅節能事業發展的關鍵。
按照《夏熱冬冷地區居住建筑節能設計標準》（以下簡稱《標準》）的規定，評估節能建筑應首先校和該建筑各個朝向的窗墻比和外窗以及圍護結構熱工性能等各項參數是否都滿足《標準》的要求，即優先采用“規定性指標”來評價居住建筑的節能效果。然而，住宅產業的商業化進程促使住宅建筑的設計日趨多樣化和個性化，越來越多的住宅建筑不能完全滿足《標準》中“規定性指標”的要求，例如南向外墻采用大面積玻璃窗導致南向窗墻比超標，建筑體形復雜多變導致體形系數過大，此時需采用《標準》中的“性能性指標”，即動態模擬分析方法，計算建筑物全年的采暖空調能耗，對節能效果進行評價。
采用動態方法計算住宅建筑能耗，一般又包括兩種節能評價方法：“節能綜合指標限值法”和“對比評定法”。下面對這兩種方法分別加以闡述并進行對比分析。
2節能綜合指標限值法
采用“節能綜合指標限值法”評價建筑物的節能效果是指在《標準》規定的計算條件下，計算建筑物的節能綜合指標，即采暖年耗電量和空調年耗電量之和，并與該建筑所在城市的節能綜合指標限值相比較，如果計算值不高于標準規定的限值，就認為該建筑達到了節能要求，如果計算值高于標準規定的限值，則認為該建筑未達到節能要求，此時需調整該建筑物的熱工性能，直到計算結果滿足限值要求。
夏熱冬冷地區范圍內的不同城市由于氣象條件的差異，節能綜合指標限值也有所不同，其具體數值是在標準計算工況下，通過對兩棟典型六層建筑的全年采暖空調耗電量進行模擬計算來確定的。這兩棟建筑的建筑面積各2200m2左右，體形系數0.31和0.35，南北朝向，每層兩個單元四戶，每戶建筑面積稍小于100m2，分為2~3個臥室，1個起居室，1個廚房，1~2個衛生間。臥室和起居室控制溫度和換氣次數，衛生間和廚房不控溫。東西山墻不開窗，南北墻上的窗戶都有水平遮陽。外墻的傳熱系數為1.54W/（m2·K），屋頂的傳熱系數為0.93W/（m2·K），窗戶的傳熱系數為3.1W/（m2·K）。將這兩棟典型建筑放到夏熱冬冷地區的合肥、南京、上海、杭州、武漢、長沙、南昌、成都、重慶9個大城市的逐時氣象條件下計算，把計算出來的一些結果按采暖度日數HDD18和空調度日數CDD26回歸，得到與HDD18（CDD26）相對應的建筑耗熱量（耗冷量）指標和采暖（空調）年耗電量關系。根據回歸得到的關系式計算并繪制出對應不同采暖度日數HDD18和空調度日數CDD26下的建筑物節能綜合指標限值的數據表格，然后根據具體建筑所在城市對應的采暖和空調度日數，采用線性內插法確定該市的全年采暖及空調耗電量限值，例如通過這種方法可以確定上海地區住宅建筑的節能綜合指標限值為55.1kW·h/m2。由此可見，限值法中的“限值”實質上是典型多層標準建筑的全年采暖空調耗電量值。
3對比評定法
采用“對比評定法”評價建筑物的節能效果是指將評估建筑物的采暖空調能耗和相應的參照建筑物的采暖空調能耗作對比，根據對比的結果來判定所設計的建筑物是否符合節能要求。其中參照建筑是對比評定法中一個非常重要的概念，參照建筑是一個假想建筑，它與評估對象在大小、形狀等方面完全一致，其圍護結構的熱工性能滿足《標準》中規定性指標的要求，因此參照建筑是符合節能要求的建筑。將評估建筑與參照建筑進行能耗的計算對比，如果評估建筑的能耗不高于參照建筑的能耗，則認為它滿足節能標準的要求；如果評估建筑的能耗高于參照建筑的能耗，則認為該建筑達不到節能要求，必須調整該建筑的熱工性能，然后再進行對比計算，直到不高于參照建筑的能耗。
采用對比評定法評價住宅建筑的節能效果關鍵在于參照建筑熱工參數的正確選取。參照建筑應按以下規定來確定：（1）參照建筑的建筑外形、朝向、建筑面積、外墻表面面積、屋面面積均應與評估建筑相同；（2）參照建筑各朝向的開窗面積應與評估建筑相同，但當評估建筑某朝向外窗面積超過《標準》規定，參照建筑該朝向的外窗面積應減小到使該朝向窗墻比達到規定的上限值；（3）參照建筑圍護結構的各項熱工性能指標均取《標準》規定的相應限值。
“對比評定法”是一種靈活、切實的方法，已被《夏熱冬暖地區居住建筑節能設計標準》、上海市《公共建筑節能設計標準》以及國外許多建筑節能標準所廣泛采用。
4兩種方法的對比分析
通過以上介紹，可以發現“節能綜合指標限值法”和“對比評定法”的主要區別在于選取的建筑能耗比較基準上有所不同，前者以固定數值作為比較基準，后者則以參照建筑的模擬計算數值作為比較基準。限值法操作方便，采用固定數值來評估所有類型建筑的節能效果。然而相關的理論研究和大量的工程實踐表明，不同類型的建筑要達到相同的能耗指標所采用的節能措施有很大差別。一般而言，高層建筑比較容易滿足節能要求，而低層建筑則較難達標，即使對同類型建筑，由于體型系數等參數不同，建筑能耗也相差很大。另外，計算建筑面積和空調面積稍有誤差也會導致最終評估結論大相徑庭。而“對比評定法”比較靈活，參照建筑的能耗是變化的數值，即不同的建筑采用不同的對比基準，因而更加切合實際。下面選取了位于上海地區的三棟住宅建筑，通過動態模擬計算，并采用兩種評估方法進行節能評估和節能分析，具體模擬計算均采用清華大學建筑技術科學系研發的DeST住宅建筑節能評估軟件，計算條件與《標準》的規定一致。
實例1東方金門花園（見圖1）
該建筑有25層，建筑類型為高層住宅，采用ZL膠粉聚苯顆粒保溫漿料作內保溫。圍護結構熱工參數為：1－5層外墻平均傳熱系數Km＝1.48W/（m2·K），6－25層外墻平均傳熱系數Km＝1.50W/（m2·K），屋面平均傳熱系數Km＝1.00W/（m2·K），外窗傳熱系數K＝3.70W/（m2·K），計權窗墻比0.25。計算結果和評價結論見表1：
圖1東方金門花園建筑模型圖
表1東方金門花園能耗計算結果評價方法
節能綜合指標限值法
對比評定法
標準限值
實際建筑
參照建筑
實際建筑
年采暖空調耗電量(kWh/m2)
55.1
42.8
42.9
42.8
節能效果評價
節能效果顯著
達到節能要求
實例2漓江山水花園（見圖2）
圖2漓江山水花園建筑模型圖
該建筑屬于低層獨立建筑，采用擠塑聚苯板作外保溫。圍護結構熱工參數為：外墻平均傳熱系數Km＝0.84W/（m2·K），屋面平均傳熱系數Km＝0.51W/（m2·K），外窗傳熱系數K＝2.70W/（m2·K），計權窗墻比0.19。在統計建筑面積時，未考慮地下室和車庫的面積。計算結果和評價結論見表2：
表2漓江山水花園能耗計算結果評價方法
節能綜合指標限值法
對比評定法
標準限值
實際建筑
參照建筑
實際建筑
年采暖空調耗電量(kWh/m2)
55.1
57.9
68.1
57.9
節能效果評價
未達到節能要求
節能效果顯著
實例3東方城市花園（見圖3）
圖3東方城市花園建筑模型圖
該建筑為典型的六層多層住宅，采用膨脹聚苯板作外墻外保溫，擠塑聚苯板作屋面保溫。圍護結構熱工參數為：外墻平均傳熱系數Km＝0.86W/（m2·K）左右，屋面平均傳熱系數Km＝0.67W/（m2·K），外窗傳熱系數K＝3.0W/（m2·K），計權窗墻比0.25。計算結果和評價結論見表3：
表3東方城市花園能耗計算結果評價方法
節能綜合指標限值法
對比評定法
標準限值
實際建筑
參照建筑
實際建筑
年采暖空調耗電量(kWh/m2)
55.1
48.1
53.2
48.1
節能效果評價
達到節能要求
達到節能要求
以上三個實例的模擬計算結果表明，對不同類型的住宅建筑采用兩種方法得出的節能評估結論不盡相同：對高層住宅（東方金門花園），“綜合指標限值法”評價較高，“對比評定法”則基本達標；對獨立別墅（漓江山水花園），“綜合指標限值法”評價是不節能，“對比評定法”則是節能效果明顯；對多層住宅（東方城市花園），兩種方法的評價都是達到節能要求。如果從建筑物圍護結構熱工性能方面來評估以上三個建筑，它們基本都能滿足標準的節能要求，這與“對比評定法”的評估結論是一致的。另外按照對比評定法的定義，參照建筑符合節能標準，但若采用“限值法”來評估與低層建筑相對應的參照建筑（漓江山水花園）時，卻得出不符合節能標準的結論，這顯然是自相矛盾的。究其原因，還是由于“限值法”中的限值對應多層標準住宅建筑的能耗，不適用于其他的建筑類型，所以評估多層住宅時兩種方法的結論一致，而評估高層建筑和低層建筑時卻不相同。城市高層住宅建筑的全年采暖空調能耗總量巨大，遠大于其他建筑類型的能耗，應加強節能方面的要求，而采用限值法評估，高層建筑很容易達到節能標準要求，甚至出現對其不采用節能措施也能達標的情況，這顯然違背了節能評估的最終目的。
5結論
使用動態模擬軟件DeST對不同類型住宅建筑進行能耗計算，并采用兩種節能評估方法進行節能評估，通過結果的對比分析，可以得出以下結論：
（1）現行節能標準規定采用的“節能綜合指標限值法”僅適用于多層住宅的節能評估，不宜應用于其他類型，尤其是高層住宅的節能評估。
（2）“對比評定法”是一種靈活、切實的節能評估方法，適用于不同建筑類型的節能評估，因而比采用限值法更為科學合理，更有利于建筑節能事業發展，值得借鑒推廣。
參考文獻
1中華人民共和國行業標準——夏熱冬冷地區居住建筑節能設計標準.JGJ134-2001.北京:中國建筑工業出版社，2001
（一）美國建筑節能管理體制
美國傳統上沒有與建筑管理對應的聯邦管理機構，建筑標準一般是地方城市的管理任務。聯邦政府不負責建筑的管理。地方政府（一般為州政府和市政府）負責制定建筑管理政策。目前，美國能源部是建筑節能領域發揮最大作用的政府機構，但是，也并不從事全責制的管理，其主要任務是支持技術傳播、制訂標準和組織科研工作。其他與建筑節能有關的管理主體包括聯邦部門（能源部、環保署、財政部）、州政府監管管理者、地方管理機構（如加州能源委員會等）、行業協會（如暖通空調工程師協會、綠色建筑委員會等）、大學、節能產品制造商等。值得一提的是，以上各個機構并不是從屬關系，彼此之間的活動不是依靠行政命令，而是依靠手中的資源和經費的使用。各個部門雖然不相互從屬，也沒有單位和個人在全局上的協調，但是，都會按照默認的行業規則進行工作。比如，行業協會中美國暖通空調協會每年都會在沒有聯邦政府支持的情況下，依靠工程師自愿編制大量的行業規范，各地政府也往往自覺采用這些規范而不是自己重新編寫。
（二）美國建筑節能政策與標準
美國的建筑節能政策包括能源使用政策、建筑節能經濟激勵政策和2008年經濟危機后出臺的美國經濟恢復和再生能源法案，其中，建筑節能經濟激勵政策非常有特色，涵蓋了住宅、商業、公共建筑和工業等多個行業。以商業建筑節能的減稅而言，相關政策規定：“對于新建或已有建筑，只要通過安裝室內照明、圍護結構、制熱、制冷、通風和熱水系統，標的建筑總能耗比美國暖通空調工程師協會標準90.1-2001所規定的最小能耗小50%，那么此建筑每平方英寸可獲得1.8美元的減稅。此項政策主要給予建筑業主，但是也同樣適用于進行了結構擴建的房客。”美國建筑節能還擁有諸多行業標準，包括強制性標準和自愿性標準。在強制性標準中又包括商業建筑標準、居住建筑標準等多項細分標準。比如，美國早在2005年就推出了美國能源管理計劃，根據相關法案規定，聯邦政府新建大樓至少應比現有建筑條例節能30%。自愿性標準包括中小型辦公樓先進節能設計指導、綠色建筑標準等，其中，在全球較為有影響力的標準是綠色建筑標準（LEED），此標準適用于所有建筑類型——住宅建筑和商業建筑的整個生命周期評估、建設、運營和維護等，并且除了建筑之外還涉及鄰里地區。具體包括“新建和改造項目分冊、既有建筑分冊、商業建筑室內分冊、學校項目分冊、住宅分冊、社區規劃分冊、商店分冊、療養院分冊”等諸多細分內容，內容針對性強且極具實操性。
（三）建筑節能行業協會
美國建筑節能行業協會眾多，包括能源效率經濟委員會、太陽能學會、暖通空調工程師協會、機械工程師協會、建筑性能模擬學會、綠色建筑委員會等眾多專業協會，他們都是沒有政府背景、自負盈虧的組織，協會經費來源于會展、出版行業規范和相關行業標準及對行業人員的培訓。其中，暖通空調工程師協會的影響最大，在全球有51,000名會員，100個分會，每年都舉辦兩次會議，積極發展青年工程師和尖端節能技術的交流與培訓。近年來，綠色建筑委員會憑借綠色建筑評估體系認證的影響力，已經成為全球有較大影響力的行業協會。
（四）建筑節能市場
美國建筑節能市場的市場化程度較高，其中，合同能源管理在美國建筑節能市場中占據了較大比重，這是一種以節省能源費用來支付節能項目全部成本的節能投資方式。20世紀80年代末90年代初以來，美國的能源管理產業以平均每年24%的增長率高速發展。能源公司主要由樓宇設備和控制公司（如霍尼韋爾、西門子等）、電力、燃氣公司等和獨立的中小型能源管理公司組成，其中前兩者占據了主要的市場份額。而且，就合同能源管理的市場對象看來，公共客戶群體是主體，中小學校、政府、公立醫院等占據了50%左右的市場，其他公共客戶占據了24%，而私有客戶群體比例僅為26%。因此，政府采購的項目是合同能源管理的主體市場。
（五）社區建筑節能的社區節能
美國的建筑節能沒有局限在建筑本身，而是擴展延伸到使用人群和社區，因此，節能活動不僅體現在技術節能方面，更圍繞業主的使用習慣展開了諸多深層次的競賽。比如，美國西部的薩克拉門托市就組織社區業主進行能源節約比賽，通過報名或隨機挑選，在100個相同居住面積，相同取暖熱水燃料系統的家庭進行能源節約競賽，在網上公布勝利者的名字與相片，比賽內容包括扔棄廢物，取暖熱水燃料，電力和食品。此外，物業公司在節能知識普及方面也起到了積極的作用，如在美國東部的一些社區進行少扔垃圾的比賽，物業公司會具體地告訴小區業主怎樣減少垃圾，比如，不要買有包裝的食用品而是盡可能買散裝的食用品、購物不用一次性塑料袋等，該地區的生活垃圾減少了30%。
二、美國建筑節能管理發展對我國綠色物業管理的啟示
美國與中國相比，具有不同的政治管理體制和國情，消費者的消費認知和消費習慣也有較大差異，但是，縱觀美國建筑節能管理的具體情況，從管理主體、政策標準、行業協會、技術支持，到市場發展和社區延伸管理，對我國綠色物業管理行業的推廣仍然有諸多啟示。
（一）政府綜合政策強力支持，中央與地方共同發力
美國聯邦政府重視節能管理，制定了多項政策，其中，以經濟激勵作為調整和刺激的核心手段，采取補貼、稅收減免等措施，有效地提高了相關主體實施綠色物業管理的積極性。而且，積極制訂了相關節能標準，地方政府也積極配合并分別出臺相應的管理政策。相比之下，我國政策過于傾向于宏觀和中觀，經濟刺激政策較少，缺乏明確可實操的標準。我國各地政府在節能管理工作的主動性方面差異較大，在綠色物業管理方面全國尚未有統一的標準，僅有深圳于2011年6月頒行了《深圳市綠色物業管理導則（試行）》，2013年4月1日印發了《深圳市綠色物業管理項目評價細則（試行）》，目前也在試運行中，全國其他地市的綠色物業管理有待全面展開。
（二）全生命周期、全類型的建筑節能管理
綠色物業管理是一項系統工程，涉及規劃和設計單位、施工、監理、質量監督及房地產開發等多個環節，只有通過政府的推動才能有效整合各方資源。從美國的經驗看來，美國政府非常注重建筑的全生命周期各個環節的節能，既注重開發規劃設計，又關注后期管理，還鼓勵既有建筑的改造。反觀我國，卻過于注重前期規劃而忽視了后期的管理。相關數據顯示，“自2008年開始至2013年3月，通過住房和城鄉建設部正式認定的綠色建筑標識項目共有611項，其中568項獲得設計標識，43項獲得運營標識”。這就給我國推動綠色物業管理帶來了巨大的發展空間。而且，從美國節能管理的經濟刺激政策和美國綠色建筑協會推動的綠色建筑評估體系（LEED）認證內容看，節能的對象不僅包括商業、公共物業，還包括住宅、工業等等。而在我國，綠色物業管理主要應用于商業和公共物業，在住宅和工業方面的應用較少，技術含量較低，尤其缺乏系統的節能標準。盡管國家頒布的綠色建筑標準有關于住宅和公共建筑運營的指標，但是相關指標不夠完善，缺乏細致分類，難以反映出綠色建筑運營管理的特點和目標，有待于制訂更為細化、針對性強的全生命周期、全類型的綠色物業管理標準，促進后期物業管理與前期規劃、設計與施工的融合。
（三）建筑節能協會組織的積極推動
正如前文所言，美國擁有多個專業的建筑節能協會，而且，各個協會都積極制訂相關行業節能標準并且通過會員活動、展會、培訓加以推廣，這些協會成為美國節能管理知識傳播和發展的重要載體。中國物業管理協會是物業管理行業的重要協會，目前，在全國各個城市都有相應的分會，并在推動綠色物業管理方面組織了多次交流活動，并將重要文章刊登在其會刊上，但是，相比于美國相關協會和我國綠色物業管理發展的現狀，中物協有必要作出更多努力，比如成立專門的發展綠色物業管理的專業委員會，研究制訂適合我國行業需要的綠色物業管理的服務規范、標準，與電力、暖通、機械、光能等領域的專業技術中心合作，推廣更多有效的節能技術，指導各地協會為物業服務企業開展綠色物業管理活動提供行為引導；建立和完善綠色物業管理評價體系，包括評價辦法和評價技術細則，尤其是在增進行業交流和向政府爭取更多的資金扶持等方面開展更多的工作。
（四）政府采購促進合同能源管理發展
美國聯邦政府的公共服務采購占據了合同能源管理的較大市場，即從政府層面保證了合同能源管理的推廣。我國實施合同能源管理剛剛起步，政府采購實施能源管理的項目還只在深圳、北京等少數一線城市開展。主體市場在商業項目和住宅項目，只是物業服務企業加強成本管理的手段，并未真正在全社會取得節能降耗的共識，相關政策激勵不足。在現實中，住宅小區的合同能源管理還面臨業主大會授權難、改造回報周期長、風險大導致物業公司積極性不高等諸多問題，商業中心的開發和運營商也往往因為擔心影響運營效果而拒絕實施。導致既有建筑改造的管理體制不太完善。
（五）社區家庭節能的深度參與和技能普及
建筑在我國分為工業建筑和民用建筑。工業建筑本身能耗不大,所以國家還未對工業建筑作節能方面的要求。民用建筑又分為兩大類：居住建筑和公共建筑.在各專家編寫規范之前的社會調查階段中由電業總局與燃氣公司提供的數據顯示：就目前中國居民的消費水平和消費習慣而言，居住建筑能耗與公共建筑或國外居住建筑相比是非常少的。居住建筑提倡節能設計，目的是提高人們生活的舒適性。而公共建筑提倡節能設計才是建立集約型社會的關鍵環節。公共建筑分為以下幾類：辦公建筑(寫字樓、政府部門辦公樓)，商業建筑(商場、金融建筑),旅游建筑(旅館、娛樂場所)，科教文衛建筑(文化、教育、科研、醫療、衛生、體育)，通信建筑(郵電、通訊、廣播)以及交通運輸(機場、車站等)。有數據顯示：就政府部門辦公樓每年所消耗能量相當于全國八億農民全年全部的能耗：辦公室里夏天穿毛衣御寒、冬天襯衣短袖解署、白天亮燈辦公、熱水機飲水機下班后沒人關。現在全球范圍內已開始能源緊張，尤以中國較為嚴重，隨著中國經濟的高速發展,對能源的使用和節約就更加迫切了。
其實建筑節能并不是一個新的課題，而是建筑基礎學科—建筑熱工學的一個部分，我國也早在1993年頒布了相應的規范《民用建筑熱工設計規范》，1996年頒布了《民用建筑節能設計標注(采暖居住建筑部分)》,2001年頒布了《夏熱冬冷地區居住建筑節能設計標準》，這些規范的頒布，也反應了我國建筑節能的發展軌跡：由北向南，由居住建筑到公共建筑。但由于種種原因，這些規范的條款未列入國家強制性條文范圍內，各地也未政府令加以強調，所以執行力度也未達到應有的效果。但2005年7月1日頒布實施的《公共建筑節能設計標準》中有許多條款被列入國家的強制性條文內,相應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號：《上海市建筑節能管理辦法》強制規定：自2005年7月15日起新建住宅與政府投資的公共建筑必須進行節能設計?！掇k法》的第九條與第十條分別對設計單位與圖紙審查機構提出具體的要求。所以，對于建筑設計單位,建筑的節能設計已經進入了一個全新的時期！
以下著重介紹《公共建筑節能設計標準》對有關建筑部分的要求?！稑藴省繁葎偛盘岬揭酝挠嘘P規范要嚴格些,按照本標準設計,與未采取節能措施前相比，全年能耗應減少50%?！稑藴省返恼鹿澆欢?共7頁17條,但簡明扼要,省去了復雜的熱工公式,歸納總結出來幾點要點，強調了規范的實用性。涉及到的基礎知識及術語結合規范本身展開敘述：
一,熱工設計的分區：按照我國的氣候條件,劃分為五個分區:嚴寒地區,寒冷地區,夏熱冬冷地區,夏熱冬暖地區以及溫和地區。
熱工分區的基本規律是：嚴寒地區和寒冷地區基本是我國的三北地區：東北,華北,西北。這些地區的地域遼闊，面積大，建筑節能設計起步也比較早，經驗相對來說比較豐富，主要考慮的是冬季保溫。夏熱冬冷地區大體上是長江中下游地區，如：成都、武漢、南京、上海等，這些地區的建筑的節能設計由于歷史原因起步較晚，面積雖然不是最大，但人口密度高，也是我國經濟最發達地區，可以說這一地區的節能潛力最大，效果也會最明顯。設計考慮的是冬季保溫與夏季防熱兼顧。夏熱冬暖地區大體上是華南地區：福州、廣州、南寧、臺北等。這些地區的建筑設計主要考慮的是夏季防熱。溫和地區，冬暖夏涼，四季如春，如：昆明、西昌、元江等。一般可不考慮夏季防熱，部分地區注意冬季保溫?！豆步ㄖ澞茉O計標準》在這五個分區的基礎上根據公共建筑節能的設計特點作了些調整：把嚴寒地區細分為嚴寒A區與嚴寒B區,而溫和地區不強制執行節能設計標準。
二,體形系數:即建筑的外表面積與體積之間的比值.體形系數越小就越有利于節能,減少外表面與室外空氣的接觸,就能減少散熱。與以往的規范不同，新的《標準》中弱化了體形系數的概念，只在4.1.2條規定嚴寒地區與寒冷地區對體形系數的限制是≤0.4，其他地區該系數對建筑的節能體現不明顯,所以不作限定。
三,熱傳導系數：這個概念是本標準的核心名詞.所有的圍護結構：門、窗、外墻、屋頂以及地面都圍繞這個概念展開的。圖紙審查或政府檢查部門的抽查也是這個數據。她的名詞解釋為：圍護結構兩側空氣溫度差為1℃，1h通過1m2面積傳遞的熱量，單位W/m2.k。簡單的說便是熱量在某種材料里傳遞的速度,速度越小,那么這種材料的隔熱性能也就越好。怎樣求得這個數據呢？傳熱系數K0＝1/R0。
R0，傳熱阻：R0＝Ri+∑R+Re單位：m2/K.W
Ri與Re分別是材料內外表面的換熱阻。他們是固定數據，可由表差得：0.11m2/K.W0.04m2/K.W。
∑R是各層材料的熱阻之和。某單層材料的熱阻R=δ／λ，δ為該材料的厚度，單位是m，λ為該材料的導熱系數，單位是W/m.K。λ為此公式求值過程中的關鍵數據，也是每種材料的固有的屬性。她的名詞解釋為：1m厚的物體，兩側空氣溫度差為1℃，1h通過1m2面積傳遞的熱量，單位W/m.k。通常把導熱系數λ小于0.3W/m.K并能用于絕熱工程的材料，叫做絕熱材料。導熱系數是絕熱材料的最重要最基本的熱物理指標。例如：普通混凝土λ＝1.74W/m.K，鋼筋混凝土λ＝1.51W/m.K，多孔磚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，（這種材料在全球范圍內尤其在歐美等發達國家作為建筑絕熱工程中最普遍使用的材料），而鑄鐵λ＝49.9W/m.K。實際的工程應用中，卡特比勒辦公樓的外墻部分設計采用聚異氰脲酸酯（PIR），這種更新型的材料λ＝0.020W/m.K，屬絕熱材料。這便是維護結構的傳熱系數K值的求解過程。
下面結合《公共建筑節能設計標準》對上海地區的各部分圍護結的隔熱要求構逐一探討：
1.屋面：K≤0.70W/m2.k
我們的習慣做法一般可以滿足這個要求。例如：120厚現澆混凝土樓板＋20厚水泥砂漿找平層＋泡沫混凝土找坡層最薄30厚＋40厚的λ＝0.03W/m.K擠塑板（XPS）＋防水層＋20厚水泥砂漿保護層，這樣的做法就可以達到K≤0.60W/m2.k。須注意關鍵的保溫層一般應選用40厚擠塑板，若選用聚苯板，厚度應增加至60。
2.外墻：K≤1.0W/m2.k
不作外墻保溫的習慣做法是絕對達不到這個新規范要求的。例如：20厚水泥砂漿＋240厚多孔磚＋20厚水泥砂漿的無外墻外保溫的傳統構造傳熱系數K＝1.66W/m2.k，即便在前段時間簡易的外墻保溫做法－保溫砂漿，也達不到規范的新要求。經計算得知：在墻體與外墻砂漿之間增加20厚的λ＝0.03W/m.K擠塑板，這樣的構造使得外墻整體的傳熱系數K＝0.86W/m2.k<1.0W/m2.k。這叫做外墻外保溫技術，是業界內公認的一種效果很好的做法。他的優點是技術成熟，產品壽命較長，也可使外墻的主要部分受到保護，大大降低溫度應力的起伏，提高結構的耐久性。但他的缺點是在高層建筑中有安全隱患，外墻面磚的做法受到限制。外墻內保溫的做法不能很好的解決建筑熱橋的問題，同時房間內部使用和改造都受到很大的限制，所以現在工程上已很少用這種做法了。還有一種做法叫做中間保溫，做兩層墻，中間夾保溫材料，這種做法效果好，是建筑保溫的發展趨勢，國外的工程中這種做法早已普及，在我國的發展受到限制主要是因為一造價高，二構造做法與現行的做法差別太大，影響面廣，難以一時普及。
3.外窗部分
由于外窗在建筑中變化豐富，窗框材料、玻璃品種，有無遮陽等都會嚴重影響建筑熱工性能，所以，規范在這部分的規定并沒有一刀切。根據窗墻比系數的不同，對窗體的要求分成不同的幾類。所謂窗墻比，并非窗和墻的面積的比值，而是窗與其所在墻體的面積之比。規范在保證外窗自然采光的范圍內鼓勵窗的面積越小越好，即窗墻比越小越好。因為就現在已知能做到的最好的窗：雙玻中空雙腔充惰性氣體40厚，鋁合金斷熱型材，這種窗體構造的傳熱系數K＝1.5W/m2.k，而普通的單玻鋁合金窗的傳熱系數K＝6.4W/m2.k，是墻的6倍。據統計，通過窗流失的熱量占建筑能耗的46％，因此控制窗墻比是個有效的節能手段?！稑藴省分袕娭埔幎ā敖ㄖ總€朝向的窗（包括透明幕墻）墻面積比均不應大于0.7”，此規定一出，必將會極大的影響建筑外觀，金茂大廈或者東方藝術中心等全玻璃的建筑勢必會大大的減少。夏熱冬冷地區（上海）是這樣詳細規定的：當窗墻比≤0.2時，窗的傳熱系數K≤4.7W/m2.k。在實際工程的應用中，塑鋼單玻窗或鋁合金雙玻窗可以滿足要求，但鋼鋁單玻窗不滿足要求。由此可見，在任何情況下，普通鋁合金單玻窗是達不到要求的，必將會面臨被淘汰的境地；當窗墻比在0.2和0.3之間時，窗的K≤3.5W/m2.k。雙玻鋁合金中空（16厚空氣層）的傳熱系數K＝3.6W/m2.k，同樣不滿足要求，若改為斷熱橋的鋁合金型材便滿足。當窗墻比在0.3和0.4之間，窗的傳熱系數K≤3.0W/m2.k。斷熱橋鋁合金中空玻璃可以滿足要求。當窗墻比在0.4至0.5之間，窗的K≤2.8W/m2.k。當窗墻比在0.5至0.7之間，窗的K≤2.5W/m2.k，一般情況下中空充惰性氣體玻璃鍍膜斷熱橋鋁合金的窗體構造可滿足要求。
關鍵詞：節能，技術集成，示范
Studyontheintegrationofbuildingenergysavingtechnology
---Introductionoflow-energyconsumptionprojectinTsinghuaUniversity
DepartmentofBuildingScienceArchitectureSchoolTsinghuaUniversityBeijing100084
Abstract:LowenergyconsumptionprojectwasonedemobuildingconstructedbythebuildingsciencedepartmentofTsinghuaUniversity.Theenergysavingtechnologyintegrationusedinthisprojectincludedintelligentfa?ade,naturalventilation,personalventilationair-conditioningterminal,humiddependentairsupplymode,BCHPsystemandintelligentcontrolsystem.Thisarticleintroducedthebuildingandtechnologyschemeusedinthisproject.
Keywords:energysaving,technologyintegration,demobuilding
清華大學超低能耗示范樓是北京市科委科研項目，作為2008年奧運會辦公建筑的“前期示范工程”，旨在通過其體現奧運建筑的“高科技”、“綠色”、“人性化”。同時，超低能耗示范樓是國家“十五”科技攻關項目“綠色建筑關鍵技術研究”的技術集成平臺，用于展示和實驗各種低能耗、生態化、人性化的建筑形式及先進的技術產品。在此基礎上陸續開展建筑技術科學領域的基礎與應用性研究，研究和示范系列的節能、生態、智能技術在辦公建筑上的應用。包括建筑物理環境控制與設施研究（聲、光、熱、空氣質量等），建筑材料與構造（窗、遮陽、屋頂、建筑節點、鋼結構等），建筑環境控制系統的研究（高效能源系統、新的采暖、通風、空調方式及設備開發等），建筑智能化系統研究。超低能耗樓還將成為展示與宣傳各種最新技術的舞臺，為技術交流、產研掛鉤、知識普及搭建橋梁；成為清華大學與企業界合作開發、展示新產品的平臺，以及向社會、大眾宣傳、展示建筑節能和可持續發展建筑概念、技術和產品的展臺。
超低能耗示范樓座落于清華大學校園東區，建筑設計如圖1所示，總建筑面積3000m2，地下一層，地上四層。由辦公室、開放式實驗室或實驗臺及相關輔助用房組成。從建筑全生命周期的觀點出發，采用了鋼框架結構。建筑物內部為靈活隔斷，空調和強弱電系統為模塊化結構，從而可根據不同使用要求極其方便地改變空間布局。
圖1清華大學超低能耗示范樓效果圖
1．圍護結構方案
超低能耗示范樓護結構體系主要示針對對可調控的“智能型”護結構進行研究，使其能夠自動適應氣候條件的變化和室內環境控制要求的變化。從采光、保溫、隔熱、通風、太陽能利用等進行綜合分析，給出不同環境條件下的推薦形式。圖2標明了示范樓外各個外立面采用的圍護結構方式。通過圍護結構的節能設計，使得冬季建筑物的平均熱負荷僅為0.7W/m2，最冷月的平均熱負荷也只有2.3W/m2,圍護結構的負荷指標遠小于常規建筑，如果考慮室內人員燈光和設備等的發熱量，基本可實現冬季零采暖能耗。夏季最熱月整個圍護結構的平均得熱也只有5.2W/m2。
圖2清華大學超低能耗示范樓圍護結構設計方案
1.1玻璃幕墻和保溫墻體
東立面和南立面采用雙層皮幕墻及玻璃幕墻加水平或垂直遮陽兩種方式，綜合得熱系數1W/m2K，太陽能得熱系數0.5。雙層皮幕墻按照室內室外的溫度差別，調節室外空氣進出風口的開合，夏季室外空氣經過熱的玻璃表面加熱后升溫，在幕墻夾層形成熱壓通風，帶走向室內傳遞的熱量，冬季進風口出風口關閉后，可減少向室內的冷風滲透。水平遮陽和垂直遮陽葉片寬度600mm，每個葉片均設置單獨得自控系統，分別根據采光、視野、能量收集、太陽能集熱的不同區域功能要求進行控制調節，實現冬季最大限度利用太陽能、夏季遮擋太陽輻射，同時滿足室內自然采光的最佳設計。
西北向采用300mm厚的輕質保溫外墻，鋁幕墻外飾面，傳熱系數0.35W/m2K。外窗采用雙層中空玻璃，外設保溫卷簾。
1.2相變蓄熱活動地板【1】
示范樓的圍護結構由玻璃幕墻、輕質保溫外墻組成，熱容較小，低熱慣性容易導致室內溫度波動大，尤其是在冬季，晝夜溫差會超過10℃。為增加建筑熱慣性，以使室內熱環境更加穩定，示范樓采用了相變蓄熱地板的設計方案。如圖3所示，具體做法是將相變溫度為20～22℃的定形相變材料放置于常規的活動地板內作為部分填充物，由此形成的蓄熱體在冬季的白天可蓄存由玻璃幕墻和窗戶進入室內的太陽輻射熱，晚上材料相變向室內放出蓄存的熱量，這樣室內溫度波動將不超過6℃。
活動地板架空層高度1.2米，空調風道、各類水管、電纜、綜合布線等均隱藏在架空層內。保證室內干凈整潔，而且不需要吊頂，房間凈空高度大，有效利用空間多。
圖3清華大學超低能耗示范樓相變蓄熱地板設計方案
1.3植被屋面和光導采光系統
為提高屋頂的隔熱保溫性能，同時改善生態與環境質量，采用種植屋面技術，結合防水及承重要求，選用喜光、耐干燥、根系潛的低矮灌木和草皮，適合于北京地區氣候特征。
屋頂同時設置光導管采光系統，利用太陽光為地下室提供采光，減少白天照明電耗。
2．室內環境控制系統方案
2.1自然通風利用【2】
室內環境控制系統有限考慮被動方式，用自然手段維持室內熱舒適環境。根據北京地區的氣候特點，春秋兩季可通過大換氣量的自然通風來帶走余熱，保證室內較為舒適的熱環境，縮短空調系統運行時間。
利用熱壓通風和風壓通風的結合，根據建筑結構形式及周圍環境的特點，在樓梯間和走廊設置通風豎井，負責不同樓層的熱壓通風。在建筑頂端設計玻璃煙囪，利用太陽能強化通風。此外在建筑外立面合適部位設置開啟扇，使得室外空氣在風壓通風的作用下可順暢地貫穿流過建筑。
2.2濕度獨立控制的新風處理方式【3】
超低能耗示范樓共設置4臺4000m3/h新風機組，通過溶液除濕設備的處理，可提供干燥的新風，用來消除室內的濕負荷，同時滿足室內人員的新風要求。
目前空調工程中采用的除濕方法基本上是冷凍除濕，這種方法首先將空氣溫度降低到露點以下，除去空氣中的水分后再通過加熱將空氣溫度回升，由此帶來冷熱抵消的高能耗。此外為了達到除濕要求的低露點，要求制冷設備產生較低的溫度使得設備的制冷效率低，因而也導致高能耗。
溶液除濕方式能夠將除濕過程從降溫過程中獨立出來，利用較低品位能源進行除濕，同時減少顯熱冷負荷，不僅能夠保證室內環境質量，而且還能降低空調能耗。
此外為保證室內空氣質量要求有足夠的新風，隨之而來的新風負荷是空調系統高能耗的原因。示范樓的新風機組同時可實現全熱回收效率超過80％的高效熱回收，可充分利用排風中的全熱同時又保證新風不被排風污染。
2.3模塊化的末端調節設備【4】
通過溶液除濕后的新風可帶走室內的濕負荷，房間內的末端裝置僅負責顯熱部分（冷凍水溫度可采用18℃），按照干工況運行，不存在結露現象，徹底避免了潮濕表面滋長霉菌，惡化空氣質量。
示范樓內提供模塊化的空調末端配置，根據房間實際使用功能靈活組合。
辦公室室內人員密度低，人員工作時間及活動區域相對固定，個人的舒適要求不盡相同，采用冷輻射吊頂或者輻射墻來消除室內的基本顯熱負荷，溶液除濕后的新風通過置換通風來消除室內的基本濕負荷。工位送風則提供每個辦公人員個人活動區域的送風，通過調節風口角度、出風速度來滿足自身的要求。
示范樓內另一類房間為報告廳和會議室，室內人員密度高，散熱散濕集中，單位面積冷負荷大，且使用時間不穩定。因此除冷輻射吊頂和置換通風外，采用仿自然風的動態風FCU來消除室內尖峰負荷。
3．能源系統方案
3.1BCHP系統
超低能耗樓采用固體燃料電池及內燃機熱電聯供系統，清潔燃料天然氣作為能源供應，BCHP系統總的熱能利用效率可達到85％，其中發電效率43％。基本供電由內燃機或者氫燃料電池供應，尖峰電負荷由電網補充。發電后的余熱冬季用于供熱，夏季則當作低溫熱源驅動液體除濕新風機組，用于溶液的再生。
3.2高溫冷水機組或直接利用地下水
配合獨立濕度控制的新風機組，夏季冷凍水溫度18℃即可滿足供冷的要求。采用電制冷，冷凍機COP可達到9以上，高效節能。另一種方式更為簡單，就是直接利用地下水，超低能耗樓所在清華大學校園東區地表淺層水溫基本穩定在15℃，單口井出水量可達70m3/h，完全能夠滿足示范樓的供冷要求。地下水通過板換換熱后全部回灌，僅利用土壤中蓄存的的冷量，不會造成地下水資源的流失。
3.3太陽能利用
超低能耗樓南側立面裝有30平米的光伏玻璃，發電用于驅動玻璃幕墻開啟扇和遮陽百葉。屋頂設有太陽能集熱器，所獲得的熱量用于除濕系統的溶液再生。此外屋面還裝有太陽能高溫熱發電裝置，該系統為拋物面碟式雙軸跟蹤聚焦，峰值發電功率3kW。
4．測量和控制系統方案
4.1智能化的控制系統
控制系統自動采集室外的日照情況，根據不同的朝向方位，調節遮陽百葉的狀態，同時根據室外氣象參數，決定外窗、熱壓通風風道、雙層皮幕墻進出風口的開閉。控制系統采集工作區各點的照度數據，調節百葉的角度和人工照明的燈具。室內的新風量根據房間內的CO2濃度和濕度來調節。其余能源設備、水泵、太陽能裝置等均根據負荷情況自動調節。
4.2實時測量系統
示范樓屋頂布置氣象參數測點，測量數據包括室外溫度、濕度、風速、太陽輻射強度。圍護結構的測試包括各玻璃、窗框、遮陽百葉、保溫墻體的表面溫度、熱流。環境控制系統和能源系統的測試包括各設備的運行參數，如冷輻射吊頂表面溫度、送回風溫度濕度、盤管出水溫度、溶液除濕系統的溶液濃度等。
5．小結
清華大學超低能耗示范樓是建筑節能各項技術和新產品的集成應用，在實施過程中得到了北京市政府、北京市科委、國家科技部的大力支持，同時要感謝在示范樓建設過程中提供技術和產品支持的國內外企業。2004年6月示范樓將全面建成，服務于今后我國綠色建筑的深入研究。
參考文獻
•定形相變材料的熱性能張寅平清華大學學報（自然科學版）2003.6
•太陽輻射下建筑外微氣候的實驗研究李曉鋒太陽能學報2001.3
