什么叫可再生能源与建筑一体化设计

房和城乡建设部办公厅对工程建设领域38项全文强制性规范征求意见，其中包含13项项目规范，25项通用规范，《建筑环境通用规范》（征求意见稿）作为通用规范在列。现《建筑环境通用规范》（征求意见稿）、《建筑节能与可再生能源利用通用规范》（征求意见稿）面向社会公开征求意见。

2019年1月28日，住建部发布《关于印发2019年工程建设规范和标准编制及相关工作计划的通知》（建标函[2019]8号），《建筑环境通用规范》正式列入今年编制计划。《建筑环境通用规范》（征求意见稿）、《建筑节能与可再生能源利用通用规范》（征求意见稿）由中国建筑科学研究院有限公司牵头，联合十余家科研院所、设计院、高校和企业，针对建筑声、光、热环境、暖通空调等多专业设计、施工、验收及运行过程中技术和管理的基本要求，历时两年对国内外相关标准进行了系统研究和梳理，形成了一部多专业集成，覆盖工程建设全过程的综合性的建筑环境通用规范。

《建筑环境通用规范》（征求意见稿）分为总则、基本规定、建筑声环境、建筑光环境、建筑热工、供暖通风与空气调节、民用建筑室内空气质量、特殊洁净环境共8个章节和2个附录，内容涵盖了建筑声环境、建筑光环境、建筑热工、供暖通风与空气调节、室内空气质量和洁净受控环境的设计、施工验收及运行维护应达到的性能指标、基本要求及通用技术措施。

《建筑节能与可再生能源利用通用规范》（征求意见稿）分为总则、基本规定、新建建筑节能设计；既有建筑节能改造诊断、设计与评估；可再生能源应用系统设计；施工、调试及验收及运行维护应达到的性能指标、基本要求及通用技术措施。

建筑设计与环保节能关系

    论文关键词：建筑设计　环保节能　技术措施

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论文摘要：本文将从建筑设计与环保节能的紧密关系、环保节能前提下的建筑设计原则及环保节能建筑设计的技术措施几方面探讨现代化建筑设计新理念。

    在国家大力提倡节能环保的大背景下，节能与环保已经成为建筑设计未来发展的大趋势。近年来，随着国家经济的发展，人们生活水平提高，住房条件不断地改善，居民住宅纷纷进行装修改造，居民装修不仅要考虑美观舒适，还要在考虑到设计的个性的同时，兼顾以人为本环保与节能的室内设施的设计和运用。

    一、建筑设计与环保节能的紧密关系

    住宅建筑设计中的生态平衡、环境保护与节省能源不是孤立的，也不是矛盾的，而是相互影响和联系的。人类可以自主建造舒适的建筑内部环境，但人工化的舒适通常依赖于照明、空调和通风等高耗能设施，且舒适度的提高又往往以耗能的`增加为前提条件，这种发展模式带来了当前环境和能源危机，进而威胁到人类自身的生存发展与安全保障。

    随着经济的发展、城市化进程的加快、城市居民生活水平的提高，建筑耗能占整个能源消费总量的比重不断上升，每年由于新建和改建建筑，消耗大量能源，带来自然环境的恶化。同时在建设过程中还存在水污染严重、土地资源利用率低、建筑耗材高等严重问题。如不注意防止水、土和空气的污染，绿化与水面严重不足、空气污浊、气温升高、能耗剧增。自然环境的日趋恶化，结果是建筑系统内和建筑系统外的物质良性循环与能量的良性转换受到严重破坏，也就是生态环境受到严重破坏。居住区中的气候设计，不仅仅是一个充分利用自然能源、减少再生能源消耗的问题，也是一个直接处理人与自然的关系问题，实现可持续发展是本世纪人类所面对的巨大挑战。

    二、节能环保前提下的建筑设计原则

    现如今，随着节能环保意识的增强和能源短缺的压力，“节能建筑”“绿色建筑”、成为当前最热的话题，绿色节能建筑的标准应该统一的，节能建筑就应该是环保建筑，充分利用阳光、雨水等可再生能源，最大限度的节电节水，大力发展绿色节能建筑是中国建筑业未来发展的方向。我们在节能环保的建筑设计上要遵从以下原则:

1 概述 随着社会经济发展、人民生活水平不断提高，建筑能耗持续上升。其原因，一是建筑面积增加，二是居民家用设备快速增长，建筑照明条件也愈益改善，三是人们对建筑热舒适性要求越来越高，空调制冷面积不断扩大，时间也在延长，能源消耗随之增加。目前普遍认为建筑节能是节能途径中潜力最大、最为直接有效的方式，是缓解能源紧张、解决社会经济发展与能源供应不足这对矛盾的最有效措施之一。因此，采取建筑节能技术措施不仅能改善室内热环境、减少空调耗能量，还能减少空调机排放的废热废气等改善大气环境，且对削减用电高峰负荷意义重大。 为了贯彻国家有关能源规定和政策，提高设备和能源利用效率，提高建筑节能设计水平，使建筑节能设计人员更好地掌握节能设计方法、熟悉节能设备选用。Acrel(安科瑞)公司研发的Acrel-5000建筑能耗分析管理系统，可以通过ACR网络电力仪表、谐波表、导轨式电能表，对商场、宾馆、学校、、银行、体育馆、政府机关等大型公建进行电能分项计量和能耗分析管理。希望能对人们的建筑节能意识起到引导作用，为建筑设计人员提供参考，使建筑与节能一体化设计，达到更好的节能效果。 在建筑节能设备设计应用中应大力利用可再生能源，如利用地下水作为空调系统的冷却水和热源水，用制冷（热泵）从低品位热源中提取所需的冷（热）量为建筑供冷（热）；又如太阳能是清洁而且用之不尽的可再生能源，不仅可提供生活热水，还可进行光伏发电，为建筑的照明系统提供光源。另外将太阳能应用于空调技术，可以有效降低由于使用常规机械压缩制冷设备带来的大量电力消耗，从而减轻由于燃烧化石能源发电所带来的环境污染。所以设计人员在建筑节能设计中，应该努力探索可再生能源与建筑的结合方式，构建节约型社会。 2 基本知识2.1建筑能耗设备 建筑设备包括建筑电气、供暖、通风、空调、消防、给排水、楼宇自动化等。 建筑内的能耗设备主要包括空调、照明、热水供应设备等。南方地区空调系统和照明系统的耗能在大多数的民用建筑能耗中占主要份额，空调系统的能耗更达到建筑能耗40%～60%，成为建筑节能的主要控制对象。 2.2建筑设备节能设计应注意的问题 建筑的节能设计，必须依据当地具体的气候条件，首先保证室内热环境质量，同时，还要提高采暖、通风、空调和照明系统的能源利用效率，以实现国家的节能目标、可持续发展战略和能源发展战略。 1）合适、合理地降低设计参数 合适、合理的降低设计参数不是消极被动地以牺牲人类的舒适、健康为前提。空调的设计参数，夏季空调温度可适当提高一点如25～26℃、冬季的供暖温度可适当低一点。 2）建筑设备规模要合理 建筑设备系统功率大小的选择应适当。如果功率选择过大，设备常部分负荷而非满负荷运行，导致设备工作效率低下或闲置，造成不必要的浪费。如果功率选择过小，达不到满意的舒适度，势必要改造、改建，也是一种浪费。建筑物的供冷范围和外界热扰量基本是固定的，出现变化的主要是人员热扰和设备热扰，因此选择空调系统时主要考虑这些因素。同时，还应考虑随着社会经济的发展，新电气产品不断涌现，应注意在使用周期内所留容量能够满足发展的需求。 3）建筑设备设计应综合考虑 建筑设备之间的热量有时起到节能作用，但是有时候则是冷热抵消。如夏季照明设备所散发的能量将直接转化为房间热扰，消耗更多冷量。而冬天的照明设备所散发的热量将增加室内温度，减少供热量。所以，在满足合理的照度下，宜采用光通量高的节能灯，并能达到冬夏季节能要求的照明灯具。 4）建筑能源管理系统自动化 建筑能源管理系统（EMS，Building Automation System）是建立在建筑自动化系统（BAS，Building Automatic System）的平台之上，是以节能和能源的有效利用为目标来控制建筑设备的运行。它针对现代楼宇能源管理的需要，通过现场总线把大楼中的功率因数、温度、流量等能耗数据采集到上位管理系统，将全楼的水、电力、燃料等的用量由计算机集中处理，实现动态显示、报表生成。并根据这些数据实现系统的优化管理，最大限度地提高能源的利用效率。BAS系统造价相当于建筑物总投资的0.5％～1％，年运行费用节约率约为10％，一般4～5年可回收全部费用。 5）建筑物空调方式及设备的选择，应根据当地资源情况，充分考虑节能、环保、合理等因素，通过经济技术性分析后确定。 3 Acrel-5000建筑能耗分析管理系统3.1系统构成 能耗分析管理系统是指通过对国家机关办公建筑和大型公共建筑安装分类和分项能耗计量装置，采用远程传输等手段及时采集能耗数据，实现重点建筑能耗的在线监测和动态分析功能的硬件系统和软件系统的统称。其中，分类能耗是指根据国家机关办公建筑和大型公共建筑消耗的主要能源种类划分进行采集和整理的能耗数据，如：电、燃气、水等。分项能耗是指根据各类能源的主要用途划分进行采集和整理的能耗数据，例如，电量分项能耗应当包括：照明插座用电、空调用电、动力用电、特殊用电。3.2数据传输技术 建筑物能耗监测系统的自动计量装置所采集的能耗数据，通过RS485接口，并采用TCP／IP通信协议自动并实时上传给数据中心，以保证数据得到有效的管理和支持高效率的查询服务，同时数据传输采取一定的编码规则，实现数据组织、存储及交换的一致性。3.3数据中心 数据中心也就是数据库，接收并存储其管理区域内监测建筑的能耗数据，并对其进行处理、分析、展示和发布。数据中心具备设置数据更新的时间间隔，访问历史数据，报警，打印报表，实时与历史曲线，图表的绘制，并预留相应扩展功能。3.4系统结构 Acrel-5000建筑能耗分析管理系统以计算机、通讯设备、测控单元为基本工具，根据现场实际情况采用现场总线、光纤环网或无线通讯中的一种或多种结合的最优化的组网方式，为大型公共建筑的实时数据采集及远程管理与控制提供了基础平台，它可以和检测设备构成任意复杂的监控系统。开放性、网络化、单元化、组态化的采用面向对象的分层、分级、分布式智能一体化结构。建立如下层次结构：3.5系统功能 Acrel-5000建筑能耗分析管理系统的能耗数据采集方式包括人工采集方式和自动采集方式。通过人工采集方式采集的数据包括建筑基本情况数据采集指标和其它不能通过自动方式采集的能耗数据，如建筑消耗的煤、液化石油、人工煤气等能耗量。通过自动采集方式采集的数据包括建筑分项能耗数据和分类能耗数据，由自动计量装置实时采集，通过自动传输方式实时传输至数据中心。 3.6大型公建或楼宇建筑的信息管理 系统提供标准的手工信息录入界面，可对各栋监控建筑的基本信息进行整理和录入，并支持手工录入历史能耗数据的功能。 Acrel-5000建筑能耗分析管理系统的数据库建立也完全依据114号文，根据建筑的使用功能和用能特点，将国家机关办公建筑和大型公共建筑分为如下8类： 1、办公建筑 2、商场建筑 3、宾馆饭店建筑 4、文化教育建筑 5、医疗卫生建筑 6、体育建筑 7、综合建筑 8、其它建筑3.6.1能耗数据的实时监测 系统采集站定时采集各监控点的仪表参数并上传至本地建筑能耗分析管理系统数据库，用户可于当地实时查询能耗监测情况。3.6.2建筑分类能耗分析 系统在完成数据处理与上传的同时，将建筑能耗进行分类分析，该部分功能符合114号文的定义，即将建筑能耗分类为如下六类： 1、耗电量 2、耗水量 3、耗气量（天然气量或者煤气量） 4、集中供热耗热量 5、集中供冷耗冷量 6、其他能源应用量（如集中热水供应量、煤、油、可再生能源等）3.6.3电量分项能耗分析 照明插座用电：为建筑物主要功能区域的照明、插座等室内设备用电。主要包括照明和插座用电、走廊和应急照明用电、室外景观照明用电。空调用电：主要包括冷热站用电、空调末端用电。 动力用电：主要包括电梯用电、水泵用电、通风机用电。 特殊用电：主要包括信息中心、洗衣房、厨房餐厅、游泳池、健身房或者其他特殊用电。建筑总能耗为建筑各分类能耗（除水耗量外）所折算的标准煤量之和。 总用电量＝∑各变压器总表直接计量值 分类能耗量＝∑各分类能耗计量表的直接计量值 分项用电量＝∑各分项用电计量表的直接计量值 单位建筑面积用电量＝总用电量/总建筑面积 单位空调面积用电量＝总用电量/总空调面积3.6.4用能情况的同、环比分析 统计建筑或片区能耗的时用量、日用量和年用量，以曲线图、柱状图等不同方式显示，支持报表输出。3.6.5建筑节能辅助诊断 系统可提取各能耗数据进行同、环对比分析，确立标杆值并对各监控点的能耗情况进行能耗水平判定，对能耗改善提出一套完整的诊断流程，并给出能耗分析报告。4 系统报价建筑能耗分析软件(Acrel-5000) 单位：元（RMB）大类 子项 解释 价格 登录与注销 服务器配置 标配 40000 登陆 注销 退出 日志与用户管理 日志管理 标配 添加用户 用户权限控制 用户密码更改 建筑信息 建筑基本信息 标配 建筑群基本信息 建筑建筑群关系 数据中心基本信息 支路及电表信息 监测仪表参数 标配 监测仪表产品信息 电表基本信息 支路设备 BA参数配置 BA点配置 标配 信息配置向导 信息配置向导 标配 设备监控 设备实时能耗 标配 BA参数分析 建档设备运行记录 设备开关机时间统计 环境监控 建筑环境温度 标配 分项能耗 分项能耗统计 标配 分项能耗比较 环比同比分析 数据处理 原始数据查询 标配 异常数据分析 报表制作 简易报表 标配 帮助 用户手册 标配 在线帮助 支路能耗 支路能耗统计 选配 7000 支路能耗分时统计 环比同比分析 报表制作 报表定制 选配 5000 气象数据 气象数据 选配 5000 度日数分析 供电局 契约限额申请 选配 11000 MD值分析 月账单核对查询 支路电费查询 电价查询 能耗指标 最大累计产冷(热)量 选配 1000 平均制冷(热)量 冷水机组运行效率COP 选配 2000 冷站能效比 选配 4000 空调系统能效比 冷冻站房制冷机组运行负荷率 选配 7500 冷冻站房冷却水泵运行负荷率 冷冻站房冷冻水泵运行负荷率 冷冻站房冷却塔运行负荷率 空调机组运行负荷率 冷冻站房制冷机组有效利用率 选配 7500 冷冻站房冷却水泵有效利用率 冷冻站房冷冻水泵有效利用率 冷冻站房冷却塔有效利用率 空调机组有效利用率 冷却水泵能量传输力 选配 2000 设备负载率 选配 3000 冷水机组能效比 选配 2000 冷冻水系统输送系数 选配 2000 冷却水系统输送系数 单位建筑面积能耗 选配 1000 单位空调面积能耗注：1.本报价单监控软件价格为只针对本公司产品，涉及第三方产品的价格另议； 2.本报价为含税价，不含通讯电缆架设费用。5 结束语 随着能源的日益紧张，节能降耗成为大型公共建筑智能化建设的必然选择，本文介绍Acrel-5000能耗监测系统，不仅能监控供配电系统的运行状况，还能监测用水量、燃气等其它能源的使用状况，并能根据采集到的能耗数据绘制出各种报表、分析曲线、图形等，便于分析研究，为智能建筑的节能技术提供参考。该系统运行安全、可靠，并附有事件记录及故障报警等功能，极大地方便了用户的使用。随着社会的发展，能源的日益紧张，实现对分类能耗、分项能耗的远程监测与管理成为智能建筑发展的必然趋势。

生态建筑也被称作绿色建筑、可持续建筑。生态建筑涉及的面很广，是多学科、多工种的交叉，是一门综合性的系统工程，它需要整个社会的重视与参与。它是将人类社会与自然界之间的平衡互动作为发展的基点，将人作为自然的一员来重新认识和界定自己及其人为环境在世界中的位置。 生态建筑不是仅靠几位建筑师就可实现，更不是一朝一夕就能完成的，它代表了新世纪的方向，是建筑师应该为之奋斗的目标。一般来讲，生态是指人与自然的关系，那么生态建筑就应该处理好人、建筑和自然三者之间的关系，它既要为人创造一个舒适的空间小环境（即健康宜人的温度、湿度、清洁的空气、好的光环境、声环境及具有长效多适的灵活开敞的空间等）；同时又要保护好周围的大环境——自然环境 （即对自然界的索取要少、且对自然环境的负面影响要小）。

这其中，前者主要指对自然资源的少费多用，包括节约土地，在能源和材料的选择上，贯彻减少使用、重复使用、循环使用以及用可再生资源替代不可生资源等原则。后者主要是减少排放和妥善处理有害废弃物（包括固体垃圾、污水、有害气体） 以及减少光污染、声污染等等。对小环境的保护则体现在从建筑物的建造、使用，直至寿命终结后的全过程。

以建筑设计为着眼点，生态建筑主要表现为：利用太阳能等可再生能源，注重自然通风，自然采光与遮阴，为改善小气候采用多种绿化方式，为增强空间适应性采用大跨度轻型结构，水的循环利用，垃圾分类、处理以及充分利用建筑废弃物等。仅以上几个方面就可以看出，不论哪方面都需要多工种的配合，需要结构、设备、园林等工种，建筑物理、建筑材料等学科的通力协作才能得以实现。这其中建筑师起着统领作用，建筑师必须以生态的观念、整合的观念，从整体上进行构思。

恩格斯指出：“自然的历史和人的历史是相互制约的”。因此，建筑师在进行设计时必须要在关注人类社会自身发展的同时，关注并尊重自然规律，绝不能以牺牲地区环境品质和未来发展所需的生态资源为代价，用“向后代借资源”的方式求取局部的利益和发展。在具体实施操作层面上，生态建筑设计应注重把握和运用以往建筑设计所忽略的自然生态的特点和规律，贯彻整体优先的准则，并力图塑造一个人工环境与自然环境和谐共存的，面向可持续发展的未来的建筑环境。

根据有关数据的调查，目前工业、交通、建筑业的碳排放量可达所有碳排放总量的80%-85%，其中建筑行业全过程消耗的资源和能源占到全球总能耗的50%，我国建筑使用能耗占全社会总能耗的约28%，而与此同时能源生产增长速度远不及建筑对能源消耗的增长速度。根据我国国民经济和社会发展纲要的要求，要把建设资源节约型、环境友好型社会摆在突出位置。

建筑节能的具体措施包括以下几个方面：

一、新建建筑节能

根据2019年实施的《严寒和寒冷地区居住建筑节能设计标准》（JGJ26-2018），我国新建居住建筑预期能效水平从30%提高到75%。《温和地区居住建筑节能设计标准》（JGJ475-2019）的发布也填补了我国温带地区新建居住建筑的建筑节能标准空白。各地方的建筑节能标准也有所提高，规范新建居住建筑的材料使用、节能设备使用，促进建筑节能减排方案落地。

二、既有建筑的节能改造

通过对北方采暖地区和既有居住建筑的改造和夏热冬冷地区的节能改造，能有效降低采暖、降温的能耗成本，提高能源利用效率，改善室内外环境。

三、公共建筑能效提升

进入新世纪以来，公共建筑面积以20%的建筑面积占据了30%的建筑总能耗。通过公共建筑节能改造，进行公共建筑能耗统计、能耗监测、能源审计和能耗公示，预计可实现5000万吨标煤减排。

四、农村建筑节能减排

农村建筑能耗主要集中在农房采暖、炊事、生活热水、照明等方面。针对农村用能结构，太阳能、空气热能、生物质能等可再生清洁能源得到广泛应用。

五、可再生能源建筑应用

建筑可再生能源应用分为两大类，一类是满足建筑热水、空调供暖等建筑用冷用热需求的技术，另一类是包括太阳能光伏发电、热发电、生物质发电和风力发电在内的可再生能源发电。前一类要重点做到用能设备的节能，后一类要实现能源供给侧的减碳。