節(jié)能建筑
關(guān)注創(chuàng)建者：匿名 創(chuàng)建時間：2026-01-04
節(jié)能建筑的視頻教程
相變能量樁段模型傳熱模擬
課程背景： 在建筑節(jié)能領(lǐng)域，為應(yīng)對能源短缺、環(huán)境污染等問題，淺層地熱能的應(yīng)用研究已經(jīng)引起了國內(nèi)外學者的廣泛關(guān)注。能量樁作為淺層地熱能的重要利用技術(shù)，在我國乃至世界節(jié)能減排工程中有著巨大的發(fā)展?jié)摿蛷V泛的應(yīng)用前景。 直播大綱： 本次課程主要針對中文核心期刊論文《相變能量樁段模型傳熱模擬》進行復現(xiàn)，手把手演示完整的建模過程，幫助大家掌握COMSOL相變模塊的基本操作。
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節(jié)能建筑的實例教程
建筑可以在全球低碳轉(zhuǎn)型中發(fā)揮關(guān)鍵作用，因為2018年建筑能耗占總能耗的30-40%，其中約50%的建筑能耗用于采暖、通風和空調(diào)。傳統(tǒng)的蒸汽壓縮冷卻策略，比如空調(diào)的制冷消耗了大量的化石燃料發(fā)電，導致碳排放增加，進一步使全球氣候惡化。
輻射冷卻能夠以熱輻射的形式將地球的熱量傳遞到外太空，無需任何能量輸入的條件下，在日間通過最小化太陽能吸收實現(xiàn)了低于環(huán)境溫度的降溫效果，這種零能高效的降溫方式為節(jié)能建筑、人體熱管理和太陽能電池熱管理等領(lǐng)域的發(fā)展提供新的策略和機遇。在這種背景下由于輻射冷卻材料可以自發(fā)地將熱輻射散發(fā)到寒冷的外層空間的優(yōu)越能力而成為目前研究的焦點。
最近開發(fā)了一系列先進的功能材料和復雜的策略，通過在亞波長尺度上操縱光-物質(zhì)相互作用來促進被動、高效和可持續(xù)的輻射冷卻性能或先進的熱管理。但是需要注意的是，這些輻射冷卻材料和結(jié)構(gòu)都是光學靜態(tài)的，無論環(huán)境變化如何，它們通常都是作為一種冷卻方式發(fā)揮作用。人們非常希望開發(fā)出能夠根據(jù)需要在冷卻和加熱模式之間動態(tài)切換的先進輻射冷卻材料。
纖維素存在于許多常見的植物如棉花、木材和竹子中，也可以由細菌進行分泌合成。細菌纖維素（Bacterial Cellulose, BC）是一種由細菌分泌合成的纖維素材料。同時，BC還具有可大規(guī)模制備和純度高的特點，被廣泛應(yīng)用于智能電子、熱管理和生物醫(yī)藥等領(lǐng)域。然而，細菌纖維素材料應(yīng)用于輻射冷卻領(lǐng)域存在大氣窗口中紅外發(fā)射率較低，限制了其在輻射冷卻領(lǐng)域的應(yīng)用。
02
成果掠影
近日，天津大學封偉教授、王玲教授團隊通過原位生長技術(shù)成功開發(fā)了具有太陽光透過率可調(diào)特性的細菌纖維素基輻射冷卻材料。
展開 ApacheSim是用來計算建筑物冷熱負荷的工具包。這個工具包可以根據(jù)建筑材料的特性、設(shè)備的開啟狀況、室內(nèi)設(shè)定條件等來計算最大冷熱負荷、室內(nèi)溫度變化、年消耗能量等指標，以此來指導建筑的節(jié)能設(shè)計。此外，這個工具包還可以對建筑的自然通風以及空調(diào)系統(tǒng)進行模擬，包括運行的時間、開啟的大小等控制參數(shù)都可以進行設(shè)定。
在確定好房屋建筑物基本負荷數(shù)值之后，配電變壓器總裝機的容量=建筑物有功計算負荷/（變壓器負荷率×變壓器補償后的平均功率因數(shù)）。在變電器使用的過程中，如果最大負荷統(tǒng)計數(shù)值低于30mim，變壓器負荷容量會增加，與此相關(guān)的用戶初期投資數(shù)額也會增加。由此證明，按照變壓器最理想負荷率來確定變壓器容量的做法是不科學的。
第二，按照變壓器節(jié)能負荷率選擇變壓器的容量。考慮到變壓器容量負荷始終處于變化的過程中，無法精準地計算出變壓器的電能損耗。為此，想要計算最大負荷時間，可以參考最大負荷消耗時間下用戶的統(tǒng)計數(shù)據(jù)信息。對于高層建筑物，受到工作制的影響，在員工下班之后的時間段會處于輕載的狀態(tài)，這個時期電力負荷的運行和工業(yè)企業(yè)的單班制生產(chǎn)存在密切的關(guān)聯(lián)，變壓器的節(jié)能負荷率基本控制在0.85～0.95之間。對于一些以商業(yè)為主的建筑物，它的用電負荷相當于工業(yè)企業(yè)兩班制，變壓器的節(jié)能負荷率在0.71～0.85之間。
第三，按照變壓器經(jīng)濟負荷來計算變壓器的容量。經(jīng)過上文的分析我們發(fā)現(xiàn)，按照年有功率能耗損耗最小時的節(jié)能負荷率計算，變壓器的容量設(shè)置更加有利于實現(xiàn)節(jié)能環(huán)保的發(fā)展目標。但是對于兩班制商業(yè)建筑中的配電變壓器使用來說，如果按照以上的計算方式，最終所得到的容量數(shù)值還會偏大，無形中加大了用戶的投資。
展開 建筑占全球能源消耗總量的 40%，而供暖、通風和空調(diào) (HVAC) 消耗了建筑能耗的一半，提高能源效率是解決這一問題的關(guān)鍵。熱致變色智能窗具有低成本和零能量輸入的特性。基于水凝膠復合材料不僅可以調(diào)節(jié)陽光透過率，還可以提高材料的機械和熱響應(yīng)速度，然而現(xiàn)階段智能窗主要注重調(diào)節(jié)透光能力，在太陽光調(diào)控的過程中，太陽輻射的能量被浪費。
日前，中國石油大學（北京）徐泉教授團隊設(shè)計并制備了一款高太陽能調(diào)制能力和自發(fā)電的能量生成系統(tǒng)結(jié)合的顛覆性新型智能窗（Energy saving and energy generation-ESEG智能窗）。ESEG智能窗由多層百葉太陽能電池結(jié)構(gòu)，溫控變色的主客體水凝膠、以及氧化銦錫(ITO)玻璃相結(jié)合的結(jié)構(gòu)，兼具節(jié)能和發(fā)電能力（ESEG智能窗），此款智能窗制造簡單、可規(guī)模化生產(chǎn)，最重要的是具有儲能、節(jié)能、主動控制、防凍一體化功能，商業(yè)化前景廣闊，相關(guān)成果已發(fā)表于Advanced Science，2022，202105184。
圖1. (a)節(jié)能儲能一體化智能窗的多層百葉結(jié)構(gòu)；(b) 主客體熱致變色水凝膠（HGT水凝膠）的機理示意圖和0.15 m2窗戶在不同溫度下50×30 cm測試的光學照片；(c) 不同環(huán)境下的節(jié)能儲能一體化智能窗示意圖；(d) ESEG不同視角的光學照片。圖片來源：Advanced Science
主客體熱致變色水凝膠（HGT水凝膠）由透明熱穩(wěn)定 (PAM-PAA) 水凝膠基質(zhì)，及熱響應(yīng)羥丙基纖維素 (HPC) 微粒制成。
展開 - 序 -
LETTERS FOR YOUNG ARCHITECTS
文 / 劉加平
中國社會進入綠色發(fā)展階段，創(chuàng)作設(shè)計具有地域特征、民族特色和時代風貌的綠色建筑，是建筑師的天職。近年來在建筑設(shè)計行業(yè)出現(xiàn)了很多與綠色建筑有關(guān)的概念，如節(jié)能建筑、低能耗建筑、低碳建筑等。這些概念的內(nèi)涵，有些是相互之間在內(nèi)容上部分重復，有些是部分與整體之間的隸屬關(guān)系，但每個概念，都有其出處和特指。完全理解每個概念，還真需要下點功夫。遺憾的是，業(yè)內(nèi)出現(xiàn)了一些讓人匪夷所思的時髦概念，如綠色節(jié)能建筑、綠色鋼結(jié)構(gòu)體系等。現(xiàn)以“被動式超低能耗綠色建筑”為例做一剖析。
被動式建筑，譯自于英文Passive Building。這一概念源自于被動式太陽能建筑，即英文的Passive Solar Building。20世紀70年代，能源危機促使各行各業(yè)廣泛使用太陽能等可再生能源。在建筑行業(yè)，出現(xiàn)了兩種利用太陽能采暖的方式。一種是通過科學合理的設(shè)計，把建筑物直接作為光熱轉(zhuǎn)換和蓄能系統(tǒng)的建筑物，稱其為Passive Solar Building或Passive Solar House。另一種是建筑能源和設(shè)備工程師，設(shè)計制造專門的裝置，用以收集、轉(zhuǎn)換和輸配太陽熱能，這類系統(tǒng)稱作Active Solar System。兩種方式可以聯(lián)合使用，也可以獨立運行。常見最多的是Passive Solar Building，因為其建造和運行成本低廉。此后，人們把運用建筑設(shè)計手法和措施，包括建筑形態(tài)造型、平面布局與空間組織、適宜性的構(gòu)造與選材等，實現(xiàn)了與所在地域氣候、太陽輻射、地形地貌等自然環(huán)境條件相適應(yīng)的建筑物，統(tǒng)稱為Passive Building 或Passive House。之所以稱之為Passive Building，只因為建筑物是不會“active”的。
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節(jié)能建筑的相關(guān)專題、標簽、搜索
節(jié)能建筑的最新內(nèi)容
“十四五”建筑節(jié)能與綠色建筑發(fā)展規(guī)劃 [2022].[EB/OL].
[2] GB 50016-2023建筑設(shè)計環(huán)境準則[EB/OL].
[3] 海南省 綠色建筑設(shè)計規(guī)程（2023試行）.[EB/OL].
[4] 薛祖杰. 基于CFD的復雜超高層建筑雙向流固耦合研究[D]. 重慶大學,2012. DOI:10.7666/d.y2152722.
[5] 趙彬,林波榮,李先庭,等.
節(jié)能建筑材料是重要應(yīng)用方向。建筑外墻的輻射制冷涂料、Low-E玻璃等節(jié)能材料，其節(jié)能效果與表面發(fā)射率密切相關(guān)。通過測量不同材料在紅外波段的發(fā)射率，可以科學評估其節(jié)能性能，為綠色建材的選型提供數(shù)據(jù)支持。
在新能源領(lǐng)域，發(fā)射率測量同樣發(fā)揮著重要作用。太陽能光伏組件的散熱性能直接影響發(fā)電效率，而組件的表面發(fā)射率是散熱設(shè)計的關(guān)鍵參數(shù)。
它廣泛應(yīng)用于輻射測量領(lǐng)域，為輻射研究提供精確的數(shù)據(jù)支持；在材料檢測方面，助力科研人員深入了解材料特性；于醫(yī)療健康領(lǐng)域，為相關(guān)研究和應(yīng)用提供可靠依據(jù)；在節(jié)能建材行業(yè)，有助于開發(fā)高效節(jié)能的建筑材料；在隱身偽裝方面，為軍事和安全領(lǐng)域提供關(guān)鍵技術(shù)支撐；在航空航天領(lǐng)域，保障航空航天器材料的性能符合嚴苛要求。
</li><li class="ql-align-justify"><strong>節(jié)能建材與新能源</strong>：精確評估建筑保溫材料、太陽能吸收涂層的發(fā)射率，直接關(guān)系到建筑的節(jié)能效率與光伏產(chǎn)品的能量轉(zhuǎn)換效率。
Navigation Satellite System (GNSS) 全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)（GNSS）；Earth exploration and information technology 地球探測與信息技術(shù)；Hyperspectral Image Processing 超光譜圖像處理；Green building materials and energy-saving buildings 綠色建材和節(jié)能建筑
“十四五”建筑節(jié)能與綠色建筑發(fā)展規(guī)劃 [2022].[EB/OL].</blockquote><blockquote>[2] GB 50016-2023建筑設(shè)計環(huán)境準則[EB/OL].https://www.360docs.net/doc/214767590.html</blockquote><blockquote>[3] 海南省 綠色建筑設(shè)計規(guī)程（2023試行）.
●【欄目設(shè)置】
建筑結(jié)構(gòu)、建筑設(shè)計、施工技術(shù)、建筑管理、市政工程、工程技術(shù)、建筑經(jīng)濟、道路橋梁、安全質(zhì)量、建筑節(jié)能、建筑材料、地基與基礎(chǔ)、造價預算、水利水電、園林綠化、建筑論壇 技術(shù)開發(fā)報道、專題綜述、國外技術(shù)開發(fā)、技術(shù)講座等。
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/建筑承建商;
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裝飾裝修公司/電力電氣公司/建材公司;
房地產(chǎn)開發(fā)商/酒店商/公寓/別墅/業(yè)主/高端客戶;
建設(shè)規(guī)劃部門/建筑機構(gòu)/能源管理/市政工程管理;
社區(qū)/樓宇/物業(yè)管理/住宅電子集成與定制安裝商;
辦公/教育/養(yǎng)老/園區(qū)/學校/醫(yī)院/農(nóng)業(yè)/會所/餐廳/民宿;
建材賣場/超市/連鎖店/百貨公司
/建筑承建商
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建設(shè)規(guī)劃部門/建筑機構(gòu)/能源管理/市政工程管理
社區(qū)/樓宇/物業(yè)管理/住宅電子集成與定制安裝商
辦公/教育/養(yǎng)老/園區(qū)/學校/醫(yī)院/農(nóng)業(yè)/會所/餐廳/民宿
建材賣場/超市/連鎖店/百貨公司/體驗廳/商場/電商
標準編制機構(gòu)
/建筑承建商
建筑師/設(shè)計師/規(guī)劃師/工程師
裝飾裝修公司/電力電氣公司/建材公司
房地產(chǎn)開發(fā)商/酒店商/公寓/別墅/業(yè)主/高端客戶
建設(shè)規(guī)劃部門/建筑機構(gòu)/能源管理/市政工程管理
社區(qū)/樓宇/物業(yè)管理/住宅電子集成與定制安裝商
辦公/教育/養(yǎng)老/園區(qū)/學校/醫(yī)院/農(nóng)業(yè)/會所/餐廳/民宿
建材賣場/超市/連鎖店/百貨公司/體驗廳/
