節能建筑的案例
一種用于節能建筑和人體熱管理的輻射制冷的纖維素材料
建筑可以在全球低碳轉型中發揮關鍵作用，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。傳統的蒸汽壓縮冷卻策略，比如空調的制冷消耗了大量的化石燃料發電，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了低于環境溫度的降溫效果，這種零能高效的降溫方式為節能建筑、人體熱管理和太陽能電池熱管理等領域的發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地將熱輻射散發到寒冷的外層空間的優越能力而成為目前研究的焦點。
最近開發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-物質相互作用來促進被動、高效和可持續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構都是光學靜態的，無論環境變化如何，它們通常都是作為一種冷卻方式發揮作用。人們非常希望開發出能夠根據需要在冷卻和加熱模式之間動態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還具有可大規模制備和純度高的特點，被廣泛應用于智能電子、熱管理和生物醫藥等領域。然而，細菌纖維素材料應用于輻射冷卻領域存在大氣窗口中紅外發射率較低，限制了其在輻射冷卻領域的應用。
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成功開發了具有太陽光透過率可調特性的細菌纖維素基輻射冷卻材料。
展開 案例：建筑節能分析
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建筑材料的特性、設備的開啟狀況、室內設定條件等來計算最大冷熱負荷、室內溫度變化、年消耗能量等指標，以此來指導建筑的節能設計。此外，這個工具包還可以對建筑的自然通風以及空調系統進行模擬，包括運行的時間、開啟的大小等控制參數都可以進行設定。
【分析】建筑電氣設計中的變壓器節能分析
在確定好房屋建筑物基本負荷數值之后，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）。在變電器使用的過程中，如果最大負荷統計數值低于30mim，變壓器負荷容量會增加，與此相關的用戶初期投資數額也會增加。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計數據信息。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，這個時期電力負荷的運行和工業企業的單班制生產存在密切的關聯，變壓器的節能負荷率基本控制在0.85～0.95之間。對于一些以商業為主的建筑物，它的用電負荷相當于工業企業兩班制，變壓器的節能負荷率在0.71～0.85之間。
第三，按照變壓器經濟負荷來計算變壓器的容量。經過上文的分析我們發現，按照年有功率能耗損耗最小時的節能負荷率計算，變壓器的容量設置更加有利于實現節能環保的發展目標。但是對于兩班制商業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值還會偏大，無形中加大了用戶的投資。
展開 ：發電智能窗助力建筑節能產能
建筑占全球能源消耗總量的 40%，而供暖、通風和空調 (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節陽光透過率，還可以提高材料的機械和熱響應速度，然而現階段智能窗主要注重調節透光能力，在太陽光調控的過程中，太陽輻射的能量被浪費。
日前，中國石油大學（北京）徐泉教授團隊設計并制備了一款高太陽能調制能力和自發電的能量生成系統結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構，溫控變色的主客體水凝膠、以及氧化銦錫(ITO)玻璃相結合的結構，兼具節能和發電能力（ESEG智能窗），此款智能窗制造簡單、可規模化生產，最重要的是具有儲能、節能、主動控制、防凍一體化功能，商業化前景廣闊，相關成果已發表于Advanced Science，2022，202105184。
圖1. (a)節能儲能一體化智能窗的多層百葉結構；(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) 不同環境下的節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）由透明熱穩定 (PAM-PAA) 水凝膠基質，及熱響應羥丙基纖維素 (HPC) 微粒制成。
展開 
給青年建筑師的信 ｜ 劉加平
- 序 -
LETTERS FOR YOUNG ARCHITECTS
文 / 劉加平
中國社會進入綠色發展階段，創作設計具有地域特征、民族特色和時代風貌的綠色建筑，是建筑師的天職。近年來在建筑設計行業出現了很多與綠色建筑有關的概念，如節能建筑、低能耗建筑、低碳建筑等。這些概念的內涵，有些是相互之間在內容上部分重復，有些是部分與整體之間的隸屬關系，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，業內出現了一些讓人匪夷所思的時髦概念，如綠色節能建筑、綠色鋼結構體系等。現以“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廣泛使用太陽能等可再生能源。在建筑行業，出現了兩種利用太陽能采暖的方式。一種是通過科學合理的設計，把建筑物直接作為光熱轉換和蓄能系統的建筑物，稱其為Passive Solar Building或Passive Solar House。另一種是建筑能源和設備工程師，設計制造專門的裝置，用以收集、轉換和輸配太陽熱能，這類系統稱作Active Solar System。兩種方式可以聯合使用，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，人們把運用建筑設計手法和措施，包括建筑形態造型、平面布局與空間組織、適宜性的構造與選材等，實現了與所在地域氣候、太陽輻射、地形地貌等自然環境條件相適應的建筑物，統稱為Passive Building 或Passive House。之所以稱之為Passive Building，只因為建筑物是不會“active”的。
展開 手持紅外發射率測量技術：打開紅外世界的“密碼鑰匙”
它不僅是紅外測溫精準性的決定因素，更是紅外隱身、材料檢測、節能環保等眾多領域的核心密碼。今天，我們就從威睛光學的專業視角，帶您深入了解手持式紅外發射率測量技術及其廣闊的應用場景。
一、什么是發射率？為什么它如此重要？
在自然界中，一切溫度高于絕對零度的物體都會向外輻射紅外能量。但不同材料輻射紅外能量的能力各不相同——有的擅長輻射，有的則善于反射。發射率正是描述這種能力的物理參數，它表示實際物體的熱輻射與理想黑體輻射的接近程度，取值范圍在0到1之間。
簡單來說，發射率越高，物體輻射紅外能量的能力越強；發射率越低，則反射能力越強。這個看似簡單的參數，卻是紅外技術應用的基石。無論是紅外測溫、紅外熱像，還是紅外隱身、材料檢測，都必須準確掌握被測物體的發射率，否則一切測量結果都可能是“空中樓閣”。
二、國防安全領域：隱身與反隱身的博弈
在國防安全領域，發射率測量技術扮演著至關重要的角色。
紅外隱身涂層性能評估是典型應用之一。現代無人機、艦船等裝備廣泛采用紅外隱身涂層，以降低被敵方紅外探測設備發現的概率。而這些涂層的紅外隱身效果，核心指標就是其表面發射率。通過手持發射率測量儀，技術保障人員可以在外場快速檢測涂層的發射率參數，評估隱身性能是否達標，發現涂層缺陷，及時進行維護補涂。
此外，在武器裝備紅外特性研究中，發射率測量也是不可或缺的一環。無論是發動機尾噴口的紅外輻射特征分析，還是整機/整車的紅外信號評估，都需要精確的發射率數據作為支撐。
三、民用領域：從節能建材到新能源
隨著“雙碳”目標的推進，發射率測量技術在民用領域同樣展現出巨大潛力。
節能建筑材料是重要應用方向。建筑外墻的輻射制冷涂料、Low-E玻璃等節能材料，其節能效果與表面發射率密切相關。通過測量不同材料在紅外波段的發射率，可以科學評估其節能性能，為綠色建材的選型提供數據支持。
展開 無需幾何修復的快速CFD工具：建筑與暖通環境高效整體解決方案
隨著全球氣候的變暖，世界各國對建筑節能的關注程度正日益增加。人們越來越認識到，建筑使用能源所產生的CO2是造成氣候變暖的主要來源。節能建筑成為建筑發展的必然趨勢，這就要求在建筑設計與暖通系統布置中充分利用太陽能，采用節能的建筑圍護結構以及采暖和空調，減少采暖和空調的使用；根據自然通風的原理設置風冷系統，使建筑能夠有效地利用夏季的主導風向；建筑采用適應當地氣候條件的平面形式及總體布局。
建筑、暖通、潔凈領域的設計對能耗、效率、舒適性的要求越來越高，傳統的設計經驗加物模實驗的方式越來越不能滿足快節奏、高品質的要求。計算流體力學具有成本低，周期短，可視化程度高等優點，能夠大幅度助力建筑、暖通、潔凈領域的設計過程，大大提高建筑、暖通、潔凈領域的設計水平。
MSC 的計算流體力學工具（Cradle scSTREAM）功能全面，具有全面的流動、傳熱、化學反應、噪聲、傳質、光學等物理模型，且在建筑、暖通、潔凈領域開發了專有模塊，如空調模型、散流器模型等，大大簡化了仿真流程。其優化的像素網格技術更是對幾何模型高度容錯，幾乎不需要幾何修復直接劈分網格，大大縮短了工程實施周期。MSC 的計算流體力學工具能夠全面助力建筑環境、暖通空調與潔凈系統的設計與優化過程。
展開 Cascadia門窗公司推出世界首個用玻璃鋼作窗框的窗墻
其商標為Universal SeriesTM的窗墻標志著節能建筑技術方面的創新，使建筑師和規范人員能夠在不影響窗戶尺寸或玻璃面積的情況下大幅提高商業和高層建筑的整體熱性能。
鳳凰環氧樹脂1009https://www.hongyantu.com/goodlist/sz/48286.html
Universal SeriesTM窗墻具有與傳統鋁合金窗框墻相當的結構性能、使用壽命和價格，但與傳統鋁材相比，可將建筑物的熱性能提高50％至150％，這主要歸功于玻璃鋼窗框固有的熱效率。Universal SeriesTM窗墻可裝雙層和三層玻璃窗，分別提供R4 和 R7熱性能。
Cascadia門窗公司總裁Mike Battistel解釋道：“在過去的20年里，傳統商業窗戶的改善沒有像其他建筑產品那樣多，但它們代表了建筑圍護結構中非常重要的一部分。”
Battistel說：“我們的窗墻為建筑師和規范人員提供了兩全其美的優勢。他們既可以設計出人們想要居住和工作的精美的建筑，也可以提供更好的建筑效率。 他們并不會覺得魚和熊掌不可兼得，因為在幾乎任何情況下，我們的窗墻都能滿足最嚴格的要求。”
Universal SeriesTM窗墻的優勢不僅僅是能源效率，該產品還對建筑物的凈收益有所幫助。 除了降低與建筑物供暖和制冷基礎設施建設相關的成本外，Universal SeriesTM窗墻還可降低建筑物整個生命周期內的能耗。使用壽命50-75年的話，累加的節省就很可觀。
展開 可再生能源建筑 讓建筑每個“毛孔”都透出綠色
截至去年底，貴陽市共有11個項目申報星級綠色建筑，其中的“貴陽國際生態會展中心”“貴陽市城鄉規劃展覽館”等5個項目已獲得住建部三星級綠色建筑設計評價標識，建筑面積共計23.5萬平方米。
“按照國務院和貴州省《綠色建筑行動方案》，結合我市實際，我們主要以政府投資項目、大型公共建筑和城市綜合體為重點，大力推廣綠色建筑，取得了顯著成效。”市住建局相關負責人介紹說。
按照《貴陽市綠色建筑行動實施方案》，政府投資的辦公建筑、學校、醫院、保障性住房(含園區及企業自建)等建設項目以及2萬平方米以上的公共建筑、棚戶區改造、20萬平方米以上的居住小區項目要按綠色建筑標準進行規劃、建設和運營管理。
“我們還綜合考慮氣候、地質、資源及應用條件，以太陽能、淺層地熱能建筑和清潔能源建筑應用為重點，因地制宜推廣可再生能源建筑應用。”該負責人介紹，今年底，貴陽市將完成可再生能源建筑應用面積272萬平方米。
為推進建筑節能，貴陽市還將建筑節能工作納入年度目標管理，與各區縣市簽訂責任書，積極宣傳國家和省、市有關建筑節能的法規、政策和標準，以及發展節能生態環保型建筑和綠色建筑的意義和成果，同時把新建建筑綠色節能工作融入到施工圖審查、工程質量監督、節能專項驗收等各個環節中進行閉合式監督管理。
2015-04-15 來源：貴陽日報 作者：黃越滔
展開 天空輻射制冷規模化應用對我國建筑的減碳作用研究
來源 | 制冷學報
作者 | 徐第開1，盛茗峰1，楊榮貴2，趙東亮1
單位 | 1東南大學能源與環境學院；2華中科技大學能源與動力工程學院
摘要：建筑的節能和可再生能源利用是實現碳達峰、碳中和目標的關鍵一步。天空輻射制冷作為無需額外能耗、無需制冷劑的制冷技術，對于實現建筑節能、降低碳排放具有重要意義。為此，本文研究了天空輻射制冷技術應用于我國既有建筑后的減碳作用預期，即降低建筑運行階段碳排放的潛力。以統計年鑒為依據，獲得目前我國建筑總存量面積及各省不同建筑類型存量面積。對 9 種典型建筑類型分別按節能標準建模，并在我國各省分別選取氣象站的典型氣象年數據，利用建筑能耗模擬工具 EnergyPlus 計算獲得各省不同建筑類型在建筑運行階段的碳排放基準值及應用天空輻射制冷技術后的減碳量、減碳率，其中居住建筑和工業建筑具有較高的平均減碳率。分析了應用后減碳率的空間分布，結果表明按氣候區劃分的平均減碳率為嚴寒地區 4.92%，寒冷地區 8.11%，夏熱冬冷地區 10.71%，夏熱冬暖地區 10.92%，溫和地區 16.77%。綜合全國年總減碳量可達 2.30億 t CO2，占建筑運行碳排放的 10.90%，占能源總碳排放的 2.39%，對于我國實現雙碳戰略目標的預期貢獻巨大。
關鍵詞：減碳作用預期；天空輻射制冷；建筑節能；建筑碳中和
01
背景介紹
為實現《巴黎協定》將全球溫升控制在1.5°C 以內的目標，我國于 2020 年提出力爭2030 年前實現碳達峰，努力爭取在 2060 年前實現碳中和。為此，住建部發布并于 2022 年 4月起強制實施《建筑節能與可再生能源利用通用規范》，表明建筑作為能源轉型與減碳的重點領域，亟需低成本且可廣泛應用的減碳技術。
展開 安徽省裝配式建筑最高獎補貼1000萬？
（合肥市城鄉建設局）
安徽│黃山市通知加強建筑節能與綠色建筑管理
近日，黃山市住房和城鄉建設局關于加強我市建筑節能與綠色建筑管理工作的通知。通知如下：一、加強綠色建筑管理。原則上，黃山市民用建筑按照星級建筑建造，并且以下建筑按二星及以上綠色建筑標準設計建造：①單體建筑： 建筑面積1萬平方米以上的政府投資公共建筑、2萬平方米以上的大型公共建筑；②建筑群：總建筑面積5萬平方米以上的住宅小區、辦公、學校、醫院、商業建筑等。二、加強建筑外門窗質量管理。三、加強可再生能源建筑應用。四、加強公共建筑能耗管理。五、加強新型墻材推廣使用。（黃山市住房和城鄉建設局）
安徽阜陽印發《2020年促進新型工業化和建筑業發展扶持獎補政策實施細則》
近日，安徽阜陽印發《2020年促進新型工業化和建筑業發展扶持獎補政策實施細則》。申報的項目須在本市范圍內組織實施，獎補時間節點為2020年1月1日-2020年12月31日。申報時間自本實施細則發布之日起至2021年6月20日截止。（阜陽市經濟和信息化局）
安徽合肥財政多舉支持裝配式建筑發展
近年來，合肥市通過完善財政扶持政策、開展示范推廣等方式支持裝配式建筑發展，取得明顯成效。1.落實財稅扶持政策。符合條件的建筑產業化企業可享受戰略性新興產業高新技術企業和創新型企業財政扶持政策，相關研究開發費用可按有關規定享受稅前加計扣除等優惠政策。同時鼓勵金融服務機構對建筑產業化基地建設和大型專用先進設備融資給予信貸額度、利率、期限等方面的支持。2.支持開展示范推廣。
展開 
《Materials Horizons》報道離子水凝膠新型電致變色器件
利用這種原理開發的功能器件在節能建筑、信息顯示、國防工業等領域具有廣泛的應用前景。例如，在辦公大樓的幕墻或者飛機舷窗安裝電致變色器件，可以起到自動調節紅外輻射和自然光照明的作用。然而，傳統電致變色器件的內部結構較為復雜，不僅增加了生產成本，而且嚴重限制了設計的靈活性。
圖1 離子水凝膠電致變色器件
近日，國際知名期刊《Materials Horizons》刊登了題為“Multifunctional hydrogel enables extremely simplified electrochromic devices for smart windows and ionic writing boards”的研究論文。研究人員通過將多功能離子水凝膠與氧化鎢薄膜復合，設計了一種結構精巧的新型電致變色器件。在周期性偏壓下，這種基于離子水凝膠的電致變色裝置能夠表現出顯著的顏色變化和高達70％的透射率調制（如圖1所示）。與傳統電致變色器件相比，響應速度和著色效率均明顯提高。
圖2 離子書寫板演示
此外，論文中首次展示了一種基于電致變色原理的可擦寫離子書寫板（如圖2所示）。該設計突破了電致變色顯示器件不可擦寫的局限，驅動電壓低至~1 V。這項工作對下一代電致變色器件的設計與研發具有重要的意義，同時也為離子水凝膠的應用提供了一種全新的思路。
論文第一作者為西安交通大學材料學院青年教師方華靖博士。南方科技大學汪宏教授和方華靖博士為通訊作者，合作單位還包括美國賓州州立大學。該研究得到了國家自然科學基金、博新計劃和西安交通大學分析測試共享中心的支持。
展開 第8屆能源工程與環境保護國際學術會議(EEEP 2024)
Abdelfatah Abomohra
Aquatic Ecophysiology and Phycology, Institute of Plant Science and Microbiology, University of Hamburg，Germany
https://www.biologie.uni-hamburg.de/en/forschung/oekologie-biologische-ressourcen/aqoekphys/mitarbeiter/m-hanelt/abomohra.html
征稿領域
主題包括但不限于：
能源：風力發電；太陽能；生物質與生物質能；可再生能源；替代燃料；電力系統；核動力； 節能建筑；能源技術；能量轉換；能源效率；能量轉移；儲能；能源規劃；熱力學；能源系統；能量分析
環境：水生環境；大氣環境；陸地環境；生態環境；污染控制；清潔生產；新興污染物；植物保護土地資源環境；環境生物學；環境化學；環境微生物學；環境納米技術；環境分析和監測；環境分析與方法；環保材料；森林培育與保護；地理信息；環境安全與健康
出版檢索
2021-12.13EEEP 往屆推薦至期刊的優質文章已順利見刊，并完成SCIE檢索。
2021-12.13EEEP2021-2022 論文集均已完成 Scopus 等數據庫檢索。
2021-05.27EEEP2016-2020 論文集均已完成EI Compendex , Scopus 等數據庫檢索。
展開 高耗能行業——建筑業
近年來國家大力提倡的節能減排任務中，建筑業屢被提及。不少人認為建筑業也應被納入環保稅征收范圍中。
數據顯示，2014年，我國能源消耗總量為43億噸標準煤，折合人民幣約為5萬億元。而建筑耗能在我國能耗總量中的份額已超30%，也就是13億噸標準煤，折合人民幣約為1.5萬億元。而如今，在中國，建筑行業能耗占社會總能耗的比例已經達到了40%以上。
上海市崇明區2017年上半年公布的數據顯示，上半年非工企業共消耗能源3萬噸標準煤，較2016年上半年上升41.4%。增幅顯著，主要原因在于建筑業能耗由于項目增多而快速增長。（非工企業能源調查單位覆蓋批發零售住宿餐飲業、交通運輸業、建筑業及其他服務類行業。）
數據顯示，2017年上半年，崇明區建筑業消耗能8577噸標準煤，一舉超過批零住餐業成為全區非工能耗的第二大行業，占全區非工能耗總量的28.6%，且能耗增速十分顯著，較2016年上半年增長了36倍。直接拉動全區非工能耗增長39個百分點，是全區非工能耗大幅上升的直接原因。崇明區建筑業能耗增加是由于生態島建設加快、建筑項目增加的影響。然而，建筑業產值增加與能耗的增幅并不匹配。上半年建筑業實現產值7億元，較2016年上半年增長了27%，
參照崇明區發布的數據，我們可以看出，受其行業特性影響，建筑業耗能是隨著業務的增加而增加的，且在社會總能耗中占很大比例。這嚴重不符合我國可持續發展戰略，因此，近年來國家提倡節能減排，促進建筑節能，推進建筑工業化、產業化發展。旨在向建筑業注入新的活力，利用科技創新推進其轉型升級。
來源：建筑前沿
展開 釋放效率和創新：利用 CATIA 探索輕量化工程
無論是設計節能汽車、節能建筑還是環保消費電子產品，輕量化工程都是通往更光明、更可持續未來的關鍵。
總結
借助 CATIA Lightweight Engineering 等工具，工程師們可以突破可能的界限，提供輕量級解決方案，從而提高性能、減少對環境的影響并塑造一個更可持續的世界。隨著行業的不斷發展，采用輕量級原則對于釋放新機遇和保持領先地位至關重要。
CATIA-ABAQUS/CST/CAE數字仿真軟件-APS/MES系統-百世慧，達索系統北上廣深/蘇杭成重/南北西安 (abestway.cn)
