建筑节能原理与技术期末复习题.doc

建筑节能原理与技术
第一章 绪论
建筑节能的含义：建筑节能是指提高建筑使用过程中的能源效率，主要包括采暖、通风、空调、照明、炊事、家用电器和热水供应等的能源效率。
建筑节能的意义：①提高了建筑物在使用期间的能源利用效率 ②减少CO2的排放，降低大气污染 ③是改善建筑室内热环境，提高居住水平的必由之路。
常用的建筑能耗：采暖 ，空调，照明。
降低建筑能耗可采取的措施：①确定建筑节能工作的主要对象,找出工作重点 ②发挥政府宏观调控作用,引导并促进建筑节能相关法律法规的执行 ③重点开发建筑节能技术,构建节能技术创新机制 ④建立科学的能源利用评价体系 ⑤提高全民节能意识 ⑥完善节能法律法规体系。
怎样理解建筑节能的气候适应性原理：建筑节能的气候适应性起源于建筑的气候适应性，在一种气候条件下节能成功的建筑在另一种气候条件下不一定适应。①建筑起因于气候 ②建筑热工性能与气候密不可分 ③建筑设备的性能和能耗大小与气候紧密相关

第二章 建筑节能气候学
建筑节能设计气候主要要素：太阳辐射、空气温度和湿度、风等。
太阳常数：在大气层上界的太阳辐射能，随太阳与地球之间的距离以及太阳的活动情况而变化，其范围为1.8~2.0卡/厘米2·分，平均值为1.97卡/（厘米2·分），此值称为太阳常数。
绝热降温和绝热升温：高度的变化也会使气温变化。当一起团上升的时候，气压陡高处下降，气团膨胀而变冷：反之，当气团下降时，则因压缩而升温，属于绝热降温和绝热升温过程。温度随高度的变化率约为1℃/hm。
温度直减率：在自由大气中，空气温度随高程增加而降低，直至同温层的高度。这种降低称为温度直减率。随着季节与昼夜时间而改变，平均值约为0.6℃/hm。
在同一地区内，风的分布与特性取决于若干全球性和地区性的因素。其主要的决定性因素是：气压的季节性的全球分布，地球的自转，陆，海加热和冷却的日变化，以及该地区的地形与其周围的环境。
热岛现象：由于城市地面覆盖物不同于自然原野，密集的城市人口的生活和生产中产生的大量热量，造成城市内的温度高于郊区温度，温度分布复杂。如果绘出等温曲线，就会看到与岛屿的等高线相似。人们把这种现象成为“热岛”。
气候分区：西方学者柯本剔除的全球气候分区法一起问和降水两个气候要素为基础，并参照自然植被的分布，把全球气候分为6个气候区：赤道潮湿性季候区（A），干燥型气候区（B），湿润性温和型气候区（C），温润性冷温型气候区（D）和极地气候区（E），其中ACDE为温润气候，B为干旱气候。
根据柯本的理论和气候分区图，我国被分为C，D，B，H四个气候区，和我国的热工分区有部分是重叠一致的。
建筑热工设计分区：建筑热工设计分区是根据建筑热工设计的要求进行气候分区，所依据的气候要素是空气温度。建筑热工设计分类用累年最冷月（即一月）和最热月（即七月）平均温度作为分类主要指标，累年日平均温度≤5℃和≥25℃的天数作为辅助指标，将全国划分成五个区，即严寒、寒冷、夏热冬冷、夏热冬暖和温和地区。

分区名称
主要指标
设计要求
严寒地区
最冷月平均温度≤﹣10℃
必须充分满足冬季保温要求一般可不考虑夏季防热。
寒冷地区
最冷月平均温度0~﹣10℃
应满足冬季保温要求，部分地区兼顾夏季防热。
夏热冬冷地区
最冷月tpj在0~﹣10℃，最热月tpj在25~30℃
必须满足夏季防热要求，适当兼顾冬季保温。
夏热冬暖地区
最冷月tpj＞ 10℃，最热月tp在25~29℃
必须满足夏季防热要求，一般不兼顾冬季保温。
温和地区
最冷月tpj在0~﹣10℃，最热月tpj在25~30℃
部分地区应考虑冬季保温，一般可不考虑夏季防热。
与冷热耗量有关的气候要素：①太阳辐射 ②气温 ③空气湿度 ④高温持续时间和低温持续时间。
气候指标：
①采暖度日数（HDD18）：一年中，当某天的室外平均日温度低于18℃时，将低于18℃的摄氏度数乘以1d，并将此乘积累加，单位为℃•d，其公式为：
②空调度日数（CDD26）：一年中，当某天的室外平均日温度高于26℃时，将高于26℃的摄氏度数乘以1d，并将此乘积累加，单位为℃•d，其公式为：
城市节能建筑分类指标：根据指导性原则将作为一级分类指标：根据综合性原则将最冷月平均温度，冬天太阳辐射和夏季相对湿度作为二级分类指标。
第四章 调节阳光
调节阳光的措施：①窗口活动外遮阳技术是关键 ②屋面、墙面和阳台的遮阳
日照标准：日照设计中，哟一个衡量日照效果的最低限度的指标作为设计的依据，这个指标就称为日照标准。
太阳能采暖的利用方式分类：1.主动式：优点：控制、调节方便，灵活，人处于主动地位；缺点：初投资大，技术复杂，维修管理工作量大，需消耗常规能源。2.被动式：优点：无动力设备，缺点：冬季平均供暖温度偏低，需补充辅助能源间接得热式 ①间接得热式②直接得热式。
特朗伯集热墙原理：利用阳光照射到外面有玻璃罩的深色蓄热墙体上，加热透明盖板和厚墙外表面之间的夹层空气，通过热压作用使空气流入室内向室内供热，同时墙体本身直接通过热传导向室内放热并储存部分能量，夜间墙体储存的能量释放到室内；另一方面，集热墙通过玻璃盖层等将热量以传导、对流及辐射的方式损失到室外。集热墙式太阳房非常适用于我国北方太阳能资源丰富、昼夜温差比较大的地区如西藏、新疆等，它将大大改善该地居民的居住环境，减少这些地区的采暖能耗。
遮阳系数：是指在采用不同类型或厚度的玻璃，以及玻璃窗内外具有某种遮阳设施时，对标准太阳的热量的修正系数。其定义为：
遮阳的基本方式：①水平式：适用于接近南向的窗口，低纬地区的北向附近的窗口。 ②垂直式遮阳：适用于东北，北和西北向附近的窗口。 ③综合式遮阳：适用于东南或西南向附近的窗口。④挡板式遮阳：适用于东西向附近的窗口。
第五章 围护结构保温隔热的合理要求与技术
墙体内保温层结构包括：①墙体结构层 ②空气层 ③绝热材料层 ④覆面保护层。
墙体内保温层的特点：
① 设计中不仅要注意采取措施（如设置空气层、隔汽层），避免由于室内水蒸气向外渗透，在墙体内产生结露而降低保温隔热层的热工性能，还要注意采取措施消除一些保温隔层覆盖不到的部分产生“冷桥”而在室内产生结露现象，这些部位一般是内外墙相交的节点、外窗梁、外窗过梁、窗台板等处。
② 施工方便，室内连续作业面不大，多为干作业施工，较为安全方便，有利于提高施工效率、减轻劳动强度，同时保温层的施工可不受室外气候（如雨季、冬季）的影响。但施工中应注意避免保温材料受潮，同时要待外墙结构层达到正常干燥时再安装保温隔热层，还应保证结构层内侧吊挂件预留位置的准确和牢固。
③ 由于绝热层设置于内侧，夏季晚间外墙内表面温度随空气温度的下降而迅速下降，可减少烘烤感。但要注意，由于室外热空气中水分向墙体迁移，在空气层与结构层之间凝结。
④ 由于这种节能墙体的绝热层设在内侧，会占据一定的使用面积，若用于旧房节能改造，在施工时会影响室内住户的正常生活。当不能统一地进行外墙保温隔热改造时，愿意改造的住户可以结合家装，用内保温提高自家外墙的热工性能。
⑤ 不同材料的内保温，施工技术要求和质量要点是不相同的，应严格遵守相关技术标准。
墙体外保温层的特点：
① 利于消除冷热桥。
② 减少进入墙体的太阳辐射热。
③ 保护内部的砖墙或混凝土墙。
④ 施工难度大，质量风险多。
⑤ 抹灰面层：厚度必须适当。
⑥ 基层处理 ：固定保温层的基底应坚实，清洁。
⑦ 保温层施工。
热桥：指处在外墙和屋面等围护结构中的钢筋混凝土或金属梁、柱、肋等部位。因这些部位传热能力强，热流较密集，内表面温度较低，故称为热桥。
如何消除热桥：①龙骨部位的保温：龙骨一般设置在板缝处，以石膏板为面层的现场拼装保温板内，可采用石膏板复合保温龙骨。②丁字墙部位：在此处形成的热桥是不可避免的。可保持有足够的热桥长度，并在热桥两侧加强保温。 ③拐角部位：外墙拐角部位温度与外墙内板面温度相比较，降低率很大。
倒置式屋面：就是将传统屋面构造中保温隔热层与防水层“颠倒”。则将保温隔热层设在防水层上面，即为倒置式屋面。
通风屋面用在：适用于我国夏热冬冷地区。
通风屋面设计施工中应考虑的问题：
① 通风屋面的架空层设计应根据基层的承载能力，架空板便于生产和施工，构造形式要简单；
② 通风屋面和风道长度不宜大于15m，空气间层以200mm左右为宜；
③ 通风屋面基层上面应有保证节能标准的保温隔热基层，一般按冬季节能传热系数进行校核；
④ 架空隔热板与山墙间应留出250mm的距离；
第六章 改善通风
通风按动力可分为: ①自然通风 ②机械通风 ③混合通风。
穿堂风：即利用建筑两侧的风压差产生穿过建筑内部的室内外空气交换。
烟囱效应：即热空气上升，从建筑上部风口排出，室外新鲜的冷空气被吸入建筑底部，当建筑温度分布均匀时，室外空气温度差越大，则热压作用越强。
居住小区总平面布置应遵照的原则：
① 建筑群体的布局：宜采用有利于建筑群体间夏季自然通风的布置形式。如兼用错列式，斜列式，结合地形特点的自由式和“高低错落”的处理方式。
② 适宜的建筑间距：每户至少有一个居住空间在大寒日能获得满窗日照2小时的要求，尚应满足居住者对环境视野及卫生标准的要求。
③ 居住建筑应采用本地区建筑最佳朝向或适宜的朝向。尽量避免东西向日晒。
④ 应充分利用太阳能，风能，地热，水等自然能源，减少住宅小区的水泥地面，种植植被绿化。
选择建筑朝向应考虑的因素 
① 冬季能有适量并具有一定质量的阳光射入室内。 
② 炎热夏季尽量减少太阳直射室内和居室外墙面。 
③ 夏季有良好的通风，冬季避免冷风吹袭。 
④ 充分利用地形和节约用地。
⑤ 照顾居住建筑组合的需要。
确定建筑物体形系数要考虑哪些因素：
确定建筑物建筑体型时应考虑的因素:
① 控制体形系数
② 考虑日射得热量
③ 设计有利于避风的建筑形态.
第七章 冷热源利用
冷热源的评价指标：①环境友好型与社会允许性评价 ②冷热源品味的评价 ③冷热源的容量 ④冷热源的可靠性与稳定性 ⑤从冷热源获得冷热量的技术难度 ⑥冷热源的经济性
太阳能利用的技术途径：①光热利用②光伏利用。
太阳能作为冷热源的评价指标：①存在可靠性Ⅱ类 ②品味稳定性Ⅰ类 ③容量稳定性Ⅲ类。
夜空辐射器的安装
要通过辐射散热器换热方式从夜空获得冷量，要有足够的表面敞向夜空。因此这类换热器面积较大，一般将辐射散热器水平放置于建筑物的屋顶。辐射散热器对天空的敞开角越大，制冷效果越好。
夜空辐射散热器工作原理：在夜空辐射下，辐射散热器的换热管表面与夜空进行辐射换热，将夜空的冷量传递给管内的传热流体(水或者空气)。将辐射散热器与空气换热设备或者储能设备连接起来，传热流体降温后可以通过自然循环或者强迫循环(泵或者风机循环)的方式将冷媒供给室内降温或者储能设备。
夜空辐射散热器安装时要注意： 每个建筑都在同一高度设夜空辐射散热器，并且每个散热器都能整个夜空(180°空间角)散热。一般将换热器置于建筑楼顶。
利用夜空作为冷源的关键问题: ① 与太阳能利用争夺空间 ②只能通过辐射换热方式从夜空获得冷量 ③建筑内部怎样向夜空散热,建筑怎么样内翻向外 ④夜间采集冷量的蓄存与调节。
空气作为冷热源的原理：通过空气的状态变化，在变化过程中获取冷热量。
空气作为冷热源的技术关键：①品味低，甚至是负品味，需用热泵 ②空气源热泵供冷、供热能力、能效比都与建筑需用冷、热量的变化规律相反。③热泵处的空气容易形成局部涡流。 ④ 5 ℃左右，湿度大时，热泵换热器容易结霜，影响连续性供热。 ⑤噪声
地表水源热泵系统的特点:①地表水的温度表化大 ②地表水是一种很容易采集的低位能源 ③要注意和防止地表水源热泵系统的服饰,生长藻类等问题. ④性能系数高.⑤由于冬季地表水的温度会下降,因此在冬季可考虑增加地表水的水量.
第八章 暖通空调能源利用效率评价
第一种效率: 在第一热力学定律的基础上,通过分析揭示能量在数量上的传递,转换,利用及损失情况,确定出某个系统的能量利用或转换效率,即第一种效率.
一次能效比:设备或系统的输出制冷量或制热量与其所消耗的一次能源量的比值.
空气源热泵系统的除霜方式:热气除霜(即将系统按冷模式运行，制冷剂从室内换热器吸热，经压缩升温的高温制冷剂刘静室外换热器进行除霜)①根据霜层的实际增长厚度和速度除霜 ②按照一定时间间隔除霜.
建筑冷热源三联供：通过燃气或燃油同时解决建筑物内的供电，供热，供冷的需要,称为建筑热电冷三联供.
第九章 建筑设备系统节能技术
冷却塔免费供冷的原理: 室外空气湿球温度较低时,关闭制冷机组,利用流经冷却塔的循环水直接或间接地向空调系统供冷,提供建筑物所需的冷量,从而节约建筑能耗.
离心式冷水机组免费供冷原理:根据冷凝剂会向流向系统最冷部分的原理,若流过冷却塔的冷却水水温低于冷水水温,则制冷剂在蒸发器中的压强高于其在冷凝器中的压强,此压差导致已蒸发的制冷剂从蒸发器流向冷凝器,被冷却的液态制冷剂靠重力从冷凝器流向蒸发器,完成免费供冷的循环.
温湿度独立控制系统的原理:采用温度与湿度两套独立的空调控制系统,分别控制,调节室内的温度与湿度,可以满足不同房间热湿比不断变化的要求,从而避免热湿联合处理的损失,且可以同时满足热湿要求.
泵与风机节能途径的基本措施:
① 通过输配系统的精心设计和运行调试较好的实现系统的水力平衡.
② 根据管网特性和动力装置的性能,运用工况分析方法,合理匹配管网输配动力.
③ 合理采用变流量调节控制技术,减小泵与风机的工作流量和压力,使其工作在高效区.
空调冷凝热回收方案:① 冷却水热回收 ②排气热回收