100江苏建筑2011年第5期（总第143期）
高校建筑节能的多角度考虑
孙忠1，韩春斌2，张彩凤
2
（1江苏海事职业技术学院，江苏南京211170；2江苏省建筑科学研究院有限公司，江苏南京210008）
[摘要]
从建筑布局、围护结构设计和选材、节水节电等方面，结合高校建筑能耗的特点，充分考虑建筑节能设施的可行高校；建筑；节能；措施
性和必要性，系统的提出节能的具体措施和方法。
[关键词]
[中图分类号]TU244.3:TU201.5[文献标识码]A[文章编号]1005-6270（2011）05-0100-04
Multi-angularThoughtsConcerningEnergySavingofCollegeBuilding
SUNZhong1HANChun-bin2ZHANGCai-feng2
(1.JiangsuMaritimeInstitute,NanjingJiangsu211170China；
2.JiangsuInstituteofBuildingScienceCo.,Ltd,NanjingJiangsu210008China)
Abstract:Combiningwiththecharacteristicsinenergyconsumptionofcollegebuilding,thispaperfullyreliesonthefeasibilityandnecessityoftheestablishmentofenergysaving,andproposesthepracticalmeasuresinenergysavingofarchitecturalcomposition,enclosurestructuredesign,powerandwatersavingandsoon.Keywords:college;building;energysaving;measures
建筑节能，在发达国家最初为减少建筑中能量的散失，现在则普遍称为“提高建筑中的能源利用率”，在保证提高建筑舒适性的条件下，合理利用能源，不断提高能源利用效率。
建筑节能具体指在建筑物的规划、设计、新建（改建、扩建）、改造和使用过程中，执行节能标准，采用节能型的技术、工艺、设备、材料和产品，提高保温隔热性能和采暖供热、空调制冷制热系统效率。加强建筑物用能系统的运行管理，利用可再生能源，在保证室内热环境质量的前提下，减少供热、空调制冷制热、照明、热水供应的能耗。随着教育事业的发展,高校的校园建设进人了高速增长期,与之相伴的建筑能源消费量亦逐年增加,高校建筑已成为重要的能源消耗领域。因此,高校建筑节能有着重要意义，实现高校建筑节能是高校贯彻落实科学发展观,建设节约型社会的具体行动。高校建筑集教学、科研、办公和生活于一体建筑节能涉及面广，针对高校建筑的特点,通过科学的整体设计,集成绿化配置、自然通风、自然采光、低能耗围护结构、太阳能利用、地热利用、中水利用、绿色建材和智能控制等高新技术,充分展示人文与建筑、环境及科技的和谐统一。
加植被绿化。考虑以下3方面事项：①合理的建筑布局及朝向。在规划条件允许的情况下，建筑的主要朝向宜选择本地区最佳朝向，一般宜采用南北向或接近南北向。因为同样形状的建筑物，南北朝向比东西朝向的冷负荷小。如对一个长宽比为4：1的建筑物，东西向比南北向的冷负荷约增加
70%。自然通风是利用自然资源来改变室内环境状态的一
种纯“天然”的建筑环境调节手段,合理的自然通风组织可有效调节建筑室内的气流效果、温度分布,对改变室内热环境的满意度可以起到明显的效果。另外，良好的自然通风不仅能保持室内空气的清新，也可以最大限度地减少使用空调的时间，从而达到节能的效果。房屋朝向要力求接近夏季主导风向，积极地采取各种通风构造措施。夏季，如使室内产生的最大气流从0.24m/s增强到0.82m/s,能显著改善室内的自然通风效果；30min后室内温度将降低0.9℃,室内的PMV值更接近舒适。由此可见,建筑布局和建筑朝向的合理设计,是保证建筑良好室内舒适环境的前提。对于学校教室、宿舍等不配置空调系统建筑，布局和朝向尤为重要。
②控制建筑物的体形系数。体形系数的定义是建筑物外表
面积F与其所包围的体积V之比值，体形系数的大小对建筑能耗的影响非常显著。对于相同体积的建筑物，其体形系数越大，说明单位建筑空间的热散失面积越高，研究表明：体形系数每增大0.01，能耗指标约增加2.5%。从降低建筑
1合理布局和规划是高校建筑节能的基础
校园布局应因地制宜，尽可能争取最有利的建筑朝向，
使建筑冬季可以增加太阳辐射得热，夏季可以减少太阳辐射得热，且与当地夏季的主导风向一致，使建筑群的规划布置和建筑物的平面布置有利于自然通风；减少硬化地面，增
[收稿日期]2011-05-23[作者简介]孙忠，江苏海事职业技术学院，讲师，工程师。江苏建筑2011年第5期（总第143期）
能耗的角度出发应将体形系数控制在一个较低水平上，节能建筑的形态不仅要求体形系数小，同时需要夏季日辐射得热少，冬季还需要对避寒风有利，还要考虑建筑外形、立面要求的影响，需要认真审查建筑设计方案，多种因素综合分析，好中选优。③绿化对节能建筑的影响。绿化能调节改善气温，调节碳氧平衡，减弱温室效应，减轻城市的大气污染，减低噪声，遮阳隔热。提高校园绿化面积，可以改善校园微小气候、改善建筑室内环境，起到节约建筑能耗的作用。有条件的建筑还可以采用建筑绿化和屋面绿化的方式，与环境绿化相比，建筑物绿化对建筑节能的作用更直接。主要表现在：夏季，通过植物冠盖、叶片的遮阳作用减少建筑物对太阳辐射热的吸收，通过蒸腾作用吸收建筑物维护结构的热量，释放水蒸气，改善建筑物外表的热、湿环境，降低建筑空调负荷，实现节能；冬季，绿化主要起屏蔽作用，减小风压对建筑物的作用，从而减小冷风渗透和外表面对流换热损失，降低供热负荷，达到节能目的。有数据表明：在室外气温38℃时，无绿化建筑物的外表面（深灰色外墙涂料）温度最高可达50℃，而有绿化建筑物外墙面温度为27℃；有绿化建筑物室内温度较无绿化建筑物室内温度约低3℃~
101的重点也体现在围护结构的节能上。
（1）外墙、屋顶的节能控制措施。外墙、屋顶保温应采用高效的保温绝热材料进行保温处理，减少墙体的热传递，减少墙体“冷桥”现象的强度，从而达到墙体保温的作用。外墙保温应采用新型墙体材料与保温材料相结合，新型墙体材料应选择页岩节能模数多孔砖，与普通KPI、KMI型砖的对比考虑空气的换热阻和普通内外粉刷，页岩质模数砖墙
(240mm厚)的总热阻为0.762m2k/w，热隋性指标D=4.2;掺
尾矿的页岩模数砖墙(240mm)的总热阻为0.800m2k/w，热隋性指标D=4.7，具有保温、隔热等良好的热工性能。保温材料主要有聚氨酯材料、膨胀聚苯板、挤塑聚笨板等。墙体保温分为内保温和外保温2种，外墙外保温系统因其保温层置于外墙的外面，可提高房间的热稳定性，其有保护主体结构、延长建筑物的使用寿命。另外，采用浅色墙面、反射墙面、植物覆盖等措施，对外墙进行太阳辐射隔离处理，也是有效的节能措施。屋面保温除了采用外墙保温材料以外，还可以结合建筑外形，在建筑构造上，采用加做保温隔热顶的方式起到保温隔热的作用。围护结构节能尽量降低室内温度的变化幅度，减少供热系统的负菏压力，改善教学和生活环境。
（2）外窗的节能控制措施。建筑物通过窗户散失的能量约占建筑物消耗能量的30%-50%。在设计控制窗墙比的同时，提高建筑围护结构的保温性能，特别是提高窗户的保温性能是防止建筑物热量散失的最经济、最有效的方法。应用新型节能窗，对于减少外窗热损失，促进建筑整体节能有着极为重要的意义。
5℃，降温效果明显。2
优化围护结构的设计和选材是节能控制的关键建筑围护结构主要包括屋顶、外墙和外窗3个部分，建筑围护结构应具有保温隔热、通风、采光遮阳等功能。围护结构的节能措施是建筑节能的一个重要环节，一般增大围护结构的费用仅为总投资的3%～6%，而节能却可达20%
～40%。通过改善建筑物围护结构的热工性能，在夏季可减
少室外热量传入室内，在冬季可减少室内热量的流失，使建筑热环境得以改善，从而减少建筑冷、热消耗。国内外标准中建筑围护结构传热系数比较见表1。大体上说，与发达国家相比，我们的外墙、屋顶单位面积能耗为他们的3-5倍，窗户能耗为他们的2-3倍，是比较符合实际的。我国建筑围护结构技术节能潜力为50%~80%。
在高校建筑中教室、宿舍占有相当比重，这些建筑节能表1
国家和地区北京居住建筑
中国
夏热冬冷地区（长江中
下游居住建筑）英国德国
美国（相当于北京采暖系数日）
瑞典（南部）
①提高玻璃体的热工性能。玻璃是热的良导体，防寒
要设法降低玻璃体的传热系数，隔热要减少玻璃的遮阳系数，具体办法有：采用双层玻璃，控制玻璃之间的空气间层，最佳间距为12mm，并采用镀膜玻璃。以6mm单片透明玻璃与6+12+6Low-E中空玻璃比较，遮阳系数从0.99SC降为0.31SC，传热系数5.58W/(m2··K)降为1.66W/(m2K)，相当能耗从1降为0.30。
国内外标准中建筑围护结构传热系数限值比较
屋顶
外墙
W/(m2K)
窗户
0.60（体型系数大于0.3）0.82（体型系数大于0.3）
0.80（体型系数不大于0.3）1.16（体型系数不大于0.3）
0.8~1.000.160.200.190.12
1.0~1.50.350.20~0.300.32（内保温）0.45（外保温）
0.17
3.50
2.50~4.702.01.52.042.00
102②合理选择窗的型材。由于塑料窗（塑钢窗）材料本身
刚性和耐火性较差，故不做推荐。较广泛使用的铝合金窗强度高、刚性好、重量轻，但铝合金传热性能好，不利于窗户保温。节能型窗必须采用断热桥型材，目前这种窗型材的传热系数可以做到3.0W/(m2·K)以下。
江苏建筑2011年第5期（总第143期）
于顶面幕墙的还可采用天棚帘。总之，在设计玻璃幕墙建筑时，应科学合理规划、设计和施工，减少玻璃幕墙产生的能源损耗。
3采用新技术节水节电
采取措施节水节电，节能效果最直接最明显。对于高校
③提高制作、安装质量是外窗节能的保证。除了提高玻
璃体和型材的热工性能以外，玻璃体与边框接缝以及框扇搭接缝的严密性对减少空气的渗透尤为重要。提高气密性一方面要求提高制作质量，另一方面就是采用密封条和密封胶来解决，选用的密封条须与设计的窗型相一致，选用弹性好、抗老化的三元乙丙和氯丁橡胶材料，尽可能多道设防，并结合采用玻璃胶，提高外窗的气密性能。外窗与墙体接触部位的密封与防水是节能不可忽视的环节。使用水泥砂浆封堵窗框与墙体接缝是错误的，应该在缝隙中填入高效的保温材料，如发泡聚氨酯等材料，再在窗户两边与墙交界处，用抗老化密封胶封闭，防止雨水侵入。
（3）玻璃幕墙的节能控制措施。根据校园建筑的外观要求，慎重选择玻璃幕墙作为围护结构，若采用应重点做好节能控制的措施。
来讲节电要从以下几方面来考虑。
（1）采用新技术、新产品节约照明用电。按照绿色照明的要求，通过提高照明电器和系统的效率，节约能源。据统计照明用电占到校园总用电的60%，是节电的重点。以学校教学场所为例，首先要根据要求确定光照度，教室要求一般为300lx,即300lm/m2，按此要求选配T8或T5三基色荧光灯，色温4000K,配备电子镇流器或节能电感镇流器等照明设备，教室的照明功率密度设计值可控在6LPD(W/m2)—7LPD(W/m2),比传统教室照明功率密度设计值9LPD(W/
m2)—10LPD(W/m2)，节能30%，。目前LED照明的兴起，已
被世界公认为一种健康、节能、环保的重要途径，LED室内照明在技术方面暖白光达到100LM/W,教室的照明功率密度设计值可控在3LPD(W/m2)-4LPD(W/m2)，照明节电
50%以上，节能效果显著，是照明设备的发展方向。扶
持，国内产品已渐趋成熟，有条件的高校可率先使用。
（2）加强控制减少浪费，提高用电率。对学校照明易设置集中控制系统，依据学校的作息时间，应局部或全部切断普通照明负荷（应急照明除外），以防疏忽关灯，造成浪费。在教室、办公楼、学生宿舍的走道、楼梯等部位，设置声控、延时等节能开关，也能起到很好的节能作用。
（3）设置太阳能系统，解决热水供应的节能问题。随着学生住宿条件的改善，学生宿舍一般均配置了淋浴设备，以前均采用电热水器供应热水，耗电量很大。太阳能热水系统，一是采用分户式太阳能热水器，每1-2间学生宿舍设置1个太阳能热水器，根据学生人数，设置太阳能热水器容量，配置辅助电加热功能、自动上水、自动控温等功能，优点投资少，使用方便，不足之处是学生宿舍数量大，间间设置安装复杂，同时太阳能热水器设在屋面，对建筑外观有一定影响。二是采用集中式太阳能与空气源热泵互补热水系统，把热泵技术和太阳能热利用技术有机的结合起来,同时提高太阳能集热器效率和热泵系统性能。集热器吸收的热量作为热泵的低温热源，在阴雨天，直膨式太阳能热泵转变为空气源热泵，非直膨式太阳能热泵作为加热系统的辅助热源。可全天候工作，提供热水或热量。一栋学生宿舍，根据学生人数，合理设置一个系统，每间宿舍热水循环供应。此系统具有最佳的节能效果，但一次性投入较大。目前已在高校推广使用。
（4）采取多种措施，节约用水。学校耗水量大的方面主要有厕所用水、淋浴、洗漱、饮用等生活用水，以及场地清洁、食堂、灌溉和景观等公共用水。在生活用水中，厕所用水、淋浴和冼漱是最费水的部分，也是最容易滋生浪费的地方，这部分的用水约占到了整个生活用水的80％，饮用水仅
①玻璃节能措施。玻璃幕墙中玻璃占据外立面的绝大
部分，参与热交换的面积较大，决定着玻璃是玻璃幕墙节能的关键。热反射镀膜和吸热玻璃的阻热性能都是以牺牲透光性为代价，多数情况不利于自然采光，有教学要求的建筑不应使用。低辐射玻璃与热反射玻璃正好相反，它的主要功能是阻止室内辐射能泄向室外，而允许太阳能辐射尽可能地进入室内，从而维持室内的温度，节省暖气费用的开支。这种玻璃可见光透过率很高，适当的控制低辐射的透光率，使其既能反射部分太阳能辐射，也能阻止室内的热辐射泄向室外，从而形成一堵隔离辐射能的窗。总之，选择传热系数较低的低辐射镀膜中空玻璃或多层中空玻璃，有效提高节能效果。
②铝合金型材节能措施，幕墙框架的材料主要是铝合
金型材。对于明框玻璃幕墙和半隐框玻璃幕墙，由于其金属框架的构件完全或部分显露于面板的外表面，这势必引起热传导。为了减少铝型材的热传导，达到隔热保温效果，宜采用“隔热断桥铝型材”，即2个铝型材中间加入低导热的非金属隔离物，可得到优良的隔热、隔冷性能的铝型材。
③设置遮阳体系节能。建筑遮阳，是一个自然降低能
耗、经济适用的好方法。阳光透过幕墙玻璃直接进入室内，室内温度上升，产生温室效应，加大空调耗能。建筑遮阳系统起到有效阻隔阳光的作用，达到节能的目的。在设计遮阳构造时要结合幕墙建筑的整体艺术效果材料与颜色进行考虑，而且形成要简单、美观，便于清洗、安装。遮阳最有效的是外遮阳，在阳光到达玻璃之前被拦截，节能效果显著，主要形式是呼吸式幕墙百叶帘、百叶遮阳板、遮阳蓬。在外遮阳措施不太可行的情况下，玻璃内部遮阳将透过玻璃的阳光反射回去，也是有效的节能措施，主要形式有遮阳帘。对
江苏建筑2011年第5期（总第143期）
占20％左右。按照节水型校园标准，建筑节水有3层含义：
103装置或系统。通常地源热泵消耗1kW的能量，用户可以得到5kW以上的热量或4kW以上冷量，节能和节省运行费用40％－50％左右。高效节能，稳定可靠，无环境污染的绿色能源。建议高校根据需要，合理配置，优先考虑采用地源热泵系统，以满足供冷制热要求。
高校建筑节能，是一个系统工程，要结合高校耗能特点，综合考虑，合理布置，加强能源审核，加强能耗控制，全面提高能源的利用效益。高校有义务、有责任走在建筑节能的前列，高校建筑节能的有效开展，也将对全社会建筑节能的推广起着引领和示范作用。
参考文献
1）减少用水量。采用节水龙头、冲水阀控制用水流量。学校
水龙头流量控制在9L/min以下，使用节水龙头能起到较好的节水效果。而我们现在使用的水龙头的流量一般在
15L/min左右。流量控制在9L/min左右丝毫不影响我们正
常洗漱的感觉。如使用恒流水龙头，龙头的流量能自动控制在
7L/min。2)提高水的有效使用效率。建设一个校园中水系
统，收集校园地表雨水，进行沉淀、消毒、杀菌等处理，然后加压进入中水水管，满足校园厕所用水以及绿化灌溉和景观等公共用水，提高水的有效使用率。3）防止泄漏。必须加强计量管理，设置二级以致三级用水计量管理系统，加强控制，发现泄漏，及时查找修复。
（5）采用地源热泵新技术，节约能源。地源热泵是利用浅层地能进行供热制冷的新型能源利用技术，地源热泵系统的能量来源于地能或地表浅层地热资源是很好的热泵热源和空调冷源，地源热泵系统可供暖、制冷，还可供生活热水，一机多用，一套系统可以替换原来的锅炉加空调的两套（上接第76页）
表4
钢筋级别
[1][2][3]
北京节能环保服务中心.大型公建节能读本[M].经济日蔡文剑,贾磊,等.建筑节能技术与工程基础[M].机械工丁勇，李百战，沈艳，苏莹莹.建筑平面布局和朝向对室内
报出版社，2006，1.业出版社，2010，11.
自然通风影响的数值模拟[J].土木建筑与环境工程，2010（1）.
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!植筋胶固化后，植筋对应拉拔力植筋直径/mm
设计抗拉力/kN
标准抗拉力/kN
ⅠⅠⅠⅠⅡⅡⅡⅡⅡⅡⅡⅡⅡⅡⅡ
6810121012141618202225283032
5.9410.5616.4923.7724.3435.0947.7162.3478.997.4117.83152.18190.74219.14249.33
6.6511.8218.4526.626.337.9251.5667.3785.26105.26127.331.45206.13236.81269.44
说明：Ⅰ级钢筋设计强度：fy=210N/mm2,标准强度：fyk=235N/mm2;Ⅱ级钢筋设计强度：fy=310N/mm2,标准强度：fyk=
335N/mm2。
如果孔内无胶流出，必须将杆体拔出，重新注胶操作，未固化前严禁触动杆体。
（3）施工时结构的基材温度过低，可将胶瓶放入热水中浸泡一段时间，会得到更好的使用效果。
（4）没有使用完的胶（甲乙双组份还在各自硬塑包装胶瓶内，没经过胶嘴混合）可封好胶嘴，放在背阴处，下次继续使用。
（5）胶体固化后焊接钢筋，避免高温影响胶体，会导致胶体性能下降，操作时将湿抹布包裹于钢筋根部，以隔断高温。
（6）施工时，严格要求戴手套、口罩、护目镜、安全帽等防护用品操作。
（7）配备丙酮，若不慎弄到皮肤或衣物上，用丙酮清洗并用大量清水冲洗，若不慎溅入眼睛，应立即就医。
（8）做好标记，专人看管，严禁食用。参考文献
[1][2][3]
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建筑工业出版社，2005.中国建筑工业出版社，2006.中国建筑工业出版社，2005.
