关键词：建筑节能分户热计量按热收费
引言：
随着2001年9月1日北京市建委颁发的《北京市建筑节能管理规定》京建法[2001]689号文，以及《北京市新建集中供暖住宅分户热计量设计技术规程》(DBJ01-605-2000)的出台，规定了我们必须按节能的方针进行采暖设计，把“热”作为商品来向用户收取热费。停止福利供热，按面积收费改为由居民家庭直接交采暖热费，从而使居住建筑分户计量成为建筑节能的重要手段之一，把采暖节能变成人们使用热量时的一种自觉行动。这不仅仅是采暖收费制度的改革，也导致了传统的采暖设计方法的转变。无论是从建筑围护结构的热工性能，采暖系统的布置，热负荷的计算等多方面都带来了观念性的挑战。
2．建筑围护结构热工性能及体形系数对建筑节能的重要影响：
2001年之前的主要节能手段，仅限于居住建筑改善墙体和门窗的保温性能，当然，这是很有意义的。而分户热计量和收费，建立了用户的经济利益与能耗的直接关系，将会减少供热过量建筑采暖热量的无效消耗，同时使开发商真正意识到建筑围护结构的热工性能的重要意义。保证居住建筑围护结构传热系数K（W/m2.℃）满足《北京市民用建筑节能设计标准（采暖居住建筑部分）北京地区实施细则》（DBJ01-602-97）的规定。可目前建筑专业大多喜欢追求建筑外观上大玻璃的通透效果，使得建筑物的窗墙比大都超过规范推荐值。这就对围护结构（特别是外窗）的传热系数及建筑的体形系数有较高的要求。我在设计建外SOHO一、二期住宅建筑中，就碰上此类问题。日本建筑大师山本理显所做的方案中，为了追求外表美观，外墙面除了柱子、梁、少量的墙体外均为落地大玻璃。这个方案国内能否满足节能要求，经过热工计算，它的体形系数及建筑物耗热量指标分别如下表，
从表中看出，由于严格控制了外窗的传热系数和体形系数，使得该方案的耗热量指标qH<20.6W/m2。同时，我发现，同样的平面当楼层下调至3层时，其体形系数大于0.3时，为满足节能要求，外窗的传热系数必须达到1.3W/m2.℃，正常情况下的中空玻璃已无法满足这种K值要求，必须用洛依玻璃才可能达到。这一点充分反映了建筑物围护结构的热工性能及体形系数在建筑节能中的相互关系，也是在做住宅分户采暖设计时首先应注意的问题。
3.分户采暖设计中热负荷计算时值得注意的问题：
3.1.基本耗热量：按《住宅设计规范》（GB50096-1999）（2003年版）规定：卧室、起居室和卫生间温度为18℃，但室内采暖计算温度应按提高2℃来计算，即20℃，以此温度与室外采暖计算温度的温差，计算出的耗热量为每个房间的基本耗热量。
3.2.户间传热量：传统的住宅设计，并不考虑户与户之间的热传递，当部分房间空置、或部分住户降低采暖标准、或有的住户间断采暖时，户与户之间的墙体及楼板就会有较大的热传递量，一般散热器采暖户间传热按6℃温差计；当采用地板辐射采暖时，则按8℃温差计算。不可简单地按基本负荷的附加系数取值。只有当户间传热量大于基本耗热量80%时，按基本耗热量的0.8倍计，此举为避免增加不必要的投资。基本耗热量及户间传热量之和是布置室内散热器及户内管道管径的计算依据。
3.3.如若该房间采用地板辐射采暖时，则室内计算温度应比室内采暖温度降低1~2℃来计算温差。且地板表面温度不得大于60℃，以防地面由于温度过高而产生龟裂。
3.4.在设计建筑物采暖热力入口时，对户外供热量要求，则应仍按基本耗热量提出。
3.5.通常按规范要求做的节能建筑，整幢住宅楼采暖热负荷指标绝大部分可<52W/m2（塔楼甚至可以做到40~43W/m2，板楼可做到45~48W/m2，）。
4.分户热计量采暖系统的各种形式：
4.1.独立燃气炉采暖:
北京时代庄园东区（为连排别墅式）即采用此种形式，每户根据采暖热负荷再加上生活热水用热量，来选择壁挂炉的大小和型号，将壁挂炉设置在封闭阳台或面积较大的厨房内，靠外墙设置，且炉体设有单独通向室外的排烟及进气风管，并可根据起居室的温度来自动调节天燃气火力大小，控制出水温度，有严格自动熄火装置。壁挂炉自带采暖用循环水泵，需注意的是当系统末端为风机盘管时，要校核该水泵扬程。时代庄园工程系统末端为散热器，壁挂炉选用依马强制排风产品，其质量安全可靠。目前该项目已经竣工。
另据北京市环保局意见，在高层建筑不推广此种做法，因其排放物-氮氧化物浓度超过《大气环境质量标准》）GB3095-1996）中二级标准，但在多层（如回龙观小区）或别墅区使用效果良好，氮氧化物排放浓度合格。用户室温调节自如。
4.2.低温发热电缆地板辐射采暖:
在建筑保温较好的住宅内，使用电热采暖，是可行的，从能源利用上分析，把高品位电能当作热能使用是不经济的，但随着2002年北京供电局出台《北京市电采暖低谷用电优惠办法》的通知，经过一次投资与运行费用比较，若合理使用是可行的。如北京龙潭路住宅小区，采用低温发热电缆地板辐射采暖，由于该小区建筑保温做的较好，墙体采用欧文斯科宁的外保温材料，K值达到0.6W/m2K，外窗为进口产品，K值达到2.0W/m2K。经过去年一个冬季的试运行测定，使用效果良好，运行费用为35元/平方米，总体比热水采暖费用略高一点。
4.3.集中热水采暖分户热计量：
目前大多数住宅建筑仍以集中供热为主。经过3年设计经验的积累，下面将总结几条集中热水采暖分户热计量设计的经验：
4.3.1根据《分户热计量设计规程》DBJ01-605-2000第8.3条规定，采暖热力入口要设置热量表及各种阀门、压力表、温度计、水过滤器及平衡阀等装置，其中热量表要注明额定流量以便订货。
4.3.2各居民用户须设置户用热表，锁闭阀，水过滤器等，并且要一户一表。
4.3.3.建筑物热力入口处要说明该系统热负荷及系统总阻力，因为户内部分装了户用热表，其采暖水阻力约为30kPa，再加上热力入口的总热表及各种附件阻力，提供外网设计依据时总阻力值约在50kPa左右。目前小区采暖外网设计较为混乱，有的住宅小区部分建筑物是2000年以前建成的，未设分户热计量装置，而现在新建的住宅均设了分户计量装置，二者水阻不平衡，外网又用一套热力管道系统，结果阻力相差甚大，新建楼群室温达不到标准，连调试都难以解决。目前东冠英小区即是如此。我认为这个问题应提醒重视。
4.3.4住宅楼内的公共用房、商业用房、人防、地下车库等应单独设置采暖热表，便于将来收费方便。
4.3.5一个单元的采暖公用立管及户用入口装置要设置在户外，一般设在楼梯间的公用管井内，这样物业管理人员可将拒付采暖费的用户进行锁闭，立管放气也可在管井操作，不必进入户内，减少物业管理与用户间的纠纷。
4.3.6散热
器应选用铸铁无沙型或钢制型，以免堵塞热表。每个散热器宜设温控阀，以实现分室调温。
4.3.7采暖系统水平敷设有双管同程式，双管异程式，单管串联式，双管放射等形式。
4.3.8.高层建筑采暖公用立管应注意热膨胀问题，每户水平支管与立管连接处宜设软连接（金属软管），以防由于热表或分集水器固定而立管胀缩导致接口开裂。
4.3.9.每户的户用入口宜设泄水装置，泄水管可引至下一层管井内，以便维修或装修时，将户内水平管道泄空。但管井内不宜做垫层，否则三通接头在垫层内。
5.采暖用塑料类管材选用及施工问题：
5.1.从公用立管户用入口引入室内开始至户内的采暖管道多为埋在地面面层内，该管道采用塑料类管材，常用的有铝塑复合管，PB管，PE-X管，PP-R管。
5.2.埋在面层内的塑料管不得有接头，当采用PB管或PP-R管时，连接散热器处可以采用热熔连接，面层厚度一般不小于50mm。
5.3.采用塑料类管材时，供暖热水温度不宜高于85℃。
5.4.选用塑料类管材时，应考虑管材温度、压力及使用寿命为50年来选择使用等级，采暖管材可按5级来选，其壁厚应根据管材许用设计环应力和系统承压之间的关系来计算，或按《低温热水地板辐射供暖应用技术规程》附录J-1~4表来选择。当采暖热水温度为90℃时，应按5A级来选择塑料管材的厚度。
5.5.在《北京市新建集中供暖住宅分户热计量设计技术规程》(DBJ01-605-2000)中第6.4.4条中明确：“在垫层内埋设的管道：除采用下分双管式系统连接散热器处的PB管和PP-R管可采用相同材质的专用连接件进行热熔外，其它管材和所有管材在其它部位均不应设置连接配件。”而实际市场中PP-R管为直段管材，长度一般为6~8米，如果房间内需连接的管道长度超过8米，其接头处必须上翻，影响美观，垫层内做热熔接头又违反规范；同样，管径大于25mm的PB管市场上只有直段管材，问题与PP-R管相同；管径小于25mm的PB管材市场上有盘管，但是盘管的弯曲半径有一定要求，且有弯曲方向性，这就导致了PB管在某些转角处不能紧贴墙边且离墙较远，若在靠墙处有散热器时，就需在干管上做三通，接出一段支管再接散热器或采用弯头作为热熔连接件，此两种热熔连接件（三通、弯头）都在垫层内又违反了规范。而如果否定这两种做法，等于否定了PB和PP-R这两种管材。北京幸福家园一、二期工程中就遇到此问题，质量检查监督站就此问题提出疑义，经几次讨论，并咨询了北京市建筑设计标准化办公室，得到的答复是上述两种做法是可行的。但目前技术规程与实际施工验收有矛盾，我认为应尽快对规程进行修订，保持其初衷：减少埋在地下的隐患；同时又要让先进的材料及做法普遍推广，并持续发展下去。
5.6.埋地管道穿卫生间时的做法问题：目前的标准图集和规程中均未提及。在实际工程中各种做法都有：有采暖用塑料管道走卫生间防水层上，水平穿防水卷边的；有管道走卫生间防水层下，接散热器支管竖直穿防水层的；两种做法穿防水层处均做防水套管。但每种做法均存在一定问题和隐患。前者做法，当卫生间不做结构降板时，防水套管下部空间太小，一般仅为10mm~20mm，工人不便操作，防水处理很难到位，在卫生间闭水试验时，很容易从套管渗漏到其它居室，在朗琴园一期工程中就发生了此种情况，在住户购房时引起了纠纷。后者做法，防水套管不好固定，尤其是采暖以后，由于管道的热伸缩则更要破坏防水涂料层，致使卫生间内的水泄漏到下层用户，也要引起纠纷。通过经验总结，我目前通常采用不穿防水层的做法：采暖干管不进入卫生间，接散热器的支管埋入卫生间侧墙（非承重墙），并上翻至防水卷边上部（一般为30cm）进入卫生间，一进入卫生间就接散热器，保证不影响高点放气。而卫生间散热器要高于地面30cm安装，只要散热器布置时注意与其它洁具协调即可。这种方式用于北京幸福家园一、二期工程，通过一个采暖季的使用，效果较好，甲方及业主均满意。
6.采暖分户热计量各种形式经济比较：
新建或改建采暖系统应根据该地区具体条件来选择热媒，根据环保要求，城市热力气源、电源、水源等因素做相应的技术经济比较，由开发商和设计人员共同协商决定，下面列出各种能源的一次性投资和运行费用参考价格。
7.采暖分户热计量的反思：
7.1.采暖分户计量的目的是：使用户能够根据不同使用时间对室温的不同要求，来调节自己居住套内的温度，从而达到整个冬季节约能源的目的。但是由于存在户间传热的因素，会产生一系列连锁的复杂问题：首先，会危及被停止供暖用户的邻室，进一步引起费用纠纷。其次，中间某户将各房间温控阀调至关闭状态，该户可以从正常采暖的邻居处获得热量，甚至仍然可维持室内10℃左右，所以按用户热表热量的收费方法难以实施，也不公平。那么是否应以牺牲户内面积为代价，在户间墙上做保温，以减少户间传热呢，我认为此举在正常使用的情况下又造成建筑保温材料的浪费，所以暖气收费政策应从多方面考虑其合理性，而不光是一分户计量就完全解决热量收费的问题。超级秘书网
7.2.实现分室调温的困难，我在设计安华寺住宅小区一期时，每户每组散热器上均设了温控阀，目的是用户可在晚上将客厅温度调低，将卧室温度调高；白天反之。但是没有一个用户把客厅与房间温度根据不同使用时间来回调，温控阀形同虚设。
7.3.由于建筑物热惰性存在，若业主早上八点离家上班，将室温调低，但整个上午室内温度还未降下来，下午六点下班回家，将室温调高，但可能直到晚上八、九点温度才升上来，所以热量调节不像照明那样即时明显。室内温度靠热媒量调来体现节能，其操作性意义不大。
7.4.《采暖通风与空气调节设计规范》（2001年版）第3.9.4条规定分户热计量热水集中采暖系统应在建筑物热力入口处设置热表、流量调节装置，除污器等。笔者认为如室内为户型单管水平串联，则整个采暖系统为定流量系统，无需设置流量调节装置；当室内为户型双管水平连接时，则整个采暖系统为变流量系统，可以控制热力站或锅炉房的循环水泵的供水量来实现，同样也无需在热力入口装流量调节装置，而且当热力入口在地沟内时，经常处于无人察看易损坏的状态，所以我认为在热力入口处可以不设流量调节装置，据调查目前设计分户热计量的住宅，很少有安装流量调节装置的。
8.结束语：
分户热计量收费尽管存在不少问题，收费政策迟迟不能出台，但其作为政府政策，应是“势在必行”，所以我们是按市规委文件政策办，按分户热计量方法设计，同时标准图册要及时完善，施工人员要及时培训。因为以往的普通住宅中惯用的采暖系统（单管串联系统、单双管串联系统、垂直双管系统等）确实经过了很长时期的使用与考验，施工人员有成熟经验，其可靠性、安全性、及与之配套的安装工艺、管材配件及标准图册等等都已成熟，但与分户热计量收费政策不符，已不适应新的发展。而为适应新的政策出台的相应规范、规程、标准图集还未经过实践的检验，有些不尽完善之处有待专家去完善和提高。老楼采暖系统如何改造，热费的收费政策如何出台，使从按供热面积计费最终过渡到按用热量计费，提高住户的节能意识。按用热量计费是保障和促进建筑节能的关键措施，也是分户采暖系统设计的实际意义所在。
以上所述是我在设计中落实采暖分户热计量等新的政策的一些心得与看法，与大家探讨研究。
参考文献：
采暖通风与空气调节设计规范（2001年版）GBJ19-87
民用建筑节能设计标准（采暖居住建筑部分）北京地区实施细则DBJ01-602-97
关键词：建筑电气；安全性；节能型
引言
随着经济的增长和人们收入的增加，建筑智能化、自动化使建筑用电量猛增。城镇一体化建设的加速，我国的建筑面积以每年十几亿平方米的速度递增。据建设部和国家建材局的统计，我国建筑能耗约占全社会总能耗的27%。建筑节能在建筑行业势在必行。这些都要求建筑电气工程师发挥才智，既要满足建筑功能要求，给居民提供舒适、方便的生活空间，还要尽可能的做到减少建筑耗能。下面分别从建筑电气设计安全和节能两个方面进行了分析。
一、建筑电气设计的原则
建筑电气设计严格遵守相关的设计规范。设计规范是国家或地方制定的设计准则，它体现了国家的政策和对建筑的质量要求，是建筑电气设计者设计的标准。
建筑电气设计应满足建筑的功能需求，保证建筑的各项功能稳定连续运行，给居民的日常生活带来方便、快捷。
建筑电气设计是建筑的一部分，在设计过程中也要考虑综合经济因素，既要考虑初投资也要兼顾以后的运行费用，以求得建筑生命周期内费用最低的目标。
二、建筑电气设计的安全性
建筑电气设计的安全性从电力供应、供电线路、电气设备的接地、建筑消防控制方面进行了分析。
2.1电力供应
电力在现在建筑中占有重要作用，没有了电，建筑就会处于瘫痪状态。保证建筑电力的稳定供给是保证居民正常生活得基础。因此，为了保证供电可靠性，现代高层建筑至少应有两个独立电源，具体数量应根据负荷大小及当地电网条件而定。两路独立电源原则上是两路同时供电，互为备用。此外，还须装设应急备用柴油或燃汽轮发电机组，要求在15秒钟内自动恢复供电，保证事故照明、电脑设备、消防设备、电梯等事故用电。对于高压开关柜应根建筑标准，选用具有“五防”功能的真空开关手车式高压开关柜。对于电力变压器，根据防火要求，主楼内是不允许装设大容量的油浸电力变压器。对于容量低压配电屏的出线，应做成手车式。
2.2供电线路
居住建筑中各种电路繁多。为保证各种设备电路的稳定、安全运行，供电电路的主线截面不能随意更改。如果要更改也要参照规范作相应的计算验证后再更改。否则线路截面的变小，使电阻变大，功率过载将导致电路发热或引发火灾。
2.3电气设备的接地
现在建筑中存在电脑、电视、冰箱等大量电子设备，电子设备通过保护接地系统的重复接地与共用接地体相连，为保证人员安全，此共用接地体的电阻不应大于1Ω。
2.4建筑消防控制
建筑消防设计指火灾自动报警灭火系统.包括火灾探测器、分区消防报警控制器、消防中心和气体自动喷射灭火及自动洒水灭火系统等四个部分，实现报警灭火自动化。其中，消防线路要求要求穿金属管或者暗敷，目的是火灾发生后可以保持消防线路的正常使用，保证信号、命令得到有效的传输。消防水泵的控制尤为重要，为且确保安全，消防水泵的控制应设置两路：一条由引至消防水泵控制柜；另一路则引至消防控制室。
三、建筑电气设计的节能性
建筑电气设计是建筑设计的一部分。为降低建筑的能耗，建筑电气设计师也应从全盘考虑，既要兼顾初投资还要考虑建筑电气的运行能耗。下面分别从变压器、线路、照明几个方面给与分析。
3.1变压器的选择
变压器应选用节能型变压器，高导磁的优质冷轧晶粒取向硅钢片和先进工艺制造使硅钢片的磁场方向接近一致，可以铁心的涡流损耗；良好的接缝密合，可减少漏磁损耗。与老产品比，节能型变压器空载损失和短路损失降低，10kV系列分别降低41.5%和13.93%。平均每千伏安年节电9kW•h[3]。节能型变压器，因其具有损耗低、质量轻、效率高、抗冲击、节能显著等优点，而在近年得到了广泛的应用。
变压器的容量选择。理论上计算变压器负载率为50%时，变压器的有功耗能能耗最小。但此时变压器的无功能耗增加，因此要考虑综合经济效益后进行选择。工程中变压器的容量选择在考虑初投资和运行费后，一般变压器的负载率取容量的80%。
3.2配电线路损耗
建筑中供电线路长且多，由于电阻的存在，当电流通过时就会产生功率损耗，其计算公式是：式中：ΔΡ—三相输电线路的功率损耗；I—线电流；R—线路相电阻。对于供电线选定的条件下，“R”值不变。可见电流越大，电路损失越大。线路的电阻R=ρL/S，电阻与电阻率ρ、导线长度L成正比，与导线截面S成反比。要减少电阻损耗应从以下几个方面考虑：
选用电阻率ρ较小的导线，如铜芯导线较佳，铝线次之。减少导线长度，在设计中线路应尽量走直线少走弯路，另外在低压配电中尽可能不走或少走回头路。变电所应尽可能地靠近负荷中心，以减少供电半径。增大导线截面积，对于较长的线路，在满足载流量、热稳定、保护配合及电压降要求的前提下，在选定线截面时加大一级线截面。这样增加的线路费用，可以由以后的运行费用抵消。
3.3电动机的节能分析
减少电动机损耗的主要途径是提高电动机的工作效率和功率因数。但是在具体工程中电动机通常都是水暖及建筑等专业设备所配套的，因此电气设计节能措施主要在运行过程中。除了就地电容器补偿减少线路损耗外，还应减少电动机低效率的轻载和空载运行。主要的措施是采用变频调速控制电动机使其适应负载的变化，以提高电动机轻载时的效率从而达到节约电能的目的。如对于空调系统的循环泵采用变频控制后空调系统的运行费可节约30～40%。
3.4照明节能
照明节能设计就是在保证作业面视觉要求、不降低照明质量的前提下，减少照明系统中光能的损失，从而最大限度的利用光能，通常的节能措施有以下几种：(1)充分利用自然光，在设计中电气设计人员应多与建筑专业配合，做到充分合理地利用自然光使之与室内人工照明有机地结合，从而节约人工照明电能。(2)使用高效节能灯具和高效电子镇流器、节能型电感镇流器、电子触发器以及电子变压器等，公共建筑场所内的荧光灯宜选用带有无功补偿的灯具，紧凑型荧光灯优先选用电子镇流器，气体放电灯宜采用电子触发器。(3)对于照明灯具进行控制也是一种行之有效的节电方法。根据照明使用特点可采取分区控制灯光或适当增加照明开关点。卧房、病房、客房等床头灯可采用调光开关，高级客房采用节电钥匙开关，公共场所及室外照明可采用程序控制或光电、声控开关，走道、楼梯等人员短暂停留的公共场所可采用节能自熄开关。
四、结语
建筑电气的安全和节能措施还有很多，设计的节能潜力很大，广大电气设计人员在设计中应精心考虑，反复比较设计方案，拿出一套符合各种技术指标，满足功能需求的前提下，行之有效而又切实可行的节能措施，从而达到真正安全节约的目的。
参考文献：
[1]江亿.中国建筑能耗远低于发达国家(第一部分).
[2]中华人民共和国公安部.《火灾自动报警系统设计规范》.GB50116-98
本文将在总结国际与国内能源现状的基础上，分析建筑节能的必要性与紧迫性，同时通过调研目前国内建筑节能设计实例，评判建筑节能设计的经济效益，希望能够使社会各界意识到，建筑节能不单是发达国家的问题，我国正面临一场真正的能源危机，建筑节能迫在眉睫。
一、国际能源危机加剧
1、能源储量减少，石油仅供开采41年
目前，石油、煤炭、天然气这三种传统能源占能源消费约90%以上，其中石油占一半以上。然而2004年BP世界能源统计年鉴的最新数据显示，世界石油总储量为1.15万亿桶，仅供生产41年；全球天然气储量为176万亿立方米，仅供开采63年。日本权威能源研究机构也申明，全球煤炭埋藏量10316亿吨，可开采231年；核反应原料铀已探明储量436万吨，可供72年使用（海水中的铀可供使用1万年，利用钚为燃料的增值核反应堆可使用100万年）；利用热核反应，海水中的锂能源可开采年限为1600万年。可见，全世界最为依赖的能源——石油与天然气，在21世纪的前半，就将日趋枯竭。科学家们预计2040年石油消费将达到最高峰，2100年石油消费将减少到不足能源消费总量的5%%.而从2050年开始，核能、生物能、水利地热、风力、太阳能的比率大大上升，达到总能源消费的1/3，热核能源将达到总能源消费的1/4.
因此，在世界能源供给结构转轨的大趋势下，不考虑建筑节能而建造的房屋，终有一日会因为没有能源可用，终被社会淘汰。呼吁建筑节能，很重要的一点就在于减少使用石油、天然气等不可再生资源，通过科学合理的建筑节能措施，采用可再生新能源，使建筑可持续发展。
2、能源需求不断增加，价格无法下降
根据美国能源部能源资讯署2002年3月出版的“InternationalEnergyOutlook2002”，1999—2020年全球能源消费形势如下：
全球能源总消费量将增加60%，其中亚洲及南美州发展我国家将增长1倍（每年增长4%，相比发达国家每年增长1.3%）。
石油：石油预计增长59%（年增长率为2.2%）。此外，石油将维持占全球能源总消费量40%以上的比例。
天然气：争议较小的天然气将是需求增长最快的能源，预计增长一倍。天然气占全球能源消费量比重也将由23%升至28%.
煤：由于空气污染及二氧化碳排放等问题，煤炭占全球能源总消费量的比重将由22%降至20%.
核能：在政治问题影响下，全球核能发展情势尚难确定，但保守估计全球核能消费量将比现在略为增长。
可再生能源（包含大水力）：预估将增长53%.但由于现阶段数量过少、成本高、能源密集度低且供应不稳定，所以占全球能源总消费量的比重将由9%下降到8%.不过预计更远的未来，随着技术的进步，比重将上升较快。
以上预测在2004年阿拉伯石油输出国的12月月报中已经得到体现，它指出截止到2020年，世界石油需求量将以年平均1.7%至2%的速度增长，日需求量逐渐从目前的8200万桶到近1.07亿桶。
可见，由于核能与可再生能源的替代性迟迟无法实现，石油、天然气的需求量仍会不断增加，但能源储量是有限的，这种供需关系导致了石油、天然气等能源价格不会下降。
同时，恐怖活动增加了石油以天然气运输风险及成本。自美国发生“9.11”恐怖攻击事件后，全球恐怖活动升温，而保护措施较为不足的石油及天然气供应等能源基础设施成为攻击目标的可能性提高。例如2001年10月斯里兰卡一艘油轮遭受其境内恐怖组织攻击；2002年10月法国油轮在叶门遭受不明攻击；……各国为了预防恐怖攻击，正大兴土木加强能源设施的保护工作，而随着防范设施、人力及保险费用的增加，能源使用价格也面临逐渐上涨的压力。
面临能源价格，尤其是天然气价格逐步上涨，居高不下，很多高耗能建筑开始出现因承担不起昂贵的能源维持费用而被迫停用，或者售价、租金一降再降的现象。因此，建筑尤其是高层住宅与办公楼、大型共建正面临着一场新的革命，建筑节能节能势在必行。
3、美国企图掌控全球石油供给，强力遏制我国、欧洲的发展
许多石油生产地区，尤其是中东地区，由于拥有全世界2/3油藏，一直存在政治、外交及军事的动乱。在近期较大规模的战争有1980年两伊战争、1990年波斯湾战争、1994年俄国出兵车臣、2001年阿富汗战争和2004年的美伊战争，而其他小型区域冲突也非常多，都是围绕着石油资源而展开的。每次争夺石油资源引发的动荡，使众多石油进口国家经济发展及能源安全受到威胁，牵动整个世界的经济。从这个意义上说，哪个国家能掌握全球的石油、天然气能源，就如同握紧全球经济命脉。
因此，美国攻打伊拉克，拿伊拉克石油做文章，不仅是要赚回为之付出的巨额战争费用，还要建立起有利于美国的世界石油市场“新秩序”：一来拉低美元汇率、弥补贸易逆差、打压欧元；二来美国可以时时掌控我国、俄罗斯、印度等国家石油进口价格与能源供给量，遏制这些国家的经济腾飞。
面临美国今后可能采取的能源阻扰政策，我国除了争取更多的与石油出口国的贸易协议外，能源节约是最关键的一步。
二、我国所面临的能源挑战
1、人均储量少，先天不足，但能耗效率却低。
我国能源总量丰富，但人均能源可采储量远低于世界平均水平。2000年人均石油可采储量只有2.6吨，人均天然气可采储量1074立方米，人均煤炭可采储量90吨，分别为世界平均值的11.1%、4.3%和55.4%.排名上，2004年，人均石油最终可采储量居世界第41位。因此，一旦平均到个人消费量，我国能源并非地大物博，实际上存在先天不足的弱势。
从能源利用效率来看，目前国内能耗高，能源效率低。2001年，我国终端能源用户能源消费的支出为1.25万亿元，占GDP总量的比例为13%，而美国仅为7%.同时，我国单位产品的能耗水平较高，目前8个高耗能行业的单位产品能耗平均比世界先进水平高47%，而这8个行业的能源消费占工业部门能源消费总量的73%.这造成了很大社会能源浪费。
2、我国成为能源消耗大国，进口依赖度提高。
2003年我国已经成为世界上仅次于美国的第二大石油消费国。全年原油消费量达到2.5亿吨以上。其中全国原油产量约1.69亿吨，进口原油8900万吨，分别占世界石油需求增长总量的41％、32%，约每天60万桶和260桶。
2004年原油消费需求量仍以10%以上的增速增长，约达到2.75亿吨，进口原油数量超过1亿吨。同时，煤炭消耗量占世界总量的40%以上，天然气供暖需求量也一直在增长。预计到2020年，我国石油需求量为4.5亿吨，年均递增12%；天然气在一次能源消费中，所占比例将由目前的2.7%增长到10%以上；我国对海外能源的依赖程度将达到55%以上。
可见，我国能源消耗需求旺盛的同时，进口依赖度提高，这使得国内经济受中东动乱及石油危机冲击的概率上升，危及我国能源供应安全，存在较大风险。
3、能源成为我国经济命脉所在，威胁国家稳定安全
2004年全国电荒、煤荒集中爆发。上半年，27个省份全面告急，国家线网被迫拉闸电线80多万次。下半年，今年北方供暖的城市无一例外都面临能源紧张的考验。以吉林省为例，往年到9月底供热企业储煤应达年用煤总量的80%，而今年供热用煤的储量不足40%；长春市每年锅炉供热用煤为306万吨，截至10月底只有总量的40%入库；在吉林市，每年锅炉供热用煤为46.5万吨，今年到10月底也才入库42%；吉林省其他城市同样存在紧缺情况。就连首都北京也难逃厄运。预计北京冬季煤炭需求为1460万吨。受全国煤炭资源紧、运输难、价格高等因素影响，北京市电煤库存一直在警戒线以下运行，到10月底锅炉及民用燃煤库储煤率不足45%.而为防止大气污染，北京城区的燃煤锅炉大多变为燃气或燃油。随着石油价格的上调，北京冬季供暖承受着巨大的压力，2005年3月，北京油价再次上调，93号汽油每升上涨了0.26元。
能源的供给直接影响到人民生活与国民生产。一次拉闸对平常老百姓无关大要，但对于长期依赖电力生产的工厂、企业来说，损失可能是上百上千万；而全国27个省份同时出现问题，这种经济损失就根本无从计算，直接关系到国家经济命脉。而冬季供暖的短缺，导致很多底保户和困难企业失去基本生存条件，威胁到国家稳定安全。
三、建筑节能要求十分紧迫
1、建筑能耗约占社会总能耗的1/3
我国建筑能耗的总量逐年上升，在能源总消费量中所占的比例已从上世纪七十年代末的10%，上升到近年的27.45%.而国际上发达国家的建筑能耗一般占全国总能耗的33%左右。以此推断，国家建设部科技司研究表明，随着城市化进程的加快和人民生活质量的改善，我国建筑耗能比例最终还将上升至35％左右。如此庞大的比重，建筑耗能已经成为我国经济发展的软肋。
2、高耗能建筑比例大，加剧能源危机
直到2002年末，我国节能建筑面积只有2.3亿平方米。目前，我国已建房屋有400亿平方米以上属于高耗能建筑，总量庞大，潜伏巨大能源危机。正如建设部有关负责人指出，仅到2000年末，我国建筑年消耗商品能源共计3.76亿吨标准煤，占全社会终端能耗总量的27.6%，而建筑用能的增加对全国的温室气体排放“贡献率”已经达到了25%.因高耗能建筑比例大，单北方采暖地区每年就多耗标准煤1800万吨，直接经济损失达70亿元，多排二氧化碳52万吨。如果任由这种状况继续发展，到2020年，我国建筑耗能将达到1089亿吨标准；到2020年，空调夏季高峰负荷将相当于10个三峡电站满负荷能力，这将会是一个十分惊人的数量。
据分析，我国目前处于建设鼎旺期，每年建成的房屋面积高达16亿至20亿平方米，超过所有发达国家年建成建筑面积的总和，而97%以上是高能耗建筑。以如此建设增速，预计到2020年，全国高耗能建筑面积将达到700亿平方米。因此，如果现在不开始注重建筑节能设计，将直接加剧能源危机。
3、我国建筑节能状况落后，亟待改善
建筑在我国分为工业建筑和民用建筑。工业建筑本身能耗不大,所以国家还未对工业建筑作节能方面的要求。民用建筑又分为两大类：居住建筑和公共建筑.在各专家编写规范之前的社会调查阶段中由电业总局与燃气公司提供的数据显示：就目前中国居民的消费水平和消费习惯而言，居住建筑能耗与公共建筑或国外居住建筑相比是非常少的。居住建筑提倡节能设计，目的是提高人们生活的舒适性。而公共建筑提倡节能设计才是建立集约型社会的关键环节。公共建筑分为以下几类：办公建筑(写字楼、政府部门办公楼)，商业建筑(商场、金融建筑),旅游建筑(旅馆、娱乐场所)，科教文卫建筑(文化、教育、科研、医疗、卫生、体育)，通信建筑(邮电、通讯、广播)以及交通运输(机场、车站等)。有数据显示：就政府部门办公楼每年所消耗能量相当于全国八亿农民全年全部的能耗：办公室里夏天穿毛衣御寒、冬天衬衣短袖解署、白天亮灯办公、热水机饮水机下班后没人关。现在全球范围内已开始能源紧张，尤以中国较为严重，随着中国经济的高速发展,对能源的使用和节约就更加迫切了。
其实建筑节能并不是一个新的课题，而是建筑基础学科—建筑热工学的一个部分，我国也早在1993年颁布了相应的规范《民用建筑热工设计规范》，1996年颁布了《民用建筑节能设计标注(采暖居住建筑部分)》,2001年颁布了《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》，这些规范的颁布，也反应了我国建筑节能的发展轨迹：由北向南，由居住建筑到公共建筑。但由于种种原因，这些规范的条款未列入国家强制性条文范围内，各地也未政府令加以强调，所以执行力度也未达到应有的效果。但2005年7月1日颁布实施的《公共建筑节能设计标准》中有许多条款被列入国家的强制性条文内,相应的各地政府了具有地方法律效力的法令,上海市在2005年6月13日的政府令第50号：《上海市建筑节能管理办法》强制规定：自2005年7月15日起新建住宅与政府投资的公共建筑必须进行节能设计。《办法》的第九条与第十条分别对设计单位与图纸审查机构提出具体的要求。所以，对于建筑设计单位,建筑的节能设计已经进入了一个全新的时期！
以下着重介绍《公共建筑节能设计标准》对有关建筑部分的要求。《标准》比刚才提到以往的有关规范要严格些,按照本标准设计,与未采取节能措施前相比，全年能耗应减少50%。《标准》的章节不多,共7页17条,但简明扼要,省去了复杂的热工公式,归纳总结出来几点要点，强调了规范的实用性。涉及到的基础知识及术语结合规范本身展开叙述：
一,热工设计的分区：按照我国的气候条件,划分为五个分区:严寒地区,寒冷地区,夏热冬冷地区,夏热冬暖地区以及温和地区。
热工分区的基本规律是：严寒地区和寒冷地区基本是我国的三北地区：东北,华北,西北。这些地区的地域辽阔，面积大，建筑节能设计起步也比较早，经验相对来说比较丰富，主要考虑的是冬季保温。夏热冬冷地区大体上是长江中下游地区，如：成都、武汉、南京、上海等，这些地区的建筑的节能设计由于历史原因起步较晚，面积虽然不是最大，但人口密度高，也是我国经济最发达地区，可以说这一地区的节能潜力最大，效果也会最明显。设计考虑的是冬季保温与夏季防热兼顾。夏热冬暖地区大体上是华南地区：福州、广州、南宁、台北等。这些地区的建筑设计主要考虑的是夏季防热。温和地区，冬暖夏凉，四季如春，如：昆明、西昌、元江等。一般可不考虑夏季防热，部分地区注意冬季保温。《公共建筑节能设计标准》在这五个分区的基础上根据公共建筑节能的设计特点作了些调整：把严寒地区细分为严寒A区与严寒B区,而温和地区不强制执行节能设计标准。
二,体形系数:即建筑的外表面积与体积之间的比值.体形系数越小就越有利于节能,减少外表面与室外空气的接触,就能减少散热。与以往的规范不同，新的《标准》中弱化了体形系数的概念，只在4.1.2条规定严寒地区与寒冷地区对体形系数的限制是≤0.4，其他地区该系数对建筑的节能体现不明显,所以不作限定。
三,热传导系数：这个概念是本标准的核心名词.所有的围护结构：门、窗、外墙、屋顶以及地面都围绕这个概念展开的。图纸审查或政府检查部门的抽查也是这个数据。她的名词解释为：围护结构两侧空气温度差为1℃，1h通过1m2面积传递的热量，单位W/m2.k。简单的说便是热量在某种材料里传递的速度,速度越小,那么这种材料的隔热性能也就越好。怎样求得这个数据呢？传热系数K0＝1/R0。
R0，传热阻：R0＝Ri+∑R+Re单位：m2/K.W
Ri与Re分别是材料内外表面的换热阻。他们是固定数据，可由表差得：0.11m2/K.W0.04m2/K.W。
∑R是各层材料的热阻之和。某单层材料的热阻R=δ／λ，δ为该材料的厚度，单位是m，λ为该材料的导热系数，单位是W/m.K。λ为此公式求值过程中的关键数据，也是每种材料的固有的属性。她的名词解释为：1m厚的物体，两侧空气温度差为1℃，1h通过1m2面积传递的热量，单位W/m.k。通常把导热系数λ小于0.3W/m.K并能用于绝热工程的材料，叫做绝热材料。导热系数是绝热材料的最重要最基本的热物理指标。例如：普通混凝土λ＝1.74W/m.K，钢筋混凝土λ＝1.51W/m.K，多孔砖λ＝0.58W/m.K，聚乙烯泡沫塑料λ＝0.047W/m.K，聚氨酯硬泡沫塑料λ＝0.0216W/m.K，（这种材料在全球范围内尤其在欧美等发达国家作为建筑绝热工程中最普遍使用的材料），而铸铁λ＝49.9W/m.K。实际的工程应用中，卡特比勒办公楼的外墙部分设计采用聚异氰脲酸酯（PIR），这种更新型的材料λ＝0.020W/m.K，属绝热材料。这便是维护结构的传热系数K值的求解过程。
下面结合《公共建筑节能设计标准》对上海地区的各部分围护结的隔热要求构逐一探讨：
1.屋面：K≤0.70W/m2.k
我们的习惯做法一般可以满足这个要求。例如：120厚现浇混凝土楼板＋20厚水泥砂浆找平层＋泡沫混凝土找坡层最薄30厚＋40厚的λ＝0.03W/m.K挤塑板（XPS）＋防水层＋20厚水泥砂浆保护层，这样的做法就可以达到K≤0.60W/m2.k。须注意关键的保温层一般应选用40厚挤塑板，若选用聚苯板，厚度应增加至60。
2.外墙：K≤1.0W/m2.k
不作外墙保温的习惯做法是绝对达不到这个新规范要求的。例如：20厚水泥砂浆＋240厚多孔砖＋20厚水泥砂浆的无外墙外保温的传统构造传热系数K＝1.66W/m2.k，即便在前段时间简易的外墙保温做法－保温砂浆，也达不到规范的新要求。经计算得知：在墙体与外墙砂浆之间增加20厚的λ＝0.03W/m.K挤塑板，这样的构造使得外墙整体的传热系数K＝0.86W/m2.k<1.0W/m2.k。这叫做外墙外保温技术，是业界内公认的一种效果很好的做法。他的优点是技术成熟，产品寿命较长，也可使外墙的主要部分受到保护，大大降低温度应力的起伏，提高结构的耐久性。但他的缺点是在高层建筑中有安全隐患，外墙面砖的做法受到限制。外墙内保温的做法不能很好的解决建筑热桥的问题，同时房间内部使用和改造都受到很大的限制，所以现在工程上已很少用这种做法了。还有一种做法叫做中间保温，做两层墙，中间夹保温材料，这种做法效果好，是建筑保温的发展趋势，国外的工程中这种做法早已普及，在我国的发展受到限制主要是因为一造价高，二构造做法与现行的做法差别太大，影响面广，难以一时普及。
3.外窗部分
由于外窗在建筑中变化丰富，窗框材料、玻璃品种，有无遮阳等都会严重影响建筑热工性能，所以，规范在这部分的规定并没有一刀切。根据窗墙比系数的不同，对窗体的要求分成不同的几类。所谓窗墙比，并非窗和墙的面积的比值，而是窗与其所在墙体的面积之比。规范在保证外窗自然采光的范围内鼓励窗的面积越小越好，即窗墙比越小越好。因为就现在已知能做到的最好的窗：双玻中空双腔充惰性气体40厚，铝合金断热型材，这种窗体构造的传热系数K＝1.5W/m2.k，而普通的单玻铝合金窗的传热系数K＝6.4W/m2.k，是墙的6倍。据统计，通过窗流失的热量占建筑能耗的46％，因此控制窗墙比是个有效的节能手段。《标准》中强制规定“建筑每个朝向的窗（包括透明幕墙）墙面积比均不应大于0.7”，此规定一出，必将会极大的影响建筑外观，金茂大厦或者东方艺术中心等全玻璃的建筑势必会大大的减少。夏热冬冷地区（上海）是这样详细规定的：当窗墙比≤0.2时，窗的传热系数K≤4.7W/m2.k。在实际工程的应用中，塑钢单玻窗或铝合金双玻窗可以满足要求，但钢铝单玻窗不满足要求。由此可见，在任何情况下，普通铝合金单玻窗是达不到要求的，必将会面临被淘汰的境地；当窗墙比在0.2和0.3之间时，窗的K≤3.5W/m2.k。双玻铝合金中空（16厚空气层）的传热系数K＝3.6W/m2.k，同样不满足要求，若改为断热桥的铝合金型材便满足。当窗墙比在0.3和0.4之间，窗的传热系数K≤3.0W/m2.k。断热桥铝合金中空玻璃可以满足要求。当窗墙比在0.4至0.5之间，窗的K≤2.8W/m2.k。当窗墙比在0.5至0.7之间，窗的K≤2.5W/m2.k，一般情况下中空充惰性气体玻璃镀膜断热桥铝合金的窗体构造可满足要求。
关键词：住宅建筑；绿色节能设计；被动式
1建筑节能与住宅被动式节能的概念
1.1建筑节能
建筑节能可以从狭义和广义两方面来定义:广义的建筑节能为在建筑的建造、使用到拆除的过程中通过一定的技术手段达到降低能源的消耗；而狭义的能源消耗是指在建筑使用过程中通过建筑本身来降低电能，煤炭等能源的消耗。由于建筑的能源消耗主要发生在建筑建造完成后的使用过程，因此，本研究主要是从狭义的角度进行建筑节能的研究。建筑节能按其方式可分为主动式节能和被动式节能。主动式节能主要是指在建筑使用的过程中通过对设备的节能来实现建筑节能，被动式节能主要是通过对建筑本身进行结构设计，从而最大限度地利用诸如阳光、气温等自然条件来降低能源的消耗，强调优化建筑设计、降低建筑使用时所需的负荷。
1.2住宅被动式节能
住宅的被动式节能始于1920年美国通过设计住宅利用太阳能，被动式设计的核心是根据建筑当地的环境气候，利用环境控制技术结合住宅功能和满足的需求，对住宅进行设计使其本身具有适应环境和调节气候的能力。这种设计不需要借助外部设备，依靠当地的阳光、温度、地形和风力等自然因素就能完成自动调节建筑内部环境。被动式节能设计简单，不需要像主动式节能那样对设备进行依赖，技术要求相对较低。这种节能方式是从根本上降低维持建筑内部环境所需的负荷，不需要额外的能源消耗，因此，节能效果比主动式节能明显。由于被动式节能只需要自然因素，所以成本低廉。
2住宅建筑的被动式节能设计
2.1住宅建筑场地的选址与节能
住宅与人们的生活息息相关，住宅场所的选取至关重要，对于住宅场所的选址应先对当地的地形进行考察，结合住宅所需满足的要求，充分利用有利的地形因素和当地的气候特征进行选择。建筑选址的基本原则为不破坏当地的保护区（自然景观、文物、湿地、农田），远离自然灾害经常发生的地带，避免周围有大的噪声和其他危险源。与主要自然因素的关系如下所示：选址与光照：光照是影响当地气候的重要因素，光照中的红外线具有大量辐射热，是住宅建筑的外部热源，光照时间的长短直接影响温度，同时，光照中的紫外线具有杀菌的作用，如何获得充足的光照与选址有关。选址与风：风是另外一个重要的自然环境，夏季充足的风可以起到降温的作用，但也不能选择太大、灰尘太多的风环境场所，在山区容易形成“风口”这种灾害，选址时应避免，同时也不宜选择低洼场地，这样会造成通风不足。对于风这个因素应该考虑冬季风较小，夏季风较大的地方。
2.2建筑群体的布局与节能
在建筑群体布局上，根据当地的环境因素进行合理的规划，通过改善建筑群体的布局可以改善建筑与建筑之间的微气候，从而达到节能的效果。将建筑群体按统一的朝向进行布置的方式成为行列式，这样的布局有序，显得比较整齐，可以获得充足的光照，利于建筑与建筑之间的通风，这种布局方式应用比价广泛。将住宅沿着街道进行布局称为周边式布局，这种布局容易造成住宅得不到足够的光照，建筑之间通风也不畅快，适合寒冷的地区。将住宅前后进行交错式排列称为自由式布局，这种方式在节约土地的同时，还可以得到足够的光照，增加了住宅室外活动的空间。
2.3建筑单体的设计与节能
设计光照分区：对于用户来说，不同的房间对光照的需求不同，一般的按用户活动时间长短将房间划分，其中主卧活动时间最长，次卧次之，然后是书房等房间。在对住宅建筑设计时，首先要根据光照因素设计用户主要活动的房间，将光照弱的区域设置为次要房间。设计采光分区：在设计住宅时，将对采光需求大致一样的房间布局到一块儿，比如主卧和起居室对采光要求较高可设置为南向，而对光照需求较低的厨房和卫生间可设置为北向。通风设计：在小户型的住宅中，常会出现卧室和客厅缺风、厨房的油烟无法全部排除等问题，这与设计之初对通风的设计有关，为了达到较好的通风，需要对住宅进风和出风口进行合理设计。根据对进风口和出风口的大小和位置的设计区别，获得的通风效果也不一样，为了获得充足的通风，在布局时要尽量减少气流迂回，尽量保持进风口与出风口对位。设计动静分区：在满足用户建筑使用功能的前提下，将对噪音要求类似的房间布局在一起，比如厨房、卫生间对噪音要求较小可设计在一起，而卧室和书房对噪声要求较高，可设计布局在一起。墙层保温设计：建筑墙层保温主要包括外立面和外墙内保温和外墙外保温，外立面主要是通过颜色来实现保温，当采用浅色墙面的时候，建筑对光照反射的作用会加强，而采用深色则会降低墙面的反射作用。
2.4建筑窗户的设计与节能
建筑中的窗户连接着建筑的外部和内部，光照、通风等都是通过窗户来进行的，窗户的设计在整个建筑设计中起到关键的作用。根据建筑所在地的不同，对窗户的面积、朝向等的设计也会不同。建筑的窗墙比为建筑窗户的总面积比上建筑的总面积，由于窗户具有高的耗热特性，当窗占比较大时，室内散热量也会增大，但室内的采光和通风比较好，当窗占比较小时，散热量减小，同时室内的采光和通风也会随之下降，如何设置窗占比，应该结合当地的气候环境和住户对采光和通风的要求来综合考虑。
2.5建筑绿化与节能
当前高层建筑的数量逐渐增多，而高层建筑在冬天供暖时需要消耗大量能耗。在可持续发展理念的影响下，我国近年来建造了很多节能绿色建筑，这些节能建筑能够让住户在享受舒适生活的同时降低暖通空调的消耗。虽然我国逐渐提高了对建筑暖通节能的重视，但是我国现有的建筑节能技术水平与发达国家相比依然存在很大的差距。这就需要我们对建筑节能技术进行深入研究，明确建筑节能设计的基本原则，通过合理的建筑暖通节能设计降低建筑能耗。在建筑项目中暖通空调节能设计的基本原则包括以下几点。
1．1合理控制通风量以保障空气品质
在建筑项目中对暖通空调进行设计时，不仅需要让室内的通风量尽可能大，也需要对进排风进行合理控制，对室内气流进行合理组织，以达到消除室内异味、浮尘与细菌的目的。通过合理的通风控制，不仅可以并保障室内空气质量，改善住宅的居住环境，也符合节能的要求。
1．2保障室内的热舒适度符合要求
室内热舒适度的影响因素包括温度、风速、湿度以及辐射温度等。在对暖通空调进行设计时，就需要对这些影响因素进行分析，通过巧妙组合保障它们的合适比例，进而满足室内舒适度。例如，由于建筑围护结构具有一定的热传导性，可以借助该部分降低室外温度变化对室内的影响，营造良好的室内微气候。
1．3保障局部与整体设计的协调性
对于人口较为密集的建筑如写字楼等，可以采用集中供暖的方式来减少能耗。但是在对建筑进行整体暖通设计时，也需要满足个体需求的差异性，保障节能控制有一定的弹性空间。在对暖通空调进行设计时，首先保障每个房间能够独立进行温度调节，然后再对分户热量进行合理设计。
2建筑设计中有效应用暖通节能技术的措施
2．1明确暖通空调的设计参数
建筑设计中暖通空调产生能耗的大小不仅与当地的气候变化有关，也取决于室内温湿度设计的相关参数。在保障夏季室内住户有较好舒适度的前提下，室内温度每升高1摄氏度，暖通空调相应的计算能耗将降低5%至10%左右。而若室内的湿度提升50%左右，则暖通空调的能耗将降低15%左右。在暖通空调总负荷中，新风量所占的负荷约为25%至40%。适当引入新风不仅可以保障室内空气质量，也可以维持室内外适宜的压力差。因此设计过程中应该明确新风量的大小，以尽量降低系统运行能耗。此外，在建筑设计中一些设计人员为提高速度，大多忽视了对图纸的审核工作，很难解决暖通系统中的能耗问题。这就需要项目审核人员加强对设计图纸的审核，及时发现审核过程中存在的问题，并采取必要的措施优化设计方案，以有效降低系统能耗。
2．2合理选择节能技术以提高质量
当前暖通空调设计中应用的节能新技术包括低温送风技术、可变流量技术以及热泵技术等。在建筑暖通设计中应该合理应用这些技术，并对比不同的设计方案，可以提高整体的节能性。与常规的空调系统相比，低温送风技术由于送风温度较低，能够有效降低输送管道的能耗。也可以将低温送风系统与冰水结合起来，以增强系统的制冷效果，进而节约能源。高层建筑中一般采用水－空气空调运行方式，进而为室内提供适宜的温度。但是这样的供暖方式较为复杂，且相应管道与设备需要投入的大量资金，并且维护费用较大。由于暖通系统在冬季的耗能占到总体能耗的25%至30%左右，而夏季的能耗仅为15%左右。这样可以充分应用可变流量技术，合理控制系统各级水泵的流量，并对低级流量进行二次利用，进而避免能量的浪费。热泵技术就是从地热中获取低品位热能，进而转换为人们可以利用热能的一种新型技术。这些暖通节能新技术在暖通设计中的合理应用，可以有效提高暖通系统的节能性。
2．3选择节能性好的设备
在设计过程中也需要选择节能性好的设备，进而为暖通系统的节能性提供保障。对于冷源机主机设备的选择，一般根据能效的高低来确定。与电力制冷剂相比，吸收式制冷剂的能效相对更低，这样在供电充足的情况可以选择电力制冷剂，并综合分析电源、建筑物用途、投资量等因素。在冷却塔运行过程中，风冷方式与水冷方式产生的能耗相差不大，两者的应用各有优势，应该根据实际需求合理选择。暖通系统中锅炉的节能也是十分重要的，设计人员需要对锅炉的运行功率进行合理设计，并在运行中进行合理调节与控制。暖通技术在近年来得到了迅速发展，但是其带来的污染问题也日益凸显，并且能耗越来越大。可以在暖通系统中加入可再生能源，进而减少污染，提高暖通系统的使用寿命。
2．4做好运行管理与维护工作
再好的设计都需要有效的管理提供保障，若管理不当很容易导致浪费。在暖通系统总能耗中主机所占能耗的比例超过60%，因此做好主机的能耗控制工作是节能设计的首要任务。首先根据建筑中主机的数量与功率进行负荷调节，并且详细分析建筑内不同场所暖通系统的负荷，结合室内的不同环境因素制定相应的管理方案，进而找到最佳的方案。这样不仅可以保障室内的舒适度，也可以有效减少系统能耗。在设计暖通系统水泵时一般留有富余，并且只启用了侧面水泵，这样很容易导致水资源浪费。系统主机的制冷效果与水量有一定的关系，但是在水量有限的情况下，多个系统同时工作将增加耗电量。这时候可以采用变频技术控制水泵阀门，若运行中的暖通系统较多则保障阀门全开，保障流量与能耗的一致性，以提高节能效果。此外，水泵中若存在腐蚀、水垢等也会影响系统的制冷效果，可以选择合适的输送设备并设置水处理装置，加强对系统运行过程中输送管网的维护与管理，进而降低系统的能耗。
3结语
1和谐原则
我们所要求的绿色建筑生态节能设计，除了要满足人们的生存需求，更要保障其在自然、社会中和谐发展。绿色建筑是适应当今城市现代化建设要求的环保节能建筑，不再沿袭传统建筑中耗能量、污染度过高的模式，是环保发展的新方式。这类设计不仅满足了舒适、健康的要求，更进一步表现出人文关怀，使人们生活走向高品质。基于此，这便要求绿色建筑生态节能设计遵循以下原则，即人类、自然、社会和谐共生。
2适地原则
因地制宜是绿色建筑生态节能设计中必须保持的理念。绿色建筑设计建设必须与当地的自然条件、社会经济条件等相符合。其设计不单单要考虑到场地的特殊性，同时还必须和附近的环境相协调，所以一般绿色建筑设计都有其侧重点。比如说北方偏向于采暖节能，南方则是墙体隔热与遮阳设计。为了使绿色生态节能功能能够发挥出最大功效，因地制宜原则必须坚持。
3经济原则
现如今所说的绿色建筑生态节能设计，是尽可能地使资源能源消耗降到最低的同时，提升能源利用率，从而使环境污染降到最低。同时，绿色建筑生态节能设计更要解决好现今传统建筑高耗能的问题，最大程度上使各资源能够进行循环利用，确保建筑费用得到降低的同时，其建筑质量与效益成比增加。就此，我国也提出了节约土地、节约能源、节约用水、节约材料，环境保护这“四节一环保”的口号与之配合。
4高效原则
绿色建筑的主旨是保障用户的安全与健康，同时使使用者在绿色建筑中与其各项生态节能相互适应，和谐共处，不仅满足环保的要求，更满足了用户的生活要求。这与传统建筑中牺牲用户的安全、健康的方式是极为不同的。在现如今的绿色建筑系统中，绿色建筑应更加努力地满足消费者需求，反对浪费行为，运用更加先进的科学技术手段，使得资源利用率显著提高，从而使得高效原则发挥得淋漓尽致。
二绿色建筑生态节能设计策略
1空间组织设计及建筑体形设计
在建筑设计过程中，科学的外观体型设计能够使建筑本体与外部环境的热量交换大大减少。在外部环境相同的条件下，建筑外表面积与外表面积所包体积比形成的建筑物体型系数是影响建筑物能源消耗的直接因素，系数的增长直接会使单位面积散热量的增长，所耗能源也就越高。因此，为了降低能耗，建筑体形系数就必须确定在一个较低的水平上，这就对建筑造型、建筑平面布局设计、采光通风等方面提出了新的要求。而空间组织设计即是在确保建筑物各项功能能够正常运行下才能进行。空间组织设计是通过分离建筑物横竖平面，来改善优化建筑物室内环境的工作，从而确保该建筑更加绿色节能。
2建筑门窗节能设计
内窗结构是建筑物结构之中隔热保温效果最不理想的，但冷热空气的进出往往要通过门窗结构的缝隙，同时，门窗设计也是绿色建筑生态节能设计过程中举足轻重的一环。鉴于此，建筑物门窗设计的科学性至关重要。一般情况下，门窗设计由以下这些条件制约：第一，采暖耗热值会随着建筑物窗墙面积比的提升而不断增加，因此可以在室内采光通风条件允许时，设计合理的窗墙面积比；第二，必须认真考虑门窗位置，设计科学的开启方式，从而阻止穿堂风通过；第三，设计能够自动调节的活动遮阳棚、窗帘等，避免夏季阳光直射；第四，确保门窗制作质量优良。若是金属窗框，就必须保证断热处理到位，同时为了确保门窗的气密性，一定要加装密封条。除此，所选用的窗户玻璃品种也要科学合理，保障有效地吸收及降低热辐射。并且所用的门窗材料和幕墙技术都要保证有较高的质量。
3建筑墙体节能设计
建筑墙体的保暖效果不错时，能够采取降低建筑损耗的方式进行节能工作。内保温及外保温是墙体保温的主要两方面内容。通常情况下，受到建筑工程项目成本的制约，选择外保温更为普遍。同时，节能材料是墙体外保温节能设计中的最优选择，通过往墙体内填充保温隔热能力优质的材料，来提升墙体的热阻，以便使室内温度不受外界气候环境变化的制约，不仅如此，这样还能使墙体的使用时间大大增加，使得建筑物墙体结构可以最大程度地避免冷热交替带来的损伤。除此以外，在进行墙体节能设计过程中，要切实结合气候环境的实际状况，根据外界状况，进行好保温、防潮等工作。在绿色建筑墙体节能设计中，改善微气候环境条件的特殊构造也是至关重要的一环。
4建筑屋顶节能设计
在建筑设计中，直接同外界环境相接触的地方便是屋顶。一般情况下，大部分建筑在冬季，由于大气长波辐射以及阳光照射较少，其屋顶的保温性能都不甚理想。但在夏季，又会因热辐射吸收过多而造成室内温度的升高。因此，有效改善屋顶的生态节能设计至关重要。应该让屋顶具备冬保温、夏隔热的良好性能，其设计要点主要是：（1）可以设计架空屋顶、浅色屋顶、种植屋顶以及蓄水屋顶等，有效隔离太阳辐射热，避免阳光直射；（2）可以选择保温隔热材料覆盖于屋顶上，同时通过其他辅隔热保温措施来降低能量传递；（3）可以选择在建筑物屋顶涂抹一层反射率较高的特殊涂料，从而减少夏季屋顶对阳光热量的吸收，以满足减少空调冷负荷的节能目的。
三结语
关键词:高层住宅；节能；围护结构
随着我国经济的快速发展和城镇化建设进程的加快，我国目前每年约新增20亿平米建筑，建筑能源消耗占到社会能源总消耗量的约30%。因此，建设低能耗节能建筑已成为必然选择。夏热冬冷地区是我国经济比较发达的地区，高层住宅发展十分迅速，大量高层住宅建筑的建设给建筑节能带来了巨大的挑战。本文以江苏省无锡市某项目为例，借助节能设计软件，对高层住宅建筑节能进行了分析研究，为高层住宅建筑节能设计提供参考。
1项目概况
本项目位于江苏省无锡市，共包括9栋高层住宅，楼层高度从88到97米不等，基地面积约为430000平米，总建筑面积约160000平米。外墙大部分为剪力墙。
2设计思路
在夏热冬冷地区，住宅设计要考虑夏天隔热，同时要兼顾冬季保温，这就要求高层住宅在气候适应性设计时，既要保证一定的洞口面积满足夏季通风和冬季日照的需要，又要采用保温隔热性能良好的围护结构满足夏天隔热和冬季御寒的要求。由于外墙围护结构对建筑节能具有决定性影响，本文重点分析实践项目的围护构造节能设计，主要包括墙体、屋面和外窗的设计。
2．1墙体节能
墙体是建筑围护结构的主体，其所用材料的保温性能直接影响建筑的能耗。外墙节能主要是提高墙体的保温隔热性能，减少其冬季的热量损失以及降低夏季的外墙内表面温度。项目方案采用外保温形式，下表为几种常用保温材料的性能对比。除材料的传热系数低、导热系数小等要求外，结合其防水性能和施工难易程度及成本价格，保温材料最终采用了发泡水泥板，经斯维尔节能软件计算。
2.2屋面设计
屋面受太阳照射最强且时间最长，顶层房间热量一般占建筑总能耗的5%－10%，占顶楼能耗的40%，因此屋面也是节能设计的重要组成部分。其节能设计主要是改善屋面的热工性能、阻止热量的传导，关键在于处理好夏季隔热和冬季保温的关系。构造做法可分为正置式屋面和倒置式屋面:(1)正置式保温屋面。把保温层置于屋面防水层和结构层之间，其保温隔热由找坡层和保温层来确定热工指标。其缺点是保温层材料被密闭于屋面内部，排湿困难，屋面保温隔热性能得不到保障，且夏天容易出现起鼓开裂现象，导致屋面渗漏。(2)倒置式屋面。把保温层置于屋面防水层之上，保温层不封闭。倒置式屋面构造简单、保护防水层、使用寿命久、施工简单、维修方便等优点，所以使用非常广泛。倒置式保温平屋面对保温材料要求较高。
2．3外窗设计
外窗的面积占外墙面积的20%－40%，但能量损失却占到50%。为了满足节能目标，在满足通风、采光和日照的前提下，需要控制外门窗洞口面积，改善气密性能，提高保温性能，减少外窗本身的热传导。
2．3.1窗墙比
窗墙比是天然采光房间的侧窗洞口面积与该朝向外墙表面积之比，住宅设计规范对不同朝向房屋的窗墙比都有明确的规定。随着窗面积减少，会严重影响采光通风等指标，因此，按照最大限量增加冬季太阳得热和减少夏季太阳得热原则，项目的窗洞主要开设在南北两侧，东西侧只开少量窗洞，确保在建筑节能和居住舒适度取得平衡，得到最佳窗墙比。
2．3.2窗体材料分析
建筑外窗由玻璃和窗框组成。铝合金材料由于抗风压变形能力较好，表面的氧化膜使其具有很好的耐腐蚀性，使用寿命长，不燃烧，耐潮湿，且可以根据节能需要制作出各种铝合金型材，因此常用于高层住宅窗框。断热型铝合金门窗的传热系数优于普通铝合金门窗，且克服了后者在冬季易结露的缺点，因此被定为本项目的窗体材料。结合外窗玻璃的隔热、保温及隔声性能。
3结语
住宅建筑节能是一项系统工程，涉及多个方面，应根据当地气候条件，屋顶、各朝向外墙和外窗都选用合适的节能材料。由文中材料性能比较可以看出，采用的材料不是性能最好的，而是在综合考虑到现有的施工技术条件、资金投入、政府部门的建筑防火和节能政策等因素，从而得出较为均衡的节能方案。
作者:徐培原 单位:江西省修水县建筑设计院
参考文献:
［1］宋莎．基于建筑节能理念的住宅设计研究［J］．河南科技，2015(8)72－74．
［2］周永．基于建筑节能的高层住宅建设设计探讨［J］．四川建筑，2014(4)57－58．
［3］朱晓宇．长三角地区高层住宅外门窗节能技术研究［J］．住宅科技，2013(01)01－05．
关键词：建筑环境与能源应用工程；建筑节能；教学改革；翻转课堂
中图分类号：G642.3 文献标志码：A 文章编号：1005-2909（2017）03-0036-05
2012年9月教育部对建筑环境与设备工程进行调整，并入了建筑智能设施（部分）、建筑节能技术与工程两个专业，更名为“建筑环境与能源应用工程”，主要涉及建筑环境和建筑能源两个主要方向[1]。该专业自成立以来，曾几次更名：从20世纪50年代初期的“供热、供煤气及通风”，到 1987年调整为“供热、供燃气、通风及空调工程”与“城市燃气工程”两个专业，1998年合并为“建筑环境与设备工程”，再到如今的“建筑环境与能源应用工程”。每次更名都与当时国民经济水平与社会发展息息相关，专业名称具有一定的指向性，在一定程度上反映了不同时期国家对专业人才提出的不同战略需求。新名称强调“建筑环境”“能源”方向，符合“十三五”规划中有关全球气候变化及绿色低碳发展的应对要求，与规划中“绿色”“协调”的发展理念不谋而合，对大力推进绿色改革，推动协调发展，加强生态文明建设有着积极意义。从国家战略规划与市场需求的层面看，新专业要以节能减排、发展低碳经济为导向，
应在原有暖通、燃气等专业课程基础上增加建筑节能、绿色建筑、新能源应用等相关内容，以符合当前社会需求，培养专业复合型人才。
此外，中国是能源消耗大国，近20年建筑行业的飞速发展使得建筑能耗在社会总能耗中占比越来越大，这说明中国建筑节能有着广阔的提升空间和社会前景，而降低建筑能耗刻不容缓。在提倡建设资源节约型、环境友好型社会的大环境背景下，建筑节能课程应被更多专业纳入本科教育中，成为土建行业各专业的通识课程。
一、问题的提出
（一）建筑节能技术涉及的多学科性
建筑能技术是一门综合性较强、学科内容高度交叉的课程，它不仅涉及建筑材料、土木工程、建筑学等工科知识，也与社会学、经济学、管理学等人文学科紧密相关。主要包括建筑环境、建筑被动设计、围护结构材料、建筑设备（暖通空调、照明、给排水）、建筑施工、建筑管理等内容。
由于建筑节能课程涉及的学科较多，不同专业教师在讲解时会有不同的侧重点，例如建筑能源与应用工程专业，教师会偏向介绍空调节能方法，建筑学教师会较多关注建筑单体设计与节能，若采用不同专业教师合作讲解建筑节能课程则可避免产生这种情况，但是课时安排的不足、知识体系的庞杂会让学生觉得所学知识深奥晦涩难懂，从而对建筑节能技术的认识只停留在表面。不同专业学生在学习时由于对其他专业领域的知识不太熟悉，更愿意关注自己所学专业部分的节能手段，一定程度上也限制了学生对节能知识的了解。
（二）与新的建筑环境与能源应用工程专业课程体系的衔接与融合
在最新版的建筑环境与能源应用工程专业规范中，课程体系大体沿用原建筑环境与设备工程专业的设置，被并入的专业如建筑节能技术与工程的关键专业知识单元，建筑节能技术、节能建筑计算与仿真等均未包含在内。新规范课程侧重点依旧是传统的暖通与燃气模块，对节能、智能设施领域涉及不深。随着社会的发展，能源消耗量剧增，结合国家对行业人才提出新的战略需求，本专业所涉及建筑能源方向不再仅限于燃气应用，更多地是建筑能源的有效利用，即建筑如何节能。在本科教学中增强对建筑节能重要性的认识，增加建筑节能技术相关课程迫在眉睫。
在此背景下，如何将建筑节能技术与新专业课程体系有效融合，诸如建筑环境学、暖通空调、土木工程材料、绿色建筑设计原理、建筑环境测试技术、低能耗建筑理论与应用，避免和其他专业课程理论教学与实践教学重复显得尤为重要。
（三） 建筑节能方向人才培养存在断层
自工业革命以来的几次经济危机表明，能源利用效率低下极大程度限制了经济的发展，走建设节约型社会、实现可持续发展的道路是必经之路，也是历史的选择。中国当今社会能耗主要集中在工业、交通、建筑三个领域，建筑能耗占社会总能耗的三分之一以上[2]，建筑节能具有较大的潜力，是降低中国社会能耗的重要组成部分，社会发展迫切需要建筑节能领域相关人才。
目前，国内研究建筑节能技术主要集中在建筑学专业下的建筑技术方向和土木工程专业下的供热、供燃气、通风及空调工程方向。由于建筑技术方向的学生对数学、传热学、工程流体力学、建筑环境学等基础知识学习不够深入，在建筑节能仿真与能耗模拟、建筑物理环境等方面的知识储备远没有建筑环境与能源应用工程专业的学生丰富，在分析流体、热环境、建筑能耗的实验、模拟数据时，缺少对结果准确的判断力和深入的分析能力，从而在一定程度上阻碍了研究的顺利进行。同时，由于供热、供燃气、通风及空调工程方向的学生本科专业大多为建筑环境与能源应用工程，对建筑设计、建筑构造等建筑知识不够了解，在建筑区域小环境设计、遮阳构件的选择等建筑设计方面缺少经验。因此，在建筑环境与能源应用工程专业本科阶段加入绿色建筑设计原理等相关课程，让学生掌握一定的建筑被动式设计等交叉学科知识，有助于建筑节能领域复合型、创新型人才培养。
二、建设内容
（一）教材建设
目前市面上有关于建筑节能主题的教材虽然多，但是质量参差不齐，内容重叠性强，经典的教材较少，内容更新的速度较慢。此外，现有建筑节能类教材，部分适合建筑学专业的学生，内容偏建筑节能设计；部分适合高职高专学生或工程技术人员，重全面性，偏科普性；部分适合高校研究人员，重理论，缺少工程实例。因此，建筑环境与能源应用专业需要编制适应建筑环境与能源应用工程专业规范要求，强调专业课程间的衔接与融合，注重节能理论性与知识系统性结合、理论与实践相互促进、国际化的建筑节能教材。
教材编撰可从以下三个方面进行优化。
（1）提炼、梳理基本理论与方法。本科专业教材的特性应是系统讲授基本理论、原理与方法，重在教授学生为什么（Why），而不仅仅是传授学生怎么做（How），做什么（What）。因此，在众多有关建筑节能主题的图书资料中，如何脱离科普类特征，遵循建环专业规范的课程体系要求，提炼出基本理论、原理与方法是建筑节能教材编撰的核心问题。
（2）注重理论知识、设计计算与工程案例融合。理论知识内容应与建筑节能相关设计规范标准相适应，以加深理论知识在应用层面的理解，提升学生节能设计与计算技能。另外，工程案例内容不应局限于简单节能技术的介绍，应融合理论知识与设计计算内容，构建各知识点理论、设计与案例的链条式体系。
（3）增加建筑节能研究分析方法与国内外最新技术发展等内容。教材内容需顾及不同层次学生学习能力需求，增加建筑节能研究分析方法与最新技术发展等内容，以拓宽学生的知识面，促进知识应用能力的提升。例如建筑与风环境知识单元可以增加Fluent、EnergyPlus等软件模拟内容，以讲授不同的组团布局对建筑能耗的影响。
（二）理论教学
建筑节能课程的理论框架系统较为固定，包括建筑节能基本知识、建筑节能设计原理、建筑规划设计与节能、建筑单体设计与节能、围护结构节能设计、遮阳设计、采暖节能设计、制冷节能设计、采光与照明节能设计、太阳能利用等单元，但由于建筑节能是一门与时俱进的学科，新技术、新工艺、新材料的出现推动着建筑节能技术的不断革新，很多成果具有一定的时效性，教师应多关注国际先进的建筑节能理念，关注建筑节能领域的最新研究进展，不能一味地照本宣科。
建筑节能课程强调应用性与实践性，教师不能单单只讲授生硬的理论，还应将理论联系实际，多结合工程实例分析节能技术在建筑中的应用。理论给予实践支撑，实践丰富理论内涵。单纯的理论过于枯燥，不利于深化学生对原理的认识，也会使得学生失去学习的兴趣。例如教师可以重点分析当地某一节能建筑的设计原理和途径，探讨当地地域气候和建筑特点对节能设计的影响等。
（三） 课程设计
根据建筑环境与能源应用工程新专业规范，教学课程主要分为理论课与实践课两个类别。知识的输入主要集中在理论课上，帮助学生建立对专业基础知识的了解，以备在日后工程实践中准确运用；知识的输出与检验主要体现在设计实践中，这不仅是对理论原理的巩固，还是对已掌握内容的检验。
近年来，建筑行业的快速发展、建筑环境与建筑能源领域对人才培养的要求变化较大，日益注重建筑节能。如图1所示，在新专业规范体系中增大了建筑节能技术模块比重，强调理论与实践统一，从知识的输入、输出和检验三个方面对课程体系进行重新整合，增加了以设计实践为主的绿色建筑设计、建筑节能等课程，以此形成适合建筑环境与能源应用工程新专业规范的建筑节能课程理论与实践教学特色，体现时代性、体系相容性、专业创新性，既符合当代社会的专业人才培养要求，也展现了科学发展的必然趋势。
三、教学方法改革
建筑节能是一门理论与实践结合紧密的课程，不仅需要教师在课上对基础理论进行系统讲解、对典型案例进行详细分析，而且要求学生在课下积累丰富的相关知识并动手实践。目前老师讲学生听的传统模式很容易让学生产生枯燥感、无法集中精力，从而降低了学习效率与课堂教学质量。此外，课下作业类型单一，课程论文、试卷问答较多，社会调查实践、课程设计类作业较少，无法让学生充分吸收并利用所学进行成果输出。这些因素导致了建筑节能课程流于形式，成了一门科普课，学生既]有深入理解知识，也没有机会亲自实践，无法深刻理解建筑节能的真正意义，从而也失去了开设这门课的意义。
针对这些问题，信息时代提供了一种可有效平衡理论教学与课程实践的教学模式，即 “翻转课堂”。“翻转课堂”是一种利用互联网进行教学的新兴教学方式，学生课前在网上收看授课视频，课堂上在教师指导下完成作业或实践[3]。翻转课堂分为课程、作业、答疑三个模块，根据课程不同的性质可采用不同的组合方式。当课程的知识框架体系短期内不会有太大的革新时，则适合将其理论知识录制成视频，供学生反复观看。相较传统教学方式，“翻转课堂”既节省了教师重复授课的时间与精力，又让学生能较为灵活地安排学习计划，从而留出更多的课堂时间进行有针对性的答疑。
建筑环境与能源应用专业中大量课程均可采用“翻转课堂”进行教学，例如传热学是以理论的讲授为主、作业与答疑为辅的课程，理论内容较为单一，作业通常为计算题，可采用线上基础理论教学与线下作业、答疑相结合的方式。建筑环境与能源系统测试技术课程涉及较多的测量实验，可采用线上视频讲解仪器使用方法与测量原理、线下学生亲自操作仪器进行实地测量的模式。建筑节能课程则是强调理论与实践的结合，理论与实践同等重要，课程理论知识框架比较固定，实践部分中课程设计作业的相关资料与设计规范要求一般比较多，适合网上，故适用于线上教学、布置作业，线下完成作业、答疑的教学模式。“翻转课堂”通过将“预习时间”最大化来完成对教与学时间的延长，其关键之处在于教师需要认真考虑如何利用课堂时间，实现高效率的课堂教学[4]。因此，建筑节能课程的课堂内容和教学形式可多样化：可以是师生面对面交流答疑，例如学生通过PPT、数值模拟等方式来解说自己的设计，教师针对其设计进行面对面点评，学生从教师点评中获取信息来反省自己的设计；可以是建筑节能领域的最新研究成果分享与展示、线上理论视频的补充案例；还可以是实践调研类活动，例如参观当地的节能建筑，调查统计当地民用建筑采用的节能方式等，使学生在实践中探索、理解并运用理论，实现教学目标。
四、课程教学思考
（一）教学内容
建筑节能课程对学生的应用能力、创新能力和操作能力要求较高，学生只关注理论知识根本不足以融会贯通，必须辅以一定量的实践课程加以深化。实践是学生认识、完善、运用知识的最佳方式，因此可适当增加实践课的课时。建筑节能理论知识系统庞杂，讲授需要花费大量时间，教师若采用“翻转课堂”教学模式，理论教学以线上视频的方式教授，课堂则留出大量时间分配给实践课，可有效解决课时安排不足的问题。
在践课的所有形式中，课程设计是最为有效的输出方式。设计课程一般为绿色建筑设计，内容可从小体量如小型别墅设计，大体量建筑如小区热环境分析入手。前者可以结合《绿色建筑评价标准》进行建筑节能的设计与运用，后者可侧重模拟软件的使用，计算模拟小区热、风环境。除此之外，在针对不同章节，可增设不同内容的调查课程。例如遮阳设计单元调查当地遮阳形式与热工气候区的关系；建筑节能常用学术名词单元可通过让学生记录在宿舍的活动状况、衣着类型、温度感受等来理解室内热舒适度；围护结构节能设计单元增加实测墙体、门、窗等围护结构的传热系数实验等。通过设计、调查、模拟等多种形式相结合，丰富实践课的内容和形式，让学生有兴趣、有乐趣、有志趣地主动学习。
（二）教学形式
建筑节能课程的传统教学形式为课堂讲解与考试或课堂讲解与课程论文组合的形式，这两种方式忽略了建筑节能课程的实践性，将其当成工程热力学一类的学科理论课程来教学，很大程度上只起到了科普的作用，制约了学生综合能力的深入拓展。
在采用“翻转课堂”教学后，设计实践课占比增大，课堂将成为师生交流互动的平台，拉近了师生之间的距离。考试形式不再仅限于试卷、课程论文，课程设计每个阶段的成果、学生在课堂上的表现等按照一定权重成为学生最终成绩考核的重要依据。
五、结语
根据建设节约型社会、走可持续发展道路的理念要求，实现能源高效利用是当务之急，而随着建筑节能话题日趋受关注，社会对建筑节能领域的复合型人才需求不断增大。在建筑环境与能源应用工程的新专业规范背景下，建筑节能作为一门不可或缺的课程，现实意义重大，实现与新规范专业体系的融合与衔接尤为重要。应从教学内容、形式等多方面进行改革，以满足人才培养的需要。新兴的“翻转课堂”线上视频线下课堂的教学模式恰好满足了建筑节能课程特点的要求，体现了理论与实践的相互融合，相互促进。
参考文献：
[1]高等学校建筑环境与设备学科专业指导委员会. 高等学校建筑环境与能源应用工程本科指导性专业规范[M].北京：中国建筑工业出版社，2013.
[2] 王立雄.建筑节能 [M]. 3版.北京：中国建筑工业出版社，2015.
[3] 何克抗. 从“翻转课堂”的本质，看“翻转课堂”在我国的未来发展[J]. 电化教育研究， 2014（7）：5-16.
[4] 张金磊，王颖，张宝辉.翻转课堂教学模式研究[J]. 远程教育杂志， 2012， 30（4）：46-51.
[5] 殷维， 郝小礼， 张国强，等.暖通专业研究生建筑节能课程实践教学案例分析[J]. 高等建筑教育， 2014， 23（3）：118-120.
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