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能源是各國財富創造，經濟增長和社會發展的最重要催化劑之一。建築物在全球能源消耗總量中佔有很大份額；因此，它們對環境具有深遠的影響。能源用於建築生命週期的每個階段（這些階段包括地點的選擇，建築設計，結構系統和材料的選擇，建築物的建造，使用和維護，拆除，再利用-再利用-循環以及廢物處置）。根據世界觀察研究所的數據，建築物每年消耗了全球40％的能源。在建築物生命週期的每個階段，建築物的能耗都可以大大降低。本研究調查了建築生命週期中的節能方法。
建築物在生命週期的每個階段都消耗不同級別的能量。人類消耗的全部不可再生資源（水，能源和原材料）中約有一半用於建築。當代人類文明取決於建築物及其持續存在的內容，但我們的星球無法支持與建築物相關的當前資源消耗水平。建築的能源消耗也對環境產生重大影響。例如，建築材料在此消耗中佔很大份額。所使用的大量材料消耗了大量的運輸能量。人們越來越擔心建築物中的能源消耗及其對環境的不利影響。這些是全世界建築業必須解決的問題。由於人口和城市化的增長，能源消耗正在迅速增加。住宅的能源需求因地區而異，具體取決於氣候，住宅類型和發展水平。每年建築活動消耗全球能源消耗的38％。人們越來越擔心建築物中的能源消耗及其對環境的不利影響。這些是全世界建築業必須解決的問題。建築物在生命週期的每個階段都消耗不同級別和不同目標的能源。在運行階段中，建築物的使用壽命至少為50年，用於生產材料，運輸和建築的能源至少是能源使用和運行階段所需數量的“五倍”。在此階段，很大一部分能量（35-60％）用於加熱，空調，通風和人造照明。節能方法具有顯著的能源經濟潛力，如果您居住的時間較長，則大多數建築物被認為超過50年。即使只專注於使用和操作階段也很重要。
確保建築物能效的方法
不可能提出可以提高所有建築物能源效率的解決方案的建議。隨著建築物的功能，系統，位置和重要性在建築物之間的變化，提供能源效率的解決方案的方式也會發生變化。因此，需要開發一種自覺的方法，以便通過啟用必要的數據在架構設計階段達到正確的解決方案。最後，要獲得的產品必須具有更高效率的質量，換句話說，就是要在更長的時間內花費更少的資源來執行相同的操作。針對減少建築物能耗的應用非常不同。通過分析建築生命週期，可以在結構的每個階段考慮能耗。
在這方面，我們需要了解建築物的生命週期。建築生命週期分為三個主要階段，例如預建築階段，建築階段和後建築階段。這些階段有一些過程。預製階段包括適當的選址，場地規劃，建築形式，建築計劃和適當的空間組織，選擇節能建築材料的建築圍護結構設計，節能景觀設計，獲取建築材料原材料，進行製造和運輸。建造階段包括建築物的建造和使用過程。建造後階段是建築物使用完成之後的階段。在此階段，我們將拆除，回收和清除建築物。
所採用的方法可根據生命週期階段滿足建築物的能源效率。
1、 預製階段的節能設計方法
預製階段包括選擇要建造建築物的空間，建築物的設計，建築材料的選擇，獲取建築材料的原材料，進行製造和運輸。在這些過程中，對策略進行了解釋，並在建築物生命週期中節省了大量能源，例如適當的選址，場地規劃，建築形式，建築計劃和適當的空間組織，建築圍護結構設計，建築材料的選擇，景觀設計，並依次受益於可再生能源。這些策略將在下面說明。
1.1 適當的選址
半球的位置，坡度和坡向是重要的設計參數。建築物的位置決定了微氣候條件，這對於建築物的能源效率具有非常重要的作用，因為對於學習非常重要，氣候值（例如太陽輻射，空氣溫度，空氣循環和溼度）會影響能源成本。
建築物的位置和其他建築物之間的距離是最重要的設計參數之一，它會影響建築物周圍的太陽輻射量和空氣循環速度。因此，應確定該區域內建築物的位置，以使其受益於並防禦太陽和風等可再生能源。
為了提供足夠的保護以抵禦盛行的風和日光，建築物在陸地上的方向必須適合該地區的氣候條件。在寒冷地區，較低的過夜溫度會導致更冷，更濃的空氣積聚在凹陷和山谷中。因此，在寒冷地區，建議將建築物放置在山坡上而不是山谷中。如下圖所示，這樣的傾斜區域不受谷底的冷風影響，並且受益於更直接的影響。
建築物周圍氣候條件的變化取決於建築物的位置
建築物位置的地形非常重要，因為在日光和自然通風，太陽輻射的使用方面，太陽輻射的入射角，坡度和土地方向都會產生影響。如果沉降會傾斜，則夏天獲得的太陽輻射能會減少，冬天獲得的太陽輻射能會增加。因此，土地的坡度，入射的太陽輻射量和緯度是非常重要的參數。
眾所周知，南坡的溫度較高，在北半球的生長季節最長。如果可以選擇場地，則對於大多數建築類型來說，南坡仍然是最好的。在冬季，由於以下兩個原因，南坡是最溫暖的土地：南坡在每平方英尺的土地上接收最多的太陽能，因為它最直接面對冬季的陽光。由於物體在南坡上投射的陰影最短，因此南坡的陰影最少。
下圖a說明了不同傾斜方向的微氣候變化。南坡陽光最充足，冬季最溫暖，西坡夏季最熱。北坡是最陰涼和最冷的地方，而山頂是最風的地方。較低的區域往往比斜坡涼爽，因為冷空氣排入斜坡並聚集在那裡。
根據不同的氣候區而定居的合適土地
（a）小山周圍的小氣候；
（b）為應對以信封為主的建築物的氣候，首選在山丘周圍的建築工地。
在丘陵土地上建造建築物的最佳輔助場所取決於氣候和建築物類型。對於以信封為主體的建築物，例如住宅和小型辦公樓，氣候會提示其地點如上圖b所示。
例如，在寒冷的氣候中，南坡使太陽能收集最大化，並且不受北方冷風的影響。避免在多風的山頂和低窪地區聚集冷空氣。在炎熱乾燥的氣候中，應在低窪地區收集冷空氣。如果冬天很冷，請在南坡的底部建造。如果冬季溫和，請在北坡或東坡上建造，但在所有情況下都應避免西坡。在炎熱和潮溼的氣候中，可以通過在山頂上進行建築來最大程度地利用自然通風，但由於午後的陽光炎熱，請避開山頂的西側。涼爽的低窪地區也特別適合丘陵北部。對於內部占主導地位的建築物，例如需要很少甚至不需要太陽能的大型辦公樓，最好向北和向東北傾斜。
在上圖中，根據上述信息，根據不同的氣候區，在理論地形上顯示了適當的居住區。在氣候影響方面，每個斜坡具有最溫和質量的那部分斜坡被定義為“熱帶”。
建築高度會導致太陽輻射值的差異。當我們越過海平面時，太陽輻射值會增加。這種增加的原因涉及大氣條件，大氣的清晰度和縮短的距離。作為回報，隨著太陽輻射值的增加，當我們超過海平面時，空氣溫度會下降。隨著海拔的升高，烈風也隨之增加，這導致建築物中的熱損失增加。
1.2 場地規劃
在建築物的設計中，建築物之間的距離是一個重要的設計參數，它會影響太陽能的利用，風向以及與人造環境有關的速度。在設計過程中，應將建築與其環境作為一個整體來處理。建築物之間的距離嚴重影響建築物使用階段的能源性能。建築物保留在其他建築物的遮蔽空間內的事實會影響太陽光線的利用，並會增加能源的消耗。為了利用太陽輻射，建築物的空間不得小於其他建築物的最高陰影高度。此外，其他建築物的位置和距離會影響建築物上的風速和風向，從而影響建築物的能源性能。
建築物的方位影響建築物側面的太陽輻射增益的比率，因此影響建築物的總太陽輻射增益。另外，建築物的側面影響風量，因此，由於對流和空氣不足而影響自然通風的可能性和熱量散發量。因此，根據該區域的必要性，必須根據條件確定建築物的方向，以避開或受益於太陽和風。
由於建築物相互連接的位置會降低建築物的圍護結構/體積率，減少熱量損失並通過建築物圍護結構獲得熱量。另外，將它們定位為南，東南和西南方向，作為外部彎曲的新月形，使它們更多地利用了太陽光線。
在倫敦-貝德澤（BedZED）的定居點，設計了有自己花園的獨立房屋。為了減少建築物的熱損失，使用了兩種緊湊形式並將建築群聚集在一起，它試圖減小外表面空間/體積率，如下圖所示。
London-BedZED生態住區的選址計劃
1.3 建築形式
可以通過構成建築物的幾何變量定義建築物的形狀，這是影響熱量損失和熱量的重要因素，例如，建築物長度與建築物中建築物的深度在平面圖中的比例，建築物的高度，屋頂的類型，坡度，前坡度和老闆。建築物的熱損失增益可能會上升，也可能會下降，這取決於構成環境的表面與體積的比例。
建築物的能源性能受其形狀，體積表面速率和正面運動等因素影響。建築物的幾何形狀與能量性能之間存在直接關係。
在進行的研究中，觀察到具有相同體積但以不同形式製成的質量塊的能量性能獲得了不同的結果。經計算，這些物質的表面積具有相同的體積但形式不同。接受為100的立方體表面作為參考。
建築形式與表面的關係
在氣候條件不同的地區，建築物的形狀非常重要。在寒冷的氣候區域，應使用緊湊的形式，以最大程度地減少熱損失。在炎熱乾燥的氣候地區，應使用緊湊的形式和庭院，以最大程度地減少熱量吸收並有助於提供陰涼涼爽的居住空間。在炎熱潮溼的氣候區域，長而薄的形狀（其長邊朝向盛行風的方向）使得最大程度的交叉通風成為可能。在溫和的氣候下，應使用緊湊型，其彈性要比寒冷氣候區更大。
1.4 建築計劃和適當的空間組織
建築平面圖和形狀應在節能方面有效。因此，應形成建築物，以確保在溫暖的季節中熱量吸收最小，而在寒冷的季節中熱量吸收最大。由於簡單的平面類型，例如具有減小的表面積的正方形或矩形，它們的熱損耗和增益也減小了。與大型建築物相比，內部空間得到有效利用的較小建築物可以更有效地加熱，冷卻和照明，因此消耗的能源更少。
根據德國研究和技術部進行的名為“建築與能源”的研究結果，在規劃組織中，空間在能源消耗方面比在空間方向上更有效。通過設計的內部佈局可以減少建築物的能源需求。通過充分利用太陽的輻射，可以減少對熱能的需求。這些公共區域需要更多的熱量，而諸如儲藏室，浴室和衛生間等較低熱量需求的空間可以用作緩衝區域，通過將它們放置在散熱區域來減少向外部的熱傳遞。如果日光室等空間位於建築物的南立面上，則它們還可以通過存儲太陽輻射來促進建築物的供暖和節能。
在建築設計中，分層可以根據緩衝區，衛生空間，噪聲水平，照明水平和供暖需求進行分區。因此，一天中經常使用的用戶較多的區域應朝南。可以設計室內熱分區和居住區，以提高相互之間的空氣流動。較深的計劃和過多的分隔元素的使用可能會限制環境中的空氣運動。
空間分區
1.5 建築圍護結構
建築圍護結構是諸如牆壁，天花板，地面，窗戶和門之類的組件，它們將建築物（有條件的空間）與室外隔開，並讓熱能傳遞到室內或室外。作為室內和室外試劑，它對能源消耗具有至關重要的影響。雖然建築圍護結構的成本佔總建築成本的15–40，但其對生命週期成本（尤其是能源成本）的貢獻約為60％。建築物的皮膚在室內和室外條件之間起過濾器的作用，以控制空氣，熱，冷和光的吸收。建築圍護結構應儘量減少冬季的熱量損失和夏季的熱量吸收。
構成建築物外殼的建築物組件（如牆壁，窗戶，地板和門）的物理和結構規格對建築物的能源消耗有重大影響。這些組件中使用的材料的熱學性能，厚度和顏色在調節建築物的熱損失和增益中起著重要作用。下面介紹了所分析的建築組件的節能特性。
外牆：外牆的熱和塊狀特性與構成它們的建築材料以及建築元素層的特性及其分類方式有關。將熱量損失和熱量最小化的牆是具有高蓄熱能力的隔離良好的塊狀牆。
應根據氣候區的特徵，處理能夠獲得最多太陽輻射或受熱保護免受輻射影響的外表面。為了在冬季儘可能地保持陽光，在暴露於陽光的部分中使用深色和高密度的材料時，牆與窗的比率最好不超過15％。
屋頂：在商業和公共建築中，屋頂通常是平坦的，並且絕緣材料可以懸掛在吊頂上。在不使用閣樓的山牆屋頂結構中，隔熱層通常位於天花板中。屋頂的形狀，材料，坡度，方向，外表面顏色和隔熱質量決定了建築物的熱性能。因此，需要以適合氣候條件的方式設計屋頂。
屋頂的隔熱質量，其坡度和立面應根據氣候特點進行適當選擇，但應考慮熱量的吸收和損失來選擇其外表面顏色和分層順序。在溫帶乾燥和溫帶溼潤氣候區和寒冷氣候區，應優先選擇隔離良好的梯度屋頂。在炎熱和乾燥的氣候區，應首選平屋頂以減少太陽輻射的影響；在允許空氣流通的炎熱潮溼的氣候中，應安排高架或傾斜的屋頂。
窗戶：窗戶通過熱量的損失或增加，自然通風和照明影響建築物的能源效率。就熱量獲取而言，最合適的方向是南邊，僅次於東邊和西邊。大窗戶減少了人工照明的需求，同時改善了日光。
窗戶的設計大小應足以提供自然採光。例如，窗戶的大小應至少為房間地板面積的15％。
在決定建築物圍護結構的透明率時，應事先確定建築物放置在哪個氣候區。由於在炎熱和乾旱的氣候區中，防止太陽輻射和風是基本目的，因此應使用小而少的窗戶。在炎熱和潮溼的氣候區，應採取必要的預防措施，應使用較大的開口以增加室內空氣流通。在寒冷的氣候帶，為了最大程度地減少窗戶產生的熱量損失，應再次使用小而少的窗戶。但是，為了利用太陽輻射的有益作用，應該使南部前部的窗戶開口比其他前部的窗戶開口更多。但是，在溫帶氣候區，應設置能使空氣充分流通的開口。
窗戶的使用還滿足許多基本目的，例如通風，自然採光和開放風景。它不會給建築成本帶來太大的負擔。在冬季寒冷的氣候區域中，不宜在北方放置窗戶，因為從太陽獲得的熱量太少而不能考慮，並且空氣滲透率會增加，因為冬天的風通常是從北方吹來的，因此熱量損失增長。即使在冬天比南部鋒面少，也可以從東西兩側的開口中獲得一定量的日照。但是，由於夏天的太陽在早晨和下午的時間水平射入，因此保護這些開口非常困難，並且我們可能會面臨過熱的問題。但是，窗戶朝南 可能幾乎在整個冬季都利用冬季水平射入的太陽光線；在夏天，可以很容易地保護它們免受更垂直的光線。
由於所有這些組件，南方的窗戶是非常被動地利用陽光的系統。然而，與牆相比，由於其隔離性能較弱，它們更容易遭受熱損失和增益的影響。因此，有必要在冬季和夏季採取預防措施。在這種情況下，雙層玻璃的應用變得非常重要。但是，必須進行夜間隔離應用，以消除日落之後可能發生的熱量損失。這些隔離元件可以是從內部或外部固定的百葉窗，捲簾或百葉窗。或者，應通過至少嚴格降低窗簾來減少損失。在夏季，藉助屋簷，遮陽簾或窗簾可以輕鬆保護窗戶。
在前面，應該使用具有最佳透光率和透光率係數的高性能玻璃，以根據氣候，陽光方向和建築物的使用目的達到所需的質量。隔離的細木工，低輻射覆蓋的玻璃，氬氣或k填充的雙層玻璃以及防風的細節和蒙太奇，可以有效地利用能源。
門：應考慮風的影響，熱量的獲取和損失來選擇外門的位置。在寒冷的氣候區，建議採取防風措施，以免受到風的影響，從而增加熱量的散失。在熱乾旱和溫帶氣候區，由於風對舒適度沒有恢復性影響，因此最好選擇不靠近風的表面。
地板：接地的地板的排列方式應能夠實現所需的散熱和防潮性能。在寒冷和溫帶的氣候區，應選擇隔離良好的地板。然而，在溫暖溼潤的氣候區域，由於空氣流變得重要，因此最好使用增高的地板。在日光充足的地方，可以將地板鋪設為熱量儲存器。在地板鋪設中，應優先選擇具有高蓄熱能力的深色材料。不將地毯鋪在地板上並使其敞開會增加其吸熱能力。
1.6 選擇節能建築材料
在生產階段的建築材料在使用階段均應具有節能特性。節能建築材料的特性如下所述。
本地材料：在建築的總能耗中，用於將建築材料運輸到建築工地的能源消耗相當可觀，並且還影響建築的能源效率和經濟成本。因此，如果建築材料是本地材料，並儘可能在施工現場附近製造，則運輸中的能源消耗將減少，運輸中的節約將使建築具有重要的生態質量。
再生資源：大量能源用於製造許多建築材料。在建築材料的製造中，使用回收源代替不是新加工材料的源可大大節省原材料，並節省大量能源。回收建築材料對於減少建築物中體現的能量至關重要。例如，與自然資源生產的材料相比，使用再生金屬可以節省40％到90％的能源。
通過低密度工業流程製造的材料：建築材料在建築物的能源效率中發揮著重要作用。在建築生命週期中消耗的全部能源中有很大一部分是在建築材料的生產過程中消耗的（特別是體現的能源）。在使用50年的建築過程中，建築材料生產中消耗的能量在建築總能量中所佔的比例在6％到20％之間變化，具體取決於建築方法，氣候和類似條件。隨著工業化的發展，用於建築及其組件生產的第一階段的能耗強度增加了。製造過程中不存在繁瑣的流程將減少能耗，從而為材料提供能源效率。在工業過程中使用諸如熱回收方法之類的發達技術可以減少能耗。例如，在水泥製造技術中，使用豎爐代替傳統的迴轉爐可以節省10％到40％的能源。同樣，在鋼鐵行業使用電弧爐代替旋轉爐可以節省約50％的能源。
天然材料可從可再生資源中快速獲得：通常，天然材料的能量含量低於人造材料，因為這些材料的生產耗能和人工成本較低。這種易於本地提供的材料通常屬於可再生資源。這種用於建築的植物材料，例如木材，竹子，蘆葦，稻草，黑麥秸稈，向日葵秸稈，蘑菇是從可再生資源中迅速獲得的天然材料。
勞動密集型材料：在製造材料中使用高素質的人力將減少基於行業的流程，從而降低能耗。使用可再生能源（特別是可再生能源（太陽能，風能等））代替化石燃料製成的材料應優先用作製造過程中的主要能源供應商。例如，成型後的土坯磚用太陽能幹燥。
在工作場所過程中消耗較少能量的材料：工作場所的管理，對電能的需求以及運行，加熱和減輕重量的機器會影響工作場所的能耗。由於工地機械化的增加，電力消耗也大大增加了。
使用耐久的建築材料：在建築物中使用耐久的材料使其在各種因素下更具抵抗力和持久性。由於延誤和老化，這延遲或消除了更新材料或維護的需要。以這種方式，節省了用於維護或更新的材料所消耗的能量。
隔熱能力強的建材：通過選擇隔熱能力高的建材，可以減少建築在使用階段消耗的能量。如所提到的，示例是不透明和半透明的絕緣材料。
1.7 節能景觀設計
通過精確而有意識的能源保護景觀設計，可以將夏季和冬季用於採暖和製冷的能源成本降低30％。
室外和草地的地面地板通過蒸氣傳輸產生冷卻作用。體內積聚熱量的材料（例如瀝青）會繼續在太陽下膨脹熱量，並增加夜間輻射。為了減少所花費的冷卻成本，應採取的預防措施包括使用這種材料來存儲熱量和反射很少的光或使其免受陽光直射。
節能景觀策略取決於一個地區。這些美化策略按區域和重要性順序列出，如下圖所示。
適用於四種不同氣候（溫帶，極冷，炎熱和乾燥以及炎熱和潮溼）的園林綠化技術。
（a）大多數國家的一般植樹邏輯；
（b）溫帶氣候的綠化技術。建築物北側的防風林的高度不應超過其高度的四倍；
（c）用於非常寒冷氣候的美化技術；
（d）用於炎熱和乾旱氣候的美化技術；
（e）用於高溫和乾旱氣候的美化技術，潮溼的氣候；
溫帶氣候：冬季應最大化太陽的增暖效果，夏季應最大化遮陽。應保護建築物免受冬季風的影響。夏季的微風應直接朝建築物。常綠喬木，低矮的樹枝可以保護它們免受北方鋒面的寒冷冬季風侵害；低矮的灌木或不高的樹木應應用在南鋒上；高矮的落葉喬木應放置在東西立面上，以阻擋樹木的生長。太陽並允許自然通風。
熱幹氣候：為涼爽的屋頂，牆壁和窗戶提供遮蔭。允許夏季風進入自然冷卻的房屋，並阻止或使風離開空調房屋。南北兩側應避免造林，而東部和西部方向（定位研究可被取代），灌木，藤已被放置在牆壁上和落葉樹應實行。
炎熱潮溼的氣候：夏季吹向家中的微風。樹木可以使夏天的陰影最大化，但仍然可以穿透低角度的冬季陽光。如果需要頻繁澆水，請避免將種植床放置在靠近家的地方。應避免在南部戰線造林，在北部戰線，應在夏天進行造林以提供陰影效果。東部和西部方向，灌木和藤本植物已被放置在牆壁上和落葉樹應實行。
涼爽的氣候：使用密集的防風林，以保護建築物免受寒冷的冬季風。讓冬季的陽光到達朝南的窗戶。如果夏天過熱是個問題，請在夏天的陽光直射下遮擋南，西窗戶和牆壁。北立面在寒冷氣候地區有用，部分用於土地。北部，東部和西部的邊上常綠的灌木叢和綠色，低矮的樹枝應該是首選。在南部的風衣中，應使用低矮的灌木和草。在東南和西南方向從建築物遠，應當使用落葉樹。
地面覆蓋物還可用於建築物中的節能。完全或部分掩埋的建築可以調節建築物的溫度，節約能源，並保留建築物上方的開放空間和景觀。如果牆壁和屋頂被厚實的土層覆蓋，足以使房屋隔熱和隔音，並減少即使在極端炎熱或寒冷的天氣下也能使居住者保持舒適的建築物內部所需的能量。
1.8 使用可再生能源
可再生能源（太陽，風，生物質，沼氣，地熱能，水力，木材，海洋熱能，潮起潮落，波浪，海流）是地球上所有生物都可以使用的能源，被認為是取之不盡的能源感謝他們不斷的更新。通過被動和主動方法可以從可再生能源中受益。
通過被動技術使用可再生能源：
被動式供暖：被動式太陽能供暖系統根據太陽能系統與建築物之間的關係進行分類。被動式太陽能加熱系統分為三類：直接增益系統，間接增益系統和隔離增益系統。在被動式太陽能供暖系統中，建築元素（窗戶，牆壁，地板等）收集並存儲熱量，然後分配室內空間。
直接增益系統：直接增益被動式太陽能建築的窗戶可以將冬日的陽光直接進入佔用的空間。這些太陽能增益可以滿足建築物當前的部分供熱需求，也可以存儲在熱能中以滿足後來出現的供熱需求。多數直接收益建築物包括：（1）大型的朝南窗戶（北半球用）以容納冬季潛艇；（2）絕緣外殼內部的熱質量，以減少溫度波動；（3）計算出南方玻璃上方的懸垂部分（或其他策略），以在夏季遮擋玻璃，同時允許冬季使用較低角度的日照；（4）減少夜間熱量損失的手段。在直接增益建築物中，陽光通過玻璃直接進入室內。它撞擊巨大的內表面（通常是混凝土地板和砌體牆表面），被吸收，並轉化為熱量。來自表面的一些熱量立即釋放回室內。其餘吸收的熱量被傳導到熱量中，然後慢慢升溫。晚上，儲存的熱量被釋放回室內。
直接增益原理圖
直接增益加存儲原理圖
接增益系統：間接增益被動太陽能系統的熱量存儲在立面和室內空間之間。熱量被收集並存儲在建築物的外牆或屋頂（用水或磚塊/混凝土）中，並散佈到室內
間接增益原理圖
隔離增益系統：隔離增益無源太陽能概念包含與建築物室內空間熱隔離的太陽能收集和存儲。在隔離增益系統中最常見的用途是太陽空間。收集和存儲與所佔用的空間是分開的，但通過熱量直接相連。太陽空間是指附著在建築物外部或與建築物外部集成在一起的房間，在該房間中，室溫可以在熱舒適區域之外上升和下降
Sunspace示意圖
被動冷卻和通風：被動太陽能加熱根據應用程序配置分為幾類。另一方面，更好的理解是被動冷卻是一系列針對基本散熱器的研究領域。儘管這個組織對科學家和發明家有幫助，但對於設計者和決策者來說卻是沮喪的原因，因為如此多的可行系統涉及多個散熱器[ 38 ]。儘管如此，下面將描述被動冷卻的這種特徵。
通風冷卻：加熱建築空氣並用涼爽的室外空氣代替。通過對流和蒸發的結合，引導移動的空氣穿過乘員的皮膚以冷卻。在被動應用中，所需的空氣運動是通過風或煙囪效應來提供的。在混合應用中，運動可以通過風扇來輔助
使用門窗進行交叉通風
全屋風扇
煙囪通風中的空氣運動
輻射冷卻：所有建築物體都會輻射並吸收輻射能。如果網狀物向外流出，建築物體將因輻射而冷卻。在夜晚，晴朗天空中的長波紅外輻射遠小於建築物輻射的長波紅外輻射。因此，如下圖所示，有淨流向天空。
天花板輻射散熱
蒸發冷卻：水已被用於改善帶有或串級建築的熱舒適性。因為當水蒸發時，能量從空氣中損失並降低了溫度。當水蒸發時，它會從周圍環境中吸收大量顯熱，並將這類熱量轉換為水蒸氣形式。隨著顯熱轉化為潛熱，溫度降低。此現象用於通過兩種不同的方式為建築物降溫。如果水在建築物或新鮮空氣入口中蒸發，空氣將不會被冷卻，而是被加溼。這種方法稱為直接蒸發冷卻。然而，如果該建築物或室內空氣通過蒸發而不加溼室內空氣冷卻，該方法被稱為間接蒸發冷卻。
蒸發冷卻
除溼：通過用乾燥空氣稀釋，冷凝或乾燥來除去室內空氣中的水蒸氣。在冷凝和乾燥的情況下，除溼是將空氣中的潛熱交換為表面上的水滴的顯熱：兩者都是蒸發冷卻的逆過程，因此是絕熱加熱過程。
質量效應冷卻：使用蓄熱器在週期性溫度循環的最熱部分吸收熱量，然後在較涼的部分釋放熱量。夜間沖洗（將涼爽的夜間空氣從建築物中抽出，以排出白天儲存在大塊地板和牆壁上的熱量）是每日循環質量效應冷卻的一個示例
Eastgate中心辦公大樓
積極運用可再生能源：
在建築物中積極使用太陽能系統：使用此類設備，太陽能收集器，光伏（PV）面板和建築物集成PV（BIPV），可以在建築物中利用太陽能產生熱量和電能。由於鄰近建築物較高，因此光伏板在高層建築中的潛在應用要比低層建築更多。它為直接太陽輻射提供了更多可能性。調節大量光伏面板的要求是最重要的問題。因為有必要在建築物中保持美觀和光伏面板的生產率。
使用太陽能的主動系統是由機械和/或電子組件的集合組成的系統，這些組件將通過為此目的而產生的收集器吸收的太陽輻射轉換成所需形式的能量，並允許將其用於建築中。通過這些系統，太陽輻射可以轉化為熱量和電能。這些將太陽輻射轉換成能量的系統根據它們產生的能量分為兩個：產生熱能的太陽能熱系統和產生電能的熱電（光伏）系統（PV系統）。這些系統將在下面簡要描述。
太陽能熱能系統：太陽能熱能系統（有效的太陽能熱能系統）是機械和/或電子組件的集合，這些機械和/或電子組件通過收集器將太陽輻射轉換為熱能，從而可以將這種能量直接與水，空氣和水一起使用。相似的流體，或通過在存儲單元中對其進行評估使其可用。太陽能高效的熱系統用於加熱池水，預熱氣候空氣和加熱環境。熱力系統的一般運行原理是基於通過集熱器收集熱量，存儲熱能，以便以後需要時使用，並將其分配到相關領域。
太陽能熱水系統：這些系統由將太陽輻射轉化為熱能，在水生環境中保持和分配熱量的元素組成。與系統根據所需的複雜性和大小顯示不同的事實相反，所有的太陽能熱水系統都是基於加熱，存儲和分配的。由於太陽能的轉化所產生的熱水可以根據系統的特性直接用於洗浴，洗衣和洗碗，因此也可以用於支持常規的加熱系統。
光伏系統：通過收集器從太陽輻射中產生電能並使該能量可用的組件的聚集體稱為光伏（PV）系統。通過簡單或複雜的結構，光伏系統可用於在許多不同的領域中發電，例如道路照明，燈塔，車輛，建築和發電廠。光伏系統產生電能，將產生的能量存儲在必要的條件下，並將該能量安全地轉移到使用區域。通過放置在建築物的正面和屋頂上，光伏電池將到達這些表面的太陽能轉換為電能
光伏板集成到建築物中
在建築物中積極使用風能系統：風能是世界上增長最快的可再生能源。風能是一種清潔的燃料來源，不會產生導致酸雨或溫室氣體排放的大氣。風能是一種取之不盡的能源。該技術的最新發展已使風力渦輪機可用於建築設計中。與高性能的建築設計方法一致，高層建築中的風力渦輪機通過與建築體系結構的集成而得到顯著提高。
當建築物的高度增加而沒有直接與建築物接觸而中斷的風時，風速隨高度線性增加，利用渦輪機在高層建築中使用此功能可以產生大量的電能。在設計階段在高層建築中使用風力渦輪機時，需要考慮以下參數：場地平面圖，建築形式的空氣空氣動力學，局部風型，風速密度，風速分佈的頻率以及主要風向。
設計時必須考慮到風向，即建築物的質量形式以及在風輪機中的放置方式，如圖18所示。先前的研究表明，為獲得最大效率，主要風向與風力渦輪機之間的最佳角度確定為45°
風力渦輪機集成到建築物中
在建築物中使用地熱能：地熱能用於房屋的供暖和製冷，溫室栽培和農業。地熱能系統根據應用方法（例如熱泵，井下熱交換器和熱管）以三種不同方式應用。它們在建築物中的常見用法是以熱管的形式。
地熱能源使用的另一種形式是使用地球溫度的方法。在地下，根據緯度，溫度始終在45到75 F（7.22到23.88°C）之間。可以通過空氣或水使地球溫度升高。通過漏斗挖出的空氣進入地球的各個深度，這些空氣被轉移到建築物中，室內溫度可以達到與地球溫度相同的水平。確保在冬季供暖和夏季製冷的方向上使用該應用程序。通過利用地下水的溫度進行了類似的應用，通過管道在建築物內循環的水將熱量吸收到內部空間中。
地基熱管使用表格
建築物中氫能的使用：氫能可用於給房屋供暖，提供熱水，做飯並滿足電力需求。為了在這裡使用氫氣，我們首先需要生產它，然後存儲和轉移它。氫可以從諸如太陽，水力發電，風能和地熱能之類的可再生能源中產生。
如今，在可再生能源中，太陽能-氫混合系統成為我們生產力最高的系統。在這樣的系統中，需要諸如光伏板，電解器，燃料電池，氫氣（H 2）存儲箱，電池組和逆變器之類的部件。在太陽能氫房屋的能量機制中，系統的工作方式如下：
有了光伏板，電力是由太陽能產生的，
用電解器，H 2和O 2是生產的
氣體被帶入儲藏罐中以供加熱和用水，
在冬季，通過使用催化氫打火機（1.5千瓦）“無焰地”燃燒氫，通風系統中的空氣被加熱，
如果需要額外的電力，則燃料電池運行，
燃料電池中產生的一部分熱量用於加熱水。
生物質能在建築物中的使用：生物質能是一種戰略性能源，可再生且對環境友好，可在任何地方種植，可改善社會經濟狀況，可用於發電和獲取車輛燃料。生物質通過直接燃燒而在能源領域得到利用，或者通過各種過程提高其燃料質量，從而獲得了與現有燃料相同的替代生物燃料（易移動，可存儲和可用的燃料）。
由生物質生產的燃料具有物理過程（尺寸減小，粉碎，乾燥，過濾，萃取和壓塊）和轉化過程（生物質和熱化學過程）。在房屋中，將生物質用於無空氣擴散的沼氣發電，熱解法採用的乙醇加熱和直接燃燒法採用的氫氣加熱。
自然採光：建築物中的自然採光是通過最基本的窗戶和天窗進行的。選擇窗戶和屋頂照明的方向很重要。最適合自然採光的方向是南方和北方。北向不暴露於輻射，但是總能獲得相同質量的日光。在東西方向，太陽會水平輻射，因此難以控制。在南向，太陽的影響是永久性的，與西和東向相比，太陽以直角上升。因此，易於控制。
為了增加日光進入建築物的光線，應在引導光和燈架的窗戶的機翼上使用淺色。此外，用於反射光的元件必須放置在將光反射到天花板的位置。牆壁和天花板表面必須是淺色的，以便光線可以傳播。根據照明工程協會的建議，反射率宜高：天花板> 80％；牆壁50–70％（如果牆壁包含窗戶，則更高）；樓層20–40％；和傢俱25-45％。
適當設計和選擇採光系統可以幫助提高能源效率並減少環境汙染。窗戶，天窗和車頂監控器經過適當設計，可以滿足照明需求，而不會產生不希望的熱量增加和眩光。因此，當通過採光實現目標照度時，可以在日光照明的空間中關閉電燈或將其調暗。只有為那些日光照明的空間的照明系統安裝照明控制，傳感器和調光器，才能實現節能。在建築物中使用日光可減少電能消耗。例如，已經表明，非住宅建築的人工照明佔歐洲能源消耗的50％。還已經表明，通過結合使用人造照明和自然照明，可以將這種消耗減少30％到70％。潛在的節省取決於方向，窗戶的大小和形狀以及房間的形狀和表面反射率。
建築物中自然光的另一種用法是使用採光系統。採光被定義為“來自天空和陽光的散射光的組合。”採光系統的首選功能是重定向入射自然光通量的很大一部分以改善室內照明條件，因此位於建築物的開口處或開口處。信封。採光系統分為兩類：側燈和頂燈。光可以來自多種類型的玻璃窗配置，既可以是垂直的也可以是水平的，也可以來自側面或頂部。側光通常是開窗，這是更常見的現象。頂燈是建築物天花板或屋頂元素的開口。下面討論日光系統的應用
使用直射陽光的採光系統
2 、建築階段的節能設計方法
建造階段包括建築物的建造和使用過程。傾向於使用能耗更少且使用節能設備的建築技術，從而可以實現建築階段。建築中使用的能量根據建築系統而變化。例如，在Hozatlı和Günerhan進行的一項研究中，可以確定框架結構在整個生命週期中比鋼筋混凝土框架結構消耗更少的能量。隨著使用不同材料建造的建築物的能耗變化，使用相同材料建造的建築物的能耗也變化。根據以下三種不同的構建方法，分析了常用鋼筋混凝土框架構建系統的能耗：
常規框架建築系統：常規建築系統的最顯著特徵是，由於需要大量人力，整個生產都在建築工地中進行。在能源消耗方面進行分析時，由於在混凝土生產和混凝土澆築階段使用的設備（混凝土攪拌機，屋頂起重機）的特性，常規系統的能源消耗處於較低水平。
隧道模板砌體系統：隧道模板砌體系統需要一定的初步投資。該系統適用於大規模和永久性生產。因為使用消耗大量能量的起重機來搬運大而重的形式，所以能量消耗很高。用混凝土設備和隧道內加熱器進行固化的任務增加了系統的能耗。
00001.
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預製建築系統：由於在其他系統的建築區域中實現的大多數過程都是在製造工廠中進行的，因此能耗非常高。在這些系統中，組件是通過吊車從運輸車輛上下載到工作地點，進行存儲和安裝的。因此，在這些階段也消耗大量的能量。雖然重型車輛從製造廠到建築工地運輸現成的建築元素會導致交通問題，但它們也會增加能源消耗。
因此，可以敦促在隧道形式，預製框架和預製面板建築系統中，製造過程在很大程度上降低了能源消耗和排放，與傳統系統相比，傳統系統的能源消耗要少得多。但是對於固體廢物的形成更為不利。
從鋼筋混凝土建築系統可以理解，在建築物的建築中使用相同的材料有不同的方法。諸如起重起重機，混凝土泵和混凝土運輸攪拌機之類的重型車輛消耗大量能量。因此，在不對建築質量做出任何讓步的情況下，應首選能耗較低的建築方法。
使用過程是消耗建築物中大部分能量的過程。根據WBCSD（世界可持續發展商業委員會）報告，建築物消耗的能源中有88％是在使用和維護過程中消耗的。在使用過程中，設計過程中提到的應用可提高建築物的能源效率。除此之外，以下應用還具有在使用期間實現大量節能的潛力。
支持多用途改進：可持續發展主張將房屋定居，交易區域，辦公室和零售區域結合起來。這樣，人們就有機會在他們工作和購物的地方旁邊居住。這使得社區的形成不同於傳統的郊區。24小時的活動潛力也使土地更安全。
將設計與公共交通相結合：應該以支持公共交通的方式設計城市規模的可持續建築。在日常工作壓力下，成千上萬的車輛進出土地會造成空氣汙染和交通阻塞，並且需要停車位。
使用節能燈泡和節能設備：例如，發光二極管（LED）是當今最節能，發展最快的照明技術之一。
照明控制：照明要求針對建築設計。在白天，對照明的需求將取決於窗戶的大小和位置以及建築物的位置。通過使用自動控制來減少照明需求，自動控制取決於建築物窗戶的方向，日光的供應以及房間的使用。
高效的採暖，通風和冷卻設備：採暖通風空調（HVAC）系統極大地影響建築物的能耗。建築規範與HVAC系統之間的關係是：高效的建築圍護結構減少了對供暖和製冷系統的需求。設計良好且智能化的建築物可以減少對HVAC系統的需求。改善HVAC系統的效率可以節省大量資金。例如，如果提高採暖鍋爐或空調的能源效率，則總節省量將取決於建築物中供暖或製冷的總需求。在隔熱良好的建築圍護結構中，減少了HVAC系統的能源需求。建築物可以按適當的尺寸分成多個熱區，從而減少了供暖。
3、建設後階段的節能方法
後建設階段是使用階段完成時的階段。此階段包括拆除建築物，回收和銷燬建築物。在此階段，重要的是回收建築物中使用的建築材料和組合物並重新使用建築物。建築物的功能用途完成後，將其重新用於其他功能，而不是拆除它們，可以保護諸如原材料，水和能源的資源。應該能夠重新使用已做出拆除決定的建築物的建築結構，例如屋頂桁架，木製品。在保存了適當的建築成分之後，需要分離可回收的建築材料。這樣，為要複製的建築材料提供了原材料保護。
拆除建築物時，必須使用盡可能少的機器和設備，並選擇能節能的設備進行拆除。
結論
建築物具有巨大的節能潛力。為了獲得巨大的潛力，需要採取一些法規和措施來提高建築物的效率。建築物的能耗發生在建築物生命週期的每個階段。但是，重要的階段是建築物的使用和維護過程，在整個生命週期範圍內消耗能量最多的建築物。在建築生命週期中，最大的能耗發生在使用階段。這是因為與其他階段相比，該階段的持續時間要長得多，並且在此階段需要提供人類健康和工作效率所需的舒適度。因此，在節能建築設計中，尤其應考慮使用階段。為了減少建築物使用過程中的能源消耗，應優先選擇可再生能源而不是化石能源。應重視使用可再生能源。尤其應注意使用主動和被動系統。在建築設計中應使用能源模擬程序。
在這項研究的範圍內，以在預建階段選擇住區，規劃住區，建築形式，建築組織和計劃，建築圍護結構，建築材料的選擇，景觀設計和利用的標題下描述的節能策略。在建築物的使用過程中，可再生能源被引導使用更少的能源或更清潔的能源。檢查這些策略，很明顯，需要非常不同的學科（建築，機械工程，土木工程，景觀建築，城市和區域規劃以及室內建築）進行合作。
作者：伊澤特·尤克塞克和圖萊·蒂坎薩
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