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能源是各国财富创造，经济增长和社会发展的最重要催化剂之一。建筑物在全球能源消耗总量中占有很大份额；因此，它们对环境具有深远的影响。能源用于建筑生命周期的每个阶段（这些阶段包括地点的选择，建筑设计，结构系统和材料的选择，建筑物的建造，使用和维护，拆除，再利用-再利用-循环以及废物处置）。根据世界观察研究所的数据，建筑物每年消耗了全球40％的能源。在建筑物生命周期的每个阶段，建筑物的能耗都可以大大降低。本研究调查了建筑生命周期中的节能方法。
建筑物在生命周期的每个阶段都消耗不同级别的能量。人类消耗的全部不可再生资源（水，能源和原材料）中约有一半用于建筑。当代人类文明取决于建筑物及其持续存在的内容，但我们的星球无法支持与建筑物相关的当前资源消耗水平。建筑的能源消耗也对环境产生重大影响。例如，建筑材料在此消耗中占很大份额。所使用的大量材料消耗了大量的运输能量。人们越来越担心建筑物中的能源消耗及其对环境的不利影响。这些是全世界建筑业必须解决的问题。由于人口和城市化的增长，能源消耗正在迅速增加。住宅的能源需求因地区而异，具体取决于气候，住宅类型和发展水平。每年建筑活动消耗全球能源消耗的38％。人们越来越担心建筑物中的能源消耗及其对环境的不利影响。这些是全世界建筑业必须解决的问题。建筑物在生命周期的每个阶段都消耗不同级别和不同目标的能源。在运行阶段中，建筑物的使用寿命至少为50年，用于生产材料，运输和建筑的能源至少是能源使用和运行阶段所需数量的“五倍”。在此阶段，很大一部分能量（35-60％）用于加热，空调，通风和人造照明。节能方法具有显着的能源经济潜力，如果您居住的时间较长，则大多数建筑物被认为超过50年。即使只专注于使用和操作阶段也很重要。
确保建筑物能效的方法
不可能提出可以提高所有建筑物能源效率的解决方案的建议。随着建筑物的功能，系统，位置和重要性在建筑物之间的变化，提供能源效率的解决方案的方式也会发生变化。因此，需要开发一种自觉的方法，以便通过启用必要的数据在架构设计阶段达到正确的解决方案。最后，要获得的产品必须具有更高效率的质量，换句话说，就是要在更长的时间内花费更少的资源来执行相同的操作。针对减少建筑物能耗的应用非常不同。通过分析建筑生命周期，可以在结构的每个阶段考虑能耗。
在这方面，我们需要了解建筑物的生命周期。建筑生命周期分为三个主要阶段，例如预建筑阶段，建筑阶段和后建筑阶段。这些阶段有一些过程。预制阶段包括适当的选址，场地规划，建筑形式，建筑计划和适当的空间组织，选择节能建筑材料的建筑围护结构设计，节能景观设计，获取建筑材料原材料，进行制造和运输。建造阶段包括建筑物的建造和使用过程。建造后阶段是建筑物使用完成之后的阶段。在此阶段，我们将拆除，回收和清除建筑物。
所采用的方法可根据生命周期阶段满足建筑物的能源效率。
1、 预制阶段的节能设计方法
预制阶段包括选择要建造建筑物的空间，建筑物的设计，建筑材料的选择，获取建筑材料的原材料，进行制造和运输。在这些过程中，对策略进行了解释，并在建筑物生命周期中节省了大量能源，例如适当的选址，场地规划，建筑形式，建筑计划和适当的空间组织，建筑围护结构设计，建筑材料的选择，景观设计，并依次受益于可再生能源。这些策略将在下面说明。
1.1 适当的选址
半球的位置，坡度和坡向是重要的设计参数。建筑物的位置决定了微气候条件，这对于建筑物的能源效率具有非常重要的作用，因为对于学习非常重要，气候值（例如太阳辐射，空气温度，空气循环和湿度）会影响能源成本。
建筑物的位置和其他建筑物之间的距离是最重要的设计参数之一，它会影响建筑物周围的太阳辐射量和空气循环速度。因此，应确定该区域内建筑物的位置，以使其受益于并防御太阳和风等可再生能源。
为了提供足够的保护以抵御盛行的风和日光，建筑物在陆地上的方向必须适合该地区的气候条件。在寒冷地区，较低的过夜温度会导致更冷，更浓的空气积聚在凹陷和山谷中。因此，在寒冷地区，建议将建筑物放置在山坡上而不是山谷中。如下图所示，这样的倾斜区域不受谷底的冷风影响，并且受益于更直接的影响。
建筑物周围气候条件的变化取决于建筑物的位置
建筑物位置的地形非常重要，因为在日光和自然通风，太阳辐射的使用方面，太阳辐射的入射角，坡度和土地方向都会产生影响。如果沉降会倾斜，则夏天获得的太阳辐射能会减少，冬天获得的太阳辐射能会增加。因此，土地的坡度，入射的太阳辐射量和纬度是非常重要的参数。
众所周知，南坡的温度较高，在北半球的生长季节最长。如果可以选择场地，则对于大多数建筑类型来说，南坡仍然是最好的。在冬季，由于以下两个原因，南坡是最温暖的土地：南坡在每平方英尺的土地上接收最多的太阳能，因为它最直接面对冬季的阳光。由于物体在南坡上投射的阴影最短，因此南坡的阴影最少。
下图a说明了不同倾斜方向的微气候变化。南坡阳光最充足，冬季最温暖，西坡夏季最热。北坡是最阴凉和最冷的地方，而山顶是最风的地方。较低的区域往往比斜坡凉爽，因为冷空气排入斜坡并聚集在那里。
根据不同的气候区而定居的合适土地
（a）小山周围的小气候；
（b）为应对以信封为主的建筑物的气候，首选在山丘周围的建筑工地。
在丘陵土地上建造建筑物的最佳辅助场所取决于气候和建筑物类型。对于以信封为主体的建筑物，例如住宅和小型办公楼，气候会提示其地点如上图b所示。
例如，在寒冷的气候中，南坡使太阳能收集最大化，并且不受北方冷风的影响。避免在多风的山顶和低洼地区聚集冷空气。在炎热干燥的气候中，应在低洼地区收集冷空气。如果冬天很冷，请在南坡的底部建造。如果冬季温和，请在北坡或东坡上建造，但在所有情况下都应避免西坡。在炎热和潮湿的气候中，可以通过在山顶上进行建筑来最大程度地利用自然通风，但由于午后的阳光炎热，请避开山顶的西侧。凉爽的低洼地区也特别适合丘陵北部。对于内部占主导地位的建筑物，例如需要很少甚至不需要太阳能的大型办公楼，最好向北和向东北倾斜。
在上图中，根据上述信息，根据不同的气候区，在理论地形上显示了适当的居住区。在气候影响方面，每个斜坡具有最温和质量的那部分斜坡被定义为“热带”。
建筑高度会导致太阳辐射值的差异。当我们越过海平面时，太阳辐射值会增加。这种增加的原因涉及大气条件，大气的清晰度和缩短的距离。作为回报，随着太阳辐射值的增加，当我们超过海平面时，空气温度会下降。随着海拔的升高，烈风也随之增加，这导致建筑物中的热损失增加。
1.2 场地规划
在建筑物的设计中，建筑物之间的距离是一个重要的设计参数，它会影响太阳能的利用，风向以及与人造环境有关的速度。在设计过程中，应将建筑与其环境作为一个整体来处理。建筑物之间的距离严重影响建筑物使用阶段的能源性能。建筑物保留在其他建筑物的遮蔽空间内的事实会影响太阳光线的利用，并会增加能源的消耗。为了利用太阳辐射，建筑物的空间不得小于其他建筑物的最高阴影高度。此外，其他建筑物的位置和距离会影响建筑物上的风速和风向，从而影响建筑物的能源性能。
建筑物的方位影响建筑物侧面的太阳辐射增益的比率，因此影响建筑物的总太阳辐射增益。另外，建筑物的侧面影响风量，因此，由于对流和空气不足而影响自然通风的可能性和热量散发量。因此，根据该区域的必要性，必须根据条件确定建筑物的方向，以避开或受益于太阳和风。
由于建筑物相互连接的位置会降低建筑物的围护结构/体积率，减少热量损失并通过建筑物围护结构获得热量。另外，将它们定位为南，东南和西南方向，作为外部弯曲的新月形，使它们更多地利用了太阳光线。
在伦敦-贝德泽（BedZED）的定居点，设计了有自己花园的独立房屋。为了减少建筑物的热损失，使用了两种紧凑形式并将建筑群聚集在一起，它试图减小外表面空间/体积率，如下图所示。
London-BedZED生态住区的选址计划
1.3 建筑形式
可以通过构成建筑物的几何变量定义建筑物的形状，这是影响热量损失和热量的重要因素，例如，建筑物长度与建筑物中建筑物的深度在平面图中的比例，建筑物的高度，屋顶的类型，坡度，前坡度和老板。建筑物的热损失增益可能会上升，也可能会下降，这取决于构成环境的表面与体积的比例。
建筑物的能源性能受其形状，体积表面速率和正面运动等因素影响。建筑物的几何形状与能量性能之间存在直接关系。
在进行的研究中，观察到具有相同体积但以不同形式制成的质量块的能量性能获得了不同的结果。经计算，这些物质的表面积具有相同的体积但形式不同。接受为100的立方体表面作为参考。
建筑形式与表面的关系
在气候条件不同的地区，建筑物的形状非常重要。在寒冷的气候区域，应使用紧凑的形式，以最大程度地减少热损失。在炎热干燥的气候地区，应使用紧凑的形式和庭院，以最大程度地减少热量吸收并有助于提供阴凉凉爽的居住空间。在炎热潮湿的气候区域，长而薄的形状（其长边朝向盛行风的方向）使得最大程度的交叉通风成为可能。在温和的气候下，应使用紧凑型，其弹性要比寒冷气候区更大。
1.4 建筑计划和适当的空间组织
建筑平面图和形状应在节能方面有效。因此，应形成建筑物，以确保在温暖的季节中热量吸收最小，而在寒冷的季节中热量吸收最大。由于简单的平面类型，例如具有减小的表面积的正方形或矩形，它们的热损耗和增益也减小了。与大型建筑物相比，内部空间得到有效利用的较小建筑物可以更有效地加热，冷却和照明，因此消耗的能源更少。
根据德国研究和技术部进行的名为“建筑与能源”的研究结果，在规划组织中，空间在能源消耗方面比在空间方向上更有效。通过设计的内部布局可以减少建筑物的能源需求。通过充分利用太阳的辐射，可以减少对热能的需求。这些公共区域需要更多的热量，而诸如储藏室，浴室和卫生间等较低热量需求的空间可以用作缓冲区域，通过将它们放置在散热区域来减少向外部的热传递。如果日光室等空间位于建筑物的南立面上，则它们还可以通过存储太阳辐射来促进建筑物的供暖和节能。
在建筑设计中，分层可以根据缓冲区，卫生空间，噪声水平，照明水平和供暖需求进行分区。因此，一天中经常使用的用户较多的区域应朝南。可以设计室内热分区和居住区，以提高相互之间的空气流动。较深的计划和过多的分隔元素的使用可能会限制环境中的空气运动。
空间分区
1.5 建筑围护结构
建筑围护结构是诸如墙壁，天花板，地面，窗户和门之类的组件，它们将建筑物（有条件的空间）与室外隔开，并让热能传递到室内或室外。作为室内和室外试剂，它对能源消耗具有至关重要的影响。虽然建筑围护结构的成本占总建筑成本的15–40，但其对生命周期成本（尤其是能源成本）的贡献约为60％。建筑物的皮肤在室内和室外条件之间起过滤器的作用，以控制空气，热，冷和光的吸收。建筑围护结构应尽量减少冬季的热量损失和夏季的热量吸收。
构成建筑物外壳的建筑物组件（如墙壁，窗户，地板和门）的物理和结构规格对建筑物的能源消耗有重大影响。这些组件中使用的材料的热学性能，厚度和颜色在调节建筑物的热损失和增益中起着重要作用。下面介绍了所分析的建筑组件的节能特性。
外墙：外墙的热和块状特性与构成它们的建筑材料以及建筑元素层的特性及其分类方式有关。将热量损失和热量最小化的墙是具有高蓄热能力的隔离良好的块状墙。
应根据气候区的特征，处理能够获得最多太阳辐射或受热保护免受辐射影响的外表面。为了在冬季尽可能地保持阳光，在暴露于阳光的部分中使用深色和高密度的材料时，墙与窗的比率最好不超过15％。
屋顶：在商业和公共建筑中，屋顶通常是平坦的，并且绝缘材料可以悬挂在吊顶上。在不使用阁楼的山墙屋顶结构中，隔热层通常位于天花板中。屋顶的形状，材料，坡度，方向，外表面颜色和隔热质量决定了建筑物的热性能。因此，需要以适合气候条件的方式设计屋顶。
屋顶的隔热质量，其坡度和立面应根据气候特点进行适当选择，但应考虑热量的吸收和损失来选择其外表面颜色和分层顺序。在温带干燥和温带湿润气候区和寒冷气候区，应优先选择隔离良好的梯度屋顶。在炎热和干燥的气候区，应首选平屋顶以减少太阳辐射的影响；在允许空气流通的炎热潮湿的气候中，应安排高架或倾斜的屋顶。
窗户：窗户通过热量的损失或增加，自然通风和照明影响建筑物的能源效率。就热量获取而言，最合适的方向是南边，仅次于东边和西边。大窗户减少了人工照明的需求，同时改善了日光。
窗户的设计大小应足以提供自然采光。例如，窗户的大小应至少为房间地板面积的15％。
在决定建筑物围护结构的透明率时，应事先确定建筑物放置在哪个气候区。由于在炎热和干旱的气候区中，防止太阳辐射和风是基本目的，因此应使用小而少的窗户。在炎热和潮湿的气候区，应采取必要的预防措施，应使用较大的开口以增加室内空气流通。在寒冷的气候带，为了最大程度地减少窗户产生的热量损失，应再次使用小而少的窗户。但是，为了利用太阳辐射的有益作用，应该使南部前部的窗户开口比其他前部的窗户开口更多。但是，在温带气候区，应设置能使空气充分流通的开口。
窗户的使用还满足许多基本目的，例如通风，自然采光和开放风景。它不会给建筑成本带来太大的负担。在冬季寒冷的气候区域中，不宜在北方放置窗户，因为从太阳获得的热量太少而不能考虑，并且空气渗透率会增加，因为冬天的风通常是从北方吹来的，因此热量损失增长。即使在冬天比南部锋面少，也可以从东西两侧的开口中获得一定量的日照。但是，由于夏天的太阳在早晨和下午的时间水平射入，因此保护这些开口非常困难，并且我们可能会面临过热的问题。但是，窗户朝南 可能几乎在整个冬季都利用冬季水平射入的太阳光线；在夏天，可以很容易地保护它们免受更垂直的光线。
由于所有这些组件，南方的窗户是非常被动地利用阳光的系统。然而，与墙相比，由于其隔离性能较弱，它们更容易遭受热损失和增益的影响。因此，有必要在冬季和夏季采取预防措施。在这种情况下，双层玻璃的应用变得非常重要。但是，必须进行夜间隔离应用，以消除日落之后可能发生的热量损失。这些隔离元件可以是从内部或外部固定的百叶窗，卷帘或百叶窗。或者，应通过至少严格降低窗帘来减少损失。在夏季，借助屋檐，遮阳帘或窗帘可以轻松保护窗户。
在前面，应该使用具有最佳透光率和透光率系数的高性能玻璃，以根据气候，阳光方向和建筑物的使用目的达到所需的质量。隔离的细木工，低辐射覆盖的玻璃，氩气或k填充的双层玻璃以及防风的细节和蒙太奇，可以有效地利用能源。
门：应考虑风的影响，热量的获取和损失来选择外门的位置。在寒冷的气候区，建议采取防风措施，以免受到风的影响，从而增加热量的散失。在热干旱和温带气候区，由于风对舒适度没有恢复性影响，因此最好选择不靠近风的表面。
地板：接地的地板的排列方式应能够实现所需的散热和防潮性能。在寒冷和温带的气候区，应选择隔离良好的地板。然而，在温暖湿润的气候区域，由于空气流变得重要，因此最好使用增高的地板。在日光充足的地方，可以将地板铺设为热量储存器。在地板铺设中，应优先选择具有高蓄热能力的深色材料。不将地毯铺在地板上并使其敞开会增加其吸热能力。
1.6 选择节能建筑材料
在生产阶段的建筑材料在使用阶段均应具有节能特性。节能建筑材料的特性如下所述。
本地材料：在建筑的总能耗中，用于将建筑材料运输到建筑工地的能源消耗相当可观，并且还影响建筑的能源效率和经济成本。因此，如果建筑材料是本地材料，并尽可能在施工现场附近制造，则运输中的能源消耗将减少，运输中的节约将使建筑具有重要的生态质量。
再生资源：大量能源用于制造许多建筑材料。在建筑材料的制造中，使用回收源代替不是新加工材料的源可大大节省原材料，并节省大量能源。回收建筑材料对于减少建筑物中体现的能量至关重要。例如，与自然资源生产的材料相比，使用再生金属可以节省40％到90％的能源。
通过低密度工业流程制造的材料：建筑材料在建筑物的能源效率中发挥着重要作用。在建筑生命周期中消耗的全部能源中有很大一部分是在建筑材料的生产过程中消耗的（特别是体现的能源）。在使用50年的建筑过程中，建筑材料生产中消耗的能量在建筑总能量中所占的比例在6％到20％之间变化，具体取决于建筑方法，气候和类似条件。随着工业化的发展，用于建筑及其组件生产的第一阶段的能耗强度增加了。制造过程中不存在繁琐的流程将减少能耗，从而为材料提供能源效率。在工业过程中使用诸如热回收方法之类的发达技术可以减少能耗。例如，在水泥制造技术中，使用竖炉代替传统的回转炉可以节省10％到40％的能源。同样，在钢铁行业使用电弧炉代替旋转炉可以节省约50％的能源。
天然材料可从可再生资源中快速获得：通常，天然材料的能量含量低于人造材料，因为这些材料的生产耗能和人工成本较低。这种易于本地提供的材料通常属于可再生资源。这种用于建筑的植物材料，例如木材，竹子，芦苇，稻草，黑麦秸秆，向日葵秸秆，蘑菇是从可再生资源中迅速获得的天然材料。
劳动密集型材料：在制造材料中使用高素质的人力将减少基于行业的流程，从而降低能耗。使用可再生能源（特别是可再生能源（太阳能，风能等））代替化石燃料制成的材料应优先用作制造过程中的主要能源供应商。例如，成型后的土坯砖用太阳能干燥。
在工作场所过程中消耗较少能量的材料：工作场所的管理，对电能的需求以及运行，加热和减轻重量的机器会影响工作场所的能耗。由于工地机械化的增加，电力消耗也大大增加了。
使用耐久的建筑材料：在建筑物中使用耐久的材料使其在各种因素下更具抵抗力和持久性。由于延误和老化，这延迟或消除了更新材料或维护的需要。以这种方式，节省了用于维护或更新的材料所消耗的能量。
隔热能力强的建材：通过选择隔热能力高的建材，可以减少建筑在使用阶段消耗的能量。如所提到的，示例是不透明和半透明的绝缘材料。
1.7 节能景观设计
通过精确而有意识的能源保护景观设计，可以将夏季和冬季用于采暖和制冷的能源成本降低30％。
室外和草地的地面地板通过蒸气传输产生冷却作用。体内积聚热量的材料（例如沥青）会继续在太阳下膨胀热量，并增加夜间辐射。为了减少所花费的冷却成本，应采取的预防措施包括使用这种材料来存储热量和反射很少的光或使其免受阳光直射。
节能景观策略取决于一个地区。这些美化策略按区域和重要性顺序列出，如下图所示。
适用于四种不同气候（温带，极冷，炎热和干燥以及炎热和潮湿）的园林绿化技术。
（a）大多数国家的一般植树逻辑；
（b）温带气候的绿化技术。建筑物北侧的防风林的高度不应超过其高度的四倍；
（c）用于非常寒冷气候的美化技术；
（d）用于炎热和干旱气候的美化技术；
（e）用于高温和干旱气候的美化技术，潮湿的气候；
温带气候：冬季应最大化太阳的增暖效果，夏季应最大化遮阳。应保护建筑物免受冬季风的影响。夏季的微风应直接朝建筑物。常绿乔木，低矮的树枝可以保护它们免受北方锋面的寒冷冬季风侵害；低矮的灌木或不高的树木应应用在南锋上；高矮的落叶乔木应放置在东西立面上，以阻挡树木的生长。太阳并允许自然通风。
热干气候：为凉爽的屋顶，墙壁和窗户提供遮荫。允许夏季风进入自然冷却的房屋，并阻止或使风离开空调房屋。南北两侧应避免造林，而东部和西部方向（定位研究可被取代），灌木，藤已被放置在墙壁上和落叶树应实行。
炎热潮湿的气候：夏季吹向家中的微风。树木可以使夏天的阴影最大化，但仍然可以穿透低角度的冬季阳光。如果需要频繁浇水，请避免将种植床放置在靠近家的地方。应避免在南部战线造林，在北部战线，应在夏天进行造林以提供阴影效果。东部和西部方向，灌木和藤本植物已被放置在墙壁上和落叶树应实行。
凉爽的气候：使用密集的防风林，以保护建筑物免受寒冷的冬季风。让冬季的阳光到达朝南的窗户。如果夏天过热是个问题，请在夏天的阳光直射下遮挡南，西窗户和墙壁。北立面在寒冷气候地区有用，部分用于土地。北部，东部和西部的边上常绿的灌木丛和绿色，低矮的树枝应该是首选。在南部的风衣中，应使用低矮的灌木和草。在东南和西南方向从建筑物远，应当使用落叶树。
地面覆盖物还可用于建筑物中的节能。完全或部分掩埋的建筑可以调节建筑物的温度，节约能源，并保留建筑物上方的开放空间和景观。如果墙壁和屋顶被厚实的土层覆盖，足以使房屋隔热和隔音，并减少即使在极端炎热或寒冷的天气下也能使居住者保持舒适的建筑物内部所需的能量。
1.8 使用可再生能源
可再生能源（太阳，风，生物质，沼气，地热能，水力，木材，海洋热能，潮起潮落，波浪，海流）是地球上所有生物都可以使用的能源，被认为是取之不尽的能源感谢他们不断的更新。通过被动和主动方法可以从可再生能源中受益。
通过被动技术使用可再生能源：
被动式供暖：被动式太阳能供暖系统根据太阳能系统与建筑物之间的关系进行分类。被动式太阳能加热系统分为三类：直接增益系统，间接增益系统和隔离增益系统。在被动式太阳能供暖系统中，建筑元素（窗户，墙壁，地板等）收集并存储热量，然后分配室内空间。
直接增益系统：直接增益被动式太阳能建筑的窗户可以将冬日的阳光直接进入占用的空间。这些太阳能增益可以满足建筑物当前的部分供热需求，也可以存储在热能中以满足后来出现的供热需求。多数直接收益建筑物包括：（1）大型的朝南窗户（北半球用）以容纳冬季潜艇；（2）绝缘外壳内部的热质量，以减少温度波动；（3）计算出南方玻璃上方的悬垂部分（或其他策略），以在夏季遮挡玻璃，同时允许冬季使用较低角度的日照；（4）减少夜间热量损失的手段。在直接增益建筑物中，阳光通过玻璃直接进入室内。它撞击巨大的内表面（通常是混凝土地板和砌体墙表面），被吸收，并转化为热量。来自表面的一些热量立即释放回室内。其余吸收的热量被传导到热量中，然后慢慢升温。晚上，储存的热量被释放回室内。
直接增益原理图
直接增益加存储原理图
接增益系统：间接增益被动太阳能系统的热量存储在立面和室内空间之间。热量被收集并存储在建筑物的外墙或屋顶（用水或砖块/混凝土）中，并散布到室内
间接增益原理图
隔离增益系统：隔离增益无源太阳能概念包含与建筑物室内空间热隔离的太阳能收集和存储。在隔离增益系统中最常见的用途是太阳空间。收集和存储与所占用的空间是分开的，但通过热量直接相连。太阳空间是指附着在建筑物外部或与建筑物外部集成在一起的房间，在该房间中，室温可以在热舒适区域之外上升和下降
Sunspace示意图
被动冷却和通风：被动太阳能加热根据应用程序配置分为几类。另一方面，更好的理解是被动冷却是一系列针对基本散热器的研究领域。尽管这个组织对科学家和发明家有帮助，但对于设计者和决策者来说却是沮丧的原因，因为如此多的可行系统涉及多个散热器[ 38 ]。尽管如此，下面将描述被动冷却的这种特征。
通风冷却：加热建筑空气并用凉爽的室外空气代替。通过对流和蒸发的结合，引导移动的空气穿过乘员的皮肤以冷却。在被动应用中，所需的空气运动是通过风或烟囱效应来提供的。在混合应用中，运动可以通过风扇来辅助
使用门窗进行交叉通风
全屋风扇
烟囱通风中的空气运动
辐射冷却：所有建筑物体都会辐射并吸收辐射能。如果网状物向外流出，建筑物体将因辐射而冷却。在夜晚，晴朗天空中的长波红外辐射远小于建筑物辐射的长波红外辐射。因此，如下图所示，有净流向天空。
天花板辐射散热
蒸发冷却：水已被用于改善带有或串级建筑的热舒适性。因为当水蒸发时，能量从空气中损失并降低了温度。当水蒸发时，它会从周围环境中吸收大量显热，并将这类热量转换为水蒸气形式。随着显热转化为潜热，温度降低。此现象用于通过两种不同的方式为建筑物降温。如果水在建筑物或新鲜空气入口中蒸发，空气将不会被冷却，而是被加湿。这种方法称为直接蒸发冷却。然而，如果该建筑物或室内空气通过蒸发而不加湿室内空气冷却，该方法被称为间接蒸发冷却。
蒸发冷却
除湿：通过用干燥空气稀释，冷凝或干燥来除去室内空气中的水蒸气。在冷凝和干燥的情况下，除湿是将空气中的潜热交换为表面上的水滴的显热：两者都是蒸发冷却的逆过程，因此是绝热加热过程。
质量效应冷却：使用蓄热器在周期性温度循环的最热部分吸收热量，然后在较凉的部分释放热量。夜间冲洗（将凉爽的夜间空气从建筑物中抽出，以排出白天储存在大块地板和墙壁上的热量）是每日循环质量效应冷却的一个示例
Eastgate中心办公大楼
积极运用可再生能源：
在建筑物中积极使用太阳能系统：使用此类设备，太阳能收集器，光伏（PV）面板和建筑物集成PV（BIPV），可以在建筑物中利用太阳能产生热量和电能。由于邻近建筑物较高，因此光伏板在高层建筑中的潜在应用要比低层建筑更多。它为直接太阳辐射提供了更多可能性。调节大量光伏面板的要求是最重要的问题。因为有必要在建筑物中保持美观和光伏面板的生产率。
使用太阳能的主动系统是由机械和/或电子组件的集合组成的系统，这些组件将通过为此目的而产生的收集器吸收的太阳辐射转换成所需形式的能量，并允许将其用于建筑中。通过这些系统，太阳辐射可以转化为热量和电能。这些将太阳辐射转换成能量的系统根据它们产生的能量分为两个：产生热能的太阳能热系统和产生电能的热电（光伏）系统（PV系统）。这些系统将在下面简要描述。
太阳能热能系统：太阳能热能系统（有效的太阳能热能系统）是机械和/或电子组件的集合，这些机械和/或电子组件通过收集器将太阳辐射转换为热能，从而可以将这种能量直接与水，空气和水一起使用。相似的流体，或通过在存储单元中对其进行评估使其可用。太阳能高效的热系统用于加热池水，预热气候空气和加热环境。热力系统的一般运行原理是基于通过集热器收集热量，存储热能，以便以后需要时使用，并将其分配到相关领域。
太阳能热水系统：这些系统由将太阳辐射转化为热能，在水生环境中保持和分配热量的元素组成。与系统根据所需的复杂性和大小显示不同的事实相反，所有的太阳能热水系统都是基于加热，存储和分配的。由于太阳能的转化所产生的热水可以根据系统的特性直接用于洗浴，洗衣和洗碗，因此也可以用于支持常规的加热系统。
光伏系统：通过收集器从太阳辐射中产生电能并使该能量可用的组件的聚集体称为光伏（PV）系统。通过简单或复杂的结构，光伏系统可用于在许多不同的领域中发电，例如道路照明，灯塔，车辆，建筑和发电厂。光伏系统产生电能，将产生的能量存储在必要的条件下，并将该能量安全地转移到使用区域。通过放置在建筑物的正面和屋顶上，光伏电池将到达这些表面的太阳能转换为电能
光伏板集成到建筑物中
在建筑物中积极使用风能系统：风能是世界上增长最快的可再生能源。风能是一种清洁的燃料来源，不会产生导致酸雨或温室气体排放的大气。风能是一种取之不尽的能源。该技术的最新发展已使风力涡轮机可用于建筑设计中。与高性能的建筑设计方法一致，高层建筑中的风力涡轮机通过与建筑体系结构的集成而得到显着提高。
当建筑物的高度增加而没有直接与建筑物接触而中断的风时，风速随高度线性增加，利用涡轮机在高层建筑中使用此功能可以产生大量的电能。在设计阶段在高层建筑中使用风力涡轮机时，需要考虑以下参数：场地平面图，建筑形式的空气空气动力学，局部风型，风速密度，风速分布的频率以及主要风向。
设计时必须考虑到风向，即建筑物的质量形式以及在风轮机中的放置方式，如图18所示。先前的研究表明，为获得最大效率，主要风向与风力涡轮机之间的最佳角度确定为45°
风力涡轮机集成到建筑物中
在建筑物中使用地热能：地热能用于房屋的供暖和制冷，温室栽培和农业。地热能系统根据应用方法（例如热泵，井下热交换器和热管）以三种不同方式应用。它们在建筑物中的常见用法是以热管的形式。
地热能源使用的另一种形式是使用地球温度的方法。在地下，根据纬度，温度始终在45到75 F（7.22到23.88°C）之间。可以通过空气或水使地球温度升高。通过漏斗挖出的空气进入地球的各个深度，这些空气被转移到建筑物中，室内温度可以达到与地球温度相同的水平。确保在冬季供暖和夏季制冷的方向上使用该应用程序。通过利用地下水的温度进行了类似的应用，通过管道在建筑物内循环的水将热量吸收到内部空间中。
地基热管使用表格
建筑物中氢能的使用：氢能可用于给房屋供暖，提供热水，做饭并满足电力需求。为了在这里使用氢气，我们首先需要生产它，然后存储和转移它。氢可以从诸如太阳，水力发电，风能和地热能之类的可再生能源中产生。
如今，在可再生能源中，太阳能-氢混合系统成为我们生产力最高的系统。在这样的系统中，需要诸如光伏板，电解器，燃料电池，氢气（H 2）存储箱，电池组和逆变器之类的部件。在太阳能氢房屋的能量机制中，系统的工作方式如下：
有了光伏板，电力是由太阳能产生的，
用电解器，H 2和O 2是生产的
气体被带入储藏罐中以供加热和用水，
在冬季，通过使用催化氢打火机（1.5千瓦）“无焰地”燃烧氢，通风系统中的空气被加热，
如果需要额外的电力，则燃料电池运行，
燃料电池中产生的一部分热量用于加热水。
生物质能在建筑物中的使用：生物质能是一种战略性能源，可再生且对环境友好，可在任何地方种植，可改善社会经济状况，可用于发电和获取车辆燃料。生物质通过直接燃烧而在能源领域得到利用，或者通过各种过程提高其燃料质量，从而获得了与现有燃料相同的替代生物燃料（易移动，可存储和可用的燃料）。
由生物质生产的燃料具有物理过程（尺寸减小，粉碎，干燥，过滤，萃取和压块）和转化过程（生物质和热化学过程）。在房屋中，将生物质用于无空气扩散的沼气发电，热解法采用的乙醇加热和直接燃烧法采用的氢气加热。
自然采光：建筑物中的自然采光是通过最基本的窗户和天窗进行的。选择窗户和屋顶照明的方向很重要。最适合自然采光的方向是南方和北方。北向不暴露于辐射，但是总能获得相同质量的日光。在东西方向，太阳会水平辐射，因此难以控制。在南向，太阳的影响是永久性的，与西和东向相比，太阳以直角上升。因此，易于控制。
为了增加日光进入建筑物的光线，应在引导光和灯架的窗户的机翼上使用浅色。此外，用于反射光的元件必须放置在将光反射到天花板的位置。墙壁和天花板表面必须是浅色的，以便光线可以传播。根据照明工程协会的建议，反射率宜高：天花板> 80％；墙壁50–70％（如果墙壁包含窗户，则更高）；楼层20–40％；和家具25-45％。
适当设计和选择采光系统可以帮助提高能源效率并减少环境污染。窗户，天窗和车顶监控器经过适当设计，可以满足照明需求，而不会产生不希望的热量增加和眩光。因此，当通过采光实现目标照度时，可以在日光照明的空间中关闭电灯或将其调暗。只有为那些日光照明的空间的照明系统安装照明控制，传感器和调光器，才能实现节能。在建筑物中使用日光可减少电能消耗。例如，已经表明，非住宅建筑的人工照明占欧洲能源消耗的50％。还已经表明，通过结合使用人造照明和自然照明，可以将这种消耗减少30％到70％。潜在的节省取决于方向，窗户的大小和形状以及房间的形状和表面反射率。
建筑物中自然光的另一种用法是使用采光系统。采光被定义为“来自天空和阳光的散射光的组合。”采光系统的首选功能是重定向入射自然光通量的很大一部分以改善室内照明条件，因此位于建筑物的开口处或开口处。信封。采光系统分为两类：侧灯和顶灯。光可以来自多种类型的玻璃窗配置，既可以是垂直的也可以是水平的，也可以来自侧面或顶部。侧光通常是开窗，这是更常见的现象。顶灯是建筑物天花板或屋顶元素的开口。下面讨论日光系统的应用
使用直射阳光的采光系统
2 、建筑阶段的节能设计方法
建造阶段包括建筑物的建造和使用过程。倾向于使用能耗更少且使用节能设备的建筑技术，从而可以实现建筑阶段。建筑中使用的能量根据建筑系统而变化。例如，在Hozatlı和Günerhan进行的一项研究中，可以确定框架结构在整个生命周期中比钢筋混凝土框架结构消耗更少的能量。随着使用不同材料建造的建筑物的能耗变化，使用相同材料建造的建筑物的能耗也变化。根据以下三种不同的构建方法，分析了常用钢筋混凝土框架构建系统的能耗：
常规框架建筑系统：常规建筑系统的最显着特征是，由于需要大量人力，整个生产都在建筑工地中进行。在能源消耗方面进行分析时，由于在混凝土生产和混凝土浇筑阶段使用的设备（混凝土搅拌机，屋顶起重机）的特性，常规系统的能源消耗处于较低水平。
隧道模板砌体系统：隧道模板砌体系统需要一定的初步投资。该系统适用于大规模和永久性生产。因为使用消耗大量能量的起重机来搬运大而重的形式，所以能量消耗很高。用混凝土设备和隧道内加热器进行固化的任务增加了系统的能耗。
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预制建筑系统：由于在其他系统的建筑区域中实现的大多数过程都是在制造工厂中进行的，因此能耗非常高。在这些系统中，组件是通过吊车从运输车辆上下载到工作地点，进行存储和安装的。因此，在这些阶段也消耗大量的能量。虽然重型车辆从制造厂到建筑工地运输现成的建筑元素会导致交通问题，但它们也会增加能源消耗。
因此，可以敦促在隧道形式，预制框架和预制面板建筑系统中，制造过程在很大程度上降低了能源消耗和排放，与传统系统相比，传统系统的能源消耗要少得多。但是对于固体废物的形成更为不利。
从钢筋混凝土建筑系统可以理解，在建筑物的建筑中使用相同的材料有不同的方法。诸如起重起重机，混凝土泵和混凝土运输搅拌机之类的重型车辆消耗大量能量。因此，在不对建筑质量做出任何让步的情况下，应首选能耗较低的建筑方法。
使用过程是消耗建筑物中大部分能量的过程。根据WBCSD（世界可持续发展商业委员会）报告，建筑物消耗的能源中有88％是在使用和维护过程中消耗的。在使用过程中，设计过程中提到的应用可提高建筑物的能源效率。除此之外，以下应用还具有在使用期间实现大量节能的潜力。
支持多用途改进：可持续发展主张将房屋定居，交易区域，办公室和零售区域结合起来。这样，人们就有机会在他们工作和购物的地方旁边居住。这使得社区的形成不同于传统的郊区。24小时的活动潜力也使土地更安全。
将设计与公共交通相结合：应该以支持公共交通的方式设计城市规模的可持续建筑。在日常工作压力下，成千上万的车辆进出土地会造成空气污染和交通阻塞，并且需要停车位。
使用节能灯泡和节能设备：例如，发光二极管（LED）是当今最节能，发展最快的照明技术之一。
照明控制：照明要求针对建筑设计。在白天，对照明的需求将取决于窗户的大小和位置以及建筑物的位置。通过使用自动控制来减少照明需求，自动控制取决于建筑物窗户的方向，日光的供应以及房间的使用。
高效的采暖，通风和冷却设备：采暖通风空调（HVAC）系统极大地影响建筑物的能耗。建筑规范与HVAC系统之间的关系是：高效的建筑围护结构减少了对供暖和制冷系统的需求。设计良好且智能化的建筑物可以减少对HVAC系统的需求。改善HVAC系统的效率可以节省大量资金。例如，如果提高采暖锅炉或空调的能源效率，则总节省量将取决于建筑物中供暖或制冷的总需求。在隔热良好的建筑围护结构中，减少了HVAC系统的能源需求。建筑物可以按适当的尺寸分成多个热区，从而减少了供暖。
3、建设后阶段的节能方法
后建设阶段是使用阶段完成时的阶段。此阶段包括拆除建筑物，回收和销毁建筑物。在此阶段，重要的是回收建筑物中使用的建筑材料和组合物并重新使用建筑物。建筑物的功能用途完成后，将其重新用于其他功能，而不是拆除它们，可以保护诸如原材料，水和能源的资源。应该能够重新使用已做出拆除决定的建筑物的建筑结构，例如屋顶桁架，木制品。在保存了适当的建筑成分之后，需要分离可回收的建筑材料。这样，为要复制的建筑材料提供了原材料保护。
拆除建筑物时，必须使用尽可能少的机器和设备，并选择能节能的设备进行拆除。
结论
建筑物具有巨大的节能潜力。为了获得巨大的潜力，需要采取一些法规和措施来提高建筑物的效率。建筑物的能耗发生在建筑物生命周期的每个阶段。但是，重要的阶段是建筑物的使用和维护过程，在整个生命周期范围内消耗能量最多的建筑物。在建筑生命周期中，最大的能耗发生在使用阶段。这是因为与其他阶段相比，该阶段的持续时间要长得多，并且在此阶段需要提供人类健康和工作效率所需的舒适度。因此，在节能建筑设计中，尤其应考虑使用阶段。为了减少建筑物使用过程中的能源消耗，应优先选择可再生能源而不是化石能源。应重视使用可再生能源。尤其应注意使用主动和被动系统。在建筑设计中应使用能源模拟程序。
在这项研究的范围内，以在预建阶段选择住区，规划住区，建筑形式，建筑组织和计划，建筑围护结构，建筑材料的选择，景观设计和利用的标题下描述的节能策略。在建筑物的使用过程中，可再生能源被引导使用更少的能源或更清洁的能源。检查这些策略，很明显，需要非常不同的学科（建筑，机械工程，土木工程，景观建筑，城市和区域规划以及室内建筑）进行合作。
作者：伊泽特·尤克塞克和图莱·蒂坎萨
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