设计癖 2014 大盘点：十大节能设计
编者按：本文是「设计癖 2014 大盘点」十大设计汇总系列的「节能」篇，回顾过去一年中我们曾介绍过的十大杰出的节能设计。
当电可以解决绝大多数问题的时候，我们往往习惯性地绕过其他方法，直接给他一条电线让它动起来。但其实，大自然给我们提供了很多别的资源和能源，我们还可以想到更多的办法。太阳能，风能等这些清洁能源经过越来越多的方法逐渐被采集被利用，让我们看到绿色地球的未来。但是，对于我们日常生活来说，节能口号响亮，但是实行起来却很难。这是为什么呢？是因为改变人们的习惯和行为非常不容易。可如果改造产品，就会让这个过程变简单，也就是让产品直接拥有节能的性质。智能硬件，消灭那些无价值的损耗，用最人性化的方式将节能的、健康的生活方式普及到人群中。
1、节能智能插头 Parce One
Parce One是一款节能智能插头，使用时直接插在墙壁插座或其它插座上，然后将普通家电插在Parce One 上。它可以测量、控制家电和其它电子设备的用电情况，帮助用户节省电能。它还可以通过无线和 Parce 云端服务连接，让你通过手机或电脑上的 Parce 软件来控制家里的电器，即便不在家里，也可以查看家电的用电情况，并针对自己的需求关闭那些没有工作却依然消耗能源的电器。除此之外，Parce One 还会自动生成可视化能源消耗报告，让你对家庭用电情况一目了然。
入选理由 ：把你留意不到的能源消耗可视化。
设计：Florian Burchett，Eugen Pflüger，Christian Remiger
2、极简手工台灯 T1 和 T2
来自乌克兰的 Artzavod 团队设计的 LED 台灯系列，目前有 T1和T2两款。制作所采用的材料的 80% 为可回收利用的天然素材，完全手工制作。它使用高效节能的光源，选用柔和的 3000K 光线，完美适合家庭和办公所需。超高亮度的 LED 产生寿命 30,000 小时，照度 530 勒克斯的高光输出，而功耗只有2瓦。除了考虑到节省材料和节能之外，这两款台灯还兼顾效果、功能性以及人体工学。
入选理由 ：自然友好的取材，超高效能的利用。
设计： Artzavod 团队
3、节能烧水器 Miito
你知道吗：「仅一天里电热水壶因加热过多的水用掉的电能就足以让英国的所有路灯照明一晚。」对于耗能的电热水壶，Nils Chundy 设计的这款烧水器 Miito解决了这个问题。也就是说，你可以把你的一杯茶直接放上去加热，而不用等烧好一壶开水，以此来减少过多损耗。给容器装水后，把它放在感应加热盘上，水里放入一根金属棒。感应盘产生电磁场，只加热铁质材料，金属棒加热温度上升，并把热量直接传给周围的液体。 当液体达到沸点时，Mitto 自动切换至待用状态。把金属棒重新放到基座上时，Mitto 就停止了工作。
入选理由 ：消灭那些不能带来价值的能源浪费。
设计：Nils Chudy
4、智能运动感应灯 Flare
感应灯的发明让节能的方式更为智能化。时尚、便携的智能运动感应灯 Flare，可以放在钥匙孔的上方、衣柜抽屉的里面、过道等等任何角落。利用运动传感技术，Flare 能感知到有人靠近或者离开，从而节约了能源消耗，节约了电费开支。灯光自动迎接你，还省去了触动开关的步骤。电池正常使用寿命为一年。
入选理由 ：普及人性化的节电光源设计是大趋势。
设计：Flare 团队
5、世界第一台智能空调 Aros
Aros是通过 Quirky 社区诞生的一款智能空调，它是一个学习型机器，能够根据预算、位置、日程安排和用户习惯去自动调节温度和风速，达到用户最舒适的水平，而且最大的节省用电开支。说它是智能空调其实在几个方面有所表现：在 Wink 应用程序上，我们能知道空调每天和每月的耗电费用，它还能够根据未来的天气预报以及用户的预算提供合理的设置，从而节省能源浪费。当用户离开家时，Aros 空调根据用户的智能手机的 GPS 自动关闭空调；当用户回到家时，空调已经开启并调节到合适的温度和风速，再也不要担心房间会潮湿或者太热。智能空调通过学习用户的习惯，能够知冷知热。预测用户起床时、周末在客厅休息时、工作时、刚到家时分别需要什么样的温度和风速。
入选理由 ：科技培养节能的习惯，智能提高生活的舒适度。
设计：Garthen Leslie
6、可给智能手机充电的微型风车
电池寿命是限制电子产品设计的一个瓶颈因素，增加电池容量是人们的努力方向之一，但是电池的容量毕竟是有限的。所以，我们可以把太阳能、风能等能源转化为电能，给电池补充电量。德克萨斯大学阿灵顿分校的科学家们设计了一款微型风车，可把风能转化为电能，发出的电足够可以给手机电池供电。这种风车最宽处只有 1.8 毫米，使用时装在手机上，用手拿着手机在空中挥舞，或者将其放置在有风的地方，就可以开始发电。这种微型风车除了可用于小型电子设备之外，还可以成批使用，安装在建筑物的墙上用于收集照明能源。以下为一段演示微型风车工作时的视频。
入选理由 ：传统的清洁能源，传统的采集方式，却带来新奇的玩法。
设计：德克萨斯大学阿灵顿分校科学家
7、太阳能手机充电器
设计师 André Broessel 设计的一个太阳能装置 Rawlemon，它相比于传统的光伏电池提升了 70% 的电量。Rawlemon 主要有三大部件组成：用于将漫射光线聚焦的球形棱镜；跟踪太阳光线的双轴旋转调节系统；以及多结点光电转化电池。起初，设计师 André Broessel 将这套系统融入到建筑表面，之后这款设备的缩小版应用在了手机充电方面。它的尺寸只有 105 x 105 x 165 毫米，内置 27.5 Whr（大约相当于6500mAh）的电池，支持 USB。试想一下，如果我们利用太阳能给手机充电，会给地球减少多少 CO2 排放？
入选理由 ：在清洁能源的采集和利用上不断动脑筋。
设计： André Broessel
8、太阳能移动电源 eSaving
利用太阳能给手机、平板电脑等移动设备充电毋庸置疑是既经济又环保，我们市场上见过很多的移动电源为了提供更多的电量而将体积做的很大，不便于携带。eSaving的太阳能电池板是可以伸缩的，吸收能量的太阳能板展开后，面积就比原来的大了不少，能源效率得到了明显提升，更便于携带，而且也不用担心太阳能移动电源会没电。
入选理由：一起膜拜软式太阳能电池板精尖科技。
9、不用电的啤酒冷藏罐
来自丹麦 Mors 的四位设计师设计了一款名为 eCool 的啤酒冷藏罐，使用时埋在地下，不用电，不烧油，低碳环保。eCool 的外形为一个竖直圆筒，总高度 1.13 米，圆筒中间为一个类似传送履带功能的装置，每个空间可存放一罐啤酒，总共可放开 24 罐啤酒。在使用时圆筒的大部分埋藏在地下，通过地球来降温。圆筒上方为一个类似啤酒瓶盖子的盖子，起到隔热的作用，可以让整个罐子里面的啤酒保持低温。盖子里面有一个曲柄把手，转动把手即可带动履带，从而取出一罐啤酒。eCool 既可以安装在家里，也可以外出野营时随车携带，当然，为了挖一个一米多深的坑，至少你需要携带一把铁锹。
入选理由 ：完全摆脱了对电的依赖。
设计：eCool 团队
10、跑起来才能转的洗衣机
跑步机和洗衣机跨界联姻，成就了这款由 Si Hyeong Ryu 设计的概念机器 Wheel：一台跑步机洗衣机。将人体运动的动能转化成电能储存，一方面供跑步机自身使用，另一方面可以用来洗衣服。除了运动产生的能量外，在跑步机上还加入了太阳能设备，捕捉大自然中的能量。飞轮中放置洗涤球还可以减少水的消耗。面板上的显示系统可以给使用者带来良好的交互体验，帮助用户更好的工作，健康的生活。
入选理由：节能是一种态度，我可以跑起来发电。 设计：Si Hyeong Ryu
以上就是设计癖评选的 2014 年度十大「节能」产品。我节能，我骄傲。各位看官，你有节能的好产品，好点子可以告诉我们哦~
地产项目怎么做节能设计？看这一篇稿子就够了
本篇文章节选自：贺加栋，《甲方视角下的建筑节能设计与成本协同》，文章有删减
01 | 开发商为什么重视节能设计？ |
建安成本中，涉及到建筑节能成本的内容主要包括建筑外围护结构的保温成本和门窗成本，因其地区差异、保温体系差异、节能设计等方方面面的不同，本篇文章以山东省寒冷地区为内容，介绍为什么开发商重视节能设计。
原因1： 建安工程成本占比高 ，属于成本敏感
① 以实际案例介绍建安成本中的节能成本占比
案例：济南2016年某项目地上11层，层高2.9米，地下1层，层高5.1米，筏板基础，毛坯交付，建安成本1571.76元/m2；塑钢耐火窗，挤塑板保温。
门窗+外墙保温成本占比仅次于主体工程、安装工程，成本占比高达 20% ！
① 以开发商限额角度来看节能成本占比
图片来源： 中国建设工程造价信息网
根据济南市造价信息的统计数据，济南市高层住宅的平均建安成本已经高至2640元/m2；小高层平均建安成本已经高至2200元/m2；多层平均建安成本已经高至1800元/m2
房地产企业控制指标-金地
以单体建安成本2200元/m2考虑，保温及门窗成本占比7%~15%
成本视角下的节能成本小结：
无论是毛坯住宅还是精装修住宅，门窗成本及外墙保温成本都占据建安成本的第三、第四位，建安成本占比高达15%~20%左右，成本高是开发商无法忽视的重要内容。
原因2： 保温材料多、保温部位多、涉及面广
① 保温材料多、属性复杂，往往被施工单位牵着逼着走。。
② 门窗工程涉及通风、日照、消防等专业面广。
③ 节能计算专业性强，节能设计方案多种多样。
（山东省节能设计专篇）
节能专篇涉及到的保温部位：外墙、内墙、楼地面、屋面、热桥、门窗等。
保温材料远远多于此，且每种材料的属性和保温体系差异较大。
原因3： 投诉量大，社会矛盾集中
02 | 节能设计的基本原理及控制措施 |
（一）气候分区不同，节能设计原理不同
【严寒和寒冷地区】 -以采暖能耗为主，是我国节能的重点工作；
【夏热冬冷地区】 -长江流域的重庆、上海等15个省市自治区，过去基本上属于非采暖区域，随着生活水平的提高，空调进入家庭，本地区主要以空调制冷兼顾采暖需求。
【夏热冬暖地区】 -基本不考虑冬季保温，设计以改善夏季室内环境，减少空调用电为主。隔热、遮阳、通风在本地区主要控制手段。
（二）能耗损失的主要来源
《建筑节能》一书，作者天津大学 王立雄
门窗的能耗高达50%以上，属于能耗敏感的部位，应重点关注。
节能设计的基本原理便是：最大限度的争取得热，最低限度的向外散热。
（三）影响能耗的主要参数-以山东省设计为案例分析基础
① 体形系数： 与室外接触的建筑外表面积/建筑物体积之比。
《山东省居住建筑节能设计标准》（ DB375026-2014）
a：体形系数低于规范限值时，外围护结构满足各自的传热系数即节能满足设计要求，此时能耗最低，维护成本造价最低；
b：体形系数超过规范限值时，外围护结构的能耗需要权衡判断，整体达到能耗设计标准时节能满足设计要求。
体形系数不超规范限值时，建筑物整体建安成本较低，满足维护结构最低能耗指标；当体形系数超规范限值时，需建筑物能耗的权衡判断，以取得最高性价比。即对外墙保温、屋面保温、外窗配置三因素总体评判，三者互相制约、相互补位，只要整体耗热量指标满足规范即可。
同等节能设计标准下：随着体形系数的增加，节能措施随之增加，建筑节能的成本增量也增加。
② 窗墙面积比： 窗洞口的面积与墙面面积之比；因为窗的保温性能远低于外墙，所以窗的面积越大，节能越差。单纯从成本角度而言，外窗成本远高于外墙成本，控制外窗面积有利于控制建安成本，但是门窗面积的大小跟楼盘档次关系大。
窗的保温性能远低于外墙
③ 建筑朝向-充分利用太阳能得热
山东地区属于寒冷地区，以冬季采暖为主，建筑物的主要朝向为南北；冬季南向朝阳，建筑物南向得热大于散热，应充分利用南向建筑面宽。
④ 重视门窗节能
衔接进入：
1、系统窗的设计与成本
2、贺加栋两问“耐火窗”：贵在哪？为什么贵？| 门窗工程成本总结（七）
3、贺加栋两问“耐火窗”：贵在哪？为什么贵？| 门窗工程成本总结（七）
4、不同的建筑节能标准对外窗成本有多少影响？
山东省关于提高门窗节能性的最新政策：
03 | 节能设计中开发商如何控制成本？ |
① 重视节能方案的选择，以设计角度出发，从施工、成本、材料属性上进行方案的比选。
【案例】本工程为济南地区某项目1#住宅楼，地上29层，地下2层。体形系数0.3，窗墙比：南向0.33，北向0.23，东西向0.06。
每个方案不同的经济性和设计施工可靠性，需要权衡利弊。
备注：门窗面积6575m2，保温面积：21091m2，其他材料采用济南市的材料价格测算（测算内容此处略）
② 控制体型系数，控制耗热量指标计算值
I ：当体型系数控制在节能直接判定时的限值标准时，其能耗最低，整个保温系统（外墙保温、门窗、屋面保温、地面保温）的总成本越低。
Ii：当体型系数超过直接判定的标准时，外围护结构需要权衡判断。
外墙保温、门窗、屋面保温、地面保温需要参与能耗计算，各项指标需要统筹考虑，以建筑物的耗热量指标进行整体判断。
Iii：当计算值无限接近耗热量指标限制时，此时建筑物的能耗最为经济合理。
案例：以山东省济南市某高层为例（≥14层），通过节能计算判断节能设计是否经济合理。下图节选自《居住建筑节能计算书》
下图所示，山东省75节能各地区的耗热量指标限值要求。
通过围护结构热工性能的权衡判断，该工程的全年能耗小于参照建筑的全年能耗，满足 《山东省居住建筑节能设计标准》（DB37_5026_2014）节能建筑的规定。
从上图的节能计算书中可知，耗热量指标计算值7.20已经接近与耗热量指标限值7.40的要求，外围护结构的保温厚度基本合理，可适当的调整屋面保温厚度及地面保温厚度使其逼近耗热量指标7.40的要求。
③ 控制窗地比
恒基地产限额设计标准-(2014-6-20)
④ 门窗限额设计
恒基地产限额设计标准-(2014-6-20)
⑤ 精细化设计
1、重视立面线条设计
大量EPS造型带来建筑外面率增加、成本增加，施工复杂、加工周期较长
2、 门窗精细化设计-门窗分格深化
案例来源：杨乃涛
优化案例：标准层楼梯间，设对开扇，可调整为单扇开启；每樘节省一套五金，约60 元；18F楼栋2个单元，10栋楼就是360樘，可节省 360*60= 21600 元；
另，当地政策允许时，优先考虑推拉窗，避免窗扇开启时对通行造成影响。
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