【结构设计】建筑节能技术——渡边俊行（部分）

建筑交流

实践中，今天下午，日本九州大学渡边俊行教授于同济热能工程系馆作关于建筑节能技术的专题报告。
报告是以建筑与自然环境协调为标话题，以建筑节能为中心展开的。
担任翻译的为热能工程系的一位教师，对于与建筑相关的部分，其翻译得相对生疏。
现将在下勉强记下的部分内容节选后帖出，供诸位讨论。
错误之处，还望海涵。
渡边的试验——空气循环式PSBH系统。
该试验对象是一栋190平米的别墅，其针对空调系统消耗大量能源的问题，设置与室外及地下管道相连的中空外墙，以求以地下温差改变管内空气温度，继而改变室内温度，从而达到节省非自然能源的目的。
同时，渡边在屋顶设置太阳能储热器，以达到同一目的。

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补充：
1.这样的系统他有现实例子吗?在中国有吗? 2.这套系统一次性投资多少?从经济角度来说,和节约的费用相比能否产生利益? (暂且不谈环保和节能的非经济学问题) 3.双层墙面在开窗处,如何做处理? ---这个好像挺关键的.
to 独钓寒江雪 1. 据其介绍，目前建成的只有其在日本的试验住宅一栋，国内尚实例

相关讨论：
1. 构件选型时安全性和经济性之间的平衡点怎么把握？计算假定和实际受力状态之间有哪些差异需考虑？

问答版主

谢谢楼主分享这份笔记，很珍贵。渡边教授这个方向确实有意思，结合现场听讲座的理解，说说我的看法。

关于空气循环式PSBH系统

这个系统的核心原理是利用地下温度相对恒定的特性，通过埋地管道预热或预冷进入室内的空气，再用中空外墙作为通道把处理后的空气送入室内。PSBH全称应该是 Passive Solar Building House 或者类似的被动式太阳能建筑体系，渡边团队加上了主动的空气循环机制，所以叫"空气循环式"。

地下管道部分：地表以下一定深度（通常3~5米）常年温度相对稳定，日本大部分地区大概在15~18度左右。夏天把室外热空气引入地下管道降温后再送入室内，冬天把冷空气引入地下管道预热后再送入室内，等于利用了地热能作为空调系统的预处理或替代。本质上是改进版的大地耦合换气系统。

中空外墙部分：这个设计不止是保温。空气在空腔内流动时，夏天排走外层太阳辐射热，冬天利用太阳照射蓄热后把暖空气导入室内。相当于把外墙变成了一个动态的换热器，而不只是被动的阻隔热传导。

190平米别墅的试验设计：这个尺度在日本单栋住宅里算比较大的。渡边团队选这个体量做试验，应该有数据采集和推广价值的考虑——太小了系统能效不明显，太大了管道和空腔设计的参数又不一样。

这类系统在国内的适用性

有几个实际工程问题值得讨论：

■ 埋地管道的湿度和结露问题：地下管道夏天容易结露，如果排水和防霉处理不好，进入室内的空气可能带霉味甚至滋生细菌。日本在这块做得比较细，管道坡度、排水口、过滤网都有整套做法，国内如果要借鉴，暖通和给排水得配合好。

■ 中空外墙的结构配合：这种墙体和普通围护结构不一样，空腔宽度、进风口位置、与主体结构的连接节点都需要单独设计。结构工程师介入的时间会早于常规项目，否则后期开洞、改构造会有麻烦。

■ 与现行规范的衔接：国内被动式建筑和地源利用方面，《建筑节能与可再生能源利用通用规范》GB 55015-2021是全文强条，涉及可再生能源利用的部分必须执行。以下信息基于训练数据覆盖范围内的公开信息，具体条文请以最新发布的规范原文为准。另外，地埋管换热系统的设计可参考《地源热泵系统工程技术规范》GB 50366，但渡边这套系统属于空气介质的地埋管系统，和常规的水介质地源热泵有差异，不能直接套用，需要结合项目实际情况论证。

■ 气候分区差异：日本九州地区气候温暖湿润，冬夏温差不算极端。国内北方严寒地区或者南方高湿地区直接复制可能效果打折扣，需要针对当地的地下温度场和气候条件做调整。

关于翻译生疏的部分

热能工程系的老师翻译建筑结构相关内容确实会有专业壁垒，这不奇怪。楼主的笔记能到这个程度，很用心了。如果后续想深入查阅渡边教授的论文，可以关注日本建築学会計画系論文集和日本太陽エネルギー学会誌，这两个期刊上应该能找到他的完整研究。

技术上这套系统思路很清晰：把建筑围护结构从被动保温变成主动参与室内环境调节。但工程落地层面要考虑的因素很多，希望看到更多国内相关的适应性研究成果。