一 : 为什么高层钢结构住宅很少？
[钢结构建筑]为什么高层钢结构住宅很少？网友蒙面大侠对[钢结构建筑]为什么高层钢结构住宅很少？给出的答复：
谢谢邀请。
首先，你这个问题也是越过了是不是，直接问为什么。
我是搞混凝土的，但我仍然认为在没有新材料出现的情况下，钢结构是未来发展方向。
原因不是高强造价，什么的，你给的造价那篇文章，你看看作者是谁。
钢材生产企业，别一味鼓吹钢结构怎么样，你先生产点好钢材出来。都什么年代了，我们还在用什么强度的钢材？
钢结构最大的优势，我觉得是它废弃之后，会比较好处理。
我们想象一下，港珠澳大桥，三峡工程，在200年后，我们的子孙，如何处理这些混凝土。
说到钢结构的不足，我说几点，未必准确，抛砖引玉。
1、结构刚度与质量问题
钢结构一大优势是高强轻质，这在常规建筑上是优点。但是在某些结构上，这可能会成为缺点。
钢的密度比混凝土大，但为什么说钢材是轻质呢，是因为钢材的强度高，承受相同荷载情况下，钢材需要量少，总体来说质量会比混凝土轻。这是钢结构的一大优点。
同时由于钢结构用量少，会导致刚度不足的问题。同时在动力问题中，质量小，也未必就是一个好事情。
高层超高层抗风抗震是个大问题，这里说的抗风抗震不是强度问题，而是刚度问题。
也就说，大风地震情况下，不怕楼会倒，而是怕晃动太大，确切地说是怕晃动的加速度太大。
想象一下，一个一直在晃动的大楼，你敢去住不？
一个没有正常使用功能的建筑，无疑就是个定时炸弹。
这时候强度优势很难发挥出来，刚度问题虽然可以通过结构手段处理，但是质量太轻，可能会是个致命问题。
在大跨度桥梁中，尤其是悬索桥，由于钢结构质量太轻，我们甚至要往钢箱里面添加配重，改善其动力特性。
对应的房屋结构中要采用钢结构与混凝土核心筒配合，来解决刚度问题。
帝国大厦，双塔，西尔斯大厦确实是钢结构的超高层，但他们都是奔着世界纪录去的，他们解决的关键问题都是钢结构高层抗风，还有他们太贵了，如果用来做住宅。
另外，动力问题要注意的是，动力问题很复杂，刚度低未必合适，刚度高也未必好，只有合适的范围才是合理的。
2、防腐问题
钢结构防腐是个大问题，尤其是沿海地区。下面这张图，是某海湾大桥，1991年通车。
20年后，钢管已经锈蚀成一片一片的页片样了。20年后，钢管已经锈蚀成一片一片的页片样了。
3、钢结构防火问题
钢结构通常在450～650℃温度中就会失去承载能力、发生很大的形变、导致钢柱、钢梁弯曲，结果因过大的形变而不能继续使用，一般不加保护的钢结构的耐火极限为15分钟左右。这一时间的长短还与构件吸热的速度有关。
从施工上说，钢结构可能施工难度高点。
———分割线@TheoChou 提到的几个问题，我倒觉得未必是钢结构的缺点，大家可以讨论————
1、运输问题
我的观点恰恰相反，运输问题才是钢结构的一大优势。
混凝土运输真的很便宜吗？那是低强度混凝土。
C60混凝土以上，对骨料的要求是很高的。
举例而言，贵州省全省就没有合格的骨料可供配置C60以上的混凝土。
我们现在有个拱桥项目在贵州，C60混凝土的所有骨料都是从湖北运进来的。你看看这个运输成本。
所以远距离运输并不是钢结构独有的情况。
钢结构在工厂预制好构件，到现场拼装，可以节约大量的现场成本，同时控制工程质量。
相同的一辆卡车，运一吨的钢材和运一吨的砂石，当然运钢材的成本（单位价格成本）低一些。
同时，把混凝土弄上100米以上的高层的运输成本，恐怕也比钢结构高。
顺便提一下，钢结构的成本不仅仅是钢材的成本，还包括加工成本，两者大概是1:1的关系，也就是说5000一吨的钢材，加工成构件，总成本会变成10000元一吨。运输成本再贵，和10000元每吨来说，也是个小数字。
1方混凝土，成本不到500元把，折合成每吨也就是200块钱。两者相差50倍啊，当然考虑到强度差距，这个成本差距会缩小一点。
2、大跨度恐怕不能说是钢结构独有的优势。钢结构为什么要做成桁架，桁架从整体上讲，就是个掏空的梁。单一钢结构构件，没法做出这么大的梁高，所以用桁架来拼装。但由于压杆稳定的问题，用钢桁架做的跨度是很有限的。桁架的跨度能做100m?200m？同时桁架的面外稳定性也是个大问题。
漏水和隔音的问题，倒不是什么难度问题，那是因为做厂房对这方面没注意或者就没搞好。就那漏水的来说，现浇一层混凝土薄楼面就解决问题了呀。
最后，结构工程师恐怕更多的是不会钢结构吧，说不屑真是有点自欺欺人了。
（老实承认，我也不懂钢结构设计）
网友祺杪对[钢结构建筑]为什么高层钢结构住宅很少？给出的答复：
我也问过学校老师这个问题，钢结构这么拽，为何用的少？老师给我的回答是，钢结构有一个很大的问题，一旦温度超过熔点，不会像钢混结构一样有个缓冲期，结构会瞬间破坏，他举了个例子，911双子大厦。我也不知道老师说的对不对，我学的是造价，所以错了请轻喷。
网友曾庆濠对[钢结构建筑]为什么高层钢结构住宅很少？给出的答复：
个人认为主要原因如下：
1、首先国内要有对应的性价比高的供应量足够的建筑材料生产啊！
2、国内要有足够多的钢结构住宅设计和建造经验丰富的人才和技术过关的队伍啊！
3、等解决了1和2问题后，还有安全稳定性耐久问题，毕竟你问的是高层建筑
网友王小萌对[钢结构建筑]为什么高层钢结构住宅很少？给出的答复：
试答：
抗腐蚀和火灾效果不好。
防风抗震时自重太轻。
国内不管是材料和设计都跟不上趟，钢结构多用于厂房，因为要盖的快而且厂房一般需要大开间进深。
当然 最重要的就是我的专业啦，对于高层，要达到混凝土结构一样的效果 造价太高！！而且后期维护费用高且麻烦
网友李忆凌对[钢结构建筑]为什么高层钢结构住宅很少？给出的答复：
一个字，贵。成本高，维护高。
网友刘强对[钢结构建筑]为什么高层钢结构住宅很少？给出的答复：
国内的钢铁制品质量就不用想了，很多坯料都是进口的日本国内淘汰的坯料，但是在国内却已经是性能最好的坯料了。高层建筑用钢结构建设，其实成本和混泥土结构差不多的。
网友吉尔坦对[钢结构建筑]为什么高层钢结构住宅很少？给出的答复：
个人认为，在题目条件下的实际状况中，钢结构比硂结构综合造价更低的可能性几乎没有。
首先，对于高层建筑空间类似的情况下，钢结构的施工速度一定是比硂结构更快的，这一点，应该没有可质疑的吧，混凝土初凝的时间够往上焊N多钢梁钢柱了。
其次，钢结构对于小空间的住宅来说，可以做到更薄的楼板和更低的梁，这对房屋的卖相绝对是有帮助的。其中由于钢结构中可以留空的余地较大，各种管线走线也更为方便。
再者，防火问题从构造上解决不是问题，而且从规范来说是必须解决，由此增加的成本不应该算在综合成本以外。
综合以上条件，如果钢结构住宅在建设中又快，又便宜，还有大家可见的小优势，又没有什么严重漏洞的话，开发商都是二货才没人用呢。由于显然开发商不都是二货，所以唯一的解释就是钢结构并不比硂结构便宜。而且可以确定造价也不会很接近，唯一的可能就是钢结构会比硂结构明显提高造价。
综上，高层住宅钢结构综合造价比硂结构更便宜在现在的中国是不可能的。
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以下部分属于评论区内容……
另外，关于@徐腾飞提到的抗风抗震防腐问题，虽然说得很有道理，可是并不能对本问题构成充分条件的论据：
抗风：中国除了沿海地区有台风威胁，为什么其他地方不用？至于高原和山区，有风可是有必要修高层住宅么？【补充：本条内容的详细讨论见下面评论区。】
抗震：虽然中国地震带很多，可是大陆也不像日本和台湾地区什么的到处都震呀~
防腐：首先谁把高层住宅树在海里？其次住宅不像桥梁，其结构外的保护层要多的多，除了钢材外表的涂层，还有部分结构上的混凝土保护层，还有构造上的墙体楼板，还有外墙外的保温防水层……
不过提到的这一句绝对真相了：
原因不是高强造价，什么的，你给的造价那篇文章，你看看作者是谁。
问题在上面两楼的讨论区说的很欢快，比我的答案有更有内容。（虽然是吵出来的多，不过真相不逼不出来呀！）
网友蒙面大侠对[钢结构建筑]为什么高层钢结构住宅很少？给出的答复：
1. 设计时对造价的成本估计；
2. 施工时对运输的成本估计；
3. 后期结构维护的成本估计。
网友贠屹对[钢结构建筑]为什么高层钢结构住宅很少？给出的答复：
因为9.11啊
网友酷玩对[钢结构建筑]为什么高层钢结构住宅很少？给出的答复：
本人搞钢结构施工的，做过统计，同样形式的高层建筑，200米以下采用全混凝土结构造价明显更低，200~300米采用混合结构更有性价比，只有在造摩天大楼和异型结构时钢结构的造价、工期等优势才能显现出来！
网友透视对[钢结构建筑]为什么高层钢结构住宅很少？给出的答复：
防火、防腐都能解决，
造价高可以针对客户群提高销售价格，也不见得是劣势，
钢结构住宅外墙用什么材料？
用传统的砖、混凝土砌块很容易出现不同材料的温度收缩差，导致外墙渗水，这个问题的重要性远胜于上面讨论的防腐、防火、抗震、造价、刚度等等
网友ZE WONG对[钢结构建筑]为什么高层钢结构住宅很少？给出的答复：
防火 保溫 不成完整生產線的造價
這是趨勢 但是任重道遠
网友想太多对[钢结构建筑]为什么高层钢结构住宅很少？给出的答复：
后期维护，以及国内的钢不行。
网友杜健对[钢结构建筑]为什么高层钢结构住宅很少？给出的答复：
防火防腐差
网友TheoChou对[钢结构建筑]为什么高层钢结构住宅很少？给出的答复：
义正言辞地反对@吉尔坦 答案。
第一，逻辑有问题。从目前的现状（开发商普遍不使用钢结构）出发，在排除了诸多因素后，直接得出“钢结构造价贵得多”这个结论。私以为，这种由果索因的方法就算对了也是瞎蒙。
第二，关于防风抗震的问题，很多人都以为近海的，风大的，地震带上的才需要设防。以上都没有的，敷衍敷衍了事就行了，反正万恶的开发商才不管老百姓死活呢。老实说，开发商管不管我不知道，但至少我国规范上明文规定的，不需要抗震设防，不需要计算风力的地区，太少太少了。当然，看官们可能会说，就算有，算得那么少，有用啥？可是，在结构设计领域，有和无的差别太大了。在概念上讲，地震力和风力都属于水平荷载，随着高度的增加，建筑物底部的倾覆弯矩是成二次方上涨的。这就是说，就算再小的风力地震力，随着高度的增长，也会逐渐取代竖向荷载成为控制条件。
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回到题目上，为什么高层住宅很少使用钢结构这种材料，个人认为原因如下。
1.运输问题。钢结构不同于混凝土，可以在施工现场浇筑，什么形状怎样的配筋都能浇出来。钢结构通常都是预制件（不然在现场架起高炉炼铁啊亲！），现场的施工方案最多就是焊一焊，拧拧高强螺栓，太长的构件拼接一下，最后吊装就完事了。那么，这就涉及到一个运输的问题。这么大这么重的制作好的钢柱钢梁，如果在钢铁厂分布相对稀疏的非沿海地区建造高层钢结构住宅，要调动多少大货车，要用多少汽油，要经过多少收费站啊？钢材本身不贵，最近来说真的是白菜价了，Q235、Q345才四千多，可你想想，那么多超重的大型的运载着钢预制件的大货车，在收费站看来，不就是会跑的肥猪肉？
2.材料本身的问题。在实际工程当中，钢结构用得最多的是大跨度的单层工业厂房。为什么？由于工艺原因，工业厂房都不太希望厂房内部的柱网太密，同时对净空又有一定要求，有不少的厂房在周围都留着预留地，等设备更新又或者扩产需求旺盛时加建厂房。在这些特定的使用要求下，钢结构看来是最适合的。钢材强度大，在大跨度情况下，无论是构件截面，经济性上都比混凝土结构有着明显的优势。更强大的是，在极其大跨度的情况，钢结构还有一必杀武器：桁架！用角钢、钢管等焊成三角形，梯形等空腹桁架，堪称居家旅行杀人放火对付大跨度之必备武器。而且，造价便宜得还能让业主半夜睡着都笑出声来噢！
图 via:《建筑结构的奥秘 力的传递与形式》，川口卫。图 via:《建筑结构的奥秘 力的传递与形式》，川口卫。
此外，钢结构易拆换，这构件的承载力不足？拆了螺栓换一条大的吧（好吧，实际工程中没有那么儿戏的啦），也易加固，焊多个半工字的腹板翼缘总比混凝土的那些植筋加钢板要施工方便，而且更可靠。
那么，如果钢结构用于高层住宅，这些优势能发挥吗？住宅不需要大跨度，不需要过一段时间加建两层（北京教授只是个案，个~案~），需要的是优秀的防水隔音性能，供业主”自由创作“装修的包容性，而这些，是钢结构无法给予的。
荷载不大的小跨度钢梁，更多的是由翼缘宽厚比和腹板计算高厚比等构造要求控制的，这就意味着，钢材的性能并得不到充分的发挥。
在实际工程来看，我接触到的钢结构厂房业主，没有一个是不抱怨漏水这个问题的。这也难怪，轻钢结构的屋面板都是压型钢板（就是一凸一凹的薄钢板）拼搭起来，做成坡度不小于5%的斜屋面，再用天沟排走，而以上提到的雨水路线，不像混凝土那样是连成整体的，而是各自为政的。这就意味着，上述的施工设计质量稍一不过关，那么暴雨时就只能准备好桶了。
钢结构的隔音效能，主要是夹芯墙板（两块压型钢板中间夹有玻璃棉，岩棉等吸音材料）或是其他新型材料提供的。他们与空心砖，空心砌体等的隔音效能，我没做过对比没有发言权，但传统上来说，吸音材料主要是靠多孔隙，中间空气分子在传播声音时震动与孔壁摩擦耗能来实现的。这就意味着一个天然的缺陷，软！由于吸音效能的提高是靠孔隙的增多达到的，而材料内部孔隙的增多，也意味着材料不能形成紧密的连接来对抗外荷载。对于住宅来说，墙是用于分割空间的，没有一定的面外刚度和承载力往往是致命的。
3.市场问题。国内现有的钢结构住宅，大多在立面外观上模仿欧美的木结构房子，而且仅为两三层。卖得如何呢？邻国的租房市场提供了依据。日本大城市现在生活成本跟国内大城市比还是高很多么？
木结构比较便宜，离车站比较近的一般6-8万日元（3600-4800人民币）比较多（当然了根据车站不同，房价也会有浮动）
钢筋混凝土的比较高级的公寓，一般在9-12万日元（5400-7200人民币）不等。
也就是说，没有成功的大规模推广经验，没有准确的成本数字，市场接受程度未知，结构材料固有的缺陷，为什么开发商要做高层钢结构住宅，做第一个吃螃蟹的人？
另外，徐老师提到的正常使用的舒适度，防腐，防火的问题，在现在的工程技术水平来看，前两者还是属于”有点难度但还是能解决“的问题。多说一句，目前来说的超高层，用钢斜撑的也越来越流行了。而防火问题，实际工程实践中也只是采用”涂防火涂料“来延长耐火时间。钢材在特定高温下材料强度的突变还没有很好的解决办法。
最后还是得吐槽一下，在设计单位里做钢结构设计的要不是水平高通吃的，要不是新手生存需要，硬学的。由于不计算建筑面积，也不单独列为专业计算设计费，很大一部分结构工程师都是不屑或不会钢结构，也许这也是高层钢结构住宅推广技术上的原因吧。
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关于运输的问题，@徐腾飞 老师举的例子让我长见识了，但我还是想补充一点。
从材料的组成上看，混凝土无非就是粗集料（石头）、细集料（砂）和水泥浇筑而成的。而钢结构则是由铁矿石一步一步炼制而成。这也就是说，组成混凝土的材料基本上是哪儿都有，当然骨料质量过不过关就另当别论了。而铁矿石，除了那三家大鳄淡水河谷、必和必拓和力拓之外，还有什么渠道呢？
所以说，哪儿有需求，有市场，哪儿就会出现搅拌站，因为他们的上游没有巨无霸在垄断。而钢结构加工厂呢，由于进口的原因，选址必定沿海地区附近。而且加工厂的运营和固定资产的量级必定不是和搅拌站同个等级。也就是说，从数量上看，搅拌站远多于钢结构加工厂，从分布上看，搅拌站的分布要比加工厂平均。
至于徐老师举的例子，我认为像C60级那么强那么脆的混凝土，至少在建筑领域，除地标性超高层建筑外，是很少用到的。在《混凝土结构设计规范》里11.2.1明文说到：
剪力墙不宜超过C60；其他构件，9度时不宜超过C60，8度时不宜超过C70
我想C60级混凝土，在建筑工程里最常出现的地方还是钢管混凝土柱里面吧。
网友周磨磨对[钢结构建筑]为什么高层钢结构住宅很少？给出的答复：
可能凌乱了一些，但作为一个钢结构行业从业者，说说我的感受:1.质量上—相比钢筋混凝土现场施工，高层、超高层钢结构构件是工厂加工制作，明显质量上比现场施工要好。a.方面现场施工环境实在差；b.工厂的工人比较稳定，技能熟练度高，施工现场的农民工流动性太大；c.工业品的产品检测要比现场完善，不是每一个业主、监理都敢往上爬的，有些地方的检查就遗漏了。2.没有必要说我们国家的钢材质量差，又不是潜艇耐压钢，航母甲板钢这种尖端产品，一般国内的大钢厂就行了。普通的Q345B钢材起步，到Q390GJC已经是高端大气上档次了，Q420GJC(Z35)已经是顶级范了。3.运输，我接触到的项目，构件有路运(就是那种12米长的大货车，15米的平板车)、水运。没有铁路运输的，钢结构加工制作企业(建筑类、排在行业前排)基本上都集中在江浙沪一带，就是往新疆，东北发货也是路运。4.钢结构的加工制作(建筑类)说实话相对于造船厂真心技术含量、价格不高。不要纠结这个，中国工人是是世界上最厉害的。中国的钢结构水平质量都是可以的，和国外的差别是，国外的钢结构建筑栓接的多，中国焊接的多。5.现在的房地产企业一看到钢结构就觉得造价高，你不知道建筑成本只占项目成本的一部分，而且钢结构是主体结构，采用钢结构可以把梁、柱的截面明显减小，增加实际使用面积，增加得房率。担心消防又不愿意花钱刷防火涂料可以采用劲性钢骨柱，外包混凝土。楼板采用压型钢板，就不用支木摸了，省人工，而且环保。6.钢结构现在在大型场馆、商业地产上用的比较多。但是4万亿以后，明显体育场馆该建的都差不多了，明显少很多。———— ———— 分割线———— 下回再续
网友为神马对[钢结构建筑]为什么高层钢结构住宅很少？给出的答复：
目前国内的施工技术条件及设计院技术条件都还达不到大规模推广
网友冻梨对[钢结构建筑]为什么高层钢结构住宅很少？给出的答复：
一是造价高，二是防火不好解决。其实防火花钱也能解决，就是造价高的问题。
网友Jie Liu对[钢结构建筑]为什么高层钢结构住宅很少？给出的答复：
贵！
网友搬砖工程师对[钢结构建筑]为什么高层钢结构住宅很少？给出的答复：
贵，或者说不经济，抑或成本高，容易赔钱。因为目前还没人做个超高超限做住宅建筑。。。
二 : 德国砖混结构住宅建造
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三 : 新型节能住宅建造在德国
新型节能住宅建造在德国
新型节能住宅建造在德国
衣、食、住、行，是人们最基本的四大行为活动。[www.61k.com)
围绕着居住方面，民智一郎认为，有四条基本原则：安全坚固，健康舒适，节约能源，运行经济。
1
节能住宅 新型节能住宅建造在德国
“新型节能住宅建造在德国”这个话题，与上述四项原则中的后三项原则，密切相关。（www.61k.com)
下面的内容，实际上是对前段时间，一些学习情况的阶段性小总结。
欧美日等一些西方发达国家，在住宅科技创新领域方面的研究，比如，如何在住宅建造中，充分利用自然能源，等等，有许多值得我们思考、学习和借鉴的地方。
民智一郎，愿与对小建筑、小住宅、小别墅方面感兴趣的朋友们，一块分享见识，交流心得。
阅读目录
一、“被动式住宅”的应用
（一）“被动式住宅”的显著特点
（二）什么是“被动式住宅”？
（三）单户家庭住宅——独立住宅，热量损失示意图。
二、自然能源在独立小住宅上的应用
（一）太阳能的利用
1、太阳能发电
2、太阳能热水
3、被动式太阳房
（二）浅层地表土壤中热量的利用
1、地源热泵技术的应用
2、室外空气经过地埋管吸入室内的应用
（三）小型家用风力发电机组的应用
（四）准自然能源-生物发酵沼气的应用
三、使用天然木材，或者是使用天然植物建造独立小住宅的情况。
四、三例德国典型新型节能住宅建造过程图解
一、“被动式住宅”的应用
（一）“被动式住宅”的显著特点
关于“被动式住宅”，简单地说，就是一种无需暖气系统或者空调系统，仅仅是通过刻意设计住宅的坐落和朝向，选择不同的建造材料，以及采取特殊的建筑构造，等纯“被动”的方式，就可以获得舒适室内环境的一种新型的现代节能住宅。
对于“被动式住宅”来说，无需额外高投资的能源供应设备，就能满足其供暖，24小时热水和家电能耗。一般“被动式住宅”的造价，比普通住宅来说，按照需求不同，仅高出10%-20%。而从长远来看，30年之内，一栋“被动式住宅”的总体建造和维修的花费，和普通住宅的平均水平是一样的，而其能耗，则仅为普通住宅的1/4。从长远整体效果来看，“被动式住宅”，实际上要比传统建造方式的普通住宅便宜得多。
在越来越多看重节俭和节能的德国，按照“被动式住宅”标准建造，竣工以后，又经过社会专业机构的检测，取得“被动式住宅”认证的房屋，已成为德国许多家庭购置新房的首选。 需要特别指出的是，“被动式住宅”，对于体型较小的独立住宅来说，效果是比较明显的。
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节能住宅 新型节能住宅建造在德国
（二）什么是“被动式住宅”？
“被动式住宅”，通俗地讲，可以说是“仅仅靠住宅本身的构造设计，就能到达舒适的室内温度，满足‘冬暖夏凉’的要求，不需要再单独另外安装供暖设施的住宅，即，不需要‘主动’提供能量的这样一种房屋”。[www.61k.com） 其实，也可以这样简单地理解，所谓“被动式住宅”，就是一种设计思想理念来自西方世界，采用现代保温隔热技术，现代吸气、排气通风技术，等手段，来建造的新一代的节能住宅。
（三）单户家庭住宅——独立住宅，热量损失示意图。
一座规则的独立小住宅，可以简单地划分有6个面组成，即：上面、下面、左面、右面、前面、后面。
下面，借助2幅 图片，来简单地说明独立小住宅，通过外部围护部分，热量散失的所占比例情况。从中也可以看出，住宅保温隔热方面，哪些地方是需要重点进行处理的部位。
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节能住宅 新型节能住宅建造在德国
独立住宅热量损失示意图1
Heat Losses 热量损失
roof 屋顶部分（大约占总损失热量）25%～30%
walls 25%～30% 墙体部分（大约占总损失热量）25%～30%
floor 10%～20% 地面部分（大约占总损失热量）10%～20%
（door）windows 25%～30% (门)窗洞部分（大约占总损失热量）25%～
30%
独立住宅热量损失示意图2
Winter heat loss 冬季热量损失
Ceiling 25～35% （屋顶）天花板/顶棚 大约占 25～35%
Walls 15～25% （非保温的）墙体 大约占 15～25%
Windows 10～20% 窗子 大约占 10～20%
Floor 10～20% 地板 大约占 10～20%
Air leaks 15～25% 漏气 大约占 15～25%
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节能住宅 新型节能住宅建造在德国
二、自然能源在独立小住宅上的应用
大自然中天然的自然能源，跟人工制造的能源不同。[www.61k.com]人类如果对自然能源，不加以充分开发和利用的话，自然能源，最终也会是白白地浪费掉。
而人造能源的过度生产与利用，一方面，需要耗掉地球上的一些不可再生的一次能源，另一方面，还会对人类居住的共同家园——地球的环境，产生越来越巨大的伤害。
在普通民众建造房屋的过程中，积极充分地利用大自然中的一些自然能源，不仅是符合全球倡导低碳生活的流行趋势，更是一种绿色环保的善举。从大处来说，对人类的生存环境有利，从小处来说，对家庭个人也有好处。
使用自然能源的住宅室内，冬暖夏凉，空气清新，健康舒适，同时，也能够减少家庭在能源上的一些消耗，降低家庭在耗能方面的一些开支。
（一）太阳能的利用
太阳，给地球带来光明和温暖，源源不断地向地球提供巨大的能量。
在晴天时间，将这些清洁能源，充分地吸收和利用，有着非常重要的现实意义。
在某些国家，前几年的时候，为了鼓励使用绿色环保清洁的新能源，对购买使用太阳能利用设备，政府会有比较大的资金方面的补助。
事实上，目前的太阳能技术还不够完善，太阳能设备的售价相对还比较高，太阳能系统的相对使用寿命也还比较短。
对于太阳能发电系统而言，不同的太阳能电池板寿命是不一样的，其中，电池寿命就短多了，大约三年到五年。
比如，国内有些乡下农村，安装太阳能路灯，在使用一段时间以后就不能用了，原因就是需要再另外花钱更换太阳能发电系统中的蓄电池部分。
1、太阳能发电
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节能住宅 新型节能住宅建造在德国
太阳能发电系统示意图1
Battery (蓄)电池(组)
Inverter逆变器
补充材料：
太阳能直流发电系统，是由太阳能电池板、充电控制器和蓄电池等组成。（www.61k.com]
太阳能交流发电系统，是由太阳能电池板、充电控制器、逆变器和蓄电池共同组成。
太阳能直流发电系统中不包括逆变器。
逆变器是一种电源转换装置，主要功能是将蓄电池中的直流电逆变成交流电。
Cooler 冰箱 Cell Phone 移动电话 Spotlight 聚光灯 Fan 风扇 Sump Pump 水仓泵 Laptop 笔记本电脑 Fluorescent Lighting 荧光灯 Television电视
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节能住宅 新型节能住宅建造在德国
太阳能发电系统示意图2
Grid-Connect并网连接
AC Main Panel and Meter 交流电主配电箱和电表
AC Disconnect （Utility Accessible）交流电断路器 （无障碍功能）
Inverter逆变器
DC Disconnect 直流电断路器
Junction Box接线盒/接线箱
Solar Array太阳能电池阵列 7
节能住宅 新型节能住宅建造在德国
太阳能发电系统示意图3
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节能住宅 新型节能住宅建造在德国
微型太阳能发电系统示意图4
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节能住宅 新型节能住宅建造在德国
太阳能发电系统示意图5
Solar panel太阳能电池板
Solar charge controller太阳能充电控制器
12V DC 12伏特直流电
Saving lamps节能灯
Inverter逆变器
Lead-acid Battery铅酸蓄电池
太阳能发电，分光热发电和光伏发电两种形式。（www.61k.com)
通常情况下，人们所指的太阳能发电，往往指是太阳能光伏发电。 光伏发电，是根据光生伏打效应原理，将太阳光能，直接转化为电能。
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节能住宅 新型节能住宅建造在德国
太阳能光伏发电，最基本元件，是太阳电池(片)，有单晶硅，多晶硅，非晶硅和薄膜电池等多种形式。(www.61k.com) 目前，单晶和多晶电池用量最大，非晶电池主要是用于一些小系统和计算器辅助电源等。
在过去，欧美发达国家，大都制订了“阳光计划”，并采取措施，鼓励居民安装太阳能发电系统。比如，部分赠款，无息贷款和“种子基金”等，并以高出普通电价几倍的价格，购买居民家中多余的太阳能电量。 但是最近，《纽约时报》有报道称，2011年初，美国第三大太阳能电池板制造商，常青太阳能公司，正在关闭其主要的美国工厂，并将生产转移到位于中国武汉的合资企业。
《纽约时报》报道称，常青太阳能公司总裁麦克尔·艾尔-希洛曾，在一次声明中，解释了将公司整体迁移到中国的原因。
麦克尔称，公司决定关闭在美国马萨诸塞州的德文斯工厂，是为了应对太阳能电池板价格的暴跌。近3年来（2008年、2009年、2010年），太阳能电池板的全球价格，已降低了2/3，仅在2010年的第四季度，价格就出现了10%的大幅下挫。
麦克尔认为，在价格下跌的市场行情下，美国制造商，将持续处于不利境况，将工厂迁往中国，则能使安装成本快速下降。因为在中国，不仅产品的制造成本较低，制造商还能获得中国政府和国有银行的帮助。 目前，欧美国家，削减新能源补贴已成趋势。
而中国的情形却有很大不同。近日有消息称，正在审批中的国家《新兴能源产业发展规划》称，2011年~2020年的规划期内，全国新兴能源产业将累计增加投资5万亿元，其中，可再生能源2万亿至3万亿元，风电
1.5万亿元，太阳能2000亿至3000亿元。
此外，有业内人士认为，目前规模尚小的中国新能源市场，存在巨大的发展空间，国际太阳能巨头的进入，更多是在提前布局，为即将大发展的市场做准备。
2、太阳能热水
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平板型太阳能集热器示意图
（太阳能系统，内部的热传导介质，一般不是水体，而是具有防冻效果的乙二醇/丙二醇等 12
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液体。[www.61k.com］
通过热交换箱罐，配合电热水器，燃气锅炉，等，综合配套，供应生活热水。）
平板型太阳能集热器示意图
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平板型太阳能集热器示意图
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平板型太阳能集热器示意图
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平板型太阳能集热器示意图
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真空玻璃管内部有金属吸热体的太阳能热水器
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普通全玻璃真空管太阳能热水器
（真空玻璃管吸收太阳热，直接传给未经处理的普通水体-硬水，
随着长期使用，真空玻璃管内壁上，会结一层水垢，将会降低太阳能系统的热效率。（www.61k.com］）
3、被动式太阳房
“被动式太阳房”和“被动式住宅”，是两个意义不同的概念。
什么是“被动式太阳房”？
天空中的太阳，向地面上的住宅室内，传递能量，不需要借助机械动力，也不需要专门的蓄热器、热交换器、水泵或风机等设备。而是完全由自然的方式（辐射、传导和自然对流）进行，故称为被动式太阳房。
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被动式太阳房，在大多数情况下，集热部件与建筑结构是融为一体的，房屋的结构构件能够达到一物多用。(www.61k.com)比如，南面的窗子，既是房屋的采光部件，又是太阳能系统的集热部件；墙体既是房屋的围护构件，又是太阳能系统的集热蓄热部件。
“被动式太阳房”，也存在有诸多缺陷，比如，室内温度波动会比较大，室内的舒适度也比较差，在夜晚，或者是在室外温度较低，或者是连续阴雨天气时，室内需要增加辅助热源，才能维持适合人们在内居住的温度。
在现代住宅的设计建造中，只是单纯使用一项新型技术，已无法满足“冬暖夏凉，健康舒适，节约能源”的建造目的。
因此，“被动式太阳房”，只有与其它先进住宅建造技术相结合，比如，“被动式住宅”技术，“能量回收通风系统ERV”技术，地埋管进气技术，屋顶太阳能利用技术，现代保温隔热技术，等等，综合运用，才能取得比较好的效果。
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“被动式太阳房”建造一例
使用SIP承重断热板建造的一“被动式太阳房”断面示意图
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综合运用多项先进技术的“被动式太阳房”建造一例 （二）浅层地表土壤中热量的利用
地表浅层，相当于是一个巨大的太阳能集热器，收集了接近一半的太阳能所发出的能量。（www.61k.com]
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一般情况下，地下土壤，一定深度范围内，会有一个相对恒定的温度。［www.61k.com） 22
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1、地源热泵技术的应用
地源热泵，是利用地下水与土壤地能，进行冷热交换，作为水源热泵的冷热源。[www.61k.com）
冬季，把地能中的热量“取”出来，供给室内采暖，此时地能为“热源”；
夏季，把室内热量取出来，释放到地下水、土壤或地表水中，此时地能为“冷源”。
地源热泵原理示意图1
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地源热泵原理示意图2
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地源热泵原理示意图3
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地源热泵原理示意图4
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地源热泵原理示意图5
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地源热泵工作原理复杂示意图
2、室外空气经过地埋管吸入室内
在过去，建造住宅，因为没有采取过多的保温隔热措施，人们对于室外空气进入室内，没有去过多地考虑过。(www.61k.com］
而现在，住宅的建造，已经采取了比较高效的保温隔热构造措施，因而住宅的密封性能被大大提高。为了既能保证室内有一个健康清新的环境，又要考虑到减少室内通风换气，造成不必要的大量能源的消耗，人们在如何实施住宅内部的进气和排气的通风问题上，已经做了大量的试验性研究。
室外空气，进入室内，不是传统的形式，而是首先通过埋置在住宅外面，地坪下方的土壤中的总的进气管道，在管道内，与管道外面的地下土壤，进行第一次热量交换。
炎热的夏季，室外空气温度较高，在经过地下土壤中的降温处理以后，再送入室内的“能量回收通风系统ERV”（Energy recovery ventilation），进行二次热量交换处理。当然，夏季空气 ，遇冷之后会产生冷凝水的问题。
寒冷的冬天，室外空气温度较低，在经过地下土壤中的升温处理以后，再送入室内的“能量回收通风系统ERV”（Energy recovery ventilation），进行二次热量交换处理。
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以上这些说法，通过下面的图片加以说明。[www.61k.com]
室外地下土壤中，安装地埋总进气管道，室内安装“能量回收通风系统ERV”（Energy recovery ventilation），
独立小住宅，三维立体剖切示意图。
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室外地下土壤中，安装地埋总进气管道，室内安装“能量回收通风系统ERV”（Energy recovery ventilation），
独立小住宅，三维立体剖切示意图，相关说明。（www.61k.com]
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住宅吸送风排气示意图
夏天，室外空气，经过地埋进气总管，吸入室内，温度变化情况示意图。[www.61k.com）
Air rejeté à 25 ℃ （法语）排出空气
VMC simple flux （法语）单流向的机械控制通风系统
法语VMC: Vventilation Mécanique Contr?lée机械控制通风系统。
所谓“单流向”，即，欲排出的室内废气中的热量没有回收。
Air insufflé à 23 ℃ （法语）注入23℃空气
Température du sol: 14 ℃ （法语）土壤温度：14℃
Air aspiré à 30 ℃ （法语）30℃空气吸入
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夏天，或者，冬天，室外空气，经过地埋一段土壤中的进气总管，吸入室内，温度变化情况示意图。（www.61k.com］
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几乎围绕住宅基础部分四周的，室外地坪下方，土壤中，地埋总进气管线，
以及室内“能量回收通风系统ERV”（Energy recovery ventilation），
三维立体剖切示意图。［www.61k.com）
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Bouche d’aspiration 吸气口
（夏季室外温度：+30℃ 冬季室外温度：-10℃）
Température du sol:：
（夏季土壤温度温度：+17℃ 冬季土壤温度温度：+4℃）
Température de sortie d’air出口空气温度
（夏季出口空气温度：+24℃ 冬季出口空气温度：+2℃）
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室外地下土壤中，安装地埋总进气管道，室内安装“能量回收通风系统ERV”（Energy recovery ventilation），
独立小住宅，三维立体剖切示意图。（www.61k.com)
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图中橙色的，几乎围绕房屋下部基础部分四周的，
为吸入室外空气，进入住宅内部的总进气管道的线路。[www.61k.com）
总进气管道，深埋在土壤中，
土壤中蓄含的热量，通过管壁直接与管道内的空气，进行热量交换。
在冬季，室外空气温度较低，通过与土壤中的热量进行之后，
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进入“能量回收通风系统ERV主机”中的室外空气，被预先进行了预热处理；
在夏季，室外空气温度较高，通过与土壤中的热量进行交换之后，
进入“能量回收通风系统ERV主机”中的室外空气，被预先进行了预冷处理，
这样能够充分利用自然地热自源，减少独立住宅，因调节室内空气温度，
而开销的能源消耗。(www.61k.com］
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室外地下土壤中，安装地埋总进气管道，室内安装“能量回收通风系统ERV”（Energy recovery ventilation），
室外地下土壤中，安装地埋总进气管道，
住宅上部阁楼空间，安装“能量回收通风系统ERV”（Energy recovery ventilation），
独立小住宅，三维立体剖切示意图。（www.61k.com）
室外安装“地埋地热交换器”——“第一次热量交换”
室内安装“能量回收通风系统ERV”（ERV主机安装在住宅上部阁楼空间）——“第二次热量交换”
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室外“地埋地热交换器”——第一次热量交换，
与
室内“能量回收通风系统ERV”——第二次热量交换，
连结关系示意图。（www.61k.com）
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室外地下土壤中，安装地埋总进气管道，
住宅下部地下室空间，安装“能量回收通风系统ERV”（Energy recovery ventilation），
独立小住宅，三维立体剖切示意图。［www.61k.com］
室外安装“地埋地热交换器”——“第一次热量交换”
室内安装“能量回收通风系统ERV”（REV主机安装在地下室的设备间）——“第二次热量交换”
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室外“地埋地热交换器”——第一次热量交换，
与
室内“能量回收通风系统ERV”——第二次热量交换，
连结关系示意图。(www.61k.com）
“地埋地热交换器”与“能量回收通风系统ERV”连结关系示意图详解
“能量回收通风系统ERV”主机安装在住宅的上部空间阁楼中
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总进气管道与总排气管道，复合构造为一体，即，大管道的外圈层，为进气层，大管道的中心，为排气层。［www.61k.com)
整个系统，共有三次热交换的过程：
第一次——地下土壤与复合大管道的外层进气层之间，进行热量交换；
第二次——“能量回收通风系统ERV”主机中，进气与排气之间，进行热量交换；
第三次——“能量回收通风系统ERV”主机中排出的废气，仍然会残留一定的热量。复合大管道中心，即将排出的废气，与复合大管道的外圈层，进行热量交换。
实际上，在冬季，埋在地下土壤一定深度中的总进气管道，要吸收两部分的热量，即，吸收复合构造大管道外面土壤中的热量，又吸收复合构造大管道里层中心，欲排出的废气中的热量。
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“能量回收通风系统ERV”主机安装在住宅的下部空间地下室中
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室外地下土壤中，安装地埋总进气管道网，
住宅下部地下室空间，安装“能量回收通风系统ERV”（Energy recovery ventilation），
独立小住宅，三维立体剖切示意图。［www.61k.com]
室外地下土壤中，安装围绕房屋基础四周的地埋总进气管道，
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住宅下部地下室空间，安装“能量回收通风系统ERV”（Energy recovery ventilation），
独立小住宅，三维立体剖切示意图
室外空气，经过地埋管之后，进入室内，温度变化示意图。[www.61k.com］
Air à 9℃ （法语）空气9℃
Filtre à air（法语）空气过滤器 1,5m （离地1.5米）
Terre à 15℃ 土壤15℃
Récuperation de La condensation 凝结水回收
Turbine水轮机
VMC: Vventilation Mécanique Contr?lée机械控制通风系统
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室外空气，经过地埋管之后，进入室内，温度变化示意图。［www.61k.com］
Schéma de principe - （法语）示意图
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室外空气，经过地埋管之后，进入室内，温度变化示意图。(www.61k.com)
Extérieur （法语）外部
Filtre（法语）空气过滤器
Siphon（法语）虹吸管
Bypass（法语）旁通管
Centrale double flux（法语）中央双路（热交换机组）
Habitation（法语）房屋（底层楼板）
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Air neuf（法语）清新空气
Air vicié（法语）浑浊的空气
Air d’échappement（法语）排气
中央双路（热交换机组）放大示意图
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室外进气总管地埋，室内安装“能量回收通风系统ERV”，示意图。［www.61k.com)
Prise d’air géothermique地热（管）进气口
Entrée d’air neuf新鲜空气入口
Registre 寄存器
Duolix = VMC Double Flux – DUOLIX
机械控制通风系统DUOLIX牌，相当于“能量回收通风系统ERV”
Soufflage d’air neuf 吹入清新的空气
Extraction sanitaires提取健康（气体）
Extraction cuisine 提取厨房（气体）
Rejet 排出
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室外进气总管地埋，安装有空气冷凝水收集池，
室内安装“机械控制通风系统VMC”或者“能量回收通风系统ERV”，示意图。[www.61k.com）
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室外进气总管地埋，安装有空气冷凝水收集池，
室内安装“机械控制通风系统VMC”或者“能量回收通风系统ERV”，示意图。（www.61k.com]
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朝向太阳的“被动式太阳房”坐落设计，屋顶安装太阳能集热器，太阳能光伏发电系统，
四周采取保温隔热构造处理，进气总管地埋，
室内安装热回收通风系统HRV（Heat Recovery Ventilation），
安装微型备用加热器TBH（Tiny Backup Heater），
被动式住宅，
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能耗仅相当于一台电热吹风机的功耗。[www.61k.com)
室外进气总管地埋，安装有空气冷凝水收集池，
室内安装“机械控制通风系统VMC”或者“能量回收通风系统ERV”，示意图。 56
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多项技术综合运用
“被动太阳房”技术+“被动式住宅”技术+“地埋管热交换进气”技术+“能量回收通风系统ERV”技术
独立小住宅，剖面分解示意图。［www.61k.com］
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“地埋管热交换进气”大型管网施工现场
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“地埋管热交换进气”系统中所使用的部分管道管件
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“地埋管热交换进气”系统中所使用的部分管道管件
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“地埋管热交换进气”系统中所使用的部分管道管件
“地埋管热交换进气”系统实际应用一例
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冬季，住宅室内，安装有“机械控制通风系统VMC”，进气、排气，热量回收，示意图。(www.61k.com］
VMC机械控制通风系统
Séjour居室
Cuisine厨房
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“能量回收通风系统ERV”主机部分三维立体剖解示意图
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“能量回收通风系统ERV”主机部分三维立体剖解示意图
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“能量回收通风系统ERV”主机部分三维立体剖解示意图
能量回收通风系统ERV（Energy recovery ventilation）核心设备，工作性能示意图。［www.61k.com]
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能量回收通风系统ERV（Energy recovery ventilation），核心设备，吸收欲排出室外的蓄含热量的室内废气（20℃）中的绝大部分热量，
预热吸入的室外新鲜低温冷空气（0℃），达到（18℃）后，送入室内各个房间。 66
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住宅内部，安装“能量回收通风系统ERV”，示意图。(www.61k.com)
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住宅内部，安装“能量回收通风系统ERV”，冬季，示意图。［www.61k.com)
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住宅内部，安装“能量回收通风系统ERV”/“机械控制通风系统VMC”，主机附近，
连接安装，实物现场。［www.61k.com］
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住宅内部，安装“能量回收通风系统ERV”/“机械控制通风系统VMC”，主机附近，
连接安装，实物现场。（www.61k.com)
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住宅内部，安装“能量回收通风系统ERV”/“机械控制通风系统VMC”，主机附近，
连接安装，实物现场。(www.61k.com)
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住宅内部，安装“能量回收通风系统ERV”/“机械控制通风系统VMC”，主机附近，
连接安装，实物现场。（www.61k.com）
图中右端设备，为“地源热泵系统”。
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住宅内部，安装“能量回收通风系统ERV”/“机械控制通风系统VMC”，主机附近，
连接安装，实物现场。（www.61k.com)
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住宅内部，安装“能量回收通风系统ERV”/“机械控制通风系统VMC”，主机附近，
连接安装，实物现场。[www.61k.com］
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住宅内部，安装“能量回收通风系统ERV”/“机械控制通风系统VMC”，主机附近，
连接安装，实物现场。[www.61k.com］
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