淺談建筑節(jié)能

1、淺談建筑節(jié)能王麗靜（平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學院資源開發(fā)系，河南 平頂山 467001）摘要：論述了建筑節(jié)能的意義、方法和途徑。通過墻體、門窗、屋面新材料應用及開發(fā)新能源等多方面來到達建筑節(jié)能的目的。關鍵詞： 節(jié)約能源；可持續(xù)發(fā)展；建筑節(jié)能；生態(tài)系統(tǒng) 能源是中國崛起的動力，中國能源發(fā)展正面臨著越來越嚴峻的挑戰(zhàn)，能源供不應求和末端低效利用的矛盾越來越突出。伴隨著我國的城市化的飛速發(fā)展，建筑及住宅產(chǎn)業(yè)已成為國民經(jīng)濟的支柱產(chǎn)業(yè)，需要大量的建造和運行使用能源。據(jù)統(tǒng)計，目前建筑能耗所占社會商品能源總消費量的比例已從1978年的10上升到30%左右。隨著我國城市化進程的不斷推進和人民生活水平不斷提高，建筑能耗的

2、比例將超越工業(yè)、交通等其他行業(yè)最終達到40%左右，成為能耗的首位。這不僅僅影響國家能源供應，而且能源使用效率的高低還影響著環(huán)境的質(zhì)量，在可持續(xù)發(fā)展成為全世界所追求的目標時，作為耗能大戶的建筑行業(yè)也在關注能源以及環(huán)保的可持續(xù)發(fā)展問題。1 建筑節(jié)能發(fā)展現(xiàn)狀 我國節(jié)能工作與發(fā)達國家相比起步較晚，能源浪費又十分嚴重。據(jù)國家有關部門統(tǒng)計，我國已有的建筑面積達400億平方米，現(xiàn)在仍以20億平方米增加的發(fā)展速度在建設，其中95%以上屬于高能耗建筑。目前每年城鎮(zhèn)建筑僅采暖一項需要耗能1.3×108t標準煤，占全國能源消費總量的11.5%左右，占采暖區(qū)全社會能源消費的20%以上，在一些嚴寒地

3、區(qū)，城鎮(zhèn)建筑能耗高達當?shù)厣鐣茉聪M的50%左右。由于建筑供暖燃用大量煤炭等礦物能源，我國每年由于燃燒礦物燃料向地球大氣排放的二氧化碳僅次于美國，居世界第二，預計到2020年，我國將取代美國成為世界二氧化碳排放第一大國。我國建筑不僅耗能高， 而且能源利用效率很低。我國的建筑采暖耗熱量：外墻大體上為氣候條件接近的發(fā)達國家的45倍，屋頂為2.55.5倍，外窗為1.52.2倍，門窗透氣性為36倍，總耗能是34倍，單位建筑能耗比同等氣候條件下的國家高出23倍。另外，每年新建和改建的幾千萬棟建筑要消耗掉幾十億噸林木、磚石和礦物材料，造成森林的過度砍伐，材料資源的大量開采，帶來土地的破壞，植被的退化，物種

4、的減少和自然環(huán)境的惡化。如此以往，建筑業(yè)這根國民經(jīng)濟的支柱產(chǎn)業(yè)將有可能演變?yōu)槠茐沫h(huán)境和浪費能源的“危房朽柱”，侵蝕大量的社會資源。2 幾種節(jié)能途徑能源的利用情況標志著一個國家科技進步的水平。在我國大力推廣節(jié)能產(chǎn)品，禁止使用耗能過大的設備，提高能源的利用率，以縮短與世界先進國家的差距，為中國的現(xiàn)代化建設提供能源的保證。我國城市建筑普遍存在著圍護結(jié)構(gòu)保溫隔熱性和氣密性差，供熱空調(diào)系統(tǒng)效率低下等問題，節(jié)能潛力巨大。2.1 墻體節(jié)能墻體是建筑外圍護結(jié)構(gòu)的主體,其所用材料的保溫性能直接影響建筑的耗熱量。節(jié)能建筑的前提是墻體采用節(jié)能材料。節(jié)能材料屬于保溫絕熱材料，既包括保溫材料，也包括保冷材料。傳統(tǒng)的墻體

5、材料粘土磚是用粘土通過燒結(jié)生產(chǎn)出來的,保溫性能不能滿足設計標準。有關數(shù)據(jù)顯示，每生產(chǎn)折1萬塊標磚的新型墻材節(jié)標煤062噸，每生產(chǎn)折606萬塊標磚的新型墻材節(jié)地1畝，全國9萬家粘土磚生產(chǎn)企業(yè)，每年約“啃”掉50萬畝良田，年消耗7000萬噸標準煤。開發(fā)和應用高效的保溫絕熱材料是保證建筑節(jié)能的有效措施。隨著世界范圍內(nèi)能源的日趨緊張，絕熱材料在節(jié)能方面的意義日顯突出。僅就一般居民采暖的空調(diào)而言，通過使用絕熱圍護材料，可在現(xiàn)有的基礎上節(jié)能50% 80%。每使用1噸絕熱材料，可節(jié)約標準煤3噸/年，其節(jié)能效益是材料生產(chǎn)成本的10倍。因此，絕熱材料將是繼煤炭、石油、天然氣、核能之后的第五大“能源”。外保溫是目

6、前大力推廣的一種建筑保溫節(jié)能技術(shù)。目前我國外墻保溫技術(shù)發(fā)展很快，是節(jié)能工作的重點。外墻保溫主要是靠保溫絕熱材料作為建筑圍護，外墻墻體采用新型墻體材料，主要是加氣混凝土砌塊、輕集料砌塊、粉煤灰空心砌塊等和各種新型保溫節(jié)能墻板，如鋼絲網(wǎng)架聚苯乙烯夾心板、GRC板等。外墻保溫技術(shù)的發(fā)展與節(jié)能材料的革新是密不可分的，建筑節(jié)能必須以發(fā)展新型節(jié)能材料為前提，必須有足夠的保溫絕熱材料做基礎。節(jié)能材料的發(fā)展又必須與外墻保溫技術(shù)相結(jié)合，才能真正發(fā)揮其作用。正是由于節(jié)能材料的不斷革新，外墻保溫技術(shù)的優(yōu)越性才日益受到人們重視。所以在大力推廣外墻保溫技術(shù)的同時，要加強新型節(jié)能材料的開發(fā)和利用，從而真正地實現(xiàn)建筑節(jié)能。

7、2.2 門窗節(jié)能建筑門窗和建筑幕墻是建筑圍護結(jié)構(gòu)的組成部分，是建筑物熱交換、熱傳導最活躍、最敏感的部位，是墻體失熱損失的56倍。門窗的節(jié)能約占建筑節(jié)能的40左右，具有極其重要的地位。外門窗是住宅能耗散失的最薄弱部位，其能耗占住宅總能耗的比例較大，其中傳熱損失為1/3，冷風滲透為1/3，所以在保證日照、采光、通風、觀景要求的條件下，盡量減小住宅外門窗洞口的面積，北向、東向和西向、南向的窗墻比分別不應超過20%、30%、35%。提高外門窗的氣密性，減少冷風滲透，改進門窗安裝技術(shù)。門窗框與墻間的縫隙可用彈性松軟型材料（如毛氈）、彈性密閉型材料（如聚乙烯泡沫材料）、密封膏以及邊框設灰口等密封；框與扇的

8、密封可用橡膠、橡塑或泡沫密封條以及高低縫、回風槽等；扇與扇之間的密封可用密封條、高低縫及縫外壓條等；扇與玻璃之間的密封可用各種彈性壓條等。對氣密性、水密性、保溫性、抗風性、抗變形性、環(huán)保、隔音、防污、保溫、隔熱的特殊建筑節(jié)能材料要大力推廣使用。積極推廣使用低輻射鍍膜玻璃 。這種玻璃既可以達到在冬季有效利用太陽輻射熱能加熱室內(nèi)物體， 并阻止室內(nèi)紅外熱輻射通過玻璃向室外泄漏的保溫效果；在夏季又可以達到阻擋室外的紅外熱輻射影響室內(nèi)溫度的隔熱效果，從而實現(xiàn)降低住宅建筑總能耗的目的。2.3 屋面節(jié)能我國南方地區(qū)在夏季太陽輻射和室外氣溫的綜合作用下，從屋頂傳入室內(nèi)的熱量要比從墻體傳入室內(nèi)的熱量多得多，因此

9、，建筑屋面的隔熱節(jié)能也很重要。在不斷改進建筑外墻、外窗的保溫性能后，還必須進一步加強屋面保溫隔熱的研究。新型倒置式屋面是在屋面節(jié)能方面的一項創(chuàng)新。所謂倒置式屋面，就是將傳統(tǒng)屋面構(gòu)造中的保溫層與防水層顛倒，把保溫層放在防水層的上面。保溫隔熱性極佳，施工簡易、質(zhì)輕好搬、易切割、施工期短、成本無形中降低，屋頂結(jié)構(gòu)負荷極小(40kg/m3)，幾乎不老化，可以說與建筑物同壽無翻修問題，不需要排氣孔隔氣層，屋頂可再利用，如花園，無特別要求甚至雨天也可施工，不需專業(yè)訓練施工極為簡易。當平屋面上的找坡層平均厚100mm，再加上覆土厚度為80mm的屋面，其傳熱系數(shù)K<1.5W/m2.k，若覆土厚度大于20

10、0mm時，其傳熱系數(shù)K<1.0W/m2.k。夏季，通過植物冠蓋、葉片的遮陽作用減少建筑物對太陽輻射熱的吸收，通過蒸騰作用吸收建筑物維護結(jié)構(gòu)的熱量，釋放水蒸汽，改善建筑物外表的熱、濕環(huán)境，與普通隔熱屋面比較，夏季綠化屋面表面溫度平均要低6.3，屋面下的室內(nèi)溫度相比要低2.6。因此，屋頂綠化作為夏季隔熱措施有著顯著效果?？擅黠@降低建筑物周圍環(huán)境溫度（0.54.0），而建筑物周圍環(huán)境的溫度每降低1，建筑物內(nèi)部空調(diào)的容量可降低6%，對低層大面積的建筑物，由于屋面面積比墻面面積大，夏季從屋面進入室內(nèi)的熱量占總圍護結(jié)構(gòu)熱量的70%以上，綠化的屋面外表面最高溫度比不綠化的屋面外表面最高溫度（可達60以

11、上）可低20以上。2.4 空調(diào)節(jié)能建筑能耗里，用于暖通空調(diào)的能耗又占建筑能耗的30%-50%，且在逐年上升。隨著人均建筑面積的不斷增大，暖通空調(diào)系統(tǒng)的廣泛應用，用于暖通空調(diào)系統(tǒng)的能耗將進一步增大。在最熱的夏天，如果對暖通空調(diào)系統(tǒng)采取節(jié)能措施，不僅可以大大緩解電力緊張狀況，同時對于降低不可再生能源的消耗、保護生態(tài)環(huán)境、維持可持續(xù)發(fā)展都有著重要的意義?？茖W技術(shù)的不斷進步，使暖通空調(diào)領域新的技術(shù)不斷出現(xiàn)，我們可以通過多種方法實現(xiàn)暖通空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能：精心設計暖通空調(diào)系統(tǒng)，使其在高效經(jīng)濟的狀況下運行；改善建筑維護結(jié)構(gòu)的保溫性能，減少冷熱損失；提高系統(tǒng)控制水平，調(diào)整室內(nèi)熱濕環(huán)境參數(shù)，盡可能降低空調(diào)系統(tǒng)能耗

12、；采用新型節(jié)能舒適健康的空調(diào)方式；推廣應用使用可再生能源或低品位能源的空調(diào)系統(tǒng)；開展冷熱回收利用的研究運用工作，實現(xiàn)能源的最大限度利用。2.5. 新能源的開發(fā)利用太陽能作為一種可再生的潔凈能源，是建筑上很具有利用潛力的新能源之一。太陽能在建筑上的利用方式主要有，被動式太陽能采暖、太陽能供熱水、主動式太陽能采暖與空調(diào)，以及太陽能發(fā)電等等。德國建筑師塞多·特霍爾斯建造了一座能跟蹤陽光的太陽房屋。房屋被安裝在一個圓盤底座上,由一個小型太陽能電動機帶動一組齒輪。房屋底座在環(huán)形軌道上以每分鐘轉(zhuǎn)動3cm的速度隨太陽旋轉(zhuǎn)。當太陽落山以后,該房屋便反向轉(zhuǎn)動,回到起點位置。它跟蹤太陽所消耗的電力僅為房

13、屋太陽能發(fā)電功率的1%,而所吸收的太陽能則相當于一般不能轉(zhuǎn)動的太陽能房屋的2倍。德國還有一個零能量住房,所需能量100%靠太陽能。零能量住房向南開放的平面被設計成扇形平面,可以獲得很高的太陽能輻射能。墻面采用儲熱能力較好的灰沙磚、隔熱材料和裝飾材料。陽光透過保溫材料,熱量在灰沙磚墻中存儲起來。房屋白天通過窗戶由太陽來加熱,夜間則通過隔熱材料和灰沙磚墻來加熱。我國太陽能資源豐富，陸地每年接受的太陽輻射能，相當于2.4×1012tec，2/3國土面積的太陽能總輻射量超過0.6MJ/m2。如果將太陽能源充分加以利用，不僅有可能節(jié)省大量常規(guī)能源，而且有可能在某些區(qū)域完全利用太陽能采暖。我們應

14、該把節(jié)能和合理利用太陽能、地下熱(水)能、風能結(jié)合起來。建筑節(jié)能直接關系到國家資源戰(zhàn)略、可持續(xù)發(fā)展和環(huán)境保護， 是建筑業(yè)一項重要、緊迫而又艱苦的任務， 值得全社會重視。如今建筑節(jié)能工作已在全國啟動，節(jié)能住宅也是一項正在興起的嶄新事業(yè)，體現(xiàn)了建筑節(jié)能的前進方向。我們必須跟隨世界和中國建筑節(jié)能發(fā)展的大趨勢和大潮流，抓住機遇，迎接挑戰(zhàn)、開拓進取，搞好建筑屋面的節(jié)能，開發(fā)利用新型節(jié)能建材，促進建筑技術(shù)和建筑產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，為合理利用資源、保護生態(tài)環(huán)境、提高人民生活質(zhì)量而努力。參考文獻1 龍惟定國內(nèi)建筑合理用能的現(xiàn)狀及展望能源工程2001（2）2 韓建新，顏宏亮21世紀建筑新技術(shù)論叢M上海：同濟大學出版社，2000 3 劉素萍建筑節(jié)能與圍護結(jié)構(gòu)J工業(yè)建筑，2001（7）4 劉加平建筑節(jié)能與建筑設計中的新能源的利用J能源工程，2001（2）轉(zhuǎn)貼