我國建筑節(jié)能的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢

我國建筑節(jié)能的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢

1資源利用率較低中國人口眾多，工業(yè)化和城市化的發(fā)展迅速，但能源、土地、水、材料等資源嚴重短缺，實際利用率低，污染嚴重。目前，我國的建筑物大部分不符合節(jié)能標準，資料表明，我國單位建筑面積能耗是發(fā)達國家的2～3倍以上，嚴峻的事實告訴我們：中國要走可持續(xù)發(fā)展道路，必須大力推行節(jié)能建筑。1.1空調(diào)能耗分析建筑能耗包括建筑物的建造能耗和使用能耗。建造能耗是一次性的，包括建造建筑物所用各種材料、設(shè)備的生產(chǎn)能耗；材料、設(shè)備的運輸能耗以及施工中的能耗。使用能耗是長期的、經(jīng)常發(fā)生的，主要包括采暖、制冷空調(diào)，通風、照明，炊事、熱水供應(yīng)以及家用電器、電梯等的能耗。其中主要是采暖、制冷空調(diào)能耗?，F(xiàn)階段我國的建筑規(guī)模巨大，但大部分仍為高能耗建筑。據(jù)統(tǒng)計資料，我國每年的建筑能耗達到能源生產(chǎn)總量的30%～40%，照當前的建筑能耗水平發(fā)展，到2020年我國建筑能耗將達10.89億t標準煤，是2000年的3倍。我國的氣候特點是冬寒夏熱，而人們對建筑環(huán)境的舒適性要求日益提高，屆時空調(diào)的高峰負荷將相當于10個三峽水電站的滿負荷出力；另一方面，世界各國建筑能源利用中的溫室氣體CO1.2節(jié)能建筑的意義我國建筑物的隔熱保溫和氣密性差，采暖系統(tǒng)熱效率低，單位住宅建筑面積的采暖能耗約為發(fā)達國家的3倍，隨著人民生活水平的提高，全國范圍的“空調(diào)熱”日漸高漲，可見建筑節(jié)能是緩解能源緊缺、改善生活條件、減輕環(huán)境污染、促進經(jīng)濟發(fā)展的重要舉措。我們應(yīng)該看到節(jié)能建筑在約100年使用期內(nèi)的節(jié)能潛力，充分認識到節(jié)能建筑工作的深遠意義。如果從現(xiàn)在起就下定決心抓緊建筑節(jié)能工作，對新建建筑全面強制實施建筑節(jié)能設(shè)計標準，則到2020年，我國建筑能耗可減少3.35億t標準煤，空調(diào)高峰負荷可減少約4.5個三峽電站的滿負荷出力，相應(yīng)可減少電力建設(shè)投資約6000億元。如果再加大工作力度，要求2020年建筑能耗達到發(fā)達國家20世紀末的水平，則節(jié)能效果將更為顯著。1.3技術(shù)規(guī)劃與圍護結(jié)構(gòu)建筑節(jié)能是一項復(fù)雜的系統(tǒng)工程，已成為人類的重大戰(zhàn)略問題，除了政策的規(guī)劃、規(guī)范和激勵、監(jiān)督機制外，在技術(shù)上的合理規(guī)劃、設(shè)計是可持續(xù)發(fā)展最直接的、最有效的根本途徑。建筑節(jié)能的范圍較廣，而在大部分高能耗建筑中，其圍護結(jié)構(gòu)(包括外墻、門窗等)的能量損失是主要的。因此要實現(xiàn)建筑節(jié)能，就必須提高外墻的保溫性能，提高外窗的保溫性和氣密性，合理采用外墻保溫系統(tǒng)和雙層玻璃外窗具有較好的發(fā)展前景。2結(jié)構(gòu)的隔熱和節(jié)能效果2.1外部保溫系統(tǒng)結(jié)構(gòu)2.1.1阻燃絕熱材料采用外墻保溫系統(tǒng)效果較好，但技術(shù)也較復(fù)雜，需要逐步發(fā)展完善。一般，一個比較完善的外墻外保溫系統(tǒng)應(yīng)由外保溫界面層、絕熱保溫層、抗裂防護層、飾面層幾部分構(gòu)成，見圖1。外保溫界面層(黏結(jié)劑)系含水溶性丙烯酸共聚物的膠狀膩子與水泥的混合物，其既有有機材料的黏彈性，又有水泥強度且性能穩(wěn)定的雙重特性；同時要具有良好的耐候性(耐凍融性)、耐久性、化學穩(wěn)定性等。絕熱保溫層(阻燃絕熱材料)一般有膨脹聚苯板(即EPS板)、膠粉聚苯顆粒保溫漿料系統(tǒng)、擠塑聚苯板(即XPS板)、聚氨酯發(fā)泡板等。膨脹聚苯板的熱導(dǎo)率<0.04W/(m·K)，保溫性能優(yōu)異；成本較低；抗裂性能優(yōu)良；對基面適應(yīng)性強；外立面造型簡便、經(jīng)濟；國家及地方標準認可；但施工較為復(fù)雜；系統(tǒng)內(nèi)部存在空腔；系統(tǒng)剛度欠佳；強度較低。膨脹聚苯板外墻外保溫系統(tǒng)在歐美國家30多年來得到了大規(guī)模應(yīng)用，在我國相關(guān)行業(yè)標準中是推薦選用的絕熱材料。膠粉聚苯顆粒保溫漿料系統(tǒng)的熱導(dǎo)率應(yīng)<0.06W/(m·K)，保溫性能較好；防火性能優(yōu)良；強度較高；成本較低，節(jié)能環(huán)保；對基面適應(yīng)性強；體系無空腔；但尺寸穩(wěn)定性差；外立面造型成本較高。膠粉聚苯顆粒保溫漿料系統(tǒng)可利用粉煤灰等再生資源制造，其低廉的成本與簡單的施工，目前具有可觀的應(yīng)用推廣價值?？沽逊雷o層包括抗裂砂漿、耐堿玻璃纖維網(wǎng)格布、高分子彈性涂料。經(jīng)耐堿處理后的玻纖網(wǎng)格布，不僅具有抗裂的作用，同時能增強系統(tǒng)表面硬度及抗沖擊強度。飾面層材料一般選用彈性防水涂料。因其具有一定的柔性，對外保溫系統(tǒng)有著良好的圍護性。另外，對于外墻外保溫系統(tǒng)，要注意系統(tǒng)各主材之間的匹配問題。2.1.2中空玻璃玻璃建筑物外窗采用塑鋼窗框、雙層玻璃是解決大面積采光、保溫節(jié)能和隔音三者間矛盾的有效措施。雙層玻璃有普通雙層玻璃、中空玻璃和真空玻璃3種。普通雙層玻璃即簡單地將兩面玻璃安置在同一扇戶上，結(jié)構(gòu)簡單但效果一般。中空玻璃是在兩層玻璃之間有效支撐均勻隔開，中間充入干空氣或惰性氣體(氬和氪)，并粘接密封的雙層玻璃。這種玻璃具有良好的隔熱防噪性能，冬季可將室內(nèi)絕大部分熱輻射能反射回室內(nèi)，夏季則可阻隔室外太陽熱輻射，且可將80dB的交通噪音降至45dB的安靜程度。0.025W/(m·K)，λ真空玻璃是將兩層玻璃之間抽成真空,用適當分布的微粒支柱做間隔，間隙層只有0.1～0.2mm的雙層玻璃。由于玻璃層間抽成真空，阻礙了導(dǎo)熱和對流傳熱以及噪聲，具有極佳的隔熱防噪性能，且其總厚度比中空玻璃小，最薄厚度只有6mm左右，節(jié)約了窗框材料，減輕了建筑物的承重，被稱為第三代門窗玻璃，但工藝要求高。2.2降低傳熱系數(shù)根據(jù)JGJ134-2001《夏熱冬冷地區(qū)居住建筑節(jié)能設(shè)計標準》，外墻系統(tǒng)的平均傳熱系數(shù)不得>1.5m式中：KA傳熱熱阻：式中：rr傳熱系數(shù)：外墻主體部位以鋼筋混凝土墻體加設(shè)膨脹聚苯板的外墻保溫系統(tǒng)為例計算。為便于比較暫不考慮黏結(jié)劑、飾面層等的熱阻。取熱導(dǎo)率λ計算結(jié)果表明加膨脹聚苯板后，傳熱系數(shù)可降低到原來的20%～30%，意味著在相同的室內(nèi)外傳熱溫差下，傳熱量(q=KΔt)降低到原來的20%～30%，充分達到了新的節(jié)能標準。屋頂部分可用同樣的方法，適當增加保溫層厚度即可。外窗以中空玻璃為例進行計算。取熱導(dǎo)率λ計算結(jié)果表明采用中空玻璃后，傳熱系數(shù)可降低到原來的15%～35%。若按外窗面積占外墻面積40%的大面積采光建筑計算，即使采用“鋼筋混凝土+膨脹聚苯板(300+30)mm”的外墻保溫系統(tǒng)和“玻璃+空氣+玻璃(4+8+4)mm”的塑鋼框中空玻璃外窗，其整個外墻系統(tǒng)的平均傳熱系數(shù)僅為1.332m3建筑保溫節(jié)