我國(guó)建筑節(jié)能的現(xiàn)狀與發(fā)展

我國(guó)建筑節(jié)能的現(xiàn)狀與發(fā)展

今天的人類(lèi)高度文明是數(shù)十億年前人類(lèi)不斷發(fā)展的結(jié)果。我們享用著歷代祖先遺留下來(lái)的地球財(cái)富，我們有珍愛(ài)這份財(cái)富的義務(wù)，沒(méi)有濫用、破壞這份財(cái)富的權(quán)利。我們正在地球上進(jìn)行建設(shè)，也應(yīng)該是在為自己、也為子孫造福。但是，我們現(xiàn)在建造的大多是高耗能建筑，和氣候條件相近的發(fā)達(dá)國(guó)家相比我國(guó)單位建筑面積所消耗的采暖能源，是發(fā)達(dá)國(guó)家的三倍左右，也就是說(shuō)，所排放的二氧化碳也是三倍左右。由此可見(jiàn)，在人民生活水平不斷提高的條件下，使用新型環(huán)保材料，節(jié)約建筑用能，減排二氧化碳，存在著巨大的潛力。我國(guó)目前實(shí)施建筑節(jié)能的途徑主要有：積極發(fā)展能滿(mǎn)足建筑所需要的材料和設(shè)備的生產(chǎn)；生產(chǎn)和使用能耗低的輕質(zhì)、高強(qiáng)材料及建筑用塑料制品；努力改進(jìn)生產(chǎn)技術(shù)，提高管理水平，大幅度降低材料和設(shè)備生產(chǎn)的單位能耗；改進(jìn)建筑設(shè)計(jì)和施工技術(shù)、方法，制訂推動(dòng)節(jié)能的建筑法規(guī)，建立健全的促進(jìn)節(jié)能材料、設(shè)備生產(chǎn)和應(yīng)用的法規(guī)體系，為建筑節(jié)能工作的推進(jìn)提供良好的法律環(huán)境；加大投入，加強(qiáng)建材設(shè)備生產(chǎn)、建筑、施工技術(shù)及產(chǎn)品應(yīng)用技術(shù)的研究開(kāi)發(fā)。節(jié)能在建筑上的體現(xiàn)首先是采用節(jié)能材料，目前，我國(guó)常見(jiàn)的節(jié)能絕熱材料主要有巖棉、玻璃棉、聚苯乙烯泡沫塑料、水泥聚苯板、硅酸鹽復(fù)合絕熱砂漿。巖棉是以精選的玄武巖或輝綠巖為主要原料，經(jīng)高溫熔制成的無(wú)機(jī)人造纖維。巖棉制品主要品種有：巖棉板、巖棉玻璃布縫氈、巖棉鐵絲網(wǎng)縫氈、巖棉保溫條、巖棉管殼等。巖棉制品具有良好的保溫、隔熱、吸聲、耐熱、不燃等性能和良好的化學(xué)穩(wěn)定性（表1）。巖棉用于建筑外墻，有三種絕熱方式：內(nèi)絕熱、中間夾芯絕熱和外絕熱。玻璃棉是礦物棉的第二大類(lèi)產(chǎn)品，以硅砂、石灰石、螢石等礦物為主要原料，經(jīng)熔化，用火焰法、離心法或高壓載能氣體噴吹法等工藝，將熔融玻璃液制成無(wú)機(jī)纖維。玻璃棉制品具有良好的保溫、隔熱、吸聲、不燃、耐腐蝕等性能，廣泛應(yīng)用于房屋、管道、貯罐、鍋爐、飛機(jī)、船舶等有關(guān)部位的保溫、隔熱和吸聲（表2）。目前我國(guó)的玻璃棉產(chǎn)量?jī)H為美國(guó)的1/60。聚苯乙烯泡沫塑料是以聚苯乙烯樹(shù)脂為基料，加入發(fā)泡劑等輔助材料，經(jīng)加熱發(fā)泡而成的輕質(zhì)材料。它具有質(zhì)輕、導(dǎo)熱系數(shù)小、吸水率低、耐水、耐老化、耐低溫、易加工、價(jià)廉質(zhì)優(yōu)等優(yōu)點(diǎn)（表3）。自1996年以來(lái)，國(guó)內(nèi)聚苯乙烯泡沫塑料制品生產(chǎn)進(jìn)入了高速發(fā)展階段。聚苯乙烯泡沫塑料板材（如舒樂(lè)舍板、泰柏板、GRG聚苯芯材保溫板、EPS建筑模塊、彩色鋼板聚苯乙烯泡沫夾芯板）現(xiàn)已在建筑市場(chǎng)上廣泛應(yīng)用。我國(guó)在建材中已經(jīng)大量使用聚苯乙烯泡沫塑料，但EPS板材所占的比例和數(shù)量是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。以西歐為例，EPS建材占其EPS總量的67%，即1995年西歐在建材中耗用45.5萬(wàn)多噸的EPS。而我國(guó)目前EPS建材占其EPS總量的25%，即不到6萬(wàn)噸/年。水泥聚苯板是由聚苯乙烯泡沫塑料下腳料或廢聚苯乙烯泡沫塑料經(jīng)破碎而成的顆粒，加水泥、水、EC起泡劑和穩(wěn)泡劑等材料，經(jīng)攪拌、成型、養(yǎng)護(hù)而成的一種新型保溫隔熱材料，具有質(zhì)輕、導(dǎo)熱系數(shù)小、保溫隔熱性能好、有一定強(qiáng)度和韌性、耐水、難燃、施工方便、粘貼牢固、便于抹灰、價(jià)格較低等優(yōu)點(diǎn)，適用于建筑物外墻和屋頂?shù)谋馗魺釋?。硅酸鹽復(fù)合絕熱砂漿是一種新型墻體保溫材料，是以精選海泡石、硅酸鋁纖維為主原料，附以多種優(yōu)質(zhì)輕體無(wú)機(jī)礦物為填料，在數(shù)種添加劑的作用下經(jīng)細(xì)纖化、擴(kuò)散膨脹、混溶、粘接等多種工藝深度復(fù)合而成的灰白色粘稠漿狀物。此種材料顯著特點(diǎn)為：保溫隔熱性能好，施工簡(jiǎn)便（直接抹），解決了板材拼接處罩面層開(kāi)裂現(xiàn)象。節(jié)能玻璃的選用是建筑節(jié)能中需要著重考慮的部分。采用大面積玻璃門(mén)窗(幕墻)是現(xiàn)代建筑的一種潮流，從80年代以來(lái)，我國(guó)玻璃幕墻以每年幾百萬(wàn)平方米的驚人速度發(fā)展。盡管每年都有關(guān)于玻璃幕墻工程的大小事故，然而它所具有的豪華、挺拔、超群的外觀(guān)以及不同玻璃色彩所呈現(xiàn)出色彩繽紛的藝術(shù)效果，是其它外墻材料、門(mén)窗材料無(wú)法比擬的，因而吸引了許多建筑業(yè)主和建筑師，使用也越來(lái)越廣泛。玻璃材料的透光系數(shù)、太陽(yáng)直射透射率、相對(duì)得熱以及傳熱系數(shù)等指標(biāo)，對(duì)建筑的室內(nèi)熱環(huán)境和采暖空調(diào)能耗影響很大，因此，在建筑設(shè)計(jì)上如何利用玻璃材料，了解其技術(shù)特性，做到減少能耗，是建筑師和采暖空調(diào)工程師急待注意的問(wèn)題。目前采用的幾種節(jié)能玻璃材料主要有鍍膜玻璃、中空玻璃和帶薄膜型熱反射材料玻璃。一般建筑門(mén)窗占建筑能耗40%以上，因此如何正確選用這幾種材料具有重要意義。鍍膜玻璃主要有太陽(yáng)能熱反射玻璃、低輻射玻璃和多功能鍍膜玻璃。太陽(yáng)能熱反射玻璃又稱(chēng)陽(yáng)光控制玻璃。其最大特點(diǎn)是利用鍍膜能透過(guò)可見(jiàn)光而把起加熱作用的遠(yuǎn)紅外光反射到室外，同時(shí)玻璃材料吸收的太陽(yáng)熱能被鍍膜所隔離，使熱主要散發(fā)到室外一側(cè)，盡可能地減少太陽(yáng)的熱作用，使室內(nèi)熱環(huán)境得到控制，同時(shí)減少眩光和色散，降低室內(nèi)空調(diào)負(fù)荷和減少設(shè)備投資，從而達(dá)到節(jié)約空調(diào)費(fèi)用的目的。這種熱反射玻璃的隔熱反射性能通常用陽(yáng)光系數(shù)(或遮陽(yáng)系數(shù))表示，陽(yáng)光系數(shù)越低，鍍膜的性能也越好。設(shè)計(jì)人員可根據(jù)不同功能的建筑來(lái)選用不同性能的鍍膜來(lái)調(diào)節(jié)室內(nèi)光線(xiàn)和控制輻射熱。低輻射玻璃(1LE)、多功能鍍膜玻璃(1MF)又稱(chēng)保溫鍍膜玻璃，這類(lèi)材料具有最大的日光透射率和最小的反射系數(shù)，可讓80%的可見(jiàn)光進(jìn)入室內(nèi)被物體所吸收,同時(shí)又能將90%以上的室內(nèi)物體所輻射的長(zhǎng)波保留在室內(nèi)。低輻射玻璃和多功能鍍膜玻璃大大提高了能量的利用率,在寒冷地區(qū)能有選擇地傳輸太陽(yáng)能量,同時(shí)把大部分的熱輻射反射進(jìn)室內(nèi),因此,在采暖建筑中可起到保溫和節(jié)能的作用。另外,低輻射玻璃和多功能鍍膜玻璃對(duì)不同頻譜的太陽(yáng)光透過(guò)具有選擇性,它能濾掉紫外線(xiàn),避免室內(nèi)家俱、圖片、藝術(shù)品等因紫外線(xiàn)照射而褪色,還能吸收部分可見(jiàn)光,可起到防眩光的作用。中空玻璃是由2片(或3片)玻璃與空氣層組合而成。有些中空玻璃空氣間層為真空或充惰性氣體，因此具有優(yōu)良的保溫隔熱與隔聲特性，在國(guó)外建筑中大量應(yīng)用。如德國(guó)生產(chǎn)的真空中空玻璃總厚度僅6mm，傳熱系數(shù)僅為1.512W/m2·K，這樣，大大減少了室內(nèi)外通過(guò)門(mén)窗的熱交換，降低了建筑采暖空調(diào)耗能，限制了表面的冷凝現(xiàn)象，給人們的工作、生活提供了舒適的室內(nèi)環(huán)境。薄膜型熱反射材料是一種新型功能復(fù)合材料，它不僅能反射較寬頻帶的紅外線(xiàn)，還具有較高的可見(jiàn)光透射率，其光譜特性曲線(xiàn)在透明的PET、PC薄膜上形成晶態(tài)組分和界面組分的金屬膜，因而它具有高反射率、高透射率和選擇性透光特性。例如可見(jiàn)光透射率高達(dá)70%以上，而對(duì)太陽(yáng)光全光譜不同波長(zhǎng)反射率在75%以上，在3mm厚普通玻璃上貼一層隔熱膜片后，太陽(yáng)熱輻射透過(guò)減少82.5%，在建筑上有極為廣泛的應(yīng)用前景，是一種良好的節(jié)能材料。建筑的節(jié)能材料還有很多，例如淘汰實(shí)心黏土磚，用新的建筑結(jié)構(gòu)體系及相應(yīng)的新型墻體材料取而代之；淘汰舊式鋼窗，使用具有密封、隔音、節(jié)能等優(yōu)良性能的塑鋼窗；用鋁塑復(fù)合管、交聯(lián)聚乙烯管等新型環(huán)保產(chǎn)品取代鍍鋅鋼管作給水管；用硬聚乙烯塑料排水管取代沙模鑄鐵排水管；用陶瓷片密封水嘴取代螺