淺談建筑節(jié)能技術(shù)

李會(huì)軍 李歌 河南省漯河市醫(yī)學(xué)高等?？茖W(xué)校

淺談建筑節(jié)能技術(shù)

李會(huì)軍 李歌 河南省漯河市醫(yī)學(xué)高等專科學(xué)校

1.我國(guó)建筑節(jié)能現(xiàn)狀

節(jié)能是我國(guó)的國(guó)策，建筑節(jié)能是節(jié)能中的重中之重，應(yīng)該列為我國(guó)建設(shè)工作中的重要位置。建筑能耗在我國(guó)整個(gè)能耗中的地位也越來(lái)越重要。1996年中國(guó)建筑年消耗3.3億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，占能源消耗總量的24%，到2001年已達(dá)到3.76億噸，占總量消耗的27.6%，年增長(zhǎng)比例千分之五；隨著建筑業(yè)的高速發(fā)展和人民生活質(zhì)量的改善，建筑能耗占全社會(huì)總能耗的比例還會(huì)繼續(xù)增長(zhǎng)。據(jù)有關(guān)數(shù)據(jù)顯示，我國(guó)當(dāng)前的房屋建設(shè)規(guī)模堪稱世界第一。目前全國(guó)房屋數(shù)量有400億平方米左右，房屋建筑規(guī)?？磥?lái)已超過(guò)所有發(fā)達(dá)國(guó)家，僅去年一年房屋竣工面積是19.7億平方米，這幾年差不多都是接近這個(gè)數(shù)字。而據(jù)預(yù)測(cè)，到2010年，我國(guó)房屋總建筑面積將達(dá)到519億平方米，其中城市171億平方米。然而，截止到去年，我國(guó)節(jié)能建筑的總面積還只有2.3億平方米，在每年近20億平方米的竣工面積當(dāng)中，只有五六千萬(wàn)平方米是節(jié)能建筑，只占3%左右，也就是說(shuō)有97%屬于高耗能建筑。

2004年11月25日，經(jīng)國(guó)務(wù)院同意，國(guó)家發(fā)展和改革委員會(huì)發(fā)布了我國(guó)第一個(gè)《節(jié)能中長(zhǎng)期專項(xiàng)規(guī)劃》。規(guī)定中指出，“十一五”期間，中國(guó)新建建筑要嚴(yán)格實(shí)施節(jié)能50%的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。其中，北京、天津等少數(shù)大城市率先實(shí)施節(jié)能65%的標(biāo)準(zhǔn)。發(fā)改委環(huán)境和資源綜合利用司司長(zhǎng)趙家榮當(dāng)日在新聞發(fā)布會(huì)上說(shuō)，我國(guó)將全面展開(kāi)供熱體制改革，在各大中城市普遍推行居住及公共建筑集中采暖按熱表計(jì)量收費(fèi)，在小城市試點(diǎn)。鼓勵(lì)采用蓄冷、蓄熱空調(diào)、節(jié)能門窗，加快太陽(yáng)能、地?zé)岬瓤稍偕茉丛诮ㄖ锏睦?。雖然我國(guó)已經(jīng)陸續(xù)頒布了全國(guó)各氣候區(qū)建筑節(jié)能50%的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，但全國(guó)城市每年新增建筑中達(dá)到節(jié)能建筑設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的不到5%。我國(guó)目前單位建筑面積采暖能耗相當(dāng)于氣候條件相近的發(fā)達(dá)國(guó)家的2～3倍。趙家榮說(shuō)，由于集中供熱比分散小鍋爐供熱效率提高50%，到2010年，中國(guó)城市集中供暖普及率爭(zhēng)取由2002年的27%提高到40%。

2.建筑節(jié)能技術(shù)

建筑能耗即建筑使用能耗，包括采暖、空調(diào)、熱水供應(yīng)、炊事、家用電器等方面的能耗。其中，以建筑采暖和空調(diào)能耗為主，占建筑總能耗的50%～70%。所以，隨著人們生活水平的不斷提高、城鎮(zhèn)化進(jìn)程的加快以及住房體制改革的深化，我國(guó)的建筑能耗必將進(jìn)一步增加。建筑能耗在我國(guó)增長(zhǎng)空間很大，是我國(guó)今后能源消耗的一個(gè)主要增長(zhǎng)點(diǎn)。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的不斷增長(zhǎng)，人們對(duì)建筑室內(nèi)環(huán)境舒適程度要求的不斷提高，我國(guó)建筑節(jié)能究竟如何辦呢？但建筑節(jié)能不能以犧牲人的舒適和健康為代價(jià)，否則節(jié)能便失去了意義。所謂的建筑節(jié)能是指在建筑中提高能源利用效率，用有限的資源和最小的能源消費(fèi)代價(jià)取得最大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效應(yīng)。因此，建筑節(jié)能是貫徹可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略、實(shí)現(xiàn)國(guó)家節(jié)能規(guī)劃目標(biāo)、減排溫室氣體的重要措施，符合全球發(fā)展趨勢(shì)。其解決途徑只有兩種：一方面通過(guò)開(kāi)發(fā)利用可再生能源及節(jié)能建材等途徑降低建筑能耗的需求；另一方面要提高能耗系統(tǒng)的效率，從而降低終端能源使用量。

建筑節(jié)能包含兩部分內(nèi)容，一部分是加強(qiáng)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫隔熱能力，另一部分就是從供暖、供冷的熱源、輸送渠道及實(shí)現(xiàn)方式來(lái)節(jié)約能源。一般的房子里，30%的熱量從窗戶跑掉了。如果選用雙層玻璃，中間再充上惰性氣體，就可在一定程度上阻斷熱量散發(fā)。35%熱量從墻體散發(fā)，如采用隔熱材料，增加保溫層，節(jié)能效果就很明顯。智能化建筑首先要達(dá)到節(jié)能的標(biāo)準(zhǔn)和良好的居住舒適度，其次才是家具的智能化和安全保衛(wèi)的智能化。實(shí)際上，智能化建筑不一定就是豪華的，但它必須是低能耗的。美國(guó)有些智能化建筑造價(jià)比普通建筑還低15%，因?yàn)樗鼈冏非蠛侠淼慕Y(jié)構(gòu)，講究實(shí)用功能和外觀的簡(jiǎn)潔，利用了可回收材料，而不追求豪華裝飾。還可以充分利用地?zé)岜眉夹g(shù)，如冰島等國(guó)家，建筑房子時(shí)先在地上打兩個(gè)洞，通過(guò)電泵將地下水循環(huán)起來(lái)，為整座房子供熱。惟一耗能的就是電泵。我市就有一個(gè)小區(qū)采用地溫采暖、制冷，效果還比較好。

目前我國(guó)的建筑節(jié)能主要是圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫隔熱，所以我只介紹一下圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫隔熱技術(shù)。建筑物圍護(hù)結(jié)構(gòu)的能量損失主要來(lái)自三部分：①外墻；②門窗；③屋頂。這三部分的節(jié)能技術(shù)是各國(guó)建筑界都非常關(guān)注的。主要發(fā)展方向是，開(kāi)發(fā)高效、經(jīng)濟(jì)的保溫、隔熱材料和切實(shí)可行的構(gòu)造技術(shù)，以提高圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫、隔熱性能和密閉性能。

2.1 外墻節(jié)能技術(shù)（外墻保溫技術(shù)）

20世紀(jì)90年代初，外墻保溫技術(shù)開(kāi)始在我國(guó)推廣使用并表現(xiàn)出良好的保溫和節(jié)能效果。其主要方法是在建筑物基層墻體的外側(cè)設(shè)置保溫層（一般為厚度60mm的聚苯泡沫板）,在保溫層外面做裝飾層?；鶎訅w和聚苯板之間用專用黏結(jié)劑連接，聚苯板用尼龍錨栓固定，然后在保溫層外抹聚合物水泥砂漿保護(hù)層，并壓入耐堿涂塑玻纖網(wǎng)格布，最外層用抗裂膩?zhàn)雍屯苛险移胶脱b飾。

根據(jù)對(duì)外墻保溫技術(shù)實(shí)際使用效果進(jìn)行測(cè)試，發(fā)現(xiàn)該技術(shù)具有如下優(yōu)點(diǎn)：

（1）節(jié)能效果明顯。由于保溫層的敷設(shè)具有連續(xù)性，可以避免傳統(tǒng)墻體結(jié)構(gòu)所產(chǎn)生的熱橋現(xiàn)象，而且聚苯板的導(dǎo)熱系數(shù)較小，只有0.041W/(m.k)，能夠有效地減少室內(nèi)的熱損失和冷損失。采取該保溫措施后，在冬季比較寒冷的東北地區(qū)，居住建筑的節(jié)能效果可以達(dá)到50%，在北京地區(qū)則能達(dá)到65%［3,4］；

（2）可以減薄墻體厚度和減輕墻體的重量，從而增大房屋的使用面積。采用外墻保溫技術(shù)后，在滿足節(jié)能要求的前提下，可以使普通磚墻的厚度從490mm減薄為320mm，從而增加使用面積2%～4%，同時(shí)也節(jié)約了土地等資源的消耗；

（3）能夠增加室內(nèi)環(huán)境的舒適度，并能延長(zhǎng)建筑物的使用壽命。由于采取了外保溫技術(shù)，使得墻體的蓄熱功能增大，當(dāng)室外溫度發(fā)生變化時(shí)，復(fù)合墻體的蓄熱可以緩沖室內(nèi)溫度的變化，使人感到相對(duì)舒適；而且由于基層墻體的溫度變化變得比較平緩，產(chǎn)生的熱應(yīng)力也大大減少，使得基層墻體產(chǎn)生裂縫和變形的可能性降低，因此能夠延長(zhǎng)建筑物的使用壽命；

（4）施工工藝簡(jiǎn)單，使用范圍廣泛。該技術(shù)既適用于多層建筑，又適用于高層建筑；既能滿足新建筑物的節(jié)能要求，也能滿足舊建筑的墻體改造；通過(guò)采取一定的技術(shù)措施和工藝，還能滿足建筑立面設(shè)計(jì)的裝飾要求。

2.2 門窗節(jié)能技術(shù)

門窗具有采光、通風(fēng)和圍護(hù)的作用，還在建筑藝術(shù)處理上起著很重要的作用。然而門窗又是最容易造成能量損失的部分。為了增大采光通風(fēng)面積或表現(xiàn)現(xiàn)代建筑的性格特征，建筑物的門窗面積越來(lái)越大，更有全玻璃的幕墻建筑。這就對(duì)外維護(hù)結(jié)構(gòu)的節(jié)能提出了更高的要求。目前，對(duì)門窗的節(jié)能處理主要是改善材料的保溫隔熱性能和提高門窗的密閉性能。從門窗材料來(lái)看，近些年出現(xiàn)了鋁合金斷熱型材、鋁木復(fù)合型材、鋼塑整體擠出型材、塑木復(fù)合型材以及UPVC塑料型材等一些技術(shù)含量較高的節(jié)能產(chǎn)品。其中使用較廣的是UPVC塑料型材，它所使用的原料是高分子材料——硬質(zhì)聚氯乙烯。它不僅生產(chǎn)過(guò)程中能耗少、無(wú)污染，而且材料導(dǎo)熱系數(shù)小，多腔體結(jié)構(gòu)密封性好，因而保溫隔熱性能好。UPVC塑料門窗在歐洲各國(guó)已經(jīng)采用多年，在德國(guó)塑料門窗已經(jīng)占了50%。我國(guó)20世紀(jì)90年代以后塑料門窗用量不斷增大，正逐漸取代鋼、鋁合金等能耗大的材料。為了解決大面積玻璃造成能量損失過(guò)大的問(wèn)題，人們運(yùn)用了高新技術(shù)，將普通玻璃加工成中空玻璃、鍍膜玻璃（包括反射玻璃、吸熱玻璃）、高強(qiáng)度LOW2E防火玻璃（高強(qiáng)度低輻射鍍膜防火玻璃）、采用磁控真空濺射方法鍍制含金屬銀層的玻璃以及最特別的智能玻璃。智能玻璃能感知外界光的變化并做出反應(yīng)，它有兩類，一類是光致變色玻璃，在光照射時(shí)，玻璃會(huì)感光變暗，光線不易透過(guò)；停止光照射時(shí)，玻璃復(fù)明，光線可以透過(guò)。在太陽(yáng)光強(qiáng)烈時(shí)，可以阻隔太陽(yáng)輻射熱；天陰時(shí)，玻璃變亮，太陽(yáng)光又能進(jìn)入室內(nèi)。另一類是電致變色玻璃，在兩片玻璃上鍍有導(dǎo)電膜及變色物質(zhì)，通過(guò)調(diào)節(jié)電壓，促使變色物質(zhì)變色，調(diào)整射入的太陽(yáng)光（但因其生產(chǎn)成本高，現(xiàn)在還不能實(shí)際使用），這些玻璃都有很好的節(jié)能效果。

2.3 屋頂節(jié)能技術(shù)

屋頂?shù)谋?、隔熱是圍護(hù)結(jié)構(gòu)節(jié)能的重點(diǎn)之一。在寒冷的地區(qū)屋頂設(shè)保溫層，以阻止室內(nèi)熱量散失；在炎熱的地區(qū)屋頂設(shè)置隔熱降溫層以阻止太陽(yáng)的輻射熱傳至室內(nèi)；而在冬冷夏熱地區(qū)（黃河至長(zhǎng)江流域），建筑節(jié)能則要冬、夏兼顧。保溫常用的技術(shù)措施是在屋頂防水層下設(shè)置導(dǎo)熱系數(shù)小的輕質(zhì)材料用作保溫，如膨脹珍珠巖、玻璃棉等（此為正鋪法）；也可在屋面防水層以上設(shè)置聚苯乙烯泡沫（此為倒鋪法）。在英國(guó)有另外一種保溫層做法是，采用回收廢紙制成紙纖維，這種紙纖維生產(chǎn)能耗極小，保溫性能優(yōu)良，紙纖維經(jīng)過(guò)繃砂阻燃處理，也能防火。施工時(shí)，先將屋頂?shù)尼攲訆A層，再將紙纖維噴吹入內(nèi)，形成保溫層。屋頂隔熱降溫的方法有:架空通風(fēng)、屋頂蓄水或定時(shí)噴水、屋頂綠化等。以上做法都能不同程度地滿足屋頂節(jié)能的要求，但目前最受推崇的是利用智能技術(shù)、生態(tài)技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)建筑節(jié)能的愿望，如太陽(yáng)能集熱屋頂和可控制的通風(fēng)屋頂?shù)取?/p>

3.結(jié)論

目前，我國(guó)建筑用能浪費(fèi)極其嚴(yán)重，而且建筑能耗增長(zhǎng)的速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)我國(guó)能源生產(chǎn)可能增長(zhǎng)的速度，如果聽(tīng)任這種高耗能建筑持續(xù)發(fā)展下去，國(guó)家的能源生產(chǎn)勢(shì)必難以長(zhǎng)期支撐此種浪費(fèi)型需要，從而被迫組織大規(guī)模的舊房節(jié)能改造，這將要耗費(fèi)更多的人力物力。在建筑中積極提高能源使用效率，就能夠大大緩解國(guó)家能源緊缺狀況，促進(jìn)我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展。

10.3969/j.issn.1001-8972.2010.13.032