工民建工程的節(jié)能初探

馬云亮

摘要：節(jié)能、環(huán)保是工民建筑發(fā)展的必然趨勢(shì)，本文從多個(gè)角度分析了實(shí)現(xiàn)建筑節(jié)能的方法，期望促進(jìn)節(jié)能型建筑的推廣與普及。

關(guān)鍵詞：節(jié)能技術(shù)；施工技術(shù)；材料

能源問(wèn)題受到世界普遍關(guān)注，能源的過(guò)度消耗是阻礙世界經(jīng)濟(jì)發(fā)展的根本因素之一。近年來(lái)，我國(guó)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展造成能源局勢(shì)十分嚴(yán)峻，協(xié)調(diào)能源消耗與經(jīng)濟(jì)持續(xù)增長(zhǎng)的關(guān)系勢(shì)在必行。據(jù)有關(guān)資料顯示，我國(guó)95%為高耗能建筑，能源的消耗量占國(guó)內(nèi)總能源消耗量的比重十分大，同時(shí)建材生產(chǎn)、建筑采暖等造成大量CO2和煙塵污染，使我國(guó)環(huán)境惡化進(jìn)一步加劇。因此，從設(shè)計(jì)施工到使用每一環(huán)節(jié)推行節(jié)能技術(shù)是符合國(guó)情現(xiàn)狀和未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)的[1]。

一、建筑設(shè)計(jì)節(jié)能方法

1、布局節(jié)能設(shè)計(jì)

建筑的選址、平面布局、朝向以及建筑單體的排列對(duì)能耗的影響都非常大，因此設(shè)計(jì)之初應(yīng)充分考慮這些因素，不僅講美觀，還要講實(shí)用。首先，選擇合理朝向。實(shí)踐證明，建筑朝南或南偏東最好，冬季日照時(shí)間長(zhǎng)，夏季方便通風(fēng)，比東西朝向的建筑耗能低5%左右。其次，應(yīng)控制體形系數(shù)。盡量減少圍護(hù)結(jié)構(gòu)的外表面積以減少能量的散失。第三，優(yōu)化建筑單體組合。優(yōu)化建筑單體的間距、排列方式，使每一個(gè)單體都具有通風(fēng)良好、陽(yáng)光充足的特點(diǎn)。夏季建筑的自然通風(fēng)不僅減少了空調(diào)耗電量，還可以這享受健康舒適的自然風(fēng)；冬季增加了日照時(shí)間，通過(guò)太陽(yáng)輻射對(duì)房間緩慢加熱，降低了空調(diào)的負(fù)荷。

2、門窗節(jié)能設(shè)計(jì)

門窗是節(jié)能的關(guān)鍵部位，門窗面積越大熱量就散失越快，節(jié)能效果越不理想。因此，在設(shè)計(jì)門窗時(shí)不應(yīng)一味追求美觀而忽略窗墻面積比?？茖W(xué)試驗(yàn)證明，面積比為1：0.7時(shí)既可滿足夏季自然通風(fēng)，又可滿足冬季寒冷的滲透。另外，門窗傳熱系數(shù)是普通墻體的4倍，所以選用新型隔熱門窗材料非常必要。目前，大多建筑采用鋁合金門窗，隔熱效果不十分不好。門窗的選擇原則為：材料保溫隔熱性能好；易于加工成型具有良好的水密性；化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定不易老化變形[2]。

3、推廣鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

鋼結(jié)構(gòu)建筑具有自重輕、抗震性能強(qiáng)、節(jié)能環(huán)保等諸多優(yōu)點(diǎn)，是建筑業(yè)未來(lái)的發(fā)展方向。鋼結(jié)構(gòu)節(jié)能特點(diǎn)如下：其一，鋼結(jié)構(gòu)為干法施工，所有構(gòu)件全部是工廠化生產(chǎn)，不僅加快了施工速度，還避免傳統(tǒng)混凝土建筑的濕法操作和日夜施工造成的污染；其二，鋼結(jié)構(gòu)用材省，同樣建筑建材所耗能源僅為混凝土建筑的一半，CO2排放同比也低30%以上；其三，鋼結(jié)構(gòu)圍護(hù)一律采用高質(zhì)隔熱保溫墻板，保溫性能比普遍磚混墻體提升65%以上；其四，鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)十分靈活，解決了混凝土結(jié)構(gòu)美觀與節(jié)能“魚與熊掌不可兼”的矛盾狀況。

二、施工技術(shù)與材料

1、墻體保溫技術(shù)

在建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)中，外墻體所占面積最大，也是耗能最多的結(jié)構(gòu)。外墻保溫技術(shù)是降低墻體熱量散失的重要手段。外墻體保溫分為外墻內(nèi)保溫、外墻中保溫和外墻外保溫。內(nèi)保溫是早期的保溫手段，由于要在室內(nèi)施工，減少了室內(nèi)空間，目前應(yīng)用很少；中保溫是在墻體中間添加保溫材料，此法利于保護(hù)保溫材料，保溫效果佳，但施工復(fù)雜要求高，在歐美發(fā)達(dá)國(guó)家普遍應(yīng)用；外保溫是當(dāng)前最受歡迎的保溫方法，不僅保溫效果良好，還兼顧美觀。常用的外墻保溫材料有：保溫砂漿、各類聚苯板、聚氨酯板等。

2、玻璃幕墻

玻璃幕墻是人們?cè)谧非笤O(shè)計(jì)主動(dòng)性的基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)的，它既具有美觀裝飾作用，又具有良好的保溫效果。較多見(jiàn)到的是雙層中空玻璃幕墻：一種是真空玻璃幕墻，將中空玻璃抽成真空，形成真空隔熱層；另一種是熱通道玻璃幕墻，在兩層玻璃中間下端設(shè)進(jìn)風(fēng)口，上端設(shè)排風(fēng)口，空氣受熱后上升排出，從而達(dá)到隔熱的目的，此種方法設(shè)單獨(dú)的風(fēng)機(jī)效果更好。雙層玻璃幕墻比普通單層玻璃節(jié)能40%~50%。

3、門窗節(jié)能技術(shù)

門窗節(jié)能的措施主要有：①遮陽(yáng)。夏季主要因過(guò)度的輻射能使空調(diào)系統(tǒng)負(fù)擔(dān)沉重，所以最直接的辦法就是遮陽(yáng)。遮陽(yáng)方式分內(nèi)遮和外遮兩種，內(nèi)遮主要有百頁(yè)窗、卷簾等形式，安裝于室內(nèi)；外遮有遮陽(yáng)紗幕、遮掩蓬等，外遮陽(yáng)的效果較好，但隨著高層建筑的增多，限制性很大；②low-E玻璃。它是在玻璃的表現(xiàn)鍍一層金屬或非金屬氧化膜，該膜能透過(guò)可見(jiàn)光，但對(duì)紅外及遠(yuǎn)紅外有較強(qiáng)的反射作用。冬季采暖裝置輻射的紅外熱被low-E玻璃阻擋在室內(nèi)，而夏季太陽(yáng)輻射熱又被阻隔窗外[3]。③型材選用。木材隔熱性較好，但易變形、易腐蝕，門窗中的應(yīng)用越來(lái)越少，而鋁合金導(dǎo)熱系數(shù)極高不是節(jié)能型材；塑鋼門窗隔熱性好、耐腐蝕、易于加工成型，被普遍應(yīng)用，但強(qiáng)度偏低影響了它的實(shí)用性；新型注膠斷熱鋁型材既具有鋁合金的特點(diǎn)，又具有良好的隔熱性能，是今后的發(fā)展方向，目前生產(chǎn)成本較高影響了它的推廣。

三、建筑功能節(jié)能

1、照明電氣節(jié)能

①選擇合適的照明亮度。照明亮度應(yīng)遵守舒適、夠用的原則，不能一味選擇大功率、高亮度電燈，不僅浪費(fèi)電能，還損傷眼睛。②線纜輔設(shè)應(yīng)合理。鋪設(shè)應(yīng)簡(jiǎn)單、合理，盡量減少室內(nèi)導(dǎo)線的長(zhǎng)度，同時(shí)宜選用導(dǎo)電良好的銅芯線纜。③科學(xué)選用燈具。燈具是照明電氣最關(guān)鍵的部分，對(duì)于普通的居室、辦公室應(yīng)選用熒光燈，光效高、使用壽命長(zhǎng)；對(duì)于沒(méi)有顯色要求的工業(yè)場(chǎng)所可選用高壓鈉燈，光效極高、壽命更長(zhǎng)；應(yīng)限制使用白熾燈，從光效、壽命和長(zhǎng)遠(yuǎn)效益來(lái)看，白熾燈沒(méi)有任何優(yōu)勢(shì)。最后，在不經(jīng)常使用照明的樓梯間等地應(yīng)安裝聲控系統(tǒng)，以節(jié)約電能。

2、太陽(yáng)能輔助供暖

太陽(yáng)能是取之不盡，用之不竭的新能源，人們利用太陽(yáng)能提供生活洗浴、做飯熱水取得良好的效果。有資料顯示，利用高品質(zhì)的太陽(yáng)能熱水器，在北方一些地區(qū)冬季熱水可達(dá)80度，無(wú)陽(yáng)天氣可堅(jiān)持7~8天。其實(shí)，利用太陽(yáng)能取暖也有應(yīng)用，在一些綠色環(huán)保建筑中就利用太陽(yáng)能集熱實(shí)現(xiàn)冬季供暖，但由于受天氣影響較大，更體現(xiàn)在輔助性供暖減小空調(diào)負(fù)荷上[4]。

3、地源熱泵技術(shù)

地源熱是近幾年發(fā)展而來(lái)的新型能源，它同樣具有取之不盡、用之不竭的特點(diǎn)。地源熱泵就是利用地源熱進(jìn)行冬季供暖和夏季制冷的。在夏季，地下水溫度較低，利用高品位能源（電能）將室內(nèi)的熱能釋放到地下；在冬季，地下水溫相對(duì)較高，利用高品位能源（電能）將地中的熱能取出，提高溫度后供采暖和生活用水使用。地源熱泵技術(shù)的電能利用率十分高，1kw電能能夠產(chǎn)生4kw普通空調(diào)的效果[5]。目前，地源熱泵作為一項(xiàng)新能源技術(shù)在歐美國(guó)家得到普遍推廣，而中國(guó)雖然對(duì)其優(yōu)勢(shì)性有了初步了解，但受技術(shù)、傳統(tǒng)觀念的影響應(yīng)用并不多。

4、中水回用系統(tǒng)

它是對(duì)生產(chǎn)、生活產(chǎn)生的廢水進(jìn)行二次回收利用以實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的目的?；赜盟仨氝_(dá)到規(guī)定的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，才可用于市政、環(huán)境供水和生活用水等，但不可做飲用水使用。目前在我國(guó)，住宅生活廢水占建筑排水量中的份額為70%，因此將這些生活廢水經(jīng)過(guò)凈化處理成中水，便可用作城市雜用水和建筑雜用水，從而節(jié)省了等量的自來(lái)水，相當(dāng)于城市的供水量增加了。天津中新生態(tài)城就是采用了中水循環(huán)系統(tǒng)，重復(fù)利用污水處理廠流出的中水進(jìn)行沖廁所、綠化城市、清掃道路、沖洗車輛、消防等雜用，使得生態(tài)城每年節(jié)約的用水量相當(dāng)于西湖儲(chǔ)水量的3倍[6]。

目前，我國(guó)對(duì)于新型節(jié)能技術(shù)的研究取得了一定的成果，但是與歐美其他國(guó)家相比，我們還存在很大差距。作為造福子孫后代、利國(guó)利民的一件大事，建筑節(jié)能性建筑要作為一項(xiàng)政策矢志不移的堅(jiān)持下去。

參考文獻(xiàn)

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[3]馮林朝.住宅建筑節(jié)能優(yōu)化設(shè)計(jì)的探討[J].吉林建筑工程學(xué)院學(xué)報(bào),2005(6)

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[6]李守雨.國(guó)內(nèi)建筑工程中施工技術(shù)的管理模式及其發(fā)展趨勢(shì)[J].建筑經(jīng)濟(jì),2009(7)