公共建筑節(jié)能技術(shù)應用存在的問題及對策

李 紅

(中冶南方工程技術(shù)有限公司，湖北武漢 430223)

1 概述

建筑節(jié)能具體指在建筑物的前期設計和后期使用過程中，采用相應的技術(shù)、工藝、設備、材料和產(chǎn)品，利用可再生能源，在保證室內(nèi)熱環(huán)境質(zhì)量的前提下減少能耗。

公共建筑作為收集和處理信息的主要場所之一，近年來得到了巨大的發(fā)展?，F(xiàn)代公共建筑的活動內(nèi)容決定了公共建筑能耗結(jié)構(gòu)中以電力為主的特征，在采暖和制冷中，又以價格昂貴的燃油和天然氣等為主(中央空調(diào)系統(tǒng))，因而不難理解辦公樓能耗費用成本之高。據(jù)統(tǒng)計大型公共建筑比普通住宅運行能耗高5倍～10倍，甚至更高，主要原因是很多大型建筑追求外表的華麗以及大量使用集中空調(diào)，使相應的碳排放水平很高。因此，公共建筑的節(jié)能意義重大。

財政部2011年出臺了有關(guān)公共建筑節(jié)能的相關(guān)文件《關(guān)于進一步推進公共建筑節(jié)能工作的通知》“建立健全針對公共建筑特別是大型公共建筑的節(jié)能監(jiān)管體系建設，通過能耗統(tǒng)計、能源審計及能耗動態(tài)監(jiān)測等手段，實現(xiàn)公共建筑能耗的可計量、可監(jiān)測…”，可見國家對公共建筑的節(jié)能也是非常的重視。

2 公共建筑節(jié)能現(xiàn)狀

2.1 意識薄弱

人們沒有充分認識建筑節(jié)能工作在社會中的重要性，同時對建筑節(jié)能的基本知識也缺乏深刻的了解，雖然一些企業(yè)大多有節(jié)能增效的意識，但由于認識水平、人員素質(zhì)及技術(shù)水平等問題，節(jié)能降耗工作的緊迫性不強、重視程度不夠等，很多時候節(jié)能措施形同虛設，跟不上節(jié)能降耗工作的形勢需要，加之一些地區(qū)的主管部門沒有真正樹立起科學的發(fā)展觀，只注重建筑數(shù)量和規(guī)模，放松或放棄了自身的監(jiān)督管理職能，考核體系也不健全，在運作過程中缺乏在市場經(jīng)濟條件下政府推動節(jié)能管理工作的新機制。

2.2 法規(guī)措施不完善

建筑節(jié)能涉及行業(yè)的多個部門，也涉及到自然科學和應用科學的各個領域，如設計標準、建筑材料、供水供電等。單靠一個部門都很難實施，應有相應的職能部門牽頭，加大協(xié)調(diào)力度，制定行之有效的強制各方利益主體必須積極參與節(jié)能的法律法規(guī)和行政監(jiān)管體系，并組成強有力的政府權(quán)威的綜合監(jiān)管機構(gòu)。

2.3 新技術(shù)推廣不力

近年來，我國建設規(guī)模和總量增長比較快，但科技投入沒能同步跟進，建筑的科技進步是滯后的，目前有關(guān)建筑節(jié)能的相關(guān)研究主要集中在節(jié)能技術(shù)、設備、工藝，節(jié)能效益評價，節(jié)能法律法規(guī)以及有關(guān)經(jīng)濟鼓勵措施等方面，對于節(jié)能新技術(shù)推廣方面的研究相對較弱，建筑節(jié)能的新技術(shù)、新產(chǎn)品開發(fā)力度不大，得不到及時的推廣和應用。節(jié)能降耗是降低產(chǎn)品成本，提高產(chǎn)品市場競爭能力的重要技術(shù)手段，而設備落后、技改不力、對新技術(shù)與新裝置了解不足也是客觀存在的問題。

2.4 建筑設計不符合節(jié)能要求

公共建筑能耗過大的關(guān)鍵在于這些公用建筑采用了不適當?shù)募锌照{(diào)技術(shù)，經(jīng)常出現(xiàn)“大馬拉小車”的局面，導致能源的無謂消耗。此外，一些建筑在設計方面過分追求標新立異，比如南方某辦公大樓，是由溫暖地區(qū)的國外建筑師設計，外墻面幾乎全部為玻璃幕墻，主樓像一個大玻璃柱子，冬天不保溫，人在室內(nèi)冷得發(fā)抖，夏天辦公人員在陽光的照射下熱得汗流浹背，每年僅電費就高達1 000萬元，比一般建筑高2倍～4倍，像這類建筑就要進行強制性改造。

3 公共建筑措施

3.1 外墻節(jié)能

建筑圍護結(jié)構(gòu)組成部件(屋頂、墻、門和窗)的設計對建筑能耗有根本的影響。一般增大圍護結(jié)構(gòu)的費用僅為總投資的3%～6%，而節(jié)能卻可達20%～40%。通過改善建筑物圍護結(jié)構(gòu)的熱工性能，在夏季可減少室外熱量傳入室內(nèi)，在冬季可減少室內(nèi)熱量的流失，使建筑熱環(huán)境得以改善，從而減少建筑冷、熱消耗。

作為建筑物與外界直接接觸的圍護墻體，其節(jié)能是重中之重。建筑圍護結(jié)構(gòu)的節(jié)能技術(shù)集中體現(xiàn)在對通過建筑圍護結(jié)構(gòu)的能量控制上。例如，墻體可采用巖棉、玻璃棉、聚苯乙烯塑料、聚氨酯泡沫塑料及聚乙烯塑料等新型高效保溫絕熱材料以及復合墻體，以降低外墻傳熱系數(shù)。也可以通過設計控制合適的窗墻面積比，選擇合適的窗戶結(jié)構(gòu)，通過采用遮陽技術(shù)和鍍膜技術(shù)等，來達到冬季采暖季節(jié)時，可以阻止室內(nèi)熱輻射通過透明結(jié)構(gòu)的損失，增加太陽能對室內(nèi)的滲透，在夏季空調(diào)季節(jié)時，可以阻止室外熱量向室內(nèi)滲透，減少室內(nèi)冷氣的損失。

例如，某南方高層辦公大樓，樓長為46.7 m，寬為15.6 m，總高77.5 m，地上24層，地下1層剪力墻結(jié)構(gòu)，地下1層為人防，－1.5 m～±0.00 m設一層夾層，1層～24層為辦公、商業(yè)。該工程外墻保溫體系采用粘釘結(jié)合的方式固定擠塑板，不僅能承受高層建筑上部的高風壓，還使建筑物低層可選用重量小于0.35 kN/m2的飾面材料如面磚等，充分滿足業(yè)主的需求(見圖1)。該外墻保溫體系施工工序流程:施工準備→技術(shù)安全交底→準備材料、設備→擠塑板施工→養(yǎng)護→驗收竣工。采用保溫復合墻體后，原來既可作為承重又可作為保溫用的墻體可以減薄，但如果用內(nèi)保溫，則冷橋的問題就趨于嚴重，而冷橋會導致潮濕、結(jié)露、淌水和發(fā)霉，外保溫則不存在這個問題，在同樣的保溫水平(如用50 mm泡沫聚苯乙烯板)條件下，外保溫要比內(nèi)保溫的熱損失可減少約1/5，從而節(jié)約了熱能;由于保溫層的敷設具有連續(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，而且擠塑板的導熱系數(shù)較小，只有0.041 W/(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，在冬季比較寒冷的地區(qū)，居住建筑的節(jié)能效果可以達到50%，該外墻保溫體系不占用室內(nèi)空間，保溫效果明顯，取得了良好的效果，受到業(yè)主的好評。

圖1 外墻保溫體系示意圖

3.2 門窗節(jié)能

門窗是圍護結(jié)構(gòu)保溫的薄弱環(huán)節(jié)，從對建筑能耗組成的分析中，人們發(fā)現(xiàn)通過房屋外窗所損失的能量是十分嚴重的，是影響建筑熱環(huán)境和造成能耗過高的主要原因。作為外墻的附屬物之一的門窗，其節(jié)能也不能忽視，門窗節(jié)能的關(guān)鍵是在滿足其使用功能的前提下，具有較高的保溫性和隔熱性能。

傳統(tǒng)建筑中，通過窗的傳熱量占建筑總能耗20%以上;節(jié)能建筑中，墻體采用保溫材料熱阻增大以后，窗的熱損失占建筑總能耗的比例更大。導致門窗能量損失的原因是門窗與周圍環(huán)境進行的熱交換，其過程包括:通過玻璃進入建筑的太陽輻射的熱量;通過玻璃的傳熱損失;通過窗格與窗框的熱損失;窗洞口熱橋造成的熱損失;縫隙冷風滲透造成的熱損失。

門窗節(jié)能最重要的是解決好門窗型材斷熱問題和選配熱阻值小的玻璃問題，使門窗具有高強度、高氣密性、高水密性、高精度性、優(yōu)異的隔熱、隔音性能。只要從門窗的設計、加工、安裝等各個細微環(huán)節(jié)上下工夫，就完全可以設計、制造出適應保溫節(jié)能要求的門窗。

比如從窗型上來考慮，推拉窗的節(jié)能效果差，而平開窗和固定窗的節(jié)能效果優(yōu)越。推拉窗在窗框下滑軌來回滑動，上部有較大的空間，下部有滑輪間的空隙，窗扇上下形成明顯的對流交換，熱冷空氣的對流形成較大的熱損失，此時，不論采用何種隔熱型材作窗框都達不到節(jié)能效果。

在門窗框型材上，新材料出現(xiàn)后如果沒有相應的結(jié)構(gòu)配合，則它發(fā)揮的作用也就有局限性。同樣的材料采用的結(jié)構(gòu)不同，在性能上相差是很大的，如框采用多腔隔熱條、密封采用多道密封和玻璃、附件配套，使K值大幅度降低。平開窗的窗扇和窗框間一般有橡膠密封壓條，在窗扇關(guān)閉后，密封橡膠壓條壓得很緊，幾乎沒有空隙，很難形成對流，熱量流失主要是玻璃、窗扇和窗框型材本身的熱傳導、輻射散熱和窗扇與窗框接觸位置的空氣滲漏，以及窗框與墻體之間的空氣滲漏等。

3.3 重視規(guī)劃設計

規(guī)劃設計是重中之重。主要節(jié)能技術(shù)在建筑的應用領域主要有以下幾個方面:地塊選擇、規(guī)劃布局、建筑群朝向、日照、形體系數(shù)、自然通風、立面設計、屋面空氣層、窗墻比、遮陽、生態(tài)鋪地、綠色水體、風向處理及整體綠化。例如在建筑間距、建筑朝向、建筑密度、建筑布局、建筑體型上確保房屋具有良好的通風和采光，通過加強周圍綠化來解決房屋的熱環(huán)境問題，等等。例如建筑基地應選在向陽的地段上，為爭取日照創(chuàng)造先決條件，而不宜選擇在山谷、洼地及凹地等處，因為冬季冷氣流易在凹地里形成對建筑物的“霜洞”效應，位于凹地的建筑所消耗的能量，就會相應地增加。

3.4 增加遮陽設施

建筑節(jié)能是一項綜合工程，而外遮陽是實現(xiàn)建筑節(jié)能的最有效方法之一。外遮陽能通過阻擋陽光直射輻射和漫輻射，控制熱量進入室內(nèi)，降低室溫、改善室內(nèi)熱環(huán)境，使空調(diào)高峰負荷大大降低。建筑的遮陽可以分為兩個部分，一部分是對建筑外墻、屋頂?shù)恼陉?，另一部分是對窗戶的遮陽。窗戶是連接室內(nèi)外的一種橋梁，不光是視覺上的，采光、通風換氣也主要通過窗戶來進行，當夏日來臨，尤其是大面積的玻璃窗戶，不得不面臨著窗戶遮陽的問題，現(xiàn)在國內(nèi)的普通大眾對于窗戶遮陽的認知度比較低，大都是安裝個布藝窗簾就完事，其實不然，窗戶隔熱遮陽對于室內(nèi)節(jié)能降耗要起到非常大的作用，尤其是室外遮陽，比如在窗戶外安裝歐式卷簾窗，具有非常好的隔熱保溫性能，又能防盜，還不影響室內(nèi)的裝飾效果，而且在外面看也是十分的美觀。

在室內(nèi)窗戶遮陽方面，也不只是布藝窗簾，像卷簾和百葉簾也是很適合室內(nèi)窗戶遮陽的，當然目前對于住宅國內(nèi)人們還是比較認可布藝窗簾，當然選擇面料厚重、遮光性強的面料也會加強遮陽隔熱的功能。

目前國內(nèi)住宅門窗設計和生產(chǎn)也存在許多誤區(qū)，住宅門窗可開啟的窗扇偏少，開啟方向和開啟方式不因地制宜，固定窗太多，如何利用城市夏季主導風向加強室內(nèi)自然通風，少開空調(diào)，達到節(jié)能目的等的建筑設計還待改進。

4 結(jié)語

目前，我國建筑節(jié)能在跨越式大發(fā)展的轉(zhuǎn)折年代，面對著資源枯竭、環(huán)境惡化、生態(tài)破壞、氣候變暖等一系列嚴峻問題。隨著經(jīng)濟和科技、文化的發(fā)展，在未來一段時間內(nèi)，建筑能耗絕對值將有所上升，建筑室內(nèi)環(huán)境標準也將提高;節(jié)能的關(guān)鍵在于能源使用效率的提高，最終的目標是實現(xiàn)室內(nèi)人工環(huán)境與自然環(huán)境的和諧統(tǒng)一，因此降低建筑能耗對建立節(jié)約型社會具有重要意義。

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［3］張漢俊.建筑節(jié)能與墻體改革［J］.郵電設計技術(shù)，2000(2)：57-58.