公共建筑節(jié)能技術(shù)的研究與工程應(yīng)用

郭衛(wèi)彤

（河北建筑工程學(xué)院，河北 張家口075000）

0 引 言

我國每年新增建筑約20億，而且現(xiàn)存的建筑絕大多數(shù)是高耗能建筑.從目前情況看，建筑使用中對環(huán)境的影響遠(yuǎn)大于其建造過程或建筑物本身對環(huán)境的影響，我國單位建筑面積能耗遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了其他同等氣候條件的國家.根據(jù)科學(xué)推算，中國原有的可采煤炭資源量，不會超過一千億噸.現(xiàn)已開采過半，2013年，我國能源消費(fèi)37.6億噸標(biāo)煤，每年開采近四十億噸煤，絕不可持續(xù).再有十幾年，本國煤炭資源消耗殆盡.一旦世界石油資源枯竭，本國煤炭資源也告罄，沒有了能源供給，中國十幾億人口，何以生存？這是一場空前的生存災(zāi)難.為解決這一問題，在建筑行業(yè)里，我們國家提出并推動發(fā)展了綠色建筑這樣的一個思路，今年中央政府的目標(biāo)是要加大降耗力度，確定能源消耗強(qiáng)度要下降3.9%，而2013年實際完成是下降3.7%，這意味著要減少2.2億噸煤炭消耗.在能源形勢緊張的背景下，由于低能耗建筑能節(jié)約大量的能源，低能耗建筑得到快速發(fā)展.近年來，我國也逐步推廣低能耗建筑，我國節(jié)能建筑行業(yè)也得到一定程度的發(fā)展.但是在目前的情況下來看，我國節(jié)能建筑還存在一定的問題.

1 我國節(jié)能建筑中存在的問題

1.節(jié)能建筑所占比例太小，建筑能耗過大：我國目前有430億平方米的既有建筑，既有建筑的比重占所有建筑的90%以上，其中97%為高能耗建筑.特別是近十年來隨著我國大力加強(qiáng)城鎮(zhèn)化建設(shè)，新建了大量城市建筑，建筑能耗在國家總能耗中所占比重逐步攀升，開發(fā)商只顧及眼前利益，沒有長遠(yuǎn)目光，使得建成的大部分建筑都是高能耗建筑，從當(dāng)前的發(fā)展態(tài)勢可以看出，建筑行業(yè)在未來的一段時間內(nèi)仍將是我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的支柱性產(chǎn)業(yè).同樣，建筑業(yè)也是能源消耗的大戶，在社會資源消耗中占據(jù)了較大的比重，建筑能耗大是我國建筑行業(yè)必須解決的問題.

2.節(jié)能建筑從設(shè)計上考慮欠缺：節(jié)能建筑設(shè)計是一項系統(tǒng)工程，綠色節(jié)能建筑強(qiáng)調(diào)采用“整體系統(tǒng)”的設(shè)計方法，即從建筑選址、建筑形態(tài)、保溫隔熱、窗戶節(jié)能、系統(tǒng)節(jié)能與控制等方面去整體考慮建筑的設(shè)計方案.節(jié)能建筑可以降低住戶的運(yùn)行成本，降低碳排放.節(jié)能建筑的設(shè)計要使用戶更愿意選擇自然通風(fēng)和天然采光的節(jié)能方式，創(chuàng)造良好的建筑內(nèi)環(huán)境，從而提高建筑內(nèi)人群的工作效率.但是由于我國節(jié)能建筑起步較晚，節(jié)能觀念不夠成熟，使得建筑在設(shè)計時，忽視了整體系統(tǒng)的因素對建筑節(jié)能效果的影響，使建筑的節(jié)能不能達(dá)到標(biāo)準(zhǔn).

3.不能充分開發(fā)利用新能源：新能源作為一種清潔，高效的能源，應(yīng)該大力地應(yīng)用到建筑設(shè)計.為了實現(xiàn)高效開發(fā)和利用新能源，最重要的是使用有效的綜合開發(fā)利用，通過科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，建筑構(gòu)件和能源設(shè)備的不斷開發(fā)運(yùn)用到建筑設(shè)計中.建筑節(jié)能也使得我們可以更好地實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展.數(shù)據(jù)顯示，中國的建筑總能耗逐年增加，作為基于煤炭為主要能源的國家，根據(jù)中國大部分地區(qū)的氣候條件呈現(xiàn)的特點(diǎn)，夏季炎熱的和冬季寒冷，使得我國的建筑的能源消耗非常大.巨大的煤炭能源消耗導(dǎo)致大量的有害物質(zhì)排放，造成嚴(yán)重的環(huán)境污染和破壞.據(jù)統(tǒng)計，2000年中國的排放二氧化硫1995萬噸，是世界上二氧化硫排放量最多的國家，其中90%是由煤燃燒排放的，由于的排放污染物，造成57%的城市顆粒物超過國家標(biāo)準(zhǔn)，48個城市的二氧化硫濃度超過國家二級排放標(biāo)準(zhǔn).各種數(shù)據(jù)表明，在我國建筑節(jié)能技術(shù)和新能源推廣使用已經(jīng)是迫在眉睫.

2 房屋建筑節(jié)能技術(shù)研究

1.建筑外墻、屋頂節(jié)能技術(shù)：在建筑外墻施工過程中，首先要使用節(jié)能環(huán)保材料，目前用得比較多的是新型復(fù)合墻體材料，利用技能材料減少建筑能源消耗，提升建筑節(jié)能效果；外墻保溫技術(shù)既可用于新建的樓體工程，也適用于舊樓體的保溫改造.外保溫技術(shù)優(yōu)勢明顯，技術(shù)科學(xué)合理而且保溫效果好.它能夠非常有效的減少墻體的熱橋，既能夠保護(hù)建筑墻體的結(jié)構(gòu)，也能夠延長建筑的使用壽命，同時也能夠提高居住的舒適程度.另外還可以在屋頂進(jìn)行綠化設(shè)計，在屋頂種植植物，修建蓄水池等等，都有一定的節(jié)能效果.例如：英國伯丁頓小區(qū)建筑外墻厚度達(dá)70厘米，由兩層厚磚砌成，中間還有一層保溫層，保溫層厚度10～15厘米.窗戶均采用三層玻璃，以防止熱量流失.屋頂還設(shè)有花園，保證室內(nèi)四季如春.該項目研發(fā)的對環(huán)境無害的零碳排放設(shè)計，可持續(xù)發(fā)展社區(qū)的建造方式，零能耗的標(biāo)準(zhǔn)的人性化設(shè)計方法，增加了房屋的舒適性.此外，該零能耗建筑以就地取材、建筑產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化以及對環(huán)境低影響的綠色生活方式等特點(diǎn)大力宣傳推廣零能耗建筑開發(fā).

2.建筑門窗的設(shè)計：門窗作為建筑與外界連通的主要部分，承擔(dān)了采光、通風(fēng)等多項任務(wù).門窗是在建筑設(shè)計中應(yīng)當(dāng)關(guān)注的重點(diǎn)部位.因為只有改善了門窗的保溫性能，才能滿足有效的采光、通風(fēng)與保溫之間的關(guān)系.通過門窗散發(fā)到外界的熱量大約占到整個建筑耗能的四分之一.在冬季，通過門窗散發(fā)的熱量需要使用供熱來增加室內(nèi)溫度，而夏季通過門窗傳入室內(nèi)的溫度又需要制冷系統(tǒng)的開動.這就需要在建筑門窗上使用新的材料，來減少這些能量損失與消耗.門窗可以采用新式玻璃，例如吸熱玻璃、真空玻璃、泡沫玻璃等等.低輻射鍍膜玻璃當(dāng)前在建筑行業(yè)中得到了較為普遍的應(yīng)用，其鍍膜層可以實現(xiàn)對光照中遠(yuǎn)紅外線較高的反射.鍍膜玻璃的使用不僅僅可以有效的防止夏季向室內(nèi)傳遞過多熱量的問題，也可以有效的防止室內(nèi)熱量通過玻璃的損失.同時在建筑的門窗部位要設(shè)置遮陽設(shè)施，如陽臺、挑檐、遮陽板等，以避免陽光直射，特別是西曬的陽光很強(qiáng)烈更應(yīng)該在設(shè)計時就考慮遮陽設(shè)施.

3.節(jié)能換氣系統(tǒng)：在我國北方采暖地區(qū)，除了圍護(hù)結(jié)構(gòu)的散熱損失以外，人為的換氣通風(fēng)造成的損失難以估計.對于中央空調(diào)系統(tǒng)，通風(fēng)換氣系統(tǒng)對于節(jié)能和人體健康非常重要.例如：英國的公共建筑的節(jié)能采用的換氣系統(tǒng)是將進(jìn)氣和排氣從一個管道走，進(jìn)入的空氣和室內(nèi)熱／冷空氣進(jìn)行隔離式的換熱，熱能利用可達(dá)70%.當(dāng)然這個換氣“煙囪”的設(shè)計也非常別致，進(jìn)氣口一定是對著風(fēng)向，出氣口一定是背著風(fēng)向，全靠可轉(zhuǎn)動的導(dǎo)向板來調(diào)節(jié)位置.

4.開發(fā)利用新能源，減少建筑能耗：在目前的新能源中，能夠較好的利用的有太陽能、風(fēng)能、地?zé)崮?，其中太陽能技術(shù)相對更加成熟也更容易推廣.在公共建筑中太陽能的利用有很大的優(yōu)勢，例如河北建工學(xué)院新校區(qū)建設(shè)有大草坪，在草坪四周是能起到美化作用的路燈，同時也是校園夜晚的點(diǎn)綴，這些路燈完全可以安裝利用太陽能轉(zhuǎn)化成電能的路燈，這么大面積的照明電能的消耗是很大的，如果能充分利用太陽能這將減少電能的消耗.同時為了鼓勵大家買電動力汽車和生物質(zhì)能汽車，在學(xué)校的每個停車場都應(yīng)配有電動力汽車充電器，當(dāng)然電力來源于太陽能發(fā)電.再比如，現(xiàn)在各城市都建有小公園供市民休閑、娛樂，這本是一件利國利民的好事，苦于非盈利場所，所以這里有廁所沒水沒電、沒路燈，這樣的城市建設(shè)大打折扣，政府應(yīng)該想辦法籌措資金，投資安裝雨水收集設(shè)備，建設(shè)大的儲水池，雨水在進(jìn)入儲水池之前，要經(jīng)過自動凈化過濾器的過濾，可以用這種簡單過濾的雨水，直接清洗衛(wèi)浴、灌溉樹木以及公園綠植等等，這些都能降低房屋建筑的能耗.

5.借鑒法國房屋質(zhì)量保險制度：法國房屋所有人必須投保，保險公司負(fù)責(zé)對建筑的質(zhì)量、性能進(jìn)行評價并提供擔(dān)保.但是如果實施保險制度，那么保險商就會比任何人都關(guān)注房屋的工程建設(shè)質(zhì)量，從設(shè)計到建造到交付使用全過程實施監(jiān)督，并對承保風(fēng)險進(jìn)行分析.一旦發(fā)生質(zhì)量問題，建筑開發(fā)商面對的不是房屋所有人個體，而是承擔(dān)經(jīng)濟(jì)責(zé)任的保險公司.由于房屋購買人面對的是有商業(yè)信譽(yù)的保險公司，保險公司愿意擔(dān)保本身就是一種信用.房屋質(zhì)量問題經(jīng)確認(rèn)后，保險公司必須賠償消費(fèi)者.開發(fā)商作為投保者不僅要賠償保險公司，而且會損失信譽(yù).由于風(fēng)險所在，保險公司會希望對施工質(zhì)量、材料性能都有嚴(yán)格的規(guī)定和評價.另一方面，保險制度與建材產(chǎn)品的認(rèn)證制度是相互支撐的，如果建材產(chǎn)品沒有質(zhì)檢合格報告，保險公司可能不會受理保險，因此該建材產(chǎn)品也無法進(jìn)入該項工程.這種市場約束機(jī)制在很大程度上鼓勵設(shè)計者采用先進(jìn)成熟技術(shù)和材料，減少偷工減料、以次充好、不負(fù)責(zé)任等不良行為.

3 總 結(jié)

在能源日益緊張的環(huán)境下，建筑節(jié)能是我國建筑行業(yè)發(fā)展的必然趨勢.同時，全新的節(jié)能建筑、節(jié)能理念能給我們國家?guī)碇T多的利益，首先節(jié)能建筑避免了建筑使用過程中給環(huán)境帶來的污染，使大家可以享受到碧水藍(lán)天，回歸更清新、自然的生態(tài)環(huán)境；第二，在節(jié)能建筑設(shè)計和建設(shè)的過程中，要注意提高節(jié)能建筑的設(shè)計水平，采用新的節(jié)能技術(shù)，使用新型節(jié)能材料，加大對新型節(jié)能材料的研發(fā)，更進(jìn)一步促使我國設(shè)計出適合本國的新型節(jié)能材料，對全球的環(huán)境保護(hù)是一項重大的貢獻(xiàn)；第三，開發(fā)利用新能源，清潔能源，為建筑提供新的能源供應(yīng)，減少建筑能源消耗，零能耗建筑不是不耗能建筑，而是在采用各種先進(jìn)節(jié)能技術(shù)盡可能降低建筑能耗的基礎(chǔ)上，僅利用可再生能源滿足建筑使用過程中的能耗需求，實現(xiàn)消耗化石燃料為零的建筑；研究可再生能源利用技術(shù)和中水回用、景觀綠化蓄水技術(shù)，通過推廣節(jié)能建筑，減少我國建筑能耗，緩解我國能源緊張的局面，實現(xiàn)我國經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展.

［1］英國、瑞士和法國節(jié)能建材與建筑節(jié)能歐洲綠色鋼結(jié)構(gòu)建筑發(fā)展潮流2010.3.18.蘭格鋼鐵

［2］《環(huán)境保護(hù)》2012年第20期，題名：聲音

［3］《江西建材》2013年第6期，題名：綠色建筑推廣實施進(jìn)入實質(zhì)階段新型建材新增產(chǎn)值將超2萬億

［5］谷立靜，聰郁.我國建筑能耗數(shù)據(jù)現(xiàn)狀和能耗統(tǒng)計問題分析.中國能源，2011.33（2）：38～41