談我國建筑節(jié)能的現(xiàn)狀及發(fā)展

樊日紅

(太原市建筑工程質量檢測站，山西太原 030001)

1 概述

隨著節(jié)能減排工作的推進，建筑節(jié)能在建筑行業(yè)中占著越來越重要的位置，也是建筑技術的重要標志。建筑節(jié)能的主要目的是在建筑施工和使用中降低能源需求量，提高能源利用率。建筑節(jié)能是實現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟、可持續(xù)發(fā)展、綠色環(huán)境、提高人民生活質量的有力措施。

2 我國建筑節(jié)能現(xiàn)狀

建筑是一個高能耗的行業(yè)，我國建筑能耗占全社會總能耗的比例約為1/3。目前我國現(xiàn)有建筑面積可達400億m2，其中95%的既有建筑和85%的新建建筑都是高能耗建筑，年建筑能耗3.50億t標準煤。隨著科技的進步，我國每年都有大量的新建建筑物出現(xiàn)。每年新建面積高達20億m2，消耗全世界近40%的水泥和鋼材。預計到2020年將增加300億m2的建筑面積，建筑能耗將達到10.89億t標準煤。所以建筑節(jié)能，節(jié)約資源是建筑工作中的重點任務［1］。同時，可以看出我國建筑節(jié)能有著巨大的提升空間。

我國采暖設備主要燃料為煤炭，與氣候條件相近的發(fā)達國家相比，中國建筑每平方米采暖能耗約是發(fā)達國家的3倍。例如，在北京郊區(qū)農(nóng)村每年冬季取暖用煤430萬t。而煤炭在燃燒時會向空氣中排放大量的煙塵、廢氣等污染物，這些污染物能夠在空氣中積淀，成為造成霧霾天氣的重要原因，對人體的健康產(chǎn)生嚴重的威脅。因此，建筑節(jié)能工作的開展是保護大氣環(huán)境的重要手段之一。

建筑節(jié)能在我國有著非常長的道路要走。我國建筑特點是占地多，缺乏統(tǒng)一的建筑規(guī)劃;建造技術水平低，缺乏科學性，能源利用率低，保溫隔熱性能差，門窗氣密性差，整體能耗大，舒適度低。因此，需要科學制定農(nóng)村建筑規(guī)劃體系，因地制宜地在廣大農(nóng)村地區(qū)推廣建筑節(jié)能技術，發(fā)展節(jié)能建筑［2］。

國家非常重視建筑節(jié)能工作，逐步建立了以節(jié)能50%為目標的建筑節(jié)能設計標準體系，并出臺了一系列的相關法律法規(guī)來對建筑相關部門進行指導和約束。如《民用建筑節(jié)能管理規(guī)定》《公共建筑節(jié)能設計標準》《民用建筑節(jié)能設計標準》《建筑節(jié)能工程施工質量驗收規(guī)范》《既有居住建筑節(jié)能改造指南》等。如果對目前城市中不符合節(jié)能標準的既有建筑實行節(jié)能改造，每年即可節(jié)約3 500萬t左右的標煤，且如果僅對既有建筑中近20億m2的大型公共建筑進行全面的節(jié)能改造，即可帶動形成近4 000億元的建筑節(jié)能產(chǎn)業(yè)鏈。

3 建筑節(jié)能措施

3.1 整體規(guī)劃節(jié)能設計

以節(jié)能減排作為建筑設計的主要原則，從整體綜合的角度，充分利用自然資源，降低能耗。建筑設計要嚴格依照《民用建筑節(jié)能設計標準》《公共建筑節(jié)能設計標準》等規(guī)范進行。設計時要充分考慮當?shù)氐臍夂驐l件，如:溫度、濕度、日照時間、降水量、當?shù)氐牡刭|條件、生態(tài)環(huán)境、附近建筑物情況等，項目選址要合理，符合城鄉(xiāng)規(guī)劃要求。建筑物朝向宜采用南北向或接近南北向，主要房間宜避開冬季主導風向。建筑物的樓間距要合理，滿足采光、通風的需求。建筑物之間要有合理的綠化，既可以凈化空氣，遮擋風沙，還可以降低噪聲，遮陽為人們提供舒適的生活環(huán)境，形成良好的微氣候。

3.2 圍護結構的節(jié)能設計

圍護結構指的是建筑及房間各面的圍擋物，如門、窗、墻、屋頂?shù)?。圍護結構要求具有良好的保溫性、隔熱性、隔音性、耐候性、耐火性等，達到有效抵御不利環(huán)境的影響。

3.2.1 墻體保溫系統(tǒng)

在建筑建材之中，墻體材料比例達到70%，所以選擇合適的墻體材料對建筑物的節(jié)能有著非常重要的意義。墻體材料主要包括空心磚、粘土磚、復合板材、加氣混凝土等等。加氣混凝土由于具有良好的性能，將成為以后建筑中主要的墻體材料［3］。加氣混凝土質地比較輕，孔隙達70%～85%，可以減輕建筑物自重，大幅度降低建筑物的綜合造價;具有良好的耐火性能;良好的保溫隔熱性能，導熱系數(shù)為0.11 W/(m·K)～0.16 W/(m·K);良好的抗震性，比粘土磚提高2個抗震級別;環(huán)保無污染;耐候性強。新型環(huán)保再生墻體材料以粉煤灰、煤矸石、石粉、爐渣等等廢料為主要原料。這些材料充分利用自然中的光能、熱能達到節(jié)約能源、減少污染和垃圾排放。再生材料在市場中將占有越來越重要的比例。例如:廣州市建委要求市政工程、園林工程等等項目使用再生建材占同類建材產(chǎn)品的比例不低于30%，財政和國有資金的房屋建筑工程、保障性住房、綠色建筑等項目，比例不低于15%。

保溫隔熱材料正朝著高效、節(jié)能、薄層、隔熱、防水外護一體化方向發(fā)展。保溫隔熱材料主要包括發(fā)泡聚苯乙烯保溫板、擠塑型聚苯乙烯保溫板、水泥聚苯空心砌塊、苯乙烯泡沫塑料、泡沫混凝土、玻璃棉、巖石棉等。泡沫混凝土保溫板是一種具有輕質保溫、耐久性好、燃燒性能達到A級、低碳環(huán)保、節(jié)能利廢等特點，將替代苯板等有機材料用作外墻保溫材料。

3.2.2 門窗節(jié)能設計

門窗在整個圍護結構中絕熱性能最差，耗能最高。在門窗的設計過程中，要合理確定門窗的形式、板材、穿墻比例、面積等，以降低噪聲污染、光污染，能量損耗?！睹裼媒ㄖ?jié)能設計標準》中明確規(guī)定:窗戶(包括陽臺門上部透明部分)面積不宜過大。窗墻面積比按照房屋朝向的不同有著不同的規(guī)定。

門窗玻璃有Low-E光化、真空、熱反射以及中空等玻璃。采用中空玻璃降低門窗的傳熱系數(shù)，增強門窗的密封性。暖邊中空玻璃的暖邊種類很多，如:硅酮泡沫間隔條、斷U形金屬間隔條、塑料條、復合膠條、優(yōu)質鋼條和不銹鋼間隔條等。其中不銹鋼由于具有適應性強，成型性好，節(jié)能效果好，投資小而被廣泛使用。充氣中空玻璃內(nèi)部填充惰性氣體，惰性氣體導熱系數(shù)都比空氣小，是較好的隔熱體。但充氣中空玻璃在使用過程中必須考慮氣體保持時間。鍍膜高性能中空玻璃，在外側玻璃中間空氣層側涂上一層熱性能好的特殊金屬膜，可以截止由太陽射到室內(nèi)的相當?shù)哪芰?，起到更大的隔熱效果。從?jié)能、安全、美觀等綜合考慮，鍍膜中空玻璃將成為建筑玻璃的發(fā)展趨勢。

3.2.3 屋頂和地面節(jié)能設計

屋頂節(jié)能主要是通過降低屋頂所受的太陽輻射熱，阻止熱傳遞來實現(xiàn)的。常用的措施有架空屋面、反射屋面、種植屋面、蓄水屋面等等。其中，種植屋面由于技術簡單、保溫隔熱效果好、綠色環(huán)保等等優(yōu)點將成為現(xiàn)在建筑流行的趨勢，但是在此過程中要注意由于覆土給屋頂承重帶來的問題，以及對建筑結構要求更高。隨著科技的進步，新型的太陽能集熱屋頂、可控制的通風屋頂以及冷屋頂節(jié)能技術等等也在不斷的發(fā)展，以更好的實現(xiàn)建筑節(jié)能。

地面能耗在圍護結構中能耗較小，但不可忽視。地面節(jié)能工程主要包括采暖建筑接觸土壤的墻體和地面，不采暖地下室、車庫上面的樓板，接觸室外空氣的地面。地面節(jié)能的保溫材料主要有:聚苯乙烯板(XPS)(EPS)、加氣混凝土、泡沫混凝土板、膨脹蛭石(粒徑3 mm～15 mm)、膨脹珍珠巖、礦棉、巖棉、玻璃棉、爐渣(粒徑3 mm～15 mm)等。保溫材料進場時應檢測其密度、抗壓強度及導熱系數(shù)，保溫材料的厚度應符合規(guī)范設計要求，施工過程應保證保溫材料的粘貼強度和干燥。

3.2.4 建筑設備設施節(jié)能設計

建筑設備設施的節(jié)能主要包括電氣、暖通、空調(diào)、消防給排水等［4］。

綠色照明是節(jié)約能源、保護環(huán)境的需要。盡量減少白熾燈、高壓汞燈的使用量。建議使用直管型細管徑熒光燈和緊湊型熒光燈和高光效、壽命長的高壓鈉燈和金屬鹵化物燈。燈具除了應該具有良好的機械以及電氣性能外，更要有良好的光學性能，例如:光強分布(配光)、遮光角、燈具效率，該性能對于節(jié)約能源有著重要的影響。充分利用天然光，如鏡面反射光，合理的照明控制系統(tǒng)。

中央空調(diào)系統(tǒng)耗電占辦公建筑電耗達60%。有統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，歐洲節(jié)能型中央空調(diào)超過15%，美國在20%以上，澳大利亞在60%以上，而我國僅有1%的建筑使用了節(jié)能型的中央空調(diào)。中央空調(diào)在節(jié)能方面還有很大的提升空間。使空調(diào)系統(tǒng)達到節(jié)能效果最基本的是選擇變頻空調(diào)系統(tǒng)，同時還應輔以適當增加供回水溫差、提高系統(tǒng)效率、變流量水系統(tǒng)、變風量系統(tǒng)等等方法。

建筑節(jié)水的主要目的是減少水資源的用量，提高水資源的利用率。選擇節(jié)水型的配水裝置和衛(wèi)生設備，一般可節(jié)約水15%～20%。保證合理的管網(wǎng)設計和合格的供水管材，減少跑冒滴漏現(xiàn)象。積極采取廢水循環(huán)利用措施，并設計中水以及雨水回用系統(tǒng)。

3.2.5 可再生能源在建筑節(jié)能中的應用

可再生能源在建筑節(jié)能工作中有著重要的位置?？晒┙ㄖ褂玫目稍偕茉从猩镔|能、太陽能、地熱、熱泵、風能等［5］。太陽能既可提供供熱所需能量，結合光伏電池技術，還可以供電。例如印度孟買的蛋形辦公樓，專門為里約熱內(nèi)盧2016年奧運會設計的太陽能塔。地熱采暖在新建住宅之中應用普遍，是一種技術成熟、熱效率高，節(jié)能的采暖方式。目前我國建筑用可再生能源以太陽能和地熱能為主。未來5年內(nèi)太陽能、淺層地能和生物質能是建筑用可再生能源的重點方向。到2020年，實現(xiàn)可再生能源在建筑領域消費比例占建筑能耗達15%。

4 結語

我國建筑節(jié)能措施和效果與發(fā)達國家相比，還存在著一定的差距。建筑節(jié)能在我國還有很長的路要走。首先要進一步建立健全建筑節(jié)能相關法律法規(guī)，加強建筑節(jié)能監(jiān)督管理力度，爭取每一個建筑都能滿足國家相關節(jié)能要求。其次，堅持節(jié)能設計理念，不斷發(fā)展新技術，更多新型環(huán)保的建筑材料和可再生能源能夠應用到建筑物中，為建筑節(jié)能打下堅實的基礎。相信隨著技術的發(fā)展，越來越多的低能耗、零能耗建筑將會出現(xiàn)，人類將會有一個更加健康、舒適的綠色環(huán)境。

［1］陳 曦.可再生能源對建筑節(jié)能貢獻的探討［A］.第九屆國際綠色建筑與建筑節(jié)能大會論文集［C］.2010.

［2］王 冉.淺析綠色建筑節(jié)能設計［J］.科技創(chuàng)新導報，2013(17)：46.

［3］田雁晨，孫冬梅，劉 剛，等.建筑圍護結構氣密性檢測方法研究［J］.綠色建筑，2010，2(6)：36-39.

［4］張曉紅.太原市新建建筑節(jié)能現(xiàn)狀分析及對策［J］.山西建筑，2013，39(1)：173-174.

［5］季永明，北方地區(qū)居住建筑通風熱回收技術應用分析［D］.大連：大連理工大學，2013.

［6］清華大學建筑節(jié)能研究中心.2011中國建筑節(jié)能年度發(fā)展研究報告［M］.北京：中國建筑工業(yè)出版社，2011.