關(guān)于建筑節(jié)能的應(yīng)用及發(fā)展趨勢的幾點思考

朱宏文

摘 要：近幾年，隨著“以人為本”設(shè)計理念的提出，人們對住宅的舒適性要求越來越高，建筑能耗也隨之增高。據(jù)統(tǒng)計，目前我國建筑能耗約占國民經(jīng)濟總能耗的25%左右，且呈上升趨勢。另一方面，隨著建筑能耗的增加和大量空調(diào)設(shè)備的安裝，“城市熱島效應(yīng)”日益嚴(yán)重，使環(huán)境日益惡化。我國建筑節(jié)能的重點應(yīng)為：建筑本體的節(jié)能、采暖系統(tǒng)節(jié)能、提高照明和其他電器的效率、大型公共建筑節(jié)能。

關(guān)鍵詞：建筑節(jié)能；新能源；節(jié)能材料

隨著科學(xué)技術(shù)的日新月異，能源短缺已不容忽視，節(jié)約能源已受到世界性的普遍關(guān)注，在我國亦不例外。目前，全世界有近30%的能源消耗在建筑物上，長此以往，將嚴(yán)重影響世界經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展。因此，能源問題將成為本世紀(jì)的熱門話題。

1 世界其他國家在節(jié)能建筑方面的作為

美國一家大學(xué)曾設(shè)計建造了一種四居室的生態(tài)房。它的熱能來源于人工散熱、陽光及使用家電設(shè)備所產(chǎn)生的熱量；用電依靠風(fēng)力發(fā)電機和太陽能電池；用水是從屋檐流下來經(jīng)過處理的雨水；糞便和污水則流入一個堆肥坑里，經(jīng)發(fā)酵后供花園施肥用。美國一家建筑公司用回收的垃圾建筑房屋，墻壁是用回收的輪胎和鋁合金廢料建造的；屋架所用的大部分鋼料是從建筑工地上回收來的。

日本1997年建成了一棟實驗型“健康住宅”。除了整個住宅盡可能選對人體無害的建筑材料外，墻體還被設(shè)計成雙重結(jié)構(gòu)，每個房間建有通風(fēng)口，整個房屋系統(tǒng)的空氣采用全熱交換器和除濕機進(jìn)行循環(huán)。全熱交換器能夠有效地回收熱量并加以再次利用，其過濾器可有效地收集空氣中細(xì)小的塵埃，從而能夠抑制霉菌等過敏生物繁殖。這種資源的回收利用，不僅變廢為寶，而且減少了環(huán)境污源，節(jié)約了能源。

德國建筑師塞多·特霍爾斯建造了一座能跟蹤陽光的太陽房屋。房屋被安裝在一個圓盤底座上，由一個小型太陽能電動機帶動一組齒輪。房屋底座在環(huán)形軌道上以每分鐘轉(zhuǎn)動3cm的速度隨太陽旋轉(zhuǎn)。當(dāng)太陽落山以后，該房屋便反向轉(zhuǎn)動，回到起點位置。它跟蹤太陽所消耗的電力僅為房屋太陽能發(fā)電功率的1%，而所吸收的太陽能則相當(dāng)于一般不能轉(zhuǎn)動的太陽能房屋的2倍。

2 中國建筑能耗基本情況和幾本問題

我國正處于房屋建筑的高峰時期，建筑速度之快，規(guī)模之大，可謂前所未有。2003年，我國城鄉(xiāng)建筑竣工面積達(dá)20.3億平方米（其中城鎮(zhèn)12.7億平方米），超過所有發(fā)達(dá)國家年建成建筑面積的總和。但令人憂慮的是，在新竣工的建筑中，節(jié)能建筑面積不到1億平方米，尚不足竣工建筑的5%。至今，在我國城鄉(xiāng)既有建筑約400億平方米中（其中城市約140億平方米），只有3.2億平方米房屋是節(jié)能建筑，不到全國既有建筑的1%。

我國是一個能源短缺的國家，但我國單位建筑面積能耗目前卻是發(fā)達(dá)國家的2至3倍。與發(fā)達(dá)國家相比，我國建筑鋼材消耗高出10%至25%，每拌和1立方米混凝土要多消耗水泥80公斤；衛(wèi)生潔具的耗水量高出30%以上，而污水回用率僅為發(fā)達(dá)國家的25%。此外，在我國人均耕地只有世界人均耕地1/3的情況下，實心黏土磚每年毀田12萬畝。

我國的建筑能耗量約占全國總用能量的1/4，居耗能首位。近年來我國建筑業(yè)到了快速的發(fā)展，需要大量的建造和運行使用能源，尤其是建筑的采暖和空調(diào)耗能。據(jù)統(tǒng)計，1994年全國僅住宅建筑能耗在基本上不供熱水的情況下為1.54×108t標(biāo)準(zhǔn)煤，占當(dāng)年全社會能源消耗總量12.27×109t標(biāo)準(zhǔn)煤的12.6%。目前每年城鎮(zhèn)建筑僅采暖一項需要耗能1.3×108t標(biāo)準(zhǔn)煤，占全國能源消費總量的11.5%左右，占采暖區(qū)全社會能源消費的20%以上，在一些嚴(yán)寒地區(qū)，城鎮(zhèn)建筑能耗高達(dá)當(dāng)?shù)厣鐣茉聪M的50%左右。與此同時，由于建筑供暖燃用大量煤炭等礦物能源，使周圍的自然與生態(tài)環(huán)境不斷惡化。

我國節(jié)能工作與發(fā)達(dá)國家相比起步較晚，能源浪費又十分嚴(yán)重。如我國的建筑采暖耗熱量：外墻大體上為氣候條件接近的發(fā)達(dá)國家的4～5倍，屋頂為2.5～5.5倍，外窗為1.5～2.2倍；門窗透氣性為3～6倍；總耗能是3～4倍。

3 我國學(xué)要發(fā)展的重點領(lǐng)域

3.1 優(yōu)化建筑設(shè)計

建筑造型及圍護結(jié)構(gòu)形式對建筑物性能有決定性影響。直接的影響包括建筑物與外環(huán)境的換熱量、自然通風(fēng)狀況和自然采光水平等。而這三方面涉及的內(nèi)容將構(gòu)成70%以上的建筑采暖通風(fēng)空調(diào)能耗。不同的建筑設(shè)計形式會造成能耗的巨大差別。然而，建筑物是個復(fù)雜系統(tǒng)，各方面因素相互影響，很難簡單地確定建筑設(shè)計的優(yōu)劣。例如，加大外窗面積可改善自然采光，在冬季還可獲得太陽能量，但冬季的夜間會增大熱量消耗，同時夏季由于太陽輻射通過窗戶進(jìn)入室內(nèi)使空調(diào)能耗增加。這就需要利用動態(tài)熱模擬技術(shù)對不同的方案進(jìn)行詳細(xì)的模擬測試和比較。

3.2 建筑圍護結(jié)構(gòu)材料和部品

開發(fā)新的建筑圍護結(jié)構(gòu)部件，以更好地滿足保溫、隔熱、透光、通風(fēng)等各種需求，甚至可根據(jù)變化了外界條件隨時改變其物理性能，達(dá)到維持室內(nèi)良好的物理環(huán)境同時降低能源消耗的目的。這是實現(xiàn)建筑節(jié)能的基礎(chǔ)技術(shù)和產(chǎn)品。主要涉及的產(chǎn)品有：外墻保溫和隔熱、屋頂保溫和隔熱、熱物理性能優(yōu)異的外窗和玻璃幕墻、智能外遮陽裝置以及基于相變材料的蓄熱型圍護結(jié)構(gòu)和基于高分子吸濕材料的調(diào)濕型飾面材料。自上個世紀(jì)90年代起，我國自主研發(fā)和從國外吸收消化的外墻、屋頂保溫隔熱技術(shù)被慢慢的采用。尤其外墻外保溫可通風(fēng)裝飾板、通風(fēng)型屋頂產(chǎn)品、通風(fēng)遮陽窗簾的使用，都大大提高產(chǎn)品的質(zhì)量、降低建筑運行成本。

3.3 建筑中的可再生能源技術(shù)

可再生能源包括太陽能、風(fēng)能、水能、生物質(zhì)能、地?zé)崮?、海洋能等多種形式?？稍偕茉慈找媸艿街匾?。開發(fā)利用可再生能源世界能源是持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的重要組成部分。太陽能既是一次性能源又是可再生能源，資源豐富對環(huán)境無污染，是一種非常潔凈的能源。應(yīng)提倡在建筑中廣泛應(yīng)用。

3.4 其他方面還有很多包括

通風(fēng)裝置與排風(fēng)熱回收裝置與各種泵技術(shù)。

4 結(jié)語

雖然，我國在這方面還存在許多問題，但只要我們提高認(rèn)識，加強管理，那么不久的將來我國一定有望發(fā)展成為能源節(jié)約大國！

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