淺談低碳技術(shù)在建筑中的應(yīng)用

章 健 （安徽省建筑科學(xué)研究設(shè)計院，安徽 合肥 230001）

0 引 言

隨著社會經(jīng)濟(jì)飛速的發(fā)展，能源緊張和環(huán)境惡化已經(jīng)成為當(dāng)今社會不可忽略的課題，調(diào)查表明全球建筑行業(yè)及相關(guān)領(lǐng)域造成70%的溫室效應(yīng)，從建材生產(chǎn)到建材施工，再到建材的使用整個過程都是溫室氣體的主要排放。應(yīng)對氣候的變化，倡導(dǎo)低碳生活已經(jīng)成為全人類的共識，在這種共識下，低碳建筑成為建筑行業(yè)發(fā)展不可逆轉(zhuǎn)的趨勢。

1 建筑節(jié)能是低碳化的關(guān)鍵

發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)，建筑節(jié)能是重要環(huán)節(jié)之一。節(jié)能建筑是指按節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計和建造，使其在使用過程中降低能耗的建筑。節(jié)能建筑中最關(guān)鍵的就是外墻保溫技術(shù)，它是通過在外墻體上增加導(dǎo)熱系數(shù)小的材料，使墻體達(dá)到保溫隔熱的效果，使室內(nèi)冬暖夏涼，從而降低能源的損耗。從最初的綠色到生態(tài)，到可持續(xù)發(fā)展，到現(xiàn)在的低碳，是一脈相承的。節(jié)能低碳要有應(yīng)用新技術(shù)的系統(tǒng)觀。另外，低碳不是一個點(diǎn)問題，而是要通過全過程去實現(xiàn)。建筑與人一樣，有一個完整的生命過程。從項目定位到后續(xù)的運(yùn)營維護(hù)，具體包含10個過程:項目立項、方案制定、初步設(shè)計、做施工圖、工程及產(chǎn)品招投標(biāo)、施工、系統(tǒng)調(diào)試、工程驗收、試運(yùn)行、運(yùn)行維護(hù)。系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計要求整體協(xié)調(diào)平衡，從分析多方面的影響因素出發(fā)，以最低的投資、最簡化的手段完成并達(dá)到節(jié)能設(shè)計目標(biāo)，這就是建筑節(jié)能設(shè)計定量化的思路，并通過低碳、節(jié)能來實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)收益，進(jìn)而推動產(chǎn)業(yè)進(jìn)步。

2 低碳技術(shù)在建筑節(jié)能中的應(yīng)用

2.1 門窗節(jié)能技術(shù)

建筑門窗是影響室內(nèi)溫度的主要因素，如何在滿足功能的前提下做到節(jié)能，一方面是提高門窗的保溫隔熱性能，另一方面要減少建筑門窗的冷風(fēng)滲透量和門窗結(jié)構(gòu)的傳熱量。減少門窗縫隙滲透量主要通過設(shè)置門窗密封條來解決。提高門窗的隔熱性能主要利用中空玻璃門窗。對于中空玻璃而言,外片玻璃一般采用吸熱玻璃、熱反射玻璃、遮陽型低輻射玻璃等,內(nèi)片采用透明玻璃、低輻射玻璃等。為保證中空玻璃的性能,必須采用雙道密封,首先采用丁基膠密封;然后采用聚硫膠或硅酮結(jié)構(gòu)膠密封,降低玻璃幕墻及窗的傳熱系數(shù),提高玻璃的熱阻。解決熱反射和低輻射中空玻璃、高性能安全中空玻璃以及經(jīng)濟(jì)型雙玻的結(jié)露溫度及耐沖擊性能和安裝技術(shù),實現(xiàn)隔熱與有效利用太陽能的科學(xué)結(jié)合。

2.2 屋頂節(jié)能技術(shù)

建筑屋頂綠化可明顯降低建筑物周圍環(huán)境溫度（0.5℃～4.0℃），而建筑物周圍環(huán)境的溫度每降低，建筑物內(nèi)部空調(diào)的容量可降低6%，對低層大面積的建筑物，由于屋面面積比墻面面積大，夏季從屋面進(jìn)入室內(nèi)的熱量占總圍護(hù)結(jié)構(gòu)得熱量的70%以上，綠化的屋面外表面最高溫度比不綠化的屋面外表面最高溫度（可達(dá)60℃以上）可低20℃以上。而且城市中心地區(qū)熱氣流上升時，能得到綠化地帶比較涼爽空氣流的自然補(bǔ)充，以調(diào)節(jié)城市氣候。種植屋面保溫效果很明顯。不論北方或南方都有保溫作用。特別干旱地區(qū)，入冬后草木枯死，土壤干燥，保溫性能更佳。保溫效果隨土層厚度的增加而增加。

種植屋頂有很好的熱惰性，不隨大氣氣溫驟然升高或驟然下降而大幅波動。冰島和斯堪的那維亞半島的種植屋面，已有百年歷史，證實上述情況。綠色植物可吸收周圍的熱量，其中大部分用于蒸發(fā)作用和光合作用，所以綠地溫度增加并不強(qiáng)烈，一般綠地中的地溫要比空曠廣場低10℃～17.8℃。另外屋面綠化可使城市中的灰塵降低40%左右；可吸收諸如SO2、HF、CL2、NH3等有害氣體；對噪聲有吸附作用，最大減噪量可達(dá)10分貝；綠色植物可殺滅空氣中散布著的各種細(xì)菌，使空氣新鮮清潔，增進(jìn)人體健康。

2.3 墻體節(jié)能技術(shù)

外墻外保溫技術(shù)的優(yōu)越性：對外墻進(jìn)行保溫，無論是外保溫、內(nèi)保溫還是夾心保溫，都能夠使冷天外墻內(nèi)表面溫度提高，使室內(nèi)氣候環(huán)境有所改善。然而，采用外保溫效果更加良好，其原因是：①外保溫可以避免產(chǎn)生熱橋；②墻體蓄能有利居住舒適：在進(jìn)行外保溫后，由于內(nèi)部的實體墻熱容量大，室內(nèi)能蓄存更多的熱量，使諸如太陽輻射或間歇采暖造成的室內(nèi)溫度變化減緩，室內(nèi)較為穩(wěn)定，生活較為舒適；③在加強(qiáng)外保溫、保持室內(nèi)熱環(huán)境質(zhì)量的前提下，適當(dāng)降低室溫，可以減少采暖負(fù)荷，節(jié)約熱能；④由于采用外保溫的結(jié)果，內(nèi)部的磚墻或混凝土墻受到保護(hù)；室外氣候不斷變化引起墻體內(nèi)部較大的溫度變化發(fā)生在外保溫層內(nèi)，使內(nèi)部的主體墻冬季溫度提高，不同季節(jié)引起的溫度變化小，破壞應(yīng)力大為減輕，壽命得以大大延長；⑤便于舊房改造：采用內(nèi)保溫的墻面上難以吊掛物件，甚至安設(shè)窗簾盒都相當(dāng)困難，在舊房改造時，從內(nèi)側(cè)保溫存在使住戶增加搬動家具、施工擾民、甚至臨時搬遷等諸多麻煩，產(chǎn)生不必要的糾紛，還會因此減少使用面積；外保溫則可以避免這些問題發(fā)生，當(dāng)外墻必須進(jìn)行裝修或抗震加固時，加做外保溫是最經(jīng)濟(jì)、最有利的時機(jī)；⑥新建工程如采用內(nèi)保溫，房屋內(nèi)部裝修等作業(yè)，必須等待內(nèi)保溫做好后才能進(jìn)行；而采用外保溫，則可以與室內(nèi)工程平行作業(yè)。

2.4 供暖節(jié)能技術(shù)

太陽能低溫底板輻射供暖是冬季以35℃～45℃的熱水做熱媒體，用濕式或者干式的方法將加熱管埋設(shè)在地板中的輻射放熱供暖方式。他利用埋設(shè)于地板內(nèi)的塑料管材把地板加熱，均勻地向室內(nèi)輻射熱量。低溫地板輻射供暖具有供熱性能穩(wěn)定、室溫均勻、舒適、節(jié)能、免維護(hù)、管理方便等特點(diǎn)，是一種理想住宅戶式供暖方式，可比傳統(tǒng)的散熱90%左右。因為地板輻射供暖所需的熱媒溫度較低，可選擇熱源范圍比較廣泛，如利用太陽能、地?zé)峒捌渌推肺粺嵩醋鳛榈匕骞┡臒嵩淳褪且环N理想的熱源。

2.5 使用被動式建筑節(jié)能技術(shù)

被動式建筑節(jié)能技術(shù)以非機(jī)械電氣設(shè)備干預(yù)手段實現(xiàn)建筑能耗降低的節(jié)能技術(shù)，具體指在建筑規(guī)劃設(shè)計中通過對建筑朝向的合理布置、遮陽的設(shè)置、建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫隔熱技術(shù)、有利于自然通風(fēng)的建筑開口設(shè)計等實現(xiàn)建筑需要的采暖、空調(diào)、通風(fēng)等能耗的降低。低碳建筑要實現(xiàn)實質(zhì)的技能減排，就需要更多的利用無碳排放的被動式建筑節(jié)能技術(shù)，例如充分的利用自然光照明、建筑自然通風(fēng)和可再生資源的利用。在應(yīng)用被動式節(jié)能技術(shù)時，要充分考慮并結(jié)合本地區(qū)的氣候特點(diǎn)和環(huán)境特點(diǎn)。

3 結(jié) 論

傳統(tǒng)技術(shù)里也存在低碳的、環(huán)保的、耗能低的技術(shù)，例如苯板保溫技術(shù)、陶土夾心墻建造技術(shù)、木結(jié)構(gòu)填充巖棉等技術(shù)，這些傳統(tǒng)技術(shù)所采用的材料減少了二氧化碳和硫的排放，節(jié)能的同時又保護(hù)了環(huán)境。在低碳建筑設(shè)計中對于新型技術(shù)的探索十分必要。利用新型的能源控制技術(shù)可以減少能源的浪費(fèi)。一些可再生資源可以應(yīng)用于建筑設(shè)計中，這些資源的利用可以減少二氧化碳的排放。例如諾丁漢大學(xué)設(shè)計的一座零碳排放的大樓，它利用陽光、地?zé)岷陀晁鉀Q大樓的用水、用電的問題。大樓的主題外墻由設(shè)有夾層的兩層立面玻璃組成，這樣大樓的制冷制熱都可以在夾層中完成。利用太陽能光電板發(fā)電可以完全滿足大樓的用電需要。

低碳的建筑設(shè)計具有低碳、節(jié)能、環(huán)保這三個特點(diǎn)，這種設(shè)計概念與我國提倡的節(jié)約型社會的概念是緊密聯(lián)系的，它完全符合我國可持續(xù)性發(fā)展的需求。高層建筑設(shè)計中的低碳環(huán)保設(shè)計大大節(jié)約了能源的消耗，也減少了對環(huán)境的污染，是今后發(fā)展的一個趨勢。做好低碳環(huán)保設(shè)計，對于建設(shè)節(jié)約型社會、發(fā)展可持續(xù)經(jīng)濟(jì)都有至關(guān)重要的現(xiàn)實意義。目前還急需加大低碳節(jié)能減排的宣傳力度，使大家都來關(guān)注低碳建筑和綠色的環(huán)境，這樣才能從根本上推動我國低碳環(huán)保社會的進(jìn)程。

[1]陳科良，劉建龍.低碳技術(shù)在夏熱冬冷地區(qū)建筑節(jié)能中的應(yīng)用[J].建筑節(jié)能,2013(11).

[2]楊梅蘭.民用建筑節(jié)能技術(shù)發(fā)展趨勢探討[J].建筑技術(shù)，2012（2）.

[3]清華大學(xué)建筑節(jié)能研究中心.中國建筑節(jié)能年度研究發(fā)展報告[M].北京:中國建筑工業(yè)出版社,2010.