建筑節(jié)能的理論分析與應(yīng)用探討

甘秀明

（廣州建筑工程監(jiān)理有限公司 廣東廣州 510000）

在全球可持續(xù)發(fā)展的大環(huán)境中，中國(guó)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的實(shí)施已經(jīng)迫在眉睫，可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略在建筑行業(yè)中主要體現(xiàn)為“綠色建筑”、“節(jié)能建筑”等，從中國(guó)開始實(shí)施建筑節(jié)能以來，國(guó)家對(duì)這方面的理論研究非常重視，不管從實(shí)踐上還是理論上都獲得了比較大的成就，對(duì)未來建筑節(jié)能發(fā)展具有十分重要的指導(dǎo)性意義?；诖耍P者結(jié)合自己多年來在建筑節(jié)能領(lǐng)域中的工作經(jīng)驗(yàn)，從不同角度針對(duì)建筑節(jié)能展開理論分析，相信一定可以為大家?guī)硪恍﹩⑹尽?/p>

1 我國(guó)建筑節(jié)能的現(xiàn)狀分析

我國(guó)建筑節(jié)能工作從20世紀(jì)80年代開始正式開展，全國(guó)人口中北方地區(qū)供暖人口總數(shù)占到了13.6%，在全國(guó)房屋面積中集中供暖建筑總面積占到了50%左右，平均每年北方地區(qū)需要3～6個(gè)月的供暖，按照北方供暖的實(shí)際情況來看，冬季一個(gè)季度的煤消耗量達(dá)到了1.3億t，在全國(guó)每年的總能耗中占到了1/10左右，在社會(huì)能源消耗中占到了1/5左右，由此來看，我國(guó)建筑節(jié)能工作應(yīng)該將北方地區(qū)的能源消耗作為工作重點(diǎn)。

現(xiàn)階段我國(guó)建筑節(jié)能工作采用分階段、分步驟的方法。我們姑且將我國(guó)北方地區(qū)建筑節(jié)能工作為例，建筑節(jié)能主要進(jìn)行了以下三個(gè)階段的工作：①以上世紀(jì)80年代初期的建筑能耗問題為依據(jù)，1996年在采暖建筑中進(jìn)行了節(jié)能設(shè)計(jì)，能耗降低了30%左右；②在第一階段的成績(jī)基礎(chǔ)上提升50%左右的節(jié)能率；③從2005年開始，全新設(shè)計(jì)所有的采暖建筑，以第一階段為基礎(chǔ)提升66%的節(jié)能能耗水平。

通常情況下復(fù)合墻體的傳熱過程非常不穩(wěn)定，其傳熱過程主要包括墻體吸熱、導(dǎo)熱及散熱的過程。這里需要對(duì)非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱進(jìn)行分析，在分析導(dǎo)熱問題時(shí)會(huì)用到很多不同的方法，主要可以利用模擬與實(shí)現(xiàn)求解法、數(shù)值求解法及解析求解法等，其中解析求解法充分利用了數(shù)學(xué)中的解析方法，通過導(dǎo)熱微分方程構(gòu)成定解問題來求解。而數(shù)值求解方法充分利用離散溫度場(chǎng)概念，取代了導(dǎo)熱韋方程，通過數(shù)值計(jì)算方法展開推到，獲得的結(jié)果為系列離散溫度數(shù)值。這里需要說明的是，有限差分法包括數(shù)值積分求解法。吐過出現(xiàn)了導(dǎo)熱相關(guān)問題，不能利用數(shù)值及解析求解法進(jìn)行解析，這時(shí)通常應(yīng)該選擇模擬實(shí)驗(yàn)解析法，其可靠性和實(shí)用性都比較高。此外，傳統(tǒng)建筑墻體在導(dǎo)熱解析時(shí)往往非常復(fù)雜，需要對(duì)非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱問題進(jìn)行詳細(xì)的分析。

2 建筑節(jié)能的具體應(yīng)用

2.1 技術(shù)節(jié)能措施

2.1.1 門窗節(jié)能

門窗的開動(dòng)改變了室內(nèi)溫度變化，這是節(jié)能保溫中的薄弱環(huán)節(jié)。據(jù)相關(guān)研究顯示，門窗散發(fā)的熱損失在室內(nèi)整體熱損失中達(dá)到了40%的比例，要想將門窗保溫工作做好，就應(yīng)該從提高材料保溫性能、增加門窗層數(shù)及控制窗墻比例等方面著手，有效利用這些措施可以提高門窗的保溫性能和氣密性。同時(shí)，在選用門窗玻璃時(shí)，應(yīng)選用對(duì)紅外線具有吸收作用的玻璃材料，例如含有氧化亞鐵的吸熱材料玻璃，灰色與青銅色是常見的顏色。

2.1.2 屋頂節(jié)能

與傳統(tǒng)屋頂相比現(xiàn)在建筑屋頂增添了很多特點(diǎn)，可以減少屋頂?shù)奈鼰崃浚瑫r(shí)在熱量傳遞上也具有一定優(yōu)勢(shì)，大大減少了熱量傳遞。同時(shí)還結(jié)合屋頂優(yōu)勢(shì)研發(fā)出了太陽能屋頂結(jié)構(gòu)，合理選擇保溫屋頂形式非常重要，同時(shí)還要注意選擇屋頂?shù)念伾筒牧?，盡量避免選擇自相矛盾的材料，并注意保溫層設(shè)置過程中應(yīng)注意有效熱能的散發(fā)，這樣有效避免熱量傳遞的減少。

2.1.3 墻體節(jié)能

近年來隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，我們可以發(fā)現(xiàn)不同材料組合成的墻體保溫效果比較好，目前已經(jīng)在建筑墻體應(yīng)用中占據(jù)主導(dǎo)性位置，同時(shí)更多體現(xiàn)出高科技特色的墻體也得到了快速發(fā)展，雙層玻璃幕墻、透明絕熱墻等開始得到了廣泛應(yīng)用。

（1）保溫外墻體設(shè)計(jì)

目前使用比較廣泛的保溫外墻體主要有兩種：?jiǎn)我徊牧蠅w與復(fù)合材料墻體，磚墻結(jié)構(gòu)是目前我們最常見的一種材料維護(hù)結(jié)構(gòu)，在施工過程中為了使節(jié)能效果得到提高，必須降低粘土磚的應(yīng)用，盡量多使用空心砌塊結(jié)構(gòu)。

（2）透明絕熱墻

這種墻體的應(yīng)用目前已經(jīng)非常普遍，它主要是由外墻和絕熱材料復(fù)合成的，與特隆布?jí)ο啾绕鋬?yōu)勢(shì)在于透明熱阻墻共有兩層空氣層，加上其本身的材料就固有一定的熱阻，可以使室內(nèi)的溫度始終保持在一定程度上。

（3）雙層玻璃幕墻

目前這種墻體在現(xiàn)代建筑設(shè)計(jì)中應(yīng)用的情況也越來越多，很多人將其稱作“可以呼吸的皮膚”。這種墻體具有很多種類，兩層和三層是比較常用的，每個(gè)玻璃幕墻中間都會(huì)留出一定寬度的通風(fēng)道，便于空氣流通，同時(shí)這種墻體中的百葉可以靈活調(diào)整，控制起來非常方便。

（4）綠化墻體

通常情況下我們將建筑物外表面覆蓋的攀藤植物或者爬墻植物稱作綠化墻體，這些落葉植物的設(shè)置不僅可以削弱夏季的日照，還能提高冬季建筑的保溫性能。通常情況下適合用作綠化墻體的植物有爬山虎、凌霄、扶芳藤等，其中，爬山虎是最常用的一種綠化墻體。

2.2 通過建筑物與環(huán)境關(guān)系的改善優(yōu)化建筑節(jié)能設(shè)計(jì)

2.2.1 利用建筑周圍環(huán)境來改善氣流條件

在建筑設(shè)計(jì)之前應(yīng)對(duì)當(dāng)?shù)丨h(huán)境進(jìn)行調(diào)查研究，并充分利用當(dāng)?shù)氐淖匀粭l件對(duì)建筑朝向與間距、主導(dǎo)風(fēng)向等方面的關(guān)系進(jìn)行處理（如圖1），設(shè)計(jì)人員應(yīng)充分利用空間溝通等方法，將綠化、住宅、道路等充分結(jié)合起來，使綠地、道路等為住宅提供空氣流動(dòng)服務(wù)，保證居民的身心健康。

圖1

2.2.2 利用水域、綠化帶來調(diào)節(jié)氣溫

水域和綠化帶不僅可以為人們帶來視覺上的享受，同時(shí)還能對(duì)空氣濕度、通風(fēng)質(zhì)量等方面進(jìn)行改善，這些方面的改善對(duì)城市熱島效應(yīng)的減弱非常重要，同時(shí)還能使住宅外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱工性能得到改善。綠化帶的設(shè)置不僅可以吸收夏季的熱量，植物根部還能充分吸收水分，起到調(diào)節(jié)濕度和氣溫的作用。

2.2.3 對(duì)遮陽設(shè)施進(jìn)行合理設(shè)置

為了達(dá)到反射、遮陽等目的，最好在建筑物向陽的外立面或者在采光屋頂上安裝這樣設(shè)置，這樣一來就可以結(jié)合具體的時(shí)間和需求來隨時(shí)對(duì)其進(jìn)行調(diào)控。

2.3 不斷完善建筑節(jié)能措施

①應(yīng)該對(duì)現(xiàn)有的建筑節(jié)能方面的相關(guān)法規(guī)進(jìn)行完善，這樣建筑節(jié)能工作才能做到有法可依；②應(yīng)加強(qiáng)政府相關(guān)部門的引導(dǎo)，并適當(dāng)采取一些經(jīng)濟(jì)上的獎(jiǎng)勵(lì)性措施，進(jìn)一步推廣節(jié)能建筑，不斷推出優(yōu)惠性的節(jié)能措施；③在節(jié)能建筑方面做好宣傳，通過廣泛的宣傳使人們樹立起節(jié)能建筑意識(shí)，同時(shí)注意在各行各業(yè)中進(jìn)行宣傳，使全社會(huì)都能樹立起節(jié)能意識(shí)，使我國(guó)整體節(jié)能技術(shù)水平得到提高。

3 結(jié)語

從現(xiàn)階段我國(guó)節(jié)能建筑的應(yīng)用效果來看，仍需要鼓勵(lì)和引導(dǎo)建筑節(jié)能的發(fā)展，將建筑節(jié)能技術(shù)應(yīng)用在實(shí)踐中。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，我國(guó)城市化建設(shè)步伐越來越快，建筑節(jié)能任重道遠(yuǎn)，我們應(yīng)該充分認(rèn)識(shí)到建筑節(jié)能是低碳經(jīng)濟(jì)與可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略中的一項(xiàng)大事，同時(shí)意識(shí)到這是世界建筑發(fā)展的主要潮流?？傊?，只有進(jìn)一步落實(shí)建筑節(jié)能政策，同時(shí)推廣建筑節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用，并注意加大建筑節(jié)能方面的宣傳與教育，使人民樹立節(jié)能意識(shí)，這樣才能使建筑節(jié)能盡快得到發(fā)展，達(dá)到發(fā)達(dá)國(guó)家建筑節(jié)能的水平。

[1]戴雪芝，武涌.市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)中大型公共建筑節(jié)能監(jiān)管體系的政府規(guī)制及其創(chuàng)新[J].暖通空調(diào)，2007（8）：2～7.

[2]羅敏，王文明.外墻外保溫系統(tǒng)在建筑節(jié)能中的應(yīng)用現(xiàn)狀和相關(guān)質(zhì)量問題分析探討[J].建筑技術(shù)開發(fā)，2011（8）：51～53.

[3]余曉平，付祥釗，李文杰.淺析建筑節(jié)能工程專門人才的系統(tǒng)意識(shí)培養(yǎng)[J].重慶科技學(xué)院學(xué)報(bào)（社會(huì)科學(xué)版），2011（4）：189～190+201.

[4]余曉平，付祥釗，殷利.淺析建筑節(jié)能技術(shù)與工程本科專業(yè)的學(xué)科理論基礎(chǔ)[J].建筑節(jié)能，2011（3）：76～80.

[5]付加鋒，黃江麗.基于全生命周期理論的嚴(yán)寒地區(qū)建筑低碳發(fā)展?jié)摿Τ跆健约质￠L(zhǎng)春市為例[J].資源科學(xué)，2010（3）：499～504.