夏熱冬冷地區(qū)企業(yè)綠色建筑節(jié)能技術(shù)應(yīng)用

程蕓霄

隨著生活水平的提高，南方部分地區(qū)民眾冬天也有了供暖需求。在當(dāng)前要求集中供暖的南方地區(qū)主要是指夏季炎熱，冬季寒冷的地區(qū)，其累計日平均氣溫低于或等于五攝氏度的天數(shù)大于兩個月以上。在這樣的情況下，當(dāng)?shù)氐臍夂蛱攸c，夏季酷熱，冬季寒冷，空氣中濕度非常大，當(dāng)外界的溫度在50度以下時，如果室內(nèi)沒有相關(guān)的供暖設(shè)施，室內(nèi)溫度極低時，就會讓人們在室內(nèi)的舒適度感覺極差。國家提倡綠色建筑，通過綠色建筑的應(yīng)用，可以有效減少能源和資源的使用，減少廢物排放，充分結(jié)合自然環(huán)境，讓建筑和自然環(huán)境相結(jié)合，達(dá)到人和自然環(huán)境聯(lián)系并且和諧相處的目的。

一、室溫調(diào)節(jié)

1.熱泵技術(shù)。熱泵主要是借助做功，讓熱能從低溫向高溫流動，這樣的裝置大多是利用電力作為驅(qū)動能源。在采暖過程中，熱泵會從周圍環(huán)境吸收熱量，并把熱量傳到室內(nèi)，讓室內(nèi)的溫度逐漸上升，家用空調(diào)就是一種熱泵。熱泵的第一個好處就是節(jié)能，與直接把電能轉(zhuǎn)化為熱能的電器元件相比，通過熱泵供暖耗電量極低，將電能直接轉(zhuǎn)化為熱能電器耗能量的1/3左右，所以可以大大的節(jié)省電費，實現(xiàn)了節(jié)能減排，減少了電網(wǎng)的負(fù)荷。第二個優(yōu)點就是冷熱兩用，熱泵不僅可以供暖，也可以制冷，這樣的情況下就降低了建筑中通過供暖空調(diào)設(shè)置采購的費用。夏季普遍需要空調(diào)的地方就是南方炎熱地區(qū)，因此在南方地區(qū)利用這種熱泵就可以達(dá)到更冷的效果。熱泵的供暖和空調(diào)系統(tǒng)設(shè)置非常靈活，還可以將其設(shè)置為是獨立的小型系統(tǒng)，這樣就便于有針對性地調(diào)整。

圍繞建筑物的實際情況與建筑物的功能和制冷為目的所設(shè)置的熱泵系統(tǒng)有很多種，其中圍繞著吸收熱源來劃分，可以將其劃分為空氣熱源泵和地?zé)釤嵩幢?。空氣熱源泵就是將室外的空氣作為熱源，然后從供暖環(huán)境中把室外空氣中所吸收的熱量送到室內(nèi)供暖。另外一種熱泵，是以大地土壤巖層，地下水作為熱源，它們被統(tǒng)稱為是地源熱泵，在較深層的底層沒有受到干擾情況下，這部分的地源熱泵始終保持著相對穩(wěn)定的溫度。例如在長江流域地下沒有經(jīng)過干擾的溫度大約在18攝氏度左右，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于冬季的室外溫度，又低于夏季的室外溫度，這樣的情況下就可以通過這種地?zé)嵩幢每朔諝庵袩嵩幢檬芟抻谑彝鉁囟鹊那闆r，讓供熱供暖效率明顯提升，還能夠達(dá)到制冷的效果。地源熱泵可以進一步劃分為地表水熱泵、地下水熱泵和埋管地源熱泵，埋管地?zé)嵩幢檬抢玫叵聨r土中的熱量，通過水在封閉的地下埋管中流動，實現(xiàn)了系統(tǒng)和大地之間的傳熱，所以也被直接叫做地?zé)嵩幢?。冬季供暖的過程中，管道中的水從地下吸收熱量，再借助熱泵把熱量送到室內(nèi)，夏季制冷時就是一種反向的過程，從室內(nèi)把熱量帶走，然后通過系統(tǒng)將熱量送到地下巖土中。這樣的情況下，不需要抽取地下水作為傳熱介質(zhì)，是一種可以不斷應(yīng)用的節(jié)能技術(shù)，地下水源熱泵，它其實就是將地下水源作為熱量的來源，把地下水抽出后輸送到換熱器和熱泵機組中，可以將熱量提取后又將水送回地下。這樣的情況對建筑當(dāng)?shù)赜谐渥愕牡牡叵滤幸欢ㄒ螅乇硭礋岜眉夹g(shù)和以上提到的相關(guān)道理一樣，是把地表水作為冷熱源，將水抽出后通過開始循環(huán)或閉式循環(huán)的方式來進行熱交換，開式循環(huán)就是直接實施熱交換，閉式循環(huán)則是借助地表水和熱交換器之間來實現(xiàn)交換的過程。

2.半導(dǎo)體制冷技術(shù)。半導(dǎo)體制冷也叫做溫差制冷、熱電制冷或者電子制冷。它利用相關(guān)的塞貝克效應(yīng)內(nèi)效應(yīng)——珀爾帖效應(yīng)進行制冷，結(jié)構(gòu)簡單，工作環(huán)境要求很低，沒有相關(guān)的機械部件，無震動，可以長時間的應(yīng)用，制冷非常的迅速。圍繞著交換電流的方向改變，即可以達(dá)到制熱的效果，調(diào)控電流大小，就能夠控制冷量的具體輸出。

具體在制冷過程中，主要原理如下圖所示，就是在通上了直流電源之后，在上面接口處，電源會借助N型半導(dǎo)體流向P型半導(dǎo)體流轉(zhuǎn)化，這就是相負(fù)溫差電勢轉(zhuǎn)向正溫差電勢，由低能流向高能，從外界大量的吸收能量，形成冷端，溫度降低;相反，在下面的接頭處，電流是從P型半導(dǎo)體流向N型半導(dǎo)體，釋放能量，形成熱端，溫度升高。

單棟建筑可設(shè)置熱泵機房，通過壓縮機將空氣熱源的能量轉(zhuǎn)移到建筑內(nèi)，由管道將暖氣輸送到各個房間，房間管道內(nèi)設(shè)置半導(dǎo)體制冷器，半導(dǎo)體制冷器可將管道內(nèi)的暖氣短時間升溫，再通過出風(fēng)口送入房間，調(diào)節(jié)電流大小即可控制暖氣量輸出。相對整棟建筑，單個房間容積小，讓暖氣充盈整個房間相對較容易，這使得半導(dǎo)體制冷器適合用于調(diào)節(jié)單個房間溫度。而且在每個房間暖氣管道內(nèi)設(shè)置半導(dǎo)體制冷器可以實現(xiàn)不同房間不同溫度的要求，建筑內(nèi)活動的人可以根據(jù)個人身體狀況與喜好調(diào)節(jié)不同房間的溫度。將熱泵技術(shù)與半導(dǎo)體制冷技術(shù)結(jié)合可以解決冬季嚴(yán)寒天氣熱泵制熱效率低下的問題。熱泵與半導(dǎo)體制冷器都可以制熱和制冷，因此這套設(shè)備在夏熱冬冷地區(qū)夏季和冬季都適用。

夏熱冬冷地區(qū)冬季供暖的呼聲越來越大，不能走北方燃煤鍋爐、燃?xì)忮仩t、燃油鍋爐的供暖耗能大制熱效率低下的老路，對各種熱源供暖模式的技術(shù)經(jīng)濟性分析方面主要集中在對地源熱泵、燃?xì)馊加湾仩t供暖的技術(shù)經(jīng)濟性分析。D.Schmidt， S.P.Lohani等基于能耗與火用效率的分析，將在住宅中采用地源熱泵與利用空氣熱源泵和采用傳統(tǒng)功能模式相比，利用地暖熱泵供暖方式可提高50%的火用效率和減少25%的一次能源消耗量。將熱泵技術(shù)與半導(dǎo)體制冷技術(shù)相結(jié)合將更方便地調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度，構(gòu)建更宜居更綠色環(huán)保的居住環(huán)境。

二、保溫隔熱墻體

1.蒸氣加壓混凝土板。蒸壓加氣混凝砌塊鋪以配套的砂漿合適一個墻體構(gòu)造，形成砌塊墻，這樣的墻能夠承載一定的力量，還能達(dá)到作為填充墻所需要的強度標(biāo)準(zhǔn)，本身也能夠保溫隔熱，它符合當(dāng)前節(jié)能建筑的標(biāo)準(zhǔn)，而且施工起來非常方便，使用壽命較長，綜合對比造價較低。蒸汽加壓混凝土砌塊的墻體再進行多次對比試驗后，圍繞著相關(guān)的方法進行創(chuàng)新，通過采取水平灰縫薄層砌筑砂漿和豎向的填縫塞巖棉墻體，能夠較好地保證墻體的保溫效果，最大程度提高施工的進度，減少了專用砂漿，這樣就減少了工程成本。

蒸汽加壓混凝土砌塊的最大優(yōu)勢就是能夠最大程度的節(jié)約土地資源，不浪費大量的耕地。它的原材料來源非常廣泛，一些常見的灰沙、礦渣和粉煤灰等都是作為蒸汽加壓混凝土的原材料，這就符合當(dāng)前國家提倡的綠色環(huán)?？沙掷m(xù)政策，在新型的蒸汽加壓混凝土砌塊施工中，對于傳統(tǒng)砌筑的問題，只需要借助專用的砂漿涂抹在具體面，就可以避免出現(xiàn)空鼓和裂縫，不僅減少了生工成本，更是大大減少了工作量。

在具體施工過程中，常見的混凝土砌塊施工方法主要包括了干法和濕法，其中干法施工主要是蒸汽加壓混凝土砌塊的施工，只需要在實際墻體施工過程中對施工面進行涂抹，實際的磚塊不需要進行澆水濕潤，這樣減少工作量和用水量，節(jié)約工程成本。此外專用的砂漿是按照空氣干濕度進行調(diào)配的，自身的強度高于一般的水泥砂漿。和普通的水泥砂漿不同的是，這種砂漿可以最大程度減少墻面出現(xiàn)裂縫的情況，讓建筑工程的穩(wěn)定性大力提升。圍繞著實際而言，在施工過程中減少了經(jīng)濟投入，從整體成本投入而言，在利用這種蒸汽加壓混凝土砌塊施工的過程中，總體費用和普通的水泥、粘土、磚塊施工相比是明顯降低的。

2.輕質(zhì)復(fù)合墻板。輕質(zhì)復(fù)合墻板，這種輕質(zhì)復(fù)合墻板有堅固、輕質(zhì)、環(huán)保、隔溫、隔音、防火等諸多的特點，是當(dāng)前現(xiàn)代化建筑材料中所用到的綠色環(huán)保型墻體材料。這種材料一般由堅固面板、水泥、沙、煤灰等相關(guān)組成，在經(jīng)過設(shè)備專業(yè)加工后，就形成復(fù)合實心的墻板。一般這種墻板的厚度在四毫米左右，每平方重量只有六公斤左右，具有強度高、耐高溫、防水、抗沖擊等特點，是一種特制的水泥制品板。由于輕質(zhì)復(fù)合墻板中間填充料大量使用了聚苯顆粒，所以該墻板有良好保溫、隔熱性能，而且，也大大地減輕了墻板的重量。輕質(zhì)復(fù)合墻板統(tǒng)一在工廠生產(chǎn)加工，適用于裝配式建筑，復(fù)合國家大力推行裝配式建筑的政策。

在生產(chǎn)復(fù)合墻板的過程中，內(nèi)部會加入大量的EPS泡沫顆粒，這些顆粒在材料中形成了靜空氣層，使板材的傳熱系數(shù)在合適的范圍內(nèi)。一般小于1W/㎡.k，熱阻值為2.00。這樣的情況下，整個復(fù)合墻板的保溫性能較好，也減少冷暖氣等電力燃煤的費用，是節(jié)約能源的有效途徑。板材內(nèi)部的密閉微孔結(jié)構(gòu)可以有效地阻斷聲音以及吸收聲音，這樣達(dá)到隔聲的效果，它的隔聲≥40dB。除了這些的作用之外，防水、防潮、抗凍也都能達(dá)到相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)，這種輕質(zhì)的復(fù)合墻板的墻體較薄，可以讓使用的面積上升5%以上，安裝加工性能好。這種墻板可以鋸，可以釘，可以任意切割，結(jié)合相關(guān)的建筑情況，配合建筑施工過程中較為快速。通過干法作業(yè)，讓現(xiàn)場更加規(guī)范地進行操作。后期產(chǎn)生的建筑垃圾也較少，符合當(dāng)前的綠色文明，施工安裝較為方便，比砌塊墻體裝修效率要提升6倍以上。這樣就大大縮短了工期，還符合日常的裝飾情況，讓整個墻面裝飾更加的好。因為墻面平整度較好，一般情況下經(jīng)過填縫后就能夠直接貼上壁紙、墻磚等，施工快，周期短，它和其他的粘土磚和空心磚相比，能降低工程造價在1/5左右。墻板原材料是利廢節(jié)能材料，屬國家推廣發(fā)展的綠色產(chǎn)品。

隨著夏熱冬冷地區(qū)冬季供暖的呼聲越來越大，熱泵技術(shù)、半導(dǎo)體制冷技術(shù)、保溫隔熱墻體技術(shù)將適用于在這一地區(qū)建造冬季供暖夏季制冷的更舒適宜居環(huán)境的新型綠色建筑。消耗更少能量，減少廢物廢氣排放，建造更加舒適宜居、能滿足更多使用需求的新型建筑將會是未來建筑的發(fā)展方向。