淺析節(jié)能環(huán)保型建筑實現(xiàn)的物質(zhì)基礎(chǔ)和技術(shù)基礎(chǔ)

宋志鍇 馮淑蓮

（鄭州工商學(xué)院，河南 鄭州 450000）

0 引言

節(jié)能環(huán)保型建筑材料和節(jié)能環(huán)保技術(shù)以其高性能、高科技、高環(huán)保、高節(jié)能、無害無毒的優(yōu)勢越來越廣泛地應(yīng)用于現(xiàn)代建筑施工中，不僅滿足了我國對節(jié)能減排、綠色環(huán)保的政策要求，還可使建筑工程產(chǎn)業(yè)得到更快、更好、更健康的發(fā)展，對于提高建筑工程的經(jīng)濟效益、社會效益有著重要作用。節(jié)能環(huán)保型建筑材料和節(jié)能環(huán)保技術(shù)是節(jié)能環(huán)保型建筑實現(xiàn)的物質(zhì)基礎(chǔ)和技術(shù)基礎(chǔ)，是節(jié)能環(huán)保型建筑實現(xiàn)的基本途徑，本文對此作簡要分析，僅供參考。

1 節(jié)能環(huán)保型建筑實現(xiàn)的物質(zhì)基礎(chǔ)

節(jié)能環(huán)保綠色建筑材料的設(shè)計、制造和使用都以減少對環(huán)境的不利影響為目標(biāo)，通過降低能源消耗、減少污染來實現(xiàn)，其能促進建筑的可持續(xù)性和綠色發(fā)展，是節(jié)能環(huán)保型建筑實現(xiàn)的物質(zhì)基礎(chǔ)。常見的節(jié)能環(huán)保綠色建筑材料有：可再生資源、保溫隔熱材料、低揮發(fā)性有機化合物(VOC)涂料、高性能混凝土等。

1.1 可再生材料和資源

（1）可再生木材和竹材是常見的可再生建筑材料，這些材料廣泛用于建筑的結(jié)構(gòu)、內(nèi)飾、地板和外墻裝飾，具有良好的隔熱性能，能夠降低采暖和制冷對能源消耗，減少對有限資源的依賴。

（2）生態(tài)混凝土是另一種可再生建筑材料，通常使用廢棄建筑材料或廢棄的混凝土等加工制造而成，這些材料不僅減少了資源浪費，且其結(jié)構(gòu)強度較高，而且還具有良好的隔熱性能，能夠改善建筑的絕熱效果，碳排放少，資源消耗少，對建筑與環(huán)境的影響小。

（3）在綠色建筑中，如太陽能和風(fēng)能等可再生能源被廣泛應(yīng)用，旨在減少對傳統(tǒng)能源的依賴，太陽能光伏系統(tǒng)可以安裝在建筑物的屋頂上，通過太陽輻射轉(zhuǎn)化為電能，提供電力供應(yīng)；風(fēng)能系統(tǒng)也可以用于建筑物的通風(fēng)和電力生產(chǎn)，這些可再生能源系統(tǒng)能夠降低建筑的能源消耗和碳足跡。

1.2 保溫隔熱材料

（1）保溫隔熱材料常常用于外墻保溫系統(tǒng)，這些材料可以降低建筑的熱傳導(dǎo)，提高隔熱性能，減少室內(nèi)與室外溫度的熱交換。常見的保溫隔熱材料包括聚苯板、巖棉、玻璃纖維等，它們被用于墻體的隔熱層，可有效減少采暖和制冷所需能源的消耗，降低碳排放[1]。

（2）保溫隔熱材料也廣泛用于屋頂和天花板，減少室內(nèi)外溫差的影響，保持室內(nèi)溫度的穩(wěn)定性，提高室內(nèi)舒適度，同時，還能降低采暖和制冷成本。

1.3 低揮發(fā)性有機化合物(VOC)涂料

低揮發(fā)性有機化合物(VOC)涂料廣泛用于室內(nèi)裝修和涂裝工程中，包括墻壁、天花板、地板以及家具、門窗等表面的涂裝，這些涂料減少了揮發(fā)性有機化合物的釋放，降低了室內(nèi)空氣中的有害氣體濃度，能夠創(chuàng)造更健康的室內(nèi)環(huán)境，避免室內(nèi)空氣因污染而影響人們的健康[2]。

1.4 高性能混凝土

（1）高性能混凝土通常具有更高的隔熱性能，其具有的低熱傳導(dǎo)率，能夠減少能源浪費，實現(xiàn)節(jié)能目標(biāo)。這種隔熱性能使其在墻體、屋頂和地板等部的應(yīng)用效果極為突出。

（2）高性能混凝土通常具有更高的抗壓強度和更強的抗風(fēng)化性能，其建筑物的耐久性較普通混凝土更持久，可以降低建筑材料的更替和維護成本，減少資源浪費[3]。

（3）高性能混凝土制造時還可以采用更多的可替代材料，減少對水泥的使用，降低混凝土的碳足跡。其具有的長壽命和耐用性，還能夠降低整個建筑對環(huán)境造成的影響。

2 節(jié)能環(huán)保型建筑實現(xiàn)的技術(shù)基礎(chǔ)

建筑中常見的節(jié)能環(huán)保技術(shù)有：太陽能利用技術(shù)、建筑保溫隔熱技術(shù)、雨水收集與利用技術(shù)、綠色建筑景觀設(shè)計技術(shù)、建筑智能管理系統(tǒng)技術(shù)等。這些技術(shù)不僅能減少建筑物對環(huán)境的不利影響，降低能源消耗，還能改善室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量并促進可持續(xù)發(fā)展，從而創(chuàng)造更環(huán)保高效、資源節(jié)約、健康舒適的建筑環(huán)境，是節(jié)能環(huán)保型建筑實現(xiàn)的技術(shù)基礎(chǔ)。

2.1 太陽能利用技術(shù)

（1）太陽能光伏系統(tǒng)是將太陽能轉(zhuǎn)化為電能的新型技術(shù)。在綠色建筑中，光伏電池板通常安裝在建筑物的屋頂或外墻上，吸收陽光并將其轉(zhuǎn)化為電能，產(chǎn)生的電能可以用于建筑物的照明、電力供應(yīng)以及其他用途，不僅減少了建筑的電力消耗，還能夠減少對傳統(tǒng)能源的依賴，降低碳足跡。

（2）太陽能熱水系統(tǒng)利用太陽能來加熱水，如太陽能集熱器，用于捕捉太陽能并將其傳遞給水，加熱的水可以用于建筑的熱水供應(yīng)、暖氣系統(tǒng)或者制冷系統(tǒng)。通過采用太陽熱水系統(tǒng)，建筑物可以減少對天然氣或電力的依賴，實現(xiàn)能源節(jié)約[4]。

（3）被動式太陽能設(shè)計是一種優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)和布局、最大程度利用太陽能的方法，包括合理的建筑朝向、窗戶和采光系統(tǒng)的設(shè)計，以及使用太陽能熱量，實現(xiàn)溫度調(diào)節(jié)，如南向窗戶可以利用冬季的太陽能來加熱室內(nèi)，減少采暖需求，適當(dāng)?shù)恼陉栄b置可以防止夏季過度的太陽輻射，降低冷卻成本。

2.2 建筑保溫隔熱技術(shù)

（1）外墻保溫是建筑保溫隔熱技術(shù)的主要應(yīng)用方式，即在建筑物外墻上使用聚苯板、巖棉、玻璃纖維等保溫材料，以提高外墻的隔熱性能，有效減少熱量散失，降低采暖和制冷的能源消耗，減少室內(nèi)與室外溫度的差異，使室內(nèi)溫度被控制在合理狀態(tài)。

（2）建筑物的屋頂上使用保溫材料，減少熱量在屋頂部分的散失，屋頂保溫可以降低室內(nèi)和室外溫度之間的溫差，減少采暖和制冷成本，同時延長屋頂?shù)氖褂脡勖黐5]。

（3）保溫技術(shù)還包括窗戶和門窗的隔熱設(shè)計，采用雙層玻璃窗戶、低輻射玻璃、熱橋斷熱等技術(shù)，增強窗戶和門窗的隔熱性能，可有效降低門窗部分的熱傳導(dǎo)，減少室內(nèi)與室外的熱量交換，減少采暖和制冷成本。

2.3 雨水收集與利用技術(shù)

（1）屋頂雨水收集技術(shù)通過設(shè)計特殊的屋頂結(jié)構(gòu)，將雨水導(dǎo)向收集系統(tǒng)，屋頂通常覆蓋有雨水排水板或排水槽，可以將雨水有效地收集并儲存在水箱或地下儲水系統(tǒng)中。收集到的雨水可以用于沖洗馬桶、澆灌花園，甚至作為建筑的冷卻水。通過屋頂雨水收集，建筑可以減少自來水的使用，降低用水成本，減少排放到雨污水系統(tǒng)的水量[6]。

（2）通過鋪設(shè)透水鋪裝、綠地和雨水花園，將雨水滲透到地下，減少雨水徑流，降低洪水風(fēng)險，并改善地下水質(zhì)。地面雨水滲透還能夠降低城市熱島效應(yīng)，提高城市生態(tài)環(huán)境。收集的雨水需要采取顆粒過濾、消毒和沉淀等工藝進行適當(dāng)過濾和處理，以去除懸浮物和有害微生物，確保雨水安全用于沖洗、灌溉或其他用途。

2.4 綠色建筑景觀設(shè)計技術(shù)

（1）綠色建筑景觀設(shè)計，包括在建筑物的屋頂、庭院種植草坪、花卉、灌木和樹木，通過綠化，不僅美化了環(huán)境，而且能夠降低氣溫，改善空氣質(zhì)量，減少城市熱島效應(yīng)。同時，植被還可以提供陰涼和遮擋，減少室內(nèi)制冷需求，降低能源消耗。

（2）綠色建筑景觀設(shè)計還包括雨水管理，如通過設(shè)計生態(tài)池塘、雨水花園和滲透溝渠等來收集和處理雨水，減少雨水徑流，改善地下水質(zhì)和降低洪水風(fēng)險。生態(tài)池塘和雨水花園還提供了生態(tài)棲息地，有益于野生動植物[7]。

（3）綠色建筑景觀設(shè)計還強調(diào)使用可持續(xù)材料，如可回收材料、低維護材料和氣候適應(yīng)性設(shè)計，包括選擇抗腐蝕和耐久性強的材料，減少維護和更換成本，在設(shè)計過程中，還要充分考慮建筑和景觀在不同季節(jié)、氣象條件下的性能，提高建筑的適應(yīng)性。

2.5 建筑智能管理系統(tǒng)技術(shù)

（1）智能建筑管理系統(tǒng)可以監(jiān)測和控制建筑內(nèi)部的能源使用，通過傳感器和自動控制系統(tǒng)來調(diào)整照明、暖通空調(diào)、供暖和冷卻系統(tǒng)，確保能源的有效使用。如當(dāng)建筑內(nèi)部無人時，系統(tǒng)可以自動關(guān)閉燈光和暖通空調(diào)，減少不必要的能源消耗。借助能源管理系統(tǒng)實時監(jiān)測和優(yōu)化，能夠降低建筑的用能成本，減少溫室氣體排放，提高能源利用效率。

（2）智能建筑管理系統(tǒng)還可以監(jiān)測和維護室內(nèi)空氣質(zhì)量，檢測二氧化碳、甲醛、溫濕度等參數(shù)，并在需要時調(diào)整通風(fēng)系統(tǒng)以提供清新的室內(nèi)空氣，提高居住和工作環(huán)境的質(zhì)量，減少室內(nèi)空氣污染[8]。

（3）智能建筑管理系統(tǒng)還包括安全控制功能，可以監(jiān)控火災(zāi)、煙霧和緊急情況，自動觸發(fā)警報和安全措施，實時進行建筑內(nèi)部設(shè)備和設(shè)施的遠(yuǎn)程控制，如電梯、門禁、照明等，提高建筑的安全性和便利性。

3 案例分析

某公司決定建設(shè)一座節(jié)能環(huán)保型總部大樓，旨在降低能源消耗、減少環(huán)境影響、提高員工室內(nèi)舒適度。為實現(xiàn)這一目標(biāo)，該公司大量采用綠色建筑材料和節(jié)能環(huán)保技術(shù)，取得了明顯的效果。

（1）在該項目中采用了高效保溫材料，包括R-30級別的隔熱保溫材料用于外墻隔熱。通過公式U值=熱傳導(dǎo)系數(shù)（熱阻值/面積）計算可知，該大樓采用隔熱保溫材料后，其熱傳導(dǎo)系數(shù)（U 值）降低到0.18W/（m2·K），遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)建筑的1.0W/（m2·K）。

（2）在大樓屋頂安裝了太陽能光伏板，總面積為1000m2，這些光伏板的額定發(fā)電功率為200kW，每年預(yù)計發(fā)電量可達(dá)180000kW/h 時，減少碳排放，降低能源成本。

（3）通過采用智能照明系統(tǒng)，包括LED照明和自動傳感器，實現(xiàn)自動控制每個房間的照明，根據(jù)公式：節(jié)電量=（傳統(tǒng)照明功耗-LED 照明功耗）×使用小時數(shù)，根據(jù)白天、黑夜、房間占用情況，調(diào)整照明強度，降低了用電成本。

（4）采用雙層低輻射（Low-E）玻璃窗戶和熱橋設(shè)計，降低了傳熱系數(shù)（U 值=熱傳導(dǎo)系數(shù)（熱阻值/面積）），提高了窗戶的絕熱性能。

（5）在總部大樓頂部，安裝了雨水收集系統(tǒng)，可捕捉雨水用于灌溉和冷卻系統(tǒng)，減少自來水的使用，降低水費支出[9]。

通過采用以上技術(shù)和節(jié)能材料的使用，該公司總部大樓不僅能源消耗、碳排放和運營成本低，還實現(xiàn)可持續(xù)性的環(huán)保目標(biāo)。

4 結(jié)束語

綜上所述，節(jié)能環(huán)保型建筑材料和節(jié)能環(huán)保技術(shù)是節(jié)能環(huán)保型建筑實現(xiàn)的物質(zhì)基礎(chǔ)和技術(shù)基礎(chǔ)，是節(jié)能環(huán)保型建筑實現(xiàn)的基本途徑。案例工程在綠色建筑材料和節(jié)能環(huán)保技術(shù)的支持下，達(dá)到了節(jié)能環(huán)保型建筑的建設(shè)要求，不僅降低了能源消耗，減少了廢棄物產(chǎn)生，改善了室內(nèi)空氣質(zhì)量，減輕環(huán)境壓力，還為其他建筑工程提供了成功的解決方案。隨著技術(shù)的不斷進步與發(fā)展，未來的建筑將在更綠色的建筑材料和更節(jié)能的環(huán)保技術(shù)的支撐下，實現(xiàn)更高效、更節(jié)能、更環(huán)保的綠色可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)，為子孫后代創(chuàng)造更為美好的未來。