綠色建筑節(jié)能降耗方案應(yīng)用研究

李碩，梁田

（1.大眾報(bào)業(yè)集團(tuán)，山東 濟(jì)南 250014；2.山東工程職業(yè)技術(shù)大學(xué)，山東 濟(jì)南 250000）

1 綠色建筑節(jié)能降耗的理念

綠色建筑是指在整個(gè)建筑生命周期中，最大限度地節(jié)約資源（節(jié)能、節(jié)地、節(jié)水、節(jié)材）、保護(hù)環(huán)境和減少污染，為人們提供健康、適用和高效的使用空間，與自然和諧共生的建筑。綠色建筑在技術(shù)上要做到“四節(jié)一環(huán)?！?，即節(jié)約能源、節(jié)約用水、節(jié)約土地資源、節(jié)約材料、保護(hù)環(huán)境。具體來(lái)說(shuō)，在“四節(jié)一環(huán)?！钡睦砟钪?，“四節(jié)”是指在建筑的規(guī)劃設(shè)計(jì)階段就應(yīng)當(dāng)充分考慮如何節(jié)約能源，其中包括建筑規(guī)劃設(shè)計(jì)的節(jié)能；在建筑的施工過(guò)程中就應(yīng)當(dāng)考慮如何減少資源浪費(fèi)，其中包括材料的節(jié)約；在建筑竣工后就應(yīng)當(dāng)考慮如何減少污染，其中包括空氣和水的污染；在建筑使用階段就應(yīng)當(dāng)考慮如何降低對(duì)環(huán)境的影響。綠色建筑在建設(shè)過(guò)程中要貫徹以人為本的思想，充分考慮人們?nèi)粘Ｉ罟ぷ鲗W(xué)習(xí)中需要大量能耗的問(wèn)題，盡可能實(shí)現(xiàn)“零能耗”[1]。

2 綠色建筑節(jié)能降耗存在的問(wèn)題

2.1 建筑耗電量大

建筑耗電量是指建筑物在正常使用條件下，所消耗的電能與該建筑物耗電量的比值。建筑耗電量是衡量建筑節(jié)能降耗工作成效的重要指標(biāo)，也是反映建筑節(jié)能降耗工作成效的重要指標(biāo)。我國(guó)建筑耗電量一直都非常大，在一些能源緊張的地區(qū)，耗電量更是高得驚人。根據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，我國(guó)一年需要消耗約300 億kW·h的電能，占世界總耗電量的6%～10%。我國(guó)雖然對(duì)新能源開(kāi)發(fā)利用非常重視，但是由于技術(shù)水平相對(duì)落后，新能源利用率不高，致使我國(guó)可再生能源資源被浪費(fèi)掉。在建筑耗電量大這一問(wèn)題上，我們必須引起足夠重視，并采取相應(yīng)措施對(duì)其進(jìn)行解決。否則隨著建筑耗電量不斷增加，我國(guó)將會(huì)面臨更加嚴(yán)峻的能源危機(jī)[2]。

2.2 建筑隔熱效果差

從目前情況來(lái)看，我國(guó)大多數(shù)建筑的隔熱效果都不是很好，其隔熱原理主要是依靠外墻和屋頂。外墻的隔熱性能較好，因?yàn)橥鈮Φ慕Y(jié)構(gòu)主要是由磚、石和混凝土等建筑材料構(gòu)成的。但是屋頂?shù)母魺嵝阅芟鄬?duì)較差，其主要原因在于屋頂結(jié)構(gòu)中沒(méi)有采用隔熱性能較好的材料，而且屋頂設(shè)計(jì)時(shí)沒(méi)有考慮到室內(nèi)空氣流通、自然采光和通風(fēng)等因素。據(jù)相關(guān)研究表明，如果屋頂采用了隔熱性能好的材料，則在夏季陽(yáng)光直射時(shí)室內(nèi)溫度可以降低1～2℃；在冬季陽(yáng)光直射時(shí)室內(nèi)溫度可以提高1～2℃。另外，由于我國(guó)地域遼闊，各地氣候差異較大，因此不同地區(qū)使用的建筑材料也存在著一定差異。如果某些地區(qū)使用了隔熱性能較差的材料，則會(huì)導(dǎo)致屋頂和墻壁的隔熱性能變差。而且由于我國(guó)地區(qū)氣候差異較大，不同地區(qū)的房屋建筑類(lèi)型也存在著較大差異，因此房屋建筑隔熱效果差的問(wèn)題還需要進(jìn)一步研究和解決[3]。

2.3 太陽(yáng)能利用率低

太陽(yáng)能資源是一種取之不盡、用之不竭的可再生能源，太陽(yáng)能的利用方式主要有光電、光熱、光電光熱、光伏發(fā)電四種。我國(guó)太陽(yáng)能資源比較豐富，每年利用太陽(yáng)能進(jìn)行發(fā)電的數(shù)量在30 億kW 以上。但目前我國(guó)建筑工程的太陽(yáng)能利用率只有不到2%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于世界平均水平。影響建筑工程太陽(yáng)能利用率的因素主要有。

（1）建筑設(shè)計(jì)方面。由于我國(guó)建筑設(shè)計(jì)方面技術(shù)落后，在一些建筑設(shè)計(jì)中，不重視太陽(yáng)能資源的利用。例如，一些建筑物沒(méi)有考慮到太陽(yáng)能資源的分布和數(shù)量；一些建筑物的外圍護(hù)結(jié)構(gòu)沒(méi)有考慮到太陽(yáng)能資源的分布和數(shù)量；還有一些建筑物的窗戶太小，這樣就限制了太陽(yáng)能資源的利用。

（2）施工方面。由于施工過(guò)程中缺乏必要的監(jiān)督和管理，導(dǎo)致一些建筑在施工過(guò)程中缺乏應(yīng)有的環(huán)保措施，例如，不使用環(huán)保材料、不使用環(huán)保設(shè)備、不對(duì)垃圾進(jìn)行分類(lèi)等，導(dǎo)致我國(guó)建筑工程太陽(yáng)能利用率低。因此，為了提高太陽(yáng)能資源利用率，必須加強(qiáng)對(duì)這些問(wèn)題的研究和解決[4]。

2.4 綠色節(jié)能門(mén)窗施工不完善

節(jié)能門(mén)窗是建筑節(jié)能降耗工作中重要的環(huán)節(jié)，門(mén)窗的設(shè)計(jì)與施工是實(shí)現(xiàn)建筑節(jié)能降耗的基礎(chǔ)。雖然近年來(lái)我國(guó)建筑節(jié)能工作取得了一定的成績(jī)，但是就目前來(lái)看，我國(guó)在綠色節(jié)能門(mén)窗施工方面還存在著很多問(wèn)題，例如，在選擇材料方面，由于沒(méi)有一個(gè)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致一些生產(chǎn)企業(yè)為了獲取更多的利潤(rùn)，使用劣質(zhì)材料和偽劣產(chǎn)品。在設(shè)計(jì)方面，由于沒(méi)有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，導(dǎo)致一些建筑在設(shè)計(jì)方面存在著很大的差異性，導(dǎo)致有些建筑達(dá)不到國(guó)家節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)。在施工方面，由于缺乏有效的監(jiān)督和管理措施，導(dǎo)致一些施工單位偷工減料、以次充好、偷工減料等現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生。由于這些問(wèn)題的存在，導(dǎo)致我國(guó)建筑節(jié)能降耗工作并沒(méi)有達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。因此，為了使我國(guó)建筑節(jié)能降耗工作取得更好的效果和質(zhì)量，需要加強(qiáng)對(duì)這些問(wèn)題的解決[5]。

2.5 建筑物圍護(hù)結(jié)構(gòu)保溫隔熱性能差

建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)是建筑節(jié)能降耗的重要組成部分，因此加強(qiáng)對(duì)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫隔熱性能研究具有重要意義。在目前的建筑節(jié)能降耗工作中，外墻保溫隔熱問(wèn)題是比較突出的。外墻保溫隔熱主要包括外墻外保溫和外墻內(nèi)保溫兩種方式，其中外墻外保溫施工簡(jiǎn)單、施工速度快，但是存在著保溫層厚度過(guò)大、保溫層與墻體的連接處存在裂縫、保溫層不夠嚴(yán)密等問(wèn)題；而外墻內(nèi)保溫則能夠有效避免上述問(wèn)題的出現(xiàn)，但是施工過(guò)程中容易出現(xiàn)防水處理不好、黏結(jié)強(qiáng)度不夠等問(wèn)題。墻體內(nèi)保溫需要對(duì)墻體進(jìn)行絕熱處理，在目前技術(shù)水平下，許多工程中采用的絕熱材料質(zhì)量較差，施工技術(shù)不到位，很容易出現(xiàn)滲水等問(wèn)題，從而影響建筑節(jié)能降耗工作的效果。

2.6 水資源循環(huán)利用率低

水資源的循環(huán)利用率低是一個(gè)非常嚴(yán)重的問(wèn)題，這對(duì)我國(guó)的建筑節(jié)能降耗工作也是一個(gè)嚴(yán)重的挑戰(zhàn)。目前，我國(guó)的水資源循環(huán)利用率已經(jīng)比較高，但是還沒(méi)有達(dá)到發(fā)達(dá)國(guó)家水平。由于我國(guó)是一個(gè)缺水國(guó)家，因此在建筑節(jié)能降耗工作中也應(yīng)遵循節(jié)約用水、防止浪費(fèi)、循環(huán)利用的原則。然而目前很多建筑企業(yè)并沒(méi)有真正將這些原則貫徹到實(shí)際工作中去。另外，在水資源循環(huán)利用方面，還存在著許多問(wèn)題：①建筑物用水設(shè)施缺乏統(tǒng)一規(guī)劃、設(shè)計(jì)和管理。②部分建筑物存在著二次供水系統(tǒng)，沒(méi)有實(shí)現(xiàn)水資源的有效循環(huán)利用。③部分建筑物的節(jié)水設(shè)備和節(jié)水器具不齊全。④大多數(shù)建筑企業(yè)并沒(méi)有對(duì)建筑水資源循環(huán)利用進(jìn)行全面規(guī)劃和設(shè)計(jì)。

2.7 屋面節(jié)能設(shè)計(jì)不完善

目前，我國(guó)屋面節(jié)能設(shè)計(jì)不完善的問(wèn)題也比較突出，很多屋面保溫材料在實(shí)際使用中的保溫效果不理想。在我國(guó)，屋面的保溫層是由水泥、黃沙、膠粉等材料制成的。雖然這些材料能夠有效地起到隔熱效果，但是它們的導(dǎo)熱系數(shù)比較大，且保溫隔熱性能并不是特別好。如果在設(shè)計(jì)屋面時(shí)采用了這種材料，就會(huì)大大增加屋頂?shù)恼w厚度。這些材料的導(dǎo)熱系數(shù)雖然不是特別大，但是卻具有一定的熱脹冷縮性，如果屋面保溫層厚度過(guò)大，就會(huì)導(dǎo)致屋面出現(xiàn)裂縫。由于我國(guó)許多地區(qū)氣溫較低，再加上建筑施工時(shí)間較短等因素，屋面保溫層在長(zhǎng)期使用中會(huì)出現(xiàn)裂縫問(wèn)題。此外，在一些偏遠(yuǎn)地區(qū)的施工現(xiàn)場(chǎng)還存在著施工條件差、施工環(huán)境惡劣等問(wèn)題，這些因素也會(huì)對(duì)屋面節(jié)能設(shè)計(jì)造成不利影響。屋面節(jié)能設(shè)計(jì)不完善不僅會(huì)影響屋面保溫效果，還會(huì)導(dǎo)致屋頂出現(xiàn)開(kāi)裂現(xiàn)象。因此，在設(shè)計(jì)屋面保溫層時(shí)要結(jié)合當(dāng)?shù)貙?shí)際情況，選擇合適的保溫材料，并對(duì)屋頂進(jìn)行適當(dāng)加固處理，以避免出現(xiàn)裂縫問(wèn)題。

3 綠色建筑節(jié)能降耗的優(yōu)化措施

3.1 引入風(fēng)力技術(shù)

風(fēng)力發(fā)電作為一種新興的可再生能源，具有無(wú)污染、分布廣、不占用土地等優(yōu)點(diǎn)，其技術(shù)發(fā)展和利用具有廣闊的前景。在建筑設(shè)計(jì)中，利用風(fēng)力發(fā)電技術(shù)，可以節(jié)約大量能源，是綠色建筑的重要內(nèi)容之一。在綠色建筑設(shè)計(jì)中引入風(fēng)力發(fā)電技術(shù)，主要有以下3 個(gè)方面的優(yōu)點(diǎn)：①風(fēng)力發(fā)電對(duì)自然環(huán)境無(wú)污染。利用風(fēng)力發(fā)電，不會(huì)產(chǎn)生廢棄物，不會(huì)排放有害物質(zhì)，對(duì)環(huán)境無(wú)污染。②風(fēng)力發(fā)電不需要大量的燃料。在城市中利用風(fēng)力發(fā)電，不需要大量燃料進(jìn)行動(dòng)力供給。③風(fēng)力發(fā)電具有廣闊的市場(chǎng)前景。目前，我國(guó)每年消耗大量煤炭用于發(fā)電，造成了嚴(yán)重的環(huán)境污染。而利用風(fēng)力發(fā)電卻不需要大量燃料供給，僅需消耗少量電力即可滿足人們生活和生產(chǎn)的需要。在城市中利用風(fēng)力發(fā)電可節(jié)約大量土地資源，避免了大面積土地的建設(shè)和占用問(wèn)題。

3.2 合理應(yīng)用房屋隔熱技術(shù)

隨著人們對(duì)環(huán)境和健康的要求日益提高，人們?cè)絹?lái)越關(guān)注建筑中的隔熱問(wèn)題。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在我國(guó)建筑物中，有70%以上的熱量是通過(guò)圍護(hù)結(jié)構(gòu)向室內(nèi)傳遞的，因此，改善圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱工性能是建筑節(jié)能的關(guān)鍵。根據(jù)有關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，在我國(guó)建筑物中，墻體能耗占建筑能耗的60%以上，門(mén)窗能耗占20%左右。因此，有效地改善圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱工性能是建筑節(jié)能的關(guān)鍵。影響圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱工性能的因素有很多，主要包括：圍護(hù)結(jié)構(gòu)的導(dǎo)熱系數(shù)、太陽(yáng)輻射的熱、室內(nèi)熱輻射、門(mén)窗的氣密性及熱橋等。建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)中外墻、屋頂和門(mén)窗等部位對(duì)熱量有很大影響。建筑物外墻是建筑物與外界環(huán)境進(jìn)行熱交換的主要部位，墻體熱阻主要決定了其保溫性能，而屋面和門(mén)窗則是建筑物內(nèi)熱量傳遞的主要部位。因此，根據(jù)建筑物周?chē)h(huán)境采用不同隔熱方式對(duì)降低能耗有重要作用。

3.3 應(yīng)用被動(dòng)式太陽(yáng)能技術(shù)

被動(dòng)式太陽(yáng)能是利用建筑自身的一種方式，通常通過(guò)改善建筑周?chē)h(huán)境來(lái)提高其保溫性能，從而達(dá)到節(jié)約能源的目的。被動(dòng)式太陽(yáng)能技術(shù)與被動(dòng)式設(shè)計(jì)原理相結(jié)合，通過(guò)利用建筑的“墻”來(lái)吸收太陽(yáng)輻射，吸收太陽(yáng)能后轉(zhuǎn)化為熱能，再通過(guò)熱泵或其他方式將熱能傳遞給室內(nèi)的設(shè)備和空間。它具有不需額外投資、能耗低、對(duì)環(huán)境友好、無(wú)二次污染等優(yōu)點(diǎn)。

被動(dòng)式太陽(yáng)能技術(shù)包括：利用建筑周邊環(huán)境吸收太陽(yáng)輻射，在建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)中設(shè)置高效的傳熱體以減少能量損失；利用建筑本身的墻體和屋面反射太陽(yáng)輻射，減少其直接作用于室內(nèi)的能量；利用屋頂綠化或陽(yáng)臺(tái)綠化吸收輻射，減少建筑周?chē)h(huán)境對(duì)太陽(yáng)能的吸收。

3.4 應(yīng)用門(mén)窗綠色節(jié)能施工技術(shù)

門(mén)窗的節(jié)能問(wèn)題主要是解決窗戶的熱工性能和氣密性問(wèn)題，對(duì)墻體的保溫性能有一定要求。在我國(guó)北方地區(qū)，由于冬季氣溫低，門(mén)窗節(jié)能是一項(xiàng)很重要的工作。一般情況下，門(mén)窗玻璃的傳熱系數(shù)較大，所以在窗戶的節(jié)能技術(shù)措施中要注意采用節(jié)能型玻璃和中空玻璃。窗戶的氣密性主要取決于窗框與窗扇之間密封的狀況。在門(mén)窗安裝過(guò)程中要注意窗框與墻體之間、窗扇與窗扇之間的密封狀況，如果門(mén)窗安裝不當(dāng)，會(huì)使室內(nèi)熱量大量流失，降低室內(nèi)溫度。

3.5 建筑結(jié)構(gòu)和圍護(hù)結(jié)構(gòu)節(jié)能

綠色建筑在結(jié)構(gòu)和圍護(hù)結(jié)構(gòu)的節(jié)能方面，采用的技術(shù)如下。

（1）對(duì)不同的建筑物采用不同的節(jié)能技術(shù)，例如，對(duì)于普通住宅，使用保溫隔熱性能好的墻體和屋頂，可以有效降低建筑的能耗；對(duì)于北方地區(qū)的建筑，使用保溫隔熱性能好的門(mén)窗可以降低建筑物的能耗。

（2）對(duì)不同地區(qū)進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)和圍護(hù)結(jié)構(gòu)節(jié)能設(shè)計(jì)，以提高建筑物的保溫隔熱性能。例如，在我國(guó)南方地區(qū)，由于氣候溫暖潮濕，夏季溫度高、濕度大，因此，應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)貧夂驐l件采用隔熱性能較好的屋面和墻體材料。

（3）提高圍護(hù)結(jié)構(gòu)自身的保溫隔熱性能。在外墻結(jié)構(gòu)中使用新型材料，如高保溫、高氣密性的混凝土墻板和混凝土空心板，以提高墻體的保溫隔熱性能。

3.6 節(jié)水與水資源循環(huán)的利用

（1）節(jié)水系統(tǒng)。主要是指通過(guò)設(shè)計(jì)和使用節(jié)水設(shè)備與器具，盡可能減少用水量。我國(guó)水資源總量雖豐富，但人均占有量較低，且地區(qū)間差異較大。因此，要發(fā)展節(jié)約用水的新技術(shù)與新工藝，提高水資源的利用率，盡可能減少水資源的浪費(fèi)。

（2）建筑給水系統(tǒng)節(jié)水。①在滿足熱、冷、水量和水質(zhì)等使用要求的前提下，盡量采用單管供冷、供熱系統(tǒng)。②加強(qiáng)生活飲用水處理，減少生活飲用水的污染。③采用合理的給水管道和配件及其他用水器具的性能，減少水在輸送和使用過(guò)程中的損失。④充分利用市政供水管網(wǎng)壓力來(lái)滿足生活用水要求，并通過(guò)計(jì)量方式來(lái)提高水的利用率。⑤利用中水代替生活用水。

3.7 優(yōu)化屋面節(jié)能技術(shù)

屋面節(jié)能設(shè)計(jì)是建筑節(jié)能的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。由于屋面面積占建筑總面積的80%以上，而且其隔熱性能對(duì)整個(gè)建筑的熱損失起著重要作用，因此屋面節(jié)能設(shè)計(jì)顯得尤為重要。而節(jié)能設(shè)計(jì)的關(guān)鍵在于保溫隔熱材料的選擇和屋面結(jié)構(gòu)構(gòu)造。常用的保溫隔熱材料包括：①聚苯乙烯泡沫板。②聚氨酯泡沫塑料。③EPS 泡沫塑料板。④膨脹珍珠巖、膨脹蛭石。⑤硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料等。同時(shí)，為防止?jié)B漏，可在保溫隔熱材料上設(shè)置防水層。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，綠色建筑節(jié)能降耗是指在建筑物的規(guī)劃、設(shè)計(jì)、建造和使用的整個(gè)過(guò)程中，通過(guò)技術(shù)措施和管理措施，最大限度地節(jié)約能源，并減少對(duì)環(huán)境的影響。由于建筑業(yè)是能源消耗和環(huán)境污染最為嚴(yán)重的行業(yè)之一，因此，在建筑行業(yè)中推行綠色建筑與節(jié)能降耗理念，能有效促進(jìn)我國(guó)建筑行業(yè)的現(xiàn)代化發(fā)展，也符合我國(guó)生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的理念。