浅谈建筑节能

浅谈建筑节能摘要：论述了建筑节能的意义、方法和途径。通过墙体、门窗、屋面新材料应用及开发新能源等多方面来到达建筑节能的目的。关键词：节约能源；可持续发展；建筑节能；生态系统能源是中国崛起的动力，中国能源发展正面临着越来越严峻的挑战，能源供不应求和末端低效利用的矛盾越来越突出。伴随着我国的城市化的飞速发展，建筑及住宅产业已成为国民经济的支柱产业，需要大量的建造和运行使用能源。据统计，目前建筑能耗所占社会商品能源总消费量的比例已从1978年的10％上升到30%左右。随着我国城市化进程的不断推进和人民生活水平不断提高，建筑能耗的比例将超越工业、交通等其他行业最终达到40%左右，成为能耗的首位。这不仅仅影响国家能源供应，而且能源使用效率的高低还影响着环境的质量，在可持续发展成为全世界所追求的目标时，作为耗能大户的建筑行业也在关注能源以及环保的可持续发展问题。1建筑节能发展现状我国节能工作与发达国家相比起步较晚，能源浪费又十分严重。据国家有关部门统计，我国已有的建筑面积达400亿平方米，现在仍以20亿平方米增加的发展速度在建设，其中95%以上属于高能耗建筑。目前每年城镇建筑仅采暖一项需要耗能1.3×108t标准煤，占全国能源消费总量的11.5%左右，占采暖区全社会能源消费的20%以上，在一些严寒地区，城镇建筑能耗高达当地社会能源消费的50%左右。由于建筑供暖燃用大量煤炭等矿物能源，我国每年由于燃烧矿物燃料向地球大气排放的二氧化碳仅次于美国，居世界第二，预计到2020年，我国将取代美国成为世界二氧化碳排放第一大国。我国建筑不仅耗能高，而且能源利用效率很低。我国的建筑采暖耗热量：外墙大体上为气候条件接近的发达国家的4～5倍，屋顶为2.5～5.5倍，外窗为1.5～2.2倍，门窗透气性为3～6倍，总耗能是3～4倍，单位建筑能耗比同等气候条件下的国家高出2～3倍。另外，每年新建和改建的几千万栋建筑要消耗掉几十亿吨林木、砖石和矿物材料，造成森林的过度砍伐，材料资源的大量开采，带来土地的破坏，植被的退化，物种的减少和自然环境的恶化。如此以往，建筑业这根国民经济的支柱产业将有可能演变为破坏环境和浪费能源的“危房朽柱”，侵蚀大量的社会资源。2几种节能途径能源的利用情况标志着一个国家科技进步的水平。在我国大力推广节能产品，禁止使用耗能过大的设备，提高能源的利用率，以缩短与世界先进国家的差距，为中国的现代化建设提供能源的保证。我国城市建筑普遍存在着围护结构保温隔热性和气密性差，供热空调系统效率低下等问题，节能潜力巨大。2.1墙体节能墙体是建筑外围护结构的主体,其所用材料的保温性能直接影响建筑的耗热量。节能建筑的前提是墙体采用节能材料。节能材料属于保温绝热材料，既包括保温材料，也包括保冷材料。传统的墙体材料粘土砖是用粘土通过烧结生产出来的,保温性能不能满足设计标准。有关数据显示，每生产折1万块标砖的新型墙材节标煤0．62吨，每生产折60．6万块标砖的新型墙材节地1亩，全国9万家粘土砖生产企业，每年约“啃”掉50万亩良田，年消耗7000万吨标准煤。开发和应用高效的保温绝热材料是保证建筑节能的有效措施。随着世界范围内能源的日趋紧张，绝热材料在节能方面的意义日显突出。仅就一般居民采暖的空调而言，通过使用绝热围护材料，可在现有的基础上节能50%~80%。每使用1吨绝热材料，可节约标准煤3吨/年，其节能效益是材料生产成本的10倍。因此，绝热材料将是继煤炭、石油、天然气、核能之后的第五大“能源”。外保温是目前大力推广的一种建筑保温节能技术。目前我国外墙保温技术发展很快，是节能工作的重点。外墙保温主要是靠保温绝热材料作为建筑围护，外墙墙体采用新型墙体材料，主要是加气混凝土砌块、轻集料砌块、粉煤灰空心砌块等和各种新型保温节能墙板，如钢丝网架聚苯乙烯夹心板、GRC板等。外墙保温技术的发展与节能材料的革新是密不可分的，建筑节能必须以发展新型节能材料为前提，必须有足够的保温绝热材料做基础。节能材料的发展又必须与外墙保温技术相结合，才能真正发挥其作用。正是由于节能材料的不断革新，外墙保温技术的优越性才日益受到人们重视。所以在大力推广外墙保温技术的同时，要加强新型节能材料的开发和利用，从而真正地实现建筑节能。2.2门窗节能建筑门窗和建筑幕墙是建筑围护结构的组成部分，是建筑物热交换、热传导最活跃、最敏感的部位，是墙体失热损失的5—6倍。门窗的节能约占建筑节能的40％左右，具有极其重要的地位。外门窗是住宅能耗散失的最薄弱部位，其能耗占住宅总能耗的比例较大，其中传热损失为1/3，冷风渗透为1/3，所以在保证日照、采光、通风、观景要求的条件下，尽量减小住宅外门窗洞口的面积，北向、东向和西向、南向的窗墙比分别不应超过20%、30%、35%。提高外门窗的气密性，减少冷风渗透，改进门窗安装技术。门窗框与墙间的缝隙可用弹性松软型材料（如毛毡）、弹性密闭型材料（如聚乙烯泡沫材料）、密封膏以及边框设灰口等密封；框与扇的密封可用橡胶、橡塑或泡沫密封条以及高低缝、回风槽等；扇与扇之间的密封可用密封条、高低缝及缝外压条等；扇与玻璃之间的密封可用各种弹性压条等。对气密性、水密性、保温性、抗风性、抗变形性、环保、隔音、防污、保温、隔热的特殊建筑节能材料要大力推广使用。积极推广使用低辐射镀膜玻璃ＬＯＷ－Ｅ。这种玻璃既可以达到在冬季有效利用太阳辐射热能加热室内物体，并阻止室内红外热辐射通过玻璃向室外泄漏的保温效果；在夏季又可以达到阻挡室外的红外热辐射影响室内温度的隔热效果，从而实现降低住宅建筑总能耗的目的。2.3屋面节能我国南方地区在夏季太阳辐射和室外气温的综合作用下，从屋顶传入室内的热量要比从墙体传入室内的热量多得多，因此，建筑屋面的隔热节能也很重要。在不断改进建筑外墙、外窗的保温性能后，还必须进一步加强屋面保温隔热的研究。新型倒置式屋面是在屋面节能方面的一项创新。所谓倒置式屋面，就是将传统屋面构造中的保温层与防水层颠倒，把保温层放在防水层的上面。保温隔热性极佳，施工简易、质轻好搬、易切割、施工期短、成本无形中降低，屋顶结构负荷极小(40kg/m3)，几乎不老化，可以说与建筑物同寿无翻修问题，不需要排气孔隔气层，屋顶可再利用，如花园，无特别要求甚至雨天也可施工，不需专业训练施工极为简易。当平屋面上的找坡层平均厚100mm，再加上覆土厚度为80mm的屋面，其传热系数K1.5W/m2.k，若覆土厚度大于200mm时，其传热系数K1.0W/m2.k。夏季，通过植物冠盖、叶片的遮阳作用减少建筑物对太阳辐射热的吸收，通过蒸腾作用吸收建筑物维护结构的热量，释放水蒸汽，改善建筑物外表的热、湿环境，与普通隔热屋面比较，夏季绿化屋面表面温度平均要低6.3℃，屋面下的室内温度相比要低2.6℃。因此，屋顶绿化作为夏季隔热措施有着显著效果。可明显降低建筑物周围环境温度（0.5℃—4.0℃），而建筑物周围环境的温度每降低1℃，建筑物内部空调的容量可降低6%，对低层大面积的建筑物，由于屋面面积比墙面面积大，夏季从屋面进入室内的热量占总围护结构热量的70%以上，绿化的屋面外表面最高温度比不绿化的屋面外表面最高温度（可达60℃以上）可低20℃以上。2.4空调节能建筑能耗里，用于暖通空调的能耗又占建筑能耗的30%-50%，且在逐年上升。随着人均建筑面积的不断增大，暖通空调系统的广泛应用，用于暖通空调系统的能耗将进一步增大。在最热的夏天，如果对暖通空调系统采取节能措施，不仅可以大大缓解电力紧张状况，同时对于降低不可再生能源的消耗、保护生态环境、维持可持续发展都有着重要的意义。科学技术的不断进步，使暖通空调领域新的技术不断出现，我们可以通过多种方法实现暖通空调系统的节能：精心设计暖通空调系统，使其在高效经济的状况下运行；改善建筑维护结构的保温性能，减少冷热损失；提高系统控制水平，调整室内热湿环境参数，尽可能降低空调系统能耗；采用新型节能舒适健康的空调方式；推广应用使用可再生能源或低品位能源的空调系统；开展冷热回收利用的研究运用工作，实现能源的最大限度利用。2.5.新能源的开发利用太阳能作为一种可再生的洁净能源，是建筑上很具有利用潜力的新能源之一。太阳能在建筑上的利用方式主要有，被动式太阳能采暖、太阳能供热水、主动式太阳能采暖与空调，以及太阳能发电等等。德国建筑师塞多·特霍尔斯建造了一座能跟踪阳光的太阳房屋。房屋被安装在一个圆盘底座上,由一个小型太阳能电动机带动一组齿轮。房屋底座在环形轨道上以每分钟转动3cm的速度随太阳旋转。当太阳落山以后,该房屋便反向转动,回到起点位置。它跟踪太阳所消耗的电力仅为房屋太阳能发电功率的1%,而所吸收的太阳能则相当于一般不能转动的太阳能房屋的2倍。德国还有一个零能量住房,所需能量100%靠太阳能。零能量住房向南开放的平面被设计成扇形平面,可以获得很高的太阳能辐射能。墙面采用储热能力较好的灰沙砖、隔热材料和装饰材料。阳光透过保温材料,热量在灰沙砖墙中存储起来。房屋白天通过窗户由太阳来加热,夜间则通过隔热材料和灰沙砖墙来加热。我国太阳能资源丰富，陆地每年接受的太阳辐射能，相当于2.4×1012tec，2/3国土面积的太阳能总辐射量超过0.6MJ/m2。如果将太阳能源充分加以利用，不仅有可能节省大量常规能源，而且有可能在某些区域完全利用太阳能采暖。我们应该把节能和合理利用太阳能、地下热(水)能、风能结合起来。建筑节能直接关系到国家资源战略、可持续发展和环境保护，是建筑业一项重要、紧迫而又艰苦的任务，值得全社会重视。如今建筑节能工作已在全国启动，节能住宅也是一项正在兴起的崭新事业，体现了建筑节能的前进方向。我们必须跟随世界和中国建筑节能发展的大趋势和大潮流，抓住机遇，迎接挑战、开拓进取，搞好建筑屋面的节能，开发利用新型节能建材，促进建筑技术和建筑产业的发展，为合理利用资源、保护生态环境、提高人民生活质量而努力。参考文献[1]龙惟定．国内建筑合理用能的现状及展望．能源工程．2001（2）[2]韩建新，颜宏亮．21世纪建筑新技术论丛[M]．上海：同济大学出版社，2000[3]刘素萍．建筑节能与围护结构[J]．工业建筑，2001（7）[4]刘加平．建筑节能与建筑设计中的新能源的利用[J]．能源工程，2001（2）转贴[5]白胜芳．节约能源保护环境[N]．中国建设报（中国建材），2003[6]齐文龙等．聚苯板外墙保温技术的应用．建材·建筑·装修，2000[7]徐惠忠，周明．绝热材料生产及应用．北京：中国建材工业出版社，2001