建筑节能与绿色建筑应用技术

建筑节能与绿色建筑应用技术在当今世界对低碳排放的追求越演愈烈、人们对健康节能的要求越来越高的背景下，节能减排与绿色生态成为了建筑设计的发展方向。绿色建筑是我们对周围环境的改变和适应的开发行为。建筑行为要素是自然资源的消耗、改变和转化，绿色建筑行为在各方面都对环境产生重要的影响，也将对经济社会可持续发展产生重大影响。文章试从绿色建筑节能技术的应用方面进行探讨和分析，以期能为绿色建筑节能技术的应用提供一些有益的思路。一、何谓绿色建筑绿色建筑在概念上主要包含如下几点：（1）节能，在这里主要是强调要我们减少各种各样的资源浪费；（2）保护环境，在这里主要是强调减少环境污染以及减少二氧化碳的排放数量；（3）满足人们使用上的要求，为人们提供的使用空间要做到“适用”、“健康”、“高效”。绿色建筑从设计、建设、使用、维护到拆除每个环节都有各种各样的节能及环保要求。这意味着在设计阶段就要重点考虑环境因素的利用，还要尽量地降低建设过程对环境造成的不良影响，且确保建筑在运行阶段能为人们提供低耗、舒适、健康的空间，并全力降低拆除时对环境所造成的危害程度。二、绿色建筑节能技术的应用（一）合理的建筑布局能够大幅降低建筑使用过程中的能耗在一栋建筑的规模、功能、区域确定了以后，建筑外形和朝向对建筑能耗将有重大影响。一般认为，建筑体形系数与单位建筑面积对应的外表面积的大小成正比关系，合理的建筑布局可以降低采暖空调系统的电力使用载荷。从热力学与空气动力学的角度出发，较小的体形系数与较小的外部负荷呈现正比关系。而用途为住宅的建筑物外部负荷不稳定其对能量消耗占主要因素。而对运动场馆、影院等大型公共用途的建筑物而言，其内部的发热量要远远高于外部的发热量，所以在设计中较大的体形系数更加有利于散热。也就是说普通住宅与大型的公共建筑由于用途不一样，其发热量影响因素也不一样，从节能的角度出发，其体形系数的设计要求是相反的。（二）建筑物进行外墙保温能够大幅降低建筑使用过程中的能耗对建筑物进行外墙保温是一项能够大幅提高热工性能的绿色节能工程。其外墙保温材料的铺设厚度与其保温效果呈现正比例关系。外墙保温工艺的广泛应用不但可以在寒冷的冬季有效地避免室内温度的快速流失，而且在炎热的夏季还可以有效地避免由于太阳光辐射而导致的外墙温度升高进而带动室内温度的上升，从而减小了空调等制冷设备的工作载荷。这样一来，通过铺设建筑物外墙保温层不但使夏季的隔热性能得到提升还使得冬季的保温性能得以加强。这样就减轻了冬季供暖压力和夏季的降温电力载荷，从而使得建筑物的能耗得到降低。所以，从考虑降低能耗的角度来看，我们应该大力推广建筑物外墙保温工艺与技术进行广泛的实施。（三）对室内环境进行系统控制以达到综合性系统节能的目的绿色建筑的一大特点就是综合利用空气处理、尽可能地多采用自然光、优化完善自然通风设计等诸多综合系统，整体性多方位地进行优化与系统整合。将多方面的使用功能有机地进行整合与优化完善，科学系统地从整体上降低建筑物的能耗。在整体性综合控制当中暖通系统占有极其重要的作用，因为一般的建筑当中暖通系统占其总能耗百分比高达50％以上。对建筑物的暖通系统进行科学、合理的优化和有机的整合具有极其重要的意义。而要降低暖通系统的能耗，首当其冲就是要从优化暖通系统的设计入手，其节能成败的关键因素是对暖通系统的自动控制。而从当前的暖通空调系统优化设计方案实施效果来看，节能效率最高的基本上都是采用集散控制技术的绿色建筑系统，一般地，整个暖通空调系统的节能效率最高可达30％左右。（四）充分利用洁净丰富的太阳能天然能源就目前而言，太阳能为目前已开发的绿色能源中最重要的能源，是取之不尽、用之不竭、广泛存在的天然能源，其具有极为洁净和廉价等诸多显著优点。目前，在住宅建筑中太阳能的利用主要有太阳能空调、太阳能热水器和太阳能电池。对于我国而言太阳能资源相对还是十分丰富的，浙江地区年平均日照时数为1710～2100小时。这为我国开发利用洁净的太阳能资源提供了良好的条件。现在制约着太阳能利用的最大因素在于其能量转换率过低，但是从发展的角度来看，随着科学技术的进步，太阳能利用的范围将会更广，能量转换效率将会更高。（五）引入中水系统，对水资源进行合理的开发及使用避免浪费我国的年平均年水资源总量为28124亿m3，年平均人均水资源占有量仅有2200m3，年平均人均水资源占有量仅为世界年平均人均水资源占有量的四分之一。中国属于被联合国列为水资源紧缺的国家之一。在正常生活中使用量占95%的洗涤及排污用水使用的都是饮用水，这就造成了极大的浪费。而饮用水的处理要求极高，但是使用量只占5%。引入中水系统后95%的非饮用水（浇灌、洗涤、冲刷）将不再使用饮用水，并且经过简单处理后即可循环使用，这样极大地节约了对饮用水的浪费性使用，减少了水处理成本，从而实现节能降耗的目标。（六）应用昼光照明技术降低照明能耗在建筑的能耗排行中，建筑照明是排名前列的选项。在一些商业性质的建筑物中，建筑照明所消耗的电量有时候可以占到总耗电量的30%以上。而且由于照明发光制热的因素，在一些需要降低环境温度的区域空间里，因为照明制热的原因还导致制冷系统载荷的被动性加大。昼光照明就是将日光引入建筑内部，并将其按照一定的方式分配，以提供比人工光源更理想和质量更好的照明。昼光照明减少了电力光源的需要量，减少了电力消耗与环境污染。研究证明，昼光照明能够形成比人工照明系统更为健康和更兴奋的环境，可以使工作效率提高15%。昼光照明还能够改变光的强度、颜色和视觉，有助于提高工作效率和学习效率，广泛应用于绿色建筑中。二、技术路线及材料改进1、设计方法建筑节能设计的重要性建筑节能设计是全面的建筑节能中一个很重要的环节，有利于从源头上杜绝能源的消耗。建筑整体及外部环境设计是在分析建筑周围气候环境条件的基础上，通过选址、规划、外部环境和体型朝向等设计，使建筑获得一个良好的外部微气候环境，达到节能的目的。2、合理选址建筑选址主要是根据当地的气候、土质、水质、地形及周围环境条件等因素的综合状况来确定。建筑设计中，既要使建筑在其整个生命周期中保持适宜的微气候环境，为建筑节能创造条件，同时又要不破坏整体生态环境的平衡。3、合理的外部环境设计在建筑位址确定之后，应研究其微气候特征。根据建筑功能的需求，应通过合理的外部环境设计来改善既有的微气候环境，创造建筑节能的有利环境，主要方法为：（1）在建筑周围布置树木、植被，既能有效地遮挡风沙、净化空气，还能遮阳、降噪；（2）创造人工自然环境，如在建筑附近设置水面，利用水来平衡环境温度、降风沙及收集雨水等。4、合理的规划和体型设计合理的建筑规划和体型设计能有效地适应恶劣的微气候环境，它包括对建筑整体体量、建筑体型及建筑形体组合、建筑日照及朝向等方面的确定。像蒙古包的圆形平面，圆锥形屋顶能有效地适应草原的恶劣气候，起到减少建筑的散热面积、抵抗风沙的效果；对于沿海湿热地区，引入自然通风对节能非常重要，在规划布局上，可以通过建筑的向阳面和背阴面形成不同的气压，即使在无风时也能形成通风，在建筑体型设计上形成风洞，使自然风在其中回旋，得到良好的通风效果，从而达到节能的目的。5、屋顶的节能设计屋顶是建筑物与室外大气接触的一个重要部分，主要节能措施为；（1）采用坡屋顶；（2）加强屋面保温措施；（3）根据需要设置保温隔热屋面。6、楼板层的节能设计利用其结构中空空间，以及对楼板吊顶造型加以设计。如将循环水管布置在其中，夏季可以利用冷水循环降低室内温度，冬季利用热水循环取暖。7、建筑外围护墙体的节能设计墙体的节能设计除了适应气候条件做好保温、防潮、隔热等措施以外，还应体现在能够改善微气候环境条件的特殊构造上，如寒冷地区的夹心墙体设计、被动式太阳房中各种蓄热墙体(如水墙)设计、巴格达地区为了适应当地干热气候条件在墙体中的风口设计等。8、建筑门窗的节能设计据统计资料，在我国既有的高耗能建筑有40%的耗能是通过门窗散失的。因此，解决好门窗节能的问题相当重要。9、建筑物围护结构细部的节能设计细部的节能设计对于建筑物的整体节能也非常重要，应从以下各部位着手：（1）热桥部位应采取可靠的保温与“断桥”措施；（2）外墙出挑构件及附墙部件，如阳台、雨罩、靠外墙阳台栏板、空调室外机搁板、附壁柱、凸窗、装饰线等均应采取隔断热桥和保温措施；（3）窗口外侧四周墙面，应进行保温处理；（4）门、窗框与墙体之间的缝隙，应采用高效保温材料填堵；（5）门、窗框四周与抹灰层之间的缝隙，宜采用保温材料和嵌缝密封膏密封，避免不同材料界面开裂，影响门、窗的热工性能；（6）采用全玻璃幕墙时，隔墙、楼板或梁与幕墙之间的间隙，应填充保温材料。10、合理的建筑空间设计合理的空间设计是在充分满足建筑使用功能要求的前提下，对建筑空间进行合理分隔（平面分隔和竖向分隔），以改善室内保温、通风、采光等微气候条件，达到节能目的。三、积极采用节能材料，重视节能建筑设备的开发1、节能墙体的应用我国传统围护结构墙多为无机材料组成，如砖石砌体、混凝土、水泥砂浆等,如今为了节能保温的需要，引入了大量有机保温材料如模塑聚苯乙烯泡沫板、挤塑聚苯乙烯泡沫板、硬泡聚氨酯等，因为这些有机保温材料的保温性能要比传统墙体材料的保温性能强，所以有机保温材料在建筑围护结构节能中广泛应用，形成了一种无机材料与有机材料复合墙体。这样就对施工工艺提出了新的要求。典型的保温墙体，是有机与无机材料相间复合而成，而这种墙体除传统的承重、隔声要求外，还增加了保温隔热的要求。要求无机材料和有机材料组合成一个整体，在自然环境中能共同作用，因此对组成墙体的材料性能及施工工艺有了新的要求。最新发明的新型环保阻燃蜂窝复合墙体材料是利用煤渣、水稻秸秆等废料生产而来，其是将废料同水泥、粘合剂经过混合搅拌压缩而成，该种节能砖既减少了废物排放又能实现清洁生产，同时其具有能耗低、重量轻、所需钢筋水泥量小等优点而具有广阔的发展前景。防裂性是墙体保温工程要解决的关键技术之一，因为一旦保温层、抗裂防护层发生开裂，墙体保温性能就会发生很大改变，非但满足不了节能要求，甚至还会危及墙体的安全。影响抗裂的因素很多，由抹面砂浆与增强网构成的抗裂防护层对整个系统的抗裂性能起着较关键的作用。抹面砂浆的柔韧极限拉伸变形应大于最不利情况下的自身变形(干缩变形、化学变形、湿度变形、温度变形)及基层变形之和，从而保证抗裂防护层抗裂性要求。复合在抹面砂浆中的增强网(如玻纤网格布)，一方面能够有效地增加抗裂防护层的拉伸强度，另一方面由于能有效分散应力，可以将原本可能产生的较宽裂缝(有害裂缝)分散成许多较细裂缝(无害裂缝)，从而形成其抗裂作用。表面涂塑材质及涂塑量对玻纤网格布的早期耐碱性具有较重要的意义，而玻纤品种对长期耐碱性具有决定意义。2、节能门窗的应用门窗是建筑物内外进行能量交换的主要通道，因此门窗的节能对整体建筑节能具有很大意义，建筑门窗的节能除了从提高玻璃和框扇本身的热工性能和尽量使用中空玻璃并保证中空玻璃的密闭性外，还应该从玻璃和边框接缝以及门窗框扇搭接处的严密程度着手，因为各搭接处严密才能保证空气流通量的减少。门窗节能从设计、施工、材料等方面应做到门窗安装必须采用预留洞口的施工工艺，严禁采用边安装边砌口或先安装后砌口，根据门窗不同材质来决定采用焊接、膨胀螺栓等工艺进行门窗固定，无论采用何种工艺均应保证其安装牢固，设计时应尽量增加其开启缝隙的搭接量从而减少开启缝隙宽度，根据门窗材质选用各种密封条进行密封，保证外窗的气密性，对金属框门窗在保证足够空间的条件下采用塑料、橡胶等隔热材料进行断桥处理，断桥的长度及宽度均应保证，并应保证其在安装配件时不破坏断桥，外门窗四周与墙体连接处缝隙采用聚苯板或聚氨酯等材料嵌填而不得采用水泥砂浆嵌填，以保证其严密性等。3、节能屋面的应用通常屋面保温是将容重低、导热系数小，吸水率低，有一定强度的保温材料设置在防水层和屋面板之间，按此种正铺法，可选择的保温材料很多，板块状有加气混凝土块、水泥或沥青珍珠岩板、水泥聚苯板、水泥蛭石板，聚苯乙烯板、各种轻骨料混凝土板等，散料加水泥等胶结料现场浇注的有珍珠岩、蛭石