從20世紀(jì)70年代起,能源短缺問(wèn)題就為世界各國(guó)所關(guān)注。在所有的能耗中,建筑能耗又占有很大比重。因此,近年來(lái)建筑節(jié)能技術(shù)成為一個(gè)全球關(guān)注的熱 點(diǎn)研究課題。我國(guó)節(jié)能工作與發(fā)達(dá)國(guó)家相比起步較晚,能源浪費(fèi)又十分嚴(yán)重。而且我國(guó)的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)正保持著高速發(fā)展的態(tài)勢(shì),現(xiàn)在正處于工業(yè)化和城鎮(zhèn)化快速發(fā)展 階段,工業(yè)的增長(zhǎng)、居民消費(fèi)結(jié)構(gòu)的升級(jí),特別是中國(guó)城鎮(zhèn)化進(jìn)程的快速發(fā)展,對(duì)能源、經(jīng)濟(jì)資源的需求將更加迫切。

1.我國(guó)建筑能耗現(xiàn)狀與建筑節(jié)能的必要性

1.1我國(guó)建筑節(jié)能的現(xiàn)狀

我國(guó)建筑節(jié)能工作始于20世紀(jì)80年代,主要偏重于北方地區(qū)采暖住宅節(jié)能。在80年代和90年代分別制定了重要的建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn),主要措施是增加門(mén)窗 氣密性、改善墻體保溫、加大圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱阻。近年來(lái)又制定了民用建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),并在“建筑節(jié)能十一五計(jì)劃綱要”中制定了我國(guó)未來(lái)的建筑節(jié)能目標(biāo)。

1.2建筑節(jié)能的必要性

我國(guó)推行建筑節(jié)能的必要性主要表現(xiàn)在四個(gè)方面:

首先,高速城鎮(zhèn)化是建筑節(jié)能的最大機(jī)遇和挑戰(zhàn)。如每年1300—1500萬(wàn)農(nóng)民進(jìn)城,人均耗能提高3倍;年建筑量達(dá)20億平方米,相當(dāng)于全球總量的40%。

其次,建筑能耗占全社會(huì)能耗的比重快速增長(zhǎng),如集中供熱區(qū)的擴(kuò)大,空調(diào)的普及,農(nóng)村能源商品化每戶(hù)住宅面積的擴(kuò)大等。

再次,隨著歐陸風(fēng)的盛行,“能源殺手式”建筑越來(lái)越多。

最后,“十一五期間及今后建筑節(jié)能任務(wù)繁重,高速城鎮(zhèn)化和國(guó)際能源危機(jī)迫使我國(guó)進(jìn)行建筑節(jié)能的背水一戰(zhàn)。”

2.傳統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)建筑節(jié)能的方法

2.1.墻體節(jié)能措施

墻體是建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的主體,其所用材料的保溫性能直接影響建筑的耗熱量。這可以從以下四方面來(lái)考慮。

(1)優(yōu)化建筑外形

在建筑物各部分圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)和窗墻面積比不變的條件下,熱量指標(biāo)隨體形系數(shù)成直線(xiàn)上升。故應(yīng)增加房屋進(jìn)深,減少平面凹凸變化,不能因?yàn)樽非?ldquo;變化和新穎”使外墻凸陷厲害,使體型系數(shù)控制在0.3以下,以最小的建筑外表面積包容最大的建筑空間、減輕墻外表面積的影響。

(2)使用環(huán)保、節(jié)能型建筑材料

使用環(huán)保節(jié)能型建筑材料可有效減少通過(guò)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱,達(dá)到顯著的節(jié)能效果。如選用三孔砌塊,外抹保溫砂漿,工程造價(jià)低、節(jié)能效果好,經(jīng)濟(jì)、施工簡(jiǎn)單且易于推廣。

(3)使用合理構(gòu)造

目前我國(guó)外墻保溫技術(shù)發(fā)展很快,是節(jié)能工作的重點(diǎn)。外墻保溫常采用內(nèi)保溫復(fù)合外墻、夾心復(fù)合外墻和外保溫復(fù)合外墻三種構(gòu)造。

(4)隔離太陽(yáng)輻射熱

對(duì)垂直墻面可采用陽(yáng)臺(tái)、挑檐等遮陽(yáng)設(shè)施和淺色墻面、反射幕墻以及植物覆蓋綠化和“可呼吸外墻”類(lèi)同時(shí)具有良好生態(tài)性能的外墻,這些都是改善建筑室內(nèi)環(huán)境,節(jié)約建筑能耗的有效措施。

2.2.門(mén)窗節(jié)能措施

門(mén)窗是建筑必不可少的組成部分,面積約占建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)面積的30%,傳熱系數(shù)比墻的大很多,又經(jīng)常開(kāi)啟,是冬季耗熱的關(guān)鍵部位。其長(zhǎng)期使用能耗約 占整個(gè)建筑長(zhǎng)期使用能耗的50%,其中傳熱損失為1/3,冷風(fēng)滲透為1/3,十分可觀,因此門(mén)窗的節(jié)能是建筑節(jié)能的重要突破口。其節(jié)能措施主要有:

(1)盡量減少門(mén)窗的面積,合理控制窗墻比門(mén)窗是建筑能耗散失的最薄弱部位,所以在保證日照、采光、通風(fēng)、觀景條件下,盡量減少外門(mén)窗洞口的面積, 合理控制窗墻比。對(duì)于窗墻比,《民用建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)(采暖居住部分)》有嚴(yán)格規(guī)定:北向不大于25%;南向不大于35%;東西向不大于30%。

(2)提高門(mén)窗的氣密性,減少冷空氣滲透通過(guò)改進(jìn)門(mén)窗產(chǎn)品結(jié)構(gòu)(如加裝密封條),提高門(mén)窗氣密性,防止空氣對(duì)流傳熱。加設(shè)密閉條是提高門(mén)窗氣密性的重要手段之一。

(3)設(shè)置遮陽(yáng)設(shè)施適當(dāng)確定建筑物的挑檐、遮陽(yáng)板的尺寸,安裝可調(diào)式百葉、窗簾,調(diào)節(jié)室內(nèi)日照?；虿捎谜陉?yáng)系統(tǒng),一般安裝在向陽(yáng)的外立面或采光屋頂上,可控可調(diào),達(dá)到不同時(shí)間,據(jù)不同需要遮擋、反射和引光入室的目的。

2.3.屋頂節(jié)能措施

(1)采用高效保溫材料

屋頂保溫材料的選擇應(yīng)注意兩點(diǎn):其一是屋面保溫層不宜選用密度較大、導(dǎo)熱系數(shù)較高的保溫材料,以免屋面重量、厚度過(guò)大;其二是屋面保溫層不宜選用吸水率較大的保溫材料以防屋面濕作業(yè)時(shí)因保溫層大量吸水而降低保溫效果。

(2)隔離太陽(yáng)輻射熱

隔離太陽(yáng)輻射熱,減少陽(yáng)光直射,對(duì)屋頂可用架空屋面,淺色屋面。條件允許時(shí)可在屋頂上覆土,做植被屋面,上面種密葉植物,利用植物遮陽(yáng),覆土作為隔熱層提高隔熱性能,而且通過(guò)光合作用,可消耗或轉(zhuǎn)化部分能量,也起到美化環(huán)境作用。還有設(shè)計(jì)通風(fēng)屋面、蓄水屋面等節(jié)能措施。

1、架空板隔熱屋面

架空板隔熱屋面,是指在已經(jīng)做好防水層的屋面上,架設(shè)平板通風(fēng)隔熱層,并設(shè)置通風(fēng)屋脊,設(shè)置進(jìn)風(fēng)口等,使屋面不被太陽(yáng)直射,并通過(guò)隔熱板和屋面之間 的空氣間層進(jìn)行隔熱和節(jié)能。這種隔熱方式施工簡(jiǎn)單,對(duì)屋面結(jié)構(gòu)荷載增加不大,重量輕,隔熱效果好,且板底具有合理的排氣結(jié)構(gòu),又有一定的保濕作用。

2、蓄水屋面

蓄水屋面就是在剛性防水屋面上蓄一層水,其目的是利用水蒸發(fā)時(shí),帶走大量水中的熱量,大量消耗曬到屋面的太陽(yáng)輻射熱,從而有效地減弱了屋面的傳熱量和降低屋面溫度,是一種較好的隔熱措施,是改善屋面熱工性能的有效途徑。

3、淺色坡屋面

目前,大多數(shù)住宅仍采用平屋頂,在太陽(yáng)輻射最強(qiáng)的中午時(shí)間,太陽(yáng)光線(xiàn)對(duì)于坡屋面是斜射的,而對(duì)于平屋面是正射的,深暗色平屋面僅反射不到30%的日照,而非金屬淺暗色的坡屋面至少反射65%的日照,反射率高的屋面大約節(jié)省20%～30%的能源消耗。

3.利用可持續(xù)能源實(shí)現(xiàn)建筑節(jié)能

3.1.太陽(yáng)能的利用

在太陽(yáng)能比較豐富的地區(qū),所有的建筑都應(yīng)該用太陽(yáng)能,如果此建筑用熱水的量比較大,就在屋頂安裝足夠其使用的太陽(yáng)能熱水器,也在相鄰用熱水量不大的 建筑屋頂建太陽(yáng)能熱水器,以補(bǔ)充用量大的建筑。在這些地區(qū)的農(nóng)村也應(yīng)該全部用上太陽(yáng)能電池,以供照明用電,同時(shí)加快技術(shù)開(kāi)發(fā)建太陽(yáng)能建筑,在實(shí)踐較成功的 情況下,進(jìn)一步在全國(guó)可用的地區(qū)進(jìn)行推廣。

3.2.風(fēng)能的利用

我國(guó)風(fēng)力資源十分豐富,據(jù)國(guó)家氣象局提供的資料顯示:中國(guó)陸上50米高度可利用的風(fēng)力資源為5億多千瓦,海上風(fēng)力資源也超過(guò)5億千瓦,儲(chǔ)量居世界首 位,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)可利用的水能資源的3.78億千瓦,與儲(chǔ)量相比,我國(guó)風(fēng)能資源利用在龐大的能源消費(fèi)中不值一提。據(jù)統(tǒng)計(jì),截至2004年末,我國(guó)風(fēng)力發(fā)電總裝 機(jī)容量為76萬(wàn)千瓦,僅占全國(guó)電力裝機(jī)總量的不足千分之二。在亞洲,印度以800萬(wàn)千瓦居首位,我國(guó)不到印度的四分之一。所以我國(guó)應(yīng)該盡可能的開(kāi)發(fā)風(fēng)能資 源,可以進(jìn)行豐富與貧乏地區(qū)平衡,也可以將地方性風(fēng)能發(fā)電設(shè)施與國(guó)家電網(wǎng)相結(jié)合,盡可能實(shí)現(xiàn)風(fēng)能豐富地區(qū)的建筑所需電能自給。

3.3.水能的利用

我國(guó)淡水資源不算太少,居世界第六位。而人均水量?jī)H及世界人均水平的1/4,屬于貧水國(guó)家之列。因此我國(guó)在建筑設(shè)計(jì)中必須考慮如何利用中水,這樣可 以節(jié)約大量的淡水資源。同時(shí)在建筑設(shè)計(jì)中也應(yīng)該作雨水回收及處理設(shè)計(jì),可以用雨水沖廁所、清洗,對(duì)于特別缺水的地區(qū)進(jìn)行技術(shù)開(kāi)發(fā)爭(zhēng)取將雨水處理到可飲用。 這些可以減緩我國(guó)淡水資源極其缺乏的到來(lái)的時(shí)間。

我們還可以根據(jù)地理?xiàng)l件,充分利用深井水。所謂的深井水,指的就是在一些地下水資源較好的地區(qū),深度約80~100m的水。此處水溫較恒定,約7~10℃?？山?jīng)過(guò)熱泵交換后將冷卻水通過(guò)另一口井再回灌地下。與普通電制冷空調(diào)比較,可節(jié)能15%。目前的實(shí)例已較多。

3.4.地?zé)豳Y源的利用

地?zé)豳Y源是地層深處的熱資源由于未受外界擾動(dòng),其溫度較為恒定;且是無(wú)污染的巨大的能源體。在設(shè)計(jì)中利用此熱源做“地源熱泵”,通過(guò)建筑與地?zé)岬慕粨Q,在冬天可取暖,夏天可供降溫。

4.總結(jié)

建筑節(jié)能是“功在當(dāng)代、蔭及子孫”的世紀(jì)工程,是實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的一個(gè)前提。我們可以從建筑物本身出發(fā),通過(guò)屋頂節(jié)能設(shè)計(jì)、外墻節(jié)能設(shè)計(jì)、門(mén)窗節(jié)能 設(shè)計(jì),還可以利用綠色能源如太陽(yáng)能、風(fēng)能、水能、地?zé)崮艿睦脕?lái)降低建筑能耗,提高建筑的智能化程度,以保證盡可能的為人們提供健康、舒適、安全的居住、 工作、學(xué)習(xí)和活動(dòng)的節(jié)能建筑。

我們不僅要在住宅建筑實(shí)施節(jié)能規(guī)定,而且要在各類(lèi)公共建筑和工業(yè)建筑中盡快實(shí)行節(jié)能;不僅在北方或需要采暖的地區(qū),而且要對(duì)南方及一切空調(diào)制冷的各類(lèi)建筑制定節(jié)能指標(biāo)。