淺談建筑節能與環保

白 健

0 引言

隨著我國經濟快速增長，各項建設取得巨大成就的同時，我國也付出了巨大的資源和環境被破壞的代價，經濟發展與資源環境被破壞的矛盾日趨尖銳，群眾對環境污染問題反應強烈，能源的短缺已不容忽視，節約能源與環境保護已受到世界性的普遍關注，在我國亦不例外。目前，全世界有近30%的能源消耗在建筑物上，長此以往，將嚴重影響世界經濟的可持續發展。因此，我們必須從可持續發展的戰略出發，使建筑盡可能少地消耗不可再生資源，降低對外界環境的污染及破壞，并為使用者提供健康、舒適與自然和諧的工作及生活空間。

1 生態建筑材料的使用

生態建筑材料的科學和權威的定義目前仍在研究確定階段。生態建筑材料的概念來自于生態環境材料。生態環境材料的定義也仍在研究確定之中。其主要特征:首先是節約資源和能源;其次是減少環境污染，避免溫室效應與臭氧層的破壞;第三是容易回收和循環利用。按其含義生態建筑材料應指在材料的生產、使用、廢棄和再生循環過程中以與生態環境相協調，滿足最少資源和能源消耗，最小或無環境污染，最佳使用性能，最高循環再利用率要求設計生產的建筑材料。

目前在社會上出現的新型建筑材料有加氣混凝土砌塊、陶粒砌塊、小型混凝土空心砌塊、纖維石膏板、新型隔墻板等，這些新型建筑材料以煤灰、煤矸石、石粉等廢料為主要原料，具有質輕、隔熱、隔音等特點。有些材料甚至達到了防火的功能。使用新型建筑材料，可以有效減少環境污染，節省大量的生產成本，增加房屋使用面積等一系列優點，經過近20年的研制、開發和引進國外生產技術和設備，我國的建筑材料工業已經開始走上多品種發展的道路，初步形成了以塊板為主的墻材體系，如混凝土空心砌塊、紙面石膏板、纖維水泥夾心板等，但代表墻體材料現代水平的各種輕板、復合板所占比重仍很小，還不到整個墻體材料總量的1%，與工業發達國家相比，相對落后40年～50年。主要表現在:產品檔次低、企業規模小、工藝裝備落后、配套能力差。

我國的建筑材料工業應結合不同地區、不同建筑類型，以新型墻體材料為重點，瞄準有市場前景的新產品、新技術，在引進、消化、吸收國外先進技術裝備的基礎上，研究開發適合我國國情的新工藝、新技術和新裝備。將重點圍繞盡可能少用天然資源，降低能耗并大量使用廢棄物作原料;盡量采用不污染環境的生產技術;盡量做到產品不僅不損害人體健康，而且應有利于人體健康;加強多功能、社會效益好的產品開發。

2 可再生能源的利用

可再生能源是指原材料可以再生的能源，如水力發電、風力發電、太陽能、生物能(沼氣)、潮汐能等，可再生能源不存在能源耗竭的可能，因此日益受到許多國家的重視，尤其是能源短缺的國家。

2010年3月25日上午10點一座完全依靠太陽作為能源，利用高科技自動調節控制而實現“零能耗”“恒溫”“恒濕”的“未來小屋”——Sunflower在天津大學落成。

這套74 m2、一室一廳的小屋集合了建筑設計、建筑結構、太陽能光熱、光電技術研究、太陽能的高效綜合利用、太陽能建筑一體化、分布式能源系統、微電網技術、樓宇智能化控制、家用電器及設備綜合節能、新型建筑材料等領域的最新科技成果:采用被動式建筑設計技術，并結合主動式太陽能利用技術，通過系統優化整合，達到主、被動技術的有機結合、建筑環境的智能化調節與控制，以實現太陽能的高效利用并最大限度地節約能源。小屋采用較好的建筑材料、家用電器及設備，通過對聲、光、熱等建筑物理環境的高效智能控制創造了舒適、健康的室內外環境。

小屋的設計者采用了“光伏發電技術”，通過 PV板(光伏電池板)產生直流電，儲存在蓄電池中備用，或通過逆變器變為交流電用于小屋電力供給，剩余電量則送入電網，從而滿足了小屋的全部供電需求;采用了天大自主研發的“輻射板技術”，將吸收太陽輻射而產生的熱能作為熱源為室內供暖，同時利用太空輻射制冷技術為室內供冷，結合水源熱泵技術調節室內溫、濕度，保證舒適的室內環境要求，利用了真空管高溫集熱技術來提供烹調用熱。小屋通過太陽能供熱的梯級利用滿足建筑的不同用熱需求，使屋內四季保持在恒溫24℃±1℃，濕度40%～55%左右。此外，小屋還創新性地采用了“小型微電網的監控及能量管理技術”，構建了小型可靠的微電網系統和能量優化管理系統。通過能量控制優化管理，最大程度地利用太陽能，在保證可靠性前提下實現屋內能源的優化自給調控，保持室內環境的舒適。

以我國目前狀況還不適宜大規模建造此類“零能耗”建筑，但可以在環境保護區，重點城市小規模建造以作為試點，并將其中適宜我國國情的節能技術逐步推廣。建筑利用可再生能源的形式應該有選擇，應鼓勵低成本常規技術的節能建筑示例，其中低成本的被動手段應作為首選。應當鼓勵低成本、高效的適宜技術。

我國在資源、能源、人口、經濟發展水平、文化傳統等方面有自己的特點，因此，推進建筑節能，不能盲目照搬國外的方法，要立足本國實際。一方面要借鑒其他國家先進的節能技術和經驗，另一方面也要從我國實際情況出發，探索有中國特色、適應我國氣候和文化特點的建筑節能途徑。

3 新型結構形式的應用

以國外方面來說:20世紀90年代，美國的民用住宅采用鋼結構的約為5%，目前已經超過35%。國內方面:現在我國的鋼結構技術大多應用于高層公共建筑和商用建筑上，在住宅建筑應用不夠廣泛。

鋼結構體系具有自重輕、安裝容易、施工周期短、抗震性能好、投資回收快、環境污染少等綜合優勢，與鋼筋混凝土結構相比，更具有在“高、大、輕”三個方面發展的獨特優勢。最近在我國建筑工程領域中已經出現了產品結構調整，長期以來混凝土和砌體結構一統天下的局面正在發生變化，鋼結構以其自身的優越性引起業內關注，已經在工程中得到合理的、迅速的應用。

輕鋼結構是近十年來發展最快的領域，在美國采用輕鋼結構占非住宅建筑投資的50%以上。這種結構工業化、商品化程度高，施工快，綜合效益高，市場需求量很大，已引起結構設計人員認識。輕鋼住宅的研究開發已在各地試點，是輕鋼發展的一個重要方向，目前已經有多種的低層、多層和高層的設計方案和實例。因其可做到大跨度、大空間，分隔使用靈活，而且施工速度快、抗震有利的特點，必將對我國傳統的住宅結構模式產生較大沖擊。

4 設計思路方面的節能

福岡市是僅次于東京、大阪和名古屋，居日本第4位的商業城市，多多良川、御笠川、那珂川、井川、室見川、瑞梅寺川等多條河流穿流其中，大部分河流的兩側并不是用石塊砌成的直立河岸而是采用卵石堆成的較緩的坡度，據說是為了河岸的生物可以自由的飲水并完成需要在水中完成的生態過程，這也是對生態環境的一種保護，在這里卵石也成為了一種生態建材，有的時候對于環境的保護并不僅僅是新技術新材料的應用，而是轉換一種思路。

被蟲子蛀過的松木在我國一般只能作為廢品處理，加拿大國家體育中心溜冰場卻用它來做頂棚的裝飾而且有著不錯的裝飾效果，在我國建筑中雨水一般通過雨水管直接流入下水管道，在國外很多建筑中卻將雨水收集進行簡單的處理之后用于衛生間的沖洗、綠化帶的澆灌等用途。建筑頂部安裝隨風轉動的五彩風帽，不需要消耗能源，即可形成室內外空氣循環。通風系統所產生的風力雖然微小，但用風力發電機將其轉化為電力后卻可以用于衛生間的照明。

完整的節能設計不僅僅是設計思路本身，它需要選材、制造、運輸、使用多個環節的相輔相成，在社會經濟生活以及生產方式的節能鏈條尚未完善的時候，我們可以依靠可以掌控的行為來實踐節能。

5 結語

只有將建筑、節能、環保有機的結合起來才能更好的實現我國可持續發展戰略，使人們生活在一個健康和諧的環境中，作為一名建筑工作者應該從自身做起，全力倡導并推動節能、環保的新型建筑在我國的普及，以期達到建設理想的宜居環境，促進社會進步的目的。

[1] 趙玉清.可再生能源利用與建筑節能[M].北京:機械工業出版社，2004.

[2] 謝德強.綠色生態建筑[J].山西建筑，2008，34(23):50-51.

[3] 王曉微.綠色節能建筑發展前景探索[J].山西建筑，2009， 35(15):219-220.