工民建工程的節能初探

馬云亮

摘要：節能、環保是工民建筑發展的必然趨勢，本文從多個角度分析了實現建筑節能的方法，期望促進節能型建筑的推廣與普及。

關鍵詞：節能技術；施工技術；材料

能源問題受到世界普遍關注，能源的過度消耗是阻礙世界經濟發展的根本因素之一。近年來，我國經濟快速發展造成能源局勢十分嚴峻，協調能源消耗與經濟持續增長的關系勢在必行。據有關資料顯示，我國95%為高耗能建筑，能源的消耗量占國內總能源消耗量的比重十分大，同時建材生產、建筑采暖等造成大量CO2和煙塵污染，使我國環境惡化進一步加劇。因此，從設計施工到使用每一環節推行節能技術是符合國情現狀和未來發展趨勢的[1]。

一、建筑設計節能方法

1、布局節能設計

建筑的選址、平面布局、朝向以及建筑單體的排列對能耗的影響都非常大，因此設計之初應充分考慮這些因素，不僅講美觀，還要講實用。首先，選擇合理朝向。實踐證明，建筑朝南或南偏東最好，冬季日照時間長，夏季方便通風，比東西朝向的建筑耗能低5%左右。其次，應控制體形系數。盡量減少圍護結構的外表面積以減少能量的散失。第三，優化建筑單體組合。優化建筑單體的間距、排列方式，使每一個單體都具有通風良好、陽光充足的特點。夏季建筑的自然通風不僅減少了空調耗電量，還可以這享受健康舒適的自然風；冬季增加了日照時間，通過太陽輻射對房間緩慢加熱，降低了空調的負荷。

2、門窗節能設計

門窗是節能的關鍵部位，門窗面積越大熱量就散失越快，節能效果越不理想。因此，在設計門窗時不應一味追求美觀而忽略窗墻面積比。科學試驗證明，面積比為1：0.7時既可滿足夏季自然通風，又可滿足冬季寒冷的滲透。另外，門窗傳熱系數是普通墻體的4倍，所以選用新型隔熱門窗材料非常必要。目前，大多建筑采用鋁合金門窗，隔熱效果不十分不好。門窗的選擇原則為：材料保溫隔熱性能好；易于加工成型具有良好的水密性；化學性質穩定不易老化變形[2]。

3、推廣鋼結構設計

鋼結構建筑具有自重輕、抗震性能強、節能環保等諸多優點，是建筑業未來的發展方向。鋼結構節能特點如下：其一，鋼結構為干法施工，所有構件全部是工廠化生產，不僅加快了施工速度，還避免傳統混凝土建筑的濕法操作和日夜施工造成的污染；其二，鋼結構用材省，同樣建筑建材所耗能源僅為混凝土建筑的一半，CO2排放同比也低30%以上；其三，鋼結構圍護一律采用高質隔熱保溫墻板，保溫性能比普遍磚混墻體提升65%以上；其四，鋼結構設計十分靈活，解決了混凝土結構美觀與節能“魚與熊掌不可兼”的矛盾狀況。

二、施工技術與材料

1、墻體保溫技術

在建筑圍護結構中，外墻體所占面積最大，也是耗能最多的結構。外墻保溫技術是降低墻體熱量散失的重要手段。外墻體保溫分為外墻內保溫、外墻中保溫和外墻外保溫。內保溫是早期的保溫手段，由于要在室內施工，減少了室內空間，目前應用很少；中保溫是在墻體中間添加保溫材料，此法利于保護保溫材料，保溫效果佳，但施工復雜要求高，在歐美發達國家普遍應用；外保溫是當前最受歡迎的保溫方法，不僅保溫效果良好，還兼顧美觀。常用的外墻保溫材料有：保溫砂漿、各類聚苯板、聚氨酯板等。

2、玻璃幕墻

玻璃幕墻是人們在追求設計主動性的基礎上發展而來的，它既具有美觀裝飾作用，又具有良好的保溫效果。較多見到的是雙層中空玻璃幕墻：一種是真空玻璃幕墻，將中空玻璃抽成真空，形成真空隔熱層；另一種是熱通道玻璃幕墻，在兩層玻璃中間下端設進風口，上端設排風口，空氣受熱后上升排出，從而達到隔熱的目的，此種方法設單獨的風機效果更好。雙層玻璃幕墻比普通單層玻璃節能40%~50%。

3、門窗節能技術

門窗節能的措施主要有：①遮陽。夏季主要因過度的輻射能使空調系統負擔沉重，所以最直接的辦法就是遮陽。遮陽方式分內遮和外遮兩種，內遮主要有百頁窗、卷簾等形式，安裝于室內；外遮有遮陽紗幕、遮掩蓬等，外遮陽的效果較好，但隨著高層建筑的增多，限制性很大；②low-E玻璃。它是在玻璃的表現鍍一層金屬或非金屬氧化膜，該膜能透過可見光，但對紅外及遠紅外有較強的反射作用。冬季采暖裝置輻射的紅外熱被low-E玻璃阻擋在室內，而夏季太陽輻射熱又被阻隔窗外[3]。③型材選用。木材隔熱性較好，但易變形、易腐蝕，門窗中的應用越來越少，而鋁合金導熱系數極高不是節能型材；塑鋼門窗隔熱性好、耐腐蝕、易于加工成型，被普遍應用，但強度偏低影響了它的實用性；新型注膠斷熱鋁型材既具有鋁合金的特點，又具有良好的隔熱性能，是今后的發展方向，目前生產成本較高影響了它的推廣。

三、建筑功能節能

1、照明電氣節能

①選擇合適的照明亮度。照明亮度應遵守舒適、夠用的原則，不能一味選擇大功率、高亮度電燈，不僅浪費電能，還損傷眼睛。②線纜輔設應合理。鋪設應簡單、合理，盡量減少室內導線的長度，同時宜選用導電良好的銅芯線纜。③科學選用燈具。燈具是照明電氣最關鍵的部分，對于普通的居室、辦公室應選用熒光燈，光效高、使用壽命長；對于沒有顯色要求的工業場所可選用高壓鈉燈，光效極高、壽命更長；應限制使用白熾燈，從光效、壽命和長遠效益來看，白熾燈沒有任何優勢。最后，在不經常使用照明的樓梯間等地應安裝聲控系統，以節約電能。

2、太陽能輔助供暖

太陽能是取之不盡，用之不竭的新能源，人們利用太陽能提供生活洗浴、做飯熱水取得良好的效果。有資料顯示，利用高品質的太陽能熱水器，在北方一些地區冬季熱水可達80度，無陽天氣可堅持7~8天。其實，利用太陽能取暖也有應用，在一些綠色環保建筑中就利用太陽能集熱實現冬季供暖，但由于受天氣影響較大，更體現在輔助性供暖減小空調負荷上[4]。

3、地源熱泵技術

地源熱是近幾年發展而來的新型能源，它同樣具有取之不盡、用之不竭的特點。地源熱泵就是利用地源熱進行冬季供暖和夏季制冷的。在夏季，地下水溫度較低，利用高品位能源（電能）將室內的熱能釋放到地下；在冬季，地下水溫相對較高，利用高品位能源（電能）將地中的熱能取出，提高溫度后供采暖和生活用水使用。地源熱泵技術的電能利用率十分高，1kw電能能夠產生4kw普通空調的效果[5]。目前，地源熱泵作為一項新能源技術在歐美國家得到普遍推廣，而中國雖然對其優勢性有了初步了解，但受技術、傳統觀念的影響應用并不多。

4、中水回用系統

它是對生產、生活產生的廢水進行二次回收利用以實現節能減排的目的。回用水必須達到規定的水質標準，才可用于市政、環境供水和生活用水等，但不可做飲用水使用。目前在我國，住宅生活廢水占建筑排水量中的份額為70%，因此將這些生活廢水經過凈化處理成中水，便可用作城市雜用水和建筑雜用水，從而節省了等量的自來水，相當于城市的供水量增加了。天津中新生態城就是采用了中水循環系統，重復利用污水處理廠流出的中水進行沖廁所、綠化城市、清掃道路、沖洗車輛、消防等雜用，使得生態城每年節約的用水量相當于西湖儲水量的3倍[6]。

目前，我國對于新型節能技術的研究取得了一定的成果，但是與歐美其他國家相比，我們還存在很大差距。作為造福子孫后代、利國利民的一件大事，建筑節能性建筑要作為一項政策矢志不移的堅持下去。

參考文獻

[1]王展濤，李平東.中國建筑行業現狀、前景、及發展思考[M].北京師范大學出版社,2003

[2]孫海龍，白利召.論工民建中節能技術的運用發展[J].湖北建筑學報,2007(6)

[3]馮林朝.住宅建筑節能優化設計的探討[J].吉林建筑工程學院學報,2005(6)

[4]梁桂英，孫立娟.工民建中新型節能技術的研究與應用[J].科技成果縱橫,2004(3)

[5]賀平明，吳桂霞.淺談節能技術和材料在節能住宅中的應用[J].四川科技百科,2005(8)

[6]李守雨.國內建筑工程中施工技術的管理模式及其發展趨勢[J].建筑經濟,2009(7)