淺析生態建筑建材的節能方式

張 軍

（天津三建三分公司 天津 300160）

1 綠色建筑中的被動式技術

被動式節能方式定義：被動式節能方式是指以非機械電氣設備干預手段實現建筑能耗降低的節能技術，具體指在建筑規劃設計中通過對建筑朝向的合理布置、遮陽的設置、建筑圍護結構的保溫隔熱技術、有利于自然通風的建筑開口設計等實現建筑需要的采暖、空調、通風等能耗的降低。主動式技術是要依靠連續的能源輸入維持機械設備運轉，對抗外界氣候條件和不利內部環境變化，創造舒適室內環境技術。

1.1 指導思想

被動優先主動為輔是生態建筑設計的指導思想。通過合理的被動與主動結合，達到綠色建筑節能的效果是我們的主要想法。

1.2 建材新技術簡介

高效保溫結構：氣凝膠玻璃。保溫門窗作為建筑必不可少的圍護結構，氣凝膠具有可調節硬度、裁剪便利、密度小、耐受高溫、絕對疏水、無機材料、綠色環保等優越特性，其可替代玻璃纖維制品、石棉保溫氈、硅酸鹽纖維制品等不環保、保溫性能差的傳統柔性保溫材料。

氣凝膠玻璃的制備分兩步。首先，從硅烷中獲得硅醇凝膠；然后，使硅醇凝膠進入結晶和干燥過程，以便從凝膠中排除溶劑，整個過程均在一定壓力和溫度下進行，可用電子計算機控制整個制備過程。實踐證明，在兩層普通玻璃中間夾一層氣凝膠玻璃，使傳熱系數從3W/m2·K下降到0.5W/m2·K。此外，氣凝膠玻璃比所有無機材料的傳播聲音速度都慢。聲音在空氣中的傳播速度為340m/s，在水中的傳播速度為1400~1500m/s，在金屬和普通玻璃中的傳播速度為500m/s，而在氣凝膠玻璃中僅為100~120m/s。

目前房屋建筑均未能做到此技術要求，僅采用膠粉聚苯顆粒外保溫系統或砂加氣砌塊保溫系統等方式進行建筑節能施工。

1.3 生態房屋的效果評價

在透明復合板中集成透明/半透明的纖維素氣凝膠（這種材料層的總傳熱系數<0.6W/m2·K，每厘米厚度總太陽輻射透過率大于90%）。與商品氣凝膠相比，這種新型的纖維素氣凝膠材料取材于廢紙或廢木料，既滿足節材的要求又達到造價低廉，可降解。同時此施工工藝相對外保溫系統等施工做法相對簡單，且控制難度遠遠低于濕作業施工難度，間接地節省可人員施工開支。

2 生態建筑中的多項節能技術

2.1 太陽能利用

太陽能在建筑行業的利用是大勢所趨，國際上光伏和建筑一體化已經有很長的歷史了，特別是太陽能發電，包括反饋到電網。

國內的利用主要還是太陽能熱水器，技術已經非常成熟，正在大面積普及當中。未來的發展是需要大力普及光伏和建筑一體化，重點在于利用光伏發電解決照明和家用電器用電，以及包括做飯和炒菜在內的高等級能源需求，也為熱泵普及提供高級無碳電力支撐。

2.2 生物質能利用

垃圾液化氣和秸稈生物質能主要是為住宅提供生火做飯和炊事用能，包括沼氣在內，是生物質能的較好利用形式，也為熱泵和太陽能聯合供暖、供熱水或發電實現了低碳或零碳建筑的互補手段。只有聯合利用這些低碳可再生能源，才能夠完全實現綠色建筑的零排放和零能耗，甚至正能量輸出，反饋到電網，為電網輸送綠色能源。

2.3 地熱能利用

熱泵技術主要用于采暖、制冷和洗澡的熱水。如果被動房普及，地熱主要是用于熱水，用來洗澡和洗衣服等，包括溫室大棚的保溫，適合什么就做什么，因地制宜。這里說的是100℃以下的中低溫熱泵，如果發展400℃以上的高溫熱泵，那么在工業上的應用將會更加廣泛。

3 被動式建筑蓄熱技術

通過透明蓄水層提升整個圍護結構的熱惰性和蓄熱性，在和外界自然環境中能量變化的對抗中，TWSE先做到內氣充盈，可以吸收和蓄存比常規圍護結構更多的能量[1]。一般以靜態蓄水就可以對抗室外溫度波動。夏季過熱時，通過建筑供水系統向蓄水模塊供水，回水直接用于盥洗室和衛生間，多余熱能通過排水系統被耗散掉。用單位體積的水傳輸的能量比單位體積空氣傳輸的能量大的多，很容易用小功率泵實現四兩撥千斤，即以小能量調動大能量。供水系統來自埋地的供水管道，很容易實現與大地溫度一致，而TWSE系統正是借大地和太陽輻射的能量對抗冬季和夏季外界空氣環境中極端能量變化，正所謂借力打力。

4 結語

綜上所述，可得出如下幾點結論：（1）傳統的建筑業高能耗、高資源消耗，環境負荷太大，不可持續發展；（2）利用可再生的綠色建材和建筑圍護結構，大力發展被動生態建筑，可以實現超低能耗、超低排放、甚至是負排放的綠色建筑；（3）建材行業和新能源產業在以被動房為代表的新一輪綠色建筑產業革命到來之際，大有作為，市場前景廣闊；要和建筑業攜手共進，造福百姓、造福社會，實現合作共贏。