淺談低碳技術在建筑中的應用

章 健 （安徽省建筑科學研究設計院，安徽 合肥 230001）

0 引 言

隨著社會經濟飛速的發展，能源緊張和環境惡化已經成為當今社會不可忽略的課題，調查表明全球建筑行業及相關領域造成70%的溫室效應，從建材生產到建材施工，再到建材的使用整個過程都是溫室氣體的主要排放。應對氣候的變化，倡導低碳生活已經成為全人類的共識，在這種共識下，低碳建筑成為建筑行業發展不可逆轉的趨勢。

1 建筑節能是低碳化的關鍵

發展低碳經濟，建筑節能是重要環節之一。節能建筑是指按節能設計標準進行設計和建造，使其在使用過程中降低能耗的建筑。節能建筑中最關鍵的就是外墻保溫技術，它是通過在外墻體上增加導熱系數小的材料，使墻體達到保溫隔熱的效果，使室內冬暖夏涼，從而降低能源的損耗。從最初的綠色到生態，到可持續發展，到現在的低碳，是一脈相承的。節能低碳要有應用新技術的系統觀。另外，低碳不是一個點問題，而是要通過全過程去實現。建筑與人一樣，有一個完整的生命過程。從項目定位到后續的運營維護，具體包含10個過程:項目立項、方案制定、初步設計、做施工圖、工程及產品招投標、施工、系統調試、工程驗收、試運行、運行維護。系統的節能設計要求整體協調平衡，從分析多方面的影響因素出發，以最低的投資、最簡化的手段完成并達到節能設計目標，這就是建筑節能設計定量化的思路，并通過低碳、節能來實現經濟收益，進而推動產業進步。

2 低碳技術在建筑節能中的應用

2.1 門窗節能技術

建筑門窗是影響室內溫度的主要因素，如何在滿足功能的前提下做到節能，一方面是提高門窗的保溫隔熱性能，另一方面要減少建筑門窗的冷風滲透量和門窗結構的傳熱量。減少門窗縫隙滲透量主要通過設置門窗密封條來解決。提高門窗的隔熱性能主要利用中空玻璃門窗。對于中空玻璃而言,外片玻璃一般采用吸熱玻璃、熱反射玻璃、遮陽型低輻射玻璃等,內片采用透明玻璃、低輻射玻璃等。為保證中空玻璃的性能,必須采用雙道密封,首先采用丁基膠密封;然后采用聚硫膠或硅酮結構膠密封,降低玻璃幕墻及窗的傳熱系數,提高玻璃的熱阻。解決熱反射和低輻射中空玻璃、高性能安全中空玻璃以及經濟型雙玻的結露溫度及耐沖擊性能和安裝技術,實現隔熱與有效利用太陽能的科學結合。

2.2 屋頂節能技術

建筑屋頂綠化可明顯降低建筑物周圍環境溫度（0.5℃～4.0℃），而建筑物周圍環境的溫度每降低，建筑物內部空調的容量可降低6%，對低層大面積的建筑物，由于屋面面積比墻面面積大，夏季從屋面進入室內的熱量占總圍護結構得熱量的70%以上，綠化的屋面外表面最高溫度比不綠化的屋面外表面最高溫度（可達60℃以上）可低20℃以上。而且城市中心地區熱氣流上升時，能得到綠化地帶比較涼爽空氣流的自然補充，以調節城市氣候。種植屋面保溫效果很明顯。不論北方或南方都有保溫作用。特別干旱地區，入冬后草木枯死，土壤干燥，保溫性能更佳。保溫效果隨土層厚度的增加而增加。

種植屋頂有很好的熱惰性，不隨大氣氣溫驟然升高或驟然下降而大幅波動。冰島和斯堪的那維亞半島的種植屋面，已有百年歷史，證實上述情況。綠色植物可吸收周圍的熱量，其中大部分用于蒸發作用和光合作用，所以綠地溫度增加并不強烈，一般綠地中的地溫要比空曠廣場低10℃～17.8℃。另外屋面綠化可使城市中的灰塵降低40%左右；可吸收諸如SO2、HF、CL2、NH3等有害氣體；對噪聲有吸附作用，最大減噪量可達10分貝；綠色植物可殺滅空氣中散布著的各種細菌，使空氣新鮮清潔，增進人體健康。

2.3 墻體節能技術

外墻外保溫技術的優越性：對外墻進行保溫，無論是外保溫、內保溫還是夾心保溫，都能夠使冷天外墻內表面溫度提高，使室內氣候環境有所改善。然而，采用外保溫效果更加良好，其原因是：①外保溫可以避免產生熱橋；②墻體蓄能有利居住舒適：在進行外保溫后，由于內部的實體墻熱容量大，室內能蓄存更多的熱量，使諸如太陽輻射或間歇采暖造成的室內溫度變化減緩，室內較為穩定，生活較為舒適；③在加強外保溫、保持室內熱環境質量的前提下，適當降低室溫，可以減少采暖負荷，節約熱能；④由于采用外保溫的結果，內部的磚墻或混凝土墻受到保護；室外氣候不斷變化引起墻體內部較大的溫度變化發生在外保溫層內，使內部的主體墻冬季溫度提高，不同季節引起的溫度變化小，破壞應力大為減輕，壽命得以大大延長；⑤便于舊房改造：采用內保溫的墻面上難以吊掛物件，甚至安設窗簾盒都相當困難，在舊房改造時，從內側保溫存在使住戶增加搬動家具、施工擾民、甚至臨時搬遷等諸多麻煩，產生不必要的糾紛，還會因此減少使用面積；外保溫則可以避免這些問題發生，當外墻必須進行裝修或抗震加固時，加做外保溫是最經濟、最有利的時機；⑥新建工程如采用內保溫，房屋內部裝修等作業，必須等待內保溫做好后才能進行；而采用外保溫，則可以與室內工程平行作業。

2.4 供暖節能技術

太陽能低溫底板輻射供暖是冬季以35℃～45℃的熱水做熱媒體，用濕式或者干式的方法將加熱管埋設在地板中的輻射放熱供暖方式。他利用埋設于地板內的塑料管材把地板加熱，均勻地向室內輻射熱量。低溫地板輻射供暖具有供熱性能穩定、室溫均勻、舒適、節能、免維護、管理方便等特點，是一種理想住宅戶式供暖方式，可比傳統的散熱90%左右。因為地板輻射供暖所需的熱媒溫度較低，可選擇熱源范圍比較廣泛，如利用太陽能、地熱及其他低品位熱源作為地板供暖的熱源就是一種理想的熱源。

2.5 使用被動式建筑節能技術

被動式建筑節能技術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。低碳建筑要實現實質的技能減排，就需要更多的利用無碳排放的被動式建筑節能技術，例如充分的利用自然光照明、建筑自然通風和可再生資源的利用。在應用被動式節能技術時，要充分考慮并結合本地區的氣候特點和環境特點。

3 結 論

傳統技術里也存在低碳的、環保的、耗能低的技術，例如苯板保溫技術、陶土夾心墻建造技術、木結構填充巖棉等技術，這些傳統技術所采用的材料減少了二氧化碳和硫的排放，節能的同時又保護了環境。在低碳建筑設計中對于新型技術的探索十分必要。利用新型的能源控制技術可以減少能源的浪費。一些可再生資源可以應用于建筑設計中，這些資源的利用可以減少二氧化碳的排放。例如諾丁漢大學設計的一座零碳排放的大樓，它利用陽光、地熱和雨水解決大樓的用水、用電的問題。大樓的主題外墻由設有夾層的兩層立面玻璃組成，這樣大樓的制冷制熱都可以在夾層中完成。利用太陽能光電板發電可以完全滿足大樓的用電需要。

低碳的建筑設計具有低碳、節能、環保這三個特點，這種設計概念與我國提倡的節約型社會的概念是緊密聯系的，它完全符合我國可持續性發展的需求。高層建筑設計中的低碳環保設計大大節約了能源的消耗，也減少了對環境的污染，是今后發展的一個趨勢。做好低碳環保設計，對于建設節約型社會、發展可持續經濟都有至關重要的現實意義。目前還急需加大低碳節能減排的宣傳力度，使大家都來關注低碳建筑和綠色的環境，這樣才能從根本上推動我國低碳環保社會的進程。

[1]陳科良，劉建龍.低碳技術在夏熱冬冷地區建筑節能中的應用[J].建筑節能,2013(11).

[2]楊梅蘭.民用建筑節能技術發展趨勢探討[J].建筑技術，2012（2）.

[3]清華大學建筑節能研究中心.中國建筑節能年度研究發展報告[M].北京:中國建筑工業出版社,2010.