淺談實現(xiàn)建筑節(jié)能的技術途徑

木拉提.阿合買提汗

建筑能耗即建筑使用能耗，包括采暖、空調、熱水供應、炊事、家用電器等方面的能耗。建筑能耗在我國增長空間很大，是我國今后能源消耗的一個主要增長點。所謂的建筑節(jié)能是指在建筑中提高能源利用效率，用有限的資源和最小的能源消費代價取得最大的經(jīng)濟和社會效應。因此，建筑節(jié)能是貫徹可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略、實現(xiàn)國家節(jié)能規(guī)劃目標、減排溫室氣體的重要措施，符合全球發(fā)展趨勢。

一、實現(xiàn)建筑節(jié)能的技術途徑及動態(tài)

1、減少建筑內的能源總需求量

據(jù)統(tǒng)計，在發(fā)達國家，空調采暖能耗占建筑能耗的65%。目前，我國的采暖空調和照明用能量近期增長速度己明顯高于能量生產(chǎn)的增長速度，因此，減少建筑的冷、熱及照明能耗是降低建筑能耗總量的重要內容，一般可從以下幾方面實現(xiàn)。

2、建筑規(guī)劃與設計

面對全球能源環(huán)境問題，不少全新的設計理念應運而生，如低能耗建筑、零能建筑和綠色建筑等，它們本質上都要求建筑師從整體綜合設計概念出發(fā)，堅持與能源分析專家、環(huán)境專家、設備師和結構師緊密配合。

3、圍護結構

建筑圍護結構組成部件（屋頂、墻、地基、隔熱材料、密封材料、門和窗、遮陽設施）的設計對建筑能耗、環(huán)境性能、室內空氣質量與用戶所處的視覺和熱舒適環(huán)境有根本的影響。首先，提高圍護結構各組成部件的熱工性能，一般通過改變其組成材料的熱工性能實行，如歐盟新研制的熱二極管墻體（低費用的薄片熱二極管只允許單方向的傳熱，可以產(chǎn)生隔熱效果）和熱工性能隨季節(jié)動態(tài)變化的玻璃。然后，根據(jù)當?shù)氐臍夂颉⒔ㄖ牡乩砦恢煤统颍x擇圍護結構組合優(yōu)化設計方法。最后，評估圍護結構各部件與組合的技術經(jīng)濟可行性，以確定技術可行、經(jīng)濟合理的圍護結構。

4、提高終端用戶用能效率

高能效的采暖、空調系統(tǒng)與上述削減室內冷熱負荷的措施并行，才能真正地減少采暖、空調能耗。首先，根據(jù)建筑的特點和功能，設計高能效的暖通空調設備系統(tǒng)，例如：熱泵系統(tǒng)、蓄能系統(tǒng)和區(qū)域供熱、供冷系統(tǒng)等。然后，在使用中采用能源管理和監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)督和調控室內的舒適度、室內空氣品質和能耗情況。如歐洲國家通過傳感器測量周邊環(huán)境的溫、濕度和日照強度，然后基于建筑動態(tài)模型預測采暖和空調負荷，控制暖通空調系統(tǒng)的運行。在其他的家電產(chǎn)品和辦公設備方面，應盡量使用節(jié)能認證的產(chǎn)品。

5、提高總的能源利用效率

從一次能源轉換到建筑設備系統(tǒng)使用的終端能源的過程中，能源損失很大。因此，應從全過程（包括開采、處理、輸送、儲存、分配和終端利用）進行評價，才能全面反映能源利用效率和能源對環(huán)境的影響。建筑中的能耗設備，如空調、熱水器、洗衣機等應選用能源效率高的能源供應。例如，作為燃料，天然氣比電能的總能源效率更高。

6、利用新能源

在節(jié)約能源、保護環(huán)境方面，新能源的利用起至關重要的作用。新能源通常指非常規(guī)的可再生能源，包括有太陽能、地熱能、風能、生物質能等。人們對各種太陽能利用方式進行了廣泛的探索，逐步明確了發(fā)展方向，使太陽能初步得到一些利用。

二、建筑節(jié)能新技術

1、 減少能源消耗，提高能源的使用效率

為了維持居住空間的環(huán)境質量，在寒冷的季節(jié)需要取暖以提高室內的溫度，在炎熱的季節(jié)需要制冷以降低室內的溫度，干燥時需要加濕，潮濕時需要抽濕，而這些往往都需要消耗能源才能實現(xiàn)。從節(jié)能的角度講，應提高供暖（制冷）系統(tǒng)的效率，它包括設備本身的效率、管網(wǎng)傳送的效率、用戶端的計量以及室內環(huán)境的控制裝置的效率等。

2、減少建筑圍護結構的能量損失

建筑物圍護結構的能量損失主要來自三部分：一是外墻；二是門窗；三是屋頂。這三部分的節(jié)能技術是各國建筑界都非常關注的。主要發(fā)展方向是，開發(fā)高效、經(jīng)濟的保溫、隔熱材料和切實可行的構造技術，以提高圍護結構的保溫、隔熱性能和密閉性能。

3、外墻節(jié)能技術

就墻體節(jié)能而言，傳統(tǒng)的用重質單一材料增加墻體厚度來達到保溫的作法已不能適應節(jié)能和環(huán)保的要求，而復合墻體越來越成為墻體的主流。復合墻體一般用塊體材料或鋼筋混凝土作為承重結構，與保溫隔熱材料復合，或在框架結構中用薄壁材料加以保溫、隔熱材料作為墻體。目前建筑用保溫、隔熱材料主要有巖棉、礦渣棉、玻璃棉、聚苯乙烯泡沫、膨脹珍珠巖、膨脹蛭石、加氣混凝土及膠粉聚苯顆粒漿料等。

4、門窗節(jié)能技術

門窗具有采光、通風和圍護的作用，還在建筑藝術處理上起著很重要的作用。然而門窗又是最容易造成能量損失的部位。為了增大采光通風面積或表現(xiàn)現(xiàn)代建筑的性格特征，建筑物的門窗面積越來越大，更有全玻璃的幕墻建筑。這就對外維護結構的節(jié)能提出了更高的要求。目前，對門窗的節(jié)能處理主要是改善材料的保溫隔熱性能和提高門窗的密閉性能。從門窗材料來看，近些年出現(xiàn)了鋁合金斷熱型材、鋁木復合型材、鋼塑整體擠出型材、塑木復合型材以及UPVC塑料型材等一些技術含量較高的節(jié)能產(chǎn)品。

5、屋頂節(jié)能技術

屋頂?shù)谋亍⒏魺崾菄o結構節(jié)能的重點之一。在寒冷的地區(qū)屋頂設保溫層，以阻止室內熱量散失；在炎熱的地區(qū)屋頂設置隔熱降溫層以阻止太陽的輻射熱傳至室內；而在冬冷夏熱地區(qū)（黃河至長江流域），建筑節(jié)能則要冬、夏兼顧。保溫常用的技術措施是在屋頂防水層下設置導熱系數(shù)小的輕質材料用作保溫，如膨脹珍珠巖、玻璃棉等（此為正鋪法）。

6、 降低建筑設施運行的能耗

采暖、制冷和照明是建筑能耗的主要部分，降低這部分能耗將對節(jié)能起著重要的作用，在這方面一些成功的技術措施很有借鑒價值，如英國建筑研究院 （英文縮寫：BRE）的節(jié)能辦公樓便是一例。

7、新能源的開發(fā)利用

在節(jié)約不可再生能源的同時，人類還在尋求開發(fā)利用新能源以適應人口增加和能源枯竭的現(xiàn)實，這是歷史賦予現(xiàn)代人的使命，而新能源有效地開發(fā)利用必定要以高科技為依托。

三、建筑節(jié)能新材料的開發(fā)

1、外墻保溫及飾面系統(tǒng)（EIFS）

該系統(tǒng)是在上世紀70年代末的最后一次能源危機時期出現(xiàn)的，最先應用于商業(yè)建筑，隨后開始了在民用建筑中的應用。今天，EIFS系統(tǒng)在商業(yè)建筑外墻使用中占17.0%，在民用建筑外墻使用中占3.5%，并且在民用建筑中的使用正以每年17.0%～18.0%的速度增長。此系統(tǒng)是多層復合的外墻保溫系統(tǒng)，在民用建筑和商業(yè)建筑中都可以應用。

2、建筑保溫絕熱板系統(tǒng)（SIPS）

此材料可用于民用建筑和商業(yè)建筑，是高性能的墻體、樓板和屋面材料。板材的中間是聚苯乙烯泡沫或聚亞氨脂泡沫夾心層，一般120～240mm厚，兩面根據(jù)需要可采用不同的平板面層，例如，在房屋建筑中兩面可以采用工程化的膠合板類木制產(chǎn)品。用此材料建成的建筑具有強度高、保溫效果好、造價低、施工簡單、節(jié)約能源、保護環(huán)境的特點。

3、隔熱水泥模板外墻系統(tǒng)（ICFS）

該產(chǎn)品是一種絕緣模板系統(tǒng)，主要由循環(huán)利用的聚苯乙烯泡沫塑料和水泥類的膠凝材料制成模板，用于現(xiàn)場澆筑混凝土墻或基礎。施工時在模板內部水平或垂直配筋，墻體建成后，該絕緣模板將作為永久墻體的一部分，形成在墻體外部和內部同時保溫絕熱的混凝土墻體。混凝土墻面外包的模板材料滿足了建筑外墻所需的保溫、隔聲、防火等要求。

四、結論

目前，我國建筑用能浪費極其嚴重，而且建筑能耗增長的速度遠遠超過我國能源生產(chǎn)可能增長的速度，如果聽任這種高耗能建筑持續(xù)發(fā)展下去，國家的能源生產(chǎn)勢必難以長期支撐此種浪費型需求，從而不得不被迫組織大規(guī)模的舊房節(jié)能改造，這將要耗費更多的人力物力。在建筑中積極提高能源使用效率，就能夠大大緩解國家能源緊缺狀況，促進我國國民經(jīng)濟建設的發(fā)展。