論建筑節能技術的應用

孫宏波

摘 要：節能減排是建設資源節約型、環境友好型社會的重要舉措。文章分析了建筑耗能存在的問題，給出了關于解決建筑節能問題的技術方案和相關建議。

關鍵詞：建筑節能 建筑能耗 新能源 節能新技術

1、引言

我國建筑節能起步較晚，建筑能耗要比發達國家高很多。為此，不斷地開發新的建筑節能技術，提高建筑物的能源利用效率至關重要。實現建筑節能的技術途徑，在盡量減少建筑內能源總需求量的同時，大力開發利用可再生的新能源，從而減少使用在建筑領域內易引起環境污染的能源。減少建筑內能源總需求量主要從建筑規劃與設計，圍護結構，提高終端用戶用能效率，捉高總的能源利用效率方面著手，在節約能源、保護環境方面，新能源的利用起至關重要的作用。

2、建筑能耗

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。隨著我國經濟的不斷增長，人們對建筑室內環境舒適程度要求的不斷提高，因此，建筑節能是貫徹可持續發展戰略、實現國家節能規劃目標、減排溫室氣體的重要措施，符合全球發展趨勢。其解決途徑只有兩種：一方面通過開發利用可再生能源及節能建材等途徑降低建筑能耗的需求；另一方面要提高能耗系統的效率，從而降低終端能源使用量。

3、實現建筑節能的技術途徑及動態

3.1減少建筑內的能源總需求量

據統計，在發達國家，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。

3.1.1建筑規劃與設計

在建筑規劃和設計時，根據大范圍的氣候條件影響，針對建筑自身所處的具體環境氣候特征，重視利用自然環境（如外界氣流、雨水、湖泊和綠化、地形等）創造良好的建筑室內微氣候，以盡量減少對建筑設備的依賴。具體措施可歸納為以下三個方面：合理選擇建筑的地址、采取合理的外部環境設計；合理設計建筑形體，以改善既有的微氣候；合理的建筑形體設計是充分利用建筑室外微環境來改善建筑室內微環境的關鍵部分，主要通過建筑各部件的結構構造設計和建筑內部空間的合理分隔設計得以實現。同時，可借助相關軟件進行優化設計，如運用天正建筑（Ⅱ）中建筑陰影模擬，輔助設計建筑朝向和居住小區的道路、綠化、室外消閑空間及利用CFD軟件，如：PHOENICS，Fluent等，分析室內外空氣流動是否通暢。

3.1.2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、環境性能、室內空氣質量與用戶所處的視覺和熱舒適環境有根本的影響。一般增大圍護結構的費用僅為總投資的3%～6%，而節能卻可達20%～40%。通過改善建筑物圍護結構的熱工性能，在夏季可減少室外熱量傳入室內，在冬季可減少室內熱量的流失，使建筑熱環境得以改善，從而減少建筑冷、熱消耗。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，可以產生隔熱效果）和熱工性能隨季節動態變化的玻璃。然后，根據當地的氣候、建筑的地理位置和朝向，以建筑能耗軟件DOE-2.0的計算結果為指導，選擇圍護結構組合優化設計方法。最后，評估圍護結構各部件與組合的技術經濟可行性，以確定技術可行、經濟合理的圍護結構。

3.1.3提高終端用戶用能效率

高能效的采暖、空調系統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，根據建筑的特點和功能，設計高能效的暖通空調設備系統，例如：熱泵系統、蓄能系統和區域供熱、供冷系統等。然后，在使用中采用能源管理和監控系統監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境的溫、濕度和日照強度，然后基于建筑動態模型預測采暖和空調負荷，控制暖通空調系統的運行。在其他的家電產品和辦公設備方面，應盡量使用節能認證的產品。

3.2利用新能源

在節約能源、保護環境方面，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，逐步明確了發展方向，使太陽能初步得到一些利用，但從總體而言，目前太陽能利用的規模還不大，技術尚不完善，商品化程度也較低，仍需要繼續深入廣泛地研究。在利用地熱能時，一方面可利用高溫地熱能發電或直接用于采暖供熱和熱水供應；另一方面可借助地源熱泵和地道風系統利用低溫地熱能。風能發電較適用于多風海岸線山區和易引起強風的高層建筑，在英國和香港已有成功的工程實例，但在建筑領域，較為常見的風能利用形式是自然通風方式。

4、建筑節能新技術

4.1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境質量，在寒冷的季節需要取暖以提高室內的溫度，在炎熱的季節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。從節能的角度講，應提高供暖（制冷）系統的效率，它包括設備本身的效率、管網傳送的效率、用戶端的計量以及室內環境的控制裝置的效率等。這些都要求相應的行業在設計、安裝、運行質量、節能系統調節、設備材料以及經營管理模式等方面采用高新技術。近年來低溫地板輻射技術己被證明節能效果比較好，它是采用交聯聚乙烯（PEX）管作為通水管，用特殊方式雙向循環盤于地面層內，冬天向管內供低溫熱水（地熱、太陽能或各種低溫余熱提供）；夏天輸入冷水可降低地表溫度（目前國內只用于供暖）；該技術與對流散熱為主的散熱器相比，具有室內溫度分布均勻，舒適、節能、易計量、維護方便等優點。

5、結語

節能設計是一個系統工程，不只是某個單獨方面或某個單獨的專業的工作。但是在實際工作中要加快建筑節能政策的制訂和落實，推廣和應用建筑節能技術，加大建筑節能的教育和宣傳力度，培養市民的節能意識，相信在不久的將來，建筑節能一定能結出豐碩之果，達到世界發達國家的節能水平。