建筑節(jié)能技術(shù)發(fā)展及節(jié)能措施探討

李 鋒

（吉林省建苑設(shè)計集團 吉林長春 130000）

引言

研究建筑節(jié)能技術(shù)發(fā)展及節(jié)能措施，需了解建筑節(jié)能的重要性，結(jié)合建筑所處環(huán)境、資金投入、業(yè)主需求、國家法律政策等預(yù)設(shè)節(jié)能方案，并對其進行有效地完善與優(yōu)化，落實到實際工程中，在工程中不斷地積累經(jīng)驗，反饋到后續(xù)的項目工程中，如此才可發(fā)揮其更大的價值，起到對應(yīng)的節(jié)能效果，這對于保障各方權(quán)益、維護建筑行業(yè)穩(wěn)定發(fā)展來說至關(guān)重要。

1 建筑節(jié)能的重要性

1.1 建筑節(jié)能是保證建筑行業(yè)穩(wěn)定發(fā)展的必然條件

我國當前在建筑節(jié)能設(shè)計的發(fā)展中仍舊存在著節(jié)能技術(shù)落后、建筑實用性與質(zhì)量較差的問題，對比發(fā)達國家來說，對能源、環(huán)境的重視程度不足，節(jié)能設(shè)計理念落后，技術(shù)不成熟，這在建筑工程推進過程中可能會造成不必要的資源浪費與環(huán)境污染，針對該種情況，有必要強化建筑節(jié)能發(fā)展力度，落實國家環(huán)保政策要求，以有效緩解社會層面能源、資源逐步緊張的局面，為后續(xù)建筑行業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

1.2 建筑節(jié)能可有效滿足人們基本需求

進入新時期以后，民眾生活水平、受教育比例不斷攀升，人們對建筑的需求不再僅僅滿足于“居住”，也更加關(guān)注其在居住性能之外的功能，比如環(huán)保性、經(jīng)濟性等，從經(jīng)濟性來說，引入建筑節(jié)能技術(shù)，進行建筑采暖、空調(diào)和照明的節(jié)能合理設(shè)計，可以在減少建筑能源消耗的同時，提升建筑舒適度[1]。

2 建筑節(jié)能技術(shù)發(fā)展

2.1 再生能源的發(fā)展

2.1.1 太陽能發(fā)展

（1）太陽能制冷技術(shù)。節(jié)能建筑中的太陽能制冷技術(shù)主要原理是將太陽能轉(zhuǎn)化為電能、將光能轉(zhuǎn)化為熱能，以此來達到吸收制冷的目的。以應(yīng)用比較廣泛的太陽能溴化鋰吸收式制冷系統(tǒng)為例，其應(yīng)用的是太陽能驅(qū)動單效、雙效、三效溴化鋰吸收式制冷機，還包括泵、吸收器、溶液熱交換器、蒸發(fā)器、節(jié)流閥、冷凝器、發(fā)生器、太陽能集熱器等組成構(gòu)件，形成一個完整的熱質(zhì)交換循環(huán)過程，其中發(fā)生器中會蒸發(fā)出冷劑蒸汽，溴化鋰溶液會從稀到濃，吸收器源源不斷地吸收冷劑蒸汽，又會讓溴化鋰溶液由濃變稀，該過程中蒸發(fā)器的冷劑在低壓下汽化吸熱來實現(xiàn)制冷[2]。

（2）熱水供暖集熱系統(tǒng)。該項系統(tǒng)依靠的是太陽能集熱設(shè)施來完成太陽能收集、存儲，并通過循環(huán)水泵來進行熱水循環(huán)利用，滿足建筑供暖所需。主要通過集熱器、集熱水箱、連接管道、輔助部件組成集熱系統(tǒng)。在陽光照射時，系統(tǒng)會將其光能轉(zhuǎn)化為熱能，借助電磁閥、循環(huán)泵等功能部件將采集的熱量輸送到儲水保溫水箱中，再采用燃油、燃氣、電力等能源，將儲水保溫水箱中的水加熱起到節(jié)能的作用。

（3）光伏建筑一體化。該項技術(shù)指的是將太陽能發(fā)電產(chǎn)品進行集成，并融入到整個建筑節(jié)能體系中，凸顯保護環(huán)境、節(jié)約土地資源、提升用電效率、降低建筑成本、減少碳排放、綠色節(jié)能等優(yōu)勢。在具體的建筑設(shè)計、施工時需關(guān)注以下要素：①一體化設(shè)計。設(shè)計內(nèi)容包括光伏系統(tǒng)、建筑本身，還包括其它所需的結(jié)構(gòu)，而且需將建筑屋頂、墻體分解為結(jié)構(gòu)模塊一體化；②一體化制造。搭建生產(chǎn)線，對已設(shè)計的建筑結(jié)構(gòu)模塊展開低成本、高效率、大規(guī)模生產(chǎn)；③一體化安裝。通過塔吊等設(shè)備將各個結(jié)構(gòu)模塊安裝在建筑具體位置。該種建筑結(jié)構(gòu)最大的優(yōu)勢是可靈活調(diào)節(jié)太陽能電池板朝向，結(jié)合我國所處位置，可布置電池板面朝南向，以此達到更好的效果[3]。

2.1.2 風(fēng)能發(fā)展

（1）家用風(fēng)力發(fā)電機。家用風(fēng)力發(fā)電機包括以下組成單位：葉片、尾翼、轉(zhuǎn)體、機頭等，各個部分具有不同的功能特征：葉片在接受風(fēng)力時會借助機頭將其轉(zhuǎn)化為電能；尾翼的作用是保持葉片一直面對來風(fēng)方向，確保獲取最大風(fēng)能；轉(zhuǎn)體的作用是保持機頭靈活轉(zhuǎn)動，讓尾翼可靈活調(diào)整方向；機頭轉(zhuǎn)子為永磁體，其中定子繞組切割磁力線形成電能，因該種發(fā)電模式不穩(wěn)定，故對其輸出的13～25V 變化交流電，進行充電器整流，對蓄電瓶充電，讓發(fā)電機形成的電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能，再通過裝載保護電路的逆變電源，轉(zhuǎn)變電瓶中的化學(xué)能為220V 交流電，方便用戶穩(wěn)定使用。

（2）調(diào)整建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計。通過調(diào)整結(jié)構(gòu)設(shè)計以實現(xiàn)風(fēng)能的最大化利用，可從以下兩點落實：①朝向設(shè)計。選擇正確的建筑朝向，確保冬季獲取更多的太陽光照射并避開主導(dǎo)風(fēng)向，夏季則規(guī)避太陽輻射，有效利用自然通風(fēng)，具體方向應(yīng)結(jié)合當?shù)氐娜照铡L(fēng)向變化來設(shè)定；②空間設(shè)計。在平面設(shè)計時，進出風(fēng)口位置關(guān)系到空氣流動線路，空氣流動線路上的家具、隔斷墻亦會干擾正常通風(fēng)，在平面設(shè)計時應(yīng)關(guān)注空氣流通線路暢通，降低空調(diào)能耗；在建筑剖面設(shè)計時，在較低位置布置進風(fēng)口，在較高位置布置出風(fēng)口，改善建筑內(nèi)熱環(huán)境；可提升頂棚高度，實現(xiàn)上下貫通，在頂部布置出風(fēng)口，讓滯留、上升到室內(nèi)上部的熱氣可以順暢排出，降低機械排風(fēng)所耗能源；為推動氣流上升，布置太陽能煙囪，確保高效、低能耗通風(fēng)[4]。

2.2 新建材的發(fā)展

2.2.1 節(jié)能絕熱新建材

（1）巖棉。巖棉主要原料包括輝綠巖、玄武巖等，在進行高溫熔制之后形成無機人造纖維，該種材料有著不燃、耐熱、吸聲、隔熱、保溫等性能以及化學(xué)穩(wěn)定性，多用于建筑外墻，絕熱方式包括三種：內(nèi)絕熱、外絕熱、中間夾芯絕熱。

（2）玻璃棉。玻璃棉屬于礦物棉第二類產(chǎn)品，主要原料是螢石、石灰石、硅砂等，熔化后通過高壓載能氣體噴吹法、離心法、火焰法等，將熔融玻璃液制作為無機纖維，該項新建材有著耐腐蝕、不燃、吸聲、隔熱、保溫等性能，用于建筑的各個位置，有良好的應(yīng)用效果。

（3）聚苯乙烯泡沫塑料。所用基礎(chǔ)材料是聚苯乙烯樹脂，添加發(fā)泡劑等各種輔助材料，加熱發(fā)泡之后得到相應(yīng)的輕質(zhì)材料，有著價廉質(zhì)優(yōu)、易加工、耐低溫、耐老化、耐水、吸水率低、導(dǎo)熱系數(shù)小、質(zhì)輕等優(yōu)點[5]。

（4）水泥聚苯板。廢聚苯乙烯泡沫塑料、聚苯乙烯泡沫塑料下腳料等破碎加工之后得到顆粒，添加穩(wěn)泡劑、起泡劑、水、水泥等材料，進行攪拌、加工、成型、養(yǎng)護之后，得到保溫隔熱新建材，其有著價格較低、便于抹灰、粘貼牢固、施工方便、耐水難燃、保溫隔熱性能好等優(yōu)勢，多用于建筑屋頂、外墻施工。

2.2.2 節(jié)能環(huán)保新建材

（1）環(huán)保型草毯。將泥炭土、草籽、植物纖維等縫合為草毯，在實際施工時如同地毯般固定。

（2）新型A 類不燃性無機活性墻體保溫材料。有著抗脫落、抗空鼓、抗裂、防水、隔音、輕質(zhì)、防火、隔熱、保溫等性能優(yōu)勢，在夏季可降低建筑內(nèi)溫度6～8℃，冬季可提升室內(nèi)溫度6～10℃，符合國家節(jié)能標準50%～65%的要求。

（3）環(huán)保墻面裝飾。紗壁布、麻壁紙、草壁紙、防霉壁紙等建材有著保健、驅(qū)蟲、保濕等優(yōu)勢，拿防霉壁紙來說，其在進行化學(xué)處理之后，可避免建筑內(nèi)潮濕空氣，并解決因溫差大而引發(fā)的發(fā)霉、起泡等問題。

（4）環(huán)保涂料。如海苔泥，其主要原料是海苔礦物，有著減少光污染、隔熱、墻面自潔、吸音降噪、呼吸調(diào)濕等優(yōu)勢，是壁紙、乳膠漆等傳統(tǒng)涂料難以比擬的[6]。

2.3 創(chuàng)新設(shè)計規(guī)劃

2.3.1 被動式設(shè)計

被動式建筑設(shè)計就是通過建筑本身，而非利用機械設(shè)備等，達到減少建筑照明、采暖及空調(diào)能耗的目的。使用該設(shè)計應(yīng)關(guān)注以下要點。

（1）選址、氣候分析。被動式設(shè)計，首要步驟即選址，如果當?shù)氐匦巍⒌孛病夂虻炔痪邆浔粍邮皆O(shè)計條件，則難以保障建筑本身的節(jié)能性、綠色性特征，故而需對建筑場地內(nèi)的各項資源展開分析，包括濕度、氣候分區(qū)、風(fēng)速、主導(dǎo)風(fēng)向、降雨量、云量、日照時間等。

（2）規(guī)劃布局。參考當?shù)刂鲗?dǎo)風(fēng)向與強度變化，調(diào)整建筑朝向及門窗大小、朝向，實現(xiàn)自然通風(fēng)；控制建筑間距，避免太陽光被遮擋。

（3）體形設(shè)計。體形系數(shù)即建筑與外部大氣接觸的面積與建筑包圍體積的比值，其與建筑整體節(jié)能效果呈反比關(guān)系，故而需將體形系數(shù)控制為較小值，以此來保障節(jié)能效果。

2.3.2 梳理完善節(jié)能建筑規(guī)劃設(shè)計體系

創(chuàng)新設(shè)計規(guī)劃，提升建筑節(jié)能效果，梳理完善節(jié)能建筑規(guī)劃設(shè)計體系，對整個建筑工程設(shè)計、施工進行全過程管控，追蹤建筑設(shè)計體系中可能存在的短板、缺陷、污染問題等，以此來實現(xiàn)提前干預(yù)、提前處理，穩(wěn)步提升節(jié)能效果；引入信息化技術(shù)，如BIM 技術(shù)，分析設(shè)計體系在實際落實中可能遇到的問題，提前預(yù)設(shè)解決方案，推動建筑節(jié)能設(shè)計、施工的穩(wěn)步展開[7]。

2.4 水資源保護回收利用技術(shù)

建筑施工各個階段都會消耗水，為避免出現(xiàn)水資源過度消耗，須引入水資源回收技術(shù)。

（1）基坑施工降水回收。可通過自滲效果、集中存放來推進，前者主要是收集施工場地內(nèi)上層滯留水，借助地表自滲，引入潛水層，保證水資源回灌利用；后者通過降水抽取水體，在合理位置布設(shè)抽水裝置，滿足基本需求，集中存放水體多用于建筑降溫、灑水、廁所沖洗，為保障水資源安全使用，需對其進行水質(zhì)檢測，確保其達標后，再用于現(xiàn)場砌筑、混凝土養(yǎng)護等。

（2）雨水回收。施工現(xiàn)場建設(shè)沉淀裝置、滲蓄裝置等，在對水體加工處理后，可用于設(shè)備清洗、工地降塵。

（3）現(xiàn)場生產(chǎn)廢水利用。即對施工中排放出的廢水加以凈化處理，使其達到應(yīng)用標準后，再進行水資源循環(huán)利用。

3 建筑工程的節(jié)能措施

3.1 墻體節(jié)能措施

3.1.1 靈活利用墻體節(jié)能材料

（1）新型墻體材料。主要包括磚、塊、板等，如黏土空心磚、摻廢料的粘土磚、非粘土磚、建筑砌塊、加氣混凝土、輕質(zhì)板材、復(fù)合板材等。

（2）保溫隔熱材料。保溫材料和隔熱材料統(tǒng)稱絕熱材料。常用保溫隔熱材料分類：礦物棉、巖棉、玻璃棉（以巖石、礦渣為主要原料，經(jīng)高溫熔融，用離心等方法制成的棉及以熱固性樹脂為黏結(jié)劑生產(chǎn)的絕熱制品），泡沫塑料及多孔聚合物，膨脹珍珠巖及其制品，硅酸鈣絕熱制品，各種復(fù)合保溫隔熱材料等。

（3）墻體砌塊。該種材料比墻磚大，且有制造方便、原料來源廣、適應(yīng)性強、不破壞耕地、鋪設(shè)方便、充分利用工業(yè)廢棄物與當?shù)刭Y源的優(yōu)點，可減輕房屋自重，改善建筑功能[8]。

3.1.2 節(jié)能設(shè)計

（1）防止外墻中出現(xiàn)凝結(jié)水。為避免采暖建筑出現(xiàn)較大的熱損失，在冬季多是門窗緊閉，但人體呼吸、生活用水會讓室內(nèi)濕度增高，形成高濕、高溫的室內(nèi)環(huán)境，且溫度越高，空氣中水蒸氣就會越多，當室內(nèi)熱空氣傳遞到外墻時，會讓墻體溫度降低，蒸汽在墻內(nèi)形成凝結(jié)水，水導(dǎo)熱系數(shù)較大，會讓外墻保溫能力下降，為規(guī)避該種情況，可選擇在室內(nèi)高溫一側(cè)，布設(shè)隔蒸汽層，有效阻止水蒸氣再次進入墻體，而隔蒸汽層可選擇薄膜、防水涂料、卷材等。

（2）防止外墻出現(xiàn)空氣滲透。很多墻體材料密實度不足，會有一些微小孔洞，此外墻體上布置的門窗等構(gòu)件，可能會因材料收縮、安裝不嚴密等原因，出現(xiàn)貫通性縫隙，而縫隙、孔洞的出現(xiàn)，使冷空氣在冬季室外風(fēng)壓力下從迎面風(fēng)墻面不斷滲透到室內(nèi)，造成室內(nèi)外溫差，室外熱空氣也會從內(nèi)墻逐步滲透到室外，為避免出現(xiàn)這種空氣滲透，可選擇高密實度的墻體材料，在墻體內(nèi)外抹上一層灰層，提升對構(gòu)件裂縫的處理效果。

3.2 門窗節(jié)能措施

3.2.1 控制窗墻比

窗墻比指的是窗墻面積比，可參考《建筑節(jié)能與可再生能源利用通用規(guī)范》GB 55015-2021 設(shè)定，其中南向≤0.35，東西向≤0.25，北向≤0.2，但是又因不同地區(qū)的天氣狀況（嚴寒地區(qū)、夏熱冬暖地區(qū)、夏熱冬冷地區(qū)、寒冷地區(qū)、常溫區(qū)等）、地形地貌等有著較大的差異，故而設(shè)計門窗比時應(yīng)當結(jié)合實際情況而定，以此來實現(xiàn)節(jié)能控制。

3.2.2 門窗玻璃選擇

（1）著色玻璃。該種玻璃不但透明度良好，而且可吸收陽光中的熱射線，起到“冷室效應(yīng)”的效果；此外著色玻璃可讓進入室內(nèi)的陽光更加柔和，避免產(chǎn)生眩光，吸收陽光中的紫外線，防止對室內(nèi)物體產(chǎn)生負面效果（變質(zhì)、褪色等）。

（2）鍍膜玻璃。該種玻璃是在普通玻璃表面涂鍍一層或多層金屬、合金或者化合物薄膜，以此來提升玻璃的化學(xué)性能，達到使用需求，應(yīng)用較多的鍍膜玻璃包括低輻射鍍膜玻璃、陽光控制鍍膜玻璃等，其中前者可反射遠紅外線，阻擋可見光中的熱射線，保溫效果良好，而后者可有效控制太陽光，隔熱效果良好，減少了空調(diào)使用時間、頻次，達到節(jié)能效果，實際使用當中多將膜層安裝在室內(nèi)以增加其使用壽命[9]。

3.3 屋面節(jié)能措施

3.3.1 倒置式屋面設(shè)計

將傳統(tǒng)屋面構(gòu)造中的防水層、保溫層顛倒，將防水層放在保溫層下面，可多選擇一些“憎水性”保溫材料，比如泡沫塑料保溫板，其有耐溶、耐寒、耐熱、電絕緣、防震、隔音、吸聲、隔熱、高強、輕質(zhì)等物理性能，且施工方便、成本低、應(yīng)用前景良好。該種屋面基料為樹脂，加入相應(yīng)量的穩(wěn)定劑、催化劑、發(fā)泡劑，加熱后得到泡沫塑料，對其加以相應(yīng)負荷亦不會讓其輕易變形，目前應(yīng)用較多的產(chǎn)品包括酚醛、聚乙烯、聚氨酯聚氯乙烯、聚苯乙烯、環(huán)氧樹脂泡沫塑料等，具體構(gòu)造是在防水層之上鋪一層泡沫塑料保溫板，提升屋面保溫、防水效果。

3.3.2 蓄水屋面設(shè)計

蓄水屋面指的是在剛性防水屋面上直接蓄上一層水，通過水蒸發(fā)帶走水層中大量的熱量，消耗曬到屋面的輻射熱，減弱屋面?zhèn)鳠崃浚掷m(xù)降低屋面溫度。在實際應(yīng)用時，多是在混凝土剛性防水層上蓄水，通過水層隔熱降溫，并優(yōu)化混凝土應(yīng)用條件，避免因冰雪雨水、直接暴曬造成的急劇伸縮，確保混凝土一直浸泡在水中而實現(xiàn)強度的增長，另外混凝土中部分成分會在水中持續(xù)水化濕漲，可以提升防滲性能；蓄水流動、蒸發(fā)帶走熱量的同時，也減緩了溫度變化。蓄水屋面具體類型包括普通型、深蓄水型兩種，前者只需定期向屋頂供水，保持水面在一定高度即可，后者可通過降雨補充水面蒸發(fā)的水量，不需再額外供水，水深≤400mm 即可，實際應(yīng)用中多處于150～200mm 之間，避免增加屋面靜載負荷而提升結(jié)構(gòu)設(shè)計難度。

3.4 環(huán)保措施

（1）預(yù)防“三廢”污染：預(yù)防大氣污染，施工進程中產(chǎn)生的垃圾要及時清運，適量灑水；多層或者高層施工垃圾，要搭建封閉性、臨時性專用垃圾道，嚴禁直接隨意凌空拋灑。

（2）水泥等粉細散裝材料，要求在庫內(nèi)存放，若是必須露天存放，要求嚴密遮蓋，卸運時輕拿輕放。

（3）在施工現(xiàn)場，結(jié)合永久道路布設(shè)施工道路，面層采用混凝土、細石瀝青等材料，減少道路揚塵；施工過程中，會經(jīng)過大量的大型施工器械，道路可能會被碾壞，需要及時修補，避免產(chǎn)生浮土。

（4）施工現(xiàn)場攪拌設(shè)備，必須裝設(shè)閉式圍擋設(shè)施、噴霧除塵裝置，嚴格落實灑水除塵制度，安排專業(yè)灑水設(shè)備用于現(xiàn)場灑水降塵。

（5）防治水污染：在進行混凝土制作、砂漿攪拌時，要求設(shè)置沉淀池，污水排放到沉淀池中，進行兩次沉淀后再回收用于灑水降塵，未經(jīng)處理的廢水嚴禁直接排入市政管道；在現(xiàn)制水磨石作業(yè)中形成的污水，嚴控流向，避免蔓延，可就近設(shè)置沉淀池，在沉淀之后再排入到污水管線中；嚴禁將有毒有害廢棄物用作土方回填，避免可能出現(xiàn)的地下水環(huán)境污染。

結(jié)語

綜上，文章就建筑節(jié)能技術(shù)發(fā)展及節(jié)能措施進行了分析與論述，建議給予其足夠的重視。分析各項技術(shù)、措施在實際應(yīng)用中的優(yōu)勢與不足，提出應(yīng)發(fā)揚優(yōu)勢、彌補不足，關(guān)注實際施工效果，靈活調(diào)整設(shè)計規(guī)劃，穩(wěn)步推進節(jié)能建筑施工步伐，還需注重引入新理念、新技術(shù)、新設(shè)備，更新當前的節(jié)能管理體系，以適應(yīng)各個階段的建筑節(jié)能需求。