綠色建筑節(jié)能降耗方案應用研究

李碩，梁田

（1.大眾報業(yè)集團，山東 濟南 250014；2.山東工程職業(yè)技術大學，山東 濟南 250000）

1 綠色建筑節(jié)能降耗的理念

綠色建筑是指在整個建筑生命周期中，最大限度地節(jié)約資源（節(jié)能、節(jié)地、節(jié)水、節(jié)材）、保護環(huán)境和減少污染，為人們提供健康、適用和高效的使用空間，與自然和諧共生的建筑。綠色建筑在技術上要做到“四節(jié)一環(huán)保”，即節(jié)約能源、節(jié)約用水、節(jié)約土地資源、節(jié)約材料、保護環(huán)境。具體來說，在“四節(jié)一環(huán)保”的理念中，“四節(jié)”是指在建筑的規(guī)劃設計階段就應當充分考慮如何節(jié)約能源，其中包括建筑規(guī)劃設計的節(jié)能；在建筑的施工過程中就應當考慮如何減少資源浪費，其中包括材料的節(jié)約；在建筑竣工后就應當考慮如何減少污染，其中包括空氣和水的污染；在建筑使用階段就應當考慮如何降低對環(huán)境的影響。綠色建筑在建設過程中要貫徹以人為本的思想，充分考慮人們?nèi)粘Ｉ罟ぷ鲗W習中需要大量能耗的問題，盡可能實現(xiàn)“零能耗”[1]。

2 綠色建筑節(jié)能降耗存在的問題

2.1 建筑耗電量大

建筑耗電量是指建筑物在正常使用條件下，所消耗的電能與該建筑物耗電量的比值。建筑耗電量是衡量建筑節(jié)能降耗工作成效的重要指標，也是反映建筑節(jié)能降耗工作成效的重要指標。我國建筑耗電量一直都非常大，在一些能源緊張的地區(qū)，耗電量更是高得驚人。根據(jù)相關統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，我國一年需要消耗約300 億kW·h的電能，占世界總耗電量的6%～10%。我國雖然對新能源開發(fā)利用非常重視，但是由于技術水平相對落后，新能源利用率不高，致使我國可再生能源資源被浪費掉。在建筑耗電量大這一問題上，我們必須引起足夠重視，并采取相應措施對其進行解決。否則隨著建筑耗電量不斷增加，我國將會面臨更加嚴峻的能源危機[2]。

2.2 建筑隔熱效果差

從目前情況來看，我國大多數(shù)建筑的隔熱效果都不是很好，其隔熱原理主要是依靠外墻和屋頂。外墻的隔熱性能較好，因為外墻的結構主要是由磚、石和混凝土等建筑材料構成的。但是屋頂?shù)母魺嵝阅芟鄬^差，其主要原因在于屋頂結構中沒有采用隔熱性能較好的材料，而且屋頂設計時沒有考慮到室內(nèi)空氣流通、自然采光和通風等因素。據(jù)相關研究表明，如果屋頂采用了隔熱性能好的材料，則在夏季陽光直射時室內(nèi)溫度可以降低1～2℃；在冬季陽光直射時室內(nèi)溫度可以提高1～2℃。另外，由于我國地域遼闊，各地氣候差異較大，因此不同地區(qū)使用的建筑材料也存在著一定差異。如果某些地區(qū)使用了隔熱性能較差的材料，則會導致屋頂和墻壁的隔熱性能變差。而且由于我國地區(qū)氣候差異較大，不同地區(qū)的房屋建筑類型也存在著較大差異，因此房屋建筑隔熱效果差的問題還需要進一步研究和解決[3]。

2.3 太陽能利用率低

太陽能資源是一種取之不盡、用之不竭的可再生能源，太陽能的利用方式主要有光電、光熱、光電光熱、光伏發(fā)電四種。我國太陽能資源比較豐富，每年利用太陽能進行發(fā)電的數(shù)量在30 億kW 以上。但目前我國建筑工程的太陽能利用率只有不到2%，遠遠低于世界平均水平。影響建筑工程太陽能利用率的因素主要有。

（1）建筑設計方面。由于我國建筑設計方面技術落后，在一些建筑設計中，不重視太陽能資源的利用。例如，一些建筑物沒有考慮到太陽能資源的分布和數(shù)量；一些建筑物的外圍護結構沒有考慮到太陽能資源的分布和數(shù)量；還有一些建筑物的窗戶太小，這樣就限制了太陽能資源的利用。

（2）施工方面。由于施工過程中缺乏必要的監(jiān)督和管理，導致一些建筑在施工過程中缺乏應有的環(huán)保措施，例如，不使用環(huán)保材料、不使用環(huán)保設備、不對垃圾進行分類等，導致我國建筑工程太陽能利用率低。因此，為了提高太陽能資源利用率，必須加強對這些問題的研究和解決[4]。

2.4 綠色節(jié)能門窗施工不完善

節(jié)能門窗是建筑節(jié)能降耗工作中重要的環(huán)節(jié)，門窗的設計與施工是實現(xiàn)建筑節(jié)能降耗的基礎。雖然近年來我國建筑節(jié)能工作取得了一定的成績，但是就目前來看，我國在綠色節(jié)能門窗施工方面還存在著很多問題，例如，在選擇材料方面，由于沒有一個統(tǒng)一的標準，導致一些生產(chǎn)企業(yè)為了獲取更多的利潤，使用劣質材料和偽劣產(chǎn)品。在設計方面，由于沒有統(tǒng)一的標準和規(guī)范，導致一些建筑在設計方面存在著很大的差異性，導致有些建筑達不到國家節(jié)能標準。在施工方面，由于缺乏有效的監(jiān)督和管理措施，導致一些施工單位偷工減料、以次充好、偷工減料等現(xiàn)象時有發(fā)生。由于這些問題的存在，導致我國建筑節(jié)能降耗工作并沒有達到預期目標。因此，為了使我國建筑節(jié)能降耗工作取得更好的效果和質量，需要加強對這些問題的解決[5]。

2.5 建筑物圍護結構保溫隔熱性能差

建筑圍護結構是建筑節(jié)能降耗的重要組成部分，因此加強對圍護結構的保溫隔熱性能研究具有重要意義。在目前的建筑節(jié)能降耗工作中，外墻保溫隔熱問題是比較突出的。外墻保溫隔熱主要包括外墻外保溫和外墻內(nèi)保溫兩種方式，其中外墻外保溫施工簡單、施工速度快，但是存在著保溫層厚度過大、保溫層與墻體的連接處存在裂縫、保溫層不夠嚴密等問題；而外墻內(nèi)保溫則能夠有效避免上述問題的出現(xiàn)，但是施工過程中容易出現(xiàn)防水處理不好、黏結強度不夠等問題。墻體內(nèi)保溫需要對墻體進行絕熱處理，在目前技術水平下，許多工程中采用的絕熱材料質量較差，施工技術不到位，很容易出現(xiàn)滲水等問題，從而影響建筑節(jié)能降耗工作的效果。

2.6 水資源循環(huán)利用率低

水資源的循環(huán)利用率低是一個非常嚴重的問題，這對我國的建筑節(jié)能降耗工作也是一個嚴重的挑戰(zhàn)。目前，我國的水資源循環(huán)利用率已經(jīng)比較高，但是還沒有達到發(fā)達國家水平。由于我國是一個缺水國家，因此在建筑節(jié)能降耗工作中也應遵循節(jié)約用水、防止浪費、循環(huán)利用的原則。然而目前很多建筑企業(yè)并沒有真正將這些原則貫徹到實際工作中去。另外，在水資源循環(huán)利用方面，還存在著許多問題：①建筑物用水設施缺乏統(tǒng)一規(guī)劃、設計和管理。②部分建筑物存在著二次供水系統(tǒng)，沒有實現(xiàn)水資源的有效循環(huán)利用。③部分建筑物的節(jié)水設備和節(jié)水器具不齊全。④大多數(shù)建筑企業(yè)并沒有對建筑水資源循環(huán)利用進行全面規(guī)劃和設計。

2.7 屋面節(jié)能設計不完善

目前，我國屋面節(jié)能設計不完善的問題也比較突出，很多屋面保溫材料在實際使用中的保溫效果不理想。在我國，屋面的保溫層是由水泥、黃沙、膠粉等材料制成的。雖然這些材料能夠有效地起到隔熱效果，但是它們的導熱系數(shù)比較大，且保溫隔熱性能并不是特別好。如果在設計屋面時采用了這種材料，就會大大增加屋頂?shù)恼w厚度。這些材料的導熱系數(shù)雖然不是特別大，但是卻具有一定的熱脹冷縮性，如果屋面保溫層厚度過大，就會導致屋面出現(xiàn)裂縫。由于我國許多地區(qū)氣溫較低，再加上建筑施工時間較短等因素，屋面保溫層在長期使用中會出現(xiàn)裂縫問題。此外，在一些偏遠地區(qū)的施工現(xiàn)場還存在著施工條件差、施工環(huán)境惡劣等問題，這些因素也會對屋面節(jié)能設計造成不利影響。屋面節(jié)能設計不完善不僅會影響屋面保溫效果，還會導致屋頂出現(xiàn)開裂現(xiàn)象。因此，在設計屋面保溫層時要結合當?shù)貙嶋H情況，選擇合適的保溫材料，并對屋頂進行適當加固處理，以避免出現(xiàn)裂縫問題。

3 綠色建筑節(jié)能降耗的優(yōu)化措施

3.1 引入風力技術

風力發(fā)電作為一種新興的可再生能源，具有無污染、分布廣、不占用土地等優(yōu)點，其技術發(fā)展和利用具有廣闊的前景。在建筑設計中，利用風力發(fā)電技術，可以節(jié)約大量能源，是綠色建筑的重要內(nèi)容之一。在綠色建筑設計中引入風力發(fā)電技術，主要有以下3 個方面的優(yōu)點：①風力發(fā)電對自然環(huán)境無污染。利用風力發(fā)電，不會產(chǎn)生廢棄物，不會排放有害物質，對環(huán)境無污染。②風力發(fā)電不需要大量的燃料。在城市中利用風力發(fā)電，不需要大量燃料進行動力供給。③風力發(fā)電具有廣闊的市場前景。目前，我國每年消耗大量煤炭用于發(fā)電，造成了嚴重的環(huán)境污染。而利用風力發(fā)電卻不需要大量燃料供給，僅需消耗少量電力即可滿足人們生活和生產(chǎn)的需要。在城市中利用風力發(fā)電可節(jié)約大量土地資源，避免了大面積土地的建設和占用問題。

3.2 合理應用房屋隔熱技術

隨著人們對環(huán)境和健康的要求日益提高，人們越來越關注建筑中的隔熱問題。據(jù)統(tǒng)計，在我國建筑物中，有70%以上的熱量是通過圍護結構向室內(nèi)傳遞的，因此，改善圍護結構熱工性能是建筑節(jié)能的關鍵。根據(jù)有關數(shù)據(jù)統(tǒng)計，在我國建筑物中，墻體能耗占建筑能耗的60%以上，門窗能耗占20%左右。因此，有效地改善圍護結構的熱工性能是建筑節(jié)能的關鍵。影響圍護結構熱工性能的因素有很多，主要包括：圍護結構的導熱系數(shù)、太陽輻射的熱、室內(nèi)熱輻射、門窗的氣密性及熱橋等。建筑圍護結構中外墻、屋頂和門窗等部位對熱量有很大影響。建筑物外墻是建筑物與外界環(huán)境進行熱交換的主要部位，墻體熱阻主要決定了其保溫性能，而屋面和門窗則是建筑物內(nèi)熱量傳遞的主要部位。因此，根據(jù)建筑物周圍環(huán)境采用不同隔熱方式對降低能耗有重要作用。

3.3 應用被動式太陽能技術

被動式太陽能是利用建筑自身的一種方式，通常通過改善建筑周圍環(huán)境來提高其保溫性能，從而達到節(jié)約能源的目的。被動式太陽能技術與被動式設計原理相結合，通過利用建筑的“墻”來吸收太陽輻射，吸收太陽能后轉化為熱能，再通過熱泵或其他方式將熱能傳遞給室內(nèi)的設備和空間。它具有不需額外投資、能耗低、對環(huán)境友好、無二次污染等優(yōu)點。

被動式太陽能技術包括：利用建筑周邊環(huán)境吸收太陽輻射，在建筑外圍護結構中設置高效的傳熱體以減少能量損失；利用建筑本身的墻體和屋面反射太陽輻射，減少其直接作用于室內(nèi)的能量；利用屋頂綠化或陽臺綠化吸收輻射，減少建筑周圍環(huán)境對太陽能的吸收。

3.4 應用門窗綠色節(jié)能施工技術

門窗的節(jié)能問題主要是解決窗戶的熱工性能和氣密性問題，對墻體的保溫性能有一定要求。在我國北方地區(qū)，由于冬季氣溫低，門窗節(jié)能是一項很重要的工作。一般情況下，門窗玻璃的傳熱系數(shù)較大，所以在窗戶的節(jié)能技術措施中要注意采用節(jié)能型玻璃和中空玻璃。窗戶的氣密性主要取決于窗框與窗扇之間密封的狀況。在門窗安裝過程中要注意窗框與墻體之間、窗扇與窗扇之間的密封狀況，如果門窗安裝不當，會使室內(nèi)熱量大量流失，降低室內(nèi)溫度。

3.5 建筑結構和圍護結構節(jié)能

綠色建筑在結構和圍護結構的節(jié)能方面，采用的技術如下。

（1）對不同的建筑物采用不同的節(jié)能技術，例如，對于普通住宅，使用保溫隔熱性能好的墻體和屋頂，可以有效降低建筑的能耗；對于北方地區(qū)的建筑，使用保溫隔熱性能好的門窗可以降低建筑物的能耗。

（2）對不同地區(qū)進行建筑結構和圍護結構節(jié)能設計，以提高建筑物的保溫隔熱性能。例如，在我國南方地區(qū)，由于氣候溫暖潮濕，夏季溫度高、濕度大，因此，應根據(jù)當?shù)貧夂驐l件采用隔熱性能較好的屋面和墻體材料。

（3）提高圍護結構自身的保溫隔熱性能。在外墻結構中使用新型材料，如高保溫、高氣密性的混凝土墻板和混凝土空心板，以提高墻體的保溫隔熱性能。

3.6 節(jié)水與水資源循環(huán)的利用

（1）節(jié)水系統(tǒng)。主要是指通過設計和使用節(jié)水設備與器具，盡可能減少用水量。我國水資源總量雖豐富，但人均占有量較低，且地區(qū)間差異較大。因此，要發(fā)展節(jié)約用水的新技術與新工藝，提高水資源的利用率，盡可能減少水資源的浪費。

（2）建筑給水系統(tǒng)節(jié)水。①在滿足熱、冷、水量和水質等使用要求的前提下，盡量采用單管供冷、供熱系統(tǒng)。②加強生活飲用水處理，減少生活飲用水的污染。③采用合理的給水管道和配件及其他用水器具的性能，減少水在輸送和使用過程中的損失。④充分利用市政供水管網(wǎng)壓力來滿足生活用水要求，并通過計量方式來提高水的利用率。⑤利用中水代替生活用水。

3.7 優(yōu)化屋面節(jié)能技術

屋面節(jié)能設計是建筑節(jié)能的一個重要環(huán)節(jié)。由于屋面面積占建筑總面積的80%以上，而且其隔熱性能對整個建筑的熱損失起著重要作用，因此屋面節(jié)能設計顯得尤為重要。而節(jié)能設計的關鍵在于保溫隔熱材料的選擇和屋面結構構造。常用的保溫隔熱材料包括：①聚苯乙烯泡沫板。②聚氨酯泡沫塑料。③EPS 泡沫塑料板。④膨脹珍珠巖、膨脹蛭石。⑤硬質聚氨酯泡沫塑料等。同時，為防止?jié)B漏，可在保溫隔熱材料上設置防水層。

4 結語

綜上所述，綠色建筑節(jié)能降耗是指在建筑物的規(guī)劃、設計、建造和使用的整個過程中，通過技術措施和管理措施，最大限度地節(jié)約能源，并減少對環(huán)境的影響。由于建筑業(yè)是能源消耗和環(huán)境污染最為嚴重的行業(yè)之一，因此，在建筑行業(yè)中推行綠色建筑與節(jié)能降耗理念，能有效促進我國建筑行業(yè)的現(xiàn)代化發(fā)展，也符合我國生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的理念。