建筑节能的方向与技术措施

周　奋

摘 要：21世纪建筑节能技术已经成为住宅发展的必然趋势和城市建筑水平的标志。当我们回顾2004年中国的能源问题时，电荒、油荒、煤荒……各种能源短缺的现实警示着我们，长期以来以煤炭、石油为主的能源消费体系亟需改变，通过大力发展可再生能源和新能源，替代煤炭，弥补石油、天然气的资源短缺，构建可持续发展的能源消费体系，将是我国长期能源发展战略和近期能源结构调整的重要选择。建筑节能是一门综合性学科，它涉及到建筑、施工、采暖、通风、空调、照明、电器、建材、热工、能源、环境、检测、计算机应用等许多专业内容，是在许多学科边缘的交叉和结合后形成的，因此建筑节能技术也是一门综合性的技术，包含了多个领域。

关键字：能源；建筑节能；国外；国内；节能技术；新能源

1 国内建筑节能现状

我国建筑能耗高于发达国家，主要表现在建筑物保温与供热系统状况差，如我国供热系统的综合效率仅为35％到55％，远低于先进国家80％左右的水平。建筑节能由于直接关系到国家资源战略和可持续发展战略的实施，随着我国城市化进程不断推进，城镇建设将保持高速发展，人民生活水平不断提高，根据发达国家经验，建筑能耗在未来商品总能耗中所占比例将上升到35％左右，也就是说，建筑消耗了三分之一多的能源，对我们国家来说，这个比例恐怕还要高。江苏省徐州煤矿每年产煤量在1300-1500万吨，折成标煤1000多万吨，单从2002年全省城镇新建住宅2500万平方米来测算，如果全部执行节能设计标准，每年可以节能6.6亿千瓦时，相当于节约近27万吨标煤，至2009年，仅住宅建筑节能所节约的能耗就相当于徐州煤矿当年的产煤量，这个数字是相当惊人的，也是鼓舞人心的；同时还可以减少大量的二氧化碳、粉尘等污染排放，其经济效益、环境效益、社会效益都十分显著。由此可见，建筑节能的意义十分重大。

2 建筑节能技术

建筑节能包含两部分内容，一部分是加强围护结构的保温隔热能力，另一部分就是从供暖、供冷的热源、输送渠道及实现方式来节约能源。一般的房子里，30％的热量从窗户跑掉了。如果选用双层玻璃，中间再充上惰性气体，就可在一定程度上阻断热量散发。35％热量从墙体散发，如采用隔热材料，增加保温层，节能效果就很明显。智能化建筑首先要达到节能的标准和良好的居住舒适度，其次才是家具的智能化和安全保卫的智能化。实际上，智能化建筑不一定就是豪华的，但它必须是低能耗的。美国有些智能化建筑造价比普通建筑还低15％，因为它们追求合理的结构，讲究实用功能和外观的简洁，利用了可回收材料，而不追求豪华装饰。 还可以充分利用地热泵技术，如冰岛等国家，建筑房子时先在地上打两个洞，通过电泵将地下水循环起来，为整座房子供热。惟一耗能的就是电泵。而在丹麦等国，由于地处海边，太阳能和风能的利用条件得天独厚，使用热泵技术时结合风能与太阳能，用风能与太阳能来带动电泵就可以做到“零能耗”。

新能源的利用是节约建筑使用能耗非常有效地办法，新能源通常指非常规、可再生能源，包括有太阳能、地热能、风能等等。新能源技术用于建筑节能通常有以下几个方面：

2.1 太阳能致冷

利用太阳能制冷空调有两种方法，一是先实现光一电转换，再以电力推动常规的压缩式制冷机制冷；二是进行光一热转换，以热能制冷。前者系统比较简单，但其造价约为后者的3-4倍，因此国内外的太阳能空调系统至今以第二种为主。太阳能致冷的方法有多种，如压缩式致冷、蒸汽喷射式致冷、吸收式致冷等。压缩式致冷要求集热温度高，除采用真空管集热器或聚焦型集热器外，一般太阳能集热方式不易实现，所以造价较高；蒸汽喷射式致冷不仅要求集热温度高，一般说其致冷效率也很低，约为0.2～0.3左右的热利用效率；吸收式致冷系统所需集热温度较低，大约70～90℃即可，使用平板式集热器也可满足其要求，而且热利用较好，制作容易，致冷效率可达0.6～0.7，所以一般采用也多，但设备庞大，影响推广。

2.2 太阳热水器

太阳热水器是太阳能热利用中具有代表性的一种装置，它的用途广泛，形式多样。人们最常见的一种太阳热水器是架在屋顶的平板热水器，常常是供洗澡用的。其实，在工业生产中以及采暖、于燥、养殖、游泳等许多方面也需要热水，都可利用太阳能。太阳热水器按结构分类有闷晒式、管板式、聚光式、真空管式、热管式等几种。

2.3 太阳房

太阳房是利用太阳能采暖和降温的房子。人们的生活能耗中，用于采暖和降温的能源占有相当大的比重。特别对于气候寒冷或炎热的地区，采暖和降温的能耗就更大。太阳房既可采暖，也能降温，最简便的一种太阳房叫被动式太阳房，建造容易，不需要安装特殊的动力设备。比较复杂一点，使用方便舒适的另一种太阳房叫主动式太阳房。更为讲究高级的一种太阳房，则为空调致冷式太阳房。

2.4 太阳能热发电

太阳能热发电是太阳能利用中的重要项目。太阳热发电是利用集热器把太阳辐射能转变成热能，然后通过汽轮机、发电机来发电。根据集热的温度不同，太阳热发电可分为高温热发电和低温热发电两大类。按太阳能采集方式划分，太阳能热发电站主要有塔式、槽式和盘式三类。

2.5 地热发电

地热发电是地热利用的最重要方式。高温地热流体应首先应用于发电。地热发电和火力发电的原理是一样的，都是利用蒸汽的热能在汽轮机中转变为机械能，然后带动发电机发电。所不同的是，地热发电不象火力发电那样要备有庞大的锅炉，也不需要消耗燃料，它所用的能源就是地热能。地热发电的过程，就是把地下热能首先转变为机械能，然后再把机械能转变为电能的过程。要利用地下热能，首先需要有“载热体”把地下的热能带到地面上来。目前能够被地热电站利用的载热体，主要是地下的天然蒸汽和热水。按照载热体类型、温度、压力和其它特性的不同，可把地热发电的方式划分为蒸汽型地热发电和热水型地热发电两大类。

2.6 地热供暖

将地热能直接用于采暖、供热和供热水是仅次于地热发电的地热利用方式。因为这种利用方式简单、经济性好，倍受各国重视，特别是位于高寒地区的西方国家，其中冰岛开发利用得最好。该国早在1928年就在首都雷克雅未克建成了世界上第一个地热供热系统，现今这一供热系统已发展得非常完善，每小时可从地下抽取7740t80℃的热水，供全市11万居民使用。由于没有高耸的烟囱，冰岛首都已被誉为“世界上最清洁无烟的城市”。此外利用地热给工厂供热，如用作干燥谷物和食品的热源， 用作硅藻土生产、木材、造纸、制革、纺织、酿酒、制糖等生产过程的热源也是大有前途的。目前世界上最大两家地热应用工厂就是冰岛的硅藻土厂和新西兰的纸桨加工厂。我国利用地热供暖和供热水发展也非常迅速，在京津地区已成为地热利用中最普遍的方式。

2.7 风力致热

“风力致热”是将风能转换成热能。目前有三种转换方法。一是 风力机发电，再将电能通过电阻丝发热，变成热能。虽然电能转 换成热能的效率是 100％，但风能转换成电能的效率却很低，因此从能量利用的角度看，这种方法是不可取的。二是由风力机将风能转换成空气压缩能，再转换成热能，即由风力机带动一离心压缩机，对空气进行绝热压缩而放出热能。三是将风力机直接转换成热能。显然第三种方法致热效率最高。 风力机直接转换热能也有多种方法。最简单的是搅拌液体致热，即风力机带动搅拌器转动，从而使液体（水或油）变热。“液体挤压致热”是用风力机带动液压泵，使液体加压后再从狭小的阻尼小孔中高速喷出而使工作液体加热。此外还有固体摩擦致热和涡电流致热等方法。

3 结语

建筑节能并非房地产一个行业的问题，目前国内乃至全球正在面临的能源危机是关系整个人类社会生存发展的大计。