浅谈建筑节能技术

李会军 李歌 河南省漯河市医学高等专科学校

浅谈建筑节能技术

李会军 李歌 河南省漯河市医学高等专科学校

1.我国建筑节能现状

节能是我国的国策，建筑节能是节能中的重中之重，应该列为我国建设工作中的重要位置。建筑能耗在我国整个能耗中的地位也越来越重要。1996年中国建筑年消耗3.3亿吨标准煤，占能源消耗总量的24%，到2001年已达到3.76亿吨，占总量消耗的27.6%，年增长比例千分之五；随着建筑业的高速发展和人民生活质量的改善，建筑能耗占全社会总能耗的比例还会继续增长。据有关数据显示，我国当前的房屋建设规模堪称世界第一。目前全国房屋数量有400亿平方米左右，房屋建筑规模看来已超过所有发达国家，仅去年一年房屋竣工面积是19.7亿平方米，这几年差不多都是接近这个数字。而据预测，到2010年，我国房屋总建筑面积将达到519亿平方米，其中城市171亿平方米。然而，截止到去年，我国节能建筑的总面积还只有2.3亿平方米，在每年近20亿平方米的竣工面积当中，只有五六千万平方米是节能建筑，只占3%左右，也就是说有97%属于高耗能建筑。

2004年11月25日，经国务院同意，国家发展和改革委员会发布了我国第一个《节能中长期专项规划》。规定中指出，“十一五”期间，中国新建建筑要严格实施节能50%的设计标准。其中，北京、天津等少数大城市率先实施节能65%的标准。发改委环境和资源综合利用司司长赵家荣当日在新闻发布会上说，我国将全面展开供热体制改革，在各大中城市普遍推行居住及公共建筑集中采暖按热表计量收费，在小城市试点。鼓励采用蓄冷、蓄热空调、节能门窗，加快太阳能、地热等可再生能源在建筑物的利用。虽然我国已经陆续颁布了全国各气候区建筑节能50%的设计标准，但全国城市每年新增建筑中达到节能建筑设计标准的不到5%。我国目前单位建筑面积采暖能耗相当于气候条件相近的发达国家的2～3倍。赵家荣说，由于集中供热比分散小锅炉供热效率提高50%，到2010年，中国城市集中供暖普及率争取由2002年的27%提高到40%。

2.建筑节能技术

建筑能耗即建筑使用能耗，包括采暖、空调、热水供应、炊事、家用电器等方面的能耗。其中，以建筑采暖和空调能耗为主，占建筑总能耗的50%～70%。所以，随着人们生活水平的不断提高、城镇化进程的加快以及住房体制改革的深化，我国的建筑能耗必将进一步增加。建筑能耗在我国增长空间很大，是我国今后能源消耗的一个主要增长点。随着我国经济的不断增长，人们对建筑室内环境舒适程度要求的不断提高，我国建筑节能究竟如何办呢？但建筑节能不能以牺牲人的舒适和健康为代价，否则节能便失去了意义。所谓的建筑节能是指在建筑中提高能源利用效率，用有限的资源和最小的能源消费代价取得最大的经济和社会效应。因此，建筑节能是贯彻可持续发展战略、实现国家节能规划目标、减排温室气体的重要措施，符合全球发展趋势。其解决途径只有两种：一方面通过开发利用可再生能源及节能建材等途径降低建筑能耗的需求；另一方面要提高能耗系统的效率，从而降低终端能源使用量。

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。我市就有一个小区采用地温采暖、制冷，效果还比较好。

目前我国的建筑节能主要是围护结构的保温隔热，所以我只介绍一下围护结构的保温隔热技术。建筑物围护结构的能量损失主要来自三部分：①外墙；②门窗；③屋顶。这三部分的节能技术是各国建筑界都非常关注的。主要发展方向是，开发高效、经济的保温、隔热材料和切实可行的构造技术，以提高围护结构的保温、隔热性能和密闭性能。

2.1 外墙节能技术（外墙保温技术）

20世纪90年代初，外墙保温技术开始在我国推广使用并表现出良好的保温和节能效果。其主要方法是在建筑物基层墙体的外侧设置保温层（一般为厚度60mm的聚苯泡沫板）,在保温层外面做装饰层。基层墙体和聚苯板之间用专用黏结剂连接，聚苯板用尼龙锚栓固定，然后在保温层外抹聚合物水泥砂浆保护层，并压入耐碱涂塑玻纤网格布，最外层用抗裂腻子和涂料找平和装饰。

根据对外墙保温技术实际使用效果进行测试，发现该技术具有如下优点：

（1）节能效果明显。由于保温层的敷设具有连续性，可以避免传统墙体结构所产生的热桥现象，而且聚苯板的导热系数较小，只有0.041W/(m.k)，能够有效地减少室内的热损失和冷损失。采取该保温措施后，在冬季比较寒冷的东北地区，居住建筑的节能效果可以达到50%，在北京地区则能达到65%［3,4］；

（2）可以减薄墙体厚度和减轻墙体的重量，从而增大房屋的使用面积。采用外墙保温技术后，在满足节能要求的前提下，可以使普通砖墙的厚度从490mm减薄为320mm，从而增加使用面积2%～4%，同时也节约了土地等资源的消耗；

（3）能够增加室内环境的舒适度，并能延长建筑物的使用寿命。由于采取了外保温技术，使得墙体的蓄热功能增大，当室外温度发生变化时，复合墙体的蓄热可以缓冲室内温度的变化，使人感到相对舒适；而且由于基层墙体的温度变化变得比较平缓，产生的热应力也大大减少，使得基层墙体产生裂缝和变形的可能性降低，因此能够延长建筑物的使用寿命；

（4）施工工艺简单，使用范围广泛。该技术既适用于多层建筑，又适用于高层建筑；既能满足新建筑物的节能要求，也能满足旧建筑的墙体改造；通过采取一定的技术措施和工艺，还能满足建筑立面设计的装饰要求。

2.2 门窗节能技术

门窗具有采光、通风和围护的作用，还在建筑艺术处理上起着很重要的作用。然而门窗又是最容易造成能量损失的部分。为了增大采光通风面积或表现现代建筑的性格特征，建筑物的门窗面积越来越大，更有全玻璃的幕墙建筑。这就对外维护结构的节能提出了更高的要求。目前，对门窗的节能处理主要是改善材料的保温隔热性能和提高门窗的密闭性能。从门窗材料来看，近些年出现了铝合金断热型材、铝木复合型材、钢塑整体挤出型材、塑木复合型材以及UPVC塑料型材等一些技术含量较高的节能产品。其中使用较广的是UPVC塑料型材，它所使用的原料是高分子材料——硬质聚氯乙烯。它不仅生产过程中能耗少、无污染，而且材料导热系数小，多腔体结构密封性好，因而保温隔热性能好。UPVC塑料门窗在欧洲各国已经采用多年，在德国塑料门窗已经占了50%。我国20世纪90年代以后塑料门窗用量不断增大，正逐渐取代钢、铝合金等能耗大的材料。为了解决大面积玻璃造成能量损失过大的问题，人们运用了高新技术，将普通玻璃加工成中空玻璃、镀膜玻璃（包括反射玻璃、吸热玻璃）、高强度LOW2E防火玻璃（高强度低辐射镀膜防火玻璃）、采用磁控真空溅射方法镀制含金属银层的玻璃以及最特别的智能玻璃。智能玻璃能感知外界光的变化并做出反应，它有两类，一类是光致变色玻璃，在光照射时，玻璃会感光变暗，光线不易透过；停止光照射时，玻璃复明，光线可以透过。在太阳光强烈时，可以阻隔太阳辐射热；天阴时，玻璃变亮，太阳光又能进入室内。另一类是电致变色玻璃，在两片玻璃上镀有导电膜及变色物质，通过调节电压，促使变色物质变色，调整射入的太阳光（但因其生产成本高，现在还不能实际使用），这些玻璃都有很好的节能效果。

2.3 屋顶节能技术

屋顶的保温、隔热是围护结构节能的重点之一。在寒冷的地区屋顶设保温层，以阻止室内热量散失；在炎热的地区屋顶设置隔热降温层以阻止太阳的辐射热传至室内；而在冬冷夏热地区（黄河至长江流域），建筑节能则要冬、夏兼顾。保温常用的技术措施是在屋顶防水层下设置导热系数小的轻质材料用作保温，如膨胀珍珠岩、玻璃棉等（此为正铺法）；也可在屋面防水层以上设置聚苯乙烯泡沫（此为倒铺法）。在英国有另外一种保温层做法是，采用回收废纸制成纸纤维，这种纸纤维生产能耗极小，保温性能优良，纸纤维经过绷砂阻燃处理，也能防火。施工时，先将屋顶的钉层夹层，再将纸纤维喷吹入内，形成保温层。屋顶隔热降温的方法有:架空通风、屋顶蓄水或定时喷水、屋顶绿化等。以上做法都能不同程度地满足屋顶节能的要求，但目前最受推崇的是利用智能技术、生态技术来实现建筑节能的愿望，如太阳能集热屋顶和可控制的通风屋顶等。

3.结论

目前，我国建筑用能浪费极其严重，而且建筑能耗增长的速度远远超过我国能源生产可能增长的速度，如果听任这种高耗能建筑持续发展下去，国家的能源生产势必难以长期支撑此种浪费型需要，从而被迫组织大规模的旧房节能改造，这将要耗费更多的人力物力。在建筑中积极提高能源使用效率，就能够大大缓解国家能源紧缺状况，促进我国国民经济建设的发展。

10.3969/j.issn.1001-8972.2010.13.032