浅谈建筑节能与环保

白 健

0 引言

随着我国经济快速增长，各项建设取得巨大成就的同时，我国也付出了巨大的资源和环境被破坏的代价，经济发展与资源环境被破坏的矛盾日趋尖锐，群众对环境污染问题反应强烈，能源的短缺已不容忽视，节约能源与环境保护已受到世界性的普遍关注，在我国亦不例外。目前，全世界有近30%的能源消耗在建筑物上，长此以往，将严重影响世界经济的可持续发展。因此，我们必须从可持续发展的战略出发，使建筑尽可能少地消耗不可再生资源，降低对外界环境的污染及破坏，并为使用者提供健康、舒适与自然和谐的工作及生活空间。

1 生态建筑材料的使用

生态建筑材料的科学和权威的定义目前仍在研究确定阶段。生态建筑材料的概念来自于生态环境材料。生态环境材料的定义也仍在研究确定之中。其主要特征:首先是节约资源和能源;其次是减少环境污染，避免温室效应与臭氧层的破坏;第三是容易回收和循环利用。按其含义生态建筑材料应指在材料的生产、使用、废弃和再生循环过程中以与生态环境相协调，满足最少资源和能源消耗，最小或无环境污染，最佳使用性能，最高循环再利用率要求设计生产的建筑材料。

目前在社会上出现的新型建筑材料有加气混凝土砌块、陶粒砌块、小型混凝土空心砌块、纤维石膏板、新型隔墙板等，这些新型建筑材料以煤灰、煤矸石、石粉等废料为主要原料，具有质轻、隔热、隔音等特点。有些材料甚至达到了防火的功能。使用新型建筑材料，可以有效减少环境污染，节省大量的生产成本，增加房屋使用面积等一系列优点，经过近20年的研制、开发和引进国外生产技术和设备，我国的建筑材料工业已经开始走上多品种发展的道路，初步形成了以块板为主的墙材体系，如混凝土空心砌块、纸面石膏板、纤维水泥夹心板等，但代表墙体材料现代水平的各种轻板、复合板所占比重仍很小，还不到整个墙体材料总量的1%，与工业发达国家相比，相对落后40年～50年。主要表现在:产品档次低、企业规模小、工艺装备落后、配套能力差。

我国的建筑材料工业应结合不同地区、不同建筑类型，以新型墙体材料为重点，瞄准有市场前景的新产品、新技术，在引进、消化、吸收国外先进技术装备的基础上，研究开发适合我国国情的新工艺、新技术和新装备。将重点围绕尽可能少用天然资源，降低能耗并大量使用废弃物作原料;尽量采用不污染环境的生产技术;尽量做到产品不仅不损害人体健康，而且应有利于人体健康;加强多功能、社会效益好的产品开发。

2 可再生能源的利用

可再生能源是指原材料可以再生的能源，如水力发电、风力发电、太阳能、生物能(沼气)、潮汐能等，可再生能源不存在能源耗竭的可能，因此日益受到许多国家的重视，尤其是能源短缺的国家。

2010年3月25日上午10点一座完全依靠太阳作为能源，利用高科技自动调节控制而实现“零能耗”“恒温”“恒湿”的“未来小屋”——Sunflower在天津大学落成。

这套74 m2、一室一厅的小屋集合了建筑设计、建筑结构、太阳能光热、光电技术研究、太阳能的高效综合利用、太阳能建筑一体化、分布式能源系统、微电网技术、楼宇智能化控制、家用电器及设备综合节能、新型建筑材料等领域的最新科技成果:采用被动式建筑设计技术，并结合主动式太阳能利用技术，通过系统优化整合，达到主、被动技术的有机结合、建筑环境的智能化调节与控制，以实现太阳能的高效利用并最大限度地节约能源。小屋采用较好的建筑材料、家用电器及设备，通过对声、光、热等建筑物理环境的高效智能控制创造了舒适、健康的室内外环境。

小屋的设计者采用了“光伏发电技术”，通过 PV板(光伏电池板)产生直流电，储存在蓄电池中备用，或通过逆变器变为交流电用于小屋电力供给，剩余电量则送入电网，从而满足了小屋的全部供电需求;采用了天大自主研发的“辐射板技术”，将吸收太阳辐射而产生的热能作为热源为室内供暖，同时利用太空辐射制冷技术为室内供冷，结合水源热泵技术调节室内温、湿度，保证舒适的室内环境要求，利用了真空管高温集热技术来提供烹调用热。小屋通过太阳能供热的梯级利用满足建筑的不同用热需求，使屋内四季保持在恒温24℃±1℃，湿度40%～55%左右。此外，小屋还创新性地采用了“小型微电网的监控及能量管理技术”，构建了小型可靠的微电网系统和能量优化管理系统。通过能量控制优化管理，最大程度地利用太阳能，在保证可靠性前提下实现屋内能源的优化自给调控，保持室内环境的舒适。

以我国目前状况还不适宜大规模建造此类“零能耗”建筑，但可以在环境保护区，重点城市小规模建造以作为试点，并将其中适宜我国国情的节能技术逐步推广。建筑利用可再生能源的形式应该有选择，应鼓励低成本常规技术的节能建筑示例，其中低成本的被动手段应作为首选。应当鼓励低成本、高效的适宜技术。

我国在资源、能源、人口、经济发展水平、文化传统等方面有自己的特点，因此，推进建筑节能，不能盲目照搬国外的方法，要立足本国实际。一方面要借鉴其他国家先进的节能技术和经验，另一方面也要从我国实际情况出发，探索有中国特色、适应我国气候和文化特点的建筑节能途径。

3 新型结构形式的应用

以国外方面来说:20世纪90年代，美国的民用住宅采用钢结构的约为5%，目前已经超过35%。国内方面:现在我国的钢结构技术大多应用于高层公共建筑和商用建筑上，在住宅建筑应用不够广泛。

钢结构体系具有自重轻、安装容易、施工周期短、抗震性能好、投资回收快、环境污染少等综合优势，与钢筋混凝土结构相比，更具有在“高、大、轻”三个方面发展的独特优势。最近在我国建筑工程领域中已经出现了产品结构调整，长期以来混凝土和砌体结构一统天下的局面正在发生变化，钢结构以其自身的优越性引起业内关注，已经在工程中得到合理的、迅速的应用。

轻钢结构是近十年来发展最快的领域，在美国采用轻钢结构占非住宅建筑投资的50%以上。这种结构工业化、商品化程度高，施工快，综合效益高，市场需求量很大，已引起结构设计人员认识。轻钢住宅的研究开发已在各地试点，是轻钢发展的一个重要方向，目前已经有多种的低层、多层和高层的设计方案和实例。因其可做到大跨度、大空间，分隔使用灵活，而且施工速度快、抗震有利的特点，必将对我国传统的住宅结构模式产生较大冲击。

4 设计思路方面的节能

福冈市是仅次于东京、大阪和名古屋，居日本第4位的商业城市，多多良川、御笠川、那珂川、井川、室见川、瑞梅寺川等多条河流穿流其中，大部分河流的两侧并不是用石块砌成的直立河岸而是采用卵石堆成的较缓的坡度，据说是为了河岸的生物可以自由的饮水并完成需要在水中完成的生态过程，这也是对生态环境的一种保护，在这里卵石也成为了一种生态建材，有的时候对于环境的保护并不仅仅是新技术新材料的应用，而是转换一种思路。

被虫子蛀过的松木在我国一般只能作为废品处理，加拿大国家体育中心溜冰场却用它来做顶棚的装饰而且有着不错的装饰效果，在我国建筑中雨水一般通过雨水管直接流入下水管道，在国外很多建筑中却将雨水收集进行简单的处理之后用于卫生间的冲洗、绿化带的浇灌等用途。建筑顶部安装随风转动的五彩风帽，不需要消耗能源，即可形成室内外空气循环。通风系统所产生的风力虽然微小，但用风力发电机将其转化为电力后却可以用于卫生间的照明。

完整的节能设计不仅仅是设计思路本身，它需要选材、制造、运输、使用多个环节的相辅相成，在社会经济生活以及生产方式的节能链条尚未完善的时候，我们可以依靠可以掌控的行为来实践节能。

5 结语

只有将建筑、节能、环保有机的结合起来才能更好的实现我国可持续发展战略，使人们生活在一个健康和谐的环境中，作为一名建筑工作者应该从自身做起，全力倡导并推动节能、环保的新型建筑在我国的普及，以期达到建设理想的宜居环境，促进社会进步的目的。

[1] 赵玉清.可再生能源利用与建筑节能[M].北京:机械工业出版社，2004.

[2] 谢德强.绿色生态建筑[J].山西建筑，2008，34(23):50-51.

[3] 王晓微.绿色节能建筑发展前景探索[J].山西建筑，2009， 35(15):219-220.