浅谈节能技术在房屋建筑中的应用

陈国平

（三门县建筑工程管理处，浙江，台州，317100）

浅谈节能技术在房屋建筑中的应用

陈国平

（三门县建筑工程管理处，浙江，台州，317100）

节能化建筑是建筑业发展的必然趋势，同时也是建筑科学技术发展的新方向，节能技术在房屋建筑方面的应用也越来越广泛。本文首先介绍了我国能源发展现状以及房屋建筑应用节能技术的重要意义，在此基础上，对当前节能技术应用较好的方面，如建筑节能设计、门窗节能、屋面节能等进行了较为详细的探讨。

节能技术；房屋建筑；设计；应用

引言

随着全球变暖、自然环境的不断恶化以及能源与资源的日益匮乏，环境保护与建筑节能越来越得到政府部门和普通民众的关注，而建筑业作为能源消耗“大户”，更是要肩负起节能减排的重担，因此研究节能技术在房屋建筑的应用具有重要的现实意义和良好的经济、社会效益。

建筑节能是一个涉及多专业，学科跨度大、专项性与综合性兼备的系统工程，当前节能技术主要应用在房屋建筑的两个方面：一是建筑围护结构节能，如门窗、墙体、屋面等；二是建筑内部采暖系统、通风、配电系统以及监测与安全系统等机电设备的节能。门窗、墙体及屋顶这三部分围护结构的节能技术成为各国建筑界关注的重点。因此本文从门窗、墙体及屋顶这三部分围护结构的节能技术做简单的探讨。

一、建筑节能设计的重要性

建筑节能设计是全面的建筑节能中一个很重要的环节，有利于从源头上杜绝能源的浪费。

建筑整体及外部环境设计是在分析建筑周围气候环境条件的基础上，通过选址、规划、外部环境和体型朝向等设计，使建筑获得一个良好的外部微气候环境，达到节能的目的。

1、合理选址

建筑选址主要是根据当地的气候、土质、水质、地形及周围环境条件等因素的综合状况来确定。建筑设计中，既要使建筑在其整个生命周期中保持适宜的微气候环境，为建筑节能创造条件，同时又要不破坏整体生态环境的平衡。

2、合理的规划和体型设计

合理的建筑规划和体型设计能有效地适应恶劣的微气候环境。它包括对建筑整体体量、建筑体型及建筑形体组合、建筑日照及朝向等方面的确定。像蒙古包的圆形平面，圆锥形屋顶能有效地适应草原的恶劣气候，起到减少建筑的散热面积、抵抗风沙的效果；对于沿海湿热地区，引入自然通风对节能非常重要，在规划布局上，可以通过建筑的向阳面和背阴面形成不同的气压，即使在无风时也能形成通风,在建筑体型设计上形成风洞，使自然风在其中回旋，得到良好的通风效果，从而达到节能的目的。日照及朝向选择的原则是冬季能获得足够的日照并避开主导风向，夏季能利用自然通风并尽量减少太阳辐射。然而建筑的朝向、方位以及建筑总平面的设计应考虑多方面的因素,建筑受到社会历史文化、地形、城市规划、道路、环境等条件的制约,要想使建筑物的朝向同时满足夏季防热和冬季保温通常是困难的，因此，只能权衡各个因素之间的得失，找到一个平衡点,选择出适合这一地区气候环境的最佳朝向和较好朝向。

二、我国能源发展现状以及房屋建筑应用节能技术的重要意义

1、我国能源发展现状

总体而言，我国的能源储备是比较丰富的，居世界第三位，但由于我国人口众多，人均能源占有量却非常低，在全球排名中位列 41，属于人均占有资源十分贫瘠的国家。尤其是近年来，我国国民经济的不断发展以及人民生活水平的不断提高，对能源的需要也与日俱增，但煤矿、石油以及天然气等资源由于不断的开采，储存量日益枯竭，供求之间的矛盾日益凸显。总体而言当前我国能源主要存在着四个问题：⑴资源的人均占有量非常低；⑵能源结构方面过于依赖煤炭，我国平均每年消耗煤炭高达 12亿吨；⑶能源和矿产资源分布不均衡，以水资源利用为例，我国西南部地区水资源丰富，可以用来进行水利发电，而东部经济发达地区较少，但西南部地区经济欠发达，存在一定的过剩，而东部经济发达地区常常面临限电等困境；⑷我国能源的利用率较低，由于技术水平落后于发达国家，我国能源终端的利用率大约只有1/3，远落后于发达国家。

2、房屋建筑应用节能技术的重要意义

从2.1我们可以知道，当前我国的能源发展国情是能源消耗量大，利用率十分偏低，部分地区还存在着能源短缺的情况，而且随着城市化进程的不断深化，这一情况还将继续存在。

据相关的统计，建筑能耗占到全社会能源消耗总量的 33%，此外，建筑材料生产消耗的能源占 13%左右，两者相加，建筑业的能耗约占全国能源总消耗量的 45%，远远高于发达国家的消耗水平。在当前房地产市场异常火爆的情况下，全国各地都在新建楼房，建筑面积每年以20亿m2的速度急剧增加，而这些房屋建筑大部分仍然未采用有效的节能技术。因此，建筑能耗在全国能源总消耗量的份额将越来越大，成为我国国民经济发展的负担，严重影响环境保护以及节能减排目标的顺利实现。

2001年的时候，建设部对我国的能源用户能源消费支出进行了调查，调查结果显示消费支出约为1.25亿元，占2001年的GDP总量的13%，与国外发达国家进行横向比较，美国为7%，几乎只有我们的一半。此外，单位产品能耗水平较高也是我国长期存在的问题，建筑能耗方面，我国的建筑能耗已经从上世纪70年代末的10%左右上升到近年来的33%，而且从目前的情况来看，未来比例还会有一定的上升。综上所述，建筑节能是社会长期可持续发展的基本条件和必然趋势，只有对节能技术的全面推行，才能从根本上实现对资源和能源的节约和合理利用，较大地缓解当前能源供应与社会经济发展以及人们生活需求之间的矛盾，更好地推动绿色经济的发展，从而实现社会经济的长期健康发展，保障我国的能源安全。

三、房屋建筑节能技术

1、建筑节能设计

为了突出建筑的与众不同，建筑师往往将建筑的外形设计成形状较为独特的不规则体，这样会使建筑物的表面积增大，相同门窗面积率的情况下，门窗面积也有一定的增加。夏天太阳辐射比较大，而建筑师设计时很少考虑到建筑能耗等方面的问题，建筑物往往缺乏有效的应对和利用措施，需要更多的能源实现建筑物内部的制冷，从而导致能耗增加。而冬天由于门窗面积的增大，室内热量容易散失，那么采暖系统也需要更多的能源保持温度。以上只是建筑设计的众多问题之一。因此，节能从建筑设计时就要开始，对工程项目所在的地形、当地的环境条件以及气候资料等进行全盘考虑，综合设计，这也是节能技术在房屋建筑应用的根本前提。

2、门窗节能

建筑的外围护结构主要包括墙体、屋面以及门窗，在保温隔热能力方面，门窗远不及墙体与屋面。此外，门窗还是热量散失以及冷风渗入的主要通道，据有关研究数据显示，一般居住建筑物通过门窗散失的热量约占整个建筑物热量散失的 35%。所以，提高门窗的隔热保温能力，可以有效节约能源以及提高居住舒适度。当前门窗节能主要有三个途径：一是减少热量渗透；二是降低热量传递；三是减少太阳能热量辐射。以下就从这三个方面做简单介绍。

减少热量渗透就是指减少室内热（冷）气流与室外冷（热）气流的直接能量交换而使空调等设备负荷增加，通常采用的技术措施是提高门窗的气密性；降低热量传递是指尽量降低由于室内外温差而导致的热量传递，通常采用的技术措施是选用节能型门窗。以窗户为例，一般的窗户由玻璃、窗框以及扇型材构成，而节能型窗户采用的是中空玻璃、断热铝型框等材料，使得室内外温度隔绝而降低能量的传递；减少太阳能热量辐射通常采用的技术措施是选用遮阳系数较低的玻璃，如LOW-E单银玻璃、LOW-E双银玻璃等。

当前门窗的节能已经有了长足的发展，当前房屋建筑已经普遍采用了双层外围护式结构节能技术，尤其是双层玻璃的应用非常广泛，高档办公建筑中已经基本都采用了该项技术。

3、屋面节能

虽然隔热保温性能要优于门窗，但屋面由于接触的是上升热压气流，因此热量散失也较大。由于屋面保温较差，经常出现房屋顶层房间冬季非常寒冷，而夏天太阳能辐射较为强烈，屋顶表面吸收了大量辐射热后，通过热传递而导致顶层房间过热，严重影响居住的舒适度，因此在进行房屋设计时要选择合适的屋面构造。

不同的屋面构造其对应的节能技术措施各不相同。如可以在坡屋面的顺坡方向铺设保温隔热材料，并利用阁楼通风散热效果较好的特点，采用综合节能措施，就可以达到相关规范的节能标准。此外，对房屋建筑实行屋面绿化，也可以取得良好的节能效果，一方面可以较大幅度地减少建筑能耗，另一方面还可以减少温室气体的排放，同时实现节能减排的作用。据相关的研究数据显示，夏季进行了屋面绿化后的屋面要比普通隔热屋面的表面温度平均低7.1℃，而且绿化后的屋面还能够有效降低建筑物周围的环境温度，降温效果十分显著。而且绿化后的屋面可以种植一些新鲜的蔬菜，还能有一定的经济效益。

4、新能源技术

当前新能源技术的发展速度非常快，应用较为广泛的有太阳能、风能、沼气以及垃圾发电等，我国在应用太阳能方面取得了非常突出的成就，太阳能在全国各地都得到了广泛的应用，最为常见的就是太阳能电热水器。尤其是在村镇地区，建筑密度较低、建筑层数少，可以得到较多的太阳辐射，太阳能热水器的作用可以得到充分的发挥。

总之，建筑的主要围护结构，既要满足建筑功能又要兼顾建筑美学要求，还要综合考虑建造成本和使用过程的能耗等因素。唯如此，门窗、墙体及屋顶，才能发挥建筑节能的主体作用。

四、结语

近年来，加强环境保护，实现经济的可持续发展越来越得到大家的认可，而能源作为一个重要因素，决定着未来我国经济发展的走向。此外，能源具有两面性，一方面它是社会经济发展和日常生活不可或缺的要素，但同时若不进行合理使用，它也会引发全球变暖、空气污染等一系列环境问题。因此，如何实现在满足不断增长的能源需求的同时，又尽量减少对环境的污染，成为当今全球各个国家都面临的问题，但毋庸置疑的是，建筑节能必然是其中一个非常重要的方面。

节能化建筑是建筑业发展的必然趋势，同时也是建筑科学技术发展的新的方向。当前节能技术应用还不是非常广泛，一些技术的节能效果也较为一般、经济效果较差等问题。此外，建筑节能方面的法律法规还不是很完善。总之，节能技术在房屋建筑的应用还只是刚刚起步，要得到长远的发展需要相关各方的不懈努力，需要更多的专家、学者以及技术人员不断投身到这一领域，不断创新，推动我国建筑节能水平迈入新的台阶。

[1] 中国建筑科学研究院.GB50411-2007建筑节能工程施工质量验收规范[S].中国建筑工业出版社, 2007.

[2] JCJ144-2004,外墙外保温工程技术规程[S].中国建筑工业出版社,2005.

[3] 武涌,刘长滨.中国建筑节能经济激励政策研究[M].北京:中国建筑工业出版社, 2007.

[4] 王宗昌.建筑施工细部操作质量控制[M].北京:中国建筑工业出版社,2007.

[5] 张琦,徐建.应用成熟的施工技术引领建筑节能,中华建筑报,2006-12-12.

[6] 罗忆,刘忠伟.建筑节能技术与应用[M].北京:化学工业出版社,2007.

[7] 佟万泉.浅谈节能建筑的设计[J].科技创新导报,2007,(34).

[8] 宋秋芝,刘志海.我国玻璃幕墙发展现状及趋势[J].玻璃,2009,(2).

TU359

1674-3954（2011）03-0312-02